TW201621395A - 圖像顯示裝置 - Google Patents

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TW201621395A
TW201621395A TW104140831A TW104140831A TW201621395A TW 201621395 A TW201621395 A TW 201621395A TW 104140831 A TW104140831 A TW 104140831A TW 104140831 A TW104140831 A TW 104140831A TW 201621395 A TW201621395 A TW 201621395A
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light
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diffraction
image light
optical element
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TW104140831A
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米窪政敏
石田大輔
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精工愛普生股份有限公司
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Abstract

本發明之目的在於提供一種既抑制裝置之大型化且抑制伴隨繞射之繞射角度之偏差而能夠實現高畫質顯示之圖像顯示裝置。 圖像顯示裝置1包含：影像光產生部31，其產生基於影像信號而經調變之影像光L1；光繞射部35(第1繞射光學元件)，其使自影像光產生部31射出之影像光L1繞射；光掃描部36(光掃描器)，其係空間性地掃描影像光L1；及反射部6，其具備光繞射部65(第2繞射光學元件)，該光繞射部65使藉由光掃描部36掃描之影像光L2繞射；且光繞射部35設置於影像光產生部31與光掃描部36之間之光路上。又，作為光繞射部35，較佳為干涉條紋間距為固定者，作為光繞射部65，較佳為具有干涉條紋間距彼此不同之部分者。

Description

圖像顯示裝置
本發明係關於一種圖像顯示裝置。
作為直接對瞳孔之視網膜照射雷射，而使使用者視認圖像之顯示裝置，已知有頭戴式顯示器(HMD：Head Mounted Display)。
頭戴式顯示器一般具備出射光之發光裝置、及以出射之光掃描使用者之視網膜之方式變更光路之掃描機構。藉由此種頭戴式顯示器，使用者可同時視認例如外界景色與藉由掃描機構而描繪之圖像之兩者。
例如，於專利文獻1內揭示有具備光源、掃描自光源出射之平行光之掃描機構、及使由掃描機構所掃描之平行光中繼並朝眼出射之光學裝置之圖像顯示裝置。其中，光學裝置具備以使入射之光於內部藉由全反射而傳播後出射之方式構成之導光板、以使入射至導光板之光全反射之方式使光繞射之第1繞射光柵構件、及以使藉由全反射而傳播之光可自導光板出射之方式使光繞射之第2繞射光柵構件。
然而，於專利文獻1所記述之圖像顯示裝置中，藉由掃描機構掃描之光入射至第1繞射光柵構件。入射至第1繞射光柵構件之光因於具有特定面積之2維掃描範圍內被掃描，故第1繞射光柵構件必須具有可接收該光之足夠之尺寸。其結果，專利文獻1所記述之圖像顯示裝置無法避免大型化。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2014-78022號公報
本發明之目的在於提供一種抑制裝置之大型化且抑制伴隨繞射之繞射角度之偏差而可實現高畫質顯示之圖像顯示裝置。
此種目的係藉由下述之本發明而達成。
本發明之圖像顯示裝置其特徵在於具備：影像光產生部，其產生基於影像信號而經調變之影像光；第1繞射光學元件，其使自上述影像光產生部射出之上述影像光繞射；光掃描器，其係空間性地掃描上述影像光；及第2繞射光學元件，其供藉由上述光掃描器掃描之上述影像光入射，且使該入射之上述影像光繞射；且上述第1繞射光學元件設置於上述影像光產生部與上述光掃描器之間之光路上。
藉此，因第1繞射光學元件可較小，故可抑制裝置之大型化，且可抑制伴隨繞射之繞射角度之偏差，因而可獲得可進行高畫質顯示之圖像顯示裝置。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，上述第2繞射光學元件其上述影像光之入射側之表面形狀於與上述第2繞射光學元件之繞射光柵垂直之方向上成為凹面。
藉此，因第2繞射光學元件具有與聚光透鏡等價之功能，故使影像光朝觀察者之眼聚光之功能增強。其結果，可視認畫角大且高畫質之影像。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，上述光掃描器係沿第1方向對上述影像光進行主掃描，且沿與上述第1方向正交之第2方向對上述影像光進行副掃描；上述第1繞射光學元件其繞射光柵週期為固定；上述第2繞射光學元件具有於通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上、繞射光柵週期彼此不同之部分。
藉此，因可使被2維掃描且投射至第2繞射光學元件之影像光於第2繞射光學元件中以入射至觀察者之眼之方式繞射，故可視認畫角大且高畫質之影像。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，上述第1繞射光學元件之繞射光柵週期係為通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上的繞射光柵週期之最大值與最小值之間。
藉此，於第2繞射光學元件之大致全域中，可使第1繞射光學元件之繞射中產生之繞射角度之角寬度於第2繞射光學元件之繞射中充分抵消。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，上述第1繞射光學元件之繞射光柵週期與通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上，且上述主掃描之振幅的中心位置上之繞射光柵週期相等。
藉此，於第2繞射光學元件之大致全域中，可使第1繞射光學元件之繞射中產生之繞射角度之角寬度於第2繞射光學元件之繞射中更充分抵消。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，上述第1繞射光學元件之繞射光柵週期係與通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光 之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上的繞射光柵週期之平均值相等。
藉此，於第2繞射光學元件之大致全域中，可使第1繞射光學元件之繞射中產生之繞射角度之角寬度於第2繞射光學元件之繞射中更充分抵消。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，上述第2繞射光學元件之繞射光柵之延伸方向與上述第1方向正交。
藉此，可使第1繞射光學元件之繞射中產生之繞射角度之角寬度於第2繞射光學元件之繞射中更確實地抵消。
於本發明之圖像顯示裝置中，較佳的是，進而具有設置於上述光掃描器與上述第2繞射光學元件之間之光路上之瞳孔放大光學系統。
藉此，可放大影像光之光束寬度(剖面積)，且可提高視認性。
1‧‧‧圖像顯示裝置
2‧‧‧框架
2'‧‧‧框架
3‧‧‧圖像產生部
4‧‧‧放大光學系統
5‧‧‧光學元件
6‧‧‧反射部
10‧‧‧頭戴式顯示器
10'‧‧‧平視顯示器
11‧‧‧可動鏡面部
12a‧‧‧軸部
12b‧‧‧軸部
13‧‧‧框體部
14a‧‧‧軸部
14b‧‧‧軸部
14c‧‧‧軸部
14d‧‧‧軸部
15‧‧‧支持部
16‧‧‧永久磁石
17‧‧‧線圈
18‧‧‧信號重疊部
21‧‧‧前端部
22‧‧‧邊撐
23‧‧‧鼻墊
27‧‧‧凹部
31‧‧‧影像光產生部
32‧‧‧驅動信號產生部
33‧‧‧控制部
34‧‧‧透鏡
35‧‧‧光繞射部
36‧‧‧光掃描部
42‧‧‧修正透鏡
43‧‧‧遮光板
51‧‧‧導光部(第1導光部)
52‧‧‧導光部(第2導光部)
53‧‧‧導光部(第3導光部)
54‧‧‧半鏡面層(第1光分支層)
55‧‧‧半鏡面層(第2光分支層)
56‧‧‧入射面
57‧‧‧射出面
58a‧‧‧側面
58b‧‧‧側面
59a‧‧‧側面
59b‧‧‧側面
61‧‧‧非球面鏡
65‧‧‧光繞射部
111‧‧‧基部
112‧‧‧間隔件
113‧‧‧光反射板
114‧‧‧光反射部
115‧‧‧硬質層
211‧‧‧邊緣
