JP2018165751A - Image display device and head-mounted display - Google Patents

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JP2018165751A
JP2018165751A JP2017062567A JP2017062567A JP2018165751A JP 2018165751 A JP2018165751 A JP 2018165751A JP 2017062567 A JP2017062567 A JP 2017062567A JP 2017062567 A JP2017062567 A JP 2017062567A JP 2018165751 A JP2018165751 A JP 2018165751A
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Japan
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light guide
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JP2017062567A
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若林 修一
Shuichi Wakabayashi
修一 若林
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image display device and a head-mounted display that can be reduced in size.SOLUTION: An image display device comprises: a scanning part that scans light emitted from a light source; and a light dimming part that forms at least part of a storage part storing the scanning part, and dims the light emitted from the light source and light scanned by the scanning part. The light dimming part includes a light guide part that guides the light emitted from the light source and transmits the light scanned by the scanning part, and a diffraction element that separates the light emitted from the light source into regular reflection light and diffraction light. One light of the regular reflection light and the diffraction light is guided in the light guide part, and the other light is transmitted through the light guide part and guided to the scanning part; the other light scanned by the scanning part is transmitted through the light guide part.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイに関するものである。   The present invention relates to an image display device and a head mounted display.

画像表示装置の映像表示技術の1つとして、眼の網膜に直接レーザーを照射し、使用者に画像を視認させる技術が近年注目を集めている。例えば、特許文献1には、レーザー光源と、眼の網膜の結像面にレーザー光を走査する走査部と、を有する画像表示装置が記載されている。また、特許文献1の画像表示装置は、レーザー光源と走査部との間にNDフィルターを配置してレーザー光を減光することで、レーザー光から網膜を保護する設計となっている。   As one of the image display technologies of an image display device, a technology for irradiating a laser directly on the retina of an eye and allowing a user to visually recognize an image has recently attracted attention. For example, Patent Document 1 describes an image display device that includes a laser light source and a scanning unit that scans laser light onto the imaging surface of the retina of the eye. In addition, the image display device of Patent Document 1 is designed to protect the retina from laser light by disposing the ND filter between the laser light source and the scanning unit and dimming the laser light.

特開2005−55780号公報JP 2005-55780 A

しかしながら、このような構成では、レーザー光を減光するためにNDフィルターを追加しなければならず、画像表示装置の小型化を図ることが困難となる。   However, with such a configuration, an ND filter must be added to reduce the laser light, and it is difficult to reduce the size of the image display device.

本発明の目的は、小型化を図ることのできる画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an image display device and a head mounted display that can be miniaturized.

このような目的は、下記の本発明により達成される。   Such an object is achieved by the present invention described below.

本発明の画像表示装置は、光源から出射される光を走査する走査部と、
前記走査部を収納する収納部の少なくとも一部を構成し、前記光源から出射された光および前記走査部で走査された光のそれぞれを減光する減光部と、を有し、
前記減光部は、前記光源から出射された光を導光し、前記走査部で走査された光を透過する導光部と、
前記光源から出射された光を正反射光と回折光とに分離する回折素子と、を有し、
前記正反射光および前記回折光のうちの一方の光は、前記導光部内を導光し、他方の光は、前記導光部を透過して前記走査部に導かれ、
前記走査部で走査された前記他方の光が前記導光部を透過することを特徴とする。
このような構成によれば、収納部の一部が減光部となっているため、収納部とは別に減光部を配置した場合に比べて、画像表示装置の部品点数の削減および小型化を図ることができる。
An image display device of the present invention includes a scanning unit that scans light emitted from a light source,
A light-attenuating part that constitutes at least a part of the accommodating part that accommodates the scanning part, and that attenuates each of the light emitted from the light source and the light scanned by the scanning part;
The dimming unit guides light emitted from the light source, and transmits light scanned by the scanning unit; and
A diffraction element that separates light emitted from the light source into specularly reflected light and diffracted light,
One of the regular reflection light and the diffracted light is guided in the light guide unit, and the other light is transmitted through the light guide unit and guided to the scanning unit,
The other light scanned by the scanning unit is transmitted through the light guide unit.
According to such a configuration, since a part of the storage part is a dimming part, the number of parts of the image display device is reduced and the size is reduced as compared with the case where the dimming part is arranged separately from the storing part. Can be achieved.

本発明の画像表示装置では、前記導光部は、前記収納部の外側に位置する第1面と、前記収納部の内側に位置する第2面と、を有し、
前記回折素子は、前記第1面側に配置され、
前記光源から出射された光が前記導光部の前記第2面側から入射することが好ましい。
これにより、光源を収納部内に配置し易くなり、画像表示装置の小型化を図ることができる。
In the image display device of the present invention, the light guide unit includes a first surface located outside the storage unit, and a second surface positioned inside the storage unit,
The diffraction element is disposed on the first surface side,
It is preferable that light emitted from the light source is incident from the second surface side of the light guide unit.
Thereby, it becomes easy to arrange | position a light source in a storage part, and size reduction of an image display apparatus can be achieved.

本発明の画像表示装置では、前記一方の光は、前記第1面および前記2面のそれぞれに対する入射角度が臨界角よりも大きく、
前記他方の光は、前記第2面に対する入射角度が臨界角よりも小さいことが好ましい。
これにより、より確実に、一方の光が導光部内を導光し、他方の光が導光部を透過して走査部に導かれる。
In the image display device of the present invention, the one light has an incident angle with respect to each of the first surface and the two surfaces larger than a critical angle,
The other light preferably has an incident angle with respect to the second surface smaller than a critical angle.
Thereby, one light is more reliably guided in the light guide unit, and the other light is transmitted through the light guide unit and guided to the scanning unit.

本発明の画像表示装置では、前記第2面は、前記光源から出射された光が入射する第1入射領域と、前記走査部で走査された光が入射する第2入射領域と、を有し、
前記第1入射領域および前記第2入射領域は、互いに異なる方向を向いていることが好ましい。
これにより、第1入射領域で反射した光が走査部に向い難くなり、迷光の発生を効果的に抑制することができる。
In the image display device of the present invention, the second surface has a first incident region where light emitted from the light source is incident and a second incident region where light scanned by the scanning unit is incident. ,
It is preferable that the first incident region and the second incident region face different directions.
Thereby, the light reflected by the first incident region is less likely to be directed to the scanning unit, and the generation of stray light can be effectively suppressed.

本発明の画像表示装置では、前記減光部は、前記導光部に配置され、前記一方の光を吸収する吸光部を有することが好ましい。
これにより、一方の光が導光部の外に透過してしまうことを抑制することができる。そのため、迷光の発生を効果的に抑制することができる。
In the image display device according to the aspect of the invention, it is preferable that the dimming unit includes a light absorption unit that is disposed in the light guide unit and absorbs the one light.
Thereby, it can suppress that one light permeate | transmits out of a light guide part. Therefore, generation of stray light can be effectively suppressed.

本発明の画像表示装置では、前記導光部は、NDフィルターであることが好ましい。
これにより、導光部の構成が簡単なものとなる。また、導光部によって光を効果的に減光することができる。
In the image display device of the present invention, it is preferable that the light guide unit is an ND filter.
Thereby, the structure of a light guide part becomes simple. Further, the light can be effectively reduced by the light guide portion.

本発明のヘッドマウントディスプレイは、光源から出射される光を走査する走査部と、
前記走査部を収納する収納部の少なくとも一部を構成し、前記光源から出射された光および前記走査部で走査された光のそれぞれを減光する減光部と、を有し、
前記減光部は、前記光源から出射された光が導光し、前記走査部で走査された光が透過する導光部と、
前記光源から出射されて前記導光部に入射した光を正反射光と回折光とに分離する回折素子と、を有し、
前記正反射光および前記回折光のうちの一方の光は、前記導光部内を導光し、他方の光は、前記導光部を透過して前記走査部に導かれ、
前記走査部で走査された前記他方の光が前記導光部を透過することを特徴とする。
このような構成によれば、収納部の一部が導光部となっているため、収納部とは別に導光部を配置した場合に比べて、ヘッドマウントディスプレイの部品点数の削減および小型化を図ることができる。
The head-mounted display of the present invention includes a scanning unit that scans light emitted from a light source,
A light-attenuating part that constitutes at least a part of the accommodating part that accommodates the scanning part, and that attenuates each of the light emitted from the light source and the light scanned by the scanning part;
The dimming unit guides the light emitted from the light source, and transmits the light scanned by the scanning unit; and
A diffractive element that separates light emitted from the light source and incident on the light guide unit into specularly reflected light and diffracted light, and
One of the regular reflection light and the diffracted light is guided in the light guide unit, and the other light is transmitted through the light guide unit and guided to the scanning unit,
The other light scanned by the scanning unit is transmitted through the light guide unit.
According to such a configuration, since a part of the storage part is a light guide part, the number of parts of the head mounted display is reduced and the size is reduced as compared with the case where the light guide part is arranged separately from the storage part. Can be achieved.

