JP2015149700A - 画像表示装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像表示装置における異常発生を容易に検出し得る構成、構造を有する画像表示装置を提供する。
【解決手段】画像表示装置は、（Ａ）画像形成装置１１１、（Ｂ）画像形成装置１１１から出射された光が入射され、出射される光学装置１２０、及び、（Ｃ）画像形成装置１１１から出射された光を検出する受光装置１２６を備えている。
【選択図】 図１

Description

本開示は、画像表示装置、及び、係る画像表示装置を備えた表示装置に関し、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）として用いられる表示装置、及び、係る表示装置に用いられる画像表示装置に関する。

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、特開２００６−１６２７６７から周知である。

概念図を図２２に示すように、この画像表示装置１００’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１１１、画像形成装置１１１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１１２、及び、コリメート光学系１１２にて平行光とされた光が入射され、導光され、出射される光学装置（導光手段）１２０を備えている。光学装置１２０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１２１、導光板１２１に入射された光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された光を反射させる第１偏向手段１３０（例えば、１層の光反射膜から成る）、及び、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を導光板１２１から出射させる第２偏向手段１４０（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１００’によって、例えば、ＨＭＤを構成すれば、装置の軽量化、小型化を図ることができる。尚、図２２におけるその他の構成要素を示す参照番号に関しては、図１を参照して説明する実施例１の画像表示装置を参照のこと。

あるいは又、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に、ホログラム回折格子を用いた虚像表示装置（画像表示装置）が、例えば、特開２００７−９４１７５から周知である。

概念図を図２３に示すように、この画像表示装置３００’は、基本的には、画像を表示する画像形成装置１１１と、コリメート光学系１１２と、画像形成装置１１１に表示された光が入射され、観察者の瞳２１へと導く光学装置（導光手段）３２０とを備えている。ここで、光学装置３２０は、導光板３２１と、導光板３２１に設けられた反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０を備えている。そして、コリメート光学系１１２には画像形成装置１１１の各画素から出射された光が入射され、コリメート光学系１１２によって導光板３２１へ入射する角度の異なる複数の平行光が生成され、導光板３２１に入射される。導光板３２１の第１面３２２から、平行光が入射され、出射される。一方、導光板３２１の第１面３２２と平行である導光板３２１の第２面３２３に、第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０が取り付けられている。尚、図２３におけるその他の構成要素を示す参照番号に関しては、図７を参照して説明する実施例４の画像表示装置を参照のこと。

特開２００６−１６２７６７ 特開２００７−９４１７５

ところで、このような画像表示装置において、例えば、導光板が汚れたり、画像形成装置を構成する光源の経時劣化が生じると、観察者に到達する画像の光強度の低下を招くし、例えば、画像表示装置の光学系にずれ等が生じると、観察者に到達する画像の光強度の低下を招いたり、観察者が観察する画像の画質に低下が生じる。また、画像形成装置に備えられた光源に依っては、光源の発熱に起因して光源から出射される光の波長が変動し、その結果、観察者が観察する画像の画質に低下が生じる場合がある。しかしながら、従来の頭部装着型ディスプレイにあっては、これらの画像表示装置における異常発生を検出することや、光源から出射される光の波長の変動を検出することは困難である。

従って、本開示の第１の目的は、画像表示装置における異常発生を容易に検出し得る構成、構造を有する画像表示装置、及び、係る画像表示装置を備えた表示装置を提供することにある。また、本開示の第２の目的は、光源から出射される光の波長の変動を容易に検出し得る構成、構造を有する画像表示装置、及び、係る画像表示装置を備えた表示装置を提供することにある。

上記の第１の目的を達成するための本開示の画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、及び、
（Ｃ）画像形成装置から出射された光を検出する受光装置、
を備えている。

上記の第１の目的を達成するための本開示の表示装置は、
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、及び、
（Ｃ）画像形成装置から出射された光を検出する受光装置、
を備えている。即ち、本開示の表示装置における画像表示装置は、本開示の画像表示装置から成る。

本開示の画像表示装置あるいは表示装置にあっては、画像形成装置から出射された光を検出する受光装置を備えているので、画像表示装置に表示される画像あるいは光学装置から出射された光に異常が発生しているか否かを、直ちに、しかも、確実に検出することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１は、実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図２は、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図３は、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図４は、実施例１の表示装置を側方から眺めた模式図である。 図５は、画像表示装置を構成する導光板における光の伝播を模式的に示す図である。 図６は、実施例３の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図７は、実施例４の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図８は、実施例４の表示装置における反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。 図９は、実施例５の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１０は、実施例６の表示装置における画像表示装置の概念図であり、実施例１の表示装置の変形である。 図１１は、実施例６の表示装置における画像表示装置の概念図であり、実施例４の表示装置の変形である。 図１２は、実施例８の表示装置における画像表示装置の概念図であり、実施例１の表示装置の変形である。 図１３は、実施例８の表示装置における画像表示装置の概念図であり、実施例４の表示装置の変形である。 図１４は、実施例１０の表示装置における光学装置の一部分の模式図である。 図１５は、実施例１１の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図１６は、実施例１１の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図１７は、画像形成装置の変形例の概念図である。 図１８は、画像形成装置の別の変形例を示す概念図である。 図１９は、画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。 図２０は、画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。 図２１は、画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。 図２２は、従来の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図２３は、従来の表示装置の変形例における画像表示装置の概念図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示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．本開示の表示装置、画像表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の表示装置及び画像表示装置、第１の形態及び第３の形態の画像表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形、第４の形態及び第６の形態の画像表示装置）
４．実施例３（実施例１、実施例２の変形）
５．実施例４（実施例１、実施例２の別の変形）
６．実施例５（実施例４の変形）
７．実施例６（実施例１、実施例３〜実施例５の変形、第２の形態及び第３の形態の画像表示装置）
８．実施例７（実施例６の変形、第５の形態及び第６の形態の画像表示装置）
９．実施例８（実施例１、実施例３〜実施例５の変形、第３の形態の画像表示装置）
１０．実施例９（実施例８の変形、第６の形態の画像表示装置）
１１．実施例１０（実施例１〜実施例９の変形、第３の形態及び第６の形態の画像表示装置）
１２．実施例１１（実施例１〜実施例９の別の変形）、その他

［本開示の表示装置、画像表示装置、全般に関する説明］
本開示の画像表示装置あるいは表示装置における画像表示装置（以下、これらの画像表示装置を総称して、『本開示の画像表示装置等』と呼ぶ）において、光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第２偏向手段は、
導光板の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分、及び、
導光板の内部を全反射により伝播した光を受光装置に向かって偏向させる第２の部分、
から構成されている形態とすることができる。尚、このような本開示の画像表示装置等を、便宜上、『第１の形態の画像表示装置』と呼ぶ。ここで、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。以下においても同様である。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
受光装置は、導光板の第２偏向手段側の端部に配置されている形態とすることができる。尚、このような本開示の画像表示装置等を、便宜上、『第２の形態の画像表示装置』と呼ぶ。

第１の形態、第２の形態、後述する第４の形態、第５の形態の画像表示装置において、第１偏向手段は、導光板に入射された光の全てを反射し、あるいは又、導光板に入射された光の一部を反射し、第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、透過、反射する構成とすることができる。即ち、この場合、第１偏向手段は反射鏡あるいは半透過鏡として機能し、第２偏向手段は半透過鏡として機能する。ここで、第２偏向手段は反射型体積ホログラム回折格子から成る構成とすることができる。尚、場合によっては、第１の形態、後述する第４の形態の画像表示装置において、第２偏向手段を、導光板の内部を全反射により伝播した光の全てを導光板から出射させる構造とすることもできる。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、
光学装置は、画像形成装置から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、
受光装置は、光半反射部材を通過した光を検出する形態とすることができる。尚、このような本開示の画像表示装置等を、便宜上、『第３の形態の画像表示装置』と呼ぶ。

