CN203054345U - 虚像显示装置 - Google Patents

Abstract

提供一种虚像显示装置，上述虚像显示装置具有硬涂层，并且，能将导光部分中的导光的性能维持在良好的状态。导光装置20具有通过作为排出沟的沟CT1、CT2、CT3构成的液体存留防止结构CS、和/或通过在导光部件21和光透射部件23的边界设置的台阶部构成的液体垂落防止结构DS，作为流动控制结构。由此，在硬涂层的成膜中，恰当地控制成为原料的涂液的流动，防止在导光装置20的非计划的位置发生由涂液引起的液体存留和/或液体垂落，所以具有硬涂层CC，并且，不会使组装的精度变差，并且，能将导光装置20中的导光的性能维持在良好的状态。

Description

虚像显示装置

技术领域

本实用新型涉及在头部安装使用的头戴显示器等的虚像显示装置。

背景技术

近年来，作为像头戴显示器那样可进行虚像的形成及观察的虚像显示装置，提出了各种通过导光板将来自显示元件的图像光引导至观察者的眼睛的类型。

在这样的虚像显示装置中，为了使图像光和外界光重叠，提出透视光学系统(参照专利文献1等)。还有，并非涉及头戴显示器的技术，但是为了保护树脂制的成型品的表面，公知有设置硬涂层(例如参照专利文献2)。

在头戴显示器中，为了以恰当的状态引导图像光，需要良好地保持通过反射等使图像光进行传送的导光板的表面部分的状态。因此，考虑设置硬涂层，以防止该表面部分的损伤，容易地进行表面的污物的消除。特别地，在透视型的头戴显示器情况下，导光板中露出的部分容易变多，在表面部分设置硬涂层变得更重要。

然而，由于头戴显示器中含有导光板的导光部分存在使用于组装例如其他的光学部件的定位部附加于周边的情况等，所以有成为复杂的形状的倾向。还有，为了正确地引导光，导光部分的形状必须精密。因此，在构成导光部分的光学部件中使硬涂层成膜的情况下，若作为原料的涂液在非计划的位置形成液体存留和/或液体垂落，则有可能对作为定位部设置的沟和/或孔等填充涂液而使组装的精度变差，使涂液垂落于应该成为导光部分的导光面而损坏平坦性并使导光的性能劣化。由于以上的情况，使硬涂层以不成为过剩的方式按希望的状态进行设置必定不容易。

专利文献1：特开2007-240924号公报

专利文献2：特开2009-51920号公报

实用新型内容

本实用新型鉴于上述背景技术的问题而提出，目的是提供一种虚像显示装置及虚像显示装置的制作方法，该虚像显示装置设置保护用的硬涂层，并且不会使组装的精度变差，并且，能将导光部分中的导光的性能维持在良好的状态。

为了解决上述问题，本实用新型涉及的虚像显示装置，其特征在于，包括：(a)图像显示装置，其形成图像光；(b)投射光学系统，其形成基于从图像显示装置射出的图像光的虚像；和(c)导光装置，其具有：(c1)光入射部，向内部取入通过了投射光学系统的图像光；(c2)导光部，通过在相对的第1及第2面的全反射引导从光入射部取入的图像光；和(c3)光射出部，向外部取出经过了导光部的图像光，(d)导光装置具有：硬涂层，通过对涂液进行涂布和固化而形成，设置在有助于图像光的导光的导光部的表面；和流动控制结构，控制所涂布的涂液的流动。

上述虚像显示装置中，导光装置，通过具有流动控制结构，在硬涂层的成膜时，恰当地控制成为原料的涂液的流动，防止在导光装置的非计划的位置发生由涂液引起的液体存留和/或液体垂落。由此，不会使与其他的光学部件间的组装的精度变差，并且，能将导光装置中的导光的性能维持在良好的状态。

根据本实用新型的具体方面，流动控制结构是在立体形状的周边具有涂液的排出沟并防止涂液的液体存留的液体存留防止结构。这个情况下，通过构成液体存留防止结构的排出沟能除去对象位置的剩余的涂液，防止液体存留的发生。

根据本实用新型的其他方面，导光装置具有：定位部，进行与包含投射光学系统的其他部件的相对定位；液体存留防止结构是通过在定位部的周边设置排出沟而形成。这个情况下，在定位部中，能防止液体存留的发生，不能使组装的精度变差。

根据本实用新型的其他方面，液体存留防止结构在支持导光部的支持部件的前端侧的连结部具有凹形状的前述立体形状，排出沟是将凹形状的一部分切开而形成的切开部。这个情况下，调节切开部中切开的方向可以防止液体存留。

根据本实用新型的其他方面，流动控制结构是具有使导光面相比于导光面的周边部突出的台阶部并且防止涂液向导光面侧的液体垂落的液体垂落防止结构。这个情况下，通过构成液体垂落防止结构的台阶部堵住剩余的涂液，能防止向应该成为导光面的区域的液体垂落的发生。

根据本实用新型的其他方面，导光装置具有包括光入射部、导光部及光射出部的导光部件，和通过与光射出部接合而构成能够观察外界光的透视部并且支持导光部件的光透射部件，液体垂落防止结构是通过在导光部件和光透射部件的边界设置台阶部而形成。这个情况下，在导光部件和光透射部件的边界，能防止向应该成为导光部件的导光面的区域的液体垂落，能将导光装置的导光的性能维持在良好的状态。

根据本实用新型的其他方面，硬涂层通过由浸泡处理涂布涂液而形成。这个情况下，即使导光装置具有相对复杂的形状，也能使所成膜的硬涂层的膜厚相对均匀，薄至对于导光装置的形状不带来影响的程度，并且，能确保作为防止损伤和容易消除污物的硬涂层起作用的最低限度的厚度。

根据本实用新型的其他方面，导光装置中，流动控制结构以回避导光装置的导光面及导光装置中露出于外部的外观部的方式设定涂液的流路。这个情况下，即使剩余的涂液固化并在一部分形成过剩的厚度的硬涂层，也在光学功能上、在外观上都不带来影响。

根据本实用新型的其他方面，导光部具有相互平行配置并能通过全反射来导光的上述第1面和第2面，光入射部具有相对于第1面成规定的角度的第3面，光射出部具有相对于第1面成规定的角度的第4面。这个情况下，同时合成例如反射次数不同的图像光并作为形成1个虚像的图像光取出，能大大确保隔着光射出部观察的虚像的显示尺寸。

为了解决上述问题，本实用新型涉及虚像显示装置的制造方法，上述虚像显示装置包括：(a)图像显示装置，其形成图像光；(b)投射光学系统，其形成基于从图像显示装置射出的图像光的虚像；和(c)导光装置，其具有：(c1)光入射部，向内部取入通过了投射光学系统的图像光；(c2)导光部，通过在相对的第1及第2面的全反射引导从光入射部取入的图像光；(c3)光射出部，向外部取出经过了导光部的图像光；(c4)在有助于图像光的导光的导光部的表面设置的硬涂层；(c5)控制为了硬涂层的成膜而涂布的涂液的流动的流动控制结构，上述虚像显示装置的制造方法包括：(d)第1步骤，准备用于控制涂液的流动的流动控制结构；(e)第2步骤，通过在第1步骤中准备的流动控制结构边控制涂液的流动边涂布和固化涂液，而使硬涂层成膜。

上述虚像显示装置的制造方法中，在第2步骤中，通过恰当地控制成为硬涂层的原料的涂液的流动，防止在应该制造的导光装置的非计划的位置发生由涂液引起的液体存留和/或液体垂落。由此，在虚像显示装置的制造时，不会使与其他的光学部件间的组装的精度变差，并且，能将导光装置中的导光的性能维持在良好的状态。

根据本实用新型的具体方面，在第2步骤中，包括：浸泡处理步骤，通过浸泡处理涂布硬涂层的涂液。这个情况下，即使制造的导光装置中导光部分的形状相对复杂，在导光面也能均匀地使希望的厚度的膜成膜。

根据本实用新型的其他方面，在浸泡处理步骤中，包括：拉出步骤，将浸泡于涂液的槽的应该成为导光装置的基础材料以由流动控制结构形成的涂液的流路倾斜的方式拉出。这个情况下，在拉出步骤中，能有效地除去剩余的涂液。

附图说明

图1是第1实施方式的虚像显示装置的透视图。

图2(A)是构成虚像显示装置的第1显示装置的主体部分的俯视图，(B)是主体部分的主视图。

图3(A)是导光部件的主视图，(B)是导光部件的仰视图，(C)是导光部件左视图，(D)是导光部件的CC断面图。

图4(A)是光透射部件的后视图，(B)是光透射部件的BB断面图，(C)是光透射部件的左视图，(D)是光透射部件的右视图。

图5(A)是表示准备硬涂层的成膜处理中应该成为导光装置的基础材料及充满涂液的处理层的状态的图，(B)是表示将基础材料浸泡于处理槽的状态的图，(C)是表示从处理槽拉出基础材料的工作的图。

