光调制器、光学模块以及图像显示装置的制作方法

文档序号:12156505阅读:404来源:国知局
光调制器、光学模块以及图像显示装置的制作方法

本发明涉及光调制器、光学模块以及图像显示装置。



背景技术:

作为对瞳孔的网膜直接照射激光而使使用者识别图像的显示装置,已知有头戴显示器(HMD)和抬头显示器(HUD)。

这种显示器一般具备出射光的发光装置、变更光路以使出射的光扫描使用者的网膜的扫描单元。并且,通过这样的显示器,使用者能够同时识别例如外面的景色和通过扫描单元描绘的图像这两者。

例如,在专利文献1中,公开了一种光束扫描显示器,其具备出射3原色的激光束的光源、扫描这些激光束并在屏幕上进行投影的偏向单元。并且,公开了通过偏向单元中含有的反射镜,使激光束向水平方向以及垂直方向偏向并进行光栅扫描,从而作为二维影像进行描绘。

并且,公开了通过基于图像数据来控制各光源的输出,从而直接调制这些激光束。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1:日本特开2006-184663号公报

根据专利文献1这种构成,虽然在光源中使激光束直接调制,但是伴随气温等环境因素的变化,激光束的波长也意外地发生变化(波长移位)。在这种情况下,产生描绘的影像的色调的偏差。

并且,在光束扫描显示器的光路上含有绕射光栅的情况下,波长移位产生绕射角度的偏差,导致描绘的影像的分辨率的降低。

因此,提出通过使用外部调制器来抑制这种波长移位。

作为外部调制器,例如列举出如下方式的调制器:具备形成有并列的光导波路的基板,并且利用光电效应(electro-optical effect)使通过各光导波路的光的强度调制。

在这样的外部调制器中,通过使并列的光导波路的间隔变窄,从而能够使出射的光束的间隔变窄,且能够提高描绘的影像的分辨率。

另一方面,如果使并列的光导波路的间隔过窄,则产生光导波路彼此光学耦合的串扰,导致光损失、颜色偏差。

并且,由于需要将外部调制器与光源分开设置,因此谋求小型化。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供出射的光束彼此的距离小且光损失少的光调制器、具有这种光调制器的光学模块以及图像显示装置。

本发明的光调制器的特征在于,所述光调制器具有基板,所述基板具有光电效应,所述基板设置有第一光入射的第一光导波路以及波长比所述第一光长的第二光入射的第二光导波路,所述第一光导波路具有:第一调制部,调制所述第一光的强度;第一出射部,将所述第一光从所述第一光导波路出射;以及第一连结部,将所述第一调制部和所述第一出射部连结,所述第二光导波路具有:第二调制部,调制所述第二光的强度;第二出射部,将所述第二光从所述第二光导波路出射;以及第二连结部,将所述二调制部和所述第二出射部连结,当将所述第一调制部的长度方向的长度设为L1,将与所述第一调制部的长度方向平行且通过所述第一调制部和所述第一连结部之间的连接部的假想直线设为第一线,将所述第一线和所述第一出射部的距离设为S1,将所述第二调制部的与所述第一线平行方向的长度设为L2,将与所述第一线平行且通过所述第二调制部和所述第二连结部之间的连接部的假想直线设为第二线,将所述第二线和所述第二出射部之间的距离设为S2时,L1<L2且S1>S2。

由此,得到出射的光束彼此的距离小且光损失少的光调制器。并且,这样的光调制器容易小型化。

在本发明的光调制器中,优选所述基板包括波长比所述第二光长的第三光入射的第三光导波路,以所述第一光导波路、所述第二光导波路、所述第三光导波路的顺序设置。

由此,即使在入射例如红色光、绿色光以及青色光这样的三色光时,也能够相互独立地调制,因此,得到能够实现显示例如全彩图像的多色图像的图像显示装置的光调制器。

在本发明的光调制器中,优选所述第三光导波路具有:第三调制部,调制所述第三光的强度;第三出射部,将所述第三光从所述第三光导波路出射;以及第三连结部,将所述三调制部和所述第三出射部连结,当将所述第三调制部的与所述第一线平行方向的长度设为L3,将与所述第一线平行且通过所述第三调制部和所述第三连结部之间的连接部的假想直线设为第三线,将所述第三线和所述第三出射部之间的距离设为S3时,L1<L2<L3且S1>S2>S3。

由此,即使在入射例如红色光、绿色光以及青色光这样的三色光时,也能够相互独立地并且低损失地调制,并且,能够小型化,因此,得到能够实现显示例如全彩图像的多色图像的小型图像显示装置的光调制器。

在本发明的光调制器中,优选在从所述基板的厚度方向的俯视中,所述第一出射部与所述第一线相比位于所述第三线侧,所述第二出射部与所述第二线相比位于所述第三线侧,所述第三出射部与所述第三线相比位于所述第一线侧。

由此,实现光调制器的进一步的小型化,在抑制光调制器的大型化的同时,通过特别增大第一连结部、第二连结部以及第三连结部的弯曲半径,能够实现光损失的降低。

在本发明的光调制器中,优选当将所述第一光导波路的、所述第一光入射所述第一光导波路的部位设为第一入射部,将所述第二光导波路的、所述第二光入射所述第二光导波路的部位设为第二入射部时,所述第一出射部和所述第二出射部之间的距离比所述第一入射部和所述第二入射部之间的距离小。

由此,在根据光源的大小确保第一入射部和第二入射部之间一定程度的距离的同时,能够缩小第一出射部和第二出射部的距离。结果,例如,当使用于图像显示装置时,得到能够兼顾所显示的图像的高分辨率、光源容易配置(光学系统容易设计)的光调制器。

在本发明的光调制器中,优选从所述第一出射部出射的光的光轴和从所述第二出射部出射的光的光轴平行。

由此,当通过光扫描器扫描例如从第一出射部出射的光和从第二出射部出射的光而描绘图像时,既能够抑制未到达光扫描器这种光学系统不良情况的产生,又能够抑制所描绘的图像的分辨率降低的不良情况的产生。

在本发明的光调制器中,优选所述第一光导波路包括:第一主线、以及将所述第一主线分叉成第一支线和第二支线至少这两个支线的第一分叉部,所述第一调制部包括:将通过所述第一支线的所述第一光的强度进行调制的第一支线调制部、以及将通过所述第二支线的所述第一光的强度进行调制的第二支线调制部,所述第一出射部包括:将通过所述第一支线的所述第一光从所述第一支线出射的第一支线出射部、以及将通过所述第二支线的所述第一光向外部出射的第二支线出射部,所述第一连结部包括:将所述第一支线调制部和所述第一支线出射部连结的第一支线连结部、以及将所述第二支线调制部和所述第二支线出射部连结的第二支线连结部。

由此,能够将第一光分配成至少两个,并且出射两个光束。因此,当通过光扫描器扫描例如从第一支线出射部出射的光和从第二支线出射部出射的光而描绘图像时,与光束为一个的情况相比较,能够在不提高光扫描器的驱动频率的情况下增加扫描线。因此,能够容易地实现图像显示装置的高分辨率化。

在本发明的光调制器中,优选所述第二光导波路包括:第二主线、以及将所述第二主线分叉成第三支线和第四支线至少这两个支线的第二分叉部,所述第二调制部包括:将通过所述第三支线的所述第二光的强度进行调制的第三支线调制部、以及将通过所述第四支线的所述第二光的强度进行调制的第四支线调制部,所述第二出射部包括:将通过所述第三支线的所述第二光向外部出射的第三支线出射部、以及将通过所述第四支线的所述第二光向外部出射的第四支线出射部,所述第二连结部包括:将所述第三支线调制部和所述第三支线出射部连结的第三支线连结部、以及将所述第四支线调制部和所述第四支线出射部连结的第四支线连结部。

由此,能够将第二光分配成至少两个,并且出射两个光束。因此,当通过光扫描器扫描例如从第三支线出射部出射的光和从第四支线出射部出射的光而描绘图像时,与光束为一个的情况相比较,能够在不提高光扫描器的驱动频率的情况下增加扫描线。因此,能够容易地实现图像显示装置的高分辨率化。

在本发明的光调制器中,优选所述第一调制部是马赫曾德型的调制方式。

由此,能够以比较简单的构造实现光调制器,并且,能够容易地调整光的调制幅度。

本发明的光学模块的特征在于具备:光源部,出射所述第一光以及所述第二光;以及本发明的光调制器。

由此,得到具有出射的光束彼此的距离小且光损失少的光调制器,并且能够稳定地出射高速调制的光的光学模块。

本发明的图像形成装置的特征在于,具备:光源部,出射所述第一光以及所述第二光;本发明的光调制器;以及光扫描器,将被所述光调制器调制的所述第一光以及所述第二光在空间上扫描。