第３の形態、後述する第６の形態の画像表示装置において、光半反射部材を、上述した第１偏向手段から構成することができるし、上述した第２偏向手段から構成することもできる。

あるいは又、第３の形態、後述する第６の形態の画像表示装置において、光半反射部材を、画像形成装置からの光を反射する凹面鏡から構成することもできる。そして、この場合、光学装置は、更に、凹面鏡によって反射された光を観察者に向けて出射する半透過鏡、及び、半透過鏡と凹面鏡の間に配置された四分の一波長板を備えていることが好ましい。凹面鏡に入射する光の一部を通過させるように凹面鏡を構成し（即ち、凹面鏡を半透過凹面鏡から構成し）、凹面鏡を通過した光を受光するように受光装置を配置すればよい。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、受光装置は、光学装置に対して光学的に接続されている形態とすることができる。即ち、受光装置は、光学装置に直接接続されている形態のみならず、接着部材や導光部材等を介して光が入るように接続されている形態も包含される。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置等においては、受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置の動作を制御する構成とすることができる。そして、この場合、受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置から出射される画像の位置を制御する構成、光学装置から出射される光の出射角を制御する構成とすることができる。あるいは又、光学装置から出射される画像に生じる歪みを補償するために、画像形成装置に送出する画像信号に、画像に生じる歪みを補償するための信号を加重する構成、即ち、受光装置の検出結果に基づき、光学装置から出射される画像に生じる歪みを補償するための信号が画像形成装置に送出される構成とすることもできる。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、
画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、反射鏡又は半透過鏡から成る第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段、
を備えており、
第２偏向手段は、
導光板の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分、及び、
導光板の内部を全反射により伝播した光を受光装置に向かって偏向させる第２の部分、
から構成されており、
受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御する形態とすることができ、これによって、上記の本開示の第２の目的を達成することができる。尚、このような本開示の画像表示装置等を、便宜上、『第４の形態の画像表示装置』と呼ぶ。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、
画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、反射鏡又は半透過鏡から成る第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段、
を備えており、
受光装置は、導光板の第２偏向手段側の端部に配置されており、
受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御する形態とすることができ、これによって、上記の本開示の第２の目的を達成することができる。尚、このような本開示の画像表示装置等を、便宜上、『第５の形態の画像表示装置』と呼ぶ。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、
画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
光学装置は、画像形成装置から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、
受光装置は、光半反射部材を通過した光を検出し、その結果に基づき光源から出射される光の波長を制御する形態とすることができ、これによって、上記の本開示の第２の目的を達成することができる。尚、このような本開示の画像表示装置等を、便宜上、『第６の形態の画像表示装置』と呼ぶ。

また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置等において、受光装置は、受光素子が１次元状に配列されて成り（即ち、所謂ラインセンサから成り）、あるいは又、受光素子が２次元、マトリクス状に配列されて成る（即ち、所謂撮像素子から成る）構成とすることができる。尚、ラインセンサや撮像素子は、例えば、フォトセンサの集合体、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子から構成することができる。

画像表示装置における異常発生を検出するためには、所定の時間毎に（例えば１０秒あるいは１分毎に）、例えば１画像表示フレームの間、テスト信号を画像形成装置に送出し、テストパターンを画像形成装置に表示させ、係るテストパターンを受光装置で検出すればよい。あるいは又、画像表示装置の動作開始時や動作終了時に、テスト信号を画像形成装置に送出し、テストパターンを画像形成装置に表示させ、係るテストパターンを受光装置で検出すればよい。画像表示装置が正常に動作している場合には、受光装置の所定の画素においてテストパターンが受光される。ところが、画像表示装置に異常が発生した場合、受光装置の所定の画素からずれた画素においてテストパターンが受光される。あるいは又、画像表示装置に異常が発生した場合、受光装置によって受光される光の強度に低下が生じる場合もある。従って、画像表示装置に異常が発生したことを受光装置が検出した場合、画像表示装置あるいは表示装置は、警告を発する。あるいは又、受光装置の所定の画素からずれた画素においてテストパターンが受光された場合、画像形成装置に送出する画像信号を補償してずれを無くせばよい。あるいは又、光学装置から出射される光の出射角を制御してもよいし、光学装置から出射される画像に生じる歪みを補償するために、画像形成装置に送出する画像信号に、画像に生じる歪みを補償するための信号を加重する構成とすることもできる。また、受光装置によって受光された光の強度に低下が生じた場合、画像形成装置において形成される画像の光強度を増加する処理（例えば、光源の光強度の増加）を行えばよい。

第４の形態の画像表示装置〜第６の形態の画像表示装置においても、光源から出射される光の波長に大きな変動が生じているかを検出するためには、所定の時間毎に（例えば１０秒あるいは１分毎に）、例えば１画像表示フレームの間、テスト信号を画像形成装置に送出し、テストパターンを画像形成装置で表示させ、係るテストパターンを受光装置で検出すればよい。光源から出射される光の波長に大きな変動が生じていない場合には、受光装置の所定の画素においてテストパターンが受光される。ところが、光源から出射される光の波長に大きな変動が生じている場合、具体的には、光源の発熱に起因して光源から出射される光の波長が増加した場合、受光装置の所定の画素からずれた画素においてテストパターンが受光される。あるいは又、受光装置によって受光される光の強度に低下が生じる場合もある。従って、このような現象が受光装置によって検出された場合、光源を構成するＧａＮ系半導体レーザ素子の駆動電流を増加させることで、光源から出射される光の波長を短波長側にシフトさせ、元の波長に戻せばよい。尚、ＧａＮ系半導体レーザ素子をパルス幅変調（ＰＷＭ）方式に基づき駆動する場合、パルス高を制御すればよい。

以上に説明した種々の好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置において、光学装置それ自体は、透過型あるいは半透過型（シースルー型）とすることができる。具体的には、少なくとも観察者の瞳に対向する光学装置の部分を透過あるいは半透過（シースルー）とし、これらの光学装置の部分を通して外景を眺めることができる。表示装置は、画像表示装置を１つ備えていてもよいし、２つ備えていてもよい。

本明細書において、「半透過」、「半反射」という用語を用いているが、入射する光の１／２（５０％）を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いている。

第１偏向手段が導光板に入射された光の全てを反射する場合、第１偏向手段は、例えば、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成することができる。また、第１偏向手段が導光板に入射された光の一部を反射する場合、第１偏向手段は、例えば、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体、ハーフミラー、偏光ビームスプリッターから構成することができる。また、第２偏向手段は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。そして、第１偏向手段や第２偏向手段は、導光板に配設されているが、第１偏向手段においては、導光板に入射された平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光の少なくとも一部が反射又は回折される。一方、第２偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射又は回折され、導光板から平行光の状態で出射される。

あるいは又、第１偏向手段は、導光板に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、回折する構成とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段及び第２偏向手段は回折格子素子から成る形態とすることができ、更には、回折格子素子は、反射型回折格子素子から成り、あるいは又、透過型回折格子素子から成り、あるいは又、一方の回折格子素子は反射型回折格子素子から成り、他方の回折格子素子は透過型回折格子素子から成る構成とすることができる。尚、反射型回折格子素子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材』と呼ぶ場合がある。