212‧‧‧遮光部
311‧‧‧光源部
311B‧‧‧光源
311G‧‧‧光源
311R‧‧‧光源
312B‧‧‧驅動電路
312G‧‧‧驅動電路
312R‧‧‧驅動電路
313‧‧‧光合成部
313a‧‧‧分色鏡
313b‧‧‧分色鏡
321‧‧‧驅動電路
322‧‧‧驅動電路
351‧‧‧第1全息元件
351B‧‧‧全息層
351G‧‧‧全息層
351R‧‧‧全息層
611‧‧‧凹面
651‧‧‧第2全息元件
651a‧‧‧中心部
651b‧‧‧端部
651c‧‧‧端部
651B‧‧‧全息層
651G‧‧‧全息層
651R‧‧‧全息層
651a‧‧‧中心部
651b‧‧‧端部
651c‧‧‧端部
CA‧‧‧汽車
CE‧‧‧頂棚部
EA‧‧‧耳
EY‧‧‧眼
FW‧‧‧前窗
H‧‧‧頭部
L1‧‧‧影像光
L2‧‧‧影像光
L3‧‧‧影像光
L3'‧‧‧影像光
L4‧‧‧影像光
L5‧‧‧影像光
L5'‧‧‧影像光
L6‧‧‧外界光
NS‧‧‧鼻
SL‧‧‧掃描線
T1‧‧‧週期
T2‧‧‧週期
UT‧‧‧光源單元
V1‧‧‧第1驅動信號
V2‧‧‧第2驅動信號
W‧‧‧軸線
X‧‧‧軸
X1‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Y1‧‧‧軸
Z‧‧‧軸
θ5‧‧‧角度
圖1係顯示具備本發明之圖像顯示裝置之第1實施形態之頭戴式顯示器之概略構成之圖。
圖2係圖1所示之頭戴式顯示器之概略立體圖。
圖3係示意性顯示圖1所示之圖像顯示裝置之構成之圖。
圖4係示意性顯示圖2所示之圖像產生部之構成之圖。
圖5(a)、(b)係顯示圖4所示之驅動信號產生部之驅動信號之一例之圖。
圖6係圖4所示之光掃描部之俯視圖。
圖7係圖6所示之光掃描部之剖視圖(沿著X1軸之剖視圖)。
圖8係顯示圖3所示之光學元件之概略構成之圖，(a)為前視圖，(b)為俯視圖，(c)為右側視圖，(d)為左側視圖。
圖9係用以說明入射至圖8所示之光學元件之影像光之路徑之 圖。
圖10係顯示藉由光掃描部掃描之影像光投射至反射部且被2維掃描之情況之一例之圖。
圖11係用以說明圖3所示之圖像顯示裝置之作用之圖。
圖12(a)、(b)係示意性顯示本發明之圖像顯示裝置之第2實施形態之構成之圖。
圖13係示意性顯示具備本發明之圖像顯示裝置之第3實施形態之平視顯示器之概略構成之圖。
以下，關於本發明之圖像顯示裝置，基於附加圖式所示之較佳之實施形態進行詳細說明。
<第1實施形態>
首先，對本發明之圖像顯示裝置之第1實施形態進行說明。
圖1係顯示具備本發明之圖像顯示裝置之第1實施形態之頭戴式顯示器之概略構成之圖，圖2係圖1所示之頭戴式顯示器之概略立體圖，圖3係示意性顯示圖1所示之圖像顯示裝置之構成之圖，圖4係示意性顯示圖2所示之圖像產生部之構成之圖，圖5係顯示圖4所示之驅動信號產生部之驅動信號之一例之圖，圖6係圖4所示之光掃描部之俯視圖，圖7係圖6所示之光掃描部之剖視圖(沿著X1軸之剖視圖)，圖8係顯示圖3所示之光學元件之概略構成之圖，(a)為前視圖，(b)為俯視圖，(c)為右側視圖，(d)為左側視圖，圖9係用以說明入射至圖8所示之光學元件之影像光之路徑之圖。
另，於圖1~3中，為便於說明，而圖示有X軸、Y軸及Z軸作為彼此正交之3條軸。又，將該圖示之箭頭符號之前端側設為「+(正)」、且將基端側設為「-(負)」。又，將平行於X軸之方向稱為「X軸方向」，將平行於Y軸之方向稱為「Y軸方向」，將平行於Z軸之方向稱為 「Z軸方向」。
此處，X軸、Y軸及Z軸係於將圖像顯示裝置1佩戴於觀察者之頭部H時，以X軸方向為頭部H之左右方向，Y軸方向為頭部H之上下方向，Z軸方向為頭部H之前後方向之方式設定。
如圖1所示，具備本實施形態之圖像顯示裝置1之頭戴式顯示器(頭部佩戴型圖像顯示裝置)10係呈眼鏡般之外觀，且佩戴於觀察者之頭部H而使用，使觀察者以將虛像所形成之圖像與外界圖像重疊之狀態視認。
如圖1、圖2所示，頭戴式顯示器10具有具備圖像產生部3與放大光學系統4與反射部6之圖像顯示裝置1、及框架2。
於該頭戴式顯示器10中，圖像產生部3產生基於影像信號調變之影像光，放大光學系統4放大該影像光之光束寬度(剖面積)，反射部6將由放大光學系統4所放大之影像光導入觀察者之眼EY。藉此，可使觀察者視認與影像信號相應之虛像。
又，頭戴式顯示器10係以圖像顯示裝置1具備之圖像產生部3、放大光學系統4、及反射部6分別設置於框架2之右側及左側，且以YZ平面為基準而對稱(左右對稱)之方式配設。設置於框架2之右側之圖像產生部3、放大光學系統4、及反射部6係形成有右眼用之虛像，設置於框架2之左側之圖像產生部3、放大光學系統4、及反射部6係形成有左眼用之虛像。
另，於本實施形態中，頭戴式顯示器I0雖採用於框架2之右側及左側，分別設置圖像產生部3、放大光學系統4及反射部6，形成右眼用之虛像與左眼用之虛像之構成，但並未限定於此。例如，亦可採用僅於框架2之左側設置圖像產生部3、放大光學系統4及反射部6，而僅形成左眼用之虛像之構成，相反，亦可採用僅於框架2之右側設置圖像產生部3、放大光學系統4及反射部6，而僅形成右眼用之虛像之構 成。即，頭戴式顯示器10並未限定於如本實施形態之雙眼類型之頭戴式顯示器10，亦可為單眼類型之頭戴式顯示器。
以下，依序詳細說明頭戴式顯示器10之各部。
另，由於2個圖像產生部3、2個放大光學系統4、及2個反射部6分別具有相同之構成，故於下文中，以設置於框架2之左側之圖像產生部3、放大光學系統4及反射部6為中心進行說明。
≪框架≫
如圖2所示，框架2呈如眼鏡框之形狀，具有支持圖像顯示裝置1具備之圖像產生部3、放大光學系統4及反射部6之功能。
框架2具有包含邊緣211、及遮光部212之前端部21、及自前端部21之左右兩端朝Z軸方向延伸之邊撐22。
遮光部212具有抑制外界光之透過之功能，係支持反射部6之構件。遮光部212係於其內側具有朝觀察者側開口之凹部27，於該凹部27設置有反射部6。且，支持該反射部6之遮光部212係由邊緣211支持。
又，於遮光部212之中央部，設置有鼻墊23。鼻墊23係於觀察者將頭戴式顯示器10佩戴於頭部H時，抵接於觀察者之鼻NS，相對於觀察者之頭部H而支持頭戴式顯示器10。
邊撐22係未賦予用於掛於觀察者之耳EA之角度之直邊撐，且係以觀察者將頭戴式顯示器10佩戴於頭部H時，邊撐22之一部分抵接於觀察者之耳EA之方式構成。又，於邊撐22之內部，收容有圖像產生部3及放大光學系統4。
又，作為邊撐22之構成材料，並未特別限定，例如可使用各種樹脂材料、或於樹脂內混合碳纖維或玻璃纖維等纖維之複合材料、鋁或鎂等之金屬材料等。
另，框架2之形狀若為可佩戴於觀察者之頭部H者，則並未限定 於圖示者。
≪圖像顯示裝置≫
如上所述，圖像顯示裝置1具有圖像產生部3、放大光學系統4、及反射部6。
以下，對本實施形態之圖像顯示裝置1之各部進行詳細說明。
[圖像產生部]
如圖2所示，圖像產生部3內置於上述之框架2之邊撐22。
圖像產生部3係如圖3及圖4所示，具備影像光產生部31、驅動信號產生部32、控制部33、透鏡34、光繞射部35、及光掃描部36。
此種圖像產生部3具有產生基於影像信號而調變之影像光之功能、及產生驅動光掃描部36之驅動信號之功能。
以下，對圖像產生部3之各部進行詳細說明。
(影像光產生部)
影像光產生部31係產生以光掃描部36(光掃描器)掃描(光掃描)之影像光L1者。
該影像光產生部31具有包含波長不同之複數個光源(光源部)311R、311G、311B之光源部311、複數個驅動電路312R、312G、312B、及光合成部(合成部)313。
光源部311具有之光源311R(R光源)係射出紅色光者，光源311G(G光源)係射出綠色光者，光源311B係射出藍色光者。藉由使用此種3色光，可顯示全色圖像。
對於光源311R、311G、311B，並未分別特別限定，例如可使用雷射二極體、LED等。
此種光源311R、311G、311B係分別與驅動電路312R、312G、312B電性連接。
驅動電路312R具有驅動上述之光源311R之功能，驅動電路312G 具有驅動上述之光源311G之功能，驅動電路312B具有驅動上述之光源311B之功能。
自藉由此種驅動電路312R、312G、312B驅動之光源311R、311G、311B射出之3束(3色)光(影像光)入射至光合成部313。
光合成部313係合成來自複數個光源311R、311G、311B之光者。
於本實施形態中，光合成部313具有2個分色鏡313a、313b。
分色鏡313a具有透過紅色光且反射綠色光之功能。又，分色鏡313b具有透過紅色光及綠色光且反射藍色光之功能。
藉由使用此種分色鏡313a、313b，而合成來自光源311R、311G、311B之紅色光、綠色光及藍色光之3色光，形成1束影像光L1。
此處，於本實施形態中，上述之光源部311係以使來自光源311R、311G、311B之紅色光、綠色光及藍色光之光路長度彼此相等之方式配置。