本発明の第1実施形態に係る画像表示装置を示す上面図である。1 is a top view showing an image display device according to a first embodiment of the present invention. 図1に示す画像表示装置の斜視図である。It is a perspective view of the image display apparatus shown in FIG. 図1に示す画像表示装置が有する表示ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the display unit which the image display apparatus shown in FIG. 1 has. 図3に示す表示ユニットが有する変調光生成部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the modulated light production | generation part which the display unit shown in FIG. 3 has. 図3に示す表示ユニットが備える走査部を示す平面図である。It is a top view which shows the scanning part with which the display unit shown in FIG. 3 is provided. 偏向部を示す上面図である。It is a top view which shows a deflection | deviation part. 本発明の第2実施形態に係る画像表示装置が有する表示ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the display unit which the image display apparatus concerning 2nd Embodiment of this invention has. 本発明の第3実施形態に係る画像表示装置が有する表示ユニットを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the display unit which the image display apparatus concerning 3rd Embodiment of this invention has.

以下、本発明の画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイの好適な実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of an image display device and a head mounted display of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

<第1実施形態>
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像表示装置を示す上面図である。図2は、図1に示す画像表示装置の斜視図である。図3は、図1に示す画像表示装置が有する表示ユニットを示す断面図である。図4は、図3に示す表示ユニットが有する変調光生成部の構成を示す図である。図5は、図3に示す表示ユニットが備える走査部を示す平面図である。図6は、偏向部を示す上面図である。なお、以下では、説明の便宜上、観察者にとっての右側を「右」とも言い、左側を「左」とも言う。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a top view showing an image display apparatus according to the first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a perspective view of the image display apparatus shown in FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view showing a display unit included in the image display apparatus shown in FIG. FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a modulated light generation unit included in the display unit illustrated in FIG. FIG. 5 is a plan view showing a scanning unit included in the display unit shown in FIG. FIG. 6 is a top view showing the deflection unit. In the following, for convenience of explanation, the right side for the observer is also referred to as “right” and the left side is also referred to as “left”.

図1に示す画像表示装置100は、ヘッドマウントディスプレイ(頭部装着型画像表示装置)である。このような画像表示装置100は、眼鏡のような外観をなし、観察者の頭部Hに装着して使用され、観察者に虚像による画像を外界像と重畳した状態で視認させることができる。   An image display device 100 shown in FIG. 1 is a head-mounted display (head-mounted image display device). Such an image display device 100 has an appearance like glasses, is used by being worn on the observer's head H, and allows the observer to visually recognize a virtual image superimposed on an external image.

画像表示装置100は、図1に示すように、フレーム200と、フレーム200に支持された表示ユニット300および偏向部600と、を有している。なお、本実施形態の表示ユニット300は、観察者の右眼用に設けられているが、これに限定されず、左眼用に設けられていてもよい。また、観察者の右眼用に設けられた表示ユニット300と、観察者の左眼用に設けられた表示ユニット300と、を有していてもよい。すなわち、単眼型のヘッドマウントディスプレイであってもよいし、両眼型のヘッドマウントディスプレイであってもよい。   As shown in FIG. 1, the image display device 100 includes a frame 200, a display unit 300 supported by the frame 200, and a deflection unit 600. In addition, although the display unit 300 of this embodiment is provided for an observer's right eye, it is not limited to this and may be provided for the left eye. Moreover, you may have the display unit 300 provided for observer's right eyes, and the display unit 300 provided for observer's left eyes. That is, it may be a monocular head mounted display or a binocular head mounted display.

図2に示すように、フレーム200は、眼鏡フレームのような形状をなしており、表示ユニット300を支持している。また、フレーム200は、観察者の眼EYの前方に位置するフロント部210と、フロント部210の左右両端から延出した一対のテンプル部220、230と、を有している。   As shown in FIG. 2, the frame 200 has a shape like a spectacle frame and supports the display unit 300. The frame 200 includes a front part 210 positioned in front of the observer's eye EY, and a pair of temple parts 220 and 230 extending from both left and right ends of the front part 210.

また、フロント部210は、リム部211と、リム部211に支持されたシェード部212およびノーズパッド213と、を有している。また、シェード部212は、外界光の透過を抑制する機能を有している。また、シェード部212は、偏向部600を支持している。また、シェード部212の中央部にノーズパッド213が設けられている。ノーズパッド213は、観察者が画像表示装置100を頭部Hに装着したとき、観察者の鼻NSに当接して、画像表示装置100を観察者の頭部Hに対して支持する。   The front part 210 has a rim part 211, a shade part 212 and a nose pad 213 supported by the rim part 211. Moreover, the shade part 212 has a function of suppressing transmission of external light. The shade unit 212 supports the deflection unit 600. A nose pad 213 is provided at the center of the shade portion 212. When the observer wears the image display device 100 on the head H, the nose pad 213 abuts on the nose NS of the observer and supports the image display device 100 with respect to the head H of the observer.

テンプル部220、230は、フロント部210に接続されている。このようなテンプル部220、230は、観察者が画像表示装置100を頭部Hに装着したとき、観察者の耳EAに当接するように構成されている。なお、テンプル部220、230は、フロント部210に対して折り畳み可能となっていてもよいし、折り畳みできないようになっていてもよい。   The temple parts 220 and 230 are connected to the front part 210. Such temple portions 220 and 230 are configured to come into contact with the ear EA of the viewer when the viewer wears the image display device 100 on the head H. The temple portions 220 and 230 may be foldable with respect to the front portion 210 or may not be foldable.

以上、フレーム200について説明したが、フレーム200の形状は、観察者の頭部Hに装着することができ、表示ユニット300および偏向部600を支持することができるものであれば、図示のものに限定されない。   Although the frame 200 has been described above, the shape of the frame 200 is not illustrated as long as it can be mounted on the head H of the observer and can support the display unit 300 and the deflection unit 600. It is not limited.

図3に示すように、表示ユニット300は、変調光生成部400と、走査部500と、減光部700と、制御部800と、を有している。このような表示ユニット300は、制御部800からの映像信号に基づいて変調光生成部400が変調光Lを生成し、走査部500が変調光Lを2次元的に走査し、偏向部600が走査部500で走査された変調光Lを観察者の眼EYに向けて偏向するように構成され、さらに、減光部700が走査部500で走査される前と走査された後の変調光Lをそれぞれ減光(減衰)するように構成されている。このような表示ユニット300を有することで、映像信号に応じた画像(虚像)を観察者に視認させることができる。また、減光部700によって変調光Lを減光しているため画像を適度な明るさで表示することができる。   As illustrated in FIG. 3, the display unit 300 includes a modulated light generation unit 400, a scanning unit 500, a dimming unit 700, and a control unit 800. In such a display unit 300, the modulated light generation unit 400 generates the modulated light L based on the video signal from the control unit 800, the scanning unit 500 scans the modulated light L two-dimensionally, and the deflection unit 600 The modulated light L scanned by the scanning unit 500 is configured to be deflected toward the observer's eye EY. Further, the modulated light L before and after the dimming unit 700 is scanned by the scanning unit 500 is scanned. The light intensity is attenuated (attenuated). By having such a display unit 300, an observer can visually recognize an image (virtual image) corresponding to the video signal. Further, since the modulated light L is attenuated by the dimming unit 700, an image can be displayed with an appropriate brightness.

