JP4058251B2 - 走査型画像表示光学系、走査型画像表示装置および画像表示システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を走査して２次元画像を形成する光走査手段を有した走査型画像表示光学系および走査型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体技術の高性能化に伴い、データ通信環境も高度化し、携帯可能な情報端末は急速に発展してきている。こうした中で、情報端末のより高度な情報の表示が望まれ、携帯端末の表示解像度の向上が望まれており、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）が注目をあつめるようになってきている。
【０００３】
現状のＨＭＤは、画像表示素子として透過型の液晶表示素子を用い、液晶表示素子に表示された画像を接眼光学系により虚像として観察者が観察する構成のものが多い。
【０００４】
透過型の液晶表示素子は、蛍光管などの背面照明光学系により照明されているが、液晶表示素子の透過率が数％程度であり、光の利用効率が非常に低いものである。このため、消費電力が大きく携帯情報端末の表示機器としては、光の利用効率を上げなければならないという課題がある。
【０００５】
一方、液晶表示素子などの２次元画像表示素子を用いない表示装置に関する技術が、米国特許５，４６７，１０４号や特開２０００−１１１８２９号公報などにて開示・提案されている。米国特許５，４６７，１０４号は、ＲＧＢの光を水平方向と垂直方向に走査し、光学系を介して網膜上に直接画像を形成する技術を示している。
【０００６】
また、特開２０００−１１１８２９号公報には、ビーム発生手段からのビームを２次元走査し、装着者（観察者）の目の前に集積型反射部材を介して眼球内に導く走査型画像表示装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記米国特許５，４６７，１０４号にて開示の走査型画像表示装置では、非常に高速に光を走査することが要求されるため、光を走査するミラー等の走査部に非常に小型のデバイスが使われている。したがって、走査される光ビームがきわめて細いものとなり、観察者の瞳位置での光ビームが非常に径の小さなものとなるという問題がある。
【０００８】
こうした小さな射出瞳径を拡大する方法として、米国特許５７０１，１３２号および米国特許５，７５７，５４４号に開示された技術がある。米国特許５，７０１，１３２号では、走査されたビームが形成する曲率を有した中間像をレンズアレイや拡散板等の拡大手段を透過させることにより、拡大手段を透過した後の光束の広がり角を拡大するようにしている。
【０００９】
また、米国特許５，７５７，５４４号では、走査型の画像表示装置ではないものの、平行光により照明されるＬＣＤなどの画像表示素子に入射した後の光を拡散板を透過させることで、同様に射出瞳を拡大するようにしている。
【００１０】
しかしながら、これら米国特許に開示の構成では、透過型の射出瞳拡大手段を用いるため、光路が長くなり、装置が大型化してしまうという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願第１の発明の走査型画像表示光学系では、拡散作用を有する反射面と、光を走査して上記反射面上に２次元画像を形成する光走査手段と、この反射面上に形成された２次元画像からの光を観察者に導く接眼光学系とを設け、光走査手段から上記反射面に入射する光が、反射面の近傍で集光すると共に、光走査手段から上記反射面に入射した光の主たる反射方向が、入射位置によらず接眼光学系に向かう方向となるように、反射面の法線の向きをこの反射面上での位置によって異ならせている。
【００１２】
これにより、走査型の画像表示光学系でありながら、反射面によって光路を折り畳むことが可能となり、光学系全体を小型にすることが可能となる。しかも、光走査手段から反射面への入射位置によらず光の主たる反射方向が接眼光学系に向かう方向となるので、光の利用効率を高めることができ、明るい画像の観察が可能となる。
【００１３】
また、上記反射面に拡散作用を持たせることで、接眼光学系の射出瞳径を拡大することができる。
【００１４】
なお、微小なフレネルレンズ等の集積形反射板を用いる構成として、特開平２０００−１１１８２９号公報にて提案のものがあるが、この集積型反射板は、走査された光を目に導くための光学系として作用しているものであり、機能として異なるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（走査型画像表示装置）に用いられる走査型画像表示光学系の断面図を示している。光源１０１は、光源制御回路１０９に接続され、表示する画像の映像信号に合わせて射出する光線を変調するように構成されている。
【００１６】
なお、光源制御回路１０９には、パーソナルコンピュータやビデオ、ＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置４００からの映像信号が入力されるようになっており、ヘッドマウンテッドディスプレイと画像供給装置４００とにより画像表示システムが構成される。光源制御回路１０９は画像供給装置４００からの映像信号に応じて光源１０１を駆動し、変調された光線を光源１０１から射出させる。すなわち、本実施形態では、光源１０１から射出される光を直接変調している。
【００１７】
光源１０１からの光線は、第１の光学系１０２を介して光走査ユニット１０３に入射する。光走査ユニット１０３は、走査制御回路１１０に接続されており、光源１０１と同期して制御される。この光走査ユニット１０３は、入射した光線を２次元方向に偏向可能なものである。ここで、図１中、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは光走査ユニット１０３により走査された光線の例を示している。
【００１８】
光走査ユニット１０３により走査された光線は、第２の光学系１０４を介して反射部材１０５上のそれぞれの到達点で集光するように構成されている。光源１０１からの変調された光を走査することにより、反射部材１０５の反射面上に２次元の画像が形成される。
【００１９】
反射部材１０５は、スクリーン等から構成され、その反射面に入射した光線１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを入射位置によらず１１１ａ’，１１１ｂ’，１１１ｃ’の方向、すなわち接眼光学系１０７に向かう方向に反射する。
【００２０】
反射光線１１１ａ’，１１１ｂ’，１１１ｃ’は接眼光学系１０７を介して観察者の眼１０８の瞳１１３に入射する。
【００２１】