图6(A)是将光透射部件的一部分放大的透视图，(B)是将接合导光部件和光透射部件的状态的一部分放大的透视图。

图7(A)是将比较例的光透射部件的一部分放大的透视图，(B)是表示比较例的浸泡处理后的一例的图。

图8(A)是导光装置的透视图，(B)是应该成为导光装置的基础材料的侧断面图。

图9(A)是展开关于纵的第1方向的光路的概念图，(B)是展开关于横的第2方向的光路的概念图。

图10是具体地说明虚像显示装置的光学系统的光路的俯视图。

图11(A)表示液晶显示装置的显示面，(B)是概念性地说明观察者所见的液晶显示装置的虚像的图，(C)及(D)是说明构成虚像的部分图像的图。

图12(A)表示第2实施方式所涉及的虚像显示装置的断面图，(B)及(C)是导光装置的主视图及导光部件的俯视图。

图13是说明图像光的光路的模式图。

图14是说明包含半透射反射镜层的接合部的断面图。

图15(A)是表示第3实施方式涉及的虚像显示装置的断面图，(B)及(C)是导光装置的主视图及导光部件的俯视图。

图16是说明图像光的光路的模式图。

图17是说明包含半透射反射镜层的接合部的断面图。

图18是表示构成虚像显示装置的第1显示装置的变形例的图。

符号的说明

10…图像形成装置，11…图像显示装置，12…投射光学系统，20…导光装置，21s、23s…主体部分，21…导光部件，21a、21b…反射面(全反射面，导光面)，21c、21d…反射面(导光面)，21e…上面，21f…下面，21h…端面，23…光透射部件，23a、23b、23c…面，25…镜层，28…半透射反射镜层(半透射反射膜)，31…照明装置，32…液晶显示装置，32b…显示区域，34…驱动控制部，100…虚像显示装置，100A、100B…显示装置，110…光学面板，121…框，131、132…驱动部，AX1…第1光轴，AX2…第2光轴，B1…光入射部，B2…导光部，B3…光射出部，B4…透视部，EY…眼，FF…平坦面，GL…图像光，GL'…外界光，GL11、GL12、GL21、GL22…图像光，IM1、IM2…投射像，IS…光入射面，L1、L2、L3…透镜，OS…光射出面，P1…显示点，P2…显示点，SL…照明光，CC…硬涂层，CL…涂液，CT1、CT2、CT3…沟(排出沟)，H1、H2、H3…孔(定位部)，PA…基础材料，PB、PC…基础材料部分，BU…台阶部，CS…液体存留防止结构，DS…液体垂落防止结构，FS…流动控制结构

具体实施方式

第1实施方式

以下，参照附图，详细说明本实用新型的第1实施方式涉及的虚像显示装置。

〔A.虚像显示装置的外观〕

图1所示的第1实施方式的虚像显示装置100是具有像眼镜那样的外观的头戴显示器，可以使佩戴该虚像显示装置100的观察者识别虚像形成的图像光，并可以使观察者透视观察外界像。虚像显示装置100具备：覆盖观察者的眼前的光学面板110；支持光学面板110的框121；在从框121中前方的盖部分到后方悬架部分(镜腿)的部分附加的第1及第2驱动部131、132。这里，光学面板110具有第1面板部分111和第2面板部分112，两个面板部分111、112成为在中央被一体连结的板状的部件。附图上由左侧的第1面板部分111和第1驱动部131组合而成的第1显示装置100A是形成左眼用的虚像的部分，也可以单独作为虚像显示装置起作用。另外，附图上由右侧的第2面板部分112和第2驱动部132组合而成的第2显示装置100B是形成右眼用的虚像的部分，也可以单独作为虚像显示装置起作用。

〔B.显示装置的构造〕

如图2(A)及图2(B)所示，第1显示装置100A具备图像形成装置10和导光装置20。这里，图像形成装置10与图1中的第1驱动部131相当，导光装置20与图1中的第1面板部分111相当。另外，图1所示的第2显示装置100B具有与第1显示装置100A同样的构造，仅仅是左右反向，因此，第2显示装置100B的详细说明省略。

图像形成装置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具有射出2维的照明光SL的照明装置31；透射型的空间光调制装置即液晶显示装置32；控制照明装置31及液晶显示装置32的工作的驱动控制部34。

图像显示装置11的照明装置31具备：产生包含红、绿、蓝3色的光的光源31a；使来自光源31a的光扩散形成矩形截面的光束的背光导光部31b。液晶显示装置32空间地调制来自照明装置31的照明光SL，形成应该成为动态图像等显示对象的图像光。驱动控制部34具备光源驱动电路34a和液晶驱动电路34b。光源驱动电路34a向照明装置31的光源31a供给电力，使其射出稳定亮度的照明光SL。液晶驱动电路34b通过对液晶显示装置32输出图像信号或驱动信号，形成成为动态图像、静态图像的基础的彩色的图像光，作为透射率图案。另外，液晶驱动电路34b可具备图像处理功能，但是也可以由外带的控制电路具备图像处理功能。

在以上的液晶显示装置32中，第1方向D1与包含穿过投射光学系统12的第1光轴AX1和与后述的导光部件21的第3反射面21c平行的特定线的纵截面的延伸方向对应，第2方向D2与包含上述第1光轴AX1和上述第3反射面21c的法线的横截面的延伸方向对应。即，液晶显示装置32的位置中，第1方向D1与纵的Y方向相当，第2方向D2与横的X方向相当。

投射光学系统12是将从液晶显示装置32上的各点射出的图像光形成为平行状态的光束的准直透镜。

导光装置20由导光部件21和光透射部件23接合而成，全体构成与XY面平行延伸的平板状的光学部件。再者，导光部件21和光透射部件23，在表面具有硬涂层CC。

导光装置20中，导光部件21是俯视为梯形的棱镜状部件，具有作为导光面的第1反射面21a、第2反射面21b、第3反射面21c和第4反射面21d，作为构成侧面的第1面至第4面。另外，导光部件21具有与第1、第2、第3及第4反射面21a、21b、21c、21d相邻并相互相对的上面21e和下面21f。这里，第1及第2反射面21a、21b沿XY面延伸，以导光部件21的厚度t离开。另外，第3反射面21c相对于XY面以45°以下的锐角α倾斜，第4反射面21d相对于XY面以例如45°以下的锐角β倾斜。穿过第3反射面21c的第1光轴AX1和穿过第4反射面21d的第2光轴AX2平行配置，以距离D离开。另外，将在以下进行详述，在第1反射面21a和第3反射面21c之间，以除去棱的方式设置了端面21h。导光部件21若包含该端面21h，则成为具有7面的多面体状的外形。

导光部件21利用作为相对延伸的第1及第2面的第1及第2反射面21a、21b的全反射进行导光，有导光时通过反射折返的方向和导光时未通过反射折返的方向。考虑到由导光部件21导光的图像的场合，导光时通过多次反射折返的横方向即封闭方向DW2与第1及第2反射面21a、21b垂直(与Z轴平行)，如后述直到光源侧为止展开光路时，与液晶显示装置32的第2方向D2相当。另一方面，导光时未通过反射折返而传送的纵方向即非封闭方向DW1与第1及第2反射面21a、21b及第3反射面21c平行(与Y轴平行)，如后述直到光源侧为止展开光路时，与液晶显示装置32的第1方向D1相当。再者，在导光部件21中，传送的光束全部朝向的主导光方向成为-X方向。

导光部件21由在可视范围呈现高的光透射性的树脂材料形成。更具体地，导光部件21以通过注塑成型一体成型的块状部件为树脂制的主体部分21s，对该主体部分21s施加镜层和/或半透射反射镜层等。主体部分21s例如通过向成型模具内射出热或光聚合型的树脂材料并热固化或光固化而形成。这样的导光部件21是将主体部分21s一体形成的部件，但是，功能上，可以考虑分成光入射部B1、导光部B2和光射出部B3。

光入射部B1是三角棱镜状的部分，具有作为第1反射面21a的一部分的光入射面IS；与光入射面IS相对的第3反射面21c。光入射面IS是用于取入来自图像形成装置10的图像光GL的内侧或观察者侧的平面，与投射光学系统12相对，与其第1光轴AX1垂直延伸。第3反射面21c具有矩形的轮廓，在其矩形区域整体，具有用于将通过光入射面IS的图像光GL反射并引导至导光部B2内的全反射镜即镜层25。该镜层25通过在导光部件21的主体部分21s的斜面RS上由铝等的蒸镀实施成膜而形成。第3反射面21c相对于投射光学系统12的第1光轴AX1或XY面以例如锐角α＝25°～27°倾斜，通过将从光入射面IS入射且全体朝向＋Z方向的图像光GL弯曲为全体地朝向偏－Z方向的－X方向，将图像光GL可靠地结合到导光部B2内。

