JP4720844B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示装置に関するものであり、特に、光源部から出射された光を２次元走査して画像を表示する光走査型画像表示装置に関するものである。

従来から、画像信号に基づいて生成した光を２次元走査して画像を表示する光走査型画像表示装置が知られている。

この種の光走査型画像表示装置では、光源部に単色性で指向性が高いレーザなどを用いており、この光源部から画像信号に応じた光を出射させ、光走査部で２次元走査する。そして、当該走査した光を投射対象に投射して画像を表示する。

例えば、光走査型画像表示装置として、２次元走査した光を利用者である観察者の瞳孔へ入射させて網膜上に直接、画像を結像させて表示を行うように構成した網膜走査型画像表示装置が知られている(例えば、特許文献１参照)。この網膜走査型画像表示装置は、例えば、眼鏡と同様に観察者の頭部に装着して使用するように構成されており、高精細で画角の大きい画像を提供できるという利点を有する。

また、走査型画像表示装置として、２次元走査した光をスクリーンに投影するレーザプロジェクタが知られている（例えば、特許文献２参照）。このレーザプロジェクタは、従来のメタルハライドランプを使用するものと比較して、小型かつ軽量で、色再現性の良い投射像を得られるという利点を有する。

ところで、レーザ光などを用いて画像を表示するためには、レーザ光の強度としてある程度の大きなものが必要である。そこで従来の走査型画像表示装置においては、安全性を高める為に、装置からの光の出射を遮断するものがある。

例えば、特許文献２では、レーザ光の走査が正常に行われない状態にあるときに、光走査部を所定位置で停止させて保持し、このように保持されている光走査部からのレーザ光を遮光部で遮光することで、レーザ光が装置外へ出射することを防止するようにしている。
特開２００４−１７７４７７号公報 特開２００６−８５１８９号公報

しかしながら、上記特許文献２においては、レーザ光の走査が正常に行われていない場合にレーザ光が装置から出射することを防止することができるが、その利用者はなぜ装置からレーザ光が出射しないかなど、光の走査状態を把握することができない。

そこで、本発明は、光走査部による光の走査状態などといった画像表示装置の状態を利用者に把握させることができる画像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、画像信号に応じた光を出射する光源部と、前記光源部から出射された光を２次元走査する光走査部と、前記光源部と前記光走査部とを制御する制御部とを備え、前記走査された光によって有効走査範囲内で画像を表示する画像表示装置において、前記光走査部による光の走査範囲のうち有効走査範囲外の位置に配置され、当該有効走査範囲外の位置に走査される光の一部が通過する開口領域と残りの光を遮光するマスク領域とが形成された遮光部と、前記光走査部によって有効走査範囲外の位置で走査された光のうち、前記遮光部の開口領域を通過する光を装置外に出射する出射部と、を備えたことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記遮光部には、前記開口領域が複数形成され、前記出射部には、各前記開口領域を通過する光をそれぞれ装置外に出射する複数の出射領域を有し、前記制御部は、利用者に通知すべき情報に応じて、前記複数の開口領域のうち光を通過させる開口領域を決定し、前記光走査部の走査位置が少なくとも前記決定した開口領域の位置のときに前記光源部から光を出射させることを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記光源部は、異なる色の光を出射可能であり、前記制御部は、前記光走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から出射させる光を、利用者に通知すべき情報に応じた色の光とすることを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の発明において、前記制御部は、前記光走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御の継続時間を、利用者に通知すべき情報に応じて変更することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の発明において、前記制御部は、当該画像表示装置の状態が正常であると判断すると、前記光走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記光走査部は、第１の走査方向に対して相対的に高速に光を走査する高速走査部と、前記第１の走査方向に対して交差または直交する方向である第２の走査方向に対して相対的に低速に光を走査する低速走査部とを備え、前記制御部は、当該画像表示装置の状態が異常であると判断すると、前記低速走査部による前記第２の走査方向の走査位置が前記遮光部の開口領域に対応する位置となるように設定し、前記高速走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記光走査部は、第１の走査方向に対して相対的に高速に光を走査する高速走査部と、前記第１の走査方向に対して交差または直交する方向である第２の走査方向に対して相対的に低速に光を走査する低速走査部とを備え、前記制御部は、当該画像表示装置の状態が前記画像を表示しないスタンバイ状態であると判断すると、前記低速走査部による前記第２の走査方向の走査位置が前記遮光部の開口領域に対応する位置となるように設定し、前記高速走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか１項に記載の発明において、前記光走査部は、第１の走査方向に対して相対的に高速に光を走査する高速走査部と、前記第１の走査方向に対して交差または直交する方向である第２の走査方向に対して相対的に低速に光を走査する低速走査部とを備え、前記遮光部は、前記第２の走査方向に前記有効走査領域を介して離間し、それぞれ前記開口領域と前記マスク領域とを有する第１遮光部及び第２遮光部からなることを特徴とする。
ことを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項８に記載の発明において、前記制御部は、当該画像表示装置の状態が異常か否かを判断し、異常であると判断すると、前記光走査部の走査範囲のうち前記第１遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させ、異常ではないと判定すると、前記光走査部の走査範囲のうち前記第２遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか１項に記載の発明において、前記出射部は、前記光走査部により走査された光を装置外の利用者の眼に導き、網膜上に直接、画像を投影する接眼光学系を含み、前記利用者の眼に前記遮光部の開口領域を通過する光を前記接眼光学系を介して導くことを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項１０に記載の発明において、前記出射部は、通過する光の光量を低減させるフィルタを備えたことを特徴とする。