変調光生成部400は、テンプル部220に配置されている。このような変調光生成部400は、図4に示すように、波長の異なる複数の光源410R、410G、410Bを有する光源部410と、光源410R、410G、410Bを駆動する駆動回路420R、420G、420Bと、光源410R、410G、410Bから出射された光を平行光化するコリメータレンズ440R、440G、440Bと、光合成部430と、を有している。   The modulated light generation unit 400 is disposed in the temple unit 220. As shown in FIG. 4, the modulated light generation unit 400 includes a light source unit 410 having a plurality of light sources 410R, 410G, and 410B having different wavelengths, and drive circuits 420R, 420G that drive the light sources 410R, 410G, and 410B. 420B, collimator lenses 440R, 440G, and 440B that collimate the light emitted from the light sources 410R, 410G, and 410B, and the light combining unit 430.

光源410Rは、赤色のレーザー光を射出するレーザー光源である。また、光源410Gは、緑色のレーザー光を射出するレーザー光源である。また、光源410Bは、青色のレーザー光を射出するレーザー光源である。このような3色の光を用いることにより、フルカラーの画像を表示することができる。このように、光源410R、410G、410Bとしてレーザー光源を用いることで、鮮明な画像を表示することができる。光源410R、410G、410Bとしては、特に限定されないが、例えば、レーザーダイオードを用いることができる。ただし、光源410R、410G、410Bとしては、レーザー光源に限定されない。   The light source 410R is a laser light source that emits red laser light. The light source 410G is a laser light source that emits green laser light. The light source 410B is a laser light source that emits blue laser light. By using such three colors of light, a full color image can be displayed. Thus, a clear image can be displayed by using a laser light source as the light sources 410R, 410G, and 410B. Although it does not specifically limit as light source 410R, 410G, 410B, For example, a laser diode can be used. However, the light sources 410R, 410G, and 410B are not limited to laser light sources.

駆動回路420Rは、光源410Rを駆動する機能を有している。また、駆動回路420Gは、光源410Gを駆動する機能を有している。また、駆動回路420Bは、光源410Bを駆動する機能を有している。また、これら駆動回路420R、420G、420Bは、制御部800によって独立して駆動が制御されている。このような駆動回路420R、420G、420Bにより駆動された光源410R、410G、410Bから射出された3つのレーザー光は、それぞれ、コリメータレンズ440R、440G、440Bによって平行光化されて光合成部430に入射する。   The drive circuit 420R has a function of driving the light source 410R. The drive circuit 420G has a function of driving the light source 410G. In addition, the drive circuit 420B has a function of driving the light source 410B. Further, the drive of these drive circuits 420R, 420G, and 420B is independently controlled by the control unit 800. The three laser beams emitted from the light sources 410R, 410G, and 410B driven by the driving circuits 420R, 420G, and 420B are collimated by the collimator lenses 440R, 440G, and 440B and enter the light combining unit 430, respectively. To do.

光合成部430は、光源410R、410G、410Bからのレーザー光を合成するものである。本実施形態では、光合成部430は、2つのダイクロイックミラー431、432を有する。ダイクロイックミラー431は、赤色光を透過させるとともに緑色光を反射する機能を有している。また、ダイクロイックミラー432は、赤色光および緑色光を透過させるとともに青色光を反射する機能を有する。このようなダイクロイックミラー431、432を用いることにより、光源410R、410G、410Bからの赤色光、緑色光および青色光の3色の光を合成する。この際、制御部800により、光源410R、410G、410Bからのレーザー光の強度をそれぞれ独立して変調することで所定の色の変調光Lとなる。なお、光合成部430の構成としては、光源410R、410G、410Bからのレーザー光を合成することができれば、特に限定されない。   The light combining unit 430 combines the laser beams from the light sources 410R, 410G, and 410B. In the present embodiment, the light combining unit 430 includes two dichroic mirrors 431 and 432. The dichroic mirror 431 has a function of transmitting red light and reflecting green light. The dichroic mirror 432 has a function of transmitting red light and green light and reflecting blue light. By using such dichroic mirrors 431 and 432, the light of three colors of red light, green light and blue light from the light sources 410R, 410G and 410B is synthesized. At this time, the control unit 800 independently modulates the intensity of the laser light from the light sources 410R, 410G, and 410B to obtain the modulated light L of a predetermined color. The configuration of the light combining unit 430 is not particularly limited as long as the laser light from the light sources 410R, 410G, and 410B can be combined.

以上、変調光生成部400の構成について説明したが、変調光生成部400の構成としては、変調光Lを生成することができれば、特に限定されない。例えば、変調光生成部400は、変調光Lを生成することができれば、フレーム200以外の部分に配置され、変調光Lを光ファイバー等でテンプル部220の出射位置に導光しても良い。例えば、変調光生成部400が画像表示装置100とは異なる筐体に格納され、その筐体から変調光Lを光ファイバーで画像表示装置100に導光してもよい。また、変調光生成部400は、少なくとも1つの光源を有していればよく、その光源から出射される光の色についても特に限定されない。   The configuration of the modulated light generation unit 400 has been described above, but the configuration of the modulated light generation unit 400 is not particularly limited as long as the modulated light L can be generated. For example, the modulated light generation unit 400 may be disposed in a portion other than the frame 200 as long as it can generate the modulated light L, and guide the modulated light L to the exit position of the temple unit 220 using an optical fiber or the like. For example, the modulated light generation unit 400 may be stored in a housing different from the image display device 100, and the modulated light L may be guided from the housing to the image display device 100 through an optical fiber. Moreover, the modulated light generation part 400 should just have at least 1 light source, and it does not specifically limit about the color of the light radiate | emitted from the light source.

走査部500は、テンプル部220に配置されている。走査部500は、変調光生成部400から出射された変調光Lを偏向部600に向けて2次元的に走査する光スキャナーである。   The scanning unit 500 is disposed in the temple unit 220. The scanning unit 500 is an optical scanner that two-dimensionally scans the modulated light L emitted from the modulated light generation unit 400 toward the deflecting unit 600.

走査部500は、2軸まわりに揺動可能な光スキャナーである。走査部500は、図5に示すように、ミラー511を有する可動部510と、可動部510を軸J1まわりに揺動(回動)可能に支持する軸部521、522と、軸部521、522を支持する駆動枠部530と、駆動枠部530を軸J1に直交する軸J2まわりに揺動(回動)可能に支持する軸部541、542と、軸部541、542を支持する枠状の支持部550と、を有している。このような走査部500は、駆動枠部530を支持部550に対して軸J2まわりに揺動させつつ、可動部510を駆動枠部530に対して軸J1まわりに揺動させることで、可動部510が軸J1、J2の両軸まわりに揺動するため、ミラー511で反射した変調光Lを2次元的に走査することができる。なお、走査部500では、可動部510の軸J1まわりの揺動により、フレーム200の左右方向(水平方向)に変調光Lを走査し、軸J2まわりの揺動により、フレーム200の上下方向(垂直方向)に変調光Lを走査するようになっている。   The scanning unit 500 is an optical scanner that can swing around two axes. As shown in FIG. 5, the scanning unit 500 includes a movable unit 510 having a mirror 511, shaft units 521 and 522 that support the movable unit 510 so that the movable unit 510 can swing (rotate) about the axis J <b> 1, a shaft unit 521, A drive frame portion 530 that supports 522, shaft portions 541 and 542 that support the drive frame portion 530 so as to be swingable (turnable) about an axis J2 orthogonal to the axis J1, and a frame that supports the shaft portions 541 and 542. And a support portion 550 having a shape. Such a scanning unit 500 can be moved by swinging the movable unit 510 about the axis J1 relative to the drive frame unit 530 while swinging the drive frame unit 530 relative to the support unit 550 about the axis J2. Since the portion 510 swings around both the axes J1 and J2, the modulated light L reflected by the mirror 511 can be scanned two-dimensionally. The scanning unit 500 scans the modulated light L in the left-right direction (horizontal direction) of the frame 200 by swinging the movable unit 510 around the axis J1, and the vertical direction of the frame 200 (by swinging around the axis J2). The modulated light L is scanned in the vertical direction).