本開示の画像表示装置等によって、単色（例えば、緑色）の画像表示を行うことができるが、カラーの画像表示を行う場合、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。あるいは又、例えば、第１導光板に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１回折格子部材及び第２回折格子部材を配し、第２導光板に、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１回折格子部材及び第２回折格子部材を配し、第３導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させる反射型体積ホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された第１回折格子部材及び第２回折格子部材を配し、これらの第１導光板、第２導光板及び第３導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。反射型体積ホログラム回折格子が直接大気と接しないように、保護部材を配することが好ましい。

第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材及び第２回折格子部材を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。

あるいは又、本開示の画像表示装置等において、光学装置は、画像形成装置から出射された光が入射され、観察者の瞳に向かって出射される半透過ミラーから構成されている形態とすることができる。尚、画像形成装置から出射された光は、空気中を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよいし、例えば、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材（具体的には、後述する導光板を構成する材料と同様の材料から成る部材）の内部を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよい。尚、半透過ミラーを、この透明な部材を介して画像形成装置に取り付けてもよいし、半透過ミラーを、この透明な部材とは別の部材を介して画像形成装置に取り付けてもよい。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置等において、画像形成装置は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第１の構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第１の構成の画像形成装置として、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；有機ＥＬ（Electro Luminescence）、無機ＥＬ、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の発光素子から構成された画像形成装置を挙げることができるが、中でも、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置とすることが好ましい。空間光変調装置として、ライト・バルブ、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、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として発光素子を挙げることができる。更には、反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができる。光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。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、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。尚、第４の形態の画像表示装置〜第６の形態の画像表示装置にあっては、前述したとおり、発光素子はＧａＮ系半導体レーザ素子から成る。

あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示における画像表示装置において、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第２の構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第２の構成の画像形成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。第２の構成の画像形成装置における画素（仮想の画素）の数も、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（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。また、カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やガルバノ・ミラーを挙げることができる。尚、第４の形態の画像表示装置〜第６の形態の画像表示装置にあっては、前述したとおり、発光素子はＧａＮ系半導体レーザ素子から成る。

第１の構成の画像形成装置あるいは第２の構成の画像形成装置において、光学系（出射光を平行光とする光学系であり、『平行光出射光学系』と呼ぶ場合があり、具体的には、例えば、コリメート光学系やリレー光学系）にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、例えば、平行光出射光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。平行光出射光学系は、画素の位置情報を光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。平行光出射光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。平行光出射光学系と導光板との間には、平行光出射光学系から不所望の光が出射されて導光板に入射しないように、開口部を有する遮光部を配置してもよい。

導光板は、導光板の軸線（Ｘ軸）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。導光板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。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。

本開示の表示装置において、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つのテンプル部とから成る構成とすることができる。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をテンプル部に取り付ければよい。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含む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。更には、フロント部にノーズパッドが取り付けられている構成とすることができる。即ち、本開示の表示装置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、リムが無い点を除き、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。

また、本開示の表示装置にあっては、デザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、１つあるいは２つの画像形成装置からの配線（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、制御装置（制御回路あるいは制御手段）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成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もできる。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。

フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることができる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置（あるいは画像形成装置）に接続すればよく、更には、画像表示装置（あるいは画像形成装置）から延びる配線に含ませればよい。

画像形成装置の中心から出射され、光学系の画像形成装置側節点を通過した光線を『中心光線』と呼び、中心光線の内、光学装置に垂直に入射するものを『中心入射光線』と呼ぶ。そして、中心入射光線が光学装置に入射する点を光学装置中心点とし、光学装置中心点を通過し、光学装置の軸線方向と平行な軸線をＸ軸、光学装置中心点を通過し、光学装置の法線と一致する軸線をＹ軸とする。本開示の表示装置における水平方向とは、Ｘ軸と平行な方向であり、以下、『Ｘ軸方向』と呼ぶ場合もある。ここで、光学系は、画像形成装置と光学装置との間に配置され、画像形成装置から出射された光を平行光とする。そして、光学系にて平行光とされた光束が、光学装置に入射され、導光され、出射される。また、第１偏向手段の中心点を、『光学装置中心点』とする。

以上に説明した種々の変形例を含む本開示の表示装置は、例えば、各種装置等の観察対象物（被写体）の運転、操作、保守、分解時等における各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示；人物や物品等の観察対象物（被写体）に関する各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示；動画や静止画の表示；映画等の字幕の表示；映像に同期した映像に関する説明文やクローズド・キャプションの表示；芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地（アミューズメントパーク）、美術館、観光地、行楽地、観光案内等における観察対象物（被写体）に関する各種説明、その内容や進行状況、背景等を説明するための説明文等の表示に用いることができるし、クローズド・キャプションの表示に用いることができる。尚、以上に説明した各種の内容は、被写体に関するデータに対応した情報に相当する。芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地（アミューズメントパーク）、美術館、観光地、行楽地、観光案内等にあっては、適切なタイミングで観察対象物に関連した画像としての文字を表示装置において表示すればよい。具体的には、例えば、映画等の進行状況に応じて、あるいは又、芝居等の進行状況に応じて、所定のスケジュール、時間配分に基づき、作業者の操作によって、あるいは、コンピュータ等の制御下、画像制御信号が表示装置に送出され、画像が表示装置にて表示される。また、各種装置、人物や物品等の観察対象物（被写体）に関する各種説明の表示を行うが、撮像装置によって各種装置、人物や物品等の観察対象物（被写体）を撮影し、表示装置において撮影内容を解析することで、予め作成しておいた各種装置、人物や物品等の観察対象物（被写体）に関する各種説明の表示を表示装置にて行うことができる。あるいは又、本開示の表示装置は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、光学装置に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、光学装置に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。

画像形成装置への画像信号には、画像信号（例えば、文字データ）だけでなく、例えば、表示すべき画像に関する輝度データ（輝度情報）、又は、色度データ（色度情報）、又は、輝度データ及び色度データを含めることができる。輝度データは、光学装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとすることができるし、色度データは、光学装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとすることができる。このように、画像に関する輝度データを含めることで、表示される画像の輝度（明るさ）の制御を行うことができるし、画像に関する色度データを含めることで、表示される画像の色度（色）の制御を行うことができるし、画像に関する輝度データ及び色度データを含めることで、表示される画像の輝度（明るさ）及び色度（色）の制御を行うことができる。画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度の値が高くなるほど、画像の輝度の値が高くなるように（即ち、画像がより明るく表示されるように）、輝度データの値を設定すればよい。また、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度と、表示すべき画像の色度とが、おおよそ補色関係となるように色度データの値を設定すればよい。補色とは、色相環（color circle）で正反対に位置する関係の色の組み合わせ指す。赤に対しての緑、黄に対しての紫、青に対しての橙など、相補的な色のことでもある。或る色に別の色を適宜の割合で混合して、光の場合は白、物体の場合は黒というように、彩度低下を引き起こす色についても云うが、並列した際の視覚的効果の相補性と混合した際の相補性は異なる。余色、対照色、反対色ともいう。但し、反対色は補色が相対する色を直接に指示するのに対し、補色の指示する範囲はやや広い。補色同士の色の組み合わせは互いの色を引き立て合う相乗効果があり、これは補色調和といわれる。

実施例１は、本開示の表示装置（具体的には、頭部装着型ディスプレイ，ＨＭＤ）及び画像表示装置に関し、より具体的には、第１の形態及び第３の形態の画像表示装置に関する。実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図を図１に示し、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図を図２に示し、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図を図３に示し、実施例１の表示装置を側方から眺めた模式図を図４に示す。また、画像表示装置を構成する導光板における光の伝播を図５に模式的に示す。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の表示装置は、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）であり、
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム（例えば、眼鏡型のフレーム１０）、及び、
（ロ）フレーム１０に取り付けられた画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００、
を備えている。尚、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の表示装置を、具体的には、２つの画像表示装置を備えた両眼型としたが、１つ備えた片眼型としてもよい。画像形成装置１１１，２１１は、例えば、単色（例えば、緑色）の画像を表示する。

そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１における画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００は、
（Ａ）画像形成装置１１１，２１１、
（Ｂ）画像形成装置１１１，２１１から出射された光が入射され、出射される光学装置（導光手段）１２０，３２０，５２０，８２０、及び、
（Ｃ）画像形成装置１１１，２１１から出射された光を検出する受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５、
を備えている。更には、
（Ｄ）画像形成装置１１１，２１１から出射された光を平行光とする光学系（平行光出射光学系）１１２，２５４、
を備えており、光学系１１２，２５４にて平行光とされた光束が光学装置１２０，３２０，５２０，８２０に入射され、出射される。

尚、画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００は、フレームに、固定して取り付けられていてもよいし、着脱自在に取り付けられていてもよい。ここで、光学系１１２，２５４は、画像形成装置１１１，２１１と光学装置１２０，３２０，５２０，８２０との間に配置されている。そして、光学系１１２，２５４にて平行光とされた光束が、光学装置１２０，３２０，５２０，８２０に入射され、出射される。また、光学装置１２０，３２０，５２０，８２０は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者の両眼に対向する光学装置の部分（より具体的には、後述する導光板１２１，３２１，８２１及び第２偏向手段１４０，３４０や半透過鏡８２２）は、半透過（シースルー）である。

尚、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例９において、画像形成装置１１１，２１１の中心から出射され、光学系１１２，２５４の画像形成装置側節点を通過した光線（中心光線ＣＬ）の内、光学装置１２０，３２０に垂直に入射する中心入射光線が光学装置１２０，３２０に入射する点を光学装置中心点Ｏとし、光学装置中心点Ｏを通過し、光学装置１２０，３２０の軸線方向と平行な軸線をＸ軸、光学装置中心点Ｏを通過し、光学装置１２０，３２０の法線と一致する軸線をＹ軸とする。尚、第１偏向手段１３０，３３０の中心点が、光学装置中心点Ｏである。即ち、図５に示すように、画像表示装置１００，２００，３００，４００において、画像形成装置１１１，２１１の中心から出射され、光学系１１２，２５４の画像形成装置側節点を通過した中心入射光線ＣＬは、導光板１２１，３２１に垂直に衝突する。云い換えれば、中心入射光線ＣＬは、導光板１２１，３２１へ、入射角０度で入射する。そして、この場合、表示される画像の中心は、導光板１２１，３２１の第１面１２２，３２２の垂線方向に一致する。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例９における光学装置１２０，３２０は、
（ａ）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１２１，３２１、
（ｂ）導光板１２１，３２１に入射された光が導光板１２１，３２１の内部で全反射されるように、導光板１２１，３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段１３０，３３０、及び、
（ｃ）導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板１２１，３２１から出射させるために、導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段１４０，３４０、
を備えている。ここで、第２偏向手段１４０，３４０は、反射型体積ホログラム回折格子から成る。即ち、第２偏向手段１４０，３４０は、半透過鏡として機能する。

そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５における光学装置１２０，３２０は、第１の形態の画像表示装置から成る。具体的には、第２偏向手段１４０，３４０は、
導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分１４１，３４１、及び、
導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を受光装置１２６，３２６に向かって偏向させる第２の部分１４２，３４２、
から構成されている。

あるいは又、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例５の画像表示装置１００，２００，３００，４００において、光学装置１２０，３２０は、画像形成装置１１１，２１１から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、受光装置１２６，３２６は、光半反射部材を通過した光を検出する。ここで、光半反射部材は、具体的には、第２偏向手段１４０，３４０から成る。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１において、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５は、受光素子が１次元状に配列された所謂ラインセンサから成り、あるいは又、受光素子が２次元、マトリクス状に配列された所謂撮像素子から成る。

あるいは又、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１において、１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５は、光学装置１２０，３２０，５２０，８２０に対して光学的に接続されている。即ち、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５は、光学装置１２０，３２０，５２０，８２０に直接接続されている形態のみならず、接着部材や導光部材等を介して光が入るように接続されている形態も包含される。また、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５が検出する光は、画像形成装置１１１，２１１から出射された光の一部、又は、光学装置１２０，３２０，５２０，８２０が伝播する光の一部であれば足りる。

実施例１において、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０は導光板１２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段１３０は、導光板１２１に入射された光を反射し、第２偏向手段１４０は、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段１３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段１４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板１２１の内部に設けられた第１偏向手段１３０は、アルミニウム（Ａｌ）から成り、導光板１２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板１２１の内部に設けられた第２偏向手段１４０は、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されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ₂膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ₂膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体に関しては、特表２００５−５２１０９９に開示されている。図面においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板１２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段１３０においては、導光板１２１に入射された平行光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段１４０においては、導光板１２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板１２１から平行光の状態で、観察者の瞳２１に向かって出射される。

第１偏向手段１３０は、導光板１２１の第１偏向手段１３０を設ける部分１２４を切り出すことで、導光板１２１に第１偏向手段１３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板１２１の切り出した部分１２４を第１偏向手段１３０に接着すればよい。また、第２偏向手段１４０は、導光板１２１を構成する材料と同じ材料（例えば、ガラス）と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板１２１の第２偏向手段１４０を設ける部分１２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板１２１の内部に第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０が設けられた光学装置１２０を得ることができる。尚、第１偏向手段１３０を、導光板１２１，３２１に入射された光の一部を反射する半透過鏡から構成することもできる。また、第２偏向手段１４０において、導光板１２１の第２偏向手段側の端部側に位置する誘電体積層膜１４０Ａを、光反射膜に置き換えてもよい。

ここで、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１０において、導光板１２１，３２１，８２１は、光学ガラスやプラスチック材料から成る。そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例９において、導光板１２１，３２１は、導光板１２１，３２１の内部全反射による光伝播方向（Ｘ軸）と平行に延びる２つの平行面（第１面１２２，３２２及び第２面１２３，３２３）を有している。第１面１２２，３２２と第２面１２３，３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面１２２，３２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面１２２，３２２から出射される。但し、これに限定するものではなく、第２面１２３，３２３によって光入射面が構成され、第１面１２２，３２２によって光出射面が構成されていてもよい。実施例１にあっては、光出射面に受光装置１２６が取り付けられている。

実施例１あるいは後述する実施例４において、画像形成装置１１１は、第１の構成の画像形成装置であり、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する。具体的には、画像形成装置１１１は、反射型空間光変調装置１５０、及び、白色光を出射する発光ダイオードから成る光源１５３から構成されている。各画像形成装置１１１全体は、筐体１１３（図Ａ１では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体１１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介して光学系（平行光出射光学系，コリメート光学系）１１２から光が出射される。反射型空間光変調装置１５０は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳから成る液晶表示装置（ＬＣＤ）１５１、及び、光源１５３からの光の一部を反射して液晶表示装置１５１へと導き、且つ、液晶表示装置１５１によって反射された光の一部を通過させて光学系１１２へと導く偏光ビームスプリッター１５２から構成されている。液晶表示装置１５１は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル）を備えている。偏光ビームスプリッター１５２は、周知の構成、構造を有する。光源１５３から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する。偏光ビームスプリッター１５２において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、液晶表示装置１５１に入射し、液晶表示装置１５１の内部で反射され、液晶表示装置１５１から出射される。ここで、液晶表示装置１５１から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置１５１から出射され、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２を通過し、光学系１１２へと導かれる。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、光源１５３に戻される。光学系１１２は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、光学系１１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１１（より具体的には、液晶表示装置１５１）が配置されている。

