JP2012008356A - 光学素子、画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイ - Google Patents

Abstract

【課題】ゴーストの発生を抑制することができ、全体としての小型化、軽量化を容易に図り得る画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、光源１１及び走査手段を備えており、走査手段は、（ａ）第１ミラー２０、（ｂ）第１光偏光手段３０、（ｃ）第２ミラー４０、及び、（ｄ）第２ミラー４０から出射された平行光が入射され、平行光を出射する第２光偏光手段５０を備えており、第２光偏向手段５０の内部には複数の半透過膜５１が設けられており、半透過膜５１の配列ピッチをＰ₂、第２光偏向手段５０の厚さをｔ₂、半透過膜５１の光出射面との成す角度をζ₂とし、ｋを０を越え、１未満の定数としたとき、光ビームの波長における半透過膜５１の光反射率Ｒ₂は、Ｒ₂≦ｋ×｛（Ｐ₂／ｔ₂）×ｔａｎ（ζ₂）｝^1/2を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光学素子、画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイに関する。

画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるための虚像表示装置（画像表示装置）が、例えば、特表２００５−５２１０９９や特開２００６−１６２７６７から周知である。

概念図を図１０に示すように、この画像表示装置２００は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた画像形成装置２０１、画像形成装置２０１の画素から出射された光を平行光とするコリメート光学系２０２、及び、コリメート光学系２０２にて平行光とされた光が入射され、導光され、出射される導光手段２０３を備えている。導光手段２０３は、入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板２０４、導光板２０４に入射された光が導光板２０４の内部で全反射されるように、導光板２０４に入射された光を反射させる第１偏向手段２０５（例えば、１層の光反射膜から成る）、及び、導光板２０４の内部を全反射により伝播した光を導光板２０４から出射させる第２偏向手段２０６（例えば、多層積層構造を有する光反射多層膜から成る）から構成されている。そして、このような画像表示装置２００によって、例えば、ＨＭＤ（Head Mounted Display）を構成すれば、装置の軽量化、小型化を図ることができる。

特表２００５−５２１０９９ 特開２００６−１６２７６７

ところで、従来の画像表示装置２００において、画像形成装置２０１は２次元マトリクス状に配列された複数の画素を備えた構造を有しており、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置から構成されている。従って、画像形成装置２０１の小型化を図ることが困難である。また、従来の画像表示装置２００にあっては、画像形成装置２０１及びコリメート光学系２０２が必要であるため、画像表示装置全体としての小型化、軽量化も困難である。

従って、本発明の目的は、画像表示装置全体としての小型化、軽量化を容易に図り得る画像表示装置、及び、係る画像表示装置を適用した頭部装着型ディスプレイを提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えており、
第２光偏向手段は、第４方向と平行に設けられた光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面を有し、
第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜が設けられている。

また、上記の目的を達成するための本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）は、
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えている。そして、この画像表示装置は、上記の本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る画像表示装置から構成されている。

そして、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにあっては、半透過膜の配列ピッチをＰ₂、第２光偏向手段の厚さをｔ₂、半透過膜の光出射面との成す角度をζ₂とし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光ビームの波長における半透過膜の光反射率Ｒ₂は、
Ｒ₂≦ｋ×｛（Ｐ₂／ｔ₂）×ｔａｎ（ζ₂）｝^1/2 （１）
を満足する。尚、光反射率は垂直入射光によって評価する。以下の説明においても同様とする。

また、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにあっては、各半透過膜において、光ビームの波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビームの波長における光反射率よりも低い。

上記の目的を達成するための本発明の第１の態様あるいは第２の態様に係る光学素子は、
一の方向と平行に設けられ、光源からの光が入射する光入射面、
一の方向と異なる方向に延びる軸線と平行に設けられた光出射面、及び、
光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面、
を有する光学素子であって、
複数の半透過膜が内部に設けられており、
複数の半透過膜は、軸線に沿って間隔をおいて互いに平行に配列され、且つ、それぞれの半透過膜は、軸線に対して傾斜して配置されており、
光入射面に入射した光源からの光は、半透過膜によって反射されて光出射面から出射され、外光入射面から入射した外光は、光出射面から出射される。

そして、本発明の第１の態様に係る光学素子にあっては、半透過膜の配列ピッチをＰ、光学素子の厚さをｔ、半透過膜の光出射面との成す角度をζとし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光源からの光の波長における半透過膜の光反射率Ｒは、
Ｒ≦ｋ×｛（Ｐ／ｔ）×ｔａｎ（ζ）｝^1/2 （２）
を満足する。

また、本発明の第２の態様に係る光学素子にあっては、各半透過膜において、光源からの光の波長以外の波長帯域における光反射率は、光源からの光の波長における光反射率よりも低い。

本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイは、第１ミラー、第１光偏向手段、第２ミラー、第２光偏向手段を備えており、光源から出射された光ビームを平行光にして出射する。従って、例えば液晶表示装置から構成された画像形成装置、それ自体が不要である。しかも、走査手段の内部で、例えば、２次元画像を、一旦、あたかも中間像として作成する必要が無い。即ち、結像光学系が不要である。それ故、光源や走査手段の小型化、更には、画像表示装置全体としての小型化、軽量化を図ることができる。本発明の第１の態様若しくは第２の態様に係る画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにあっては、光源から光ビームとして出射され、最終的に第２光偏向手段から出射された平行光は、観察者の眼球に入射し、眼球において瞳孔（通常、直径２乃至６ｍｍ程度）を通過し、網膜にて結像され、１つの画素として認識される。これは、第２光偏向手段から出射される光が平行光であるが故である。そして、このような操作を複数回、繰り返すことによって、２次元画像を認識することができる。

しかも、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、光ビームの波長における半透過膜の光反射率Ｒ₂は、
Ｒ₂≦ｋ×｛（Ｐ₂／ｔ₂）×ｔａｎ（ζ₂）｝^1/2 （１）
を満足する。また、本発明の第１の態様に係る光学素子にあっては、光源からの光の波長における半透過膜の光反射率Ｒは、
Ｒ≦ｋ×｛（Ｐ／ｔ）×ｔａｎ（ζ）｝^1/2 （２）
を満足する。従って、外光入射面から入射し、半透過膜に衝突して、半透過膜によって反射され、異なる半透過膜に衝突して、この異なる半透過膜によって反射される外光の光強度を低下させることができる結果、ゴーストの発生を抑制することができる。

また、本発明の第２の態様に係る画像表示装置、本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイ、あるいは、本発明の第２の態様に係る光学素子にあっては、各半透過膜において、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長における光反射率よりも低い。従って、外光入射面から入射し、半透過膜に衝突して、半透過膜によって反射され、更に、異なる半透過膜に衝突して、この異なる半透過膜によって反射されるときの外光の反射を低下させることができる結果、ゴーストの発生を抑制することができる。