また、走査部500は、可動部510の向きを検知する検知部560を有している。この検知部560は、軸部521、541の付け根に設けられた2つの圧電体561、562を有している。検知部560は、これら圧電体561、562の抵抗値変化から、可動部510の軸J1まわりの傾斜角および軸J2まわりの傾斜角を求めることで、可動部510の向きを検知するようになっている。そして、この検知部560で検知された可動部510の向きは、制御部800へ送信され、制御部800は、可動部510の向きとタイミングを合わせて変調光生成部400から変調光Lが出射されるように変調光生成部400の駆動を制御する。   In addition, the scanning unit 500 includes a detection unit 560 that detects the orientation of the movable unit 510. The detection unit 560 includes two piezoelectric bodies 561 and 562 provided at the bases of the shaft portions 521 and 541. The detection unit 560 detects the direction of the movable unit 510 by obtaining the tilt angle around the axis J1 and the tilt angle around the axis J2 of the movable unit 510 from the resistance value changes of the piezoelectric bodies 561 and 562. ing. The direction of the movable unit 510 detected by the detection unit 560 is transmitted to the control unit 800, and the control unit 800 emits the modulated light L from the modulated light generation unit 400 in accordance with the direction and timing of the movable unit 510. Thus, the drive of the modulated light generation unit 400 is controlled.

このように、走査部500として、2軸まわりに揺動可能な光スキャナーを用いることによって、走査部500の構成や配置(特に、アライメント)が簡単なものになると共に、走査部500の小型化を図ることができる。   Thus, by using an optical scanner that can swing around two axes as the scanning unit 500, the configuration and arrangement (particularly alignment) of the scanning unit 500 can be simplified, and the scanning unit 500 can be downsized. Can be achieved.

なお、走査部500の構成は、変調光Lを2次元的に走査することができれば、特に限定されない。例えば、走査部500は、変調光Lを1次元的に走査する光スキャナーを2つ備えた構成であってもよいし、光スキャナーに替えてポリゴンミラーやガルバノミラーを用いた構成であってもよい。   The configuration of the scanning unit 500 is not particularly limited as long as the modulated light L can be scanned two-dimensionally. For example, the scanning unit 500 may be configured to include two optical scanners that scan the modulated light L one-dimensionally, or may be configured to use a polygon mirror or a galvanometer mirror instead of the optical scanner. Good.

偏向部600は、フロント部210に設けられており、使用時に観察者の右眼の前方に位置するように配置されている。図6に示すように、偏向部600は、観察者の右眼を覆うのに十分な大きさを有し、走査部500で走査された変調光Lを映像光として観察者の眼EYに入射させる機能を有する。このような偏向部600は、例えば、回折格子の一つであるホログラム素子(ホログラムミラー)で構成されている。このホログラム素子は、特定波長帯域にある光については回折させ、それ以外の波長帯域にある光については透過する性質を有する半透過膜である。これにより、観察者は、外界像を視認しながら、映像光により形成された画像(虚像)を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを実現することができる。なお、偏向部600の構成としては、特に限定されず、例えば、ハーフミラーを用いることもできる。   The deflecting unit 600 is provided on the front unit 210 and is disposed so as to be positioned in front of the right eye of the observer when in use. As shown in FIG. 6, the deflecting unit 600 is large enough to cover the right eye of the observer, and enters the observer's eye EY as image light with the modulated light L scanned by the scanning unit 500. Has the function of Such a deflection | deviation part 600 is comprised by the hologram element (hologram mirror) which is one of the diffraction gratings, for example. This hologram element is a semi-transmissive film having a property of diffracting light in a specific wavelength band and transmitting light in other wavelength bands. Thereby, the observer can visually recognize the image (virtual image) formed by the image light while visually recognizing the external image. That is, a see-through type head mounted display can be realized. The configuration of the deflection unit 600 is not particularly limited, and for example, a half mirror can be used.

図3に示すように、減光部700は、テンプル部220に配置されており、光路上で走査部500と偏向部600(図1参照)との間に位置している。減光部700は、変調光生成部400から出射された変調光Lを減光する機能を有している。ここで、前述した光源410R、410G、410Bは、レーザー光源であるため、レーザー光の強度(出力)を弱くすることが困難である。また、レーザー光の強度を弱くすると所定の色の変調光Lを生成することが困難になる。そのため、変調光生成部400から出射されたままの強度の変調光Lで形成した画像を観察者の眼EYに導くと、明る過ぎて、視認し難い画像となってしまう。そこで、本実施形態では、減光部700を用いて変調光Lの強度を弱めている。これにより、適度な明るさで、視認し易い画像となる。また、変調光Lの強度を弱めることで、変調光Lから網膜を保護することもできる。   As shown in FIG. 3, the dimming unit 700 is disposed in the temple unit 220, and is positioned between the scanning unit 500 and the deflecting unit 600 (see FIG. 1) on the optical path. The dimming unit 700 has a function of dimming the modulated light L emitted from the modulated light generation unit 400. Here, since the light sources 410R, 410G, and 410B described above are laser light sources, it is difficult to reduce the intensity (output) of the laser light. Further, when the intensity of the laser beam is weakened, it becomes difficult to generate the modulated light L of a predetermined color. For this reason, if an image formed with the modulated light L having the intensity emitted from the modulated light generation unit 400 is guided to the observer's eye EY, the image becomes too bright and difficult to view. Therefore, in the present embodiment, the intensity of the modulated light L is weakened using the dimming unit 700. Thereby, it becomes an image which is easy to visually recognize with moderate brightness. Further, by reducing the intensity of the modulated light L, the retina can be protected from the modulated light L.

なお、変調光Lは、眼EYに入射されるまでに、1μW以下の強度まで減光することが好ましい。変調光生成部400から出射される変調光Lは、100mW程度の強度を有する場合があり、この場合、変調光Lを1/100000程度に減光する必要がある。   The modulated light L is preferably attenuated to an intensity of 1 μW or less before entering the eye EY. The modulated light L emitted from the modulated light generation unit 400 may have an intensity of about 100 mW. In this case, the modulated light L needs to be reduced to about 1/100000.

減光部700は、変調光生成部400から出射された変調光Lを走査部500で走査される前(上流側)と後(下流側)とで減光する。このように、複数回に分けて変調光Lを減光することで、より効果的に変調光Lを減光することができる。このような減光部700は、図3に示すように、導光部710と、導光部710に設けられた回折素子720、吸光部730および反射防止膜740と、を有している。   The light reduction unit 700 attenuates the modulated light L emitted from the modulated light generation unit 400 before (upstream side) and after (downstream side) scanning with the scanning unit 500. In this way, the modulated light L can be reduced more effectively by dimming the modulated light L in a plurality of times. As shown in FIG. 3, such a light reduction unit 700 includes a light guide unit 710, a diffraction element 720 provided in the light guide unit 710, a light absorption unit 730, and an antireflection film 740.

導光部710は、外面711(第1面)および内面712(第2面)を有する板状をなしている。なお、外面711および内面712は、略平行である。ただし、導光部710の形状としては、特に限定されない。   The light guide unit 710 has a plate shape having an outer surface 711 (first surface) and an inner surface 712 (second surface). Note that the outer surface 711 and the inner surface 712 are substantially parallel. However, the shape of the light guide unit 710 is not particularly limited.

また、導光部710は、その厚さ方向に進む光を均一に(波長依存性を有さずに)減光する機能を有している。このような導光部710としては、例えば、光吸収物質を分散させたガラス基板を備えるNDフィルターを用いることができる。これにより、導光部710の構成が簡単なものとなる。ただし、導光部710の構成としては、特に限定されない。   In addition, the light guide unit 710 has a function of uniformly diminishing the light traveling in the thickness direction (without having wavelength dependency). As such a light guide unit 710, for example, an ND filter including a glass substrate in which a light absorbing material is dispersed can be used. Thereby, the structure of the light guide part 710 becomes simple. However, the configuration of the light guide unit 710 is not particularly limited.

なお、導光部710の厚さZとしては、特に限定されないが、例えば、0.5mm以上5mm以下とすることができる。また、導光部710の長さYとしては、特に限定されないが、例えば、5mm以上10mm以下とすることができる。これにより、導光部710としての機能を発揮しつつ、導光部710を十分に小さくすることができる。   In addition, the thickness Z of the light guide unit 710 is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 mm or more and 5 mm or less. In addition, the length Y of the light guide unit 710 is not particularly limited, but may be, for example, 5 mm or more and 10 mm or less. Thereby, the light guide part 710 can be made sufficiently small while exhibiting the function as the light guide part 710.