由此,得到具有出射的光束彼此的距离小且光损失少的光调制器,并且能够显示高分辨率的图像的图像显示装置。并且,图像显示装置的小型化容易。

优选本发明的图像形成装置是安装于使用者的头部的头戴显示器。

由此,得到能够显示高分辨率的图像且小型的头戴显示器。

优选本发明的图像形成装置是抬头显示器。

由此,得到能够显示高分辨率的图像并且小型的抬头显示器。

附图说明

图1是示出图像显示装置的第一实施方式(头戴显示器)的概略构成的图。

图2是图1中示出的图像显示装置的部分放大图。

图3是图1中示出的图像显示装置的信号生成部的概略构成图。

图4是示出图1中示出的扫描光出射部中包括的光扫描部的概略构成的图。

图5是用于示意性地说明图1中示出的图像显示装置的作用的图。

图6是示出第一实施方式涉及的成像面处的信号光的扫描轨迹的图。

图7是示出图4中示出的调制器的概略构成的立体图。

图8是图7中示出的调制器的俯视图。

图9是示出第二实施方式涉及的图像显示装置中包括的调制器的概略构成的俯视图。

图10是示出第二实施方式涉及的成像面处的信号光的扫描轨迹的图。

图11是示出第三实施方式涉及的图像显示装置中包括的调制器的概略构成的俯视图。

图12是示出图像显示装置的第四实施方式(头戴显示器)的概略构成的图。

符号说明

1 图像显示装置、2 框架、2’ 框架、3 信号生成部、4 扫描光出射部、5 连接部、6 反射部、10 反射部、17 线圈、18 信号重叠部、21 鼻托部、22 前框部、23 镜脚部、24 脚套部、25 边圈部、26 中梁部、27 凹部、30 调制器、31 信号光生成部、32 驱动信号生成部、33 控制部、34 光检测部、35 固定部、41 外壳、42 光扫描部、43 透镜、43B 透镜、43G 透镜、43R 透镜、44 透镜、45 透镜、46 支撑部件、71 第一光纤、72 第二光纤、72B 芯部、72G 芯部、72R 芯部、100 光学模块、300B 调制部、300G 调制部、300R 调制部、301 基板、302B 光导波路、302G 光导波路、302R 光导波路、303B 电极、303G 电极、303R 电极、304 缓冲层、311 光源部、311B 光源、311G 光源、311R 光源、312B 驱动电路、312G 驱动电路、312R 驱动电路、313B 透镜、313G 透镜、313R 透镜、321 驱动电路、322 驱动电路、3020B 主线、3020Ba 支线、3020Bb 支线、3020Bc 支线、3020Bd 支线、3020G 主线、3020Ga 支线、3020Gb 支线、3020Gc 支线、3020Gd 支线、3020R 主线、3020Ra 支线、3020Rb 支线、3020Rc 支线、3020Rd 支线、3021B 入射部、3021G 入射部、3021R 入射部、3022B 调制用分叉部、3022G 调制用分叉部、3022R 调制用分叉部、3023B 调制用直线部、3023G 调制用直线部、3023R 调制用直线部、3024B 调制用合流部、3024G 调制用合流部、3024R 调制用合流部、3025B 连结部、3025G 连结部、3025R 连结部、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 分配用分叉部、3027G 分配用分叉部、3027R 分配用分叉部、3028B 一次分配用分叉部、3028G 一次分配用分叉部、3028R 一次分配用分叉部、3029B 二次分配用分叉部、3029G 二次分配用分叉部、3029R 二次分配用分叉部、3031B 信号电极、3031G 信号电极、3031R 信号电极、3032B 接地电极、3032G 接地电极、3032R 接地电极、CA 汽车、CE 顶棚部、DL1 基准线、DL2 基准线、DL3 基准线、EA 耳朵、EY 眼睛、H 头部、J1 轴、J2 轴、LB 青色光、LB1 青色光、LB2 青色光、LB3 青色光、LB4 青色光、LG 绿色光、LG1 绿色光、LG2 绿色光、LG3 绿色光、LG4 绿色光、LO 外界光、LR 红色光、LR1 红色光、LR2 红色光、LR3 红色光、LR4 红色光、LS 扫描线、LS1 扫描线、LS2 扫描线、LS3 扫描线、LS4 扫描线、LS5 扫描线、LS6 扫描线、LS7 扫描线、LS8 扫描线、LS9 扫描线、NS 鼻子、S 图像显示区域、S1 距离、S2 距离、S3 距离、TB 扫描轨迹、TB1 扫描轨迹、TB2 扫描轨迹、TG 扫描轨迹、TG1 扫描轨迹、TG2 扫描轨迹、TR 扫描轨迹、TR1 扫描轨迹、TR2 扫描轨迹、UT 光源单元、W 前挡风玻璃、W1 出射间隔、W2 入射间隔。

具体实施方式

以下,基于附图中示出的优选实施方式,对本发明的光调制器、光学模块以及图像显示装置进行详细的说明。

<图像显示装置>

《第一实施方式》

首先,对图像显示装置的第一实施方式进行说明。

图1是示出图像显示装置的第一实施方式(头戴显示器)的概略构成的图,图2是图1中示出的图像显示装置的部分放大图。并且,图3是图1中示出的图像显示装置的信号生成部的概略构成图,图4是示出图1中示出的扫描光出射部中包括的光扫描部的概略构成的图,图5是用于示意性地说明图1中示出的图像显示装置的作用的图。并且,图6是示出第一实施方式涉及的成像面处的信号光的扫描轨迹的图。并且,图7是示出图4中示出的调制器的概略构成的立体图,图8是图7中示出的调制器的俯视图。

并且,为了便于说明,在图1中,作为相互正交的三个轴,图示了X轴、Y轴以及Z轴,将其图示的箭头的前端侧记为“+(正)”,将基端侧记为“-(负)”。并且,在以下的说明中,将与X轴平行的方向称为“X轴方向”,将与Y轴平行的方向称为“Y轴方向”,将与Z轴平行的方向称为“Z轴方向”。

在这里,X轴、Y轴以及Z轴被设定成当将后述的图像显示装置1安装于使用者的头部H时,Y轴方向为头部H的上下方向,Z轴方向为头部H的左右方向,X轴方向为头部H的前后方向。

如图1所示,本实施方式的图像显示装置1是具有像眼镜那样的外观的头戴显示器(头部安装型图像显示装置),且安装于使用者的头部H来使用,在虚像产生的图像与外界图像重叠的状态下使使用者识别。

如图1所示,该图像显示装置1具有框架2、信号生成部3、扫描光出射部4、反射部6。

并且,如图2所示,图像显示装置1具有第一光纤71、第二光纤72、连接部5。

在该图像显示装置1中,信号生成部3生成根据图像信息调制的信号光,该信号光经由第一光纤71、连接部5以及第二光纤72被导向扫描光出射部4,扫描光出射部4二维扫描信号光(影像光)并出射扫描光,反射部6将该扫描光向使用者的眼睛EY反射。由此,使用者能够识别对应于图像信息的虚像。

并且,在本实施方式中,以信号生成部3、扫描光出射部4、连接部5、反射部6、第一光纤71以及第二光纤72仅设置在框架2的右侧,且仅形成右眼用的虚像的情况为例进行说明,但是,通过与右侧同样地构成框架2的左侧,从而可以与右眼用的虚像同时形成左眼用的虚像,也可以仅形成左眼用的虚像。

并且,将信号生成部3和扫描光出射部4之间光学连接的单元,除了经由光纤的单元以外,例如也能够以经由各种导光体的单元来代替。此外,也可以不是通过连接部5连接第一光纤71和第二光纤72的构成,可以不经由连接部5而仅通过第一光纤71将信号生成部3和扫描光出射部4光学连接。

以下,依次详细地说明图像显示装置1的各部分。

(框架)

如图1所示,框架2形成眼镜框架那样的形状,且具有支撑信号生成部3以及扫描光出射部4的功能。

并且,如图1所示,框架2具有支撑扫描光出射部4以及鼻托部21的前框部22、连接于前框部22并抵接于使用者的耳朵的一对镜脚部(弓形部)23、位于各镜脚部23的与前框部22相反侧的端部的脚套部(tip sections)24。

鼻托部21在使用时抵接于使用者的鼻子NS,将图像显示装置1相对于使用者的头部被支撑。在前框部22包括边圈部(rim)25和中梁部(bridge)26。

该鼻托部21被构成为在使用时能够调整框架2相对于使用者的位置。

并且,框架2的形状只要能够安装于使用者的头部H,并不限定于图示的形状。

(信号生成部)

如图1所示,信号生成部3设置于上述框架2的一方(本实施方式中右侧)的脚套部24(镜脚部23的与前框部22相反侧的端部)。

即,信号生成部3在使用时相对于使用者的耳朵EA配置于眼睛EY的相反侧。由此,能够使图像显示装置1的重量平衡优异。

该信号生成部3具有生成由后述的扫描光出射部4的光扫描部42所扫描的信号光的功能、生成驱动光扫描部42的驱动信号的功能。

如图3所示,这样的信号生成部3具有信号光生成部31、驱动信号生成部32、控制部33、光检测部34、固定部35。

信号光生成部31生成由后述的扫描光出射部4的光扫描部42(光扫描器)所扫描(光扫描)的信号光。

该信号光生成部31具有波长不同的多个光源311R、311G、311B和多个驱动电路312R、312G、312B以及透镜313R、313G、313B。

光源311R(R光源)用于出射红色光LR(第三光)作为信号光,光源311G(G光源)用于出射绿色光LG(第二光)作为信号光,光源311B(B光源)用于出射青色光LB(第一光)作为信号光。通过使用这样的三色光,能够显示全彩图像。并且,在不显示全彩图像的情况下,也可以使用一色或者两色的光(一个或者两个光源),并且,为了提高全彩图像的演色性,也可以使用四色以上的光(四个以上的光源)。

这样的光源311R、311G、311B并没有特别的限定,例如,可以使用激光二极管、LED(发光二极管)。

这样的光源311R、311G、311B分别电连接于驱动电路312R、312G、312B。

并且,以下,将光源311R、311G、311B统称为“光源部311”,将由信号光生成部31生成的信号光也称为“从光源部311出射的光”。

驱动电路312R具有驱动上述光源311R的功能,驱动电路312G具有驱动上述光源311G的功能,驱动电路312B具有驱动上述光源311B的功能。

从通过这样的驱动电路312R、312G、312B驱动的光源311R、311G、311B出射的三个(三色)光经由透镜313R、313G、313B入射光检测部34。

透镜313R、313G、313B分别为准直透镜。由此,从光源311R、311G、311B出射的光分别成为平行光。并且,透镜313R、313G、313B也可以是具有使光入射第一光纤71的耦合功能的(聚光透镜)。

由信号光生成部31生成的信号光入射第一光纤71的一端部。并且,该信号光以第一光纤71、连接部5以及第二光纤72的顺序通过,被传送至后述的扫描光出射部4的光扫描部42。

驱动信号生成部32生成驱动后述的扫描光出射部4的光扫描部42(光扫描器)的驱动信号。

该驱动信号生成部32具有:生成光扫描部42的水平扫描所使用的驱动信号的驱动电路321、生成光扫描部42的垂直扫描所使用的驱动信号的驱动电路322。

这样的驱动信号生成部32经由未图示的信号线,与后述的扫描光出射部4的光扫描部42电连接。由此,由驱动信号生成部32生成的驱动信号被输入至后述的扫描光出射部4的光扫描部42。

