フォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイ
【課題】振り角の一層の拡大を達成し得るフォトニック結晶を用い、しかも、簡素な構成、構造を有する光反射装置を提供する。
【解決手段】光反射装置１２は、光入射面１３、光反射膜１５が形成され、光入射面１３から入射した光が反射される光反射面１４、及び、光反射面１４で反射された光が出射される光出射面１６を備えており、断面形状が楕円形の空孔１１が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶１０から成り、空孔１１の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶１０のｘ軸方向に沿った空孔１１の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔１１の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。
【解決手段】光反射装置１２は、光入射面１３、光反射膜１５が形成され、光入射面１３から入射した光が反射される光反射面１４、及び、光反射面１４で反射された光が出射される光出射面１６を備えており、断面形状が楕円形の空孔１１が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶１０から成り、空孔１１の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶１０のｘ軸方向に沿った空孔１１の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔１１の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトニック結晶による様々な応用が研究されているが、その１つに、スーパープリズム現象を用いたビーム偏向技術を挙げることができる。そして、ビーム偏向技術は、光偏向素子や表示装置、プリンタへの応用が期待されている。フォトニック結晶を用いることにより、非常に小型であって、可動部が少なく、信頼性の高い光学コンポーネントを実現することが可能となる。
【０００３】
ところで、スーパープリズム現象が発現されるのはフォトニック結晶の内部のみである。それ故、フォトニック結晶によるスーパープリズム現象を用いた光偏向素子にあっては、フォトニック結晶における光出射面と光入射面とが平行であれば、フォトニック結晶への入射角とフォトニック結晶からの出射角とは等しくなってしまう（例えば、特開２２０１−０１３４３９参照。
【０００４】
フォトニック結晶の光入射面及び光出射面が平面であり、且つ、光出射面と光入射面が平行でない構造を有する光走査装置が、例えば、特開２００６−２５１１０６に開示されている。この光走査装置は、光源と、光源からの光を走査する走査手段と、走査手段によって走査される光の走査範囲を拡大する走査範囲拡大手段とを有し、走査範囲拡大手段は第１のフォトニック結晶と第２のフォトニック結晶から構成されている。そして、この光走査装置にあっては、入射位置を０〜８４ｍｍ走査することで、出射位置を０〜２１０ｍｍ走査しており、走査範囲を２．５倍、拡大できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２２０１−０１３４３９
【特許文献２】特開２００６−２５１１０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光反射装置、係る光反射装置を組み込んだ光反射装置組立体、係る光反射装置組立体を組み込んだ頭部装着型ディスプレイ等の技術分野にあっては、光の入射角に対する出射角の割合である振り角（光偏向角度）を、特開２００６−２５１１０６に開示された技術よりも一層拡大させたいという要請がある。また、特開２００６−２５１１０６に開示された光走査装置にあっては、走査範囲拡大手段は第１のフォトニック結晶と第２のフォトニック結晶から構成されており、走査範囲拡大手段の構造、構成が複雑である。
【０００７】
従って、本発明の目的は、振り角の一層の拡大を達成し得るフォトニック結晶、係るフォトニック結晶を用い、しかも、簡素な構成、構造を有する光反射装置、係る光反射装置を組み込んだ光反射装置組立体、及び、係る光反射装置組立体を組み込んだ頭部装着型ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のフォトニック結晶は、断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶であって、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、
波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の光反射装置は、
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の光反射装置組立体は、
（イ）光反射装置、及び、
（ロ）ミラー構造体、
を備えた光反射装置組立体であって、
光反射装置は、上記の本発明の光反射装置から成り、
ミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、
（Ｂ−１）画像生成装置、及び、
（Ｂ−２）画像生成装置に取り付けられており、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光手段、
から構成されており、
画像生成装置は、本発明の光反射装置組立体を含む。ここで、画像生成装置に備えられた光源から出射された光は、具体的には、ミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、導光手段に入射する。あるいは又、画像生成装置に備えられた光源から出射された光は、具体的には、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、ミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に再入射し、光反射装置から出射され、導光手段に入射する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、あるいは、頭部装着型ディスプレイにあっては、フォトニック結晶の内部には、断面形状が楕円形の空孔が配列されており、空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。このようなフォトニック結晶にあっては、分散面の一様な領域を用いるため、入射角、波長分散に対する設計余裕が大きい。また、波数空間上での分散面の形状をアスペクト比４以上とすることで、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）を例えば４倍以上と大きくすることができる。しかも、波数空間上での分散面の形状を長方形とすることで、入射角と出射角の関係に関して線形性を保つことができるし、光入射面のどの位置から光が入射しても、入射角と出射角の関係を或る関係に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１のフォトニック結晶の概念図、及び、実施例１の光反射装置の模式図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１のフォトニック結晶における波数空間上での分散面のグラフ、及び、実施例１の光反射装置における入射角と出射角の関係を示すグラフである。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１及び比較例１の光反射装置における振り角拡大範囲と振り角拡大率の関係をシミュレーションした結果、及び、振り角拡大範囲と振り角線形性の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図４】図４は、光反射装置の光入射面への入射光の入射角と光出射面からの出射光の出射角との関係をシミュレーションした結果を示す図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２及び実施例３の光反射装置組立体の概念図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４のミラー構造体の模式的な一部端面図、及び、実施例４のミラー構造体を上方から眺めた模式図である。
【図７】図７は、実施例４のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施例４にミラー構造体において、構造計算により変位部材の変位状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図、並びに、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、実施例６のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、実施例７のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図、並びに、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施例９のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１４】図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１０のミラー構造体を上方から眺めた模式図、及び、実施例１０のミラー構造体におけるミラーの一部を拡大して斜めから眺めた模式図である。
【図１５】図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１６の矢印Ｐ−Ｐ及び矢印Ｑ−Ｑに沿った実施例１１のミラー構造体の模式的な一部端面図である。
【図１６】図１６は、実施例１１のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、実施例１１のミラー構造体を上方から眺めた模式図である。
【図１８】図１８は、実施例１１のミラー構造体の変形例を上方から眺めた模式図である。
【図１９】図１９の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図２０】図２０の（Ａ）〜（Ｃ）は、図１９の（Ｃ）に引き続き、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図２１】図２１の（Ａ）〜（Ｃ）は、図２０の（Ｃ）に引き続き、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図２２】図２２は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図２３】図２３は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図２４】図２４は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図２５】図２５は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを観察者の頭部に装着した状態を上方から眺めた図（但し、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略）である。
【図２６】図２６は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図である。
【図２７】図２７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１３における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図、及び、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。
【図２８】図２８は、実施例１４における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図２９】図２９は、実施例１４における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図３０】図３０は、実施例１４における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図３１】図３１は、実施例１５における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図３２】図３２は、実施例１５における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図３３】図３３は、実施例１５における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図３４】図３４は、本発明のミラー構造体を適用した表示装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。尚、フォトニック結晶の説明においては、座標系、座標軸をアルファベットの小文字、ｘ軸，ｙ軸で表し、ミラー構造体の説明においては、座標系、座標軸をアルファベットの大文字、Ｘ軸，Ｙ軸で表す。
１．本発明のフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイ、全般に関する説明
２．実施例１（本発明のフォトニック結晶、光反射装置）
３．実施例２（本発明の光反射装置組立体）
４．実施例３（実施例２の別の変形）
５．実施例４（本発明の光反射装置組立体を構成するミラー構造体、第１Ａの構成のミラー構造体）
６．実施例５（実施例４の変形）
７．実施例６（実施例４の別の変形）
８．実施例７（実施例４の別の変形）
９．実施例８（実施例４の別の変形、第１Ｂの構成のミラー構造体）
１０．実施例９（実施例４の別の変形）
１１．実施例１０（実施例４の別の変形）
１２．実施例１１（第２の態様に係るミラー構造体）
１３．実施例１２（本発明の頭部装着型ディスプレイ）
１４．実施例１３（実施例１２の変形）
１５．実施例１４（実施例１２の別の変形）
１６．実施例１５（実施例１２の別の変形、その他）
１７．実施例１６（本発明の光反射装置組立体を適用した表示装置、その他）
【００１５】
［本発明のフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイ、全般に関する説明］
本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｙ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｘ軸と平行であり、
光源から出射された光は、ミラーの光反射層で反射され、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射される形態とすることができる。
【００１６】
あるいは又、本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｘ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｙ軸と平行であり、
光源から出射された光は、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射され、ミラーの光反射層にて反射されて、光反射装置の光出射面から再入射し、光反射面で反射され、光源からの光入射面への入射方向とは異なる方向に、光入射面から出射される形態とすることができる。
【００１７】
以上の好ましい形態を含む本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、あるいは又、本発明の光反射装置にあっては、
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ （１）
を満足する構成とすることが望ましい。即ち、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値がｍとなるように、ＰＴx，ＰＴy，ｋx，ｋyの値を設計し、且つ、式（１）を満足するように角度θを決定することが望ましい。そして、これによって、光反射装置に入射した光が光反射面で反射されるとき、反射前の角度と反射後の角度の差を９０度とすることができる。即ち、光反射面への入射角θIと光反射面からの出射角θOとの和を９０度とすることができる。但し、「ｍ」の値は整数であることに限定されない。
【００１８】
あるいは又、以上の好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体、本発明の頭部装着型ディスプレイあるいは本発明の光反射装置にあっては、あるいは、本発明のフォトニック結晶にあっては、分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上であることが望ましく、これによって、より一層大きな振り角を達成することができる。
【００１９】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラーの重心の周りに固定されており、
対向する第１の支柱及び第３の支柱は、ミラー構造体におけるＸ軸上に配置され、残りの第２の支柱及び第４の支柱は、ミラー構造体におけるＹ軸上に配置されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている態様とすることができる。尚、このような態様を、便宜上、『第１の態様に係るミラー構造体』と呼ぶ。ここで、Ｘ軸とＹ軸が交差する原点は、ミラーの重心と一致することが好ましい。
【００２０】
そして、上述した第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第３の変位部材の一端部、第１の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第４の変位部材の一端部、第２の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１Ａの構成のミラー構造体』と呼ぶ。
【００２１】
即ち、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、
第４の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ1 ＝−Ｘ3
Ｘ’1＝−Ｘ’3
Ｙ’1＝ Ｙ’3
Ｙ2 ＝−Ｙ4
Ｙ’2＝−Ｙ’4
Ｘ’2＝ Ｘ’4
を満足することが好ましい。
【００２２】
ここで、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
各変位部材の外形形状は二等辺三角形であり、
変位部材の一端部は、該二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、
変位部材の他端部は、該二等辺三角形の底辺に相当する構成とすることができる。但し、各変位部材の外形形状は、二等辺三角形に限定されず、例えば、矩形、長方形、台形等、任意の形状とすることもできる。
【００２３】
あるいは又、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
各変位部材は、二等辺三角形部と、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分から突出した突出部とから成り、
二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部が設けられており、
変位部材の一端部は、突出部から構成されており、
変位部材の他端部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分から構成されている構成とすることができる。そして、このような構成において、溝部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分まで延びている構成とすることもできる。即ち、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分は繋がっているが、二等辺三角形部の他の部分は溝部によって分離されている構造とすることができる。但し、各変位部材の外形形状は、このような疑似二等辺三角形に限定されず、例えば、疑似矩形、疑似長方形、疑似台形等とすることもできる。そして、このように溝部を設けることで、より小さい駆動力で大きな振り角を実現することができる。
【００２４】
ラスタースキャンを行う場合、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を非共振に基づき行うことが好ましい。そのため、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を生じさせるための第２の変位部材及び第４の変位部材には、高い固有周波数が求められ、一方、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を生じさせるための第１の変位部材及び第３の変位部材には、非共振でも大きな変位が得られるような大きな駆動力が求められる。
【００２５】
そして、このような要請に対処するために、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
第１の変位部材及び第３の変位部材はミアンダ構造を有し、
第２の変位部材及び第４の変位部材は片持ち梁構造（板バネ構造、カンチレバー構造）を有する構成とすることが好ましい。そして、この場合、第１の変位部材及び第３の変位部材は、第２の変位部材及び第４の変位部材よりも低い周波数で駆動される構成とすることができる。また、このような構成の第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、第１の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されており、第３の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されている構成とすることができる。即ち、第１の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’1，Ｙ’11），（Ｘ’1，Ｙ’12）の２箇所で支持部に固定されており、第３の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’3，Ｙ’31），（Ｘ’1，Ｙ’32）の２箇所で支持部に固定されており、第２の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’2，Ｙ’2）の１箇所で支持部に固定されており、第４の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’4，Ｙ’4）の１箇所で支持部に固定されているとした場合、
Ｘ’1 ＝−Ｘ’3
Ｙ’11＝ Ｙ’31
Ｙ’12＝ Ｙ’32
Ｙ’2 ＝−Ｙ’4
Ｘ’2 ＝ Ｘ’4
を満足することが好ましい。
【００２６】
あるいは又、上述した第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第１の変位部材の一端部、第３の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第２の変位部材の一端部、第４の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１Ｂの構成のミラー構造体』と呼ぶ。
【００２７】
即ち、第１Ｂの構成のミラー構造体にあっては、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、並びに、
第４の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ3 ＝−Ｘ1
Ｘ’3＝−Ｘ’1
Ｙ’3＝ Ｙ’1
Ｙ4 ＝−Ｙ2
Ｙ’4＝−Ｙ’2
Ｘ’4＝ Ｘ’2
を満足することが好ましい。
【００２８】
以上に説明した各種の構成、形態を含む第１の態様に係るミラー構造体において、支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域には、ヒンジ部が設けられている構成とすることができる。また、このような構成を含む以上に説明した各種の構成、形態を含む第１の態様に係るミラー構造体において、支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域は、ミアンダ構造を有する構成とすることができる。
【００２９】
更には、以上に説明した各種の構成、形態を含む第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
各支柱の上端部が固定されたミラーの部分の周囲には、トーションバーで分離された分離溝が設けられており、
第１の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバーによって連結されており、
第２の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバーによって連結されており、
第３の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバーによって連結されており、
第４の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバーによって連結されている構成とすることができる。
【００３０】
あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラー本体部の外周部に固定されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている態様とすることができる。尚、このような態様を、便宜上、『第２の態様に係るミラー構造体』と呼ぶ。
【００３１】
そして、このような第２の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー本体部は、第１の辺、及び、該第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、該第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有し、
第１の支柱の上端部は、ミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、
第２の支柱の上端部は、ミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、
第３の支柱の上端部は、ミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、
第４の支柱の上端部は、ミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、
第１の支柱の下端部に一端部が固定された第１の変位部材の他端部、及び、第２の支柱の下端部に一端部が固定された第２の変位部材の他端部は、第１の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されており、
第３の支柱の下端部に一端部が固定された第３の変位部材の他端部、及び、第４の支柱の下端部に一端部が固定された第４の変位部材の他端部は、第３の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されている構成とすることができる。
【００３２】
ここで、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、原点を通り、ミラーにおけるＸ方向をＸ軸、原点を通り、ミラーにおけるＹ方向をＹ軸としたとき、ミラー本体部における第１の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第２の支柱の上端部の固定位置、ミラー本体部における第３の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第４の支柱の上端部の固定位置とは、Ｙ軸に対して対称に位置し、ミラー本体部における第１の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第４の支柱の上端部の固定位置、ミラー本体部における第２の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第３の支柱の上端部の固定位置とは、Ｘ軸に対して対称に位置していることが望ましい。
【００３３】
また、第１の辺及び第３の辺の長さをＬ1、第２の辺及び第４の辺の長さをＬ2としたとき、第１の支柱の上端部はミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部『近傍』に固定されているとは、第３の辺、第４の辺、第４コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第４コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第１の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第２の支柱の上端部はミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部『近傍』に固定されているとは、第２の辺、第３の辺、第３コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第３コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第２の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第３の支柱の上端部はミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部『近傍』に固定されているとは、第１の辺、第２の辺、第２コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第２コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第３の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第４の支柱の上端部はミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部『近傍』に固定されているとは、第４の辺、第１の辺、第１コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第１コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第４の支柱の上端部が固定されていることを意味する。ここで、ｃ1は０乃至０．２の範囲内のいずれかの値であり、ｃ2も０乃至０．２の範囲内のいずれかの値であることが望ましい。但し、これに限定するものではないし、場合によっては、支柱の上端部は、ミラー本体部のコーナー部近傍に固定されていなくともよい。
【００３４】
そして、このような構成を含む第２の態様に係るミラー構造体にあっては、第１の変位部材、第２の変位部材、第３の変位部材及び第４の変位部材はミアンダ構造を有する構成とすることができる。
【００３５】
以上に説明した各種の構成、形態、第１の態様、第２の態様を含むミラー構造体において、変位部材を、バイモルフ型、ユニモルフ型、モノモルフ型又は積層型（マルチモルフ型）の圧電アクチュエータから構成することができるが、これに限定するものではなく、その他、変位部材を、静電駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ、磁界を印加したときに形状が変化するジュール効果を有する磁歪材料から構成された電磁駆動アクチュエータ、磁気トルクを利用した電磁駆動アクチュエータ、あるいは、高分子ゲルから構成された電気化学駆動アクチュエータから構成することもできる。
【００３６】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体、頭部装着型ディスプレイ、光反射装置あるいはフォトニック結晶（以下、これらを総称して、単に、『本発明』と呼ぶ場合がある）において、２次元以上のフォトニック結晶、即ち、２次元フォトニック結晶あるいは３次元フォトニック結晶を構成する材料は、入射光に対して透明であり、しかも、比誘電率の高い材料（例えば、誘電体材料）から構成することが好ましく、具体的には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）を例示することができる。空孔の断面とは、ｘｙ平面で空孔を切断したときの断面である。空孔内には、例えば、空気が充填されている。空孔の断面形状は楕円形であるが、楕円の長軸（長さ：ＶＤL）はｙ軸と平行であり、短軸（長さ：ＶＤS）はｘ軸と平行であることが、波数空間における等周波数面のアスペクト比（ｋy／ｋx）をより大きくできるといった理由から好ましい。空孔はｚ軸と平行にフォトニック結晶の内部を延びている。空孔の配列は面心配置であるが、ここで、「面心配置」とは、例えば、ｘ軸と平行な辺を短辺、ｙ軸と平行な辺を長辺とした長方形の４つの頂点に空孔が配置され、しかも、長方形の中心に更に１つの空孔が配置された状態を指す。光入射面、光反射面及び光出射面は、平面であり、光入射面のどの位置から光が入射しても、入射角と出射角の関係を或る所定の関係に維持することができる。
【００３７】
波数空間（逆格子ベクトルによって構成された空間のことであり、逆格子空間とも呼ばれる）上での分散面は、結晶中の光伝搬を決定する等周波数面とも呼ばれるが、その形状は、アスペクト比４以上の長方形である。尚、長方形の長辺は、長方形の中心に向かって凸状に湾曲し、長方形の短辺は、長方形の中心から離れる方向に凸状に湾曲している場合もあるが、係る形状も長方形に包含される。但し、湾曲は小さければ小さいほど、好ましい。
【００３８】
一般に、フォトニック結晶における光が入射する面（光入射面）及び出射する面（光出射面）には、反射防止膜を形成する必要がある。しかしながら、本発明のフォトニック結晶に関しては、反射防止膜が無くとも、光透過率７０％以上を確保できるため、必ずしも反射防止膜は必要ではない。但し、一層高い光透過率が要求される場合には、反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯX）、酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ）、酸化ニオブ膜（ＮｂＯx）、窒化チタン膜（ＴｉＯ2）、酸窒化チタン膜（ＴｉＯＮ）、低屈折率材料と高屈折率材料とから成る多層積層膜（例えば、酸化シリコン膜と酸化ニオブ膜とから成る多層積層膜、酸化シリコン膜と酸化チタン膜の多層積層膜）から構成することができ、例えば、各種の塗布法やスパッタリング法等の物理的気相成長法によって形成することができるし、フィルム状の反射防止膜を配置（例えば、接着）してもよい。
【００３９】
光反射面には光反射膜が形成されているが、光反射膜は、金属膜あるいは合金膜から構成することができ、例えば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて形成することができる。光反射膜を構成する材料として、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）を例示することができる。あるいは又、フィルム状の光反射膜を光反射面に配置（例えば、接着）してもよい。
【００４０】
ミラー構造体における変位部材を構成するユニモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する１枚の圧電材料薄膜が変位部材を構成する基層（支持構造体）上に形成された構造を有する。また、バイモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する２枚の圧電材料薄膜が変位部材を構成する基層（支持構造体）を介して積層された構造を有し、一方の圧電材料薄膜が伸びたとき、他方の圧電材料薄膜が縮む。尚、２枚の圧電材料薄膜を、分極方向を対称に配置した形式（シリーズ・タイプ）と、分極方向を非対称に（同一方向に）配置した形式（パラレル・タイプ）とがある。積層型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する多数の圧電材料薄膜と基層とが積層された構造を有する。そして、これらの構造を有する変位部材にあっては、長さ方向に伸縮する圧電材料薄膜の動きによって、その一端部が駆動（上下動）される。基層（支持構造体）は、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。
【００４１】