観察者の瞳１１３に入射した光線は、眼１０８の網膜１１４上に反射部材１０５上の集光点１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに対応した像１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを形成する。この結果、観察者は、反射部材１０５上に形成された２次元の走査画像を接眼光学系１０７を介して観察することができる。
【００２２】
図２には、光走査ユニット１０３により反射部材１０５上に２次元画像を形成する際の走査例を示したものである。この図において、光線１１１ｄは、光走査ユニット１０３に走査され、さらに第２の光学系１０４を射出した後に反射部材１０５上に集光する光線を表し、点１１２ｄはその集光点を示している。
【００２３】
光走査ユニット１０３（図２では不図示）は、第１の方向とこれに直交する第２の方向に走査駆動可能であり、反射部材１０５上の集光点１１２ｄは上記第１の方向に対応した方向１１６ｘと第２の方向に対応した方向１１６ｙとに走査される。
【００２４】
本実施形態では、図１に示したように、光走査ユニット１０３は反射部材１０５に対して斜めの方向から光を走査する構成としている。図３には、反射部材１０５の偏向特性を示す。なお、図３では、反射部材１０５のある断面での特性を示している。
【００２５】
光線１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃはそれぞれ、光走査ユニット１０３によって走査されたある時間における走査主光線を示している。なお、主光線１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃは見かけ上の走査点１１７から射出したものとする。
【００２６】
各主光線１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃは、反射部材１０５の近傍で集光点１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃを形成し、反射部材１０５により反射されて反射光線１１８ａ’，１１８ｂ’，１１８ｃ’となるように偏向される。
【００２７】
反射部材１０５の反射面における各点は、反射部材１０５で反射した反射光線１１８ａ’，１１８ｂ’，１１８ｃ’が互いに略平行となり、接眼光学系１０７に入射するように光を偏向する作用を有する。具体的には、反射面における各点の法線の向きが互いに異なるようになっている。
【００２８】
図４には、このような偏向作用をもたらすための具体的な構成例を示したものである。この図において、反射部材１０５上には、反射型のフレネルレンズのような微小反射板１０５ｐが多数形成されている。これら微小反射板１０５ｐの反射面の法線（一点鎖線で示す）の向きが反射部材１０５上での微小反射板１０５ｐの位置によって異なっている。
【００２９】
この構成により、反射部材１０５上の各点において、入射した光線の大部分を所望の方向、すなわち接眼光学系１０７に入射する方向に偏向することができる。
【００３０】
反射光線１１８ａ’，１１８ｂ’，１１８ｃ’は、接眼光学系１０７に対しては各像点を形成する主光線となっている。実際には、図４に示したように、光線１１８ｂのまわりにマージナル光線１１８Ｍ，１１８Ｍ’が存在しているが、本実施形態では、第１および第２の光学系１０２，１０４によって、図４に示したように、主光線１１８ｂおよびマージナル光線１１８Ｍ，１１８Ｍ’が反射部材１０５の近傍で集光するように構成されている。
【００３１】
そして、反射部材１０５で反射した主光線１１８ｂは１１８ｂ’のように反射する。さらにそのマージナル光線１１８Ｍ，１１８Ｍ’はそれぞれ、１１８Ｒ，１１８Ｒ’のように反射する。
【００３２】
図５は、微小反射板１０５ｐ上の表面の特性を説明した図である。本実施形態では、微小反射板１０５の表面に拡散作用を及ぼす構造を持たせている。このため、微小反射板１０５ｐに入射した光線は、前述したように接眼光学系１０７に向かって反射するとともに接眼光学系１０７から外れない程度に拡散して広がる。したがって、接眼光学系１０７を介して射出瞳を大きくすることができる。
【００３３】
なお、反射部材１０５上の拡散作用を発現するものとしては、微細な凹凸形状を有する拡散構造や回折格子構造などで実現できる。反射部材１０５に拡散作用を与えても、反射部材１０５の近傍で走査される光線が集光するため、解像力の劣化は起きない。
【００３４】
以上のような構成により、走査型でありながら、反射部材１０５によって光路を折り畳むことにより、小型で、しかも瞳を拡大可能な、さらには高い解像力を有した画像表示光学系を実現することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、微小反射構造を有する反射部材１０５として反射型のフレネルレンズを用いた場合について説明したが、本発明で用いられる反射部材はこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、本実施形態においては、光走査ユニット１０３による２次元走査方式を図２に示したような、いわゆるラスタースキャンとした場合について説明したが、本発明で用いられる光走査手段はこれに限定されるものではなく、光走査手段により形成される２次元画像が反射部材によって接眼光学系に導かれる構成であればよい。
【００３７】
光走査手段としては、従来例として示したものと同様の構成のものや、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどを使用することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態においては、光源が１つである場合について説明したが、複数の光源としてもよく、さらに、赤、青、緑のような複数色の光源を用いて色合成をしてカラー画像の表示を行えるようにしてもよい。
【００３９】
（第２実施形態）
図６には、本発明の第２実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（走査型画像表示装置）に用いられる走査型画像表示光学系の断面図を示している。
【００４０】
第１実施形態では、反射部材１０５が平面である（平面の表面に法線の向きが異なる多数の微小反射板を設けた）場合について説明したが、本実施形態では、反射部材が曲率を有している。また、本実施形態では、光源が複数設けられている。なお、基本的な構成は、第１実施形態と同様であり、光走査ユニットにより集光点を走査することで、反射部材上に２次元画像を形成し、その画像を接眼光学系を介して観察者が観察するものである。
【００４１】
図６において、光源２０１は、複数色の光源２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにより構成されており、それぞれ光源制御回路２０９に接続されて表示する画像の映像信号に合わせて射出光を変調するように構成されている。複数の光源２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃはそれぞれ赤、青、緑の半導体光源である。