また、導光部710の厚さ方向における光の透過率は、変調光生成部400が生成する変調光Lの強度によっても異なるが、例えば、1%以上50%以下であることが好ましく、5%以上20%以下であることがより好ましい。これにより、導光部710によって、効果的に、変調光Lを減光することができる。   Further, the light transmittance in the thickness direction of the light guide unit 710 varies depending on the intensity of the modulated light L generated by the modulated light generation unit 400, but is preferably 1% or more and 50% or less, for example. % To 20% is more preferable. Thereby, the modulated light L can be effectively reduced by the light guide unit 710.

また、導光部710の内面712には、変調光生成部400で生成された変調光Lが入射する第1入射領域712aが設けられており、第1入射領域712aから導光部710に変調光Lが入射する。ここで、第1入射領域712aに対する変調光Lの入射角は、0°から若干(例えば、5°〜20°程度)ずれている。これにより、第1入射領域712aで反射した変調光Lが光源410R、410G、410Bに戻ってしまうことを抑制することができる。そのため、光源410R、410G、410Bの駆動がより安定する。ただし、第1入射領域712aに対する変調光Lの入射角としては、特に限定されず、0°であってもよい。   In addition, the inner surface 712 of the light guide unit 710 is provided with a first incident region 712a on which the modulated light L generated by the modulated light generation unit 400 is incident, and the light guide unit 710 is modulated from the first incident region 712a. Light L enters. Here, the incident angle of the modulated light L with respect to the first incident region 712a is slightly shifted from 0 ° (for example, about 5 ° to 20 °). Thereby, it is possible to suppress the modulated light L reflected by the first incident region 712a from returning to the light sources 410R, 410G, and 410B. Therefore, the driving of the light sources 410R, 410G, 410B is more stable. However, the incident angle of the modulated light L with respect to the first incident region 712a is not particularly limited, and may be 0 °.

また、変調光生成部400と走査部500との間に遮光部790が設けられている。これにより、第1入射領域712aで反射した変調光Lが遮光部790によって遮光されるため、当該変調光Lが走査部500によって走査されて迷光となってしまうことを抑制することができる。なお、遮光部790としては、特に限定されないが、例えば、後述する吸光部730のような、光吸収性を有する吸光部材を用いることが好ましい。ただし、遮光部790の構成としては、特に限定されない。また、遮光部790は、省略してもよい。   Further, a light shielding unit 790 is provided between the modulated light generation unit 400 and the scanning unit 500. Accordingly, since the modulated light L reflected by the first incident region 712a is shielded by the light shielding unit 790, it is possible to prevent the modulated light L from being scanned by the scanning unit 500 and becoming stray light. The light-shielding part 790 is not particularly limited, but for example, it is preferable to use a light-absorbing member having a light absorption property such as a light-absorbing part 730 described later. However, the configuration of the light shielding unit 790 is not particularly limited. Further, the light shielding portion 790 may be omitted.

一方で、導光部710の外面711には反射型の回折素子720が設けられており、この回折素子720によって、第1入射領域712aから導光部710に入射した変調光Lが正反射光L’と回折光L”とに分離される。このような回折素子720としては、特に限定されないが、回折格子の一つであるホログラム素子(ホログラムミラー)を用いることができる。   On the other hand, a reflective diffractive element 720 is provided on the outer surface 711 of the light guide unit 710, and the modulated light L incident on the light guide unit 710 from the first incident region 712a is specularly reflected by the diffractive element 720. The diffraction element 720 is not particularly limited, and a hologram element (hologram mirror) that is one of diffraction gratings can be used.

また、正反射光L’は、内面712に対する入射角度が臨界角よりも小さく、内面712を介して導光部710の外へ屈折透過する。そして、透過した正反射光L’は、走査部500に導かれ、走査部500で走査される。一方、回折光L”は、内面712および外面711に対する入射角度が臨界角よりも大きく、全反射を繰り返しながら導光部710内を伝搬する。そのため、回折光L”は、走査部500で走査されることがない。このように、正反射光L’だけを走査部500で走査することで、効果的に、変調光Lを減光することができる。また、走査部500で走査される前に、変調光Lを減光しておくことで、走査部500(特にミラー511)の昇温を抑制することができ、昇温による走査部500の駆動特性の変化を低減することができる。   Further, the regular reflection light L ′ has an incident angle with respect to the inner surface 712 smaller than the critical angle, and is refracted and transmitted to the outside of the light guide unit 710 through the inner surface 712. The transmitted regular reflection light L ′ is guided to the scanning unit 500 and scanned by the scanning unit 500. On the other hand, the incident angle with respect to the inner surface 712 and the outer surface 711 is larger than the critical angle, and the diffracted light L ″ propagates in the light guide unit 710 while repeating total reflection. Therefore, the diffracted light L ″ is scanned by the scanning unit 500. It will not be done. Thus, by scanning only the regular reflection light L ′ with the scanning unit 500, the modulated light L can be effectively reduced. Further, by decreasing the modulated light L before scanning by the scanning unit 500, the temperature rise of the scanning unit 500 (particularly the mirror 511) can be suppressed, and the scanning unit 500 is driven by the temperature rise. Changes in characteristics can be reduced.

ここで、導光部710の側面、具体的には変調光Lの伝搬方向下流側に位置する側面には吸光部730が設けられている。そして、吸光部730は、導光部710内を伝搬する回折光L”を吸収することで、回折光L”の終端を形成している。そのため、回折光L”が導光部710を透過して迷光となるのを抑制することができる。   Here, a light-absorbing unit 730 is provided on the side surface of the light guide unit 710, specifically on the side surface located downstream in the propagation direction of the modulated light L. The light absorption unit 730 absorbs the diffracted light L ″ propagating through the light guide unit 710 to form the end of the diffracted light L ″. Therefore, it is possible to suppress the diffracted light L ″ from passing through the light guide 710 and becoming stray light.

なお、回折光L”は、導光部710を伝搬することでも減光されるため、吸光部730に到達するまでに十分に減光されている。そのため、吸光部730によって回折光L”をより確実に吸収することができると共に、光の吸収による吸光部730の発熱を効果的に低減することができる。なお、吸光部730としては、回折光L”を吸収することができれば、特に限定されず、例えば、導光部710の側面に塗布された黒色の光吸収塗料で構成することができる。ただし、吸光部730は、省略してもよい。   Since the diffracted light L ″ is also attenuated by propagating through the light guide 710, it is sufficiently attenuated until it reaches the light absorber 730. Therefore, the light diffracted light L ″ is absorbed by the light absorber 730. While absorbing more reliably, the heat_generation | fever of the light absorption part 730 by absorption of light can be reduced effectively. The light absorption unit 730 is not particularly limited as long as it can absorb the diffracted light L ″. For example, the light absorption unit 730 can be composed of a black light-absorbing paint applied to the side surface of the light guide unit 710. The light absorption unit 730 may be omitted.

また、導光部710の内面712には、走査部500で走査された正反射光L’(変調光L)が入射する第2入射領域712bが設けられており、第2入射領域712bから導光部710に正反射光L’(変調光L)が入射する。また、第2入射領域712bから導光部710に入射した正反射光L’は、外面711に対する入射角度が臨界角より小さく、外面711を介して導光部710の外へ屈折透過する。このようにして導光部710を透過した正反射光L’(変調光L)は、偏向部600に導かれる。このように、走査部500で走査された正反射光L’(変調光L)が導光部710を透過する構成とすることで、正反射光L’(変調光L)をさらに減光することができる。   In addition, the inner surface 712 of the light guide unit 710 is provided with a second incident region 712b on which the specularly reflected light L ′ (modulated light L) scanned by the scanning unit 500 is incident, and is guided from the second incident region 712b. The specularly reflected light L ′ (modulated light L) enters the light unit 710. Further, the specularly reflected light L ′ incident on the light guide 710 from the second incident region 712 b has a smaller incident angle with respect to the outer surface 711 than the critical angle, and is refracted and transmitted to the outside of the light guide 710 via the outer surface 711. The specularly reflected light L ′ (modulated light L) transmitted through the light guide unit 710 in this way is guided to the deflecting unit 600. In this way, the specularly reflected light L ′ (modulated light L) scanned by the scanning unit 500 is configured to transmit the light guide unit 710, thereby further reducing the specularly reflected light L ′ (modulated light L). be able to.

