JP6690550B2 - 光学装置及び表示装置 - Google Patents

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Description

本開示は、光学装置、及び、係る光学装置を備えた表示装置に関し、より具体的には、例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）として用いられる表示装置、及び、係る表示装置に用いられる光学装置に関する。
画像形成装置によって形成された２次元画像を虚像光学系により拡大虚像として観察者に観察させるために、ホログラム回折格子を用いた虚像表示装置（画像表示装置）が周知である。概念図を図４６に示すように、この画像表示装置１１００は、基本的には、画像を表示する画像形成装置１１１１と、コリメート光学系１１１２と、画像形成装置１１１１に表示された光が入射され、観察者の瞳２１へと導く光学装置（導光手段）１１２０とを備えている。光学装置１１２０は、導光板１１２１と、導光板１１２１に設けられたホログラム回折格子から成る第１偏向手段１１３０及び第２偏向手段１１４０を備えている。そして、コリメート光学系１１１２には画像形成装置１１１１の各画素から出射された光が入射され、コリメート光学系１１１２によって導光板１１２１へ入射する角度の異なる複数の平行光が生成され、導光板１１２１に入射される。導光板１１２１の第２面１１２３から、平行光が入射され、出射される。そして、導光板１１２１の第１面１１２２に、第１偏向手段１１３０及び第２偏向手段１１４０が取り付けられている。尚、参照番号１１５０は反射型空間光変調装置を示し、参照番号１１５１は液晶表示装置（ＬＣＤ）を示し、参照番号１１５２は偏光ビームスプリッターを示し、参照番号１１５３は光源を示す。
観察者が眺める画像の明るさが明るいこと、画像の明るさが出来る限り均一であることは、このような虚像表示装置において要求される重要な特性である。そして、このような要求を満足し得る虚像表示装置が、例えば、特許５１１９６６７号から周知である。
特許５１１９６６７号
従来の表示装置における光学装置に入射する光と観察者が観察する画像の明るさとの関係を説明するための模式的な図を、図４３Ａ、図４３Ｂ及び図４３Ｃに示す。尚、図４３Ａ、図４３Ｂ及び図４３Ｃにおいて、光学装置１１２０に入射する光の光スペクトルを曲線「Ａ」で示し、第１偏向手段１１３０へ入射する光の波長に対する回折効率の変化を曲線「Ｅ」で示し、『回折効率変化曲線』Ｅと呼ぶ。ところで、観察者が眺める画像の明るさを明るくしようとした場合、通常、ホログラム回折格子から成る第１偏向手段１１３０の厚さを厚くして、第１偏向手段１１３０の回折効率を高くする。しかしながら、このような方策を採用した場合、回折効率変化曲線Ｅは鋭いピークを有するようになる。ホログラム回折格子から成る第１偏向手段１１３０の厚さが薄く、第１偏向手段１１３０の回折効率が低い場合の回折効率変化曲線を、図４３Ａにおいて曲線「Ｆ」で示す。そして、第１偏向手段１１３０へ入射する光のピーク波長をλLS-0としたとき、図４６の光線ＬＢCにおいて、回折効率変化曲線Ｅのピークと波長λLS-0とが一致するように光学装置１１２０を設計する。光線ＬＢCは、画像の中心からの光線（画角０度、即ち、中心画角の光線）を示し、観察者の瞳２１の光軸に一致した光線である。然るに、このような光学装置１１２０では、図４６の光線ＬＢLあるいは光線ＬＢRに関して、回折効率変化曲線Ｅのピークは波長λLS-0から外れてしまう（図４３Ｂ及び図４３Ｃ参照）。ここで、図４３Ａ、図４３Ｂ及び図４３Ｃにおいて、斜線を付した領域が、光学装置１１２０に入射する光の観察者が眺める画像の明るさに寄与する部分である。従って、以上の結果として、観察者が眺める画像の明るさが、画像右側と画像中央と画像左側とで大きく変化し、画像の明るさが出来る限り均一であることといった要求を満足することができなくなる。
従って、本開示の目的は、観察者が眺める画像の明るさが明るく、しかも、画像の明るさが出来る限り均一であるといった要求を満足し得る表示装置、及び、係る表示装置に用いられる光学装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されている。ここで、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。以下においても同様である。
そして、本開示の第１の態様に係る光学装置にあっては、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2
の関係を満足する。ここで、
φ1：第１の干渉縞のスラント角
φ2：第２の干渉縞のスラント角
φ3：第３の干渉縞のスラント角
Ｐ1：第１の干渉縞のピッチ
Ｐ2：第２の干渉縞のピッチ
Ｐ3：第３の干渉縞のピッチ
である。
また、本開示の第２の態様に係る光学装置にあっては、
λ2＜λ3＜λ1
の関係を満足する。ここで、
λ1：導光板に入射され、第１のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長λ2：導光板に入射され、第２のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長λ3：第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光
板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光
のピーク波長
である。
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る表示装置は、
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
を備えている。
そして、本開示の第１の態様に係る表示装置において、光学装置は本開示の第１の態様に係る光学装置から成り、本開示の第２の態様に係る表示装置において、光学装置は本開示の第２の態様に係る光学装置から成る。
また、本開示の第３の態様に係る表示装置において、光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
画像形成装置は、ピーク波長λLS-1を有する第１の光源、及び、ピーク波長λLS-2を有する第２の光源を備えており、
画像形成装置は、第１の光源からの光及び第２の光源からの光に基づき画像を形成する。
本開示の第１の態様に係る光学装置あるいは本開示の第１の態様に係る表示装置にあっては、３つのホログラム回折格子の有する干渉縞のスラント角及びピッチの関係が規定されており、本開示の第２の態様に係る光学装置あるいは本開示の第２の態様に係る表示装置にあっては、３つのホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長の関係が規定されている。また、本開示の第３の態様に係る表示装置にあっては、画像形成装置は２つの光源を備えており、これらの光源からの光に基づき画像を形成する。それ故、観察者が眺める画像の明るさを明るくし、しかも、画像の明るさを出来る限り均一にすることができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。
図１は、実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図２は、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図３は、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、実施例１の表示装置を側方から眺めた模式図、及び、画像表示装置を構成する導光板における光の伝播を模式的に示す図である。 図５は、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。 図６は、実施例２の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図７は、実施例３の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図８は、実施例３の表示装置（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。 図９は、実施例３の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図１０は、実施例３の表示装置を観察者の頭部に装着した状態を上方から眺めた図（但し、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略）である。 図１１は、実施例４の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図１２は、実施例４の表示装置（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。 図１３は、実施例４の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図１４は、実施例５の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１５は、ホログラム回折格子の回折効率と半値幅の膜厚依存の関係を示すグラフである。 図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１６Ｄ、図１６Ｅ及び図１６Ｆは、実施例６の表示装置における光学装置の概念図である。 図１７は、実施例７の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１８は、実施例７の表示装置の変形例における画像表示装置の概念図である。 図１９は、実施例８の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図２０は、実施例８の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図２１は、実施例８の表示装置を側方から眺めた模式図である。 図２２は、実施例８の表示装置における画像表示装置の変形例の概念図である。 図２３は、実施例９の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図２４は、実施例９の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図２５Ａ及び図２５Ｂは、それぞれ、実施例９の表示装置を側方から眺めた模式図、及び、実施例９の表示装置における光学装置及び調光装置の部分を正面から眺めた模式図である。 図２６Ａ及び図２６Ｂは、実施例９の表示装置における調光装置の模式的な断面図、及び、調光装置の模式的な正面図である。 図２７Ａ、図２７Ｂ及び図２７Ｃは、調光装置の虚像投影領域の変化等を模式的に示す図である。 図２８は、光学装置に形成される虚像に外接する仮想矩形と、調光装置の虚像投影領域の矩形形状とを、模式的に示す図である。 図２９Ａ及び図２９Ｂは、それぞれ、実施例１０の表示装置を上方から眺めた模式図、及び、環境照度測定センサを制御する回路の模式図である。 図３０Ａ及び図３０Ｂは、それぞれ、実施例１１の表示装置を上方から眺めた模式図、及び、透過光照度測定センサを制御する回路の模式図である。 図３１Ａ及び図３１Ｂは、実施例１２の表示装置における導光板を観察者とは反対側から眺めた模式図、及び、観察者と同じ側から眺めた模式図である。 図３２Ａ及び図３２Ｂは、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との位置合わせを説明するための導光板等の模式的な一部平面図である。 図３３Ａ及び図３３Ｂは、図３２Ａ及び図３２Ｂに図示した例の変形例における第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との位置合わせを説明するための導光板等の模式的な一部平面図である。 図３４Ａ及び図３４Ｂは、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との位置合わせを説明するための導光板等の模式的な一部断面図である。 図３５は、実施例１〜実施例１２での使用に適した画像形成装置の変形例の概念図である。 図３６は、実施例１〜実施例１２での使用に適した画像形成装置の別の変形例を示す概念図である。 図３７は、実施例１〜実施例１２での使用に適した画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。 図３８は、実施例１〜実施例１２での使用に適した画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。 図３９は、実施例１〜実施例１２での使用に適した画像形成装置の更に別の変形例を示す概念図である。 図４０Ａ、図４０Ｂ及び図４０Ｃは、実施例１の表示装置における光学装置に入射する光と観察者が観察する画像の明るさとの関係を説明するための模式的な図である。 図４１は、実施例１及び従来の表示装置における画角と重心波長の関係を求めたグラフである。 図４２Ａ、図４２Ｂ及び図４２Ｃは、実施例７の表示装置における光学装置に入射する光と観察者が観察する画像の明るさとの関係を説明するための模式的な図である。 図４３Ａ、図４３Ｂ及び図４３Ｃは、従来の表示装置における光学装置に入射する光と観察者が観察する画像の明るさとの関係を説明するための模式的な図である。 図４４Ａは、感光材料層にエネルギー線を照射し、次いで、加熱したときの再生中心波長（回折中心波長）が「Ａ」の状態から「Ｂ」の状態へとシフトする状態を示すグラフであり、図４４Ｂは、エネルギー線の照射量と加熱後のスラント角の変化量の関係を示すグラフである。 図４５は、フォトポリマー層を、２層、積層して得られる回折格子部材の波長と効率の関係を模式的に示す図である。 図４６は、従来の虚像表示装置における画像表示装置の概念図である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置、本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１の別の変形）
５．実施例４（実施例１の更に別の変形）
６．実施例５（実施例１〜実施例４の変形）
７．実施例６（実施例１〜実施例５の変形）
８．実施例７（本開示の第３の態様に係る表示装置）
９．実施例８（実施例１〜実施例７の変形）
１０．実施例９（実施例１〜実施例８の変形）
１１．実施例１０（実施例９の変形）
１２．実施例１１（実施例９の別の変形）
１３．実施例１２（実施例１〜実施例１１の変形）
１４．その他
〈本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置、本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様に係る表示装置において、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長をλ3としたとき、画像形成装置は、限定するものではないが、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源を備えている形態とすることが好ましい。また、本開示の第２の態様に係る表示装置において、画像形成装置は、限定するものではないが、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源を備えている形態とすることが好ましい。
また、本開示の第３の態様に係る表示装置において、
０ｎｍ＜｜λLS-2−λLS-1｜≦６０ｎｍ
を満足することが好ましく、このような形態を含む本開示の第３の態様に係る表示装置において、画像表示装置は、第１の光源からの光の強度及び第２の光源からの光の強度を制御する形態とすることが好ましい。このような形態を採用することで、第１の光源及び第２の光源から出射される光の光強度にバラツキがあったとしても、バラツキを無くすように制御することができるし、あるいは又、光学装置に入射する光の合成光スペクトルの制御を行うことができる。更に、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子の製造ばらつきによって生じる画像の輝度バランスが最適になるように調整することも可能となる。
本開示の第１の態様に係る光学装置、あるいは、本開示の第１の態様に係る表示装置における光学装置（以下、これらの光学装置を総称して、『本開示の第１の態様に係る光学装置等』と呼ぶ場合がある）にあっては、限定するものではないが、
０．７度≦｜φ2−φ1｜≦４．７度
を満足する形態とすることが好ましい。
本開示の第２の態様に係る光学装置、あるいは、本開示の第２の態様に係る表示装置における光学装置（以下、これらの光学装置を総称して、『本開示の第２の態様に係る光学装置等』と呼ぶ場合がある）にあっては、
０ｎｍ＜｜λ3−λ1｜≦４０ｎｍ、及び、０ｎｍ＜｜λ2−λ3｜≦４０ｎｍ
を満足する形態とすることが好ましい。
上記の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る光学装置等において、第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2、第３のホログラム回折格子の回折効率をη3としたとき、
η1／η3≧１．０、η2／η3≧１．０
好ましくは、
η1／η3＞１．０、η2／η3＞１．０
を満足する形態とすることができる。第３のホログラム回折格子の回折効率を、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子の回折効率以下、好ましくは、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子の回折効率よりも低くすることで、導光板の軸線方向に沿って観察者が観察する画像の一層の均質化を図ることができる。η3の値は、
η3≦０．２５
を満たすことがより望ましい。η1の値とη2の値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、η1＞η2であることが好ましい。尚、回折効率とは、ホログラム回折格子に入射する光の光強度をＩ0、ホログラム回折格子によって回折される＋１次の回折光の光強度をＩ1としたとき、Ｉ1／Ｉ0で表される。以上の規定は、本開示の第１の態様に係る光学装置等に適用することもできる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る光学装置等において、第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2、第３のホログラム回折格子の厚さをＴ3としたとき、
１．０μｍ≦Ｔ1，Ｔ2≦１０μｍ、及び、Ｔ1≧Ｔ3，Ｔ2≧Ｔ3、好ましくは、Ｔ1＞Ｔ3，Ｔ2＞Ｔ3
を満足する形態とすることができる。第３のホログラム回折格子の厚さを、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子の厚さ以下、好ましくは、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子の厚さよりも薄くすることで、導光板の軸線方向に沿って観察者が観察する画像の一層の均質化を図ることができる。Ｔ3の値は、
Ｔ3≦２．０μｍ
好ましくは、
Ｔ3≦１．６μｍ
を満たすことがより望ましい。Ｔ1の値とＴ2の値は、同じであってもよいし、異なっていてもよい。後者の場合、Ｔ1＞Ｔ2であることが好ましい。以上の規定は、本開示の第１の態様に係る光学装置等に適用することもできる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第２の態様に係る光学装置等において、第１の干渉縞のピッチをＰ1、スラント角をφ1、第２の干渉縞のピッチをＰ 2、スラント角をφ2としたとき、
φ1≠φ2、及び、Ｐ1＝Ｐ2
を満足する形態とすることができ、この場合、第３の干渉縞のピッチをＰ3、スラント角をφ3としたとき、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ2＝Ｐ3
を満足する形態とすることができる。
光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第１のホログラム回折格子は導光板の第１面に配置され、第２のホログラム回折格子は導光板の第２面に配置される形態とすることができるし、第１のホログラム回折格子は導光板の第２面に配置され、第２のホログラム回折格子は導光板の第１面に配置される形態とすることもできる。第３のホログラム回折格子は、導光板の第１面に配置されてもよいし、導光板の第２面に配置されてもよい。尚、画像形成装置と対向する導光板の面を導光板の第２面とし、導光板の第２面と対向する導光板の第１面とする。導光板の第２面側に画像形成装置及び観察者が位置する。但し、導光板の第２面側に画像形成装置を位置させ、導光板の第１面側に観察者を位置させてもよい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等にあっては、
第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、高い回折効率を有する形態とすることができる。あるいは又、
第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、厚さが厚い形態とすることができる。このような構成を採用することで、導光板の軸線方向に沿って観察者が観察する画像の更に一層の均質化を図ることができる。そして、この場合、第３のホログラム回折格子の厚さの変化を、階段状とすることもできるし、次第に厚さが増加する状態（連続的に厚さが変化する状態）とすることもできる。また、これらの場合、第３のホログラム回折格子全体において、スラント角は変化せず、一定であることが望ましい。
具体的には、第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の回折効率をη3A、第３Ｂのホログラム回折格子の回折効率をη3Bとしたとき、
η3B＞η3A
を満足する形態とすることができ、あるいは又、
第３Ａのホログラム回折格子の厚さをＴ3A、第３Ｂのホログラム回折格子の厚さをＴ3Bとしたとき、
Ｔ3B＞Ｔ3A
を満足する形態とすることができる。そして、これらの場合、光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている構成とすることができ、あるいは又、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている構成とすることができ、あるいは又、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている構成とすることができ、あるいは又、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている構成とすることができる。但し、第３のホログラム回折格子は、２つのホログラム回折格子から構成することに限定されるものではなく、３つ以上のホログラム回折格子から構成することもできる。第３のホログラム回折格子を２以上のホログラム回折格子から構成し、一方のホログラム回折格子（あるいは一方のホログラム回折格子群）を導光板の第１面に配置し、他方のホログラム回折格子（あるいは他方のホログラム回折格子群）を導光板の第２面に配置する場合、一方のホログラム回折格子（あるいは一方のホログラム回折格子群）の導光板への正射影像と、他方のホログラム回折格子（あるいは他方のホログラム回折格子群）の導光板への正射影像とは、これらの正射影像が隙間の無い状態であってもよいし、これらの正射影像が相互に対向する境界部で重なっていてもよい。また、これらの場合、第３Ａのホログラム回折格子のスラント角と第３Ｂのホログラム回折格子のスラント角とは同じであることが望ましい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等において、ピーク波長λ1を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第２のホログラム回折格子よりも第１のホログラム回折格子によって（主に）回折され、ピーク波長λ2を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第１のホログラム回折格子よりも第２のホログラム回折格子によって（主に）回折される構成とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等において、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、第１の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、第２の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられている形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等において、
第１のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されており、
第２のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に対向する他方の面に配設されている構成とすることができる。このような構成とすることで、即ち、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子とを離間して配置することで、第１のホログラム回折格子によって回折された光が第２のホログラム回折格子に入射したり、第２のホログラム回折格子によって回折された光が第１のホログラム回折格子に入射する可能性が低くなり、所謂迷光の発生を防止することができる。但し、このような構成に限定するものではなく、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子は、積層された状態で、あるいは、隙間を開けた状態で、導光板の一方の面あるいは他方の面に配設されている構成とすることもできる。尚、第３のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されていてもよいし、導光板の他方の面に配設されていてもよい。
本開示の第３の態様に係る表示装置において、第１偏向手段及び第２偏向手段は、ホログラム回折格子から構成されている形態とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等、本開示の第３の態様に係る表示装置における光学装置を総称して、以下、『本開示の光学装置等』と呼ぶ場合がある。また、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る表示装置を総称して、以下、『本開示の表示装置等』と呼ぶ場合がある。
本開示の光学装置等において、ホログラム回折格子は、反射型のホログラム回折格子から成る構成とすることができるし、あるいは又、透過型のホログラム回折格子から成る構成とすることができるし、あるいは又、或るホログラム回折格子は反射型のホログラム回折格子から成り、残りのホログラム回折格子は透過型のホログラム回折格子から成る構成とすることができる。ホログラム回折格子においては、入射された光が回折反射される。尚、反射型のホログラム回折格子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。そして、第１偏向手段においては、導光板に入射された複数の平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された複数の平行光の少なくとも一部が回折反射される。一方、第２偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り回折反射され、導光板から平行光の状態で出射される。
本開示の表示装置等によって、表示装置の軽量化、小型化を図ることができるし、表示装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となり、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。本開示の表示装置等によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）を構成することができる。
本開示の表示装置等において、光学装置を透過型あるいは半透過型（シースルー型）とすることができる。具体的には、少なくとも観察者の瞳に対向する光学装置の部分（より具体的には、第２偏向手段）を透過あるいは半透過（シースルー）とし、光学装置のこの部分を通して外景を眺めることができる。表示装置は、画像表示装置を１つ備えていてもよいし（片眼型）、２つ備えていてもよい（両眼型）。
本明細書において、「半透過」という用語を用いる場合があるが、入射する光の１／２（５０％）を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いている。
本開示の光学装置等あるいは本開示の表示装置等によって、単色（例えば、緑色）の画像表示を行うことができる。そして、この場合、例えば、画角を例えば二分割（より具体的には、例えば二等分割）して、回折格子部材は、二分割された画角群のそれぞれに対応する２つの回折格子部材が積層されて成る構成とすることができる。また、カラーの画像表示を行う場合、回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、第１導光板に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させるホログラム回折格子を配し、第２導光板に、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させるホログラム回折格子を配し、第３導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させるホログラム回折格子を配し、これらの第１導光板、第２導光板及び第３導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、第１導光板に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させるホログラム回折格子、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させるホログラム回折格子、及び、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折反射させるホログラム回折格子の内の２種類のホログラム回折格子を配し、第２導光板に残りのホログラム回折格子を配してもよい。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光がホログラム回折格子において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折反射角の最適化を図ることができる。
回折格子部材を作製する方法として、ドライフィルム状のフォトポリマー層を形成する方法や、ガラスやプラスチック等から成る支持体に所望の順序で、フォトポリマー層を、順次、コーティング法に基づき形成する方法を挙げることができる。フォトポリマーをコーティングする方法として、ダイコーティング法、グラビアコーティング法、ロールコーティング法、ブレードコーティング法、カーテンコーティング法、ディップコーティング法、スピンコーティング法、印刷法等の公知のコーティング方法を挙げることができる。尚、単層コーティング法だけでなく、多層スライドコーティング法等の複数層を同時にコーティングする方法を採用することもできる。必要に応じて、保護層（スペーサー層）を、公知のコーティング手段又はラミネート法により、フォトポリマー層の間に配置してもよい。
回折格子部材の製造にあっては、参照レーザ光及び物体レーザ光をフォトポリマー層に照射することで、ホログラム材料（フォトポリマー）に屈折率変調に基づき干渉縞を記録する。即ち、所望の表面ピッチΛ及びスラント角φを有する干渉縞を形成する。具体的には、例えば、フォトポリマー層に対して一方の側の第１の所定の方向から物体レーザ光を照射し、同時に、フォトポリマー層に対して他方の側の第２の所定の方向から参照レーザ光を照射し、物体レーザ光と参照レーザ光とによって形成される干渉縞をフォトポリマー層内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体レーザ光及び参照レーザ光の波長を適切に選択することで、フォトポリマー層における干渉縞の所望の表面ピッチΛ、干渉縞の所望のスラント角（傾斜角）φを得ることができる。ここで、干渉縞のスラント角とは、回折格子部材の表面と干渉縞の成す角度を意味する。複数のフォトポリマー層を形成する場合、２枚のガラス板に配置されるフォトポリマー層を配分すればよい。例えば、回折格子部材として４層のフォトポリマー層を形成しなければならない場合、１枚のガラス板に２層分のフォトポリマー層を配置して作製すればよく、これによって、回折格子部材の光学特性の製造安定性が確保できる。回折格子部材の波長分布を所望の値にするためには、ホログラム露光後の紫外線照射量を２枚のガラス板で差をつけることで可能となる。
