JP6728596B2 - 光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置 - Google Patents

光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置に関するものである。
瞳の網膜に直接レーザーを照射し、使用者に画像を視認させる表示装置としてヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）やヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）が知られている。
このようなディスプレイは、一般に、光を出射する発光装置と、出射した光が使用者の網膜を走査するように光路を変更する走査手段と、を備えている。そして、かかるディスプレイによれば、使用者は、例えば外の景色と走査手段によって描かれる画像の双方を同時に視認することができる。
例えば、特許文献１には、３原色のレーザービームを出射する光源と、これらのレーザービームを走査させながらスクリーン等に投影する偏向手段と、を備える光ビーム走査ディスプレイが開示されている。そして、偏向手段に含まれるミラーによって、レーザービームを水平方向および垂直方向に偏向させ、ラスター走査させることにより、２次元映像として描画することが開示されている。
また、これらのレーザービームは、画像データに基づいて各光源の出力を制御することにより、直接変調されることが開示されている。
特開２００６−１８４６６３号公報
特許文献１のような構成によれば、光源においてレーザービームを直接変調させるが、気温等の環境因子が変化することに伴ってレーザービームの波長が意図せず変化することがある（波長シフト）。このような場合、描画される映像の色調のずれを生じさせる。
また、光ビーム走査ディスプレイの光路上に回折格子が含まれている場合、波長シフトが回折角度のずれを生じさせ、描画される映像の解像度の低下を招く。
そこで、外部変調器を用いることにより、このような波長シフトを抑制することが提案されている。
外部変調器としては、例えば、並列する光導波路が形成された基板を備え、各光導波路を通過する光の強度を、電気光学効果を利用して変調させる方式の変調器が挙げられる。
かかる外部変調器では、並列する光導波路の間隔を狭くすることにより、出射される光束の間隔を狭くすることができ、描画される映像の解像度を高めることができる。
その一方、並列する光導波路の間隔を狭くし過ぎると、光導波路同士が光学的に結合するクロストークが発生し、光損失や色ずれの発生を招く。
また、外部変調器を光源とは別に設ける必要があるため、小型化することが求められている。
本発明の目的は、出射される光束同士の距離が小さく光損失の少ない光変調器、ならびに、かかる光変調器を備える光学モジュールおよび画像表示装置を提供することにある。
本発明の光変調器は、電気光学効果を有する基板を有し、
前記基板には、第１光が入射される第１光導波路および前記第１光より波長の長い第２光が入射される第２光導波路が設けられ、
前記第１光導波路は、
前記第１光が入射する第１入射部と、
前記第１入射部の出射側に設けられ、前記第１入射部に入射した前記第１光を第１支線と第２支線とに分岐する第１分岐部と、
前記第１分岐部の出射側に設けられ、長手方向に長い形状を有し、前記第１支線に入射した前記第１光の強度を変調する第１支線変調部および前記第２支線に入射した前記第１光の強度を変調する第２支線変調部を含む第１変調部と、
前記第１支線変調部で変調された前記第１光が出射する第１支線出射部と、前記第２支線変調部で変調された前記第１光が出射する第２支線出射部と、を含む第１出射部と、
前記第１支線変調部と前記第１支線出射部とを連結する第１支線連結部と、前記第２支線変調部と前記第２支線出射部とを連結する第２支線連結部と、を含む第１連結部と、を有し、
前記第２光導波路は、
前記第２光が入射する第２入射部と、
前記第２入射部の出射側に設けられ、前記長手方向に長い形状を有し、前記第２入射部に入射した前記第２光の強度を変調する第２変調部と、
前記第２変調部で変調された前記第２光が出射する第２出射部と、
前記第２変調部と前記第２出射部とを連結する第２連結部と、を有し、
前記第１変調部の前記長手方向の長さをＬ１とし、
前記長手方向と平行で、かつ、前記第１変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第１線とし、
前記第１線と、前記第１支線出射部と前記第２支線出射部とを結ぶ線分の中点と、の距離をＳ１とし、
前記第２変調部の前記長手方向の長さをＬ２とし、
前記長手方向と平行で、かつ、前記第２変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第２線とし、
前記第２線と、前記第２出射部と、の距離をＳ２としたとき、
Ｌ１＜Ｌ２であり、かつ、Ｓ１＞Ｓ２であることを特徴とする。
本発明の光変調器は、電気光学効果を有する基板を有し、
前記基板には、第１光が入射される第１光導波路および前記第１光より波長の長い第２光が入射される第２光導波路が設けられ、
前記第１光導波路は、
前記第１光が入射する第１入射部と、
前記第１入射部の出射側に設けられ、長手方向に長い形状を有し、前記第１入射部に入射した前記第１光の強度を変調する第１変調部と、
前記第１変調部で変調された前記第１光が出射する第１出射部と、
前記第１変調部と前記第１出射部とを連結する第１連結部と、を有し、
前記第２光導波路は、
前記第２光が入射する第２入射部と、
前記第２入射部の出射側に設けられ、前記第２入射部に入射した前記第２光を第３支線と第４支線とに分岐する第２分岐部と、
前記第２分岐部の出射側に設けられ、前記長手方向に長い形状を有し、前記第３支線に入射した前記第２光の強度を変調する第３支線変調部および前記第２支線に入射した前記第２光の強度を変調する第４支線変調部を含む第２変調部と、
前記第３支線変調部で変調された前記第２光が出射する第３支線出射部と、前記第４支線変調部で変調された前記第２光が出射する第４支線出射部と、を含む第２出射部と、
前記第３支線変調部と前記第３支線出射部とを連結する第３支線連結部と、前記第４支線変調部と前記第４支線出射部とを連結する第４支線連結部と、を含む第２連結部と、を有し、
前記第１変調部の前記長手方向の長さをＬ１とし、
前記長手方向と平行で、かつ、前記第１変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第１線とし、
前記第１線と、前記第１出射部と、の距離をＳ１とし、
前記第２変調部の前記長手方向の長さをＬ２とし、
前記長手方向と平行で、かつ、前記第２変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第２線とし、
前記第２線と、前記第３支線出射部と前記第４支線出射部とを結ぶ線分の中点と、の距離をＳ２としたとき、
Ｌ１＜Ｌ２であり、かつ、Ｓ１＞Ｓ２であることを特徴とする。
これにより、出射される光束同士の距離が小さく光損失の少ない光変調器が得られる。また、かかる光変調器は、小型化が容易になる。
本発明の光変調器では、前記基板は、前記第２光より波長の長い第３光が入射される第３光導波路を含み、
前記第１光導波路、前記第２光導波路、前記第３光導波路の順に設けられていることが好ましい。
これにより、例えば赤色光、緑色光および青色光のような３色の光が入射されたときでも、互いに独立に変調可能であるため、例えばフルカラー画像のような多色画像を表示可能な画像表示装置を実現し得る光変調器が得られる。
本発明の光変調器では、前記第３光導波路は、
前記第３光が入射する第３入射部と、
前記第３入射部の出射側に設けられ、前記長手方向に長い形状を有し、前記第３入射部に入射した前記第３光の強度を変調する第３変調部と、
前記第３変調部で変調された前記第３光が出射する第３出射部と、
前記第３変調部と前記第３出射部とを連結する第３連結部と、を有し、
前記第３変調部の前記長手方向の長さをＬ３とし、
前記長手方向と平行で、かつ、前記第３変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第３線とし、
前記第３線と、前記第３出射部と、の距離をＳ３としたとき、
Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３であり、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３であることが好ましい。
これにより、例えば赤色光、緑色光および青色光のような３色の光が入射されたときでも、互いに独立にかつ低損失で変調可能であり、かつ、小型化が可能であるため、例えばフルカラー画像のような多色画像を高解像度で表示可能な小型の画像表示装置を実現し得る光変調器が得られる。
本発明の光変調器では、前記基板の厚さ方向からの平面視で、
前記第１出射部は、前記第１線よりも前記第３線側に位置し、
前記第２出射部は、前記第２線よりも前記第３線側に位置し、
前記第３出射部は、前記第３線よりも前記第１線側に位置していることが好ましい。
これにより、光変調器のさらなる小型化を図ったり、光変調器の大型化を抑制しつつ、第１連結部、第２連結部および第３連結部の曲げ半径も特に大きくすることによって、光損失の低減を図ったりすることができる。
本発明の光変調器では、前記第１出射部と前記第２出射部との距離は、前記第１入射部と前記第２入射部との距離よりも小さいことが好ましい。
これにより、光源の大きさを踏まえて第１入射部と第２入射部との間にある程度の距離を確保しつつ、第１出射部と第２出射部との距離を狭めることができる。その結果、例えば画像表示装置に用いられた際に、表示される画像の高解像度化と、光源の容易な配置（光学系の容易な設計）と、を両立させ得る光変調器が得られる。
本発明の光変調器では、前記第１出射部から出射される光の光軸と前記第２出射部から出射される光の光軸とが平行であることが好ましい。
これにより、例えば第１出射部から出射した光と第２出射部から出射した光とを光スキャナーによって走査することにより画像を描画する際、光スキャナーに到達しないといった光学系の不具合が発生するのを抑制したり、描画される画像の解像度が低下する不具合が発生するのを抑制したりすることができる。
本発明の光変調器では、前記第１変調部はマッハツェンダー型の変調方式であることが好ましい。
これにより、比較的簡単な構造で光変調器を実現することができ、かつ光の変調幅を容易に調整することが可能となる。
本発明の光学モジュールは、前記第１光および前記第２光を出射する光源部と、
本発明の光変調器と、
を備えることを特徴とする。
これにより、出射される光束同士の距離が小さく光損失の少ない光変調器を備え、高速で変調された光を安定して出射可能な光学モジュールが得られる。
本発明の画像表示装置は、前記第１光および前記第２光を出射する光源部と、
本発明の光変調器と、
前記光変調器によって変調された前記第１光および前記第２光を空間的に走査する光スキャナーと、
を備えることを特徴とする。
これにより、出射される光束同士の距離が小さく光損失の少ない光変調器を備え、高解像度の画像を表示可能な画像表示装置が得られる。また、画像表示装置の小型化が容易になる。
本発明の画像表示装置は、使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイであることが好ましい。
これにより、高解像度の画像を表示可能であり、かつ小型のヘッドマウントディスプレイが得られる。
本発明の画像表示装置は、ヘッドアップディスプレイであることが好ましい。
これにより、高解像度の画像を表示可能であり、かつ小型のヘッドアップディスプレイが得られる。
画像表示装置の第１実施形態（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図である。 図１に示す画像表示装置の部分拡大図である。 図１に示す画像表示装置の信号生成部の概略構成図である。 図１に示す走査光出射部に含まれる光走査部の概略構成を示す図である。 図１に示す画像表示装置の作用を模式的に説明するための図である。 第１実施形態に係る結像面での信号光の走査軌跡を示す図である。 図４に示す変調器の概略構成を示す斜視図である。 図７に示す変調器の平面図である。 第２実施形態に係る画像表示装置に含まれる変調器の概略構成を示す平面図である。 第２実施形態に係る結像面での信号光の走査軌跡を示す図である。 第３実施形態に係る画像表示装置に含まれる変調器の概略構成を示す平面図である。 画像表示装置の第４実施形態（ヘッドアップディスプレイ）の概略構成を示す図である。
以下、本発明の光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置について、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜画像表示装置＞
≪第１実施形態≫
まず、画像表示装置の第１実施形態について説明する。
図１は、画像表示装置の第１実施形態（ヘッドマウントディスプレイ）の概略構成を示す図、図２は、図１に示す画像表示装置の部分拡大図である。また、図３は、図１に示す画像表示装置の信号生成部の概略構成図、図４は、図１に示す走査光出射部に含まれる光走査部の概略構成を示す図、図５は、図１に示す画像表示装置の作用を模式的に説明するための図である。また、図６は、第１実施形態に係る結像面での信号光の走査軌跡を示す図である。また、図７は、図４に示す変調器の概略構成を示す斜視図、図８は、図７に示す変調器の平面図である。