如上所述的信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322与控制部33电连接。

控制部33具有基于影像信号(图像信号)控制信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B以及驱动信号生成部32的驱动电路321、322的驱动的功能。即,控制部33具有控制扫描光出射部4的驱动的功能。由此,在信号光生成部31生成信号光的同时,驱动信号生成部32生成对应于图像信息的驱动信号。

并且,控制部33经由未图示的信号线与后述的调制器30电连接。由此,由控制部33生成的调制器驱动信号被输入后述的调制器30。并且,使入射调制器30的红色光LR、绿色光LG以及青色光LB以单独且相互协调的方式进行调制,能够在适当的定时投射对应于图像信息的颜色、亮度的光。

此外,控制部33被构成为使由光检测部34检测出的光的强度的信息反映于信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B的驱动或其他驱动的控制。

(光检测部以及固定部)

固定部35具有固定第一光纤71的同时固定光检测部34的功能。如上所述,在光检测部34,检测从光源部311出射的光(信号光)中未入射第一光纤71的残留的光量,反馈至控制部33,从而能够调制从光源311B、311G、311R出射的光的强度。

并且,如上所述,第一光纤71在连接部5与第二光纤72光学连接。

这些第一光纤71以及第二光纤72为了分别相互独立地传送各色的信号光(本实施方式中,红色光LR、绿色光LG以及青色光LB),例如如图3所示,由多芯(本实施方式中三个芯部)的光纤构成。并且,第一光纤71以及第二光纤72分别也可以是将多个单芯的光纤捆起来的构成。

并且,设置如上所述的固定部35不是必须的,也可以是以并非有目的地使从光源部311出射的光减光的方式结合于第一光纤71的构成。并且,通过固定部35支撑光检测部34并不是必须的,只要是能够检测出光源部311的光量的位置,光检测部34的配置没有特别的限定。

(扫描光出射部)

如图1以及图2所示,扫描光出射部4安装在上述的框架2的中梁部26附近(换而言之,前框部22的中心附近)。

如图4所示,这样的扫描光出射部4具有外壳41(框体)、光扫描部42、透镜43、调制器30、透镜44、透镜45、支撑部件46。

外壳41经由支撑部件46安装于前框部22。

并且,外壳41的外表面接合于支撑部件46的与框架2相反侧的部分。

外壳41在支撑光扫描部42的同时收纳光扫描部42。并且,在外壳41上安装有透镜45,透镜45构成外壳41的一部分(壁部的一部分)。

反射部10具有将从第二光纤72出射的信号光向光扫描部42反射的功能。并且,反射部10设置于在前框部22的内侧开口的凹部27。并且,凹部27的开口可以被透明材料构成的窗部覆盖。并且,该反射部10只要能够反射信号光并没有特别的限定,例如,可以由反射镜、棱镜等构成。

透镜43设置在反射部10和后述的调制器30之间。具体来说,在连结第二光纤72中出射红色光LR的芯部72R和调制器30的光路上设置透镜43R。同样,在连结第二光纤72中的出射绿色光LG的芯部72G和调制器30的光路上设置透镜43G,在连结第二光纤72中的出射青色光LB的芯部72B和调制器30的光路上设置透镜43B。

透镜43具有调整从第二光纤72出射的信号光的光斑直径并入射调制器30的功能(耦合功能)。

透过透镜43的信号光经过后述的调制器30入射透镜44。

透镜44具有对从调制器30出射的光进行平行化的功能(准直功能)。并且,透过透镜44的信号光入射光扫描部42。

光扫描部42是将来自信号光生成部31的信号光向反射部6在空间上(二维)扫描的光扫描器。具体来说,在使信号光入射光扫描部42的光反射面的同时,通过根据驱动信号生成部32所生成的驱动信号来驱动,信号光被二维扫描。

这样的光扫描部42是能够围绕2轴摇动的光扫描器,如图5所示,反射镜(光反射部)围绕轴J1、J2这两轴摇动。由此,能够将由反射镜反射的信号光在围绕轴J1的第一方向(水平方向)和围绕轴J2的第二方向(垂直方向)这两方向上二维扫描。

并且,作为光扫描部42,通过使用能够围绕2轴摇动的光扫描器,能够使光扫描部42的构成和配置(特别是对准)简单,同时能够实现光扫描部42的小型化。并且,作为光扫描部42的构成,只要能够二维扫描信号光,本实施方式的构成并无限定。例如,光扫描部42可以是具有两个一维扫描信号光的光扫描器的构成,也可以是代替光扫描器而使用检流计反射镜(galvanometric mirror)的构成。

并且,光扫描部42具有线圈17以及信号重叠部18(参照图4),线圈17、信号重叠部18以及驱动信号生成部32构成驱动光扫描部42的驱动部。

由光扫描部42扫描的信号光(扫描光)经由透镜45向外壳41的外部出射,通过被反射部6进一步反射,入射眼睛EY。

并且,信号光生成部31的驱动电路312R、312G、312B在光扫描部42向围绕轴J1的摇动中的一侧摇动时出射信号光,在向另一侧摇动时不出射信号光。因此,光扫描部42在向围绕轴J1的摇动中的一侧摇动时扫描信号光,在向另一侧摇动时不扫描信号光。即,仅在第一方向的前进路线或者返回路线中的任一个扫描信号光。

图6是示出本实施方式涉及的成像面处的信号光(红色光LR、绿色光LG以及青色光LB)的扫描轨迹TR、扫描轨迹TG以及扫描轨迹TB的图。此处,成像面是通过图像显示装置1形成图像的面。换而言之,是由光扫描部42扫描的信号光结成(形成)图像的面。在像本实施方式这样的在观察者的网膜上直接描绘的图像显示装置1的情况下,成像面形成在观察者的网膜上。并且,在像投影仪这样的图像显示装置的情况下,成像面形成在屏幕上。如上所述,在图像显示装置1中,由于在第一方向的前进路线或者返回路线中的任一个扫描信号光,因此扫描轨迹TR、TG、TB如图6所示。并且,以下将在第二方向上等间隔并列的线称为“扫描线LS”,在该扫描线LS上形成各扫描轨迹TR、TG、TB。并且,多个扫描线LS从上侧依次为LS1(第一扫描线)、LS2(第二扫描线)、LS3(第三扫描线)···。并且,在本实施方式中,在观察者识别图像的图像显示区域S中,扫描线LS对应于用于图像显示的水平扫描线。并且,在图6中,在扫描线LS的左端仅示出LS1、LS2、LS3···中的编号,在扫描线LS的右端示出形成于该编号的扫描线LS的扫描轨迹的记号。

如图6所示,青色光LB的扫描轨迹TB位于扫描线LS1、LS4、LS7···上,绿色光LG的扫描轨迹TG位于扫描线LS2、LS5、LS8···上,红色光LR的扫描轨迹TR位于扫描线LS3、LS6、LS9···上。即,红色光LR、绿色光LG以及青色光LB分别在三个扫描线LS上扫描,扫描轨迹TR、TG、TB相互不重合,从扫描线LS1依次重复配置。并且,如图6以三个点所示,某一时刻的红色光LR的照射点、绿色光LG的照射点以及青色光LB的照射点在第二方向上并列配置,同时在保持该位置关系的状态下在第一方向以及第二方向上被扫描。并且,红色光LR的照射点、绿色光LG的照射点以及青色光LB的照射点并不必须在第二方向上并列,只要配置成各自的扫描轨迹TR、TG、TB在第二方向上并列即可。例如,各照射点也可以配列在与第一方向交叉的方向上。并且,扫描线LS相互不会交叉,即使在第一方向的任意部分(中央部或两端部)也会等间隔地配置在第二方向上。因此,像素密度均匀,能够显示亮度不均少的图像。

这样,通过在图像显示区域S配置扫描轨迹TR、扫描轨迹TG以及扫描轨迹TB,观察者通过眼睛EY的余像显影能够认出二维的图像。并且,通过红色光LR、绿色光LG以及青色光LB相互独立地进行亮灭,被认出的二维图像具有对应于图像信息的颜色和亮度(例如全彩图像)。

并且,上述扫描图案是一例,也可以是例如如后述的第二实施方式,在扫描轨迹TR、扫描轨迹TG以及扫描轨迹TB相同的扫描线LS上重叠的扫描图案。在该情况下,能够进一步提高垂直方向的分辨率。

并且,各扫描线LS的两端部与中央部相比较,扫描速度慢,垂直方向(第二方向)的歪斜大,因此最好不作为图像显示区域S使用。通过如图6所示设定图像显示区域S,能够更加均匀地显示高精度的图像。并且,在本实施方式中,由于扫描线LS相对于水平方向(第一方向)倾斜地延伸,因此,也可以例如通过略微倾斜地配置光扫描部42而使扫描线LS和图像显示区域S的边框尽量平行。由此,能够实现所显示的图像的进一步的高画质化。

并且,光扫描部42中含有的透镜43、44、45分别可以根据需要设置,也可以省略或者置换为其他光学元件。并且,透镜的配置并不限定于上述位置,例如,也可以设置在第二光纤72和反射部10之间。

并且,虽然透镜43由图4所示的多个透镜的集合体构成,但是,也可以由透镜彼此结合的(透镜阵列)构成。

(调制器)

如上所述,从第二光纤72出射的信号光入射设置在反射部10和光扫描部42之间的调制器30(光调制器的实施方式)。

调制器30具有:基板301;形成于基板301的光导波路302R(第三光导波路)、302G(第二光导波路)、302B(第一光导波路);设置在基板301上的电极303R、303G、303B;插装在基板301和电极303R、303G、303B之间的缓冲层304。

基板301形成俯视呈长方形的平板状,由具有光电效应的材料构成。光电效应是对物质施加电场时物质的折射率变化的现象,是折射率与电场成比例的泡克尔斯效应和与电场的二次方成比例的克尔效应。再这样的基板301上形成在中途分叉的光导波路,此外,当在基板301上施加电场时,能够使分叉的光导波路中的一个的折射率变化。通过对其进行利用,对在分叉的光导波路中的一个传播的光赋予相对于在另一个传播的光的相位差,同时,通过使分叉的光再次合流,能够进行基于相位差的强度调制。