フォトポリマー材料は、少なくとも、光重合性化合物、バインダー樹脂、及び、光重合開始剤から構成されていれば、如何なるフォトポリマー材料をも用いることができる。光重合性化合物として、例えば、アクリル系モノマー、メタクリル系モノマー、スチレン系モノマー、ブタジエン系モノマー、ビニル系モノマー、エポキシ系モノマー等の公知の光重合性化合物を用いることができる。これらは、共重合体でもよく、１官能又は多官能体でもよい。また、これらのモノマーは、単体で使用してもよいし、複数で使用してもよい。バインダー樹脂も公知の如何なるものも使用可能であり、具体的には、酢酸セルロース系樹脂、アクリル系樹脂、アクリル酸エステル系樹脂、メタクリル酸樹脂、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリビニルエーテル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル系樹脂、尿素系樹脂、スチレン系樹脂、ブタジエン系樹脂、天然ゴム系樹脂、ポリビニルカルバゾール、ポリエチレングリコール、フェノール系樹脂、又は、これらの共重合体、ゼラチン等を挙げることができる。バインダー樹脂も、単体で使用してもよいし、複数で使用してもよい。光重合開始剤も、公知の如何なるものも使用可能である。光重合開始剤は、単体で使用してもよいし、複数で使用してもよいし、複数又は単体の光増感色素との組み合わせて用いてもよい。フォトポリマー層には可塑剤、連鎖移動剤、その他の添加剤を適宜加えてもよい。保護層を構成する材料は、透明であれば如何なる材料をも使用することができ、コーティングにより形成しても、予めフィルム化されたものをフォトポリマー層にラミネートしてもよい。保護層を構成する材料として、例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）樹脂、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂を挙げることができる。
前述したとおり、回折格子部材の製造方法にあっては、参照レーザ光及び物体レーザ光をフォトポリマー層に照射することで、ホログラム材料（フォトポリマー）に屈折率変調に基づき干渉縞を記録する。次いで、フォトポリマー層の一方の面側からフォトポリマー層にエネルギー線を照射することで、レーザ照射時に重合せずに残ったフォトポリマー材料中のモノマーを重合させ定着させる。その後、加熱することで、屈折率変調度が増幅される。この加熱においては、屈折率変調度の増大と同時に、熱応力による干渉縞のスラント角（傾斜角）の変化が伴う。そして、この変化では、フォトポリマー層の表面における表面ピッチの値Λは保存されたまま、スラント角φだけが変化するので、図４４Ａに示すように、再生中心波長（回折中心波長）が「ａ」の状態から「ｂ」の状態へとシフトする。このように、フォトポリマー層の一方の面側からフォトポリマー層にエネルギー線を照射し、次いで、加熱することで、フォトポリマー層の表面における表面ピッチの値Λを保持したまま、積層したフォトポリマー層相互のスラント角を異ならせることができるし、工程数の増加を招くことが無く、生産性が高く、しかも、回折格子部材に不所望の干渉縞が形成されてしまうといった問題が発生することも無い。更には、回折格子部材の製造工程において気泡等が混入するといった問題も発生し難い。また、多層のフォトポリマー層を容易に製造することができるので、回折格子部材の回折波長帯域を一層広げることが可能となり、画像表示装置の画像の明るさを増加させることを容易に達成することができる。尚、予めフォトポリマー層の再生中心波長のシフト量を見込んだ干渉縞を記録しておけば、図４５に示すように、所望の再生中心波長（回折中心波長）とそのバンド幅を任意に設計することができる。更には、このような方法を用いて光学装置を作製する際、第１偏向手段及び第２偏向手段の積層数の増大に伴い、特性のバラツキが発生し易い。そこで、偏向手段を２枚のガラス板に分けて形成することにより、１／２の積層数になり、特性のバラツキの低減が図れる。
エネルギー線の照射は、使用するエネルギー線照射装置（例えば、紫外線ランプ）に応じて、適切な方法に基づき行えばよい。加熱方法も、加熱ランプを用いたり、ホットプレートを用いたり、加熱オーブンを用いるといった適切な方法で行えばよいし、加熱温度、加熱時間も、感光材料層を構成する材料に応じて、適宜、決定すればよい。尚、一般的に、図４４Ｂに示すように、エネルギー線の照射によって感光材料層に与えられるエネルギー量が多い程、加熱後のスラント角の変化量は少ない。使用する紫外線の波長、照射エネルギー、照射時間等は、感光材料の特性に依存して、適宜、決定すればよい。エネルギー線として、電子線を挙げることもできる。
ホログラム回折格子が直接大気と接しないように、また、ホログラム回折格子の保護のために、透明保護部材を配設してもよい。具体的には、導光板の外縁部と透明保護部材の外縁部とを、封止部材によって封止し、あるいは、接着してもよい。シール剤とも呼ばれる封止部材として、エポキシ樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の各種樹脂を用いることができる。
光学装置は、例えば、以下の方法で製造することができる。
（Ａ−１）第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を、製造用基板（場合によっては、支持体を兼ねる）の第１面に形成する。
（Ａ−２）第２のホログラム回折格子を、製造用基板の第２面に形成する。
（Ａ−３）製造用基板の第１面に形成された第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を導光板の第１面に転写し、製造用基板の第２面に形成された第２のホログラム回折格子を導光板の第２面に転写する。尚、支持体に関しては、後述する。
あるいは又、
（Ｂ−１）第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を、導光板の第１面に形成する。
（Ｂ−２）第２のホログラム回折格子を、製造用基板（場合によっては、支持体を兼ねる）に形成する。
（Ｂ−３）製造用基板に形成された第２のホログラム回折格子を、導光板の第２面に転写する。
あるいは又、
（Ｃ−１）第２のホログラム回折格子を、導光板の第２面に形成する。
（Ｃ−２）第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を、製造用基板（場合によっては、支持体を兼ねる）に形成する。
（Ｃ−３）製造用基板に形成された第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を、導光板の第１面に転写する。
あるいは又、
（Ｄ−１）第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を、第１の製造用基板に形成する。
（Ｄ−２）第２のホログラム回折格子を、第２の製造用基板（場合によっては、支持体を兼ねる）に形成する。
（Ｄ−３）第１の製造用基板に形成された第１のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子を導光板の第１面に転写し、第２の製造用基板に形成された第２のホログラム回折格子を導光板の第２面に転写する。
あるいは又、
（Ｅ−１）第１のホログラム回折格子を第１の製造用基板に形成する。
（Ｅ−２）第２のホログラム回折格子を第２の製造用基板（場合によっては、支持体を兼ねる）に形成する。
（Ｅ−３）第３のホログラム回折格子を第３の製造用基板に形成する。
（Ｅ−４）第１の製造用基板に形成された第１のホログラム回折格子及び第３の製造用基板に形成された第３のホログラム回折格子を導光板の第１面に転写し、第２の製造用基板に形成された第２のホログラム回折格子を導光板の第２面に転写する。
画像表示装置において、画像形成装置は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第１の構成の画像形成装置』と呼ぶ。
第１の構成の画像形成装置として、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子や無機ＥＬ素子から構成された画像形成装置；無機ＥＬから構成された画像形成装置；発光ダイオード（ＬＥＤ）から構成された画像形成装置；半導体レーザ素子から構成された画像形成装置を挙げることができる。この中でも、ＬＥＤから構成された画像形成装置、あるいは、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置とすることが好ましい。本開示の第３の態様に係る表示装置においては、中でも、空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置とすることが好ましい。空間光変調装置として、ライト・バルブ、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として上記の発光素子を挙げることができる。更には、反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができる。光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライト・パイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。そして、係る発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。後述するコリメート光学系は、画素の位置情報を導光手段において角度情報に変換する機能を有する。コリメート光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ系を例示することができる。
あるいは又、画像表示装置において、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第２の構成の画像形成装置』と呼ぶ。
第２の構成の画像形成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライト・パイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。第２の構成の画像形成装置における画素（仮想の画素）の数も、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。また、カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）ミラーやガルバノ・ミラーを挙げることができる。次に説明するリレー光学系は、周知のリレー光学系から構成すればよい。
第１の構成の画像形成装置あるいは第２の構成の画像形成装置において、光学系（出射光を平行光とする光学系であり、『平行光出射光学系』と呼ぶ場合があり、具体的には、例えば、コリメート光学系やリレー光学系）にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、例えば、平行光出射光学系における前方焦点の所（位置）に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。平行光出射光学系は、画素の位置情報を光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。平行光出射光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。平行光出射光学系と導光板との間には、平行光出射光学系から不所望の光が出射されて導光板に入射しないように、開口部を有する遮光部を配置してもよい。
あるいは又、例えば、発光素子とライト・バルブとから構成された画像形成装置あるいは光源として、全体として白色光を発光するバックライトと、赤色発光画素、緑色発光画素、及び、青色発光画素を有する液晶表示装置との組合せ以外にも、以下の構成を例示することができる。
［画像形成装置−Ａ］
画像形成装置−Ａは、
（α）青色を発光する第１発光素子が２次元マトリクス状に配列された第１発光パネルから成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子が２次元マトリクス状に配列された第２発光パネルから成る第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子が２次元マトリクス状に配列された第３発光パネルから成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１画像形成装置、第２画像形成装置及び第３画像形成装置から出射された光を１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズムであり、以下の説明においても同様である）、
を備えており、
第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のそれぞれの発光／非発光状態を制御する。
［画像形成装置−Ｂ］
画像形成装置−Ｂは、
（α）青色を発光する第１発光素子、及び、青色を発光する第１発光素子から出射された出射光の通過／非通過を制御するための第１光通過制御装置［一種のライト・バルブであり、例えば、液晶表示装置やデジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＬＣＯＳから構成され、以下の説明においても同様である］から成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子、及び、緑色を発光する第２発光素子から出射された出射光の通過／非通過を制御するための第２光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子、及び、赤色を発光する第３発光素子から出射された出射光の通過／非通過を制御するための第３光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１光通過制御装置、第２光通過制御装置及び第３光通過制御装置を通過した光を１本の光路に纏めるための手段、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子から出射された出射光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。第１発光素子、第２発光素子、第３発光素子から出射された出射光を光通過制御装置へと案内するための手段（光案内部材）として、導光部材、マイクロレンズアレイ、ミラーや反射板、集光レンズを例示することができる。
［画像形成装置−Ｃ］
画像形成装置−Ｃは、
（α）青色を発光する第１発光素子が２次元マトリクス状に配列された第１発光パネル、及び、第１発光パネルから出射された出射光の通過／非通過を制御するための青色光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子が２次元マトリクス状に配列された第２発光パネル、及び、第２発光パネルから出射された出射光の通過／非通過を制御するための緑色光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第２画像形成装置、
（γ）赤色を発光する第３発光素子が２次元マトリクス状に配列された第３発光パネル、及び、第３発光パネルから出射された出射光の通過／非通過を制御するための赤色光通過制御装置（ライト・バルブ）から成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）青色光通過制御装置、緑色光通過制御装置及び赤色光通過制御装置を通過した光を１本の光路に纏めるための手段を備えており、
光通過制御装置（ライト・バルブ）によってこれらの第１発光パネル、第２発光パネル及び第３発光パネルから出射された出射光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。
［画像形成装置−Ｄ］
画像形成装置−Ｄは、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置であり、
（α）青色を発光する第１発光素子を備えた第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子を備えた第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子を備えた第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１画像形成装置、第２画像形成装置及び第３画像形成装置から出射された光を１本の光路に纏めるための手段、更には、
（ε）１本の光路に纏めるための手段から出射された光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（ライト・バルブ）、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光素子から出射された出射光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。
［画像形成装置−Ｅ］
画像形成装置−Ｅも、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置であり、
（α）青色を発光する第１発光素子が２次元マトリクス状に配列された第１発光パネルから成る第１画像形成装置、
（β）緑色を発光する第２発光素子が２次元マトリクス状に配列された第２発光パネルから成る第２画像形成装置、及び、
（γ）赤色を発光する第３発光素子が２次元マトリクス状に配列された第３発光パネルから成る第３画像形成装置、並びに、
（δ）第１画像形成装置、第２画像形成装置及び第３画像形成装置のそれぞれから出射された光を１本の光路に纏めるための手段、更には、
（ε）１本の光路に纏めるための手段から出射された光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（ライト・バルブ）、
を備えており、
光通過制御装置によってこれらの発光パネルから出射された出射光の通過／非通過を制御することで画像を表示する。
［画像形成装置−Ｆ］
画像形成装置−Ｆは、第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のそれぞれの発光／非発光状態を制御することで画像を表示する、パッシブマトリックスタイプあるいはアクティブマトリックスタイプのカラー表示の画像形成装置である。
［画像形成装置−Ｇ］
画像形成装置−Ｇは、２次元マトリクス状に配列された発光素子ユニットからの出射光の通過／非通過を制御するための光通過制御装置（ライト・バルブ）を備えており、発光素子ユニットにおける第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子のそれぞれの発光／非発光状態を時分割制御し、更に、光通過制御装置によって第１発光素子、第２発光素子及び第３発光素子から出射された出射光の通過／非通過を制御することで画像を表示する、フィールドシーケンシャル方式のカラー表示の画像形成装置である。
導光板は、導光板の軸線（長手方向、水平方向であり、便宜上、『ｘ軸』と呼ぶ）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。尚、導光板の幅方向（高さ方向、垂直方向）を、便宜上、『ｙ軸』と呼ぶ。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第２面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第２面によって導光板入射面が構成され、第１面によって導光板出射面が構成されていてもよい。ホログラム回折格子の干渉縞は、概ねｙ軸と平行に延びる。
導光板を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７、ＳＫ５等の光学ガラス、ソーダライムガラス（青板ガラス）、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、各種強化ガラスや化学処理を施されたガラス（例えば、コーニング社のゴリラ（登録商標）やイーグルＸＧ（登録商標））を含む各種ガラスを挙げることができる。化学処理を施すことでガラス表面において特定のイオン密度を増加させることができ、ガラス板を強化することができる。あるいは又、導光板を構成する材料として、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。支持体を構成する材料として、導光板を構成する材料や、その他のプラスチックフィルム、ダイシングテープ（ダイシングフィルム）を挙げることができる。
第１偏向手段を覆うように、導光板の第１面の外側に遮光部材が配置されている構成とすることができる。そして、この場合、導光板への第１偏向手段の正射影像は、導光板への遮光部材の正射影像に含まれる構成とすることができる。
あるいは又、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域には、光学装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配置されている構成とすることができる。画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域に、光学装置への外光の入射を遮光する遮光部材を配置することで、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域には外光が入射しないので、不所望の迷光等が発生し、表示装置における画像表示品質が低下するといったことが無い。尚、遮光部材の光学装置への正射影像内に、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域が含まれる形態とすることが好ましい。
具体的には、遮光部材は、導光板の第１面側に、光学装置と離間して配されている構成とすることができる。このような構成の表示装置にあっては、遮光部材を、例えば、不透明なプラスチック材料から作製すればよい。そして、このような遮光部材は、画像表示装置の筐体から一体に延び、あるいは又、画像表示装置の筐体に取り付けられ、あるいは又、フレームから一体に延び、あるいは又、フレームに取り付けられている形態とすることができる。あるいは又、遮光部材は、光学装置に取り付けられ、あるいは又、画像形成装置が配された側とは反対側の光学装置の部分に取り付けられ、あるいは又、配されている構成とすることができるし、遮光部材は、次に述べる調光装置に配されている構成とすることもできる。この場合、遮光部材の光学装置への正射影像内に、調光装置の端部の光学装置への正射影像が含まれる構成とすることが好ましい。不透明な材料から成る遮光部材を、例えば、光学装置の面上に物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や化学的気相成長法（ＣＶＤ法）に基づき形成してもよいし、印刷法等によって形成してもよいし、不透明な材料（プラスチック材料や金属材料、合金材料等）から成るフィルムやシート、箔を貼り合わせてもよい。遮光部材の光学装置への射影像内に、調光装置の端部の光学装置への射影像が含まれる構成とすることが好ましい。
導光板の第１面側に調光装置が配されていてもよい。調光装置は、例えば、
第１基板、
第１基板と対向する第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に設けられた第１透明電極、
第１基板と対向する第２基板の対向面に設けられた第２透明電極、及び、
第１透明電極と第２透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る形態とすることができる。そして、この場合、例えば、
第１透明電極は、第１の方向に延びる複数の帯状の第１透明電極セグメントから構成されており、
第２透明電極は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数の帯状の第２透明電極セグメントから構成されており、
第１透明電極セグメントと第２透明電極セグメントの重複領域（調光装置の遮光率が変化する最小単位領域）に対応する調光装置の部分の遮光率の制御は、第１透明電極セグメント及び第２透明電極セグメントに印加する電圧の制御に基づき行われる形態とすることができる。即ち、遮光率の制御を単純マトリクス方式に基づき行うことができる。第１の方向と第２の方向とは直交している形態を例示することができる。
あるいは又、調光装置の遮光率が変化する最小単位領域の遮光率の制御のために、最小単位領域のそれぞれに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を設けてもよい。即ち、遮光率の制御をアクティブマトリクス方式に基づき行ってもよい。あるいは又、第１透明電極及び第２透明電極の少なくとも一方を所謂ベタ電極（パターニングされていない電極）とすることもできる。
導光板は第１基板を兼ねている構成とすることができ、このような構成とすることで、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。第２基板は第１基板よりも薄い構成とすることができる。調光装置を備えた表示装置にあっては、画像形成装置において画像を表示するための信号に基づき、調光装置の実際に調光する領域の大きさ及び位置を決定する。調光装置の大きさは、導光板と同じ大きさでもよいし、大きくてもよいし、小さくともよい。要は、調光装置の正射影像内に第２偏向手段（あるいは、虚像形成領域）が位置していればよい。
調光装置の最高光透過率は５０％以上であり、調光装置の最低光透過率は３０％以下である構成とすることができる。尚、調光装置の最高光透過率の上限値として９９％を挙げることができるし、調光装置の最低光透過率の下限値として１％を挙げることができる。ここで、
（光透過率）＝１−（遮光率）
の関係にある。
場合によっては、調光装置を通過する光は、調光装置によって所望の色に着色される構成とすることができる。そして、この場合、調光装置によって着色される色は可変である形態とすることができるし、あるいは又、調光装置によって着色される色は固定である形態とすることができる。尚、前者の場合、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層する形態とすればよい。また、後者の場合、調光装置によって着色される色として、限定するものではないが、茶色を例示することができる。
更には、場合によっては、調光装置が着脱自在に配設されている形態とすることができる。調光装置を着脱自在に配設するためには、例えば、透明なプラスチックから作製されたビスを用いて調光装置を例えばフレームに取り付け、あるいは又、フレームに溝を切っておき、この溝に調光装置を係合させ、あるいは又、フレームに磁石を取り付けることで調光装置をフレームに取り付けることができるし、フレームにスライド部を設け、このスライド部に調光装置を嵌め込んでもよい。また、調光装置にコネクタを取り付け、調光装置の遮光率（光透過率）を制御するための制御回路（例えば、画像形成装置及び移動装置を制御するための制御装置に含まれている）にこのコネクタ及び配線を介して調光装置を電気的に接続すればよい。調光装置を湾曲させてもよい。
調光装置を備えた本開示の表示装置等において、表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、環境照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサを更に備えており、環境照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。これらの形態を組み合わせてもよい。
あるいは又、調光装置を備えた本開示の表示装置等において、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する透過光照度測定センサを更に備えており、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。尚、透過光照度測定センサは、光学装置よりも観察者側に配置されている形態とすることが望ましい。透過光照度測定センサを、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。これらの形態を組み合わせてもよい。更には、これらの形態と、上記の環境照度測定センサの測定結果に基づき制御を行う形態とを組み合わせてもよい。
環境照度測定センサ、透過光照度測定センサは、周知の照度センサから構成すればよいし、環境照度測定センサ、透過光照度測定センサの制御は周知の制御回路に基づき行えばよい。
前述したとおり、光学装置は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者の眼球（瞳）に対向する光学装置の部分を半透過（シースルー）とし、光学装置のこの部分（及び、調光装置が配されている場合には、更に、調光装置）を通して外景を眺めることができる。本開示の表示装置等は、画像表示装置を１つ備えていてもよいし（片眼型）、２つ備えていてもよい（両眼型）。調光装置が配されている場合、両眼型にあっては、画像を表示するための信号に基づき、両方の画像表示装置において調光装置の一部の領域の光透過率を変化させてもよいし、一方の画像表示装置において調光装置の一部の領域の光透過率を変化させてもよい。尚、本明細書において、「半透過」という用語を用いる場合があるが、入射する光の１／２（５０％）を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いている。
調光装置が備えられている場合、調光装置はフロント部に配設されている形態とすることができる。また、光学装置は調光装置に取り付けられている形態とすることができる。尚、光学装置は、密着した状態で調光装置に取り付けられていてもよいし、隙間を開けた状態で調光装置に取り付けられていてもよい。また、調光装置はリムに嵌め込まれている形態とすることができる。あるいは又、第１基板及び第２基板の少なくとも一方を、例えば、フレームに取り付けてもよい。但し、これらに限定するものではない。観察者側から、光学装置、調光装置の順に配してもよいし、調光装置、光学装置の順に配してもよい。
本開示の表示装置等において、フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部とから成る構成とすることができる。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。フロント部はリムを有していてもよい。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をテンプル部に取り付ければよい。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置等の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含むフレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。更には、フロント部にノーズパッドが取り付けられている構成とすることができる。即ち、本開示の表示装置等の全体を眺めたとき、フレーム（リムを含む場合がある）及びノーズパッドの組立体は、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。
また、本開示の表示装置等にあっては、デザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、１つあるいは２つの画像形成装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路あるいは制御手段）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることもできる。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。
フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることができる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置（あるいは画像形成装置）に接続すればよく、更には、画像表示装置（あるいは画像形成装置）から延びる配線に含ませればよい。撮像装置を、フレームの中央部分や端部に取り付けてもよいし、テンプル部に取り付けてもよい。
画像形成装置の中心から出射され、光学系の画像形成装置側節点を通過した光線を『中心光線』と呼び、中心光線の内、光学装置に垂直に入射するものを『中心入射光線』と呼ぶ。そして、中心入射光線が光学装置に入射する点を光学装置中心点とし、光学装置中心点を通過し、光学装置の軸線方向と平行な軸線をｘ軸、光学装置中心点を通過し、光学装置の法線と一致する軸線をｚ軸とする。ｘ軸及びｚ軸と直交する軸はｙ軸であり、ｘ軸、ｙ軸及びｚ軸によって直交座標系が構成される。本開示の表示装置等における水平方向とは、ｘ軸と平行な方向であり、以下、『ｘ軸方向』と呼ぶ場合もある。ここで、光学系は、画像形成装置と光学装置との間に配置され、画像形成装置から出射された光を平行光とする。そして、光学系にて平行光とされた光束が、光学装置に入射され、導光され、出射される。また、第１偏向手段の中心点を、『光学装置中心点』とする。