なお、図１では、説明の便宜上、互いに直交する３つの軸として、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸を図示しており、その図示した矢印の先端側を「＋（プラス）」、基端側を「−（マイナス）」とする。また、以下の説明では、Ｘ軸に平行な方向を「Ｘ軸方向」、Ｙ軸に平行な方向を「Ｙ軸方向」、Ｚ軸に平行な方向を「Ｚ軸方向」という。
ここで、Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は、後述する画像表示装置１を使用者の頭部Ｈに装着した際に、Ｙ軸方向が頭部Ｈの上下方向、Ｚ軸方向が頭部Ｈの左右方向、Ｘ軸方向が頭部Ｈの前後方向となるように設定されている。
図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイ（頭部装着型画像表示装置）であって、使用者の頭部Ｈに装着して使用され、使用者に虚像による画像を外界像と重畳した状態で視認させる。
この画像表示装置１は、図１に示すように、フレーム２と、信号生成部３と、走査光出射部４と、反射部６と、を備える。
また、画像表示装置１は、図２に示すように、第１光ファイバー７１と、第２光ファイバー７２と、接続部５と、を備える。
この画像表示装置１では、信号生成部３が画像情報に応じて変調された信号光を生成し、その信号光が第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバー７２を介して走査光出射部４へ導かれ、走査光出射部４が信号光（映像光）を２次元的に走査して走査光を出射し、反射部６がその走査光を使用者の眼ＥＹに向けて反射する。これにより、画像情報に応じた虚像を使用者に視認させることができる。
なお、本実施形態では、信号生成部３、走査光出射部４、接続部５、反射部６、第１光ファイバー７１および第２光ファイバー７２をフレーム２の右側にのみ設け、右眼用の虚像のみを形成する場合を例に説明するが、フレーム２の左側を右側と同様に構成することによって、右眼用の虚像と併せて左眼用の虚像も形成してもよいし、左眼用の虚像のみを形成するようにしてもよい。
また、信号生成部３と走査光出射部４との間を光学的に接続する手段は、光ファイバーを介する手段の他、例えば各種の導光体を介する手段で代替することもできる。さらに、接続部５によって第１光ファイバー７１と第２光ファイバー７２が接続される構成でなくてもよく、接続部５を介さずに第１光ファイバー７１のみによって、信号生成部３と走査光出射部４とが光学的に接続されていてもよい。
以下、画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
（フレーム）
図１に示すように、フレーム２は、眼鏡フレームのような形状をなし、信号生成部３および走査光出射部４を支持する機能を有する。
また、フレーム２は、図１に示すように、走査光出射部４およびノーズパッド部２１を支持するフロント部２２と、フロント部２２に接続されて使用者の耳に当接する１対のテンプル部（つる部）２３と、各テンプル部２３のフロント部２２と反対の端部であるモダン部２４と、を含む。
ノーズパッド部２１は、使用時に使用者の鼻ＮＳに当接して、画像表示装置１を使用者の頭部に対して支持している。フロント部２２には、リム部２５やブリッジ部２６が含まれる。
このノーズパッド部２１は、使用時における使用者に対するフレーム２の位置を調整可能に構成されている。
なお、フレーム２の形状は、使用者の頭部Ｈに装着することができるものであれば、図示のものに限定されない。
（信号生成部）
図１に示すように、信号生成部３は、前述したフレーム２の一方（本実施形態では右側）のモダン部２４（テンプル部２３のフロント部２２とは反対側の端部）に設けられている。
すなわち、信号生成部３は、使用時に使用者の耳ＥＡに対して眼ＥＹとは反対側に配置されている。これにより、画像表示装置１の重量バランスを優れたものとすることができる。
この信号生成部３は、後述する走査光出射部４の光走査部４２で走査される信号光を生成する機能と、光走査部４２を駆動する駆動信号を生成する機能とを有する。
このような信号生成部３は、図３に示すように、信号光生成部３１と、駆動信号生成部３２と、制御部３３と、光検出部３４と、固定部３５とを備える。
信号光生成部３１は、後述する走査光出射部４の光走査部４２（光スキャナー）で走査（光走査）される信号光を生成するものである。
この信号光生成部３１は、波長の異なる複数の光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂと、複数の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂと、レンズ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂと、を有する。
光源３１１Ｒ（Ｒ光源）は、信号光として赤色光ＬＲ（第３光）を出射するものであり、光源３１１Ｇ（Ｇ光源）は、信号光として緑色光ＬＧ（第２光）を出射するものであり、光源３１１Ｂ（Ｂ光源）は、信号光として青色光ＬＢ（第１光）を出射するものである。このような３色の光を用いることにより、フルカラーの画像を表示することができる。なお、フルカラーの画像を表示しない場合には、１色または２色の光（１つまたは２つの光源）を用いるようにしてもよく、また、フルカラーの画像の演色性を高めるために、４色以上の光（４つ以上の光源）を用いるようにしてもよい。
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂが、それぞれ特に限定されないが、例えばレーザーダイオード、ＬＥＤを用いることができる。
このような光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂは、それぞれ駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂに電気的に接続されている。
なお、以下では、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂをまとめて「光源部３１１」ともいい、信号光生成部３１で生成した信号光を「光源部３１１から射出された光」ともいう。
駆動回路３１２Ｒは、前述した光源３１１Ｒを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｇは、前述した光源３１１Ｇを駆動する機能を有し、駆動回路３１２Ｂは、前述した光源３１１Ｂを駆動する機能を有する。
このような駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂにより駆動された光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから射出された３つ（３色）の光は、レンズ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂを介して、光検出部３４に入射する。
レンズ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂは、それぞれコリメーターレンズである。これにより、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂから射出された光は、それぞれ平行光とされる。なお、レンズ３１３Ｒ、３１３Ｇ、３１３Ｂは、光を第１光ファイバー７１に入射させるカップリング機能を有するもの（集光レンズ）であってもよい。
信号光生成部３１で生成された信号光は、第１光ファイバー７１の一端部に入射する。そして、かかる信号光は、第１光ファイバー７１、接続部５および第２光ファイバー７２をこの順で通過して、後述する走査光出射部４の光走査部４２に伝送される。
駆動信号生成部３２は、後述する走査光出射部４の光走査部４２（光スキャナー）を駆動する駆動信号を生成するものである。
この駆動信号生成部３２は、光走査部４２の水平走査に用いる駆動信号を生成する駆動回路３２１と、光走査部４２の垂直走査に用いる駆動信号を生成する駆動回路３２２とを有する。
このような駆動信号生成部３２は、図示しない信号線を介して、後述する走査光出射部４の光走査部４２と電気的に接続されている。これにより、駆動信号生成部３２で生成した駆動信号は、後述する走査光出射部４の光走査部４２に入力される。
前述したような信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂおよび駆動信号生成部３２の駆動回路３２１、３２２は、制御部３３と電気的に接続されている。
制御部３３は、映像信号（画像信号）に基づいて、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂおよび駆動信号生成部３２の駆動回路３２１、３２２の駆動を制御する機能を有する。すなわち、制御部３３は、走査光出射部４の駆動を制御する機能を有する。これにより、信号光生成部３１が信号光を生成するとともに、駆動信号生成部３２が画像情報に応じた駆動信号を生成する。
また、制御部３３は、図示しない信号線を介して、後述する変調器３０と電気的に接続されている。これにより、制御部３３で生成した変調器駆動信号は、後述する変調器３０に入力される。そして、変調器３０に入射される赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを個別にかつ互いに協調させるように変調させ、画像情報に応じた色や明るさの光を適切なタイミングで投射することができる。
さらに、制御部３３は、光検出部３４で検出された光の強度の情報を、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂの駆動やその他の駆動の制御に反映させるように構成されている。
（光検出部および固定部）
固定部３５は、第１光ファイバー７１を固定するとともに、光検出部３４を固定する機能を有する。光検出部３４では、前述したように、光源部３１１から出射された光（信号光）のうち第１光ファイバー７１に入射しない残部の光量を検出し、制御部３３にフィードバックすることにより、光源３１１Ｂ、３１１Ｇ、３１１Ｒから出射される光の強度を調整することができる。
また、前述したように、第１光ファイバー７１は、接続部５において第２光ファイバー７２と光学的に接続されている。
これらの第１光ファイバー７１および第２光ファイバー７２は、それぞれ、各色の信号光（本実施形態では、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）を互いに独立して伝送可能となるように、例えば、図３に示すように、マルチコア（本実施形態では３つのコア）の光ファイバーで構成される。なお、第１光ファイバー７１および第２光ファイバー７２は、それぞれシングルコアの光ファイバーを複数本束ねた構成であってもよい。
また、上記のような固定部３５を設けることは必須ではなく、光源部３１１から射出される光を意図的に減光させることなく第１光ファイバー７１に結合する構成であってもよい。また、光検出部３４を固定部３５によって支持することは必須ではなく、光源部３１１の光量を検出できる位置であれば、光検出部３４の配置は特に限定されない。
（走査光出射部）
図１および図２に示すように、走査光出射部４は、前述したフレーム２のブリッジ部２６近傍（言い換えればフロント部２２の中心近傍）に取り付けられている。
このような走査光出射部４は、図４に示すように、ハウジング４１（筐体）と、光走査部４２と、レンズ４３と、変調器３０と、レンズ４４と、レンズ４５と、支持部材４６と、を備える。
ハウジング４１は、支持部材４６を介してフロント部２２に取り付けられている。
また、支持部材４６のフレーム２とは反対側の部分には、ハウジング４１の外表面が接合されている。
ハウジング４１は、光走査部４２を支持するとともに光走査部４２を収納している。また、ハウジング４１には、レンズ４５が取り付けられ、レンズ４５がハウジング４１の一部（壁部の一部）を構成している。
反射部１０は、第２光ファイバー７２から出射した信号光を光走査部４２に向けて反射する機能を有する。また、反射部１０は、フロント部２２の内側に開口する凹部２７に設けられている。なお、凹部２７の開口は、透明材料で構成された窓部で覆われていてもよい。また、この反射部１０は、信号光を反射し得るものであれば、特に限定されず、例えば、ミラー、プリズム等で構成することができる。
レンズ４３は、反射部１０と後述する変調器３０との間に設けられている。具体的には、第２光ファイバー７２のうちの赤色光ＬＲが出射するコア７２Ｒと変調器３０とを結ぶ光路上にレンズ４３Ｒが設けられている。同様に、第２光ファイバー７２のうちの緑色光ＬＧが出射するコア７２Ｇと変調器３０とを結ぶ光路上にレンズ４３Ｇが設けられ、第２光ファイバー７２のうちの青色光ＬＢが出射するコア７２Ｂと変調器３０とを結ぶ光路上にレンズ４３Ｂが設けられている。
レンズ４３は、第２光ファイバー７２から出射した信号光のスポット径を調整し、変調器３０に入射させる機能（カップリング機能）を有する。
レンズ４３を透過した信号光は、後述する変調器３０を経てレンズ４４に入射する。
レンズ４４は、変調器３０から出射した光を平行化する機能（コリメーター機能）を有する。そして、レンズ４４を透過した信号光は、光走査部４２に入射する。
光走査部４２は、信号光生成部３１からの信号光を反射部６に向けて空間的（２次元的）に走査する光スキャナーである。具体的には、光走査部４２の光反射面に対して信号光を入射させるとともに、駆動信号生成部３２で生成された駆動信号に応じて光走査部４２を駆動することにより、信号光が２次元的に走査される。