また、請求項１２に記載の発明は、請求項１０又は請求項１１に記載の発明において、前記出射部は、前記遮光部の開口領域を通過する光を、前記利用者の眼に加え、当該利用者以外が視認可能なように装置外の位置に導くことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、光走査部による光の走査範囲のうち有効走査範囲外の位置に配置され、当該有効走査範囲外の位置に走査される光の一部が通過する開口領域と残りの光を遮光するマスク領域とが形成された遮光部を設け、さらに光走査部によって有効走査範囲外の位置で走査された光のうち、遮光部の開口領域を通過する光を装置外に出射する出射部を備えたので、遮光部の開口領域を通過して装置外に出射する光によって、光走査部による光の走査状態などといった画像表示装置の状態を利用者に把握させることが可能となる。

請求項２に記載の発明によれば、利用者に通知すべき情報に応じて、複数の開口領域のうち選択した開口領域から光を通過させて装置外に出射するので、利用者は光を出射する開口領域により画像表示装置の複数の状態を把握することができる。

請求項３に記載の発明によれば、利用者に通知すべき情報に応じて、開口領域から装置外に出射する光の色を変えるので、利用者はその光の色により画像表示装置の状態を把握することができる。

請求項４に記載の発明によれば、利用者に通知すべき情報に応じて、開口領域から装置外に出射する光の出射継続時間を変えるので、利用者はその光の継続時間により画像表示装置の状態を把握することができる。

請求項５に記載の発明によれば、画像表示装置の状態が正常であるとき、開口領域から光を通過させて装置外に光を出射するので、利用者はその光の有無で画像表示装置の状態が正常であるか否かを把握することができる。

請求項６に記載の発明によれば、画像表示装置の状態が異常であると判断すると、低速走査部による第２の走査方向の走査位置が遮光部の開口領域に対応する位置となるように設定し、高速走査部の走査範囲が遮光部の開口領域の位置にあるときに光源部から光を出射させるので、光走査部が走査する光が遮光部の開口領域以外から装置外に出射することを防止することができ、しかも、利用者は開口領域から出射する光により画像表示装置の状態が異常であることを把握することができる。

請求項７に記載の発明によれば、画像表示装置の状態がスタンバイ状態であると判断すると、低速走査部による第２の走査方向の走査位置が遮光部の開口領域に対応する位置となるように設定し、高速走査部の走査範囲が遮光部の開口領域の位置にあるときに光源部から光を出射させるので、光走査部が走査する光が遮光部の開口領域以外から装置外に出射することを防止することができ、しかも、利用者は開口領域から出射する光により画像表示装置の状態がスタンバイ状態であることを把握することができる。

請求項８に記載の発明によれば、開口領域とマスク領域とを有する第１遮光部及び第２遮光部を、第２の走査方向に有効走査領域を介して離間して設けることとしたため、装置外へ出射する出射部をそれぞれ離間した位置に設けることが容易となる。

請求項９に記載の発明によれば、画像表示装置の状態が異常であるとき、第１遮光部の開口領域から光を通過させて装置外へ出射し、画像表示装置の状態が異常ではないとき、第２遮光部の開口領域から光を出射するので、利用者は光が出射する開口領域に応じて、画像表示装置が異常であるか否かを把握することができる。

請求項１０に記載の発明によれば、網膜走査型の画像表示装置に適用したときに、遮光部の開口領域を通過して装置外の利用者の眼に光を導く接眼光学系を設けたので、利用者はこの光により画像表示装置の状態を容易に把握することが可能となる。

請求項１１に記載の発明によれば、通過する光の光量を低減させるフィルタを出射部に設けたので、遮光部の開口領域を通過して装置外の利用者の眼に導く光の光量を低減させることができる。従って、例えば、光走査部が故障により遮光部の開口領域の位置で停止したときであっても、利用者に強い光を視認させずに済む。

請求項１２に記載の発明によれば、遮光部の開口領域を通過する光を利用者の眼に加え、当該利用者以外が視認可能なように装置外の位置に導くようにしたので、利用者以外の者もこの光により画像表示装置の状態を容易に把握することが可能となる。

以下に、本発明に好適な実施形態について図面に基づいて説明する。なお、以下の説明では、画像信号に応じた光を出射する光源部と、この光源部から出射された光を２次元走査する光走査部と、光源部と光走査部とを制御する制御部とを備え、光走査部により走査した光を観察者である利用者の少なくとも一方の網膜上に直接投射し、画像を投影して、画像を表示する網膜走査型の画像表示装置を主に説明するが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、光走査部により走査した光をスクリーン面に投影して、画像を表示する画像投影装置のほか、光を走査して画像を表示する他の画像表示装置に対して適用することができる。

［１．第１実施形態］
以下、第１実施形態の網膜走査型の画像表示装置１（以下、「画像表示装置１」とする。）について図面を用いて説明する。図１は第１実施形態の画像表示装置１の構成を示す説明図、図２は第１実施形態の画像表示装置１の光走査部による光の走査態様を説明するための図、図３は第１実施形態の画像表示装置１の遮光部及び出射部の配置を説明するための図、図４は第１実施形態の画像表示装置１の光分割部の構成図、図５は第１実施形態の画像表示装置１の光源部の構成を示す図、図６は第１実施形態の画像表示装置１の外観図、図７は第１実施形態の画像表示装置１の遮光部における開口領域の位置を説明するための図、図８は第１実施形態の画像表示装置１で視認される報知用光の説明図、図９は第１実施形態の画像表示装置１の光源部からの光の出射継続時間を説明するための図である。

本第１実施形態における画像表示装置１は、図１に示すように、当該画像表示装置１全体を制御する制御部１０と、この制御部１０の制御により画像信号Ｓに応じた光を出射する光源部２０と、この光源部２０から出射された光を２次元走査する光走査部４０と、接眼光学系としての機能も有するリレー光学７０とを備えており、これらは筐体８０に収納されている。

