CN104423042B - 光学器件及图像显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及消除制造上的困难性并得到对于观察者面部的适配性和广视场角的光学器件以及图像显示装置。在导光体的光入射面配置有第1衍射光学元件，在导光体的光出射面配置有第2衍射光学元件，并且在导光体的第2衍射光学元件侧的端面配置有反射层。第1衍射光学元件的衍射光栅的倾斜面倾斜成，第1衍射光学元件的与导光体的接触面上的位置，与第1衍射光学元件的入射面上的位置相比位于朝向导光体的中央部侧。第2衍射光学元件的衍射光栅的倾斜面倾斜成，第2衍射光学元件的出射面上的位置，与第2衍射光学元件的与导光体的接触面上的位置相比位于导光体的中央部侧。第1衍射光学元件和第2衍射光学元件的衍射光栅的倾斜角相等、光栅周期也相等。

Description

光学器件及图像显示装置

技术领域

本发明涉及利用了导光体和衍射光学元件的光学器件及具有该光学器件的图像显示装置。

背景技术

近年来，作为一种图像投影装置，利用导光体将来自图像显示装置的图像向观察者的眼前导光并显示的头戴式显示器已经商品化，与更为小型化、广视场角化、高效率化相关的开发也正在推进。其中，作为用于进行向导光体内的入射、出射的元件之一，衍射光学元件受到注目。该衍射光学元件由于能够利用衍射现象来控制光的行进方向，所以，与利用反射或折射的相比能够得到小型且光的操作自由度也更高的特性。

在衍射光学元件中，尤其是体积全息图能够以比较高的效率使光衍射。但是，该体积全息图，根据布拉格条件来确定衍射光的波长、角度等，所以，衍射光的角度及波长会对入射角度产生较大的影响。因此，在用于头戴式显示器等的图像显示装置的情况下，存在对显示图像的视场角(大小)、颜色不均所产生的影响变大的情况。因此，以往，提案了一种调整体积全息图的入射角度的图像显示装置(例如，专利文献1及专利文献2)。

专利文献1公开的图像显示装置，通过局部改变干涉条纹的倾斜角度，来抑制因布拉格条件引起的、衍射光相对于入射角度变化的波长变化，减少在显示图像上发生颜色不均的情况。

另一方面，在专利文献2公开的图像显示装置中，通过使光衍射光学元件入射的光轴倾斜，能够缓和布拉格条件引起的波长选择性、控制可衍射的波长范围、并改善颜色不均等的问题。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2007－94175号公报

专利文献2：日本特开2009－133998号公报

发明内容

但是，如专利文献1公开的图像显示装置那样、使干涉条纹的倾斜角度局部变化，这在制造上很困难，存在欠缺实用性这一问题。另一方面，如专利文献2公开的图像显示装置那样、使入射角度向使波长选择性缓和的方向倾斜的情况下，由于该方向成为入射光及出射光相对于导光体的角度变大的方向，所以，在佩戴于观察者的头部这种头戴式显示器的使用状态下，左右的导光体及图像形成装置的位置关系与观察者的面部形状不一致，与观察者面部的适配性降低，有在使用时产生不协调感这一问题。

因此，本发明考虑到了上述情况，其以提供一种消除了制造上的困难性同时更容易推进小型化、高视场角化、高效率化的光学器件以及具有该光学器件的图像显示装置作为解决课题。

为了解决上述课题，本发明涉及的光学器件的第1方式，一种光学器件，其特征在于，具有：导光体；使光入射到所述导光体的第1衍射光学元件；使光从所述导光体出射的第2衍射光学元件；反射层，其设在所述导光体的与设有所述第1衍射光学元件或所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的凸部，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。

根据上述的本发明涉及的光学器件的第1方式，在第1面配置有第1衍射光学元件，使图像光入射到导光体内，并且通过设在作为与第1面相交叉的面的第2面上的反射层、使图像光向导光体的出射侧的面反射。而且，在第1面配置有第2衍射光学元件，并使反射光向导光体外衍射。另外，构成第1衍射光学元件和第2衍射光学元件的凸部分别相对于第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。因此，能够提高衍射效率。另外，由于入射光的光轴和出射光的光轴平行，所以，能够使左右的导光体及光源的位置关系和观察者的脸的形状或双眼的位置一致。而且，在将本发明涉及的光学器件的一个方式应用于在观察者的头部佩戴的头戴式显示器的情况下，能够提高与观察者面部的适配性。

上述的本发明的光学器件的第1方式中，也可以，所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件分别是在一个表面具有凹凸结构的表面浮雕全息图。通过将第1衍射光学元件及第2衍射光学元件都设有具有相对于表面倾斜的凹凸的倾斜表面浮雕型的全息，能够得到例如使+1级衍射光更强、且进一步减少传播期间光噪声的发生的效果。

上述的本发明的光学器件的第1方式中，也可以，所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件分别为在一个表面具有锯齿状凸部的炫耀光栅形状的衍射光学元件，所述锯齿状的凸部的斜面分别向所述第1方向倾斜。通过将第1衍射光学元件及第2衍射光学元件都设为在表面具有炫耀光栅的衍射元件，能够提高1级衍射效率、能够提高向导光体的传播效率。

为了上述课题，本发明涉及的光学器件的第2方式，一种光学器件，其特征在于，具有：导光体；使光入射到所述导光体的第1衍射光学元件；使光从所述导光体出射的第2衍射光学元件；反射层，其设在所述导光体的与设有所述第1衍射光学元件或所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。

上述的本发明涉及的光学器件的第2方式中，在第1面配置有第1衍射光学元件，使图像光向导光体内入射，并且通过设在作为与第1面交叉的面即第2面上的反射层使图像光向导光体的出射侧的面反射。而且，在第1面配置有第2衍射光学元件，使反射光向导光体外衍射。另外，构成第1衍射光学元件和第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。因此，能够提高衍射效率。另外，由于入射光的光轴和出射光的光轴平行，所以，能够使左右的导光体及光源的位置关系和观察者面部的形状或双眼的位置一致。而且，在将本发明涉及的光学器件的一个方式应用于在观察者的头部佩戴的头戴式显示器的情况下，能够提高与观察者面部的适配性。