圧電材料薄膜を構成する材料として、ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体であるＰＺＴ［ジルコン酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3］；ＰＺＴにＮｂ、Ｃｏ、Ｍｎを添加したＰＺＴ系セラミックス材料；ＰＺＴにペロブスカイトＡＢＯ3を加えた３成分系のＰＺＴ系セラミックス材料；ＰｂＴｉＯ3系セラミックス材料；ＬｉＮｂＯ3系セラミックス材料；ＢａＴｉＯ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3やＢａＴｉＯ3−Ｎｂ2Ｏ5といったＢａＴｉＯ3系セラミックス材料；マグネシウム・ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3］系セラミックス材料；ＺｎＯ；ＡｌＮを例示することができる。
【００４２】
圧電材料薄膜は、例えば、
（１）ＲＦマグネトロンスパッタリング法等を含むスパッタリング法や、エキシマレーザ等を用いたレーザアブレーション法といった各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）
（２）原料として、例えば、Ｐｂ（Ｃ2Ｈ5）4、Ｚｒ（ＤＰＭ）4、Ｔｉ（ｉ−Ｃ3Ｈ7Ｏ）4等の有機金属化合物を用いたＭＯＣＶＤ法
（３）例えば、酢酸鉛［Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯＨ）2］、チタンイソプロポキシド［Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）4］、及び、ジルコンイソプロポキシド［Ｚｒ（ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）4］を金属原料として用い、係る原料溶液をスピンコーティング法等で成膜し、熱処理することによって緻密化、結晶化させて圧電材料薄膜を得るゾル・ゲル法
（４）ＰＺＴ系セラミックス材料粉末をスラリー化し、スピンコーティング法等に基づき圧電材料薄膜を成膜するコンポジット法を含む、スピンコーティング法
（５）スクリーン印刷法
（６）メッキ法、
（７）ジルコニウム、チタン等の水溶液を圧力容器内に入れ、加熱、加圧することで圧電材料薄膜を成膜する水熱合成法
（８）サブミクロンサイズの原料粉末を合すと混合してエアロゾルとし、吹き付けることで圧電材料薄膜を成膜するエアロゾルデポジッション法
等によって成膜することができる。
【００４３】
変位部材を構成する基層（支持構造体）と圧電材料薄膜との間には下部電極を設け、圧電材料薄膜の上には上部電極を設ける。下部電極として、Ｐｔ／Ｔｉ積層構造を挙げることができる。尚、Ｔｉ層が基層と接し、Ｔｉ層は密着層として機能する。また、上部電極を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯX）、酸化イリジウム（ＩｒＯX）、又は酸化イリジウム−ハフニウム（Ｉｒ−Ｈｆ−Ｏ系材料）、Ｒｕ、Ｒｕ2／Ｒｕの積層構造、Ｉｒ、ＩｒＯ2／Ｉｒの積層構造、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｐｔ／Ｔｉの積層構造、Ｐｔ／Ｔａの積層構造、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｔａの積層構造、Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3（ＬＳＣＯ）、Ｐｔ／ＬＳＣＯの積層構造、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7を例示することができる。電極の成膜は、スパッタリング法やパルスレーザアブレーション法にて行うことができる。また、電極のパターニングは、例えばイオンミーリング法やＲＩＥ法にて行うことができる。
【００４４】
変位部材を静電駆動アクチュエータから構成する場合、変位部材に可動電極を設け、変位部材の下方に駆動電極を設け、変位部材の可動電極と駆動電極との間に生じる静電力によって、変位部材を駆動（上下動）させればよい。
【００４５】
変位部材を熱駆動アクチュエータから構成する場合、熱膨張係数の異なる２種類の材料層（例えば、Ｓｉ層とＡｕ層の積層構造、Ｓｉ層とＡｌ層の積層構造、熱膨張係数の異なるポリイミド層の積層構造）を積層した熱バイモルフ型とし、これらの２種類の材料層に例えば電流を流すことで温度変化を生じさせる。その結果、変位部材が撓み、これによって、変位部材が駆動（上下動）される。あるいは、厚さの異なる２本の梁を先端で結合したＵ字型とし、電流を流すと、細い梁構造の方が太い梁構造よりも抵抗値が高いので発熱量が多く、その結果、変位部材が太い梁構造に向かって曲がり、変位部材が駆動（上下動）される。あるいは又、変位部材を、例えばＴｉとＮｉの合金から成る形状記憶合金から構成してもよい。
【００４６】
ミラーを構成する光反射層は、ミラー本体部の表面（おもてめん）に形成された金属膜あるいは合金膜から構成することができ、例えば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて形成することができる。光反射層を構成する材料として、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）を例示することができる。ミラー本体部は、具体的には、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。ミラー本体部の外形形状は、円形、楕円形、長円形（半円と２本の線分が組み合わされた形状）、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。また、光反射層の外形形状も、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。ミラー本体部と光反射層とを、同じ、あるいは、類似、あるいは、相似した外形形状としてもよいし、異なる外形形状としてもよい。更には、ミラー本体部と光反射層とを大きさとしてもよいし、光反射層よりもミラー本体部を大きくしてもよい。場合によっては、ミラー本体部を、光反射層支持部、及び、光反射層支持部を取り囲む可動フレームから構成してもよく、この場合、可動フレームの四隅近傍の可動フレーム裏面に複数の支柱の上端部を固定すればよく、また、可動フレームと光反射層支持部とを連結した状態で一体的に形成すればよい。支柱は、基本的に伸縮することの無い、剛体から構成されており、より具体的には、例えば、シリコン、あるいは、酸化シリコン、あるいは、シリコンと酸化シリコンとの組合せから構成することができる。支柱の軸線に垂直な面で支柱を切断したときの支柱の断面形状は、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。支柱及び変位部材の数は、上述したとおり、４であることが好ましいが、これに限定するものではなく、３、あるいは、５以上であってもよい。
【００４７】
支柱の上端部はミラー本体部の裏面に固定されているが、具体的には、支柱とミラー本体部とを、例えば、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合すればよい。ここで、接合技術（ボンディング技術）として、エポキシ系接着剤、ＢＣＢ（Benzo-CycloButene）、ＣＹＴＯＰ等の有機系材料、ガラスフリット、水ガラス等を接着層として用いる方法だけでなく、ハンダ層等を接着層として用いる方法、陽極接合法、酸素等のプラズマによってウエハ表面を処理する方法を含むウエハ直接接合法、表面活性化常温接合法を挙げることもできる。支柱の下端部は変位部材の一端部に固定されているが、具体的には、例えば、支柱を変位部材上に形成すればよい。変位部材の他端部は支持部に固定されているが、具体的には、例えば、支持部を変位部材の他端部上に形成すればよい。トーションバーは周知の加工方法に基づくミラーの加工によって形成することができる。
【００４８】
本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、画像表示装置を、１つ備えていてもよいし（片眼型）、２つ備えていてもよい（両眼型）。
【００４９】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、フレームは観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部と、各テンプル部の先端部に取り付けられたモダン部から成り、更には、ノーズパッドを備えている。フレーム及びノーズパッドの組立体は、リムが無い点を除き、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。フレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。
【００５０】
そして、頭部装着型ディスプレイのデザイン上、あるいは、頭部装着型ディスプレイの装着の容易性といった観点から、１あるいは２の画像生成装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、外部回路（制御回路）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像生成装置はヘッドホン部を備えており、各画像生成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることが一層望ましい。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。
【００５１】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、撮像装置は、フロント部の中央部分に取り付けられている形態とすることができる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部の裏面を通し、一方の画像表示装置に接続すればよく、更には、画像生成装置から延びる配線に含ませればよい。
【００５２】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、導光手段は、
（ａ）全体として画像生成装置よりも観察者の顔の中心側に配置され、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段、
から構成されている形態とすることができる。尚、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。以下においても同様である。
【００５３】
そして、本発明の頭部装着型ディスプレイにおけるこのような形態において、第１偏向手段は、導光板に入射された光を反射し；第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する構成とすることができる。更には、この場合、第１偏向手段は反射鏡として機能し、第２偏向手段は半透過鏡として機能する構成とすることができる。
【００５４】
このような構成において、第１偏向手段は、例えば、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）や、導光板に入射された光を回折させる回折格子（例えば、ホログラム回折格子膜）から構成することができる。また、第２偏向手段は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。そして、第１偏向手段や第２偏向手段は、導光板の内部に配設されている（導光板の内部に組み込まれている）が、第１偏向手段においては、導光板に入射された平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光が反射又は回折される。一方、第２偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射又は回折され、導光板から平行光の状態で出射される。
【００５５】
あるいは又、本発明の頭部装着型ディスプレイにおけるこのような形態において、第１偏向手段は、導光板に入射された光を回折し；第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する構成とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段及び第２偏向手段は回折格子素子から成る形態とすることができ、更には、回折格子素子は、反射型回折格子素子から成り、あるいは又、透過型回折格子素子から成り、あるいは又、一方の回折格子素子は反射型回折格子素子から成り、他方の回折格子素子は透過型回折格子素子から成る構成とすることができる。尚、反射型回折格子素子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材』と呼ぶ場合がある。
【００５６】
第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。尚、各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
【００５７】
第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材及び第２回折格子部材を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。
【００５８】
あるいは又、本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、導光手段は、画像生成装置よりも観察者の顔の中心側に配置され、画像生成装置から出射された光が入射され、観察者の瞳に向かって出射される半透過ミラーから構成されている形態とすることができる。尚、画像生成装置から出射された光は、空気中を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよいし、例えば、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材（具体的には、後述する導光板を構成する材料と同様の材料から成る部材）の内部を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよい。尚、半透過ミラーを、この透明な部材を介して画像生成装置に取り付けてもよいし、半透過ミラーを、この透明な部材とは別の部材を介して画像生成装置に取り付けてもよい。
【００５９】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、画像生成装置は、
（イ）光源、
（ロ）光源から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（ハ）コリメート光学系から出射された平行光を走査する走査手段、及び、
（ニ）走査手段によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系、
から構成されている形態とすることができる。
【００６０】
ここで、走査手段が、本発明の光反射装置組立体に相当する。即ち、コリメート光学系から出射された平行光は、光反射装置組立体を構成するミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、リレー光学系を経由して導光手段に入射する。あるいは又、コリメート光学系から出射された平行光は、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、ミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に再入射し、光反射装置から出射され、導光手段に入射する。ミラー構造体の数は、例えば、１である。
【００６１】
このような構成の画像生成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができる。また、発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。このような構成の画像生成装置における画素（仮想の画素）の数も、頭部装着型ディスプレイに要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。また、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。リレー光学系は、周知のリレー光学系から構成すればよい。
【００６２】
このような構成の画像生成装置において、コリメート光学系にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、コリメート光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、クロスプリズムにおける光出射部を位置させればよい。コリメート光学系は、画素の位置情報を導光手段の光学系における角度情報に変換する機能を有する。コリメート光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。
【００６３】
導光板は、導光板の軸線（Ｙ’方向）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。導光板を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。
【００６４】
本発明の頭部装着型ディスプレイを両眼型とする場合、
導光手段は、全体として画像生成装置よりも観察者の顔の中心側に配置されており、
２つの画像表示装置を結合する結合部材を更に有し、
結合部材は、観察者の２つの瞳の間に位置するフレームの中央部分の観察者に面する側に取り付けられており、
結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる構成とすることが好ましい。
【００６５】
このように、結合部材を、観察者の２つの瞳の間に位置するフレームの中央部分に取り付けられている構造とすることによって、即ち、画像表示装置は、フレームに、直接、取り付けられた構造とはなっていなければ、観察者がフレームを頭部に装着したとき、テンプル部が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレームが変形したとしても、係るフレームの変形によって、画像生成装置あるいは導光手段の変位（位置変化）が生じることがないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレームのフロント部の剛性を高める必要がないので、フレームの重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置は、眼鏡型のフレームに、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレームのデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレームのデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、結合部材は、観察者とフレームとの間に配置されており、しかも、結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる。云い換えれば、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材はフレームによって隠されている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
【００６６】
尚、結合部材は、観察者の２つの瞳の間に位置するフロント部の中央部分（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）の観察者に面する側に取り付けられている構成とすることが好ましい。
【００６７】
結合部材によって２つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材の各端部に、画像生成装置が、取付け状態調整可能に取り付けられている形態とすることができる。そして、この場合、各画像生成装置は、観察者の瞳よりも外側に位置している構成とすることが好ましい。更には、このような構成にあっては、一方の画像生成装置の取付部中心とフレームの一端部（一方の智、ヨロイ）との間の距離をα、結合部材の中心からフレームの一端部（一方の智）までの距離をβ、他方の画像生成装置の取付部中心とフレームの一端部（一方の智）との間の距離をγ、フレームの長さをＬとしたとき、０．０１×Ｌ≦α≦０．３０×Ｌ、好ましくは、０．０５×Ｌ≦α≦０．２５×Ｌ、０．３５×Ｌ≦β≦０．６５×Ｌ、好ましくは、０．４５×Ｌ≦β≦０．５５×Ｌ、０．７０×Ｌ≦γ≦０．９９×Ｌ、好ましくは、０．７５×Ｌ≦γ≦０．９５×Ｌを満足することが望ましい。結合部材の各端部への画像生成装置の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔を設け、貫通孔に対応した螺合部を画像生成装置に設け、各貫通孔にビスを通し、画像生成装置に設けられた螺合部に螺合させる。ビスと螺合部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像生成装置の取付け状態（結合部材に対する画像生成装置の傾き）を調整することができる。
【００６８】
ここで、画像生成装置の取付部中心とは、画像生成装置が結合部材に取り付けられている状態において、画像生成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像生成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。また、結合部材の中心とは、結合部材がフレームに取り付けられている状態において、結合部材がフレームに接している部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。フレームの長さとは、フレームが湾曲している場合、フレームの射影像の長さである。尚、射影方向は、観察者の顔に対して垂直な方向とする。
【００６９】
あるいは又、結合部材によって２つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材が、２つの導光手段を結合している形態とすることもできる。尚、２つの導光手段が一体的に作製されている場合があり、このような場合、係る一体的に作製された導光手段に結合部材が取り付けられているが、係る形態も、結合部材が２つの導光手段を結合している形態に包含される。一方の画像生成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をα’他方の画像生成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をγ’としたとき、α’，γ’の値も上述したα，γの値と同様とすることが望ましい。尚、画像生成装置の中心とは、画像生成装置が導光手段に取り付けられている状態において、画像生成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像生成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。
【００７０】
結合部材の形状は、結合部材の射影像がフレームの射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状、細長い板状を例示することができる。結合部材を構成する材料も、金属や合金、プラスチック、これらの組合せを挙げることができる。
【実施例１】
【００７１】
実施例１は、本発明のフォトニック結晶及び光反射装置に関する。実施例１のフォトニック結晶の概念図を図１の（Ａ）に示すが、実施例１のフォトニック結晶は、断面形状が楕円形の空孔１１が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶１０である。そして、空孔１１の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶１０のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっている。また、図２の（Ａ）に波数空間上での分散面を示すように、分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。尚、図２の（Ａ）において、分散面のｘ方向の長さをＤx、ｙ方向の長さをＤyで示す。ここで、アスペクト比４以上の長方形とは、Ｄy／Ｄxの値が４以上であることを意味する。また、図２の（Ａ）において、円形は、真空における分散面を示す。
【００７２】
また、実施例１の光反射装置１２は、図１の（Ｂ）に模式図を示すように、光入射面１３、光反射膜１５が形成され、光入射面１３から入射した光が反射される光反射面１４、及び、光反射面１４で反射された光が出射される光出射面１６を備えた実施例１のフォトニック結晶１０（あるいはフォトニック結晶体）から成る。尚、光入射面１３、光反射面１４及び光出射面１６は、平面である。
【００７３】
ここで、実施例１において、フォトニック結晶１０は、２次元フォトニック結晶であり、屈折率２．５を有する酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る。空孔１１の断面形状、即ち、ｘｙ平面で空孔１１を切断したときの断面形状は楕円形である。空孔１１内には、空気（屈折率：１．０）が充填されている。空孔１１の断面形状において、楕円の長軸（長さ：ＶＤL）はｙ軸と平行であり、短軸（長さ：ＶＤS）はｘ軸と平行である。空孔１１はｚ軸と平行にフォトニック結晶１０の内部を延びている。ｘ軸と平行な辺を短辺、ｙ軸と平行な辺を長辺とした長方形の４つの頂点のそれぞれに空孔１１が配置されており、しかも、長方形の中心に更に１つの空孔１１が配置されている。尚、フォトニック結晶１０、あるいは、光反射装置１２、それ自体は、周知の方法で作製することができる。
【００７４】
具体的には、
ＰＴy＝１．３５ＰＴx
ＶＤL＝０．７５ＰＴx
ＶＤS＝０．４０ＰＴx
であり、入射光の波長を６４０ｎｍ（赤色）とする場合、ＰＴx＝１９８．４μｍ、入射光の波長を５２０ｎｍ（緑色）とする場合、ＰＴx＝１６１．２μｍ、入射光の波長を４５０ｎｍ（青色）とする場合、ＰＴx＝１３９．５μｍである。
【００７５】
そして、図２の（Ａ）に示すように、フォトニック結晶１０にあっては、分散面の長辺の長さＤxは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である。
【００７６】
また、入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面１４との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ （１）
を満足する。具体的には、
ｋx＝１．７０
ｋy＝０．３２
ｍ ＝４
θ ＝７６．０（度）
である。このような構成とすることで、光反射装置１２に入射した光が光反射面１４で反射されるとき、反射前の角度と反射後の角度の差を９０度とすることができる。即ち、光反射面への入射角θIと光反射面からの出射角θOとの和を９０度とすることができる。
【００７７】
実施例１の光反射装置１２における入射角と出射角の関係を求めた結果を，図２の（Ｂ）のグラフに示す。また、実施例１の光反射装置１２における振り角拡大範囲（単位：任意）と振り角拡大率の関係をシミュレーションした結果を図３の（Ａ）に示し、振り角拡大範囲（単位：任意）と振り角線形性の関係をシミュレーションした結果を図３の（Ｂ）に示す。ここで、振り角拡大範囲とは、所望の入射光角度変化（実施例１の例では±１０度）に対する、振り角拡大が可能となる入射光角度範囲であり、波数空間上では、真空の等周波数面の半径をＲとすると、下記のように表される。
Ｄy／（２Ｒ・ｓｉｎ１０°）
また、振り角拡大率とは、入射光の角度変化に対する出射光の角度変化の比率を表し、波数空間上ではＤx／Ｄyで表される。更には、振り角線形性とは、入射光角度と出射光角度の関係がどの程度線形であるかを表す指標であり、ミラー反射による波数ベクトルの境界条件（図２の（Ａ）の斜め線参照）の傾きと、等周波数面の長辺の最大傾きとの比率で表される。尚、ｘ軸と平行な辺を短辺、ｙ軸と平行な辺を長辺とした長方形の４つの頂点にのみ空孔が配置されているフォトニック結晶を比較例１のフォトニック結晶として、同様のシミュレーションを行った。その結果を、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図３の（Ａ）及び（Ｂ）において、実施例１の結果を黒三角印で示し、比較例１の結果を黒菱形印で示す。また、各特性における所望の範囲を「Ｉｎ ｓｐｅｃ」で表示した範囲で示す。
【００７８】
図２の（Ｂ）から、入射角と出射角との間には良い線形性があり、図３の（Ａ）及び（Ｂ）から、実施例１のフォトニック結晶１０の特性は、比較例１のフォトニック結晶の特性よりも優れていることが判る。
【００７９】
更には、光反射装置１２の光入射面１３への入射光の入射角と、光出射面１６からの出射光の出射角との関係をシミュレーションした結果を図４に示す。図４から、入射角が−１０度から＋１０度の範囲において、出射角は−４１度から＋４２度の範囲に拡大されていることが判る。即ち、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）は約４倍となっていることが判る。尚、Ｄy／Ｄxの値が大きいほど、振り角の拡大率を増大させることができるし、Ｄxの値が大きいほど、振り角の拡大範囲の増大を図ることができるし、分散面の長辺が直線に近づくほど、入射角と出射角の関係の線形性が良好となる。
【００８０】
このように、実施例１のフォトニック結晶あるいは光反射装置にあっては、分散面の一様な領域を用いるが故に、入射角、波長分散に対する設計余裕が大きい。また、波数空間上での分散面の形状をアスペクト比４以上としているので、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）を４倍以上と大きくすることができる。しかも、波数空間上での分散面の形状を長方形とすることで、入射角と出射角の関係に関して良好な線形性を保つことができる。
【実施例２】
【００８１】
実施例２は、本発明の光反射装置組立体に関する。概念図を図５の（Ａ）に示す実施例２の光反射装置組立体１７は、
（イ）光反射装置１２、及び、
（ロ）ミラー構造体２０Ａ、
を備えた光反射装置組立体である。そして、光反射装置１２は、上述した実施例１の光反射装置１２から成る。
【００８２】
一方、ミラー構造体２０Ａは、
（Ａ）ミラー本体部２３、及び、ミラー本体部２３の表面に設けられた光反射層２２を備えたミラー２１、
（Ｂ）ミラー本体部２３の裏面２４に上端部３０Ａが固定された複数の支柱３０、
（Ｃ）それぞれの支柱３０の下端部３０Ｂに一端部４０Ａが固定された変位部材４０、並びに、
（Ｄ）変位部材４０の他端部４０Ｂを固定する支持部６０、
から成る。
【００８３】
実施例２の光反射装置組立体１７にあっては、実施例１と同様に、ＰＴy＞ＰＴxの関係にある。また、光反射装置１２の光入射面１３はｙ軸と平行であり、光反射装置１２の光出射面１６はｘ軸と平行である。そして、光源から出射された光は、ミラー２１の光反射層２２で反射され、光反射装置１２の光入射面１３に入射し、光反射面１４で反射され、光出射面１６から出射される。
【００８４】
更には、ミラー２１の角度を｜θM｜だけ変化させると、ミラー２１に入射し、ミラー２１から出射する光の角度は、｜２θM｜、変化する。また、実施例１にて説明したとおり、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）は約４倍となっている。従って、ミラー２１に入射し、最終的に光反射装置１２から出射される光は、ミラー２１の角度が｜θM｜だけ変化したとき、約｜８θM｜、変化する。このように、実施例２の光反射装置組立体１７にあっては、ミラー２１の角度変化の約８倍の大きさの振り角（光偏向角度）を得ることができる。
【実施例３】
【００８５】
実施例３は、実施例２の変形である。概念図を図５の（Ｂ）に示す実施例３の光反射装置組立体１８にあっても、実施例１と同様に、ＰＴy＞ＰＴxの関係にある。また、光反射装置１２Ａの光入射面１３Ａはｘ軸と平行であり、光反射装置１２Ａの光出射面１６Ａはｙ軸と平行である。そして、光源から出射された光は、光反射装置１２Ａの光入射面１３Ａに入射し、光反射膜１５Ａが形成された光反射面１４Ａで反射され、光出射面１６Ａから出射され、ミラー２１の光反射層２２にて反射されて、光反射装置１２Ａの光出射面１６Ａから再入射し、光反射面１４Ａで反射され、光源からの光入射面１３Ａへの入射方向とは異なる方向に、光入射面１３Ａから出射される。
【００８６】
例えば、ミラー２１がｙ軸と平行に配置されている場合を想定する。このような場合、入射角−２０度で光反射装置１２に入射した光は、光出射面１６Ａから−５度の出射角で出射し、ミラー２１によって反射され、光反射装置１２に入射角＋５度で光出射面１６Ａから再入射する。そして、最終的に、光反射装置１２から出射角＋２０度で出射される。そして、実施例３にあっても、ミラー２１の角度を｜θM｜だけ変化させると、実施例２と同様に、最終的に光反射装置１２から出射される光は、約｜８θM｜、変化する。このように、実施例３の光反射装置組立体１８にあっても、ミラー２１の角度変化の約８倍の大きさの振り角（光偏向角度）を得ることができる。
【実施例４】
【００８７】
実施例４、あるいは後述する実施例５〜実施例１１は、実施例２あるいは実施例３の光反射装置組立体１７，１８を構成するミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）に関する。
【００８８】
実施例４は、第１の態様に係るミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）、より具体的には、第１Ａの構成のミラー構造体に関する。実施例４のミラー構造体の模式的な一部端面図、及び、実施例４のミラー構造体を上方から眺めた模式図を、それぞれ、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、実施例４のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に図７に示す。
【００８９】
実施例４のミラー構造体２０Ａは、実施例２にて説明したとおり、
（Ａ）ミラー本体部２３、及び、このミラー本体部２３の表面に設けられた光反射層２２を備えたミラー２１、
（Ｂ）ミラー本体部２３の裏面２４に上端部３０Ａが固定された複数の支柱３０、
（Ｃ）それぞれの支柱３０の下端部３０Ｂに一端部４０Ａが固定された変位部材４０、並びに、
（Ｄ）変位部材４０の他端部４０Ｂを固定する支持部６０、
から成る。
【００９０】
ここで、実施例４のミラー構造体２０Ａは４本の支柱３０及び４つの変位部材４０を有し、各支柱３０の上端部３０Ａはミラー２１の重心の周りに固定されており、対向する第１の支柱３１及び第３の支柱３３はＸ軸上に配置されており、残りの第２の支柱３２及び第４の支柱３４はＹ軸上に配置されている。尚、図７、後述する図９〜図１３において、各支柱３０（３１，３２，３３，３４）の固定中心を「＋」印で示し、ミラー２１の重心を、４本の支柱３０（３１，３２，３３，３４）で囲まれた「×」印で示す。更には、各変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の固定中心は、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の外側に記した白抜き四角の中心に「＋」印を配して記号を付した部分に隣接して位置する。そして、第１の支柱３１の下端部３０Ｂは第１の変位部材４１の一端部４０Ａに固定されており、第２の支柱３２の下端部３０Ｂは第２の変位部材４２の一端部４０Ａに固定されており、第３の支柱３３の下端部３０Ｂは第３の変位部材４３の一端部４０Ａに固定されており、第４の支柱３４の下端部３０Ｂは第４の変位部材４４の一端部４０Ａに固定されている。Ｘ軸とＹ軸が交差する原点は、ミラー２１の重心と一致している。
【００９１】
そして、Ｘ軸に沿って、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａ、第１の変位部材４１の一端部４０Ａ、及び、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。一方、Ｙ軸に沿って、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂ、第４の変位部材４４の一端部４０Ａ、第２の変位部材４２の一端部４０Ａ、及び、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。即ち、実施例４のミラー構造体２０Ａにあっては、ミラー２１の重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱３１の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱３２の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱３３の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱３４の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材４１の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材４２の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材４３の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、