このような光走査部４２は、２軸まわりに揺動可能な光スキャナーであり、図５に示すように、ミラー（光反射部）が軸Ｊ１、Ｊ２の両軸まわりに揺動する。これにより、ミラーで反射した信号光を軸Ｊ１まわりの第１方向（水平方向）と軸Ｊ２まわりの第２方向（垂直方向）の両方向に２次元的に走査することができる。
また、光走査部４２として、２軸まわりに揺動可能な光スキャナーを用いることによって、光走査部４２の構成や配置（特にアライメント）が簡単になるとともに、光走査部４２の小型化を図ることができる。なお、光走査部４２の構成としては、信号光を２次元的に走査することができれば本実施形態の構成に限定されない。例えば、光走査部４２は、信号光を１次元的に走査する光スキャナーを２つ備えた構成であってもよいし、光スキャナーに替えてガルバノミラーを用いた構成であってもよい。
また、光走査部４２は、コイル１７および信号重畳部１８を有しており（図４参照）、コイル１７、信号重畳部１８および駆動信号生成部３２は、光走査部４２を駆動する駆動部を構成する。
光走査部４２で走査された信号光（走査光）は、レンズ４５を介して、ハウジング４１の外部へ出射され、さらに反射部６で反射されることにより、眼ＥＹに入射する。
また、信号光生成部３１の駆動回路３１２Ｒ、３１２Ｇ、３１２Ｂは、光走査部４２が軸Ｊ１まわりの揺動のうちの一方側へ揺動する際に信号光を射出し、他方側へ揺動する際には信号光を射出しない。このため、光走査部４２では、軸Ｊ１まわりの揺動のうちの一方側へ揺動する際に信号光を走査し、他方側へ揺動する際には信号光を走査しないようになっている。すなわち、第１方向の往路または復路のいずれか一方のみで信号光が走査される。
図６は、本実施形態に係る結像面での信号光（赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）の走査軌跡ＴＲ、走査軌跡ＴＧおよび走査軌跡ＴＢを示す図である。ここで、結像面とは、画像表示装置１によって画像が形成される面である。言い換えれば、光走査部４２で走査された信号光が像を結ぶ（形成する）面である。本実施形態のような、観察者の網膜に直接描画するような画像表示装置１の場合、結像面は観察者の網膜上に形成される。また、プロジェクターのような画像表示装置の場合、結像面はスクリーン上に形成される。前述したように、画像表示装置１では、第１方向の往路または復路のいずれか一方のみで信号光が走査されるため、走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢは、図６のようになる。なお、以下では、第２方向に等間隔に並ぶ線を「走査線ＬＳ」といい、この走査線ＬＳ上に各走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが形成されるものとする。また、複数の走査線ＬＳを、上側から順に、ＬＳ１（１番目の走査線）、ＬＳ２（２番目の走査線）、ＬＳ３（３番目の走査線）…、とする。なお、本実施形態では、観察者が画像として視認する画像表示領域Ｓにおいて、走査線ＬＳは画像表示のための水平走査線に対応している。また、図６では、ＬＳ１、ＬＳ２、ＬＳ３…のうち、番号のみを走査線ＬＳの左端に示し、その番号の走査線ＬＳに形成される走査軌跡の記号を走査線ＬＳの右端に示している。
図６に示すように、青色光ＬＢの走査軌跡ＴＢは、走査線ＬＳ１、ＬＳ４、ＬＳ７…、上に位置し、緑色光ＬＧの走査軌跡ＴＧは、走査線ＬＳ２、ＬＳ５、ＬＳ８…、上に位置し、赤色光ＬＲの走査軌跡ＴＲは、走査線ＬＳ３、ＬＳ６、ＬＳ９…、上に位置している。すなわち、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは、それぞれ、３本の走査線ＬＳごとに走査されており、走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢは、互いに重なり合うことなく、走査線ＬＳ１から順に繰り返し配置されている。また、ある時刻における赤色光ＬＲの照射点、緑色光ＬＧの照射点、および、青色光ＬＢの照射点は、図６に３つの点として示すように、第２方向に並んで配置されているとともに、この位置関係を保ったまま、第１方向および第２方向に走査される。なお、赤色光ＬＲの照射点、緑色光ＬＧの照射点および青色光ＬＢの照射点は、必ずしも第２方向に並んでいる必要はなく、それぞれの走査軌跡ＴＲ、ＴＧ、ＴＢが第２方向に並ぶように配置されていればよい。例えば、各照射点は、第１方向と交差する方向に配列されていればよい。また、走査線ＬＳは、互いに交差することがないし、第１方向のどの部分（中央部や両端部）においても第２方向に等間隔に配置されている。そのため、画素密度が均一で、輝度ムラの少ない画像を表示することができる。
このようにして画像表示領域Ｓに走査軌跡ＴＲ、走査軌跡ＴＧおよび走査軌跡ＴＢが配置されることにより、観察者は、眼ＥＹの残像現象によって２次元の画像を認識することができる。そして、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢが互いに独立に明滅することによって、認識される２次元の画像は、画像情報に応じた色や明るさを有するもの（例えばフルカラーの画像）となる。
なお、上述した走査パターンは、一例であり、例えば、後述する第２実施形態のように、走査軌跡ＴＲ、走査軌跡ＴＧおよび走査軌跡ＴＢが同じ走査線ＬＳ上で重なるような走査パターンであってもよい。この場合、垂直方向の解像度をより高めることができる。
また、各走査線ＬＳの両端部は中央部と比較して走査速度が遅く垂直方向（第２方向）の歪みが大きいため、画像表示領域Ｓとして使用しない方が好ましい。画像表示領域Ｓを図６に示すように設定することで、より均質で高精度の画像を表示することができる。また、本実施形態では、走査線ＬＳが水平方向（第１方向）に対して傾斜して延びているため、例えば、光走査部４２を若干傾けて配置することにより、走査線ＬＳと画像表示領域Ｓの額縁とが極力平行になるようにしてもよい。これにより、表示される画像のさらなる高画質化を図ることができる。
また、光走査部４２に含まれるレンズ４３、４４、４５は、それぞれ必要に応じて設けられればよく、省略されたり、他の光学要素に置き換えられたりしてもよい。また、レンズの配置は、上記の位置に限定されず、例えば第２光ファイバー７２と反射部１０との間に設けられていてもよい。
また、レンズ４３は、図４に示すような複数のレンズの集合体で構成されていてもよいが、レンズ同士が結合されたもの（レンズアレイ）で構成されていてもよい。
（（変調器））
前述したように、第２光ファイバー７２から出射した信号光は、反射部１０と光走査部４２との間に設けられた変調器３０（光変調器の実施形態）に入射する。
変調器３０は、基板３０１と、基板３０１に形成された光導波路３０２Ｒ（第３光導波路）、３０２Ｇ（第２光導波路）、３０２Ｂ（第１光導波路）と、基板３０１上に設けられた電極３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂと、基板３０１と電極３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂとの間に介挿されたバッファー層３０４と、を備えている。
基板３０１は、平面視で長方形をなす平板状をなしており、電気光学効果を有する材料で構成されている。電気光学効果は、物質に電界を加えたときに物質の屈折率が変化する現象であり、屈折率が電界に比例するポッケルス効果や電界の２乗に比例するカー効果がある。このような基板３０１に、途中で分岐した光導波路を形成し、さらに基板３０１に電界を加えると、分岐した光導波路の一方の屈折率を変化させることができる。これを利用することで、分岐した光導波路の一方を伝搬する光に、他方を伝搬する光に対する位相差を与えるとともに、分岐した光を再び合流させることによって、位相差に基づいた強度変調を行うことができる。
なお、以下の説明では、説明の便宜上、基板３０１の短辺に平行な方向をｘ方向とし、基板３０１の長辺に平行な方向をｙ方向とし、基板３０１の厚さ方向をｚ方向とする。また、図７、８には、ｘ方向に平行なｘ軸、ｙ方向に平行なｙ軸、ｚ方向に平行なｚ軸を、それぞれ矢印で図示している。そして、ｘ軸の先端側を「＋（プラス）」とし、ｘ軸の基端側を「−（マイナス）」とする。ｙ軸およびｚ軸についても同様とする。
電気光学効果を有する材料としては、例えば、ニオブ酸リチウム（ＬｉＮｂＯ３）、タンタル酸リチウム（ＬｉＴａＯ３）、ジルコン酸チタン酸鉛ランタン（ＰＬＺＴ）、リン酸チタン酸カリウム（ＫＴｉＯＰＯ４）のような無機系材料、ポリチオフェン、液晶材料の他、電気光学活性なポリマーに電荷輸送分子をドープした材料、電荷輸送性のポリマーに電気光学色素をドープした材料、不活性ポリマーに電荷輸送分子と電気光学色素とをドープした材料、電荷輸送部位および電気光学部位を高分子の主鎖または側鎖に含んだ材料、トリシアノフラン（ＴＣＦ）をアクセプターとしてドープした材料のような有機系材料等が挙げられる。
このうち、特にニオブ酸リチウムが好ましく用いられる。ニオブ酸リチウムは、電気光学係数が比較的大きいので、変調器３０において光の強度を変調する際、駆動電圧を低くすることができ、また、変調器３０の小型化が図られる。
また、これらの材料は、単結晶または固溶体結晶であるのが好ましい。これにより、基板３０１には透光性が付与され、基板３０１中に形成される光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂの光伝送効率を高めることができるようになる。
光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂは、互いに光学的に独立しており、かつ、互いに並列に設けられている。このうち、光導波路３０２Ｒには赤色光ＬＲ（第３光）が入射され、光導波路３０２Ｇには緑色光ＬＧ（第２光）が入射され、光導波路３０２Ｂには青色光ＬＢ（第１光）が入射される。
図７、８では、−ｘ側から＋ｘ側に向かって、光導波路３０２Ｒ、光導波路３０２Ｇおよび光導波路３０２Ｂがこの順で並んでいる。なお、この順は、入射される光の波長が長い順ともいえる。例えば、光導波路３０２Ｒには、緑色光ＬＧよりも波長の長い赤色光ＬＲが入射されるので、光導波路３０２Ｇの光導波路３０２Ｂ側とは反対側に位置することとなる。変調器３０では、このようにして３色の光を入射し、互いに独立に変調し得るようになっているため、画像表示装置１は、例えばフルカラー画像のような多色画像を表示することができる。
光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂは、基板３０１とは別の部材（ガラス製や樹脂製の光ファイバー、光導波路等）であってもよいが、本実施形態では基板３０１の一部を改質して形成された導光路である。基板３０１中に光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂを形成する方法としては、例えば、プロトン交換法、Ｔｉ拡散法等が挙げられる。このうち、プロトン交換法は、酸の溶液中に基板を浸漬し、基板中のイオンの溶出と引き換えにプロトンを基板に侵入させることによってその領域の屈折率を変化させる方法である。この方法によれば、特に耐光性に優れた光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂが得られる。一方、Ｔｉ拡散法は、基板上にＴｉを成膜した後、加熱処理を行うことにより、Ｔｉを基板中に拡散させてその領域の屈折率を変化させる方法である。
このようにして形成された光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂは、それぞれ、基板３０１のうち相対的に屈折率が高い部位であってｙ方向に延伸する長尺状のコア部と、コア部に隣接し相対的に屈折率が低いクラッド部と、で構成される。なお、本明細書では、説明の便宜上、コア部のみを指して「光導波路」ということもある。
また、以下の説明では、光導波路３０２Ｂのうち、青色光ＬＢが入射される側を「入射側」といい、伝搬した青色光ＬＢが出射する側を「出射側」という。これは、光導波路３０２Ｇおよび光導波路３０２Ｒについても同様である。
光導波路３０２Ｂは、青色光ＬＢを入射する部位である入射部３０２１Ｂ（第１入射部）と、光導波路３０２Ｂを伝搬した青色光ＬＢが出射する部位である出射部３０２６Ｂ（第１出射部）と、を含んでいる。
また、光導波路３０２Ｂは、入射部３０２１Ｂの出射側に位置し光導波路３０２Ｂを２つに分岐する変調用分岐部３０２２Ｂと、分岐された光導波路３０２Ｂを再び合流させる変調用合流部３０２４Ｂと、変調用分岐部３０２２Ｂと変調用合流部３０２４Ｂとを接続する２本の直線状の変調用直線部３０２３Ｂ、３０２３Ｂと、変調用合流部３０２４Ｂと出射部３０２６Ｂとを連結する連結部３０２５Ｂ（第１連結部）と、を含んでいる。
同様に、光導波路３０２Ｇは、緑色光ＬＧを入射する部位である入射部３０２１Ｇ（第２入射部）と、光導波路３０２Ｇを伝搬した緑色光ＬＧが出射する部位である出射部３０２６Ｇ（第２出射部）と、を含んでいる。
また、光導波路３０２Ｇは、入射部３０２１Ｇの出射側に位置し光導波路３０２Ｇを２つに分岐する変調用分岐部３０２２Ｇと、分岐された光導波路３０２Ｇを再び合流させる変調用合流部３０２４Ｇと、変調用分岐部３０２２Ｇと変調用合流部３０２４Ｇとを接続する２本の直線状の変調用直線部３０２３Ｇ、３０２３Ｇと、変調用合流部３０２４Ｇと出射部３０２６Ｇとを連結する連結部３０２５Ｇ（第２連結部）と、を含んでいる。
同様に、光導波路３０２Ｒは、赤色光ＬＲを入射する部位である入射部３０２１Ｒ（第３入射部）と、光導波路３０２Ｒを伝搬した赤色光ＬＲを出射する部位である出射部３０２６Ｒ（第３出射部）と、を含んでいる。
