JP2013080039A - Virtual image display device and method for manufacturing the same - Google Patents

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Takahiro Totani
貴洋 戸谷
将行 ▲高▼木
Masayuki Takagi
Toshiaki Miyao
敏明 宮尾
Akira Komatsu
朗 小松
Takashi Takeda
高司 武田
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PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a virtual image display device including a light guide device protected by a hard coat layer which has air bubbles hardly formed in a joining part with a prism-like member and has excellent adhesion, and a method for manufacturing the same.SOLUTION: Roughening of at least a part of a coated ground surface SF in a light guide member 21 hardly generates liquid dripping of an adhesive even by, for example, lowering viscosity of the adhesive for coating the ground surface SF to prevent air bubbles from being generated when the light guide member 21 is joined to a light transmissive member 23. According to a virtual image display device 100, roughening of at least a part of the coated ground surface SF in the light guide member 21 allows adhesion of a hard coat layer 27 to be secured regardless of a material of a ground body part 21s, for example, when there is formed the hard coat layer 27 for forming an appearance exposed surface such as a first and second reflective surfaces 21a and 21b and coating the ground surface SF.

Description

本発明は、頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ等の虚像表示装置及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a virtual image display device such as a head mounted display that is used by being mounted on a head, and a method for manufacturing the same.

近年、ヘッドマウントディスプレイのように虚像の形成及び観察を可能にする虚像表示装置として、導光板によって表示素子からの画像光を観察者の瞳に導くタイプのものが種々提案されている。   2. Description of the Related Art In recent years, various types of virtual image display devices capable of forming and observing virtual images such as a head-mounted display have been proposed that guide image light from a display element to an observer's pupil using a light guide plate.

このような虚像表示装置において、画像光と外界光とを重畳させるために、シースルー光学系の提案がなされている(特許文献1等参照)。   In such a virtual image display device, a see-through optical system has been proposed in order to superimpose image light and external light (see Patent Document 1, etc.).

しかし、特許文献1に記載の装置では、瞳サイズよりも射出開口が小さい導光光学系を用いる瞳分割方式によってシースルーを実現しているため、虚像の表示サイズを大きくすることが困難である。また、瞳サイズよりも小さい導光光学系を用いるため、人間の個々の眼幅に対応するために有効瞳径(虚像の取り込みを可能にする採光径であり、アイリング径とも呼ぶ)を大きくすることが困難である。また、物理的に瞳付近に導光光学系の射出開口や筐体が配置されるため、死角が生じてしまい完全なシースルーとはいえなくなる。   However, in the apparatus described in Patent Document 1, since see-through is realized by a pupil division method using a light guide optical system having an exit aperture smaller than the pupil size, it is difficult to increase the display size of the virtual image. In addition, since a light guide optical system smaller than the pupil size is used, an effective pupil diameter (a light-collecting diameter that enables capturing of a virtual image, also referred to as an eye ring diameter) is increased in order to cope with human individual eye widths. Difficult to do. In addition, since the exit opening and the housing of the light guide optical system are physically disposed near the pupil, a blind spot is generated and it cannot be said that the see-through is complete.

なお、頭部装着ディスプレイ用の光学システムとして、導光角度の異なる複数の光モードを進行させることができる導光体を備えるものが存在する(特許文献2参照)。このような光学システムをおいて、射出側の第3光学面をハーフミラーとし、当該ハーフミラーを内部に埋め込むように導光体に対してプリズム状部材を貼り付けて全体を平板化することにより、ハーフミラー越しに外界光の観察を可能にするシースルー型の導光装置にすることが考えられる。さらに、導光体やプリズム状部材の本体部分を軽量な樹脂で形成して、虚像表示装置の軽量化を図るとともに、その表面をハードコート層で被覆することにより、導光体の全反射面やプリズム状部材の表面の耐擦傷性を高めることも考えられる。   In addition, there is an optical system for a head-mounted display that includes a light guide that can advance a plurality of light modes having different light guide angles (see Patent Document 2). In such an optical system, the third optical surface on the emission side is a half mirror, and a prism-like member is attached to the light guide so as to embed the half mirror inside, thereby flattening the whole. It is conceivable to use a see-through type light guide device that enables observation of external light through a half mirror. Furthermore, the light guide and the main body of the prism-like member are formed of a lightweight resin to reduce the weight of the virtual image display device, and the surface of the light guide is covered with a hard coat layer. It is also conceivable to improve the scratch resistance of the surface of the prism-like member.

しかし、導光体とプリズム状部材とを接合する際に、接着剤の塗布ムラによって気泡が発生する。例えば接着剤の粘度が高いと気泡の逃げ道がなくなって気泡が接合部に残り、接着剤の粘度が低いと接着剤の液ダレによって塗布量不足が発生し、気泡形成の原因となる。   However, when the light guide and the prism-like member are joined, bubbles are generated due to uneven application of the adhesive. For example, when the viscosity of the adhesive is high, the escape route of bubbles disappears and the bubbles remain at the joint, and when the viscosity of the adhesive is low, an insufficient amount of coating occurs due to liquid dripping of the adhesive, causing bubbles to be formed.

また、導光体やプリズム状部材の表面にハードコート層を設ける場合、かかるハードコート層と本体部分の下地面との密着性を確保する必要がある。   Moreover, when providing a hard-coat layer on the surface of a light guide or a prism-shaped member, it is necessary to ensure the adhesiveness of this hard-coat layer and the lower surface of a main-body part.

特開2010−224473号公報JP 2010-224473 A 特表2008−535001号公報Special table 2008-535001 gazette

本発明は、虚像の画像光を導く導光装置であって、プリズム状部材との接合部に気泡が形成されにくい虚像表示装置及びその製造方法、又は、良好な密着性を有するハードコート層によって保護された導光装置を備える虚像表示装置及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention is a light guide device that guides image light of a virtual image, and a virtual image display device in which bubbles are hardly formed at a joint portion with a prism-like member and a manufacturing method thereof, or a hard coat layer having good adhesion It is an object of the present invention to provide a virtual image display device including a protected light guide device and a manufacturing method thereof.

上記目的を達成するため、本発明に係る虚像表示装置は、(a)画像光を形成する画像表示装置と、(b)画像表示装置から射出された画像光による虚像を形成する投射光学系と、(c)投射光学系を通過した画像光を内部に取り込む光入射部と、光入射部から取り込まれた画像光を対向して延びる第1及び第2反射面での全反射により導く導光部と、導光部を経た画像光を外部へ取出す光射出部と、を有する導光部材と、を備え、(d)導光部材において被覆されている下地面のうち少なくとも一部が、粗面化されている。   In order to achieve the above object, a virtual image display device according to the present invention includes (a) an image display device that forms image light, and (b) a projection optical system that forms a virtual image by image light emitted from the image display device. (C) A light incident part that takes in the image light that has passed through the projection optical system, and a light guide that guides the image light taken from the light incident part by total reflection at the first and second reflection surfaces that extend opposite to each other. And a light emitting member that takes out image light that has passed through the light guide portion to the outside, and (d) at least a portion of the ground surface covered with the light guide member is rough It is faced.

上記虚像表示装置では、導光部材において被覆されている下地面のうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば導光部材と他の光学部材とを接合する際に、下地面を被覆する接着剤の粘度を下げて気泡を発生しにくくしても接着剤の液ダレが生じにくくなる。また、上記虚像表示装置では、導光部材において被覆されている下地面のうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば第1及び第2反射面等の外観露出面を形成し下地面を被覆するハードコート層を形成する際に、下地の本体部分の材料に関わらずハードコート層の密着性を確保することができる。   In the virtual image display device, since at least a part of the ground surface covered with the light guide member is roughened, for example, when the light guide member and another optical member are joined, the ground surface is covered. Even if the viscosity of the adhesive is lowered to make it difficult for bubbles to be generated, dripping of the adhesive is less likely to occur. Further, in the virtual image display device, since at least a part of the base surface covered with the light guide member is roughened, for example, an external appearance exposed surface such as the first and second reflecting surfaces is formed to form the base surface. When forming the hard coat layer covering the film, the adhesion of the hard coat layer can be ensured regardless of the material of the base body portion.

本発明の具体的な側面では、導光部材に接合されることによって外界光の観察を可能にする光透過部材をさらに備え、導光部材及び光透過部材において被覆されている下地面としての接合面のうち少なくとも一部が、粗面化されている。この場合、導光部材と光透過部材との接合によって簡易に外界光の観察を可能にする透視部を設けることができる。   In a specific aspect of the present invention, a light transmission member that enables observation of external light by being bonded to the light guide member is further provided, and the light guide member and the light transmission member are bonded as a base surface covered with the light transmission member. At least a part of the surface is roughened. In this case, it is possible to provide a see-through unit that allows easy observation of external light by joining the light guide member and the light transmitting member.

本発明の別の側面では、導光部材及び光透過部材において露出するハードコート層と、導光部材及び光透過部材間の接着層とに接する下地面が、粗面化されている。これにより、導光部材及び光透過部材におけるハードコート層の密着性を高め、導光部材及び光透過部材の接合部に気泡が残ることを防止できる。   In another aspect of the present invention, the base surface that is in contact with the hard coat layer exposed in the light guide member and the light transmission member and the adhesive layer between the light guide member and the light transmission member is roughened. Thereby, the adhesiveness of the hard-coat layer in a light guide member and a light transmissive member can be improved, and it can prevent that a bubble remains in the junction part of a light guide member and a light transmissive member.

本発明のさらに別の側面では、導光部材が、光透過部材と接合される第1接合面の部分領域上に、画像光を折り曲げるとともに外界光を透過させる半透過反射膜を有し、光透過部材は、接着層を介して第1接合面に対して接着される第2接合面を有し、第1接合面及び第2接合面の少なくとも一方のうち、間に配置された接着層に接する部分が、下地面として粗面化されている。この場合、半透過反射膜の周囲で導光部材と光透過部材とが接着層を介して接合されるが、接合用の接着層に気泡が残りにくくなる。   In still another aspect of the present invention, the light guide member has a transflective film that folds the image light and transmits the external light on the partial region of the first joint surface joined to the light transmissive member, The transmission member has a second bonding surface that is bonded to the first bonding surface via the bonding layer, and the bonding layer disposed between at least one of the first bonding surface and the second bonding surface. The contacting portion is roughened as a base surface. In this case, the light guide member and the light transmissive member are bonded around the semi-transmissive reflective film via the adhesive layer, but bubbles are less likely to remain in the bonding adhesive layer.

本発明のさらに別の側面では、光入射部が、第1反射面に対して所定の角度をなす第3反射面を有し、光射出部が、第1反射面に対して所定の角度をなす第4反射面が設けられるとともに接着層に接する第1接合面を有し、光透過部材が、第1反射面を延長した位置に配置される第1透過面と、第2射面を延長した位置に配置される第2透過面と、接着層を介して第1接合面に対向する第2接合面とを有し、半透過反射膜が第4反射面に形成され、第2接合面が粗面化されている。この場合、光入射部の第3反射面で反射された画像光が導光部の第1及び第2反射面で全反射されつつ伝搬され、光射出部の第4反射面で反射されて虚像として観察者の眼に入射する。ここで、光入射部と導光部と光射出部とを一体的なブロック状部材とすることにより、射出成形技術を利用して導光装置を高精度で形成することができる。また、第1及び第2接合面のうち第2接合面を粗面化して、導光部材と光透過部材とを接合することにより、導光部材と光透過部材との接合部に気泡が形成されることを抑制できる。   In yet another aspect of the present invention, the light incident portion has a third reflection surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflection surface, and the light emission portion has a predetermined angle with respect to the first reflection surface. A fourth reflecting surface formed, a first joining surface in contact with the adhesive layer, and a light transmitting member extending a first transmitting surface disposed at a position extending from the first reflecting surface; and a second reflecting surface extending A second transmission surface disposed at the position and a second bonding surface facing the first bonding surface with an adhesive layer interposed therebetween, and a transflective film is formed on the fourth reflection surface, and the second bonding surface Is roughened. In this case, the image light reflected by the third reflecting surface of the light incident portion is propagated while being totally reflected by the first and second reflecting surfaces of the light guide portion, and is reflected by the fourth reflecting surface of the light emitting portion to be a virtual image. As incident on the eyes of the observer. Here, by making the light incident portion, the light guide portion, and the light emitting portion into an integral block-like member, the light guide device can be formed with high accuracy by using an injection molding technique. Also, by roughening the second joint surface of the first and second joint surfaces and joining the light guide member and the light transmission member, bubbles are formed at the joint between the light guide member and the light transmission member. Can be suppressed.

本発明のさらに別の側面では、第1及び第2反射面と第1及び第2透過面とに形成されたハードコート層に接する本体側が、下地面として粗面化されている。第1及び第2反射面や第1及び第2透過面は、これらに設けたーバーコート層によって耐擦傷性を高めたものとなる。   In still another aspect of the present invention, the main body side in contact with the hard coat layer formed on the first and second reflection surfaces and the first and second transmission surfaces is roughened as a base surface. The first and second reflecting surfaces and the first and second transmitting surfaces have improved scratch resistance due to the overcoat layer provided on them.

本発明のさらに別の側面では、導光部材を構成する本体部分が、紫外線硬化型の樹脂で形成されて、少なくとも一部に粗面化された下地面を有する。この場合、導光部材を構成する本体部分を熱可塑性の樹脂で形成する場合のように高温で処理する必要がなく、導光部材の形状精度を高めることができる。   In still another aspect of the present invention, the main body part constituting the light guide member is formed of an ultraviolet curable resin and has a ground surface roughened at least partially. In this case, there is no need to process at a high temperature as in the case where the main body portion constituting the light guide member is formed of a thermoplastic resin, and the shape accuracy of the light guide member can be increased.

本発明のさらに別の側面では、導光部材と、光透過部材と、ハードコート層と、接着層とが、同一の屈折率を有する材料で形成されている。この場合、導光部材の第1及び第2反射面等での光束の乱れを抑えて、外界光の正確な観察を可能にすることができる。   In still another aspect of the present invention, the light guide member, the light transmission member, the hard coat layer, and the adhesive layer are formed of a material having the same refractive index. In this case, it is possible to suppress the disturbance of the light flux on the first and second reflecting surfaces of the light guide member and to accurately observe the external light.

本発明のさらに別の側面では、導光部材の本体部分と光透過部材の本体部分とが、メタクリルスチレンで形成されている。この場合、導光部材の高精度の射出成形が容易になり、導光部材の吸水性を低く維持することができ、光透過部材との十分な強度での接着性を確保でき、導光部材の透明性を高くすることができる。   In still another aspect of the present invention, the main body portion of the light guide member and the main body portion of the light transmitting member are formed of methacryl styrene. In this case, high-precision injection molding of the light guide member is facilitated, water absorption of the light guide member can be kept low, adhesiveness with sufficient strength with the light transmissive member can be ensured, and the light guide member The transparency of can be increased.

本発明のさらに別の側面では、下地面のうち上記少なくとも一部の面粗さが、第1及び第2反射面の面粗さよりも大きい。   In still another aspect of the invention, the surface roughness of at least a part of the base surface is larger than the surface roughness of the first and second reflecting surfaces.

本発明に係る虚像表示装置の製造方法は、画像光を形成する画像表示装置と、画像表示装置から射出された画像光による虚像を形成する投射光学系と、投射光学系を通過した画像光を内部に取り込む光入射部と、光入射部から取り込まれた画像光を対向して延びる第1及び第2反射面での全反射により導く導光部と、導光部を経た画像光を外部へ取出す光射出部と、を有する導光部材とを備える虚像表示装置の製造方法であって、導光部材の下地面のうち少なくとも一部を粗面化する第1の工程と、粗面化された下地面を被覆する第2の工程とを備える。   A method of manufacturing a virtual image display device according to the present invention includes an image display device that forms image light, a projection optical system that forms a virtual image by image light emitted from the image display device, and image light that has passed through the projection optical system. A light incident part that takes in the light, a light guide part that guides image light taken from the light incident part by total reflection at the first and second reflecting surfaces that extend opposite to each other, and image light that has passed through the light guide part to the outside A light-emitting member including a light guide member and a virtual image display device comprising: a first step of roughening at least a part of a lower ground of the light guide member; And a second step of covering the underlying surface.

上記製造方法では、導光部材の下地面のうち少なくとも一部を粗面化する第1の工程と、粗面化された下地面を被覆する第2の工程とを備えるので、例えば導光部材と他の光学部材とを接合する際に、下地面を被覆する接着剤の粘度を下げて気泡を発生しにくくしても接着剤の液ダレが生じにくくなり、例えば第1及び第2反射面等の外観露出面を形成する下地面を被覆するハードコート層を形成する際に、下地の本体部分の材料に関わらずハードコート層の密着性を確保することができる。   The manufacturing method includes the first step of roughening at least a part of the lower ground of the light guide member and the second step of covering the roughened base surface. When bonding the adhesive to another optical member, even if the viscosity of the adhesive covering the base surface is lowered to make it difficult for bubbles to be generated, dripping of the adhesive is less likely to occur. For example, the first and second reflecting surfaces When forming a hard coat layer that covers a base surface on which an external appearance exposed surface is formed, the adhesion of the hard coat layer can be ensured regardless of the material of the base body portion.