図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例１の画像表示装置の概念図であり、図１の（Ｃ）は、入射角、出射角を説明するための概念図である。 図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の左下隅の画素が網膜上の右上に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。 図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の右下隅の画素が網膜上の左上に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。 図４の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の左上隅の画素が網膜上の右下に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。 図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、観察者が画像を眺めたときに、画像の右上隅の画素が網膜上の左下に結像するときの光ビーム、平行光の状態を模式的に示す図である。 図６は、実施例２の頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。 図７は、実施例２の頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。 図８は、実施例３における第２光偏向手段を構成する半透過膜の光反射率の波長依存性を示すグラフである。 図９は、実施例１の画像表示装置の変形例の概念図である。 図１０は、従来の画像表示装置の概念図である。 図１１は、第１ミラーから第１光偏向手段に入射した光ビームが第１光偏向手段の第１光出射面にて全反射したときの状態を模式的に示す図であり、ゴーストが発生する状態を説明するための模式図である。 図１２は、第１ミラーから第１光偏向手段に入射した光ビームが第１光偏向手段の第１光出射面にて全反射したときの別の状態を模式的に示す図であり、ゴーストが発生する状態を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本発明の第１の態様及び第２の態様に係る光学素子、本発明の第１の態様及び第２の態様に係る画像表示装置、並びに、本発明の第１の態様及び第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイ、全般に関する説明
２．実施例１（本発明の第１の態様に係る光学素子及び画像表示装置）
３．実施例２（本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイ）
４．実施例３（本発明の第２の態様に係る光学素子、画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイ）、その他

本発明の第１の態様に係る光学素子、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイにおいて、限定するものではないが、０．０１≦ｋ≦０．３、好ましくは、０．０２≦ｋ≦０．２、より好ましくは、例えばｋ＝０．１とすることができる。そして、この好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学素子、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイにあっては、
各半透過膜は、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれか一方の偏光成分を反射し、他の偏光成分を透過し、
外光入射面側には、該他の偏光成分を通過させる偏光手段が備えられている形態とすることができる。

本発明の第２の態様に係る光学素子、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにおいて、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域は、光ビーム（あるいは光源からの光）のピーク波長をλ₀（単位：ｎｍ）としたとき、４２０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下であって、しかも、（λ₀−２０）乃至（λ₀＋２０）の範囲内の波長を除く波長帯域と定義され、
光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域における光反射率平均値Ｒ_WB-aveは、（λ₀−２０）乃至（λ₀＋２０）の範囲内における光反射率平均値Ｒ_LS-aveよりも低い形態とすることができる。そして、この場合、０．０１≦Ｒ_WB-ave／Ｒ_LS-ave≦１／１．４１、望ましくは、０．０５≦Ｒ_WB-ave／Ｒ_LS-ave≦０．５を満足することが好ましい。そして、これらの好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る光学素子、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにおいては、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長における光反射率は、垂直入射において、５％以下であることが望ましい。更には、これらの好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る光学素子、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイにおいて、
各半透過膜は、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれか一方の偏光成分を反射し、他の偏光成分を透過し、
外光入射面側には、該他の偏光成分を通過させる偏光手段が備えられている形態とすることができる。

以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学素子、本発明の第１の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の第１の態様』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第２の態様に係る光学素子、本発明の第２の態様に係る画像表示装置あるいは本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の第２の態様』と呼ぶ場合がある。更には、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る光学素子及び本発明の第２の態様に係る光学素子を総称して、単に『本発明の光学素子』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る画像表示装置及び本発明の第２の態様に係る画像表示装置を総称して、単に『本発明の画像表示装置』と呼ぶ場合があるし、以上に説明した好ましい形態を含む本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイ及び本発明の第２の態様に係る頭部装着型ディスプレイを総称して、単に『本発明の頭部装着型ディスプレイ』と呼ぶ場合があるし、本発明の第１の態様及び本発明の第２の態様を総称して、単に『本発明』と呼ぶ場合がある。

本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、
フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部と、各テンプル部の先端部に取り付けられたモダン部から成り、
テンプル部あるいはフロント部の上部に、光源が配置されており、
フロント部の上部に、第１ミラー、第１光偏向手段及び第２ミラーが配置されており、
第２光偏向手段は、観察者の瞳と対向して配置されている（即ち、通常の眼鏡のフレームにおけるレンズ取り付け位置に相当する位置に配置されている）構成とすることができる。また、光源自体はテンプル部に設け、光ファイバを経由してフロント部に光ビームを導いてもかまわない。以上の配置は、観察者が裸眼にて十分な視力がある場合、若しくは、コンタクトレンズ等を使用している場合の配置であるが、通常の眼鏡にて視力矯正をしている観察者の場合、眼鏡のレンズの外側に第２光偏向手段を配置することもできる。

あるいは又、フロント部の上部に、第１ミラー、第１光偏向手段、第２ミラー及び第２光偏向手段が配置されている構成とすることもできる。

尚、第１ミラーから出射された光ビーム（あるいは光源からの光）が第１光偏向手段に入射する光入射面を、便宜上、『第１光入射面』と呼び、第２ミラーから出射された平行光が第２光偏向手段に入射する光入射面を、便宜上、『第２光入射面』と呼び、第１光偏向手段から平行光が出射する光出射面を、便宜上、『第１光出射面』と呼び、第２光偏向手段から平行光が出射する光出射面を、便宜上、『第２光出射面』と呼ぶ。

本発明の画像表示装置、あるいは、上記の好ましい構成を含む本発明の頭部装着型ディスプレイを構成する走査手段（以下、これらを総称して、『本発明における走査手段等』と呼ぶ）において、第１ミラーから離れる方向に向かって第１光偏向手段から出射される平行光の第１出射角θ_O-1を正の値の出射角とするとき、第１光偏向手段への光ビームの第１入射角θ_I-1が大きくなるに従い、第１出射角θ_O-1は負の値から正の値の方向へと変化する形態とすることができる。そして、この場合、更には、第２ミラーから離れる方向に向かって第２光偏向手段から出射される平行光の第２出射角θ_O-2を正の値の出射角とするとき、第２光偏向手段への平行光の第２入射角θ_I-2が大きくなるに従い、第２出射角θ_O-2は負の値から正の値の方向へと変化する形態とすることができる。尚、第１入射角θ_I-1とは、第１光偏向手段に入射した光ビームと第２方向との成す角度と定義する。一方、第１出射角θ_O-1とは、第１光偏向手段から出射した平行光と、第１光偏向手段の第１光出射面の法線との成す角度と定義する。同様に、第２入射角θ_I-2とは、第２光偏向手段に入射した平行光と第４方向との成す角度と定義する。一方、第２出射角θ_O-2とは、第２光偏向手段から出射した平行光と、第２光偏向手段の第２光出射面の法線との成す角度と定義する。また、第１光偏向手段の内部を伝播する光ビームであって第１光偏向手段の第１光出射面に向かう光ビームと第２方向との成す第１入射角θ_I-1を正の値とする。同様に、第２光偏向手段の内部を伝播する平行光であって第２光偏向手段の第２光出射面に向かう平行光と第４方向との成す第２入射角θ_I-2を正の値とする。

以上に説明した好ましい形態を含む本発明における走査手段等において、第１光偏向手段に入射した光ビームは第１光偏向手段によって第２方向に伸長され、第２光偏向手段に入射した平行光は第２光偏向手段によって第４方向に伸長される構成とすることができる。これによって、最終的に得られる平行光は、第２方向及び第４方向に２次元的に伸長されたものとなる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにおいて、画像は、第２方向に沿ってＰ個、第４方向に沿ってＱ個の、合計Ｐ×Ｑ個の画素が配列されて成り、第２方向に沿ったＰ個の画素の位置に応じて第１入射角θ_I-1が規定され、第４方向に沿ったＱ個の画素の位置に応じて第２入射角θ_I-2が規定される構成とすることができる。光源から１回の光ビームの出射によって、最終的に表示画像における１画素が得られる。従って、Ｐ×Ｑ個の画素を表示するためには、Ｐ×Ｑ回の光ビームの出射が必要とされる。第１ミラー及び第２ミラーは、画素の位置情報を、一種の角度情報に変換する機能を有する。第２方向と第４方向とは直交する関係にあることが望ましい。