另，光合成部313並未限定於使用如上述之分色鏡之構成，例如亦可為以稜鏡、光波導管、光纖等構成者。
於上述般構成之影像光產生部31，自光源部311產生3色影像光，以光合成部313合成該影像光，產生1束影像光L1。且，影像光產生部31所產生之影像光L1朝透鏡34射出。
另，於上述之影像光產生部31，例如，亦可設置有例如檢測光源311R、311G、311B所產生之影像光L1之強度等之光檢測機構(未圖示)等。藉由設置此種光檢測機構，可根據檢測結果調整影像光L1之強度。
(透鏡)
影像光產生部31所產生之影像光L1入射於透鏡34。
透鏡34具有控制影像光L1之放射角度之功能。該透鏡34係例如 為準直透鏡。準直透鏡為將光調整(調變)成平行狀態之光束之透鏡。
於此種透鏡34中，自影像光產生部31射出之影像光L1係以平行化之狀態傳送至光繞射部35。
(光繞射部)
於透鏡34中經平行化之影像光L1入射至光繞射部(第1繞射光學元件)35。
光繞射部35包含使影像光L1繞射之繞射光學元件。由於該繞射光學元件為反射型之繞射元件，因而入射至光繞射部35之影像光L1被反射，且以依各波長而決定之特定角度增強光。藉此，於特定繞射角度下產生相對強度較大之繞射光。
於本實施形態中，光繞射部35係以繞射光柵之一之第1全息元件351構成。第1全息元件351係具有使入射至光繞射部35之影像光L1中、位於特定波長區域之光繞射，並透過位於其以外之波長頻帶之光之性質之半透過膜。
藉由使用此種第1全息元件351，可利用繞射將位於特定波長頻帶之影像光L1導向光掃描部36。
另，構成光繞射部35之繞射光柵只要為反射型之繞射光柵則任意者皆可，除了上述全息元件(全息光柵)之外，亦可為形成有橫剖面呈鋸齒狀之槽之表面浮雕型繞射光柵(炫耀光柵)、將全息元件與表面浮雕型繞射光柵組合之表面浮雕全息元件(炫耀全息光柵)等。
其中，於考慮到繞射效率之情形時，適宜使用表面炫耀全息元件。該元件可藉由使由構成槽之面之角度(炫耀角)所決定之繞射光之波長(繞射效率最高之光之波長)、由全息元件之干涉條紋間距所決定之繞射光之波長、與影像光L1之波長對應，而獲得特別高之繞射效率。
如此，於光繞射部35繞射之影像光L1被傳送至光掃描部36。 另，關於光繞射部35之功能將於後述。
(驅動信號產生部)
驅動信號產生部32係產生驅動光掃描部36(光掃描器)之驅動信號者。
該驅動信號產生部32具有產生光掃描部36沿第1方向進行主掃描(水平掃描)所使用之第1驅動信號之驅動電路321、及產生光掃描部36沿正交於第1方向之第2方向進行副掃描(垂直掃描)所使用之第2驅動信號之驅動電路322。
例如，驅動電路321如圖5(a)所示，係產生於週期T1週期性變化之第1驅動信號V1(水平掃描用電壓)者，驅動電路322如圖5(b)所示，係產生於與週期T1不同之週期T2週期性變化之第2驅動信號V2(垂直掃描用電壓)者。
另，關於第1驅動信號及第2驅動信號，將與後述之光掃描部36之說明一同於後說明。
此種驅動信號產生部32係經由未圖示之信號線，電性連接至光掃描部36。藉此，於驅動信號產生部32產生之驅動信號(第1驅動信號及第2驅動信號)被輸入至光掃描部36。
(控制部)
如上述之影像光產生部31之驅動電路312R、312G、312B及驅動信號產生部32之驅動電路321、322係電性連接於控制部33。控制部33具有基於影像信號(圖像信號)，控制影像光產生部31之驅動電路312R、312G、312B及驅動信號產生部32之驅動電路321、322之驅動之功能。
基於控制部33之指令，影像光產生部31產生根據圖像資訊調變之影像光L1，驅動信號產生部32產生與圖像資訊相應之驅動信號。
(光掃描部)
自影像光產生部31射出之影像光L1係經由透鏡34及光繞射部35而入射於光掃描部36。
光掃描部36係2維掃描來自影像光產生部31之影像光L1之光掃描器。藉由以該光掃描部36掃描影像光L1而形成掃描光(影像光)L2。
該光掃描部36係如圖6所示，具備可動鏡面部11、1對軸部12a、12b(第1軸部)、框體部13、2對軸部14a、14b、14c、14d(第2軸部)、支持部15、永久磁石16、線圈17。換言之，光掃描部36具有所謂之萬向接頭構造。
此處，可動鏡面部11及1對軸部12a、12b係構成繞著Y1軸(第1軸)搖動(往復轉動)之第1振動系統。又，可動鏡面部11、1對軸部12a、12b、框體部13、2對軸部14a、14b、14c、14d及永久磁石16係構成繞著X1軸(第2軸)搖動(往復轉動)之第2振動系統。
又，光掃描部36具有信號重疊部18(參照圖7)，永久磁石16、線圈17、信號重疊部18及驅動信號產生部32係構成使上述之第1振動系統及第2振動系統驅動(即，使可動鏡面部11繞著X1軸及Y1軸搖動)之驅動部。
以下，依序詳細說明光掃描部36之各部。
可動鏡面部11具有基部111(可動部)、及介隔間隔件112而固定於基板111之光反射板113。
於光反射板113之上表面(一側之面)，設置有具有光反射性之光反射部114。
另，於本實施形態中，光反射板113係於俯視時呈圓形。另，光反射板113之俯視形狀並未限定於此，例如亦可為橢圓形、四角形等之多角形。
於此種光反射板113之下表面(另一側之面)，如圖7所示，設置有硬質層115。
硬質層115係以較光反射板113本體之構成材料更硬質之材料構成。藉此，可提高光反射板113之剛性。因此，可防止或抑制光反射板113之搖動時之彎曲。又，可使光反射板113之厚度變薄，抑制光反射板113之繞X1軸及Y1軸之搖動時之慣性力矩。
作為此種硬質層115之構成材料，若為較光反射板113本體之構成材料更硬質之材料，則並未特別限定，例如可使用金剛石、氮化碳膜、水晶、藍寶石、鉭酸鋰、鈮酸鉀等。
又，硬質層115可以單層構成，又可以複數層之積層體構成。另，硬質層115係根據需要而設置者，亦可省略。
又，光反射板113之下表面係介隔間隔件112而固定於基部111。藉此，可防止光反射板113與軸部12a、12b、框體部13及軸部14a、14b、14c、14d之接觸，且使光反射板113繞Y1軸搖動。
框體部13係如圖6所示，呈框狀，且包圍上述之可動鏡面部11之基部111而設置。換言之，可動鏡面部11之基部111係設置於呈框狀之框體部13之內側。
且，框體部13係經由軸部14a、14b、14c、14d而支持於支持部15。又，可動鏡面部11之基部111係經由軸部12a、12b而支持於框體部13。
軸部12a、12b係以可使可動鏡面部11繞Y1軸轉動(搖動)之方式，連結可動鏡面部11與框體部13。又，軸部14a、14b、14c、14d係以可使框體部13繞正交於Y1軸之X1軸轉動(搖動)之方式，連結框體部13與支持部15。
軸部12a、12b係以介隔可動鏡面部11之基部111彼此對向之方式配置。又，軸部12a、12b係分別呈於沿Y1軸之方向延伸之長形形狀。且，軸部12a、12b係分別一端部連接於基部111，另一端部連接於框體部13。又，軸部12a、12b係分別以中心軸與Y1軸一致之方式 配置。
此種軸部12a、12b係分別伴隨可動鏡面部11之繞Y1軸之搖動而扭轉變形。
軸部14a、14b及軸部14c、14d係以介隔(夾著)框體部13彼此對向之方式配置。又，軸部14a、14b、14c、14d係分別呈於沿X1軸之方向延伸之長形形狀。且，軸部14a、14b、14c、14d係分別一端部連接於框體部13，另一端部連接於支持部15。又，軸部14a、14b係以介隔X1軸彼此對向之方式配置，同樣，軸部14c、14d係以介隔X1軸彼此對向之方式配置。
此種軸部14a、14b、14c、14d係伴隨框體部13之繞X1軸之搖動，而使軸部14a、14b整體及軸部14c、14d整體分別扭轉變形。
如此，藉由使可動鏡面部11可繞Y1軸搖動，且使框體部13可繞X1軸搖動，可使可動鏡面部11繞彼此正交之X1軸及Y1軸之2條軸搖動(往復轉動)。
又，雖未圖示，但於此種軸部12a、12b中至少一者之軸部、及軸部14a、14b、14c、14d中至少一者之軸部，分別設置有例如應變感測器般之角度檢測感測器。該角度檢測感測器可檢測光掃描部36之角度資訊，更具體而言，可檢測光反射部114之繞X1軸及Y1軸之各者之搖動角。其檢測結果係經由未圖示之電纜而輸入至控制部33。
於上述之框體部13之下表面(與光反射板113為相反側之面)接合有永久磁石16。
於本實施形態中，永久磁石16呈長形形狀(棒狀)，沿相對於X1軸及Y1軸傾斜之方向配置。且，永久磁石16係於其長邊方向被磁化。即，永久磁石16係以將一端部設為S極，將另一端部設為N極之方式被磁化。
另，於本實施形態中，雖以於框體部13設置1個永久磁石之數量 之情形為例進行說明，但並未限定於此，例如亦可於框體部13設置2個永久磁石。該情形時，例如只要將呈長型之2個永久磁石以於俯視時介隔基部111彼此對向且彼此平行之方式設置於框體部13即可。