【００４２】
なお、光源制御回路２０９には、パーソナルコンピュータやビデオ、ＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置４００からの映像信号が入力され、光源制御回路２０９はこの映像信号に応じて光源２０１を駆動し、変調された光線を光源２０１から射出させる。すなわち、本実施形態では、光源２０１から射出される光を直接変調している。
【００４３】
光源２０１からの各色光線は、ダイクロイックプリズム等の色合成素子２２０によって１つの光線に合成される。色合成された光線は、第１の光学系２０２を介して光走査ユニット２０３に入射する。
【００４４】
光走査ユニット２０３は、走査制御回路２１０に接続されており、光源２０１と同期して制御される。光走査ユニット２０３は、２次元方向に入射光を偏向可能なものである。
【００４５】
図中、２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃは光走査ユニット２０３により走査された光線の例を示しており、第２の光学系２０４を介して反射部材２０５上のそれぞれの到達点２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃで集光する。光源２０１からの変調された各色光線を色合成し、走査することにより、反射部材２０５上にフルカラーの２次元画像が形成される。
【００４６】
反射部材２０５は、その反射面によって入射光線２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃをその入射位置にかかわらず２１１ａ’，２１１ｂ’，２１１ｃ’の方向に反射する。反射光線２１１ａ’，２１１ｂ’，２１１ｃ’は、接眼光学系２０７を介して観察者の眼２０８の瞳２１３に入射する。観察者の眼２０８の網膜２１４上に反射部材２０５上の集光点２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃに対応した像２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃを形成する。この結果、観察者は、反射部材２０５上に形成された２次元の走査画像を接眼光学系２０７を介して観察することができる。
【００４７】
本実施形態では、図６に示したように、光走査ユニット２０３により反射部材２０５に対して斜めの方向から光束の走査を行う。さらに、表面（反射面）に画像が形成される反射部材２０５は曲率を有する。
【００４８】
図７に反射部材２０５の偏向特性をある断面で示している。光線２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃはそれぞれ、光走査ユニット２０３によって走査されたある時間における走査主光線を示している。なお、主光線２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃは見かけ上の走査点２１７から射出したものとする。
【００４９】
各主光線２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃは、反射部材２０５の近傍で集光点２１９ａ，２１９ｂ，２１９ｃを形成し、反射部材２０５により反射されて反射光線２１８ａ’，２１８ｂ’，２１８ｃ’となるように偏向される。
【００５０】
反射部材２０５の反射面における各点は、反射部材２０５で反射した反射光線２１８ａ’，２１８ｂ’，２１８ｃ’が互いに略平行となり、接眼光学系１０７に入射するように光を偏向する作用を有する。具体的には、反射面における各点の法線（一点鎖線で示す）の向きが互いに異なるようにその曲率が設定されている。
【００５１】
さらに、図８に示すように、第１実施形態と同様に、反射部材２０５の反射面に拡散作用を持たせることにより、接眼光学系２０７により形成される射出瞳径が拡大される。
【００５２】
反射部材２０５上の拡散作用を発現するものとしては、微細な凹凸形状を有する拡散構造や回折格子構造などで実現できる。反射部材２０５に拡散作用を与えても、反射部材２０５の近傍で走査される光線が集光するため、解像力の劣化は起きない。
【００５３】
以上のような構成により、走査型でありながら、反射部材２０５によって光路を折り畳むことにより、小型で、しかも瞳を拡大可能な、さらには高い解像力を有した画像表示光学系を実現することができる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、反射部材２０５に曲率を持たせ、光走査ユニット２０３からの入射光線の偏向（反射）方向を接眼光学系２０７に向かう方向に制御する場合について説明したが、第１実施形態と同様に反射部材上に多数の微小反射板を形成してもよい。また、微小反射板と同様の偏向特性を有するもの、例えば反射型のホログラムなどを用いてもよい。
【００５５】
また、光走査手段としては、従来例として示したものと同様の構成のものや、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどを使用することができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図９には、本発明の第３実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（走査型画像表示装置）に用いられる走査型画像表示光学系の断面図を示している。
【００５７】
本実施形態は、第１実施形態に用いられた共軸系の接眼光学系に代えて、偏心光学系を採用した自由曲面プリズムなどと称される接眼光学系を採用したものである。この自由曲面等の技術に関しては、特開平１０−２２１６３８号公報等に説明されている。
【００５８】
基本的な構成は、第１実施形態と同様であり、光走査ユニットにより集光点を走査することで、反射部材上に画像を形成し、その画像を接眼光学系を介して観察者が観察するものである。
【００５９】
図９において、光源３０１は、光源制御回路３０９に接続され、表示する画像の映像信号に合わせて射出する光線を変調する。光源３０１から射出した光線は、第１の光学系３０２を介して光走査ユニット３０３に入射する。
【００６０】
なお、光源制御回路３０９には、パーソナルコンピュータやビデオ、ＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置４００からの映像信号が入力され、光源制御回路３０９はこの映像信号に応じて光源３０１を駆動し、変調された光線を光源３０１から射出させる。すなわち、本実施形態では、光源３０１から射出される光を直接変調している。
【００６１】
光走査ユニット３０３は、走査制御回路３１０に接続されており、光源３０１と同期して制御される。光走査ユニット３０３は、２次元方向に入射光を偏向可能なものである。