あるいは又、表示装置を両眼型とする場合、
導光板は、全体として画像形成装置よりも観察者の顔の中心側に配置されており、
２つの画像表示装置を結合する結合部材を更に有し、
結合部材は、観察者の２つの瞳の間に位置するフレームの中央部分の観察者に面する側に取り付けられており、
結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる構成とすることができる。
このように、結合部材が、観察者の２つの瞳の間に位置するフレームの中央部分に取り付けられている構造とすることによって、即ち、画像表示装置は、フレームに、直接、取り付けられた構造とはなっていなければ、観察者がフレームを頭部に装着したとき、テンプル部が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレームが変形したとしても、係るフレームの変形によって、画像形成装置あるいは導光板の変位（位置変化）が生じることがないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレームのフロント部の剛性を高める必要がないので、フレームの重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置は、眼鏡型のフレームに、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレームのデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレームのデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、結合部材は、観察者とフレームとの間に配置されており、しかも、結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる。云い換えれば、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材はフレームによって隠されている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
尚、結合部材は、観察者の２つの瞳の間に位置するフロント部の中央部分（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）の観察者に面する側に取り付けられている構成とすることが好ましい。
結合部材によって２つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材の各端部に、画像形成装置が、取付け状態調整可能に取り付けられている形態とすることができる。そして、この場合、各画像形成装置は、観察者の瞳よりも外側に位置している構成とすることが好ましい。更には、このような構成にあっては、一方の画像形成装置の取付部中心とフレームの一端部（一方の智、ヨロイ）との間の距離をα、結合部材の中心からフレームの一端部（一方の智）までの距離をβ、他方の画像形成装置の取付部中心とフレームの一端部（一方の智）との間の距離をγ、フレームの長さをＬとしたとき、０．０１×Ｌ≦α≦０．３０×Ｌ、好ましくは、０．０５×Ｌ≦α≦０．２５×Ｌ、０．３５×Ｌ≦β≦０．６５×Ｌ、好ましくは、０．４５×Ｌ≦β≦０．５５×Ｌ、０．７０×Ｌ≦γ≦０．９９×Ｌ、好ましくは、０．７５×Ｌ≦γ≦０．９５×Ｌを満足することが望ましい。結合部材の各端部への画像形成装置の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔を設け、貫通孔に対応した螺合部を画像形成装置に設け、各貫通孔にビスを通し、画像形成装置に設けられた螺合部に螺合させる。ビスと螺合部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像形成装置の取付け状態（結合部材に対する画像形成装置の傾き）を調整することができる。
ここで、画像形成装置の取付部中心とは、画像形成装置が結合部材に取り付けられている状態において、画像形成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像形成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。また、結合部材の中心とは、結合部材がフレームに取り付けられている状態において、結合部材がフレームに接している部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。フレームの長さとは、フレームが湾曲している場合、フレームの射影像の長さである。尚、射影方向は、観察者の顔に対して垂直な方向とする。
あるいは又、結合部材によって２つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材が、２つの導光板を結合している形態とすることもできる。尚、２つの導光板が一体的に作製されている場合があり、このような場合、係る一体的に作製された導光板に結合部材が取り付けられているが、係る形態も、結合部材が２つの導光板を結合している形態に包含される。一方の画像形成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をα’他方の画像形成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をγ’としたとき、α’，γ’の値も上述したα，γの値と同様とすることが望ましい。尚、画像形成装置の中心とは、画像形成装置が導光板に取り付けられている状態において、画像形成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像形成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。
結合部材の形状は、結合部材の射影像がフレームの射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状、細長い板状を例示することができる。結合部材を構成する材料も、金属や合金、プラスチック、これらの組合せを挙げることができる。
ところで、第１のホログラム回折格子が導光板の一方の面に配設されており、第２のホログラム回折格子が他方の面に配設されている本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等にあっては、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子とを精確にアライメントする必要がある。特に、第１のホログラム回折格子に形成された第１の干渉縞の延びる方向と、第２のホログラム回折格子に形成された第２の干渉縞の延びる方向の平行度の制御・管理は重要である。
前述したとおり、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置等における好ましい形態において、第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、第１の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられており、第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、第２の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられているが、より具体的には、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、
第１のホログラム回折格子には、第１の干渉縞の延びる方向の第１の干渉縞形成領域の外側に、第１の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが設けられており、
第２のホログラム回折格子には、第２の干渉縞の延びる方向の第２の干渉縞形成領域の外側に、第２の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが設けられており、
第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されている光学装置である。そして、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは有し、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは有し、又は、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは配されており、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは配されている形態とすることができる。
また、内部に干渉縞が形成された干渉縞形成領域を有するホログラム回折格子にあっては、
干渉縞の延びる方向の干渉縞形成領域の外側に、干渉縞形成領域を挟むように対向して、２つのアライメントマークが設けられており、
各アライメントマークには、干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
各アライメントマークの平面形状は環状である形態とすることができる。
また、第１の態様あるいは第２の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、
第１のホログラム回折格子には、第１の干渉縞の延びる方向の第１の干渉縞形成領域の外側に、第１の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが設けられており、
第２のホログラム回折格子には、第２の干渉縞の延びる方向の第２の干渉縞形成領域の外側に、第２の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが設けられている光学装置の組立方法である。
そして、第１の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、
第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークを光学的に検出し、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークを光学的に検出し、
第１Ａのアライメントマークと第１Ｂのアライメントマークとを結ぶ第１の直線を求め、第２Ａのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとを結ぶ第２の直線を求め、
第１の直線及び第２の直線を仮想平面に射影したときの第１の直線と第２の直線との成す角度が規定値以内となるように、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う形態とすることができる。
また、第２の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、
第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子が支持体に支持された状態で、導光板の端面から導光板に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、支持体の端面から支持体に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う形態とすることができる。
また、アライメント装置は、
Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能であり、且つ、ＸＹ平面内において回動可能であるステージ、
ステージに載置され、第１のホログラム回折格子が配された導光板の端面から、導光板に光を入射させるための第１の光源（第１のアライメント用光源）、
第１のホログラム回折格子の上方において第２のホログラム回折格子を支持する支持体の端面から、支持体に光を入射させるための第２の光源（第２のアライメント用光源）、
第１の光源から入射され、第１のホログラム回折格子に設けられた第１Ａのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第１Ａのアライメントマークの光学像、及び、第２の光源から入射され、第２のホログラム回折格子に設けられた第２Ａのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第２Ａのアライメントマークの光学像を検出する第１の撮像装置、並びに、
第１の光源から入射され、第１のホログラム回折格子に設けられた第１Ｂのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第１Ｂのアライメントマークの光学像、及び、第２の光源から入射され、第２のホログラム回折格子に設けられた第２Ｂのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第２Ｂのアライメントマークの光学像を検出する第２の撮像装置を備えている。
このように、第１の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、第１Ａのアライメントマークと第１Ｂのアライメントマークとを結ぶ第１の直線を求め、第２Ａのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとを結ぶ第２の直線を求め、第１の直線及び第２の直線を仮想平面に射影したときの第１の直線と第２の直線との成す角度が規定値以内となるように、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う。それ故、簡素化された方法に基づき、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行うことができる。また、第２の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、第２のホログラム回折格子が支持体に支持された状態で、導光板の端面から導光板に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、支持体の端面から支持体に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う。それ故、簡素化された方法に基づき、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行うことができる。更には、上記のホログラム回折格子にあっては、アライメントマークには、干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、アライメントマークの平面形状は環状であり、本開示の光学装置等あるいは本開示の表示装置等における好ましい形態にあっては、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマーク、第２Ａのアライメントマーク、第１Ｂのアライメントマーク、第２Ｂのアライメントマークの形状が規定されており、あるいは又、これらのアライメントマークの配置が規定されている。それ故、簡素化された方法に基づき、確実に、且つ、容易に、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行うことができる。アライメント装置にあっては、ステージに載置され、第１のホログラム回折格子が配された導光板の端面から、導光板に光を入射させるための第１の光源（第１のアライメント用光源）、及び、第１のホログラム回折格子の上方において第２のホログラム回折格子を支持する支持体の端面から、支持体に光を入射させるための第２の光源（第２のアライメント用光源）を備えているので、アライメントマークを確実に、精確に、且つ、容易に検出することができる。
上記の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、第１のホログラム回折格子が導光板に配された状態で、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行い、第２のホログラム回折格子を導光板に配する形態とすることができる。そして、この場合、第１のホログラム回折格子が導光板に配された状態で、第２のホログラム回折格子に対する導光板の相対的な移動を行うことが好ましい。更には、これらの場合、第１のホログラム回折格子を導光板に貼り合わせた後、又は、形成した後、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行い、第２のホログラム回折格子を導光板に貼り合わせる形態とすることができるが、これに限定するものではない。
上記の各種の好ましい形態を含む第１の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、
第２のホログラム回折格子が支持体に支持された状態で、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う形態とすることができる。そして、この場合、
第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
導光板の端面から導光板に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、
支持体の端面から支持体に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出する構成とすることができる。
そして、更には、第１の態様に係る光学装置の組立方法における上記の構成にあっては、あるいは又、上記の各種の好ましい形態を含む第２の態様に係る光学装置の組立方法にあっては、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは有し、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは有する構成とすることができるし、あるいは又、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは配されており、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは配されている構成とすることができる。
第１の態様〜第２の態様に係る光学装置の組立方法におけるこのような第１の光源、あるいは又、アライメント装置における第１の光源からは、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークに入射した光が、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークによって回折反射され、導光板から出射角ｉoutで出射されるような光が出射され、第２の光源からは、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークに入射した光が、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークによって回折反射され、導光板から出射角ｉoutで出射されるような光が出射される形態とすることが好ましい。ここで、出射角ｉoutとして、０度を例示することができる。更には、このような状態が得られるように第１の光源から出射される光の波長、導光板への入射角を選択すればよいし、このような状態が得られるように第２の光源から出射される光の波長、支持体への入射角を選択すればよい。また、第１の光源から平行光は出射され、第２の光源から平行光は出射されることが好ましい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む第１の態様〜第２の態様に係る光学装置の組立方法、本開示の光学装置等、本開示の表示装置等にあっては、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークを第１の撮像装置によって撮像し、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークを第２の撮像装置によって撮像する形態とすることができる。撮像装置は、周知の構成、構造の撮像装置とすればよい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む第１の態様〜第２の態様に係る光学装置の組立方法、本開示の光学装置等、本開示の表示装置等において、第１Ａのアライメントマーク、第１Ｂのアライメントマーク、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは、導光板の端部側に配される形態とすることができる。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む第１の態様に係る光学装置の組立方法において、規定値の最大値は１００秒であることが好ましいが、これに限定するものではない。
また、ホログラム回折格子において、各アライメントマークは、干渉縞形成領域の光が出射される部分とは反対側の干渉縞形成領域の部分の外側に設けられている形態とすることができる。
第１の干渉縞の延びる方向の第１の干渉縞形成領域の外側に、第１の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが設けられているが、具体的には、第１の干渉縞形成領域のｘｚ平面への射影像に第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが含まれていてもよいし、第１の干渉縞形成領域よりも導光板の端部側に位置する第１のホログラム回折格子の部分（便宜上、『第１のホログラム回折格子の端部領域』と呼ぶ場合がある）のｘｚ平面への射影像に第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが含まれていてもよい。同様に、第２の干渉縞の延びる方向の第２の干渉縞形成領域の外側に、第２の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが設けられているが、具体的には、第２の干渉縞形成領域のｘｚ平面への射影像に第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが含まれていてもよいし、第２の干渉縞形成領域よりも導光板の端部側に位置する第２のホログラム回折格子の部分（便宜上、『第２のホログラム回折格子の端部領域』と呼ぶ場合がある）のｘｚ平面への射影像に第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが含まれていてもよい。
本開示の表示装置等にあっては、画像表示装置において画像を表示するための信号（光学装置において虚像を形成するための信号）を外部から受け取る形態とすることができる。このような形態にあっては、画像表示装置において表示する画像に関する情報やデータは、例えば、所謂クラウドコンピュータやサーバーに記録、保管、保存されており、表示装置が通信手段、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、表示装置と通信手段とを組み合わせることによって、クラウドコンピュータやサーバーと表示装置との間での各種情報やデータの授受、交換を行うことができるし、各種情報やデータに基づく信号、即ち、画像表示装置において画像を表示するための信号（光学装置において虚像を形成するための信号）を受け取ることができる。あるいは又、画像表示装置において画像を表示するための信号（光学装置において虚像を形成するための信号）は表示装置に記憶されている形態とすることができる。尚、画像表示装置において表示される画像には、各種情報や各種データが含まれる。あるいは又、表示装置は撮像装置を備えており、撮像装置によって撮像された画像を通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーに送出し、クラウドコンピュータやサーバーにおいて撮像装置によって撮像された画像に該当する各種情報やデータを検索し、検索された各種情報やデータを通信手段を介して表示装置に送出し、検索された各種情報やデータを画像表示装置において画像を表示してもよい。
撮像装置によって撮像された画像を通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーに送出する際、撮像装置によって撮像される画像を画像表示装置において表示し、光学装置において確認してもよい。具体的には、撮像装置によって撮像される空間領域の外縁を調光装置において枠状に表示する形態とすることができる。あるいは又、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域の遮光率を、撮像装置によって撮像される空間領域の外側に対応する調光装置の領域の遮光率よりも高くする形態とすることができる。このような形態にあっては、観察者には、撮像装置によって撮像される空間領域は、撮像装置によって撮像される空間領域の外側よりも暗く見える。あるいは又、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域の遮光率を、撮像装置によって撮像される空間領域の外側に対応する調光装置の領域の遮光率よりも低くする形態とすることもできる。このような形態にあっては、観察者には、撮像装置によって撮像される空間領域は、撮像装置によって撮像される空間領域の外側よりも明るく見える。そして、これによって、撮像装置が外部のどこを撮像するかを観察者は、容易に、且つ、確実に認識することができる。
撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域の位置を校正することが好ましい。具体的には、表示装置が、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、表示装置と携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータとを組み合わせることによって、携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータにおいて、撮像装置によって撮像された空間領域を表示することができる。そして、携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータにおいて表示された空間領域と、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域との間に差異が存在する場合、調光装置の遮光率（光透過率）を制御するための制御回路（携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータによって代用することもできる）を用いて、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域を移動・回転させ、あるいは、拡大／縮小することで、携帯電話機やスマートフォン、パーソナルコンピュータにおいて表示された空間領域と、撮像装置によって撮像される空間領域に対応する調光装置の領域との間の差異を無くせばよい。
以上に説明した種々の変形例を含む本開示の表示装置等は、例えば、電子メールの受信・表示、インターネット上の種々のサイトにおける各種情報等の表示、各種装置等の観察対象物の運転、操作、保守、分解時等における各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示；人物や物品等の観察対象物に関する各種説明や、記号、符号、印、標章、図案等の表示；動画や静止画の表示；映画等の字幕の表示；映像に同期した映像に関する説明文やクローズド・キャプションの表示；芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地（アミューズメントパーク）、美術館、観光地、行楽地、観光案内等における観察対象物に関する各種説明、その内容や進行状況、背景等を説明するための説明文等の表示に用いることができるし、クローズド・キャプションの表示に用いることができる。芝居や歌舞伎、能、狂言、オペラ、音楽会、バレー、各種演劇、遊園地（アミューズメントパーク）、美術館、観光地、行楽地、観光案内等にあっては、適切なタイミングで観察対象物に関連した画像としての文字を表示装置において表示すればよい。具体的には、例えば、映画等の進行状況に応じて、あるいは又、芝居等の進行状況に応じて、所定のスケジュール、時間配分に基づき、作業者の操作によって、あるいは、コンピュータ等の制御下、画像制御信号が表示装置に送出され、画像が表示装置にて表示される。また、各種装置、人物や物品等の観察対象物に関する各種説明の表示を行うが、撮像装置によって各種装置、人物や物品等の観察対象物を撮影（撮像）し、表示装置において撮影（撮像）内容を解析することで、予め作成しておいた各種装置、人物や物品等の観察対象物に関する各種説明の表示を表示装置にて行うことができる。
画像形成装置への画像信号には、画像信号（例えば、文字データ）だけでなく、例えば、表示すべき画像に関する輝度データ（輝度情報）、又は、色度データ（色度情報）、又は、輝度データ及び色度データを含めることができる。輝度データは、光学装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとすることができるし、色度データは、光学装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとすることができる。このように、画像に関する輝度データを含めることで、表示される画像の輝度（明るさ）の制御を行うことができるし、画像に関する色度データを含めることで、表示される画像の色度（色）の制御を行うことができるし、画像に関する輝度データ及び色度データを含めることで、表示される画像の輝度（明るさ）及び色度（色）の制御を行うことができる。画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度に対応した輝度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の輝度の値が高くなるほど、画像の輝度の値が高くなるように（即ち、画像がより明るく表示されるように）、輝度データの値を設定すればよい。また、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度に対応した色度データとする場合、画像表示装置を通して眺めた観察対象物を含む所定の領域の色度と、表示すべき画像の色度とが、おおよそ補色関係となるように色度データの値を設定すればよい。補色とは、色相環（color circle）で正反対に位置する関係の色の組み合わせ指す。赤色に対しての緑色、黄色に対しての紫色、青色に対しての橙色など、相補的な色のことでもある。或る色に別の色を適宜の割合で混合して、光の場合は白、物体の場合は黒というように、彩度低下を引き起こす色についても云うが、並列した際の視覚的効果の相補性と混合した際の相補性は異なる。余色、対照色、反対色ともいう。但し、反対色は補色が相対する色を直接に指示するのに対し、補色の指示する範囲はやや広い。補色同士の色の組み合わせは互いの色を引き立て合う相乗効果があり、これは補色調和といわれる。
本開示の表示装置等によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）を構成することができる。そして、これによって、表示装置の軽量化、小型化を図ることができるし、表示装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となり、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。本開示の表示装置等は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、光学装置に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、光学装置に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。
実施例１は、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る光学装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置に関する。実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図を図１に示し、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図を図２に示し、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図を図３に示し、実施例１の表示装置を側方から眺めた模式図を図４Ａに示し、画像表示装置を構成する導光板における光の伝播を模式的に図４Ｂに示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図５に示す。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１２の表示装置は、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）であり、