第1実施形態の虚像表示装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the virtual image display apparatus of 1st Embodiment. (A)は、虚像表示装置を構成する第1表示装置の本体部分の平面図であり、(B)は、本体部分の正面図である。(A) is a top view of the main-body part of the 1st display apparatus which comprises a virtual image display apparatus, (B) is a front view of a main-body part. (A)は、導光部材の光入射部における第3反射面の構造を説明する図であり、(B)は、導光部材の導光部における第1及び第2反射面の構造を説明する図であり、(C)は、導光部材及び光透過部材の接合部の構造を説明する図であり、(D)は、光透過部材の第1及び第2面の構造を説明する図である。(A) is a figure explaining the structure of the 3rd reflective surface in the light-incidence part of a light guide member, (B) explains the structure of the 1st and 2nd reflective surface in the light guide part of a light guide member. (C) is a figure explaining the structure of the junction part of a light guide member and a light transmissive member, (D) is a figure explaining the structure of the 1st and 2nd surface of a light transmissive member. It is. (A)は導光部材の正面図であり、(B)は導光部材の下面図であり、(C)は導光部材の左側面図であり、(D)は導光部材の左側面図である。(A) is a front view of the light guide member, (B) is a bottom view of the light guide member, (C) is a left side view of the light guide member, and (D) is a left side view of the light guide member. FIG. (A)は光透過部材の裏面図であり、(B)は光透過部材のBB断面図であり、(C)は光透過部材の左側面図であり、(D)は光透過部材の右側面図である。(A) is a rear view of the light transmitting member, (B) is a BB cross-sectional view of the light transmitting member, (C) is a left side view of the light transmitting member, and (D) is a right side of the light transmitting member. FIG. 導光部材と光透過部材との接合部を概念的に説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view which illustrates notionally the junction part of a light guide member and a light transmission member. 導光部材のハードコート層を説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view explaining the hard-coat layer of a light guide member. 光透過部材のハードコート層を説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view explaining the hard-coat layer of a light transmissive member. (A)は、縦の第1方向に関する光路を展開した概念図であり、(B)は、横の第2方向に関する光路を展開した概念図である。(A) is the conceptual diagram which expand | deployed the optical path regarding the vertical 1st direction, (B) is the conceptual diagram which expand | deployed the optical path regarding the horizontal 2nd direction. 虚像表示装置の光学系における光路を具体的に説明する平面図である。It is a top view explaining the optical path in the optical system of a virtual image display apparatus concretely. (A)は、液晶表示デバイスの表示面を示し、(B)は、観察者に見える液晶表示デバイスの虚像を概念的に説明する図であり、(C)及び(D)は、虚像を構成する部分画像を説明する図である。(A) shows the display surface of a liquid crystal display device, (B) is a figure explaining notionally the virtual image of the liquid crystal display device which an observer can see, (C) and (D) comprise a virtual image It is a figure explaining the partial image to do. (A)及び(B)は、変形例の虚像表示装置の一部を説明する図である。(A) And (B) is a figure explaining a part of virtual image display device of a modification. 第2実施形態の導光装置を概念的に説明する拡大断面図である。It is an expanded sectional view which explains the light guide device of a 2nd embodiment notionally. (A)は、第3実施形態に係る虚像表示装置を示す断面図であり、(B)及び(C)は、導光装置の正面図及び平面図である。(A) is sectional drawing which shows the virtual image display apparatus which concerns on 3rd Embodiment, (B) and (C) are the front views and top views of a light guide device. 画像光の光路について説明する模式的な図である。It is a schematic diagram explaining the optical path of image light. ハーフミラー層を含む接合部を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the junction part containing a half mirror layer. (A)は、第4実施形態に係る虚像表示装置を示す断面図であり、(B)及び(C)は、導光装置の正面図及び平面図である。(A) is sectional drawing which shows the virtual image display apparatus which concerns on 4th Embodiment, (B) and (C) are the front views and top views of a light guide device. 画像光の光路について説明する模式的な図である。It is a schematic diagram explaining the optical path of image light. ハーフミラー層を含む接合部を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the junction part containing a half mirror layer. 第3実施形態の虚像表示装置の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of the virtual image display apparatus of 3rd Embodiment. 第1実施形態の虚像表示装置の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of the virtual image display apparatus of 1st Embodiment.

〔第1実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, a virtual image display device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔A.虚像表示装置の外観〕
図1に示す実施形態の虚像表示装置100は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイであり、この虚像表示装置100を装着した観察者に対して虚像による画像光を認識させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで観察させることができる。虚像表示装置100は、観察者の眼前を覆う光学パネル110と、光学パネル110を支持するフレーム121と、フレーム121のうち前方のカバー部分から後方のつる部分(テンプル)にかけての部分に付加された第1及び第2駆動部131,132とを備える。ここで、光学パネル110は、第1パネル部分111と第2パネル部分112とを有し、両パネル部分111,112は、中央で一体的に連結された板状の部品となっている。図面上で左側の第1パネル部分111と第1駆動部131とを組み合わせた第1表示装置100Aは、左眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。また、図面上で右側の第2パネル部分112と第2駆動部132とを組み合わせた第2表示装置100Bは、右眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。
[A. Appearance of virtual image display device)
A virtual image display device 100 according to the embodiment shown in FIG. 1 is a head-mounted display having an appearance like glasses, and allows an observer wearing the virtual image display device 100 to recognize image light due to a virtual image. It is possible to make the observer observe the external image with see-through. The virtual image display device 100 is added to an optical panel 110 that covers the eyes of the observer, a frame 121 that supports the optical panel 110, and a portion of the frame 121 that extends from a front cover portion to a rear vine portion (temple). First and second driving units 131 and 132 are provided. Here, the optical panel 110 has a first panel portion 111 and a second panel portion 112, and both the panel portions 111 and 112 are plate-like parts integrally connected at the center. The first display device 100A in which the first panel portion 111 on the left side and the first drive unit 131 are combined in the drawing is a portion that forms a virtual image for the left eye, and functions alone as a virtual image display device. Further, the second display device 100B in which the second panel portion 112 on the right side and the second driving unit 132 in the drawing are combined is a portion that forms a virtual image for the right eye, and functions alone as a virtual image display device.

〔B.表示装置の構造〕
図2(A)等に示すように、第1表示装置100Aは、画像形成装置10と、導光装置20とを備える。ここで、画像形成装置10は、図1における第1駆動部131に相当し、導光装置20は、図1における第1パネル部分111に相当する。なお、図1に示す第2表示装置100Bは、第1表示装置100Aと同様の構造を有し左右を反転させただけであるので、第2表示装置100Bの詳細な説明は省略する。
[B. Display device structure]
As shown in FIG. 2A and the like, the first display device 100A includes an image forming device 10 and a light guide device 20. Here, the image forming apparatus 10 corresponds to the first driving unit 131 in FIG. 1, and the light guide device 20 corresponds to the first panel portion 111 in FIG. Note that the second display device 100B shown in FIG. 1 has the same structure as the first display device 100A and is simply flipped left and right, and thus detailed description of the second display device 100B is omitted.

画像形成装置10は、画像表示装置11と、投射光学系12とを有する。このうち、画像表示装置11は、2次元的な照明光SLを射出する照明装置31と、透過型の空間光変調装置である液晶表示デバイス32と、照明装置31及び液晶表示デバイス32の動作を制御する駆動制御部34とを有する。   The image forming apparatus 10 includes an image display device 11 and a projection optical system 12. Among these, the image display device 11 operates the illumination device 31 that emits the two-dimensional illumination light SL, the liquid crystal display device 32 that is a transmissive spatial light modulation device, and the operations of the illumination device 31 and the liquid crystal display device 32. And a drive control unit 34 for controlling.

画像表示装置11の照明装置31は、赤、緑、青の3色を含む光を発生する光源31aと、光源31aからの光を拡散させて矩形断面の光束にするバックライト導光部31bとを有する。液晶表示デバイス32は、照明装置31からの照明光SLを空間的に変調して動画像等の表示対象となるべき画像光を形成する。駆動制御部34は、光源駆動回路34aと、液晶駆動回路34bとを備える。光源駆動回路34aは、照明装置31の光源31aに電力を供給して安定した輝度の照明光SLを射出させる。液晶駆動回路34bは、液晶表示デバイス32に対して画像信号又は駆動信号を出力することにより、透過率パターンとして動画や静止画の元になるカラーの画像光を形成する。なお、液晶駆動回路34bに画像処理機能を持たせることができるが、外付けの制御回路に画像処理機能を持たせることもできる。   The illumination device 31 of the image display device 11 includes a light source 31a that generates light including three colors of red, green, and blue, and a backlight light guide unit 31b that diffuses light from the light source 31a into a light beam having a rectangular cross section. Have The liquid crystal display device 32 spatially modulates the illumination light SL from the illumination device 31 to form image light to be a display target such as a moving image. The drive control unit 34 includes a light source drive circuit 34a and a liquid crystal drive circuit 34b. The light source driving circuit 34a supplies electric power to the light source 31a of the lighting device 31 to emit the illumination light SL having a stable luminance. The liquid crystal driving circuit 34b outputs an image signal or a driving signal to the liquid crystal display device 32, thereby forming color image light that is a source of a moving image or a still image as a transmittance pattern. The liquid crystal driving circuit 34b can have an image processing function, but an external control circuit can also have an image processing function.

以上の画像表示装置11又は液晶表示デバイス32において、第1方向D1は、縦のY方向に相当し、第2方向D2は、横のX方向に相当する。第1方向D1と第2方向D2とは、投射光学系12を通る第1光軸AX1と直交し、互いに直交する。   In the image display device 11 or the liquid crystal display device 32 described above, the first direction D1 corresponds to the vertical Y direction, and the second direction D2 corresponds to the horizontal X direction. The first direction D1 and the second direction D2 are orthogonal to the first optical axis AX1 passing through the projection optical system 12, and are orthogonal to each other.

投射光学系12は、液晶表示デバイス32上の各点から射出された画像光を平行状態の光束にするコリメートレンズである。   The projection optical system 12 is a collimating lens that converts image light emitted from each point on the liquid crystal display device 32 into light beams in a parallel state.

導光装置20は、導光部材21と、光透過部材23とを備える。導光部材21は、枠状の光透過部材23に嵌め込むように接合されて固定されており、全体としてXY面に平行に延びる平板状の光学部材を構成している。   The light guide device 20 includes a light guide member 21 and a light transmission member 23. The light guide member 21 is joined and fixed so as to be fitted into the frame-like light transmission member 23, and constitutes a flat plate-like optical member extending in parallel to the XY plane as a whole.

導光装置20のうち、導光部材21は、平面視において台形のプリズム状部材であり、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cと、第1接合面21jとを有する。また、導光部材21は、第1、第2、第3反射面21a,21b,21c及び第1接合面21jに隣接するとともに互いに対向する第1の側面21eと第2の側面21fとを有する。ここで、第1及び第2反射面21a,21bは、XY面に沿って延び、導光部材21の厚みtだけ離間する。また、第3反射面21cは、XY面に対して45°以下の鋭角αで傾斜しており、第1接合面21jは、XY面に対して例えば45°以下の鋭角βで傾斜している。見方を変えれば、第3反射面21cは、第2反射面21bに対して鈍角ηをなし、第1接合面21jは、第2反射面21bに対して鈍角εをなしている。第3反射面21cを通る第1光軸AX1と第1接合面21jを通る第2光軸AX2とは平行に配置され距離Dだけ離間している。なお、第1反射面21aと第3反射面21cとの間には、稜を除去するように端面21hが設けられている。導光部材21は、この端面21hも含めると、7面の多面体状の外形を有するものとなっている。   Of the light guide device 20, the light guide member 21 is a trapezoidal prism-like member in plan view, and includes a first reflecting surface 21 a, a second reflecting surface 21 b, a third reflecting surface 21 c, and a first surface as side surfaces. And a joining surface 21j. The light guide member 21 includes a first side surface 21e and a second side surface 21f that are adjacent to the first, second, and third reflecting surfaces 21a, 21b, and 21c and the first joint surface 21j and that face each other. . Here, the first and second reflecting surfaces 21 a and 21 b extend along the XY plane and are separated by the thickness t of the light guide member 21. The third reflecting surface 21c is inclined with an acute angle α of 45 ° or less with respect to the XY plane, and the first joint surface 21j is inclined with an acute angle β of 45 ° or less with respect to the XY surface, for example. . In other words, the third reflecting surface 21c has an obtuse angle η with respect to the second reflecting surface 21b, and the first joint surface 21j has an obtuse angle ε with respect to the second reflecting surface 21b. The first optical axis AX1 passing through the third reflecting surface 21c and the second optical axis AX2 passing through the first joining surface 21j are arranged in parallel and separated by a distance D. An end surface 21h is provided between the first reflecting surface 21a and the third reflecting surface 21c so as to remove a ridge. The light guide member 21 has a polyhedral outer shape with seven surfaces including the end surface 21h.

導光部材21は、第1及び第2反射面21a,21bによる全反射を利用して導光を行うものであり、導光に際して反射によって折り返される方向と、導光に際して反射によって折り返されない方向とがある。導光部材21で導光される画像について考えた場合、導光に際して複数回の反射によって折り返される横方向すなわち閉じ込め方向DW2は、第1及び第2反射面21a,21bに垂直(Z軸に平行)で、後述するように光源側まで光路を展開した場合に、液晶表示デバイス32の第2方向D2に相当する。一方、導光に際して反射によって折り返されないで伝搬する縦方向すなわち非閉じ込め方向DW1は、第1及び第2反射面21a,21b及び第3反射面21cに平行(Y軸に平行)で、後述するように光源側まで光路を展開した場合に、液晶表示デバイス32の第1方向D1に相当する。なお、導光部材21において、伝搬される光束が全体として向かう主導光方向は、−X方向になっている。   The light guide member 21 performs light guide using total reflection by the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and is a direction that is folded by reflection when light is guided and a direction that is not folded by reflection when light is guided. There is. When an image guided by the light guide member 21 is considered, the lateral direction that is folded back by a plurality of reflections during light guide, that is, the confinement direction DW2, is perpendicular to the first and second reflecting surfaces 21a and 21b (parallel to the Z axis). ) Corresponds to the second direction D2 of the liquid crystal display device 32 when the optical path is expanded to the light source side as will be described later. On the other hand, the longitudinal direction, that is, the non-confining direction DW1 that propagates without being folded back by reflection during light guide is parallel to the first and second reflecting surfaces 21a, 21b and the third reflecting surface 21c (parallel to the Y axis), which will be described later. Thus, when the optical path is developed to the light source side, it corresponds to the first direction D1 of the liquid crystal display device 32. In the light guide member 21, the main light direction in which the propagated light beam travels as a whole is the -X direction.

導光部材21は、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されている。導光部材21は、射出成型によって一体的に成型されたブロック状部材を本体部分21sとして有し、本体部分(ブロック状部材)21sは、例えば熱又は光重合型の樹脂材料を成型金型内に射出させ熱硬化又は光硬化させることで形成されている。具体的な例では、導光部材21は、紫外線硬化型の樹脂で形成されている。このように導光部材21は、基材としての本体部分21sを一体形成品とするが、機能的に、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とに分けて考えることができる。   The light guide member 21 is formed of a resin material that exhibits high light transmittance in the visible range. The light guide member 21 has a block-shaped member integrally molded by injection molding as a main body portion 21s, and the main body portion (block-shaped member) 21s is made of, for example, a heat or photopolymerization type resin material in a molding die. It is formed by injecting and thermosetting or photocuring. In a specific example, the light guide member 21 is formed of an ultraviolet curable resin. As described above, the light guide member 21 has the main body portion 21s as an integrally formed product, but can be functionally divided into the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3. .

光入射部B1は、三角プリズム状の部分であり、第1反射面21aの一部である光入射面ISと、光入射面ISに対向する第3反射面21cとを有する。光入射面ISは、画像形成装置10からの画像光GLを取り込むための裏側又は観察者側の平面であり、投射光学系12に対向してその第1光軸AX1に垂直に延びている。第3反射面21cは、矩形の輪郭を有し、その矩形領域の略全体に亘って、光入射面ISを通過した画像光GLを反射して導光部B2内に導くための反射ミラーであるミラー層25を有する。このミラー層25は、導光部材21の斜面RS上にアルミ等の蒸着によって成膜を施すことにより形成される。   The light incident part B1 is a triangular prism-shaped part, and includes a light incident surface IS that is a part of the first reflective surface 21a and a third reflective surface 21c that faces the light incident surface IS. The light incident surface IS is a flat surface on the back side or the viewer side for taking in the image light GL from the image forming apparatus 10 and extends perpendicularly to the first optical axis AX1 facing the projection optical system 12. The third reflecting surface 21c has a rectangular outline, and is a reflecting mirror for reflecting the image light GL that has passed through the light incident surface IS and guiding it into the light guide B2 over substantially the entire rectangular area. A mirror layer 25 is provided. The mirror layer 25 is formed by forming a film on the slope RS of the light guide member 21 by vapor deposition of aluminum or the like.

図3(A)は、第3反射面21cの構造を説明するため、光入射部B1における表面部分SP1の断面を部分的に拡大した概念図である。第3反射面21cは、ミラー層25を有し保護層26で被覆されている。このミラー層25は、全反射のコーティングであり、導光部材21を構成する本体部分21sの斜面RS上にAl(アルミニウム)等の蒸着によって成膜を施すことにより形成される。   FIG. 3A is a conceptual diagram in which the cross section of the surface portion SP1 in the light incident portion B1 is partially enlarged in order to explain the structure of the third reflecting surface 21c. The third reflecting surface 21 c has a mirror layer 25 and is covered with a protective layer 26. The mirror layer 25 is a total reflection coating, and is formed by depositing Al (aluminum) or the like on the slope RS of the main body portion 21 s constituting the light guide member 21.

図2(A)等に戻って、第3反射面21cは、投射光学系12の第1光軸AX1又はXY面に対して例えば鋭角α=25°〜27°で傾斜しており、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光GLを、全体として−Z方向寄りの−X方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光GLを導光部B2内に確実に結合させる。   2A and the like, the third reflecting surface 21c is inclined at an acute angle α = 25 ° to 27 °, for example, with respect to the first optical axis AX1 or the XY plane of the projection optical system 12, and the light incident The image light GL that enters from the surface IS and travels in the + Z direction as a whole is bent so as to travel in the −X direction that is closer to the −Z direction as a whole, so that the image light GL is reliably coupled into the light guide B2.

導光部B2は、互いに対向しXY面に平行に延びる2平面として、光入射部B1で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる第1反射面21aと第2反射面21bとを有している。第1及び第2反射面21a,21bの間隔すなわち導光部材21の厚みtは、例えば9mm程度とされている。ここでは、第1反射面21aが画像形成装置10に近い裏側又は観察者側にあるものとし、第2反射面21bが画像形成装置10から遠い表側又は外界側にあるものとする。この場合、第1反射面21aの面部分は、上記の光入射面ISや後述する光射出面OSと共通のものとなっている。第1及び第2反射面21a,21bは、屈折率差を利用する全反射面であり、その表面には、ミラー層等の非透過性の反射コートが施されていない。   The light guide B2 has first and second reflecting surfaces 21a and 21b that totally reflect the image light bent by the light incident portion B1 as two planes that face each other and extend parallel to the XY plane. Yes. The distance between the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, that is, the thickness t of the light guide member 21 is, for example, about 9 mm. Here, it is assumed that the first reflecting surface 21a is on the back side or the viewer side close to the image forming apparatus 10, and the second reflecting surface 21b is on the front side or the outside side far from the image forming apparatus 10. In this case, the surface portion of the first reflecting surface 21a is common to the light incident surface IS and a light exit surface OS described later. The first and second reflection surfaces 21a and 21b are total reflection surfaces using a difference in refractive index, and the surface is not provided with a non-transmissive reflection coat such as a mirror layer.

図3(B)は、第1反射面21aの構造と第2反射面21bの構造とを説明するため、導光部材21の導光部B2における表面部分SP2,SP3の断面を部分的に拡大した概念図である。第1及び第2反射面21a,21bは、表面の損傷を防止し映像の解像度低下を防止するため、ハードコート層27の被覆によって形成されている。このハードコート層27は、導光部材21の本体部分21sの下地面SF上に樹脂等からなるコート剤をディップ処理やスプレーコート処理によって成膜することによって形成される。   3B partially enlarges the cross section of the surface portions SP2 and SP3 in the light guide portion B2 of the light guide member 21 in order to explain the structure of the first reflective surface 21a and the structure of the second reflective surface 21b. FIG. The first and second reflecting surfaces 21a and 21b are formed by covering with a hard coat layer 27 in order to prevent damage to the surface and to prevent a reduction in image resolution. The hard coat layer 27 is formed by forming a coating agent made of a resin or the like on the lower ground SF of the main body portion 21s of the light guide member 21 by dipping or spray coating.