於永久磁石16之正下方，設置有線圈17。即，以與框體部13之下表面對向之方式設置有線圈17。藉此，可使自線圈17產生之磁場高效地作用於永久磁石16，且可使可動鏡面部11繞彼此正交之2軸(X1軸及Y1軸)之各個軸轉動。
線圈17係電性連接於信號重疊部18(參照圖7)。
接著，藉由利用信號重疊部18對線圈17施加電壓，而自線圈17產生具有正交於X1軸及Y1軸之磁通之磁場。
信號重疊部18具有重疊上述之第1驅動信號V1與第2驅動信號V2之加法器(未圖示)，且將該重疊之電壓施加於線圈17。
驅動電路321產生例如圖5(a)所示之以週期T1週期性變化之第1驅動信號V1(水平掃描用電壓)。即，驅動電路321產生第1頻率(1/T1)之第1驅動信號V1。
第1驅動信號V1係呈正弦波般之波形。因此，光掃描部36可高效地對光進行主掃描。另，第1驅動信號V1之波形並未限定於此。
又，第1頻率(1/T1)若為適合水平掃描之頻率，則未特別限定，較佳為10~40kHz。
於本實施形態中，第1頻率係以與可動鏡面部11及1對軸部12a、12b所構成之第1振動系統(扭轉振動系統)之扭轉共振頻率(f1)相等之方式設定。即，第1振動系統係以其扭轉共振頻率f1成為適合水平掃描之頻率之方式設計(製造)。藉此，可增大可動鏡面部11之繞Y1軸之轉動角。
另一方面，驅動電路322產生例如圖5(b)所示之以與週期T1不同之週期T2週期性變化之第2驅動信號V2(垂直掃描用電壓)。即，驅動 電路322產生第2頻率(1/T2)之第2驅動信號V2。
第2驅動信號V2係呈如鋸齒波之波形。因此，光掃描部36可高效地對光進行垂直掃描(副掃描)。另，第2驅動信號V2之波形並未限定於此。
於本實施形態中，第2驅動信號V2之頻率係以成為與可動鏡面部11、1對軸部12a、12b、框體部13、2對軸部14a、14b、14c、14d及永久磁石16所構成之第2振動系統(扭轉振動系統)之扭轉共振頻率(共振頻率)不同之頻率之方式調整。
另，於影像描繪之方式即光柵掃描方式中，邊進行上述水平掃描，邊進行上述垂直掃描。此時，水平掃描之頻率設定得較垂直掃描之頻率更高。一般而言，於此般光柵掃描方式中，將頻率較高之掃描稱為主掃描，頻率較低之掃描稱為副掃描。
根據如以上說明之光掃描部36，因使具備光反射部114之可動鏡面部11繞彼此正交之2軸分別搖動，故可謀求光掃描部36之小型化及輕量化。其結果，可設為對於觀察者而言易用性更佳之圖像顯示裝置1。
尤其，因光掃描部36具有萬向接頭構造，故可將2維掃描影像光之構成(光掃描部36)設為更小型者。
[放大光學系統]
如圖3所示，上述之光掃描部36所掃描之掃描光(影像光)L2傳送於放大光學系統4。
放大光學系統4具有放大光掃描部36所掃描之影像光L2之光束寬度，即放大影像光L2之剖面積之功能。
該放大光學系統4若為具備此種功能者，則任意者皆可，其構成並未特別限定，但本實施形態之放大光學系統4係作為一例，如圖3所示，具備光學元件5、修正透鏡42、遮光板43。另，本實施形態之圖 像顯示裝置1雖具備此種放大光學系統4，但亦可於不需要上述功能之情形時予以省略。
以下，依序詳細說明放大光學系統4之各部。
(光學元件)
光學元件5係如圖3所示，設置於光掃描部36之附近，具有光透過性(透光性)，且呈沿Z軸方向之長條狀。
上述之光掃描部36所掃描之影像光L2入射至光學元件5。
該光學元件5係放大光掃描部36所掃描之影像光L2之光束寬度(剖面積)者。具體而言，光學元件5係藉由使自光掃描部36掃描之影像光L2於光學元件5內部多重反射，且於Z方向傳播，而放大影像光L2之光束寬度，並射出與影像光L2相比光束寬度更大之影像光L3、L4者。此種光學元件5係作為所謂之瞳孔放大光學系統而發揮功能。
如圖8所示，光學元件5係於其長度方向(Z軸方向)之一端具有入射面56與射出面57，其等(入射面56及射出面57)係彼此對向。又，光學元件5具有於其厚度方向(X軸方向)對向之側面58a、58b、及於寬度方向(Y軸方向)對向之側面59a、59b。
又，入射面56係以面對光掃描部36之方式而設置，射出面57係以面對修正透鏡42及遮光板43側之方式而設置(參照圖3)。
入射面56係具有光透過性之面，係光掃描部36所掃描之影像光L2入射之面。另一方面，射出面57係具有光透過性之面，係將自入射面56入射之影像光L2作為影像光L3、L4射出之面。
又，側面58a、58b分別為全反射面，使入射至光學元件5內之影像光L2全反射。此處，所謂全反射面不僅包含光透過率為0%之面，亦包含使光略微透過之面、例如光透過率不滿3%之面。
又，側面59a與側面59b可為任意光透過率之面，例如可為全反射面或半反射面，尤其較佳為光透過率相對較低之面。藉此，可防止光 學元件5內之光成為雜散光。又，作為防止光學元件5內之光成為雜散光之方法，例如可舉出使側面59a與側面59b粗面化之方法等。
又，如圖8所示，入射面56與射出面57平行。又，側面58a與側面58b平行。又，側面59a與側面59b平行。因此，於本實施形態中，光學元件5之整體形狀為長方體。
另，上述「平行」係除了完全平行者以外，例如亦包含各面所成角度為±2°左右者。
又，雖於本實施形態中，入射面56與射出面57平行，但入射面56與射出面57亦可不平行，只要傾斜角度之絕對值相同即可。所謂「入射面56與射出面57之傾斜角度之絕對值相同」係指包含例如、入射面56相對於XY面於+Z軸方向傾斜銳角α(例如，+20°)，且射出面57相對於XY面於-Z軸方向傾斜銳角α(例如，-20°)之狀態。
又，雖於本實施形態中，側面59a與側面59b平行，但入射面56與射出面57亦可不平行，亦可傾斜角度不同。
此種構成之光學元件5係如圖8所示，具有對影像光L2進行導光之導光部(第1導光部)51、導光部(第2導光部)52及導光部(第3導光部)53、與半鏡面層(第1光分支層)54及半鏡面層(第2光分支層)55。
該光學元件5係將導光部51、半鏡面層54、導光部52、半鏡面層55、導光部53以該順序沿各厚度方向(X軸方向)積層。即，光學元件5係將導光部51、52、53介隔半鏡面層54、55沿各厚度方向排列之1維陣列。
導光部51、52、53係各自呈板狀之光導管，具有使自入射面56入射之影像光L2(光掃描部36所掃描之影像光)於+Z方向傳播之功能。
另，於導光部51、52、53中，如圖8(a)、(b)所示，其剖面形狀(XY平面之剖面形狀)呈長方形狀，但導光部51、52、53之剖面形狀(XY平面之剖面形狀)並未限定於此，亦可為正方形狀等之四角形狀、 或其他多角形狀等。
又，導光部51、52、53只要具有光透過性即可，例如以丙烯酸樹脂或聚碳酸酯樹脂等之各種樹脂材料、或各種玻璃等構成。
半鏡面層54、55係例如以具有光透過性之反射膜、即半透過反射膜構成。該半鏡面層54、55具有使影像光L2之一部分反射且使一部分透過之功能。該半鏡面層54、55係例如以銀(Ag)、鋁(Al)等所形成之金屬反射膜或介電質多層膜等之半透過反射膜構成。
此種構成之光學元件5例如可藉由使於主表面上形成能作為半鏡面層54、55之薄膜而成之導光部51、導光部52、及導光部53表面活性化接合而獲得。藉由利用表面活性化接合製造光學元件5，可提高各部(導光部51、52、53)之平行度。
如上所述構成之光學元件5係如圖9所示，使由光掃描部36掃描之影像光L2自入射面56入射，於光學元件5之內部多重反射，自射出面57作為光束寬度放大後之狀態之影像光L3、L4而射出。如此，可藉由光學元件5而放大影像光L2之光束寬度(剖面積)。
此處，入射面56與射出面57較佳為彼此平行。因此，可將入射至入射面56之影像光L2之折射量、與自射出面57射出之影像光L3、L4之折射量設為相同。即，可將影像光L2對半鏡面層54、55入射之角度θ5、與影像光L3及L4對半鏡面層54、55射出之角度θ5設為相同。藉此，可防止由折射定律之三角函數所引起之失真或因材料之折射率之波長分散所引起之色像差之產生。
又，本實施形態之光學元件5係將導光部51、52、53沿厚度方向排列之1維陣列(第1一維陣列)。如此，能以將導光部51、52、53彼此積層之相對簡單之構成，使自入射面56入射之影像光L2於光學元件5內多重反射。因此，即便不使用觀察者之視線、或如使影像光對準觀察者之左右眼EY之位置之位置檢測機構等，亦能以如本實施形態之 較為簡單之構成，放大影像光L2之光束寬度。
又，光學元件5係如圖3所示，配置為以佩戴於觀察者頭部H之狀態，自反射部6朝包含平行於觀察者之左眼EY與右眼EY排列之方向(X軸方向)之軸線W(參照圖1)之面內方向(XZ面內方向)，射出影像光L3及L4之主光線。換言之，光學元件5係以於軸線W方向使影像光L3之剖面積放大之方式配置。又，修正透鏡42及遮光板43係沿軸線W排列。因此，自射出面57射出之影像光L3係經由修正透鏡42而向反射部6射出，自射出面57射出之影像光L4係向遮光板43射出。如此，藉由以於軸線W方向放大影像光L3之剖面積之方式配置光學元件5，可將經由修正透鏡42及反射部6而導入觀察者之眼之影像光L3朝眼之左右方向放大。藉此，可針對相對於眼之上下方向移動範圍較大之左右方向，提高視認性。