また、光導波路３０２Ｒは、入射部３０２１Ｒの出射側に位置し光導波路３０２Ｒを２つに分岐する変調用分岐部３０２２Ｒと、分岐された光導波路３０２Ｒを再び合流させる変調用合流部３０２４Ｒと、変調用分岐部３０２２Ｒと変調用合流部３０２４Ｒとを接続する２本の直線状の変調用直線部３０２３Ｒ、３０２３Ｒと、変調用合流部３０２４Ｒと出射部３０２６Ｒとを連結する連結部３０２５Ｒ（第３連結部）と、を含んでいる。
なお、入射部３０２１Ｒ、３０２１Ｇ、３０２１Ｂは、それぞれ基板３０１の一方の短辺に対応する端面に位置しており、出射部３０２６Ｒ、３０２６Ｇ、３０２６Ｂは、それぞれ基板３０１の他方の短辺に対応する端面に位置している。
したがって、入射部３０２１Ｒから入射した赤色光ＬＲは、分岐や合流を経ながら伝搬し、出射部３０２６Ｒから外部へ出射する。緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢについても同様である。
また、前述したように、光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂは、互いに光学的に独立しており、かつ、互いに並列に設けられているため、入射部３０２１Ｒ、３０２１Ｇ、３０２１Ｂも、ｘ方向に沿って互いに離間しており、出射部３０２６Ｒ、３０２６Ｇ、３０２６Ｂも、ｘ方向に沿って互いに離間している。
光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂは、所定の幅のクラッド部を隔てて互いに離間しており、これらが互いに光学的に結合されないようになっている。
また、出射部３０２６Ｒから出射される光の光軸、出射部３０２６Ｇから出射される光の光軸、および出射部３０２６Ｂから出射される光の光軸は、互いに非平行であってもよいが、好ましくは互いに平行とされる。これにより、出射した赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢは、互いの離間距離を維持したまま光走査部４２によって走査され、結像面に結像する。したがって、各光軸が互いに平行であることにより、光走査部４２に到達しないといった光学系の不具合が発生したり、描画される画像の解像度が低下するといった不具合が発生したりし難くなる。
なお、光軸が互いに平行とは、光軸同士の角度ずれが０．１°以下の状態を指す。
電極３０３Ｒは、光導波路３０２Ｒに対応して設けられ、電極３０３Ｇは、光導波路３０２Ｇに対応して設けられ、電極３０３Ｂは、光導波路３０２Ｂに対応して設けられている。
このうち、電極３０３Ｒは、信号電極３０３１Ｒと、グランド電極３０３２Ｒと、を含んでいる。信号電極３０３１Ｒは、基板３０１の平面視において、２本の変調用直線部３０２３Ｒ、３０２３Ｒのうちの一方と重なるように配置されている。また、グランド電極３０３２Ｒは、２本の変調用直線部３０２３Ｒ、３０２３Ｒのうちの他方と重なるように配置されている。
同様に、電極３０３Ｇは、信号電極３０３１Ｇと、グランド電極３０３２Ｇと、を含んでいる。信号電極３０３１Ｇは、基板３０１の平面視において、２本の変調用直線部３０２３Ｇ、３０２３Ｇのうちの一方と重なるように配置されている。また、グランド電極３０３２Ｇは、２本の変調用直線部３０２３Ｇ、３０２３Ｇのうちの他方と重なるように配置されている。
同様に、電極３０３Ｂは、信号電極３０３１Ｂと、グランド電極３０３２Ｂと、を含んでいる。信号電極３０３１Ｂは、基板３０１の平面視において、２本の変調用直線部３０２３Ｂ、３０２３Ｂのうちの一方と重なるように配置されている。また、グランド電極３０３２Ｂは、２本の変調用直線部３０２３Ｂ、３０２３Ｂのうちの他方と重なるように配置されている。
グランド電極３０３２Ｒ、３０３２Ｇ、３０３２Ｂは、それぞれ電気的に接地されている。一方、信号電極３０３１Ｒ、３０３１Ｇ、３０３１Ｂには、グランド電極３０３２Ｒ、３０３２Ｇ、３０３２Ｂとの間に電位差が生じるように、電気信号に基づいた電位が与えられる。このようにして信号電極３０３１Ｒ、３０３１Ｇ、３０３１Ｂとグランド電極３０３２Ｒ、３０３２Ｇ、３０３２Ｂとの間に電位差（電圧）が生じると、それらの間に生じた電気力線が光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂの各コア部を通過する。この電気力線の向きは、例えば２本の変調用直線部３０２３Ｒ、３０２３Ｒのうちの一方と他方とで互いに逆になるため、電気光学効果に基づく屈折率の変化の方向も２本の変調用直線部３０２３Ｒ、３０２３Ｒの間で互いに逆になる。したがって、一方の変調用直線部３０２３Ｒを通過する赤色光ＬＲと、他方の変調用直線部３０２３Ｒを通過する赤色光ＬＲとの間には、屈折率の変化に伴う位相差が生じる。このようにして位相差が生じた２つの赤色光ＬＲが、変調用合流部３０２４Ｒにおいて合流させることにより、変調器３０に入射する前の光強度（入射強度）に対して減衰した強度（出射強度）の光を外部へ出射することができる。緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢでも同様に、強度変調された光が外部へ出射される。
この際、信号電極３０３１Ｒ、３０３１Ｇ、３０３１Ｂとグランド電極３０３２Ｒ、３０３２Ｇ、３０３２Ｂとの間に生じる電位差をそれぞれ調整することにより、前述した位相差を制御することができる。このため、入射強度に対する変調幅を制御することができる。したがって、電極３０３Ｂは、青色光ＬＢの強度を変調可能な変調部３００Ｂ（第１変調部）を構成し、電極３０３Ｇは、緑色光ＬＧの強度を変調可能な変調部３００Ｇ（第２変調部）を構成し、電極３０３Ｒは、赤色光ＬＲの強度を変調可能な変調部３００Ｒ（第３変調部）を構成する。
そして、このような変調部３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂは、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを任意の強度に変調することができる。
例えば、一方の変調用直線部３０２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相と他方の変調用直線部３０２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相との差が、変調用合流部３０２４Ｒにおいて半波長分だけずれるように、電極３０３Ｒに印加する電圧を設定することにより、出射強度を実質的にゼロにすることができる。
また、一方の変調用直線部３０２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相と他方の変調用直線部３０２３Ｒを通過する赤色光ＬＲの位相との差が、変調用合流部３０２４Ｒにおいて同じになるように、電極３０３Ｒに印加する電圧を設定することにより、出射強度を入射強度とほぼ同等にすることができる。
また、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢについても同様である。
このような変調器３０を備えることにより、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを互いに独立して変調するとともに、光走査部４２に向けて出射することができる。そして、変調器３０は、光源部の外部において変調するため、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢを光源部３１１において直接変調させる場合に比べて、高速変調が可能になる。
さらに、画像表示装置１では、光源部３１１を直接変調させないので、一定の強度の信号光が射出されるように光源部３１１を駆動すればよい。したがって、発光効率が高い条件または発光安定性や波長安定性が高い条件で光源部３１１を駆動することができ、画像表示装置１の低消費電力化または動作の安定化が図られる。また、眼ＥＹの網膜に描画される画像の高画質化を図ることができる。しかも、光源部３１１を直接変調するために必要な駆動回路が不要になる一方、光源部３１１を連続駆動する回路は比較的簡単で低コストであることから、光源部３１１にかかるコストの削減および光源部３１１の小型化を図ることができる。
なお、本実施形態では、反射部６としてホログラム回折格子を用いる例を後述するが、この場合、信号光の波長安定性が高くなることによって、設計波長に近い信号光をホログラム回折格子に入射させることができる。その結果、ホログラム回折格子における回折角の設計値からのずれを小さくすることができ、画像のボケを抑制することができる。
また、本実施形態では、光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂが１つの基板３０１上に形成されている。このため、これらを互いに別の基板に形成した後、集約する場合に比べて、変調器３０の小型化を図ることができる。その結果、画像表示装置１の小型化を図ることができる。また、光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂを一括して形成可能（モノリシック）になるため、形成位置の精度を高めることができ、赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの出射方向を高精度に合わせることができる。このため、眼ＥＹの網膜に描画される画像の高画質化を図ることができる。
なお、電極３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂの形状や配置は、基板３０１に含まれる結晶軸の方向等に応じて適宜設定され、図示したものに限定されない。例えば、電極３０３Ｒは、基板３０１の平面視において、光導波路３０２Ｒと重ならない位置に設けられていてもよい。
また、変調器３０における変調方式は、上述したいわゆるマッハツェンダー型の変調方式に限定されない。代替可能な変調方式としては、例えば、方向性結合型等が挙げられる。
なお、マッハツェンダー型の変調方式は、比較的簡単な構造で実現することができ、しかも、変調幅を任意に調整し易いことから、変調器３０における変調方式として有用である。変調幅を任意に調整することで、例えば表示画像の高コントラスト化を図ることができる。
また、バッファー層３０４は、基板３０１と電極３０３Ｒ、３０３Ｇ、３０３Ｂとの間に設けられ、例えば酸化ケイ素、アルミナ等、光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂを導波する光の吸収が少ない媒質により構成される。
ところで、観察者が視認する画像の解像度を高めるためには、結像面での信号光（赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢ）の走査軌跡ＴＲ、走査軌跡ＴＧおよび走査軌跡ＴＢの間隔を狭めることが挙げられる。
したがって、変調器３０から出射される赤色光ＬＲ、緑色光ＬＧおよび青色光ＬＢの各光束の出射間隔を狭めることにより、高解像度化を図ることができる。この出射間隔は、前述した出射部３０２６Ｒと出射部３０２６Ｇとの距離（出射間隔Ｗ１）および出射部３０２６Ｇと出射部３０２６Ｂとの距離（出射間隔Ｗ１）に依存する（図８参照）。よって、出射間隔Ｗ１を狭めることが求められる。
その一方、入射部３０２１Ｒと入射部３０２１Ｇとの距離（入射間隔Ｗ２）および入射部３０２１Ｇと入射部３０２１Ｂとの距離（入射間隔Ｗ２）は、光源３１１Ｒ、３１１Ｇ、３１１Ｂの物理的な大きさを踏まえると、ある程度の値から狭めることに限界がある。このような要請を踏まえると、入射間隔Ｗ２は、出射間隔Ｗ１より大きいことが望まれる。これにより、画像表示装置１の高解像度化と、光源の容易な配置（光学系の容易な設計）とを両立させることができる。そして、これを実現するためには、変調器３０の内部において、入射間隔Ｗ２を出射間隔Ｗ１へと変化させる必要がある。
本実施形態に係る変調器３０では、連結部３０２５Ｒと連結部３０２５Ｇとの間隔、および、連結部３０２５Ｇおよび連結部３０２５Ｂの間隔が、それぞれ入射側から出射側に向かうにつれて徐々に狭まるようになっている。
また、画像表示装置１の用途を鑑みると、変調器３０の小型化を図ることも求められている。変調器３０の小型化を図るためには、互いに隣り合う光導波路３０２Ｒと光導波路３０２Ｇとの間隔や光導波路３０２Ｇと光導波路３０２Ｂとの間隔を十分に狭くすることが考えられるが、その場合、光導波路同士が光学的に結合し、一方の光導波路を伝搬する光が他方の光導波路に移行するクロストークに基づく光損失が増大するという問題がある。かかるクロストークは、光の混在を生じさせ、描画される画像のコントラストの低下や色ずれ等の原因となる。
また、連結部３０２５Ｒ、３０２５Ｇ、３０２５Ｂでは、入射間隔Ｗ２を出射間隔Ｗ１まで変化させる必要があるため、ｙ方向に延在しつつｘ方向にも変位するように曲がっている。しかしながら、光導波路を曲げると、光損失（以下、「曲げ損失」ともいう。）が発生し易くなる。このため、描画される画像の明るさやコントラストが低下する等の原因となる。
このような課題に鑑み、変調器を小型化しても、出射間隔の短縮と曲げ損失の抑制とを両立し得る手段について鋭意検討を重ねた。そして、変調部３００Ｒ、３００Ｇ、３００Ｂの長さと、連結部３０２５Ｒ、３０２５Ｇ、３０２５Ｂのｘ方向における変位量との間に、所定の関係が成り立つとき、変調器３０を小型化しても出射間隔の短縮と曲げ損失の抑制とを両立させ得ることを見出した。
具体的には、まず、変調部３００Ｂ（第１変調部）の長さをＬ１とし、変調部３００Ｇ（第２変調部）の長さをＬ２とし、変調部３００Ｒ（第３変調部）の長さをＬ３とする。