また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにおいて、第１ミラーの単位時間当たりの回動数（振動周波数）は、第２ミラーの単位時間当たりの回動数（振動周波数）よりも高い構成とすることが望ましいが、第２ミラーの回動数の方が高い構成としてもよい。第１ミラーや第２ミラーの回動のためには、第１ミラーや第２ミラーに備えられた回動手段に、例えば、正弦波信号や矩形波信号、鋸波信号を入力すればよい。第１ミラーを駆動するための信号の周波数は、第２方向に沿った画素数、第２ミラーのデューティ、フレームレート等から決定され、例えば、数キロヘルツ乃至数百キロヘルツ程度である。また、第２ミラーを駆動するための信号の周波数は、フレームレート等から決定され、例えば、１５ヘルツ、３０ヘルツ、６０ヘルツ、１２０ヘルツ、１８０ヘルツ、２４０ヘルツ等である。第１ミラーや第２ミラーを、１軸の周りに回動可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）から構成する場合、例えば、高速での第１ミラーの回動を共振に基づき行い、低速での第２ミラーの回動を非共振に基づき行うことができる。また、第１ミラー及び第２ミラーの回動を共振に基づき行うこともできる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにおいて、第１方向と第４方向とは一致しており（平行であり）、第２方向と第３方向とは一致しており（平行であり）、第１方向及び第４方向は第２方向及び第３方向と直交する関係にある形態とすることができ、この場合、更には、画像観察位置は、第２光偏向手段に対して第５方向に位置し、第５方向は、第１方向及び第４方向と直交し、且つ、第２方向及び第３方向と直交する関係にある形態とすることができる。但し、必ずしも各方向が平行あるいは直交した関係に無くともよい。

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明にあっては、第１光偏向手段の内部には複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）が設けられており、あるいは又、第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）が設けられているが、半透過膜は、合金を含む金属から成る金属膜から構成することもできるし、ＭｇＦ_X等の誘電体膜から構成することもできるし、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成することもできる。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＳｉ₃Ｎ₄膜、及び、低誘電率材料としてのＭｇＦ₂膜から構成されており、あるいは又、高誘電率材料としてのＴｉＯ₂膜、ＮｂＯ_X膜、ＴａＯ_X膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ₂膜から構成されている。半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）の形成は、使用する材料に依存して、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて行うことができる。

また、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明にあっては、多数の半透過膜の光反射率を、同じとしてもよいし、第１光偏向手段、第２光偏向手段の内部における配置位置に依存して変化させてもよい。後者の場合、具体的には、第１光偏向手段にあっては、第１ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光反射率をより高くすることが望ましく、第２光偏向手段にあっては、第２ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光反射率をより高くすることが望ましい。云い換えれば、第１光偏向手段にあっては、第１ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光透過率をより低くすることが望ましく、第２光偏向手段にあっては、第２ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光透過率をより低くすることが望ましい。半透過膜の光透過率に対する光の入射角依存性（半透過膜に入射する光の入射角が大きいほど、光反射率が高くなる関係）を利用してもよい。このように徐々に光反射率を増加させることで、第１ミラーから離れた位置に位置する第１光偏向手段の部分で反射される光の強度と、第１ミラーから近い位置に位置する第１光偏向手段の部分で反射される光の強度を近づけることができる。第２光偏向手段についても同様である。

本発明において、第１ミラーから入射された光ビームは、第１光偏向手段の内部に配設された複数の半透過膜を透過（通過）し、半透過膜で反射され、平行光となって第１光偏向手段から出射される。第２ミラーから入射された平行光は、第２光偏向手段の内部に配設された複数の半透過膜を透過（通過）し、半透過膜で反射され、平行光となって第２光偏向手段から出射される。第１光偏向手段における半透過膜の第２方向に対する角度は、全ての半透過膜において同じであり、３０度乃至７０度、好ましくは４０度乃至６０度、より好ましくは４５度乃至５５度を例示することができる。同様に、第２光偏向手段における半透過膜の第４方向に対する角度は、全ての半透過膜において同じであり、３０度乃至７０度、好ましくは４０度乃至６０度、より好ましくは４５度乃至５５度を例示することができる。半透過膜の配列ピッチは、一定であってもよいし、変化させてもよい。第２光偏向手段はシースルー型（半透過型）とされており、第２光偏向手段を通して外界を観察することができる。第１光偏向手段の長さ（第２方向に沿った長さ）として５ｍｍ以上、高さ（第４方向に沿った長さ）として０．５ｍｍ以上、厚さ（第５方向に沿った長さ）として１．０ｍｍ以上を例示することができる。また、第２光偏向手段の長さ（第２方向に沿った長さ）として５ｍｍ以上、高さ（第４方向に沿った長さ）として５ｍｍ以上、厚さ（第５方向に沿った長さ）として０．５ｍｍ以上、例えば、２．５ｍｍ乃至５．０ｍｍ、好適には３．０ｍｍ乃至４．０ｍｍ、第２光偏向手段における半透過膜の配列ピッチとして０．５ｍｍ乃至１．５ｍｍを例示することができる。

更には、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、第１光偏向手段の第１光入射面及び第１光出射面には反射防止膜が配設されている構成とすることが好ましい。また、第２光偏向手段の第２光入射面、第２光出射面、及び、光出射面のそれぞれには、反射防止膜が配設されている構成とすることが好ましい。ここで、反射防止膜（Anti Reflection Coaitng，ＡＲＣ）は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_X）、酸化タンタル（ＴａＯ_X）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_X）、酸化アルミニウム（ＡｌＯ_X）、酸化クロム（ＣｒＯ_X）、酸化バナジウム（ＶＯ_X）、酸化チタン（ＴｉＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ_X）、酸化ニオブ（ＮｂＯ_X）、酸化スカンジウム（ＳｃＯ_X）、酸化イットリウム（ＹＯ_X）、窒化シリコン（ＳｉＮ_Y）、窒化チタン（ＴｉＮ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸窒化シリコン（ＳｉＯ_XＮ_Y）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ_X）、フッ化セリウム（ＣｅＦ_X）、フッ化カルシウム（ＣａＦ_X）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ_X）、フッ化アルミニウム・ナトリウム（Ｎａ_YＡｌ_ZＦ_X）、フッ化ランタン（ＬａＦ_X）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_X）、フッ化イットリウム（ＹＦ_X）及び硫化亜鉛（ＺｎＳ_X）から成る群から選択された少なくとも１種類の材料から成る形態とすることができる。あるいは又、場合によっては、反射防止膜を、ＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、Ｙ₂Ｏ₃等の誘電体薄膜を少なくとも２層、積層した構造（例えば、高屈折率膜／低屈折率膜／高屈折率膜／低屈折率膜・・・といった積層構造）とすることもできる。反射防止膜の形成は、使用する材料に依存して、真空蒸着法やスパッタリング法を含む各種のＰＶＤ法、各種のＣＶＤ法にて行うことができる。