【００６２】
図中、３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃは光走査ユニット３０３により走査された光線の例を示しており、第２の光学系３０４を介して反射部材３０５上のそれぞれの到達点３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃで集光する。
【００６３】
光源３０１から変調された光線を射出させることにより、第１実施形態の反射部材１０５と同様に構成された反射部材３０５の表面（多数の微小反射板上）に２次元画像が形成される。
【００６４】
反射部材３０５は、入射光線３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃを３１１ａ’，３１１ｂ’，３１１ｃ’の方向に反射する。反射した光線は、接眼光学系３０７を介して観察者の眼３０８の瞳３１３に入射する。瞳３１３に入射した光線は、眼３０８の網膜３１４上に反射部材３０５上の集光点３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃに対応した像３１５ａ，３１５ｂ，３１５ｃを形成する。この結果、観察者は、反射部材３０５上に形成された２次元の走査画像を接眼光学系３０７を介して観察することができる。
【００６５】
本実施形態では、図９に示したように、光走査ユニット３０３により反射部材３０５に対して斜めの方向から光束の走査を行う。
【００６６】
反射部材３０５は、反射した光線３１１ａ’，３１１ｂ’，３１１ｃ’が、接眼光学系３０７に対して適切に入射するように各微小反射板の法線の向きが設定されている。つまり、微小反射板の反射面の法線の向きが反射部材３０５上での微小反射板の位置に応じて異なっている。
【００６７】
さらに、反射部材３０５の反射面（微小反射板の反射面）は、第１実施形態と同様に、接眼光学系３０７の射出瞳が拡大できるように拡散作用を有する。反射部材３０５に拡散作用を与えても、反射部材３０５の近傍で走査される光線が集光するため、解像力の劣化は起きない。
【００６８】
ここで、接眼光学系３０７について簡単に説明する。接眼光学系は、第１から第３の面３０７ａ〜３０７ｃの３つの自由曲面又は対称面が１つ以下である回転非対称面からなるプリズム体である。
【００６９】
反射部材３０５で反射した光線３１１ａ’を例にとると、この反射光線３１１ａ’は、第１の面３０７ａからプリズム体に入射する。さらに、プリズム体の中を進行して第２の面３０７ｂでほぼ全反射し、第３の面３０７ｃに向かう。そして、第３の面３０７ｃでほぼ全反射して再び第２の面３０７ｂに向かい、今度は第２の面３０７ｂを透過して、プリズム体から射出する。
【００７０】
観察者は、この射出した光線が瞳３１３に導かれることにより、反射部材３０５上に形成された２次元画像を観察することができる。本実施形態のように、接眼光学系３０７を構成する光学面である第１〜第３の面３０７ａ〜３０７ｃを自由曲面（回転非対称面）で構成することにより、偏心収差等を補正して観察者に良好な画像を観察させることができる。
【００７１】
以上のような構成により、走査型でありながら、反射部材３０５によって光路を折り畳むことにより、小型で、しかも瞳を拡大可能な、さらには高い解像力を有した画像表示光学系を実現することができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、微小反射構造を有する反射部材３０５を用いた場合について説明したが、反射型のホログラムなどを用いてもよい。
【００７３】
また、光走査手段としては、従来例として示したものと同様の構成のものや、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどを使用することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態においては、光源が１つである場合について説明したが、複数の光源としてもよく、さらに、赤、青、緑のような複数色の光源を用いて色合成をしてカラー画像の表示を行えるようにしてもよい。
【００７５】
また、上記第１〜第３実施形態では、光源からの射出光を直接変調するように構成した場合について説明したが、光源からの光束を光路中に配置された光変調器（例えば、液晶パネル等の画像表示素子）で変調してもよい。
【００７６】
また、上記第１〜第３実施形態では、光走査ユニットと反射部材の間に第２の光学系を挿入した場合について説明したが、第１の光学系に反射部材上に集光する働きを持たせるようにしてもよい。この場合、第２の光学系による光学的な補正や光源等の制御により、反射部材上に形成される２次元走査画像の歪み等を補正すると、接眼光学系として従来の液晶パネルなどの光変調器上の虚像を拡大するための光学系をそのまま使うことができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光走査手段により光を走査して反射面上に２次元画像を形成し、この反射面上に形成された２次元画像を接眼光学系を通して観察させるようにしているので、走査型でありながら、反射面によって光路を折り畳むことにより、光学系全体を小型にすることができる。しかも、光走査手段から反射面への入射位置によらず光の主たる反射方向が接眼光学系に向かう方向となるので、光の利用効率が高く、明るい画像の観察が可能となる。
【００７８】
さらに、反射面に拡散作用を持たせることで、観察光学系の射出瞳径を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるＨＭＤの走査型画像表示光学系の構成を示す図。
【図２】上記走査型画像表示光学系における走査画像を説明するための図。
【図３】上記走査型画像表示光学系における反射部材の偏向特性を示す図。
【図４】上記反射部材の偏向特性を示す図。
【図５】上記反射部材の拡散特性を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態であるＨＭＤの走査型画像表示光学系の構成を示す図。
【図７】上記第２実施形態における走査型画像表示光学系の反射部材の偏向特性を示す図。
【図８】上記第２実施形態における反射部材の拡散特性を示す図。
【図９】本発明の第３実施形態であるＨＭＤの走査型画像表示光学系の構成を示す図。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ 光源
１０２，２０２，３０２ 第１の光学系
１０３，２０３，３０３ 光走査ユニット
１０４，２０４，３０４ 第２の光学系
１０５，２０５，３０５ 反射部材
１０７，２０７，３０７ 接眼光学系
１０８，２０８，３０８ 観察者の眼
１０９，２０９，３０９ 光源制御回路
１１０，２１０，３１０ 走査制御回路
１１１ａ〜１１１ｃ，１１１ｄ，２１１ａ〜２１１ｃ，３１１ａ〜３１１ｃ
光線（主光線）