フレーム１０は、観察者の正面に配置されるフロント部１１と、フロント部１１の両端に蝶番１２を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１３と、各テンプル部１３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）１４から成る。また、ノーズパッド（図示せず）が取り付けられている。即ち、フレーム１０及びノーズパッドの組立体は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。更には、各筐体１１３が、取付け部材１９によって、着脱自在に、テンプル部１３に取り付けられている。フレーム１０は、金属又はプラスチックから作製されている。尚、各筐体１１３は、取付け部材１９によってテンプル部１３に着脱できないように取り付けられていてもよい。また、眼鏡を所有し、装着している観察者に対しては、観察者の所有する眼鏡のフレームのテンプル部に、各筐体１１３を取付け部材１９によって着脱自在に取り付けてもよい。各筐体１１３を、テンプル部１３の外側に取り付けてもよいし、テンプル部１３の内側に取り付けてもよい。

更には、一方の画像形成装置１１１Ａから延びる配線（信号線や電源線等）１５が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路、制御手段）１８に接続されている。更には、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂはヘッドホン部１６を備えており、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから延びるヘッドホン部用配線１６’が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部からヘッドホン部１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１６’は、より具体的には、モダン部１４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１６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１６やヘッドホン部用配線１６’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、すっきりとした表示装置とすることができる。

配線（信号線や電源線等）１５は、上述したとおり、制御装置（制御回路）１８に接続されている。そして、制御装置１８において画像表示のための処理がなされる。制御装置１８は周知の回路から構成することができる。

また、フロント部１１の中央部分１１’には、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズ（これらは図示せず）とから構成された撮像装置１７が、適切な取付部材（図示せず）によって取り付けられている。撮像装置１７からの信号は、撮像装置１７から延びる配線（図示せず）を介して、例えば、画像形成装置１１１Ａに送出される。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００において異常発生を検出するためには、所定の時間毎に（例えば１０秒あるいは１分毎に）、例えば１画像表示フレームの間、テスト信号を画像形成装置１１１，２１１に送出し、テストパターンを画像形成装置１１１，２１１に表示させ、係るテストパターンを受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５で検出すればよい。あるいは又、画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００の動作開始時や動作終了時に、テスト信号を画像形成装置１１１，２１１に送出し、テストパターンを画像形成装置１１１，２１１に表示させ、係るテストパターンを受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５で検出すればよい。画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００が正常に動作している場合には、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５の所定の画素においてテストパターンが受光される。ところが、画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００に異常が発生した場合、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５の所定の画素からずれた画素においてテストパターンが受光される。あるいは又、画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００に異常が発生した場合、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５によって受光される光の強度に低下が生じる場合もある。従って、画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００に異常が発生したことを受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５が検出した場合、画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００あるいは表示装置は、警告を発する。

あるいは又、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１１の画像表示装置１００，２００，３００，４００，５００，８００においては、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５の検出結果に基づき、画像形成装置１１１，２１１の動作を制御する。即ち、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５の検出結果に基づき、画像形成装置１１１，２１１から出射される画像の位置を制御する。具体的には、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５の所定の画素からずれた画素においてテストパターンが受光された場合、画像形成装置１１１，２１１に送出する画像信号を補償してずれを無くせばよい。より具体的には、画像の水平方向の移動のためには、表示位置補正信号として、画像の水平方向の位置を＋ｉ画素あるいは−ｉ画素分、変える信号を制御装置１８において生成すればよい。あるいは又、水平同期信号のタイミングを＋ｉ画素あるいは−ｉ画素分、変える信号を制御装置１８において生成すればよい。また、画像の垂直方向の移動のためには、表示位置補正信号として、画像の垂直方向の位置を＋ｊ画素あるいは−ｊ画素分、変える信号を制御装置１８において生成すればよく、あるいは又、垂直同期信号のタイミングを＋ｊ画素あるいは−ｊ画素分、変える信号を制御装置１８において生成すればよい。即ち、画像のメモリ読み出し位置を、タイミング的に、遅らす、又は、早めることにより実現することができ、あるいは、垂直同期信号と水平同期信号のタイミングをずらすことによって実現することができる。そして、表示位置補正信号を表示位置制御信号として制御装置１８に記憶させればよく、制御装置１８において、画像を形成するための画像信号に対して表示位置制御信号を加えればよい。あるいは又、光学装置１２０，３２０から出射される光の出射角を制御してもよいし、光学装置１２０，３２０から出射される画像に生じる歪みを補償するために、画像形成装置１１１，２１１に送出する画像信号に、画像に生じる歪みを補償するための信号を加重して、歪みを除去してもよい。即ち、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５の検出結果に基づき、光学装置１２０，３２０，５２０，８２０から出射される画像に生じる歪みを補償するための信号が画像形成装置１１１，２１１に送出される構成とすることもできる。

あるいは又、受光装置１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５によって受光された光の強度に低下が生じた場合、画像形成装置１１１，２１１において形成される画像の光強度を増加する処理（例えば、光源１５３の光強度の増加）を行えばよい。

以上のとおり、実施例１の画像表示装置あるいは表示装置にあっては、画像形成装置から出射された光を検出する受光装置を備えているので、画像表示装置に表示される画像あるいは光学装置から出射された光に異常が発生しているか否かを、直ちに、しかも、確実に検出することができる。

実施例２は、実施例１の変形であり、第４の形態及び第６の形態の画像表示装置に関する。実施例２において、画像形成装置１１１は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源１５３を備えている。そして、受光装置１２６の検出結果に基づき、光源１５３から出射される光の波長を制御する。

一般に、半導体レーザ素子の発振波長（半導体レーザ素子から出射される波長λ）は、接合面の温度上昇に伴い、長波長側にシフトする。このような半導体レーザ素子から出射される波長λの長波長側へのシフトが生じると、後述するように、式（Ａ）で表されるブラッグ条件からの逸脱が生じる結果、観察者が観察する画像の画質に低下が生じる。ところで、ＧａＮ系化合物半導体層が積層されて成るＧａＮ系半導体レーザ素子は、駆動電流の増加に伴い、半導体レーザ素子の発振波長（半導体レーザ素子から出射される波長λ）は、短波長側にシフトする。従って、温度上昇に伴う半導体レーザ素子の発振波長の長波長側へのシフトを補償することができる。即ち、光源１５３から出射される光の波長に大きな変動が生じているかを検出するために、所定の時間毎に（例えば１０秒あるいは１分毎に）、例えば１画像表示フレームの間、テスト信号を画像形成装置１１１に送出し、テストパターンを画像形成装置１１１に表示させ、係るテストパターンを受光装置１２６で検出する。光源１５３から出射される光の波長に大きな変動が生じていない場合には、ブラッグ条件からの逸脱が生じることがないので、受光装置１２６の所定の画素においてテストパターンが受光される。ところが、光源から出射される光の波長に大きな変動が生じている場合、具体的には、光源の発熱に起因して光源から出射される光の波長が増加した場合、回折角度に変化が生じる結果、受光装置１２６の所定の画素からずれた画素においてテストパターンが受光される。あるいは又、受光装置１２６によって受光される光の強度に低下が生じる場合もある。尚、このような現象は、観察者が観察する画像に滲みやズレが生じさせる。従って、このような現象が受光装置１２６によって検出された場合、制御装置１８の制御下、光源１５３を構成するＧａＮ系半導体レーザ素子の駆動電流を増加させることで、光源１５３から出射される光の波長を短波長側にシフトさせ、元の波長に戻せばよい。尚、テストパターンの受光装置１２６での検出と併せて、光源１５３の温度を測定してもよい。