(修正透鏡)
如圖3所示，自光學元件5射出之影像光L3入射至修正透鏡42。
該修正透鏡42具有藉由後述之反射部6具備之非球面鏡61修正影像光L3之平行性混亂之功能。藉此，可提高影像光L3之解析度性能。作為此種修正透鏡42，例如可舉出環形透鏡、柱面透鏡、自由曲面透鏡等。
(遮光板)
自光學元件5射出之影像光L4係入射至遮光板43。
該遮光板43係以吸收光之光吸收構件構成，係切斷光之遮光機構。藉此，自光學元件5射出之影像光L4係作為無用光而被切斷。
此種遮光板43係例如以不鏽鋼、鋁合金等形成。
另，於本實施形態中，雖使用遮光板43作為切斷影像光L4之遮光機構，但切斷影像光L4之遮光機構並未限定於此，只要為防止影像光L4成為雜散光者即可。例如，作為遮光機構，亦可不使用遮光板 43，而採用如藉由於框架2之周緣部分塗佈塗料等而遮蔽影像光L4之構成。
藉由上述般構成之放大光學系統4放大光束寬度後之影像光L3係如圖3所示，經由修正透鏡42而入射至反射部6。
[反射部]
反射部6設置於前端部21之遮光部212，以於使用時位於觀察者左眼EY之前方之方式配置。該反射部6具有足夠覆蓋觀察者之眼EY之大小，且具有使來自光學元件5之影像光L3向觀察者之眼EY入射之功能。
反射部6具有包含光繞射部(第2繞射光學元件)65之非球面鏡61。
非球面鏡61係於以在可視域顯示較高之透光性(光透過性)之樹脂材料等形成之基材上製作有半透過反射膜之透光性構件。即，非球面鏡61為半鏡面，亦具有使外界光透過之功能(對於可視光之透光性)。因此，具備非球面鏡61之反射部6具有使自光學元件5射出之影像光L3反射，且於使用時使自反射部6之外側朝向觀察者之眼EY之外界光透過之功能。藉此，觀察者可一面視認外界圖像，一面視認由影像光L5形成之虛像(圖像)。即，可實現穿透型之頭戴式顯示器。
此種非球面鏡61係呈沿框架2之前端部21之彎曲而彎曲之形狀，於使用時，凹面611位於觀察者側。藉此，可使非球面鏡61所反射之影像光L5朝觀察者之眼EY高效地聚光。
又，於凹面611上設置有光繞射部65。光繞射部65具有使自光學元件5之射出面57射出之影像光L3藉由繞射而偏向於觀察者之眼EY之方向之功能。即，光繞射部65包含使影像光L3繞射之繞射光學元件。因該繞射光學元件為反射型之繞射元件，故入射至光繞射部65之影像光L3被反射，且以各波長所決定之特定角度增強光。藉此，於特定繞射角度中產生相對強度較大之繞射光。
於本實施形態中，光繞射部65係以繞射光柵之一者之第2全息元件651構成。第2全息元件651係具有使自光學元件5照射於第2全息元件651之影像光L3中、位於特定波長頻帶之光繞射，且使位於其以外之波長頻帶之光透過之性質之半透過膜。
藉由使用此種第2全息元件651，可對位於特定波長頻帶之影像光，利用繞射調整導向觀察者之眼之影像光之角度或光束之狀態，且可於眼前形成虛像。具體而言，非球面鏡61所反射之影像光L3射出至外部，藉由第2全息元件651而作為影像光L5入射至觀察者之左眼EY。另，對位於右眼EY側之反射部6亦同樣。且，分別入射於觀察者之左右眼EY之影像光L5係於觀察者之視網膜中成像。藉此，觀察者可於視野區域內，觀察自光學元件5射出之影像光L3所形成之虛像(圖像)。
另，構成光繞射部65之繞射光柵只要為反射型之繞射光柵，則任意者皆可，除了上述全息元件(全息光柵)之外，亦可為形成有橫剖面呈鋸齒狀之槽之表面浮雕型繞射光柵(炫耀光柵)、將全息元件與表面浮雕型繞射光柵組合之表面浮雕全息元件(炫耀全息光柵)等。
根據如上述說明般之圖像顯示裝置1，藉由將圖像產生部3所產生之影像光L1於放大光學系統4中放大且以反射部6導向觀察者之眼EY，觀察者可將圖像產生部3所產生之影像光作為形成於觀察者之視野區域之虛像而辨識。
圖10係顯示藉由光掃描部36掃描之影像光投射至反射部6且被2維掃描之情況之一例之圖。
於圖10所示之例中，藉由光掃描部36掃描，且於放大光學系統4放大之影像光L3係投射至反射部6之非球面鏡61之呈長方形之第2全息元件651(光繞射部65)內。
影像光L3係藉由組合水平方向(圖10之左右方向)之主掃描、與垂 直方向(圖10之上下方向)之副掃描，而於第2全息元件651內描繪任意影像。影像光L3之掃描圖案並未特別限定，於圖10中以虛線之箭頭符號顯示之圖案例中，重複於沿水平方向進行主掃描後，於端部沿垂直方向進行副掃描，且於沿水平方向反向進行主掃描後，於端部沿垂直方向進行副掃描之動作。
圖11係用以說明圖3所示之圖像顯示裝置之作用之圖。
光繞射部65之繞射角度係被入射至光繞射部65之影像光L3之波長所左右。假設，於影像光L3僅包含完全之單色光、即特定波長之光之情形時，影像光L3之繞射角度始終固定，入射至觀察者之眼EY之影像光L5之出射方向亦始終固定。因此，觀察者辨識之虛像之位置不會產生偏差，可視認未糊化或朦朧之鮮明圖像。
然而，將影像光L3設為完全之單色光，換言之，將圖3中入射至光繞射部35之影像光L1設為完全之單色光並不容易，因光源部311之種類而異，包含例如數nm之波長寬度。尤其於使用縱向多模之半導體雷射作為光源之情形時，該傾向顯著。於不具有光繞射部35之先前之構成中，具有此種波長寬度之影像光L1入射至光繞射部65被繞射，根據例如數nm之波長寬度而於繞射角度亦產生特定之角寬度。其結果，影像光L5成為包含該角寬度者，而作為影像光L5入射至觀察者之眼EY。因與入射至觀察者之眼EY之位置之偏差相比，角度之偏差對觀察者之視網膜中之位置偏差產生更大影響，故，於先前之構成中，於觀察者之視網膜中產生數像素量至數十像素量之較大之位置偏差。
若例舉計算出該位置偏差之結果之例，則於入射至光繞射部65之光為綠色光之情形時，於該綠色光之波長偏差1nm(產生波長寬度)之情形時，導致於視網膜上產生3.4像素量之位置偏差。又，於入射至光繞射部65之光為藍色光之情形時，於該藍色光之波長偏差1nm之 情形時，導致於視網膜上產生3.9像素量之位置偏差，於紅色光之波長偏差1nm之情形時，導致產生2.7像素量之位置偏差。此種虛像之位置偏差會使觀察者所辨識之影像之解析度降低。換言之，會降低影像之畫質。
又，若伴隨環境溫度之變化而光源部311之溫度發生變化，則伴隨光源部311之溫度特性，輸出之光之波長發生變化。藉此，若影像光L3之波長發生變化，則會招致光繞射部65中繞射角度之變化，進而使影像光L5成像之位置產生偏差。此時，於射出紅色光之光源311R、射出綠色光之光源311G、射出藍色光之光源311B，假設溫度特性彼此同等之情形時，因3色光之成像位置之偏差亦彼此同等，故雖產生影像之移動(位移)，但未產生色偏差。
然而，一般而言，光源311R、光源311G及光源311B溫度特性彼此不同。於此種情形時，若環境溫度發生變化，則以各色光於波長之變化寬度產生差。其結果，於先前之構成中，例如，於紅色之影像光L5、綠色之影像光L5、藍色之影像光L5，成像位置彼此不同，除了影像之位移之外，亦發生所謂之色偏差。
再者，為調變影像光L5之強度，而改變(直接調變)光源311R、光源311G及光源311B之輸出時，伴隨驅動電流之變化，有時輸出之光之波長發生變化。若產生此種波長之變化，則影像光L3之波長基於強度調變信號而發生變化，光繞射部65中之繞射角度亦基於強度調變信號而隨時間發生變化。其結果，於先前之構成中，於每次調變影像光L5之強度時，影像光L5成像之位置產生偏差，使觀察者所視認之影像之解析度降低。
為了解決該等問題，而於本實施形態中，於透鏡34與光掃描部36之間之光路上設置有光繞射部35。若光入射於此種光繞射部35，則與光繞射部65同樣，基於入射之光(影像光L1)之波長寬度，而於繞射 角度伴隨角寬度。例如，於影像光L1存在數nm之波長寬度時，自光繞射部35射出之光之繞射角度因基於構成光繞射部35之第1全息元件351之形狀或影像光L1之波長而決定，故伴隨與波長寬度對應之特定之角寬度。於圖11所示之例中，於光繞射部35中於影像光L1產生繞射，形成以特定角度擴大而傳播之影像光L3與影像光L3'。於以下說明，為便於說明，而將影像光L1於光繞射部35之繞射稱為「第1次繞射」。
另，入射至光繞射部35之影像光L1係由光掃描部36掃描前之光，因而空間拓展較小。因此，光繞射部35使光繞射所必要之面積只要為可接收空間廣闊性較小之影像光L1程度之面積即可。因此，藉由於透鏡34與光掃描部36之間之光路上設置光繞射部35，可謀求光繞射部35之小型化，進而可謀求圖像顯示裝置1之小型化。
藉由此種第1次繞射而伴隨特定之角寬度之影像光L3及影像光L3'係經由光掃描部36及放大光學系統4而入射至反射部6。接著，於入射至設置於反射部6之光繞射部65之影像光L3及影像光L3'，如上所述再次產生繞射。另，於以下說明中，為便於說明，而將影像光L3及影像光L3'於光繞射部65之繞射稱為「第2次繞射」。