ここで、導光部710の内面712には、反射防止膜740が配置されている。これにより、第1入射領域712aから導光部710に入射する変調光Lの反射および第2入射領域712bから導光部710に入射する変調光L(正反射光L’)の反射を効果的に抑制することができる。なお、反射防止膜740としては、例えば、高屈折率層と低屈折率層とが交互に複数積層されてなる誘電体多層膜で構成することができる。ただし、反射防止膜740の構成としては、特に限定されないし、省略してもよい。   Here, an antireflection film 740 is disposed on the inner surface 712 of the light guide 710. This effectively reflects the reflected modulated light L incident on the light guide 710 from the first incident region 712a and reflects the modulated light L (regularly reflected light L ′) incident on the light guide 710 from the second incident region 712b. Can be suppressed. Note that the antireflection film 740 can be formed of, for example, a dielectric multilayer film in which a plurality of high refractive index layers and low refractive index layers are alternately stacked. However, the configuration of the antireflection film 740 is not particularly limited and may be omitted.

以上、表示ユニット300について説明した。例えば、導光部710の厚さ方向における光の透過率が5%で、回折素子720に入射する変調光Lの入射角を30°(光路長は導光部710の厚さの1.15倍)、回折素子720に入射した変調光Lの20%が正反射光L’となり、80%が回折光L”となる場合について言えば、変調光Lは、第1入射領域712aから入射して回折素子720に到達するまでに3.15%に減光され、回折素子720によって正反射光L’に分離されることでさらに20%に減光され、内面712を介して屈折透過するまでにさらに3.15%に減光され、走査部500で走査された後に導光部710を透過することでさらに5%に減光される。すなわち、眼EYに入射されるまでに変調光Lを1/100000程度に減光することができる。このように複数回に分けて変調光Lを減光することで、仮に、破損によって一部で減光機能を発揮できなくなったとしても、残りの部分で十分に変調光Lを減光することができる。また、それぞれの段階で、変調光Lを減光する領域が異なっているため、導光部710の局所的な発熱を抑制することができる。そのため、導光部710の破損を抑制することができ、画像表示装置100の信頼性が向上する。また、変調光Lは、導光部710を複数回反射して減光されるため、所望の減光率を得るために減光部700の減光率を極端に大きくする必要がないためNDフィルターの設計を容易にすることができる。   The display unit 300 has been described above. For example, the light transmittance in the thickness direction of the light guide 710 is 5%, and the incident angle of the modulated light L incident on the diffraction element 720 is 30 ° (the optical path length is 1.15 of the thickness of the light guide 710). In the case where 20% of the modulated light L incident on the diffractive element 720 is specularly reflected light L ′ and 80% is diffracted light L ″, the modulated light L is incident from the first incident region 712a. Until it reaches the diffractive element 720, and is dimmed to 3.15%. By being separated into specularly reflected light L ′ by the diffractive element 720, the light is further reduced to 20% and is refracted and transmitted through the inner surface 712. Then, the light is further reduced to 3.15% and further reduced to 5% by being transmitted by the light guide unit 710 after being scanned by the scanning unit 500. That is, the modulated light L before being incident on the eye EY. Can be reduced to about 1 / 100,000. By dimming the modulated light L in a plurality of times, the modulated light L can be sufficiently dimmed in the remaining portion even if the dimming function cannot be exhibited in part due to damage. In addition, since the region where the modulated light L is attenuated is different at each stage, local heat generation of the light guide unit 710 can be suppressed, so that damage to the light guide unit 710 can be suppressed. Thus, the reliability of the image display apparatus 100 is improved, and the modulated light L is reflected by the light guide unit 710 a plurality of times and is attenuated, so that the dimming unit 700 is obtained in order to obtain a desired dimming rate. Therefore, the ND filter can be easily designed.

また、画像表示装置100は、変調光生成部400と、走査部500と、減光部700と、制御部800と、を収納する収納部110を有している。これにより、これら各部を水分、衝撃、埃等から保護することができ、画像表示装置100の信頼性が向上する。なお、特に限定されないが、収納部110は、防塵構造または防滴構造となっていることが好ましい。これにより、上記の効果がより顕著となる。   In addition, the image display apparatus 100 includes a storage unit 110 that stores the modulated light generation unit 400, the scanning unit 500, the dimming unit 700, and the control unit 800. Accordingly, these parts can be protected from moisture, impact, dust, and the like, and the reliability of the image display apparatus 100 is improved. In addition, although it does not specifically limit, it is preferable that the accommodating part 110 has a dust-proof structure or a drip-proof structure. Thereby, said effect becomes more remarkable.

また、収納部110は、フレーム200に固定されている。また、収納部110は、開口を有する基部111と、開口を塞ぐように配置されているカバー部112と、を有している。また、カバー部112は、導光部710で構成されている。このように、カバー部112として導光部710を用いることで、カバー部112と導光部710とを別体として配置した場合に比べて画像表示装置100の部品点数の削減および小型化を図ることができる。なお、本実施形態では、基部111がフレーム200(テンプル部220)と別体となっているが、基部111は、フレーム200と一体であってもよい。すなわち、テンプル部220が基部111を兼ねていてもよい。また、減光部700は、前記収納部110の全体を構成していてもよい。   Further, the storage unit 110 is fixed to the frame 200. The storage unit 110 includes a base 111 having an opening and a cover 112 arranged so as to close the opening. Further, the cover part 112 is configured by a light guide part 710. As described above, by using the light guide unit 710 as the cover unit 112, the number of components and the size of the image display device 100 can be reduced and downsized as compared with the case where the cover unit 112 and the light guide unit 710 are separately provided. be able to. In the present embodiment, the base 111 is separated from the frame 200 (the temple portion 220), but the base 111 may be integrated with the frame 200. That is, the temple part 220 may also serve as the base part 111. Further, the dimming unit 700 may constitute the entire storage unit 110.

以上、画像表示装置100(ヘッドマウントディスプレイ)について説明した。このような画像表示装置100(ヘッドマウントディスプレイ)は、前述したように、変調光生成部400(光源)から出射された変調光L(光)を走査する走査部500と、走査部500を収納する収納部110の少なくとも一部(カバー部112)を構成し、変調光生成部400から出射された変調光L(光)および走査部500で走査された変調光L(光)のそれぞれを減光する減光部700と、を有している。また、減光部700は、変調光生成部400(光源)から出射された変調光L(光)を導光し、走査部500で走査された変調光L(光)を透過する導光部710と、変調光生成部400(光源)から出射されて導光部710に入射した変調光L(光)を正反射光L’と回折光L”とに分離する回折素子720と、を有している。そして、正反射光L’および回折光L”のうちの一方の光(本実施形態では回折光L”)は、導光部710内を導光し、他方の光(本実施形態では正反射光L’)は、導光部710を透過して走査部500に導かれ、走査部500で走査された正反射光L’(他方の光)が導光部710を透過する。   The image display device 100 (head mounted display) has been described above. As described above, such an image display device 100 (head mounted display) houses the scanning unit 500 that scans the modulated light L (light) emitted from the modulated light generation unit 400 (light source), and the scanning unit 500. Constituting at least a part of the storage unit 110 (the cover unit 112) to reduce the modulated light L (light) emitted from the modulated light generation unit 400 and the modulated light L (light) scanned by the scanning unit 500, respectively. A dimming portion 700 that emits light. The dimming unit 700 guides the modulated light L (light) emitted from the modulated light generation unit 400 (light source) and transmits the modulated light L (light) scanned by the scanning unit 500. 710 and a diffractive element 720 that separates the modulated light L (light) emitted from the modulated light generator 400 (light source) and incident on the light guide 710 into specularly reflected light L ′ and diffracted light L ″. Then, one of the regularly reflected light L ′ and the diffracted light L ″ (diffracted light L ″ in this embodiment) is guided in the light guide 710 and the other light (this embodiment). In the embodiment, the regular reflection light L ′) is transmitted through the light guide unit 710 and guided to the scanning unit 500, and the regular reflection light L ′ (the other light) scanned by the scanning unit 500 is transmitted through the light guide unit 710. .