以上の点を除き、実施例２の画像表示装置、表示装置は、実施例１の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例３は、実施例１あるいは実施例２の変形である。実施例３の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置２００の概念図を図６に示すように、実施例３にあっては、画像形成装置２１１は、第２の構成の画像形成装置から構成されている。即ち、光源２５１、及び、光源２５１から出射された平行光を走査する走査手段２５３を備えている。より具体的には、画像形成装置２１１は、
（イ）光源２５１、
（ロ）光源２５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系２５２、
（ハ）コリメート光学系２５２から出射された平行光を走査する走査手段２５３、及び、
（ニ）走査手段２５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系２５４、
から構成されている。尚、画像形成装置２１１全体が筐体２１３（図６では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体２１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系２５４から光が出射される。そして、各筐体２１３が、取付け部材１９によって、着脱自在に、テンプル部１３に取り付けられている。

光源２５１は、白色を発光する発光素子から構成されている。あるいは又、光源２５１は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る。そして、光源２５１から出射された光は、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系２５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー２５６で反射され、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳから成る走査手段２５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素（画素数は、例えば、実施例１と同じとすることができる）が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系（平行光出射光学系）２５４を通過し、平行光とされた光束が光学装置１２０に入射する。

リレー光学系２５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される光学装置１２０は、実施例１あるいは実施例２にて説明した光学装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実施例３の表示装置も、上述したとおり、画像形成装置２１１が異なる点を除き、実質的に、実施例１あるいは実施例２の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例４は、実施例１、実施例２の変形である。実施例４の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置の概念図を図７に示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図８に示す。実施例４にあっては、画像形成装置１１１は、実施例１、実施例２と同様に、第１の構成の画像形成装置から構成されている。また、光学装置３２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、基本的な構成、構造は、実施例１、実施例２の光学装置１２０と同じである。

実施例４にあっては、第１偏向手段及び第２偏向手段は、導光板３２１の表面（具体的には、導光板３２１の第２面３２３）に配設されている。そして、第１偏向手段は、導光板３２１に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する。ここで、第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子、具体的には反射型回折格子素子、より具体的には反射型体積ホログラム回折格子から成る。以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材３３０』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材３４０』と呼ぶ。

そして、実施例４あるいは後述する実施例５にあっては、第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０は、１層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｚ軸に平行である。尚、第１回折格子部材３３０及び第２回折格子部材３４０の軸線はＸ軸と平行であり、法線はＹ軸と平行である。

図８に反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。

ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （Ｂ）

第１回折格子部材３３０は、上述したとおり、導光板３２１の第２面３２３に配設（接着）されており、第１面３２２から導光板３２１に入射されたこの平行光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材３４０は、上述したとおり、導光板３２１の第２面３２３に配設（接着）されており、導光板３２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板３２１から平行光のまま第１面３２２から出射する。

そして、導光板３２１にあっても、平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板３２１が薄く導光板３２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材３４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板３２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材３４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材３４０から離れる方向の角度をもって導光板３２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材３３０において回折反射される平行光であって、第２回折格子部材３４０に近づく方向の角度をもって導光板３２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板３２１に入射する平行光よりも、導光板３２１の内部を伝播していく光が導光板３２１の内面と衝突するときの導光板３２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材３４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材３３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板３２１の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。

後述する実施例５における導光板３２１も、基本的には、以上に説明した導光板３２１の構成、構造と同じ構成、構造を有する。

実施例４の画像表示装置、表示装置は、上述したとおり、光学装置３２０が異なる点を除き、実質的に、実施例１あるいは実施例２の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例５は、実施例４の変形である。実施例５の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置の概念図を図９に示す。実施例５の画像表示装置４００における光源２５１、コリメート光学系２５２、走査手段２５３、平行光出射光学系（リレー光学系２５４）等は、実施例３と同じ構成、構造（第２の構成の画像形成装置）を有する。また、実施例５における光学装置３２０は、実施例４における光学装置３２０と同じ構成、構造を有する。実施例５の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例３の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例６は、実施例１、実施例３〜実施例５の変形であり、第２の形態及び第３の形態の画像表示装置に関する。実施例６の表示装置における画像表示装置（実施例１の変形例における画像表示装置）の概念図を図１０に示し、実施例６の表示装置における別の画像表示装置（実施例４の変形例における画像表示装置）の概念図を図１１に示すように、実施例６の光学装置１２０，３２０は、実施例１、実施例３〜実施例５と同様に、
（ａ）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１２１，３２１、
（ｂ）導光板１２１，３２１に入射された光が導光板１２１，３２１の内部で全反射されるように、導光板１２１，３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段１３０，３３０、及び、
（ｃ）導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板１２１，３２１から出射させるために、導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段１４０，３４０、
を備えている。

そして、受光装置１２７，３２７は、導光板１２１，３２１の第２偏向手段１４０，３４０側の端部に配置されている。尚、第２偏向手段１４０，３４０に入射した光は、全てが観察者に向けて出射される訳ではなく、第２偏向手段１４０，３４０に入射した光の一部は、最終的に第２偏向手段１４０，３４０を通過し、受光装置１２７，３２７に到達する。

あるいは又、実施例６の画像表示装置１００，２００，３００，４００において、光学装置１２０，３２０は、画像形成装置１１１，２１１から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、受光装置１２７，３２７は、光半反射部材を通過した光を検出する。ここで、光半反射部材は、具体的には、第２偏向手段１４０，３４０から成る。

実施例６の画像表示装置、表示装置は、上述したとおり、受光装置１２７，３２７の配置位置が異なる点を除き、実質的に、実施例１、実施例３〜実施例５の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例７は、実施例６の変形であり、第５の形態及び第６の形態の画像表示装置に関する。実施例７において、画像形成装置１１１，２１１は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源１５３，２５１を備えている。そして、受光装置１２７，３２７の検出結果に基づき、実施例２と同様に、光源１５３，２５１から出射される光の波長を制御する。

実施例７の画像表示装置、表示装置は、以上の点を除き、実施例６の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例８も、実施例１、実施例３〜実施例５の変形であり、第３の形態の画像表示装置に関する。実施例８の表示装置における画像表示装置（実施例１の変形例における画像表示装置）の概念図を図１２に示し、実施例８の表示装置における別の画像表示装置（実施例４の変形例における画像表示装置）の概念図を図１３に示すように、実施例８の光学装置１２０，３２０は、画像形成装置１１１，２１１から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、受光装置１２８，３２８は、光半反射部材を通過した光を検出する。ここで、実施例８において、光半反射部材は第１偏向手段１３１から成り、第１偏向手段１３１は、導光板１２１に入射された光の一部を反射する半透過鏡から成る。あるいは又、光半反射部材は、実施例４と同様に、半透過鏡として機能する反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段３３０から成る。受光装置３２８は、導光板３２１に取り付けられた透明な部材から成る台座３２９に取り付けられている。第２偏向手段１４０，３４０は、実施例１、実施例３〜実施例５と同様に、導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。

実施例８の画像表示装置、表示装置は、上述したとおり、受光装置１２８，３２８の配置位置が異なる点を除き、また、第１偏向手段１３１が異なる点を除き、実質的に、実施例１、実施例３〜実施例５の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例９は、実施例８の変形であり、第６の形態の画像表示装置に関する。実施例９において、画像形成装置１１１，２１１は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源１５３，２５１を備えている。そして、受光装置１２８，３２８の検出結果に基づき、実施例２と同様に、光源１５３，２５１から出射される光の波長を制御する。