导光部B2具备分别全反射由光入射部B1弯曲的图像光的第1反射面21a和第2反射面21b，作为相互相对且与XY面平行延伸的2个平面。第1及第2反射面21a、21b的间隔即导光部件21的厚度t为例如9mm左右。这里，第1反射面21a设为处于接近图像形成装置10的内侧或观察者侧，第2反射面21b设为处于远离图像形成装置10的表面侧或外界侧。该场合，第1反射面21a成为与上述的光入射面IS、后述的光射出面OS共同的面部分。第1及第2反射面21a、21b是利用折射率差的全反射面，未施加镜层等的反射涂层，但是通过在主体部分21s的表面上使作为表面涂层的硬涂层CC成膜而形成。硬涂层CC形成于虚像显示装置100的露出部分，形成第1及第2反射面21a、21b，并且使该露出部分防止损伤和容易消除污物，来防止影像的分辨率降低。

光入射部B1的第3反射面21c反射的图像光GL首先入射至第1反射面21a并全反射。接着，该图像光GL入射至第2反射面21b并全反射。以下该工作反复进行，从而图像光全体被引导至导光装置20的内侧的主导光方向即设置光射出部B3的+Z侧。另外，由于在第1及第2反射面21a、21b未施加反射涂层，因此从外界侧入射于第2反射面21b的外界光或外光以高透射率通过导光部B2。即，导光部B2是可透视外界像的透视型。

光射出部B3是三角棱镜状的部分，具有作为第1反射面21a的一部分的光射出面OS和与光射出面OS相对的第4反射面21d。光射出面OS是用于向观察者的眼EY射出图像光GL的内侧平面，与光入射面IS同样，成为第1反射面21a的一部分，与第2光轴AX2垂直延伸。穿过光射出部B3的第2光轴AX2和穿过光入射部B1的第1光轴AX1的距离D考虑观察者的头部宽度等设定成例如50mm。第4反射面21d是矩形的平坦面，在第4反射面21d的中央配置的矩形的部分区域具有用于反射经第1及第2反射面21a、21b入射的图像光GL并向光射出部B3外射出，并且使外界光透射的半透射反射镜层28。该半透射反射镜层28是具有光透射性的半透射反射膜。半透射反射镜层(半透射反射膜)28通过在构成导光部件21中第4反射面21d的斜面RR上将例如由银等形成的金属反射膜、电介质多层膜成膜而形成。半透射反射镜层28对图像光GL的反射率从容易透视地观察外界光GL'的观点看，在假定的图像光GL的入射角范围中设为10%以上50%以下。具体的实施例的半透射反射镜层28对图像光GL的反射率设定成例如20%，对图像光GL的透射率设定成例如80%。

第4反射面21d相对于与第1反射面21a垂直的第2光轴AX2或XY面以例如锐角β＝25°～27°倾斜，通过上述半透射反射镜层28，使经导光部B2的第1及第2反射面21a、21b入射的图像光GL部分地反射，以全体朝向－Z方向的方式弯曲，从而通过光射出面OS。另外，透射第4反射面21d的图像光的成分入射于光透射部件23，不用于影像的形成。

光透射部件23通过具有与导光部件21的主体部分21s相同的折射率的主体部分23s构成，具有第1面23a、第2面23b、和第3面23c。第1及第2面23a、23b与第1及第2反射面21a、21b相同，通过在主体部分23s的表面上使作为表面涂层的硬涂层CC成膜而形成，沿着XY面延伸。还有，第3面23c相对于XY面倾斜，与导光部件21的第4反射面21d相对地平行配置。即，光透射部件23成为具有由第2面23b和第3面23c夹着的楔状的部件的装置。光透射部件23，与导光部件21相同，由在可视范围呈现高光透射性的树脂材料形成。光透射部件23是以通过注塑成型而一体成型的块状部件为主体部分23s的装置，主体部分23s例如通过向成型模具内射出热或光聚合型的树脂材料并热固化或光固化而形成。

在光透射部件23中，第1面23a在设置于导光部件21的第1反射面21a的延长平面上配置，位于接近观察者的眼EY的内侧，第2面23b在设置于导光部件21的第2反射面21b的延长平面上配置，位于远离观察者的眼EY的表面侧。第3面23c是通过粘接剂与导光部件21的第4反射面21d接合的矩形的光透射面。以上的第1面23a和第3面23c形成的角度与导光部件21的第2反射面21b和第4反射面21d形成的角度ε相等，第2面23b和第3面23c形成的角度与导光部件21的第1反射面21a和第3反射面21c形成的角度α相等。

光透射部件23和导光部件21，在两者的接合部分及其附近，构成透视部B4。即，由于在第1及第2面23a、23b未施加镜层等的反射涂层，因此与导光部件21的导光部B2相同，使外界光GL'以高透射率透射。第3面23c也可使外界光GL'以高透射率透射，但是，因为导光部件21的第4反射面21d具有半透射反射镜层28，通过第3面23c的外界光GL'例如减光20%。即，观察者观察到使减光到20%的图像光GL和减光到80%的外界光GL'重叠的光。

导光部件21，如图3(A)～3(D)所示，是俯视为梯形的棱镜状部件，光透射部件23，如图4(A)～4(D)所示，具有U字型的外观，可以与导光部件21嵌合，与左眼用的导光部件21和右眼用的导光部件21分别对应的左右一对的光透射部件23、23成为一体，并构成主视呈H字状的支持框123。再者，在支持框123的中央部件24a，形成用于嵌入鼻垫的空模24x。

如图3(A)等所示的导光部件21，对于如图4(A)等所示的支持框123以填充其空模部SP的方式来嵌合，以被支持框123的中央部件24a、上侧支持部件24b和下侧支持部件24c夹持的方式与它们接合固定。由此，成为例如图2(B)所示的状态，作为全体来制作图1的光学面板110。

如图2(B)所示，在上侧支持部件24b的前端部设置的第1连结部24e和在下侧支持部件24c的前端部设置的第2连结部24f，分别具有立体形状的孔H1、H2、H3。在孔H1等中由螺钉(未图示)等组装投射光学系统12等的光学部件。即，孔H1、H2、H3作为例如对导光装置20组装图像形成装置10时的扣接部起作用，并且作为进行导光装置20包括的光入射部B1的光入射面IS的位置和图像形成装置10包括的投射光学系统12的相对定位的定位部起作用。在这里特别是，如图4(A)等所示，在孔H1、H2、H3的周边，通过分别设置将孔H1～H3的侧面的一部分切开而形成的沟CT1、CT2、CT3，形成液体存留防止结构CS。详情后述，但是，为了使硬涂层CC的成膜状态成为不会因为厚度的过剩而引起局部的斑点的恰当状态，液体存留防止结构CS作为在涂布成为硬涂层CC的原料的涂液时控制该涂液的流动而抑制涂斑的发生的流动控制结构FS起作用。

还有，返回图2(B)，在导光部件21和光透射部件23的边界，通过设置台阶，可形成液体垂落防止结构DS。详情后述，但是，为了使硬涂层CC的成膜状态成为不会因为厚度的过分不足而引起的局部的斑点的恰当状态，液体垂落防止结构DS作为在涂布成为硬涂层CC的原料的涂液时控制该涂液的流动而抑制涂斑的发生的流动控制结构FS起作用。

具有以上那样的透视型的构成的虚像显示装置100中，由于使光透射的露出部分变多，所以在导光部件21和/或光透射部件23的表面设置用于以良好的状态保持透视的硬涂层CC变得更重要。另一方面，构成导光装置20的导光部件21和/或光透射部件23具有上述那样的含有多个面部分的相对复杂的形状，导光装置20的表面成为通过希望的均匀膜厚的硬涂层CC而成膜的状态，必定不容易。根据以上的情况，期望地，设置于导光装置20的硬涂层CC例如通过浸泡处理成膜。这里，所谓浸泡处理是在一定大小的槽内充满作为硬涂层CC的原料的涂液，在其中浸渍应该成为导光装置20的基础材料全体之后，将该基础材料慢慢拉出而进行成膜。通过用这个浸泡处理进行硬涂层CC的成膜，即使如导光装置20那样为具有多个面部分的复杂的形状，若相比于使基础材料高速旋转并利用离心力成膜的旋涂和/或用刷子涂布成膜的刮涂方法，可在基础材料的各面部分形成斑点少的均匀的膜。然而，浸泡处理，由于如上述将基础材料全体浸入涂液后拉出，所以有可能在例如连结部24e、24f的孔H1等那样的基础材料的细小的部分产生液体存留，或者在基础材料的各面的边界附近产生液体垂落。本实施方式中，为了防止这样的情形，设置向例如容易产生液体存留的孔H1等排出的沟即沟CT1等。即，沟CT1等构成为通过促进剩余的涂液的流动而防止液体存留的液体存留防止结构CS。若换句话说，液体存留防止结构CS成为控制涂液的流动的流动控制结构FS。还有，形成在导光部件21和光透射部件23的边界设置台阶，堵住剩余的涂液而防止液体垂落的液体垂落防止结构DS。若换句话说，液体垂落防止结构DS成为控制涂液的流动的流动控制结构FS。