并且,在以下的说明中,为了便于说明,将与基板301的短边平行的方向记为x方向,将与基板301的长边平行的方向记为y方向,将基板301的厚度方向记为z方向。并且,在图7、8中,分别用箭头图示与x方向平行的x轴、与y方向平行的y轴、与z方向平行的z轴。并且,将x轴的前端侧记为“+(正)”,将x轴的基端侧记为“-(负)”。y轴以及z轴也同样。

作为具有光电效应的材料,例如,列举出铌酸锂(LiNbO3)、钽酸锂(LiTaO3)、锆钛酸铅镧(PLZT)、磷酸钛酸钾(KTiOPO4)这样的无机类材料;聚噻吩、其他液晶材料、光电活性聚合物中掺杂电荷输送分子的材料、电荷输送性聚合物中掺杂光电染料的材料、惰性聚合物中掺杂电荷输送分子和光电染料的材料、电荷输送位点和光电位点包含于高分子的主链或侧链的材料、三氰呋喃(TCF)作为受体的经掺杂的材料这样的有机类材料等。

其中,特别优选使用铌酸锂。铌酸锂的光电系数比较大,因此在调制器30中调制光的强度时,能够降低驱动电压,并且,实现调制器30的小型化。

并且,这些材料优选是单结晶或者固溶体结晶。由此,基板301被赋予透光性,能够提高形成在基板301中的光导波路302R、302G、302B的光传送效率。

光导波路302R、302G、302B在光学上相互独立,并且,相互并列设置。其中,红色光LR(第三光)入射光导波路302R,绿色光LG(第二光)入射光导波路302G,青色光LB(第一光)入射光导波路302B。

在图7、8中,从-x侧向+x侧,光导波路302R、光导波路302G以及光导波路302B以该顺序并列。并且,该顺序也称为入射的光的波长长短的顺序。例如,在光导波路302R中,由于入射波长比绿色光LG长的红色光LR,因此相对于光导波路302G位于光导波路302B的相反侧。在调制器30中,由于像这样入射三色的光,并能够相互独立地调制,因此,图像显示装置1例如能够显示全彩图像这样的多色图像。

光导波路302R、302G、302B可以是与基板301分别的部件(玻璃制或树脂制的光纤、光导波路等),但是在本实施方式中,是将基板301的一部分改质而形成的导光路。作为在基板301中形成光导波路302R、302G、302B的方法,例如,列举出质子交换法、Ti扩散法等。其中,质子交换法是将基板浸渍在酸溶液中,与基板中的离子的溶出交换,使质子进入基板,从而使该区域的折射率变化的方法。通过该方法,得到耐光性特别优异的光导波路302R、302G、302B。另一方面,Ti扩散法是在基板上将Ti成膜之后进行加热处理,使Ti在基板中扩散,从而使该区域的折射率变化的方法。

这样形成的光导波路302R、302G、302B分别由作为基板301中折射率相对较高的部位并且在y方向上延伸的长条状的芯部、与芯部邻接并且折射率相对较低的包层部构成。并且,在本说明书中,为了便于说明,仅将芯部称为“光导波路”。

并且,在以下的说明中,将光导波路302B中入射青色光LB的侧称为“入射侧”,将传播的青色光LB出射的侧称为“出射侧”。光导波路302G以及光导波路302R也同样。

光导波路302B包括作为入射青色光LB的部位的入射部3021B(第一入射部)、作为在光导波路302B中传播的青色光LB所出射的部位的出射部3026B(第一出射部)。

并且,光导波路302B包括:位于入射部3021B的出射侧并且将光导波路302B分叉成两个的调制用分叉部3022B;将分叉的光导波路302B再次汇合的调制用合流部3024B;将调制用分叉部3022B和调制用合流部3024B连接的两个直线状的调制用直线部3023B、3023B;将调制用合流部3024B和出射部3026B连结的连结部3025B(第一连结部)。

同样,光导波路302G包括作为入射绿色光LG的部位的入射部3021G(第二入射部)、作为在光导波路302G中传播的绿色光LG所出射的部位的出射部3026G(第二出射部)。

并且,光导波路302G包括:位于入射部3021G的出射侧并且将光导波路302G分叉成两个的调制用分叉部3022G;将分叉的光导波路302G再次汇合的调制用合流部3024G;将调制用分叉部3022G和调制用合流部3024G连接的两个直线状的调制用直线部3023G、3023G;将调制用合流部3024G和出射部3026G连结的连结部3025G(第二连结部)。

同样,光导波路302R包括作为入射红色光LR的部位的入射部3021R(第三入射部)、作为在光导波路302R中传播的红色光LR所出射的部位的出射部3026R(第三出射部)。

并且,光导波路302R包括:位于入射部3021R的出射侧并且将光导波路302R分叉成两个的调制用分叉部3022R;将分叉的光导波路302R再次汇合的调制用合流部3024R;将调制用分叉部3022R和调制用合流部3024R连接的两个直线状的调制用直线部3023R、3023R;将调制用合流部3024R和出射部3026R连结的连结部3025R(第三连结部)。

并且,入射部3021R、3021G、3021B分别位于与基板301的一个短边对应的端面,出射部3026R、3026G、3026B分别位于与基板301的另一个短边对应的端面。

因此,从入射部3021R入射的红色光LR一边经过分叉和汇合一边传播,从出射部3026R向外部出射。绿色光LG以及青色光LB也同样。

并且,如上所述,光导波路302R、302G、302B在光学上相互独立,并且,相互并列设置,因此,入射部3021R、3021G、3021B也沿着x方向相互间隔,出射部3026R、3026G、3026B也沿着x方向相互间隔。

光导波路302R、302G、302B隔开规定宽度的包层部相互间隔,相互之间在光学上不耦合。

并且,从出射部3026R出射的光的光轴、从出射部3026G出射的光的光轴、从出射部3026B出射的光的光轴相互是非平行的,但是,优选相互是平行的。由此,出射的红色光LR、绿色光LG以及青色光LB在维持相互的间隔距离的状态下被光扫描部42扫描,在成像面上进行成像。因此,通过各光轴相互平行,难以发生未到达光扫描部42的光学系统的不良情况以及所描绘的图像的分辨率降低的不良情况。

并且,光轴相互平行是指光轴彼此的角度偏差在0.1°以下的状态。

电极303R对应于光导波路302R设置,电极303G对应于光导波路302G设置,电极303B对应于光导波路302B设置。

其中,电极303R包括信号电极3031R、接地电极3032R。信号电极3031R在基板301的俯视中以与两个调制用直线部3023R、3023R中的一个重叠的方式配置。并且,接地电极3032R以与两个调制用直线部3023R、3023R中的另一个重叠的方式配置。

同样,电极303G包括信号电极3031G、接地电极3032G。信号电极3031G在基板301的俯视中以与两个调制用直线部3023G、3023G中的一个重叠的方式配置。并且,接地电极3032G以与两个调制用直线部3023G、3023G中的另一个重叠的方式配置。

同样,电极303B包括信号电极3031B、接地电极3032B。信号电极3031B在基板301的俯视中以与两个调制用直线部3023B、3023B中的一个重叠的方式配置。并且,接地电极3032B以与两个调制用直线部3023B、3023B中的另一个重叠的方式配置。

接地电极3032R、3032G、3032B分别电接地。另一方面,信号电极3031R、3031G、3032B基于电气信号赋予电位,以在与接地电极3032R、3032G、3032B之间产生电位差。这样,如果在信号电极3031R、3031G、3032B与接地电极3032R、3032G、3032B之间产生电位差(电压),则在其之间产生的电力线通过光导波路302R、302G、302B的各芯部。该电力线的方向例如相对于两个调制用直线部3023R、3023R中的一个和另一个相互逆向,因此,基于光电效应的折射率变化的方向也在两个调制用直线部3023R、3023R之间相互逆向。因此,在通过一个调制用直线部3023R的红色光LR和通过另一个调制用直线部3023R的红色光LR之间,产生伴随着折射率变化的相位差。这样,产生相位差的两个红色光LR在调制用合流部3024R汇合,由此能够将相对于入射调制器30之前的光强度(入射强度)衰减的强度(出射强度)的光向外部出射。绿色光LG以及青色光LB也同样,被强度调制的光向外部出射。

此时,通过分别调整在信号电极3031R、3031G、3032B与接地电极3032R、3032G、3032B之间产生的电位差,能够控制上述相位差。因此,能够控制相对于入射强度的调制幅度。因此,电极303B构成能够调制青色光LB的强度的调制部300B(第一调制部),电极303G构成能够调制绿色光LG的强度的调制部300G(第二调制部),电极303R构成能够调制红色光LR的强度的调制部300R(第三调制部)。

并且,这种调制部300R、300G、300B能够将红色光LR、绿色光LG以及青色光LB调制成任意的强度。

例如,为了使通过一个调制用直线部3023R的红色光LR的相位和通过另一个调制用直线部3023R的红色光LR的相位的差在调制用合流部3024R成为半波长,通过设定施加于电极303R的电压,能够使出射强度实质上为零。

并且,为了使通过一个调制用直线部3023R的红色光LR的相位和通过另一个调制用直线部3023R的红色光LR的相位的差在调制用合流部3024R相同,通过设定施加于电极303R的电压,能够使出射强度与入射强度大致相同。

并且,绿色光LG以及青色光LB也同样。

通过具有这样的调制器30,能够在将红色光LR、绿色光LG以及青色光LB相互独立调制的同时向光扫描部42出射。并且,由于调制器30在光源部的外部进行调制,因此,与在光源部311中直接调制红色光LR、绿色光LG以及青色光LB的情况相比,能够进行高速调制。