実施例９の画像表示装置、表示装置は、以上の点を除き、実施例８の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例１０は実施例１〜実施例９における画像表示装置、表示装置における光学装置の変形である。実施例１０の表示装置における光学装置８２０の一部分の模式図を図１４に示す。実施例１０の画像表示装置８００は、第３の形態及び第６の形態の画像表示装置である。

実施例１０において、光学装置８２０を構成する光半反射部材は、画像形成装置１１１，２１１からの光を反射する凹面鏡８２４から構成されている。光学装置８２０は、更に、凹面鏡８２４によって反射された光を観察者に向けて出射する半透過鏡８２２、及び、半透過鏡８２２と凹面鏡８２４の間に配置された四分の一波長板８２３を備えている。２つの半透過鏡８２２が導光板８２１の内部に設けられている。尚、半透過鏡８２２の数は、「２」に限定されるものではなく、例えば、「１」とすることもできる。画像形成装置１１１，２１１からの光は、導光板８２１の一端から入射される。導光板８２１の他端に、四分の一波長板８２３及び凹面鏡８２４が配置されている。凹面鏡８２４に入射する光の一部を通過させるように凹面鏡８２４は構成され、凹面鏡８２４を通過した光を受光するように受光装置８２５が配置されている。

以上の点を除き、実施例１０の画像表示装置、表示装置は、実質的に、実施例１〜実施例９の画像表示装置、表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。尚、凹面鏡８２４や、半透過鏡８２２、四分の一波長板８２３を適切な支持部材によって支持し、導光板８２１を省略することも可能である。また、画像形成装置１１１，２１１からの光を、第１偏向手段１３０，３３０を介して凹面鏡８２４に到達するように構成してもよいし、画像形成装置１１１，２１１からの光が、直接、凹面鏡８２４に到達するように構成してもよい。

実施例１１も、実施例１〜実施例９における画像表示装置、表示装置における光学装置の変形である。実施例１１の表示装置を正面から眺めた模式図を図１５に示し、上方から眺めた模式図を図１６に示す。

実施例１１において、画像表示装置５００を構成する光学装置５２０は、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから出射された光が入射され、観察者の瞳２１に向かって出射される半透過ミラーから構成されている。光学装置５２０には、第２偏向手段１４０，３４０が配されている。尚、実施例１１にあっては、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから出射された光は、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材５２１の内部を伝播して光学装置５２０（半透過ミラー）に入射する構造としているが、空気中を伝播して光学装置５２０に入射する構造としてもよい。また、画像形成装置は、実施例３において説明した画像形成装置２１１とすることもできる。また、画像形成装置１１１，２１１からの光を、第１偏向手段１３０，３３０を介して光学装置５２０に到達するように構成してもよいし、画像形成装置１１１，２１１からの光が、直接、光学装置５２０に到達するように構成してもよい。

各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂは、フロント部１１に、例えば、ビスを用いて取り付けられている。また、部材５２１が各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂに取り付けられ、光学装置５２０（半透過ミラー）が部材５２１に取り付けられている。実施例１１の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１〜実施例９の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示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表示装置（頭部装着型ディスプレイ）、画像表示装置の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（米国特許第２００４００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよい。光学装置３２０にあっては、回折格子素子を透過型回折格子素子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型回折格子素子から構成し、他方を透過型回折格子素子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子素子を、反射型ブレーズド回折格子素子とすることもできる。画像形成装置から出射された光の受光装置による検出と併せて、画像形成装置を構成する光源の温度を測定してもよい。

画像形成装置において表示する画像に関する情報やデータは、表示装置に備えられていてもよいし、所謂クラウドコンピュータに情報やデータを記録しておいてもよい。後者の場合、表示装置に通信手段、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、表示装置と通信手段とを組み合わせることによって、クラウドコンピュータと表示装置との間での各種情報やデータの授受、交換を行うことができる。

実施例においては、画像形成装置１１１，２１１は、単色（例えば、緑色）の画像を表示するとして説明したが、画像形成装置１１１，２１１はカラー画像を表示することもでき、この場合、光源を、例えば、赤色、緑色、青色のそれぞれを出射する光源から構成すればよい。具体的には、例えば、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子のそれぞれから出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得ればよい。尚、光源のそれぞれを、赤色発光半導体レーザ素子、緑色発光半導体レーザ素子、青色発光半導体レーザ素子から構成する場合、赤色発光半導体レーザ素子によって形成される赤色の画像に関しては、受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置から出射される画像の位置を制御し、緑色発光半導体レーザ素子及び青色発光半導体レーザ素子によって形成される緑色及び青色の画像に関しては、受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置から出射される画像の位置を制御してもよいし、受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御してもよい。

画像形成装置の変形例として、例えば、図１７に概念図を示すような、半導体レーザ素子から成る発光素子６０１が２次元マトリクス状に配列された発光パネルから成り、発光素子６０１のそれぞれの発光／非発光状態を制御することで、発光素子６０１の発光状態を直接的に視認させることで画像を表示する、アクティブマトリックスタイプの画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光は、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１，３２１に入射される。尚、以下の説明においても、発光素子は、例えば半導体レーザ素子から成る。

あるいは又、図１８に概念図を示すように、
（α）赤色を発光する赤色発光素子６０１Ｒが２次元マトリクス状に配列された赤色発光パネル６１１Ｒ、
（β）緑色を発光する緑色発光素子６０１Ｇが２次元マトリクス状に配列された緑色発光パネル６１１Ｇ、及び、
（γ）青色を発光する青色発光素子６０１Ｂが２次元マトリクス状に配列された青色発光パネル６１１Ｂ、並びに、
（δ）赤色発光パネル６１１Ｒ、緑色発光パネル６１１Ｇ及び青色発光パネル６１１Ｂから出射された光を１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム６０３）、
を備えており、
赤色発光素子６０１Ｒ、緑色発光素子６０１Ｇ及び青色発光素子６０１Ｂのそれぞれの発光／非発光状態を制御するカラー表示の画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光も、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１，３２１に入射される。尚、参照番号６１２は、発光素子から出射された光を集光するためのマイクロレンズである。

あるいは又、発光素子６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂが２次元マトリクス状に配列された発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ等から成る画像形成装置の概念図を図１９に示すが、発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂから出射された光は、光通過制御装置６０４Ｒ，６０４Ｇ，６０４Ｂによって通過／非通過が制御され、ダイクロイック・プリズム６０３に入射し、これらの光の光路は１本の光路に纏められ、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１，３２１に入射される。

あるいは又、発光素子６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂが２次元マトリクス状に配列された発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ等から成る画像形成装置の概念図を図２０に示すが、発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂから出射された光は、ダイクロイック・プリズム６０３に入射し、これらの光の光路は１本の光路に纏められ、ダイクロイック・プリズム６０３から出射したこれらの光は光通過制御装置６０４によって通過／非通過が制御され、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１，３２１に入射される。