図2(A)等に戻って、光入射部B1の第3反射面21cで反射された画像光GLは、まず、導光部B2の第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光GLは、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、全体として導光装置20の奥側の主導光方向即ち光射出部B3を設けた−X側に導かれる。なお、第1及び第2反射面21a,21bには非透過性又は半透過性の反射コートが施されていないため、外界側から第2反射面21bに入射する外界光又は外光は、高い透過率で導光部B2を通過する。つまり、導光部B2は、外界像の透視が可能なシースルータイプになっている。   Returning to FIG. 2A and the like, the image light GL reflected by the third reflecting surface 21c of the light incident portion B1 first enters the first reflecting surface 21a of the light guide portion B2 and is totally reflected. Next, the image light GL enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. Thereafter, by repeating this operation, the image light is guided to the leading light direction on the back side of the light guide device 20 as a whole, that is, to the −X side provided with the light emitting part B3. Since the first and second reflecting surfaces 21a and 21b are not provided with a non-transmissive or semi-transmissive reflective coating, the external light or the external light incident on the second reflective surface 21b from the outside is high. It passes through the light guide B2 with transmittance. In other words, the light guide B2 is a see-through type that allows the external image to be seen through.

光射出部B3は、三角プリズム状の部分であり、第1反射面21aの一部である光射出面OSと、光射出面OSに対向する第1接合面21jとを有する。光射出面OSは、画像光GLを観察者の眼EYに向けて射出するための裏側の平面であり、光入射面ISと同様に第1反射面21aの一部となっており、第2光軸AX2に垂直に延びている。光射出部B3を通る第2光軸AX2と光入射部B1を通る第1光軸AX1との距離Dは、観察者の頭部の幅等を考慮して例えば50mmに設定されている。第1接合面21jは、略矩形の傾斜した面(斜面RS)であり、その一部に、第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLを反射して光射出部B3外に射出させるための第4反射面21dを有する。   The light emission part B3 is a triangular prism-shaped part, and has a light emission surface OS that is a part of the first reflection surface 21a and a first bonding surface 21j that faces the light emission surface OS. The light exit surface OS is a flat surface on the back side for emitting the image light GL toward the observer's eye EY. The light exit surface OS is a part of the first reflecting surface 21a like the light incident surface IS. It extends perpendicular to the optical axis AX2. The distance D between the second optical axis AX2 passing through the light emitting part B3 and the first optical axis AX1 passing through the light incident part B1 is set to, for example, 50 mm in consideration of the width of the observer's head. The first joint surface 21j is a substantially rectangular inclined surface (inclined surface RS), and reflects the image light GL incident thereon via the first and second reflecting surfaces 21a and 21b to emit light. It has the 4th reflective surface 21d for making it inject | emitted out of B3.

第4反射面21dは、ハーフミラー層28を有している。このハーフミラー層28は、光透過性を有する反射膜(すなわち半透過反射膜)である。ハーフミラー層(半透過反射膜)28は、第1接合面21jの全体ではなく、その部分領域PA0上に形成されている。つまり、第4反射面21dは、第1接合面21jの一部に相当する部分領域PA0上に形成されている。第1接合面21jのうち、ハーフミラー層28を形成すべき部分領域PA0は、縦方向である非閉じ込め方向DW1に関する中央側に配置されており、上下の両端側において、一対の周辺領域PA1,PA2に挟まれている。これらの周辺領域PA1,PA2を合わせた残領域(他領域)PAは、第4反射面21dとしてのハーフミラー層28が存在しない領域であり、画像光GL等を略そのまま透過させる。ハーフミラー層28は、導光部材21を構成する本体部分21sの一側面である第1接合面21jのうち部分領域PA0上に、金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成される。ハーフミラー層28の画像光GLに対する反射率は、シースルーによる外界光GL’の観察を容易にする観点で、想定される画像光GLの入射角範囲において10%以上50%以下とする。具体的な実施例のハーフミラー層28の画像光GLに対する反射率は、例えば20%に設定され、画像光GLに対する透過率は、例えば80%に設定される。   The fourth reflecting surface 21 d has a half mirror layer 28. The half mirror layer 28 is a light-transmissive reflective film (that is, a semi-transmissive reflective film). The half mirror layer (semi-transmissive reflective film) 28 is formed not on the entire first bonding surface 21j but on the partial area PA0. That is, the fourth reflecting surface 21d is formed on the partial region PA0 corresponding to a part of the first bonding surface 21j. Of the first joint surface 21j, the partial region PA0 where the half mirror layer 28 is to be formed is disposed on the center side in the non-confinement direction DW1 that is the vertical direction, and a pair of peripheral regions PA1, It is sandwiched between PA2. The remaining area (other area) PA obtained by combining these peripheral areas PA1 and PA2 is an area where the half mirror layer 28 as the fourth reflecting surface 21d does not exist, and transmits the image light GL or the like almost as it is. The half mirror layer 28 is formed by forming a metal reflective film or a dielectric multilayer film on the partial area PA0 of the first joint surface 21j that is one side surface of the main body portion 21s constituting the light guide member 21. The The reflectance of the half mirror layer 28 with respect to the image light GL is set to 10% or more and 50% or less in the assumed incident angle range of the image light GL from the viewpoint of facilitating observation of the external light GL ′ by see-through. The reflectance of the half mirror layer 28 of the specific embodiment with respect to the image light GL is set to 20%, for example, and the transmittance with respect to the image light GL is set to 80%, for example.

図3(C)は、第4反射面21d等の構造を説明するため、接合部分SP4の断面を部分的に拡大した概念図である。ここで、導光部材21の第4反射面21dと光透過部材23の第2接合面23cとの間、より正確にはハーフミラー層28と第2接合面23cとの間には、導光部材21と光透過部材23とを接合するための接着剤によって接着層CCが形成される。つまり、光透過部材23の第2接合面23cは、接着層CCによって被覆されているおり、接合部分SP4において、被覆されている下地面となっている。接着層CCは、導光部材21の本体部分21sや光透過部材23の本体部分23sと略等しい屈折率を有しており、導光部材21から光透過部材23にかけてこれらと接着層CCとの界面を通過する光が、当該界面において不要な反射をすることを抑制している。   FIG. 3C is a conceptual diagram in which the cross section of the joint portion SP4 is partially enlarged in order to explain the structure of the fourth reflecting surface 21d and the like. Here, a light guide is provided between the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21 and the second joint surface 23c of the light transmission member 23, more precisely between the half mirror layer 28 and the second joint surface 23c. The adhesive layer CC is formed by an adhesive for joining the member 21 and the light transmitting member 23. That is, the second joint surface 23c of the light transmitting member 23 is covered with the adhesive layer CC, and is a base surface covered with the joint portion SP4. The adhesive layer CC has a refractive index substantially equal to that of the main body portion 21 s of the light guide member 21 and the main body portion 23 s of the light transmission member 23, and these and the adhesive layer CC extend from the light guide member 21 to the light transmission member 23. Light passing through the interface is prevented from unnecessary reflection at the interface.

図2(A)等に戻って、第4反射面21d又は第1接合面21jは、第1反射面21aに垂直な第2光軸AX2又はXY面に対して例えば鋭角α=25°〜27°で傾斜しており、上記ハーフミラー層28により、導光部B2の第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLを部分的に反射して全体として−Z方向に向かわせるように折り曲げることで、光射出面OSを通過させる。なお、第4反射面21dを透過した画像光の成分は、光透過部材23に入射し、映像の形成には利用されない。   Returning to FIG. 2A and the like, the fourth reflecting surface 21d or the first bonding surface 21j is, for example, an acute angle α = 25 ° to 27 with respect to the second optical axis AX2 or XY plane perpendicular to the first reflecting surface 21a. The image light GL incident through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide B2 is partially reflected by the half mirror layer 28 in the −Z direction as a whole. The light exit surface OS is allowed to pass by being bent so as to face. The component of the image light transmitted through the fourth reflecting surface 21d is incident on the light transmitting member 23 and is not used for forming an image.

図2(B)に示すように、導光部材21のうち画像光GLが通過する有効領域EAは、光入射部B1側で比較的縦長になっており、光射出部B3側で比較的横長になっている。第4反射面21d又はハーフミラー層28は、第1接合面21jの一部であるが、画像光GLの有効領域EAに対応してこれをカバーするように形成されており、導光部材21に導かれた画像光GLは、光入射部B1を無駄なく通過して観察者の眼EYに入射する。このように、ハーフミラー層28は、横長の輪郭を有するが、液晶表示デバイス32の画像形成領域ADの横長の輪郭に対応するものとなっている。   As shown in FIG. 2B, the effective region EA through which the image light GL passes in the light guide member 21 is relatively vertically long on the light incident part B1 side, and is relatively horizontally long on the light emitting part B3 side. It has become. The fourth reflecting surface 21d or the half mirror layer 28 is a part of the first joint surface 21j, and is formed so as to cover the effective area EA of the image light GL. The image light GL guided to the light passes through the light incident part B1 without waste and enters the eye EY of the observer. As described above, the half mirror layer 28 has a horizontally long outline, but corresponds to the horizontally long outline of the image forming area AD of the liquid crystal display device 32.

光透過部材23は、可視域で高い光透過性を示し、導光部材21の本体部分21sと略同一の屈折率を有する樹脂材料で形成されている。光透過部材23は、射出成型によって一体的に成型されたブロック状部材を本体部分23sとして有する。本体部分(ブロック状部材)23sは、導光部材21と同様に、例えば熱又は光重合型の樹脂材料を成型金型内に射出させ熱硬化又は光硬化させることで形成されている。   The light transmissive member 23 is made of a resin material that exhibits high light transmittance in the visible region and has substantially the same refractive index as the main body portion 21 s of the light guide member 21. The light transmitting member 23 has a block-like member integrally molded by injection molding as the main body portion 23s. The main body portion (block-shaped member) 23s is formed by, for example, injecting a heat or photopolymerization type resin material into a molding die and thermosetting or photocuring the same as the light guide member 21.

光透過部材23は、導光部材21の光射出部B3に隣接する透視用の光学部において、第1面23aと、第2面23bと、第2接合面23cとを有する。第1及び第2面23a,23bは、XY面に沿って延びる。また、第2接合面23cは、XY面に対して傾斜しており、導光部材21の第1接合面21j又は第4反射面21dに対向して平行に配置されている。つまり、光透過部材23は、第2面23bと第2接合面23cとに挟まれた楔状部材WPを有するものとなっている。なお、光透過部材23は、楔状部材WPから延びて導光部材21を上下から挟むように支持する支持部として、後述する上側支持部材24bと下側支持部材24cとを有する。   The light transmitting member 23 is a see-through optical part adjacent to the light emitting part B3 of the light guide member 21, and has a first surface 23a, a second surface 23b, and a second bonding surface 23c. The first and second surfaces 23a and 23b extend along the XY plane. The second bonding surface 23c is inclined with respect to the XY plane, and is disposed in parallel to face the first bonding surface 21j or the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21. That is, the light transmission member 23 has a wedge-shaped member WP sandwiched between the second surface 23b and the second bonding surface 23c. The light transmission member 23 includes an upper support member 24b and a lower support member 24c, which will be described later, as support portions that extend from the wedge-shaped member WP and support the light guide member 21 from above and below.

光透過部材23において、第1面23aは、導光部材21に設けた第1反射面21aの延長平面上に配置される第1透過面であり、観察者の眼EYに近い裏側にあり、第2面23bは、導光部材21に設けた第2反射面21bの延長平面上に配置される第2透過面であり、観察者の眼EYから遠い表側にある。第2接合面23cは、接着剤によって導光部材21の第1接合面21jに接合される矩形の光透過面である。以上の第1面(第1透過面)23aと第2接合面23cとなす角度は、導光部材21の第2反射面21bと第1接合面21jとのなす角度εと等しくなっており、第2面(第2透過面)23bと第2接合面23cとなす角度は、導光部材21の第1反射面21aと第3反射面21cとのなす角度βと等しくなっている。   In the light transmissive member 23, the first surface 23 a is a first transmissive surface disposed on an extended plane of the first reflective surface 21 a provided on the light guide member 21, and is on the back side near the observer's eye EY, The second surface 23b is a second transmission surface arranged on an extended plane of the second reflection surface 21b provided on the light guide member 21, and is on the front side far from the eye EY of the observer. The second bonding surface 23c is a rectangular light transmission surface bonded to the first bonding surface 21j of the light guide member 21 with an adhesive. The angle formed between the first surface (first transmission surface) 23a and the second bonding surface 23c is equal to the angle ε formed between the second reflection surface 21b of the light guide member 21 and the first bonding surface 21j. The angle formed by the second surface (second transmission surface) 23b and the second bonding surface 23c is equal to the angle β formed by the first reflection surface 21a and the third reflection surface 21c of the light guide member 21.

光透過部材23と導光部材21とは、両者の接合部分及びその近傍において、透視部B4を構成している。すなわち、第1及び第2面23a,23bには、ミラー層等の反射コートが施されていないため、導光部材21の導光部B2と同様に外界光GL’を高い透過率で透過させる。第2接合面23cも、外界光GL’を高い透過率で透過可能であるが、導光部材21の第4反射面21dに対応する領域では、ハーフミラー層28が存在することから、第2接合面23cを通過する外界光GL’は、例えば20%減光される。つまり、観察者は、20%に減光された画像光GLと80%に減光された外界光GL’とを重畳させたものを観察することになる。   The light transmission member 23 and the light guide member 21 constitute a see-through portion B4 at the joint portion between them and the vicinity thereof. That is, since the first and second surfaces 23a and 23b are not provided with a reflective coating such as a mirror layer, the external light GL ′ is transmitted with a high transmittance similarly to the light guide part B2 of the light guide member 21. . The second joint surface 23c can also transmit the external light GL ′ with high transmittance. However, since the half mirror layer 28 exists in the region corresponding to the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21, the second joint surface 23c The external light GL ′ passing through the joint surface 23c is attenuated by 20%, for example. That is, the observer observes the image light GL that has been reduced to 20% and the external light GL ′ that has been reduced to 80%.

図3(D)は、光透過部材23の第1面(第1透過面)23aの構造と第2面(第2透過面)23bの構造とを説明するため、表面部分SP5,SP6の断面を部分的に拡大した概念図である。第1及び第2面23a,23bは、表面の損傷を防止し映像の解像度低下を防止するため、ハードコート層27の被覆によって形成されている。このハードコート層27は、光透過部材23の本体部分23sの下地面SF上に樹脂等からなるコート剤をディップ処理やスプレーコート処理によって成膜することによって形成される。   FIG. 3D is a cross-sectional view of the surface portions SP5 and SP6 in order to explain the structure of the first surface (first transmission surface) 23a and the structure of the second surface (second transmission surface) 23b of the light transmission member 23. It is the conceptual diagram which expanded partially. The first and second surfaces 23a and 23b are formed by covering with a hard coat layer 27 in order to prevent the surface from being damaged and the resolution of the image from being lowered. The hard coat layer 27 is formed by forming a coating agent made of resin or the like on the lower ground SF of the main body portion 23s of the light transmitting member 23 by dipping or spray coating.

〔C.導光部材及び光透過部材の個々の形状等〕
図4(A)〜4(D)に示すように、図2(A)の導光装置20を構成する導光部材21は、平面視において台形のプリズム状部材であり、図5(A)〜5(D)に示すように、導光装置20を構成する左右一対の光透過部材23,23は、これらが一体となって正面視においてH字状の支持フレーム123を構成している。左右一対の光透過部材23,23は、左眼用の導光部材21と右眼用の導光部材21とにそれぞれ対応し、各光透過部材23は、U字型の外観を有し、導光部材21を嵌め込むように固定することで支持している。
[C. (Each shape of the light guide member and the light transmitting member)
As shown in FIGS. 4A to 4D, the light guide member 21 constituting the light guide device 20 in FIG. 2A is a trapezoidal prism-like member in plan view. As shown in -5 (D), the pair of left and right light transmitting members 23, 23 constituting the light guide device 20 constitutes an H-shaped support frame 123 in a front view. The pair of left and right light transmissive members 23 and 23 correspond to the light guide member 21 for the left eye and the light guide member 21 for the right eye, respectively, and each light transmissive member 23 has a U-shaped appearance, The light guide member 21 is supported by being fixed so as to be fitted.

図4(A)等に示す導光部材21は、図5(A)等に示す支持フレーム123に対してそのくり抜き部SPを埋めるように嵌合して、支持フレーム123に設けた中央部材24aと上側支持部材24bと下側支持部材24cとに挟まれるように接合されることによって固定される。これにより、例えば図2(B)に示すような状態となり、全体として図1の光学パネル110が作製される。なお、支持フレーム123の中央部材24aには、鼻パッドを嵌め込むためのくり抜き24xが形成されている。また、支持フレーム123に設けた支持部材24b,24cの先端には、画像形成装置10の投射光学系12等を接続するための固定孔等を設けた連結部24e,24fが形成されている。   A light guide member 21 shown in FIG. 4 (A) or the like is fitted to the support frame 123 shown in FIG. 5 (A) or the like so as to fill the cut-out portion SP, and a central member 24a provided on the support frame 123 is provided. The upper support member 24b and the lower support member 24c are fixed so as to be sandwiched between them. Thereby, for example, the state shown in FIG. 2B is obtained, and the optical panel 110 of FIG. 1 is manufactured as a whole. The central member 24a of the support frame 123 is formed with a cutout 24x for fitting a nose pad. Further, connecting portions 24e and 24f provided with fixing holes and the like for connecting the projection optical system 12 and the like of the image forming apparatus 10 are formed at the tips of the support members 24b and 24c provided on the support frame 123.

図5(A)等に示す支持フレーム123又は光透過部材23の本体部分23sのうち、第2接合面23c、及び嵌合面24j,24kは、後に詳述するが、接合部から気泡を除去する観点で、粗面化された下地面となっている。なお、図4(A)等に示す導光部材21の本体部分21sのうち、第1接合面21j、第1の側面21e、第2の側面21f、及び支持面21q,21rも併せて、粗面化された面とすることができる。   Of the main body portion 23s of the support frame 123 or the light transmitting member 23 shown in FIG. 5A and the like, the second joint surface 23c and the fitting surfaces 24j and 24k will be described in detail later, but bubbles are removed from the joint portion. From this point of view, the base surface is roughened. Of the main body portion 21s of the light guide member 21 shown in FIG. 4A and the like, the first joint surface 21j, the first side surface 21e, the second side surface 21f, and the support surfaces 21q and 21r are also roughly combined. It can be a surface.

導光部材21の本体部分21sのうち、第1反射面21a及び第2反射面21bに対応する下地面は、後に詳述するが、ハードコート層27の密着性を確保する観点で、粗面化された面となっている。光透過部材23の本体部分23sのうち、第1面23a及び第2面23bに対応する下地面等も、ハードコート層27の密着性を確保する観点で、粗面化された面となっている。   Of the main body portion 21 s of the light guide member 21, the base surface corresponding to the first reflecting surface 21 a and the second reflecting surface 21 b will be described in detail later. From the viewpoint of ensuring the adhesion of the hard coat layer 27, the rough surface is used. It has become a simplified surface. Of the main body portion 23 s of the light transmitting member 23, the ground surface corresponding to the first surface 23 a and the second surface 23 b is also a roughened surface from the viewpoint of ensuring the adhesion of the hard coat layer 27. Yes.