なお、例えば変調部３００Ｂの長さＬ１とは、変調部３００Ｂの長手方向の長さのことをいう。本実施形態では、ｙ方向（入射側と出射側とを結ぶ方向）の長さのことをいう。また、特に、変調部３００Ｂの変調方式がマッハツェンダー型である場合には、変調用直線部３０２３Ｂの延在方向を長手方向とする。そして、変調部３００Ｂにおいて変調に寄与している部分の長手方向における最大長さをＬ１とする。具体的には、変調用分岐部３０２２Ｂの分岐点から変調用合流部３０２４Ｂの合流点までのｙ方向に沿う長さがＬ１に相当する。
変調部３００Ｇの長さＬ２および変調部３００Ｒの長さＬ３も、それぞれ変調部３００Ｂの長さＬ１と同様にして定義される。
また、変調部３００Ｂの長手方向と平行で、かつ、変調部３００Ｂと連結部３０２５Ｂとの接続部（変調用合流部３０２４Ｂの合流点）を通過する仮想直線を基準線ＤＬ１（第１基準線）とする。
同様に、変調部３００Ｇの長手方向と平行で、かつ、変調部３００Ｇと連結部３０２５Ｇとの接続部（変調用合流部３０２４Ｇの合流点）を通過する仮想直線を基準線ＤＬ２（第２基準線）とする。
同様に、変調部３００Ｒの長手方向と平行で、かつ、変調部３００Ｒと連結部３０２５Ｒとの接続部（変調用合流部３０２４Ｒの合流点）を通過する仮想直線を基準線ＤＬ３（第３基準線）とする。
なお、この場合の平行とは、各長手方向同士の角度ずれが１°程度（製造上生じ得る誤差であれば１°に限られない）までの状態を含むものとする。また、第１基準線、第２基準線、第３基準線は単に仮想直線に名称を示すものであり、それぞれ第１線、第２線、第３線と読み替えることができる。
そして、基準線ＤＬ１と出射部３０２６Ｂ（第１出射部）との距離をＳ１とする。なお、基準線ＤＬ１と出射部３０２６Ｂとの距離は、基準線ＤＬ１と出射部３０２６Ｂとの最短距離（出射部３０２６Ｂから基準線ＤＬ１に引くことができる垂線の長さ）のことをいう。
同様に、基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇ（第２出射部）との距離をＳ２とする。なお、基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇとの距離は、基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇとの最短距離（出射部３０２６Ｇから基準線ＤＬ２に引くことができる垂線の長さ）のことをいう。
同様に、基準線ＤＬ３と出射部３０２６Ｒ（第３出射部）との距離をＳ３とする。なお、基準線ＤＬ３と出射部３０２６Ｒとの距離は、基準線ＤＬ３と出射部３０２６Ｇとの最短距離（出射部３０２６Ｒから基準線ＤＬ２に引くことができる垂線の長さ）のことをいう。
このような定義のもと、本実施形態に係る変調器３０は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３という関係を満たす。このような関係を満たすことにより、変調器３０は、隣り合う光導波路同士の間におけるクロストークの増大や、光導波路を曲げた部位における光損失の増大を抑制しつつ、小型化が容易に図られる。これにより、小型かつ軽量で、曲げ損失が少なく、かつ、出射間隔の十分に狭い変調器３０が得られる。このような変調器３０は、小型かつ軽量で、高解像度の画像を表示可能な画像表示装置１の実現に寄与する。
なお、変調部３００Ｂには、３原色の光のうち、最も波長の短い青色光ＬＢが入射する。このため、変調部３００Ｂの長さＬ１を相対的に短くしても、必要かつ十分な変調能を確保することができる。このため、変調部３００Ｂの長さを相対的に短くした分、基板３０１の大きさを犠牲にすることなく、連結部３０２５Ｂが占めるｙ方向の長さを相対的に長く確保することができる。したがって、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係を満たすように、連結部３０２５Ｂのｘ方向における変位量、すなわち前述した距離Ｓ１を大きくしたとしても、ｙ方向の長さも長い分、局所的な曲げ半径を十分に大きくする空間的余裕が確保される。その結果、連結部３０２５Ｂにおける曲げ損失を抑制することができる。これにより、変調器３０の小型化および低損失化を図りつつ、入射間隔Ｗ２を大きく、出射間隔Ｗ１を小さくすることができる。
一方、変調部３００Ｒには、３原色の光のうち、最も波長の長い赤色光ＬＲが入射する。このため、変調部３００Ｒの長さＬ３を相対的に長くする必要がある。このため、変調部３００Ｒの長さを相対的に長くした分、連結部３０２５Ｒが占めるｙ方向の長さは相対的に短くする必要がある。したがって、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係を満たすことにより、連結部３０２５Ｒのｘ方向における変位量、すなわち前述した距離Ｓ３を小さくしたとしても、局所的な曲げ半径をそれほど小さくしなくても済む。その結果、連結部３０２５Ｒにおける曲げ損失を抑制することができる。これにより、変調器３０の小型化および低損失化を図りつつ、入射間隔Ｗ２を大きく、出射間隔Ｗ１を小さくすることができる。
そして、変調部３００Ｇには、３原色の光のうち、波長が中間に位置する緑色光ＬＧが入射する。このため、変調部３００Ｇの長さＬ２は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満たし、基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇとの距離Ｓ２は、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３の関係を満たすことにより、連結部３０２５Ｇにおける曲げ損失を抑制しつつ、連結部３０２５Ｇのｘ方向における必要な変位量が確保される。これにより、変調器３０の小型化および低損失化を図りつつ、入射間隔Ｗ２を大きく、出射間隔Ｗ１を小さくすることができる。
なお、本実施形態では、変調器３０に３色の光を入射し得るように、３系統の光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂを設けた場合について説明したが、変調器３０には２色または４色以上の光を入射し得るように、２系統または４系統の光導波路が設けられていてもよい。
２系統の場合には、例えば、上記３系統の光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂから、光導波路３０２Ｒを省略した形態が挙げられる。この場合、Ｌ１＜Ｌ２の関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２の関係を満たしていればよい。これにより、変調器の小型化を図りつつ、出射間隔の短縮と曲げ損失の抑制とを両立させることができる。
また、４系統の場合には、追加する系統に入射させようとする光の波長に応じて、追加すべき位置が選択されればよい。例えば、追加する系統に入射させようとする光の波長が青色光ＬＢより短い場合には、光導波路３０２Ｂの外側（光導波路３０２Ｂの光導波路３０２Ｇ側とは反対側）に追加した形態が挙げられる。また、追加する系統に入射させようとする光の波長が赤色光ＬＲより長い場合には、光導波路３０２Ｒの外側（光導波路３０２Ｒの光導波路３０２Ｇ側とは反対側）に追加した形態が挙げられる。さらに、追加する系統に入射させようとする光の波長が青色光ＬＢと緑色光ＬＧとの間に位置する場合には、光導波路３０２Ｂと光導波路３０２Ｇとの間に追加した形態が挙げられ、緑色光ＬＧと赤色光ＬＲとの間に位置する場合には、光導波路３０２Ｇと光導波路３０２Ｒとの間に追加した形態が挙げられる。
このとき、例えば、追加する系統に入射させようとする光の波長が赤色光ＬＲより長い場合であって、追加する光導波路に対応する変調部の長さをＬ４とし、その変調部に係る基準線をＤＬ４とし、基準線ＤＬ４と新たな光導波路の出射部との距離をＳ４としたとき、変調器３０は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４の関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３＞Ｓ４の関係を満たしていればよい。
さらに系統を追加する場合も、入射させようとする光の波長が最も短い系統を図８の最も上方に配置し、図８の下方に向かうにつれて入射させようとする光の波長が徐々に長くなるように各系統を配置すればよい。そして、図８の最も上方に位置する光導波路に対応する変調部の長さをＬ１と設定し直し、その変調部に係る基準線をＤＬ１と設定し直し、その基準線ＤＬ１とその光導波路の出射部との距離をＳ１と設定し直す。そして、図８の下方に向かうにつれて、光導波路に対応する変調部の長さをＬ２、Ｌ３、Ｌ４…と設定し、その変調部に係る基準線をＤＬ２、ＤＬ３、ＤＬ４…と設定し、その基準線とその光導波路の出射部との距離をＳ２、Ｓ３、Ｓ４…と設定したとき、変調器３０は、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３＜Ｌ４＜…の関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３＞Ｓ４＞…の関係を満たしていればよい。
また、変調器３０に入射される光は、青色光ＬＢ、緑色光ＬＧおよび赤色光ＬＲに限定されず、それぞれ、それ以外の色を呈する（それ以外の波長の）光であってもよい。
また、本実施形態に係る変調器３０によれば、前述したように、小型化を図りつつ、クロストークの増大や曲げ損失の増大を抑えることができる。
例えば、並列する長さ１ｃｍの２本の光導波路において、クロストークによる光損失の割合が０．１％となる間隔をＬｍｉｎとする。また、曲げ部を含む光導波路において、長さ１ｍｍの曲げ部を光が導波したときの曲げ損失の割合が０．１％となるときの曲げ半径をＲｍｉｎとする。本実施形態によれば、変調器３０の全体において光導波路同士の間隔がＬｍｉｎ以上であり、かつ、光導波路の曲げ半径がＲｍｉｎ以上となるような設計を、容易に行うことができる。換言すれば、このような制約を含む場合であっても、変調器３０の小型化を図りつつ、入射間隔よりも出射間隔を狭めた変調器３０を得ることができる。
なお、ＬｍｉｎおよびＲｍｉｎは、それぞれ変調器３０の大きさや光導波路のコア部とクラッド部の屈折率差等に応じて異なるが、一例としてＬｍｉｎが２μｍ以上５０μｍ以下であり、Ｒｍｉｎが１μｍ／ｍｍ以上３０μｍ／ｍｍ以下であるのが好ましい。
また、出射間隔Ｗ１は、結像面の大きさ等によって適宜設定されるが、一例として、０．００５ｍｍ以上１ｍｍ以下であるのが好ましい。
また、入射間隔Ｗ２は、光源の大きさ等によって適宜設定されるが、一例として、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下であるのが好ましい。
また、図８に示す変調器３０では、出射部３０２６Ｂ（第１出射部）が、基準線ＤＬ１（第１基準線）よりも下側（−ｘ側）、すなわち基準線ＤＬ３側（第３基準線側）に位置している。
また、図８に示す変調器３０では、出射部３０２６Ｇ（第２出射部）が、基準線ＤＬ２（第２基準線）よりも下側（−ｘ側）、すなわち基準線ＤＬ３側に位置している。
また、図８に示す変調器３０では、出射部３０２６Ｒ（第３出射部）が、基準線ＤＬ３（第３基準線）よりも上側（＋ｘ側）、すなわち基準線ＤＬ１側に位置している。
このような構成とすることにより、変調器３０を特に小型化することができる。すなわち、連結部３０２５Ｂと連結部３０２５Ｇについては、−ｘ側へ変位させることにより、出射部３０２６Ｂおよび出射部３０２６Ｇの位置を、それぞれ出射部３０２６Ｒ側へ近づけることができる。そして、連結部３０２５Ｒについては、＋ｘ側へ変位させることにより、出射部３０２６Ｒの位置を、出射部３０２６Ｂおよび出射部３０２６Ｇに近づけることができる。このようにすれば、距離Ｓ１と距離Ｓ２と距離Ｓ３の和を特に小さくすることができ、その分、変調器３０のさらなる小型化を図ったり、変調器３０の大型化を抑制しつつ、連結部３０２５Ｒ、３０２５Ｇ、３０２５Ｂの曲げ半径も特に大きくしたりすることができる。
なお、例えば連結部３０２５Ｒを−ｘ側、すなわち基準線ＤＬ１側とは反対側へ変位させるようにしてもよいが、その場合、＋ｘ側へ変位させた場合に比べて連結部３０２５Ｂの変位量および連結部３０２５Ｇの変位量をより大きくする必要があるため、その分、距離Ｓ１と距離Ｓ２と距離Ｓ３の和が大きくなり、変調器３０の大型化を招いたり、連結部３０２５Ｒ、３０２５Ｇ、３０２５Ｂの曲げ半径を小さくせざるを得なくなったりする。また、変位量によっては、変調器３０の大型化（特にｘ方向に長くなる）を招くおそれがある。
なお、２系統の場合には、例えば、上記３系統の光導波路３０２Ｒ、３０２Ｇ、３０２Ｂから、光導波路３０２Ｂを省略した形態が挙げられる。この場合、出射部３０２６Ｇが、基準線ＤＬ２よりも−ｘ側、すなわち基準線ＤＬ３側に位置し、出射部３０２６Ｒが、基準線ＤＬ３よりも＋ｘ側、すなわち基準線ＤＬ２側に位置している。このようにすれば、連結部３０２５Ｒを−ｘ側へ変位させた場合に比べて、距離Ｓ２と距離Ｓ３との和を小さくすることができ、その分、連結部３０２５Ｒ、３０２５Ｇの曲げ半径を大きくすることができる。
また、４系統以上の場合であっても、図８の最も下方に位置する系統のみ、出射部が、その系統の基準線よりも上側に位置し、それ以外の系統は、それぞれ、出射部が、その系統の基準線よりも下側に位置していているのが好ましい。
以上、走査光出射部４について説明したが、走査光出射部４の構成は、図示したものに限定されない。例えば、図４の光路上に任意の光学要素が配置されていてもよい。