光走査部４０は、第１の走査方向Ｘ（水平方向）に相対的に高速に光を走査する高速走査部として機能する水平走査部４２と、この水平走査部４２で走査されリレー光学４３を介して入射された光を、第１の走査方向Ｘに対して交差又は直交する方向である第２の走査方向Ｙ（垂直方向）に相対的に低速に走査する低速走査部として機能する垂直走査部４４とを備えており、光源部２０から出射される光を２次元方向に走査（２次元走査）してフレーム単位で画像を形成する。なお、水平走査部４２には、ガルバノミラーなどの走査素子とこの走査素子を駆動させるための水平走査駆動回路などを含んでおり、制御部１０から入力される制御信号（水平同期信号やＯＮ／ＯＦＦ信号など）に基づいて動作する。また、垂直走査部４４には、ガルバノミラーなどの走査素子とこの走査素子を駆動させるための垂直走査駆動回路などを含んでおり、制御部１０から入力される制御信号（垂直同期信号やＯＮ／ＯＦＦ信号など）に基づいて動作する。

図１及び図２には、水平走査部４２及び垂直走査部４４による最大走査範囲Ｗ（図２に示す水平最大走査範囲Ｗ１及び垂直最大走査範囲Ｗ２により形成される範囲）と有効走査範囲Ｚ（図２に示す水平有効走査範囲Ｚ２及び垂直有効走査範囲Ｚ３により形成される範囲）との関係が示されている。ここで、「最大走査範囲」とは、水平走査部４２及び垂直走査部４４が光を走査できる最大の範囲を意味する。

水平走査部４２及び垂直走査部４４の最大走査範囲Ｗのうち、有効走査範囲Ｚに水平走査部４２及び垂直走査部４４の走査位置があるタイミングで光源部２０から画像信号Ｓに応じて強度変調された光（以下、「画像形成用光」とする。）が出射される。これにより、水平走査部４２及び垂直走査部４４によって画像形成用光が有効走査範囲Ｚで走査され、１フレーム分の画像形成用光が有効走査範囲Ｚ内で走査される。この走査が１フレームの画像毎に繰り返される。なお、図２には、光源部２０から常にレーザ光が出射されたと仮定したときに水平走査部４２及び垂直走査部４４によって走査されるレーザ光の軌跡γが仮想的に示されている。但し、水平走査部４２による第１の走査方向Ｘの走査数は、１フレームあたり数百又は千程度あり、図２ではレーザ光の軌跡γを簡略して記載している。また、以下の説明において、最大走査範囲Ｗのうち有効走査範囲Ｚを除く範囲Ｚ１を「無効走査範囲Ｚ１」と呼ぶ。

そして、この光走査部４０によって走査された画像形成用光は、リレー光学７０を介して観察者である利用者の眼９０の網膜上に直接投射され、画像が投影される。利用者はこのように２次元走査された画像生成用光によって画像を視認することができる。

さらに、本実施形態における画像表示装置１は、図３に示すように、遮光部５２と、出射部６０とを備えており、有効走査範囲Ｚ外の所定位置に走査される光の一部を出射領域である散乱板６２ａ〜６２ｃを介して当該画像表示装置の筐体８０外（以下、「装置外」とする。）に出射可能としている。

すなわち、遮光部５２は、光走査部４０の最大走査範囲Ｗのうち有効走査範囲Ｚ外の所定位置に配置され、当該有効走査範囲Ｚ外の所定位置に走査される光の一部が通過する複数の開口領域５０ａ〜５０ｃと残りの光を遮光するマスク領域５１とが形成されている。そのため、有効走査範囲Ｚ外の所定位置に配置された遮光部５２へ向けて光走査部４０により走査された光は、マスク領域５１でほとんどが遮光されるが、一部が開口領域５０ａ〜５０ｃを通過する。

また、出射部６０は、光分割部６１ａ〜６１ｃと、透過型の散乱板６２ａ〜６２ｃとを備えている。この光分割部６１ａ〜６１ｃは、図４に示すように、それぞれハーフミラー面６３ａ〜６３ｃ及びフィルタ面６４ａ〜６４ｃを有しており、開口領域５０ａ〜５０ｃを通過した光Ｌ１のうち一部の光Ｌ２を光分割部６１ａ〜６１ｃのハーフミラー面６３ａ〜６３ｃで反射して散乱板６２ａ〜６２ｃから装置外へ出射する。また、開口領域５０ａ〜５０ｃを通過した光Ｌ１のうち一部の光Ｌ３は光分割部６１ａ〜６１ｃのハーフミラー面６３ａ〜６３ｃを透過し、光分割部６１ａ〜６１ｃのフィルタ面６４ａ〜６４ｃでその光量が低減される。出射部６０には、走査された光を観察者である利用者の眼に導き、網膜上に直接、画像を投影する接眼光学系であるリレー光学７０の一部を含み、このフィルタ面６４ａ〜６４ｃから出射された光Ｌ３はリレー光学７０を介して観察者である利用者の眼９０に入射される。なお、フィルタ面６４ａ〜６４ｃで光Ｌ３の光量を低減させることで、観察者である利用者の眼９０に強い光Ｌ３が入射しないようにしている。

そして、制御部１０は、これらの遮光部５２、光分割部６１ａ〜６１ｃ、散乱板６２ａ〜６２ｃ及びリレー光学７０を用いて、画像表示装置１の状態を報知するようにしている。

すなわち、制御部１０は、光走査部４０の走査位置が有効走査範囲Ｚ外の所定位置にあるタイミングで、光源部２０を制御して光源部２０から報知用の光（以下、「報知用光」とする。）を出射させ、光走査部４０によりこの報知用光を走査した後、出射部６０から装置外に出射して利用者や利用者以外に画像表示装置１の状態を報知可能としている。

ここでは、画像表示装置１の状態として、以下の３つの状態のときに報知用光を出射部６０により装置外へ出射する。
（ａ）画像表示装置１が異常状態
（ｂ）画像表示装置１が正常状態
（ｃ）画像表示装置１がスタンバイ状態