此外,在图像显示装置1中,由于不直接调制光源部311,因此,只要以出射一定强度的信号光的方式驱动光源部311即可。因此,能够以发光效率高的条件或者发光稳定性和波长稳定性高的条件来驱动光源部311,实现图像显示装置1的低功耗化或者动作的稳定化。并且,能够实现描绘于眼睛EY的网膜的图像的高画质化。并且,由于不需要直接调制光源部311所必要的驱动电路,而连续驱动光源部311的电路比较简单并且低成本,因此,能够实现削减光源部311产生的成本以及光源部311的小型化。

并且,在本实施方式中,后述使用全息绕射光栅作为反射部6的例子,但是在该情况下,通过提高信号光的波长稳定性,能够使接近设计波长的信号光入射全息绕射光栅。结果,能够减小全息绕射光栅中的绕射角与设计值的偏差,能够抑制图像的模糊。

并且,在本实施方式中,光导波路302R、302G、302B形成在一个基板301中。因此,与将其形成于相互分别的基板之后进行汇集的情况相比,能够实现调制器30的小型化。结果,能够实现图像显示装置1的小型化。并且,由于能够将光导波路302R、302G、302B汇总形成(形成整体),因此能够提高形成位置的精度,能够高精度地配合红色光LR、绿色光LG以及青色光LB的出射方向。因此,能够实现描绘于眼睛EY的网膜的图像的高画质化。

并且,电极303R、303G、303B的形状和配置对应于基板301中含有的结晶轴的方向等被适当设定,并不限定于图示的方式。例如,在基板301的俯视中,电极303R也可以设置在与光导波路302R不重叠的位置。

并且,调制器30中的调制方式并不限定于上述所谓的马赫曾德型(Mach-Zehnder-type)的调制方式。作为能够代替的调制方式,例如列举出方向性耦合型(directional-coupling-type)等。

并且,马赫曾德型的调制方式能够以比较简单的构造来实现,并且,易于任意调整调制幅度,因此,作为调制器30中的调制方式是有用的。通过任意调整调制幅度,例如能够实现显示图像的高对比度化。

并且,缓冲层304设置在基板301和电极303R、303G、303B之间,例如,由氧化硅、氧化铝等在光导波路302R、302G、302B中导波的光的吸收少的介质构成。

并且,为了提高观察者所识别的图像的分辨率,列举出缩小成像面处的信号光(红色光LR、绿色光LG以及青色光LB)的扫描轨迹TR、扫描轨迹TG以及扫描轨迹TB的间隔。

因此,通过缩小从调制器30出射的红色光LR、绿色光LG以及青色光LB的各光束的出射间隔,能够实现高分辨率化。该出射间隔依赖于上述出射部3026R和出射部3026G的距离(出射间隔W1)以及出射部3026G和出射部3026B的距离(出射间隔W1)(参照图8)。因此,需要缩小出射间隔W1。

另一方面,如果入射部3021R和入射部3021G的距离(入射间隔W2)以及入射部3021G和入射部3021B的距离(入射间隔W2)根据光源311R、311G、311B的物理的大小,则从一定程度的值缩小具有界限。如果根据这样的要求,则希望入射间隔W2比出射间隔W1大。由此,能够兼顾图像显示装置1的高分辨率化、光源的容易配置(光学系统的容易设计)。并且,为了实现该情况,需要在调制器30的内部使入射间隔W2向出射间隔W1变化。

在本实施方式涉及的调制器30中,连结部3025R和连结部3025G的间隔、以及连结部3025G和连结部3025B的间隔分别从入射侧向出射侧逐渐变窄。

并且,鉴于图像显示装置1的用途,也需要实现调制器30的小型化。为了实现调制器30的小型化,考虑到充分缩小相互邻接的光导波路302R和光导波路302G的间隔、光导波路302G和光导波路302B的间隔,但是在该情况下,存在光导波路彼此光学上耦合,而基于在一个光导波路传播的光转移到另一个光导波路的串扰的光损失增大的问题。这种串扰产生光的混合,成为所描绘的图像的对比度降低和颜色偏差等的原因。

并且,在连结部3025R、3025G、3025B,由于需要使入射间隔W2变化至出射间隔W1,因此,以在y方向上延伸的同时也在x方向上位移的方式弯曲。因此,如果将光导波路弯曲,则容易产生光损失(以下,成为“弯曲损失”)。因此,成为所描绘的图像的亮度和对比度降低等的原因。

鉴于这样的问题,关于即使将调制器小型化也能够兼顾出射间隔的缩短和弯曲损失的抑制的手段重复进行专心研究。并且,发现当调制部300R、300G、300B的长度和连结部3025R、3025G、3025B的x方向的位移量之间成立规定的关系时,即使将调制器30小型化也能够兼顾出射间隔的缩短和弯曲损失的抑制。

具体来说,首先,将调制部300B(第一调制部)的长度记为L1,将调制部300G(第二调制部)的长度记为L2,将调制部300R(第三调制部)的长度记为L3。

并且,例如,将调制部300B的长度L1称为调制部300B的长度方向的长度。在本实施方式中,称为y方向(将入射侧和出射侧连结的方向)的长度。并且,特别是在调制部300B的调制方式是马赫曾德型的情况下,调制用直线部3023B的延伸方向为长度方向。并且,将调制部300B中有助于调制的部分的长度方向中的最大长度记为L1。具体来说,沿着从调制用分叉部3022B的分叉点至调制用合流部3024B的汇合点的y方向的长度相当于L1。

调制部300B的长度L2以及调制部300R的长度L3分别与调制部300B的长度L1同样定义。

并且,将与调制部300B的长度方向平行且通过调制部300B和连结部3025B的连接部(调制用合流部3024B的合流点)的假想直线记为基准线DL1(第一基准线)。

同样,将与调制部300G的长度方向平行且通过调制部300G和连结部3025G的连接部(调制用合流部3024G的合流点)的假想直线记为基准线DL2(第二基准线)。

同样,将与调制部300R的长度方向平行且通过调制部300R和连结部3025R的连接部(调制用合流部3024R的合流点)的假想直线记为基准线DL3(第三基准线)。

并且,该情况下的平行包括各长度方向彼此的角度偏移只能是1°左右(如果是制造上产生的误差不限于1°)的状态。并且,第一基准线、第二基准线、第三基准线只是对假想直线表示名称,也可以分别换成第一线、第二线、第三线。

并且,将基准线DL1和出射部3026B(第一出射部)的距离记为S1。并且,将基准线DL1和出射部3026B的距离称为基准线DL1和出射部3026B的最短距离(从出射部3026B引到基准线DL1的垂线的长度)。

同样,将基准线DL2和出射部3026G(第二出射部)的距离记为S2。并且,将基准线DL2和出射部3026G的距离称为基准线DL2和出射部3026G的最短距离(能够从出射部3026G引到基准线DL2的垂线的长度)。

同样,将基准线DL3和出射部3026R(第三出射部)的距离记为S3。并且,将基准线DL3和出射部3026R的距离称为基准线DL3和出射部3026R的最短距离(能够从出射部3026R引到基准线DL3的垂线的长度)。

根据这样定义,本实施方式涉及的调制器30满足L1<L2<L3的关系,并且,满足S1>S2>S3的关系。通过满足这种关系,调制器30在抑制邻接的光导波路彼此之间的串扰增大、弯曲光导波路的部位的光损失增大的同时,容易实现小型化。由此,获得小型且轻量、弯曲损失少、并且出射间隔足够小的调制器30。这种调制器30有助于实现小型且轻量、能够显示高分辨率的图像的图像显示装置1。

并且,在调制部300B中入射三原色光中波长最短的青色光LB。因此,即使相对地缩短调制部300B的长度L1,也能够确保必要并且足够的调制能力。因此,能够相对较长地确保连结部3025B占据的y方向的长度相当于相对缩短调制部300B的长度,而不会牺牲基板301的大小。因此,为了满足S1>S2>S3的关系,即使增大连结部3025B的x方向的位移量,即上述的距离S1,y方向的长度也会较长,确保了充分增大局部的弯曲半径的空间上的富余。结果,能够抑制连结部3025B的弯曲损失。由此,能够在实现调制器30的小型化以及低损失化的同时增大入射间隔W2并减小出射间隔W1。

另一方面,在调制部300R中入射三原色光中波长最长的红色光LR。因此,需要相对地增长调制部300R的长度L3。因此,需要相对地缩短连结部3025R占据的y方向的长度相当于相对增长调制部300R的长度。因此,通过满足S1>S2>S3的关系,即使减小连结部3025R的x方向的位移量,即上述的距离S3,不怎么减小局部的弯曲半径也可以。结果,能够抑制连结部3025R的弯曲损失。由此,能够在实现调制器30的小型化以及低损失化的同时增大入射间隔W2并减小出射间隔W1。

并且,在调制部300G中入射三原色光中波长位于中间的绿色光LG。因此,通过调制部300G的长度L2满足L1<L2<L3的关系,并且,基准线DL2和出射部3026的距离S2满足S1>S2>S3的关系,能够在抑制连结部3025G的弯曲损失的同时,确保连结部3025G的x方向上的必要的位移量。由此,能够在实现调制器30的小型化以及低损失化的同时增大入射间隔W2并减小出射间隔W1。

并且,在本实施方式中,为了能够在调制器30中入射三色光,对设置三系统的光导波路302R、302G、302B的情况进行了说明,但是,为了能够在调制器30中入射两色或者四色以上的光,也可以设置两系统或者四系统以上的光导波路。

在两系统的情况下,例如,列举出从上述三系统的光导波路302R、302G、302B中省略光导波路302R的方式。在该情况下,只要满足L1<L2的关系,并且满足S1>S2的关系即可。由此,能够在实现调制器30的小型化的同时,兼顾出射间隔的缩短和弯曲损失的抑制。

并且,在四系统的情况下,只要根据要入射追加的系统的光的波长,选择应追加的位置即可。例如,列举出在要入射追加的系统的光的波长比青色光LB短的情况下,在光导波路302B的外侧(光导波路302B的光导波路302G侧的相反侧)追加的方式。并且,列举出在要入射追加的系统的光的波长比红色光LR长的情况下,在光导波路302R的外侧(光导波路302R的光导波路302G侧的相反侧)追加的方式。此外,列举出在要入射追加的系统的光的波长位于青色光LB和绿色光LG之间的情况下,在光导波路302B和光导波路302G之间追加的方式,并且,列举出在位于绿色光LG和红色光LR之间的情况下,在光导波路302G和光导波路302R之间追加的方式。