（イ）観察者２０の頭部に装着されるフレーム（例えば、眼鏡型のフレーム１０）、及び、
（ロ）フレーム１０に取り付けられた画像表示装置１００，２００，３００Ａ，３００Ｂ、
を備えている。そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１２における画像表示装置１００，２００，３００Ａ，３００Ｂは、
（Ａ）画像形成装置１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，２１１、１１１’，２１１’及び、
（Ｂ）画像形成装置１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，２１１，１１１’，２１１’から出射された光が入射され、出射される光学装置（導光手段）１２０，３２０、
を備えている。そして、更には、
（Ｃ）画像形成装置１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，２１１，１１１’，２１１’から出射された光を平行光とする光学系（平行光出射光学系）１１２，２５４、
を備えており、光学系１１２，２５４にて平行光とされた光束が光学装置１２０，３２０に入射され、出射される。実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１２の表示装置を、具体的には、２つの画像表示装置を備えた両眼型としたが、１つ備えた片眼型としてもよい。画像形成装置１１１，２１１，１１１’，２１１’は、例えば、単色（例えば、緑色）の画像を表示する。
画像表示装置１００，２００，３００Ａ，３００Ｂは、フレーム１０に、固定して取り付けられていてもよいし、着脱自在に取り付けられていてもよい。光学系１１２，２５４は、画像形成装置１１１，２１１，１１１’，２１１’と光学装置１２０，３２０との間に配置されている。そして、光学系１１２，２５４にて平行光とされた光束が、光学装置１２０，３２０に入射され、出射される。また、光学装置１２０，３２０は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者２０の両眼に対向する光学装置の部分（より具体的には、後述する導光板１２１，３２１及び第２偏向手段１４０，３４０）は、半透過（シースルー）である。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１２において、画像形成装置１１１，２１１，１１１’，２１１’の中心から出射され、光学系１１２，２５４の画像形成装置側節点を通過した光線（中心光線ＣＬ）の内、光学装置１２０，３２０に垂直に入射する中心入射光線が光学装置１２０，３２０に入射する点を光学装置中心点Ｏとし、光学装置中心点Ｏを通過し、光学装置１２０，３２０の軸線方向と平行な軸線をｙ軸、光学装置中心点Ｏを通過し、光学装置１２０，３２０の法線と一致する軸線をｚ軸とする。尚、第１偏向手段１３０，３３０の中心点が、光学装置中心点Ｏである。即ち、図４Ｂに示すように、画像表示装置１００，２００，３００Ａ，３００Ｂにおいて、画像形成装置１１１，２１１，１１１’，２１１’の中心から出射され、光学系１１２，２５４の画像形成装置側節点を通過した中心入射光線ＣＬは、導光板１２１，３２１に垂直に衝突する。云い換えれば、中心入射光線ＣＬは、導光板１２１，３２１へ、入射角０度で入射する。そして、この場合、表示される画像の中心は、導光板１２１，３２１の第２面１２３，３２３の垂線方向に一致する。
そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６における光学装置１２０は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板１２１、
（ｂ）導光板１２１に入射された光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段１３０、及び、
（ｃ）導光板１２１の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板１２１から出射させるために、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段１４０、
を備えている。ここで、第１偏向手段１３０は、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５から構成されており、第２偏向手段１４０は、第３のホログラム回折格子１４１から構成されている。これらのホログラム回折格子１３１，１３５，１４１は反射型体積ホログラム回折格子から成る。即ち、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０は、一種の半透過鏡として機能する。
第１のホログラム回折格子１３１は、内部に第１の干渉縞が形成されており、第２のホログラム回折格子１３５は、内部に第２の干渉縞が形成されており、第３のホログラム回折格子１４１は、内部に第３の干渉縞が形成されている。
そして、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2
の関係を満足する。ここで、
φ1：第１の干渉縞のスラント角
φ2：第２の干渉縞のスラント角
φ3：第３の干渉縞のスラント角
Ｐ1：第１の干渉縞のピッチ
Ｐ2：第２の干渉縞のピッチ
Ｐ3：第３の干渉縞のピッチ
である。
あるいは又、
λ2＜λ3＜λ1
の関係を満足する。そして、更には、
φ1≠φ2、及び、Ｐ1＝Ｐ2
を満足し、更には、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ2＝Ｐ3
を満足する。ここで、
λ1：導光板に入射され、第１のホログラム回折格子１３１によって偏向される光のピー
ク波長
λ2：導光板に入射され、第２のホログラム回折格子１３５によって偏向される光のピー
ク波長
λ3：第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５によって偏
向され、導光板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子１４１に
よって偏向される光のピーク波長
である。
また、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６の表示装置は、上記の実施例１の光学装置を備えている。
尚、ピーク波長λ1を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第２のホログラム回折格子１３５よりも第１のホログラム回折格子１３１によって（主に）回折され、ピーク波長λ2を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第１のホログラム回折格子１３１よりも第２のホログラム回折格子１３５によって（主に）回折される。
即ち、導光板１２１に入射する平行光の一部は、第１のホログラム回折格子１３１において回折反射が生じるブラッグ条件（波長、入射角、格子面のピッチ）を満たしている一方で、第２のホログラム回折格子１３５において回折反射が生じるブラッグ条件を満たしていない。また、導光板１２１に入射する平行光の他の一部は、第２のホログラム回折格子１３５において回折反射が生じるブラッグ条件（波長、入射角、格子面のピッチ）を満たしている一方で、第１のホログラム回折格子１３１において回折反射が生じるブラッグ条件を満たしていない。従って、導光板１２１に入射する平行光の一部は、第１のホログラム回折格子１３１において主に回折反射されるが、第２のホログラム回折格子１３５においては回折反射されず、第２のホログラム回折格子１３５を通過する。同様に、導光板１２１に入射する平行光の他の一部は、第２のホログラム回折格子１３５において主に回折反射が生じるブラッグ条件を満たしている一方で、第１のホログラム回折格子１３１において回折反射が生じるブラッグ条件を満たしていない。従って、導光板１２１に入射する平行光の他の一部は、第２のホログラム回折格子１３５において回折反射されるが、第１のホログラム回折格子１３１においては回折反射されず、第１のホログラム回折格子１３１を通過する。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例４、実施例６において、第１偏向手段１３０は導光板１２１の第１面１２２及び第２面１２３に配設されている。また、第３のホログラム回折格子１４１から成る第２偏向手段１４０は、導光板１２１の第１面１２２に配設されている。即ち、第１のホログラム回折格子１３１は導光板１２１の第２面１２３上に配され、第２のホログラム回折格子１３５は導光板１２１の第２面１２３に対向する第１面１２２上に配されている。そして、第１偏向手段１３０は、導光板１２１に入射された複数の平行光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された光の少なくとも一部を回折反射し、第２偏向手段１４０は、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折反射し、導光板１２１から平行光のまま第２面１２３から出射する。即ち、第１偏向手段１３０においては、導光板１２１に入射された平行光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射された複数の平行光が回折反射される。一方、第２偏向手段１４０においては、導光板１２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り回折反射され、導光板１２１から平行光の状態で、観察者２０の瞳２１に向かって出射される。第２偏向手段１４０の回折効率η3の値は、前述したとおり、第１偏向手段１３０の回折効率η1，η2の値よりも低い。具体的には、第２偏向手段１４０を構成する第３のホログラム回折格子１４１の厚さＴ3は、第１偏向手段１３０を構成する第１のホログラム回折格子１３１、第２のホログラム回折格子１３５の厚さＴ1，Ｔ2よりも薄い。
フォトポリマー材料から成る第１のホログラム回折格子１３１、第２のホログラム回折格子１３５、第３のホログラム回折格子１４１には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。ホログラム回折格子に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、ｙ軸に概ね平行である。上述したとおり、第２のホログラム回折格子１３５及び第３のホログラム回折格子１４１は導光板１２１の第１面１２２に配設（接着）されており、第１のホログラム回折格子１３１は導光板１２１の第２面１２３に配設（接着）されている。
ここで、
０．７度≦｜φ2−φ1｜≦４．７度
を満足している。あるいは又、
０ｎｍ＜｜λ3−λ1｜≦４０ｎｍ、及び、０ｎｍ＜｜λ2−λ3｜≦４０ｎｍ
を満足している。また、第１のホログラム回折格子１３１の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子１３５の回折効率をη2、第３のホログラム回折格子１４１の回折効率をη3としたとき、
η1／η3≧１．０、及び、η2／η3≧１．０
を満足し、好ましくは、
η3≦０．２５
を満足しており、第１のホログラム回折格子１３１の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子１３５の厚さをＴ2、第３のホログラム回折格子１４１の厚さをＴ3としたとき、
１．０μｍ≦Ｔ1，Ｔ2≦１０μｍ、及び、Ｔ1≧Ｔ3，Ｔ2≧Ｔ3
を満足し、好ましくは、Ｔ3の値は、
Ｔ3≦２．０μｍ
好ましくは、
Ｔ3≦１．６μｍ
を満足することがより望ましい。φ1，φ3，φ2，Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2，λ1，λ3，λ2、η1，η2，η3，Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3のそれぞれの値を、以下の表１のとおりとしたが、これらの値に限定するものではない。
［表１］
尚、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５によって偏向され、導光板１２１の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子１４１によって偏向される光のピーク波長をλ3としたとき、画像形成装置１１１，２１１は、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源１５３，２５１を備えている。
図５に、反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、スラント角（傾斜角）φを有する干渉縞が形成されている。ここで、スラント角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。図５中、「φ」はスラント角φ、「ψ」は入射角、「Θ」は干渉縞へ入射する角度の余角、「Ｐ」は格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、「Λ」は回折格子部材の表面における干渉縞のピッチを示す。反射型体積ホログラム回折格子に光が入射する角度及び反射型体積ホログラム回折格子において光が回折反射されて反射型体積ホログラム回折格子から出射される角度に変化がなく、しかも、スラント角φの値が増加する場合を想定すると、この場合、光路長は長くなる。従って、回折共鳴条件を満足する波長λの値は増加する。即ち、スラント角φの値が増加すると、波長λの値は増加する。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１２において、導光板１２１，３２１は、光学ガラスやプラスチック材料から成る。そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１２において、導光板１２１，３２１は、導光板１２１，３２１の内部全反射による光伝播方向（ｘ軸）と平行に延びる２つの平行面（第１面１２２，３２２及び第２面１２３，３２３）を有している。第１面１２２，３２２と第２面１２３，３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第２面１２３，３２３から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第２面１２３，３２３から出射される。但し、これに限定するものではなく、第２面１２３，３２３によって光入射面が構成され、第１面１２２，３２２によって光出射面が構成されていてもよい。
実施例１において、画像形成装置１１１は、第１の構成の画像形成装置であり、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する。具体的には、画像形成装置１１１は、反射型空間光変調装置１５０、及び、波長λ3の緑色の光を出射する発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る光源１５３を備えている。各画像形成装置１１１全体は、筐体１１３（図１では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体１１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介して光学系（平行光出射光学系，コリメート光学系）１１２から光が出射される。反射型空間光変調装置１５０は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳから成る液晶表示装置（ＬＣＤ）１５１、及び、光源１５３からの光の一部を反射して液晶表示装置１５１へと導き、且つ、液晶表示装置１５１によって反射された光の一部を通過させて光学系１１２へと導く偏光ビームスプリッター１５２から構成されている。液晶表示装置１５１は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル）を備えている。偏光ビームスプリッター１５２は、周知の構成、構造を有する。光源１５３から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する。偏光ビームスプリッター１５２において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、液晶表示装置１５１に入射し、液晶表示装置１５１の内部で反射され、液晶表示装置１５１から出射される。ここで、液晶表示装置１５１から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置１５１から出射され、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２を通過し、光学系１１２へと導かれる。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、光源１５３に戻される。光学系１１２は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、光学系１１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１１（より具体的には、液晶表示装置１５１）が配置されている。また、１画素は、緑色を出射する緑色発光画素から構成されている。
フレーム１０は、観察者２０の正面に配置されるフロント部１１と、フロント部１１の両端に蝶番１２を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１３と、各テンプル部１３の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）１４から成る。また、ノーズパッド１０’が取り付けられている。即ち、フレーム１０及びノーズパッド１０’の組立体は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。更には、各筐体１１３が、取付け部材１９によって、着脱自在に、テンプル部１３に取り付けられている。フレーム１０は、金属又はプラスチックから作製されている。尚、各筐体１１３は、取付け部材１９によってテンプル部１３に着脱できないように取り付けられていてもよい。また、眼鏡を所有し、装着している観察者に対しては、観察者の所有する眼鏡のフレームのテンプル部に、各筐体１１３を取付け部材１９によって着脱自在に取り付けてもよい。各筐体１１３を、テンプル部１３の外側に取り付けてもよいし、テンプル部１３の内側に取り付けてもよい。
更には、一方の画像形成装置１１１Ａから延びる配線（信号線や電源線等）１５が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路、制御手段）１８に接続されている。更には、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂはヘッドホン部１６を備えており、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから延びるヘッドホン部用配線１６’が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部からヘッドホン部１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１６’は、より具体的には、モダン部１４の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部１６やヘッドホン部用配線１６’が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした表示装置とすることができる。
配線（信号線や電源線等）１５は、制御装置（制御回路）１８に接続されている。制御装置１８には、例えば、画像情報記憶装置１８Ａが備えられている。そして、制御装置１８において画像表示のための処理がなされる。制御装置１８、画像情報記憶装置１８Ａは周知の回路から構成することができる。
また、フロント部１１の中央部分１１’には、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズ（これらは図示せず）とから構成された撮像装置１７が、適切な取付部材（図示せず）によって取り付けられている。撮像装置１７からの信号は、撮像装置１７から延びる配線（図示せず）を介して、例えば、画像形成装置１１１Ａに送出される。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６の光学装置あるいは表示装置にあっては、３つのホログラム回折格子１３１，１３５，１４１の有する干渉縞のスラント角φ1，φ2，φ3及びピッチＰ1，Ｐ2，Ｐ3の関係が規定されており、あるいは又、３つのホログラム回折格子１３１，１３５，１４１によって偏向される光のピーク波長λ1，λ2，λ3の関係が規定されている。
実施例１の表示装置における光学装置に入射する光と観察者が観察する画像の明るさとの関係を説明するための模式的な図を、図４０Ａ、図４０Ｂ及び図４０Ｃに示す。図４０Ａ、図４０Ｂ、図４０Ｃにおいて、光学装置１２０に入射する光の光スペクトルを曲線「Ａ」で示し、第１のホログラム回折格子１３１に基づく回折効率変化曲線を「Ｃ」で示し、第２のホログラム回折格子１３５に基づく回折効率変化曲線を「Ｂ」で示し、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５に基づく合成された回折効率変化曲線を「Ｄ」で示す。先に説明したとおり、観察者が眺める画像の明るさを明るくしようとした場合、ホログラム回折格子の厚さを厚くして、第１偏向手段全体の回折効率を高くする。第１偏向手段が１つのホログラム回折格子から構成されている場合には、第１偏向手段へ入射する光の波長に対する回折効率変化曲線Ｅ（図４３Ａ、図４３Ｂ、図４３Ｃ参照）が鋭いピークを有するようになる。しかしながら、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６の光学装置にあっては、第１偏向手段１３０が、上述したとおり、回折特性の異なる２つのホログラム回折格子１３１，１３５から構成されている。その結果、光学装置１２０に入射する光のピーク波長をλLS-0（＝λ3）としたとき、図１に示す光線ＬＢC、光線ＬＢL、光線ＬＢRのいずれもが、２つのホログラム回折格子１３１，１３５に基づく回折効率変化曲線Ｄの高効率部分で重なり合う（図４０Ａ、図４０Ｂ、図４０Ｃ参照）。尚、光線ＬＢC、光線ＬＢL、光線ＬＢRは、光学装置中心点Ｏを通過するｘｙ平面内に位置する。即ち、第１のホログラム回折格子１３１に基づく回折効率変化曲線Ｃにおけるピーク（あるいはその近傍）と、第２のホログラム回折格子１３５に基づく回折効率変化曲線Ｂにおけるピーク（あるいはその近傍）との間に、光学装置１２０に入射する光の光スペクトル（曲線「Ａ」参照）のピーク（あるいはその近傍）が位置すればよい。尚、図４０Ａ、図４０Ｂ、図４０Ｃにおいて、斜線を付した領域が、光学装置１２０に入射する光の観察者が眺める画像の明るさに寄与する部分である。そして、以上の結果として、観察者が眺める画像の明るさが、画像右側と画像中央と画像左側とで大きく変化することがないし、画像の明るさを出来る限り均一化することができる。
また、第１偏向手段１３０が２つのホログラム回折格子１３１，１３５から構成されている実施例１の光学装置における画角と重心波長の関係、及び、第１偏向手段が１つのホログラム回折格子から構成されている従来の光学装置（図４６参照）における画角と重心波長の関係を、図４１のグラフに示す。尚、図４１において、実線は実施例１の結果であり、点線（実線とほぼ重なっている）は従来例の結果である。図４１の横軸は画角であり、縦軸は重心波長である。尚、画角とは、図４６に示すように、光線ＬＢC（中心画角の光線）と観察者の瞳２１に入射する光線との成す水平面における角度を指す。図４１から、第１偏向手段が、２つのホログラム回折格子から構成されていても、１つのホログラム回折格子から構成されていても、重心波長に差異は認められない。即ち、第１偏向手段が、２つのホログラム回折格子から構成されていても、１つのホログラム回折格子から構成されていても、得られる画像の色に差異は殆ど無いことが判る。
実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例６の光学装置、表示装置において、光源１５３，２５１を第１の光源と第２の光源の２つの光源から構成し、第１の光源からの光の強度及び第２の光源からの光の強度を制御することで、第１偏向手段１３０に入射する光の合成光スペクトルを制御してもよい。そして、この場合、２つの光源から出射される光の合成光スペクトルにおけるピーク波長はλ3であることが好ましい。
実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置２００の概念図を図６に示すように、実施例２において、画像形成装置２１１は、第２の構成の画像形成装置から構成されている。即ち、光源２５１、及び、光源２５１から出射された平行光を走査する走査手段２５３を備えている。より具体的には、画像形成装置２１１は、
（イ）光源２５１、
（ロ）光源２５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系２５２、
（ハ）コリメート光学系２５２から出射された平行光を走査する走査手段２５３、及び、
（ニ）走査手段２５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系２５４、
から構成されている。尚、画像形成装置２１１全体が筐体２１３（図６では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体２１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系２５４から光が出射される。そして、各筐体２１３が、取付け部材１９によって、着脱自在に、テンプル部１３に取り付けられている。
発光ダイオード（ＬＥＤ）から成る光源２５１から出射された波長λ3の緑色の光は、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系２５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー２５６で反射され、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳから成る走査手段２５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素（画素数は、例えば、実施例１と同じとすることができる）が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系（平行光出射光学系）２５４を通過し、平行光とされた光束が光学装置１２０に入射する。
リレー光学系２５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される光学装置１２０は、実施例１にて説明した光学装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実施例２の表示装置も、上述したとおり、画像形成装置２１１が異なる点を除き、実質的に、実施例１の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
実施例３は、実施例１〜実施例２の変形である。実施例３の頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図７に示し、実施例３の頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図８に示す。また、実施例３の頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図９に示し、実施例３の頭部装着型ディスプレイを観察者２０の頭部に装着した状態を上方から眺めた図を図１０に示す。尚、図１０においては、便宜上、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略している。また、以下の説明においては、画像表示装置を画像表示装置１００で代表して説明しているが、画像表示装置２００を適用することができることは云うまでもない。
実施例３の頭部装着型ディスプレイは、２つの画像表示装置１００を結合する結合部材３０を更に有している。結合部材３０は、観察者２０の２つの瞳２１の間に位置するフレーム１０の中央部分１０Ｃの観察者に面する側に（即ち、観察者２０とフレーム１０との間に）、例えば、ビス（図示せず）を用いて取り付けられている。更には、結合部材３０の射影像は、フレーム１０の射影像内に含まれる。即ち、観察者２０の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材３０はフレーム１０によって隠されており、結合部材３０は視認されない。また、結合部材３０によって２つの画像表示装置１００が結合されているが、具体的には、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂのそれぞれが筐体１１３に格納され、結合部材３０の各端部に、筐体１１３が取付け状態調整可能に取り付けられている。そして、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂは、観察者２０の瞳２１よりも外側に位置している。具体的には、一方の画像形成装置１１１Ａの取付部中心１１１ＡCとフレーム１０の一端部（一方の智）１０Ａとの間の距離をα、結合部材３０の中心３０Cからフレーム１０の一端部（一方の智）１０Ａまでの距離をβ、他方の画像形成装置１１１Ｂの取付部中心１１１ＢCとフレーム１０の一端部（一方の智）１０Ａとの間の距離をγ、フレーム１０の長さをＬとしたとき、
α＝０．１×Ｌ
β＝０．５×Ｌ
γ＝０．９×Ｌ
である。
結合部材３０の各端部への画像形成装置（具体的には、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂ）の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔（図示せず）を設け、貫通孔に対応したタップ付きの孔部（螺合部。図示せず）を画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂに設け、各貫通孔にビス（図示せず）を通し、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂに設けられた孔部に螺合させる。ビスと孔部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像形成装置の取付け状態（結合部材に対する画像形成装置の傾き）を調整することができる。取付け後、蓋（図示せず）によってビスを隠す。尚、図８及び図１２において、結合部材３０，４０を明示するために、結合部材３０，４０に斜線を付した。結合部材３０は、観察者２０の２つの瞳２１の間に位置するフレーム１０の中央部分１０Ｃ（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）に取り付けられている。そして、結合部材３０の観察者２０に面する側にノーズパッド１０’が取り付けられている。尚、図９及び図１３においては、ノーズパッド１０’の図示を省略している。フレーム１０及び結合部材３０は金属又はプラスチックから作製されており、結合部材３０の形状は湾曲した棒状である。
このように、実施例３の頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）にあっては、結合部材３０が２つの画像表示装置１００を結合しており、この結合部材３０は、観察者２０の２つの瞳２１の間に位置するフレーム１０の中央部分１０Ｃに取り付けられている。即ち、各画像表示装置１００は、フレーム１０に、直接、取り付けられた構造とはなっていない。従って、観察者２０がフレーム１０を頭部に装着したとき、テンプル部１３が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレーム１０が変形したとしても、このようなフレーム１０の変形によって、画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂの変位（位置変化）が生じないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレーム１０のフロント部１１の剛性を高める必要がないので、フレーム１０の重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置１００は、眼鏡型のフレーム１０に、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレーム１０のデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレーム１０のデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材３０はフレーム１０に隠れている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