第４の変位部材４４の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にある。更には、
Ｘ1 ＝−Ｘ3
Ｘ’1＝−Ｘ’3
Ｙ’1＝ Ｙ’3
Ｙ2 ＝−Ｙ4
Ｙ’2＝−Ｙ’4
Ｘ’2＝ Ｘ’4
を満足する。
【００９２】
また、実施例４のミラー構造体２０Ａにあっては、各変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の外形形状は二等辺三角形であり、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の一端部４０Ａは、この二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の他端部４０Ｂは、この二等辺三角形の底辺に相当する。
【００９３】
実施例４あるいは後述する実施例５〜実施例１１にあっては、変位部材４０は、ユニモルフ型の圧電アクチュエータ、より具体的には、長さ方向に伸縮する１枚の圧電材料薄膜５３が変位部材４０を構成する基層（支持構造体）５１，５２上に形成された構造を有する。そして、長さ方向に伸縮する圧電材料薄膜５３の動きによって、変位部材４０の一端部４０Ａが駆動（上下動）される。ここで、圧電材料薄膜５３は、ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体であるＰＺＴ［ジルコン酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3］から成る。基層（支持構造体）は、シリコン層５１と酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）５２の積層構造を有する。光反射層２２は、アルミニウム（Ａｌ）層から構成されている。ミラー本体部２３は、シリコン層と酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）との積層構造から構成されている、支柱３０は、シリコン層と、その表面に形成された酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）との組合せから構成されている。支柱の軸線に垂直な面で支柱を切断したときの支柱３０の断面形状を円形としたが、これに限定するものではない。また、ミラー本体部２３及び光反射層２２の外形形状を円形としたが、これに限定するものではないし、ミラー本体部２３と光反射層２２とを同じ大きさとしたが、このような形態に限定するものではない。変位部材４０を構成する基層（支持構造体）と圧電材料薄膜５３との間には下部電極（図示せず）が設けられており、圧電材料薄膜５３の上には上部電極（図示せず）が設けられている。ここで、下部電極はＰｔ／Ｔｉ積層構造を有する。尚、Ｔｉ層が基層を構成するシリコン層５１と接し、Ｔｉ層は密着層として機能する。上部電極は白金（Ｐｔ）から成る。
【００９４】
以下、図１９の（Ａ）〜（Ｃ）、図２０の（Ａ）〜（Ｃ）、図２１の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明する。
【００９５】
［工程−４００］
先ず、ＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板は、シリコン半導体基板から成る支持層８０、ＳｉＯ2から成る酸化シリコン層（ボックス層）５２、シリコン層（活性層）５１の周知の３層構造を有する。支持層８０、酸化シリコン層（ボックス層）５２、シリコン層（活性層）５１の厚さとして、それぞれ、０．３ｍｍ以上、１μｍ、３０μｍを例示することができる。そして、シリコン層（活性層）５１の上に、下部電極、圧電材料薄膜５３、上部電極を周知の方法で成膜する（図１９の（Ａ）参照）。次いで、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、上部電極、圧電材料薄膜５３、下部電極をパターニングし、更には、シリコン層（活性層）５１、酸化シリコン層（ボックス層）５２をパターニングする。こうして、支持層８０上に変位部材４０を得ることができる（図１９の（Ｂ）参照）。変位部材４０の一部は、一種の配線として支持層８０上を延在している。
【００９６】
［工程−４１０］
その後、変位部材４０を含む支持層８０の全面に、周知の方法に基づき、保護膜としてのレジスト層８１を形成し（図１９の（Ｃ）参照）、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、支持層８０を裏面からパターニングすることで、支持部６０及び支柱３０を得る（図２０の（Ａ）参照）。その後、残された支持層８０（支持部６０及び支柱３０）に熱酸化処理を施し、支持層８０（支持部６０及び支柱３０）の表面に酸化膜８２を形成する（図２０の（Ｂ）参照）。尚、酸化膜８２は、図２０の（Ｂ）〜（Ｃ）、及び、図２１の（Ａ）〜（Ｃ）にのみ図示している。
【００９７】
［工程−４２０］
一方、ミラー形成のために、別のＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板も、シリコン半導体基板から成る基板８３、酸化シリコン層８４、シリコン層８５の周知の３層構造を有する。そして、ＳＯＩ基板のシリコン層８５と酸化膜８２とを重ね合わせて、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合する（図２０の（Ｃ）、図２１の（Ａ）参照）。尚、酸化シリコン層８４、シリコン層８５は、図２０の（Ｃ）、及び、図２１の（Ａ）〜（Ｃ）にのみ図示している。
【００９８】
［工程−４３０］
その後、例えば、ウエットエッチング法に基づき基板８３を除去し、露出した酸化シリコン層８４上に、周知のスパッタリング法に基づきアルミニウム層２２’を形成する（図２１の（Ｂ）参照）。
【００９９】
［工程−４４０］
次いで、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、アルミニウム層２２’、酸化シリコン層８４、シリコン層８５をパターニングすることで、光反射層２２及びミラー本体部２３から構成されたミラー２１を得ることができる（図２１（Ｃ）参照）。
【０１００】
［工程−４５０］
その後、レジスト層８１を除去し、スペーサ６１を接着することで、図６の（Ａ）等に示した実施例４のミラー構造体２０Ａを得ることができる。
【０１０１】
例えば、第１の変位部材４１の一端部４０Ａを上方に変位させ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａを下方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において左手側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＹ軸の周りで反時計回りに回転させることができる。また、第１の変位部材４１の一端部４０Ａを下方に変位させ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａを上方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において右手側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＹ軸の周りで時計回りに回転させることができる。一方、第２の変位部材４２の一端部４０Ａを上方に変位させ、第４の変位部材４３の一端部４０Ａを下方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において手前側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＸ軸の周りで或る方向に回転させることができる。また、第２の変位部材４２の一端部４０Ａを下方に変位させ、第４の変位部材４３の一端部４０Ａを上方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において手前側が上方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＸ軸の周りで或る方向とは反対の方向に回転させることができる。更には、第１の変位部材４１、第２の変位部材４２、第３の変位部材４３、第４の変位部材４４の上方あるいは下方への変位を独立して制御することで、ミラー２１の法線を任意の方向に制御することができる。尚、Ｘ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行ってもよいし、非共振に基づき行ってもよい。同様に、Ｙ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行ってもよいし、非共振に基づき行ってもよい。
【０１０２】
実施例４のミラー構造体２０Ａにおいて、ミラー本体部２３及び光反射層２２の外形形状を直径１．３ｍｍの円形とし、支柱３０の高さを４００μｍ、支柱３０の断面を直径４０μｍの円形とし、支柱３０の固定中心をミラー２１の中心（重心）から４０μｍの所とし、変位部材４０における二等辺三角形の底辺の長さを２．０ｍｍ、変位部材４０における二等辺三角形の底辺から支柱３０の固定位置までの距離を１．０ｍｍとして、構造計算により変位部材４０の変位状態をシミュレーションした結果を図８に示す。尚、２つの電極に対して８０ボルト及び−８０ボルトの正弦波を逆位相で印加した。シミュレーションの結果、共振駆動時のミラー２１の振り角は±６．３度、共振周波数は２３．４ｋＨｚであり、例えば、後述する表示装置において十分に使用できる特性を示した。
【０１０３】
実施例４のミラー構造体２０Ａにあっては、複数の支柱３０は、その上端部３０Ａがミラー本体部２３の裏面２４に固定されており、その下端部３０Ｂが変位部材４０の一端部４０Ａに固定されており、変位部材４０の他端部４０Ｂは支持部６０に固定されている。そして、図示しない駆動回路から上部電極及び下部電極に電圧を印加し、圧電材料薄膜５３を伸縮させることによって、ミラー２１へ近づく方向及びミラー２１から離れる方向への複数の変位部材４０の独立した変位を生じさせることができる。即ち、ミラー２１を回動（駆動）するための変位部材４０とミラー２１を支持（保持）する支柱３０とが別の構造体であるが故に、変位部材４０の駆動力増大とミラー２１の角度変位の容易さとを両立させることができる。また、ミラー２１と支柱３０が連結されているため、ミラー２１を回動方向にのみ動作させることが容易であるし、支柱３０以外にミラー２１を支持する構造は必要ない。従って、構造、構成が簡素であるにも拘わらず、ミラー２１へ近づく方向及びミラー２１から離れる方向への複数の変位部材４０の独立した変位によって、ミラー２１をより大きな角度で傾けることが可能となる。しかも、各々の支柱３０が独立に駆動（上下動）されるため、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ難い。また、或る軸周りのミラー２１の回動に寄与する変位部材４０と、別の軸周りの回動に寄与する変位部材４０との設計を独立して行えば、ラスタースキャン動作に好適なミラー構造体２０Ａを容易に実現することができる。そして、ミラー２１の角度を偏向させるミラー構造体２０Ａ（２次元ＭＥＭＳスキャナ）において、変位部材等の構造をミラー２１の下側に配置することができるので、ミラー構造体２０Ａの小型化を図ることができる結果、表示装置等の小型化を実現することができる。このようにして、従来のミラー構造体では実現が難しい、小型・高速・大振り角の３要素を全て満たすＭＥＭＳスキャナを実現することができる。
【実施例５】
【０１０４】
実施例５は、実施例４の変形である。実施例５のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に図９の（Ａ）に示し、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に図９の（Ｂ）に示す。実施例５のミラー構造体において、各変位部材４０は、二等辺三角形部４０Ｃと、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分から突出した突出部４０Ｄとから成る。そして、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部４５が設けられている。更には、変位部材４０の一端部４０Ａは、突出部４０Ｄから構成されており、変位部材４０の他端部４０Ｂは、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部４０Ｃの部分から構成されている。尚、図９の（Ｂ）において、溝部４５を丸印で示した。
【０１０５】
ところで、実施例４のような構造を採用する場合、ミラー２１が傾く方向と変位部材が変位する方向とが一致しない。即ち、例えば、Ｙ軸周りにミラー２１が反時計回りに傾くとき、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、ミラー２１とは反対の方向、即ち、Ｙ軸周りに時計回りに回転する。尚、このような現象を、便宜上、『変位部材の反対方向の回転』と呼ぶ。そして、その結果、変位部材４０と支柱３０の接続部、支柱３０とミラー２１の接続部に、望ましくない応力が発生する虞がある。この応力は、ミラー２１の駆動を制限する上、接続部の破壊等の原因となる可能性がある。
【０１０６】
実施例５にあっては、溝部４５（ジョイント構造）を設けることにより、図９の（Ｂ）に概念図を示すように、支柱３０の角度変化がより容易に生じるため、変位部材４０等に不所望の応力が発生することを低減することができる。それ故、より小さい駆動力で大きな振り角を実現でき、更には、より信頼性の高いミラー構造体を得ることができる。
【実施例６】
【０１０７】
実施例６は、実施例５の変形である。図１０に、実施例６のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に示す。実施例６にあっては、溝部４５は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部４０Ｃの部分まで延びている。即ち、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分は繋がっているが、二等辺三角形部４０Ｃの他の部分は溝部４５によって分離されている。即ち、１本の支柱３０に対して、２つの圧電材料薄膜５３が備えられた構造を有する。
【０１０８】
例えば、図１０において、ミラー２１がＹ軸の周りに時計回りに傾いているとき、第２の変位部材４２を構成する二等辺三角形部４０1の圧電材料薄膜５３に印加する電圧と、二等辺三角形部４０2の圧電材料薄膜５３に印加する電圧とを僅かに変えて、二等辺三角形部４０1の方をより下側（−Ｚ方向）に変位させる。すると、第２の変位部材４２を構成する突出部４０ＤがＹ軸周りに時計回りに更に傾き、結果として第２の支柱３２も同様に傾く。このように実施例６のミラー構造体にあっては、ミラーの傾き（回動）をより細かく制御することができ、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。
【実施例７】
【０１０９】
実施例７も実施例４の変形である。図１１に、実施例７のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に示す。
【０１１０】
ラスタースキャンを行う場合、高速でのＸ軸周りのミラー２１の回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラー２１の回動を非共振に基づき行うが、そのために、高速でのＸ軸周りのミラー２１の回動を生じさせるための第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４には、高い固有周波数が求められ、一方、低速でのＹ軸周りのミラー２１の回動を生じさせるための第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３には、非共振でも大きな変位が得られるような大きな駆動力が求められる。
【０１１１】
実施例７のミラー構造体にあっては、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、低速でのＹ軸周りのミラー２１の回動ではあるが、大きな駆動力が得られるようにミアンダ構造を有する。一方、第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４は、高速でのＸ軸周りのミラー２１の回動を可能とする片持ち梁構造（板バネ構造、カンチレバー構造）を有する。そして、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４よりも低い周波数で駆動される。また、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂは、２箇所において支持部６０に固定されており、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂは、２箇所において支持部６０に固定されている。
【０１１２】
具体的には、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’1，Ｙ’11），（Ｘ’1，Ｙ’12）の２箇所で支持部６０に固定されており、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’3，Ｙ’31），（Ｘ’1，Ｙ’32）の２箇所で支持部６０に固定されており、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’2，Ｙ’2）の１箇所で支持部６０に固定されており、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’4，Ｙ’4）の１箇所で支持部６０に固定されているとした場合、
Ｘ’1 ＝−Ｘ’3
Ｙ’11＝ Ｙ’31
Ｙ’12＝ Ｙ’32
Ｙ’2 ＝−Ｙ’4
Ｘ’2 ＝ Ｘ’4
を満足する。
【０１１３】
実施例７にあっては、Ｘ軸周りのミラー２１の駆動に寄与する第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４と、Ｙ軸周りのミラー２１の駆動に寄与する第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３の構造を異なるものとすることで、ミラーのラスタースキャン動作をより容易に行うことができる。尚、第１の変位部材４１、第２の変位部材４２、第３の変位部材４３及び第４の変位部材４４の形状、構造、構成については、図１１に示した形状、構造、構成に限定されるものではなく、各変位部材４１，４２，４３，４４の駆動に求められる仕様に合わせればよい。
【実施例８】
【０１１４】
実施例８は、実施例４の変形であるが、第１Ｂの構成のミラー構造体に関する。実施例８のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に図１２の（Ａ）に示し、ミラー２１と変位部材４０の変位の状態を模式的に図１２の（Ｂ）に示す。
【０１１５】
実施例８のミラー構造体にあっては、Ｘ軸に沿って、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂ、第１の変位部材４１の一端部４０Ａ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａ、及び、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂが、この順で配置されており、Ｙ軸に沿って、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂ、第２の変位部材４２の一端部４０Ａ、第４の変位部材４４の一端部４０Ａ、及び、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。
【０１１６】
即ち、実施例８のミラー構造体にあっては、ミラー２１の重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱３１の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱３２の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱３３の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱３４の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材４１の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材４２の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材４３の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、並びに、
第４の変位部材４４の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ3 ＝−Ｘ1
Ｘ’3＝−Ｘ’1
Ｙ’3＝ Ｙ’1
Ｙ4 ＝−Ｙ2
Ｙ’4＝−Ｙ’2
Ｘ’4＝ Ｘ’2
を満足する。
【０１１７】
ところで、実施例５において説明したと同様に、実施例４のように、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にあるとき、『変位部材の反対方向の回転』が生じる。一方、実施例８にあっては、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にあるが故に、ミラー２１が傾く方向と変位部材が変位する方向とが一致する。即ち、例えば、Ｙ軸周りにミラー２１が反時計回りに傾くとき、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３も、ミラー２１と同じ方向、即ち、Ｙ軸周りに反時計回りに回転する。その結果、変位部材４０と支柱３０の接続部、支柱３０とミラー２１の接続部に、望ましくない応力が発生することが無く、高い信頼性を有し、より小さい駆動力で大きな振り角を実現するミラー構造体を得ることができる。
【実施例９】
【０１１８】
実施例９も実施例４の変形である。実施例９のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を図１３に模式的に示す。
【０１１９】
実施例９のミラー構造体にあっては、支柱３０の下端部３０Ｂが固定された変位部材４０の部分よりも変位部材４０の他端部４０Ｂ側に位置する変位部材４０の領域には、ヒンジ部４６が設けられている。あるいは又、実施例９のミラー構造体にあっては、支柱３０の下端部３０Ｂが固定された変位部材４０の部分よりも変位部材４０の他端部４０Ｂ側に位置する変位部材４０の領域は、ミアンダ構造を有する。即ち、ヒンジ部４６はミアンダ構造を有する。
【０１２０】
実施例９にあっては、実施例４と同様に『変位部材の反対方向の回転』が生じるが、ミアンダ構造を有するヒンジ部４６が設けられているが故に、不所望の応力の影響を少なくすることができる。また、各支柱に対応する変位部材を２段構造とすることで、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。尚、実施例９にて説明したヒンジ部４６を、必要に応じて、あるいは、構造上、可能ならば、他の実施例のミラー構造体に適用することができることは、云うまでもない。
【実施例１０】
【０１２１】
実施例１０も実施例４の変形である。実施例１０のミラー構造体を上方から眺めた模式図、及び、実施例１０のミラー構造体におけるミラー２１の一部を拡大して斜めから眺めた模式図を、図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
【０１２２】
実施例１０のミラー構造体にあっては、各支柱３０の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分の周囲には、トーションバー４７で分離された分離溝４８が設けられている。そして、第１の支柱３１の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバー４７によって連結されており、第２の支柱３２の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバー４７によって連結されており、第３の支柱３３の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバー４７によって連結されており、第４の支柱３４の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバー４７によって連結されている。即ち、トーションバー４７の延びる方向の射影像は、このトーションバー４７に対応して設けられた変位部材４０の変位によってミラー２１に生じる回動における回動軸の射影像と直交している。
【０１２３】
実施例５にて説明したように、例えば、Ｙ軸周りに反時計回りにミラー２１が傾いた状態では、第１の変位部材４１と第３の変位部材４３は、ミラー２１と反対の方向、即ち、Ｙ軸周りに時計回りに回転している。即ち、『変位部材の反対方向の回転』が生じる。実施例１０においては、各支柱３０の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分の周囲には、トーションバー４７で分離された分離溝４８が設けられている。従って、例えば、Ｙ軸周りに反時計回りにミラー２１が傾いた状態であっても、微小なトーションバー４７がこのミラー２１の傾きを吸収し、第２の支柱３２や第４の支柱３４は反時計回りにそれほど傾かない。このように、ミラー２１と支柱３０の接続部にミラー２１を回動させることができる機構（具体的には、トーションバー４７）を設けることにより、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。尚、トーションバー４７の長さが長いほど、変位部材の反対方向の回転に起因した不所望の応力の発生を抑制することができるが、トーションバー４７の長さが長すぎると各支柱の上下方向の駆動も吸収してしまうため、好適な長さに設定する必要がある。
【実施例１１】
【０１２４】
実施例１１も、実施例４の変形であるが、第２の態様に係るミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）に関する。図１６の矢印Ｐ−Ｐ及び矢印Ｑ−Ｑに沿った実施例１１のミラー構造体２０Ｂの模式的な一部端面図を、それぞれ、図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。また、実施例１１のミラー構造体を構成する変位部材１４０及び支柱１３０の配置を図１６に模式的に示す。更には、実施例１１のミラー構造体を上方から眺めた模式図を図１７に示す。
【０１２５】
実施例１１のミラー構造体２０Ｂにあっては、４本の支柱１３０（１３１，１３２，１３３，１３４）及び４つの変位部材１４０（１４１，１４２，１４３，１４４）を有している。そして、各支柱１３０の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の外周部に固定されており、第１の支柱１３１の下端部１３０Ｂは第１の変位部材１４１の一端部１４０Ａに固定されており、第２の支柱１３２の下端部１３０Ｂは第２の変位部材１４２の一端部１４０Ａに固定されており、第３の支柱１３３の下端部１３０Ｂは第３の変位部材１４３の一端部１４０Ａに固定されており、第４の支柱１３４の下端部１３０Ｂは第４の変位部材１４４の一端部１４０Ａに固定されている。より具体的には、ミラー本体部１２３は、第１の辺、及び、この第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、この第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有する。そして、第１の支柱１３１の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、第２の支柱１３２の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、第３の支柱１３３の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、第４の支柱１３４の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、第１の支柱１３１の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第１の変位部材１４１の他端部１４０Ｂ、及び、第２の支柱１３２の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第２の変位部材１４２の他端部１４０Ｂは、第１の辺に相当するミラー本体部１２３の部分に固定されており、第３の支柱１３３の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第３の変位部材１４３の他端部１４０Ｂ、及び、第４の支柱１３４の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第４の変位部材１４４の他端部１４０Ｂは、第３の辺に相当するミラー本体部１２３の部分に固定されている。
【０１２６】
ここで、ミラー１２１の重心を原点としたガウス座標を想定し、原点を通り、ミラー１２１におけるＸ方向をＸ軸、原点を通り、ミラー１２１におけるＹ方向をＹ軸としたとき、ミラー本体部１２３における第１の支柱１３１の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第２の支柱１３２の上端部１３０Ａの固定位置、ミラー本体部１２３における第３の支柱１３３の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第４の支柱１３４の上端部１３０Ａの固定位置とは、Ｙ軸に対して対称に位置している。また、ミラー本体部１２３における第１の支柱１３１の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第４の支柱１３４の上端部１３０Ａの固定位置、ミラー本体部１２３における第２の支柱１３２の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第３の支柱１３３の上端部１３０Ａの固定位置とは、Ｘ軸に対して対称に位置している。
【０１２７】
より具体的には、第１の辺及び第３の辺の長さをＬ1、第２の辺及び第４の辺の長さをＬ2としたとき、第３の辺、第４の辺、第４コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ｄ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第４コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第１の支柱１３１の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第２の辺、第３の辺、第３コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ｃ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第３コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第２の支柱１３２の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第１の辺、第２の辺、第２コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ｂ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第２コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第３の支柱１３３の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第４の辺、第１の辺、第１コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ａ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第１コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第４の支柱１３４の上端部１３０Ａが固定されている。ここで、例えば、ｃ1＝０．２、ｃ2＝０．２である。
【０１２８】
そして、実施例１１のミラー構造体２０Ｂにあっては、第１の変位部材１４１、第２の変位部材１４２、第３の変位部材１４３及び第４の変位部材１４４は、限定するものではないが、ミアンダ構造を有する。
【０１２９】
以上に説明した点を除き，実施例１１のミラー構造体２０Ｂの構成、構造は、実施例４のミラー構造体２０Ａの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１３０】
尚、図１８に実施例１１のミラー構造体の変形例を上方から眺めた模式図を示すように、ミラー本体部１２３を、光反射層支持部１２３Ａ、及び、光反射層支持部１２３Ａを取り囲む可動フレーム１２３Ｂから構成してもよく、この場合、可動フレーム１２３Ｂの四隅近傍の可動フレーム裏面に複数の支柱１３０の上端部を固定すればよく、また、可動フレーム１２３Ｂと光反射層支持部１２３Ａとを連結した状態で一体的に形成すればよい。
【実施例１２】
【０１３１】
実施例１２は、本発明の頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）に関する。実施例１２の頭部装着型ディスプレイにあっては、実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体、実施例４〜実施例１１にて説明したミラー構造体を適用している。
【０１３２】
実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図２２に示し、頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図２３に示す。また、頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図２４に示し、頭部装着型ディスプレイを観察者２４０の頭部に装着した状態を上方から眺めた図を図２５に示す。更には、実施例１２における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図を図２６に示す。尚、図２５においては、便宜上、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略しており、図２６あるいは後述する図２７においては、光反射装置組立体１７が組み込まれた例を図示している。
【０１３３】
実施例１２における頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者２４０の頭部に装着される眼鏡型のフレーム２１０、及び、
（Ｂ）２つの画像表示装置３００、
を備えている。
【０１３４】
ここで、各画像表示装置３００は、
（イ）光源３５１、
（ロ）光源３５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系３５２、
（ハ）コリメート光学系３５２から出射された平行光を走査する走査手段３５３、及び、
（ニ）走査手段３５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系３５４、
から構成されている。尚、画像生成装置３１０全体が筐体３１３（図２６では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体３１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系３５４から光が出射される。そして、各筐体３１３が、結合部材２２０の端部分に、ビスあるいは接着剤（図示せず）を用いて取り付けられている。また、筐体３１３に、導光手段３２０が取り付けられている。
【０１３５】
光源３５１は、赤色を発光する赤色発光素子３５１Ｒ、緑色を発光する緑色発光素子３５１Ｇ、青色を発光する青色発光素子３５１Ｂから構成されており、各発光素子は半導体レーザ素子や固体レーザから成る。光源３５１から出射された３原色の光は、クロスプリズム３５５を通過することで色合成が行われ、光路が一本化され、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系３５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー３５６で反射され、入射した平行光を２次元的に走査する実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体１７，１８から成る走査手段３５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、即ち、Ｘ方向及びＹ方向のラスタースキャンが行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系３５４を通過し、平行光とされた光束が導光手段３２０に入射する。