以上において、粗面化された面であるか否かは、その面粗さに基づいて判断するものとし、完成した第1反射面21a及び第2反射面21b等の面粗さよりも面粗さが大きくなっている。   In the above, whether or not the surface is a roughened surface is determined based on the surface roughness, and the surface roughness is higher than the surface roughness of the completed first reflecting surface 21a, second reflecting surface 21b, and the like. Is getting bigger.

〔D.導光装置の製造〕
導光装置20を製造するため、導光装置20を構成する2つの導光部材21と支持フレーム123とを予め準備する。なお、導光部材21の本体部分21sを形成する際に、後のハードコート工程のため第1反射面21a及び第2反射面21bの下地面(本体部分21sの表面)が粗面化される。また、支持フレーム123を形成する際に、後の接合工程のため第2接合面23cが粗面化され、後のハードコート工程のため第1面23a及び第2面23bの下地面(本体部分23sの表面)が粗面化される。
[D. Production of light guide device]
In order to manufacture the light guide device 20, the two light guide members 21 and the support frame 123 constituting the light guide device 20 are prepared in advance. When the main body portion 21s of the light guide member 21 is formed, the lower ground (the surface of the main body portion 21s) of the first reflecting surface 21a and the second reflecting surface 21b is roughened for a later hard coat process. . Further, when the support frame 123 is formed, the second bonding surface 23c is roughened for the subsequent bonding process, and the lower ground (the main body portion) for the first surface 23a and the second surface 23b for the subsequent hard coating process. 23s surface) is roughened.

次に、2つの導光部材21を支持フレーム123に順次接合する。なお、2つの導光部材21を支持フレーム123に接合する前に、各導光部材21の第1接合面21jのうち部分領域PA0上に、予めハーフミラー層28が形成される(図4(A)参照)。   Next, the two light guide members 21 are sequentially joined to the support frame 123. In addition, before joining the two light guide members 21 to the support frame 123, the half mirror layer 28 is formed in advance on the partial region PA0 of the first joint surface 21j of each light guide member 21 (FIG. 4 ( A)).

まず、第1の導光部材21を支持フレーム123の一方の光透過部材23に接合する。具体的には、一方(例えば右半分)の光透過部材23の第2接合面23cや嵌合面24j,24k上に紫外線硬化型の樹脂からなる接着剤を塗布して広げる。つまり、ディスペンサーにより、一定量の接着剤を第2接合面23c等に広がるように塗布する。そして、第1の導光部材21をこの光透過部材23のくり抜き部SPに嵌め込む。これにより、第1の導光部材21が、その第1接合面21jが光透過部材23のハーフミラー層28及び残領域(他領域)PAに対向するように配置される。この際、一方の光透過部材23に設けた上側支持部材24bの嵌合面24jと、導光部材21の第1の側面21e及び支持面21qとが対向配置され、下側支持部材24cの嵌合面24kと、導光部材21の第2の側面21f及び支持面21rとが対向配置される。その後、第1の導光部材21の第1接合面21jを一方の光透過部材23の第2接合面23c等に押し付けつつ摺り合わせることにより、主に第1接合面21j及び第2接合面23c間の接着剤に付随する気泡を追い出す。最後に、第1及び第2接合面21j,23c間の薄く広げられた接着剤に対し、紫外線である硬化光を照射する。これにより、第1及び第2接合面21j,23c間の接着剤が硬化して、第1の導光部材21と一方の光透過部材23との接合が完了する。紫外線である硬化光は支持部材24b,24cにも照射されるので、光透過部材23に設けた上側支持部材24bの嵌合面24jと、導光部材21の第1の側面21e及び支持面21qとが接合されるとともに、下側支持部材24cの嵌合面24kと、導光部材21の第2の側面21f及び支持面21rとが接合される。この際、ハーフミラー層28と第2接合面23cとの間だけでなく、残領域PAと第2接合面23cとの間にも接着剤が充填され、接着剤の硬化によって接着層CCが形成されるので(図3(D)参照)、第1の導光部材21の第1接合面21jと一方の光透過部材23の第2接合面23cとの接合強度が高まる。さらに、上述のように、第1の導光部材21は、支持部材24b,24cによって上下から挟まれるように固定されており、一方の光透過部材23による支持強度が高められている。   First, the first light guide member 21 is joined to one light transmission member 23 of the support frame 123. Specifically, an adhesive made of an ultraviolet curable resin is applied and spread on the second joint surface 23c and the fitting surfaces 24j and 24k of one (for example, the right half) of the light transmitting member 23. That is, a certain amount of adhesive is applied by the dispenser so as to spread over the second bonding surface 23c and the like. Then, the first light guide member 21 is fitted into the cut-out portion SP of the light transmission member 23. Thereby, the 1st light guide member 21 is arrange | positioned so that the 1st junction surface 21j may oppose the half mirror layer 28 and remaining area (other area | region) PA of the light transmissive member 23. FIG. At this time, the fitting surface 24j of the upper support member 24b provided on one light transmission member 23 and the first side surface 21e and the support surface 21q of the light guide member 21 are arranged to face each other, and the lower support member 24c is fitted. The mating surface 24k, the second side surface 21f of the light guide member 21, and the support surface 21r are disposed to face each other. Thereafter, the first joint surface 21j of the first light guide member 21 and the second joint surface 23c of the one light transmission member 23 are pressed against the second joint surface 23c and the like, and are slid together, thereby mainly the first joint surface 21j and the second joint surface 23c. Expel bubbles associated with the adhesive in between. Finally, curing light that is ultraviolet rays is applied to the adhesive that is spread thinly between the first and second bonding surfaces 21j and 23c. Thereby, the adhesive between the first and second bonding surfaces 21j and 23c is cured, and the bonding between the first light guide member 21 and the one light transmitting member 23 is completed. Since the curing light, which is ultraviolet light, is also applied to the support members 24b and 24c, the fitting surface 24j of the upper support member 24b provided on the light transmission member 23, the first side surface 21e and the support surface 21q of the light guide member 21. Are joined, and the fitting surface 24k of the lower support member 24c is joined to the second side surface 21f and the support surface 21r of the light guide member 21. At this time, the adhesive is filled not only between the half mirror layer 28 and the second bonding surface 23c but also between the remaining area PA and the second bonding surface 23c, and the adhesive layer CC is formed by curing of the adhesive. Therefore (see FIG. 3D), the bonding strength between the first bonding surface 21j of the first light guide member 21 and the second bonding surface 23c of the one light transmission member 23 is increased. Further, as described above, the first light guide member 21 is fixed so as to be sandwiched from above and below by the support members 24b and 24c, and the support strength by the one light transmission member 23 is enhanced.

第2の導光部材21を支持フレーム123の他方の光透過部材23に接合する工程も同様であり、他方(例えば左半分)の光透過部材23の第2接合面23cや嵌合面24j,24k上に紫外線硬化型の接着剤を塗布し、第1接合面21jと、ハーフミラー層28及び残領域PAとが対向するとともに、支持部材24b,24cの嵌合面24j,24kと導光部材21の両側面21e,21f及び両支持面21q,21rとが対向するように配置する。その後、第2の導光部材21を他方の光透過部材23側に適度な力で押し付けつつ摺り合わせことにより、接着剤中の気泡を追い出す。最後に、薄く広げられた接着剤に対し、紫外線である硬化光を照射する。これにより、第1接合面21jと第2接合面23cとの間の接着剤と、嵌合面24j,24kと導光部材21の両側面21e,21f及び両支持面21q,21rとの間の接着剤とが硬化して、第2の導光部材21と他方の光透過部材23との接合が完了する。   The process of joining the second light guide member 21 to the other light transmitting member 23 of the support frame 123 is the same, and the second joining surface 23c and the fitting surface 24j of the other (for example, the left half) light transmitting member 23 are the same. An ultraviolet curable adhesive is applied onto 24k, the first joining surface 21j, the half mirror layer 28, and the remaining area PA face each other, and the fitting surfaces 24j, 24k of the support members 24b, 24c and the light guide member The two side surfaces 21e and 21f and the two support surfaces 21q and 21r are arranged so as to face each other. Thereafter, the second light guide member 21 is rubbed against the other light transmitting member 23 side with an appropriate force to drive out bubbles in the adhesive. Finally, the curing light which is ultraviolet rays is irradiated to the adhesive spread thinly. Thereby, the adhesive between the first joint surface 21j and the second joint surface 23c, and between the fitting surfaces 24j and 24k, both side surfaces 21e and 21f of the light guide member 21, and both support surfaces 21q and 21r. The adhesive is cured, and the joining of the second light guide member 21 and the other light transmission member 23 is completed.

図6は、光透過部材23と導光部材21との接合部を説明する拡大断面図であり、図3(C)をより詳細にしたものとなっている。図示のように、第1及び第2接合面21j,23c間に形成された接着層CCによって、導光部材21の本体部分21sと、光透過部材23の本体部分23sとが連結されている。ここで、周辺の残領域PAについては、略鏡面の第1及び第2接合面21j,23cが接着層CCを介して直接接続されており、接合強度の確保が比較的容易である。一方、中央の部分領域PA0については、ハーフミラー層28が第1接合面21jと接着層CCとの間に存在しており、ハーフミラー層28は蒸着等によって形成された比較的付着力が弱いものであるから、接合強度の確保が比較的容易でない。結果的に、導光部材21と光透過部材23とは、主に周辺の残領域PAにおいて強固に接着され、導光部材21と光透過部材23とを組み合わせた導光装置20の強度も十分高いものとなる。   FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view for explaining a joint portion between the light transmission member 23 and the light guide member 21, and is a more detailed view of FIG. As illustrated, the main body portion 21s of the light guide member 21 and the main body portion 23s of the light transmitting member 23 are connected by the adhesive layer CC formed between the first and second bonding surfaces 21j and 23c. Here, with respect to the remaining residual area PA, the first and second joining surfaces 21j and 23c that are substantially mirror surfaces are directly connected via the adhesive layer CC, and it is relatively easy to ensure the joining strength. On the other hand, in the central partial area PA0, the half mirror layer 28 exists between the first bonding surface 21j and the adhesive layer CC, and the half mirror layer 28 is formed by vapor deposition or the like and has a relatively weak adhesive force. Therefore, it is not easy to ensure the bonding strength. As a result, the light guide member 21 and the light transmission member 23 are firmly bonded mainly in the remaining residual area PA, and the strength of the light guide device 20 combining the light guide member 21 and the light transmission member 23 is sufficient. It will be expensive.

本実施形態の場合、光透過部材23側の下地面である第2接合面23cにおいて、非平滑面として、微細な凹凸(起伏)41を有する粗面SRが形成されている。粗面(非平滑面)SRは、例えば本体部分23sの成形用金型の転写面に予め粗面化処理を行なうことによって形成される。また、粗面SRは、例えば本体部分23sの成形後に、サンドブラスト、化学薬品その他によるエッチング等の粗面化処理、表面改質処理を施すことによっても形成される。   In the case of the present embodiment, a rough surface SR having fine irregularities (undulations) 41 is formed as a non-smooth surface on the second joint surface 23c, which is the lower ground on the light transmitting member 23 side. The rough surface (non-smooth surface) SR is formed, for example, by performing a roughening process on the transfer surface of the molding die of the main body portion 23s in advance. The rough surface SR is also formed by, for example, subjecting the main body portion 23s to a roughening process such as sand blasting, chemical etching, or the like, or a surface modification process.

粗面SRを構成する微細な凹凸(起伏)41の深さは、例えば数μm〜数10μm程度(具体的には20μm以上)とする。なお、図面では誇張しているが、ハーフミラー層(半透過反射膜)28の厚みは、例えば数10μm程度であり、接着層CCの厚みは、例えば50〜100μm程度である。具体的な実施例において、光透過部材23の本体部分23sの屈折率と接着層CCの屈折率とは、略等しく、これらの差は、例えば0.02以下にした。これにより、粗面SRの存在によって外界光GL’が乱されることを防止できる。   The depth of the fine irregularities (undulations) 41 constituting the rough surface SR is, for example, about several μm to several tens of μm (specifically, 20 μm or more). Although exaggerated in the drawings, the thickness of the half mirror layer (semi-transmissive reflective film) 28 is, for example, about several tens of μm, and the thickness of the adhesive layer CC is, for example, about 50 to 100 μm. In a specific example, the refractive index of the main body portion 23s of the light transmitting member 23 and the refractive index of the adhesive layer CC are substantially equal, and the difference between them is, for example, 0.02 or less. Thereby, it is possible to prevent the external light GL ′ from being disturbed by the presence of the rough surface SR.

以上のように、第2接合面(下地面)23cを粗面SRとすることにより、接着剤の付着性や濡れ性が良くなり、第2接合面23c上に接着剤を塗布して広げる際に、接着剤の粘度を低くしても、比較的均一に接着剤を広げることができる。つまり、第2接合面23cは第1面23a等に対して傾斜しており、第2接合面23c上に接着剤を塗布した場合、粘度を低くすると液ダレが生じやすく、粘度を高くすると厚みが不均一になって接合面に気泡が残りやすくなる。一方、第2接合面23cを粗面SRとした場合、比較的粘度の低くい接着剤を塗布しても液ダレが生じにくく、広げた接着剤が比較的均一に保たれるので、第1接合面21jと第2接合面23cとの間に気泡が溜まりにくくなり、両接合面21j,23cの接合後に接着層CCに気泡が残ることを簡易に抑制できる。なお、接着層CCとして用いる樹脂としては、紫外線硬化型樹脂等を用いることができる。   As described above, when the second bonding surface (base surface) 23c is the rough surface SR, the adhesiveness and wettability of the adhesive are improved, and the adhesive is spread on the second bonding surface 23c. In addition, even if the viscosity of the adhesive is lowered, the adhesive can be spread relatively uniformly. In other words, the second bonding surface 23c is inclined with respect to the first surface 23a and the like, and when an adhesive is applied on the second bonding surface 23c, liquid dripping is likely to occur when the viscosity is lowered, and thickness is increased when the viscosity is increased. Becomes non-uniform and bubbles tend to remain on the joint surface. On the other hand, when the second bonding surface 23c is a rough surface SR, even if an adhesive having a relatively low viscosity is applied, liquid dripping hardly occurs and the spread adhesive is kept relatively uniform. It is difficult for air bubbles to accumulate between the joint surface 21j and the second joint surface 23c, and it is possible to easily suppress bubbles remaining in the adhesive layer CC after the joint surfaces 21j and 23c are joined. In addition, as a resin used as the adhesive layer CC, an ultraviolet curable resin or the like can be used.

具体的な説明を省略するが、光透過部材23の嵌合面24j,24kも、下地面として微細な凹凸41を有する粗面SRとされている。嵌合面(下地面)24j,24kを粗面SRとすることにより、接着剤の付着性や濡れ性が良くなり、嵌合面24j,24k上に接着剤を塗布して広げる際に、接着剤の粘度を低くしても、比較的均一に接着剤を広げることができ、接合部に気泡が残ることを簡易に抑制できる。   Although a specific description is omitted, the fitting surfaces 24j and 24k of the light transmitting member 23 are also rough surfaces SR having fine irregularities 41 as a base surface. By making the mating surfaces (base surfaces) 24j and 24k into the rough surface SR, the adhesiveness and wettability of the adhesive are improved. When the adhesive is spread on the mating surfaces 24j and 24k, the adhesive surface is bonded. Even if the viscosity of the agent is lowered, it is possible to spread the adhesive relatively uniformly, and it is possible to easily suppress the bubbles remaining at the joint.

〔E.ハードコート層の被覆〕
図7は、導光部材21の表面を説明する拡大断面図であり、図3(B)をより詳細にしたものとなっている。図示のように、第1反射面21aや第2反射面21bは、本体部分21sの下地面SFをハードコート層27で被覆することによって形成されている。ここで、導光部材21の本体部分21sの下地面SFには、非平滑面として、微細な凹凸(起伏)141を有する粗面SRが形成されている。粗面(非平滑面)SRは、例えば本体部分21sの成形用金型の転写面に予め粗面化処理を行なうことによって形成される。また、粗面SRは、例えば本体部分21sの成形後に、サンドブラスト、化学薬品その他によるエッチング等の粗面化処理、表面改質処理を施すことによっても形成される。
[E. Hard coat layer coating)
FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view for explaining the surface of the light guide member 21 and is a more detailed view of FIG. As illustrated, the first reflecting surface 21 a and the second reflecting surface 21 b are formed by covering the lower ground SF of the main body portion 21 s with a hard coat layer 27. Here, a rough surface SR having fine unevenness (undulations) 141 is formed as a non-smooth surface on the lower ground SF of the main body portion 21 s of the light guide member 21. The rough surface (non-smooth surface) SR is formed, for example, by performing a roughening process on the transfer surface of the molding die of the main body portion 21s in advance. The rough surface SR is also formed by, for example, subjecting the main body portion 21s to a roughening process such as sandblasting, etching with chemicals, or the like, or a surface modification process.

本体部分21sの粗面SRを構成する微細な凹凸(起伏)141の深さは、例えば数μm程度(具体的には2〜3μm)とする。なお、図面では誇張しているが、ハードコート層27の厚みは、例えば5〜10μm程度であり、凹凸を十分に埋めることができる。具体的な実施例において、導光部材21の本体部分21sの屈折率とハードコート層27の屈折率とは、略等しく、これらの差は、例えば0.02以下にした。これにより、粗面SRの存在によって導光部材21内で伝搬される画像光GL等が乱されることを防止できる。   The depth of the fine unevenness (undulations) 141 constituting the rough surface SR of the main body portion 21s is, for example, about several μm (specifically, 2 to 3 μm). In addition, although exaggerated in drawing, the thickness of the hard-coat layer 27 is about 5-10 micrometers, for example, and can fully fill an unevenness | corrugation. In a specific example, the refractive index of the main body portion 21s of the light guide member 21 and the refractive index of the hard coat layer 27 are substantially equal, and the difference between them is, for example, 0.02 or less. Thereby, it is possible to prevent the image light GL or the like propagating in the light guide member 21 from being disturbed by the presence of the rough surface SR.

以上のように、導光部材21の本体部分21sの下地面SFを粗面SRとすることにより、ハードコート層27の密着性が高まり、ハードコート層27の耐擦傷性を高めることができる。特に、導光部材21の本体部分21sを紫外線硬化型の樹脂で整形した場合、ハードコート層27の付着性が低下する場合があるが、下地面SFを粗面SRとすることにより、本体部分21sの材質に関わらず、ハードコート層27の密着性を高めることができる。   As described above, the adhesiveness of the hard coat layer 27 can be increased and the scratch resistance of the hard coat layer 27 can be improved by making the lower surface SF of the main body portion 21 s of the light guide member 21 as the rough surface SR. In particular, when the main body portion 21s of the light guide member 21 is shaped with an ultraviolet curable resin, the adherence of the hard coat layer 27 may be reduced. However, by making the base surface SF a rough surface SR, the main body portion Regardless of the material of 21s, the adhesion of the hard coat layer 27 can be enhanced.