実施例４は、実施例３の変形である。実施例４の頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図１１に示し、実施例４の頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図１２に示す。また、実施例４の頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図１３に示す。
実施例４の頭部装着型ディスプレイにあっては、棒状の結合部材４０が、実施例３と異なり、２つの画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂを結合する代わりに、２つの光学装置１２０を結合している。尚、２つの光学装置１２０を一体的に作製し、係る一体的に作製された光学装置１２０に結合部材４０が取り付けられている形態とすることもできる。
ここで、実施例４の頭部装着型ディスプレイにあっても、結合部材４０は、観察者２０の２つの瞳２１の間に位置するフレーム１０の中央部分１０Ｃに、例えば、ビスを用いて取り付けられており、各画像形成装置１１１は、観察者２０の瞳２１よりも外側に位置している。尚、各画像形成装置１１１は、光学装置１２０の端部に取り付けられている。結合部材４０の中心４０Cからフレーム１０の一端部までの距離をβ、フレーム１０の長さをＬとしたとき、β＝０．５×Ｌを満足している。尚、実施例４におけるα’の値、γ’の値は、実施例３のαの値、γの値と同じ値である。
実施例４にあっては、フレーム１０、各画像表示装置は、実施例３において説明したフレーム１０、画像表示装置と同じ構成、構造を有する。それ故、これらの詳細な説明は省略する。また、実施例４の頭部装着型ディスプレイも、以上の相違点を除き、実質的に、実施例３の頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
実施例５は、実施例１〜実施例４の変形である。実施例５の表示装置における画像表示装置の概念図を図１４に示す。実施例５の表示装置は、図１に示した実施例１の表示装置の第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５の配置位置を逆にした構成である。本発明者の実験によれば、このような構成は、ホログラム回折格子を厚膜化した場合の解像度の低下を抑制することができる。実施例５にあっては、φ1，φ2，φ3，Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2，λ1，λ3，λ2、η1，η2，η3，Ｔ1，Ｔ2，Ｔ3のそれぞれの値を、表１のとおりとしたが、これらの値に限定するものではない。実施例１と実施例５との相違点を、実施例５の欄に色を付けて示す。実施例５では、第１のホログラム回折格子１３１の膜厚Ｔ1及び第２のホログラム回折格子１３５の膜厚Ｔ2を実施例１よりも厚くしている。また、これに伴い、第１のホログラム回折格子１３１の回折効率η1及び第２のホログラム回折格子１３５の回折効率η2が高くなっている。また、実施例５では、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５をいずれもフォトポリマー材料から作製し、η1＞η2としている。ここで、フォトポリマー材料から作製するホログラム回折格子にあっては、一般に、短波長ほど回折効率が低下する傾向がある。従って、第１のホログラム回折格子よりも光のピーク波長が短い第２のホログラム回折格子を、より回折効率の低いホログラム回折格子から構成することで、ホログラム回折格子の作製が容易になる。
また、参考例５Ａ、参考例５Ｂにおけるφ1等の諸元の値を表１に示す。参考例５Ａは、図１に示した構成に対応し、実施例５とは第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５の配置位置を逆にした構成である。実施例５と参考例５Ａの相違する点を、参考例５Ａの欄に色を付けて示す。また、参考例５Ｂも図１に示した構成に対応するが、参考例５Ａとは第１のホログラム回折格子１３１の膜厚Ｔ1及び第２のホログラム回折格子１３５の膜厚Ｔ2が薄くなっている点、及び、第１のホログラム回折格子１３１の回折効率η1及び第２のホログラム回折格子１３５の回折効率η2が低くなっている点が異なっている。参考例５Ａと参考例５Ｂとの相違点を、参考例５Ｂの欄に色を付けて示す。
実施例５、参考例５Ａ、参考例５Ｂにおける光学装置の解像度をＭＴＦに基づき評価した。ここで、ＭＴＦとは、コントラスト再現比による性能評価方法であり、特定の空間周波数でのＭＴＦが解像度に相当し、値が大きいほど高解像度であることを示す。水平方向に関しては、図１に示す光線ＬＢC、光線ＬＢL、光線ＬＢR（光学装置中心点Ｏを通過するｘｙ平面内に位置する）においてＭＴＦの測定を行った。また、垂直方向に関しては、図１の光線ＬＢCにおけるｙ軸方向プラス側に相当する上端側、ｙ軸ゼロ点に相当する中央部、ｙ軸マイナス側に相当する下端側において、ＭＴＦの測定を行った。その結果を、以下の表２に示す。また、表２には、参考例５Ｂの光学装置から出力された観察画像の輝度を１．０としたときの実施例５、参考例５Ａの輝度の値も示した。
［表２］
実施例５ 参考例５Ａ 参考例５Ｂ
光線ＬＢL ３５ ３３ ４５
光線ＬＢC ５０ ４５ ５２
光線ＬＢR ５２ ４７ ５３
上端側 ７５ ６６ ７９
中央部 ７０ ６５ ７５
下端側 ７４ ６７ ７８
輝度 １．２ １．２ １．０
実施例５と参考例５Ａとを比較すると、同じ輝度であるが、ＭＴＦ値が約１０％改善されている。その理由は、以下のとおりと推定している。即ち、第１偏向手段１３０中のホログラム回折格子のうち、第１面１２２側のホログラム回折格子で回折される光はホログラム回折格子の表面に到達せず、表面での反射が発生しないのに対して、第２面１２３側のホログラム回折格子で回折される光はホログラム回折格子の表面（便宜上、『対向表面』と呼ぶ）で反射が発生する。そして、ガラス表面に比べてホログラム回折格子の表面は平坦性が低いため、第２面１２３側のホログラム回折格子の対向表面での光の反射に起因して、ＭＴＦ値が低下する。然るに、η1＞η2とすることで、全光量に対する第２のホログラム回折格子１３５の回折の寄与分は、全光量に対する第１のホログラム回折格子１３１の回折の寄与分よりも小さくなる。そして、ホログラム回折格子の表面での光の反射が発生し得る第２のホログラム回折格子１３５の全光量に対する回折の寄与分が小さいが故に、ＭＴＦ値が改善される。
また、参考例５Ａと参考例５Ｂとを比較すると、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５の厚さＴ1，Ｔ2を３．０μｍから４．０μｍに厚膜化することで、輝度が１．２倍になる。しかし、ホログラム回折格子の膜厚を厚くすると、表２から判るように、解像度が低下する傾向にある。この対策として、実施例５のように、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５の配置位置を逆にすることが有効である。
本発明者の実験によれば、Ｔ2の値が３．０μｍを超える場合、図１に示した構成に対して、図１４に示した構成の方が、ＭＴＦ改善効果が高い。この理由は、ホログラム回折格子の膜厚が３．０μｍを超えると、ホログラム回折格子の表面平坦性が低下し易いためであるからと推定している。
更には、第３のホログラム回折格子１４１の膜厚は、好ましくは２．０μｍ以下、更に好ましくは１．６μｍ以下である。２．０μｍを超えると、光線ＬＢCにおける輝度に対する光線ＬＢL及び光線ＬＢRにおける輝度の低下が大きくなり、バランスが悪くなる。また、膜厚を１．６μｍ以下とすることで解像度を高く保つことができる。各種の試験によれば、第３のホログラム回折格子１４１の膜厚を１．０μｍから１．４μｍにした場合、回折効率は約１．１倍となる一方で、ＭＴＦ値はほぼ変化しなかった。然るに、膜厚を１．４μｍから１．７μｍとした場合、回折効率は約１．１倍となる一方で、ＭＴＦ値は約１０％低下した。この理由は、薄いホログラム回折格子と厚いホログラム回折格子のＭＴＦ値の理論的な境界値が１．６μｍ付近にあるため、あるいは又、１．６μｍといった膜厚を超えるとホログラム回折格子の表面平坦性が低下し易いためと推定される。
Ｔ1＞Ｔ2とすることでも、η1＞η2を達成することができ、以上に説明したと同様の現象の確認、効果の確認をすることができた。
尚、参考例５Ａ及び参考例５Ｂ、あるいは、後述する参考例６Ａ〜参考例６Ｆも、本開示の光学装置に含まれ、これらの特性は、実用上、何ら問題がないことは云うまでもない。
実施例６は、実施例１〜実施例５の変形である。導光板１２１を導光された光が、第２偏向手段１４０と衝突し、３回、光取り出しが生じる場合を想定する。このように、複数回の光取り出しを生じさせることで、子供から大人まで、即ち、眼幅が小さい観察者から大きい観察者まで、画像を観察できる。例えば、第２偏向手段の回折効率が２０％の場合、１００％（＝Ｉ0）の光の内、観察者の瞳に、
１回目の光取り出し割合：２０％（＝Ｉ1＝Ｉ0×０．２）
２回目の光取り出し割合：１６％（＝Ｉ2＝｛Ｉ0−Ｉ1｝×０．２｝
３回目の光取り出し割合：１３％（＝Ｉ3＝｛Ｉ0−Ｉ1−Ｉ2｝×０．２｝
の光が到達し、光の伝搬方向に向かって画像が暗くなる。また、第２偏向手段の回折効率が１５％の場合、以下のとおりである。
１回目の光取り出し割合：１５％（＝Ｉ1＝Ｉ0×０．１５）
２回目の光取り出し割合：１３％（＝Ｉ2＝｛Ｉ0−Ｉ1｝×０．１５｝
３回目の光取り出し割合：１１％（＝Ｉ3＝｛Ｉ0−Ｉ1−Ｉ2｝×０．１５｝
通常、画像を観察できる範囲を広くするため、第２偏向手段１４０の回折効率を低く設計する。しかしながら、上述したとおり、第１偏向手段１３０から遠い第２偏向手段１４０の領域ほど、画像の明るさが暗くなる。画像の明るさを明るくするためには、光源を明るくする必要があり、表示装置全体の消費電力の増加を招く。
図１５に、ホログラム回折格子の回折効率と半値幅の膜厚依存の関係を示す。尚、屈折率変調度の値Δｎを０．０４５としている。ホログラム回折格子の厚さを０．２μｍ厚くすることで、約５％の回折効率を増加を図ることができることが判る。
実施例６においても、第２のホログラム回折格子１３５及び第３のホログラム回折格子１４１は導光板１２１の第１面１２２に配設（接着）されており、第１のホログラム回折格子１３１は導光板１２１の第２面１２３に配設（接着）されている。そして、第３のホログラム回折格子１４１において、第１偏向手段１３０に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段１３０に遠い所に位置する領域の方が、高い回折効率を有する。あるいは又、第３のホログラム回折格子１４１において、第１偏向手段１３０に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段１３０に遠い所に位置する領域の方が、厚さが厚い。具体的には、第３のホログラム回折格子の厚さの変化を、階段状とした。このような構成とすることで、導光板１２１の軸線方向に沿って観察者が観察する画像の更に一層の均質化を図ることができる。
より具体的には、第３のホログラム回折格子１４１は、第１偏向手段１３０に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａ、及び、第１偏向手段１３０から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂから構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａの回折効率をη3A、第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂの回折効率をη3Bとしたとき、
η3B＞η3A
を満足する。あるいは又、
第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａの厚さをＴ3A、第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂの厚さをＴ3Bとしたとき、
Ｔ3B＞Ｔ3A
を満足する。
そして、第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａ及び第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂは導光板１２１の第１面１２２に配置されている構成とすることができるし（図１６Ａ参照）、あるいは又、第２面１２３に配置されている構成とすることができるし（図１６Ｂ参照）、あるいは又、第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａは導光板１２１の第２面１２３に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂは導光板１２１の第１面１２２に配置されている構成とすることができるし（図１６Ｃ参照）、あるいは又、第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａは導光板１２１の第１面１２２に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂは導光板１２１の第２面１２３に配置されている構成とすることができる（図１６Ｄ参照）。但し、第３のホログラム回折格子１４１は、２つのホログラム回折格子１４１Ａ，１４１Ｂから構成することに限定されるものではなく、３つ以上のホログラム回折格子から構成することもできる。第３のホログラム回折格子を２以上のホログラム回折格子から構成し、一方のホログラム回折格子（あるいは一方のホログラム回折格子群）を導光板１２１の第１面１２２に配置し、他方のホログラム回折格子（あるいは他方のホログラム回折格子群）を導光板１２１の第２面１２３に配置する場合、一方のホログラム回折格子（あるいは一方のホログラム回折格子群）の導光板１２１への正射影像と、他方のホログラム回折格子（あるいは他方のホログラム回折格子群）の導光板１２１への正射影像とは、これらの正射影像が隙間の無い状態であってもよいし（図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１６Ｄ参照）、これらの正射影像が相互に対向する境界部で重なっていてもよい（図１６Ｅ、図１６Ｆ参照）。また、これらの場合、第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａのスラント角と第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂのスラント角とは同じであることが望ましい。尚、これらの図１６Ａ〜図１６Ｆにおいては、ホログラム回折格子の厚さを強調して図示しているし、図１６Ｅ及び図１６Ｆにおいては、正射影像が相互に対向する境界部で重なっている状態を強調して図示している。
実施例６Ａ〜実施例６Ｆにおける回折効率と光取り出し割合、参考例６Ａ〜参考例６Ｆにおける回折効率と光取り出し割合を表３Ａ、表３Ｂに示すが、実施例６にあっては、導光板１２１の軸線方向に沿って観察者が観察する画像の更に一層の均質化を図ることができることが判る。尚、表３Ａ、表３Ｂにおいて、「η」は回折効率を示し、「Ｉ」は光取り出し割合を示す。
［表３Ａ］
［表３Ｂ］
実施例７は、本開示の第３の態様に係る表示装置に関する。実施例７の表示装置における画像表示装置の概念図を図１７（実施例１の表示装置における画像表示装置の変形）、あるいは、図１８（実施例２の表示装置における画像表示装置の変形）に示す。実施例７の光学装置が、実施例１〜実施例６の光学装置と異なる点は、第１偏向手段が１つのホログラム回折格子（第１のホログラム回折格子）から構成されている点、画像形成装置が、ピーク波長λLS-1を有する第１の光源、及び、ピーク波長λLS-2を有する第２の光源を備えている点にある。
即ち、実施例７の表示装置において、光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板３２１、
（ｂ）導光板３２１に入射された光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段３３０、及び、
（ｃ）導光板３２１の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板３２１から出射させるために、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段３４０、
を備えており、
画像形成装置１１１’，２１１’は、ピーク波長λLS-1を有する第１の光源（例えば、緑色発光のＬＥＤから成る）、及び、ピーク波長λLS-2を有する第２の光源（例えば、第１の光源と同色あるいは同系統の緑色発光のＬＥＤから成る）を備えており、画像形成装置１１１’，２１１’は、第１の光源からの光及び第２の光源からの光に基づき画像を形成する。尚、図１７、図１８において、第１の光源からの光及び第２の光源を１つの光源１５３’，２５１’で図示しているが、第１の光源及び第２の光源を別々に配置してもよい。即ち、第１の光源及び第２の光源の配置は、本質的に任意である。
ここで、
０ｎｍ＜｜λLS-2−λLS-1｜≦６０ｎｍ
を満足しており、具体的には、
λLS-1＝５４０ｎｍ
λLS-2＝５１０ｎｍ
である。そして、画像表示装置３００Ａ，３００Ｂは、第１の光源からの光の強度及び第２の光源からの光の強度を制御（具体的には、独立して制御）する。
第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０は、第１のホログラム回折格子３３１及び第２のホログラム回折格子３４１から構成されており、これらのホログラム回折格子３３１，３４１は、具体的には、反射型体積ホログラム回折格子から構成されている。第１のホログラム回折格子３３１に形成された干渉縞のスラント角、ピッチを、φ1’，Ｐ1’とし、第２のホログラム回折格子３４１に形成された干渉縞のスラント角、ピッチを、φ2’，Ｐ2’とし、第１偏向手段３３０によって偏向され、導光板３２１の内部を全反射により伝播し、第２偏向手段３４０によって偏向される光のピーク波長をλ’とする。この場合、
φ1’＝φ2’、及び、Ｐ1’＝Ｐ2’
である。また、
λLS-2＜λ’＜λLS-1
である。更には、第１のホログラム回折格子３３１の回折効率をη1’、第２のホログラム回折格子３４１の回折効率をη2’としたとき、
η1’≧η2’
好ましくは、
η1’＞η2’
であるし、第１のホログラム回折格子３３１の厚さをＴ1’、第２のホログラム回折格子３４１の厚さをＴ2’としたとき、
Ｔ1’≧Ｔ2’
好ましくは、
Ｔ1’＞Ｔ2’
である。φ1’＝φ2’，Ｐ1’＝Ｐ2’，λ’，λLS-1，λLS-2，η1’，η2’，Ｔ1’，Ｔ2’のそれぞれの値を、以下の表４のとおりとしたが、これらの値に限定するものではない。
［表４］
φ1’＝φ2’＝３３．０度
Ｐ1’＝Ｐ2’＝０．３３０μｍ
η1’＝０．６０
η2’＝０．１５
Ｔ1’＝３．０μｍ
Ｔ2’＝１．０μｍ
λLS-1＝５４０ｎｍ
λLS-2＝５１０ｎｍ
λ’ ＝５２０ｎｍ
以上の点を除き、実施例７の光学装置、表示装置の構成、構造は、実施例１〜実施例６において説明した光学装置、表示装置の構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
実施例７の画像表示装置３００Ａ，３００Ｂにおいて、画像形成装置１１１’，２１１’は２つの光源を備えており、これらの光源からの光に基づき画像を形成する。実施例７の表示装置における光学装置に入射する光と観察者が観察する画像の明るさとの関係を説明するための模式的な図を、図４２Ａ、図４２Ｂ及び図４２Ｃに示す。ここで、図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃにおいて、曲線「ｃ」は、ピーク波長をλLS-1を有する第１の光源から出射される光の光スペクトルを示し、ピーク波長をλLS-2を有する曲線「ｂ」は、第２の光源から出射される光の光スペクトルを示し、曲線「ｄ」は、第１の光源及び第２の光源から出射される光の合成光スペクトルを示す。そして、実施例７の画像表示装置３００Ａ，３００Ｂにあっては、図１７、図１８に示す光線ＬＢC、光線ＬＢR、光線ＬＢLのいずれにおいても、第１のホログラム回折格子１３１に基づく回折効率変化曲線「ａ」のピークは、合成光スペクトルｄの高光強度部分と重なり合う（図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃ参照）。即ち、第１の光源から出射される光の光スペクトル曲線ｃにおけるピーク（あるいはその近傍）と、第２の光源から出射される光の光スペクトル曲線ｂにおけるピーク（あるいはその近傍）との間に、第１のホログラム回折格子１３１に基づく回折効率変化曲線（曲線「ａ」参照）のピーク（あるいはその近傍）が位置すればよい。尚、図４２Ａ、図４２Ｂ、図４２Ｃにおいて、斜線を付した領域が、光学装置３２０に入射する光の観察者が眺める画像の明るさに寄与する部分である。そして、以上の結果として、観察者が眺める画像の明るさが、画像右側と画像中央と画像左側とで大きく変化することがないし、画像の明るさを出来る限り均一化することができる。
実施例８は、実施例１〜実施例７の変形である。画像表示装置の概念図を図１９に示し、表示装置を上方から眺めた模式図を図２０に示し、側方から眺めた模式図を図２１に示すように、実施例８の表示装置にあっては、第１偏向手段１３０、第１のホログラム回折格子１３１、第２のホログラム回折格子１３５（以下、これらを総称して、『第１偏向手段１３０等』と呼ぶ）を覆うように、導光板１２１の第１面１２２の外側に遮光部材４０１が配置されており、あるいは又、設けられている。ここで、導光板１２１への第１偏向手段１３０等の正射影像は、導光板１２１への遮光部材４０１の正射影像に含まれる。尚、以下の実施例８〜実施例１１の説明においては、専ら、実施例１において説明した光学装置、表示装置に基づき説明を行うが、実施例８を他の実施例に適用することができることは云うまでもない。
具体的には、例えば、画像形成装置１１１から出射された光が入射される光学装置１２０の領域、具体的には、第１偏向手段１３０等が設けられた領域に、光学装置１２０への外光の入射を遮光する遮光部材４０１が配されている。ここで、遮光部材４０１の光学装置１２０への射影像内に、画像形成装置１１１から出射された光が入射される光学装置１２０の領域が含まれる。遮光部材４０１は、光学装置１２０の画像形成装置１１１が配された側とは反対側に、光学装置１２０と離間して配されている。遮光部材４０１は、例えば、不透明なプラスチック材料から作製されており、遮光部材４０１は、画像形成装置１１１の筐体１１３から一体に延び、あるいは又、画像形成装置１１１の筐体１１３に取り付けられ、あるいは又、フレーム１０から一体に延び、あるいは又、フレーム１０に取り付けられ、あるいは又、光学装置１２０に取り付けられている。尚、図示した例では、遮光部材４０１は、画像形成装置１１１の筐体１１３から一体に延びている。このように、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置１２０の領域には、光学装置１２０への外光の入射を遮光する遮光部材４０１が配されているので、画像形成装置１１１から出射された光が入射される光学装置１２０の領域、具体的には、第１偏向手段１３０等には外光が入射しないので、不所望の迷光等が発生し、表示装置における画像表示品質の低下を招くことが無い。
あるいは又、図２２に示すように、遮光部材４０２は、画像形成装置１１１が配された側とは反対側の光学装置１２０の部分に配されている。具体的には、不透明なインクを、光学装置１２０（具体的には、導光板１２１の第１面１２２を覆う透明保護部材１２５）に印刷することで、遮光部材４０２を形成することができる。導光板１２１の外縁部と透明保護部材１２５の外縁部とは、封止部材１２６によって封止され、あるいは、接着されている。尚、遮光部材４０１との遮光部材４０２とを組み合わせることもできる。
実施例９は、実施例１〜実施例８の変形である。実施例９の画像表示装置の概念図を図２３に示し、実施例９の表示装置を上方から眺めた模式図を図２４に示し、側方から眺めた模式図を図２５Ａに示す。また、光学装置及び調光装置の模式的な正面図を図２５Ｂに示し、調光装置の模式的な断面図を図２６Ａに示し、調光装置の模式的な平面図を図２６Ｂに示す。
実施例９にあっては、導光板１２１の第１面側に調光装置５００が配されている。調光装置５００は、外部から入射する外光の光量を調整する。そして、光学装置１２０の虚像形成領域は調光装置５００と重なっており、画像形成装置１１１から出射される光に基づき虚像形成領域の一部分において虚像が形成されるとき、調光装置５００への虚像の投影像が含まれる調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率が、調光装置５００の他の領域５１２の遮光率よりも高くなるように、調光装置５００が制御される。尚、調光装置５００において虚像投影領域５１１の位置は固定されたものでなく、虚像の形成位置に依存して変化し、また、虚像投影領域５１１の数も、虚像の数（あるいは一連の虚像群の数、ブロック化された虚像群の数等）に依存して変化する。
調光装置５００の動作時、調光装置５００の他の領域５１２の遮光率は、調光装置５００への虚像の投影像が含まれる調光装置５００の虚像投影領域の遮光率を「１」としたとき、例えば、０．９５以下である。あるいは又、調光装置５００の他の領域の遮光率は、例えば、３０％以下である。一方、調光装置５００の動作時、調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率は、３５％乃至９９％、例えば、８０％とされる。このように、虚像投影領域５１１の遮光率は、一定であってもよいし、後述するように、表示装置の置かれた環境の照度に依存して変化させてもよい。
実施例９あるいは後述する実施例１０〜実施例１１において、光学装置１２０の画像形成装置１１１が配された側とは反対側には、外部から入射する外光の光量を調整する一種の光シャッタである調光装置５００が配設されている。即ち、調光装置５００は、観察者２０とは反対側の光学装置１２０の領域に配置されている。このように、観察者側から、光学装置１２０、調光装置５００の順に配されているが、調光装置５００、光学装置１２０の順に配してもよい。そして、透明保護部材１２５は、調光装置５００の第１基板５０１を兼ねており、これによって、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。また、第２基板５０３を透明保護部材１２５よりも薄くすることができる。実施例１０〜実施例１１においても同様とすることができる。但し、これに限定するものではなく、透明保護部材１２５と調光装置５００の第１基板５０１とを、別の部材から構成することもできる。調光装置５００の大きさは、導光板１２１と同じであってもよいし、大きくてもよいし、小さくてもよい。要は、調光装置５００の射影像内に虚像形成領域（第２偏向手段１４０、第３のホログラム回折格子１４１、第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａ、第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂであり、以下、これらを総称して、『第２偏向手段１４０等』と呼ぶ）が位置すればよい。調光装置５００にコネクタ（図示せず）を取り付け、調光装置５００の遮光率を制御するための制御回路（具体的には、制御装置１８）にこのコネクタ及び配線を介して調光装置５００を電気的に接続する。
実施例９あるいは後述する実施例１０〜実施例１１において、調光装置５００は、模式的な断面図を図２６Ａに示し、模式的な平面図を図２６Ｂに示すように、
第１基板５０１、
第１基板５０１と対向する第２基板５０３、
第２基板５０３と対向する第１基板５０１の対向面に設けられた第１透明電極５０２、
第１基板５０１と対向する第２基板５０３の対向面に設けられた第２透明電極５０４、及び、
第１透明電極５０２と第２透明電極５０４とによって挟まれた調光層５０５、
から成る。そして、
第１透明電極５０２は、第１の方向に延びる複数の帯状の第１透明電極セグメント５０２Ａから構成されており、
第２透明電極５０４は、第１の方向とは異なる第２の方向に延びる複数の帯状の第２透明電極セグメント５０４Ａから構成されており、
第１透明電極セグメント５０２Ａと第２透明電極セグメント５０４Ａの重複領域（調光装置の遮光率が変化する最小単位領域５０８）に対応する調光装置の部分の遮光率の制御は、第１透明電極セグメント５０２Ａ及び第２透明電極セグメント５０４Ａに印加する電圧の制御に基づき行われる。即ち、遮光率の制御を単純マトリクス方式に基づき行われる。第１の方向と第２の方向とは直交しており、具体的には、第１の方向は横方向（ｘ軸方向）に延び、第２の方向は縦方向（ｙ軸方向）に延びる。
第２基板５０３はプラスチック材料から成る。また、第１透明電極５０２及び第２透明電極５０４は、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ）から構成された透明電極から成り、スパッタリング法といったＰＶＤ法とリフトオフ法との組合せに基づき形成されている。第２透明電極５０４と第２基板５０３の間には、ＳｉＮ層、ＳｉＯ2層、Ａｌ2Ｏ3層、ＴｉＯ2層あるいはこれらの積層膜から成る保護層５０６が形成されている。保護層５０６を形成することで、イオンの行き来を阻止するイオン遮断性、防水性、防湿性及び耐傷性を調光装置５００に付与することができる。また、透明保護部材１２５（第１基板５０１）と第２基板５０３とは、外縁部において、紫外線硬化型エポキシ樹脂や、紫外線と熱とによって硬化するエポキシ樹脂といった紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂から成る封止材５０７によって封止されている。第１透明電極５０２及び第２透明電極５０４は、図示しないコネクタ、配線を介して制御装置１８に接続されている。
調光装置５００の遮光率（光透過率）は、第１透明電極５０２及び第２透明電極５０４に印加する電圧によって制御することができる。具体的には、例えば、第１透明電極５０２を接地した状態で、第２透明電極５０４に電圧を印加すると、調光層５０５の遮光率が変化する。第１透明電極５０２と第２透明電極５０４との間の電位差を制御してもよいし、第１透明電極５０２に印加する電圧と第２透明電極５０４に印加する電圧とを独立に制御してもよい。
尚、調光装置５００における虚像形成領域（第２偏向手段１４０等）の横方向の画素数をＭ0、縦方向の画素数をＮ0としたとき、調光装置５００の遮光率が変化する最小単位領域５０８の数Ｍ1×Ｎ1は、Ｍ1／Ｍ0＝ｋ，Ｎ1／Ｎ0＝ｋ’としたとき、例えば、Ｍ0＝Ｍ1（即ち、ｋ＝１），Ｎ0＝Ｎ1（即ち、ｋ’＝１）である。但し、これに限定するものではなく、１．１≦ｋ、好ましくは１．１≦ｋ≦１．５、より好ましくは１．１５≦ｋ≦１．３、１．１≦ｋ’、好ましくは１．１≦ｋ’≦１．５、より好ましくは１．１５≦ｋ’≦１．３を満足する形態とすることができる。ｋの値とｋ’の値とは、同じであってもよいし、異なっていてもよく、実施例においては、ｋ＝ｋ’＝１とした。
実施例９あるいは後述する実施例１０〜実施例１１において、調光装置５００は、エレクトロクロミック材料の酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用した光シャッタから成る。具体的には、調光層はエレクトロクロミック材料を含む。より具体的には、調光層は、第２透明電極側から、ＷＯ3層５０５Ａ／Ｔａ2Ｏ5層５０５Ｂ／ＩｒXＳｎ1-XＯ層５０５Ｃの積層構造を有する。ＷＯ3層５０５Ａは還元発色する。また、Ｔａ2Ｏ5層５０５Ｂは固体電解質を構成し、ＩｒXＳｎ1-XＯ層５０５Ｃは酸化発色する。
ＩｒXＳｎ1-XＯ層中では、ＩｒとＨ2Ｏとが反応して、水酸化イリジウムＩｒ（ＯＨ）nとして存在する。第２透明電極５０４に負の電位を、第１透明電極５０２に正の電位を加えると、ＩｒXＳｎ1-XＯ層からＴａ2Ｏ5層へのプロトンＨ+の移動、第１透明電極５０２への電子放出が生じ、次の酸化反応が進んで、ＩｒXＳｎ1-XＯ層は着色する。
Ｉｒ（ＯＨ）n → ＩｒＯX（ＯＨ）n-X（着色） ＋ Ｘ・Ｈ+ ＋ Ｘ・ｅ-
一方、Ｔａ2Ｏ5層中のプロトンＨ+がＷＯ3層中へ移動し、第２透明電極５０４から電子がＷＯ3層に注入され、ＷＯ3層では、次の還元反応が進んでＷＯ3層は着色する。
ＷＯ3 ＋ Ｘ・Ｈ+ ＋ Ｘ・ｅ- → ＨXＷＯ3（着色）
これとは逆に、第２透明電極５０４に正の電位を、第１透明電極５０２に負の電位を加えると、ＩｒXＳｎ1-XＯ層では、上記と逆向きに還元反応が進み、消色し、ＷＯ3層では、上記と逆向きに酸化反応が進み、消色する。尚、Ｔａ2Ｏ5層にはＨ2Ｏが含まれており、第１透明電極、第２透明電極に電圧を印加することで電離し、プロトンＨ+、ＯＨ-イオンの状態が含まれ、着色反応及び消色反応に寄与している。
あるいは又、第１のエレクトロクロミック材料層と第２のエレクトロクロミック材料層とが、第１電極と第２電極との間に挟まれた構造とすることもできる。第１のエレクトロクロミック材料層は、例えば、プルシアンブルー錯体から構成され、第２のエレクトロクロミック材料層は、例えば、ニッケル置換プルシアンブルー錯体から構成されている。