【０１３６】
尚、場合によっては、赤色発光素子３５１Ｒから出射された赤色光、緑色発光素子３５１Ｇから出射された緑色光、青色発光素子３５１Ｂから出射された青色光のそれぞれに最適化された３種類の光反射装置１２を備えており（具体的には、入射光の波長に対する、例えば、ＰＴx，ＰＴy，ＶＤL，ＶＤSの最適化）、更には、これらの３種類の光反射装置１２から出射された赤色光、緑色光及び青色光の光路を一本化し、リレー光学系３５４へと出射するための光合成手段を備えていてもよい。
【０１３７】
頭部装着型ディスプレイは、上述したとおり、２つの画像表示装置３００を結合する結合部材２２０を有している。結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃの観察者に面する側に（即ち、観察者２４０とフレーム２１０との間に）、例えば、ビス（図示せず）を用いて取り付けられている。更には、結合部材２２０の射影像は、フレーム２１０の射影像内に含まれる。即ち、観察者２４０の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材２２０はフレーム２１０によって隠されており、結合部材２２０は視認されない。
【０１３８】
具体的には、一方の画像生成装置３１０Ａの取付部中心３１０ＡCとフレーム２１０の一端部（一方の智）２１０Ａとの間の距離をα、結合部材２２０の中心２２０Cからフレームの一端部（一方の智）２１０Ａまでの距離をβ、他方の画像生成装置３１０Ｂの取付部中心３１０ＢCとフレームの一端部（一方の智）２１０Ａとの間の距離をγ、フレームの長さをＬとしたとき、
α＝０．１×Ｌ
β＝０．５×Ｌ
γ＝０．９×Ｌ
である。
【０１３９】
そして、結合部材２２０によって２つの画像表示装置３００が結合されているが、具体的には、結合部材２２０の各端部に、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂが、取付け状態調整可能に取り付けられている。各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂは、観察者２４０の瞳２４１よりも外側に位置している。ここで、結合部材２２０の各端部への画像生成装置（具体的には、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂ）の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔（図示せず）を設け、貫通孔に対応したタップ付きの孔部（螺合部。図示せず）を画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに設け、各貫通孔にビス（図示せず）を通し、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに設けられた孔部に螺合させる。ビスと孔部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像生成装置の取付け状態（結合部材に対する画像生成装置の傾き）を調整することができる。取付け後、蓋（図示せず）によってビスを隠す。尚、図２３、図２９、図３２において、結合部材２２０，２３０を明示するために、結合部材２２０，２３０に斜線を付した。
【０１４０】
フレーム２１０は、観察者２４０の正面に配置されるフロント部２１０Ｂと、フロント部２１０Ｂの両端に蝶番２１１を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部２１２と、各テンプル部２１２の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）２１３から成り、結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフロント部２１０Ｂの中央部分２１０Ｃ（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）に取り付けられている。そして、結合部材２２０の観察者２４０に面する側にノーズパッド２１４が取り付けられている。尚、図２４、図３０あるいは図３３においては、ノーズパッド２１４の図示を省略している。フレーム２１０及び結合部材２２０は金属や合金、プラスチック、あるいは、これらの組合せから作製されており、結合部材２２０の形状は湾曲した棒状である。尚、結合部材２２０の形状は、結合部材２２０の射影像がフレーム２１０の射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状の他、細長い板状を例示することができる。
【０１４１】
更には、一方の画像生成装置３１０Ａから延びる配線（信号線や電源線等）２１５が、テンプル部２１２、及び、モダン部２１３の内部を介して、モダン部２１３の先端部から外部に延び、外部回路（制御回路）に接続されている。更には、各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂはヘッドホン部２１６を備えており、各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから延びるヘッドホン部用配線２１７が、テンプル部２１２、及び、モダン部２１３の内部を介して、モダン部２１３の先端部からヘッドホン部２１６へと延びている。ヘッドホン部用配線２１７は、より具体的には、モダン部２１３の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部２１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部２１６やヘッドホン部用配線２１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした頭部装着型ディスプレイとすることができる。
【０１４２】
また、フロント部２１０Ｂの中央部分２１０Ｃには、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズ（これらは図示せず）とから構成された撮像装置２１８が取り付けられている。具体的には、中央部分２１０Ｃには貫通孔が設けられており、中央部分２１０Ｃに設けられた貫通孔と対向する結合部材２２０の部分には凹部が設けられており、この凹部内に撮像装置２１８が配置されている。中央部分２１０Ｃに設けられた貫通孔から入射した光が、レンズによって固体撮像素子に集光される。固体撮像素子からの信号は、撮像装置２１８から延びる配線（図示せず）を介して、画像生成装置３１０Ａに送出される。尚、配線は、結合部材２２０とフロント部２１０Ｂとの間を通り、一方の画像生成装置３１０Ａに接続されている。このような構成にすることで、撮像装置が頭部装着型ディスプレイに組み込まれていることを、視認させ難くすることができる。
【０１４３】
実施例１２にあっては、図２６に示すように、リレー光学系３５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される導光手段３２０は、
（ａ）全体として画像生成装置３１０よりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０から出射された光が入射され、導光され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される導光板３２１、
（ｂ）導光板３２１に入射された光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段３３０、及び、
（ｃ）導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を導光板３２１から出射させるために、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段３４０、
から構成されている。
【０１４４】
第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０は導光板３２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段３３０は、導光板３２１に入射された光を反射し、第２偏向手段３４０は、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段３３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段３４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板３２１の内部に設けられた第１偏向手段３３０は、アルミニウムから成り、導光板３２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板３２１の内部に設けられた第２偏向手段３４０は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ2膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ2膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体に関しては、特表２００５−５２１０９９に開示されている。図面においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板３２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段３３０においては、導光板３２１に入射された平行光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段３４０においては、導光板３２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板３２１から平行光の状態で出射される。
【０１４５】
第１偏向手段３３０は、導光板３２１の第１偏向手段３３０を設ける部分３２４を切り出すことで、導光板３２１に第１偏向手段３３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板３２１の切り出した部分３２４を第１偏向手段３３０に接着すればよい。また、第２偏向手段３４０は、導光板３２１を構成する材料と同じ材料（例えば、ガラス）と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板３２１の第２偏向手段３４０を設ける部分３２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板３２１の内部に第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０が設けられた導光手段３２０を得ることができる。
【０１４６】
導光板３２１は、導光板３２１の軸線と平行に延びる２つの平行面（第１面３２２及び第２面３２３）を有している。第１面３２２と第２面３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面３２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面３２２から出射される。
【０１４７】
このように、実施例１２における頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）にあっては、結合部材２２０が２つの画像表示装置３００を結合しており、この結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃに取り付けられている。即ち、各画像表示装置３００は、フレーム２１０に、直接、取り付けられた構造とはなっていない。従って、観察者２４０がフレーム２１０を頭部に装着したとき、テンプル部２１２が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレーム２１０が変形したとしても、このようなフレーム２１０の変形によって、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂの変位（位置変化）が生じないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレーム２１０のフロント部２１０Ｂの剛性を高める必要がないので、フレーム２１０の重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置３００は、眼鏡型のフレーム２１０に、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレーム２１０のデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレーム２１０のデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材２２０はフレーム２１０に隠れている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
【実施例１３】
【０１４８】
実施例１３は実施例１２の変形である。実施例１３における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置４００の概念図を図２７の（Ａ）に示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図２７の（Ｂ）に示す。実施例１３にあっては、画像生成装置３１０は、実施例１２と同様の構成、構造を有する。また、導光手段４２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、基本的な構成、構造、即ち、
（ａ）全体として画像生成装置３１０よりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０から出射された光が入射され、導光され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される導光板４２１、
（ｂ）導光板４２１に入射された光が導光板４２１の内部で全反射されるように、導光板４２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を導光板４２１から出射させるために、導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段、
から構成されている点は、実施例１２の導光手段３２０と同じである。
【０１４９】
実施例１３にあっては、第１偏向手段及び第２偏向手段は導光板４２１の表面（具体的には、導光板４２１の第２面４２３）に配設されている。そして、第１偏向手段は、導光板４２１に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する。ここで、第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子、具体的には反射型回折格子素子、より具体的には反射型体積ホログラム回折格子から成る。以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材４３０』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材４４０』と呼ぶ。
【０１５０】
そして、実施例１３にあっては、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を、異なるＰ種類（具体的には、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。より具体的には、赤色の光を回折反射する回折格子層と、緑色の光を回折反射する回折格子層と、青色の光を回折反射する回折格子層とが積層された構造を、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０は有する。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｚ’軸方向に平行である。尚、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０の軸線方向をＹ’軸方向、法線方向をＸ’軸方向とする。ここで、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０のＹ’軸方向はミラーのＸ軸の方向に相当し、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０のＺ’軸方向はミラーのＹ軸の方向に相当する。図２７の（Ａ）及び（Ｂ）においては、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を１層で示した。このような構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
【０１５１】
第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を構成する材料として、上述したとおり、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。
【０１５２】
図２７の（Ｂ）に反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。
【０１５３】
ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （Ｂ）
【０１５４】
第１回折格子部材４３０は、上述したとおり、導光板４２１の第２面４２３に配設（接着）されており、第１面４２２から導光板４２１に入射されたこの平行光が導光板４２１の内部で全反射されるように、導光板４２１に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材４４０は、導光板４２１の第２面４２３に配設（接着）されており、導光板４２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板４２１から平行光のまま第１面４２２から出射する。
【０１５５】
そして、導光板４２１にあっても、赤色、緑色及び青色の３色の平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板４２１が薄く導光板４２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材４４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板４２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材４４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材４４０から離れる方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材４３０において回折反射される平行光であって、第２回折格子部材４４０に近づく方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光よりも、導光板４２１の内部を伝播していく光が導光板４２１の内面と衝突するときの導光板４２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材４４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材４３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板４２１の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。
【０１５６】
実施例１３における頭部装着型ディスプレイは、上述したとおり、導光手段４２０が異なる点を除き、実質的に、実施例１２における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【実施例１４】
【０１５７】
実施例１４も、実施例１２の変形である。実施例１４における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図２８に示し、実施例１４における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図２９に示す。また、実施例１４における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図３０に示す。
【０１５８】
実施例１４にあっては、導光手段は、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂよりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから出射された光が入射され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される半透過ミラー５２０から構成されている。尚、実施例１４にあっては、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから出射された光は、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材５２１の内部を伝播して半透過ミラー５２０に入射する構造としているが、空気中を伝播して半透過ミラー５２０に入射する構造としてもよい。
【０１５９】
各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂは、結合部材２２０の両端部分に、例えば、ビスを用いて取り付けられている。また、部材５２１が各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに取り付けられ、半透過ミラー５２０が部材５２１に取り付けられている。実施例１４における頭部装着型ディスプレイは、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１２における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【実施例１５】
【０１６０】
実施例１５も、実施例１２の変形である。実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図３１に示し、実施例１５における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図３２に示す。また、実施例１５における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図３３に示す。
【０１６１】
実施例１５における頭部装着型ディスプレイにあっては、棒状の結合部材２３０が、実施例１２と異なり、２つの画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂを結合する代わりに、２つの導光手段３２０を結合している。尚、２つの導光手段３２０を一体的に作製し、係る一体的に作製された導光手段３２０に結合部材２３０が取り付けられている形態とすることもできる。
【０１６２】
ここで、実施例１５における頭部装着型ディスプレイにあっても、結合部材２３０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃに、例えば、ビスを用いて取り付けられており、各画像生成装置３１０は、観察者２４０の瞳２４１よりも外側に位置している。尚、各画像生成装置３１０は、導光手段３２０の端部に取り付けられている。結合部材２３０の中心２３０Cからフレーム２１０の一端部までの距離をβ、フレーム２１０の長さをＬとしたとき、β＝０．５×Ｌを満足している。尚、実施例１５においても、α’の値、γ’の値は、実施例１２のαの値、γの値と同じ値である。
【０１６３】
実施例１５にあっては、フレーム２１０、各画像表示装置３００、画像生成装置３１０、導光手段３２０は、実施例１２において説明したフレーム２１０、画像表示装置３００、画像生成装置３１０、導光手段３２０と同じ構成、構造を有する。それ故、これらの詳細な説明は省略する。また、実施例１５における頭部装着型ディスプレイも、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１２における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０１６４】
また、実施例１５における棒状の結合部材２３０が２つの導光手段３２０を結合している構成、構造を、実施例１３〜実施例１４において説明した頭部装着型ディスプレイに適用することができる。
【実施例１６】
【０１６５】
実施例１６は、実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体、実施例４〜実施例１１にて説明したミラー構造体を適用した表示装置、より具体的には、画像表示装置に関する。図３４に実施例１６の表示装置の概念図を示す。実施例１６の表示装置は、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザといった発光素子から成る光源、光源から出射された光を平行光とし、コリメートするレンズ群（図３４では、１枚のレンズで示す）、レンズ群から出射された平行光が入射され、この平行光をＸ方向及びＹ方向にラスタースキャンする実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体１７，１８、及び、光反射装置組立体１７，１８から出射された光が衝突し、最終的に画像が表示されるスクリーンから構成された画像表示装置、具体的には、画像表示用のプロジェクターである。
【０１６６】
表示装置における画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。ミラー構造体の数は、例えば、１である。
【０１６７】
表示装置においてカラー表示を行う場合、光源は、赤色を出射する赤色発光素子、緑色を出射する緑色発光素子、青色を出射する青色発光素子、これらの発光素子から出射された光を１本の光に纏めるためのダイクロイックプリズムから構成されていてもよい。あるいは又、光源を、白色光を出射する１つの発光素子から構成し、この発光素子から出射された白色光を、赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを、逐次、通過させ、赤色、緑色、青色の光の三原色を取り出す構成とすることもできる。あるいは又、光源を、白色光を出射する１つの発光素子、ダイクロイックプリズム及び波長選択を行う狭帯域フィルタから構成することで、赤色、緑色、青色の光の三原色を取り出す構成とすることもできる。但し、カラー表示の方法は、以上に説明した方法に限定するものではなく、本質的に任意の方法とすることができる。また、光源として、その他、有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光素子、無機ＥＬ発光素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。
【０１６８】
尚、場合によっては、赤色発光素子から出射された赤色光、緑色発光素子から出射された緑色光、青色発光素子から出射された青色光のそれぞれに最適化された３種類の光反射装置１２を備えており（具体的には、入射光の波長に対する、例えば、ＰＴx，ＰＴy，ＶＤL，ＶＤSの最適化）、更には、これらの３種類の光反射装置１２から出射された赤色光、緑色光及び青色光の光路を一本化し、スクリーンへと出射するための光合成手段を備えていてもよい。
【０１６９】
ラスタースキャンを行う場合、前述したとおり、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を非共振に基づき行うことが好ましい。そして、この場合には、低速でのＹ軸周りのミラーの回動によって表示装置の垂直方向のスキャンが行われ、高速でのＸ軸周りのミラーの回動によって表示装置の水平方向のスキャンが行われる。尚、表示装置、それ自体の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１７０】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明したフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、頭部装着型ディスプレイ、ミラー構造体の構成、構造、各部の形状、使用した材料、製造方法は例示であり、適宜変更することができる。場合によっては、ミラー構造体の代わりに、電気光学素子や音響光学素子と光反射装置とを組み合わせて光反射装置組立体を構成してもよい。フォトニック結晶や光反射装置、光反射装置組立体に入射する光は可視光だけでなく、赤外線やミリ波といった電磁波とすることもできる。
【０１７１】
実施例１２〜実施例１５に説明した頭部装着型ディスプレイにおいて、例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（米国特許第２００４００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよい。実施例６あるいは実施例７、実施例１５の導光手段３２０にあっては、回折格子素子を透過型回折格子素子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型回折格子素子から構成し、他方を透過型回折格子素子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子素子を、反射型ブレーズド回折格子素子とすることもできる。また、実施例にあっては、専ら、画像表示装置を２つ備えた両眼型としたが、画像表示装置を１つ備えた片眼型としてもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
１０・・・フォトニック結晶、１１・・・空孔、１２・・・光反射装置、１３・・・光入射面、１４・・・光反射面、１５・・・光反射膜、１６・・・光出射面、１７，１８・・・光反射装置組立体、２０，２０Ｂ・・・ミラー構造体、２１，１２１・・・ミラー、２２・・・光反射層、２２’・・・アルミニウム層、２３，１２３・・・ミラー本体部、２４・・・裏面、３０，１３０・・・支柱、３０Ａ，１３０Ａ・・・上端部、３０Ｂ，１３０Ｂ・・・下端部、３１，１３１・・・第１の支柱、３２，１３２・・・第２の支柱、３３，１３３・・・第３の支柱、３４，１３４・・・第４の支柱、４０，１４０・・・変位部材、４０Ａ，１４０Ａ・・・一端部、４０Ｂ，１４０Ｂ・・・他端部、４０Ｃ・・・二等辺三角形部、４０Ｄ・・・突出部、４１，１４１・・・第１の変位部材、４２，１４２・・・第２の変位部材、４３，１４３・・・第３の変位部材、４４，１４４・・・第４の変位部材、４５・・・溝部、４６・・・ヒンジ部、４７・・・トーションバー、４８・・・分離溝、５１・・・シリコン層（活性層）、５２・・・酸化シリコン層（ボックス層）、５３・・・圧電材料薄膜、６０・・・支持部、６１・・・スペーサ、８０・・・支持層、８１・・・レジスト層、８２・・・酸化膜、８３・・・基板、８４・・・酸化シリコン層、８５・・・シリコン層、２１０・・・フレーム、２１０Ａ・・・フレームの一端部、２１０Ｂ・・・フロント部、２１０Ｃ・・・フレームの中央部分、２１１・・・蝶番、２１２・・・テンプル部、３１３・・・モダン部、２１４・・・ノーズパッド、２１５・・・配線（信号線や電源線等）、２１６・・・ヘッドホン部、２１７・・・ヘッドホン部用配線、２１８・・・撮像装置、２２０，２３０・・・結合部材、２４０・・・観察者、２４１・・・瞳、３００，４００・・・画像表示装置、３１０・・・画像生成装置、３１３・・・筐体、３２０，４２０・・・導光手段、３２１，４２１・・・導光板、３２２，４２２・・・導光板の第１面、３２３，４２３・・・導光板の第２面、３２４，３２５・・・導光板の一部分、３３０・・・第１偏向手段、３４０・・・第２偏向手段、４３０・・・第１偏向手段（第１回折格子部材）、４４０・・・第２偏向手段（第２回折格子部材）、３５２・・・コリメート光学系、３５３・・・走査手段、３５４・・・リレー光学系、３５５・・・クロスプリズム、３５６・・・全反射ミラー、５２０・・・半透過ミラー、５２１・・・部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトニック結晶による様々な応用が研究されているが、その１つに、スーパープリズム現象を用いたビーム偏向技術を挙げることができる。そして、ビーム偏向技術は、光偏向素子や表示装置、プリンタへの応用が期待されている。フォトニック結晶を用いることにより、非常に小型であって、可動部が少なく、信頼性の高い光学コンポーネントを実現することが可能となる。
【０００３】
ところで、スーパープリズム現象が発現されるのはフォトニック結晶の内部のみである。それ故、フォトニック結晶によるスーパープリズム現象を用いた光偏向素子にあっては、フォトニック結晶における光出射面と光入射面とが平行であれば、フォトニック結晶への入射角とフォトニック結晶からの出射角とは等しくなってしまう（例えば、特開２２０１−０１３４３９参照。
【０００４】
フォトニック結晶の光入射面及び光出射面が平面であり、且つ、光出射面と光入射面が平行でない構造を有する光走査装置が、例えば、特開２００６−２５１１０６に開示されている。この光走査装置は、光源と、光源からの光を走査する走査手段と、走査手段によって走査される光の走査範囲を拡大する走査範囲拡大手段とを有し、走査範囲拡大手段は第１のフォトニック結晶と第２のフォトニック結晶から構成されている。そして、この光走査装置にあっては、入射位置を０〜８４ｍｍ走査することで、出射位置を０〜２１０ｍｍ走査しており、走査範囲を２．５倍、拡大できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２２０１−０１３４３９
【特許文献２】特開２００６−２５１１０６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光反射装置、係る光反射装置を組み込んだ光反射装置組立体、係る光反射装置組立体を組み込んだ頭部装着型ディスプレイ等の技術分野にあっては、光の入射角に対する出射角の割合である振り角（光偏向角度）を、特開２００６−２５１１０６に開示された技術よりも一層拡大させたいという要請がある。また、特開２００６−２５１１０６に開示された光走査装置にあっては、走査範囲拡大手段は第１のフォトニック結晶と第２のフォトニック結晶から構成されており、走査範囲拡大手段の構造、構成が複雑である。
【０００７】
従って、本発明の目的は、振り角の一層の拡大を達成し得るフォトニック結晶、係るフォトニック結晶を用い、しかも、簡素な構成、構造を有する光反射装置、係る光反射装置を組み込んだ光反射装置組立体、及び、係る光反射装置組立体を組み込んだ頭部装着型ディスプレイを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するための本発明のフォトニック結晶は、断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶であって、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、
波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。
【０００９】
上記の目的を達成するための本発明の光反射装置は、
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。
【００１０】
上記の目的を達成するための本発明の光反射装置組立体は、
（イ）光反射装置、及び、
（ロ）ミラー構造体、
を備えた光反射装置組立体であって、
光反射装置は、上記の本発明の光反射装置から成り、
ミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る。
【００１１】
上記の目的を達成するための本発明の頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、
（Ｂ−１）画像生成装置、及び、
（Ｂ−２）画像生成装置に取り付けられており、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光手段、
から構成されており、
画像生成装置は、本発明の光反射装置組立体を含む。ここで、画像生成装置に備えられた光源から出射された光は、具体的には、ミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、導光手段に入射する。あるいは又、画像生成装置に備えられた光源から出射された光は、具体的には、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、ミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に再入射し、光反射装置から出射され、導光手段に入射する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、あるいは、頭部装着型ディスプレイにあっては、フォトニック結晶の内部には、断面形状が楕円形の空孔が配列されており、空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。このようなフォトニック結晶にあっては、分散面の一様な領域を用いるため、入射角、波長分散に対する設計余裕が大きい。また、波数空間上での分散面の形状をアスペクト比４以上とすることで、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）を例えば４倍以上と大きくすることができる。しかも、波数空間上での分散面の形状を長方形とすることで、入射角と出射角の関係に関して線形性を保つことができるし、光入射面のどの位置から光が入射しても、入射角と出射角の関係を或る関係に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１のフォトニック結晶の概念図、及び、実施例１の光反射装置の模式図である。