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明において、光源は、発光素子、具体的には、半導体レーザ素子（ＬＤ）や固体レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、スーパールミネッセンスダイオード（ＳＬＤ）、有機ＥＬ発光素子、あるいは、無機ＥＬ発光素子から構成することが好ましい。また、広義の光源には、上記各種の光源を光ファイバに導入した場合の光ファイバ出射端も含まれる。ここで、光源は、赤色を発光する発光素子、緑色を発光する発光素子、及び、青色を発光する発光素子から構成され、これらの発光素子から出射された赤色の光ビーム、緑色の光ビーム、青色の光ビームを１本の光ビームに纏める合波手段（色合成手段）を備えていることが好ましい。合波手段として、例えば、ダイクロイック・プリズムやダイクロイック・ミラー、クロスプリズム、偏光ビームスプリッター、ハーフミラーを挙げることができる。光源から出射された光ビームを平行な光ビームとするための光ビーム整形手段（例えば、コリメートレンズ）を光源と第１ミラーとの間に配置してもよい。尚、このコリメートレンズは、１本あるいは複数本の光ビームを通過させるだけなので、従来の技術におけるコリメート光学系のように、実画像に相当する光線を通過させるための大きなレンズを必要としない。また、光ビームの断面形状を整形するために、また、不所望の散乱光や迷光を生じさせないために、アパーチャが備えられていてもよい。アパーチャは、光源と第１ミラーとの間、あるいは、第１ミラーと第１光偏向手段との間に配置すればよい。アパーチャの形状として、円形、正方形、長方形、正六角形、正八角形を例示することができる。アパーチャの面積として、８×１０^-5ｃｍ²（円形とした場合、直径０．１ｍｍに相当する）乃至０．８ｃｍ²（円形とした場合、直径１０ｍｍに相当する）を例示することができる。光源から出射される光ビームの強度は、表示すべき画像の明るさに依存するが、更には、表示すべき画像における画素の位置を加味して、光源から出射される光ビームの強度を決定してもよい。具体的には、例えば、第１入射角θ_I-1、第２入射角θ_I-2が小さい場合、光ビームや平行光が通過する半透過膜の数が増加するので、光源から出射される光ビームの強度を増加させてもよい。

第１ミラーや第２ミラーとして、例えば、１軸の周りに回動可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳや、ガルバノ・ミラー、ポリゴン・ミラーを挙げることができる。また、必ずしもミラーを用いる必要はなく、電気光学スキャナ、音響光学スキャナ、コリメートレンズの可動、光源自体の回動といった任意のスキャン手段、スキャン方式を用いてもよい。即ち、第１ミラーの代わりに第１スキャン手段を用い、第２ミラーの代わりに第２スキャン手段を用いてもよい。

第１光偏向手段や第２光偏向手段は、入射する光に対して透明な材料から作製されている。ここで、第１光偏向手段や第２光偏向手段を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。尚、ＢＫ７等通常の光学ガラスは、加工精度・信頼性が高く、好ましい材料である。また、屈折率が高い材料を用いることで、第１光偏向手段や第２光偏向手段の厚さを薄くでき、例えば、屈折率は１．６以上であることがより好ましい。

画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１３６６×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。

本発明の画像表示装置によって、例えば、頭部装着型ディスプレイを構成することができ、装置の軽量化、小型化を図ることができる。頭部装着型ディスプレイにあっては、本発明の画像表示装置を、１つ備えていてもよいし（片眼型）、２つ備えていてもよい（両眼型）。

上述したとおり、フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部と、各テンプル部の先端部に取り付けられたモダン部から成り、更には、ノーズパッドを備えている。頭部装着型ディスプレイの全体を眺めたとき、フレーム及びノーズパッドの組立体は、実質的に、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。フレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。

そして、頭部装着型ディスプレイのデザイン上、あるいは、頭部装着型ディスプレイの装着の容易性といった観点から、１あるいは２の画像表示装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、外部回路（制御回路）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、画像表示装置はヘッドホン部を備えており、画像表示装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることが一層望ましい。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。

実施例１は、本発明の第１の態様に係る画像表示装置及び光学素子に関する。実施例１の画像表示装置の概念図を図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すが、図１の（Ａ）は、第２方向と第５方向とを含む仮想平面（ＸＺ平面）における画像表示装置の概念図であり、図１の（Ｂ）は、図１の（Ａ）の矢印Ｂ−Ｂに沿い、第４方向と第５方向とを含む仮想平面（ＹＺ平面）における画像表示装置の概念図である。また、図１の（Ｃ）に、入射角、出射角を説明するための概念図を示すが、図１の（Ｃ）においては半透過膜の図示を省略している。尚、図１及び図２〜図５では、第１光偏向手段３０からＺ軸の正の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置となっているが、例えば、第１光偏向手段３０からＺ軸の負の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置とすることもできる。尚、図面においては、第１光偏向手段や第２光偏向手段等に入射し、また、出射する光の屈折による光路の変化の図示は省略している。

実施例１あるいは後述する実施例３の画像表示装置１０は、光源１１、及び、光源１１から出射された光ビームを走査する走査手段を備えている。そして、走査手段は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸２１を回動軸として回動可能であり、光源１１から出射された光ビームが入射される第１ミラー２０、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラー２０から出射された光ビームが第１入射角θ_I-1にて入射され、第１ミラー２０の回動に伴う光ビームの第１入射角θ_I-1に依存して第２方向と所定の第１出射角θ_O-1を成した平行光を出射する第１光偏向手段３０、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸４１を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段３０から出射された平行光が入射される第２ミラー４０、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラー４０から出射された平行光が第２入射角θ_I-2にて入射され、第２ミラー４０の回動に伴う平行光の第２入射角θ_I-2に依存して第４方向と所定の第２出射角θ_O-2を成した平行光を出射する第２光偏向手段５０、
を備えている。

そして、第２光偏向手段５０は、第４方向と平行に設けられた光出射面（第２光出射面５３）と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面５４を有する。更には、第１光偏向手段３０の内部には、複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）３１が設けられている。また、第２光偏向手段５０の内部には、複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）５３が設けられている。

また、実施例１あるいは後述する実施例３の光学素子は、
一の方向（第３方向）と平行に設けられ、光源からの光が入射する光入射面（第２光入射面５２）、
一の方向（第３方向）と異なる方向（第４方向）に延びる軸線と平行に設けられた光出射面（第２光出射面５３）、及び、
光出射面（第２光出射面５３）と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面５４、
を有する。そして、
複数の半透過膜５１が内部に設けられており、
複数の半透過膜５１は、軸線に沿って間隔をおいて互いに平行に配列され、且つ、それぞれの半透過膜５１は、軸線に対して傾斜して配置されており、
光入射面（第２光入射面５２）に入射した光源からの光は、半透過膜５１によって反射されて光出射面（第２光出射面５３）から出射され、外光入射面５４から入射した外光は、光出射面（第２光出射面５３）から出射される。

ここで、図１の（Ｃ）及び図２〜図５に概念図を示すように、第１ミラー２０から離れる方向に向かって第１光偏向手段３０から出射される平行光の第１出射角θ_O-1を正の値の出射角とするとき、第１光偏向手段３０への光ビームの第１入射角θ_I-1が大きくなるに従い、第１出射角θ_O-1は負の値から正の値の方向へと変化する。更には、第２ミラー４０から離れる方向に向かって第２光偏向手段５０から出射される平行光の第２出射角θ_O-2を正の値の出射角とするとき、第２光偏向手段５０への平行光の第２入射角θ_I-2が大きくなるに従い、第２出射角θ_O-2は負の値から正の値の方向へと変化する。

尚、図２の（Ａ）、図３の（Ａ）、図４の（Ａ）及び図５の（Ａ）は、図１の（Ａ）と同様に、第２方向と第５方向とを含む仮想平面（ＸＺ平面）における画像表示装置の概念図であり、図２の（Ｂ）、図３の（Ｂ）、図４の（Ｂ）及び図５の（Ｂ）は、図１の（Ｂ）と同様に、第４方向と第５方向とを含む仮想平面（ＹＺ平面）における画像表示装置の概念図である。