〔C.硬涂层的成膜〕

以下，虚像显示装置100的制作步骤中，关于使硬涂层CC成膜的步骤的一例简单地说明。在这里，如上述，通过浸泡处理进行硬涂层CC的成膜。图5(A)～5(C)是模式地表示硬涂层CC的成膜步骤的图。首先，如图5(A)所示，准备应该成为导光装置20的基础材料PA，该导光装置20将应该成为导光部件21的基础材料部分PB和应该成为光透射部件23的基础材料部分PC接合(流动控制结构准备步骤；第1步骤)，并且准备充满涂液CL的处理槽DT(处理层准备步骤)。再者，如图5(A)～5(C)所示，基础材料PA中的基础材料部分PC具有液体存留防止结构CS即流动控制结构FS。还有，在基础材料部分PB和基础材料部分PC的边界形成液体垂落防止结构DS即流动控制结构FS。接着，如图5(B)所示，将准备的基础材料PA浸在处理槽DT(浸泡处理步骤)并使涂液CL充分遍及基础材料PA的表面全体之后，如图5(C)所示，从处理槽DT拉出基础材料PA(拉出步骤)。再者，例如在拉出步骤中通过将基础材料PA以沟CT1等的排出沟延伸而形成的涂液CL的流路(参照图4(A))倾斜的方式拉出，可成为使剩余的涂液CL落下而很薄地均匀涂布涂液CL的状态。最后，通过使在拉出的基础材料PA的表面涂布的涂液CL固化，使硬涂层CC成膜(硬涂层成膜步骤；第2步骤)。再者，优选地，通过以上成膜的硬涂层CC的薄厚成为5μm左右。由此，使硬涂层CC成膜后的导光装置20的形状维持成膜前的形状，并且，硬涂层CC具有可作为防止损伤和容易消除污物的硬涂层起作用的程度的厚度。

还有，如上述的图5(A)～5(C)所示的一例，使得将应该成为导光部件21的基础材料部分PB和应该成为光透射部件23的基础材料部分PC组装的状态的基础材料PA成膜，但是，也可以关于基础材料部分PB和基础材料部分PC分别各自地使硬涂层CC成膜。

〔D.液体存留防止结构〕

以下，作为在硬涂层CC的成膜时控制剩余的涂液的流动的流动控制结构FS的一例，详细说明设置于虚像显示装置100的液体存留防止结构CS。

图6(A)是放大表示构成光透射部件23中设置于连结部24e的液体存留防止结构CS的部分的透视图，与图4(A)的虚线区域LU的部分对应。还有，图6(B)是放大表示将导光部件21和光透射部件23接合而成的导光装置20的一部分的透视图。如前文所述，在连结部24e以圆形空模化而设置的孔H1～H3处，将沟CT1和/或沟CT2这样的排出沟设置为构成液体存留防止结构CS。例如孔H1是为了填充组装导光部件21等光学部件的螺钉结构而沉孔加工的凹形状的部分，沟CT1通过切开孔H1的侧面的一部分而形成。即，沟CT1成为一侧空沉孔部或沉孔切开部。再者，省略详细的图示及说明，但是，关于孔H3和在孔H3的成品处设置的沟CT3(参照图4(A))，与孔H1及沟CT1相同，也成为由沉孔加工的凹形状的部分及将其一部分切开的切开部形成的结构。沟CT1成为沿着非封闭方向DW1(参照图2(B)等)向Y方向延伸并使涂液CL朝向导光部分的外侧流动的结构。在浸泡处理步骤(参照图5(B))中充满孔H1的涂液CL中的剩余量，通过在拉出步骤(参照图5(C))时沿着流路的方向即沟CT1延伸的方向倾斜，从沟CT1流出，所以，在表面上留下作为硬涂层CC仅需要的量，将留下的成分固化。关于设置在连结部24e的其他的孔H2、H3也同样。这样，本实施方式中，在浸泡处理步骤中，即使由作为硬涂层CC的原料的涂液CL充满孔H1～H3的内部，在从涂液CL拉出的拉出步骤时通过沟CT1等作为防止液体存留的液体存留防止结构CS起作用而除去剩余的涂液CL。对此，如作为具有孔H1及孔H3的比较例表示的图7(A)那样，在作为定位部件的孔H1等没有沟CT1等的情况下，在浸泡处理中，例如进入圆形状的孔H1的剩余的涂液CL由于表面张力等以原样存留的状态固化，如图7(B)所示，有可能堵住孔H1、H3或者使孔H1、H3变形缩小而无法作为定位部起作用。本实施方式中，通过液体存留防止结构CS，抑制表面张力并且形成剩余的涂液CL的排出路径，由此能避免这样的情形。

还有，如图6(B)所示，在应该成为将导光部件21和光透射部件23接合而成的导光装置20的基础材料PA中进行硬涂层的成膜的情况下，由设置于孔H2的沟CT2形成的涂液CL的流路朝向作为导光部件21的一表面的平坦面FF。再者，这个平坦面FF相当于导光部件21的上面21e或下面21f(参照图3(A)等)的一部分。这个情况下，由于从孔H2经过沟CT2流出的剩余的涂液CL向平坦面FF侧流出，所以在平坦面FF上留有剩余的涂液CL，有可能形成比其他的部分略厚的硬涂层CC。可是，平坦面FF不是例如反射面21b和/或反射面21c那样的有助于导光的导光面，还有，在如图1所示的虚像显示装置100的完成状态下，是隐藏于框121的部分，不是露出于外部的外观部。因此，即使平坦面FF的硬涂层CC变得略厚，也在光学功能上、在外观上都不带来影响。本实施方式中，如以上的沟CT2等所示，在液体存留防止结构CS即流动控制结构FS中，通过调节流路使涂液朝向平坦面FF，避免剩余的涂液CL朝向导光面和/或外观部。

〔E.液体垂落防止结构〕

以下，作为在硬涂层CC的成膜时控制剩余的涂液的流动的流动控制结构FS的另一例，详细说明设置于虚像显示装置100的液体垂落防止结构DS。

图8(A)是表示将导光部件21和光透射部件23接合而成的导光装置20的全体的透视图，图8(B)是表示应该成为如图8(A)所示的导光装置20的基础材料PA的硬涂层成膜前的状态的侧视图。图8(B)所示的基础材料PA中，若在例如应该成为导光部件21的基础材料部分PB和应该成为光透射部件23的基础材料部分PC的边界周边无用的涂液临时地存留，而由于存留的涂液在应该成为导光部件21的导光面之一的第2反射面21b的面SFb产生液体垂落，则第2反射面21b的平坦性被损坏并且不能以希望的状态进行导光，有可能图像混乱。对此，本实施方式中，应该成为导光部件21的第2反射面21b的面SFb相对于应该成为相邻的光透射部件23的第2面23b的面SS向+Z方向突出。若换句话说，在应该成为导光部件21的基础材料部分PB和应该成为光透射部件23的基础材料部分PC的边界，通过设置沿着与非封闭方向DW1及封闭方向DW2(参照图2(B)等)的双方垂直的方向(X方向)延伸的台阶部BU，形成液体垂落防止结构DS。通过存在由这样的台阶部BU形成的液体垂落防止结构DS，例如在基础材料部分PB和基础材料部分PC的边界附近可堵住涂液CL。特别是，因为台阶部BU使涂液CL沿着与作为图像光全体的进行方向的方向DW1和方向DW2的双方垂直的X方向流动，所以不会朝向面SFb侧即第2反射面21b侧进行液体垂落而能够排除。如以上那样，导光装置20中，通过构成液体垂落防止结构DS即流动控制结构FS，在硬涂层CC的成膜中调节涂液CL的流路，避免剩余的涂液不慎地垂落，使作为导光面的第2反射面21b的平坦性被损坏而光学的功能劣化这样的情形。

还有，在以上，如果面SFb和面SS在+Z方向的差d为例如0.5mm左右，则相比于作为目标的硬涂层CC的厚度的5μ左右成为充分大的幅度，能堵住涂液CL，台阶部BU作为防止液体垂落的液体垂落防止结构DS而充分地起作用。

〔F.图像光的光路的概要〕

以下，说明虚像显示装置100的图像光的光路的概要。

图9(A)是与液晶显示装置32的纵截面CS1对应的第1方向D1的光路的说明图。沿第1方向D1的纵截面即YZ面(展开后的Y'Z'面)中，从液晶显示装置32射出的图像光中，将图中一点划线表示的从显示区域32b的上端侧(＋Y侧)射出的分量设为图像光GLa，图中双点划线表示的从显示区域32b的下端侧(－Y侧)射出的分量设为图像光GLb。