上述的本发明的光学器件的第2方式中，也可以，所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为透射式体积全息图。通过将所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件设为透射式体积全息图，能够提高1级衍射效率，能够提高向导光体的传播效率。

在上述的本发明涉及的光学器件的第1方式或第2方式中，优选，所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为透射型的衍射光学元件，设在所述导光体的同一面上，所述第1方向是如下方向：在所述导光体的包括所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件这两方的剖视图中，相对于所述第1面的法线方向向从所述第2衍射光学元件朝向所述第1衍射光学元件的方向倾斜的方向。在该情况下，能够提高衍射效率。另外，由于入射光的光轴和出射光的光轴平行，所以，能够使左右的导光体及光源的位置关系和观察者的面部的形状或双眼的位置一致。而且，在将本发明涉及的光学器件的一个方式应用于在观察者的头部佩戴的头戴式显示器的情况下，能够提高与观察者面部的适配性。

本发明涉及的光学器件的第3方式，一种光学器件，其特征在于，具有：导光体；使入射到了所述导光体的光衍射的第1衍射光学元件；使在所述导光体中导光了的光衍射并出射的第2衍射光学元件；反射层，其设在所述导光体的与设有所述第1衍射光学元件或所述第2衍射光学元件相交叉的第2面，构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。

根据上述的本发明涉及的光学器件的第3方式，在第1面配置有第1衍射光学元件，使向导光体入射的图像光在导光体内衍射，闭关且通过设在作为与第1面交叉的面即第2面上的反射层使图像光向导光体的出射侧的面反射。而且，在第1面配置有第2衍射光学元件，使反射光向导光体外衍射。另外，构成第1衍射光学元件和第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。因此，能够提高衍射效率。另外，由于入射光的光轴和出射光的光轴平行，所以，能够使左右的导光体及光源的位置关系和观察者的面部的形状或双眼的位置一致。而且，在将本发明涉及的光学器件的一个方式应用于在观察者的头部佩戴的头戴式显示器的情况下，能够提高与观察者面部的适配性。

在上述的本发明涉及的光学器件的第3方式中，优选，所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为反射型的衍射光学元件，设在所述导光体的同一面上，所述第1方向为如下方向：在所述导光体的包括所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件这两方的剖视图中，相对于所述第1面的法线方向向从所述第2衍射光学元件朝向所述第1衍射光学元件的方向倾斜的方向。在该情况下，能够提高衍射效率。另外，由于入射光的光轴与出射光的光轴平行，所以，能够使左右的导光体及光源的位置关系与观察者面部的形状或双眼的位置一致。而且，在将本发明涉及的光学器件的一个方式应用于在观察者的头部配搭的头戴式显示器的情况下，能够提高与观察者面部的适配性。

本发明涉及的光学器件的第4方式，一种光学器件，其特征在于，具有：第1导光体；使光入射到所述第1导光体的第1衍射光学元件；使光从所述第1导光体出射的第2衍射光学元件；第1反射层，其设在所述第1导光体的与设有所述第1衍射光学元件或所述第2衍射光学元件相交叉的第2面，第2导光体；使光入射到所述第2导光体的第3衍射光学元件；使光从所述第2导光体出射的第4衍射光学元件；第2反射层，其设在所述第2导光体的与设有所述第3衍射光学元件或所述第4衍射光学元件的第3面相交叉的第4面，构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的凸部，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜，构成所述第3衍射光学元件及所述第4衍射光学元件的凸部，分别相对于所述第3面的法线方向向同一第2方向倾斜。

本发明涉及的光学器件的第5方式，一种光学器件，其特征在于，具有：第1导光体；使光入射到所述第1导光体的第1衍射光学元件；使光从所述第1导光体出射的第2衍射光学元件；第1反射层，其设在所述第1导光体的与设有所述第1衍射光学元件或所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，第2导光体；使光入射到所述第2导光体的第3衍射光学元件；使光从所述第2导光体出射的第4衍射光学元件；第2反射层，其设在所述第2导光体的与设有所述第3衍射光学元件或所述第4衍射光学元件的第3面相交叉的第4面，构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜，构成所述第3衍射光学元件及所述第4衍射光学元件的折射率互不相同的第3部分及第4部分，分别相对于所述第3面的法线方向向同一第2方向倾斜。

接下来，本发明涉及的图像显示装置具有上述的本发明涉及的光学器件和发出图像光的图像形成部。这样的图像显示装置还能够具有液晶显示器等的图像形成部和准直光学系统，也能够适用于如头戴式显示器等那样在观察者的头部佩戴的方式。

此外，上述本发明涉及的图像显示装置中，所谓“图像形成部”包括：例如对显示图像的液晶显示器或通过激光进行扫描而作为图像使观察者识别的激光扫描式显示器等的图像显示装置；及对从图像显示出射的图像光进行会聚及转换的光学系统。