画像は、第２方向に沿ってＰ個、第４方向に沿ってＱ個の、合計Ｐ×Ｑ個の画素が配列されて成る。具体的には、例えば、Ｐ＝６４０、Ｑ＝４８０、対角２８度である。そして、第２方向に沿ったＰ個の画素の位置に応じて第１入射角θ_I-1が規定され、第４方向に沿ったＱ個の画素の位置に応じて第２入射角θ_I-2が規定される。光源１１から１回の光ビームの出射によって、最終的に表示画像における１画素が得られる。従って、Ｐ×Ｑ個の画素を表示するためには、Ｐ×Ｑ回の光ビームの出射が必要とされる。第２光偏向手段５０から出射された平行光は、観察者の眼球に入射し、眼球において瞳孔（通常、直径２乃至６ｍｍ程度）を通過し、網膜にて結像され、１つの画素として認識される。そして、このような操作の集合（光源１１からのＰ×Ｑ回の光ビームの出射）によって、Ｐ×Ｑ個の画素から構成された１フレーム分の２次元画像を認識することができる。

図２の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ａ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の左下隅の画素が網膜上の右上に結像する。また、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ｂ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の右下隅の画素が網膜上の左上に結像する。更には、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ｃ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の左上隅の画素が網膜上の右下に結像する。また、図５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す状態（『状態−Ｄ』）にあっては、観察者が画像を眺めたときに、画像の右上隅の画素が網膜上の左下に結像する。これらの状態における第１入射角θ_I-1、第１出射角θ_O-1、第２入射角θ_I-2、第２出射角θ_O-2の値を以下の表１に示す。

［表１］
状態−Ａ 状態−Ｂ 状態−Ｃ 状態−Ｄ
第１入射角θ_I-1 最小値 最大値 最小値 最大値
第１出射角θ_O-1 最小値 最大値 最小値 最大値
第２入射角θ_I-2 最小値 最小値 最大値 最大値
第２出射角θ_O-2 最小値 最小値 最大値 最大値

第１光偏向手段３０に入射した光ビームは第１光偏向手段３０によって第２方向に伸長され、第２光偏向手段５０に入射した平行光は第２光偏向手段５０によって第４方向に伸長される。そして、これによって、最終的に得られる平行光は、第２方向及び第４方向に２次元的に伸長されたものとなる。

第１ミラー２０及び第２ミラー４０は、例えば、１軸の周りに回動可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳから構成されている。尚、このようなＭＥＭＳから構成されたマイクロミラーは、周知の構成、構造を有するものとすることができるので、詳細な説明は省略する。ここで、第１ミラー２０の単位時間当たりの回動数（振動周波数）は、第２ミラー４０の単位時間当たりの回動数（振動周波数）よりも高い。具体的には、第１ミラー２０の単位時間当たりの回動数を２１ｋＨｚとし、第２ミラー４０の単位時間当たりの回動数をフレームレートと同じ６０Ｈｚとした。尚、高速での第１ミラー２０の回動を共振に基づき行い、低速での第２ミラー４０の回動を非共振に基づき行ったが、どちらの回動も共振駆動としてもよい。また、第２ミラー４０の面積は、光ビームが第１光偏向手段３０によって第２方向に伸長されるため、第１ミラー２０の面積より大きくなる。具体的には、第１ミラー２０のサイズは第１方向に２．０ｍｍ、第１方向に直交する方向に２．８ｍｍの長方形とし、第２ミラー４０のサイズは第３方向に３０ｍｍ、第３方向と直交する方向に２．８ｍｍの長方形とした。

実施例１にあっては、第１方向と第４方向とは一致しており（平行であり）、第２方向と第３方向とは一致しており（平行であり）、第１方向及び第４方向は第２方向及び第３方向と直交する関係にある。更には、画像観察位置は、第２光偏向手段５０に対して第５方向に位置し、第５方向は、第１方向及び第４方向と直交し、且つ、第２方向及び第３方向と直交する関係にある。より具体的には、第２方向及び第３方向をＸ方向、第１方向及び第４方向をＹ方向、第５方向をＺ方向としたが、これに限定するものではないし、各方向が平行あるいは直交した関係に無くともよい。

第１光偏向手段３０及び第２光偏向手段５０は、光学ガラス（ＢＫ７，屈折率：１．５１６８［波長５８７．６ｎｍ］）から作製されている。ここで、第１光偏向手段３０の長さ（第２方向に沿った長さＴＬ₁）、高さ（第４方向に沿った長さＨ₁）、厚さ（第５方向に沿った長さｔ₁）、第２光偏向手段５０の長さ（第２方向に沿った長さＴＬ₂）、高さ（第４方向に沿った長さＨ₂）、厚さ（第５方向に沿った長さｔ₂）を以下のとおりとした。前述したとおり、第１光偏向手段３０の内部には複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）３１が設けられており、第２光偏向手段５０の内部にも複数の半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）５１が設けられている。そして、実施例１において、半透過膜３１，５１の第２方向、第４方向に沿ったピッチＰ₁，Ｐ₂を以下のとおりとしたが、半透過膜３１，５１は等ピッチで形成されている。第１光偏向手段３０における半透過膜３１の第２方向に対する角度（第２方向と成す角度ζ₁）は、全ての半透過膜３１において同じであり、同様に、第２光偏向手段５０における半透過膜５１の第４方向に対する角度（第４方向と成す角度ζ₂）は、全ての半透過膜５１において同じである。

［表２］
ＴＬ₁＝３０ｍｍ
Ｈ₁ ＝３．０ｍｍ
ｔ₁ ＝７．０ｍｍ
ＴＬ₂＝３０ｍｍ
Ｈ₂ ＝３０ｍｍ
ｔ₂ ＝５．０ｍｍ
Ｐ₁ ＝０．７５ｍｍ
ζ₁ ＝４９．０度
Ｐ₂ ＝０．７５ｍｍ
ζ₂ ＝４７．５度

第１光偏向手段３０及び第２光偏向手段５０は、所定の厚さを有する光学ガラスの表面に、半透過膜３１，５１をＥＢ蒸着法に基づき形成し、こうして得られた材料を貼り合わせて積層し、半透過膜３１，５１が第２方向あるいは第４方向と所望の角度ζ₁，ζ₂となるように切断、研磨することで、作製することができる。

実施例１にあっては、光源１１を、半導体レーザ素子（ＬＤ）から構成した。具体的には、光源１１は、赤色を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｒ、緑色を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｇ、及び、青色を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｂから構成されている。そして、これらの発光素子１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから出射された赤色の光ビーム、緑色の光ビーム、青色の光ビームを１本の光ビームに纏める合波手段（色合成手段）を備えている。合波手段は、具体的には、ダイクロイック・プリズム１３から構成されている。尚、参照番号１２及び参照番号１４は反射ミラーである。光源１１から出射された光ビームを平行な光ビームとするための光ビーム整形手段（コリメートレンズ）が光源１１と固定ミラー１４との間に配置しているが、このコリメートレンズの図示は省略した。また、光ビームの断面形状を整形するためのアパーチャ（図示せず）が、光源１１と固定ミラー１４との間に備えられている。アパーチャの形状を、直径１．０ｍｍの円形とした。従って、１本の光ビームが第１ミラー２０に入射するときの光ビームの断面積は、７．９×１０^-3ｃｍ²である。