なお、本実施形態に係る光源部３１１と変調器３０とは、物理的には互いに離れているものの、光ファイバー等の各光学要素を介して光学的に接続されている。このような光源部３１１と変調器３０とを構成単位としてモジュール化することにより、光学モジュール１００が構成される。このような光学モジュール１００は、光源部３１１を直接変調せず、変調器３０によって外部変調した光を出射可能なモジュールである。したがって、光源部３１１を連続発光させつつ変調器３０で変調させることができるので、光源部３１１の安定駆動と変調器３０における高速変調とを両立させ、高速で変調された光を安定して出射可能な光学モジュールが得られる。
（反射部）
図１および図２に示すように、反射部６（反射光学部）は、前述したフレーム２のフロント部２２に含まれるリム部２５に取り付けられている。
すなわち、反射部６は、使用時に使用者の眼ＥＹの前方かつ光走査部４２よりも当該使用者に対して遠方側に位置するように配置されている。これにより、画像表示装置１に使用者の顔に対して前方側に張り出した部分が形成されるのを防止することができる。
この反射部６は、図５に示すように、光走査部４２からの信号光を当該使用者の眼ＥＹに向けて反射する機能を有する。
本実施形態では、反射部６は、ハーフミラー（半透鏡）であり、外界光を透過させる機能（可視光に対する透光性）をも有する。すなわち、反射部６は、光走査部４２からの信号光（映像光）を反射させるとともに、使用時において反射部６の外側から使用者の眼に向かう外界光を透過させる機能（コンバイナー機能）を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、信号光により形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドマウントディスプレイを実現することができる。
また、反射部６のうち、使用者側の面は、凹面の反射面になっている。このため、反射部６で反射された信号光は、使用者側に集束する。したがって、使用者は、反射部６の凹面上に形成された画像よりも拡大された虚像を視認することが可能になる。これにより、使用者による視認性を高めることができる。
一方、反射部６のうち、使用者に対して遠方側の面は、前記凹面とほぼ同じ曲率を有する凸面になっている。このため、外界光は、反射部６で大きく偏向させられることなく、使用者の眼に到達する。したがって、使用者は、歪みの少ない外界像を視認することができる。
なお、反射部６は、回折格子を有していてもよい。この場合、回折格子に様々な光学特性をもたせ、光学系の部品点数を減らしたり、デザインの自由度を高めたりすることができる。例えば、回折格子としてホログラム回折格子を用いることにより、反射部６で反射する信号光の出射方向を調整したり、反射する信号光の波長を選択したりすることができる。また、回折格子にレンズ効果をもたせることによって、反射部６で反射する信号光からなる走査光全体の結像状態を調整したり、凹面で信号光が反射するときの収差を補正したりすることもできる。
また、本実施形態では、外部変調器である変調器３０を利用しているため、例えば光源の明滅駆動時に発生する波長変動が低減されるといった効果が得られる。したがって、回折格子での回折角変動が抑制され、画像ボケの少ない画像を提供できる。このようなホログラム回折格子としては、光干渉によって有機材料に形成された立体回折格子（体積ホログラム）や、樹脂材料の表面にスタンパーによって凹凸を形成した回折格子を用いることができる。
また、反射部６は、例えば、透明基板上に金属薄膜や誘電体多層膜等で構成された半透過反射膜を形成したものであってもよく、偏光ビームスプリッターを用いてもよい。偏光ビームスプリッターを用いる場合には、光走査部４２からの信号光が偏光となるように構成し、光走査部４２からの信号光に対応する偏光を反射させるように構成すればよい。
≪第２実施形態≫
次に、画像表示装置の第２実施形態について説明する。
図９は、第２実施形態に係る画像表示装置に含まれる変調器の概略構成を示す平面図である。
以下、第２実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
第２実施形態に係る変調器３０では、図９に示すように、光導波路３０２Ｂの入射部３０２１Ｂと変調用分岐部３０２２Ｂとの間に、分配用分岐部３０２７Ｂ（第１分岐部）が設けられている。これにより、光導波路３０２Ｂは、入射部３０２１Ｂの直近で２つに分岐している。その結果、光導波路３０２Ｂに入射された青色光ＬＢは、分配用分岐部３０２７Ｂにおいて２つに分配され、最終的に２つの光束（青色光ＬＢ１、ＬＢ２）として出射する。
すなわち、本実施形態に係る光導波路３０２Ｂは、入射部３０２１Ｂから延伸する主線３０２０Ｂ（第１主線）と、分配用分岐部３０２７Ｂにおいて主線３０２０Ｂが２つに分岐されてなる支線３０２０Ｂａ（第１ａ支線（第１支線））および支線３０２０Ｂｂ（第１ｂ支線（第２支線））と、を含んでいる。
支線３０２０Ｂａおよび支線３０２０Ｂｂには、第１実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｂ、２本の変調用直線部３０２３Ｂ、変調用合流部３０２４Ｂ、連結部３０２５Ｂ（第１ａ連結部（第１支線連結部）および第１ｂ連結部（第２支線連結部））、ならびに出射部３０２６Ｂ（出射部３０２６Ｂａおよび出射部３０２６Ｂｂ）がそれぞれ含まれている。したがって、図９に示す光導波路３０２Ｂでは、支線３０２０Ｂａおよび支線３０２０Ｂｂのそれぞれにおいて、青色光ＬＢを互いに独立して変調することができる。なお、図９では、図面が煩雑になるのを避けるため、変調部３００Ｂ（第１ａ変調部（第１支線変調部）および第１ｂ変調部（第２支線変調部））の位置のみを示し、電極３０３Ｂの図示を省略している。
同様に、本実施形態では、図９に示すように、光導波路３０２Ｇの入射部３０２１Ｇと変調用分岐部３０２２Ｇとの間に、分配用分岐部３０２７Ｇ（第２分岐部）が設けられている。これにより、光導波路３０２Ｇは、入射部３０２１Ｇの直近で２つに分岐している。その結果、光導波路３０２Ｇに入射された緑色光ＬＧは、分配用分岐部３０２７Ｇにおいて２つに分配され、最終的に２つの光束（緑色光ＬＧ１、ＬＧ２）として出射する。
すなわち、本実施形態に係る光導波路３０２Ｇは、入射部３０２１Ｇから延伸する主線３０２０Ｇ（第２主線）と、分配用分岐部３０２７Ｇにおいて主線３０２０Ｇが２つに分岐されてなる支線３０２０Ｇａ（第２ａ支線（第３支線））および支線３０２０Ｇｂ（第２ｂ支線（第４支線））と、を含んでいる。
支線３０２０Ｇａおよび支線３０２０Ｇｂには、第１実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｇ、２本の変調用直線部３０２３Ｇ、変調用合流部３０２４Ｇ、連結部３０２５Ｇ（第２ａ連結部（第３支線連結部）および第２ｂ連結部（第４支線連結部））、ならびに出射部３０２６Ｇ（出射部３０２６Ｇａおよび出射部３０２６Ｇｂ）がそれぞれ含まれている。したがって、図９に示す光導波路３０２Ｇでは、支線３０２０Ｇａおよび支線３０２０Ｇｂのそれぞれにおいて、緑色光ＬＧを互いに独立して変調することができる。なお、図９では、図面が煩雑になるのを避けるため、変調部３００Ｇ（第２ａ変調部（第３支線変調部）および第２ｂ変調部（第４支線変調部））の位置のみを示し、電極３０３Ｇの図示を省略している。
同様に、本実施形態では、図９に示すように、光導波路３０２Ｒの入射部３０２１Ｒと変調用分岐部３０２２Ｒとの間に、分配用分岐部３０２７Ｒ（第３分岐部）が設けられている。これにより、光導波路３０２Ｒは、入射部３０２１Ｒの直近で２つに分岐している。その結果、光導波路３０２Ｒに入射された赤色光ＬＲは、分配用分岐部３０２７Ｒにおいて２つに分配され、最終的に２つの光束（赤色光ＬＲ１、ＬＲ２）として出射する。
すなわち、本実施形態に係る光導波路３０２Ｒは、入射部３０２１Ｒから延伸する主線３０２０Ｒ（第３主線）と、分配用分岐部３０２７Ｒにおいて主線３０２０Ｒが２つに分岐されてなる支線３０２０Ｒａ（第３ａ支線）および支線３０２０Ｒｂ（第３ｂ支線）と、を含んでいる。
支線３０２０Ｒａおよび支線３０２０Ｒｂには、第１実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｒ、２本の変調用直線部３０２３Ｒ、変調用合流部３０２４Ｒ、連結部３０２５Ｒ（第３ａ連結部および第３ｂ連結部）、ならびに出射部３０２６Ｒ（出射部３０２６Ｒａおよび出射部３０２６Ｒｂ）がそれぞれ含まれている。したがって、図９に示す光導波路３０２Ｒでは、支線３０２０Ｒａおよび支線３０２０Ｒｂのそれぞれにおいて、赤色光ＬＲを互いに独立して変調することができる。なお、図９では、図面が煩雑になるのを避けるため、変調部３００Ｒ（第３ａ変調部および第３ｂ変調部）の位置のみを示し、電極３０３Ｒの図示を省略している。
図１０は、本実施形態に係る結像面での信号光（赤色光ＬＲ１、赤色光ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２）の走査軌跡ＴＲ１、ＴＲ２、ＴＧ１、ＴＧ２、ＴＢ１、ＴＢ２を示す図である。
本実施形態において、ある時刻における青色光ＬＢ１の照射点、青色光ＬＢ２の照射点、緑色光ＬＧ１の照射点、緑色光ＬＧ２の照射点、赤色光ＬＲ１の照射点、および、赤色光ＬＲ２の照射点は、図１０に６つの点として示すように、第２方向に並んで配置されているとともに、この位置関係を保ったまま、第１方向および第２方向に走査される。これにより、青色光ＬＢ１の走査軌跡ＴＢ１、青色光ＬＢ２の走査軌跡ＴＢ２、緑色光ＬＧ１の走査軌跡ＴＧ１、緑色光ＬＧ２の走査軌跡ＴＧ２、赤色光ＬＲ１の走査軌跡ＴＲ１および赤色光ＬＲ２の走査軌跡ＴＲ２が、それぞれ形成される。
このうち、走査軌跡ＴＢ１は走査線ＬＳ１上に形成され、走査軌跡ＴＢ２は走査線ＬＳ２上に形成され、走査軌跡ＴＧ１は走査線ＬＳ３上に形成され、走査軌跡ＴＧ２は走査線ＬＳ４上に形成され、走査軌跡ＴＲ１は走査線ＬＳ５上に形成され、走査軌跡ＴＲ２は走査線ＬＳ６上に形成される。これを１回目の走査とする。
その後、赤色光ＬＲ１、赤色光ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２の各照射点を第２方向（図１０の下方）にずらした後、２回目の走査を行う。このとき、走査線ＬＳの２本分だけずらすことにより、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ１上に走査軌跡ＴＧ１が形成され、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ２上に走査軌跡ＴＧ２が形成される。これにより、走査線ＬＳ５上においては、走査軌跡ＴＲ１と走査軌跡ＴＧ１とが重なり合い、赤色光ＬＲ１と緑色光ＬＧ１とが合成された色を呈する。また、走査線ＬＳ６上においては、走査軌跡ＴＲ２と走査軌跡ＴＧ２とが重なり合い、赤色光ＬＲ２と緑色光ＬＧ２とが合成された色を呈する。
その後、赤色光ＬＲ１、赤色光ＬＲ２、緑色光ＬＧ１、緑色光ＬＧ２、青色光ＬＢ１および青色光ＬＢ２の各照射点をさらに第２方向（図１０の下方）にずらした後、３回目の走査を行う。このとき、走査線ＬＳの２本分だけずらすことにより、走査線ＬＳ５上では、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ１と２回目の走査における走査軌跡ＴＧ１に加え、３回目の走査における走査軌跡ＴＢ１が重なり合う。これにより、赤色光ＬＲ１と緑色光ＬＧ１と青色光ＬＢ１とが合成された色を呈する。また、走査線ＬＳ６上では、１回目の走査における走査軌跡ＴＲ２と２回目の走査における走査軌跡ＴＧ２に加え、３回目の走査における走査軌跡ＴＢ２が重なり合う。これにより、赤色光ＬＲ２と緑色光ＬＧ２と青色光ＬＢ２とが合成された色を呈する。
なお、図１０では、走査軌跡の記号を走査線ＬＳの右側に示している。また、同一の走査線ＬＳ上に走査軌跡同士が重なっている場合には、複数の走査軌跡の記号を併記している。
以上のような走査をさらに４回目、５回目…と繰り返すことにより、走査線ＬＳ５以降の走査線ＬＳでは、３色の光を重ねることができるので、各色の光を互いに独立して明滅させることにより、光の３原色を組み合わせた任意の色や明るさを表現することができる。したがって、本実施形態では、観察者が画像を視認する画像表示領域Ｓを、走査線ＬＳ５以降の走査線ＬＳが含まれるように設定すればよい。換言すれば、走査線ＬＳ１〜ＬＳ４が含まれる領域は、任意の色や明るさの描画ができないので、画像表示領域Ｓから除外されるのが好ましく、その場合、観察者が視認することができない位置に走査線ＬＳ１〜ＬＳ４が形成されるようにするのが好ましい。
このように２つの光束を用いて描画することにより、光束が１つの場合と比較して、光走査部４２の駆動周波数を高めることなく走査線ＬＳを増やすことができる。したがって、光走査部４２の構造上、駆動周波数を高めることが難しい場合であっても、光走査部４２の構造に影響されることなく、容易に高解像度の画像を表示することができる。
また、本実施形態に係る変調器３０によれば、出射間隔Ｗ１を十分に狭めることができる。このため、画像表示領域Ｓから除外される領域が生じたとしても、その面積（幅）を十分に狭くすることができる。
なお、本実施形態に係る画像表示装置１では、出射間隔Ｗ１を狭めることにより、例えば、赤色光ＬＲ１の照射点と赤色光ＬＲ２の照射点とを、互いに隣り合う走査線ＬＳ上に位置させることができるが、必ずしもこのように配置する必要はなく、赤色光ＬＲ１の照射点と赤色光ＬＲ２の照射点と、互いに隣り合わない走査線ＬＳ上に位置させるようにしてもよい。