１１２ｄ，１１９ａ〜１１９ｃ，２１２ａ〜２１２ｃ，３１２ａ〜３１２ｃ
集光点（走査点）
１１３，２１３，３１３ 瞳
１１４，２１４，３１４ 網膜
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を走査して２次元画像を形成する光走査手段を有した走査型画像表示光学系および走査型画像表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の半導体技術の高性能化に伴い、データ通信環境も高度化し、携帯可能な情報端末は急速に発展してきている。こうした中で、情報端末のより高度な情報の表示が望まれ、携帯端末の表示解像度の向上が望まれており、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ：Head Mounted Display）が注目をあつめるようになってきている。
【０００３】
現状のＨＭＤは、画像表示素子として透過型の液晶表示素子を用い、液晶表示素子に表示された画像を接眼光学系により虚像として観察者が観察する構成のものが多い。
【０００４】
透過型の液晶表示素子は、蛍光管などの背面照明光学系により照明されているが、液晶表示素子の透過率が数％程度であり、光の利用効率が非常に低いものである。このため、消費電力が大きく携帯情報端末の表示機器としては、光の利用効率を上げなければならないという課題がある。
【０００５】
一方、液晶表示素子などの２次元画像表示素子を用いない表示装置に関する技術が、米国特許５，４６７，１０４号や特開２０００−１１１８２９号公報などにて開示・提案されている。米国特許５，４６７，１０４号は、ＲＧＢの光を水平方向と垂直方向に走査し、光学系を介して網膜上に直接画像を形成する技術を示している。
【０００６】
また、特開２０００−１１１８２９号公報には、ビーム発生手段からのビームを２次元走査し、装着者（観察者）の目の前に集積型反射部材を介して眼球内に導く走査型画像表示装置が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記米国特許５，４６７，１０４号にて開示の走査型画像表示装置では、非常に高速に光を走査することが要求されるため、光を走査するミラー等の走査部に非常に小型のデバイスが使われている。したがって、走査される光ビームがきわめて細いものとなり、観察者の瞳位置での光ビームが非常に径の小さなものとなるという問題がある。
【０００８】
こうした小さな射出瞳径を拡大する方法として、米国特許５７０１，１３２号および米国特許５，７５７，５４４号に開示された技術がある。米国特許５，７０１，１３２号では、走査されたビームが形成する曲率を有した中間像をレンズアレイや拡散板等の拡大手段を透過させることにより、拡大手段を透過した後の光束の広がり角を拡大するようにしている。
【０００９】
また、米国特許５，７５７，５４４号では、走査型の画像表示装置ではないものの、平行光により照明されるＬＣＤなどの画像表示素子に入射した後の光を拡散板を透過させることで、同様に射出瞳を拡大するようにしている。
【００１０】
しかしながら、これら米国特許に開示の構成では、透過型の射出瞳拡大手段を用いるため、光路が長くなり、装置が大型化してしまうという問題がある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本願第１の発明の走査型画像表示光学系では、拡散作用を有する反射面と、光を走査して上記反射面上に２次元画像を形成する光走査手段と、この反射面上に形成された２次元画像からの光を観察者に導く接眼光学系とを設け、光走査手段から上記反射面に入射する光が、反射面の近傍で集光すると共に、光走査手段から上記反射面に入射した光の主たる反射方向が、入射位置によらず接眼光学系に向かう方向となるように、反射面の法線の向きをこの反射面上での位置によって異ならせている。
【００１２】
これにより、走査型の画像表示光学系でありながら、反射面によって光路を折り畳むことが可能となり、光学系全体を小型にすることが可能となる。しかも、光走査手段から反射面への入射位置によらず光の主たる反射方向が接眼光学系に向かう方向となるので、光の利用効率を高めることができ、明るい画像の観察が可能となる。
【００１３】
また、上記反射面に拡散作用を持たせることで、接眼光学系の射出瞳径を拡大することができる。
【００１４】
なお、微小なフレネルレンズ等の集積形反射板を用いる構成として、特開平２０００−１１１８２９号公報にて提案のものがあるが、この集積型反射板は、走査された光を目に導くための光学系として作用しているものであり、機能として異なるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
（第１実施形態）
図１には、本発明の第１実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（走査型画像表示装置）に用いられる走査型画像表示光学系の断面図を示している。光源１０１は、光源制御回路１０９に接続され、表示する画像の映像信号に合わせて射出する光線を変調するように構成されている。
【００１６】
なお、光源制御回路１０９には、パーソナルコンピュータやビデオ、ＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置４００からの映像信号が入力されるようになっており、ヘッドマウンテッドディスプレイと画像供給装置４００とにより画像表示システムが構成される。光源制御回路１０９は画像供給装置４００からの映像信号に応じて光源１０１を駆動し、変調された光線を光源１０１から射出させる。すなわち、本実施形態では、光源１０１から射出される光を直接変調している。
【００１７】
光源１０１からの光線は、第１の光学系１０２を介して光走査ユニット１０３に入射する。光走査ユニット１０３は、走査制御回路１１０に接続されており、光源１０１と同期して制御される。この光走査ユニット１０３は、入射した光線を２次元方向に偏向可能なものである。ここで、図１中、１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃは光走査ユニット１０３により走査された光線の例を示している。
【００１８】
光走査ユニット１０３により走査された光線は、第２の光学系１０４を介して反射部材１０５上のそれぞれの到達点で集光するように構成されている。光源１０１からの変調された光を走査することにより、反射部材１０５の反射面上に２次元の画像が形成される。
【００１９】
反射部材１０５は、スクリーン等から構成され、その反射面に入射した光線１１１ａ，１１１ｂ，１１１ｃを入射位置によらず１１１ａ’，１１１ｂ’，１１１ｃ’の方向、すなわち接眼光学系１０７に向かう方向に反射する。
【００２０】
反射光線１１１ａ’，１１１ｂ’，１１１ｃ’は接眼光学系１０７を介して観察者の眼１０８の瞳１１３に入射する。