附图说明

图1是表示第1实施方式涉及的头戴式显示器的整体外观的一例的立体图。

图2是表示第1实施方式涉及的头戴式显示器的右眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

图3是表示第1实施方式涉及的头戴式显示器的左眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

图4是说明第1衍射光学元件的衍射光栅的倾斜的主要部分剖视图。

图5是说明第2衍射光学元件的衍射光栅的倾斜的主要部分剖视图。

图6是说明反射前入射到第2衍射光学元件的光和反射后入射到第2衍射光学元件的光的说明图。

图7是表示反射前入射到第2衍射光学元件的光和反射后入射到第2衍射光学元件的光的入射角和衍射效率的关系的一例的曲线图。

图8是说明反射前入射到第2衍射光学元件的光和反射后入射到第2衍射光学元件的光的衍射效率的不同之处的说明图。

图9是表示第1实施方式涉及的头戴式显示器佩戴时的各装置的位置的一例的说明图。

图10是表示以往的头戴式显示器佩戴时的各装置的位置的说明图。

图11是表示第2实施方式涉及的头戴式显示器的左眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

图12是用于说明薄全息图及厚全息图中的干涉条纹的生成方法的说明图。

图13是用于说明振幅型全息图的干涉条纹的说明图。

图14是用于说明位相型全息图的干涉条纹的说明图。

图15是用于说明其他位相型全息图的干涉条纹的说明图。

图16是表示针对RGB各波长的入射角变化的衍射效率的曲线图，该RGB各波长相对于入射到透射式体积全息图的光轴倾斜为0°的入射光最佳化了。

图17是表示针对RGB各波长的入射角变化的衍射效率的曲线图，该RGB各波长相对于入射到透射式体积全息图的光轴倾斜为－20°的入射光最佳化的。

图18是表示利用入射到透射式体积全息图的光轴倾斜为－20°的图像光的情况下的、导光体内的波导及图像显示装置的位置的一例的说明图。

图19是表示利用入射到透射式体积全息图的光轴倾斜为0°的图像光的情况下的、导光体内的波导及图像显示装置的位置的一例的说明图。

图20是表示第3实施方式涉及的头戴式显示器的左眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

图21是表示没有倾斜的矩形形状的表面浮雕全息图中的+1级光和－1级光的关系的说明图。

图22是表示倾斜表面浮雕全息图的+1级光和－1级光的关系的说明图。

图23是表示第4实施方式涉及的头戴式显示器的左眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

图24是表示第5实施方式涉及的头戴式显示器的左眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

图25是表示变形例涉及的头戴式显示器的左眼用光学系统的内部结构及波导的一例的主要部分剖视图。

附图标记说明

10…图像形成部，11…图像显示装置，12…投射光学系统，

20…导光体，20a…光入射面，20b…光出射面，

30a、31a、33a、34a、35a、36a、37a…第1衍射光学元件，

30b、31b、33b、34b、35b、36b、37b…第2衍射光学元件，

30c、31d…衍射光栅，41、42…反射层，100…头戴式显示器，

100A…第1显示装置，100B…第2显示装置，101、102…镜腿，

111、112…图像形成装置，200…层叠型导光体，

201…第1面板面，202…第2面板面。

具体实施方式

以下，一边参照附图一边说明本发明的各实施方式。此外，在附图中，各部分的尺寸比例与实际尺寸存在适当差异。另外，以下说明的实施方式中，以将本发明的光学器件应用于头戴式显示器的情况为例进行说明，该头戴式显示器作为佩戴在观察者的头部的方式的图像显示装置的一例，该实施方式示出本发明的一个方式，不对本发明进行限定，能够在本发明的技术思想的范围内任意进行变更。

A：第1实施方式

头戴式显示器的整体结构

图1是表示第1实施方式涉及的头戴式显示器100的整体外观的立体图的一例。如图1所示，本实施方式涉及的头戴式显示器100为具有眼镜那样的外观的头戴式显示器，能够使佩戴了该头戴式显示器100的观察者识别虚像产生的图像光，并且能够使观察者以透视方式观察外界像。

具体地说，头戴式显示器100具有导光体20、支撑导光体20的左右一对镜腿101、102和附加在镜腿101、102上的一对图像形成装置111、112。这里，在附图上，组合导光体20的左侧和图像形成装置111而成的第1显示装置100A为形成右眼用的虚像的部分，单独也能够作为图像显示装置发挥作用。另外，附图上，组合导光体20的右侧和图像形成装置112而成的第2显示装置100B为形成左眼用的虚像的部分，单独也能够作为图像显示装置发挥作用。

就这样的头戴式显示器100的内部结构及导光体进行说明。图2以及图3是示意性地表示本实施方式涉及的头戴式显示器的内部结构及导光体的主要部分剖视图。图2是表示本实施方式涉及的右眼用光学系统的内部结构及导光体的一例的主要部分剖视图，图3是表示左眼用光学系统的内部结构及导光体的一例的主要部分剖视图。如图2及图3所示，第1显示装置100A及第2显示装置100B具有图像形成部10和导光体20。

图像形成部10具有图像显示装置11和投射光学系统12。其中，图像显示装置11在本实施方式中为液晶显示设备，从光源发出含红、绿、蓝这三种颜色的光，使来自光源的光扩散而成为矩形截面的光束，并向投射光学系统12出射。另一方面，投射光学系统12是将从图像显示装置11上的各点出射的图像光转换成平行状态的光束并使该光束入射导光体20的准直透镜。尤其是，在本实施方式中，图像形成部10为了得到广视场角，而相对于垂直于面板的法线方向倾斜地配置。

导光体20的整体外观通过在图中与YZ面平行地延伸的平板状部件来形成。该导光体20为由光透射性的树脂材料等形成的板状部件，具有与图像形成部10相对配置的第1面板面201及与第1面板面201相对的第2面板面202，图像光通过形成在第1面板面201端部的光入射面20a而入射，并通过第1面板面201及第2面板面202向在观察者的眼前所形成的光出射面20b导光。

详细地说，导光体20在与YZ面平行且与图像形成部10相对的背面侧或观察侧的平面上具有：光入射面20a，其作为取入来自图像形成部10的图像光的光入射部；和使图像光向观察者的眼EY出射的光出射面20b。在光入射面20a设有第1衍射光学元件30a，该第1衍射光学元件30a使入射光向接近入射位置的、镜腿102侧的端面方向衍射，在光出射面20b设有第2衍射光学元件，该第2衍射光学元件使从光出射面20b向外部出射了的图像光衍射且透过、并将其作为虚像光向观察者的眼EY投射。即，导光体20具有：光入射面20a与和光入射面20a相对的面之间的部分即入射部20x；光出射面20b与和光出射面20b相对的面之间的部分即出射部20y；和入射部20x与出射部20y之间的部分即导光部20z。