画像表示装置１００において表示する画像に関する情報やデータ、あるいは又、受信装置が受け取るべき信号は、例えば、所謂クラウドコンピュータやサーバーに記録、保管、保存されており、表示装置が通信手段（送受信装置）、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、制御装置（制御回路、制御手段）１８に通信手段（受信装置）を組み込みことで、通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーと表示装置との間での各種情報やデータ、信号の授受、交換を行うことができるし、各種情報やデータに基づく信号、即ち、画像表示装置１００において画像を表示するための信号を受け取ることができるし、受信装置は信号を受け取ることができる。
具体的には、観察者が、携帯電話機やスマートフォンに、入手すべき「情報」を要求する旨の入力を行うと、携帯電話機やスマートフォンは、クラウドコンピュータやサーバーにアクセスし、「情報」をクラウドコンピュータやサーバーから入手する。こうして、制御装置１８は、画像表示装置１００において画像を表示するための信号を受け取る。制御装置１８にあっては、この信号に基づいて周知の画像処理を行い、画像形成装置１１１に「情報」を画像として表示する。この「情報」を画像は、光学装置１２０において、画像形成装置１１１から出射される光に基づき、制御装置１８によって制御された所定の位置に虚像として表示される。即ち、虚像形成領域（第２偏向手段１４０等）の一部分において虚像が形成される。
そして、調光装置５００が設けられている場合、調光装置５００への虚像の投影像が含まれる調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率が、調光装置５００の他の領域５１２の遮光率よりも高くなるように、調光装置５００が制御される。具体的には、制御装置１８によって、第１透明電極５０２及び第２透明電極５０４に印加される電圧を制御する。ここで、画像形成装置１１１において画像を表示するための信号に基づき、調光装置５００の虚像投影領域５１１の大きさ及び位置が決定される。
場合によっては、画像表示装置１００において画像を表示するための信号が、表示装置（具体的には、制御装置１８や画像情報記憶装置１８Ａ）に記憶されていてもよい。
あるいは又、表示装置に備えられた撮像装置１７によって撮像された画像を通信手段を介してクラウドコンピュータやサーバーに送出し、クラウドコンピュータやサーバーにおいて撮像装置１７によって撮像された画像に該当する各種情報やデータを検索し、検索された各種情報やデータを通信手段を介して表示装置に送出し、検索された各種情報やデータを画像表示装置１００において画像を表示してもよい。また、このような形態と「情報」の入力を併用すれば、例えば、観察者のいる場所等や観察者がどの方向を向いているか等の情報を加重することができるので、一層高い精度で、「情報」を画像形成装置１１１において表示することができる。
画像形成装置１１１から出射された光に基づき光学装置１２０に虚像が形成される前に、調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率が増加される形態を採用してもよい。調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率が増加されてから虚像が形成されるまでの時間として、０．５秒乃至３０秒を例示することができるが、この値に限定するものではない。このように、予め、虚像が光学装置のどの位置に、いつ、形成されるかを観察者は知ることができるので、観察者の虚像視認性の向上を図ることができる。調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率は、時間の経過に従い、順次、増加する形態とすることができる。即ち、所謂フェードイン状態とすることができる。
虚像が形成されていない場合、調光装置５００全体の遮光率を、調光装置５００の他の領域の遮光率と同じ値とすればよい。虚像の形成が終了し、虚像が消滅したとき、調光装置５００への虚像の投影像が含まれていた調光装置５００の虚像投影領域５１１の遮光率を、直ちに、調光装置５００の他の領域の遮光率と同じ値としてもよいが、経時的に（例えば、３秒間で）調光装置５００の他の領域の遮光率と同じ値となるように制御してもよい。即ち、所謂フェードアウト状態とすることができる。
画像形成装置１１１から出射された光に基づき光学装置１２０に一の虚像が形成され、次いで、一の虚像と異なる次の虚像が形成される場合を想定する。この場合、一の虚像に対応する調光装置５００の虚像投影領域５１１の面積をＳ1、次の虚像に対応する調光装置５００の虚像投影領域５１１の面積をＳ2としたとき、
Ｓ2／Ｓ1＜０．８、又は、１＜Ｓ2／Ｓ1の場合、次の虚像が形成される調光装置５００の虚像投影領域５１１は、調光装置５００への次の虚像の投影像が含まれる調光装置５００の領域であり（図２７Ａ、図２７Ｂ及び図２７Ｃ参照）、
０．８≦Ｓ2／Ｓ1≦１の場合、次の虚像が形成される調光装置５００の虚像投影領域５１１は、調光装置５００への一の虚像の投影像が含まれた調光装置５００の領域である形態とすることができる。即ち、一の虚像の形成から次の虚像の形成において、虚像投影領域の面積が０％減乃至２０％減の場合には、一の虚像に対応した虚像投影領域を保持する形態とすることができる（即ち、図２７Ａに示した状態のままとする）。
また、図２８に示すように、光学装置１２０に形成される虚像に外接する仮想矩形５１３を想定したとき、調光装置５００の虚像投影領域５１１は、仮想矩形５１３よりも大きい構成とすることができる。そして、この場合、光学装置１２０に形成される虚像に外接する仮想矩形５１３の横方向及び縦方向の長さをＬ1-T及びＬ1-Lとし、調光装置５００の虚像投影領域５１１の形状を、横方向及び縦方向の長さがＬ2-T及びＬ2-Lの矩形形状としたとき、
１．０≦Ｌ2-T／Ｌ1-T≦１．５
１．０≦Ｌ2-L／Ｌ1-L≦１．５
を満足することが好ましい。尚、図２８においては、虚像として、「ＡＢＣＤ」が形成されている状態を示す。
調光装置５００は、常時、動作状態にあってもよいし、観察者の指示（操作）によって動作／不動作（オン／オフ）状態が規定されてもよいし、通常は不動作状態にあり、画像表示装置１００において画像を表示するための信号に基づき、動作を開始してもよい。観察者の指示（操作）によって動作／不動作状態を規定するためには、例えば、表示装置はマイクロフォンを更に備えており、マイクロフォンを介した音声入力によって、調光装置５００の動作の制御を行えばよい。具体的には、観察者の肉声に基づく指示によって、調光装置５００の動作／不動作の切替えを制御すればよい。あるいは又、入手すべき情報を音声入力によって入力してもよい。あるいは又、表示装置は、赤外線入出射装置を更に備えており、赤外線入出射装置によって、調光装置５００の動作の制御を行えばよい。具体的には、赤外線入出射装置によって、観察者の瞬きを検出することで、調光装置５００の動作／不動作の切替えを制御すればよい。
以上のとおり、実施例９の表示装置にあっては、画像形成装置から出射される光に基づき虚像形成領域の一部分において虚像が形成されるとき、調光装置への虚像の投影像が含まれる調光装置の虚像投影領域の遮光率が調光装置の他の領域の遮光率よりも高くなるように調光装置が制御されるので、観察者が観察する虚像に高いコントラストを与えることができ、しかも、高遮光率の領域が調光装置全体ではなく、調光装置への虚像の投影像が含まれる調光装置の虚像投影領域といった狭い領域のみが高遮光率の領域となるので、表示装置を使用する観察者は外部環境を、確実に、且つ、安全に認識することができる。
フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部、及び、ノーズパッドを備えており；調光装置５００はフロント部に配設されている形態とすることができる。また、光学装置は調光装置５００に取り付けられている形態とすることができる。尚、光学装置は、密着した状態で調光装置５００に取り付けられていてもよいし、隙間を開けた状態で調光装置５００に取り付けられていてもよい。更には、これらの場合、前述したとおり、フロント部はリムを有し；調光装置５００がリムに嵌め込まれている形態とすることができるし、あるいは又、導光板１２１（第１基板５０１）及び第２基板５０３の少なくとも一方がリムに嵌め込まれている形態とすることができるし、調光装置５００及び導光板１２１がリムに嵌め込まれている形態とすることができるし、導光板１２１がリムに嵌め込まれている形態とすることができる。
調光層５０５を、液晶表示装置から成る光シャッタから構成することもできる。この場合、具体的には、調光層５０５を、例えば、ＴＮ（ツイステッド・ネマチック）型液晶材料やＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマチック）型液晶材料から成る液晶材料層から構成することができる。第１透明電極５０２及び第２透明電極５０４はパターニングされており、調光装置５００の一部の領域５１２の遮光率（光透過率）を、他の領域の遮光率とは異なった状態に変化させることができる。あるいは又、第１透明電極５０２及び第２透明電極５０４のいずれか一方をパターニングされていない所謂ベタ電極とし、他方をパターニングし、他方をＴＦＴに接続する。そして、調光装置５００の遮光率が変化する最小単位領域５０８の遮光率の制御をＴＦＴによって行う。即ち、遮光率の制御をアクティブマトリクス方式に基づき行ってもよい。アクティブマトリクス方式に基づく遮光率の制御は、実施例９あるいは後述する実施例１０〜実施例１１において説明する調光装置５００に適用することができることは云うまでもない。
また、エレクトロウェッティング現象によって遮光率（光透過率）を制御する光シャッタを用いることもできる。具体的には、第１透明電極及び第２透明電極を設け、第１透明電極と第２透明電極との間は、絶縁性の第１の液体、及び、導電性の第２の液体で満たされている構造とする。そして、第１透明電極と第２透明電極との間に電圧を印加することで、第１の液体と第２の液体によって形成される界面の形状が、例えば、平面状から湾曲した状態に変化することで、遮光率（光透過率）を制御することができる。あるいは又、金属（例えば、銀粒子）の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象に基づく電着方式（エレクトロデポジション・電界析出）を応用した光シャッタを用いることもできる。具体的には、有機溶剤中にＡｇ+及びＩ-を溶解しておき、電極に適切な電圧を印加することで、Ａｇ+を還元してＡｇを析出させることで、調光装置の遮光率（光透過率）を低くし、一方、Ａｇを酸化してＡｇ+として溶解させることで、調光装置の遮光率（光透過率）を高くする。
場合によっては、調光装置を通過する光を、調光装置によって所望の色に着色する構成とすることができ、この場合、調光装置によって着色される色を可変とすることができる。具体的には、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層すればよい。
光学装置の光が出射される領域に、調光装置が着脱自在に配設されていてもよい。このように、調光装置を着脱自在に配設するためには、例えば、透明なプラスチックから作製されたビスを用いて調光装置を光学装置に取り付け、調光装置の光透過率を制御するための制御回路（例えば、画像形成装置を制御するための制御装置１８に含まれている）にコネクタ及び配線を介して接続すればよい。
実施例１０は、実施例９の変形である。実施例１０の表示装置を上方から眺めた模式図を図２９Ａに示す。また、環境照度測定センサを制御する回路の模式図を図２９Ｂに示す。
実施例１０の表示装置は、表示装置の置かれた環境の照度を測定する環境照度測定センサ５２１を更に備えており、環境照度測定センサ５２１の測定結果に基づき、調光装置５００の遮光率を制御する。併せて、あるいは、独立して、環境照度測定センサ５２１の測定結果に基づき、画像形成装置１１１によって形成される画像の輝度を制御する。周知の構成、構造を有する環境照度測定センサ５２１は、例えば、光学装置１２０の外側端部や、調光装置５００の外側端部に配置すればよい。環境照度測定センサ５２１は、図示しないコネクタ及び配線を介して制御装置１８に接続されている。制御装置１８には、環境照度測定センサ５２１を制御する回路が含まれる。この環境照度測定センサ５２１を制御する回路は、環境照度測定センサ５２１からの測定値を受け取り、照度を求める照度演算回路、照度演算回路によって求められた照度の値を標準値の比較する比較演算回路、比較演算回路によって求められた値に基づき、調光装置５００及び／又は画像形成装置１１１を制御する環境照度測定センサ制御回路から構成されているが、これらの回路は周知の回路から構成することができる。調光装置５００の制御にあっては、調光装置５００の遮光率の制御を行い、一方、画像形成装置１１１の制御にあっては、画像形成装置１１１によって形成される画像の輝度の制御を行う。尚、調光装置５００における遮光率の制御と画像形成装置１１１における画像の輝度の制御は、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。
例えば、環境照度測定センサ５２１の測定結果が所定値（第１の照度測定値）以上になったとき、調光装置５００の遮光率を所定の値（第１の遮光率）以上とする。一方、環境照度測定センサ５２１の測定結果が所定値（第２の照度測定値）以下になったとき、調光装置５００の遮光率を所定の値（第２の遮光率）以下とする。ここで、第１の照度測定値として１０ルクスを挙げることができるし、第１の遮光率として９９％乃至７０％のいずれかの値を挙げることができるし、第２の照度測定値として０．０１ルクスを挙げることができるし、第２の遮光率として４９％乃至１％のいずれかの値を挙げることができる。
尚、実施例１０における環境照度測定センサ５２１を、実施例１〜実施例８において説明した表示装置に適用することができる。また、表示装置が撮像装置１７を備えている場合、撮像装置１７に備えられた露出測定用の受光素子から環境照度測定センサ５２１を構成することもできる。
実施例１０あるいは次に述べる実施例１１の表示装置にあっては、環境照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御し、また、環境照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御し、また、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御し、また、透過光照度測定センサの測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御するので、観察者が観察する虚像に高いコントラストを与えることができるだけでなく、表示装置の置かれた周囲の環境の照度に依存して虚像の観察状態の最適化を図ることができる。
実施例１１も、実施例９の変形である。実施例１１の表示装置を上方から眺めた模式図を図３０Ａに示す。また、透過光照度測定センサを制御する回路の模式図を図３０Ｂに示す。
実施例１１の表示装置は、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する、即ち、環境光が調光装置を透過して所望の照度まで調整されて入射しているかを測定する透過光照度測定センサ５２２を更に備えており、透過光照度測定センサ５２２の測定結果に基づき、調光装置５００の遮光率を制御する。併せて、あるいは、独立して、また、透過光照度測定センサ５２２の測定結果に基づき、画像形成装置１１１によって形成される画像の輝度を制御する。周知の構成、構造を有する透過光照度測定センサ５２２は、光学装置１２０よりも観察者側に配置されている。具体的には、透過光照度測定センサ５２２は、例えば、筐体１１３の内側面や、導光板１２１の観察者側の面に配置すればよい。透過光照度測定センサ５２２は、図示しないコネクタ及び配線を介して制御装置１８に接続されている。制御装置１８には、透過光照度測定センサ５２２を制御する回路が含まれる。この透過光照度測定センサ５２２を制御する回路は、透過光照度測定センサ５２２からの測定値を受け取り、照度を求める照度演算回路、照度演算回路によって求められた照度の値を標準値の比較する比較演算回路、比較演算回路によって求められた値に基づき、調光装置５００及び／又は画像形成装置１１１を制御する透過光照度測定センサ制御回路から構成されているが、これらの回路は周知の回路から構成することができる。調光装置５００の制御において、調光装置５００の遮光率の制御を行い、一方、画像形成装置１１１の制御において、画像形成装置１１１によって形成される画像の輝度の制御を行う。尚、調光装置５００における遮光率の制御と画像形成装置１１１における画像の輝度の制御は、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。更に、透過光照度測定センサ５２２の測定結果が環境照度測定センサ５２１の照度から鑑みて所望の照度まで制御できていない場合、即ち、透過光照度測定センサ５２２の測定結果が所望の照度になっていない場合、若しくは、更に一層の微妙な照度調整が望まれる場合には、透過光照度測定センサ５２２の値をモニターしながら調光装置の遮光率を調整すればよい。透過光照度測定センサを、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。
尚、実施例１１における透過光照度測定センサ５２２を、実施例１〜実施例８において説明した表示装置に適用することができる。あるいは又、実施例１１における透過光照度測定センサ５２２と実施例１０における環境照度測定センサ５２１とを組み合わせてもよく、この場合、種々の試験を行い、調光装置５００における遮光率の制御と画像形成装置１１１における画像の輝度の制御を、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。右眼用の調光装置と左眼用の調光装置のそれぞれにおいて、第１透明電極及び第２透明電極に印加する電圧を調整することで、右眼用の調光装置における遮光率及び左眼用の調光装置における遮光率の均等化を図ることができる。第１透明電極と第２透明電極との間の電位差を制御してもよいし、第１透明電極に印加する電圧と第２透明電極に印加する電圧とを独立に制御してもよい。右眼用の調光装置における遮光率及び左眼用の調光装置における遮光率は、例えば、透過光照度測定センサ５２２の測定結果に基づき、制御することができるし、あるいは又、観察者が、右眼用の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさ及び左眼用の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて制御、調整することもできる。
実施例１２は、実施例１〜実施例１１における光学装置、特に、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子の変形である。また、実施例１２は、光学装置の組立方法、アライメント装置に関する。実施例１２の表示装置における導光板を観察者とは反対側から眺めた模式図、及び、観察者と同じ側から眺めた模式図を、図３１Ａ及び図３１Ｂに示す。尚、図３１Ａ及び図３１Ｂにおいて、第１の干渉縞形成領域及び第２の干渉縞形成領域を明示するために、第１の干渉縞形成領域及び第２の干渉縞形成領域に斜線を付した。
実施例１２にあっては、第１のホログラム回折格子１３１は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域１３２を有し、第１の干渉縞形成領域の外側にアライメントマーク１３４Ａ，１３４Ｂが設けられており、第２のホログラム回折格子１３５は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域１３６を有し、第２の干渉縞形成領域の外側にアライメントマーク１３８Ａ，１３８Ｂが設けられている。
具体的には、第１のホログラム回折格子１３１には、第１の干渉縞の延びる方向の第１の干渉縞形成領域１３２の外側１３３に、第１の干渉縞形成領域１３２を挟むように対向して、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂが設けられている。一方、第２のホログラム回折格子１３５には、第２の干渉縞の延びる方向の第２の干渉縞形成領域１３６の外側１３７に、第２の干渉縞形成領域１３６を挟むように対向して、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂが設けられている。更には、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂには、第１の干渉縞形成領域１３２に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂには、第２の干渉縞形成領域１３６に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されている。
更には、実施例１２の光学装置、表示装置において、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａと第２Ａのアライメントマーク１３８Ａとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａは有し、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂと第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂは有する。あるいは又、あるいは、これと同時に、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａと第２Ａのアライメントマーク１３８Ａとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａは配されており、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂと第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂは配されている。また、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂは、導光板１２１の端部側に配されている。
また、実施例１２のホログラム回折格子１３１，１３５は、内部に干渉縞が形成された干渉縞形成領域１３２，１３６を有するホログラム回折格子である。そして、干渉縞の延びる方向の干渉縞形成領域の外側１３３，１３７に、干渉縞形成領域１３２，１３６を挟むように対向して、２つのアライメントマーク１３４Ａ，１３４Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂが設けられている。そして、各アライメントマーク１３４Ａ，１３４Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂには、干渉縞形成領域１３２，１３６に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、各アライメントマーク１３４Ａ，１３４Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂの平面形状は環状（リング状）である。尚、各アライメントマーク１３４Ａ，１３４Ｂ，１３８Ａ，１３８Ｂは、干渉縞形成領域１３２，１３６の光が出射される部分とは反対側の干渉縞形成領域１３２，１３６の部分の外側に設けられている。
より具体的には、図３２Ａ及び図３２Ｂに示すように、第１の干渉縞形成領域１３２よりも導光板の端部側に位置する第１のホログラム回折格子の部分（第１のホログラム回折格子の端部領域１３３’）のｘｚ平面への射影像に第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂが含まれ、第２の干渉縞形成領域１３６よりも導光板の端部側に位置する第２のホログラム回折格子の部分（第２のホログラム回折格子の端部領域１３７’）のｘｚ平面への射影像に第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂが含まれている。あるいは又、図３３Ａ及び図３３Ｂに示すように、第１の干渉縞形成領域１３２のｘｚ平面への射影像に第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂが含まれ、第２の干渉縞形成領域１３６のｘｚ平面への射影像に第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂが含まれている。
第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との位置合わせを説明するための導光板１２１等の模式的な一部平面図である図３２Ａ、図３２Ｂ、図３３Ａ、図３３Ｂや、導光板等の模式的な一部断面図である図３４Ａ、図３４Ｂを参照して、以下、実施例１２の光学装置の組立方法を説明する。
ここで、実施例１２のアライメント装置は、図３４Ａ及び図３４Ｂに示すように、
Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能であり、且つ、ＸＹ平面内において回動可能であるステージ１６０、
ステージ１６０に載置され、第１のホログラム回折格子１３１が配された導光板１２１の端面から、導光板１２１に光を入射させるための第１の光源（第１のアライメント用光源）１６１、
第１のホログラム回折格子１３１の上方において第２のホログラム回折格子１３５を支持する支持体１２４の端面から、支持体１２４に光を入射させるための第２の光源（第２のアライメント用光源）１６２、
第１の光源１６１から入射され、第１のホログラム回折格子１３１に設けられた第１Ａのアライメントマーク１３４Ａによって回折反射された光に基づく第１Ａのアライメントマーク１３４Ａの光学像、及び、第２の光源１６２から入射され、第２のホログラム回折格子１３５に設けられた第２Ａのアライメントマーク１３８Ａによって回折反射された光に基づく第２Ａのアライメントマーク１３８Ａの光学像を検出する第１の撮像装置（第１のアライメント用撮像装置）１６３、並びに、
第１の光源１６１から入射され、第１のホログラム回折格子１３１に設けられた第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂによって回折反射された光に基づく第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂの光学像、及び、第２の光源１６２から入射され、第２のホログラム回折格子１３５に設けられた第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂによって回折反射された光に基づく第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂの光学像を検出する第２の撮像装置（第２のアライメント用撮像装置）１６４を備えている。
そして、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂに入射した光が、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂによって回折反射され、導光板１２１から出射角ｉoutで出射されるような光が、第１の光源１６１から出射される（図３４Ａ及び図３４Ｂ参照）。また、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂに入射した光が、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂによって回折反射され、導光板１２１から出射角ｉoutで出射されるような光が、第２の光源１６２から出射される（図３４Ａ及び図３４Ｂ参照）。ここで、出射角ｉoutとして、０度を例示することができる。尚、このような状態が得られるようなブラッグ条件１を満足するように、第１の光源１６１から出射される光の波長、導光板１２１への入射角を選択すればよいし、このような状態が得られるようなブラッグ条件２を満足するように、第２の光源１６２から出射される光の波長、支持体１２４への入射角を選択すればよい。また、第１の光源１６１から平行光は出射され、第２の光源１６２から平行光は出射される。尚、ブラッグ条件１とブラッグ条件２を同時に満足する光の波長を有する光を出射する光源、入射角を選択することで、第１の光源１６１と第２の光源１６２を同一の平行光源としてもよい。
実施例１２の光学装置の組立方法にあっては、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａを光学的に検出する（図３２Ａ、図３３Ａ、図３４Ａ参照）。同時に、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂを光学的に検出する（図３２Ａ、図３３Ａ、図３４Ｂ参照）。そして、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａと第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂとを結ぶ第１の直線Ｌ1を求め、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａと第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂとを結ぶ第２の直線Ｌ2を求める（図３２Ａ、図３３Ａ参照）。次いで、第１の直線Ｌ1及び第２の直線Ｌ2を仮想平面に射影したときの第１の直線Ｌ1と第２の直線Ｌ2との成す角度θ0が規定値θPD以内となるように、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせを行う（図３２Ｂ、図３３Ｂ参照）。
あるいは又、実施例１２の光学装置の組立方法にあっては、第２のホログラム回折格子１３５が支持体１２４に支持された状態で、導光板１２１の端面から導光板１２１に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂで回折反射された光を光学的に検出し、支持体１２４の端面から支持体１２４に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂで回折反射された光を光学的に検出し、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせを行う。
ここで、実施例１２の光学装置１２０の組立方法にあっては、第１のホログラム回折格子１３１が導光板１２１に配された状態で、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせを行い、第２のホログラム回折格子１３５を導光板１２１に配する。そして、この場合、第１のホログラム回折格子１３１が導光板１２１に配された状態で、第２のホログラム回折格子１３５に対する導光板１２１の相対的な移動を行う。更には、第１のホログラム回折格子１３１を導光板１２１に貼り合わせた後、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせを行い、第２のホログラム回折格子１３５を導光板１２１に貼り合わせる。
また、実施例１２の光学装置１２０の組立方法にあっては、第２のホログラム回折格子１３５が支持体１２４に支持された状態で、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせを行う。尚、前述したとおり、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂには、第１の干渉縞形成領域１３２に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂには、第２の干渉縞形成領域１３６に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、導光板１２１の端面から導光板１２１に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂで回折反射された光を光学的に検出し、支持体１２４の端面から支持体１２４に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂで回折反射された光を光学的に検出する。ここで、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａと第２Ａのアライメントマーク１３８Ａとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａは有し、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂと第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂは有する。あるいは又、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａと第２Ａのアライメントマーク１３８Ａとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａは配されており、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂと第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂは配されている。