【００２１】
観察者の瞳１１３に入射した光線は、眼１０８の網膜１１４上に反射部材１０５上の集光点１１２ａ，１１２ｂ，１１２ｃに対応した像１１５ａ，１１５ｂ，１１５ｃを形成する。この結果、観察者は、反射部材１０５上に形成された２次元の走査画像を接眼光学系１０７を介して観察することができる。
【００２２】
図２には、光走査ユニット１０３により反射部材１０５上に２次元画像を形成する際の走査例を示したものである。この図において、光線１１１ｄは、光走査ユニット１０３に走査され、さらに第２の光学系１０４を射出した後に反射部材１０５上に集光する光線を表し、点１１２ｄはその集光点を示している。
【００２３】
光走査ユニット１０３（図２では不図示）は、第１の方向とこれに直交する第２の方向に走査駆動可能であり、反射部材１０５上の集光点１１２ｄは上記第１の方向に対応した方向１１６ｘと第２の方向に対応した方向１１６ｙとに走査される。
【００２４】
本実施形態では、図１に示したように、光走査ユニット１０３は反射部材１０５に対して斜めの方向から光を走査する構成としている。図３には、反射部材１０５の偏向特性を示す。なお、図３では、反射部材１０５のある断面での特性を示している。
【００２５】
光線１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃはそれぞれ、光走査ユニット１０３によって走査されたある時間における走査主光線を示している。なお、主光線１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃは見かけ上の走査点１１７から射出したものとする。
【００２６】
各主光線１１８ａ，１１８ｂ，１１８ｃは、反射部材１０５の近傍で集光点１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃを形成し、反射部材１０５により反射されて反射光線１１８ａ’，１１８ｂ’，１１８ｃ’となるように偏向される。
【００２７】
反射部材１０５の反射面における各点は、反射部材１０５で反射した反射光線１１８ａ’，１１８ｂ’，１１８ｃ’が互いに略平行となり、接眼光学系１０７に入射するように光を偏向する作用を有する。具体的には、反射面における各点の法線の向きが互いに異なるようになっている。
【００２８】
図４には、このような偏向作用をもたらすための具体的な構成例を示したものである。この図において、反射部材１０５上には、反射型のフレネルレンズのような微小反射板１０５ｐが多数形成されている。これら微小反射板１０５ｐの反射面の法線（一点鎖線で示す）の向きが反射部材１０５上での微小反射板１０５ｐの位置によって異なっている。
【００２９】
この構成により、反射部材１０５上の各点において、入射した光線の大部分を所望の方向、すなわち接眼光学系１０７に入射する方向に偏向することができる。
【００３０】
反射光線１１８ａ’，１１８ｂ’，１１８ｃ’は、接眼光学系１０７に対しては各像点を形成する主光線となっている。実際には、図４に示したように、光線１１８ｂのまわりにマージナル光線１１８Ｍ，１１８Ｍ’が存在しているが、本実施形態では、第１および第２の光学系１０２，１０４によって、図４に示したように、主光線１１８ｂおよびマージナル光線１１８Ｍ，１１８Ｍ’が反射部材１０５の近傍で集光するように構成されている。
【００３１】
そして、反射部材１０５で反射した主光線１１８ｂは１１８ｂ’のように反射する。さらにそのマージナル光線１１８Ｍ，１１８Ｍ’はそれぞれ、１１８Ｒ，１１８Ｒ’のように反射する。
【００３２】
図５は、微小反射板１０５ｐ上の表面の特性を説明した図である。本実施形態では、微小反射板１０５の表面に拡散作用を及ぼす構造を持たせている。このため、微小反射板１０５ｐに入射した光線は、前述したように接眼光学系１０７に向かって反射するとともに接眼光学系１０７から外れない程度に拡散して広がる。したがって、接眼光学系１０７を介して射出瞳を大きくすることができる。
【００３３】
なお、反射部材１０５上の拡散作用を発現するものとしては、微細な凹凸形状を有する拡散構造や回折格子構造などで実現できる。反射部材１０５に拡散作用を与えても、反射部材１０５の近傍で走査される光線が集光するため、解像力の劣化は起きない。
【００３４】
以上のような構成により、走査型でありながら、反射部材１０５によって光路を折り畳むことにより、小型で、しかも瞳を拡大可能な、さらには高い解像力を有した画像表示光学系を実現することができる。
【００３５】
なお、本実施形態においては、微小反射構造を有する反射部材１０５として反射型のフレネルレンズを用いた場合について説明したが、本発明で用いられる反射部材はこれに限定されるものではない。
【００３６】
また、本実施形態においては、光走査ユニット１０３による２次元走査方式を図２に示したような、いわゆるラスタースキャンとした場合について説明したが、本発明で用いられる光走査手段はこれに限定されるものではなく、光走査手段により形成される２次元画像が反射部材によって接眼光学系に導かれる構成であればよい。
【００３７】
光走査手段としては、従来例として示したものと同様の構成のものや、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどを使用することができる。
【００３８】
さらに、本実施形態においては、光源が１つである場合について説明したが、複数の光源としてもよく、さらに、赤、青、緑のような複数色の光源を用いて色合成をしてカラー画像の表示を行えるようにしてもよい。
【００３９】
（第２実施形態）
図６には、本発明の第２実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（走査型画像表示装置）に用いられる走査型画像表示光学系の断面図を示している。
【００４０】
第１実施形態では、反射部材１０５が平面である（平面の表面に法線の向きが異なる多数の微小反射板を設けた）場合について説明したが、本実施形態では、反射部材が曲率を有している。また、本実施形態では、光源が複数設けられている。なお、基本的な構成は、第１実施形態と同様であり、光走査ユニットにより集光点を走査することで、反射部材上に２次元画像を形成し、その画像を接眼光学系を介して観察者が観察するものである。
【００４１】
図６において、光源２０１は、複数色の光源２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃにより構成されており、それぞれ光源制御回路２０９に接続されて表示する画像の映像信号に合わせて射出光を変調するように構成されている。複数の光源２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃはそれぞれ赤、青、緑の半導体光源である。
【００４２】