また、画像表示装置１は、光源部２０から赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各単色又は複合色の光を出射することができるように構成されており、上記の各状態（ａ）〜（ｃ）において、異なる色の光を出射部６０を介して装置外に出射するようにしている。

ここで、光源部２０は、図５に示すように、Ｒレーザ２１ａ，Ｇレーザ２１ｂ，Ｂレーザ２１ｃを、それぞれ駆動するためのＲレーザドライバ２２ａ，Ｇレーザドライバ２２ｂ，Ｂレーザドライバ２２ｃが設けられている。さらに、各レーザ２１ａ〜２１ｃより出射されたレーザ光を平行光にコリメートするように設けられたコリメート光学系２３ａ〜２３ｃと、それぞれコリメートされたレーザ光を合波するダイクロイックミラー２４ａ〜２４ｃと、合波されたレーザ光を光ファイバ３０に導く光学系２５とが設けられている。なお、レーザ２１ａ〜２１ｃとして、レーザダイオード等の半導体レーザや固体レーザが用いられる。そして、制御部１０は、装置外からの画像信号Ｓや画像表示装置１の状態等に基づいて、制御信号１１ａ〜１１ｃを生成し、各レーザドライバ２２ａ〜２２ｃへ各制御信号１１ａ〜１１ｃを入力する。これにより、光源部２０から赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各単色又は複合色の光を出射することができる。

また、画像表示装置１は、図６に示すように、ヘッドマウント型の画像表示装置であり、利用者はこの画像表示装置１を頭部に装着して画像を視認することができる。また、画像表示装置１の筐体８０には同図に示すように、装置外から視認しやすい箇所に散乱板６２ａ〜６２ｃを露出して配置している。

以下、まず、画像表示装置１が異常状態のときの状態の動作について説明する。

制御部１０は、画像表示装置１が異常状態であると判定すると、垂直走査部４４を制御し、当該垂直走査部４４による第２の走査方向Ｙの走査位置が遮光部の開口領域５０ａに対応する位置（図７に示す範囲Ｚ５ａ内の位置）となるように設定する。これにより、水平走査部４２からリレー光学４３を介して入射する光が、図７に示す範囲Ｚ５ａ内で垂直走査部４４によって第２の走査方向Ｙに走査される。

さらに、制御部１０は、光源部２０を制御して、水平走査部４２の走査範囲のうち遮光部５２の開口領域５０ａの位置となるタイミングで、報知用の制御信号１１ａをＲレーザドライバ２２ａへ入力する。これにより、Ｒレーザ２１ａから赤色の光（以下、「赤色報知用光」とする。）が出射され、光走査部４０で走査されて、開口領域５０ａを通過する。開口領域５０ａを通過した赤色報知用光は、光分割部６１ａのハーフミラー面６３ａでその一部が反射して、透過性を有する散乱板６２ａを通過し、筐体８０外に出射される。また、開口領域５０ａを通過した赤色報知用光のうち一部の光は光分割部６１ａのハーフミラー面６３ａを通過してフィルタ面６４ａでその光量が低減され、このフィルタ面６４ａからリレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。

従って、画像表示装置１の利用者は、この画像表示装置１を頭部に装着した状態では、出射部６０として機能するリレー光学７０を介して、図８（ａ）に示すように最大走査範囲Ｗのうち有効走査範囲Ｚ外の位置に赤色報知用光を視認することができる。また、画像表示装置１の利用者以外の者、或いは画像表示装置１を装着していない画像表示装置１の利用者は、筐体８０に配置された散乱板６２ａが赤色となっている状態を視認することができる。

このように画像表示装置１を頭部に装着した状態でも装着していない状態でも、赤色報知用光を視認することができ、画像表示装置１が異常状態であることを把握することができる。

ここで、異常状態には、例えば、光源部２０が異常状態である場合、光走査部４０が異常状態である場合など、種々の異常状態がある。そこで、本実施形態における画像表示装置１では、その異常状態の種類に応じて、Ｒレーザ２１ａから出射する赤色報知用光の出射継続時間を変更するようにしている。

すなわち、異常の種類を異常状態Ａ〜異常状態Ｃまでの３つに分類し、図９に示すように、赤色報知用光の出射継続時間を変更している。異常状態Ａでは図９（ａ）に示すように赤色報知用光をＲレーザ２１ａから連続出射し、異常状態Ｂでは図９（ｂ）に示すように第１期間ｔａ毎に赤色報知用光の出射と停止を繰り返し、異常状態Ｃでは図９（ｃ）に示すように第２期間ｔｂ毎に赤色報知用光の出射と停止を繰り返す。

次に、画像表示装置１が正常状態のときの状態の動作について説明する。なお、ここでの正常状態とは、光走査部４０の走査位置が有効走査範囲Ｚのときに、画像形成用光を光源部２０から出射し、光走査部４０により画像形成用光を有効走査範囲Ｚ内で走査している状態をいう。

制御部１０は、画像表示装置１が正常状態であると判定すると、垂直走査部４４を制御し、当該垂直走査部４４による第２の走査方向Ｙの走査位置が遮光部の開口領域５０ｂに対応する位置（図７に示す範囲Ｚ５ｂ内の位置）となるように設定する。これにより、水平走査部４２からリレー光学４３を介して入射する光が、図７に示す範囲Ｚ５ｂ内で垂直走査部４４によって第２の走査方向Ｙに走査される。