此时,例如是要入射追加的系统的光的波长比红色光LR长的情况,将与追加的光导波路对应的调制部的长度记为L4,将该调制部涉及的基准线记为DL4,当基准线DL4和新的光导波路的出射部的距离为S4时,调制器30只要满足L1<L2<L3<L4的关系,且满足S1>S2>S3>S4的关系即可。

此外,在追加系统的情况下,可以以将要入射的光的波长最短的系统配置于图8的最上方,随着朝向图8的下方,要入射的光的波长逐渐变长的方式配置各系统。并且,将与位于图8的最上方的光导波路对应的调制部的长度重新设定为L1,将该调制部涉及的基准线重新设定为DL1,将该基准线DL1和该光导波路的出射部的距离重新设定为S1。并且,当随着朝向图8的下方,将与光导波路对应的调制部的长度设定为L2、L3、L4…,将该调制部涉及的基准线设定为DL2、DL3、DL4…,将该基准线和该光导波路的出射部的距离设定为S2、S3、S4…时,调制器30只要满足L1<L2<L3<L4…的关系,并且满足S1>S2>S3>S4…的关系即可。

并且,入射调制器30的光并不限定于青色光LB、绿色光LG以及红色光LR,也可以分别是呈现除此以外的颜色的(除此以外的波长的)光。

并且,如上所述,根据本实施方式涉及的调制器30,能够在实现小型化的同时抑制串扰的增大、弯曲损失的增大。

例如,在并列的长度1cm的两个光导波路中,将串扰产生的光损失的比例为0.1%的间隔记为Lmin。并且,在含有弯曲部的光导波路中,将光在长度1mm的弯曲部导波时的弯曲损失的比例为0.1%时的弯曲半径记为Rmin。根据本实施方式,能够容易进行在调制器30的整体中光导波路彼此的间隔在Lmin以上,并且,光导波路的弯曲半径在Rmin以上的设计。换而言之,即使在包含这种制约的情况下,也能够得到在实现调制器30的小型化的同时出射间隔比入射间隔窄的调制器30。

并且,Lmin以及Rmin分别根据调制器30的大小、光导波路的芯部和包层部的折射率差而不同,作为一例,优选的是Lmin在2μm以上50μm以下,Rmin在1μm/mm以上30μm/mm以下。

并且,出射间隔W1通过成像面的大小等而被适当设定,作为一例,优选的是在0.005mm以上1mm以下。

并且,入射间隔W2通过光源的大小等而被适当设定,作为一例,优选的是在0.1mm以上3mm以下。

并且,在图8中示出的调制器30中,出射部3026B(第一出射部)位于基准线DL1(第一基准线)的下侧(-x侧),即基准线DL3侧(第三基准线侧)。

并且,在图8中示出的调制器30中,出射部3026G(第二出射部)位于基准线DL2(第二基准线)的下侧(-x侧),即基准线DL3侧。

并且,在图8中示出的调制器30中,出射部3026R(第三出射部)位于基准线DL3(第三基准线)的上侧(+x侧),即基准线DL1侧。

通过这样的构成,能够使调制器30特别小型化。即,关于连结部3025B和连结部3025G,通过使其向-x侧位移,能够使出射部3026B以及出射部3026G的位置分别向出射部3026R靠近。并且,关于连结部3025R,通过使其向+x侧位移,能够使出射部3026R的位置靠近出射部3026B以及出射部3026G。这样的话,能够使距离S1和距离S2和距离S3的和特别小,相应地实现调制器30的进一步小型化,能够在抑制调制器30的大型化的同时,使连结部3025R、3025G、3025B的弯曲半径特别大。

并且,例如也可以使连结部3025R向-x侧,即基准线DL1侧的相反侧位移,但是在该情况下,与向+x侧位移的情况相比,需要更加增大连结部3025B的位移量以及连结部3025G的位移量,因此距离S1和距离S2和距离S3的和相应地变大,导致调制器30的大型化,不得不减小连结部3025R、3025G、3025B的弯曲半径。并且,由于位移量,有可能导致调制器30的大型化(特别是在x方向上变长)。

并且,在两系统的情况下,例如列举出从上述三系统的光导波路302R、302G、302B中省略光导波路302B的方式。在该情况下,出射部3026G与基准线DL2相比位于-x侧,即位于基准线DL3侧,出射部3026R与基准线DL3相比位于+x侧,即位于基准线DL2侧。这样的话,与使连结部3025R向-x侧位移的情况相比,能够减小距离S2和距离S3的和,能够相对应地增大连结部3025R、3025G的弯曲半径。

并且,在四系统以上的情况下,优选的是,仅位于图8的最下方的系统的出射部与该系统的基准线相比位于上侧,除此以外的系统的出射部与该系统的基准线相比分别位于下侧。

以上,对扫描光出射部4进行了说明,但是扫描光出射部4的构成并不限于图示的方式。例如,也可以在图4的光路上配置任意的光学要素。

并且,虽然本实施方式涉及的光源部311和调制器30在物理上相互分离,但是经由光纤等各光学要素光学连接。通过将这样的光源311和调制器30作为构成单位进行模块化,构成光学模块100。这样的光学模块是不直接调制光源部311,而能够通过调制器30出射外部调制后的光的模块。因此,由于能够在使光源部311连续发光的同时由调制器30进行调制,因此,得到兼顾光源部311的稳定驱动和调制器30的高速调制,并且能够稳定地出射高速调制的光的光学模块。

(反射部)

如图1所示,反射部6(反射光学部)安装于上述框架2的前框部22中包含的边圈部25。

即,反射部6以在使用时位于使用者的眼睛EY的前方且与光扫描部42相比相对于该使用者位于远方侧的方式配置。由此,能够防止在图像显示装置1上形成相对于使用者的脸部向前方侧伸出的部分。

如图5所示,该反射部6具有将来自光扫描部42的信号光向该使用者的眼睛EY反射的功能。

在本实施方式中,反射部6为半反射镜(半透镜),具有使外界光透过的功能(对于可视光的透光性)。即,反射部6具有使来自光扫描部42的信号光(影像光)反射的同时,在使用时使从反射部6的外侧朝向使用者的眼睛的外界光透过的功能(组合功能)。由此,使用者能够在识别外界图像的同时识别由信号光形成的虚像(图像)。即,能够实现透视型的头戴显示器。

并且,反射部6中使用者侧的面成为凹面的反射面。因此,由反射部6反射的信号光在使用者侧汇集。因此,使用者能够识别比形成在反射部6的凹面上的图像扩大的虚像。由此,能够提高使用者的识别性。

另一方面,反射部6中相对于使用者远方侧的面成为与上述凹面具有大致相同曲率的凸面。因此,反射光不会被反射部6较大地偏向,达到使用者的眼睛。因此,使用者能够识别歪斜少的外界图像。

并且,反射部6也可以具有绕射光栅。在该情况下,使绕射光栅具有各种各样的光学特性,既能够减少光学系统的部件数量,又能够提高设计的自由度。例如,通过使用全息绕射光栅作为绕射光栅,既能够调整反射部6所反射的信号光的出射方向,又能够选择所反射的信号光的波长。并且,通过使绕射光栅具有透镜效果,既能够调整由反射部6所反射的信号光构成的扫描光整体的成像状态,又能够修正信号光在凹面反射时的像差。

并且,在本实施方式中,由于利用外部调制器即调制器30,因此,例如获得光源亮灭驱动时产生的波长变动降低的效果。因此,能够抑制绕射光栅的绕射角变动,提供图像模糊少的图像。作为这种全息绕射光栅,能够使用通过光干涉形成于有机材料的立体绕射光栅(体积全息)、在树脂材料的表面通过压印机形成凹凸的绕射光栅。

并且,反射部6例如可以通过在透明基板上形成由金属薄膜或电介质多层膜等构成的半透过反射膜而形成,也可以使用偏光分束器。在使用偏光分束器的情况下,只要构成为来自光扫描部42的信号光成为偏光,并且使与来自光扫描部42的信号光对应的偏光反射即可。

《第二实施方式》

接着,对图像显示装置的第二实施方式进行说明。

图9是示出第二实施方式涉及的图像显示装置中包括的调制器的概略构成的俯视图。

以下,虽然对第二实施方式进行说明,但是在以下的说明中,以与上述第一实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。并且,对于图中与上述实施方式相同的事项赋予同一符号。

如图9所示,在第二实施方式涉及的调制器30中,在光导波路302B的入射部3021B和调制用分叉部3022B之间设置有分配用分叉部3027B(第一分叉部)。由此,光导波路302B在入射部3021B的附近分叉成两个。结果,入射光导波路302B的青色光LB在分配用分叉部3027B中被分配成两个,最终出射两个光束(青色光LB1、LB2)。

即,本实施方式涉及的光导波路302B包括从入射部3021B延伸的主线3020B(第一主线)、在分配用分叉部3027B中主线3020B被分叉成两个而构成的支线3020Ba(第1a支线(第一支线))以及支线3020Bb(第1b支线(第二支线))。

在支线3020Ba以及支线3020Bb中,与第一实施方式同样,分别包括调制用分叉部3022B、两个调制用直线部3023B、调制用合流部3024B、连结部3025B(第1a连结部(第一支线连结部)以及第1b连结部(第二支线连结部))、以及出射部3026B(出射部3026Ba以及出射部3026Bb)。因此,在图9中示出的光导波路302B中,能够在支线3020Ba以及支线3020Bb的每一个中相互独立地调制青色光LB。并且,在图9中,为了避免附图繁杂,仅示出调制部300B(第1a调制部(第一支线调制部)以及第1b调制部(第二支线调制部))的位置,省略电极303B的图示。

同样,在本实施方式中,如图9所示,在光导波路302G的入射部3021G和调制用分叉部3022G之间设置有分配用分叉部3027G(第二分叉部)。由此,光导波路302G在入射部3021G的附近分叉成两个。结果,入射光导波路302G的绿色光LG在分配用分叉部3027G中被分配成两个,最终出射两个光束(绿色光LG1、LG2)。