なお、導光部材21の本体部分21sをハードコート層27に対する密着性の極めて高い材料で形成すれば、下地面SFを粗面SRとしなくてもある程度の密着性を確保することができる。しかしながら、本実施形態のような虚像表示装置100では、導光部材21の本体部分21sを射出成形で形成し、吸水性が少なく、高精度の平坦度を達成する必要があり、ハードコート層27に対する密着性を確保することが容易でなくなる。このため、本体部分21s下地面SFを粗面化することで本体部分21sの材質に関わらずハードコート層27の密着性を高めることができる。   In addition, if the main body portion 21s of the light guide member 21 is formed of a material having extremely high adhesion to the hard coat layer 27, a certain degree of adhesion can be secured even if the base surface SF is not the rough surface SR. However, in the virtual image display device 100 as in the present embodiment, it is necessary to form the main body portion 21s of the light guide member 21 by injection molding, achieve low flatness with high water absorption, and the hard coat layer 27. It is not easy to secure the adhesion to. For this reason, the adhesiveness of the hard-coat layer 27 can be improved regardless of the material of the main-body part 21s by roughening the main-body part 21s base surface SF.

なお、ハードコート層27の材料としては、例えば熱硬化型のシリコーン系の樹脂が用いられる。ハードコート層27の材料としては、シリカ等の耐擦傷性を有する無機材料の微粒子とバインダー樹脂とを複合化したものとすることもできる。また、導光部材21の本体部分21sの材料としては、射出成形の便宜や吸水性が低いこと、光透過部材23と十分な強度で接着又は接合できること、透明性が高いことを考慮して、例えば(メタ)アクリレートモノマーを他の重合性モノマーと共重合させることにより得た(メタ)アクリレート系化合物が用いられる。(メタ)アクリレートモノマー系モノマーの具体例としては、2,2−ビス(3,5−ジブロム−4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(4−(メタ)アクリロイルオキシエトキシフェニル)プロパン、2,2−ビス[4−(β−ヒドロキシ−γ−(メタ)アクリロイルオキシ)プロポキシフェニル]プロパン等があげられる。また、(メタ)アクリレート系化合物と共重合させる他の重合性モノマーの具体例としては、スチレン、クロロスチレン、ブロモスチレン、α−メチルスチレン等の芳香族単官能性ビニルモノマー等があげられる。具体的な実施例では、ポリメタクリルスチレンを基材とするプラスチックが用いられた。本体部分21sの素材として他の一般的な材料も考えられるが、例えばポリカーボネートは、透明性の観点で劣り、アクリルは吸湿性の観点で劣り、シクロオレフィンは、接着性の観点で劣る。   As a material of the hard coat layer 27, for example, a thermosetting silicone resin is used. The material of the hard coat layer 27 may be a composite of fine particles of an inorganic material having scratch resistance such as silica and a binder resin. In addition, as a material of the main body portion 21s of the light guide member 21, in consideration of the convenience of injection molding and low water absorption, adhesion or joining with the light transmission member 23 with sufficient strength, and high transparency, For example, a (meth) acrylate compound obtained by copolymerizing a (meth) acrylate monomer with another polymerizable monomer is used. Specific examples of the (meth) acrylate monomer-based monomer include 2,2-bis (3,5-dibromo-4- (meth) acryloyloxyethoxyphenyl) propane, 2,2-bis (4- (meth) acryloyloxy Ethoxyphenyl) propane, 2,2-bis [4- (β-hydroxy-γ- (meth) acryloyloxy) propoxyphenyl] propane and the like. Specific examples of other polymerizable monomers copolymerized with the (meth) acrylate compound include aromatic monofunctional vinyl monomers such as styrene, chlorostyrene, bromostyrene, and α-methylstyrene. In a specific example, a plastic based on polymethacrylstyrene was used. For example, polycarbonate is inferior in terms of transparency, acrylic is inferior in terms of hygroscopicity, and cycloolefin is inferior in terms of adhesiveness.

図8は、光透過部材23の表面を説明する拡大断面図であり、図3(D)をより詳細にしたものとなっている。図示のように、第1面23aや第2面23bは、本体部分23sの下地面SFをハードコート層27で被覆することによって形成されている。ここで、光透過部材23の本体部分23sの下地面SFには、非平滑面として、微細な凹凸(起伏)141を有する粗面SRが形成されている。粗面(非平滑面)SRは、例えば本体部分23sの成形用金型の転写面に予め粗面化処理を行なうことによって形成される。また、粗面SRは、例えば本体部分23sの成形後に、サンドブラスト、化学薬品その他によるエッチング等の粗面化処理、表面改質処理を施すことによっても形成される。   FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view for explaining the surface of the light transmission member 23, which is a more detailed view of FIG. As illustrated, the first surface 23 a and the second surface 23 b are formed by covering the lower ground SF of the main body portion 23 s with a hard coat layer 27. Here, a rough surface SR having fine irregularities (undulations) 141 is formed as a non-smooth surface on the lower ground SF of the main body portion 23s of the light transmitting member 23. The rough surface (non-smooth surface) SR is formed, for example, by performing a roughening process on the transfer surface of the molding die of the main body portion 23s in advance. The rough surface SR is also formed by, for example, subjecting the main body portion 23s to a roughening process such as sand blasting, chemical etching, or the like, or a surface modification process.

本体部分23sの粗面SRを構成する微細な凹凸(起伏)141の深さは、例えば数μm程度(具体的には2〜3μm)とする。なお、ハードコート層27の厚みは、例えば5〜10μm程度であり、凹凸を十分に埋めることができる。具体的な実施例において、導光部材21の本体部分21sの屈折率と接着層CCの屈折率との差は、例えば0.02以下にした。これにより、粗面SRの存在によって光透過部材23を通過する外界光GL’が乱されることを防止できる。   The depth of the fine irregularities (undulations) 141 constituting the rough surface SR of the main body portion 23s is, for example, about several μm (specifically, 2 to 3 μm). The hard coat layer 27 has a thickness of, for example, about 5 to 10 μm, and can sufficiently fill the unevenness. In a specific embodiment, the difference between the refractive index of the main body portion 21s of the light guide member 21 and the refractive index of the adhesive layer CC is set to 0.02 or less, for example. Thereby, it is possible to prevent the external light GL ′ passing through the light transmission member 23 from being disturbed by the presence of the rough surface SR.

以上のように、光透過部材23の本体部分21sの下地面SFを粗面SRとすることにより、ハードコート層27の密着性が高まり、ハードコート層27の耐擦傷性を高めることができる。なお、光透過部材23の本体部分21sの材料としては、導光部材21の場合と同様に、射出成形の便宜や吸水性が低いこと、光透過部材23との十分な強度で接着又は接合できること、透明性が高いことを考慮して、例えば(メタ)アクリレートモノマーを他の重合性モノマーと共重合させることにより得た(メタ)アクリレート系化合物が用いられる。具体的な実施例では、ポリメタクリルスチレンを基材とするプラスチックが用いられた。   As described above, by setting the lower surface SF of the main body portion 21s of the light transmitting member 23 to the rough surface SR, the adhesion of the hard coat layer 27 is enhanced, and the scratch resistance of the hard coat layer 27 can be enhanced. In addition, as the material of the main body portion 21 s of the light transmitting member 23, as in the case of the light guide member 21, the convenience of injection molding and low water absorption, and adhesion or bonding with the light transmitting member 23 with sufficient strength are possible. Considering that the transparency is high, for example, a (meth) acrylate compound obtained by copolymerizing a (meth) acrylate monomer with another polymerizable monomer is used. In a specific example, a plastic based on polymethacrylstyrene was used.

〔F.画像光の光路の概要〕
以下、虚像表示装置100における画像光の光路の概要について説明する。
[F. Overview of optical path of image light)
Hereinafter, an outline of an optical path of image light in the virtual image display device 100 will be described.

図9(A)は、液晶表示デバイス32の縦断面CS1に対応する第1方向D1の光路を説明する図である。第1方向D1に沿った縦断面すなわちYZ面(展開後のY’Z’面)において、液晶表示デバイス32から射出された画像光のうち、図中一点鎖線で示す表示領域32bの上端側(+Y側)から射出される成分を画像光GLaとし、図中二点差線で示す表示領域32bの下端側(−Y側)から射出される成分を画像光GLbとする。   FIG. 9A illustrates the optical path in the first direction D1 corresponding to the longitudinal section CS1 of the liquid crystal display device 32. FIG. In the longitudinal section along the first direction D1, that is, the YZ plane (the unfolded Y′Z ′ plane), among the image light emitted from the liquid crystal display device 32, the upper end side of the display area 32b indicated by the alternate long and short dash line in FIG. The component emitted from the (+ Y side) is referred to as image light GLa, and the component emitted from the lower end side (−Y side) of the display area 32b indicated by the two-dot chain line in the drawing is referred to as image light GLb.

上側の画像光GLaは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度φで上方向から傾いて入射する。一方、下側の画像光GLbは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度φ(|φ|=|φ|)で下方向から傾いて入射する。以上の角度φ,φは、上下の半画角に相当し、例えば6.5°に設定される。 The upper image light GLa is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12 and passes through the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3 of the light guide member 21 along the developed optical axis AX ′. The incident light is incident on the observer's eye EY in a parallel light flux state with an angle φ 1 tilted from above. On the other hand, the lower image light GLb is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B <b> 1, the light guide part B <b> 2, and the light emission part of the light guide member 21. The light beam passes through B3 and is incident on the observer's eye EY with an angle φ 2 (| φ 2 | = | φ 1 |) tilted from below in a parallel light flux state. The above angles φ 1 and φ 2 correspond to the upper and lower half angles of view, and are set to, for example, 6.5 °.

図9(B)は、液晶表示デバイス32の横断面CS2に対応する第2方向D2の光路を説明する図である。第2方向D2に沿った横断面CS2すなわちXZ面(展開後のX’Z’面)において、液晶表示デバイス32から射出された画像光のうち、図中一点鎖線で示す表示領域32bに向かって右端側(+X側)の第1表示点P1から射出される成分を画像光GL1とし、図中二点差線で示す表示領域32bに向かって左端側(−X側)の第2表示点P2から射出される成分を画像光GL2とする。   FIG. 9B is a diagram illustrating an optical path in the second direction D2 corresponding to the cross section CS2 of the liquid crystal display device 32. FIG. In the cross section CS2 along the second direction D2, that is, the XZ plane (the unfolded X′Z ′ plane), of the image light emitted from the liquid crystal display device 32, toward the display region 32b indicated by the alternate long and short dash line in the figure. The component emitted from the first display point P1 on the right end side (+ X side) is the image light GL1, and from the second display point P2 on the left end side (−X side) toward the display region 32b indicated by the two-dot chain line in the drawing. Let the emitted component be image light GL2.

右側の第1表示点P1からの画像光GL1は、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度θで右方向から傾いて入射する。一方、左側の第2表示点P2からの画像光GL2は、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度θ(|θ|=|θ|)で左方向から傾いて入射する。以上の角度θ,θは、左右の半画角に相当し、例えば10°に設定される。 The image light GL1 from the first display point P1 on the right side is converted into a parallel beam by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B1, the light guide part B2, and through the light exit portion B3, a parallel light beam state with respect to the observer's eye EY, incident inclined from right at an angle theta 1. On the other hand, the image light GL2 from the second display point P2 on the left side is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B1 and the light guide part of the light guide member 21. The light beam passes through B2 and the light emitting portion B3, and enters the observer's eye EY with an angle θ 2 (| θ 2 | = | θ 1 |) inclined from the left direction in a parallel light flux state. The above angles θ 1 and θ 2 correspond to the left and right half angles of view, and are set to 10 °, for example.

なお、第2方向D2又は閉じ込め方向DW2の横方向に関しては、導光部材21中で画像光GL1,GL2が反射によって折り返され、反射の回数も異なることから、各画像光GL1,GL2が導光部材21中で不連続に表現されている。また、観察者の眼EYについては、図2(A)の場合と比較して見ている方向が上下反対となっている。結果的に、横方向に関しては、全体として画面が左右反転するが、後に詳述するように導光部材21を高精度に加工することで、液晶表示デバイス32の右半分の画像と液晶表示デバイス32の左半分の画像とが切れ目なく連続してズレなくつなぎ合わされたものとなる。なお、両画像光GL1,GL2の導光部材21内での反射回数が互いに異なることを考慮して、右側の画像光GL1の射出角度θ’と左側の画像光GL2の射出角度θ’とは異なるものに設定されている。 Note that in the lateral direction of the second direction D2 or the confinement direction DW2, the image light GL1 and GL2 are folded back by reflection in the light guide member 21, and the number of reflections is different. It is expressed discontinuously in the member 21. In addition, regarding the observer's eye EY, the viewing direction is upside down compared to the case of FIG. As a result, the screen is horizontally reversed as a whole in the horizontal direction, but the right half image of the liquid crystal display device 32 and the liquid crystal display device can be obtained by processing the light guide member 21 with high accuracy as will be described in detail later. The images on the left half of 32 are continuously joined without any gap. Incidentally, considering that the number of reflections light guide member within 21 of both the image light GL1, GL2 are different from each other, the exit angle theta 1 of the right side of the image light GL1 'the exit angle theta 2 of the left side of the image light GL2' Is set to something different.

以上により、観察者の眼EYに入射する画像光GLa,GLb,GL1,GL2は、無限遠からの虚像となっており、縦の第1方向D1又は非閉じ込め方向DW1に関しては、液晶表示デバイス32に形成された映像が正立し、横の第2方向D2又は閉じ込め方向DW2に関しては、液晶表示デバイス32に形成された映像が反転する。   As described above, the image lights GLa, GLb, GL1, and GL2 incident on the observer's eye EY are virtual images from infinity, and the liquid crystal display device 32 has the vertical first direction D1 or the unconfined direction DW1. The formed image is upright, and the image formed on the liquid crystal display device 32 is reversed with respect to the second horizontal direction D2 or the confinement direction DW2.

〔G.横方向に関する画像光の光路〕
図10は、第1表示装置100Aにおける具体的な光路を説明する断面図である。投射光学系12は、3つのレンズL1,L2,L3を有している。
[G. (The optical path of image light in the horizontal direction)
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a specific optical path in the first display device 100A. The projection optical system 12 has three lenses L1, L2, and L3.

液晶表示デバイス32の右側の第1表示点P1からの画像光GL11,GL12は、投射光学系12のレンズL1,L2,L3を通過することで平行光束化され、導光部材21の光入射面ISに入射する。導光部材21内に導かれた画像光GL11,GL12は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて等しい角度で全反射を繰り返して、最終的に光射出面OSから平行光束として射出される。具体的には、画像光GL11,GL12は、平行光束として導光部材21の第3反射面21cで反射された後、第1反射角γ1で導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される(第1回目の全反射)。その後、画像光GL11,GL12は、第1反射角γ1を保った状態で、第2反射面21bに入射して全反射され(第2回目の全反射)、次いで再度第1反射面21aに入射して全反射される(第3回目の全反射)。結果的に、画像光GL11,GL12は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて計3回全反射され、第4反射面21dに入射する。画像光GL11,GL12は、この第4反射面21dで第3反射面21cと同一の角度で反射され、光射出面OSからこの光射出面OSに垂直な第2光軸AX2方向に対して角度θの傾きで平行光束として射出される。 The image lights GL11 and GL12 from the first display point P1 on the right side of the liquid crystal display device 32 pass through the lenses L1, L2, and L3 of the projection optical system 12 to be converted into parallel light beams, and the light incident surface of the light guide member 21 Incident on IS. The image lights GL11 and GL12 guided into the light guide member 21 repeat total reflection at the same angle on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and are finally emitted as a parallel light flux from the light exit surface OS. . Specifically, the image lights GL11 and GL12 are reflected by the third reflection surface 21c of the light guide member 21 as parallel light beams, and then enter the first reflection surface 21a of the light guide member 21 at the first reflection angle γ1. , Total reflection (first total reflection). Thereafter, the image lights GL11 and GL12 are incident on the second reflecting surface 21b and totally reflected (second total reflection) while maintaining the first reflection angle γ1, and then incident on the first reflecting surface 21a again. And is totally reflected (third total reflection). As a result, the image lights GL11 and GL12 are totally reflected three times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and enter the fourth reflecting surface 21d. The image lights GL11 and GL12 are reflected by the fourth reflection surface 21d at the same angle as the third reflection surface 21c, and are angled from the light emission surface OS to the second optical axis AX2 direction perpendicular to the light emission surface OS. It is emitted as a parallel light beam by theta 1 slope.

液晶表示デバイス32の左側の第2表示点P2からの画像光GL21,GL22は、投射光学系12のレンズL1,L2,L3を通過することで平行光束化され、導光部材21の光入射面ISに入射する。導光部材21内に導かれた画像光GL21,GL22は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて等しい角度で全反射を繰り返して、最終的に光射出面OSから平行光束として射出される。具体的には、画像光GL21,GL22は、平行光束として導光部材21の第3反射面21cで反射された後、第2反射角γ2(γ2<γ1)で導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される(第1回目の全反射)。その後、画像光GL21,GL22は、第2反射角γ2を保った状態で、第2反射面21bに入射して全反射され(第2回目の全反射)、再度第1反射面21aに入射して全反射され(第3回目の全反射)、再度第2反射面21bに入射して全反射され(第4回目の全反射)、再々度第1反射面21aに入射して全反射される(第5回目の全反射)。結果的に、画像光GL21,GL22は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて計5回全反射され、第4反射面21dに入射する。画像光GL21,GL22は、この第4反射面21dで第3反射面21cと同一の角度で反射され、光射出面OSからこの光射出面OSに垂直な第2光軸AX2方向に対して角度θの傾きで平行光束として射出される。 The image lights GL21 and GL22 from the second display point P2 on the left side of the liquid crystal display device 32 pass through the lenses L1, L2, and L3 of the projection optical system 12 to be converted into parallel light beams, and the light incident surface of the light guide member 21 Incident on IS. The image lights GL21 and GL22 guided into the light guide member 21 repeat total reflection at equal angles on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and are finally emitted from the light exit surface OS as parallel light beams. . Specifically, the image lights GL21 and GL22 are reflected by the third reflecting surface 21c of the light guide member 21 as a parallel light beam, and then the first reflection of the light guide member 21 at the second reflection angle γ2 (γ2 <γ1). The light enters the surface 21a and is totally reflected (first total reflection). Thereafter, the image lights GL21 and GL22 enter the second reflection surface 21b and are totally reflected (second total reflection) while maintaining the second reflection angle γ2, and then enter the first reflection surface 21a again. Are totally reflected (third total reflection), are incident again on the second reflecting surface 21b and totally reflected (fourth total reflection), and are again incident on the first reflecting surface 21a and totally reflected. (5th total reflection). As a result, the image lights GL21 and GL22 are totally reflected five times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b and enter the fourth reflecting surface 21d. The image lights GL21 and GL22 are reflected by the fourth reflecting surface 21d at the same angle as the third reflecting surface 21c, and are angled from the light emitting surface OS to the second optical axis AX2 direction perpendicular to the light emitting surface OS. It is emitted as a parallel light beam by theta 2 gradient.