このような構成によれば、収納部110の一部が減光部700となっているため、収納部110とは別に減光部700を配置した場合に比べて、画像表示装置100の部品点数の削減および小型化を図ることができる。また、減光部700は、変調光生成部400から出射された変調光Lを走査部500で走査される前(上流側)と後(下流側)とで減光する。このように、複数回に分けて変調光Lを減光することで、より効果的に変調光Lを減光することができる。   According to such a configuration, since part of the storage unit 110 is the dimming unit 700, the number of parts of the image display device 100 is larger than when the dimming unit 700 is arranged separately from the storage unit 110. Reduction and downsizing can be achieved. The dimming unit 700 dims the modulated light L emitted from the modulated light generation unit 400 before (upstream) and after (downstream) the scanning unit 500 scans. In this way, the modulated light L can be reduced more effectively by dimming the modulated light L in a plurality of times.

また、前述したように、導光部710は、収納部110の外側に位置する外面711(第1面)と、収納部110の内側に位置する内面712(第2面)と、を有している。また、回折素子720は、外面711側に配置され、変調光生成部400(光源)から出射された変調光L(光)が導光部710の内面712側から入射するようになっている。これにより、変調光生成部400を収納部110内に配置し易くなり、画像表示装置100の小型化を図ることができる。   In addition, as described above, the light guide unit 710 includes the outer surface 711 (first surface) positioned outside the storage unit 110 and the inner surface 712 (second surface) positioned inside the storage unit 110. ing. The diffractive element 720 is disposed on the outer surface 711 side, and the modulated light L (light) emitted from the modulated light generation unit 400 (light source) enters from the inner surface 712 side of the light guide unit 710. Thereby, it becomes easy to arrange the modulated light generation unit 400 in the storage unit 110, and the image display device 100 can be downsized.

また、前述したように、回折光L”(一方の光)は、外面711(第1面)および内面712(第2面)のそれぞれに対する入射角度が臨界角よりも大きく、正反射光L’(他方の光)は、内面712(第2面)に対する入射角度が臨界角よりも小さい。これにより、より確実に、回折光L”が導光部710内を導光し、正反射光L’が導光部710を透過して走査部500に導かれる。   Further, as described above, the diffracted light L ″ (one light) has an incident angle with respect to each of the outer surface 711 (first surface) and the inner surface 712 (second surface) larger than the critical angle, and the regular reflected light L ′. (Another light) has an incident angle with respect to the inner surface 712 (second surface) smaller than the critical angle. Thereby, the diffracted light L ″ is more reliably guided in the light guide unit 710, and the regular reflection light L 'Is transmitted through the light guide 710 and guided to the scanning unit 500.

また、前述したように、減光部700は、導光部710に配置され、回折光L”(一方の光)を吸収する吸光部730を有している。これにより、回折光L”が導光部710の外に透過してしまうことを抑制することができる。そのため、迷光の発生を効果的に抑制することができる。   Further, as described above, the dimming unit 700 includes the light absorption unit 730 that is disposed in the light guide unit 710 and absorbs the diffracted light L ″ (one light). Transmission through the outside of the light guide unit 710 can be suppressed. Therefore, generation of stray light can be effectively suppressed.

また、前述したように、導光部710は、NDフィルターである。これにより、導光部710の構成が簡単なものとなる。また、導光部710によって変調光Lを効果的に減光することができる。   As described above, the light guide unit 710 is an ND filter. Thereby, the structure of the light guide part 710 becomes simple. Further, the modulated light L can be effectively reduced by the light guide unit 710.

<第2実施形態>
図7は、本発明の第2実施形態に係る画像表示装置が有する表示ユニットを示す断面図である。
Second Embodiment
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a display unit included in the image display apparatus according to the second embodiment of the present invention.

以下、第2実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the second embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第2実施形態に係る画像表示装置100は、減光部700(特に導光部710)の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態とほぼ同様である。なお、図7では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The image display apparatus 100 according to the second embodiment is substantially the same as the first embodiment described above except that the configuration of the dimming unit 700 (particularly, the light guide unit 710) is different. In FIG. 7, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図7に示すように、本実施形態の導光部710は、内面712が向きの異なる2つの面712A、712Bを有している。また、面712Aは、外面711と非平行であり、面712Bは、外面711と略平行である。また、面712A、712Bがなす角θは、180°以上270°以下となっている。また、面712Aに第1入射領域712aが設けられており、面712Bに第2入射領域712bが設けられている。すなわち、内面712は、変調光生成部400(光源)から出射された変調光L(光)が入射する第1入射領域712aと、走査部500で走査された変調光L(光)が入射する第2入射領域712bと、を有し、第1入射領域712aおよび第2入射領域712bは、互いに異なる方向を向いている。このような構成とすることで、第1入射領域712aで反射した変調光Lが走査部500に向い難くなり、前述した第1実施形態のような遮光部790を設けなくても、迷光の発生を効果的に抑制することができる。そのため、前述した第1実施形態と比べて部品点数の削減および小型化を図ることができる。   As shown in FIG. 7, the light guide unit 710 of the present embodiment has two surfaces 712 </ b> A and 712 </ b> B whose inner surfaces 712 have different directions. Further, the surface 712A is non-parallel to the outer surface 711, and the surface 712B is substantially parallel to the outer surface 711. The angle θ formed by the surfaces 712A and 712B is 180 ° or more and 270 ° or less. In addition, a first incident region 712a is provided on the surface 712A, and a second incident region 712b is provided on the surface 712B. That is, the inner surface 712 is incident with the first incident region 712a where the modulated light L (light) emitted from the modulated light generation unit 400 (light source) is incident and the modulated light L (light) scanned by the scanning unit 500. A second incident region 712b, and the first incident region 712a and the second incident region 712b are directed in different directions. With such a configuration, the modulated light L reflected by the first incident region 712a is less likely to be directed to the scanning unit 500, and stray light is generated without providing the light shielding unit 790 as in the first embodiment described above. Can be effectively suppressed. Therefore, the number of parts can be reduced and the size can be reduced as compared with the first embodiment described above.

このような第2実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

<第3実施形態>
図8は、本発明の第3実施形態に係る画像表示装置が有する表示ユニットを示す断面図である。
<Third Embodiment>
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a display unit included in the image display apparatus according to the third embodiment of the present invention.

以下、第3実施形態について、前述した実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。   Hereinafter, the third embodiment will be described with a focus on differences from the above-described embodiment, and description of similar matters will be omitted.

第3実施形態に係る画像表示装置100は、減光部700の構成が異なること以外は、前述した第1実施形態とほぼ同様である。なお、図8では、前述した実施形態と同様の構成には同一符号を付してある。   The image display apparatus 100 according to the third embodiment is substantially the same as the first embodiment described above except that the configuration of the dimming unit 700 is different. In FIG. 8, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment.

図8に示すように、本実施形態の減光部700では、回折素子720が内面712に対して傾斜して配置されている。そして、回折素子720で分離された正反射光L’が導光部710内を導光する。一方で、回折光L”が導光部710を透過して走査部500に導かれ、走査部500で走査された回折光L”が導光部710を透過し、偏向部600に導かれる。   As shown in FIG. 8, in the dimming unit 700 of this embodiment, the diffraction element 720 is disposed to be inclined with respect to the inner surface 712. Then, the regular reflection light L ′ separated by the diffraction element 720 guides the light guide part 710. On the other hand, the diffracted light L ″ is transmitted through the light guide 710 and guided to the scanning unit 500, and the diffracted light L ″ scanned by the scanning unit 500 is transmitted through the light guide 710 and guided to the deflecting unit 600.

このような第3実施形態によっても、前述した第1実施形態と同様の効果を発揮することができる。   Also according to the third embodiment, the same effects as those of the first embodiment described above can be exhibited.

以上、本発明の画像表示装置およびヘッドマウントディスプレイについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、本発明の画像表示装置では、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができ、また、他の任意の構成を付加することもできる。また、各実施形態を適宜組み合わせてもよい。   While the image display device and the head mounted display of the present invention have been described based on the illustrated embodiment, the present invention is not limited to this. For example, in the image display device of the present invention, the configuration of each unit can be replaced with an arbitrary configuration having the same function, and other arbitrary configurations can be added. Moreover, you may combine each embodiment suitably.