なお、光源制御回路２０９には、パーソナルコンピュータやビデオ、ＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置４００からの映像信号が入力され、光源制御回路２０９はこの映像信号に応じて光源２０１を駆動し、変調された光線を光源２０１から射出させる。すなわち、本実施形態では、光源２０１から射出される光を直接変調している。
【００４３】
光源２０１からの各色光線は、ダイクロイックプリズム等の色合成素子２２０によって１つの光線に合成される。色合成された光線は、第１の光学系２０２を介して光走査ユニット２０３に入射する。
【００４４】
光走査ユニット２０３は、走査制御回路２１０に接続されており、光源２０１と同期して制御される。光走査ユニット２０３は、２次元方向に入射光を偏向可能なものである。
【００４５】
図中、２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃは光走査ユニット２０３により走査された光線の例を示しており、第２の光学系２０４を介して反射部材２０５上のそれぞれの到達点２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃで集光する。光源２０１からの変調された各色光線を色合成し、走査することにより、反射部材２０５上にフルカラーの２次元画像が形成される。
【００４６】
反射部材２０５は、その反射面によって入射光線２１１ａ，２１１ｂ，２１１ｃをその入射位置にかかわらず２１１ａ’，２１１ｂ’，２１１ｃ’の方向に反射する。反射光線２１１ａ’，２１１ｂ’，２１１ｃ’は、接眼光学系２０７を介して観察者の眼２０８の瞳２１３に入射する。観察者の眼２０８の網膜２１４上に反射部材２０５上の集光点２１２ａ，２１２ｂ，２１２ｃに対応した像２１５ａ，２１５ｂ，２１５ｃを形成する。この結果、観察者は、反射部材２０５上に形成された２次元の走査画像を接眼光学系２０７を介して観察することができる。
【００４７】
本実施形態では、図６に示したように、光走査ユニット２０３により反射部材２０５に対して斜めの方向から光束の走査を行う。さらに、表面（反射面）に画像が形成される反射部材２０５は曲率を有する。
【００４８】
図７に反射部材２０５の偏向特性をある断面で示している。光線２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃはそれぞれ、光走査ユニット２０３によって走査されたある時間における走査主光線を示している。なお、主光線２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃは見かけ上の走査点２１７から射出したものとする。
【００４９】
各主光線２１８ａ，２１８ｂ，２１８ｃは、反射部材２０５の近傍で集光点２１９ａ，２１９ｂ，２１９ｃを形成し、反射部材２０５により反射されて反射光線２１８ａ’，２１８ｂ’，２１８ｃ’となるように偏向される。
【００５０】
反射部材２０５の反射面における各点は、反射部材２０５で反射した反射光線２１８ａ’，２１８ｂ’，２１８ｃ’が互いに略平行となり、接眼光学系１０７に入射するように光を偏向する作用を有する。具体的には、反射面における各点の法線（一点鎖線で示す）の向きが互いに異なるようにその曲率が設定されている。
【００５１】
さらに、図８に示すように、第１実施形態と同様に、反射部材２０５の反射面に拡散作用を持たせることにより、接眼光学系２０７により形成される射出瞳径が拡大される。
【００５２】
反射部材２０５上の拡散作用を発現するものとしては、微細な凹凸形状を有する拡散構造や回折格子構造などで実現できる。反射部材２０５に拡散作用を与えても、反射部材２０５の近傍で走査される光線が集光するため、解像力の劣化は起きない。
【００５３】
以上のような構成により、走査型でありながら、反射部材２０５によって光路を折り畳むことにより、小型で、しかも瞳を拡大可能な、さらには高い解像力を有した画像表示光学系を実現することができる。
【００５４】
なお、本実施形態においては、反射部材２０５に曲率を持たせ、光走査ユニット２０３からの入射光線の偏向（反射）方向を接眼光学系２０７に向かう方向に制御する場合について説明したが、第１実施形態と同様に反射部材上に多数の微小反射板を形成してもよい。また、微小反射板と同様の偏向特性を有するもの、例えば反射型のホログラムなどを用いてもよい。
【００５５】
また、光走査手段としては、従来例として示したものと同様の構成のものや、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどを使用することができる。
【００５６】
（第３実施形態）
図９には、本発明の第３実施形態であるヘッドマウンテッドディスプレイ（走査型画像表示装置）に用いられる走査型画像表示光学系の断面図を示している。
【００５７】
本実施形態は、第１実施形態に用いられた共軸系の接眼光学系に代えて、偏心光学系を採用した自由曲面プリズムなどと称される接眼光学系を採用したものである。この自由曲面等の技術に関しては、特開平１０−２２１６３８号公報等に説明されている。
【００５８】
基本的な構成は、第１実施形態と同様であり、光走査ユニットにより集光点を走査することで、反射部材上に画像を形成し、その画像を接眼光学系を介して観察者が観察するものである。
【００５９】
図９において、光源３０１は、光源制御回路３０９に接続され、表示する画像の映像信号に合わせて射出する光線を変調する。光源３０１から射出した光線は、第１の光学系３０２を介して光走査ユニット３０３に入射する。
【００６０】
なお、光源制御回路３０９には、パーソナルコンピュータやビデオ、ＤＶＤプレーヤー等の画像供給装置４００からの映像信号が入力され、光源制御回路３０９はこの映像信号に応じて光源３０１を駆動し、変調された光線を光源３０１から射出させる。すなわち、本実施形態では、光源３０１から射出される光を直接変調している。
【００６１】
光走査ユニット３０３は、走査制御回路３１０に接続されており、光源３０１と同期して制御される。光走査ユニット３０３は、２次元方向に入射光を偏向可能なものである。
【００６２】
図中、３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃは光走査ユニット３０３により走査された光線の例を示しており、第２の光学系３０４を介して反射部材３０５上のそれぞれの到達点３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃで集光する。
【００６３】
光源３０１から変調された光線を射出させることにより、第１実施形態の反射部材１０５と同様に構成された反射部材３０５の表面（多数の微小反射板上）に２次元画像が形成される。
【００６４】