図10において、導光部材21を展開した場合に第1反射面21aに対応する仮想的な第1面121aと、導光部材21を展開した場合に第2反射面21bに対応する仮想的な第2面121bとを描いている。このように展開することにより、第1表示点P1からの画像光GL11,GL12は、光入射面ISに対応する入射等価面IS’を通過した後、第1面121aを2回通過し第2面121bを1回通過して光射出面OSから射出されて観察者の眼EYに入射することが分かり、第2表示点P2からの画像光GL21,GL22は、光入射面ISに対応する入射等価面IS”を通過した後、第1面121aを3回通過し第2面121bを2回通過して光射出面OSから射出されて観察者の眼EYに入射することが分かる。見方を変えると、観察者は、2つの位置の異なる入射等価面IS’,IS”の近傍に存在する投射光学系12のレンズL3を重ねて観察していることになる。   In FIG. 10, when the light guide member 21 is developed, the virtual first surface 121a corresponding to the first reflection surface 21a and when the light guide member 21 is deployed, the virtual surface corresponding to the second reflection surface 21b. The 2nd surface 121b is drawn. By developing in this way, the image lights GL11 and GL12 from the first display point P1 pass through the first surface 121a twice after passing through the incident equivalent surface IS ′ corresponding to the light incident surface IS. It can be seen that the light passes through the surface 121b once, is emitted from the light exit surface OS, and enters the observer's eye EY, and the image lights GL21 and GL22 from the second display point P2 are incident corresponding to the light entrance surface IS. After passing through the equivalent surface IS ″, it can be seen that it passes through the first surface 121a three times, passes through the second surface 121b twice, is emitted from the light exit surface OS, and enters the observer's eye EY. In other words, the observer observes the lens L3 of the projection optical system 12 that is present in the vicinity of the incident equivalent surfaces IS ′ and IS ″ at two different positions.

図11(A)は、液晶表示デバイス32の表示面を概念的に説明する図であり、図11(B)は、観察者に見える液晶表示デバイス32の虚像を概念的に説明する図であり、図11(C)及び11(D)は、虚像を構成する部分画像を説明する図である。図11(A)に示す液晶表示デバイス32に設けた矩形の画像形成領域ADは、図11(B)に示す虚像表示領域AIとして観察される。虚像表示領域AIの左側には、液晶表示デバイス32の画像形成領域ADのうち中央から右側にかけての部分に相当する第1投射像IM1が形成され、この第1投射像IM1は、図11(C)に示すように右側が欠けた部分画像となっている。また、虚像表示領域AIの右側には、液晶表示デバイス32の画像形成領域ADのうち中央から左側にかけての部分に相当する投射像IM2が虚像として形成され、この第2投射像IM2は、図11(D)に示すように左半分が欠けた部分画像となっている。   FIG. 11A is a diagram conceptually illustrating a display surface of the liquid crystal display device 32, and FIG. 11B is a diagram conceptually illustrating a virtual image of the liquid crystal display device 32 that can be seen by an observer. 11 (C) and 11 (D) are diagrams illustrating partial images constituting a virtual image. A rectangular image forming area AD provided in the liquid crystal display device 32 shown in FIG. 11A is observed as a virtual image display area AI shown in FIG. On the left side of the virtual image display area AI, a first projection image IM1 corresponding to a portion from the center to the right side of the image forming area AD of the liquid crystal display device 32 is formed. This first projection image IM1 is shown in FIG. ) As shown in FIG. Further, on the right side of the virtual image display area AI, a projection image IM2 corresponding to a portion from the center to the left side of the image formation area AD of the liquid crystal display device 32 is formed as a virtual image. This second projection image IM2 is shown in FIG. As shown in (D), the left half is a partial image.

図11(A)に示す液晶表示デバイス32のうち第1投射像(虚像)IM1のみを形成する第1部分領域A10は、例えば液晶表示デバイス32の右端の第1表示点P1を含んでおり、導光部材21の導光部B2において合計3回全反射される画像光GL11,GL12を射出する。液晶表示デバイス32のうち第2投射像(虚像)IM2のみを形成する第2部分領域A20は、例えば液晶表示デバイス32の左端の第2表示点P2を含んでおり、導光部材21の導光部B2において合計5回全反射される画像光GL21,GL22を射出する。液晶表示デバイス32の画像形成領域ADの中央寄りにおいて第1及び第2部分領域A10,A20に挟まれて縦長に延びる帯域SAからの画像光は、図11(B)に示す重複画像SIを形成している。つまり、液晶表示デバイス32の帯域SAからの画像光は、導光部B2において計3回全反射される画像光GL11,GL12によって形成される第1投射像IM1と、導光部B2において計5回全反射される画像光GL11,GL12によって形成される第2投射像IM2となって、虚像表示領域AI上で重畳していることになる。導光部材21の加工が精密で、投射光学系12によって正確にコリメートされた光束が形成されているならば、重複画像SIについて、2つの投射像IM1,IM2の重畳によるズレや滲みを防止することができる。   The first partial region A10 that forms only the first projection image (virtual image) IM1 in the liquid crystal display device 32 illustrated in FIG. 11A includes the first display point P1 at the right end of the liquid crystal display device 32, for example. The image lights GL11 and GL12 that are totally reflected three times in total in the light guide portion B2 of the light guide member 21 are emitted. The second partial area A20 that forms only the second projection image (virtual image) IM2 in the liquid crystal display device 32 includes, for example, the second display point P2 at the left end of the liquid crystal display device 32, and the light guide member 21 guides the light. The image light GL21 and GL22 that are totally reflected five times in the portion B2 are emitted. The image light from the band SA extending vertically and sandwiched between the first and second partial areas A10 and A20 near the center of the image forming area AD of the liquid crystal display device 32 forms an overlapping image SI shown in FIG. doing. That is, the image light from the band SA of the liquid crystal display device 32 is a total of 5 in the first projection image IM1 formed by the image light GL11 and GL12 totally reflected three times in the light guide B2, and in the light guide B2. The second projected image IM2 formed by the image lights GL11 and GL12 that are totally reflected once is superimposed on the virtual image display area AI. If the light guide member 21 is precisely processed and a light beam accurately collimated by the projection optical system 12 is formed, the overlapping image SI is prevented from being displaced or blurred due to the superimposition of the two projection images IM1 and IM2. be able to.

上記実施形態の虚像表示装置100によれば、導光部材21において被覆されている下地面SFのうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば導光部材21と他の光学部材である光透過部材23とを接合する際に、下地面SFを被覆する接着剤の粘度を下げて気泡を発生しにくくしても接着剤の液ダレが生じにくくなる。また、本実施形態の虚像表示装置100によれば、導光部材21において被覆されている下地面SFのうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば第1及び第2反射面21a,21b等の外観露出面を形成し下地面SFを被覆するハードコート層27を形成する際に、下地の本体部分21sの材料に関わらずハードコート層27の密着性を確保することができる。また、光透過部材23において被覆されている下地面SFのうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば第1及び第2面23a,23b等の外観露出面を形成し下地面SFを被覆するハードコート層27を形成する際に、下地の本体部分23sの材料に関わらずハードコート層27の密着性を確保することができる。   According to the virtual image display device 100 of the above-described embodiment, at least a part of the base surface SF covered with the light guide member 21 is roughened, and thus, for example, the light guide member 21 and other optical members. When the light transmitting member 23 is joined, even if the viscosity of the adhesive covering the base surface SF is lowered to make it difficult for bubbles to be generated, dripping of the adhesive is less likely to occur. Further, according to the virtual image display device 100 of the present embodiment, since at least a part of the base surface SF covered with the light guide member 21 is roughened, for example, the first and second reflecting surfaces 21a, When forming the hard coat layer 27 that forms the exposed external surface 21b or the like and covers the base surface SF, the adhesion of the hard coat layer 27 can be ensured regardless of the material of the base body portion 21s. In addition, since at least a part of the base surface SF covered with the light transmitting member 23 is roughened, for example, externally exposed surfaces such as the first and second surfaces 23a and 23b are formed to form the base surface SF. When the hard coat layer 27 to be coated is formed, the adhesion of the hard coat layer 27 can be ensured regardless of the material of the base body portion 23s.

以上の説明では、液晶表示デバイス32の右側の第1表示点P1を含む第1領域A10から射出された画像光GL11,GL12の第1及び第2反射面21a,21bによる全反射回数が計3回で、液晶表示デバイス32の左側の第2表示点P2を含む第2領域A20から射出された画像光GL21,GL22の第1及び第2反射面21a,21bによる全反射回数が計5回であるとしたが、全反射回数については適宜変更することができる。つまり、導光部材21の外形(すなわち厚みt、距離D、鋭角α,β)の調整によって、画像光GL11,GL12の全反射回数を計5回とし、画像光GL21,GL22の全反射回数を計7回とすることもできる。また、以上では、画像光GL11,GL12,GL21,GL22の全反射回数が奇数となっているが、光入射面ISと光射出面OSとを反対側に配置するならば、すなわち導光部材21を平面視で平行四辺形型にすれば、画像光GL11,GL12,GL21,GL22の全反射回数が偶数となる。   In the above description, the total number of reflections of the image light GL11 and GL12 emitted from the first area A10 including the first display point P1 on the right side of the liquid crystal display device 32 by the first and second reflection surfaces 21a and 21b is 3 in total. The total number of reflections of the image light GL21 and GL22 emitted from the second area A20 including the second display point P2 on the left side of the liquid crystal display device 32 by the first and second reflecting surfaces 21a and 21b is 5 times in total. However, the total number of reflections can be changed as appropriate. That is, by adjusting the outer shape (that is, thickness t, distance D, acute angles α, β) of the light guide member 21, the total number of reflections of the image light GL11, GL12 is set to five times, and the total reflection number of the image light GL21, GL22 is A total of seven times can be used. In the above description, the total number of reflections of the image lights GL11, GL12, GL21, and GL22 is an odd number. However, if the light incident surface IS and the light exit surface OS are arranged on the opposite side, that is, the light guide member 21. Is a parallelogram type in plan view, the total number of reflections of the image lights GL11, GL12, GL21, and GL22 is an even number.

図12(A)は、図2(A)等に示す導光部材21を変形した導光部材221を説明する図である。以上の説明では、導光部材21を伝播する画像光が第1及び第2反射面21a,21bに対して2つの反射角で全反射され2つのモードで伝搬するとしたが、図12(A)に示す変形例の導光部材221のように、3つの成分の画像光GL31,GL32,GL33が反射角γ1,γ2,γ3(γ1>γ2>γ3)でそれぞれ全反射されることを許容することもできる。この場合、液晶表示デバイス32から射出される画像光GLは、3つのモードで伝搬され、観察者の眼EYの位置において合成されて虚像として認識される。この場合、図12(B)に示すように、有効表示領域A0の左側に例えば計3回全反射の投射像IM21が形成され、有効表示領域A0の中央寄りに例えば計5回全反射の投射像IM22が形成され、有効表示領域A0の右側に例えば計7回全反射の投射像IM23が形成される。   FIG. 12A is a diagram illustrating a light guide member 221 obtained by modifying the light guide member 21 illustrated in FIG. In the above description, the image light propagating through the light guide member 21 is totally reflected at two reflection angles with respect to the first and second reflecting surfaces 21a and 21b and propagates in two modes. As shown in the light guide member 221 of the modification shown in FIG. 3, the image light GL31, GL32, and GL33 of the three components are allowed to be totally reflected at the reflection angles γ1, γ2, and γ3 (γ1> γ2> γ3). You can also. In this case, the image light GL emitted from the liquid crystal display device 32 is propagated in three modes, synthesized at the position of the observer's eye EY, and recognized as a virtual image. In this case, as shown in FIG. 12B, a total reflection projection image IM21 is formed on the left side of the effective display area A0, for example, and the total reflection projection is performed on the left side of the effective display area A0. An image IM22 is formed, and a total reflection projected image IM23 is formed, for example, seven times in total on the right side of the effective display area A0.

また、図2(B)に示す導光部材21の光射出面OSに対向してレンズその他の光学素子を配置することもできる。或いは、ハーフミラー層28は、曲面とすることができ、保護層で被覆されたホログラムシートに置き換えることもできる。ハーフミラー層28をホログラムシートに置き換える場合、照明装置31として可干渉性の高いものを使用し、ホログラムシートとして液晶表示デバイス32で形成された例えば3色の画像を個別に処理する積層型の回折シートを用いる。   In addition, a lens or other optical element can be disposed so as to face the light exit surface OS of the light guide member 21 shown in FIG. Alternatively, the half mirror layer 28 can be curved and can be replaced with a hologram sheet covered with a protective layer. When replacing the half mirror layer 28 with a hologram sheet, a multi-layered diffraction that uses a highly coherent illumination device 31 and individually processes, for example, three color images formed by the liquid crystal display device 32 as the hologram sheet. Use a sheet.

上記実施形態の虚像表示装置100によれば、光透過部材23において接着層CCによって被覆されている第2接合面23cが粗面化されているので、例えば導光部材21と光透過部材23とを接合する際に、第2接合面23cを被覆する接着剤の粘度を下げて気泡を発生しにくくしても接着剤の液ダレが生じにくくなる。また、本実施形態の虚像表示装置100によれば、導光部材21において被覆されている下地面SFのうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば第1及び第2反射面21a,21b等の外観露出面を形成し下地面SFを被覆するハードコート層27を形成する際に、下地の本体部分21sの材料に関わらずハードコート層27の密着性を確保することができる。また、光透過部材23において被覆されている下地面SFのうち少なくとも一部が粗面化されているので、例えば第1及び第2面23a,23b等の外観露出面を形成し下地面SFを被覆するハードコート層27を形成する際に、下地の本体部分23sの材料に関わらずハードコート層27の密着性を確保することができる。   According to the virtual image display device 100 of the above embodiment, since the second bonding surface 23c covered with the adhesive layer CC in the light transmitting member 23 is roughened, for example, the light guide member 21 and the light transmitting member 23 When bonding the adhesive, even if the viscosity of the adhesive covering the second bonding surface 23c is lowered to make it difficult for bubbles to be generated, dripping of the adhesive is less likely to occur. Further, according to the virtual image display device 100 of the present embodiment, since at least a part of the base surface SF covered with the light guide member 21 is roughened, for example, the first and second reflecting surfaces 21a, When forming the hard coat layer 27 that forms the exposed external surface 21b or the like and covers the base surface SF, the adhesion of the hard coat layer 27 can be ensured regardless of the material of the base body portion 21s. In addition, since at least a part of the base surface SF covered with the light transmitting member 23 is roughened, for example, externally exposed surfaces such as the first and second surfaces 23a and 23b are formed to form the base surface SF. When the hard coat layer 27 to be coated is formed, the adhesion of the hard coat layer 27 can be ensured regardless of the material of the base body portion 23s.

〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
The virtual image display device according to the second embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the first virtual image display device 100 unless otherwise described.

図13に示すように、第2実施形態の場合、導光部材21ではなく光透過部材23側にハーフミラー層28が形成されている。このため、光透過部材23の第2接合面23cの代わりに導光部材21の第1接合面21jが微細な凹凸41を有する粗面SRとなっている。この場合、比較的粘度の低くい接着剤を第1接合面21jに塗布しても液ダレが生じにくく、広げた接着剤が比較的均一に保たれるので、第1接合面21jと第2接合面23cとの間から気泡を追い出しやすくなり、両接合面21j,23cの接合後に接着層CCに気泡が残ることを簡易に抑制できる。   As shown in FIG. 13, in the case of the second embodiment, the half mirror layer 28 is formed not on the light guide member 21 but on the light transmitting member 23 side. For this reason, instead of the second joint surface 23 c of the light transmission member 23, the first joint surface 21 j of the light guide member 21 is a rough surface SR having fine irregularities 41. In this case, even if an adhesive having a relatively low viscosity is applied to the first joint surface 21j, dripping does not easily occur, and the spread adhesive is kept relatively uniform. Therefore, the first joint surface 21j and the second joint It becomes easy to expel air bubbles from the joint surface 23c, and it is possible to easily suppress the air bubbles from remaining in the adhesive layer CC after the joint surfaces 21j and 23c are joined.

〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
[Third Embodiment]
The virtual image display device according to the third embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the first virtual image display device 100 unless otherwise described.

図14(A)〜14(C)に示す虚像表示装置100は、画像形成装置10と、導光装置520とを一組として備える。導光装置520は、導光部材521と、支持部材529とを有している。導光部材521は、導光本体部材20aと、画像取出部である角度変換部523とを備える。なお、図14(A)は、図14(B)に示す導光部材521のA−A断面に対応する。   A virtual image display device 100 illustrated in FIGS. 14A to 14C includes the image forming apparatus 10 and a light guide device 520 as a set. The light guide device 520 includes a light guide member 521 and a support member 529. The light guide member 521 includes a light guide body member 20a and an angle conversion unit 523 which is an image extraction unit. 14A corresponds to the AA cross section of the light guide member 521 shown in FIG.

導光部材521の全体的な外観は、図中XY面に平行に延びる平板である導光本体部材20aによって形成されている。また、導光部材521は、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cとを有する。また、導光部材521は、第1、第2及び第3反射面21a,21b,21cに隣接するとともに互いに対向する第1の側面21eと第2の側面21fとを有する。さらに、導光部材521は、長手方向の一端において導光本体部材20aを拡張するように形成されたプリズム部PS及びこれに付随する第3反射面21cを有し、長手方向の他端において導光本体部材20aに埋め込まれた多数の微小ミラーによって構成される角度変換部523を有する構造となっている。導光部材521は、一体的な部品であるが、第1実施形態の場合と同様に、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とに分けて考えることができ(図14(C)参照)、このうち光入射部B1は、第3反射面21cと後述する光入射面ISとを有する部分であり、光入射部B1は、第1及び第2反射面21a,21bを有する部分であり、導光部B2は、角度変換部523と後述する光射出面OSとを有する部分である。   The overall appearance of the light guide member 521 is formed by a light guide body member 20a which is a flat plate extending parallel to the XY plane in the drawing. Moreover, the light guide member 521 has the 1st reflective surface 21a, the 2nd reflective surface 21b, and the 3rd reflective surface 21c as a side surface. The light guide member 521 has a first side surface 21e and a second side surface 21f that are adjacent to the first, second, and third reflection surfaces 21a, 21b, and 21c and that face each other. Further, the light guide member 521 has a prism portion PS formed so as to extend the light guide body member 20a at one end in the longitudinal direction and a third reflecting surface 21c associated therewith, and is guided at the other end in the longitudinal direction. It has a structure having an angle conversion section 523 constituted by a large number of micromirrors embedded in the light main body member 20a. Although the light guide member 521 is an integral part, it can be divided into the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3 as in the case of the first embodiment (FIG. 14 ( Among them, the light incident part B1 is a part having a third reflecting surface 21c and a light incident surface IS described later, and the light incident part B1 has first and second reflecting surfaces 21a, 21b. The light guide part B2 is a part having an angle conversion part 523 and a light exit surface OS described later.