さらに、制御部１０は、光源部２０を制御して、水平走査部４２の走査範囲のうち遮光部５２の開口領域５０ｂの位置となるタイミングで、報知用の制御信号１１ｃをＢレーザドライバ２２ｃへ入力する。これにより、Ｂレーザ２１ｃから青色の光（以下、「青色報知用光」とする。）が出射され、光走査部４０で走査されて、開口領域５０ｂを通過する。開口領域５０ｂを通過した青色報知用光は、光分割部６１ｂのハーフミラー面６３ｂでその一部が反射して、透過性を有する散乱板６２ｂを通過し、筐体８０外に出射される。また、開口領域５０ｂを通過した青色報知用光のうち一部の光は光分割部６１ｂのハーフミラー面６３ｂを通過してフィルタ面６４ｂでその光量が低減され、このフィルタ面６４ｂからリレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。

従って、画像表示装置１の利用者は、この画像表示装置１を頭部に装着した状態では、出射部６０として機能するリレー光学７０を介して、図８（ｂ）に示すように最大走査範囲Ｗのうち有効走査範囲Ｚ外の位置に青色報知用光を視認することができる。また、画像表示装置１の利用者以外の者、或いは画像表示装置１を装着していない画像表示装置１の利用者は、筐体８０に配置された散乱板６２ｂが青色となっている状態を視認することができる。

このように画像表示装置１を頭部に装着した状態でも装着していない状態でも、青色報知用光を視認することができ、画像表示装置１が正常状態であることを把握することができる。

次に、画像表示装置１がスタンバイ状態のときの状態の動作について説明する。なお、ここでのスタンバイ状態とは、制御部１０が画像信号Ｓの入力待ちの状態であることをいい、画像を表示していない状態、すなわち、光走査部４０の走査位置が有効走査範囲Ｚ内のときに画像形成用光が光源部２０から出射されていない状態である。

制御部１０は、装置外から画像信号Ｓが入力されておらず、画像表示装置１がスタンバイ状態であると判定すると、垂直走査部４４を制御し、当該垂直走査部４４による第２の走査方向Ｙの走査位置が遮光部の開口領域５０ｃに対応する位置（図７に示す範囲Ｚ５ｃ内の位置）となるように設定する。これにより、水平走査部４２からリレー光学４３を介して入射する光が、図７に示す範囲Ｚ５ｃ内で垂直走査部４４によって第２の走査方向Ｙに走査される。

さらに、制御部１０は、光源部２０を制御して、水平走査部４２の走査範囲のうち遮光部５２の開口領域５０ｃの位置となるタイミングで、報知用の制御信号１１ｂをＧレーザドライバ２２ｂへ入力する。これにより、Ｇレーザ２１ｂから緑色の光（以下、「緑色報知用光」とする。）が出射され、光走査部４０で走査されて、開口領域５０ｃを通過する。開口領域５０ｃを通過した緑色報知用光は、光分割部６１ｃのハーフミラー面６３ｃでその一部が反射して、透過性を有する散乱板６２ｃを通過し、筐体８０外に出射される。また、開口領域５０ｃを通過した緑色報知用光のうち一部の光は光分割部６１ｃのハーフミラー面６３ｃを通過してフィルタ面６４ｃでその光量が低減され、このフィルタ面６４ｃからリレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。

従って、画像表示装置１の利用者は、この画像表示装置１を頭部に装着した状態では、出射部６０として機能するリレー光学７０を介して、図８（ｃ）に示すように最大走査範囲Ｗのうち有効走査範囲Ｚ外の位置に緑色報知用光を視認することができる。また、画像表示装置１の利用者以外の者、或いは画像表示装置１を装着していない画像表示装置１の利用者は、筐体８０に配置された散乱板６２ｃが緑色となっている状態を視認することができる。

このように画像表示装置１を頭部に装着した状態でも装着していない状態でも、緑色報知用光を視認することができ、画像表示装置１がスタンバイ状態であることを把握することができる。しかも、水平走査部４２の走査は、高速走査であることから、水平走査部４２の走査素子（図示せず）の走査動作を安定させるまで時間が必要であるが、スタンバイ状態で水平走査部４２による水平走査による報知処理を行っているので、画像表示動作を迅速に行うことができる。

以上のように本実施形態における画像表示装置１の制御部１０は、観察者である利用者に通知すべき情報に応じて、複数の開口領域５０ａ〜５０ｃのうち光を通過させる開口領域を決定し、光走査部４０の走査位置が少なくともこのように決定した開口領域の位置のときに光源部２０から報知用光を出射させるようにしている。従って、利用者は報知用光を出射する開口領域により画像表示装置１の状態（異常状態、正常状態、スタンバイ状態など）を把握することができる。しかも、開口領域５０ａ〜５０ｃから報知用光が出射していないことを確認することによっても、画像表示装置１の状態を把握することができる。例えば、画像表示装置１を正常に操作したときに、開口領域５０ａ〜５０ｃから報知用光が出射していないときには、光源部２０の故障等を把握することができる。

また、制御部１０は、光走査部４０の走査範囲のうち遮光部５２の開口領域５０ａ〜５０ｃの位置で光源部２０から出射させる光を、利用者に通知すべき情報に応じた色の光とするので、利用者はその光の色によっても画像表示装置１の状態を把握することができる。

また、制御部１０は、光走査部４０の走査範囲のうち遮光部５２の開口領域５０ａ〜５０ｃの位置で光源部２０から光を出射させる制御の継続時間を、利用者に通知すべき情報に応じて変更する（図９参照）ようにしているので、利用者はその光の継続時間により画像表示装置１の状態を把握することができる。

また、開口領域５０ａ〜５０ｃを第１の走査方向Ｘの中心に対称に、かつ第２の走査方向Ｙに対して位置をずらして設けることで、高速の水平走査部４２の走査素子が故障したときでも報知用光を開口領域５０ａ〜５０ｃを通過させることができる。すなわち、水平走査部４２の走査素子が故障したとき、通常、その走査位置が第１の走査方向Ｘの中心付近で停止するので、開口領域５０ａ〜５０ｃを第１の走査方向Ｘの中心付近に存在するように配置するようにしている。