尚、第１光偏向手段３０の第１光入射面３２及び第１光出射面３３に反射防止膜を配設（成膜）し、第２光偏向手段５０の第２光入射面５２、第２光出射面５３、及び、この第２光出射面５３と対向する外光入射面５４のそれぞれに反射防止膜を配設（成膜）してもよい。ここで、反射防止膜（ＡＲＣ）は、例えば、ＭｇＦ₂とＳｉ₃Ｎ₄の積層膜から構成すればよい。

ところで、図１１に模式的な断面図を示すように、外光入射面５４から第２光偏向手段５０に入射した外光の一部は半透過膜５１を透過し、第２出射面５３から出射する。一方、半透過膜５１にて反射した外光の残り（尚、このような外光を、便宜上、『反射外光』と呼ぶ）は、異なる半透過膜５１に再び衝突する。そして、このような反射外光の一部はこの異なる半透過膜５１で反射され外部に出射される結果、ゴーストが発生する。

実施例１にあっては、半透過膜（第２光偏向手段５０を構成する半透過膜５１）の配列ピッチをＰ₂、第２光偏向手段５０の厚さをｔ₂、半透過膜５１の光出射面５３との成す角度をζ₂とし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光ビームの波長における半透過膜の光反射率Ｒ₂は、
Ｒ₂≦ｋ×｛（Ｐ₂／ｔ₂）×ｔａｎ（ζ₂）｝^1/2 （１）
を満足する。あるいは又、実施例１にあっては、半透過膜５１の配列ピッチをＰ（以下の説明においては、『ピッチＰ₂』との表現で統一する）、光学素子の厚さをｔ（以下の説明においては、『厚さｔ₂』との表現で統一する）、半透過膜５１の光出射面との成す角度をζ（以下の説明においては、『角度ζ₂』との表現で統一する）とし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光源からの光の波長における半透過膜の光反射率Ｒ（以下の説明においては、『光反射率Ｒ₂』との表現で統一する）は、
Ｒ≦ｋ×｛（Ｐ／ｔ）×ｔａｎ（ζ）｝^1/2 （２）
を満足する。尚、式（１）及び式（２）において、右辺の第２項全体を（１／２）乗しているが、これは、図１１に示すように、ゴーストを生じさせ得る外光が、半透過膜５１によって２回、反射されているためである。

ここで、実施例１にあっては、より具体的には、ｋ＝０．１とした。また、表２に示したとおり、
Ｐ₂ ＝０．７５ｍｍ
ｔ₂ ＝５．０ｍｍ
ζ₂ ＝４７．５度
であるが故に、
Ｒ₂≦０．１×｛（０．７５／５．０）×ｔａｎ（４７．５）｝^1/2
＝０．０４０
となる。

実施例１にあっては、波長５３０ｎｍにおいてＲ₂＝４．０％の光反射率を達成するための半透過膜５１を得るために、厚さ１５０ｎｍのＭｇＦ₂から成る半透過膜を設けた。尚、第１光偏向手段３０を構成する半透過膜３１の構成も、製造の簡素化を図るために、同様としたが、第１光偏向手段３０を構成する半透過膜３１は、上記の式（１）に限定されるものではない。

このように半透過膜５１の光反射率Ｒ₂を例えば４．０％とすることで、最終的に、第２光偏向手段５０からのゴーストの光強度は、第２光偏向手段５０に入射する外光の光強度の約１％とすることができ、第２光偏向手段５０への外光の入射に起因したゴーストの発生を抑制することができた。即ち、外光入射面５４から入射し、半透過膜５１に衝突して、半透過膜５１によって反射され、異なる半透過膜５１に衝突して、この異なる半透過膜５１によって反射され、第２出射面５３から出射される外光の光強度を低下させることができる結果、ゴーストの発生を抑制することができた。

しかも、実施例１の画像表示装置は、第１ミラー２０、第１光偏向手段３０、第２ミラー４０、第２光偏向手段５０を備えており、光源１１から出射された光ビームを平行光にして出射する。従って、走査手段の内部で、例えば、２次元画像を、一旦、中間像として作成する必要が無い。また、例えば液晶表示装置から構成された画像形成装置、それ自体が不要である。それ故、光源や走査手段の小型化、更には、画像表示装置全体としての小型化、軽量化を図ることができる。

尚、各半透過膜５１を、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれか一方の偏光成分を反射し、他の偏光成分を透過し、具体的には、例えば、Ｓ偏光成分を反射し、Ｐ偏光成分を透過する構成としてもよい。より具体的には、半透過膜５１を、厚さ４０ｎｍのＭｇＦ₂から成る半透過膜とする。そして、外光入射面５４に反射防止膜を配設（成膜）する代わりに、外光入射面５４の側（より具体的には、外光入射面５４の上）には、他の偏光成分（Ｐ偏光成分）を通過させる偏光手段（より具体的には、染色したポリビニルアルコールを延伸させたフィルム）が備えられている形態としてもよい。このような偏光手段の消光比は例えば１０である。これによって、外光入射面５４から第２光偏向手段５０へと入射する外光はＰ偏光成分を有することになり、この外光が半透過膜５１に衝突すると、半透過膜５１はＳ偏光成分は反射し、Ｐ偏光成分は透過するが故に、外光は半透過膜５１によって反射されること無く、半透過膜５１を透過する。従って、第２光偏向手段５０への外光の入射に起因したゴーストの発生をより一層確実に抑制することができる。

実施例２は、本発明の第１の態様に係る頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）に関する。即ち、実施例２は、本発明の第１の態様に係る画像表示装置、具体的には、実施例１にて説明した画像表示装置１０を組み込んだ頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）に関する。実施例２の頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図６に示す。また、実施例２の頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図７に示す。

実施例２の頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者７０の頭部に装着される眼鏡型のフレーム１１０、及び、
（Ｂ）画像表示装置１０、
を備えている。尚、実施例２における頭部装着型ディスプレイにあっては、画像表示装置１０を２つ備えた両眼型とした。

そして、実施例２の頭部装着型ディスプレイにおいて、フレーム１１０は、観察者７０の正面に配置されるフロント部１１０Ａと、フロント部１１０Ａの両端に蝶番１１１を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１１２と、各テンプル部１１２の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）１１３から成る。そして、フロント部１１０Ａの上部に、光源１１、第１ミラー２０、第１光偏向手段３０及び第２ミラー４０が配置されており、第２光偏向手段５０は、観察者７０の瞳７１と対向して配置されている。即ち、通常の眼鏡のフレームにおけるレンズ取り付け位置に相当する位置に配置された透明なガラス板から成る取付部材１１０Ｃに、第２光偏向手段５０が取り付けられている。尚、光源１１、第１ミラー２０、第１光偏向手段３０及び第２ミラー４０は、筐体６０内に納められており、図６及び図７には図示していない。また、フロント部１１０Ａにはノーズパッド１１４が取り付けられている。尚、図７においては、ノーズパッド１１４の図示を省略している。フレーム１１０は金属又はプラスチックから作製されている。

更には、画像表示装置１０から延びる配線（信号線や電源線等）１１５が、テンプル部１１２、及び、モダン部１１３の内部を介して、モダン部１１３の先端部から外部に延びており、図示しない外部回路に接続されている。更には、各画像表示装置１０はヘッドホン部１１６を備えており、各画像表示装置１０から延びるヘッドホン部用配線１１７が、テンプル部１１２、及び、モダン部１１３の内部を介して、モダン部１１３の先端部からヘッドホン部１１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１１７は、より具体的には、モダン部１１３の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部１１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部１１６やヘッドホン部用配線１１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした頭部装着型ディスプレイとすることができる。