導光本体部材20aは、光透過性の樹脂材料等により形成され、XY面に平行で画像形成装置10に対向する裏側又は観察者側の平面上に、画像形成装置10からの画像光を取り込む光入射面ISと、画像光を観察者の眼EYに向けて射出させる光射出面OSとを有している。導光本体部材20aは、そのプリズム部PSの側面として光入射面ISの他に矩形の斜面RSを有し、当該斜面RS上には、これを被覆するようにミラー層25が形成されている。ここで、ミラー層25は、斜面RSと協働することにより、光入射面ISに対して傾斜した状態で配置される入射光折曲部である第3反射面21cとして機能する。この第3反射面21cは、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光を、全体として−Z方向に偏った−X方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光を導光本体部材20a内に確実に結合させる。導光本体部材20aは、入口側の第3反射面21cから奥側の角度変換部523にかけて延在し、プリズム部PSを介して内部に入射させた画像光を角度変換部523に導く。   The light guide main body member 20a is formed of a light transmissive resin material or the like, and takes in the image light from the image forming apparatus 10 on a back side or an observer side plane that is parallel to the XY plane and faces the image forming apparatus 10. It has a light incident surface IS and a light emitting surface OS that emits image light toward the observer's eye EY. The light guide body member 20a has a rectangular inclined surface RS in addition to the light incident surface IS as a side surface of the prism portion PS, and a mirror layer 25 is formed on the inclined surface RS so as to cover the inclined surface RS. . Here, the mirror layer 25 functions as the third reflection surface 21c which is an incident light bending portion arranged in an inclined state with respect to the light incident surface IS by cooperating with the inclined surface RS. The third reflecting surface 21c guides the image light by bending the image light that is incident from the light incident surface IS and travels in the + Z direction as a whole so as to be directed in the −X direction that is biased in the −Z direction as a whole. The main body member 20a is securely coupled. The light guide main body member 20a extends from the third reflecting surface 21c on the entrance side to the angle conversion unit 523 on the back side, and guides the image light incident inside through the prism unit PS to the angle conversion unit 523.

導光部材521の第1及び第2反射面21a,21bは、平板状の導光本体部材20aの主面であり互いに対向しXY面に対して平行に延びる2平面として、プリズム部PS又は光入射部B1で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる。第3反射面21cで反射された画像光は、まず、第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光は、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光装置520の奥側即ち角度変換部523を設けた−X側に導かれる。   The first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 521 are the main surfaces of the flat light guide main body member 20a and are two planes facing each other and extending in parallel to the XY plane. Each of the image lights bent at the incident part B1 is totally reflected. The image light reflected by the third reflecting surface 21c first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. Hereinafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide device 520, that is, the −X side provided with the angle conversion unit 523.

導光本体部材20aの光射出面OSに対向して配置される角度変換部523は、導光部材521の奥側(−X側)において、第2反射面21bの延長平面に沿ってこの延長平面に近接して形成されている。角度変換部523は、導光本体部材20aの第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光を、所定角度で反射して光射出面OS側へ折り曲げる。つまり、角度変換部523は、画像光の角度を変換している。   The angle conversion unit 523 arranged to face the light exit surface OS of the light guide main body member 20a is extended along the extension plane of the second reflection surface 21b on the back side (−X side) of the light guide member 521. It is formed close to a plane. The angle conversion unit 523 reflects the image light incident through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide body member 20a at a predetermined angle and bends it toward the light exit surface OS. That is, the angle conversion unit 523 converts the angle of the image light.

支持部材529は、図14(B)に示すように、導光部材521を支持するための支持フレーム(不図示)の一部であり、X方向に延びる上側支持部材24bと下側支持部材24cとをそれぞれ有し、導光部材521を挟むようにして固定している。   As shown in FIG. 14B, the support member 529 is a part of a support frame (not shown) for supporting the light guide member 521, and includes an upper support member 24b and a lower support member 24c extending in the X direction. The light guide member 521 is sandwiched and fixed.

画像形成装置10から射出され光入射面ISから導光部材521に入射した画像光は、第3反射面21cで一様に反射されて折り曲げられ、導光部材521の第1及び第2反射面21a,21bにおいて繰り返し全反射されて光軸AXに略沿って一定の広がりを有する状態で進み、さらに、角度変換部523において適度な角度で折り曲げられることで取出し可能な状態となり、最終的に光射出面OSから外部に射出される。光射出面OSから外部に射出された画像光は、虚像光として観察者の眼EYに入射する。当該虚像光が観察者の網膜において結像することで、観察者は虚像による映像光等の画像光を認識することができる。   The image light emitted from the image forming apparatus 10 and incident on the light guide member 521 from the light incident surface IS is uniformly reflected and bent by the third reflection surface 21c, and the first and second reflection surfaces of the light guide member 521 are bent. 21a and 21b are repeatedly totally reflected and proceed in a state of having a certain spread substantially along the optical axis AX. Further, the angle conversion unit 523 is bent at an appropriate angle so that it can be taken out. Injected outside from the exit surface OS. The image light emitted to the outside from the light exit surface OS enters the observer's eye EY as virtual image light. By forming the virtual image light on the retina of the observer, the observer can recognize image light such as video light by the virtual image.

以下、導光装置520中の画像光の光路について説明する。なお、第3実施形態における導光装置520は、縦の第1方向D1(Y方向)に関して、図1(A)の導光装置20と同様に機能する。一方、導光装置520は、横の第2方向D2(X方向)に関して、多数の伝搬モードの画像光を導光させるものとなっており、2つの伝搬モードの画像光を導光させる図2(A)の導光装置20と異なっている。   Hereinafter, the optical path of the image light in the light guide device 520 will be described. Note that the light guide device 520 in the third embodiment functions in the same manner as the light guide device 20 in FIG. 1A with respect to the vertical first direction D1 (Y direction). On the other hand, the light guide device 520 guides a large number of propagation mode image lights in the second horizontal direction D2 (X direction), and guides the two propagation mode image lights. This is different from the light guide device 20 in FIG.

図14(A)に示すように、画像表示装置11の液晶表示デバイス(画像光形成部)32から射出される画像光のうち、射出面32aの中央部分から射出される点線で示す成分を画像光GL51とし、射出面32aの紙面右側(+X側)から射出される一点鎖線で示す成分を画像光GL52とし、射出面32aの紙面左側(−X側)から射出される二点鎖線で示す成分を画像光GL53とする。   As shown in FIG. 14A, among the image light emitted from the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 of the image display device 11, the component indicated by the dotted line emitted from the central portion of the emission surface 32a is an image. A component indicated by a one-dot chain line emitted from the right side (+ X side) of the emission surface 32a as the light GL51 is defined as an image light GL52, and a component indicated by a two-dot chain line emitted from the left side (−X side) of the emission surface 32a. Is image light GL53.

投射光学系12を経た各画像光GL51,GL52,GL53の主要成分は、導光部材521の光入射面ISからそれぞれ入射した後、第1及び第2反射面21a,21bにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。具体的には、画像光GL51,GL52,GL53のうち、液晶表示デバイス(画像光形成部)32の射出面32aの中央部分から射出された画像光GL51は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、標準反射角γで導光部材521の第1反射面21aに入射し、全反射される。その後、画像光GL51は、標準反射角γを保った状態で、第1及び第2反射面21a,21bで全反射を繰り返す。画像光GL51は、第1及び第2反射面21a,21bにおいてN回(Nは自然数)全反射され、角度変換部523の中央部23kに達する。この中央部23kで反射された画像光GL51は、光射出面OSから当該光射出面OS又はXY面に対して垂直な光軸AX方向に平行光束として射出される。 The main components of the image lights GL51, GL52, and GL53 that have passed through the projection optical system 12 are all incident at different angles on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b after entering from the light incident surface IS of the light guide member 521, respectively. Repeat reflection. Specifically, among the image lights GL51, GL52, and GL53, the image light GL51 emitted from the central portion of the emission surface 32a of the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 passes through the projection optical system 12 and then becomes a parallel beam. After being incident on the light incident surface IS and reflected by the third reflecting surface 21c, the light is incident on the first reflecting surface 21a of the light guide member 521 at the standard reflection angle γ 0 and is totally reflected. Thereafter, the image light GL51 is, while maintaining the standard reflection angle gamma 0, the first and second reflecting surfaces 21a, repeating total reflection at 21b. The image light GL51 is totally reflected N times (N is a natural number) on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and reaches the central portion 23k of the angle conversion unit 523. The image light GL51 reflected by the central portion 23k is emitted from the light exit surface OS as a parallel light flux in the optical axis AX direction perpendicular to the light exit surface OS or the XY plane.

液晶表示デバイス32の射出面32aの一端側(+X側)から射出された画像光GL52は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最大反射角γで導光部材521の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL52は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN−M回(Mは自然数)全反射され、角度変換部523のうち最も奥側(−X側)の周辺部23hに達する。この周辺部23hで反射された画像光GL52は、入口の第3反射面21c側に戻されるように+X軸に対して鋭角をなし、光軸AXに対して角度θ12(導光装置520内ではθ12’)だけ傾斜した方向に射出される(図15参照)。 The image light GL52 emitted from one end side (+ X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 enters the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. Thereafter, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 521 at the maximum reflection angle γ + and is totally reflected. The image light GL52 is totally reflected, for example, NM times (M is a natural number) on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and reaches the peripheral portion 23h on the farthest side (−X side) of the angle conversion portion 523. . The image light GL52 reflected by the peripheral portion 23h forms an acute angle with respect to the + X axis so as to return to the third reflecting surface 21c side of the entrance, and an angle θ 12 (within the light guide device 520 with respect to the optical axis AX). Then, it is ejected in a direction inclined by θ 12 ′) (see FIG. 15).

液晶表示デバイス32の射出面32aの他端側(−X側)から射出された画像光GL53は、投射光学系12の通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最小反射角γで導光部材521の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL53は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN+M回全反射され、角度変換部523のうち最も入口側(+X側)の周辺部23mに入射する。この周辺部23mで反射された画像光GL53は、第3反射面21c側から離れるように+X軸に対して鈍角をなし、光軸AXに対して角度θ13(導光装置520内ではθ13’)だけ傾斜した方向に射出される(図15参照)。 The image light GL53 emitted from the other end side (−X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 enters the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. After that, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 521 at the minimum reflection angle γ and is totally reflected. The image light GL53 is totally reflected, for example, N + M times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and enters the peripheral portion 23m on the most entrance side (+ X side) of the angle conversion unit 523. Image light GL53 was a reflection at the peripheral portion 23m, a third obtuse angle with respect to As + X-axis away from the reflecting surface 21c side, the angle theta 13 (light guide device within 520 with respect to the optical axis AX theta 13 Injected in a direction inclined by ') (see FIG. 15).

なお、図15に示すように、角度変換部523は、ストライプ状に配列された多数の線状の反射ユニット2cで構成される。つまり、角度変換部523は、Y方向に延びる細長い反射ユニット2cを所定のピッチPTで角度変換部523の延びる主導光方向すなわち−X方向に沿って多数配列させることで構成されている。各反射ユニット2cは、奥側即ち光路下流側に配置される1つの反射面部分である第1の反射面2aと、入口側即ち光路上流側に配置される他の1つの反射面部分である第2の反射面2bとを1組のものとして有し、両反射面2a,2bは、一定の楔角δをなしている。これらのうち、少なくとも第2の反射面2bは、一部の光を透過可能な部分反射面であり、観察者に外界像をシースルーで観察させることを可能にしている。当該反射ユニット2cにおいて、画像光GL52,53は、最初に奥側即ち−X側の第1の反射面2aで反射され、次に、入口側即ち+X側の第2の反射面2bで反射される。当該反射ユニット2cを経た画像光GL52,53は、他の反射ユニット2cを経ることなく、角度変換部523での1回だけの通過で所望の角度に折り曲げられ観察者側に取り出される。   As shown in FIG. 15, the angle conversion unit 523 includes a large number of linear reflection units 2c arranged in a stripe shape. In other words, the angle conversion unit 523 is configured by arranging a number of elongated reflection units 2c extending in the Y direction along the main light direction, that is, the −X direction, in which the angle conversion unit 523 extends at a predetermined pitch PT. Each reflection unit 2c is a first reflection surface 2a that is one reflection surface portion disposed on the back side, that is, the optical path downstream side, and another one reflection surface portion that is disposed on the entrance side, that is, the optical path upstream side. The second reflecting surface 2b is provided as a set, and both reflecting surfaces 2a and 2b form a constant wedge angle δ. Among these, at least the second reflecting surface 2b is a partially reflecting surface that can transmit a part of light, and allows an observer to observe an external image in a see-through manner. In the reflection unit 2c, the image lights GL52 and 53 are first reflected by the first reflection surface 2a on the back side, that is, the −X side, and then reflected by the second reflection surface 2b on the entrance side, that is, the + X side. The The image light GLs 52 and 53 that have passed through the reflection unit 2c are bent to a desired angle and taken out to the viewer side by passing through the angle conversion unit 523 only once without passing through the other reflection unit 2c.

図16に示すように、角度変換部523は、導光本体部材20aにおいて入り口側から延びる比較的厚い板状の接合部材521nと、奥側から延びる比較的薄い板状の接合部材523nとを接合した構造を有する。接合部材521nは、表側又は外界側に第1接合面21jを有し、接合部材523nは、裏側又は観察者側に第2接合面523cを有する。接合部材521nの第1接合面21j上には、局所的な部分領域上に半透過反射膜であるハーフミラー層28が形成されている。ここで、ハーフミラー層28が形成されている領域は、図2(B)に示す部分領域PA0と同様のものとなっている。導光部材521において、接合部材521nと接合部材523nとは、図6の導光部材21及び光透過部材23と同様に、部分領域PA0及びその周辺において接着層CCによって互いに接合されている。この場合、接合部材523nの第2接合面(下地面)523cは、微細な凹凸41を有する粗面SRとされている。第2接合面523cを粗面SRとすることにより、第2接合面523c上に接着剤を塗布して広げる際に、粘度低い接着剤を比較的均一に広げることができ、接合部に気泡が残ることを簡易に抑制できる。   As shown in FIG. 16, the angle conversion unit 523 joins a relatively thick plate-like joining member 521n extending from the entrance side and a relatively thin plate-like joining member 523n extending from the back side in the light guide main body member 20a. It has the structure. The bonding member 521n has a first bonding surface 21j on the front side or the outside, and the bonding member 523n has a second bonding surface 523c on the back side or the observer side. On the first bonding surface 21j of the bonding member 521n, a half mirror layer 28 that is a semi-transmissive reflection film is formed on a local partial region. Here, the region where the half mirror layer 28 is formed is the same as the partial region PA0 shown in FIG. In the light guide member 521, the joining member 521n and the joining member 523n are joined to each other by the adhesive layer CC in the partial area PA0 and the periphery thereof, like the light guide member 21 and the light transmitting member 23 in FIG. In this case, the second bonding surface (base surface) 523c of the bonding member 523n is a rough surface SR having fine irregularities 41. By setting the second bonding surface 523c to the rough surface SR, when the adhesive is applied and spread on the second bonding surface 523c, the adhesive having a low viscosity can be spread relatively uniformly, and bubbles are generated in the bonding portion. It can be easily suppressed from remaining.

なお、接合部材521nや接合部材523nの表面(具体的には反射面21a,21b等)は、図7及び8と同様に、本体部分21s,23sの下地面SFをハードコート層27で被覆することによって形成されている。ここで、導光部材521の本体部分21sの下地面SFには、非平滑面として、微細な凹凸141を有する粗面SRが形成されている。このように、接合部材521nや接合部材523nの本体部分21s,23sの下地面SFを粗面SRとすることにより、ハードコート層27の密着性が高まり、ハードコート層27の耐擦傷性を高めることができる。本体部分21s,23sの素材としては、第1実施形態の場合と同様に、例えばメタクリルスチレン等を用いることができる。   The surfaces of the bonding member 521n and the bonding member 523n (specifically, the reflection surfaces 21a and 21b) cover the lower ground SF of the main body portions 21s and 23s with the hard coat layer 27 as in FIGS. It is formed by. Here, a rough surface SR having fine irregularities 141 is formed as a non-smooth surface on the lower ground SF of the main body portion 21s of the light guide member 521. Thus, by making the lower surface SF of the main body portions 21s and 23s of the bonding member 521n and the bonding member 523n into the rough surface SR, the adhesion of the hard coat layer 27 is increased, and the scratch resistance of the hard coat layer 27 is improved. be able to. As the material of the main body portions 21s and 23s, for example, methacryl styrene or the like can be used as in the case of the first embodiment.

〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
[Fourth Embodiment]
The virtual image display device according to the fourth embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the first virtual image display device 100 unless otherwise described.

図17(A)〜17(C)に示す虚像表示装置100は、画像形成装置10と、導光装置620とを一組として備える。導光装置620は、導光部材621と、支持部材629とを備える。導光部材621は、導光本体部材20aと、画像取出部である角度変換部623とを備える。なお、図17(A)は、図17(B)に示す導光装置620のA−A断面に対応する。   A virtual image display device 100 illustrated in FIGS. 17A to 17C includes the image forming device 10 and a light guide device 620 as a set. The light guide device 620 includes a light guide member 621 and a support member 629. The light guide member 621 includes a light guide body member 20a and an angle conversion unit 623 that is an image extraction unit. Note that FIG. 17A corresponds to the AA cross section of the light guide device 620 illustrated in FIG.

導光部材621の全体的な外観は、図中XY面に平行に延びる平板である導光本体部材20aによって形成されている。また、導光部材621は、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cと、第1接合面21jとを有する。また、導光部材621は、第1、第2及び第3反射面21a,21b,21cに隣接するとともに互いに対向する第1の側面21eと第2の側面21fとを有する。さらに、導光部材621は、長手方向の一端において導光本体部材20aを拡張するように形成されたプリズム部PS及びこれに付随する第3反射面21cを有し、長手方向の他端において多数のミラーによって構成される角度変換部623につながる構造となっている。   The overall appearance of the light guide member 621 is formed by a light guide main body member 20a which is a flat plate extending parallel to the XY plane in the drawing. In addition, the light guide member 621 includes, as side surfaces, a first reflecting surface 21a, a second reflecting surface 21b, a third reflecting surface 21c, and a first bonding surface 21j. The light guide member 621 includes a first side surface 21e and a second side surface 21f that are adjacent to the first, second, and third reflecting surfaces 21a, 21b, and 21c and that face each other. Further, the light guide member 621 has a prism portion PS formed so as to extend the light guide main body member 20a at one end in the longitudinal direction, and a third reflecting surface 21c associated therewith, and a large number at the other end in the longitudinal direction. It is the structure connected to the angle conversion part 623 comprised by this mirror.