なお、上述の実施形態においては、画像表示装置１の状態に応じて、垂直走査部４４による第２の走査方向Ｙの走査位置を、図７に示す範囲Ｚ５ａ〜Ｚ５ｃとしたが、図７に示す範囲Ｚ５ａ〜Ｚ５ｃの各中心位置に垂直走査部４４によって走査される光を固定するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、画像表示装置１の状態に応じて、色と位置を変えて報知用光を複数の出射領域（散乱板６２ａ〜６２ｃ）から報知用光を出射するようにしたが、遮光部５２の開口領域及び出射部６０の出射領域をそれぞれ一つとし、報知用光の色と継続時間（点灯パターン）とを変えて一つの出射領域から出射するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、開口領域５０ａ〜５０ｃを第１の走査方向Ｘの中心に対称に、かつ第２の走査方向Ｙに対して位置をずらして設けているが、同等の第２の走査方向Ｙの位置に第１の走査方向Ｘに対して位置をずらして開口領域５０ａ〜５０ｃを設けるようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、遮光部５２を有効走査範囲Ｚの上方の無効走査範囲Ｚ１に配置するようにしたが、有効走査範囲Ｚの下方の無効走査範囲Ｚ１に配置するようにしてもよい。

［２．第２実施形態］
次に、第２実施形態の画像表示装置１’について図面を参照して説明する。図１０は第２実施形態の画像表示装置１’の構成を示す図、図１１は第２実施形態の画像表示装置１’の遮光部及び出射部の配置を説明するための図である。なお、光出射部、光走査部及びリレー光学は第１実施形態と同じであるため、同一符号を付して説明する。

上述した第１実施形態における画像表示装置１では、遮光部を有効走査範囲Ｚの上方の無効走査範囲Ｚ１に配置するようにしたが、第２実施形態における画像表示装置１’では、遮光部を有効走査範囲Ｚの上方の無効走査範囲Ｚ１と下方の無効走査範囲Ｚ１にそれぞれ配置するようにしている。

すなわち、図１０及び図１１に示すように、有効走査範囲Ｚの上方の無効走査範囲Ｚ１に第１遮光部５２ａ、有効走査範囲Ｚの下方の無効走査範囲Ｚ１に第２遮光部５２ｂを配置するようにしている。各遮光部５２ａ，５２ｂには、光走査部４０の走査範囲のうち有効走査範囲Ｚ外の所定位置に、当該有効走査範囲Ｚ外の所定位置に走査される光の一部が通過する複数の開口領域５０ａ’，５０ｂ’と、残りの光を遮光するマスク領域５１ａ，５１ｂとがそれぞれ形成されている。

また、出射部として、第１出射部６０ａと第２出射部６０ｂとを有しており、第１出射部６０ａは、光分割部６１ａ’と、透過型の散乱板６２ａ’とを備え、第２出射部６０ｂは、光分割部６１ｂ’と、透過型の散乱板６２ｂ’とを備えている。この光分割部６１ａ’，６１ｂ’は、第１実施形態の光分割部６１と同じ構成（図４参照）であり、ハーフミラー面及びフィルタ面とを有している。また、第１出射部６０ａ及び第２出射部６０ｂには、リレー光学７０の一部を含んでいる。なお、散乱板６２ａ’，６２ｂ’は、画像表示装置１’の筐体８０’に露出するように取り付けられている。

そして、図１１に示すように、開口領域５０ａ’を通過した光Ｌ１１のうち一部の光Ｌ１２を光分割部６１ａ’のハーフミラー面で反射して散乱板６２ａ’から装置外へ出射する。また、開口領域５０ａ’を通過した光Ｌ１１のうち一部の光Ｌ１３は光分割部６１ａ’のハーフミラー面を通過してフィルタ面でその光量が低減され、このフィルタ面からリレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。また、同様に、開口領域５０ｂ’を通過した光Ｌ１４のうち一部の光Ｌ１５を光分割部６１ｂ’のハーフミラー面で反射して散乱板６２ｂ’から装置外へ出射する。また、開口領域５０ｂ’を通過した光Ｌ１４のうち一部の光Ｌ１６は光分割部６１ｂ’のハーフミラー面を通過してフィルタ面でその光量が低減され、このフィルタ面からリレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。

次に、画像表示装置１’の動作について説明する。図１２は、画像表示装置１’の制御部１０’における報知処理のフローチャート、図１３は第２実施形態の画像表示装置１’の遮光部における開口領域の位置を説明するための図、図１４は第２実施形態の画像表示装置１’で視認される報知用光の説明図である。この報知処理は画像表示装置１’の電源を起動したとき、及びその後所定期間ごとに制御部１０’によって行われる。

図１２に示すように、報知処理を開始すると、制御部１０’は、画像表示装置１’が異常状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０）。

この処理において、画像表示装置１’が異常状態であると判定すると（ステップＳ１０：Ｙｅｓ）、制御部１０’は、垂直走査部４４の図示しない走査素子（以下、「垂直走査素子」とする。）の走査位置を一端側へ回避する（ステップＳ１１）。すなわち、制御部１０’は、画像表示装置１’が異常状態であると判定すると、垂直走査部４４を制御して当該垂直走査部４４の垂直走査素子による第２の走査方向Ｙの走査位置が遮光部の開口領域５０ａ’に対応する位置（図１３に示す範囲Ｚ５ａ’内の位置）となるように設定する。これにより、水平走査部４２からリレー光学４３を介して入射する光が、図１３に示す範囲Ｚ５ａ’内で垂直走査部４４によって第２の走査方向Ｙに走査可能な状態となる。