【図２】図２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１のフォトニック結晶における波数空間上での分散面のグラフ、及び、実施例１の光反射装置における入射角と出射角の関係を示すグラフである。
【図３】図３の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１及び比較例１の光反射装置における振り角拡大範囲と振り角拡大率の関係をシミュレーションした結果、及び、振り角拡大範囲と振り角線形性の関係をシミュレーションした結果を示すグラフである。
【図４】図４は、光反射装置の光入射面への入射光の入射角と光出射面からの出射光の出射角との関係をシミュレーションした結果を示す図である。
【図５】図５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例２及び実施例３の光反射装置組立体の概念図である。
【図６】図６の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例４のミラー構造体の模式的な一部端面図、及び、実施例４のミラー構造体を上方から眺めた模式図である。
【図７】図７は、実施例４のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図８】図８は、実施例４にミラー構造体において、構造計算により変位部材の変位状態をシミュレーションした結果を示す図である。
【図９】図９の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例５のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図、並びに、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に示す図である。
【図１０】図１０は、実施例６のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１１】図１１は、実施例７のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１２】図１２の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例８のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図、並びに、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に示す図である。
【図１３】図１３は、実施例９のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１４】図１４の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１０のミラー構造体を上方から眺めた模式図、及び、実施例１０のミラー構造体におけるミラーの一部を拡大して斜めから眺めた模式図である。
【図１５】図１５の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図１６の矢印Ｐ−Ｐ及び矢印Ｑ−Ｑに沿った実施例１１のミラー構造体の模式的な一部端面図である。
【図１６】図１６は、実施例１１のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に示す図である。
【図１７】図１７は、実施例１１のミラー構造体を上方から眺めた模式図である。
【図１８】図１８は、実施例１１のミラー構造体の変形例を上方から眺めた模式図である。
【図１９】図１９の（Ａ）〜（Ｃ）は、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図２０】図２０の（Ａ）〜（Ｃ）は、図１９の（Ｃ）に引き続き、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図２１】図２１の（Ａ）〜（Ｃ）は、図２０の（Ｃ）に引き続き、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明するための変位部材等の模式的な一部端面図である。
【図２２】図２２は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図２３】図２３は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図２４】図２４は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図２５】図２５は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイを観察者の頭部に装着した状態を上方から眺めた図（但し、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略）である。
【図２６】図２６は、実施例１２における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図である。
【図２７】図２７の（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、実施例１３における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図、及び、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。
【図２８】図２８は、実施例１４における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図２９】図２９は、実施例１４における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図３０】図３０は、実施例１４における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図３１】図３１は、実施例１５における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図である。
【図３２】図３２は、実施例１５における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図である。
【図３３】図３３は、実施例１５における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図である。
【図３４】図３４は、本発明のミラー構造体を適用した表示装置の概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本発明を説明するが、本発明は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。尚、フォトニック結晶の説明においては、座標系、座標軸をアルファベットの小文字、ｘ軸，ｙ軸で表し、ミラー構造体の説明においては、座標系、座標軸をアルファベットの大文字、Ｘ軸，Ｙ軸で表す。
１．本発明のフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイ、全般に関する説明
２．実施例１（本発明のフォトニック結晶、光反射装置）
３．実施例２（本発明の光反射装置組立体）
４．実施例３（実施例２の別の変形）
５．実施例４（本発明の光反射装置組立体を構成するミラー構造体、第１Ａの構成のミラー構造体）
６．実施例５（実施例４の変形）
７．実施例６（実施例４の別の変形）
８．実施例７（実施例４の別の変形）
９．実施例８（実施例４の別の変形、第１Ｂの構成のミラー構造体）
１０．実施例９（実施例４の別の変形）
１１．実施例１０（実施例４の別の変形）
１２．実施例１１（第２の態様に係るミラー構造体）
１３．実施例１２（本発明の頭部装着型ディスプレイ）
１４．実施例１３（実施例１２の変形）
１５．実施例１４（実施例１２の別の変形）
１６．実施例１５（実施例１２の別の変形、その他）
１７．実施例１６（本発明の光反射装置組立体を適用した表示装置、その他）
【００１５】
［本発明のフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、及び、頭部装着型ディスプレイ、全般に関する説明］
本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｙ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｘ軸と平行であり、
光源から出射された光は、ミラーの光反射層で反射され、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射される形態とすることができる。
【００１６】
あるいは又、本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｘ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｙ軸と平行であり、
光源から出射された光は、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射され、ミラーの光反射層にて反射されて、光反射装置の光出射面から再入射し、光反射面で反射され、光源からの光入射面への入射方向とは異なる方向に、光入射面から出射される形態とすることができる。
【００１７】
以上の好ましい形態を含む本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、あるいは又、本発明の光反射装置にあっては、
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ （１）
を満足する構成とすることが望ましい。即ち、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値がｍとなるように、ＰＴx，ＰＴy，ｋx，ｋyの値を設計し、且つ、式（１）を満足するように角度θを決定することが望ましい。そして、これによって、光反射装置に入射した光が光反射面で反射されるとき、反射前の角度と反射後の角度の差を９０度とすることができる。即ち、光反射面への入射角θIと光反射面からの出射角θOとの和を９０度とすることができる。但し、「ｍ」の値は整数であることに限定されない。
【００１８】
あるいは又、以上の好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体、本発明の頭部装着型ディスプレイあるいは本発明の光反射装置にあっては、あるいは、本発明のフォトニック結晶にあっては、分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上であることが望ましく、これによって、より一層大きな振り角を達成することができる。
【００１９】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラーの重心の周りに固定されており、
対向する第１の支柱及び第３の支柱は、ミラー構造体におけるＸ軸上に配置され、残りの第２の支柱及び第４の支柱は、ミラー構造体におけるＹ軸上に配置されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている態様とすることができる。尚、このような態様を、便宜上、『第１の態様に係るミラー構造体』と呼ぶ。ここで、Ｘ軸とＹ軸が交差する原点は、ミラーの重心と一致することが好ましい。
【００２０】
そして、上述した第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第３の変位部材の一端部、第１の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第４の変位部材の一端部、第２の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１Ａの構成のミラー構造体』と呼ぶ。
【００２１】
即ち、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、
第４の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ1 ＝−Ｘ3
Ｘ’1＝−Ｘ’3
Ｙ’1＝ Ｙ’3
Ｙ2 ＝−Ｙ4
Ｙ’2＝−Ｙ’4
Ｘ’2＝ Ｘ’4
を満足することが好ましい。
【００２２】
ここで、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
各変位部材の外形形状は二等辺三角形であり、
変位部材の一端部は、該二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、
変位部材の他端部は、該二等辺三角形の底辺に相当する構成とすることができる。但し、各変位部材の外形形状は、二等辺三角形に限定されず、例えば、矩形、長方形、台形等、任意の形状とすることもできる。
【００２３】
あるいは又、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
各変位部材は、二等辺三角形部と、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分から突出した突出部とから成り、
二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部が設けられており、
変位部材の一端部は、突出部から構成されており、
変位部材の他端部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分から構成されている構成とすることができる。そして、このような構成において、溝部は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部の部分まで延びている構成とすることもできる。即ち、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部の部分は繋がっているが、二等辺三角形部の他の部分は溝部によって分離されている構造とすることができる。但し、各変位部材の外形形状は、このような疑似二等辺三角形に限定されず、例えば、疑似矩形、疑似長方形、疑似台形等とすることもできる。そして、このように溝部を設けることで、より小さい駆動力で大きな振り角を実現することができる。
【００２４】
ラスタースキャンを行う場合、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を非共振に基づき行うことが好ましい。そのため、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を生じさせるための第２の変位部材及び第４の変位部材には、高い固有周波数が求められ、一方、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を生じさせるための第１の変位部材及び第３の変位部材には、非共振でも大きな変位が得られるような大きな駆動力が求められる。
【００２５】
そして、このような要請に対処するために、第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、
第１の変位部材及び第３の変位部材はミアンダ構造を有し、
第２の変位部材及び第４の変位部材は片持ち梁構造（板バネ構造、カンチレバー構造）を有する構成とすることが好ましい。そして、この場合、第１の変位部材及び第３の変位部材は、第２の変位部材及び第４の変位部材よりも低い周波数で駆動される構成とすることができる。また、このような構成の第１Ａの構成のミラー構造体にあっては、第１の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されており、第３の変位部材の他端部は、２箇所において支持部に固定されている構成とすることができる。即ち、第１の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’1，Ｙ’11），（Ｘ’1，Ｙ’12）の２箇所で支持部に固定されており、第３の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’3，Ｙ’31），（Ｘ’1，Ｙ’32）の２箇所で支持部に固定されており、第２の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’2，Ｙ’2）の１箇所で支持部に固定されており、第４の変位部材の他端部は、固定中心座標（Ｘ’4，Ｙ’4）の１箇所で支持部に固定されているとした場合、
Ｘ’1 ＝−Ｘ’3
Ｙ’11＝ Ｙ’31
Ｙ’12＝ Ｙ’32
Ｙ’2 ＝−Ｙ’4
Ｘ’2 ＝ Ｘ’4
を満足することが好ましい。
【００２６】
あるいは又、上述した第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第１の変位部材の一端部、第３の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第２の変位部材の一端部、第４の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている構成とすることができる。尚、このような構成を、便宜上、『第１Ｂの構成のミラー構造体』と呼ぶ。
【００２７】
即ち、第１Ｂの構成のミラー構造体にあっては、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、並びに、
第４の変位部材の他端部の固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ3 ＝−Ｘ1
Ｘ’3＝−Ｘ’1
Ｙ’3＝ Ｙ’1
Ｙ4 ＝−Ｙ2
Ｙ’4＝−Ｙ’2
Ｘ’4＝ Ｘ’2
を満足することが好ましい。
【００２８】
以上に説明した各種の構成、形態を含む第１の態様に係るミラー構造体において、支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域には、ヒンジ部が設けられている構成とすることができる。また、このような構成を含む以上に説明した各種の構成、形態を含む第１の態様に係るミラー構造体において、支柱の下端部が固定された変位部材の部分よりも変位部材の他端部側に位置する変位部材の領域は、ミアンダ構造を有する構成とすることができる。
【００２９】
更には、以上に説明した各種の構成、形態を含む第１の態様に係るミラー構造体にあっては、
各支柱の上端部が固定されたミラーの部分の周囲には、トーションバーで分離された分離溝が設けられており、
第１の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバーによって連結されており、
第２の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバーによって連結されており、
第３の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバーによって連結されており、
第４の支柱の上端部が固定されたミラーの部分とミラーのその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバーによって連結されている構成とすることができる。
【００３０】
あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体あるいは本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラー本体部の外周部に固定されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている態様とすることができる。尚、このような態様を、便宜上、『第２の態様に係るミラー構造体』と呼ぶ。
【００３１】
そして、このような第２の態様に係るミラー構造体にあっては、
ミラー本体部は、第１の辺、及び、該第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、該第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有し、
第１の支柱の上端部は、ミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、
第２の支柱の上端部は、ミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、
第３の支柱の上端部は、ミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、
第４の支柱の上端部は、ミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、
第１の支柱の下端部に一端部が固定された第１の変位部材の他端部、及び、第２の支柱の下端部に一端部が固定された第２の変位部材の他端部は、第１の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されており、
第３の支柱の下端部に一端部が固定された第３の変位部材の他端部、及び、第４の支柱の下端部に一端部が固定された第４の変位部材の他端部は、第３の辺に相当するミラー本体部の部分に固定されている構成とすることができる。
【００３２】
ここで、ミラーの重心を原点としたガウス座標を想定し、原点を通り、ミラーにおけるＸ方向をＸ軸、原点を通り、ミラーにおけるＹ方向をＹ軸としたとき、ミラー本体部における第１の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第２の支柱の上端部の固定位置、ミラー本体部における第３の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第４の支柱の上端部の固定位置とは、Ｙ軸に対して対称に位置し、ミラー本体部における第１の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第４の支柱の上端部の固定位置、ミラー本体部における第２の支柱の上端部の固定位置とミラー本体部における第３の支柱の上端部の固定位置とは、Ｘ軸に対して対称に位置していることが望ましい。
【００３３】
また、第１の辺及び第３の辺の長さをＬ1、第２の辺及び第４の辺の長さをＬ2としたとき、第１の支柱の上端部はミラー本体部の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部『近傍』に固定されているとは、第３の辺、第４の辺、第４コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第４コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第１の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第２の支柱の上端部はミラー本体部の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部『近傍』に固定されているとは、第２の辺、第３の辺、第３コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第３コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第２の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第３の支柱の上端部はミラー本体部の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部『近傍』に固定されているとは、第１の辺、第２の辺、第２コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第２コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第３の支柱の上端部が固定されていることを意味する。同様に、第４の支柱の上端部はミラー本体部の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部『近傍』に固定されているとは、第４の辺、第１の辺、第１コーナー部からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第１コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第４の支柱の上端部が固定されていることを意味する。ここで、ｃ1は０乃至０．２の範囲内のいずれかの値であり、ｃ2も０乃至０．２の範囲内のいずれかの値であることが望ましい。但し、これに限定するものではないし、場合によっては、支柱の上端部は、ミラー本体部のコーナー部近傍に固定されていなくともよい。
【００３４】
そして、このような構成を含む第２の態様に係るミラー構造体にあっては、第１の変位部材、第２の変位部材、第３の変位部材及び第４の変位部材はミアンダ構造を有する構成とすることができる。
【００３５】
以上に説明した各種の構成、形態、第１の態様、第２の態様を含むミラー構造体において、変位部材を、バイモルフ型、ユニモルフ型、モノモルフ型又は積層型（マルチモルフ型）の圧電アクチュエータから構成することができるが、これに限定するものではなく、その他、変位部材を、静電駆動アクチュエータ、熱駆動アクチュエータ、磁界を印加したときに形状が変化するジュール効果を有する磁歪材料から構成された電磁駆動アクチュエータ、磁気トルクを利用した電磁駆動アクチュエータ、あるいは、高分子ゲルから構成された電気化学駆動アクチュエータから構成することもできる。
【００３６】
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本発明の光反射装置組立体、頭部装着型ディスプレイ、光反射装置あるいはフォトニック結晶（以下、これらを総称して、単に、『本発明』と呼ぶ場合がある）において、２次元以上のフォトニック結晶、即ち、２次元フォトニック結晶あるいは３次元フォトニック結晶を構成する材料は、入射光に対して透明であり、しかも、比誘電率の高い材料（例えば、誘電体材料）から構成することが好ましく、具体的には、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2）、五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）を例示することができる。空孔の断面とは、ｘｙ平面で空孔を切断したときの断面である。空孔内には、例えば、空気が充填されている。空孔の断面形状は楕円形であるが、楕円の長軸（長さ：ＶＤL）はｙ軸と平行であり、短軸（長さ：ＶＤS）はｘ軸と平行であることが、波数空間における等周波数面のアスペクト比（ｋy／ｋx）をより大きくできるといった理由から好ましい。空孔はｚ軸と平行にフォトニック結晶の内部を延びている。空孔の配列は面心配置であるが、ここで、「面心配置」とは、例えば、ｘ軸と平行な辺を短辺、ｙ軸と平行な辺を長辺とした長方形の４つの頂点に空孔が配置され、しかも、長方形の中心に更に１つの空孔が配置された状態を指す。光入射面、光反射面及び光出射面は、平面であり、光入射面のどの位置から光が入射しても、入射角と出射角の関係を或る所定の関係に維持することができる。
【００３７】
波数空間（逆格子ベクトルによって構成された空間のことであり、逆格子空間とも呼ばれる）上での分散面は、結晶中の光伝搬を決定する等周波数面とも呼ばれるが、その形状は、アスペクト比４以上の長方形である。尚、長方形の長辺は、長方形の中心に向かって凸状に湾曲し、長方形の短辺は、長方形の中心から離れる方向に凸状に湾曲している場合もあるが、係る形状も長方形に包含される。但し、湾曲は小さければ小さいほど、好ましい。
【００３８】
一般に、フォトニック結晶における光が入射する面（光入射面）及び出射する面（光出射面）には、反射防止膜を形成する必要がある。しかしながら、本発明のフォトニック結晶に関しては、反射防止膜が無くとも、光透過率７０％以上を確保できるため、必ずしも反射防止膜は必要ではない。但し、一層高い光透過率が要求される場合には、反射防止膜を形成してもよい。この反射防止膜は、酸化シリコン膜（ＳｉＯX）、酸窒化シリコン膜（ＳｉＯＮ）、酸化ニオブ膜（ＮｂＯx）、窒化チタン膜（ＴｉＯ2）、酸窒化チタン膜（ＴｉＯＮ）、低屈折率材料と高屈折率材料とから成る多層積層膜（例えば、酸化シリコン膜と酸化ニオブ膜とから成る多層積層膜、酸化シリコン膜と酸化チタン膜の多層積層膜）から構成することができ、例えば、各種の塗布法やスパッタリング法等の物理的気相成長法によって形成することができるし、フィルム状の反射防止膜を配置（例えば、接着）してもよい。
【００３９】
光反射面には光反射膜が形成されているが、光反射膜は、金属膜あるいは合金膜から構成することができ、例えば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて形成することができる。光反射膜を構成する材料として、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）を例示することができる。あるいは又、フィルム状の光反射膜を光反射面に配置（例えば、接着）してもよい。
【００４０】
ミラー構造体における変位部材を構成するユニモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する１枚の圧電材料薄膜が変位部材を構成する基層（支持構造体）上に形成された構造を有する。また、バイモルフ型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する２枚の圧電材料薄膜が変位部材を構成する基層（支持構造体）を介して積層された構造を有し、一方の圧電材料薄膜が伸びたとき、他方の圧電材料薄膜が縮む。尚、２枚の圧電材料薄膜を、分極方向を対称に配置した形式（シリーズ・タイプ）と、分極方向を非対称に（同一方向に）配置した形式（パラレル・タイプ）とがある。積層型の圧電アクチュエータは、例えば、長さ方向に伸縮する多数の圧電材料薄膜と基層とが積層された構造を有する。そして、これらの構造を有する変位部材にあっては、長さ方向に伸縮する圧電材料薄膜の動きによって、その一端部が駆動（上下動）される。基層（支持構造体）は、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。
【００４１】
圧電材料薄膜を構成する材料として、ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体であるＰＺＴ［ジルコン酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3］；ＰＺＴにＮｂ、Ｃｏ、Ｍｎを添加したＰＺＴ系セラミックス材料；ＰＺＴにペロブスカイトＡＢＯ3を加えた３成分系のＰＺＴ系セラミックス材料；ＰｂＴｉＯ3系セラミックス材料；ＬｉＮｂＯ3系セラミックス材料；ＢａＴｉＯ3−ＳｉＯ2−Ａｌ2Ｏ3やＢａＴｉＯ3−Ｎｂ2Ｏ5といったＢａＴｉＯ3系セラミックス材料；マグネシウム・ニオブ酸鉛［Ｐｂ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3］系セラミックス材料；ＺｎＯ；ＡｌＮを例示することができる。
【００４２】
圧電材料薄膜は、例えば、
（１）ＲＦマグネトロンスパッタリング法等を含むスパッタリング法や、エキシマレーザ等を用いたレーザアブレーション法といった各種物理的気相成長法（ＰＶＤ法）
（２）原料として、例えば、Ｐｂ（Ｃ2Ｈ5）4、Ｚｒ（ＤＰＭ）4、Ｔｉ（ｉ−Ｃ3Ｈ7Ｏ）4等の有機金属化合物を用いたＭＯＣＶＤ法
（３）例えば、酢酸鉛［Ｐｂ（ＣＨ3ＣＯＯＨ）2］、チタンイソプロポキシド［Ｔｉ（ＯＣＨ（ＣＨ3）2）4］、及び、ジルコンイソプロポキシド［Ｚｒ（ＯＣＨ2ＣＨ2ＣＨ3）4］を金属原料として用い、係る原料溶液をスピンコーティング法等で成膜し、熱処理することによって緻密化、結晶化させて圧電材料薄膜を得るゾル・ゲル法
（４）ＰＺＴ系セラミックス材料粉末をスラリー化し、スピンコーティング法等に基づき圧電材料薄膜を成膜するコンポジット法を含む、スピンコーティング法
（５）スクリーン印刷法
（６）メッキ法、
（７）ジルコニウム、チタン等の水溶液を圧力容器内に入れ、加熱、加圧することで圧電材料薄膜を成膜する水熱合成法
（８）サブミクロンサイズの原料粉末を合すと混合してエアロゾルとし、吹き付けることで圧電材料薄膜を成膜するエアロゾルデポジッション法
等によって成膜することができる。
【００４３】
変位部材を構成する基層（支持構造体）と圧電材料薄膜との間には下部電極を設け、圧電材料薄膜の上には上部電極を設ける。下部電極として、Ｐｔ／Ｔｉ積層構造を挙げることができる。尚、Ｔｉ層が基層と接し、Ｔｉ層は密着層として機能する。また、上部電極を構成する材料として、白金（Ｐｔ）、金（Ａｕ）、酸化ルテニウム（ＲｕＯX）、酸化イリジウム（ＩｒＯX）、又は酸化イリジウム−ハフニウム（Ｉｒ−Ｈｆ−Ｏ系材料）、Ｒｕ、Ｒｕ2／Ｒｕの積層構造、Ｉｒ、ＩｒＯ2／Ｉｒの積層構造、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｐｔ／Ｔｉの積層構造、Ｐｔ／Ｔａの積層構造、Ｐｔ／Ｔｉ／Ｔａの積層構造、Ｌａ0.5Ｓｒ0.5ＣｏＯ3（ＬＳＣＯ）、Ｐｔ／ＬＳＣＯの積層構造、ＹＢａ2Ｃｕ3Ｏ7を例示することができる。電極の成膜は、スパッタリング法やパルスレーザアブレーション法にて行うことができる。また、電極のパターニングは、例えばイオンミーリング法やＲＩＥ法にて行うことができる。
【００４４】
変位部材を静電駆動アクチュエータから構成する場合、変位部材に可動電極を設け、変位部材の下方に駆動電極を設け、変位部材の可動電極と駆動電極との間に生じる静電力によって、変位部材を駆動（上下動）させればよい。
【００４５】
変位部材を熱駆動アクチュエータから構成する場合、熱膨張係数の異なる２種類の材料層（例えば、Ｓｉ層とＡｕ層の積層構造、Ｓｉ層とＡｌ層の積層構造、熱膨張係数の異なるポリイミド層の積層構造）を積層した熱バイモルフ型とし、これらの２種類の材料層に例えば電流を流すことで温度変化を生じさせる。その結果、変位部材が撓み、これによって、変位部材が駆動（上下動）される。あるいは、厚さの異なる２本の梁を先端で結合したＵ字型とし、電流を流すと、細い梁構造の方が太い梁構造よりも抵抗値が高いので発熱量が多く、その結果、変位部材が太い梁構造に向かって曲がり、変位部材が駆動（上下動）される。あるいは又、変位部材を、例えばＴｉとＮｉの合金から成る形状記憶合金から構成してもよい。
【００４６】
ミラーを構成する光反射層は、ミラー本体部の表面（おもてめん）に形成された金属膜あるいは合金膜から構成することができ、例えば、各種の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や各種の化学的気相成長法（ＣＶＤ法）にて形成することができる。光反射層を構成する材料として、具体的には、金（Ａｕ）、銀（Ａｕ）、アルミニウム（Ａｌ）を例示することができる。ミラー本体部は、具体的には、例えば、シリコン層、あるいは、酸化シリコン層、あるいは、シリコン層と酸化シリコン層との積層構造から構成することができる。ミラー本体部の外形形状は、円形、楕円形、長円形（半円と２本の線分が組み合わされた形状）、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。また、光反射層の外形形状も、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。ミラー本体部と光反射層とを、同じ、あるいは、類似、あるいは、相似した外形形状としてもよいし、異なる外形形状としてもよい。更には、ミラー本体部と光反射層とを大きさとしてもよいし、光反射層よりもミラー本体部を大きくしてもよい。場合によっては、ミラー本体部を、光反射層支持部、及び、光反射層支持部を取り囲む可動フレームから構成してもよく、この場合、可動フレームの四隅近傍の可動フレーム裏面に複数の支柱の上端部を固定すればよく、また、可動フレームと光反射層支持部とを連結した状態で一体的に形成すればよい。支柱は、基本的に伸縮することの無い、剛体から構成されており、より具体的には、例えば、シリコン、あるいは、酸化シリコン、あるいは、シリコンと酸化シリコンとの組合せから構成することができる。支柱の軸線に垂直な面で支柱を切断したときの支柱の断面形状は、円形、楕円形、長円形、正方形、長方形、台形等を含む矩形等、本質的に任意の形状とすることができる。支柱及び変位部材の数は、上述したとおり、４であることが好ましいが、これに限定するものではなく、３、あるいは、５以上であってもよい。
【００４７】