また、本発明の画像表示装置は、観察者が視認する画像として虚像を形成するものであれば、眼鏡型のヘッドマウントディスプレイに適用する場合に限定されず、例えば、ヘルメット型またはヘッドセット型のヘッドマウントディスプレイや、観察者の首や肩等の身体で支持される形態の画像表示装置等にも適用可能である。また、前述した実施形態では、画像表示装置全体が観察者の頭部に装着される場合を例に説明したが、画像表示装置は、観察者の頭部に装着される部分と、観察者の頭部以外の部分に装着または携帯される部分とを有していてもよい。   Further, the image display device of the present invention is not limited to being applied to a glasses-type head mounted display as long as it forms a virtual image as an image visually recognized by an observer. For example, a helmet type or a headset type The present invention can also be applied to a head-mounted display, an image display device that is supported by a body such as an observer's neck and shoulder, and the like. Further, in the above-described embodiment, the case where the entire image display apparatus is mounted on the observer's head has been described as an example. However, the image display apparatus includes a portion mounted on the observer's head and an observer's head. You may have a part with which a part other than a head is mounted | worn or carried.

また、前述した実施形態では、両眼タイプの透過型ヘッドマウントディスプレイの構成について代表的に説明したが、例えば、観察者がヘッドマウントディスプレイを装着した状態において外景が遮断される非透過型ヘッドマウントディスプレイの構成であってもよい。また、本発明の画像表示装置は、スピーカーやヘッドフォン等の音声を出力させる装置等を有していてもよい。   In the above-described embodiments, the configuration of the binocular transmissive head mounted display has been representatively described. For example, a non-transmissive head mount in which an outside scene is blocked when the observer wears the head mounted display is used. It may be a display configuration. Further, the image display device of the present invention may include a device for outputting sound such as a speaker or a headphone.

100…画像表示装置、110…収納部、111…基部、112…カバー部、200…フレーム、210…フロント部、211…リム部、212…シェード部、213…ノーズパッド、220、230…テンプル部、300…表示ユニット、400…変調光生成部、410…光源部、410B、410G、410R…光源、420B…駆動回路、420G…駆動回路、420R…駆動回路、430…光合成部、431、432…ダイクロイックミラー、440B、440G、440R…コリメータレンズ、500…走査部、510…可動部、511…ミラー、521、522…軸部、530…駆動枠部、541、542…軸部、550…支持部、560…検知部、561、562…圧電体、600…偏向部、700…減光部、710…導光部、711…外面、712…内面、712A、712B…面、712a…第1入射領域、712b…第2入射領域、720…回折素子、730…吸光部、740…反射防止膜、790…遮光部、800…制御部、EA…耳、EY…眼、H…頭部、J1、J2…軸、L…変調光、L’…正反射光、L”…回折光、NS…鼻   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Image display apparatus 110 ... Storage part, 111 ... Base part, 112 ... Cover part, 200 ... Frame, 210 ... Front part, 211 ... Rim part, 212 ... Shade part, 213 ... Nose pad, 220, 230 ... Temple part , 300 ... display unit, 400 ... modulated light generation unit, 410 ... light source unit, 410B, 410G, 410R ... light source, 420B ... drive circuit, 420G ... drive circuit, 420R ... drive circuit, 430 ... light synthesis unit, 431, 432 ... Dichroic mirror, 440B, 440G, 440R ... collimator lens, 500 ... scanning part, 510 ... movable part, 511 ... mirror, 521, 522 ... shaft part, 530 ... drive frame part, 541, 542 ... shaft part, 550 ... support part 560 ... detection unit, 561, 562 ... piezoelectric body, 600 ... deflection unit, 700 ... darkening unit, 710 ... light guide unit 711 ... outer surface, 712 ... inner surface, 712A, 712B ... surface, 712a ... first incident region, 712b ... second incident region, 720 ... diffractive element, 730 ... light-absorbing part, 740 ... antireflection film, 790 ... light shielding part, 800 ... control unit, EA ... ear, EY ... eye, H ... head, J1, J2 ... axis, L ... modulated light, L '... regularly reflected light, L "... diffracted light, NS ... nose

Claims (7)

光源から出射される光を走査する走査部と、
前記走査部を収納する収納部の少なくとも一部を構成し、前記光源から出射された光および前記走査部で走査された光のそれぞれを減光する減光部と、を有し、
前記減光部は、前記光源から出射された光を導光し、前記走査部で走査された光を透過する導光部と、
前記光源から出射された光を正反射光と回折光とに分離する回折素子と、を有し、
前記正反射光および前記回折光のうちの一方の光は、前記導光部内を導光し、他方の光は、前記導光部を透過して前記走査部に導かれ、
前記走査部で走査された前記他方の光が前記導光部を透過することを特徴とする画像表示装置。
A scanning unit that scans light emitted from the light source;
A light-attenuating part that constitutes at least a part of the accommodating part that accommodates the scanning part, and that attenuates each of the light emitted from the light source and the light scanned by the scanning part;
The dimming unit guides light emitted from the light source, and transmits light scanned by the scanning unit; and
A diffraction element that separates light emitted from the light source into specularly reflected light and diffracted light,
One of the regular reflection light and the diffracted light is guided in the light guide unit, and the other light is transmitted through the light guide unit and guided to the scanning unit,
The image display device characterized in that the other light scanned by the scanning section passes through the light guide section.
前記導光部は、前記収納部の外側に位置する第1面と、前記収納部の内側に位置する第2面と、を有し、
前記回折素子は、前記第1面側に配置され、
前記光源から出射された光が前記導光部の前記第2面側から入射する請求項1に記載の画像表示装置。
The light guide unit has a first surface located outside the storage unit, and a second surface located inside the storage unit,
The diffraction element is disposed on the first surface side,
The image display apparatus according to claim 1, wherein light emitted from the light source enters from the second surface side of the light guide unit.
前記一方の光は、前記第1面および前記2面のそれぞれに対する入射角度が臨界角よりも大きく、
前記他方の光は、前記第2面に対する入射角度が臨界角よりも小さい請求項2に記載の画像表示装置。
The one light has an incident angle with respect to each of the first surface and the two surfaces larger than a critical angle,
The image display apparatus according to claim 2, wherein an incident angle of the other light with respect to the second surface is smaller than a critical angle.
前記第2面は、前記光源から出射された光が入射する第1入射領域と、前記走査部で走査された光が入射する第2入射領域と、を有し、
前記第1入射領域および前記第2入射領域は、互いに異なる方向を向いている請求項2または3に記載の画像表示装置。
The second surface has a first incident region where light emitted from the light source is incident and a second incident region where light scanned by the scanning unit is incident,
The image display apparatus according to claim 2, wherein the first incident area and the second incident area are directed in different directions.
前記減光部は、前記導光部に配置され、前記一方の光を吸収する吸光部を有する請求項1ないし4のいずれか1項に記載の画像表示装置。   5. The image display device according to claim 1, wherein the light reduction unit includes a light absorption unit that is disposed in the light guide unit and absorbs the one light. 6. 前記導光部は、NDフィルターである請求項1ないし5のいずれか1に記載の画像表示装置。   The image display device according to claim 1, wherein the light guide unit is an ND filter. 光源から出射される光を走査する走査部と、
前記走査部を収納する収納部の少なくとも一部を構成し、前記光源から出射された光および前記走査部で走査された光のそれぞれを減光する減光部と、を有し、
前記減光部は、前記光源から出射された光が導光し、前記走査部で走査された光が透過する導光部と、
前記光源から出射されて前記導光部に入射した光を正反射光と回折光とに分離する回折素子と、を有し、
前記正反射光および前記回折光のうちの一方の光は、前記導光部内を導光し、他方の光は、前記導光部を透過して前記走査部に導かれ、
前記走査部で走査された前記他方の光が前記導光部を透過することを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
A scanning unit that scans light emitted from the light source;
A light-attenuating part that constitutes at least a part of the accommodating part that accommodates the scanning part, and that attenuates each of the light emitted from the light source and the light scanned by the scanning part;
The dimming unit guides the light emitted from the light source, and transmits the light scanned by the scanning unit; and
A diffractive element that separates light emitted from the light source and incident on the light guide unit into specularly reflected light and diffracted light, and
One of the regular reflection light and the diffracted light is guided in the light guide unit, and the other light is transmitted through the light guide unit and guided to the scanning unit,
The head-mounted display, wherein the other light scanned by the scanning unit is transmitted through the light guide unit.
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