本实施方式中，第1衍射光学元件30a和第2衍射光学元件30b，其光栅周期相同且光栅的倾斜方向也为同一方向。导光体20具有相互相对且相对于YZ面平行地延伸的第1及第2面板面201、202，使在入射侧的第1衍射光学元件30a衍射了的图像光由在第2衍射光学元件30b侧的波导端部所配置的反射层42全反射，向观察者的眼前导光。详细地说，在第1衍射光学元件30a衍射了的图像光，首先入射到第2面板面202并被全反射，接下来，入射到第1面板面201又被全反射。以下，该动作反复进行，由此，图像光被导向在导光体20的另一端(观察者的鼻侧)所设的反射层42。然后，在反射层42被反射了的图像光在光出射面20b的第2衍射光学元件30b衍射后，向眼EY出射。

此外，在第1及第2面板面201、202没有实施反射涂层，从外界侧向两面板面201、202入射的外界光也可以以高透射性通过导光体20。由此，能够将导光体20设为外界像可透视的透视型。

本实施方式中，如图4所示，第1衍射光学元件30a的衍射光栅30c按照如下朝向倾斜：与第1衍射光学元件30a的入射面30e上的衍射光栅30c的位置D1相比，第1衍射光学元件30a的与导光体20接触面的接触面30g上的衍射光栅30c的位置D2位于导光体20的中央部侧。

另外，如图5所示，第2衍射光学元件30b的衍射光栅30d按照如下朝向倾斜：与第2衍射光学元件30b的与接触导光体20的接触面30h上的衍射光栅30d的位置D3相比，第2衍射光学元件30b的出射面30f上的衍射光栅30d的位置D4位于导光体20的中央部侧。

这样，第1衍射光学元件30a的衍射光栅30c和第2衍射光学元件30b的衍射光栅30d，两者倾斜方向相同且倾斜的角度也相等。

在这样构成了第1衍射光学元件30a和第2衍射光学元件30b的情况下，如图6所示，向第2衍射光学元件30b入射的图像光存在两种，即在导光体20的端面由反射层42反射了的光L1和由反射层42反射前的光L2。而且，通过这些图像光L1、L2，在反射的前后产生具有不同光轴方向的衍射光L3、L4。

衍射光L3、L4的衍射效率如图7所示。如图7所示，可知，与在被反射层42反射前就在第2衍射光学元件30b衍射了的衍射光L4相比，在反射层42中被反射、而后在第2衍射光学元件30b被衍射了的衍射光L3的衍射效率更高。

如图8所示，本实施方式的第2衍射光学元件30b的衍射光栅30d由于具有上述那样的倾斜，所以，由反射层42反射前的光L2以比临界角小的角度入射到衍射光栅30d、发生折射并作为衍射光L4而被取出。另一方面，由反射层42反射后的光L1以临界角以上的角度入射到衍射光栅30d，并通过布拉格反射而作为衍射光L3被取出。这样，被反射前的光L2，其一部分由衍射光栅30d遮蔽，所以，光强度衰减。但是，反射后的光L1，因为通过布拉格反射而成为衍射光L3，所以，光强度不会衰减，与衍射光L4相比、衍射效率提高。

如以上那样，使第1衍射光学元件30a的衍射光栅30c倾斜，以使得与第1衍射光学元件30a的入射面30e上的位置相比，与导光体20接触的接触面30g上的位置靠近导光体20的中央部侧，并且，使第2衍射光学元件30b的衍射光栅30d倾斜，以使得与和导光体20接触的接触面30h上的位置相比，第2衍射光学元件30b的出射面30f上的位置靠近导光体20的中央部侧，且，使第1衍射光学元件30a的衍射光栅30c的倾斜角和第2衍射光学元件30b的衍射光栅30d的倾斜角相等，所以，能够提高衍射效率。

另外，在本实施方式中，通过使第1衍射光学元件30a的衍射光栅30c及第2衍射光学元件30b的衍射光栅30d的光栅周期相等、且使衍射光栅30c、30d的倾斜方向在入射侧、出射侧为同一方向，从而，成为入射光的光轴与出射光的光轴平行的结构。也就是说，通过使在光入射侧的第1衍射光学元件30a衍射了的图像光在第2衍射光学元件30b侧的波导端部反射，从而，在即将从导光体20出射之前，能够使该图像光转换到与导光体20内的导光方向相反的方向，能够使向光入射面20a的入射光和来自光出射面20b的出射光平行。

其结果，能够使左右的导光体20及图像形成部10的位置关系和观察者的面部的形状或双眼的位置更合适地一致。即，如图10所示，根据投射光学系统的大小，图像形成部10由可能接触观察者的面部而构成妨碍，但根据本实施方式，如图9所示，由于能够从与观察者的面部接触的方向避开，所以，能够成为与面部的适配性更好的外形。

而且，在本实施方式中，成为使第1衍射光学元件30a中的衍射光栅30c的配置间隔(光栅周期)与第2衍射光学元件30b中的衍射光栅30d的配置间隔(光栅周期)相同的结构。因为使第1衍射光学元件30a与第2衍射光学元件30b的光栅周期相等了，所以，能够降低在入射侧和出射侧所发生的两次衍射期间的光的干涉和光量损失，能够防止图像的亮度降低或者局部发生颜色不均。而且，在本实施方式中，第1衍射光学元件30a及第2衍射光学元件30b光栅图案相同，所以，能够使入射光与出射光的光轴平行，并且能够在较大的入射角度范围内得到高衍射效率。

如以上说明了的那样，根据本实施方式，首先，关于针对衍射光学元件的入射角度，通过增大光轴倾斜，能够在较大的入射角度范围内得到高衍射效率，能够将视场角设定得较大。而且，通过构成衍射光学元件和导光体20使得在导光体20端面反射了的图像光衍射并被取出，能够得到如下头戴式显示器等的图像显示装置：即使在为了得到大视场角而增大入射图像光的光轴倾斜角的情况下，也能够不降低对观察者面部的适配性、容易佩戴且容易使用。