上侧的图像光GLa被投射光学系统12平行光束化，沿展开的光轴AX'，穿过导光部件21的光入射部B1、导光部B2及光射出部B3，相对于观察者的眼EY，以平行光束状态从角度φ₁的上方向倾斜入射。另一方面，下侧的图像光GLb被投射光学系统12平行光束化，沿展开的光轴AX'，穿过导光部件21的光入射部B1、导光部B2及光射出部B3，相对于观察者的眼EY，以平行光束状态从角度φ₂(｜φ₂｜＝｜φ₁｜)的下方向倾斜入射。以上的角度φ₁、φ₂与上下的半视角相当，设定成例如6.5°。

图9(B)是与液晶显示装置32的横截面CS2对应的第2方向D2的光路的说明图。沿第2方向D2的横截面CS2即XZ面(展开后的X'Z'面)中，从液晶显示装置32射出的图像光中，将图中一点划线表示的面向显示区域32b并从右端侧(＋X侧)的第1显示点P1射出的分量设为图像光GL1，图中双点划线表示的面向显示区域32b并从左端侧(－X侧)的第2显示点P2射出的分量设为图像光GL2。

来自右侧的第1显示点P1的图像光GL1被投射光学系统12平行光束化，沿展开的光轴AX'，穿过导光部件21的光入射部B1、导光部B2及光射出部B3，相对于观察者的眼EY，以平行光束状态从角度θ₁的右方向倾斜入射。另一方面，来自左侧的第2显示点P2的图像光GL2被投射光学系统12平行光束化，沿展开的光轴AX'，穿过导光部件21的光入射部B1、导光部B2及光射出部B3，相对于观察者的眼EY，以平行光束状态从角度θ₂(｜θ₂｜＝｜θ₁｜)的左方向倾斜入射。以上的角度θ₁、θ₂与左右的半视角相当，设定成例如10°。

另外，对于第2方向D2或封闭方向DW2的横方向，导光部件21中图像光GL1、GL2通过反射折返，反射的次数也不同，因此，各图像光GL1、GL2在导光部件21中表现为不连续。另外，关于观察者的眼EY，与图2(A)的场合比较，观察方向成为上下相反。结果，关于横方向，全体画面左右反向，但是如后详述，通过高精度加工导光部件21，可将液晶显示装置32的右半图像和液晶显示装置32的左半图像无缝连续地无偏离地结合。另外，考虑两图像光GL1、GL2在导光部件21内的反射次数互异，右侧的图像光GL1的射出角度θ₁'和左侧的图像光GL2的射出角度θ₂'设定成不同。

以上，向观察者的眼EY入射的图像光GLa、GLb、GL1、GL2成为来自无限远的虚像，关于纵的第1方向D1或非封闭方向DW1，在液晶显示装置32形成的图像正立，关于横的第2方向D2或封闭方向DW2，在液晶显示装置32形成的图像反向。

〔D.关于横方向的图像光的光路〕

图10是说明第1显示装置100A中的具体的光路的截面图。投射光学系统12具有3个透镜L1、L2、L3。

来自液晶显示装置32的右侧的第1显示点P1的图像光GL11、GL12通过投射光学系统12的透镜L1、L2、L3被平行光束化，入射于导光部件21的光入射面IS。在导光部件21内被导向的图像光GL11、GL12在第1及第2反射面21a、21b以相等角度反复全反射，最终从光射出面OS作为平行光束射出。具体地说，图像光GL11、GL12作为平行光束被导光部件21的第3反射面21c反射后，以第1反射角γ1入射于导光部件21的第1反射面21a并全反射(第1次的全反射)。然后，图像光GL11、GL12以保持第1反射角γ1的状态，入射于第2反射面21b并全反射(第2次的全反射)，然后再度入射于第1反射面21a并全反射(第3次的全反射)。结果，图像光GL11、GL12在第1及第2反射面21a、21b共计3次全反射，并入射于第4反射面21d。图像光GL11、GL12由该第4反射面21d以与第3反射面21c相同的角度反射，从光射出面OS相对于与该光射出面OS垂直的第2光轴AX2方向倾斜角度θ₁，作为平行光束射出。

来自液晶显示装置32的左侧的第2显示点P2的图像光GL21、GL22通过投射光学系统12的透镜L1、L2、L3被平行光束化，入射于导光部件21的光入射面IS。在导光部件21内被导向的图像光GL21、GL22在第1及第2反射面21a、21b以相等角度反复全反射，最终从光射出面OS作为平行光束射出。具体地说，图像光GL21、GL22作为平行光束被导光部件21的第3反射面21c反射后，以第2反射角γ2(γ2＜γ1)入射于导光部件21的第1反射面21a并全反射(第1次的全反射)。然后，图像光GL21、GL22以保持第2反射角γ2的状态，入射于第2反射面21b并全反射(第2次的全反射)，再度入射于第1反射面21a并全反射(第3次的全反射)，再度入射于第2反射面21b并全反射(第4次的全反射)，再度入射于第1反射面21a并全反射(第5次的全反射)。结果，图像光GL21、GL22在第1及第2反射面21a、21b共计5次全反射并入射于第4反射面21d。图像光GL21、GL22在该第4反射面21d以与第3反射面21c相同的角度反射，从光射出面OS相对于与该光射出面OS垂直的第2光轴AX2方向倾斜角度θ₂，作为平行光束射出。

图10中，描绘了将导光部件21展开时与第1反射面21a对应的假想的第1面121a和将导光部件21展开时与第2反射面21b对应的假想的第2面121b。通过这样展开可知，来自第1显示点P1的图像光GL11、GL12通过与光入射面IS对应的入射等价面IS'后，2次通过第1面121a，1次通过第2面121b，从光射出面OS射出并入射于观察者的眼EY，来自第2显示点P2的图像光GL21、GL22通过与光入射面IS对应的入射等价面IS"后，3次通过第1面121a，2次通过第2面121b，从光射出面OS射出并入射于观察者的眼EY。若改变观察方法，则观察者重叠观察到2个位置不同的入射等价面IS'、IS"的附近存在的投射光学系统12的透镜L3。

图11(A)是概念地说明液晶显示装置32的显示面的图，图11(B)是概念地说明观察者所见的液晶显示装置32的虚像的图，图11(C)及11(D)是构成虚像的部分图像的说明图。图11(A)所示在液晶显示装置32设置的矩形的图像形成区域AD作为图11(B)所示虚像显示区域AI而被观察。在虚像显示区域AI的左侧，形成与液晶显示装置32的图像形成区域AD中从中央向右侧的部分相当的第1投射像IM1，该第1投射像IM1成为图11(C)所示右侧缺失的部分图像。另外，在虚像显示区域AI的右侧，形成与液晶显示装置32的图像形成区域AD中从中央向左侧的部分相当的投射像IM2作为虚像，该第2投射像IM2成为图11(D)所示左半部分缺失的部分图像。

图11(A)所示液晶显示装置32中，仅仅形成第1投射像(虚像)IM1的第1部分区域A10包含例如液晶显示装置32的右端的第1显示点P1，射出要在导光部件21的导光部B2中合计3次全反射的图像光GL11、GL12。液晶显示装置32中，仅仅形成第2投射像(虚像)IM2的第2部分区域A20包含例如液晶显示装置32的左端的第2显示点P2，射出要在导光部件21的导光部B2中合计5次全反射的图像光GL21、GL22。来自液晶显示装置32的图像形成区域AD的偏中央处由第1及第2部分区域A10、A20夹着并纵长延伸的带域SA的图像光，形成图11(B)所示重复图像SI。即，来自液晶显示装置32的带域SA的图像光成为由在导光部B2中共计3次全反射的图像光GL11、GL12形成的第1投射像IM1和由在导光部B2中共计5次全反射的图像光GL11、GL12形成的第2投射像IM2，在虚像显示区域AI上重叠。若导光部件21的加工精密，形成由投射光学系统12正确准直的光束，则对于重复图像SI，可防止2个投射像IM1、IM2的重叠导致的偏移、模糊。

以上，从液晶显示装置32的右侧的包含第1显示点P1的第1部分区域A10射出的图像光GL11、GL12在第1及第2反射面21a、21b形成的全反射次数设为共计3次，从液晶显示装置32的左侧的包含第2显示点P2的第2部分区域A20射出的图像光GL21、GL22在第1及第2反射面21a、21b形成的全反射次数设为共计5次，但是全反射次数也可以适宜变更。即，通过导光部件21的外形(即厚度t，距离D，锐角α、β)的调节，也可以将图像光GL11、GL12的全反射次数设为共计5次，图像光GL21、GL22的全反射次数设为共计7次。另外，以上，图像光GL11、GL12、GL21、GL22的全反射次数为奇数，但是，若在相反侧配置光入射面IS和光射出面OS，即导光部件21设为俯视为平行四边形，则图像光GL11、GL12、GL21、GL22的全反射次数成为偶数。