支柱の上端部はミラー本体部の裏面に固定されているが、具体的には、支柱とミラー本体部とを、例えば、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合すればよい。ここで、接合技術（ボンディング技術）として、エポキシ系接着剤、ＢＣＢ（Benzo-CycloButene）、ＣＹＴＯＰ等の有機系材料、ガラスフリット、水ガラス等を接着層として用いる方法だけでなく、ハンダ層等を接着層として用いる方法、陽極接合法、酸素等のプラズマによってウエハ表面を処理する方法を含むウエハ直接接合法、表面活性化常温接合法を挙げることもできる。支柱の下端部は変位部材の一端部に固定されているが、具体的には、例えば、支柱を変位部材上に形成すればよい。変位部材の他端部は支持部に固定されているが、具体的には、例えば、支持部を変位部材の他端部上に形成すればよい。トーションバーは周知の加工方法に基づくミラーの加工によって形成することができる。
【００４８】
本発明の頭部装着型ディスプレイにあっては、画像表示装置を、１つ備えていてもよいし（片眼型）、２つ備えていてもよい（両眼型）。
【００４９】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、フレームは観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部と、各テンプル部の先端部に取り付けられたモダン部から成り、更には、ノーズパッドを備えている。フレーム及びノーズパッドの組立体は、リムが無い点を除き、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。フレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。
【００５０】
そして、頭部装着型ディスプレイのデザイン上、あるいは、頭部装着型ディスプレイの装着の容易性といった観点から、１あるいは２の画像生成装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、外部回路（制御回路）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像生成装置はヘッドホン部を備えており、各画像生成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることが一層望ましい。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。
【００５１】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、撮像装置は、フロント部の中央部分に取り付けられている形態とすることができる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部の裏面を通し、一方の画像表示装置に接続すればよく、更には、画像生成装置から延びる配線に含ませればよい。
【００５２】
本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、導光手段は、
（ａ）全体として画像生成装置よりも観察者の顔の中心側に配置され、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光板、
（ｂ）導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるために、導光板の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段、
から構成されている形態とすることができる。尚、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。以下においても同様である。
【００５３】
そして、本発明の頭部装着型ディスプレイにおけるこのような形態において、第１偏向手段は、導光板に入射された光を反射し；第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する構成とすることができる。更には、この場合、第１偏向手段は反射鏡として機能し、第２偏向手段は半透過鏡として機能する構成とすることができる。
【００５４】
このような構成において、第１偏向手段は、例えば、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）や、導光板に入射された光を回折させる回折格子（例えば、ホログラム回折格子膜）から構成することができる。また、第２偏向手段は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。そして、第１偏向手段や第２偏向手段は、導光板の内部に配設されている（導光板の内部に組み込まれている）が、第１偏向手段においては、導光板に入射された平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光が反射又は回折される。一方、第２偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射又は回折され、導光板から平行光の状態で出射される。
【００５５】
あるいは又、本発明の頭部装着型ディスプレイにおけるこのような形態において、第１偏向手段は、導光板に入射された光を回折し；第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する構成とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段及び第２偏向手段は回折格子素子から成る形態とすることができ、更には、回折格子素子は、反射型回折格子素子から成り、あるいは又、透過型回折格子素子から成り、あるいは又、一方の回折格子素子は反射型回折格子素子から成り、他方の回折格子素子は透過型回折格子素子から成る構成とすることができる。尚、反射型回折格子素子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材』と呼ぶ場合がある。
【００５６】
第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。尚、各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
【００５７】
第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材及び第２回折格子部材を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。
【００５８】
あるいは又、本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、導光手段は、画像生成装置よりも観察者の顔の中心側に配置され、画像生成装置から出射された光が入射され、観察者の瞳に向かって出射される半透過ミラーから構成されている形態とすることができる。尚、画像生成装置から出射された光は、空気中を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよいし、例えば、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材（具体的には、後述する導光板を構成する材料と同様の材料から成る部材）の内部を伝播して半透過ミラーに入射する構造としてもよい。尚、半透過ミラーを、この透明な部材を介して画像生成装置に取り付けてもよいし、半透過ミラーを、この透明な部材とは別の部材を介して画像生成装置に取り付けてもよい。
【００５９】
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本発明の頭部装着型ディスプレイにおいて、画像生成装置は、
（イ）光源、
（ロ）光源から出射された光を平行光とするコリメート光学系、
（ハ）コリメート光学系から出射された平行光を走査する走査手段、及び、
（ニ）走査手段によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系、
から構成されている形態とすることができる。
【００６０】
ここで、走査手段が、本発明の光反射装置組立体に相当する。即ち、コリメート光学系から出射された平行光は、光反射装置組立体を構成するミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、リレー光学系を経由して導光手段に入射する。あるいは又、コリメート光学系から出射された平行光は、光反射装置に入射し、光反射装置から出射され、ミラー構造体によって走査・反射され、光反射装置に再入射し、光反射装置から出射され、導光手段に入射する。ミラー構造体の数は、例えば、１である。
【００６１】
このような構成の画像生成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができる。また、発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。このような構成の画像生成装置における画素（仮想の画素）の数も、頭部装着型ディスプレイに要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。また、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。リレー光学系は、周知のリレー光学系から構成すればよい。
【００６２】
このような構成の画像生成装置において、コリメート光学系にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、コリメート光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、クロスプリズムにおける光出射部を位置させればよい。コリメート光学系は、画素の位置情報を導光手段の光学系における角度情報に変換する機能を有する。コリメート光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。
【００６３】
導光板は、導光板の軸線（Ｙ’方向）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよい。導光板を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラスや、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。導光板の形状は、平板に限定するものではなく、湾曲した形状を有していてもよい。
【００６４】
本発明の頭部装着型ディスプレイを両眼型とする場合、
導光手段は、全体として画像生成装置よりも観察者の顔の中心側に配置されており、
２つの画像表示装置を結合する結合部材を更に有し、
結合部材は、観察者の２つの瞳の間に位置するフレームの中央部分の観察者に面する側に取り付けられており、
結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる構成とすることが好ましい。
【００６５】
このように、結合部材を、観察者の２つの瞳の間に位置するフレームの中央部分に取り付けられている構造とすることによって、即ち、画像表示装置は、フレームに、直接、取り付けられた構造とはなっていなければ、観察者がフレームを頭部に装着したとき、テンプル部が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレームが変形したとしても、係るフレームの変形によって、画像生成装置あるいは導光手段の変位（位置変化）が生じることがないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレームのフロント部の剛性を高める必要がないので、フレームの重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置は、眼鏡型のフレームに、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレームのデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレームのデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、結合部材は、観察者とフレームとの間に配置されており、しかも、結合部材の射影像は、フレームの射影像内に含まれる。云い換えれば、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材はフレームによって隠されている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
【００６６】
尚、結合部材は、観察者の２つの瞳の間に位置するフロント部の中央部分（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）の観察者に面する側に取り付けられている構成とすることが好ましい。
【００６７】
結合部材によって２つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材の各端部に、画像生成装置が、取付け状態調整可能に取り付けられている形態とすることができる。そして、この場合、各画像生成装置は、観察者の瞳よりも外側に位置している構成とすることが好ましい。更には、このような構成にあっては、一方の画像生成装置の取付部中心とフレームの一端部（一方の智、ヨロイ）との間の距離をα、結合部材の中心からフレームの一端部（一方の智）までの距離をβ、他方の画像生成装置の取付部中心とフレームの一端部（一方の智）との間の距離をγ、フレームの長さをＬとしたとき、０．０１×Ｌ≦α≦０．３０×Ｌ、好ましくは、０．０５×Ｌ≦α≦０．２５×Ｌ、０．３５×Ｌ≦β≦０．６５×Ｌ、好ましくは、０．４５×Ｌ≦β≦０．５５×Ｌ、０．７０×Ｌ≦γ≦０．９９×Ｌ、好ましくは、０．７５×Ｌ≦γ≦０．９５×Ｌを満足することが望ましい。結合部材の各端部への画像生成装置の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔を設け、貫通孔に対応した螺合部を画像生成装置に設け、各貫通孔にビスを通し、画像生成装置に設けられた螺合部に螺合させる。ビスと螺合部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像生成装置の取付け状態（結合部材に対する画像生成装置の傾き）を調整することができる。
【００６８】
ここで、画像生成装置の取付部中心とは、画像生成装置が結合部材に取り付けられている状態において、画像生成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像生成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。また、結合部材の中心とは、結合部材がフレームに取り付けられている状態において、結合部材がフレームに接している部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。フレームの長さとは、フレームが湾曲している場合、フレームの射影像の長さである。尚、射影方向は、観察者の顔に対して垂直な方向とする。
【００６９】
あるいは又、結合部材によって２つの画像表示装置が結合されているが、具体的には、結合部材が、２つの導光手段を結合している形態とすることもできる。尚、２つの導光手段が一体的に作製されている場合があり、このような場合、係る一体的に作製された導光手段に結合部材が取り付けられているが、係る形態も、結合部材が２つの導光手段を結合している形態に包含される。一方の画像生成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をα’他方の画像生成装置の中心とフレームの一端部との間の距離をγ’としたとき、α’，γ’の値も上述したα，γの値と同様とすることが望ましい。尚、画像生成装置の中心とは、画像生成装置が導光手段に取り付けられている状態において、画像生成装置及びフレームを仮想平面に射影したときに得られる画像生成装置の射影像が、フレームの射影像の重なっている部分のフレームの軸線方向に沿った二等分点を指す。
【００７０】
結合部材の形状は、結合部材の射影像がフレームの射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状、細長い板状を例示することができる。結合部材を構成する材料も、金属や合金、プラスチック、これらの組合せを挙げることができる。
【実施例１】
【００７１】
実施例１は、本発明のフォトニック結晶及び光反射装置に関する。実施例１のフォトニック結晶の概念図を図１の（Ａ）に示すが、実施例１のフォトニック結晶は、断面形状が楕円形の空孔１１が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶１０である。そして、空孔１１の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶１０のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっている。また、図２の（Ａ）に波数空間上での分散面を示すように、分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である。尚、図２の（Ａ）において、分散面のｘ方向の長さをＤx、ｙ方向の長さをＤyで示す。ここで、アスペクト比４以上の長方形とは、Ｄy／Ｄxの値が４以上であることを意味する。また、図２の（Ａ）において、円形は、真空における分散面を示す。
【００７２】
また、実施例１の光反射装置１２は、図１の（Ｂ）に模式図を示すように、光入射面１３、光反射膜１５が形成され、光入射面１３から入射した光が反射される光反射面１４、及び、光反射面１４で反射された光が出射される光出射面１６を備えた実施例１のフォトニック結晶１０（あるいはフォトニック結晶体）から成る。尚、光入射面１３、光反射面１４及び光出射面１６は、平面である。
【００７３】
ここで、実施例１において、フォトニック結晶１０は、２次元フォトニック結晶であり、屈折率２．５を有する酸化チタン（ＴｉＯ2）から成る。空孔１１の断面形状、即ち、ｘｙ平面で空孔１１を切断したときの断面形状は楕円形である。空孔１１内には、空気（屈折率：１．０）が充填されている。空孔１１の断面形状において、楕円の長軸（長さ：ＶＤL）はｙ軸と平行であり、短軸（長さ：ＶＤS）はｘ軸と平行である。空孔１１はｚ軸と平行にフォトニック結晶１０の内部を延びている。ｘ軸と平行な辺を短辺、ｙ軸と平行な辺を長辺とした長方形の４つの頂点のそれぞれに空孔１１が配置されており、しかも、長方形の中心に更に１つの空孔１１が配置されている。尚、フォトニック結晶１０、あるいは、光反射装置１２、それ自体は、周知の方法で作製することができる。
【００７４】
具体的には、
ＰＴy＝１．３５ＰＴx
ＶＤL＝０．７５ＰＴx
ＶＤS＝０．４０ＰＴx
であり、入射光の波長を６４０ｎｍ（赤色）とする場合、ＰＴx＝１９８．４μｍ、入射光の波長を５２０ｎｍ（緑色）とする場合、ＰＴx＝１６１．２μｍ、入射光の波長を４５０ｎｍ（青色）とする場合、ＰＴx＝１３９．５μｍである。
【００７５】
そして、図２の（Ａ）に示すように、フォトニック結晶１０にあっては、分散面の長辺の長さＤxは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である。
【００７６】
また、入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面１４との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ （１）
を満足する。具体的には、
ｋx＝１．７０
ｋy＝０．３２
ｍ ＝４
θ ＝７６．０（度）
である。このような構成とすることで、光反射装置１２に入射した光が光反射面１４で反射されるとき、反射前の角度と反射後の角度の差を９０度とすることができる。即ち、光反射面への入射角θIと光反射面からの出射角θOとの和を９０度とすることができる。
【００７７】
実施例１の光反射装置１２における入射角と出射角の関係を求めた結果を，図２の（Ｂ）のグラフに示す。また、実施例１の光反射装置１２における振り角拡大範囲（単位：任意）と振り角拡大率の関係をシミュレーションした結果を図３の（Ａ）に示し、振り角拡大範囲（単位：任意）と振り角線形性の関係をシミュレーションした結果を図３の（Ｂ）に示す。ここで、振り角拡大範囲とは、所望の入射光角度変化（実施例１の例では±１０度）に対する、振り角拡大が可能となる入射光角度範囲であり、波数空間上では、真空の等周波数面の半径をＲとすると、下記のように表される。
Ｄy／（２Ｒ・ｓｉｎ１０°）
また、振り角拡大率とは、入射光の角度変化に対する出射光の角度変化の比率を表し、波数空間上ではＤx／Ｄyで表される。更には、振り角線形性とは、入射光角度と出射光角度の関係がどの程度線形であるかを表す指標であり、ミラー反射による波数ベクトルの境界条件（図２の（Ａ）の斜め線参照）の傾きと、等周波数面の長辺の最大傾きとの比率で表される。尚、ｘ軸と平行な辺を短辺、ｙ軸と平行な辺を長辺とした長方形の４つの頂点にのみ空孔が配置されているフォトニック結晶を比較例１のフォトニック結晶として、同様のシミュレーションを行った。その結果を、図３の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。尚、図３の（Ａ）及び（Ｂ）において、実施例１の結果を黒三角印で示し、比較例１の結果を黒菱形印で示す。また、各特性における所望の範囲を「Ｉｎ ｓｐｅｃ」で表示した範囲で示す。
【００７８】
図２の（Ｂ）から、入射角と出射角との間には良い線形性があり、図３の（Ａ）及び（Ｂ）から、実施例１のフォトニック結晶１０の特性は、比較例１のフォトニック結晶の特性よりも優れていることが判る。
【００７９】
更には、光反射装置１２の光入射面１３への入射光の入射角と、光出射面１６からの出射光の出射角との関係をシミュレーションした結果を図４に示す。図４から、入射角が−１０度から＋１０度の範囲において、出射角は−４１度から＋４２度の範囲に拡大されていることが判る。即ち、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）は約４倍となっていることが判る。尚、Ｄy／Ｄxの値が大きいほど、振り角の拡大率を増大させることができるし、Ｄxの値が大きいほど、振り角の拡大範囲の増大を図ることができるし、分散面の長辺が直線に近づくほど、入射角と出射角の関係の線形性が良好となる。
【００８０】
このように、実施例１のフォトニック結晶あるいは光反射装置にあっては、分散面の一様な領域を用いるが故に、入射角、波長分散に対する設計余裕が大きい。また、波数空間上での分散面の形状をアスペクト比４以上としているので、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）を４倍以上と大きくすることができる。しかも、波数空間上での分散面の形状を長方形とすることで、入射角と出射角の関係に関して良好な線形性を保つことができる。
【実施例２】
【００８１】
実施例２は、本発明の光反射装置組立体に関する。概念図を図５の（Ａ）に示す実施例２の光反射装置組立体１７は、
（イ）光反射装置１２、及び、
（ロ）ミラー構造体２０Ａ、
を備えた光反射装置組立体である。そして、光反射装置１２は、上述した実施例１の光反射装置１２から成る。
【００８２】
一方、ミラー構造体２０Ａは、
（Ａ）ミラー本体部２３、及び、ミラー本体部２３の表面に設けられた光反射層２２を備えたミラー２１、
（Ｂ）ミラー本体部２３の裏面２４に上端部３０Ａが固定された複数の支柱３０、
（Ｃ）それぞれの支柱３０の下端部３０Ｂに一端部４０Ａが固定された変位部材４０、並びに、
（Ｄ）変位部材４０の他端部４０Ｂを固定する支持部６０、
から成る。
【００８３】
実施例２の光反射装置組立体１７にあっては、実施例１と同様に、ＰＴy＞ＰＴxの関係にある。また、光反射装置１２の光入射面１３はｙ軸と平行であり、光反射装置１２の光出射面１６はｘ軸と平行である。そして、光源から出射された光は、ミラー２１の光反射層２２で反射され、光反射装置１２の光入射面１３に入射し、光反射面１４で反射され、光出射面１６から出射される。
【００８４】
更には、ミラー２１の角度を｜θM｜だけ変化させると、ミラー２１に入射し、ミラー２１から出射する光の角度は、｜２θM｜、変化する。また、実施例１にて説明したとおり、振り角（光偏向角度）の拡大率（出射角／入射角の比）は約４倍となっている。従って、ミラー２１に入射し、最終的に光反射装置１２から出射される光は、ミラー２１の角度が｜θM｜だけ変化したとき、約｜８θM｜、変化する。このように、実施例２の光反射装置組立体１７にあっては、ミラー２１の角度変化の約８倍の大きさの振り角（光偏向角度）を得ることができる。
【実施例３】
【００８５】
実施例３は、実施例２の変形である。概念図を図５の（Ｂ）に示す実施例３の光反射装置組立体１８にあっても、実施例１と同様に、ＰＴy＞ＰＴxの関係にある。また、光反射装置１２Ａの光入射面１３Ａはｘ軸と平行であり、光反射装置１２Ａの光出射面１６Ａはｙ軸と平行である。そして、光源から出射された光は、光反射装置１２Ａの光入射面１３Ａに入射し、光反射膜１５Ａが形成された光反射面１４Ａで反射され、光出射面１６Ａから出射され、ミラー２１の光反射層２２にて反射されて、光反射装置１２Ａの光出射面１６Ａから再入射し、光反射面１４Ａで反射され、光源からの光入射面１３Ａへの入射方向とは異なる方向に、光入射面１３Ａから出射される。
【００８６】
例えば、ミラー２１がｙ軸と平行に配置されている場合を想定する。このような場合、入射角−２０度で光反射装置１２に入射した光は、光出射面１６Ａから−５度の出射角で出射し、ミラー２１によって反射され、光反射装置１２に入射角＋５度で光出射面１６Ａから再入射する。そして、最終的に、光反射装置１２から出射角＋２０度で出射される。そして、実施例３にあっても、ミラー２１の角度を｜θM｜だけ変化させると、実施例２と同様に、最終的に光反射装置１２から出射される光は、約｜８θM｜、変化する。このように、実施例３の光反射装置組立体１８にあっても、ミラー２１の角度変化の約８倍の大きさの振り角（光偏向角度）を得ることができる。
【実施例４】
【００８７】
実施例４、あるいは後述する実施例５〜実施例１１は、実施例２あるいは実施例３の光反射装置組立体１７，１８を構成するミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）に関する。
【００８８】
実施例４は、第１の態様に係るミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）、より具体的には、第１Ａの構成のミラー構造体に関する。実施例４のミラー構造体の模式的な一部端面図、及び、実施例４のミラー構造体を上方から眺めた模式図を、それぞれ、図６の（Ａ）及び（Ｂ）に示し、実施例４のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に図７に示す。
【００８９】
実施例４のミラー構造体２０Ａは、実施例２にて説明したとおり、
（Ａ）ミラー本体部２３、及び、このミラー本体部２３の表面に設けられた光反射層２２を備えたミラー２１、
（Ｂ）ミラー本体部２３の裏面２４に上端部３０Ａが固定された複数の支柱３０、
（Ｃ）それぞれの支柱３０の下端部３０Ｂに一端部４０Ａが固定された変位部材４０、並びに、
（Ｄ）変位部材４０の他端部４０Ｂを固定する支持部６０、
から成る。
【００９０】
ここで、実施例４のミラー構造体２０Ａは４本の支柱３０及び４つの変位部材４０を有し、各支柱３０の上端部３０Ａはミラー２１の重心の周りに固定されており、対向する第１の支柱３１及び第３の支柱３３はＸ軸上に配置されており、残りの第２の支柱３２及び第４の支柱３４はＹ軸上に配置されている。尚、図７、後述する図９〜図１３において、各支柱３０（３１，３２，３３，３４）の固定中心を「＋」印で示し、ミラー２１の重心を、４本の支柱３０（３１，３２，３３，３４）で囲まれた「×」印で示す。更には、各変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の固定中心は、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の外側に記した白抜き四角の中心に「＋」印を配して記号を付した部分に隣接して位置する。そして、第１の支柱３１の下端部３０Ｂは第１の変位部材４１の一端部４０Ａに固定されており、第２の支柱３２の下端部３０Ｂは第２の変位部材４２の一端部４０Ａに固定されており、第３の支柱３３の下端部３０Ｂは第３の変位部材４３の一端部４０Ａに固定されており、第４の支柱３４の下端部３０Ｂは第４の変位部材４４の一端部４０Ａに固定されている。Ｘ軸とＹ軸が交差する原点は、ミラー２１の重心と一致している。
【００９１】
そして、Ｘ軸に沿って、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａ、第１の変位部材４１の一端部４０Ａ、及び、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。一方、Ｙ軸に沿って、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂ、第４の変位部材４４の一端部４０Ａ、第２の変位部材４２の一端部４０Ａ、及び、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。即ち、実施例４のミラー構造体２０Ａにあっては、ミラー２１の重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱３１の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱３２の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱３３の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱３４の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材４１の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材４２の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材４３の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、
第４の変位部材４４の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にある。更には、
Ｘ1 ＝−Ｘ3
Ｘ’1＝−Ｘ’3
Ｙ’1＝ Ｙ’3
Ｙ2 ＝−Ｙ4
Ｙ’2＝−Ｙ’4
Ｘ’2＝ Ｘ’4
を満足する。
【００９２】
また、実施例４のミラー構造体２０Ａにあっては、各変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の外形形状は二等辺三角形であり、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の一端部４０Ａは、この二等辺三角形の頂角の近傍に相当し、変位部材４０（４１，４２，４３，４４）の他端部４０Ｂは、この二等辺三角形の底辺に相当する。
【００９３】
実施例４あるいは後述する実施例５〜実施例１１にあっては、変位部材４０は、ユニモルフ型の圧電アクチュエータ、より具体的には、長さ方向に伸縮する１枚の圧電材料薄膜５３が変位部材４０を構成する基層（支持構造体）５１，５２上に形成された構造を有する。そして、長さ方向に伸縮する圧電材料薄膜５３の動きによって、変位部材４０の一端部４０Ａが駆動（上下動）される。ここで、圧電材料薄膜５３は、ＰｂＺｒＯ3とＰｂＴｉＯ3の固溶体であるＰＺＴ［ジルコン酸チタン酸鉛、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ3］から成る。基層（支持構造体）は、シリコン層５１と酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）５２の積層構造を有する。光反射層２２は、アルミニウム（Ａｌ）層から構成されている。ミラー本体部２３は、シリコン層と酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）との積層構造から構成されている、支柱３０は、シリコン層と、その表面に形成された酸化シリコン層（具体的には、ＳｉＯ2層）との組合せから構成されている。支柱の軸線に垂直な面で支柱を切断したときの支柱３０の断面形状を円形としたが、これに限定するものではない。また、ミラー本体部２３及び光反射層２２の外形形状を円形としたが、これに限定するものではないし、ミラー本体部２３と光反射層２２とを同じ大きさとしたが、このような形態に限定するものではない。変位部材４０を構成する基層（支持構造体）と圧電材料薄膜５３との間には下部電極（図示せず）が設けられており、圧電材料薄膜５３の上には上部電極（図示せず）が設けられている。ここで、下部電極はＰｔ／Ｔｉ積層構造を有する。尚、Ｔｉ層が基層を構成するシリコン層５１と接し、Ｔｉ層は密着層として機能する。上部電極は白金（Ｐｔ）から成る。
【００９４】
以下、図１９の（Ａ）〜（Ｃ）、図２０の（Ａ）〜（Ｃ）、図２１の（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、実施例４のミラー構造体の製造方法を説明する。
【００９５】
［工程−４００］
先ず、ＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板は、シリコン半導体基板から成る支持層８０、ＳｉＯ2から成る酸化シリコン層（ボックス層）５２、シリコン層（活性層）５１の周知の３層構造を有する。支持層８０、酸化シリコン層（ボックス層）５２、シリコン層（活性層）５１の厚さとして、それぞれ、０．３ｍｍ以上、１μｍ、３０μｍを例示することができる。そして、シリコン層（活性層）５１の上に、下部電極、圧電材料薄膜５３、上部電極を周知の方法で成膜する（図１９の（Ａ）参照）。次いで、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、上部電極、圧電材料薄膜５３、下部電極をパターニングし、更には、シリコン層（活性層）５１、酸化シリコン層（ボックス層）５２をパターニングする。こうして、支持層８０上に変位部材４０を得ることができる（図１９の（Ｂ）参照）。変位部材４０の一部は、一種の配線として支持層８０上を延在している。
【００９６】
［工程−４１０］
その後、変位部材４０を含む支持層８０の全面に、周知の方法に基づき、保護膜としてのレジスト層８１を形成し（図１９の（Ｃ）参照）、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、支持層８０を裏面からパターニングすることで、支持部６０及び支柱３０を得る（図２０の（Ａ）参照）。その後、残された支持層８０（支持部６０及び支柱３０）に熱酸化処理を施し、支持層８０（支持部６０及び支柱３０）の表面に酸化膜８２を形成する（図２０の（Ｂ）参照）。尚、酸化膜８２は、図２０の（Ｂ）〜（Ｃ）、及び、図２１の（Ａ）〜（Ｃ）にのみ図示している。
【００９７】
［工程−４２０］
一方、ミラー形成のために、別のＳＯＩ基板を準備する。このＳＯＩ基板も、シリコン半導体基板から成る基板８３、酸化シリコン層８４、シリコン層８５の周知の３層構造を有する。そして、ＳＯＩ基板のシリコン層８５と酸化膜８２とを重ね合わせて、周知の接合技術（ボンディング技術）によって接合する（図２０の（Ｃ）、図２１の（Ａ）参照）。尚、酸化シリコン層８４、シリコン層８５は、図２０の（Ｃ）、及び、図２１の（Ａ）〜（Ｃ）にのみ図示している。
【００９８】
［工程−４３０］
その後、例えば、ウエットエッチング法に基づき基板８３を除去し、露出した酸化シリコン層８４上に、周知のスパッタリング法に基づきアルミニウム層２２’を形成する（図２１の（Ｂ）参照）。
【００９９】
［工程−４４０］
次いで、周知のリソグラフィ技術及びドライエッチング技術に基づき、アルミニウム層２２’、酸化シリコン層８４、シリコン層８５をパターニングすることで、光反射層２２及びミラー本体部２３から構成されたミラー２１を得ることができる（図２１（Ｃ）参照）。
【０１００】
［工程−４５０］
その後、レジスト層８１を除去し、スペーサ６１を接着することで、図６の（Ａ）等に示した実施例４のミラー構造体２０Ａを得ることができる。
【０１０１】
例えば、第１の変位部材４１の一端部４０Ａを上方に変位させ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａを下方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において左手側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＹ軸の周りで反時計回りに回転させることができる。また、第１の変位部材４１の一端部４０Ａを下方に変位させ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａを上方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において右手側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＹ軸の周りで時計回りに回転させることができる。一方、第２の変位部材４２の一端部４０Ａを上方に変位させ、第４の変位部材４３の一端部４０Ａを下方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において手前側が下方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＸ軸の周りで或る方向に回転させることができる。また、第２の変位部材４２の一端部４０Ａを下方に変位させ、第４の変位部材４３の一端部４０Ａを上方に変位させれば、ミラー２１が、図６の（Ａ）において手前側が上方に傾いた状態を得ることができる。即ち、ミラー２１をＸ軸の周りで或る方向とは反対の方向に回転させることができる。更には、第１の変位部材４１、第２の変位部材４２、第３の変位部材４３、第４の変位部材４４の上方あるいは下方への変位を独立して制御することで、ミラー２１の法線を任意の方向に制御することができる。尚、Ｘ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行ってもよいし、非共振に基づき行ってもよい。同様に、Ｙ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行ってもよいし、非共振に基づき行ってもよい。