B：第2实施方式

接下来，说明本发明的第2实施方式。本实施方式中，作为第1衍射光学元件30a及第2衍射光学元件30b使用透射式体积全息图。图11是表示本实施方式中的左眼用光学系统的内部结构及导光体的一例的主要部分剖视图。关于右眼用光学系统的内部结构及导光体将记载省略，但它是使左眼用光学系统的内部结构及导光体的左右颠倒而成的结构。

如图12所示，透射式体积全息图是通过如下方式形成的：使物光和参考光分别从不同方向对感光材料61的表面(图12中作为长边记载的面)进行照射，在感光材料61上记录由物光和参考光的干涉所形成的干涉条纹。在这样的透射式体积全息图中，例如使包含银盐乳剂的感光材料曝光然后通过进行显影定影处理而得到的为振幅型全息图。如图13所示，振幅型全息图中，干涉条纹的明暗强度分布作为白黑的浓淡变化而被记录。另外，将重铬酸盐明胶或光聚合物作为感光材料使用而形成的为位相型全息图。如图14所示，位相型全息图中，干涉条纹作为折射率的变化而被记录。此外，在位相型全息图中，还可以将光致抗蚀剂、热塑性塑料作为感光材料使用。在使用光致抗蚀剂、热塑性塑料的情况下，如图15所示，干涉条纹作为表面的凹凸而被记录。

本实施方式中，作为第1衍射光学元件30a及第2衍射光学元件30b利用透射式体积全息图，但在透射式体积全息图中，作为一例，使用作为感光材料使用光聚合物且干涉条纹作为折射率变化而被记录的位相型全息图。图11中，按倾斜的线描绘出的部分为干涉条纹，即为衍射光栅。

本实施方式中，使第1衍射光学元件30a的衍射光栅倾斜以使得与第1衍射光学元件30a的入射面上的位置相比、与导光体20接触的接触面上的位置靠近导光体20的中央部侧，并且使第2衍射光学元件30b的衍射光栅倾斜以使得与和导光体20接触的接触面上的位置相比、第2衍射光学元件30b的出射面上的位置靠近导光体20的中央部侧，并且，使第1衍射光学元件30a的衍射光栅的倾斜角与第2衍射光学元件30b的衍射光栅的倾斜角相等。另外，对于光栅周期，在第1衍射光学元件30a和第2衍射光学元件30b中也相同。

另外，如图11所示，本实施方式中，成为以下结构：在利用了透射型衍射光学元件的导光体20中，仅反射层42配置在导光体20内的第2衍射光学元件30b侧的波导端部，仅在出射侧进行导光体20的端面反射，另一方不进行端面反射。

入射角度的设定

接下来，对于针对衍射光学元件的入射角度进行说明。本实施方式中，由于作为衍射光学元件利用了透射式体积全息图，所以，根据光束的入射角，衍射效率大幅变化，在特定的入射角(布拉格角)时衍射效率成为最大。因此，为了提高衍射效率，如图18及图19所示，将从图像形成部10出射的图像光的入射角度设定为预定角度。

图16及图17中示出了透射式体积全息图中的、使入射光的光轴倾斜的情况下的RGB各波长的入射角与衍射效率的计算例。如图19所示，在将从图像形成部10出射的图像光的入射角度设为光轴倾斜0°(最适合垂直入射用的衍射光学元件)的情况下，如图16所示，衍射效率的最大值价较低且预定值以上的衍射效率的分布范围也窄，相对于此，如图18所示，在将从图像形成部10出射的图像光的入射角度设为光轴倾斜－20°(最适合－20°倾斜的图像光入射用的衍射光学元件)的情况下，如图17所示，衍射效率的最大值较高且预定值以上的衍射效率的分布范围大。其结果，可知，增大针对衍射光学元件的入射角度且采用光轴倾斜的一方，能够在较大的入射角度范围内得到高衍射效率、扩大视场角。

根据这样的本实施方式，通过使在光入射侧的第1衍射光学元件30a被衍射了的图像光在第2衍射光学元件30b侧的波导端部反射，由此，在即将从导光体20出射之前，能够使该图像光转换成与导光体20内的导光方向相反的方向。而且，衍射光栅的倾斜角度在第1衍射光学元件30a和第2衍射光学元件30b中相同，对于光栅周期，在第1衍射光学元件30a和第2衍射光学元件30b中也相同，由此，能够使向光入射面20a的入射光和来自光出射面20b的出射光平行，能够使左右的导光体及图像形成装置的位置关系和观察者的脸的形状或双眼的位置更合适地一致。即，如图10所示，根据投射光学系统的大小，图像形成部10可能与观察者的面部接触而构成妨碍，但根据本实施方式，如图9所示，由于能够从与观察者面部接触的方向避开，所以，能够成为与面部的适配性更好的外形。

另外，本实施方式中，因为使第1衍射光学元件30a与第2衍射光学元件30b的光栅周期相等，所以，能够降低在入射侧和出射侧发生的两次衍射之间的光的干涉和光量损失，防止图像的亮度降低或局部产生颜色不均。而且，本实施方式中，第1衍射光学元件30a及第2衍射光学元件30b通过体积全息图形成，各体积全息图的光栅的倾斜角度及光栅周期相同，所以，能够使入射光及出射光的光轴平行，并且能够在较大的入射角度范围内得到高衍射效率。

C：第3实施方式

接下来，就本发明的第3实施方式进行说明。本实施方式中，作为第1衍射光学元件及第2衍射光学元件，使用表面浮雕全息图。图20是表示本实施方式中的左眼用光学系统的内部结构及导光体的一例的主要部分剖视图。关于右眼用光学系统的内部结构及导光体将记载省略，但它是使左眼用光学系统的内部结构及导光体的左右颠倒而成的结构。