还有，由第1及第2反射面21a、21b的全反射，通过硬涂层CC的折射率的设定，可在硬涂层CC的表面侧产生，也可在硬涂层CC的内侧产生。在硬涂层CC的表面侧产生全反射的情况下，防止上述的液体垂落变得特别重要。

如以上那样，本实施方式中，导光装置20具有通过作为排出沟的沟CT1、CT2、CT3构成的液体存留防止结构和/或通过在导光部件21和光透射部件23的边界设置的台阶部BU构成的液体垂落防止结构，作为流动控制结构。由此，在硬涂层的成膜中，恰当地控制作为原料的涂液的流动，防止在导光装置20的非计划的位置发生由涂液CL引起的液体存留和/或液体垂落。因此，不会使构成虚像显示装置100的各光学部件的组装的精度变差，并且，能将导光装置20中的导光的性能维持在良好的状态。

第2实施方式

以下，关于第2实施方式涉及的虚像显示装置进行说明。再者，本实施方式涉及的虚像显示装置是第1实施方式涉及的虚像显示装置100的变形例，未特别说明的情况下，与第1虚像显示装置100相同。

如图12(A)～12(C)所示的虚像显示装置100包括图像形成装置10和导光装置420作为一组。导光装置420包括导光部件21、角度变换部423、和支持部件429。再者，图12(A)与如图12(B)所示的导光装置420的A-A断面相对应。

导光部件21的全体的外观通过与图中XY面平行延伸的平板即主体部分21s形成。还有，导光部件21具有第1反射面21a、第2反射面21b、第3反射面21c、和第1接合面21j，作为侧面。还有，导光部件21具有与第1、第2及第3反射面21a、21b、21c相邻并且相互相对的上面21e和下面21f。并且，导光部件21成为在长边方向的一端具有以扩展主体部分21s的方式形成的棱镜部PS及其附带的第3反射面21c，在长边方向的另一端连接至由多个镜体构成的角度变换部423的结构。

主体部分21s通过光透射性的树脂材料等而形成，在与XY面平行且与图像形成装置10相对的内侧的平面上，具有取入来自图像形成装置10的图像光的光入射面IS。除了光入射面IS之外，主体部分21s还具有矩形的斜面RS，作为其棱镜部PS的侧面，在该斜面RS上以覆盖其的方式形成有镜层25。在这里，镜层25通过与斜面RS协作，作为相对于光入射面IS以倾斜的状态而配置的第3反射面21c起作用。该第3反射面21c，通过将从光入射面IS入射并全体朝向+Z方向的图像光弯曲为全体地朝向偏－Z方向的－X方向，将图像光可靠地结合到主体部分21s内。

导光部件21的第1及第2反射面21a、21b是平板状的主体部分21s的主面，作为相互相对并相对于XY面平行地延伸的2个平面，使由棱镜部PS弯曲的图像光分别进行全反射。由第3反射面21c反射的图像光首先入射至第1反射面21a并全反射。接着，该图像光入射至第2反射面21b并全反射。以下该工作反复进行，从而图像光被引导至导光部件21的内侧即设置角度变换部423的-X侧。

如图12(C)所示，在导光部件21中，第3反射面21c和后述的光入射面IS作为光入射部B1起作用。还有，由导光部件21的第1及第2反射面21a、21b夹着的主体部分21s和后述的角度变换部423作为导光部B2起作用。再者，角度变换部423作为光射出部B3起作用。

角度变换部423，在导光部件21的内侧(-X侧)，沿着第1及第2反射面21a、21b的延长平面而形成。在这里，主体部分21s的内侧端部成为角度变换部423的一部分。角度变换部423具有相对于第1及第2反射面21a、21b倾斜并相互平行地以等间隔排列的多个半透射反射镜层28。角度变换部423将经过导光部件421的第1及第2反射面21a、21b入射的图像光以规定角度反射，并经由光射出面OS向观察者的眼EY侧弯曲。即，角度变换部423变换图像光的角度。

光透射部件23s是使角度变换部423向内侧(-X侧)延伸的部分，与导光部件421的主体部分21s相同为平板状的部件。

以上，角度变换部423的全部或入口侧的一部分通过与导光部件21组合而也作为导光部B2的一部分起作用。还有，角度变换部423的全部或内侧的一部分通过与光透射部件23s组合而作为透视部起作用。

支持部件429，如图12(B)所示，是为了支持导光部件21而位于角度变换部423及光透射部件23s的内侧(-X侧)的支持框(未图示)的一部分，分别具有向X方向延伸的上侧支持部件24b和下侧支持部件24c，以夹着导光部件21及角度变换部423的方式固定。并且，支持部件429具有在上侧支持部件24b的前端部设置的第1连结部24e和在下侧支持部件24c的前端部设置的第2连结部24f。在连结部24e、24f，设置有液体存留防止结构CS，作为流动控制结构FS。还有，在支持部件529和导光部件521的边界，设置有液体垂落防止结构DS。

从图像形成装置10射出并从光入射面IS入射至导光部件21的图像光由第3反射面21c同样地反射弯曲，在导光部件21的第1及第2反射面21a、21b反复进行全反射并基本沿着光轴AX按具有一定的扩展的状态前进，进而，在角度变换部423中通过以适当角度弯曲而成为可以取出的状态，最终从角度变换部423上附带的光射出面OS向外部射出。从光射出面OS向外部射出的图像光，作为虚像光入射至观察者的眼EY。

以下，关于导光装置420中的图像光的光路进行说明。再者，第2实施方式的导光装置420关于纵的第1方向D1(Y方向)，与图1(A)的导光装置20同样地起作用。另一方面，导光装置420关于横的第2方向D2(X方向)，成为使多个传送模式的图像光导光的装置，与使2个传送模式的图像光导光的图2(A)的导光装置20不同。

如图12(A)所示，从图像显示装置11的液晶显示装置(图像光形成部)32射出的图像光中，将从射出面32a的中央部分射出的由虚线所示的分量设为图像光GL41，将从射出面32a的纸面右侧(+X侧)射出的由一点划线所示的分量设为图像光GL42，将从射出面32a的纸面左侧(-X侧)射出的由二点划线所示的分量设为图像光GL43。

经过投射光学系统12的各图像光GL41、GL42、GL43的主要分量，在分别从导光部件21的光入射面IS入射之后，在第1及第2反射面21a、21b以相互不同的角度反复全反射。具体地，图像光GL41、GL42、GL43中，从液晶显示装置(图像光形成部)32的射出面32a的中央部分射出的图像光GL41，在经过投射光学系统12后作为平行光束入射至光入射面IS并由第3反射面21c反射之后，以标准反射角γ₀入射至导光部件21的第1反射面21a并全反射。此后，图像光GL41以保持标准反射角γ₀的状态反复由第1及第2反射面21a、21b全反射。图像光GL41在第1及第2反射面21a、21b全反射N次(N是自然数)，到达角度变换部423的中央部23k。由这个中央部23k反射的图像光GL41从光射出面OS在相对于该光射出面OS或XY面垂直的光轴AX方向作为平行光束射出。

从液晶显示装置32的射出面32a的一端侧(+X侧)射出的图像光GL42，在经过投射光学系统12后作为平行光束入射至光入射面IS并由第3反射面21c反射之后，以最大反射角γ₊入射至导光部件21的第1反射面21a并全反射。图像光GL42在第1及第2反射面21a、21b全反射例如N-M次(M是自然数)，到达角度变换部423中最入口侧(+X侧)的周边部23m。由这个周边部23m反射的图像光GL42向以从入口的第3反射面21c侧离开的方式相对于+X轴成钝角、相对于光轴AX以角度θ₁₂(在导光装置420内为θ₁₂')倾斜的方向射出(参照图13)。

从液晶显示装置32的射出面32a的另一端侧(-X侧)射出的图像光GL43，在经过投射光学系统12后作为平行光束入射至光入射面IS并由第3反射面21c反射之后，以最小反射角γ_-入射至导光部件21的第1反射面21a并全反射。图像光GL43在第1及第2反射面21a、21b全反射例如N+M次，入射至角度变换部423中最内侧(-X侧)的周边部23h。由这个周边部23h反射的图像光GL43向以向第3反射面21c侧返回的方式相对于+X轴成锐角、相对于光轴AX以角度θ₁₃(在导光装置420内为θ₁₃')倾斜的方向射出(参照图13)。

如图14所示，角度变换部423具有以规定的间距在X方向大量排列多个棱镜424的结构。各棱镜424在光射出侧具有第1接合面424j，在光入射侧具有第2接合面424c。在主体部件21s的第1接合面21j上或各棱镜424的第1接合面424j上，在局部的部分区域上形成作为半透射反射膜的半透射反射镜层28。