一方、ステップＳ１０において、画像表示装置１’が異常状態ではないと判定すると（ステップＳ１０：Ｎｏ）、制御部１０’は、画像表示装置１’がスタンバイ状態であるか否かを判定する（ステップＳ１２）。なお、スタンバイ状態とは、制御部１０’が画像信号Ｓの入力待ちの状態であることをいい、画像を表示していない状態、すなわち、光走査部４０の走査位置が有効走査範囲Ｚ内のときに画像形成用光が光源部２０から出射されていない状態である。

この処理において、スタンバイ状態であると判定すると（ステップＳ１２：Ｙｅｓ）、制御部１０’は、垂直走査部４４の垂直走査素子の走査位置を他端側へ回避する（ステップＳ１３）。すなわち、制御部１０’は、画像表示装置１’がスタンバイ状態であると判定すると、垂直走査部４４を制御して当該垂直走査部４４の垂直走査素子による第２の走査方向Ｙの走査位置が遮光部の開口領域５０ｂ’に対応する位置（図１３に示す範囲Ｚ５ｂ’内の位置）となるように設定する。これにより、水平走査部４２からリレー光学４３を介して入射する光が、図１３に示す範囲Ｚ５ｂ’内で垂直走査部４４によって第２の走査方向Ｙに走査可能な状態となる。

ステップＳ１１，Ｓ１３の処理が終了したとき、又はステップＳ１２において、画像表示装置１’がスタンバイ状態ではないと判定すると（ステップＳ１２：Ｎｏ）、制御部１０’は、光源の色を選択する（ステップＳ１４）。ここでは、画像表示装置１’が異常状態の時に赤色、スタンバイ状態の時に緑色、異常状態及びスタンバイ状態でない正常状態の時に青色を選択する。

次に、制御部１０’は、発光時間（出射継続時間）を選択する（ステップＳ１５）。ここでは、画像表示装置１’が異常状態の時に点滅、スタンバイ状態の時及び正常状態の時に常時点灯を選択する。

そして、最後に、制御部１０’は、光走査部４０の走査領域が無効走査領域にあるときに、ステップＳ１４，Ｓ１５で選択した色及び発光時間で光源部２０から報知用光の出射を開始して（ステップＳ１６）、処理を終了する。

ここで、制御部１０’は、画像表示装置１’が異常状態のときには、光源部２０を制御して、報知用の制御信号１１ａを連続してＲレーザドライバ２２ａへ入力する。これにより、Ｒレーザ２１ａから赤色報知用光が連続して出射され、その一部が開口領域５０ａ’を通過し、光分割部６１ａ’を介して、散乱板６２ａ’から筐体８０’外に出射し、また、リレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。なお、Ｒレーザ２１ａから赤色報知用光が連続して出射されるが、遮光部５２ａ’の開口領域５０ａ’以外の走査位置ではマスク領域５１ａ’で遮光されることになり、利用者の眼９０には入射されない。

また、制御部１０’は、画像表示装置１’がスタンバイ状態のときには、さらに、光源部２０を制御して、報知用の制御信号１１ｂを連続してＧレーザドライバ２２ｂへ入力する。これにより、Ｇレーザ２１ｂから緑色報知用光が連続して出射され、その一部が開口領域５０ｂ’を通過し、光分割部６１ｂ’を介して、散乱板６２ｂ’から筐体８０’外に出射し、また、リレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。なお、Ｇレーザ２１ｂから緑色報知用光が連続して出射されるが、遮光部５２ｂ’の開口領域５０ｂ’以外の走査位置ではマスク領域５１ｂ’で遮光されることになり、利用者の眼９０には入射されない。

また、制御部１０’は、画像表示装置１’が正常状態のときには、有効走査範囲Ｚ内での画像形成用光の光源部２０からの出射処理及び光走査部４０による走査処理に加え、さらに、光源部２０を制御して、少なくとも光走査部４０の走査位置のうち遮光部５２ｂ’の開口領域５０ｂ’の位置となるタイミングで、報知用の制御信号１１ｂをＢレーザドライバ２２ｃへ入力する。これにより、Ｂレーザ２１ｃから青色報知用光が出射されて開口領域５０ｂ’を通過し、光分割部６１ｂ’を介して、散乱板６２ｂ’から筐体８０’外に出射し、また、リレー光学７０を介して利用者の眼９０に入射される。

従って、画像表示装置１’の利用者は、この画像表示装置１’を頭部に装着した状態では、リレー光学７０を介して、図１４（ａ）〜（ｃ）に示すように有効走査範囲Ｚ外の位置に報知用光を視認することができる。また、画像表示装置１’の利用者以外の者、或いは画像表示装置１’を装着していない画像表示装置１’の利用者は、筐体８０’に配置された散乱板６２ａ’，６２ｂ’が赤色、緑色又は青色となっている状態を視認することができる。

なお、上述した第２実施形態では、遮光部５２ａ，５２ｂにそれぞれ一つの開口領域を設けたが、それぞれに複数の開口領域を設けるようにしてもよい。

以上、本発明の実施の形態のいくつかを図面に基づいて詳細に説明したが、これらは例示であり、当業者の知識に基づいて種々の変形、改良を施した他の形態で本発明を実施することが可能である。

例えば、上述した実施形態においては、有効走査範囲Ｚの上方や下方の無効走査範囲Ｚ１に遮光部５２を配置することとしたが、有効走査範囲Ｚの左右（Ｘ方向）の無効走査範囲Ｚ１に配置するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、出射部６０’として、散乱板６２ａ’，６２ｂ’とリレー光学７０を介して報知用光を出射するようにしたが、リレー光学７０のみを介して報知用光を出射するようにしてもよく、また散乱板を介してのみ報知用光を出射するようにしてもよい。

また、上述の実施形態においては、散乱板を介して装置外に出射する構成を説明したが、光が拡散して装置外へ出射することができるものであればよく、これに限られるものではない。