如图20所示，本实施方式，作为第1衍射光学元件34a及第2衍射光学元件34b，利用使表面浮雕全息图的表面倾斜了的倾斜表面浮雕全息图。第1衍射光学元件34a的倾斜表面浮雕全息图的倾斜面按照如下朝向倾斜：与该倾斜面的入射侧前端的位置D5相比，第1衍射光学元件34a的与导光体20接触的接触面侧的位置D6靠近导光体20的中央部侧。另外，第2衍射光学元件34b的表面浮雕全息图的倾斜面按照如下朝向倾斜：与第2衍射光学元件34b的与导光体20接触的接触面侧的位置D7相比，该倾斜面的出射侧前端的位置D8向靠近导光体20的中央部侧。而且，第1衍射光学元件34a的倾斜表面浮雕全息图的倾斜面的倾斜角与第2衍射光学元件34b的倾斜表面浮雕全息图的倾斜面的倾斜角相等。而且，第1衍射光学元件34a的表面浮雕全息图的光栅周期与第2衍射光学元件34b的表面浮雕全息图的光栅周期相等。

若从接近入射光的中心轴一侧起以0级、±1级...对衍射光进行排序，则如图21所示，在为无倾斜的矩形形状的表面浮雕全息图的情况下，+1级的衍射光和－1级的衍射光为大致相同的强度。

但是，在是使表面浮雕全息图的表面倾斜而成的倾斜表面浮雕全息图的情况下，若倾斜表面浮雕全息图的表面的倾斜与入射光的方向成为图22所示的关系，则因为由于在光栅表面上的布拉格反射而发生衍射光，所以+1级的衍射光的强度变得比－1级的衍射光的强度高。

若将波长设为λ、将全息的厚度设为T、将全息的折射率设为n、将光栅周期设为d，则全息的特性能够由下面的参数Q来表示。

Q＝2πλT/nd2

在该参数Q为Q＜1时，全息被称作“薄全息图”，在Q＞10时，全息被称作“厚全息图”。

在为图12所示的厚全息图61、62的情况下，由于受到多层布拉格光栅的作用，布拉格条件变得严格，仅发生+1级的衍射光，但是在本实施方式的倾斜表面浮雕全息图的情况下，具有图12所示厚全息图61、62和薄全息图60的境界区域的特性。其结果，除+1级衍射光外，还发生弱的－1级衍射光。

这样，在本实施方式中，通过使表面浮雕全息图倾斜，能够进一步增强+1级衍射光，对提高向导光体20的传播效率及降低光噪声(noise light)有效。而且，本实施方式中，不仅使第1衍射光学元件34a的表面浮雕全息图、也使第2衍射光学元件34b的表面浮雕全息图的表面倾斜，而且，在第1衍射光学元件34a和第2衍射光学元件34b中，使表面浮雕全息图的表面的倾斜为相同角度，所以，能够使向光入射面20a的入射光与来自光出射面20b的出射光平行，能够使左右的导光体及图像形成装置的位置关系与观察者的面部形状或双眼的位置更合适地一致。即，如图10所示，根据投射光学系统的大小，图像形成部10有可能与观察者的面部接触而构成妨碍，但根据本实施方式，如图9所示，由于能够从与观察者的面部接触的方向避开，所以，能够成为与面部的适配性更好的外形。

另外，本实施方式中，由于使第1衍射光学元件34a与第2衍射光学元件34b的光栅周期相等，所以，能够降低在入射侧和出射侧所产生的两次衍射之间的光的干涉和光量损失，能够防止图像的亮度降低或局部发生颜色不均。

而且，本实施方式中的表面浮雕全息图，由于在第1衍射光学元件34a和第2衍射光学元件34b中向相同方向倾斜，所以，能够在脱模时同时形成，还具有能够提高量产性、降低制造成本这一优点。

D：第4实施方式

接下来，就本发明的第4实施方式进行说明。本实施方式中，作为第1衍射光学元件及第2衍射光学元件使用炫耀光栅(blazed grating)。图23是表示本实施方式的左眼用光学系统的内部结构及导光体的一例的主要部分剖视图。关于右眼用光学系统的内部结构及导光体将记载省略，但它为使左眼用光学系统的内部结构及导光体的左右颠倒而成的结构。

如图23所示，本实施方式，作为第1衍射光学元件35a及第2衍射光学元件35b，使用了炫耀光栅。第1衍射光学元件35a的炫耀光栅的倾斜面按照如下朝向倾斜：与该倾斜面的入射侧前端的位置D9相比，第1衍射光学元件35a的与导光体20接触的接触面侧的位置D10靠近导光体20的中央部侧。另外，第2衍射光学元件的炫耀光栅的倾斜面按照如下朝向倾斜：与第2衍射光学元件35b的与导光体20接触的接触面侧的位置D11相比，该倾斜面的出射侧前端的位置D12靠近导光体20的中央部侧。而且，第1衍射光学元件35a的炫耀光栅的倾斜面的倾斜角与第2衍射光学元件35b的炫耀光栅的倾斜面的倾斜角相等。而且，第1衍射光学元件35a的炫耀光栅的光栅周期与第2衍射光学元件35b的炫耀光栅的光栅周期相等。

在使用了炫耀光栅的情况下，若炫耀光栅的斜面的倾斜与入射光的方向也成为图23所示的关系，则因为由于在光栅表面上的布拉格反射而发生衍射光，所以，+1级衍射光的强度变得比－1级衍射光的强度高。

这样，本实施方式中，通过使用炫耀光栅，能够进一步增强+1级衍射光，对提高向导光体20的传播效率及降低光噪声有效。而且，本实施方式中，不仅第1衍射光学元件35a使用炫耀光栅，第2衍射光学元件35b也使用炫耀光栅，而且，在第1衍射光学元件35a和第2衍射光学元件35b中炫耀光栅的斜面的倾斜为相同角度，所以，能够使对光入射面20a的入射光与来自光出射面20b的出射光平行，能够使左右的导光体及图像形成装置的位置关系与观察者的面部或双眼的位置更合适地一致。即，如图10所示，根据投射光学系统的大小，图像形成部10有可能与观察者的面部接触而构成妨碍，但根据本实施方式，如图9所示，由于能够从与观察者面部接触的方向避开，所以，能够成为与面部的适配性更好的外形。