在第2实施方式的虚像显示装置100中，如图12(B)所示，也具有液体存留防止结构CS和/或液体垂落防止结构DS，作为流动控制结构FS。由此，在硬涂层的成膜时恰当地控制涂液的流动，不会使各光学部件的组装的精度变差，并且，能将导光装置420中的导光的性能维持在良好的状态。

第3实施方式

以下，关于第3实施方式涉及的虚像显示装置进行说明。再者，本实施方式涉及的虚像显示装置是第1实施方式涉及的虚像显示装置100的变形例，未特别说明的情况下，与第1虚像显示装置100相同。

如图15(A)～15(C)所示的虚像显示装置100包括图像形成装置10和导光装置520作为一组。导光装置520具有导光部件21、角度变换部523、和支持部件529。导光部件521包括主体部分21s、和作为图像取出部的角度变换部523。再者，图15(A)与如图15(B)所示的导光部件521的A-A断面相对应。

导光部件521的全体的外观通过与图中XY面平行延伸的平板即主体部分21s形成。还有，导光部件521具有第1反射面21a、第2反射面21b和第3反射面21c，作为侧面。还有，导光部件521具有与第1、第2及第3反射面21a、21b、21c相邻并且相互相对的上面21e和下面21f。并且，导光部件521成为在长边方向的一端具有以扩展主体部分21s的方式形成的棱镜部PS及其附带的第3反射面21c，在长边方向的另一端连接至由埋入于主体部分21s的多个微小镜体构成的角度变换部523的结构。导光部件521是一体的部件，但是与第1实施方式的情况相同，可考虑分成光入射部B1、导光部B2和光射出部B3(参照图15(C))，其中光入射部B1是具有第3反射面21c和后述的光入射面IS的部分，光入射部B1是具有第1及第2反射面21a、21b的部分，导光部B2是具有角度变换部523和后述的光射出面OS的部分。

主体部分21s通过光透射性的树脂材料等而形成，在与XY面平行且与图像形成装置10相对的内侧或观察者侧的平面上，具有取入来自图像形成装置10的图像光的光入射面IS、和使图像光朝向观察者的眼EY并射出的光射出面OS。除了光入射面IS之外，主体部分21s还具有矩形的斜面RS，作为其棱镜部PS的侧面，在该斜面RS上以覆盖其的方式形成有镜层25。在这里，镜层25通过与斜面RS协作，作为相对于光入射面IS以倾斜的状态而配置的入射光弯曲部的第3反射面21c起作用。该第3反射面21c，通过将从光入射面IS入射并全体朝向+Z方向的图像光弯曲为全体地朝向偏－Z方向的－XZ方向，将图像光可靠地结合到主体部分21s内。还有，在主体部分21s中，沿着光射出面OS的内侧的平面形成有作为细微构造的角度变换部523。主体部分21s从入口侧的第3反射面21c延伸至内侧的角度变换部523，向角度变换部523引导经由棱镜部PS入射到内部的图像光。

导光部件521的第1及第2反射面21a、21b是平板状的主体部分21s的主面，作为相互相对并相对于XY面平行地延伸的2个平面，使由棱镜部PS或光入射部B1弯曲的图像光分别进行全反射。由第3反射面21c反射的图像光首先入射至第1反射面21a并全反射。接着，该图像光入射至第2反射面21b并全反射。以下该工作反复进行，从而图像光被引导至导光装置520的内侧即设置有角度变换部523的-X侧。

与主体部分20a的光射出面OS相对配置的角度变换部523，在导光部件521的内侧(-X侧)，沿着第2反射面21b的延长平面靠近这个延长平面而形成。角度变换部523将经过导光部件521的第1及第2反射面21a、21b入射的图像光以规定角度反射，并向光射出面OS侧弯曲。即，角度变换部523变换图像光的角度。

支持部件529，如图15(B)所示，是为了支持导光部件21而位于角度变换部523的内侧(-X侧)的支持框(未图示)的一部分，分别具有向X方向延伸的上侧支持部件24b和下侧支持部件24c，以夹着导光部件521及角度变换部523的方式固定。并且，支持部件529具有在上侧支持部件24b的前端部设置的第1连结部24e和在下侧支持部件24c的前端部设置的第2连结部24f。在连结部24e、24f，设置有液体存留防止结构CS，作为流动控制结构FS。还有，在支持部件529和导光部件521的边界等，设置有液体垂落防止结构DS。

从图像形成装置10射出并从光入射面IS入射至导光部件521的图像光由第3反射面21c同样地反射弯曲，在导光部件521的第1及第2反射面21a、21b反复进行全反射并基本沿着光轴AX按具有一定的扩展的状态前进，进而，在角度变换部523中通过以适当角度弯曲而成为可以取出的状态，最终从光射出面OS向外部射出。从光射出面OS向外部射出的图像光，作为虚像光入射至观察者的眼EY。通过该虚像光在观察者的视网膜成像，观察者可识别基于虚像的影像光等图像光。

以下，关于导光装置520中的图像光的光路进行说明。再者，第3实施方式的导光装置520关于纵的第1方向D1(Y方向)，与图1(A)的导光装置20同样地起作用。另一方面，导光装置520关于横的第2方向D2(X方向)，成为使多个传送模式的图像光导光的装置，与使2个传送模式的图像光导光的图2(A)的导光装置20不同。

如图15(A)所示，从图像显示装置11的液晶显示装置(图像光形成部)32射出的图像光中，将从射出面32a的中央部分射出的由虚线所示的分量设为图像光GL51，将从射出面32a的纸面右侧(+X侧)射出的由一点划线所示的分量设为图像光GL52，将从射出面32a的纸面左侧(-X侧)射出的由二点划线所示的分量设为图像光GL53。

经过投射光学系统12的各图像光GL51、GL52、GL53的主要分量，在分别从导光部件521的光入射面IS入射之后，在第1及第2反射面21a、21b以相互不同的角度反复全反射。具体地，图像光GL51、GL52、GL53中，从液晶显示装置(图像光形成部)32的射出面32a的中央部分射出的图像光GL51，在经过投射光学系统12后作为平行光束入射至光入射面IS并由第3反射面21c反射之后，以标准反射角γ₀入射至导光部件521的第1反射面21a并全反射。此后，图像光GL51以保持标准反射角γ₀的状态反复由第1及第2反射面21a、21b全反射。图像光GL51在第1及第2反射面21a、21b全反射N次(N是自然数)，到达角度变换部523的中央部23k。由这个中央部23k反射的图像光GL51从光射出面OS在相对于该光射出面OS或XY面垂直的光轴AX方向作为平行光束射出。

从液晶显示装置32的射出面32a的一端侧(+X侧)射出的图像光GL52，在经过投射光学系统12后作为平行光束入射至光入射面IS并由第3反射面21c反射之后，以最小反射角γ₊入射至导光部件521的第1反射面21a并全反射。图像光GL52在第1及第2反射面21a、21b全反射例如N-M次(M是自然数)，到达角度变换部523中最内侧(-X侧)的周边部23h。由这个周边部23h反射的图像光GL52向以向入口的第3反射面21c侧返回的方式相对于+X轴成锐角、相对于光轴AX以角度θ₁₂(在导光装置520内为θ₁₂')倾斜的方向射出(参照图16)。

从液晶显示装置32的射出面32a的另一端侧(-X侧)射出的图像光GL53，在经过投射光学系统12后作为平行光束入射至光入射面IS并由第3反射面21c反射之后，以最小反射角γ_－入射至导光部件521的第1反射面21a并全反射。图像光GL53在第1及第2反射面21a、21b全反射例如N+M次，入射至角度变换部523中最入口侧(+X侧)的周边部23m。由这个周边部23m反射的图像光GL53向以从第3反射面21c侧离开的方式相对于+X轴成钝角、相对于光轴AX以角度θ₁₃(在导光装置520内为θ₁₃')倾斜的方向射出(参照图16)。

再者，如图16所示，角度变换部523通过以条纹状排列的多个线状的反射元件2c构成。即，角度变换部523通过使在Y方向延伸的细长的反射元件2c以规定的间距PT沿着角度变换部523的延伸的主导光方向即-X方向大量排列而构成。各反射元件2c具有作为在内侧即光路下流侧配置的1个反射面部分的第1反射面2a、和作为在入口侧即光路上流侧配置的另外的1个反射面部分的第2反射面2b作为1组，两反射面2a、2b成一定的楔角δ。其中，至少第2反射面2b是可以透射一部分的光的部分反射面，可以使观察者用透视观察外界像。在该反射元件2c中，图像光GL52、53最初由内侧即-X侧的第1反射面2a反射，接着，由入口侧即+X侧的第2反射面2b反射。经过该反射元件2c的图像光GL52、53不经过其他的反射元件2c，在角度变换部523中仅1次经过并以规定的角度弯曲而向观察者侧取出。