また、図９に示す変調器３０では、変調部３００Ｂ（第１変調部）は、４本の変調用直線部３０２３Ｂ、３０２３Ｂ、３０２３Ｂ、３０２３Ｂに重なる電極（図示せず）によって構成される。そして、変調部３００Ｂの長さＬ１は、第１実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｂの分岐点から変調用合流部３０２４Ｂの合流点までのｙ方向に沿う長さである。
なお、変調部３００Ｇ（第２変調部）の長さＬ２および変調部３００Ｒ（第３変調部）の長さＬ３も、変調部３００Ｂの長さＬ１と同様にして定義される。
また、基準線ＤＬ１は、変調部３００Ｂの長手方向と平行で、かつ、変調部３００Ｂのｘ方向に沿う長さの中心点を通過する仮想直線である。変調部３００Ｂのｘ方向に沿う長さの中心点とは、図９では、２つの変調用合流部３０２４Ｂ同士を結ぶ線分の中点に当たる。この中心点は、変調部３００Ｂと連結部３０２５Ｂとの接続部とみなすことができる。
同様に、基準線ＤＬ２は、変調部３００Ｇの長手方向と平行で、かつ、変調部３００Ｇのｘ方向に沿う長さの中心点を通過する仮想直線である。変調部３００Ｇのｘ方向に沿う長さの中心点とは、図９では、２つの変調用合流部３０２４Ｇ同士を結ぶ線分の中点に当たる。この中心点は、変調部３００Ｇと連結部３０２５Ｇとの接続部とみなすことができる。
同様に、基準線ＤＬ３は、変調部３００Ｒの長手方向と平行で、かつ、変調部３００Ｒのｘ方向に沿う長さの中心点を通過する仮想直線である。変調部３００Ｒのｘ方向に沿う長さの中心点とは、図９では、２つの変調用合流部３０２４Ｒ同士を結ぶ線分の中点に当たる。この中心点は、変調部３００Ｒと連結部３０２５Ｒとの接続部とみなすことができる。
そして、基準線ＤＬ１と出射部３０２６Ｂ（第１出射部）との距離をＳ１とする。なお、本実施形態では、光導波路３０２Ｂの主線３０２０Ｂが、支線３０２０Ｂａと支線３０２０Ｂｂの２つに分岐しているので、出射部３０２６Ｂは、支線３０２０Ｂａの出射部である出射部３０２６Ｂａ（第１ａ出射部（第１支線出射部））と、支線３０２０Ｂｂの出射部である出射部３０２６Ｂｂ（第１ｂ出射部（第２支線出射部））と、を含んでいる。したがって、本実施形態における基準線ＤＬ１と出射部３０２６Ｂとの距離Ｓ１は、出射部３０２６Ｂａと出射部３０２６Ｂｂとを結ぶ線分の中点と基準線ＤＬ１との最短距離である。換言すれば、出射部３０２６Ｂａと出射部３０２６Ｂｂとを結ぶ線分の中点を通り、基準線ＤＬ１と平行な直線を基準線ＣＬ１とするとき、距離Ｓ１は、基準線ＤＬ１と基準線ＣＬ１との距離に相当する。
同様に、基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇ（第２出射部）との距離をＳ２とする。なお、本実施形態では、光導波路３０２Ｇの主線３０２０Ｇが、支線３０２０Ｇａと支線３０２０Ｇｂの２つに分岐しているので、出射部３０２６Ｇは、支線３０２０Ｇａの出射部である出射部３０２６Ｇａ（第２ａ出射部（第３支線出射部））と、支線３０２０Ｇｂの出射部である出射部３０２６Ｇｂ（第２ｂ出射部（第４支線出射部））と、を含んでいる。したがって、本実施形態における基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇとの距離Ｓ２は、出射部３０２６Ｇａと出射部３０２６Ｇｂとを結ぶ線分の中点と基準線ＤＬ２との最短距離である。換言すれば、出射部３０２６Ｇａと出射部３０２６Ｇｂとを結ぶ線分の中点を通り、基準線ＤＬ２と平行な直線を基準線ＣＬ２とするとき、距離Ｓ２は、基準線ＤＬ２と基準線ＣＬ２との距離に相当する。
同様に、基準線ＤＬ３と出射部３０２６Ｒ（第３出射部）との距離をＳ３とする。なお、本実施形態では、光導波路３０２Ｒの主線３０２０Ｒが、支線３０２０Ｒａと支線３０２０Ｒｂの２つに分岐しているので、出射部３０２６Ｒは、支線３０２０Ｒａの出射部である出射部３０２６Ｒａ（第３ａ出射部）と、支線３０２０Ｒｂの出射部である出射部３０２６Ｒｂ（第３ｂ出射部）と、を含んでいる。したがって、本実施形態における基準線ＤＬ３と出射部３０２６Ｒとの距離Ｓ３は、出射部３０２６Ｒａと出射部３０２６Ｒｂとを結ぶ線分の中点と基準線ＤＬ３との最短距離である。換言すれば、出射部３０２６Ｒａと出射部３０２６Ｒｂとを結ぶ線分の中点を通り、基準線ＤＬ３と平行な直線を基準線ＣＬ３とするとき、距離Ｓ３は、基準線ＤＬ３と基準線ＣＬ３との距離に相当する。
このような定義のもと、本実施形態に係る変調器３０も、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３という関係を満たす。
以上のような第２実施形態によっても、前述した第１実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、上述したように、光走査部４２の駆動周波数を高めることなく走査線ＬＳを増やすことができるので、光走査部４２の構造や制御を複雑にすることなく、表示される画像の高解像度化を図ることができる。
なお、本実施形態では、光導波路３０２Ｂ、光導波路３０２Ｇおよび光導波路３０２Ｒが、それぞれ主線と２つの支線とを含んでいるが、全ての光導波路が必ずしも分岐していなくてもよいし、一部または全ての光導波路が主線と３つ以上の支線とを含んでいてもよい。なお、３つ以上の支線を含む場合、変調部に用いられない支線に光検出部を配置するようにしてもよい。この場合、例えば、光検出部で検出した光量の情報を制御部３３にフィードバックし、光源部３１１の駆動の制御に反映させるようにしてもよい。
≪第３実施形態≫
次に、画像表示装置の第３実施形態について説明する。
図１１は、第３実施形態に係る画像表示装置に含まれる変調器の概略構成を示す平面図である。
以下、第３実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１、第２実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の事項については、同一符号を付している。
第３実施形態に係る変調器３０では、図１１に示すように、光導波路３０２Ｂの入射部３０２１Ｂと変調用分岐部３０２２Ｂとの間に、１次分配用分岐部３０２８Ｂと、２次分配用分岐部３０２９Ｂと、が入射部３０２１Ｂ側からこの順で設けられている。具体的には、光導波路３０２Ｂの主線３０２０Ｂ（第１主線）は、１次分配用分岐部３０２８Ｂにおいて２つの１次支線に分岐し、さらに、各１次支線は、２次分配用分岐部３０２９Ｂにおいてそれぞれ２つの２次支線に分岐している。これにより、光導波路３０２Ｂは、合計で４つの２次支線（支線３０２０Ｂａ（第１ａ支線（第１支線））、支線３０２０Ｂｂ（第１ｂ支線（第２支線））、支線３０２０Ｂｃ（第１ｃ支線）および支線３０２０Ｂｄ（第１ｄ支線））を含んでいる。その結果、光導波路３０２Ｂに入射された青色光ＬＢは、４つに分配され、最終的に４つの光束（青色光ＬＢ１、ＬＢ２、ＬＢ３、ＬＢ４）として出射する。
また、これらの４つの２次支線（支線３０２０Ｂａ、支線３０２０Ｂｂ、支線３０２０Ｂｃおよび支線３０２０Ｂｄ）には、第１、第２実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｂ、２本の変調用直線部３０２３Ｂ、変調用合流部３０２４Ｂ、連結部３０２５Ｂおよび出射部３０２６Ｂがそれぞれ含まれている。なお、図１１では、図面が煩雑になるのを避けるため、入射部３０２１Ｂ、変調用分岐部３０２２Ｂおよび変調部３００Ｂの位置のみを示し、それ以外の光導波路３０２Ｂに含まれる各部位や電極３０３Ｂの図示を省略している。
同様に、本実施形態では、光導波路３０２Ｇの入射部３０２１Ｇと変調用分岐部３０２２Ｇとの間に、１次分配用分岐部３０２８Ｇと、２次分配用分岐部３０２９Ｇと、が入射部３０２１Ｇ側からこの順で設けられている。具体的には、光導波路３０２Ｇは、１次分配用分岐部３０２８Ｇにおいて２つの１次支線に分岐し、さらに、各１次支線は、２次分配用分岐部３０２９Ｇにおいてそれぞれ２つの２次支線に分岐している。これにより、光導波路３０２Ｇは、合計で４つの２次支線（支線３０２０Ｇａ（第２ａ支線（第３支線））、支線３０２０Ｇｂ（第２ｂ支線（第４支線））、支線３０２０Ｇｃ（第２ｃ支線）および支線３０２０Ｇｄ（第２ｄ支線））に分岐している。その結果、光導波路３０２Ｇに入射された緑色光ＬＧは、４つに分配され、最終的に４つの光束（緑色光ＬＧ１、ＬＧ２、ＬＧ３、ＬＧ４）として出射する。
また、これらの４つの２次支線（支線３０２０Ｇａ、支線３０２０Ｇｂ、支線３０２０Ｇｃおよび支線３０２０Ｇｄ）には、第１、第２実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｇ、２本の変調用直線部３０２３Ｇ、変調用合流部３０２４Ｇ、連結部３０２５Ｇおよび出射部３０２６Ｇがそれぞれ含まれている。なお、図１１では、図面が煩雑になるのを避けるため、入射部３０２１Ｇ、変調用分岐部３０２２Ｇおよび変調部３００Ｇの位置のみを示し、それ以外の光導波路３０２Ｇに含まれる各部位や電極３０３Ｇの図示を省略している。
同様に、本実施形態では、光導波路３０２Ｒの入射部３０２１Ｒと変調用分岐部３０２２Ｒとの間に、１次分配用分岐部３０２８Ｒと、２次分配用分岐部３０２９Ｒと、が入射部３０２１Ｒ側からこの順で設けられている。具体的には、光導波路３０２Ｒは、１次分配用分岐部３０２８Ｒにおいて２つの１次支線に分岐し、さらに、各１次支線は、２次分配用分岐部３０２９Ｒにおいてそれぞれ２つの２次支線に分岐している。これにより、光導波路３０２Ｒは、合計で４つの２次支線（支線３０２０Ｒａ（第３ａ支線）、支線３０２０Ｒｂ（第３ｂ支線）、支線３０２０Ｒｃ（第３ｃ支線）および支線３０２０Ｒｄ（第３ｄ支線））に分岐している。その結果、光導波路３０２Ｒに入射された赤色光ＬＲは、４つに分配され、最終的に４つの光束（赤色光ＬＲ１、ＬＲ２、ＬＲ３、ＬＲ４）として出射する。
また、これらの４つの２次支線（支線３０２０Ｒａ、支線３０２０Ｒｂ、支線３０２０Ｒｃおよび支線３０２０Ｒｄ）には、第１、第２実施形態と同様、変調用分岐部３０２２Ｒ、２本の変調用直線部３０２３Ｒ、変調用合流部３０２４Ｒ、連結部３０２５Ｒおよび出射部３０２６Ｒがそれぞれ含まれている。なお、図１１では、図面が煩雑になるのを避けるため、入射部３０２１Ｒ、変調用分岐部３０２２Ｒおよび変調部３００Ｒの位置のみを示し、それ以外の光導波路３０２Ｒに含まれる各部位や電極３０３Ｒの図示を省略している。
このように４つの光束を用いて描画することにより、光束が１つや２つの場合と比較して、光走査部４２の駆動周波数を高めることなく走査線ＬＳをさらに増やすことができる。したがって、光走査部４２の構造上、駆動周波数を高めることが難しい場合であっても、光走査部４２の構造に影響されることなく、高解像度の画像を表示することができる。
また、本実施形態に係る変調器３０によれば、出射間隔Ｗ１を十分に狭めることができる。このため、画像表示領域Ｓから除外される領域が生じたとしても、その面積（幅）を十分に狭くすることができる。
なお、本実施形態に係る変調部３００Ｂの長さＬ１、変調部３００Ｇの長さＬ２および変調部３００Ｒの長さＬ３は、それぞれ第１、第２実施形態と同様にして定義される。
また、基準線ＤＬ１、ＤＬ２、ＤＬ３および基準線ＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３も、第２実施形態と同様にして定義される。
さらに、基準線ＤＬ１と出射部３０２６Ｂ（第１出射部）との距離Ｓ１、基準線ＤＬ２と出射部３０２６Ｇとの距離Ｓ２、および基準線ＤＬ３と出射部３０２６Ｒとの距離Ｓ３も、第２実施形態と同様にして定義される。
このような定義のもと、本実施形態に係る変調器３０も、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３という関係を満たし、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３という関係を満たす。
以上のような第３実施形態によっても、前述した第１、第２実施形態と同様の効果が得られる。また、本実施形態では、上述したように、光走査部４２の駆動周波数を高めることなく走査線ＬＳをさらに増やすことができるので、光走査部４２の構造や制御を複雑にすることなく、表示される画像のさらなる高解像度化を図ることができる。
なお、信号光の分配数は、第２実施形態の２つや第３実施形態の４つに限定されず、３つや５つ以上であってもよい。分配数が多いほど、分配後の信号光の光量は低下するものの、光走査部４２の駆動周波数を高めることなく走査線ＬＳをさらに増やすことができる。
≪第４実施形態≫
次に、画像表示装置の第４実施形態について説明する。
図１２は、画像表示装置の第４実施形態（ヘッドアップディスプレイ）の概略構成を示す図である。
以下、第４実施形態について説明するが、以下の説明では、前述した第１〜第３実施形態との相違点を中心に説明し、同様の事項についてはその説明を省略する。また、図において、前述した実施形態と同様の構成については、同一符号を付している。
第４実施形態に係る画像表示装置１は、使用者の頭部に装着されるのではなく、自動車の天井部に装着されて使用されるものである以外、第１〜第３実施形態に係る画像表示装置１と同様である。
すなわち、第４実施形態に係る画像表示装置１は、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着して使用される。すなわち、本実施形態に係る画像表示装置１は、使用者の頭部の鉛直上方に配置された状態で使用される。そして、使用者に虚像による画像を、自動車ＣＡのフロントウィンドウＷを介して外界像と重畳した状態で視認させる。