另外，本实施方式中，由于第1衍射光学元件35a和第2衍射光学元件35b的光栅周期相等，所以，能够降低在入射侧和出射侧所发生两次的衍射之间的光的干涉和光量损失，能够防止图像的亮度降低或局部发生颜色不均。

而且，本实施方式中的炫耀光栅的斜面，由于在第1衍射光学元件35a和第2衍射光学元件35b中向相同方向倾斜，所以，能够在脱模时同时形成，还具有能够提高量产性、降低制造成本这一优点。

E：第5实施方式

接下来，就本发明的第5实施方式进行说明。本实施方式中，作为第1衍射光学元件及第2衍射光学元件，使用反射型的体积全息图。图24是表示本实施方式中的左眼用光学系统的内部结构及导光体的一例的主要部分剖视图。关于右眼用光学系统的内部结构及导光体将记载省略，但它是使左眼用光学系统的内部结构及导光体的左右颠倒而成的结构。

图12所示的厚全息图61是透射型的体积全息图，厚全息图62是反射型的体积全息图。如图12所示，在是透射型的体积全息图的情况下，通过分别从不同方向对感光材料的表面(图12中长边所示的部分)照射物光和参考光，由此形成了干涉条纹。但是，在是作为厚全息图62所示的反射型的体积全息图的情况下，通过对感光材料的上表面(图12中长边所示的部分中的、x轴方向上的上方的部分)照射物光、对感光材料的下表面(图12中长边所示的部分中的、x轴方向上的下方的部分)照射参考光，由此形成了干涉条纹。

在图12中，可知，若使作为厚全息图61所示的透射型的体积全息图向左旋转90°，透射型的体积全息图的表面(图12中长边所示，照射有物光和参考光的部分)来到x轴方向上的下方，则在透射型的体积全息图和反射型的体积全息图中，干涉条纹的倾斜即衍射光栅的倾斜会颠倒。也就是说，在使透射型的体积全息图向左旋转了90°的状态下，若将衍射光栅设为图12的xy坐标上的线段，则该线段成为具有正倾斜的线段。但是，若将反射型的体积全息图的衍射光栅设为图12的xy坐标上的线段，则该线段成为具有负倾斜的线段。

另外，反射型的体积全息图的衍射光栅的倾斜比透射型的体积全息图的衍射光栅的倾斜小，根据情况，反射型的体积全息图的上表面或下表面也成为大致平行的状态。本实施方式中，将图24所示的反射型的体积全息图用于第1衍射光学元件31a和第2衍射光学元件31b。

如图24所示，第1衍射光学元件31a设在与第2面板面202侧的光入射面20a相对的位置，通过该第1衍射光学元件31a使从光入射面20a入射了的光向预定方向衍射并向导光体20内反射。另外，第2衍射光学元件31b设在与第2面板面202侧的光出射面20b相对的位置，通过该第2衍射光学元件31b，使在导光体20内被导光了的图像光向光出射面20b衍射，同时被反射，并从光出射面20b向导光体20外出射。

第1衍射光学元件31a的衍射光栅的倾斜面按照如下朝向倾斜：与和该接触面相对的面侧的位置D14相比，第1衍射光学元件31a的与导光体20的接触面侧的位置D13靠近导光体20的中央部侧。另外，第2衍射光学元件31b的衍射光栅的倾斜面按照如下朝向倾斜：与第2衍射光学元件31b的与导光体20的接触面侧的位置D15相比，与该接触面相对的面侧的位置D16靠近导光体20的中央部侧。而且，第1衍射光学元件31a的衍射光栅的倾斜角与第2衍射光学元件31b的衍射光栅的倾斜角相等。而且，第1衍射光学元件31a的衍射光栅的光栅周期与第2衍射光学元件31b的衍射光栅的光栅周期相等。

在导光体20内，在图像光的波导中配置有反射层41。该反射层41，在本实施方式中，配置在导光体20内的第1衍射光学元件31a侧的波导端部，在利用了反射型的衍射光学元件31a及31b的导光体20中，成为仅在入射侧进行导光体20的端面反射，在另一方不进行端面反射的结构。

本实施方式中，第1衍射光学元件31a及第2衍射光学元件31b的各体积全息图的衍射光栅的倾斜朝向相同、光栅周期相同，所以，即使是将反射层41仅配置在第1衍射光学元件31a侧的波导端部的结构，也能够使入射光的光轴与出射光的光轴平行。

根据这样的本实施方式，在使入射了导光体20的图像光在第1衍射光学元件31a向与导光体20内的导光方向相反的方向反射、衍射后，随即马上通过反射层41使其向导光方向转换。然后，使其在第2衍射光学元件31b反射、衍射、从光出射面20b朝向观察者的眼EY出射。由此，能够使向光入射面20a的入射光与来自光出射面20b的出射光平行，能够使左右的导光体20及图像形成部10的位置关系与观察者的脸的形状或双眼的位置更合适地一致。即，如图10所示，根据投射光学系统的大小，图像形成部10有可能与观察者的面部接触而构成妨碍，但根据本实施方式，如图9所示，由于能够从与观察者面部接触的方向避开，所以能够成为与面部的适配性更好的外形。

另外，本实施方式中，由于第1衍射光学元件31a与第2衍射光学元件31b的光栅周期相等，所以，能够降低在入射侧和出射侧所发生的两次衍射之间的光干涉和光量损失，能够防止图像的亮度降低或局部发生颜色不均。而且，本实施方式中，由于第1衍射光学元件31a及第2衍射光学元件31b通过体积全息图形成，各体积全息图的光栅图案相同，所以，能够使入射光及出射光的光轴平行，且能够在较大的入射角度范围内得到高衍射效率。