あるいは又、図２１に示すように、赤色を発光する発光素子６０１Ｒ、及び、赤色を発光する発光素子６０１Ｒから出射された出射光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置６０４Ｒ）、緑色を発光する発光素子６０１Ｇ、及び、緑色を発光する発光素子６０１Ｇから出射された出射光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置６０４Ｇ）、青色を発光する発光素子６０１Ｂ、及び、青色を発光する発光素子６０１Ｂから出射された出射光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置６０４Ｂ）、並びに、これらの発光素子６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂから出射された光を案内する光案内部材６０２、及び、１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム６０３）を備えた画像形成装置とすることもできる。そして、ダイクロイック・プリズム６０３から出射したこれらの光は、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１，３２１に入射される。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《画像表示装置》
（Ａ）画像形成装置、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、及び、
（Ｃ）画像形成装置から出射された光を検出する受光装置、
を備えている画像表示装置。
［Ａ０２］《第１の形態の画像表示装置》
光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第２偏向手段は、
導光板の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分、及び、
導光板の内部を全反射により伝播した光を受光装置に向かって偏向させる第２の部分、
から構成されている［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ０３］《第２の形態の画像表示装置》
光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
受光装置は、導光板の第２偏向手段側の端部に配置されている［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ０４］第２偏向手段は反射型体積ホログラム回折格子から成る［Ａ０２］又は［Ａ０３］に記載の画像表示装置。
［Ａ０５］第１偏向手段は、反射鏡、半透過鏡、又は、反射型体積ホログラム回折格子から成る［Ａ０２］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
［Ａ０６］《第３の形態の画像表示装置》
光学装置は、画像形成装置から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、
受光装置は、光半反射部材を通過した光を検出する［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ０７］光半反射部材は、半透過鏡、反射型体積ホログラム回折格子、又は、半透過凹面鏡から成る［Ａ０６］に記載の画像表示装置。
［Ａ０８］受光装置は、光学装置に対して光学的に接続されている［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ０９］受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置の動作を制御する［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
［Ａ１０］受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置から出射される画像の位置を制御する［Ａ０９］に記載の画像表示装置。
［Ａ１１］受光装置の検出結果に基づき、光学装置から出射される画像に生じる歪みを補償するための信号が画像形成装置に送出される［Ａ０９］に記載の画像表示装置。
［Ａ１２］《第４の形態の画像表示装置》
画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、反射鏡又は半透過鏡から成る第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段、
を備えており、
第２偏向手段は、
導光板の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分、及び、
導光板の内部を全反射により伝播した光を受光装置に向かって偏向させる第２の部分、
から構成されており、
受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御する［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ１３］《第５の形態の画像表示装置》
画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
光学装置は、
（ａ）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、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、反射鏡又は半透過鏡から成る第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段、
を備えており、
受光装置は、導光板の第２偏向手段側の端部に配置されており、
受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御する［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ１４］《第６の形態の画像表示装置》
画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
光学装置は、画像形成装置から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、
受光装置は、光半反射部材を通過した光を検出し、その結果に基づき光源から出射される光の波長を制御する［Ａ０１］に記載の画像表示装置。
［Ａ１５］光半反射部材は、半透過鏡、反射型体積ホログラム回折格子、又は、半透過凹面鏡から成る［Ａ１４］に記載の画像表示装置。
［Ａ１６］受光装置は、受光素子が１次元状に配列されて成り、又は、受光素子が２次元、マトリクス状に配列されて成る［Ａ０１］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載の画像表示装置。
「Ｂ０１］《表示装置》
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、及び、
（Ｃ）画像形成装置から出射された光を検出する受光装置、
を備えている表示装置。
「Ｂ０２］《表示装置》
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、［Ａ０１］乃至［Ａ１６］のいずれか１項に記載の画像表示装置から成る表示装置。

１０・・・フレーム、１１・・・フロント部、１１’・・・フロント部の中央部分、１２・・・蝶番、１３・・・テンプル部、１４・・・モダン部、１５・・・配線（信号線や電源線等）、１６・・・ヘッドホン部、１６’・・・ヘッドホン部用配線、１７・・・撮像装置、１８・・・制御装置（制御回路）、１９・・・取付け部材、２１・・・瞳、１００，２００，３００，４００，５００，８００・・・画像表示装置、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，２１１・・・画像形成装置、１１２・・・光学系（コリメート光学系）、１１３，２１３・・・筐体、１２０，３２０，８２０・・・光学装置（導光手段）、１２１，３２１，８２１・・・導光板、１２２，３２２・・・導光板の第１面、１２３，３２３・・・導光板の第２面、１２４，１２５・・・導光板の一部分、１２６，３２６，１２７，３２７，１２８，３２８，８２５・・・受光装置、３２９・・・台座、１３０・・・第１偏向手段、１４０・・・第２偏向手段、３３０・・・第１偏向手段（第１回折格子部材）、３４０・・・第２偏向手段（第２回折格子部材）、１５０・・・反射型空間光変調装置、１５１・・・液晶表示装置（ＬＣＤ）、１５２・・・偏光ビームスプリッター、１５３・・・光源、２５１・・・光源、２５２・・・コリメート光学系、２５３・・・走査手段、２５４・・・光学系（リレー光学系）、２５５・・・クロスプリズム、２５６・・・全反射ミラー、５２０・・・光学装置（半透過ミラー）、５２１・・・透明な部材、８２２・・・半透過鏡、８２３・・・四分の一波長板、８２４・・・凹面鏡、６０１，６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂ・・・発光素子、６０２・・・光案内部材、６０３・・・ダイクロイック・プリズム、６０４，６０４Ｒ，６０４Ｇ，６０４Ｂ・・・光通過制御装置、６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ・・・発光パネル、６１２・・・マイクロレンズ

Claims (13)

1. （Ａ）画像形成装置、
   （Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、及び、
   （Ｃ）画像形成装置から出射された光を検出する受光装置、
   を備えている画像表示装置。
2. 光学装置は、
   （ａ）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、
   （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
   （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
   を備えており、
   第２偏向手段は、
   導光板の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分、及び、
   導光板の内部を全反射により伝播した光を受光装置に向かって偏向させる第２の部分、
   から構成されている請求項１に記載の画像表示装置。
3. 光学装置は、
   （ａ）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、
   （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
   （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
   を備えており、
   受光装置は、導光板の第２偏向手段側の端部に配置されている請求項１に記載の画像表示装置。
4. 第２偏向手段は反射型体積ホログラム回折格子から成る請求項２又は請求項３に記載の画像表示装置。
5. 光学装置は、画像形成装置から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、
   受光装置は、光半反射部材を通過した光を検出する請求項１に記載の画像表示装置。
6. 受光装置は、光学装置に対して光学的に接続されている請求項１に記載の画像表示装置。
7. 受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置の動作を制御する請求項１に記載の画像表示装置。
8. 受光装置の検出結果に基づき、画像形成装置から出射される画像の位置を制御する請求項７に記載の画像表示装置。
9. 画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
   光学装置は、
   （ａ）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、
   （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、反射鏡又は半透過鏡から成る第１偏向手段、及び、
   （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段、
   を備えており、
   第２偏向手段は、
   導光板の内部を全反射により伝播した光を観察者に向かって偏向させる第１の部分、及び、
   導光板の内部を全反射により伝播した光を受光装置に向かって偏向させる第２の部分、
   から構成されており、
   受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御する請求項１に記載の画像表示装置。
10. 画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
    光学装置は、
    （ａ）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、
    （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる、反射鏡又は半透過鏡から成る第１偏向手段、及び、
    （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段、
    を備えており、
    受光装置は、導光板の第２偏向手段側の端部に配置されており、
    受光装置の検出結果に基づき、光源から出射される光の波長を制御する請求項１に記載の画像表示装置。
11. 画像形成装置は、ＧａＮ系半導体レーザ素子から成る光源を備えており、
    光学装置は、画像形成装置から出射された光の一部を反射し、残部を通過する光半反射部材を備えており、
    受光装置は、光半反射部材を通過した光を検出し、その結果に基づき光源から出射される光の波長を制御する請求項１に記載の画像表示装置。
12. 受光装置は、受光素子が１次元状に配列されて成り、又は、受光素子が２次元、マトリクス状に配列されて成る請求項１に記載の画像表示装置。
13. （イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    （ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、
    （Ａ）画像形成装置、
    （Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、及び、
    （Ｃ）画像形成装置から出射された光を検出する受光装置、
    を備えている表示装置。

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