即,本实施方式涉及的光导波路302G包括从入射部3021G延伸的主线3020G(第二主线)、在分配用分叉部302G中主线3020G被分叉成两个而构成的支线3020Ga(第2a支线(第三支线))以及支线3020Gb(第2b支线(第四支线))。

在支线3020Ga以及支线3020Gb中,与第一实施方式同样,分别包括调制用分叉部3022G、两个调制用直线部3023G、调制用合流部3024G、连结部3025G(第2a连结部(第三支线连结部)以及第2b连结部(第四支线连结部))、以及出射部3026G(出射部3026Ga以及出射部3026Gb)。因此,在图9中示出的光导波路302G中,能够在支线3020Ga以及支线3020Gb的每一个中相互独立地调制绿色光LG。并且,在图9中,为了避免附图繁杂,仅示出调制部300G(第2a调制部(第三支线调制部)以及第2b调制部(第四支线调制部))的位置,省略电极303G的图示。

同样,在本实施方式中,如图9所示,在光导波路302R的入射部3021R和调制用分叉部3022R之间设置有分配用分叉部3027R(第三分叉部)。由此,光导波路302R在入射部3021R的附近分叉成两个。结果,入射光导波路302R的红色光LR在分配用分叉部3027R中被分配成两个,最终出射两个光束(红色光LR1、LR2)。

即,本实施方式涉及的光导波路302R包括从入射部3021R延伸的主线3020R(第三主线)、在分配用分叉部302R中主线3020R被分叉成两个而构成的支线3020Ra(第3a支线)以及支线3020Rb(第3b支线)。

在支线3020Ra以及支线3020Rb中,与第一实施方式同样,分别包括调制用分叉部3022R、两个调制用直线部3023R、调制用合流部3024R、连结部3025R(第3a连结部以及第3b连结部)、以及出射部3026R(出射部3026Ra以及出射部3026Rb)。因此,在图9中示出的光导波路302R中,能够在支线3020Ra以及支线3020Rb的每一个中相互独立地调制红色光LR。并且,在图9中,为了避免附图繁杂,仅示出调制部300R(第3a调制部以及第3b调制部)的位置,省略电极303R的图示。

图10是示出本实施方式涉及的成像面处的信号光(红色光LR1、红色光LR2、绿色光LG1、绿色光LG2、青色光LB1以及青色光LB2)的扫描轨迹TR1、TR2、TG1、TG2、TB1、TB2的图。

在本实施方式中,如图10中六个点所示,某一时刻的青色光LB1的照射点、青色光LB2的照射点、绿色光LG1的照射点、绿色光LG2的照射点、红色光LR1的照射点、以及红色光LR2的照射点在第二方向上排列配置,同时,在保持该位置关系的状态下在第一方向以及第二方向上被扫描。由此,分别形成青色光LB1的扫描轨迹TB1、青色光LB2的扫描轨迹TB2、绿色光LG1的扫描轨迹TG1、绿色光LG2的扫描轨迹TG2、红色光LR1的扫描轨迹TR1、红色光LR2的扫描轨迹TR2。

其中,扫描轨迹TB1形成在扫描线LS1上,扫描轨迹TB2形成在扫描线LS2上,扫描轨迹TG1形成在扫描线LS3上,扫描轨迹TG2形成在扫描线LS4上,扫描轨迹TR1形成在扫描线LS5上,扫描轨迹TR2形成在扫描线LS6上。将其作为第一次的扫描。

之后,在将红色光LR1、红色光LR2、绿色光LG1、绿色光LG2、青色光LB1以及青色光LB2的各照射点向第二方向(图10的下方)错开之后,进行第二次的扫描。此时,通过错开两个扫描线LS的量,从而在第一次的扫描中的扫描轨迹TR1上形成扫描轨迹TG1,在第一次的扫描中的扫描轨迹TR2上形成扫描轨迹TG2。由此,在扫描线LS5上,扫描轨迹TR1和扫描轨迹TG1重合,呈现红色光LR1和绿色光LG1合成的颜色。并且,在扫描线LS6上,扫描轨迹TR2和扫描轨迹TG2重合,呈现红色光LR2和绿色光LG2合成的颜色。

之后,在将红色光LR1、红色光LR2、绿色光LG1、绿色光LG2、青色光LB1以及青色光LB2的各照射点进一步向第二方向(图10的下方)错开之后,进行第三次的扫描。此时,通过错开两个扫描线LS的量,在扫描线LS5上,除了第一次的扫描中的扫描轨迹TR1和第二次的扫描中的扫描轨迹TG1以外,重合第三次的扫描中的扫描轨迹TB1。由此,呈现红色光LR1和绿色光LG1和青色光LB1合成的颜色。并且,在扫描线LS6上,除了第一次的扫描中的扫描轨迹TR2和第二次的扫描中的扫描轨迹TG2以外,重合第三次的扫描中的扫描轨迹TB2。由此,呈现红色光LR2和绿色光LG2和青色光LB2合成的颜色。

并且,在图10中,将扫描轨迹的记号在扫描线LS的右侧示出。并且,在扫描轨迹彼此重叠在同一扫描线LS上的情况下,同时记入多个扫描轨迹的记号。

通过将以上的扫描进一步重复进行第四次、第五次…,在扫描线LS5以后的扫描线LS上,由于能够重叠三色的光,因此,通过使各色的光相互独立地亮灭,能够组合光的三原色而表现任意的颜色和亮度。因此,在本实施方式中,只要以包括扫描线LS5以后的扫描线LS的方式设定观察者识别图像的图像显示区域S即可。换而言之,由于包括扫描线LS1~LS4的区域不能进行任意的颜色和亮度的描绘,因此,优选从图像显示区域S排除,在该情况下,优选的是扫描线LS1~LS4形成在观察者不能识别的位置。

通过像这样使用两个光束进行描绘,与光束为一个的情况相比较,能够在不提高光扫描部42的驱动频率的情况下增加扫描线LS。因此,在光扫描部42的构造上,即使在难以提高驱动频率的情况下,也不会影响光扫描部42的构造,能够容易地显示高分辨率的图像。

并且,根据本实施方式涉及的调制器30,能够充分缩小出射间隔W1。因此,即使产生从图像显示区域S排除的区域,也能够充分缩小其面积(宽度)。

并且,在本实施方式涉及的图像显示装置1中,通过缩小出射间隔W1,例如,能够使红色光LR1的照射点和红色光LR2的照射点位于相互邻接的扫描线LS上,但是,不一定必须这样配置,也可以使红色光LR1的照射点和红色光LR2的照射点位于相互不邻接的扫描线LS上。

并且,在图9中示出的调制器30中,调制部300B(第一调制部)由重叠于四个调制用直线部3023B、3023B、3023B、3023B的电极(未图示)构成。并且,调制部300B的长度L1与第一实施方式同样,是从调制用分叉部3022B的分叉点至调制用合流部3024B的汇合点的沿着y方向的长度。

并且,调制部300G(第二调制部)的长度L2以及调制部300R(第三调制部)的长度L3也与调制部300B的长度L1同样定义。

并且,基准线DL1是与调制部300B的长度方向平行且通过调制部300B的沿着x方向的长度的中心点的假想直线。在图9中,调制部300B的沿着x方向的长度的中心点相当于连结两个调制用合流部3024B彼此的线段的中点。该中心点能够当作调制部300B和连结部3025B的连接部。

同样,基准线DL2是与调制部300G的长度方向平行且通过调制部300G的沿着x方向的长度的中心点的假想直线。在图9中,调制部300G的沿着x方向的长度的中心点相当于连结两个调制用合流部3024G彼此的线段的中点。该中心点能够当作调制部300G和连结部3025G的连接部。

同样,基准线DL3是与调制部300R的长度方向平行且通过调制部300R的沿着x方向的长度的中心点的假想直线。在图9中,调制部300R的沿着x方向的长度的中心点相当于连结两个调制用合流部3024R彼此的线段的中点。该中心点能够当作调制部300R和连结部3025R的连接部。

并且,将基准线DL1和出射部3026B(第一出射部)的距离记为S1。并且,在本实施方式中,由于光导波路302B的主线3020B分叉成两个支线3020Ba和支线3020Bb,因此,出射部3026B包括作为支线3020Ba的出射部的出射部3026Ba(第1a出射部(第一支线出射部))、作为支线3020Bb的出射部的出射部3026Bb(第1b出射部(第二支线出射部))。因此,本实施方式中的基准线DL1和出射部3026B的距离S1是连结出射部3026Ba和出射部3026Bb的线段的中点和基准线DL1的最短距离。换而言之,当将通过连结出射部3026Ba和出射部3026Bb的线段的中点并与基准线DL1平行的直线记为基准线CL1时,距离S1相当于基准线DL1和基准线CL1的距离。

同样,将基准线DL2和出射部3026G(第二出射部)的距离记为S2。并且,在本实施方式中,由于光导波路302G的主线3020G分叉成两个支线3020Ga和支线3020Gb,因此,出射部3026G包括作为支线3020Ga的出射部的出射部3026Ga(第2a出射部(第三支线出射部))、作为支线3020Gb的出射部的出射部3026Gb(第2b出射部(第四支线出射部))。因此,本实施方式中的基准线DL2和出射部3026G的距离S2是连结出射部3026Ga和出射部3026Gb的线段的中点和基准线DL2的最短距离。换而言之,当将通过连结出射部3026Ga和出射部3026Gb的线段的中点并与基准线DL2平行的直线记为基准线CL2时,距离S2相当于基准线DL2和基准线CL2的距离。

同样,将基准线DL3和出射部3026R(第三出射部)的距离记为S3。并且,在本实施方式中,由于光导波路302R的主线3020R分叉成两个支线3020Ra和支线3020Rb,因此,出射部3026R包括作为支线3020Ra的出射部的出射部3026Ra(第3a出射部)、作为支线3020Rb的出射部的出射部3026Rb(第3b出射部)。因此,本实施方式中的基准线DL3和出射部3026R的距离S3是连结出射部3026Ra和出射部3026Rb的线段的中点和基准线DL3的最短距离。换而言之,当将通过连结出射部3026Ra和出射部3026Rb的线段的中点并与基准线DL3平行的直线记为基准线CL3时,距离S3相当于基准线DL3和基准线CL3的距离。