実施例３は、本発明の第２の態様に係る本発明の画像表示装置、光学素子及び頭部装着型ディスプレイに関する。

実施例３の画像表示装置あるいは頭部装着型ディスプレイにあっては、実施例１あるいは実施例２と同様に、第２光偏向手段５０の内部には、複数の半透過膜５１が設けられている。そして、実施例３にあっては、各半透過膜５１において、光ビームの波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビームの波長における光反射率よりも低い。また、実施例３の光学素子にあっては、各半透過膜５１において、光源からの光の波長以外の波長帯域における光反射率は、光源からの光の波長における光反射率よりも低い。

ところで、外光入射面５４から第２光偏向手段５０に入射した外光の一部は半透過膜５１を透過し、第２出射面５３から出射する。一方、図１１に模式的な断面図を示した以外にも、図１２に模式的な断面図を示すように、半透過膜５１にて反射した外光の残りは、第２出射面５３にて全反射し（尚、このような外光を、便宜上、『全反射外光』と呼ぶ）、第２光偏向手段５０の内部に戻され、異なる半透過膜５１に衝突する場合がある。そして、このような全反射外光の一部は異なる半透過膜５１を透過して外部に出射される。一方、このような全反射外光の残りは異なる半透過膜５１で反射し、第２出射面５３から出射し、ゴーストが発生する。

実施例３にあっては、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域は、光ビーム（あるいは光源からの光）のピーク波長をλ₀（単位：ｎｍ）としたとき、４２０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下であって、しかも、（λ₀−２０）乃至（λ₀＋２０）の範囲内の波長を除く波長帯域と定義される。具体的には、光源１１は、赤色［λ₀（Ｒ）＝６２０ｎｍ］を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｒ、緑色［λ₀（Ｇ）＝５３０ｎｍ］を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｇ、及び、青色［λ₀（Ｂ）＝４６０ｎｍ］を発光する発光素子（半導体レーザ素子）１１Ｂから構成されている。従って、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域は、４２０ｎｍ乃至４４０ｎｍ、４８０ｎｍ乃至５１０ｎｍ、５５０ｎｍ乃至６００ｎｍ、及び、６４０ｎｍ乃至６８０ｎｍである。そして、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域における光反射率平均値Ｒ_WB-aveは、（λ₀−２０）乃至（λ₀＋２０）の範囲内における光反射率平均値Ｒ_LS-ave、より具体的には、４４０ｎｍ乃至４８０ｎｍの範囲内における光反射率平均値Ｒ_LS-ave（Ｂ）、５１０ｎｍ乃至５５０ｎｍの範囲内における光反射率平均値Ｒ_LS-ave（Ｇ）、及び、６００ｎｍ乃至６４０ｎｍの範囲内における光反射率平均値Ｒ_LS-ave（Ｒ）よりも低い。

具体的には、実施例３にあっては、半透過膜３１，５１は、誘電体多層膜から構成されている。より具体的には、屈折率１．３８のＭｇＦ₂膜（厚さ：１２０ｎｍ）と、屈折率２．００のＳｉ₃Ｎ₄膜（厚さ：１９０ｎｍ）を交互に、計９層、積層して成る。このような半透過膜の光反射率の波長依存性を示すグラフを図８に示す。

ここで、上述した波長帯域において図８に示した光反射率における光反射率平均値Ｒ_WB-aveは、
Ｒ_WB-ave＝０．００１（０．１％）
であった。一方、光反射率平均値Ｒ_LS-ave（Ｒ）、Ｒ_LS-ave（Ｇ）、光反射率平均値Ｒ_LS-ave（Ｂ）の平均値Ｒ_LS-aveは、
Ｒ_LS-ave＝０．００５（０．５％）
であった。即ち、
Ｒ_WB-ave／Ｒ_LS-ave＝０．２
であった。

例えば、４２０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下の波長帯域における光反射率平均値が０．０１（１％）である半透過膜を第２光偏向手段５０に設けた場合と、実施例３における半透過膜５１を第２光偏向手段５０に設けた場合とを比較すると、実施例１にて説明したように、ゴーストを生じさせ得る外光は、半透過膜５１によって２回、反射されているため、ゴーストの光強度は、例えば、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域において、
（Ｒ_WB-ave）²／（０．０１）²＝０．０１
となり、実施例３における半透過膜５１を第２光偏向手段５０に設けることで、ゴーストの光強度の十分なる低減を図ることができる。

このように、実施例３において、第２光偏向手段における各半透過膜において、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビーム（あるいは光源からの光）の波長における光反射率よりも低い。従って、外光入射面から入射し、半透過膜に衝突して、半透過膜によって反射され、更に、半透過膜に衝突して、半透過膜によって反射されるときの外光の反射を低下させることができる結果、ゴーストの発生を抑制することができる。

尚、半透過膜の構成、構造が異なる点を除き、実施例３の光学素子、画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイの構成、構造は、実施例１及び偏光手段を設ける実施例１の変形例並びに実施例２において説明した光学素子、画像表示装置及び頭部装着型ディスプレイの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。第１光偏向手段３０を構成する半透過膜３１の光反射率は、第２光偏向手段５０を構成する半透過膜５１の光反射率と同様としてもよいし、波長に依存せず、一定の値であってもよい。

以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した画像表示装置、光学素子、頭部装着型ディスプレイの構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。実施例にあっては、専ら、画像表示装置を２つ備えた両眼型としたが、画像表示装置を１つ備えた片眼型としてもよい。また、光源を、例えば、赤色を発光する発光素子、緑色を発光する発光素子あるいは青色を発光する発光素子といった１種類の発光素子から構成してもよい。更には、テンプル部に光源が配置されている構成とすることもできるし、フロント部の上部に、第１ミラー、第１光偏向手段、第２ミラー及び第２光偏向手段が配置されている構成とすることもできる。実施例にあっては、多数の半透過膜の光透過率を同じとしたが、第１光偏向手段、第２光偏向手段の内部における配置位置に依存して変化させてもよい。具体的には、第１光偏向手段にあっては、第１ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光反射率をより高くし、第２光偏向手段にあっては、第２ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光反射率をより高くする。云い換えれば、第１光偏向手段にあっては、第１ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光透過率をより低くし、第２光偏向手段にあっては、第２ミラーから離れた位置に位置する半透過膜の光透過率をより低くする。より具体的には、例えば、第１ミラーや第２ミラーから最も離れた位置に位置する半透過膜の光反射率の値を、第１ミラーや第２ミラーに隣接して位置に位置する半透過膜の光反射率の値の１．１倍乃至５倍とすればよい。実施例においては、第１光偏向手段３０からＺ軸の正の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置を例にとり説明したが、このような配置に限定するものではなく、図１の（Ｂ）と同様の概念図を図９に示すように、例えば、第１光偏向手段３０からＺ軸の負の方向に光が出射され、第２ミラー４０でＹ軸正の方向（即ち、下方に）に出射される配置とすることもできる。

尚、本発明における走査手段から光ビーム伸長装置を構成することもできる。即ち、光源から出射された光ビームを第２方向及び第４方向に２次元的に伸長し、平行光として出射する光ビーム伸長装置は、
（ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
（ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
（ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
（ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
を備えている。

そして、光ビーム伸長装置にあっては、本発明の第１の態様と同様に、第２光偏向手段は、第４方向と平行に設けられた光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面を有し、第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜が設けられている。あるいは又、本発明の第２の態様と同様に、各半透過膜において、光ビームの波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビームの波長における光反射率よりも低い。