於第2次繞射中，自光繞射部65射出之光之繞射角度因亦基於構成光繞射部65之第2全息元件651之形狀或影像光L3及影像光L3'之波長而決定，因而伴隨與波長寬度對應之特定之角寬度。
此處，於第2次繞射中，以抵消(修正)第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度之方式產生繞射。其結果，自光繞射部65射出之影像光L3與影像光L3'係將繞射角度之角寬度抑制為較小。藉此，可將觀察者之視網膜中影像光L5及影像光L5'之成像位置之偏差抑制為較小。即，於不存在該第2次繞射之情形時，影像光L3與影像光L3'係以特定角度持續擴大，直接以該角度差入射至眼，致使視網膜上解析度降 低。然而，藉由利用第2次繞射，抵消第1次繞射中產生之角寬度之至少一部分，影像光L3之繞射光即影像光L5與影像光L3'之繞射光即影像光L5'之角度差係如圖11所示變得足夠小，觀察者之視網膜中成像位置之差亦變得足夠小。其結果，可抑制影像之解析度降低。
同樣，藉由經過此種2次繞射，於環境溫度發生變化且自光源部311輸出之光之波長發生變化時，亦可將第1次繞射中產生之繞射角度之角度變化於第2次繞射中至少抵消一部分。其結果，可將第2次繞射中繞射角度之角度變化抑制為較小，且可將色偏差之產生抑制為較小。
又，同樣，藉由經過此種2次繞射，於分別直接調變光源311R、光源311G及光源311B時，亦可將第1次繞射中產生之繞射角度之角度變化於第2次繞射中至少抵消一部分。其結果，可將第2次繞射中繞射角度之角度變化抑制為較小，且可將觀察者之視網膜中影像光L5之成像位置之偏差抑制為較小。
藉由上述，根據本實施形態，於影像光L1伴隨波長寬度、或因光之各色而波長之變化寬度不同、或波長隨時間發生變化之情形時，於影像光L5中，亦抑制繞射角度之角寬度伴隨此種波長寬度而增加、或繞射角度之變化寬度伴隨波長之變化而隨時間或以各色增加。藉此，將影像光L5成像之位置抑制於例如1像素量以下，抑制像素之降低，且亦抑制伴隨色偏差之畫質之降低。
另，為儘可能確實地抵消第1次繞射與第2次繞射中於繞射角度產生之角寬度，只要使第1次繞射所使用之繞射光柵之光柵週期與第2次繞射所使用之繞射光柵之光柵週期儘可能地接近即可。
於本實施形態中，使用第1全息元件351作為擔負第1次繞射之光繞射部35，使用第2全息元件651作為擔負第2次繞射之光繞射部65。於全息元件中，因基於作為記錄於其之繞射光柵之干涉條紋而產生繞 射，故只要構成為使干涉條紋之距離之間距(繞射光柵週期)於第1全息元件351與第2全息元件651儘可能地接近即可。又，於第1次繞射中使用表面浮雕型繞射光柵，於第2次繞射中使用第2全息元件651之情形時，亦只要構成為使表面浮雕型繞射光柵之光柵間距與第2全息元件651之干涉條紋間距儘可能地接近即可。另，於以下說明中，主要說明干涉條紋，與干涉條紋相關之規定亦可直接應用於光柵或槽等之繞射光柵構造。
第1全息元件351雖可具有干涉條紋間距彼此不同之部分，但較佳為全體干涉條紋間距固定。此種第1全息元件351因設計及製造變得容易，故可獲得容易謀求干涉條紋間距之高精度化之優點，且謀求低成本化。
於該情形之「干涉條紋間距固定」之規定中，容許例如製造製程所引起之干涉條紋間距之波動等。
另，第1全息元件351之干涉條紋間距(繞射光柵週期)係指於第1全息元件351中，以通過投射影像光L1之點，且與干涉條紋正交之方式畫出之線上所求出之間距。
另一方面，第2全息元件651較佳為具有干涉條紋間距彼此不同之部分。具體而言，於圖11所示之第2全息元件651中，於例如中心部651a、圖像產生部3側之端部651b、與圖像產生部3側相反側之端部651c中，因以入射至觀察者之眼EY之方式使影像光L3繞射時之應繞射之角度彼此不同，故較佳為與此相應使干涉條紋間距彼此不同。藉此，可使被2維掃描且投射至第2全息元件651之影像光L3以入射至觀察者之眼EY之方式繞射。其結果，可視認畫角大且高畫質之影像。
作為第2全息元件651具有干涉條紋間距彼此不同之部分之例，舉出與中心部651a相比，端部651b之干涉條紋間距相對較疏，與中心部651a相比，端部651c側之干涉條紋間距相對較密之情形。藉此，可 獲得上述之效果。又，於此般使干涉條紋間距局部不同之情形時，較佳為以干涉條紋間距連續變化之方式構成。藉此，可抑制干涉條紋間距不連續變化之情形時產生之解析度降低等。
但，對於此般第2全息元件651，因設置干涉條紋間距彼此不同之部分，故有產生與第1全息元件351之干涉條紋間距之差較大之部分之虞。若與第1全息元件351之干涉條紋間距之差較大，則如上所述，有無法使第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化於第2次繞射中充分抵消之虞。
於考慮到該等狀況之情形時，第1全息元件351之干涉條紋間距較佳為第2全息元件651之干涉條紋間距之最大值之2倍以下，且設定為最小值之一半以下。若如此設定，雖然將第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化於第2次繞射中抵消之功能說不上充分，但與不設置第1全息元件351之情形相比，可抑制解析度降低或色偏差之產生。
又，更佳的是，第1全息元件351之干涉條紋間距係以成為第2全息元件651之干涉條紋間距之最大值與最小值之間之方式設定。藉由如此設定，即便於第2全息元件651中於干涉條紋間距設置差之情形，於第2全息元件651之大致全域中，亦可使第1全息元件351與第2全息元件651之干涉條紋間距之差足夠小。因此，於第2全息元件651之大致全域中，可充分抵消第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化。
另一方面，較佳的是，第1全息元件351之干涉條紋間距係以與第2全息元件651之中心部651a之干涉條紋間距相等之方式設定。藉此，例如第2全息元件651之干涉條紋間距係以中心部651a之干涉條紋間距為中心且以固定寬度分佈之情形時，可於第2全息元件651之大致全域中，更充分地抵消第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度 變化。
除此之外，於如此設定干涉條紋間距之第2全息元件651中，於中心部651a中繞射角度之角寬度或角度變化相對最易抵消，於中心部651a被繞射反射之影像光L5成為解析度降低或色偏差相對最受抑制者。於中心部651a被繞射反射之影像光L5一般而言包含於影像中重要性亦相對較高之資訊，且亦被認為多數情形為觀察者之眼EY容易無意識地視認之光。因此，關於此種於中心部651a被繞射反射之影像光L5，因充分抑制解析度降低或色偏差，故可視認畫質特別高之影像。
又，第2全息元件651之干涉條紋間距(繞射光柵週期)係指於影像光L3之掃描範圍(本實施形態中與第2全息元件651中影像光L3之掃描範圍對應)中，通過沿垂直方向(圖10之上下方向)之副掃描之振幅之中心，且沿水平方向(圖10之左右方向)之主掃描之掃描線SL上求出之值。
又，第2全息元件651之中心部651a係指影像光L3之掃描範圍(本實施形態中與第2全息元件651中影像光L3之掃描範圍對應)中，沿垂直方向之副掃描之振幅之中心，且亦為沿水平方向之主掃描之振幅之中心之位置。
另一方面，關於第1全息元件351之干涉條紋間距，亦可以與第2全息元件651之干涉條紋間距之平均值相等之方式設定。藉由如此設定，即便於第2全息元件651中於干涉條紋間距設置差之情形，於第2全息元件651之大致全域中，亦可使第1全息元件351與第2全息元件651之干涉條紋間距之差足夠小。因此，於第2全息元件651之大致全域中，可進而充分抵消第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化。
如上所述，第1全息元件351之干涉條紋間距係基於與第2全息元件651之干涉條紋間距之大小關係而規定，與此相反，亦可將第2全息 元件651之干涉條紋間距基於第1全息元件351之干涉條紋間距而規定。
例如，第2全息元件651之干涉條紋間距較佳為以包含於第1全息元件351之干涉條紋間距之70%以上130%以下之範圍內之方式而設定，更佳為以包含於90%以上110%以下之範圍內之方式而設定。藉由使第2全息元件651之干涉條紋間距包含於此種範圍內，第2全息元件651之干涉條紋間距係以中心部651a之干涉條紋間距為中心收斂於較為狹小之範圍內。藉此，於第2全息元件651之大致全域中，可特別充分抵消第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化。
若列舉具體例，則於使波長515nm之綠色光繞射之情形時，於第1全息元件351之干涉條紋以平均1mm為1550條之密度形成時，第2全息元件651之中心部651a之干涉條紋較佳為以平均1mm為1550條之密度形成，第2全息元件651之端部651b及端部651c之干涉條紋較佳為以平均1mm為1085條以上且2015條以下之密度形成，更佳為以平均1mm為1395條以上且1705條以下之密度形成。