【０１０２】
実施例４のミラー構造体２０Ａにおいて、ミラー本体部２３及び光反射層２２の外形形状を直径１．３ｍｍの円形とし、支柱３０の高さを４００μｍ、支柱３０の断面を直径４０μｍの円形とし、支柱３０の固定中心をミラー２１の中心（重心）から４０μｍの所とし、変位部材４０における二等辺三角形の底辺の長さを２．０ｍｍ、変位部材４０における二等辺三角形の底辺から支柱３０の固定位置までの距離を１．０ｍｍとして、構造計算により変位部材４０の変位状態をシミュレーションした結果を図８に示す。尚、２つの電極に対して８０ボルト及び−８０ボルトの正弦波を逆位相で印加した。シミュレーションの結果、共振駆動時のミラー２１の振り角は±６．３度、共振周波数は２３．４ｋＨｚであり、例えば、後述する表示装置において十分に使用できる特性を示した。
【０１０３】
実施例４のミラー構造体２０Ａにあっては、複数の支柱３０は、その上端部３０Ａがミラー本体部２３の裏面２４に固定されており、その下端部３０Ｂが変位部材４０の一端部４０Ａに固定されており、変位部材４０の他端部４０Ｂは支持部６０に固定されている。そして、図示しない駆動回路から上部電極及び下部電極に電圧を印加し、圧電材料薄膜５３を伸縮させることによって、ミラー２１へ近づく方向及びミラー２１から離れる方向への複数の変位部材４０の独立した変位を生じさせることができる。即ち、ミラー２１を回動（駆動）するための変位部材４０とミラー２１を支持（保持）する支柱３０とが別の構造体であるが故に、変位部材４０の駆動力増大とミラー２１の角度変位の容易さとを両立させることができる。また、ミラー２１と支柱３０が連結されているため、ミラー２１を回動方向にのみ動作させることが容易であるし、支柱３０以外にミラー２１を支持する構造は必要ない。従って、構造、構成が簡素であるにも拘わらず、ミラー２１へ近づく方向及びミラー２１から離れる方向への複数の変位部材４０の独立した変位によって、ミラー２１をより大きな角度で傾けることが可能となる。しかも、各々の支柱３０が独立に駆動（上下動）されるため、Ｘ方向及びＹ方向の２方向への駆動の際、クロストークが生じ難い。また、或る軸周りのミラー２１の回動に寄与する変位部材４０と、別の軸周りの回動に寄与する変位部材４０との設計を独立して行えば、ラスタースキャン動作に好適なミラー構造体２０Ａを容易に実現することができる。そして、ミラー２１の角度を偏向させるミラー構造体２０Ａ（２次元ＭＥＭＳスキャナ）において、変位部材等の構造をミラー２１の下側に配置することができるので、ミラー構造体２０Ａの小型化を図ることができる結果、表示装置等の小型化を実現することができる。このようにして、従来のミラー構造体では実現が難しい、小型・高速・大振り角の３要素を全て満たすＭＥＭＳスキャナを実現することができる。
【実施例５】
【０１０４】
実施例５は、実施例４の変形である。実施例５のミラー構造体を構成する変位部材及び支柱の配置を模式的に図９の（Ａ）に示し、ミラーと変位部材の変位の状態を模式的に図９の（Ｂ）に示す。実施例５のミラー構造体において、各変位部材４０は、二等辺三角形部４０Ｃと、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分から突出した突出部４０Ｄとから成る。そして、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分の近傍には、二等辺三角形の底辺と平行に延びる溝部４５が設けられている。更には、変位部材４０の一端部４０Ａは、突出部４０Ｄから構成されており、変位部材４０の他端部４０Ｂは、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部４０Ｃの部分から構成されている。尚、図９の（Ｂ）において、溝部４５を丸印で示した。
【０１０５】
ところで、実施例４のような構造を採用する場合、ミラー２１が傾く方向と変位部材が変位する方向とが一致しない。即ち、例えば、Ｙ軸周りにミラー２１が反時計回りに傾くとき、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、ミラー２１とは反対の方向、即ち、Ｙ軸周りに時計回りに回転する。尚、このような現象を、便宜上、『変位部材の反対方向の回転』と呼ぶ。そして、その結果、変位部材４０と支柱３０の接続部、支柱３０とミラー２１の接続部に、望ましくない応力が発生する虞がある。この応力は、ミラー２１の駆動を制限する上、接続部の破壊等の原因となる可能性がある。
【０１０６】
実施例５にあっては、溝部４５（ジョイント構造）を設けることにより、図９の（Ｂ）に概念図を示すように、支柱３０の角度変化がより容易に生じるため、変位部材４０等に不所望の応力が発生することを低減することができる。それ故、より小さい駆動力で大きな振り角を実現でき、更には、より信頼性の高いミラー構造体を得ることができる。
【実施例６】
【０１０７】
実施例６は、実施例５の変形である。図１０に、実施例６のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に示す。実施例６にあっては、溝部４５は、二等辺三角形の底辺に相当する二等辺三角形部４０Ｃの部分まで延びている。即ち、二等辺三角形の頂角に該当する二等辺三角形部４０Ｃの部分は繋がっているが、二等辺三角形部４０Ｃの他の部分は溝部４５によって分離されている。即ち、１本の支柱３０に対して、２つの圧電材料薄膜５３が備えられた構造を有する。
【０１０８】
例えば、図１０において、ミラー２１がＹ軸の周りに時計回りに傾いているとき、第２の変位部材４２を構成する二等辺三角形部４０1の圧電材料薄膜５３に印加する電圧と、二等辺三角形部４０2の圧電材料薄膜５３に印加する電圧とを僅かに変えて、二等辺三角形部４０1の方をより下側（−Ｚ方向）に変位させる。すると、第２の変位部材４２を構成する突出部４０ＤがＹ軸周りに時計回りに更に傾き、結果として第２の支柱３２も同様に傾く。このように実施例６のミラー構造体にあっては、ミラーの傾き（回動）をより細かく制御することができ、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。
【実施例７】
【０１０９】
実施例７も実施例４の変形である。図１１に、実施例７のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に示す。
【０１１０】
ラスタースキャンを行う場合、高速でのＸ軸周りのミラー２１の回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラー２１の回動を非共振に基づき行うが、そのために、高速でのＸ軸周りのミラー２１の回動を生じさせるための第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４には、高い固有周波数が求められ、一方、低速でのＹ軸周りのミラー２１の回動を生じさせるための第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３には、非共振でも大きな変位が得られるような大きな駆動力が求められる。
【０１１１】
実施例７のミラー構造体にあっては、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、低速でのＹ軸周りのミラー２１の回動ではあるが、大きな駆動力が得られるようにミアンダ構造を有する。一方、第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４は、高速でのＸ軸周りのミラー２１の回動を可能とする片持ち梁構造（板バネ構造、カンチレバー構造）を有する。そして、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３は、第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４よりも低い周波数で駆動される。また、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂは、２箇所において支持部６０に固定されており、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂは、２箇所において支持部６０に固定されている。
【０１１２】
具体的には、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’1，Ｙ’11），（Ｘ’1，Ｙ’12）の２箇所で支持部６０に固定されており、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’3，Ｙ’31），（Ｘ’1，Ｙ’32）の２箇所で支持部６０に固定されており、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’2，Ｙ’2）の１箇所で支持部６０に固定されており、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂは、固定中心座標（Ｘ’4，Ｙ’4）の１箇所で支持部６０に固定されているとした場合、
Ｘ’1 ＝−Ｘ’3
Ｙ’11＝ Ｙ’31
Ｙ’12＝ Ｙ’32
Ｙ’2 ＝−Ｙ’4
Ｘ’2 ＝ Ｘ’4
を満足する。
【０１１３】
実施例７にあっては、Ｘ軸周りのミラー２１の駆動に寄与する第２の変位部材４２及び第４の変位部材４４と、Ｙ軸周りのミラー２１の駆動に寄与する第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３の構造を異なるものとすることで、ミラーのラスタースキャン動作をより容易に行うことができる。尚、第１の変位部材４１、第２の変位部材４２、第３の変位部材４３及び第４の変位部材４４の形状、構造、構成については、図１１に示した形状、構造、構成に限定されるものではなく、各変位部材４１，４２，４３，４４の駆動に求められる仕様に合わせればよい。
【実施例８】
【０１１４】
実施例８は、実施例４の変形であるが、第１Ｂの構成のミラー構造体に関する。実施例８のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を模式的に図１２の（Ａ）に示し、ミラー２１と変位部材４０の変位の状態を模式的に図１２の（Ｂ）に示す。
【０１１５】
実施例８のミラー構造体にあっては、Ｘ軸に沿って、第３の変位部材４３の他端部４０Ｂ、第１の変位部材４１の一端部４０Ａ、第３の変位部材４３の一端部４０Ａ、及び、第１の変位部材４１の他端部４０Ｂが、この順で配置されており、Ｙ軸に沿って、第４の変位部材４４の他端部４０Ｂ、第２の変位部材４２の一端部４０Ａ、第４の変位部材４４の一端部４０Ａ、及び、第２の変位部材４２の他端部４０Ｂが、この順で配置されている。
【０１１６】
即ち、実施例８のミラー構造体にあっては、ミラー２１の重心を原点としたガウス座標を想定し、
第１の支柱３１の固定中心座標を（Ｘ1，０）、
第２の支柱３２の固定中心座標を（０，Ｙ2）、
第３の支柱３３の固定中心座標を（Ｘ3，０）、
第４の支柱３４の固定中心座標を（０，Ｙ4）、
第１の変位部材４１の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’1，Ｙ’1）、
第２の変位部材４２の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’2，Ｙ’2）、
第３の変位部材４３の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’3，Ｙ’3）、並びに、
第４の変位部材４４の他端部４０Ｂの固定中心座標を（Ｘ’4，Ｙ’4）としたとき、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にある。尚、
Ｘ3 ＝−Ｘ1
Ｘ’3＝−Ｘ’1
Ｙ’3＝ Ｙ’1
Ｙ4 ＝−Ｙ2
Ｙ’4＝−Ｙ’2
Ｘ’4＝ Ｘ’2
を満足する。
【０１１７】
ところで、実施例５において説明したと同様に、実施例４のように、
Ｘ’3＜Ｘ3＜０＜Ｘ1＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ4＜０＜Ｙ2＜Ｙ’2
の関係にあるとき、『変位部材の反対方向の回転』が生じる。一方、実施例８にあっては、
Ｘ’3＜Ｘ1＜０＜Ｘ3＜Ｘ’1
Ｙ’4＜Ｙ2＜０＜Ｙ4＜Ｙ’2
の関係にあるが故に、ミラー２１が傾く方向と変位部材が変位する方向とが一致する。即ち、例えば、Ｙ軸周りにミラー２１が反時計回りに傾くとき、第１の変位部材４１及び第３の変位部材４３も、ミラー２１と同じ方向、即ち、Ｙ軸周りに反時計回りに回転する。その結果、変位部材４０と支柱３０の接続部、支柱３０とミラー２１の接続部に、望ましくない応力が発生することが無く、高い信頼性を有し、より小さい駆動力で大きな振り角を実現するミラー構造体を得ることができる。
【実施例９】
【０１１８】
実施例９も実施例４の変形である。実施例９のミラー構造体を構成する変位部材４０及び支柱３０の配置を図１３に模式的に示す。
【０１１９】
実施例９のミラー構造体にあっては、支柱３０の下端部３０Ｂが固定された変位部材４０の部分よりも変位部材４０の他端部４０Ｂ側に位置する変位部材４０の領域には、ヒンジ部４６が設けられている。あるいは又、実施例９のミラー構造体にあっては、支柱３０の下端部３０Ｂが固定された変位部材４０の部分よりも変位部材４０の他端部４０Ｂ側に位置する変位部材４０の領域は、ミアンダ構造を有する。即ち、ヒンジ部４６はミアンダ構造を有する。
【０１２０】
実施例９にあっては、実施例４と同様に『変位部材の反対方向の回転』が生じるが、ミアンダ構造を有するヒンジ部４６が設けられているが故に、不所望の応力の影響を少なくすることができる。また、各支柱に対応する変位部材を２段構造とすることで、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。尚、実施例９にて説明したヒンジ部４６を、必要に応じて、あるいは、構造上、可能ならば、他の実施例のミラー構造体に適用することができることは、云うまでもない。
【実施例１０】
【０１２１】
実施例１０も実施例４の変形である。実施例１０のミラー構造体を上方から眺めた模式図、及び、実施例１０のミラー構造体におけるミラー２１の一部を拡大して斜めから眺めた模式図を、図１４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。
【０１２２】
実施例１０のミラー構造体にあっては、各支柱３０の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分の周囲には、トーションバー４７で分離された分離溝４８が設けられている。そして、第１の支柱３１の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第１のトーションバー４７によって連結されており、第２の支柱３２の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第２のトーションバー４７によって連結されており、第３の支柱３３の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｘ軸に沿って延びる第３のトーションバー４７によって連結されており、第４の支柱３４の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分とミラー２１のその他の部分とは、Ｙ軸に沿って延びる第４のトーションバー４７によって連結されている。即ち、トーションバー４７の延びる方向の射影像は、このトーションバー４７に対応して設けられた変位部材４０の変位によってミラー２１に生じる回動における回動軸の射影像と直交している。
【０１２３】
実施例５にて説明したように、例えば、Ｙ軸周りに反時計回りにミラー２１が傾いた状態では、第１の変位部材４１と第３の変位部材４３は、ミラー２１と反対の方向、即ち、Ｙ軸周りに時計回りに回転している。即ち、『変位部材の反対方向の回転』が生じる。実施例１０においては、各支柱３０の上端部３０Ａが固定されたミラー２１の部分の周囲には、トーションバー４７で分離された分離溝４８が設けられている。従って、例えば、Ｙ軸周りに反時計回りにミラー２１が傾いた状態であっても、微小なトーションバー４７がこのミラー２１の傾きを吸収し、第２の支柱３２や第４の支柱３４は反時計回りにそれほど傾かない。このように、ミラー２１と支柱３０の接続部にミラー２１を回動させることができる機構（具体的には、トーションバー４７）を設けることにより、Ｘ軸及びＹ軸周りのクロストークがより少なく、より振り角の大きなミラー構造体を得ることができる。尚、トーションバー４７の長さが長いほど、変位部材の反対方向の回転に起因した不所望の応力の発生を抑制することができるが、トーションバー４７の長さが長すぎると各支柱の上下方向の駆動も吸収してしまうため、好適な長さに設定する必要がある。
【実施例１１】
【０１２４】
実施例１１も、実施例４の変形であるが、第２の態様に係るミラー構造体（２次元ＭＥＭＳスキャナ）に関する。図１６の矢印Ｐ−Ｐ及び矢印Ｑ−Ｑに沿った実施例１１のミラー構造体２０Ｂの模式的な一部端面図を、それぞれ、図１５の（Ａ）及び（Ｂ）に示す。また、実施例１１のミラー構造体を構成する変位部材１４０及び支柱１３０の配置を図１６に模式的に示す。更には、実施例１１のミラー構造体を上方から眺めた模式図を図１７に示す。
【０１２５】
実施例１１のミラー構造体２０Ｂにあっては、４本の支柱１３０（１３１，１３２，１３３，１３４）及び４つの変位部材１４０（１４１，１４２，１４３，１４４）を有している。そして、各支柱１３０の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の外周部に固定されており、第１の支柱１３１の下端部１３０Ｂは第１の変位部材１４１の一端部１４０Ａに固定されており、第２の支柱１３２の下端部１３０Ｂは第２の変位部材１４２の一端部１４０Ａに固定されており、第３の支柱１３３の下端部１３０Ｂは第３の変位部材１４３の一端部１４０Ａに固定されており、第４の支柱１３４の下端部１３０Ｂは第４の変位部材１４４の一端部１４０Ａに固定されている。より具体的には、ミラー本体部１２３は、第１の辺、及び、この第１の辺と対向した第３の辺がＸ方向に延び、第２の辺、及び、この第２の辺と対向した第４の辺がＹ方向に延びる矩形形状を有する。そして、第１の支柱１３１の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第３の辺と第４の辺が交差する第４コーナー部近傍に固定されており、第２の支柱１３２の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第２の辺と第３の辺が交差する第３コーナー部近傍に固定されており、第３の支柱１３３の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第１の辺と第２の辺が交差する第２コーナー部近傍に固定されており、第４の支柱１３４の上端部１３０Ａは、ミラー本体部１２３の第４の辺と第１の辺が交差する第１コーナー部近傍に固定されており、第１の支柱１３１の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第１の変位部材１４１の他端部１４０Ｂ、及び、第２の支柱１３２の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第２の変位部材１４２の他端部１４０Ｂは、第１の辺に相当するミラー本体部１２３の部分に固定されており、第３の支柱１３３の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第３の変位部材１４３の他端部１４０Ｂ、及び、第４の支柱１３４の下端部１３０Ｂに一端部１４０Ａが固定された第４の変位部材１４４の他端部１４０Ｂは、第３の辺に相当するミラー本体部１２３の部分に固定されている。
【０１２６】
ここで、ミラー１２１の重心を原点としたガウス座標を想定し、原点を通り、ミラー１２１におけるＸ方向をＸ軸、原点を通り、ミラー１２１におけるＹ方向をＹ軸としたとき、ミラー本体部１２３における第１の支柱１３１の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第２の支柱１３２の上端部１３０Ａの固定位置、ミラー本体部１２３における第３の支柱１３３の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第４の支柱１３４の上端部１３０Ａの固定位置とは、Ｙ軸に対して対称に位置している。また、ミラー本体部１２３における第１の支柱１３１の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第４の支柱１３４の上端部１３０Ａの固定位置、ミラー本体部１２３における第２の支柱１３２の上端部１３０Ａの固定位置とミラー本体部１２３における第３の支柱１３３の上端部１３０Ａの固定位置とは、Ｘ軸に対して対称に位置している。
【０１２７】
より具体的には、第１の辺及び第３の辺の長さをＬ1、第２の辺及び第４の辺の長さをＬ2としたとき、第３の辺、第４の辺、第４コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ｄ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第４コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第１の支柱１３１の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第２の辺、第３の辺、第３コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ｃ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第３コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第２の支柱１３２の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第１の辺、第２の辺、第２コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ｂ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第２コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第３の支柱１３３の上端部１３０Ａが固定されている。同様に、第４の辺、第１の辺、第１コーナー部（図１６において、白抜きの丸印の中央に「Ａ」を記した印で示す）からＸ方向に沿ってｃ1・Ｌ1だけ離れた境界、及び、第１コーナー部からＹ方向に沿ってｃ2・Ｌ2だけ離れた境界によって囲まれた領域内に第４の支柱１３４の上端部１３０Ａが固定されている。ここで、例えば、ｃ1＝０．２、ｃ2＝０．２である。
【０１２８】
そして、実施例１１のミラー構造体２０Ｂにあっては、第１の変位部材１４１、第２の変位部材１４２、第３の変位部材１４３及び第４の変位部材１４４は、限定するものではないが、ミアンダ構造を有する。
【０１２９】
以上に説明した点を除き，実施例１１のミラー構造体２０Ｂの構成、構造は、実施例４のミラー構造体２０Ａの構成、構造と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１３０】
尚、図１８に実施例１１のミラー構造体の変形例を上方から眺めた模式図を示すように、ミラー本体部１２３を、光反射層支持部１２３Ａ、及び、光反射層支持部１２３Ａを取り囲む可動フレーム１２３Ｂから構成してもよく、この場合、可動フレーム１２３Ｂの四隅近傍の可動フレーム裏面に複数の支柱１３０の上端部を固定すればよく、また、可動フレーム１２３Ｂと光反射層支持部１２３Ａとを連結した状態で一体的に形成すればよい。
【実施例１２】
【０１３１】
実施例１２は、本発明の頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）に関する。実施例１２の頭部装着型ディスプレイにあっては、実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体、実施例４〜実施例１１にて説明したミラー構造体を適用している。
【０１３２】
実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図２２に示し、頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図２３に示す。また、頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図２４に示し、頭部装着型ディスプレイを観察者２４０の頭部に装着した状態を上方から眺めた図を図２５に示す。更には、実施例１２における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置の概念図を図２６に示す。尚、図２５においては、便宜上、画像表示装置のみを示し、フレームの図示は省略しており、図２６あるいは後述する図２７においては、光反射装置組立体１７が組み込まれた例を図示している。
【０１３３】
実施例１２における頭部装着型ディスプレイは、
（Ａ）観察者２４０の頭部に装着される眼鏡型のフレーム２１０、及び、
（Ｂ）２つの画像表示装置３００、
を備えている。
【０１３４】
ここで、各画像表示装置３００は、
（イ）光源３５１、
（ロ）光源３５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系３５２、
（ハ）コリメート光学系３５２から出射された平行光を走査する走査手段３５３、及び、
（ニ）走査手段３５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系３５４、
から構成されている。尚、画像生成装置３１０全体が筐体３１３（図２６では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体３１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系３５４から光が出射される。そして、各筐体３１３が、結合部材２２０の端部分に、ビスあるいは接着剤（図示せず）を用いて取り付けられている。また、筐体３１３に、導光手段３２０が取り付けられている。
【０１３５】
光源３５１は、赤色を発光する赤色発光素子３５１Ｒ、緑色を発光する緑色発光素子３５１Ｇ、青色を発光する青色発光素子３５１Ｂから構成されており、各発光素子は半導体レーザ素子や固体レーザから成る。光源３５１から出射された３原色の光は、クロスプリズム３５５を通過することで色合成が行われ、光路が一本化され、全体として正の光学的パワーを持つコリメート光学系３５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー３５６で反射され、入射した平行光を２次元的に走査する実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体１７，１８から成る走査手段３５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、即ち、Ｘ方向及びＹ方向のラスタースキャンが行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系３５４を通過し、平行光とされた光束が導光手段３２０に入射する。
【０１３６】
尚、場合によっては、赤色発光素子３５１Ｒから出射された赤色光、緑色発光素子３５１Ｇから出射された緑色光、青色発光素子３５１Ｂから出射された青色光のそれぞれに最適化された３種類の光反射装置１２を備えており（具体的には、入射光の波長に対する、例えば、ＰＴx，ＰＴy，ＶＤL，ＶＤSの最適化）、更には、これらの３種類の光反射装置１２から出射された赤色光、緑色光及び青色光の光路を一本化し、リレー光学系３５４へと出射するための光合成手段を備えていてもよい。
【０１３７】
頭部装着型ディスプレイは、上述したとおり、２つの画像表示装置３００を結合する結合部材２２０を有している。結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃの観察者に面する側に（即ち、観察者２４０とフレーム２１０との間に）、例えば、ビス（図示せず）を用いて取り付けられている。更には、結合部材２２０の射影像は、フレーム２１０の射影像内に含まれる。即ち、観察者２４０の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材２２０はフレーム２１０によって隠されており、結合部材２２０は視認されない。
【０１３８】
具体的には、一方の画像生成装置３１０Ａの取付部中心３１０ＡCとフレーム２１０の一端部（一方の智）２１０Ａとの間の距離をα、結合部材２２０の中心２２０Cからフレームの一端部（一方の智）２１０Ａまでの距離をβ、他方の画像生成装置３１０Ｂの取付部中心３１０ＢCとフレームの一端部（一方の智）２１０Ａとの間の距離をγ、フレームの長さをＬとしたとき、
α＝０．１×Ｌ
β＝０．５×Ｌ
γ＝０．９×Ｌ
である。
【０１３９】
そして、結合部材２２０によって２つの画像表示装置３００が結合されているが、具体的には、結合部材２２０の各端部に、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂが、取付け状態調整可能に取り付けられている。各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂは、観察者２４０の瞳２４１よりも外側に位置している。ここで、結合部材２２０の各端部への画像生成装置（具体的には、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂ）の取付けは、具体的には、例えば、結合部材の各端部の３箇所に貫通孔（図示せず）を設け、貫通孔に対応したタップ付きの孔部（螺合部。図示せず）を画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに設け、各貫通孔にビス（図示せず）を通し、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに設けられた孔部に螺合させる。ビスと孔部との間にはバネを挿入しておく。こうして、ビスの締め付け状態によって、画像生成装置の取付け状態（結合部材に対する画像生成装置の傾き）を調整することができる。取付け後、蓋（図示せず）によってビスを隠す。尚、図２３、図２９、図３２において、結合部材２２０，２３０を明示するために、結合部材２２０，２３０に斜線を付した。
【０１４０】
フレーム２１０は、観察者２４０の正面に配置されるフロント部２１０Ｂと、フロント部２１０Ｂの両端に蝶番２１１を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部２１２と、各テンプル部２１２の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）２１３から成り、結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフロント部２１０Ｂの中央部分２１０Ｃ（通常の眼鏡におけるブリッジの部分に相当する）に取り付けられている。そして、結合部材２２０の観察者２４０に面する側にノーズパッド２１４が取り付けられている。尚、図２４、図３０あるいは図３３においては、ノーズパッド２１４の図示を省略している。フレーム２１０及び結合部材２２０は金属や合金、プラスチック、あるいは、これらの組合せから作製されており、結合部材２２０の形状は湾曲した棒状である。尚、結合部材２２０の形状は、結合部材２２０の射影像がフレーム２１０の射影像内に含まれる限りにおいて、本質的に任意であり、例えば、棒状の他、細長い板状を例示することができる。
【０１４１】
更には、一方の画像生成装置３１０Ａから延びる配線（信号線や電源線等）２１５が、テンプル部２１２、及び、モダン部２１３の内部を介して、モダン部２１３の先端部から外部に延び、外部回路（制御回路）に接続されている。更には、各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂはヘッドホン部２１６を備えており、各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから延びるヘッドホン部用配線２１７が、テンプル部２１２、及び、モダン部２１３の内部を介して、モダン部２１３の先端部からヘッドホン部２１６へと延びている。ヘッドホン部用配線２１７は、より具体的には、モダン部２１３の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部２１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部２１６やヘッドホン部用配線２１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした頭部装着型ディスプレイとすることができる。
【０１４２】
また、フロント部２１０Ｂの中央部分２１０Ｃには、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズ（これらは図示せず）とから構成された撮像装置２１８が取り付けられている。具体的には、中央部分２１０Ｃには貫通孔が設けられており、中央部分２１０Ｃに設けられた貫通孔と対向する結合部材２２０の部分には凹部が設けられており、この凹部内に撮像装置２１８が配置されている。中央部分２１０Ｃに設けられた貫通孔から入射した光が、レンズによって固体撮像素子に集光される。固体撮像素子からの信号は、撮像装置２１８から延びる配線（図示せず）を介して、画像生成装置３１０Ａに送出される。尚、配線は、結合部材２２０とフロント部２１０Ｂとの間を通り、一方の画像生成装置３１０Ａに接続されている。このような構成にすることで、撮像装置が頭部装着型ディスプレイに組み込まれていることを、視認させ難くすることができる。
【０１４３】
実施例１２にあっては、図２６に示すように、リレー光学系３５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される導光手段３２０は、
（ａ）全体として画像生成装置３１０よりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０から出射された光が入射され、導光され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される導光板３２１、
（ｂ）導光板３２１に入射された光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段３３０、及び、
（ｃ）導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を導光板３２１から出射させるために、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段３４０、
から構成されている。
【０１４４】
第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０は導光板３２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段３３０は、導光板３２１に入射された光を反射し、第２偏向手段３４０は、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段３３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段３４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板３２１の内部に設けられた第１偏向手段３３０は、アルミニウムから成り、導光板３２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板３２１の内部に設けられた第２偏向手段３４０は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ2膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ2膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体に関しては、特表２００５−５２１０９９に開示されている。図面においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板３２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段３３０においては、導光板３２１に入射された平行光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段３４０においては、導光板３２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板３２１から平行光の状態で出射される。