１０・・・画像表示装置、１１・・・光源、１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ・・・発光素子、１２，１４・・・反射ミラー、１３・・・ダイクロイック・プリズム、２０・・・第１ミラー、２１・・・第１軸、３０・・・第１光偏向手段、３１，５１・・・半透過膜（半透過鏡、ハーフミラー）、３２・・・第１光入射面、３３・・・第１光出射面、４０・・・第２ミラー、４１・・・第２軸、５０・・・第２光偏向手段、５２・・・第２光入射面、５３・・・第２光出射面、５４・・・外光入射面、６０・・・筐体、７０・・・観察者、７１・・・瞳、１１０・・・フレーム、１１０Ａ・・・フロント部、１１０Ｂ・・・フロント部の中央部分、１１０Ｃ・・・取付部材、１１１・・・蝶番、１１２・・・テンプル部、１１３・・・モダン部、１１４・・・ノーズパッド、１１５・・・配線（信号線や電源線等）、１１６・・・ヘッドホン部、１１７・・・ヘッドホン部用配線

Claims (14)

1. 光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えた画像表示装置であって、
   走査手段は、
   （ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
   （ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
   （ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
   （ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
   を備えており、
   第２光偏向手段は、第４方向と平行に設けられた光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面を有し、
   第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜が設けられており、
   半透過膜の配列ピッチをＰ₂、第２光偏向手段の厚さをｔ₂、半透過膜の光出射面との成す角度をζ₂とし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光ビームの波長における半透過膜の光反射率Ｒ₂は、
   Ｒ₂≦ｋ×｛（Ｐ₂／ｔ₂）×ｔａｎ（ζ₂）｝^1/2
   を満足する画像表示装置。
2. ｋ＝０．１である請求項１に記載の画像表示装置。
3. 各半透過膜は、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれか一方の偏光成分を反射し、他の偏光成分を透過し、
   外光入射面側には、該他の偏光成分を通過させる偏光手段が備えられている請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えた画像表示装置であって、
   走査手段は、
   （ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
   （ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
   （ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
   （ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
   を備えており、
   第２光偏向手段は、第４方向と平行に設けられた光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面を有し、
   第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜が設けられており、
   各半透過膜において、光ビームの波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビームの波長における光反射率よりも低い画像表示装置。
5. 光ビームの波長以外の波長帯域は、光ビームのピーク波長をλ₀（単位：ｎｍ）としたとき、４２０ｎｍ以上、６８０ｎｍ以下であって、しかも、（λ₀−２０）乃至（λ₀＋２０）の範囲内の波長を除く波長帯域と定義され、
   光ビームの波長以外の波長帯域における光反射率平均値Ｒ_WB-aveは、（λ₀−２０）乃至（λ₀＋２０）の範囲内における光反射率平均値Ｒ_LS-aveよりも低い請求項４に記載の画像表示装置。
6. ０．０５≦Ｒ_WB-ave／Ｒ_LS-ave≦０．５
   を満足する請求項５に記載の画像表示装置。
7. 光ビームの波長における光反射率は５％以下である請求項４乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 各半透過膜は、Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分のいずれか一方の偏光成分を反射し、他の偏光成分を透過し、
   外光入射面側には、該他の偏光成分を通過させる偏光手段が備えられている請求項４乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 画像は、第２方向に沿ってＰ個、第４方向に沿ってＱ個の、合計Ｐ×Ｑ個の画素が配列されて成り、
   第２方向に沿ったＰ個の画素の位置に応じて第１入射角が規定され、第４方向に沿ったＱ個の画素の位置に応じて第２入射角が規定される請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
10. 第１方向と第４方向とは一致しており、第２方向と第３方向とは一致しており、第１方向及び第４方向は第２方向及び第３方向と直交する関係にある請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. （Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
    （Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
    画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
    走査手段は、
    （ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
    （ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
    （ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
    （ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
    を備えており、
    第２光偏向手段は、第４方向と平行に設けられた光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面を有し、
    第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜が設けられており、
    半透過膜の配列ピッチをＰ₂、第２光偏向手段の厚さをｔ₂、半透過膜の光出射面との成す角度をζ₂とし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光ビームの波長における半透過膜の光反射率Ｒ₂は、
    Ｒ₂≦ｋ×｛（Ｐ₂／ｔ₂）×ｔａｎ（ζ₂）｝^1/2
    を満足する頭部装着型ディスプレイ。
12. （Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
    （Ｂ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
    画像表示装置は、光源、及び、光源から出射された光ビームを走査する走査手段を備えており、
    走査手段は、
    （ａ）第１方向に延びる第１軸を回動軸として回動可能であり、光源から出射された光ビームが入射される第１ミラー、
    （ｂ）第１方向とは異なる第２方向に沿って軸線が延びており、第１ミラーから出射された光ビームが第１入射角にて入射され、第１ミラーの回動に伴う光ビームの第１入射角に依存して第２方向と所定の第１出射角を成した平行光を出射する第１光偏向手段、
    （ｃ）第３方向に延びる第２軸を回動軸として回動可能であり、第１光偏向手段から出射された平行光が入射される第２ミラー、及び、
    （ｄ）第３方向とは異なる第４方向に沿って軸線が延びており、第２ミラーから出射された平行光が第２入射角にて入射され、第２ミラーの回動に伴う平行光の第２入射角に依存して第４方向と所定の第２出射角を成した平行光を出射する第２光偏向手段、
    を備えており、
    第２光偏向手段は、第４方向と平行に設けられた光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面を有し、
    第２光偏向手段の内部には複数の半透過膜が設けられており、
    各半透過膜において、光ビームの波長以外の波長帯域における光反射率は、光ビームの波長における光反射率よりも低い頭部装着型ディスプレイ。
13. 一の方向と平行に設けられ、光源からの光が入射する光入射面、
    一の方向と異なる方向に延びる軸線と平行に設けられた光出射面、及び、
    光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面、
    を有する光学素子であって、
    複数の半透過膜が内部に設けられており、
    複数の半透過膜は、軸線に沿って間隔をおいて互いに平行に配列され、且つ、それぞれの半透過膜は、軸線に対して傾斜して配置されており、
    光入射面に入射した光源からの光は、半透過膜によって反射されて光出射面から出射され、外光入射面から入射した外光は、光出射面から出射され、
    半透過膜の配列ピッチをＰ、光学素子の厚さをｔ、半透過膜の光出射面との成す角度をζとし、ｋを０を超え、１未満の定数としたとき、光源からの光の波長における半透過膜の光反射率Ｒは、
    Ｒ≦ｋ×｛（Ｐ／ｔ）×ｔａｎ（ζ）｝^1/2
    を満足する光学素子。
14. 一の方向と平行に設けられ、光源からの光が入射する光入射面、
    一の方向と異なる方向に延びる軸線と平行に設けられた光出射面、及び、
    光出射面と対向して設けられ、外光が入射する外光入射面、
    を有する光学素子であって、
    複数の半透過膜が内部に設けられており、
    複数の半透過膜は、軸線に沿って間隔をおいて互いに平行に配列され、且つ、それぞれの半透過膜は、軸線に対して傾斜して配置されており、
    光入射面に入射した光源からの光は、半透過膜によって反射されて光出射面から出射され、外光入射面から入射した外光は、光出射面から出射され、
    各半透過膜において、光源からの光の波長以外の波長帯域における光反射率は、光源からの光の波長における光反射率よりも低い光学素子。

Images