又，該情形時，進而較佳的是，將第2全息元件651之端部651b及端部651c之干涉條紋之形成密度設為平均1mm為1490條以上且1700條以下。
另一方面，於使波長450nm之藍色光繞射之情形時，第1全息元件351之干涉條紋較佳為以平均1mm為1790條之密度形成，與此相應，只要以上述方式設定第2全息元件651之干涉條紋之密度即可。
又，於使波長630nm之紅色光繞射之情形時，第1全息元件351之干涉條紋較佳為以平均1mm為1270條之密度形成，與此相應，只要以上述方式設定第2全息元件651之干涉條紋之密度即可。
另，上述之計算例係左右±15度之畫角，且以於2.5m前方視認相當於60英吋大小之虛像之方式掃描影像光時之計算例。又，於該計算 例中，將影像之解析度設為720P，將影像之長寬比設為16：9。
又，於本發明之圖像顯示裝置中，解析度並未特別限定，亦可為例如1080P或2160P等。進而，長寬比亦未特別限定，亦可為例如4：3或2.35：1等。
於此般於第1全息元件351與第2全息元件651之間於干涉條紋間距具有些許差之情形時，藉由將該差設定於上述範圍內，可於第2次繞射中充分抵消第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化，且將對影像之影響限制於最小限度。換言之，若第1全息元件351與第2全息元件651之間之干涉條紋間距之差為上述範圍內，則即便於第1次繞射中於繞射角度產生角寬度或角度變化，亦可將由此所造成之對影像之影響，藉由經過第2次繞射而抑制於觀察者無法辨識之程度。
但，於決定第2全息元件651之干涉條紋間距時，前提為以入射至觀察者之眼EY之方式使影像光L3繞射，故而因第2全息元件651之大小或第2全息元件651與觀察者之距離、第2全息元件651與圖像產生部3之位置關係等，有時難以同時實現使影像光L5確實入射至觀察者之眼EY、及維持如上述之解析度降低或色偏差之效果。
亦對此種情形加以考慮，本實施形態之反射部6係以使位於觀察者側之面成為凹面611之方式構成。即，第2全息元件651之影像光L3之入射側之表面形狀亦成為凹面。第2全息元件651之影像光L3之入射面之表面形狀只要至少於與第2全息元件651之繞射光柵垂直之方向(即與繞射光柵之光柵圖案之延伸方向垂直之方向)中為凹面即可。藉由於此種凹面611上設置第2全息元件651，凹面611係以增強於第2次繞射中至少抵消一部分於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度之、第2全息元件651之功能之方式而產生作用。即，第2全息元件651雖係如上所述，使第2全息元件651中之繞射所產生之影像光L5朝觀察者之眼EY聚光，但具有基於如上述之干涉條紋間距之制約、具體而言係 無法於第2全息元件651中將干涉條紋間距之差設得太大之制約，而難以於第2全息元件651之設計時自由選擇繞射角度之背景。
與此相對，如本實施形態，若使用具有凹面611之反射部6，且於凹面611上設置第2全息元件651，則因凹面611具有與聚光透鏡等價之功能，故增強使影像光L5朝眼EY聚光之功能。其結果，可視認畫角大且高畫質之影像。又，既然聚光功能增強，於第2全息元件651中可不將干涉條紋間距之差設得如此大。即，即使於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化為無法於第2全息元件651中充分抵消之程度者，亦可藉由凹面611而補充不足部分中的至少一部分。
因此，反射部6亦可呈具有平坦面之平板狀，較佳為如本實施形態般採用具有凹面611者。藉此，可進而確實地抑制伴隨繞射角度之角寬度或角度變化之影像之解析度降低或色偏差。
此處，作為一例，對比較反射部6具有凹面611之情形、與反射部6具有平面以代替凹面611之情形，修正成像於觀察者之視網膜上之影像光L5之位置偏差或色偏差所必要之繞射光柵之條件之計算例進行說明。
於採用平面取代凹面611之情形時，若將設置於反射部6之平面之中心部分之干涉條紋之形成密度設為平均1mm為1550條，則算出於平面整體中，必須以如最小值為平均1mm為980條且最大值為平均1mm為2200條之範圍使形成密度具有寬度。即，該平面內之形成密度之差最大至平均1mm為1220條。
另一方面，於本實施形態中，若將設置於反射部6之凹面611之中心部分之干涉條紋之形成密度設為平均1mm為1550條，則算出於凹面611整體中，必須以如最小值為平均1mm為1490條且最大值為平均1mm為1700條之範圍使形成密度具有寬度。即，該平面內之形成密度之差抑制成最大平均1mm為210條。
根據此種計算例，證實藉由對反射部6設置凹面611，可將形成於反射部6之干涉條紋間距之差抑制為較小。藉由如此般抑制形成於反射部6之干涉條紋間距之差，不僅影像之中心部，亦可謀求整體之高畫質化。
另，凹面611之形狀並未特別限定，例如，除了自由曲面(非球面)之外，例舉球面、雙曲面、拋物面等。
又，第1全息元件351之干涉條紋之延伸方向較佳為與第2全息元件651之干涉條紋之延伸方向平行。具體而言，於圖3之情形時，第1全息元件351之干涉條紋之延伸方向及第2全息元件651之干涉條紋之延伸方向較佳為分別為垂直於紙面之方向。藉此，第1次繞射之相對於入射光之繞射方向(繞射光之出射方向)與第2次繞射之相對於入射光之繞射方向(繞射光之出射方向)之關係變得相同。因此，可於第2次繞射中更確實地抵消於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化。
另，若根據至少獲得上述效果之觀點而言，則第1全息元件351之干涉條紋之延伸方向與第2全息元件651之干涉條紋之延伸方向亦可不平行，例如，自第1全息元件351之干涉條紋之延伸方向與第2全息元件651之干涉條紋之延伸方向平行之狀態，將與上述延伸方向正交之軸作為轉動軸而以任意轉動角轉動第2全息元件651之狀態、例如、將水平軸作為轉動軸轉動第2全息元件651之狀態(所謂之承受「衝擊」之狀態)時，亦可獲得上述效果。
又，第2全息元件651之干涉條紋(繞射光柵)之延伸方向較佳為影像光L3之主掃描方向，即與水平方向正交者。如上所述，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度為於影像光L3之主掃描方向具有寬度之角寬度，故而於第2次繞射中，必須以產生抵消該角寬度之繞射之方式配置有干涉條紋。因此，藉由使第2全息元件651之干涉條紋之延伸 方向與正交於影像光L3之主掃描方向之方向一致，可於第2次繞射中更確實地抵消於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度。
另，於本實施形態之圖像顯示裝置1中，如上所述，使用紅色光、綠色光及藍色光之3色光形成有影像。因此，於第1全息元件351及第2全息元件651，分別以重疊(多重化)之狀態形成有紅色光用之干涉條紋、綠色光用之干涉條紋、藍色光用之干涉條紋。因此，第1全息元件351及第2全息元件651可分別使紅色光、綠色光及藍色光個別地以最佳之角度繞射反射。其結果，可獲得對於包含紅色光之影像光L5、包含綠色光之影像光L5及包含藍色光之影像光L5之各者，抑制繞射角度之角寬度或角度變化之產生，抑制解析度降低或色偏差之全色之影像。
藉此，如上所述之第1全息元件351與第2全息元件651之間之干涉條紋間距之大小關係、或第2全息元件651中干涉條紋間距之大小關係係分別對於紅色光用之干涉條紋、綠色光用之干涉條紋及藍色光用之干涉條紋個別且彼此獨立而成立。因此，關於例如紅色光，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化於第2次繞射中至少抵消一部分。同樣，關於綠色光，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化亦於第2次繞射中至少抵消一部分，關於藍色光，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化亦於第2次繞射中至少抵消一部分。
於製造如上所述之第1全息元件351或第2全息元件651時，例如使用密著曝光方式、1光束干涉方式、2光束干涉方式、共線方式之各種製造方法。
又，關於如上所述之波長不同之複數種光，為了使適合其之干涉條紋重疊，於上述製造方法中曝光被處理體時，只要使用波長不同之複數種光進行曝光即可。
於全息元件中，於製造其時所使用之波長之光入射時，顯示特別高之繞射效率，且對於其以外之波長之光，幾乎未引起繞射(波長選擇性高)。因此，於1個全息層，使波長不同之光用之干涉條紋重疊之情形時，亦容易維持各光用之干涉條紋之獨立性，關於紅色光、綠色光及藍色光，可分別抑制繞射角度之角寬度或角度變化之產生。