【０１４５】
第１偏向手段３３０は、導光板３２１の第１偏向手段３３０を設ける部分３２４を切り出すことで、導光板３２１に第１偏向手段３３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板３２１の切り出した部分３２４を第１偏向手段３３０に接着すればよい。また、第２偏向手段３４０は、導光板３２１を構成する材料と同じ材料（例えば、ガラス）と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板３２１の第２偏向手段３４０を設ける部分３２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板３２１の内部に第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０が設けられた導光手段３２０を得ることができる。
【０１４６】
導光板３２１は、導光板３２１の軸線と平行に延びる２つの平行面（第１面３２２及び第２面３２３）を有している。第１面３２２と第２面３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面３２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面３２２から出射される。
【０１４７】
このように、実施例１２における頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）にあっては、結合部材２２０が２つの画像表示装置３００を結合しており、この結合部材２２０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃに取り付けられている。即ち、各画像表示装置３００は、フレーム２１０に、直接、取り付けられた構造とはなっていない。従って、観察者２４０がフレーム２１０を頭部に装着したとき、テンプル部２１２が外側に向かって広がった状態となり、その結果、フレーム２１０が変形したとしても、このようなフレーム２１０の変形によって、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂの変位（位置変化）が生じないか、生じたとしても、極僅かである。それ故、左右の画像の輻輳角が変化してしまうことを確実に防止することができる。しかも、フレーム２１０のフロント部２１０Ｂの剛性を高める必要がないので、フレーム２１０の重量増加、デザイン性の低下、コストの増加を招くことがない。また、画像表示装置３００は、眼鏡型のフレーム２１０に、直接、取り付けられていないので、観察者の嗜好によってフレーム２１０のデザインや色等を自由に選択することが可能であるし、フレーム２１０のデザインが受ける制約も少なく、デザイン上の自由度が高い。加えて、観察者の正面から頭部装着型ディスプレイを眺めたとき、結合部材２２０はフレーム２１０に隠れている。従って、高いデザイン性、意匠性を頭部装着型ディスプレイに与えることができる。
【実施例１３】
【０１４８】
実施例１３は実施例１２の変形である。実施例１３における頭部装着型ディスプレイに組み込まれた画像表示装置４００の概念図を図２７の（Ａ）に示す。また、反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図２７の（Ｂ）に示す。実施例１３にあっては、画像生成装置３１０は、実施例１２と同様の構成、構造を有する。また、導光手段４２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、基本的な構成、構造、即ち、
（ａ）全体として画像生成装置３１０よりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０から出射された光が入射され、導光され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される導光板４２１、
（ｂ）導光板４２１に入射された光が導光板４２１の内部で全反射されるように、導光板４２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段、及び、
（ｃ）導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を導光板４２１から出射させるために、導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を複数回に亙り偏向させる第２偏向手段、
から構成されている点は、実施例１２の導光手段３２０と同じである。
【０１４９】
実施例１３にあっては、第１偏向手段及び第２偏向手段は導光板４２１の表面（具体的には、導光板４２１の第２面４２３）に配設されている。そして、第１偏向手段は、導光板４２１に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板４２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、回折する。ここで、第１偏向手段及び第２偏向手段は、回折格子素子、具体的には反射型回折格子素子、より具体的には反射型体積ホログラム回折格子から成る。以下の説明において、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材４３０』と呼び、反射型体積ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材４４０』と呼ぶ。
【０１５０】
そして、実施例１３にあっては、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を、異なるＰ種類（具体的には、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折反射に対応させるために、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成としている。尚、フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。より具体的には、赤色の光を回折反射する回折格子層と、緑色の光を回折反射する回折格子層と、青色の光を回折反射する回折格子層とが積層された構造を、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０は有する。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｚ’軸方向に平行である。尚、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０の軸線方向をＹ’軸方向、法線方向をＸ’軸方向とする。ここで、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０のＹ’軸方向はミラーのＸ軸の方向に相当し、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０のＺ’軸方向はミラーのＹ軸の方向に相当する。図２７の（Ａ）及び（Ｂ）においては、第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を１層で示した。このような構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０において回折反射されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。
【０１５１】
第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を構成する材料として、上述したとおり、フォトポリマー材料を挙げることができる。反射型体積ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０の構成材料や基本的な構造は、従来の反射型体積ホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。反射型体積ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折反射するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材４３０及び第２回折格子部材４４０を、反射型体積ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。
【０１５２】
図２７の（Ｂ）に反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。
【０１５３】
ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （Ｂ）
【０１５４】
第１回折格子部材４３０は、上述したとおり、導光板４２１の第２面４２３に配設（接着）されており、第１面４２２から導光板４２１に入射されたこの平行光が導光板４２１の内部で全反射されるように、導光板４２１に入射されたこの平行光を回折反射する。更には、第２回折格子部材４４０は、導光板４２１の第２面４２３に配設（接着）されており、導光板４２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を、複数回、回折反射し、導光板４２１から平行光のまま第１面４２２から出射する。
【０１５５】
そして、導光板４２１にあっても、赤色、緑色及び青色の３色の平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板４２１が薄く導光板４２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材４４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板４２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材４４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材４４０から離れる方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材４３０において回折反射される平行光であって、第２回折格子部材４４０に近づく方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板４２１に入射する平行光よりも、導光板４２１の内部を伝播していく光が導光板４２１の内面と衝突するときの導光板４２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材４４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材４３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板４２１の軸線に垂直な仮想面に対して対称な関係にある。
【０１５６】
実施例１３における頭部装着型ディスプレイは、上述したとおり、導光手段４２０が異なる点を除き、実質的に、実施例１２における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【実施例１４】
【０１５７】
実施例１４も、実施例１２の変形である。実施例１４における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図２８に示し、実施例１４における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図２９に示す。また、実施例１４における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図３０に示す。
【０１５８】
実施例１４にあっては、導光手段は、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂよりも観察者２４０の顔の中心側に配置され、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから出射された光が入射され、観察者２４０の瞳２４１に向かって出射される半透過ミラー５２０から構成されている。尚、実施例１４にあっては、画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂから出射された光は、ガラス板やプラスチック板等の透明な部材５２１の内部を伝播して半透過ミラー５２０に入射する構造としているが、空気中を伝播して半透過ミラー５２０に入射する構造としてもよい。
【０１５９】
各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂは、結合部材２２０の両端部分に、例えば、ビスを用いて取り付けられている。また、部材５２１が各画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂに取り付けられ、半透過ミラー５２０が部材５２１に取り付けられている。実施例１４における頭部装着型ディスプレイは、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１２における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【実施例１５】
【０１６０】
実施例１５も、実施例１２の変形である。実施例１２における頭部装着型ディスプレイを正面から眺めた模式図を図３１に示し、実施例１５における頭部装着型ディスプレイ（但し、フレームを除去したと想定したときの状態）を正面から眺めた模式図を図３２に示す。また、実施例１５における頭部装着型ディスプレイを上方から眺めた模式図を図３３に示す。
【０１６１】
実施例１５における頭部装着型ディスプレイにあっては、棒状の結合部材２３０が、実施例１２と異なり、２つの画像生成装置３１０Ａ，３１０Ｂを結合する代わりに、２つの導光手段３２０を結合している。尚、２つの導光手段３２０を一体的に作製し、係る一体的に作製された導光手段３２０に結合部材２３０が取り付けられている形態とすることもできる。
【０１６２】
ここで、実施例１５における頭部装着型ディスプレイにあっても、結合部材２３０は、観察者２４０の２つの瞳２４１の間に位置するフレーム２１０の中央部分２１０Ｃに、例えば、ビスを用いて取り付けられており、各画像生成装置３１０は、観察者２４０の瞳２４１よりも外側に位置している。尚、各画像生成装置３１０は、導光手段３２０の端部に取り付けられている。結合部材２３０の中心２３０Cからフレーム２１０の一端部までの距離をβ、フレーム２１０の長さをＬとしたとき、β＝０．５×Ｌを満足している。尚、実施例１５においても、α’の値、γ’の値は、実施例１２のαの値、γの値と同じ値である。
【０１６３】
実施例１５にあっては、フレーム２１０、各画像表示装置３００、画像生成装置３１０、導光手段３２０は、実施例１２において説明したフレーム２１０、画像表示装置３００、画像生成装置３１０、導光手段３２０と同じ構成、構造を有する。それ故、これらの詳細な説明は省略する。また、実施例１５における頭部装着型ディスプレイも、以上の相違点を除き、実質的に、実施例１２における頭部装着型ディスプレイと同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。
【０１６４】
また、実施例１５における棒状の結合部材２３０が２つの導光手段３２０を結合している構成、構造を、実施例１３〜実施例１４において説明した頭部装着型ディスプレイに適用することができる。
【実施例１６】
【０１６５】
実施例１６は、実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体、実施例４〜実施例１１にて説明したミラー構造体を適用した表示装置、より具体的には、画像表示装置に関する。図３４に実施例１６の表示装置の概念図を示す。実施例１６の表示装置は、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザといった発光素子から成る光源、光源から出射された光を平行光とし、コリメートするレンズ群（図３４では、１枚のレンズで示す）、レンズ群から出射された平行光が入射され、この平行光をＸ方向及びＹ方向にラスタースキャンする実施例２〜実施例３にて説明した光反射装置組立体１７，１８、及び、光反射装置組立体１７，１８から出射された光が衝突し、最終的に画像が表示されるスクリーンから構成された画像表示装置、具体的には、画像表示用のプロジェクターである。
【０１６６】
表示装置における画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、６４０×４８０、８５４×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０を例示することができる。ミラー構造体の数は、例えば、１である。
【０１６７】
表示装置においてカラー表示を行う場合、光源は、赤色を出射する赤色発光素子、緑色を出射する緑色発光素子、青色を出射する青色発光素子、これらの発光素子から出射された光を１本の光に纏めるためのダイクロイックプリズムから構成されていてもよい。あるいは又、光源を、白色光を出射する１つの発光素子から構成し、この発光素子から出射された白色光を、赤色、緑色及び青色のカラーフィルターを、逐次、通過させ、赤色、緑色、青色の光の三原色を取り出す構成とすることもできる。あるいは又、光源を、白色光を出射する１つの発光素子、ダイクロイックプリズム及び波長選択を行う狭帯域フィルタから構成することで、赤色、緑色、青色の光の三原色を取り出す構成とすることもできる。但し、カラー表示の方法は、以上に説明した方法に限定するものではなく、本質的に任意の方法とすることができる。また、光源として、その他、有機ＥＬ（Electro Luminescence）発光素子、無機ＥＬ発光素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いることもできる。
【０１６８】
尚、場合によっては、赤色発光素子から出射された赤色光、緑色発光素子から出射された緑色光、青色発光素子から出射された青色光のそれぞれに最適化された３種類の光反射装置１２を備えており（具体的には、入射光の波長に対する、例えば、ＰＴx，ＰＴy，ＶＤL，ＶＤSの最適化）、更には、これらの３種類の光反射装置１２から出射された赤色光、緑色光及び青色光の光路を一本化し、スクリーンへと出射するための光合成手段を備えていてもよい。
【０１６９】
ラスタースキャンを行う場合、前述したとおり、高速でのＸ軸周りのミラーの回動を共振に基づき行い、低速でのＹ軸周りのミラーの回動を非共振に基づき行うことが好ましい。そして、この場合には、低速でのＹ軸周りのミラーの回動によって表示装置の垂直方向のスキャンが行われ、高速でのＸ軸周りのミラーの回動によって表示装置の水平方向のスキャンが行われる。尚、表示装置、それ自体の構成、構造は、周知の構成、構造とすることができるので、詳細な説明は省略する。
【０１７０】
以上、本発明を好ましい実施例に基づき説明したが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明したフォトニック結晶、光反射装置、光反射装置組立体、頭部装着型ディスプレイ、ミラー構造体の構成、構造、各部の形状、使用した材料、製造方法は例示であり、適宜変更することができる。場合によっては、ミラー構造体の代わりに、電気光学素子や音響光学素子と光反射装置とを組み合わせて光反射装置組立体を構成してもよい。フォトニック結晶や光反射装置、光反射装置組立体に入射する光は可視光だけでなく、赤外線やミリ波といった電磁波とすることもできる。
【０１７１】
実施例１２〜実施例１５に説明した頭部装着型ディスプレイにおいて、例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（米国特許第２００４００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよい。実施例６あるいは実施例７、実施例１５の導光手段３２０にあっては、回折格子素子を透過型回折格子素子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型回折格子素子から構成し、他方を透過型回折格子素子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子素子を、反射型ブレーズド回折格子素子とすることもできる。また、実施例にあっては、専ら、画像表示装置を２つ備えた両眼型としたが、画像表示装置を１つ備えた片眼型としてもよい。
【符号の説明】
【０１７２】
１０・・・フォトニック結晶、１１・・・空孔、１２・・・光反射装置、１３・・・光入射面、１４・・・光反射面、１５・・・光反射膜、１６・・・光出射面、１７，１８・・・光反射装置組立体、２０，２０Ｂ・・・ミラー構造体、２１，１２１・・・ミラー、２２・・・光反射層、２２’・・・アルミニウム層、２３，１２３・・・ミラー本体部、２４・・・裏面、３０，１３０・・・支柱、３０Ａ，１３０Ａ・・・上端部、３０Ｂ，１３０Ｂ・・・下端部、３１，１３１・・・第１の支柱、３２，１３２・・・第２の支柱、３３，１３３・・・第３の支柱、３４，１３４・・・第４の支柱、４０，１４０・・・変位部材、４０Ａ，１４０Ａ・・・一端部、４０Ｂ，１４０Ｂ・・・他端部、４０Ｃ・・・二等辺三角形部、４０Ｄ・・・突出部、４１，１４１・・・第１の変位部材、４２，１４２・・・第２の変位部材、４３，１４３・・・第３の変位部材、４４，１４４・・・第４の変位部材、４５・・・溝部、４６・・・ヒンジ部、４７・・・トーションバー、４８・・・分離溝、５１・・・シリコン層（活性層）、５２・・・酸化シリコン層（ボックス層）、５３・・・圧電材料薄膜、６０・・・支持部、６１・・・スペーサ、８０・・・支持層、８１・・・レジスト層、８２・・・酸化膜、８３・・・基板、８４・・・酸化シリコン層、８５・・・シリコン層、２１０・・・フレーム、２１０Ａ・・・フレームの一端部、２１０Ｂ・・・フロント部、２１０Ｃ・・・フレームの中央部分、２１１・・・蝶番、２１２・・・テンプル部、３１３・・・モダン部、２１４・・・ノーズパッド、２１５・・・配線（信号線や電源線等）、２１６・・・ヘッドホン部、２１７・・・ヘッドホン部用配線、２１８・・・撮像装置、２２０，２３０・・・結合部材、２４０・・・観察者、２４１・・・瞳、３００，４００・・・画像表示装置、３１０・・・画像生成装置、３１３・・・筐体、３２０，４２０・・・導光手段、３２１，４２１・・・導光板、３２２，４２２・・・導光板の第１面、３２３，４２３・・・導光板の第２面、３２４，３２５・・・導光板の一部分、３３０・・・第１偏向手段、３４０・・・第２偏向手段、４３０・・・第１偏向手段（第１回折格子部材）、４４０・・・第２偏向手段（第２回折格子部材）、３５２・・・コリメート光学系、３５３・・・走査手段、３５４・・・リレー光学系、３５５・・・クロスプリズム、３５６・・・全反射ミラー、５２０・・・半透過ミラー、５２１・・・部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（イ）光反射装置、及び、
（ロ）ミラー構造体、
を備えた光反射装置組立体であって、
光反射装置は、
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形であり、
ミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る光反射装置組立体。
【請求項２】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｙ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｘ軸と平行であり、
光源から出射された光は、ミラーの光反射層で反射され、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射される請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項３】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｘ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｙ軸と平行であり、
光源から出射された光は、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射され、ミラーの光反射層にて反射されて、光反射装置の光出射面から再入射し、光反射面で反射され、光源からの光入射面への入射方向とは異なる方向に、光入射面から出射される請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項４】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ
を満足する請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項５】
分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項６】
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラーの重心の周りに固定されており、
対向する第１の支柱及び第３の支柱は、ミラー構造体におけるＸ軸上に配置され、残りの第２の支柱及び第４の支柱は、ミラー構造体におけるＹ軸上に配置されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項７】
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第３の変位部材の一端部、第１の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第４の変位部材の一端部、第２の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている請求項６に記載の光反射装置組立体。
【請求項８】
第１の変位部材及び第３の変位部材はミアンダ構造を有し、
第２の変位部材及び第４の変位部材は片持ち梁構造を有する請求項７に記載の光反射装置組立体。
【請求項９】
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第１の変位部材の一端部、第３の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第２の変位部材の一端部、第４の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている請求項６に記載の光反射装置組立体。
【請求項１０】
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラー本体部の外周部に固定されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項１１】
変位部材は、バイモルフ型、ユニモルフ型又は積層型の圧電アクチュエータである請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光反射装置組立体。
【請求項１２】
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、
（Ｂ−１）画像生成装置、及び、
（Ｂ−２）画像生成装置に取り付けられており、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光手段、
から構成されており、
画像生成装置は光反射装置組立体を含み、
光反射装置組立体は、
（イ）光反射装置、及び、
（ロ）ミラー構造体、
を備えており、
光反射装置は、
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形であり、
ミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１３】
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である光反射装置。
【請求項１４】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ
を満足する請求項１３に記載の光反射装置。
【請求項１５】
分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である請求項１３に記載の光反射装置。
【請求項１６】
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶であって、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、
波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形であるフォトニック結晶。
【請求項１７】
分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である請求項１６に記載のフォトニック結晶。
【請求項１】
（イ）光反射装置、及び、
（ロ）ミラー構造体、
を備えた光反射装置組立体であって、
光反射装置は、
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形であり、
ミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る光反射装置組立体。
【請求項２】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｙ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｘ軸と平行であり、
光源から出射された光は、ミラーの光反射層で反射され、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射される請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項３】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
光反射装置の光入射面はｘ軸と平行であり、
光反射装置の光出射面はｙ軸と平行であり、
光源から出射された光は、光反射装置の光入射面に入射し、光反射面で反射され、光出射面から出射され、ミラーの光反射層にて反射されて、光反射装置の光出射面から再入射し、光反射面で反射され、光源からの光入射面への入射方向とは異なる方向に、光入射面から出射される請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項４】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ
を満足する請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項５】
分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項６】
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラーの重心の周りに固定されており、
対向する第１の支柱及び第３の支柱は、ミラー構造体におけるＸ軸上に配置され、残りの第２の支柱及び第４の支柱は、ミラー構造体におけるＹ軸上に配置されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項７】
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第３の変位部材の一端部、第１の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第４の変位部材の一端部、第２の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている請求項６に記載の光反射装置組立体。
【請求項８】
第１の変位部材及び第３の変位部材はミアンダ構造を有し、
第２の変位部材及び第４の変位部材は片持ち梁構造を有する請求項７に記載の光反射装置組立体。
【請求項９】
ミラー構造体におけるＸ軸に沿って、第３の変位部材の他端部、第１の変位部材の一端部、第３の変位部材の一端部、及び、第１の変位部材の他端部が、この順で配置されており、
ミラー構造体におけるＹ軸に沿って、第４の変位部材の他端部、第２の変位部材の一端部、第４の変位部材の一端部、及び、第２の変位部材の他端部が、この順で配置されている請求項６に記載の光反射装置組立体。
【請求項１０】
ミラー構造体は、４本の支柱及び４つの変位部材を有し、
各支柱の上端部は、ミラー本体部の外周部に固定されており、
第１の支柱の下端部は第１の変位部材の一端部に固定されており、第２の支柱の下端部は第２の変位部材の一端部に固定されており、第３の支柱の下端部は第３の変位部材の一端部に固定されており、第４の支柱の下端部は第４の変位部材の一端部に固定されている請求項１に記載の光反射装置組立体。
【請求項１１】
変位部材は、バイモルフ型、ユニモルフ型又は積層型の圧電アクチュエータである請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の光反射装置組立体。
【請求項１２】
（Ａ）観察者の頭部に装着される眼鏡型のフレーム、及び、
（Ｂ）画像表示装置、
を備えた頭部装着型ディスプレイであって、
画像表示装置は、
（Ｂ−１）画像生成装置、及び、
（Ｂ−２）画像生成装置に取り付けられており、画像生成装置から出射された光が入射され、導光され、観察者の瞳に向かって出射される導光手段、
から構成されており、
画像生成装置は光反射装置組立体を含み、
光反射装置組立体は、
（イ）光反射装置、及び、
（ロ）ミラー構造体、
を備えており、
光反射装置は、
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形であり、
ミラー構造体は、
（Ａ）ミラー本体部、及び、該ミラー本体部の表面に設けられた光反射層を備えたミラー、
（Ｂ）ミラー本体部の裏面に上端部が固定された複数の支柱、
（Ｃ）それぞれの支柱の下端部に一端部が固定された変位部材、並びに、
（Ｄ）変位部材の他端部を固定する支持部、
から成る頭部装着型ディスプレイ。
【請求項１３】
光入射面、光反射膜が形成され、光入射面から入射した光が反射される光反射面、及び、光反射面で反射された光が出射される光出射面を備えており、
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶から成り、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形である光反射装置。
【請求項１４】
ＰＴy＞ＰＴxの関係にあり、
入射光のｘ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋx、ｙ軸方向における波数ベクトルの大きさをｋyとし、（ＰＴx・ｋx）／（ＰＴy・ｋy）の値をｍ（但し、ｍは２以上の整数）、ｘ軸方向と光反射面との成す角度をθとしたとき、
ｔａｎ（θ）＝ｍ
を満足する請求項１３に記載の光反射装置。
【請求項１５】
分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である請求項１３に記載の光反射装置。
【請求項１６】
断面形状が楕円形の空孔が内部に配列された２次元以上のフォトニック結晶であって、
空孔の配列は面心配置であり、且つ、フォトニック結晶のｘ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴxとｙ軸方向に沿った空孔の配列ピッチＰＴyとは異なっており、
波数空間上での分散面の形状はアスペクト比４以上の長方形であるフォトニック結晶。
【請求項１７】
分散面の長辺の長さは、真空における分散面の直径の（１／２）1/2以上である請求項１６に記載のフォトニック結晶。
【図１】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【図５】
【図６】
【図７】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図８】
【公開番号】特開２０１１−２４９０（Ｐ２０１１−２４９０Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４３１１７（Ｐ２００９−１４３１１７）
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１６日（２００９．６．１６）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【Ｆターム（参考）】
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