F：变形例

变形例1

在上述第1实施方式～第5实施方式中，利用单一层的导光体并且在入射侧及出射侧分别用了一个衍射光学元件，但本发明不限于此，还可以使用多个与图像光的波长相对应的衍射光学元件。即，如图25所示，在上述各实施方式中，将导光体20以各面板面201、202平行的方式层叠、形成层叠型导光体200，并且每个导光体20、20所具有的第1衍射光学元件36a、37a…与第2衍射光学元件36b、37b…的光栅周期按每个导光体而不同。

根据这样的变形例，通过使多个导光体20层叠、对各导光体20使用光栅周期不同的衍射光学元件，由此能够使每个导光体传播不同的波长，能够提高针对多个波长的衍射效率。

变形例2

在上述第1实施方式～第5实施方式及变形例1中，作为衍射光学元件使用了体积全息图，但本发明不限于此，也能够使用各种衍射光学元件。

Claims (14)

1.一种光学器件，其特征在于，具有：

导光体；

使光入射到所述导光体的第1衍射光学元件；

使光从所述导光体出射的第2衍射光学元件；

反射层，其设在所述导光体的与设有所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，

构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的凸部，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。

2.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件分别是在一个表面具有凹凸结构的表面浮雕全息图。

3.根据权利要求1所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件分别为在一个表面具有锯齿状凸部的炫耀光栅形状的衍射光学元件，

所述锯齿状的凸部的斜面分别向所述第1方向倾斜。

4.根据权利要求2所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件分别为在一个表面具有锯齿状凸部的炫耀光栅形状的衍射光学元件，

所述锯齿状的凸部的斜面分别向所述第1方向倾斜。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为透射型的衍射光学元件，设在所述导光体的同一面上，

所述第1方向是如下方向：在所述导光体的包括所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件这两方的剖视图中，相对于所述第1面的法线方向向从所述第2衍射光学元件朝向所述第1衍射光学元件的方向倾斜的方向。

6.一种光学器件，其特征在于，具有：

导光体；

使光入射到所述导光体的第1衍射光学元件；

使光从所述导光体出射的第2衍射光学元件；

反射层，其设在所述导光体的与设有所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，

构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。

7.根据权利要求6所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为透射式体积全息图。

8.根据权利要求6或7所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为透射型的衍射光学元件，设在所述导光体的同一面上，

所述第1方向是如下方向：在所述导光体的包括所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件这两方的剖视图中，相对于所述第1面的法线方向向从所述第2衍射光学元件朝向所述第1衍射光学元件的方向倾斜的方向。

9.一种光学器件，其特征在于，具有：

导光体；

使入射到了所述导光体的光衍射的第1衍射光学元件；

使在所述导光体中导光了的光衍射并出射的第2衍射光学元件；

反射层，其设在所述导光体的与设有所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，

构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜。

10.根据权利要求9所述的光学器件，其特征在于，

所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件为反射型的衍射光学元件，设在所述导光体的同一面上，

所述第1方向为如下方向：在所述导光体的包括所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件这两方的剖视图中，相对于所述第1面的法线方向向从所述第2衍射光学元件朝向所述第1衍射光学元件的方向倾斜的方向。

11.一种光学器件，其特征在于，具有：

第1导光体；

使光入射到所述第1导光体的第1衍射光学元件；

使光从所述第1导光体出射的第2衍射光学元件；

第1反射层，其设在所述第1导光体的与设有所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，

第2导光体；

使光入射到所述第2导光体的第3衍射光学元件；

使光从所述第2导光体出射的第4衍射光学元件；

第2反射层，其设在所述第2导光体的与设有所述第3衍射光学元件和所述第4衍射光学元件的第3面相交叉的第4面，

构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的凸部，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜，

构成所述第3衍射光学元件及所述第4衍射光学元件的凸部，分别相对于所述第3面的法线方向向同一第2方向倾斜。

12.一种光学器件，其特征在于，具有：

第1导光体；

使光入射到所述第1导光体的第1衍射光学元件；

使光从所述第1导光体出射的第2衍射光学元件；

第1反射层，其设在所述第1导光体的与设有所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，

第2导光体；

使光入射到所述第2导光体的第3衍射光学元件；

使光从所述第2导光体出射的第4衍射光学元件；

第2反射层，其设在所述第2导光体的与设有所述第3衍射光学元件和所述第4衍射光学元件的第3面相交叉的第4面，

构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜，

构成所述第3衍射光学元件及所述第4衍射光学元件的折射率互不相同第3部分及第4部分，分别相对于所述第3面的法线方向向同一第2方向倾斜。

13.一种光学器件，其特征在于，具有：

第1导光体；

使入射到了所述第1导光体的光衍射的第1衍射光学元件；

使在所述第1导光体中导光了的光衍射并出射的第2衍射光学元件；

第1反射层，其设在所述第1导光体的与设有所述第1衍射光学元件和所述第2衍射光学元件的第1面相交叉的第2面，

第2导光体；

使入射到了所述第2导光体的光衍射的第3衍射光学元件；

使在所述第2导光体中导光了的光衍射并出射的第4衍射光学元件；

第2反射层，其设在所述第2导光体的与设有所述第3衍射光学元件和所述第4衍射光学元件的第3面向交叉的第4面，

构成所述第1衍射光学元件及所述第2衍射光学元件的折射率互不相同的第1部分及第2部分，分别相对于所述第1面的法线方向向同一第1方向倾斜，

构成所述第3衍射光学元件及所述第4衍射光学元件的折射率互不相同的第3部分及第4部分，分别相对于所述第3面的法线方向向同一第2方向倾斜。

14.一种图像显示装置，其特征在于，

具有权利要求1～13中任一项所述的光学器件和发出图像光的图像形成部。