反射部材３０５は、入射光線３１１ａ，３１１ｂ，３１１ｃを３１１ａ’，３１１ｂ’，３１１ｃ’の方向に反射する。反射した光線は、接眼光学系３０７を介して観察者の眼３０８の瞳３１３に入射する。瞳３１３に入射した光線は、眼３０８の網膜３１４上に反射部材３０５上の集光点３１２ａ，３１２ｂ，３１２ｃに対応した像３１５ａ，３１５ｂ，３１５ｃを形成する。この結果、観察者は、反射部材３０５上に形成された２次元の走査画像を接眼光学系３０７を介して観察することができる。
【００６５】
本実施形態では、図９に示したように、光走査ユニット３０３により反射部材３０５に対して斜めの方向から光束の走査を行う。
【００６６】
反射部材３０５は、反射した光線３１１ａ’，３１１ｂ’，３１１ｃ’が、接眼光学系３０７に対して適切に入射するように各微小反射板の法線の向きが設定されている。つまり、微小反射板の反射面の法線の向きが反射部材３０５上での微小反射板の位置に応じて異なっている。
【００６７】
さらに、反射部材３０５の反射面（微小反射板の反射面）は、第１実施形態と同様に、接眼光学系３０７の射出瞳が拡大できるように拡散作用を有する。反射部材３０５に拡散作用を与えても、反射部材３０５の近傍で走査される光線が集光するため、解像力の劣化は起きない。
【００６８】
ここで、接眼光学系３０７について簡単に説明する。接眼光学系は、第１から第３の面３０７ａ〜３０７ｃの３つの自由曲面又は対称面が１つ以下である回転非対称面からなるプリズム体である。
【００６９】
反射部材３０５で反射した光線３１１ａ’を例にとると、この反射光線３１１ａ’は、第１の面３０７ａからプリズム体に入射する。さらに、プリズム体の中を進行して第２の面３０７ｂでほぼ全反射し、第３の面３０７ｃに向かう。そして、第３の面３０７ｃでほぼ全反射して再び第２の面３０７ｂに向かい、今度は第２の面３０７ｂを透過して、プリズム体から射出する。
【００７０】
観察者は、この射出した光線が瞳３１３に導かれることにより、反射部材３０５上に形成された２次元画像を観察することができる。本実施形態のように、接眼光学系３０７を構成する光学面である第１〜第３の面３０７ａ〜３０７ｃを自由曲面（回転非対称面）で構成することにより、偏心収差等を補正して観察者に良好な画像を観察させることができる。
【００７１】
以上のような構成により、走査型でありながら、反射部材３０５によって光路を折り畳むことにより、小型で、しかも瞳を拡大可能な、さらには高い解像力を有した画像表示光学系を実現することができる。
【００７２】
なお、本実施形態においては、微小反射構造を有する反射部材３０５を用いた場合について説明したが、反射型のホログラムなどを用いてもよい。
【００７３】
また、光走査手段としては、従来例として示したものと同様の構成のものや、ポリゴンミラー、ガルバノミラーなどを使用することができる。
【００７４】
さらに、本実施形態においては、光源が１つである場合について説明したが、複数の光源としてもよく、さらに、赤、青、緑のような複数色の光源を用いて色合成をしてカラー画像の表示を行えるようにしてもよい。
【００７５】
また、上記第１〜第３実施形態では、光源からの射出光を直接変調するように構成した場合について説明したが、光源からの光束を光路中に配置された光変調器（例えば、液晶パネル等の画像表示素子）で変調してもよい。
【００７６】
また、上記第１〜第３実施形態では、光走査ユニットと反射部材の間に第２の光学系を挿入した場合について説明したが、第１の光学系に反射部材上に集光する働きを持たせるようにしてもよい。この場合、第２の光学系による光学的な補正や光源等の制御により、反射部材上に形成される２次元走査画像の歪み等を補正すると、接眼光学系として従来の液晶パネルなどの光変調器上の虚像を拡大するための光学系をそのまま使うことができる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、光走査手段により光を走査して反射面上に２次元画像を形成し、この反射面上に形成された２次元画像を接眼光学系を通して観察させるようにしているので、走査型でありながら、反射面によって光路を折り畳むことにより、光学系全体を小型にすることができる。しかも、光走査手段から反射面への入射位置によらず光の主たる反射方向が接眼光学系に向かう方向となるので、光の利用効率が高く、明るい画像の観察が可能となる。
【００７８】
さらに、反射面に拡散作用を持たせることで、観察光学系の射出瞳径を拡大することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態であるＨＭＤの走査型画像表示光学系の構成を示す図。
【図２】上記走査型画像表示光学系における走査画像を説明するための図。
【図３】上記走査型画像表示光学系における反射部材の偏向特性を示す図。
【図４】上記反射部材の偏向特性を示す図。
【図５】上記反射部材の拡散特性を示す図。
【図６】本発明の第２実施形態であるＨＭＤの走査型画像表示光学系の構成を示す図。
【図７】上記第２実施形態における走査型画像表示光学系の反射部材の偏向特性を示す図。
【図８】上記第２実施形態における反射部材の拡散特性を示す図。
【図９】本発明の第３実施形態であるＨＭＤの走査型画像表示光学系の構成を示す図。
【符号の説明】
１０１，２０１，３０１ 光源
１０２，２０２，３０２ 第１の光学系
１０３，２０３，３０３ 光走査ユニット
１０４，２０４，３０４ 第２の光学系
１０５，２０５，３０５ 反射部材
１０７，２０７，３０７ 接眼光学系
１０８，２０８，３０８ 観察者の眼
１０９，２０９，３０９ 光源制御回路
１１０，２１０，３１０ 走査制御回路
１１１ａ〜１１１ｃ，１１１ｄ，２１１ａ〜２１１ｃ，３１１ａ〜３１１ｃ
光線（主光線）
１１２ｄ，１１９ａ〜１１９ｃ，２１２ａ〜２１２ｃ，３１２ａ〜３１２ｃ
集光点（走査点）
１１３，２１３，３１３ 瞳
１１４，２１４，３１４ 網膜
Claims (5)
- 拡散作用を有する反射面と、光を走査して前記反射面上に２次元画像を形成する光走査手段と、この反射面上に形成された２次元画像からの光を観察者に導く接眼光学系とを有し、
前記光走査手段から前記反射面に入射する光が、前記反射面の近傍で集光すると共に、前記光走査手段から前記反射面に入射した光の主たる反射方向が、入射位置によらず前記接眼光学系に向かう方向となるように、前記反射面の法線の向きがこの反射面上での位置によって異なることを特徴とする走査型画像表示光学系。 - 画像信号に応じて変調した光を射出し、この射出した光を前記光走査手段に入射させる光源を有することを特徴とする請求項１に記載の走査型画像表示光学系。
- 前記反射面が微小構造を有し、各微小構造の法線の方向が各微小構造の前記反射面上での位置によって異なることを特徴とする請求項１又は２に記載の走査型画像表示光学系。
- 請求項１から３のいずれかに記載の走査型画像表示光学系を有することを特徴とする走査型画像表示装置。
- 請求項４に記載の走査型画像表示装置と、この走査型画像表示装置に画像信号を供給する画像供給装置を有することを特徴とする画像表示システム。
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