また、遮光部の開口領域を通過する光を検出する光検出部を設けて、開口領域から光が通過させる制御を行ったときに、光検出部で光を検出しないときには、光源部２０の動作を停止するようにしてもよい。

また、利用者により操作可能な操作部を設け、画像表示装置の状態と検査用光の色・出射継続時間・開口領域との関係を設定することもできる。これにより、利用者の好みに合わせた報知用光による報知処理を行うことができる。

第１実施形態の画像表示装置の構成を示す説明図である。 第１実施形態の画像表示装置の光走査部による光の走査態様を説明するための図である。 第１実施形態の画像表示装置の遮光部及び出射部の配置を説明するための図である。 第１実施形態の画像表示装置の光分割部の構成図である。 第１実施形態の画像表示装置の光源部の構成を示す図である。 第１実施形態の画像表示装置の外観図である。 第１実施形態の画像表示装置の遮光部における開口領域の位置を説明するための図である。 第１実施形態の画像表示装置で視認される報知用光の説明図である。 第１実施形態の画像表示装置の光源部からの光の出射継続時間を説明するための図である。 第２実施形態の画像表示装置の構成を示す図である。 第２実施形態の画像表示装置の遮光部及び出射部の配置を説明するための図である。 第２実施形態の画像表示装置の制御部における報知処理のフローチャートである。 第２実施形態の画像表示装置の遮光部における開口領域の位置を説明するための図である。 第２実施形態の画像表示装置で視認される報知用光の説明図である。

符号の説明

１，１’ 画像表示装置
１０，１０’ 制御部
２０ 光源部
３０ 光ファイバ
４０ 光走査部
４２ 水平走査部
４４ 垂直走査部
５０ａ〜５０ｃ，５０ａ’，５０ｂ’ 開口領域
５１，５１ａ，５１ｂ マスク領域
５２，５２ａ，５２ｂ 遮光部
６０,６０’ 出射部
６１ａ〜６１ｃ，６１ａ’，６１ｂ’ 光分割部
６２ａ〜６２ｃ，６２ａ’，６２ｂ’ 散乱板
７０ リレー光学
８０,８０’ 筐体
９０ 眼

Claims (12)

1. 画像信号に応じた光を出射する光源部と、前記光源部から出射された光を２次元走査する光走査部と、前記光源部と前記光走査部とを制御する制御部とを備え、前記走査された光によって有効走査範囲内で画像を表示する画像表示装置において、
   前記光走査部による光の走査範囲のうち有効走査範囲外の位置に配置され、当該有効走査範囲外の位置に走査される光の一部が通過する開口領域と残りの光を遮光するマスク領域とが形成された遮光部と、
   前記光走査部によって有効走査範囲外の位置で走査された光のうち、前記遮光部の開口領域を通過する光を装置外に出射する出射部と、を備えたことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記遮光部には、前記開口領域が複数形成され、
   前記出射部には、各前記開口領域を通過する光をそれぞれ装置外に出射する複数の出射領域を有し、
   前記制御部は、利用者に通知すべき情報に応じて、前記複数の開口領域のうち光を通過させる開口領域を決定し、前記光走査部の走査位置が少なくとも前記決定した開口領域の位置のときに前記光源部から光を出射させることを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光源部は、異なる色の光を出射可能であり、
   前記制御部は、前記光走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から出射させる光を、利用者に通知すべき情報に応じた色の光とすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記制御部は、前記光走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御の継続時間を、利用者に通知すべき情報に応じて変更する
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像表示装置。
5. 前記制御部は、当該画像表示装置の状態が正常であると判断すると、前記光走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像表示装置。
6. 前記光走査部は、第１の走査方向に対して相対的に高速に光を走査する高速走査部と、前記第１の走査方向に対して交差または直交する方向である第２の走査方向に対して相対的に低速に光を走査する低速走査部とを備え、
   前記制御部は、当該画像表示装置の状態が異常であると判断すると、前記低速走査部による前記第２の走査方向の走査位置が前記遮光部の開口領域に対応する位置となるように設定し、前記高速走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
7. 前記光走査部は、第１の走査方向に対して相対的に高速に光を走査する高速走査部と、前記第１の走査方向に対して交差または直交する方向である第２の走査方向に対して相対的に低速に光を走査する低速走査部とを備え、
   前記制御部は、当該画像表示装置の状態が前記画像を表示しないスタンバイ状態であると判断すると、前記低速走査部による前記第２の走査方向の走査位置が前記遮光部の開口領域に対応する位置となるように設定し、前記高速走査部の走査範囲のうち前記遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
8. 前記光走査部は、第１の走査方向に対して相対的に高速に光を走査する高速走査部と、前記第１の走査方向に対して交差または直交する方向である第２の走査方向に対して相対的に低速に光を走査する低速走査部とを備え、
   前記遮光部は、前記第２の走査方向に前記有効走査領域を介して離間し、それぞれ前記開口領域と前記マスク領域とを有する第１遮光部及び第２遮光部からなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像表示装置。
9. 前記制御部は、当該画像表示装置の状態が異常か否かを判断し、異常であると判断すると、前記光走査部の走査範囲のうち前記第１遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させ、異常ではないと判定すると、前記光走査部の走査範囲のうち前記第２遮光部の開口領域の位置で前記光源部から光を出射させる制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の画像表示装置。
10. 前記出射部は、前記光走査部により走査された光を装置外の利用者の眼に導き、網膜上に直接、画像を投影する接眼光学系を含み、前記利用者の眼に前記遮光部の開口領域を通過する光を前記接眼光学系を介して導くことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の画像表示装置。
11. 前記出射部は、通過する光の光量を低減させるフィルタを備えたことを特徴とする請求項１０に記載の画像表示装置。
12. 前記出射部は、前記遮光部の開口領域を通過する光を、前記利用者の眼に加え、当該利用者以外が視認可能なように装置外の位置に導くことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の画像表示装置。