具体的には、例えば、第１偏向手段１３０を構成する第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を、周知の方法に基づき、製造用基板（図示せず）の第１面に形成する。また、第１偏向手段１３０を構成する第２のホログラム回折格子１３５を、周知の方法に基づき、製造用基板の第２面に形成する。
そして、製造用基板の第１面に形成された第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を、第１のダイシングテープに転写し、第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を製造用基板の第１面から剥離する。次いで、第１のダイシングテープに転写された第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を、導光板１２１の第１面１２２に転写し、第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を導光板１２１の第１面１２２に接着した後、第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を第１のダイシングテープから剥離する。こうして、第１のホログラム回折格子１３１及び第３のホログラム回折格子１４１を導光板１２１の第１面１２２に配することができる。
次に、製造用基板の第２面に形成された第２のホログラム回折格子１３５を、第２のダイシングテープに転写し、第２のホログラム回折格子１３５を製造用基板の第２面から剥離する。第２のダイシングテープが支持体１２４に相当する。また、導光板１２１を、第２面１２３を上側として、ステージ１６０に載置しておく。そして、第２のホログラム回折格子１３５を第１のホログラム回折格子１３１と対向した状態となるように、第２のホログラム回折格子１３５が下面に転写された支持体１２４を、導光板１２１の上方に配置する。この状態を、図３４Ａ及び図３４Ｂに示す。
そして、上述したとおり、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａを光学的に検出し、同時に、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂを光学的に検出する（図３２Ａ、図３３Ａ、図３４Ａ、図３４Ｂ参照）。即ち、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａ及び第２Ａのアライメントマーク１３８Ａを第１の撮像装置１６３によって撮像し、第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂ及び第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂを第２の撮像装置１６４によって撮像する。そして、第１Ａのアライメントマーク１３４Ａと第１Ｂのアライメントマーク１３４Ｂとを結ぶ第１の直線Ｌ1を求め、第２Ａのアライメントマーク１３８Ａと第２Ｂのアライメントマーク１３８Ｂとを結ぶ第２の直線Ｌ2を求め、第１の直線Ｌ1及び第２の直線Ｌ2を仮想平面に射影したときの第１の直線Ｌ1と第２の直線Ｌ2との成す角度θ0が規定値θPD以内となるように、ステージ１６０を、Ｘ方向、Ｙ方向へ移動させ、また、ＸＹ平面内において回動させることで、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相対的な位置合わせを行う（図３２Ｂ、図３３Ｂ参照）。次いで、ステージ１６０を上昇させ（Ｚ方向に移動させ）、第１偏向手段１３０を構成する第２のホログラム回折格子１３５を、導光板１２１の第２面１２３に転写し、第２のホログラム回折格子１３５を導光板１２１の第２面１２３に接着した後、第２のホログラム回折格子１３５を第２のダイシングテープ（支持体１２４）から剥離する。
規定値θPDの最大値として１００秒を挙げることができる。具体的には、画角１度に５本の縦線（ｙ軸方向に延びる黒線）が等間隔に配列された画像を想定する。また、第１の干渉縞形成領域１３２及び第２の干渉縞形成領域１３６のｙ軸方向の長さを２０ｍｍとする。このような条件において、第１のホログラム回折格子１３１に設けられた第１の干渉縞の延びる方向、及び、第２のホログラム回折格子１３５に設けられた第２の干渉縞の延びる方向を、ｙ軸と平行とし、このときの画像のコントラストを「１．００」とする。そして、第１のホログラム回折格子１３１に対して第２のホログラム回折格子１３５を回転させ、画像のコントラストが「０．９５」となるときの角度θ0を求めた結果、±５０秒という値が得られた。以上の結果から、規定値θPDの最大値を１００秒とした。
尚、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５が、相互に、ｘ軸方向にずれていたとしても、また、ｙ軸方向にずれていたとしても、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５による回折反射には特段の変化が生じないが故に、即ち、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５によって回折反射される光の回折反射角に変化が生じないので、観察者が観察する画像に画質劣化は生じない。一方、第１のホログラム回折格子１３１と第２のホログラム回折格子１３５との相互の位置関係に或る角度θ0の回転ずれが生じた場合、第１のホログラム回折格子１３１及び第２のホログラム回折格子１３５によって回折反射される光の回折反射角に変化が生じる結果、観察者が観察する画像に画質劣化（画像のコントラストの低下や画像の歪み）が生じてしまう。
以上のとおり、実施例１２の光学装置の組立方法にあっては、第１Ａのアライメントマークと第１Ｂのアライメントマークとを結ぶ第１の直線を求め、第２Ａのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとを結ぶ第２の直線を求め、第１の直線及び第２の直線を仮想平面に射影したときの第１の直線と第２の直線との成す角度が規定値以内となるように、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う。それ故、簡素化された方法に基づき第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行うことができる。あるいは又、実施例１２の光学装置の組立方法にあっては、第２のホログラム回折格子が支持体に支持された状態で、導光板の端面から導光板に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、支持体の端面から支持体に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う。それ故、簡素化された方法に基づき、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行うことができる。更には、実施例１２のホログラム回折格子にあっては、アライメントマークには、干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、アライメントマークの平面形状は環状であり、実施例１２の光学装置あるいは表示装置にあっては、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマーク、第２Ａのアライメントマーク、第１Ｂのアライメントマーク、第２Ｂのアライメントマークの形状が規定されており、あるいは又、これらのアライメントマークの配置が規定されている。それ故、簡素化された方法に基づき、確実に、且つ、容易に、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行うことができる。また、実施例１２のアライメント装置にあっては、ステージに載置され、第１のホログラム回折格子が配された導光板の端面から、導光板に光を入射させるための第１の光源（第１のアライメント用光源）、及び、第１のホログラム回折格子の上方において第２のホログラム回折格子を支持する支持体の端面から、支持体に光を入射させるための第２の光源（第２のアライメント用光源）を備えているので、アライメントマークを確実に、精確に、且つ、容易に検出することができる。
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置（頭部装着型ディスプレイ）、画像表示装置、光学装置、ホログラム回折格子の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（米国特許第２００４００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよい。光学装置にあっては、ホログラム回折格子を透過型体積ホログラム回折格子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型体積ホログラム回折格子から構成し、他方を透過型体積ホログラム回折格子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、ホログラム回折格子を、反射型ブレーズド回折格子素子や表面レリーフ型ホログラムとすることもできる。実施例にあっては、専ら、画像表示装置を２つ備えた両眼型としたが、画像表示装置を１つ備えた片眼型としてもよい。場合によっては、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子を、導光板の第１面に配置してもよいし、導光板の第２面に配置してもよい。また、第１のホログラム回折格子、第２のホログラム回折格子及び第３のホログラム回折格子は、単層構成であってもよいし、複数層が積層された構成とすることもできる。
実施例１〜実施例６、実施例８〜実施例１１において説明した光学装置、表示装置と、実施例７において説明した光学装置、表示装置とを組み合わせることもできる。実施例１〜実施例１１において説明した光学装置、表示装置において、第１のホログラム回折格子を導光板の第２面に配置し、第２のホログラム回折格子を第１面に配置してもよい。第３のホログラム回折格子を導光板の第２面に配置してもよい。実施例にあっては、光源から出射される光の色を緑色としたが、これに限定するものではない。
実施例６において説明したような第２偏向手段１４０を第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａ及び第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂから構成する形態を、図４６に示した従来の光学装置に適用することができる。即ち、図４６に示した従来の光学装置における第２偏向手段１１４０を、実施例６において説明したように、第３Ａのホログラム回折格子１４１Ａ及び第３Ｂのホログラム回折格子１４１Ｂに置き換えればよい。そして、これによって、導光板１２１の軸線方向に沿って観察者が観察する画像の更に一層の均質化を図ることができる。
画像形成装置において表示する画像に関する情報やデータは、表示装置に備えられていてもよいし、所謂クラウドコンピュータに情報やデータを記録しておいてもよい。後者の場合、表示装置に通信手段、例えば、携帯電話機やスマートフォンを備えることによって、あるいは又、表示装置と通信手段とを組み合わせることによって、クラウドコンピュータと表示装置との間での各種情報やデータの授受、交換を行うことができる。
実施例においては、画像形成装置１１１，２１１，１１１’，２１１’は、単色（例えば、緑色）の画像を表示するとして説明したが、画像形成装置１１１，２１１，１１１’，２１１’はカラー画像を表示することもでき、この場合、光源を、例えば、赤色、緑色、青色のそれぞれを出射する光源から構成すればよい。具体的には、例えば、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子のそれぞれから出射された赤色光、緑色光及び青色光をライト・パイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得ればよい。
例えば、発光素子とライト・バルブとから構成された画像形成装置あるいは光源として、全体として白色光を発光するバックライトと、赤色発光画素、緑色発光画素、及び、青色発光画素を有する液晶表示装置との組合せ以外にも、以下の構成を例示することができる。尚、以下に説明においては、光学装置１２０を例にとり説明するが、光学装置３２０に適用することができることは云うまでもない。
即ち、例えば、図３５に概念図を示すような、発光素子６０１が２次元マトリクス状に配列された発光パネルから成り、発光素子６０１のそれぞれの発光／非発光状態を制御することで、発光素子６０１の発光状態を直接的に視認させることで画像を表示する、アクティブマトリックスタイプの画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光は、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１に入射される。尚、発光素子は、例えば、半導体レーザ素子から成る。以下の説明においても同様とすることができる。
あるいは又、図３６に概念図を示すように、
（α）赤色を発光する赤色発光素子６０１Ｒが２次元マトリクス状に配列された赤色発光パネル６１１Ｒ、
（β）緑色を発光する緑色発光素子６０１Ｇが２次元マトリクス状に配列された緑色発光パネル６１１Ｇ、及び、
（γ）青色を発光する青色発光素子６０１Ｂが２次元マトリクス状に配列された青色発光パネル６１１Ｂ、並びに、
（δ）赤色発光パネル６１１Ｒ、緑色発光パネル６１１Ｇ及び青色発光パネル６１１Ｂから出射された光を１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム６０３）、
を備えており、
赤色発光素子６０１Ｒ、緑色発光素子６０１Ｇ及び青色発光素子６０１Ｂのそれぞれの発光／非発光状態を制御するカラー表示の画像形成装置とすることもできる。この画像形成装置から出射された光も、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１に入射される。尚、参照番号６１２は、発光素子から出射された光を集光するためのマイクロレンズである。
あるいは又、発光素子６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂが２次元マトリクス状に配列された発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ等から成る画像形成装置の概念図を図３７に示すが、発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂから出射された光は、光通過制御装置６０４Ｒ，６０４Ｇ，６０４Ｂによって通過／非通過が制御され、ダイクロイック・プリズム６０３に入射し、これらの光の光路は１本の光路に纏められ、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１に入射される。
あるいは又、発光素子６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂが２次元マトリクス状に配列された発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ等から成る画像形成装置の概念図を図３８に示すが、発光パネル６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂから出射された光は、ダイクロイック・プリズム６０３に入射し、これらの光の光路は１本の光路に纏められ、ダイクロイック・プリズム６０３から出射したこれらの光は光通過制御装置６０４によって通過／非通過が制御され、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１に入射される。
あるいは又、図３９に示すように、赤色を発光する発光素子６０１Ｒ、及び、赤色を発光する発光素子６０１Ｒから出射された出射光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置６０４Ｒ）、緑色を発光する発光素子６０１Ｇ、及び、緑色を発光する発光素子６０１Ｇから出射された出射光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置６０４Ｇ）、青色を発光する発光素子６０１Ｂ、及び、青色を発光する発光素子６０１Ｂから出射された出射光の通過／非通過を制御するための一種のライト・バルブである光通過制御装置（例えば、液晶表示装置６０４Ｂ）、並びに、これらの発光素子６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂから出射された光を案内する光案内部材６０２、及び、１本の光路に纏めるための手段（例えば、ダイクロイック・プリズム６０３）を備えた画像形成装置とすることもできる。そして、ダイクロイック・プリズム６０３から出射したこれらの光は、コリメート光学系１１２を介して導光板１２１に入射される。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光学装置：第１の態様》
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2
の関係を満足する光学装置。
ここで、
φ1：第１の干渉縞のスラント角
φ2：第２の干渉縞のスラント角
φ3：第３の干渉縞のスラント角
Ｐ1：第１の干渉縞のピッチ
Ｐ2：第２の干渉縞のピッチ
Ｐ3：第３の干渉縞のピッチ
である。
［Ａ０２］０．７度≦｜φ2−φ1｜≦４．７度
を満足する［Ａ０１］に記載の光学装置。
［Ａ０３］第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2、第３のホログラム回折格子の回折効率をη3としたとき、
η1／η3≧１．０、及び、η2／η3≧１．０
を満足する［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０４］第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2としたとき、
η1＞η2
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０５］第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2、第３のホログラム回折格子の厚さをＴ3としたとき、
１．０μｍ≦Ｔ1，Ｔ2≦１０μｍ、及び、Ｔ1≧Ｔ3，Ｔ2≧Ｔ3
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０６］Ｔ3≦２．０μｍ
好ましくは、
Ｔ3≦１．６μｍ
を満足する［Ａ０５］に記載の光学装置。
［Ａ０７］第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2としたとき、
Ｔ1＞Ｔ2
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０８］第１のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されており、
第２のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に対向する他方の面に配設されている［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０９］第３のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されている［Ａ０８］に記載の光学装置。
［Ａ１０］第３のホログラム回折格子は、導光板の他方の面に配設されている［Ａ０８］に記載の光学装置。
［Ａ１１］第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、高い回折効率を有する［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１２］第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、厚さが厚い［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１３］第３のホログラム回折格子の厚さは、階段状に変化し、又は、次第に増加する［Ａ１２］に記載の光学装置。
［Ａ１４］第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の回折効率をη3A、第３Ｂのホログラム回折格子の回折効率をη3Bとしたとき、
η3B＞η3A
を満足する［Ａ１１］に記載の光学装置。
［Ａ１５］第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の厚さをＴ3A、第３Ｂのホログラム回折格子の厚さをＴ3Bとしたとき、
Ｔ3B＞Ｔ3A
を満足する［Ａ１３］又は［Ａ１４］に記載の光学装置。
［Ａ１６］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている［Ａ１４］又は［Ａ１５］に記載の光学装置。
［Ａ１７］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている［Ａ１４］又は［Ａ１５］に記載の光学装置。
［Ａ１８］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている［Ａ１４］又は［Ａ１５］に記載の光学装置。
［Ａ１９］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている［Ａ１４］又は［Ａ１５］に記載の光学装置。
［Ａ２０］第３Ａのホログラム回折格子の導光板への正射影像と、第３Ｂのホログラム回折格子の導光板への正射影像とは、これらの正射影像が相互に対向する境界部で重なっている［Ａ１８］又は［Ａ１９］に記載の光学装置。
［Ａ２１］第３Ａのホログラム回折格子のスラント角と、第３Ｂのホログラム回折格子のスラント角とは同じである［Ａ１４］乃至［Ａ２０］のいずれか１項に記載の光学装置。［Ｂ０１］《光学装置：第２の態様》
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
λ2＜λ3＜λ1
の関係を満足する光学装置。
ここで、
λ1：導光板に入射され、第１のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長λ2：導光板に入射され、第２のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長λ3：第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光
板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光
のピーク波長
である。
［Ｂ０２］０ｎｍ＜｜λ3−λ1｜≦４０ｎｍ、及び、０ｎｍ＜｜λ2−λ3｜≦４０ｎｍ
を満足する［Ｂ０１］に記載の光学装置。
［Ｂ０３］第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2、第３のホログラム回折格子の回折効率をη3としたとき、
η1／η3≧１．０、及び、η2／η3≧１．０
を満足する［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の光学装置。
［Ｂ０４］第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2としたとき、
η1＞η2
を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ０５］第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2、第３のホログラム回折格子の厚さをＴ3としたとき、
１．０μｍ≦Ｔ1，Ｔ2≦１０μｍ、及び、Ｔ1≧Ｔ3，Ｔ2≧Ｔ3
を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ０６］Ｔ3≦２．０μｍ
好ましくは、
Ｔ3≦１．６μｍ
を満足する［Ｂ０５］に記載の光学装置。
［Ｂ０７］第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2としたとき、
Ｔ1＞Ｔ2
を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ０８］第１の干渉縞のピッチをＰ1、スラント角をφ1、第２の干渉縞のピッチをＰ2、スラント角をφ2としたとき、
Ｐ1＝Ｐ2、及び、φ1≠φ2
を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ０９］第３の干渉縞のピッチをＰ3、スラント角をφ3としたとき、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ2＝Ｐ3
を満足する［Ｂ０８］に記載の光学装置。
［Ｂ１０］第１のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されており、
第２のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に対向する他方の面に配設されている［Ｂ０１］乃至［Ｂ０９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ１１］第３のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されている［Ｂ１０］に記載の光学装置。
［Ｂ１２］第３のホログラム回折格子は、導光板の他方の面に配設されている［Ｂ１０］に記載の光学装置。
［Ｂ１３］第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、高い回折効率を有する［Ｂ０１］乃至［Ｂ０９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ１４］第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、厚さが厚い［Ｂ０１］乃至［Ｂ０９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ１５］第３のホログラム回折格子の厚さは、階段状に変化し、又は、次第に増加する［Ｂ１４］に記載の光学装置。
［Ｂ１６］第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の回折効率をη3A、第３Ｂのホログラム回折格子の回折効率をη3Bとしたとき、
η3B＞η3A
を満足する［Ｂ１３］に記載の光学装置。
［Ｂ１７］第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の厚さをＴ3A、第３Ｂのホログラム回折格子の厚さをＴ3Bとしたとき、
Ｔ3B＞Ｔ3A
を満足する［Ｂ１５］又は［Ｂ１６］に記載の光学装置。
［Ｂ１８］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている［Ｂ１６］又は［Ｂ１７］に記載の光学装置。
［Ｂ１９］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている［Ｂ１６］又は［Ｂ１７］に記載の光学装置。
［Ｂ２０］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている［Ｂ１６］又は［Ｂ１７］に記載の光学装置。
［Ｂ２１］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている［Ｂ１６］又は［Ｂ１７］に記載の光学装置。
［Ｂ２２］第３Ａのホログラム回折格子の導光板への正射影像と、第３Ｂのホログラム回折格子の導光板への正射影像とは、これらの正射影像が相互に対向する境界部で重なっている［Ｂ２０］又は［Ｂ２１］に記載の光学装置。
［Ｂ２３］第３Ａのホログラム回折格子のスラント角と、第３Ｂのホログラム回折格子のスラント角とは同じである［Ｂ１６］乃至［Ｂ２２］のいずれか１項に記載の光学装置。［Ｃ０１］ピーク波長λ1を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第２のホログラム回折格子よりも第１のホログラム回折格子によって主に回折され、ピーク波長λ2を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第１のホログラム回折格子よりも第２のホログラム回折格子によって主に回折される［Ａ０１］乃至［Ｂ２３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｃ０２］第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、第１の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、第２の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられている［Ａ０１］乃至［Ｃ０１］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｄ０１］第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、
第１のホログラム回折格子には、第１の干渉縞の延びる方向の第１の干渉縞形成領域の外側に、第１の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが設けられており、
第２のホログラム回折格子には、第２の干渉縞の延びる方向の第２の干渉縞形成領域の外側に、第２の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが設けられており、
第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは有し、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは有し、又は、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは配されており、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは配されている［Ａ０１］乃至［Ｃ０２］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｄ０２］第１Ａのアライメントマーク、第１Ｂのアライメントマーク、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは、導光板の端部側に配される［Ｄ０１］に記載の光学装置。
［Ｅ０１］《表示装置：第１の態様》
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
を備えており、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2
の関係を満足する表示装置。
ここで、
φ1：第１の干渉縞のスラント角
φ2：第２の干渉縞のスラント角
φ3：第３の干渉縞のスラント角
Ｐ1：第１の干渉縞のピッチ
Ｐ2：第２の干渉縞のピッチ
Ｐ3：第３の干渉縞のピッチ
である。
［Ｅ０２］第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長をλ3としたとき、画像形成装置は、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源を備えている［Ｅ０１］に記載の表示装置。
［Ｅ０３］画像形成装置は、第１の光源及び第２の光源を備えている［Ｅ０１］又は［Ｅ０２］に記載の表示装置。
［Ｅ０４］２つの光源から出射される光の合成光スペクトルにおけるピーク波長はλ3である［Ｅ０２］を引用する［Ｅ０３］に記載の表示装置。
［Ｅ０５］《表示装置：第２の態様》
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
を備えており、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
λ2＜λ3＜λ1
の関係を満足する表示装置。
ここで、
λ1：導光板に入射され、第１のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長λ2：導光板に入射され、第２のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長λ3：第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光
板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光
のピーク波長
である。
［Ｅ０６］画像形成装置は、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源を備えている［Ｅ０５］に記載の表示装置。
［Ｅ０７］画像形成装置は、第１の光源及び第２の光源を備えている［Ｅ０５］又は［Ｅ０６］に記載の表示装置。