如图17所示，角度变换部523具有将从导光部件521延伸的相对厚的板状的接合部件521n和从光透射部件23延伸的相对薄的板状的接合部件523n接合而成的结构。接合部件521n在表面侧或外界侧具有第1接合面21j，接合部件523n在内侧或观察者侧具有第2接合面23c。在接合部件521n的第1接合面21j上，在局部的部分区域上形成有作为半透射反射膜的半透射反射镜层28。

在第3实施方式的虚像显示装置100中，如图15(B)所示，也具有液体存留防止结构CS和/或液体垂落防止结构DS，作为流动控制结构FS。由此，在硬涂层的成膜时恰当地控制涂液的流动，不会使各光学部件的组装的精度变差，并且，能将导光装置520中的导光的性能维持在良好的状态。

〔其他〕

根据以上各实施方式说明了本实用新型，但是，本实用新型不限于上述的实施方式，在不越出其主旨的范围内可以实施各种的形态，例如也可以如下的变形。

例如，在如图5(C)所示的基础材料PA的拉出中，能对应于流动控制结构的流路，使基础材料PA倾斜或抖动并进行拉出。具体地，以例如图6(A)等所示的沟CT1等的流路即沟CT1等的延伸的方向成为重力向下的方式，使基础材料PA边倾斜边拉出，从而能更有效地除去剩余的涂液。

上述实施方式中，具有液体存留防止结构CS和液体垂落防止结构DS的双方作为流动控制结构FS，但是也可以是仅具有任一方的构成。还有，例如在图2(B)，液体垂落防止结构DS设置于X方向和Y方向的双方，但是也可以仅在例如X方向形成液体垂落防止结构DS。

上述实施方式中，设为通过在导光装置20中的光透射部件23中设置的沟CT1等构成液体存留防止结构，但是也可以通过例如在导光部件21侧设置孔H1和/或与其相对应的沟CT1等，使导光部件21具有存留防止结构。还有，上述实施方式中，通过在导光装置20中的导光部件21和光透射部件23协作形成的台阶部BU构成液体垂落防止结构，但是，也可以例如导光部件21单独具有台阶部BU即液体垂落防止结构。

上述实施方式中，作为设置液体存留防止结构CS的对象即立体形状示出定位用的孔H1等，但是成为对象的立体形状不限于此，也可以是在导光装置20中设置的各种凹凸结构。还有，关于设置在孔H1等的沟CT1等，也只要在设置于导光装置20的凹凸结构中，能促进涂液CL的流动，便可以考虑各种形状和结构的装置，作为液体存留防止结构CS即流动控制结构FS起作用。例如，孔H2的沟CT2，除了孔H2所示的凹形状以的孔外，还可以是长孔状、钥匙孔状等从贯通孔途中延伸的沟，若换句话说，可以成为将这些凹形状的孔的一部分切开而形成的切开部。还有，通过设置排出沟和/或台阶部，构成液体存留防止结构CS和/或液体垂落防止结构DS，但是，不限于排出沟和/或台阶部，也可以通过将立体形状的周边的边缘切开形成的锥形形状和/或凸部形状等构成液体存留防止结构CS和液体垂落防止结构DS。

上述实施方式中，硬涂层CC通过浸泡处理而成膜，但是只要能以规定的薄厚成膜，则关于成膜方法，不限于浸泡处理，也可以应用通常的涂布方式和/或喷雾方式、旋涂方式、湿式/干式的涂布方式等。

上述的说明中，使用了包括光入射部B1、导光部B2和光射出部B3的导光装置20，但是，在光入射部B1和/或光射出部B3中不需要使用平面镜，通过球面或非球面的曲面镜也可以具有透镜的功能。并且，如图18所示，作为光入射部B1，可使用从导光部B2分离的棱镜或块状的中继部件125，使这个中继部件125的入射出射面和/或反射内面具有透镜的功能。再者，在构成导光部B2的导光体26，设置有通过反射而使图像光GL传送的第1及第2面即第1及第2反射面21a、21b，但是，这些反射面21a、21b不需要彼此平行，也可设为曲面。再者，这里，关于基本沿着曲面延伸的面，作为彼此相对并延伸的面来对待。

上述实施例中，来自照明装置31的照明光SL未特别具有指向性，但是也可以使照明光SL具有与液晶显示装置32的位置相应的指向性。从而，可以高效地照明液晶显示装置32，降低图像光GL的位置导致的亮度不均。

上述实施例中，未特别地调节液晶显示装置32的显示亮度，但是，可以根据如图11(B)等所示的投射像IM1、IM2的范围和/或重复而调节显示亮度。

上述实施例中，作为图像显示装置11采用透射型的液晶显示装置32等，但是作为图像显示装置11不限于透射型的液晶显示装置32，可采用各种装置。例如，可以是采用反射型的液晶显示装置的构成，也可以取代液晶显示装置32而采用数字微镜装置等。另外，作为图像显示装置11也可以采用以LED阵列、OLED(有机EL)等为代表的自发光型元件。

上述实施例的虚像显示装置100中，与右眼及左眼的双方对应，各设置一组图像形成装置10及导光装置20，但是，也可以仅仅对右眼或左眼的任一方设置图像形成装置10和导光装置20，形成单眼观察图像的构成。

上述实施例中，穿过光入射面IS的第1光轴AX1和穿过光入射面IS的第2光轴AX2平行，但是这些光轴AX1、AX2也可以设为非平行。

上述的说明中，具体说明了虚像显示装置100为头戴显示器的情况，但是虚像显示装置100也可以改变为抬头显示器。

上述的说明中，说明了在第1及第2反射面21a、21b中，在表面上未施加镜体、半透射反射镜等而通过与空气的界面使图像光全反射并导向的情况，但是，对于本实用新型中的全反射，也包含在第1及第2反射面21a、21b上的全体或一部分形成镜体涂层和/或半透射反射镜膜的反射。例如，也包含图像光的入射角度满足全反射条件且在第1及第2反射面21a、21b的全体或一部分施加镜体涂层等，实质上反射全部图像光的场合。另外，只要可以获得充分亮度的图像光，也可以由稍微具有透射性的镜体来涂布覆盖第1及第2反射面21a、21b的全体或一部分。

上述的说明中，导光部件21在眼EY的排列的横向延伸，但是导光部件21也可以纵向延伸。该场合，光学面板110不是串行地，而是并列地平行配置。

Claims (10)

1.一种虚像显示装置，其特征在于，包括： 

图像显示装置，其形成图像光； 

投射光学系统，其形成基于从上述图像显示装置射出的上述图像光的虚像；和 

导光部件，其具有：光入射部，向内部取入通过了上述投射光学系统的上述图像光；导光部，通过在相对的第1及第2面的全反射引导从上述光入射部取入的上述图像光；和光射出部，向外部取出经过了上述导光部的上述图像光， 

上述导光装置具有：硬涂层，通过对涂液进行涂布和固化而形成，设置在有助于上述图像光的导光的上述导光部的表面；和流动控制结构，控制所涂布的上述涂液的流动。 

2.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述流动控制结构是在立体形状的周边具有上述涂液的排出沟并防止上述涂液的液体存留的液体存留防止结构。 

3.如权利要求2所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述导光装置具有：定位部，进行与包含上述投射光学系统的其他部件的相对定位， 

上述液体存留防止结构是通过在上述定位部的周边设置上述排出沟而形成。 

4.如权利要求2所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述液体存留防止结构在支持上述导光部的支持部件的前端侧的连结部具有凹形状的上述立体形状， 

上述排出沟是将上述凹形状的一部分切开而形成的切开部。 

5.如权利要求3所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述液体存留防止结构在支持上述导光部的支持部件的前端侧的连结部具有凹形状的上述立体形状， 

上述排出沟是将上述凹形状的一部分切开而形成的切开部。 

6.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述流动控制结构是具有使上述导光面相比于上述导光面的周边部突出的台阶部并且防止上述涂液向上述导光面侧的液体垂落的液体垂落防止结构。 

7.如权利要求6所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述导光装置具有包括上述光入射部、上述导光部及上述光射出部的导光部件，和通过与上述光射出部接合而构成观察外界光的透视部并且支持上述导光部件的光透射部件， 

上述液体垂落防止结构是通过在上述导光部件和上述光透射部件的边界设置上述台阶部而形成。 

8.如权利要求1至7中任一项所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述硬涂层通过由浸泡处理涂布上述涂液而形成。 

9.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述导光装置中，上述流动控制结构以回避上述导光装置的上述导光面及上述导光装置中露出于外部的外观部的方式设定上述涂液的流路。 

10.如权利要求1所述的虚像显示装置，其特征在于， 

上述导光部具有相互平行配置并能通过全反射来导光的上述第1面和上述第2面， 

上述光入射部具有相对上述第1面成规定的角度的第3面， 

上述光射出部具有相对上述第1面成规定的角度的第4面。 

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