另，於圖像顯示裝置1中，除了紅色光、綠色光及藍色光以外，亦可追加其他顏色之光，相反，亦可不滿3色，即，使用僅1色光或僅2色光。
又，於本實施形態中，於影像光產生部31與光掃描部36之間設置有光繞射部35。因此，自影像光產生部31出射之影像光L1無關影像之內容，而被投射至光繞射部35之特定位置。換言之，因藉由將光繞射部35配置於較光掃描部36更靠向光源側，而使空間性掃描前之影像光L1被投射至光繞射部35，故光繞射部35所必要之面積甚小。因此，根據本實施形態，可使用面積小之光繞射部35，且可謀求圖像顯示裝置1之小型化及低成本化。
又，於以表面浮雕型繞射光柵或表面浮雕全息元件構成光繞射部35之情形時，表面浮雕之槽之傾斜面使光鏡面反射。因此，較佳的是，以基於表面浮雕之槽之形狀而於特定方向繞射之繞射光朝向光掃描部36之方式，適當設定表面浮雕之槽之形狀。
<第2實施形態>
其次，對本發明之圖像顯示裝置之第2實施形態加以說明。
圖12係示意性顯示本發明之圖像顯示裝置之第2實施形態之構成之圖。
以下，雖對第2實施形態加以說明，但於以下之說明中，以與上述之第1實施形態之不同點為中心進行說明，對同樣之事項，省略其說明。又，於圖中，對與上述實施形態同樣之事項，標註相同符號。
第2實施形態之圖像顯示裝置1係除了第1全息元件351及第2全息元件651之構成不同以外，與第1實施形態之圖像顯示裝置1同樣。
即，於上述之第1實施形態之第1全息元件351及第2全息元件651，分別以使紅色光、綠色光及藍色光之3色光個別地繞射之方式，以彼此不同之間距重疊(多重化)形成有紅色光用之干涉條紋與綠色光用之干涉條紋與藍色光用之干涉條紋。
與此相對，本實施形態之第1全息元件351係如圖12所示，以將用以使紅色光繞射之全息層351R、用以使綠色光繞射之全息層351G、用以使藍色光繞射之全息層351B積層而形成之積層體構成。
同樣，本實施形態之第2全息元件651係如圖12所示，以將用以使紅色光繞射之全息層651R、用以使綠色光繞射之全息層651G、用以使藍色光繞射之全息層651B積層而形成之積層體構成。
如此於本實施形態中，因將紅色光用之干涉條紋、綠色光用之干涉條紋、藍色光用之干涉條紋形成於彼此不同之全息層，故抑制干涉條紋彼此重複所引起之繞射效率之降低。因此，根據本實施形態，可分別提高第1全息元件351及第2全息元件651之繞射效率。
另，針對第1實施形態說明之第1全息元件351與第2全息元件651之間的干涉條紋間距之大小關係、或第2全息元件651中之干涉條紋間距之大小關係係分別對於本實施形態之紅色光用之干涉條紋、綠色光用之干涉條紋及藍色光用之干涉條紋個別且彼此獨立而成立。因此，關於例如紅色光，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化於第2次繞射中至少抵消一部分。同樣，關於綠色光，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化亦於第2次繞射中至少抵消一部分，關於藍色光，於第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化亦於第2次繞射中至少抵消一部分。
另，全息層351R、全息層351G及全息層351B之積層順序並未限 定於圖12所示之積層順序。
於如上述般之第2實施形態中，亦可獲得與第1實施形態同樣之作用、效果。
<第3實施形態>
其次，對本發明之圖像顯示裝置之第3實施形態加以說明。
圖13係示意性顯示具備本發明之圖像顯示裝置之第3實施形態之平視顯示器之概略構成之圖。
以下，雖對第3實施形態加以說明，但於以下之說明中，以與上述之第1~第2實施形態之不同點為中心進行說明，且對同樣之事項省略其說明。又，於圖中，對與上述實施形態同樣之事項，標註相同符號。
第3實施形態之圖像顯示裝置1係除了安裝於汽車之頂棚部而使用之平視顯示器10'所含者以外，與第1~第2實施形態之圖像顯示裝置1同樣。
即，第3實施形態之圖像顯示裝置1係安裝於汽車CA之頂棚部CE而使用，以使虛像與外界圖像重疊之狀態使觀察者視認。
該圖像顯示裝置1係如圖13所示，具備內置圖像產生部3及放大光學系統4之光源單元UT、反射部6、及連接光源單元UT與反射部6之框架2'。
又，於本實施形態中，以於汽車CA之頂棚部CE安裝有光源單元UT、框架2'及反射部6之情形為例進行說明，亦可將其等安裝於汽車CA之儀錶盤上，又可將一部分之構成固定於前窗FM。再者，平視顯示器10'係不僅安裝於汽車，亦可安裝於如飛機、船舶、建設機械、重型設備、機車、自行車、航天器之各種移動體中者。
以下，依序詳細說明圖像顯示裝置1之各部。
光源單元UT亦可以任意方法固定於頂棚部CE，例如藉由使用帶 或夾等安裝於遮陽板之方法而固定。
框架2'具備例如1對長條狀之構件，連接光源單元UT與反射部6之X軸方向之兩端，藉此固定光源單元UT與反射部6。
光源單元UT內置圖像產生部3及放大光學系統4，自放大光學系統4朝反射部6射出影像光L3。接著，被反射部6繞射反射之影像光L5於觀察者之眼EY成像。
另一方面，本實施形態之反射部6亦具有於使用時使自反射部6之外側朝向觀察者之眼EY之外界光L6透過之功能。即，反射部6具有反射來自光源單元UT之影像光L3，且於使用時使自汽車CA外經前窗FW朝向觀察者之眼EY之外界光L6透過之功能。藉此，觀察者可視認外界圖像，同時視認由影像光L5形成之虛像(圖像)。即，可實現穿透型之平視顯示器。
於此種第3實施形態中，亦可獲得與第1~第2實施形態同樣之作用、效果。
即，於本實施形態之圖像顯示裝置1中，亦可使第1次繞射中產生之繞射角度之角寬度或角度變化中之至少一部分於第2次繞射中抵消。藉此，觀察者可視認解析度降低或色偏差被充分抑制之高畫質之影像。
以上，雖對本發明之圖像顯示裝置基於圖示之實施形態進行說明，但本發明並非限定於該等者。
例如，於本發明之圖像顯示裝置中，各部之構成係可置換成發揮同樣功能之任意構成者，此外，亦可附加任意構成。
又，本發明之圖像顯示裝置之實施形態並未限定於上述頭戴式顯示器或平視顯示器，若為具有視網膜掃描方式之顯示原理者，則亦可包含於任意形態者。
1‧‧‧圖像顯示裝置
3‧‧‧圖像產生部
4‧‧‧放大光學系統
5‧‧‧光學元件
6‧‧‧反射部
31‧‧‧影像光產生部
34‧‧‧透鏡
35‧‧‧光繞射部
36‧‧‧光掃描部
42‧‧‧修正透鏡
43‧‧‧遮光板
51‧‧‧第1導光部
52‧‧‧第2導光部
53‧‧‧第3導光部
56‧‧‧入射面
57‧‧‧射出面
61‧‧‧非球面鏡
65‧‧‧光繞射部
351‧‧‧第1全息元件
611‧‧‧凹面
651‧‧‧第2全息元件
EY‧‧‧眼
L1~L5‧‧‧影像光
W‧‧‧軸線
X‧‧‧軸
Y‧‧‧軸
Z‧‧‧軸

Claims (8)

  1. 一種圖像顯示裝置，其特徵在於包含：影像光產生部，其產生基於影像信號而經調變之影像光；第1繞射光學元件，其使自上述影像光產生部射出之上述影像光繞射；光掃描器，其係空間性地掃描上述影像光；及第2繞射光學元件，其供藉由上述光掃描器掃描之上述影像光入射，且使該入射之上述影像光繞射；且上述第1繞射光學元件設置於上述影像光產生部與上述光掃描器之間之光路上。
  2. 如請求項1之圖像顯示裝置，其中上述第2繞射光學元件其上述影像光之入射側之表面形狀於與上述第2繞射光學元件之繞射光柵垂直之方向上成為凹面。
  3. 如請求項1或2之圖像顯示裝置，其中上述光掃描器係沿第1方向對上述影像光進行主掃描，沿與上述第1方向正交之第2方向對上述影像光進行副掃描；且上述第1繞射光學元件其繞射光柵週期為固定；上述第2繞射光學元件具有於通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上、繞射光柵週期彼此不同之部分。
  4. 如請求項3之圖像顯示裝置，其中上述第1繞射光學元件之繞射光柵週期係為通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上之繞射光柵週期之最大值與最小值之間。
  5. 如請求項3或4之圖像顯示裝置，其中上述第1繞射光學元件之繞 射光柵週期係與通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上、且上述主掃描之振幅的中心位置上之繞射光柵週期相等。
  6. 如請求項3或4之圖像顯示裝置，其中上述第1繞射光學元件之繞射光柵週期係與通過入射至上述第2繞射光學元件之上述影像光之上述副掃描之振幅的中心之上述主掃描之掃描線上之繞射光柵週期之平均值相等。
  7. 如請求項3至6中任一項之圖像顯示裝置，其中上述第2繞射光學元件之繞射光柵之延伸方向與上述第1方向正交。
  8. 如請求項1至7中任一項之圖像顯示裝置，其中進而包含設置於上述光掃描器與上述第2繞射光學元件之間的光路上之瞳孔放大光學系統。
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