［Ｅ０８］２つの光源から出射される光の合成光スペクトルにおけるピーク波長はλ3である［Ｅ０６］を引用する［Ｅ０７］に記載の表示装置。
［Ｅ０９］《表示装置：第３の態様》
（イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
（ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、
（Ａ）画像形成装置、及び、
（Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
を備えており、
光学装置は、
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
画像形成装置は、ピーク波長λLS-1を有する第１の光源、及び、ピーク波長λLS-2を有する第２の光源を備えており、
画像形成装置は、第１の光源からの光及び第２の光源からの光に基づき画像を形成する表示装置。
［Ｅ１０］０ｎｍ＜｜λLS-2−λLS-1｜≦６０ｎｍ
を満足する［Ｅ０９］に記載の表示装置。
［Ｅ１１］画像表示装置は、第１の光源からの光の強度及び第２の光源からの光の強度を制御する［Ｅ０９］又は［Ｅ１０］に記載の表示装置。
［Ｆ０１］第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、
第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、
第１のホログラム回折格子には、第１の干渉縞の延びる方向の第１の干渉縞形成領域の外側に、第１の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークが設けられており、
第２のホログラム回折格子には、第２の干渉縞の延びる方向の第２の干渉縞形成領域の外側に、第２の干渉縞形成領域を挟むように対向して、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークが設けられており、
第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは有し、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは有し、又は、
第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは配されており、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは配されている［Ｅ０１］乃至［Ｅ０８］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｆ０２］第１Ａのアライメントマーク、第１Ｂのアライメントマーク、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは、導光板の端部側に配される［Ｆ０１］に記載の表示装置。
［Ｇ０１］《ホログラム回折格子》
内部に干渉縞が形成された干渉縞形成領域を有し、
干渉縞の延びる方向の干渉縞形成領域の外側に、干渉縞形成領域を挟むように対向して、２つのアライメントマークが設けられており、
各アライメントマークには、干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
各アライメントマークの平面形状は環状であるホログラム回折格子。
［Ｇ０２］各アライメントマークは、干渉縞形成領域の光が出射される部分とは反対側の干渉縞形成領域の部分の外側に設けられている［Ｇ０１］に記載のホログラム回折格子。［Ｈ０１］《アライメント装置》
Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向に移動可能であり、且つ、ＸＹ平面内において回動可能であるステージ、
ステージに載置され、第１のホログラム回折格子が配された導光板の端面から、導光板に光を入射させるための第１の光源（第１のアライメント用光源）、
第１のホログラム回折格子の上方において第２のホログラム回折格子を支持する支持体の端面から、支持体に光を入射させるための第２の光源（第２のアライメント用光源）、
第１の光源から入射され、第１のホログラム回折格子に設けられた第１Ａのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第１Ａのアライメントマークの光学像、及び、第２の光源から入射され、第２のホログラム回折格子に設けられた第２Ａのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第２Ａのアライメントマークの光学像を検出する第１の撮像装置、並びに、
第１の光源から入射され、第１のホログラム回折格子に設けられた第１Ｂのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第１Ｂのアライメントマークの光学像、及び、第２の光源から入射され、第２のホログラム回折格子に設けられた第２Ｂのアライメントマークによって回折反射された光に基づく第２Ｂのアライメントマークの光学像を検出する第２の撮像装置を備えているアライメント装置。
［Ｊ０１］《光学装置の組立方法：第１の態様》
［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の光学装置の組立方法であって、
第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークを光学的に検出し、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークを光学的に検出し、
第１Ａのアライメントマークと第１Ｂのアライメントマークとを結ぶ第１の直線を求め、第２Ａのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとを結ぶ第２の直線を求め、
第１の直線及び第２の直線を仮想平面に射影したときの第１の直線と第２の直線との成す角度が規定値以内となるように、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う光学装置の組立方法。
［Ｊ０２］《光学装置の組立方法：第２の態様》
［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の光学装置の組立方法であって、
第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２のホログラム回折格子が支持体に支持された状態で、導光板の端面から導光板に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、支持体の端面から支持体に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う光学装置の組立方法。
［Ｊ０３］第１のホログラム回折格子が導光板に配された状態で、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行い、第２のホログラム回折格子を導光板に配する［Ｊ０１］又は［Ｊ０２］に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ０４］第１のホログラム回折格子が導光板に配された状態で、第２のホログラム回折格子に対する導光板の相対的な移動を行う［Ｊ０３］に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ０５］第１のホログラム回折格子を導光板に貼り合わせた後、又は、形成した後、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行い、第２のホログラム回折格子を導光板に貼り合わせる［Ｊ０３］又は［Ｊ０４］に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ０６］第２のホログラム回折格子が支持体に支持された状態で、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせを行う［Ｊ０１］乃至［Ｊ０５］のいずれか１項に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ０７］第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークには、第１の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークには、第２の干渉縞形成領域に設けられた干渉縞と同じ干渉縞が形成されており、
導光板の端面から導光板に光を入射させ、第１Ａのアライメントマーク及び第１Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出し、
支持体の端面から支持体に光を入射させ、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークで回折反射された光を光学的に検出する［Ｊ０６］に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ０８］第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは有し、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような形状を、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは有する［Ｊ０７］に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ０９］第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子との相対的な位置合わせが完了した状態において、第１Ａのアライメントマークと第２Ａのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークは配されており、第１Ｂのアライメントマークと第２Ｂのアライメントマークとが重ならないような位置に、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは配されている［Ｊ０７］に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ１０］第１Ａのアライメントマーク及び第２Ａのアライメントマークを第１の撮像装置によって撮像し、第１Ｂのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークを第２の撮像装置によって撮像する［Ｊ０１］乃至［Ｊ０９］のいずれか１項に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ１１］第１Ａのアライメントマーク、第１Ｂのアライメントマーク、第２Ａのアライメントマーク及び第２Ｂのアライメントマークは、導光板の端部側に配される［Ｊ０１］乃至［Ｊ１０］のいずれか１項に記載の光学装置の組立方法。
［Ｊ１２］規定値の最大値は１００秒である［Ｊ０１］乃至［Ｊ１１］のいずれか１項に記載の光学装置の組立方法。
［Ｋ０１］《光学装置：第４の態様》
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、高い回折効率を有する光学装置。
［Ｋ０２］《光学装置：第５の態様》
（ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子から構成されており、
第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、厚さが厚い光学装置。
［Ｋ０３］第３のホログラム回折格子の厚さは、階段状に変化し、又は、次第に増加する［Ｋ０２］に記載の光学装置。
［Ｋ０４］第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の回折効率をη3A、第３Ｂのホログラム回折格子の回折効率をη3Bとしたとき、
η3B＞η3A
を満足する［Ｋ０１］に記載の光学装置。
［Ｋ０５］第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
第３Ａのホログラム回折格子の厚さをＴ3A、第３Ｂのホログラム回折格子の厚さをＴ3Bとしたとき、
Ｔ3B＞Ｔ3A
を満足する［Ｋ０２］又は［Ｋ０３］に記載の光学装置。
［Ｋ０６］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている［Ｋ０４］又は［Ｋ０５］に記載の光学装置。
［Ｋ０７］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている［Ｋ０４］又は［Ｋ０５］に記載の光学装置。
［Ｋ０８］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置されている［Ｋ０４］又は［Ｋ０５］に記載の光学装置。
［Ｋ０９］光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板の第１面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第２面に配置されている［Ｋ０４］又は［Ｋ０５］に記載の光学装置。
［Ｋ１０］第３Ａのホログラム回折格子の導光板への正射影像と、第３Ｂのホログラム回折格子の導光板への正射影像とは、これらの正射影像が相互に対向する境界部で重なっている［Ｋ０８］又は［Ｋ０９］に記載の光学装置。
［Ｋ１１］第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第３のホログラム回折格子の回折効率をη3としたとき、
η1／η3＞１．０
を満足する［Ｂ０１］乃至［Ｋ１０］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｋ１２］第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第３のホログラム回折格子の厚さをＴ3としたとき、
Ｔ1＞Ｔ3
を満足する［Ｋ０１］乃至［Ｋ１０］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｋ１３］Ｔ3≦２．０μｍ
好ましくは、
Ｔ3≦１．６μｍ
を満足する［Ｋ１２］に記載の光学装置。
１０・・・フレーム、１０’・・・ノーズパッド、１１・・・フロント部、１１’・・・フロント部の中央部分、１２・・・蝶番、１３・・・テンプル部、１４・・・モダン部、１５・・・配線（信号線や電源線等）、１６・・・ヘッドホン部、１６’・・・ヘッドホン部用配線、１７・・・撮像装置、１８・・・制御装置（制御回路、制御手段）、１８Ａ・・・画像情報記憶装置、１９・・・取付け部材、２０・・・観察者、２１・・・瞳、３０，４０・・・結合部材、１００，２００，３００Ａ，３００Ｂ・・・画像表示装置、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，１１１’，２１１，２１１’・・・画像形成装置、１１２・・・光学系（コリメート光学系）、１１３，２１３・・・筐体、１２０，３２０・・・光学装置（導光手段）、１２１，３２１・・・導光板、１２２，３２２・・・導光板の第１面、１２３，３２３・・・導光板の第２面、１２４・・・支持体、１２５・・・透明保護部材、１２６・・・封止部材、１３０，３３０・・・第１偏向手段、１３１，３３１・・・第１のホログラム回折格子、１３２・・・第１の干渉縞形成領域、１３３・・・第１の干渉縞形成領域の外側の領域、１３３’・・・第１のホログラム回折格子の端部領域、１３４Ａ・・・第１Ａのアライメントマーク、１３４Ｂ・・・第１Ｂのアライメントマーク、１３５・・・第２のホログラム回折格子、１３６・・・第２の干渉縞形成領域、１３７・・・第２の干渉縞形成領域の外側の領域、１３７’・・・第２のホログラム回折格子の端部領域、１３８Ａ・・・第２Ａのアライメントマーク、１３８Ｂ・・・第２Ｂのアライメントマーク、１４０，３４０・・・第２偏向手段、１４１，３４１・・・第３のホログラム回折格子、１４１Ａ・・・第３Ａのホログラム回折格子、１４１Ｂ・・・第３Ｂのホログラム回折格子、１５０・・・反射型空間光変調装置、１５１・・・液晶表示装置（ＬＣＤ）、１５２・・・偏光ビームスプリッター、１５３，１５３’，２５１，２５１’・・・光源、２５２・・・コリメート光学系、２５３・・・走査手段、２５４・・・光学系（リレー光学系）、２５５・・・クロスプリズム、２５６・・・全反射ミラー、１６０・・・ステージ、１６１・・・アライメント装置における第１の光源（第１のアライメント用光源）、１６２・・・アライメント装置における第２の光源（第２のアライメント用光源）、１６３・・・第１の撮像装置（第１のアライメント用撮像装置）、１６４・・・第２の撮像装置（第２のアライメント用撮像装置）、４０１，４０２・・・遮光部材、５００・・・調光装置、５０１・・・第１基板（透明保護部材が兼用）、５０２・・・第１透明電極、５０２Ａ・・・第１透明電極セグメント、５０３・・・第２基板、５０４・・・第２透明電極、５０４Ａ・・・第２透明電極セグメント、５０５・・・調光層、５０５Ａ・・・ＷＯ3層、５０５Ｂ・・・Ｔａ2Ｏ5層、５０５Ｃ・・・ＩｒXＳｎ1-XＯ層、５０６・・・保護層、５０７・・・封止材、５０８・・・調光装置の遮光率が変化する最小単位領域、５１１・・・虚像投影領域、５１２・・・調光装置の他の領域、５１３・・・仮想矩形、５２１・・・環境照度測定センサ、５２２・・・透過光照度測定センサ、６０１，６０１Ｒ，６０１Ｇ，６０１Ｂ・・・発光素子、６０２・・・光案内部材、６０３・・・ダイクロイック・プリズム、６０４，６０４Ｒ，６０４Ｇ，６０４Ｂ・・・光通過制御装置、６１１Ｒ，６１１Ｇ，６１１Ｂ・・・発光パネル、６１２・・・マイクロレンズ

Claims (25)

  1. （ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
    （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
    （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
    を備えており、
    第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
    第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
    第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
    第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
    第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
    φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2
    の関係を満足し、
    第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子は、導光板に入射された光を偏向し、
    第１のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍と、第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍との間に、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線の高効率部分が連続して形成され、回折効率変化曲線の高効率部分と光学装置に入射する光の光スペクトル曲線とが重なる光学装置。
    ここで、
    φ1：第１の干渉縞のスラント角
    φ2：第２の干渉縞のスラント角
    φ3：第３の干渉縞のスラント角
    Ｐ1：第１の干渉縞のピッチ
    Ｐ2：第２の干渉縞のピッチ
    Ｐ3：第３の干渉縞のピッチ
    である。
  2. ０．７度≦｜φ2−φ1｜≦４．７度
    を満足する請求項１に記載の光学装置。
  3. （ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
    （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
    （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
    を備えており、
    第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
    第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
    第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
    第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
    第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
    λ2＜λ3＜λ1
    の関係を満足し、
    第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子は、導光板に入射された光を偏向し、
    第１のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍と、第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍との間に、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線の高効率部分が連続して形成され、回折効率変化曲線の高効率部分と光学装置に入射する光の光スペクトル曲線とが重なる光学装置。
    ここで、
    λ1：導光板に入射され、第１のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長
    λ2：導光板に入射され、第２のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長
    λ3：第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光
    板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光
    のピーク波長
    である。
  4. ０ｎｍ＜｜λ3−λ1｜≦４０ｎｍ、及び、０ｎｍ＜｜λ2−λ3｜≦４０ｎｍ
    を満足する請求項３に記載の光学装置。
  5. 第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2、第３のホログラム回折格子の回折効率をη3としたとき、
    η1／η3≧１．０、及び、η2／η3≧１．０
    を満足する請求項３に記載の光学装置。
  6. 第１のホログラム回折格子の回折効率をη1、第２のホログラム回折格子の回折効率をη2としたとき、
    η1＞η2
    を満足する請求項３に記載の光学装置。
  7. 第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2、第３のホログラム回折格子の厚さをＴ3としたとき、
    １．０μｍ≦Ｔ1，Ｔ2≦１０μｍ、及び、Ｔ1≧Ｔ3，Ｔ2≧Ｔ3
    を満足する請求項３に記載の光学装置。
  8. Ｔ3≦１．６μｍ
    を満足する請求項７に記載の光学装置。
  9. 第１のホログラム回折格子の厚さをＴ1、第２のホログラム回折格子の厚さをＴ2としたとき、
    Ｔ1＞Ｔ2
    を満足する請求項３に記載の光学装置。
  10. 第１の干渉縞のピッチをＰ1、スラント角をφ1、第２の干渉縞のピッチをＰ2、スラント角をφ2としたとき、
    Ｐ1＝Ｐ2、及び、φ1≠φ2
    を満足する請求項３に記載の光学装置。
  11. 第３の干渉縞のピッチをＰ3、スラント角をφ3としたとき、
    φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ2＝Ｐ3
    を満足する請求項１０に記載の光学装置。
  12. 第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、高い回折効率を有する請求項３に記載の光学装置。
  13. 第３のホログラム回折格子において、第１偏向手段に近い所に位置する領域よりも、第１偏向手段に遠い所に位置する領域の方が、厚さが厚い請求項３に記載の光学装置。
  14. 第３のホログラム回折格子の厚さは、階段状に変化する請求項１３に記載の光学装置。
  15. 第３のホログラム回折格子は、第１偏向手段に近い方に位置する第３Ａのホログラム回折格子、及び、第１偏向手段から遠い方に位置する第３Ｂのホログラム回折格子から構成されており、
    第３Ａのホログラム回折格子の厚さをＴ3A、第３Ｂのホログラム回折格子の厚さをＴ3Bとしたとき、
    Ｔ3B＞Ｔ3A
    を満足する請求項１３に記載の光学装置。
  16. 光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子及び第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の第１面又は第２面に配置されている請求項１５に記載の光学装置。
  17. 光が入射される面を導光板の第２面、第２面と対向する導光板の面を第１面としたとき、第３Ａのホログラム回折格子は導光板のいずれか一方の面に配置され、第３Ｂのホログラム回折格子は導光板の他方の面に配置されている請求項１５に記載の光学装置。
  18. 第３Ａのホログラム回折格子の導光板への正射影像と、第３Ｂのホログラム回折格子の導光板への正射影像とは、これらの正射影像が相互に対向する境界部で重なっている請求項１７に記載の光学装置。
  19. ピーク波長λ1を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第２のホログラム回折格子よりも第１のホログラム回折格子によって主に回折され、
    ピーク波長λ2を有する入射光は、中心画角に対応する入射光において、第１のホログラム回折格子よりも第２のホログラム回折格子によって主に回折される請求項１又は請求項３に記載の光学装置。
  20. 第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成された第１の干渉縞形成領域を有し、第１の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられており、
    第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成された第２の干渉縞形成領域を有し、第２の干渉縞形成領域の外側にアライメントマークが設けられている請求項１又は請求項３に記載の光学装置。
  21. 第１のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に配設されており、
    第２のホログラム回折格子は、導光板の一方の面に対向する他方の面に配設されている請求項１又は請求項３に記載の光学装置。
  22. （イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    （ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、
    （Ａ）画像形成装置、及び、
    （Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
    を備えており、
    光学装置は、
    （ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
    （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
    （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
    を備えており、
    第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
    第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
    第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
    第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
    第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
    φ2＜φ3＜φ1、及び、Ｐ1＝Ｐ3＝Ｐ2
    の関係を満足し、
    第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子は、導光板に入射された光を偏向し、
    第１のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍と、第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍との間に、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線の高効率部分が連続して形成され、回折効率変化曲線の高効率部分と光学装置に入射する光の光スペクトル曲線とが重なる表示装置。
    ここで、
    φ1：第１の干渉縞のスラント角
    φ2：第２の干渉縞のスラント角
    φ3：第３の干渉縞のスラント角
    Ｐ1：第１の干渉縞のピッチ
    Ｐ2：第２の干渉縞のピッチ
    Ｐ3：第３の干渉縞のピッチ
    である。
  23. 第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長をλ3としたとき、画像形成装置は、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源を備えている請求項２２に記載の表示装置。
  24. （イ）観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    （ロ）フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、
    （Ａ）画像形成装置、及び、
    （Ｂ）画像形成装置から出射された光が入射され、出射される光学装置、
    を備えており、
    光学装置は、
    （ａ）入射された光が内部を全反射により伝播した後、出射される導光板、
    （ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
    （ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光の一部を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
    を備えており、
    第１偏向手段は、第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子から構成されており、
    第２偏向手段は、第３のホログラム回折格子から構成されており、
    第１のホログラム回折格子は、内部に第１の干渉縞が形成されており、
    第２のホログラム回折格子は、内部に第２の干渉縞が形成されており、
    第３のホログラム回折格子は、内部に第３の干渉縞が形成されており、
    λ2＜λ3＜λ1
    の関係を満足し、
    第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子は、導光板に入射された光を偏向し、
    第１のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍と、第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線のピークあるいはその近傍との間に、第１のホログラム回折格子と第２のホログラム回折格子に基づく回折効率変化曲線の高効率部分が連続して形成され、回折効率変化曲線の高効率部分と光学装置に入射する光の光スペクトル曲線とが重なる表示装置。
    ここで、
    λ1：導光板に入射され、第１のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長
    λ2：導光板に入射され、第２のホログラム回折格子によって偏向される光のピーク波長
    λ3：第１のホログラム回折格子及び第２のホログラム回折格子によって偏向され、導光
    板の内部を全反射により伝播し、第３のホログラム回折格子によって偏向される光
    のピーク波長
    である。
  25. 画像形成装置は、ピーク波長λ3を有する光を出射する光源を備えている請求項２４に記載の表示装置。
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