根据这样的定义,本实施方式涉及的调制器30也满足L1<L2<L3的关系,并且,满足S1>S2>S3的关系。

通过以上的第二实施方式,获得与上述第一实施方式同样的效果。并且,在本实施方式中,如上所述,由于能够在不提高光扫描部42的驱动频率的情况下增加扫描线LS,因此,光扫描部42的构造和控制不复杂,能够实现所显示的图像的高分辨率化。

并且,在本实施方式中,虽然光导波路302B、光导波路302G以及光导波路302R分别含有主线和两个支线,但是,全部的光导波路也可以不一定分叉,一部分或者全部的光导波路也可以包括主线和三个以上的支线。并且,在包括三个以上的支线的情况下,可以将光检测部配置于调制部中不使用的支线。在该情况下,例如,可以将光检测部所检测出的光量的信息反馈至控制部33,并反映于光源部311的驱动的控制。

《第三实施方式》

接着,对图像显示装置的第三实施方式进行说明。

图11是示出第三实施方式涉及的图像显示装置中包含的调制器的概略构成的俯视图。

以下,虽然对第三实施方式进行说明,但是在以下的说明中,以与上述第一、第二实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。并且,对于图中与上述实施方式相同的事项赋予同一符号。

如图11所示,在第三实施方式涉及的调制器30中,在光导波路302B的入射部3021B和调制用分叉部3022B之间,从入射部3021B侧依次设置有一次分配用分叉部3028B、二次分配用分叉部3029B。具体来说,光导波路302B的主线3020B(第一主线)在一次分配用分叉部3028B中分叉成两个一次支线,进一步,各一次支线在二次分配用分叉部3029B中分别分叉成两个二次支线。由此,光导波路302B合计包括四个二次支线(支线3020Ba(第1a支线(第一支线))、支线3020Bb(第1b支线(第二支线))、支线3020Bc(第1c支线)以及支线3020Bd(第1d支线))。结果,入射光导波路302B的青色光LB被分配成四个,最终出射四个光束(青色光LB1、LB2、LB3、LB4)。

并且,在这四个二次支线(支线3020Ba、支线3020Bb、支线3020Bc以及支线3020Bd)中,与第一、第二实施方式同样,分别包括调制用分叉部3022B、两个调制用直线部3023B、调制用合流部3024B、连结部3025B以及出射部3026B。并且,在图11中,为了避免附图繁杂,仅示出入射部3021B、调制用分叉部3022B以及调制部300B的位置,省略除此以外的光导波路302B中含有的各部位和电极303B的图示。

同样,在本实施方式中,在光导波路302G的入射部3021G和调制用分叉部3022G之间,从入射部3021G侧依次设置有一次分配用分叉部3028G、二次分配用分叉部3029G。具体来说,光导波路302G在一次分配用分叉部3028G中分叉成两个一次支线,进一步,各一次支线在二次分配用分叉部3029G中分别分叉成两个二次支线。由此,光导波路302G合计包括四个二次支线(支线3020Ga(第2a支线(第三支线))、支线3020Gb(第2b支线(第四支线))、支线3020Gc(第2c支线)以及支线3020Gd(第2d支线))。结果,入射光导波路302G的绿色光LG被分配成四个,最终出射四个光束(绿色光LG1、LG2、LG3、LG4)。

并且,在这四个二次支线(支线3020Ga、支线3020Gb、支线3020Gc以及支线3020Gd)中,与第一、第二实施方式同样,分别包括调制用分叉部3022G、两个调制用直线部3023G、调制用合流部3024G、连结部3025G以及出射部3026G。并且,在图11中,为了避免附图繁杂,仅示出入射部3021G、调制用分叉部3022G以及调制部300G的位置,省略除此以外的光导波路302G中含有的各部位和电极303G的图示。

同样,在本实施方式中,在光导波路302R的入射部3021R和调制用分叉部3022R之间,从入射部3021R侧依次设置有一次分配用分叉部3028R、二次分配用分叉部3029R。具体来说,光导波路302R在一次分配用分叉部3028R中分叉成两个一次支线,进一步,各一次支线在二次分配用分叉部3029R中分别分叉成两个二次支线。由此,光导波路302R合计包含四个二次支线(支线3020Ra(第3a支线)、支线3020Rb(第3b支线)、支线3020Rc(第3c支线)以及支线3020Rd(第3d支线))。结果,入射光导波路302R的红色光LR被分配成四个,最终出射四个光束(红色光LR1、LR2、LR3、LR4)。

并且,在这四个二次支线(支线3020Ra、支线3020Rb、支线3020Rc以及支线3020Rd)中,与第一、第二实施方式同样,分别包括调制用分叉部3022R、两个调制用直线部3023R、调制用合流部3024R、连结部3025R以及出射部3026R。并且,在图11中,为了避免附图繁杂,仅示出入射部3021R、调制用分叉部3022R以及调制部300R的位置,省略除此以外的光导波路302R中含有的各部位和电极303R的图示。

通过像这样使用四个光束进行描绘,与光束为一个和两个的情况相比较,能够在不提高光扫描部42的驱动频率的情况下进一步增加扫描线LS。因此,在光扫描部42的构造上,即使在难以提高驱动频率的情况下,也不会影响光扫描部42的构造,能够容易地显示高分辨率的图像。

并且,根据本实施方式涉及的调制器30,能够充分缩小出射间隔W1。因此,即使产生从图像显示区域S排除的区域,也能够充分缩小其面积(宽度)。

并且,本实施方式涉及的调制部300B的长度L1、调制部300G的长度L2以及调制部300R的长度L3分别与第一、第二实施方式同样定义。

并且,基准线DL1、DL2、DL3以及基准线CL1、CL2、CL3也与第一、第二实施方式同样定义。

此外,基准线DL1和出射部3026B(第一出射部)的距离S1、基准线DL2和出射部3026G的距离S2、以及基准线DL3和出射部3026R的距离S3也与第二实施方式同样定义。

根据这样的定义,本实施方式涉及的调制器30也满足L1<L2<L3的关系,并且,满足S1>S2>S3的关系。

通过以上的第三实施方式,获得与上述第一、第二实施方式同样的效果。并且,在本实施方式中,如上所述,由于能够在不提高光扫描部42的驱动频率的情况下增加扫描线LS,因此,光扫描部42的构造和控制不复杂,能够实现所显示的图像的进一步高分辨率化。

并且,信号光的分配数并不限定于第二实施方式的两个和第三实施方式的四个,也可以是三个或者五个以上。虽然分配数越多,分配后的信号光的光量越降低,但是能够在不提高光扫描部42的驱动频率的情况下进一步增加扫描线LS。

《第四实施方式》

接着,对图像显示装置的第四实施方式进行说明。

图12是示出图像显示装置的第四实施方式(头戴显示器)的概略构成的图。

以下,虽然对第四实施方式进行说明,但是在以下的说明中,以与上述第一~第三实施方式的不同点为中心进行说明,关于相同的事项省略其说明。并且,对于图中与上述实施方式相同的事项赋予同一符号。

第四实施方式涉及的图像显示装置1,除了不安装于使用者的头部而是安装于汽车的顶棚部使用以外,与第一~第三实施方式涉及的图像显示装置1同样。

即,第四实施方式涉及的图像显示装置1安装于汽车CA的顶棚部CE使用。即,本实施方式涉及的图像显示装置1在配置于使用者的头部的垂直上方的状态下使用。并且,在将虚像产生的图像经由汽车CA的前挡风玻璃W与外界图像重叠的状态下使使用者识别。

如图12所示,该图像显示装置1具备内置有信号生成部3以及扫描光出射部4的光源单元UT、反射部6、将光源单元UT和反射部6连接的框架2’。

并且,在本实施方式中,以将光源单元UT、框架2’以及反射部6安装于汽车CA的顶棚部CE的情况为例进行说明,但是也可以将其安装于汽车CA的仪表板上,也可以将一部分的构成固定于前挡风玻璃W。此外,图像显示装置1不仅可以安装于汽车,也可以安装于如航空器、船舶、建筑机械、重型摩托车、自行车、宇宙飞船这样的各种移动体。

以下,依次详细说明图像显示装置1的各部分。

光源单元UT可以以任意方法固定于顶棚部CE,例如,通过使用带子或夹子等安装于遮阳板的方法固定。

框架2’例如具有一对长条状的部件,通过将光源单元UT和反射部6的Z轴方向的两端连接,将光源单元UT和反射部6固定。

光源单元UT内置有信号生成部3以及扫描光出射部4,从扫描光出射部4向反射部6出射信号光LB、LG、LR。

本实施方式涉及的反射部6也是半反射镜,具有使外界光LO透过的功能。即,反射部6具有使来自光源单元UT的信号光LB、LG、LR(影像光)反射的同时,在使用时使从汽车CA外经由前挡风玻璃W朝向使用者的眼睛EY的外界光透过的功能。由此,使用者能够在识别外界图像的同时识别由信号光LB、LG、LR形成的虚像(图像)。即,能够实现透视型的抬头显示器。

如上所述,这样的图像显示装置1也具有第一实施方式涉及的信号生成部3。因此,虽然是简易的构造,但获得了与第一实施方式同样的作用、效果。即,能够获得具有高分辨率的图像显示装置1。

以上,基于图示的实施方式对光调制器、光学模块以及图像显示装置进行了说明,但是,光调制器、光学模块以及图像显示装置并不限定于此。

例如,在光调制器、光学模块以及图像显示装置中,各部的构成可以置换为发挥同样功能的任意构成,并且,也可以附加任意构成。

并且,反射部也可以具有平面的反射面。

并且,图像显示装置的实施方式并不限定于上述的头戴显示器和抬头显示器,只要是具有网膜扫描方式的显示原理的方式,可以适用于任意方式。

当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1