この画像表示装置１は、図１２に示すように、信号生成部３および走査光出射部４を内蔵する光源ユニットＵＴと、反射部６と、光源ユニットＵＴと反射部６とを接続するフレーム２’と、を備える。
また、本実施形態では、光源ユニットＵＴ、フレーム２’および反射部６を、自動車ＣＡの天井部ＣＥに装着している場合を例に説明するが、これらを自動車ＣＡのダッシュボード上に装着してもよいし、一部の構成をフロントウィンドウＷに固定するようにしてもよい。さらに、画像表示装置１は、自動車のみならず、航空機、船舶、建設機械、重機、二輪車、自転車、宇宙船のような各種移動体に装着されるものであってもよい。
以下、画像表示装置１の各部を順次詳細に説明する。
光源ユニットＵＴは、いかなる方法で天井部ＣＥに固定されていてもよいが、例えばバンドやクリップ等を用いてサンバイザーに装着する方法により固定される。
フレーム２’は、例えば１対の長尺状の部材を備えており、光源ユニットＵＴと反射部６のＺ軸方向の両端とを接続することにより、光源ユニットＵＴと反射部６とを固定している。
光源ユニットＵＴは、信号生成部３および走査光出射部４を内蔵しており、走査光出射部４からは反射部６に向けて信号光ＬＢ、ＬＧ、ＬＲが出射される。
本実施形態に係る反射部６も、ハーフミラーであり、外界光ＬＯを透過させる機能を有する。すなわち、反射部６は、光源ユニットＵＴからの信号光ＬＢ、ＬＧ、ＬＲ（映像光）を反射させるとともに、使用時において自動車ＣＡ外からフロントウィンドウＷを経て使用者の眼ＥＹに向かう外界光ＬＯを透過させる機能を有する。これにより、使用者は、外界像を視認しながら、信号光ＬＢ、ＬＧ、ＬＲにより形成された虚像（画像）を視認することができる。すなわち、シースルー型のヘッドアップディスプレイを実現することができる。
このような画像表示装置１も、前述したように、第１実施形態に係る信号生成部３を備えている。このため、簡易な構造であるにもかかわらず、第１実施形態と同様の作用、効果が得られる。すなわち、高い解像度を有する画像表示装置１を得ることができる。
以上、光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置について、図示の実施形態に基づいて説明したが、光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置については、これらに限定されるものではない。
例えば、光変調器、光学モジュールおよび画像表示装置では、各部の構成は、同様の機能を発揮する任意の構成のものに置換することができ、また、任意の構成を付加することもできる。
また、反射部は、平面の反射面を備えていてもよい。
また、画像表示装置の実施形態は、上述したヘッドマウントディスプレイやヘッドアップディスプレイに限定されず、網膜走査方式の表示原理を有する形態であればいかなる形態にも適用可能である。
１…画像表示装置、２…フレーム、２’…フレーム、３…信号生成部、４…走査光出射部、５…接続部、６…反射部、１０…反射部、１７…コイル、１８…信号重畳部、２１…ノーズパッド部、２２…フロント部、２３…テンプル部、２４…モダン部、２５…リム部、２６…ブリッジ部、２７…凹部、３０…変調器、３１…信号光生成部、３２…駆動信号生成部、３３…制御部、３４…光検出部、３５…固定部、４１…ハウジング、４２…光走査部、４３…レンズ、４３Ｂ…レンズ、４３Ｇ…レンズ、４３Ｒ…レンズ、４４…レンズ、４５…レンズ、４６…支持部材、７１…第１光ファイバー、７２…第２光ファイバー、７２Ｂ…コア、７２Ｇ…コア、７２Ｒ…コア、１００…光学モジュール、３００Ｂ…変調部、３００Ｇ…変調部、３００Ｒ…変調部、３０１…基板、３０２Ｂ…光導波路、３０２Ｇ…光導波路、３０２Ｒ…光導波路、３０３Ｂ…電極、３０３Ｇ…電極、３０３Ｒ…電極、３０４…バッファー層、３１１…光源部、３１１Ｂ…光源、３１１Ｇ…光源、３１１Ｒ…光源、３１２Ｂ…駆動回路、３１２Ｇ…駆動回路、３１２Ｒ…駆動回路、３１３Ｂ…レンズ、３１３Ｇ…レンズ、３１３Ｒ…レンズ、３２１…駆動回路、３２２…駆動回路、３０２０Ｂ…主線、３０２０Ｂａ…支線、３０２０Ｂｂ…支線、３０２０Ｂｃ…支線、３０２０Ｂｄ…支線、３０２０Ｇ…主線、３０２０Ｇａ…支線、３０２０Ｇｂ…支線、３０２０Ｇｃ…支線、３０２０Ｇｄ…支線、３０２０Ｒ…主線、３０２０Ｒａ…支線、３０２０Ｒｂ…支線、３０２０Ｒｃ…支線、３０２０Ｒｄ…支線、３０２１Ｂ…入射部、３０２１Ｇ…入射部、３０２１Ｒ…入射部、３０２２Ｂ…変調用分岐部、３０２２Ｇ…変調用分岐部、３０２２Ｒ…変調用分岐部、３０２３Ｂ…変調用直線部、３０２３Ｇ…変調用直線部、３０２３Ｒ…変調用直線部、３０２４Ｂ…変調用合流部、３０２４Ｇ…変調用合流部、３０２４Ｒ…変調用合流部、３０２５Ｂ…連結部、３０２５Ｇ…連結部、３０２５Ｒ…連結部、３０２６Ｂ…出射部、３０２６Ｂａ…出射部、３０２６Ｂｂ…出射部、３０２６Ｇ…出射部、３０２６Ｇａ…出射部、３０２６Ｇｂ…出射部、３０２６Ｒ…出射部、３０２６Ｒａ…出射部、３０２６Ｒｂ…出射部、３０２７Ｂ…分配用分岐部、３０２７Ｇ…分配用分岐部、３０２７Ｒ…分配用分岐部、３０２８Ｂ…１次分配用分岐部、３０２８Ｇ…１次分配用分岐部、３０２８Ｒ…１次分配用分岐部、３０２９Ｂ…２次分配用分岐部、３０２９Ｇ…２次分配用分岐部、３０２９Ｒ…２次分配用分岐部、３０３１Ｂ…信号電極、３０３１Ｇ…信号電極、３０３１Ｒ…信号電極、３０３２Ｂ…グランド電極、３０３２Ｇ…グランド電極、３０３２Ｒ…グランド電極、ＣＡ…自動車、ＣＥ…天井部、ＤＬ１…基準線、ＤＬ２…基準線、ＤＬ３…基準線、ＥＡ…耳、ＥＹ…眼、Ｈ…頭部、Ｊ１…軸、Ｊ２…軸、ＬＢ…青色光、ＬＢ１…青色光、ＬＢ２…青色光、ＬＢ３…青色光、ＬＢ４…青色光、ＬＧ…緑色光、ＬＧ１…緑色光、ＬＧ２…緑色光、ＬＧ３…緑色光、ＬＧ４…緑色光、ＬＯ…外界光、ＬＲ…赤色光、ＬＲ１…赤色光、ＬＲ２…赤色光、ＬＲ３…赤色光、ＬＲ４…赤色光、ＬＳ…走査線、ＬＳ１…走査線、ＬＳ２…走査線、ＬＳ３…走査線、ＬＳ４…走査線、ＬＳ５…走査線、ＬＳ６…走査線、ＬＳ７…走査線、ＬＳ８…走査線、ＬＳ９…走査線、ＮＳ…鼻、Ｓ…画像表示領域、Ｓ１…距離、Ｓ２…距離、Ｓ３…距離、ＴＢ…走査軌跡、ＴＢ１…走査軌跡、ＴＢ２…走査軌跡、ＴＧ…走査軌跡、ＴＧ１…走査軌跡、ＴＧ２…走査軌跡、ＴＲ…走査軌跡、ＴＲ１…走査軌跡、ＴＲ２…走査軌跡、ＵＴ…光源ユニット、Ｗ…フロントウィンドウ、Ｗ１…出射間隔、Ｗ２…入射間隔

Claims (12)

  1. 電気光学効果を有する基板を有し、
    前記基板には、第１光が入射される第１光導波路および前記第１光より波長の長い第２光が入射される第２光導波路が設けられ、
    前記第１光導波路は、
    前記第１光が入射する第１入射部と、
    前記第１入射部の出射側に設けられ、前記第１入射部に入射した前記第１光を第１支線と第２支線とに分岐する第１分岐部と、
    前記第１分岐部の出射側に設けられ、長手方向に長い形状を有し、前記第１支線に入射した前記第１光の強度を変調する第１支線変調部および前記第２支線に入射した前記第１光の強度を変調する第２支線変調部を含む第１変調部と、
    前記第１支線変調部で変調された前記第１光が出射する第１支線出射部と、前記第２支線変調部で変調された前記第１光が出射する第２支線出射部と、を含む第１出射部と、
    前記第１支線変調部と前記第１支線出射部とを連結する第１支線連結部と、前記第２支線変調部と前記第２支線出射部とを連結する第２支線連結部と、を含む第１連結部と、を有し、
    前記第２光導波路は、
    前記第２光が入射する第２入射部と、
    前記第２入射部の出射側に設けられ、前記長手方向に長い形状を有し、前記第２入射部に入射した前記第２光の強度を変調する第２変調部と、
    前記第２変調部で変調された前記第２光が出射する第２出射部と、
    前記第２変調部と前記第２出射部とを連結する第２連結部と、を有し、
    前記第１変調部の前記長手方向の長さをＬ１とし、
    前記長手方向と平行で、かつ、前記第１変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第１線とし、
    前記第１線と、前記第１支線出射部と前記第２支線出射部とを結ぶ線分の中点と、の距離をＳ１とし、
    前記第２変調部の前記長手方向の長さをＬ２とし、
    前記長手方向と平行で、かつ、前記第２変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第２線とし、
    前記第２線と、前記第２出射部と、の距離をＳ２としたとき、
    Ｌ１＜Ｌ２であり、かつ、Ｓ１＞Ｓ２であることを特徴とする光変調器。
  2. 電気光学効果を有する基板を有し、
    前記基板には、第１光が入射される第１光導波路および前記第１光より波長の長い第２光が入射される第２光導波路が設けられ、
    前記第１光導波路は、
    前記第１光が入射する第１入射部と、
    前記第１入射部の出射側に設けられ、長手方向に長い形状を有し、前記第１入射部に入射した前記第１光の強度を変調する第１変調部と、
    前記第１変調部で変調された前記第１光が出射する第１出射部と、
    前記第１変調部と前記第１出射部とを連結する第１連結部と、を有し、
    前記第２光導波路は、
    前記第２光が入射する第２入射部と、
    前記第２入射部の出射側に設けられ、前記第２入射部に入射した前記第２光を第３支線と第４支線とに分岐する第２分岐部と、
    前記第２分岐部の出射側に設けられ、前記長手方向に長い形状を有し、前記第３支線に入射した前記第２光の強度を変調する第３支線変調部および前記第２支線に入射した前記第２光の強度を変調する第４支線変調部を含む第２変調部と、
    前記第３支線変調部で変調された前記第２光が出射する第３支線出射部と、前記第４支線変調部で変調された前記第２光が出射する第４支線出射部と、を含む第２出射部と、
    前記第３支線変調部と前記第３支線出射部とを連結する第３支線連結部と、前記第４支線変調部と前記第４支線出射部とを連結する第４支線連結部と、を含む第２連結部と、を有し、
    前記第１変調部の前記長手方向の長さをＬ１とし、
    前記長手方向と平行で、かつ、前記第１変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第１線とし、
    前記第１線と、前記第１出射部と、の距離をＳ１とし、
    前記第２変調部の前記長手方向の長さをＬ２とし、
    前記長手方向と平行で、かつ、前記第２変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第２線とし、
    前記第２線と、前記第３支線出射部と前記第４支線出射部とを結ぶ線分の中点と、の距離をＳ２としたとき、
    Ｌ１＜Ｌ２であり、かつ、Ｓ１＞Ｓ２であることを特徴とする光変調器。
  3. 前記基板は、前記第２光より波長の長い第３光が入射される第３光導波路を含み、
    前記第１光導波路、前記第２光導波路、前記第３光導波路の順に設けられている請求項１または２に記載の光変調器。
  4. 前記第３光導波路は、
    前記第３光が入射する第３入射部と、
    前記第３入射部の出射側に設けられ、前記長手方向に長い形状を有し、前記第３入射部に入射した前記第３光の強度を変調する第３変調部と、
    前記第３変調部で変調された前記第３光が出射する第３出射部と、
    前記第３変調部と前記第３出射部とを連結する第３連結部と、を有し、
    前記第３変調部の前記長手方向の長さをＬ３とし、
    前記長手方向と平行で、かつ、前記第３変調部の前記長手方向と直交する方向における長さの中心点を通過する仮想直線を第３線とし、
    前記第３線と、前記第３出射部と、の距離をＳ３としたとき、
    Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３であり、かつ、Ｓ１＞Ｓ２＞Ｓ３である請求項３に記載の光変調器。
  5. 前記基板の厚さ方向からの平面視で、
    前記第１出射部は、前記第１線よりも前記第３線側に位置し、
    前記第２出射部は、前記第２線よりも前記第３線側に位置し、
    前記第３出射部は、前記第３線よりも前記第１線側に位置している請求項４に記載の光変調器。
  6. 前記第１出射部と前記第２出射部との距離は、前記第１入射部と前記第２入射部との距離よりも小さい請求項１ないし５のいずれか１項に記載の光変調器。
  7. 前記第１出射部から出射される光の光軸と前記第２出射部から出射される光の光軸とが平行である請求項１ないし６のいずれか１項に記載の光変調器。
  8. 前記第１変調部はマッハツェンダー型の変調方式である請求項１ないし７のいずれか１項に記載の光変調器。
  9. 前記第１光および前記第２光を出射する光源部と、
    請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光変調器と、
    を備えることを特徴とする光学モジュール。
  10. 前記第１光および前記第２光を出射する光源部と、
    請求項１ないし８のいずれか１項に記載の光変調器と、
    前記光変調器によって変調された前記第１光および前記第２光を空間的に走査する光スキャナーと、
    を備えることを特徴とする画像表示装置。
  11. 使用者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイである請求項１０に記載の画像表示装置。
  12. ヘッドアップディスプレイである請求項１０に記載の画像表示装置。
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