導光本体部材20aは、光透過性の樹脂材料等により形成され、XY面に平行で画像形成装置10に対向する裏側の平面上に、画像形成装置10からの画像光を取り込む光入射面ISを有している。導光本体部材20aは、そのプリズム部PSの側面として光入射面ISの他に矩形の斜面RSを有し、当該斜面RS上には、これを被覆するようにミラー層25が形成されている。ここで、ミラー層25は、斜面RSと協働することにより、光入射面ISに対して傾斜した状態で配置される第3反射面21cとして機能する。この第3反射面21cは、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光を、全体として−Z方向に偏った−X方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光を導光本体部材20a内に確実に結合させる。   The light guide main body member 20a is formed of a light-transmitting resin material or the like, and is a light incident surface IS that takes in image light from the image forming apparatus 10 on a back plane parallel to the XY plane and facing the image forming apparatus 10. have. The light guide body member 20a has a rectangular inclined surface RS in addition to the light incident surface IS as a side surface of the prism portion PS, and a mirror layer 25 is formed on the inclined surface RS so as to cover the inclined surface RS. . Here, the mirror layer 25 functions as the third reflecting surface 21c arranged in an inclined state with respect to the light incident surface IS by cooperating with the inclined surface RS. The third reflecting surface 21c guides the image light by bending the image light that is incident from the light incident surface IS and travels in the + Z direction as a whole so as to be directed in the −X direction that is biased in the −Z direction as a whole. The main body member 20a is securely coupled.

導光部材621の第1及び第2反射面21a,21bは、平板状の導光本体部材20aの主面であり互いに対向しXY面に対して平行に延びる2平面として、プリズム部PSで折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる。第3反射面21cで反射された画像光は、まず、第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光は、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光部材621の奥側即ち角度変換部623を設けた−X側に導かれる。   The first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 621 are the main surfaces of the flat light guide body member 20a, and are bent at the prism portion PS as two planes facing each other and extending in parallel to the XY plane. Each of the received image light is totally reflected. The image light reflected by the third reflecting surface 21c first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. Thereafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide member 621, that is, to the −X side where the angle conversion unit 623 is provided.

図17(C)に示すように、導光部材621において、第3反射面21cと後述する光入射面ISとは、光入射部B1として機能する。また、導光部材621の第1及び第2反射面21a,21bに挟まれた導光本体部材20aと、後述する角度変換部623とは、導光部B2として機能する。なお、角度変換部623は、光射出部B3として機能する。   As shown in FIG. 17C, in the light guide member 621, the third reflecting surface 21c and a light incident surface IS described later function as a light incident portion B1. Further, the light guide main body member 20a sandwiched between the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 621 and an angle conversion unit 623 described later function as the light guide unit B2. The angle conversion unit 623 functions as the light emission unit B3.

角度変換部623は、導光部材621の奥側(−X側)において、第1及び第2反射面21a,21bの延長平面に沿って形成されている。ここで、導光本体部材20aの奥側端部は、角度変換部623の一部となっている。角度変換部623は、第1及び第2反射面21a,21bに対して傾斜し互いに平行に等間隔で配列される多数のハーフミラー層28を有する。角度変換部623は、導光本体部材20aの第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光を、所定角度で反射して光射出面OSを介して観察者の眼EY側へ折り曲げる。つまり、角度変換部623は、画像光の角度を変換している。   The angle conversion unit 623 is formed on the back side (−X side) of the light guide member 621 along extension planes of the first and second reflection surfaces 21 a and 21 b. Here, the back end portion of the light guide body member 20 a is a part of the angle conversion unit 623. The angle conversion unit 623 includes a plurality of half mirror layers 28 that are inclined with respect to the first and second reflecting surfaces 21a and 21b and are arranged in parallel with each other at equal intervals. The angle conversion unit 623 reflects the image light incident through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide main body member 20a at a predetermined angle and passes through the light exit surface OS to the observer's eye EY side. Bend to. That is, the angle conversion unit 623 converts the angle of the image light.

光透過部材323は、角度変換部623を奥側(−X側)に延長した部分であり、導光部材621の導光本体部材20aと同様に平板状の部材である。   The light transmission member 323 is a portion obtained by extending the angle conversion unit 623 to the back side (−X side), and is a flat plate member like the light guide main body member 20 a of the light guide member 621.

以上において、角度変換部623の全部又は入口側の一部は、導光本体部材20aと組み合わせることで導光部B2の一部としても機能している。また、角度変換部623の全部又は奥側の一部は、光透過部材323と組み合わせることで透視部として機能している。   In the above, the whole angle conversion part 623 or a part on the entrance side also functions as a part of the light guide part B2 by combining with the light guide main body member 20a. In addition, the entire angle conversion unit 623 or a part on the back side functions as a see-through unit when combined with the light transmission member 323.

支持部材629は、図17(B)に示すように、導光部材621を支持するための支持フレーム(不図示)の一部であり、X方向に延びる上側支持部材24bと下側支持部材24cとをそれぞれ有し、導光部材621を挟むようにして固定している。   As shown in FIG. 17B, the support member 629 is a part of a support frame (not shown) for supporting the light guide member 621, and includes an upper support member 24b and a lower support member 24c extending in the X direction. The light guide member 621 is sandwiched and fixed.

画像形成装置10から射出され光入射面ISから導光部材621に入射した画像光は、第3反射面21cで一様に反射されて折り曲げられ、導光部材621の第1及び第2反射面21a,21bにおいて繰り返し全反射されて光軸AXに略沿って一定の広がりを有する状態で進み、さらに、角度変換部623において適度な角度で折り曲げられることで取出し可能な状態となり、最終的に角度変換部623に付随する光射出面OSから外部に射出される。光射出面OSから外部に射出された画像光は、虚像光として観察者の眼EYに入射する。   The image light emitted from the image forming apparatus 10 and incident on the light guide member 621 from the light incident surface IS is uniformly reflected and bent by the third reflecting surface 21c, and the first and second reflecting surfaces of the light guide member 621 are bent. 21a and 21b are repeatedly totally reflected and proceed in a state of having a certain spread substantially along the optical axis AX. Further, the angle conversion unit 623 is bent at an appropriate angle so that it can be taken out. The light exits from the light exit surface OS attached to the conversion unit 623. The image light emitted to the outside from the light exit surface OS enters the observer's eye EY as virtual image light.

以下、導光装置620中の画像光の光路について説明する。なお、第2実施形態における導光装置620は、縦の第1方向D1(Y方向)に関して、図1(A)の導光装置20と同様に機能する。一方、導光装置620は、横の第2方向D2(X方向)に関して、多数の伝搬モードの画像光を導光させるものとなっており、2つの伝搬モードの画像光を導光させる図2(A)の導光装置20と異なっている。   Hereinafter, the optical path of the image light in the light guide device 620 will be described. In addition, the light guide device 620 in the second embodiment functions in the same manner as the light guide device 20 in FIG. 1A with respect to the vertical first direction D1 (Y direction). On the other hand, the light guide device 620 guides a plurality of propagation mode image lights in the second horizontal direction D2 (X direction), and guides the two propagation mode image lights. This is different from the light guide device 20 in FIG.

図17(A)に示すように、画像表示装置11の液晶表示デバイス(画像光形成部)32から射出される画像光のうち、射出面32aの中央部分から射出される点線で示す成分を画像光GL61とし、射出面32aの紙面右側(+X側)から射出される一点鎖線で示す成分を画像光GL62とし、射出面32aの紙面左側(−X側)から射出される二点鎖線で示す成分を画像光GL63とする。   As shown in FIG. 17A, among the image light emitted from the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 of the image display device 11, the component indicated by the dotted line emitted from the central portion of the emission surface 32a is an image. A component indicated by a one-dot chain line emitted from the right side (+ X side) of the emission surface 32a as the light GL61 is a component indicated by a two-dot chain line emitted from the left side (−X side) of the emission surface 32a as the image light GL62. Is image light GL63.

投射光学系12を経た各画像光GL61,GL62,GL63の主要成分は、導光部材21の光入射面ISからそれぞれ入射した後、第1及び第2反射面21a,21bにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。具体的には、画像光GL61,GL62,GL63のうち、液晶表示デバイス(画像光形成部)32の射出面32aの中央部分から射出された画像光GL61は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、標準反射角γで導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される。その後、画像光GL61は、標準反射角γを保った状態で、第1及び第2反射面21a,21bで全反射を繰り返す。画像光GL61は、第1及び第2反射面21a,21bにおいてN回(Nは自然数)全反射され、角度変換部623の中央部23kに達する。この中央部23kで反射された画像光GL61は、光射出面OSから当該光射出面OS又はXY面に対して垂直な光軸AX方向に平行光束として射出される。 The main components of the image lights GL61, GL62, and GL63 that have passed through the projection optical system 12 are all incident at different angles on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b after entering from the light incident surface IS of the light guide member 21, respectively. Repeat reflection. Specifically, among the image lights GL61, GL62, and GL63, the image light GL61 emitted from the central portion of the emission surface 32a of the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 passes through the projection optical system 12 and then becomes a parallel beam. after being reflected by the incident third reflecting surface 21c on the light incident surface iS as, incident on the first reflecting surface 21a of the light guide member 21 with a standard reflection angle gamma 0, is totally reflected. Thereafter, the image light GL61 is, while maintaining the standard reflection angle gamma 0, the first and second reflecting surfaces 21a, repeating total reflection at 21b. The image light GL61 is totally reflected N times (N is a natural number) on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and reaches the central portion 23k of the angle conversion unit 623. The image light GL61 reflected by the central portion 23k is emitted from the light exit surface OS as a parallel light flux in the optical axis AX direction perpendicular to the light exit surface OS or the XY plane.

液晶表示デバイス32の射出面32aの一端側(+X側)から射出された画像光GL62は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最大反射角γで導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL62は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN−M回(Mは自然数)全反射され、角度変換部623のうち最も入口側(+X側)の周辺部23mに達する。この周辺部23mで反射された画像光GL62は、入口の第3反射面21c側から離れるように+X軸に対して鈍角をなし、光軸AXに対して角度θ12(導光装置620内ではθ12’)だけ傾斜した方向に射出される(図18参照)。 The image light GL62 emitted from one end side (+ X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 is incident on the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. Thereafter, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 21 at the maximum reflection angle γ + and is totally reflected. The image light GL62 is totally reflected, for example, NM times (M is a natural number) on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and reaches the peripheral portion 23m on the most entrance side (+ X side) of the angle conversion portion 623. The image light GL62 reflected by the peripheral portion 23m forms an obtuse angle with respect to the + X axis so as to be away from the entrance third reflecting surface 21c side, and an angle θ 12 with respect to the optical axis AX (in the light guide device 620). Injected in a direction inclined by θ 12 ′) (see FIG. 18).

液晶表示デバイス32の射出面32aの他端側(−X側)から射出された画像光GL63は、投射光学系12の通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最小反射角γで導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL63は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN+M回全反射され、角度変換部623のうち最も奥側(−X側)の周辺部23hに入射する。この周辺部23hで反射された画像光GL63は、第3反射面21c側に戻されるように+X軸に対して鋭角をなし、光軸AXに対して角度θ13(導光装置620内ではθ13’)だけ傾斜した方向に射出される(図18参照)。 The image light GL63 emitted from the other end side (−X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 is incident on the light incident surface IS as a parallel light beam after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. After that, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 21 at the minimum reflection angle γ and is totally reflected. The image light GL63 is totally reflected, for example, N + M times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and enters the innermost peripheral portion 23h of the angle converting portion 623 (−X side). The image light GL63 reflected by the peripheral portion 23h makes an acute angle with respect to the + X axis so as to be returned to the third reflecting surface 21c side, and an angle θ 13 with respect to the optical axis AX (in the light guide device 620, θ Injected in a direction inclined by 13 ′) (see FIG. 18).

図19に示すように、角度変換部623は、複数のプリズム624を所定のピッチでX方向に多数配列した構造を有する。各プリズム624は、光射出側に第1接合面624jを有し、光入射側に第2接合面624cを有する。導光本体部材20aの第1接合面21j上又は各プリズム624の第1接合面624j上には、局所的な部分領域上に半透過反射膜であるハーフミラー層28が形成されている。ここで、ハーフミラー層28が形成されている領域は、図2(B)に示す部分領域PA0と同様のものとなっている。導光部材621において、導光本体部材20aと角度変換部623とは、接着層CCによって互いに接合されている。また、角度変換部623中の隣接する一対のプリズム624は、接着層CCによって互いに接合されている。さらに、光透過部材323と角度変換部623とは、接着層CCによって互いに接合されている。各プリズム624の第2接合面(下地面)624cと光透過部材323の第2接合面(下地面)623cとは、微細な凹凸41を有する粗面SRとされている。このように、第2接合面(下地面)624c,623cを粗面SRとすることにより、これら第2接合面624c,623c上に接着剤を塗布して広げる際に、粘度低い接着剤を比較的均一に広げることができ、接合部に気泡が残ることを簡易に抑制できる。   As shown in FIG. 19, the angle conversion unit 623 has a structure in which a plurality of prisms 624 are arranged in the X direction at a predetermined pitch. Each prism 624 has a first joint surface 624j on the light exit side and a second joint surface 624c on the light incident side. On the first joint surface 21j of the light guide body member 20a or the first joint surface 624j of each prism 624, a half mirror layer 28 that is a semi-transmissive reflective film is formed on a local partial region. Here, the region where the half mirror layer 28 is formed is the same as the partial region PA0 shown in FIG. In the light guide member 621, the light guide main body member 20a and the angle conversion unit 623 are joined to each other by the adhesive layer CC. Further, the pair of adjacent prisms 624 in the angle conversion unit 623 are joined to each other by the adhesive layer CC. Furthermore, the light transmission member 323 and the angle conversion part 623 are joined to each other by the adhesive layer CC. The second joint surface (base surface) 624 c of each prism 624 and the second joint surface (base surface) 623 c of the light transmission member 323 are rough surfaces SR having fine irregularities 41. As described above, when the second bonding surfaces (base surfaces) 624c and 623c are rough surfaces SR, when the adhesive is applied and spread on the second bonding surfaces 624c and 623c, an adhesive having a low viscosity is compared. Can be spread evenly, and it is possible to easily prevent bubbles from remaining in the joint.

なお、導光本体部材20aと角度変換部623と光透過部材323との表面(具体的には反射面21a,21b等)は、図7及び8と同様に、本体部分21s,24s,23sの下地面SFをハードコート層27で被覆することによって形成されている。ここで、導光部材21の本体部分21sの下地面SFには、非平滑面として、微細な凹凸141を有する粗面SRが形成されている。このように、接合部材521nや接合部材523nの本体部分21s,23sの下地面SFを粗面SRとすることにより、ハードコート層27の密着性が高まり、ハードコート層27の耐擦傷性を高めることができる。   The surfaces of the light guide body member 20a, the angle conversion unit 623, and the light transmission member 323 (specifically, the reflection surfaces 21a, 21b, etc.) are the same as those of the body portions 21s, 24s, 23s as in FIGS. It is formed by covering the lower ground SF with a hard coat layer 27. Here, a rough surface SR having fine irregularities 141 is formed as a non-smooth surface on the lower ground SF of the main body portion 21 s of the light guide member 21. Thus, by making the lower surface SF of the main body portions 21s and 23s of the bonding member 521n and the bonding member 523n into the rough surface SR, the adhesion of the hard coat layer 27 is increased, and the scratch resistance of the hard coat layer 27 is improved. be able to.

〔その他〕
以上各実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
[Others]
Although the present invention has been described with reference to each embodiment, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the spirit of the present invention. The following modifications are possible.

上記の説明では、第1接合面21jと第2接合面23cとを部分領域PA0と残領域PAとで接着しているが、第1接合面21jと第2接合面23cとを残領域PAのみで接着することもできる。この場合、残領域PA全体で接着することもできるが、残領域PAに設けた複数箇所の接着領域で接着することもできる。なお、第2接合面23cは、接着しない部分では、透過性の観点から粗面化しないことが望ましい。   In the above description, the first bonding surface 21j and the second bonding surface 23c are bonded to each other by the partial region PA0 and the remaining region PA. However, the first bonding surface 21j and the second bonding surface 23c are bonded only to the remaining region PA. It can also be glued with. In this case, it is possible to bond the entire remaining area PA, but it is also possible to bond at a plurality of bonding areas provided in the remaining area PA. In addition, it is desirable that the second bonding surface 23c is not roughened from the viewpoint of permeability at a portion that is not bonded.

上記の説明では、ハーフミラー層(半透過反射膜)28が横長の矩形領域に形成されるとしたが、ハーフミラー層28の輪郭は用途その他の使用に応じて適宜変更することができる。ただし、ハーフミラー層28は、有効領域EAを十分にカバーしていることが望ましい。   In the above description, the half mirror layer (semi-transmissive reflective film) 28 is formed in a horizontally long rectangular region. However, the contour of the half mirror layer 28 can be changed as appropriate according to applications and other uses. However, it is desirable that the half mirror layer 28 sufficiently covers the effective area EA.

上記実施形態では、照明装置31からの照明光SLに特に指向性を持たせていないが、照明光SLに液晶表示デバイス32の位置に応じた指向性を持たせることができる。これにより、液晶表示デバイス32を効率的に照明することができ、画像光GLの位置による輝度ムラを低減できる。   In the above embodiment, the illumination light SL from the illumination device 31 is not particularly directed, but the illumination light SL can be provided with directivity corresponding to the position of the liquid crystal display device 32. As a result, the liquid crystal display device 32 can be efficiently illuminated, and luminance unevenness due to the position of the image light GL can be reduced.

上記実施形態では、液晶表示デバイス32の表示輝度を特に調整していないが、図11(B)等に示すような投射像IM1,IM2の範囲や重複に応じて表示輝度の調整を行うことができる。   In the above embodiment, the display brightness of the liquid crystal display device 32 is not particularly adjusted, but the display brightness may be adjusted according to the range and overlap of the projection images IM1 and IM2 as shown in FIG. it can.

上記実施形態では、画像表示装置11として、透過型の液晶表示デバイス32等を用いているが、画像表示装置11としては、透過型の液晶表示デバイス32に限らず種々のものを利用可能である。例えば、反射型の液晶表示デバイスを用いた構成も可能であり、液晶表示デバイス32に代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、画像表示装置11として、LEDアレイやOLED(有機EL)などに代表される自発光型素子を用いることもできる。   In the above-described embodiment, the transmissive liquid crystal display device 32 or the like is used as the image display device 11. However, the image display device 11 is not limited to the transmissive liquid crystal display device 32, and various devices can be used. . For example, a configuration using a reflective liquid crystal display device is possible, and a digital micromirror device or the like can be used instead of the liquid crystal display device 32. Further, as the image display device 11, a self-luminous element represented by an LED array, an OLED (organic EL), or the like can be used.

上記実施形態の虚像表示装置100では、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ画像形成装置10及び導光装置20設ける構成としているが、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ画像形成装置10と導光装置20とを設け画像を片眼視する構成にしてもよい。   In the virtual image display device 100 of the above-described embodiment, the image forming device 10 and the light guide device 20 are provided one by one corresponding to both the right eye and the left eye, but either the right eye or the left eye. Only the image forming apparatus 10 and the light guide device 20 may be provided for only one eye.

上記実施形態では、光入射面ISを通る第1光軸AX1と光入射面ISを通る第2光軸AX2とが平行であるとしたが、これらの光軸AX1,AX2を非平行とすることもできる。   In the above embodiment, the first optical axis AX1 passing through the light incident surface IS and the second optical axis AX2 passing through the light incident surface IS are parallel, but these optical axes AX1 and AX2 are made non-parallel. You can also.

上記の説明では、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とを備える導光装置20,520,620を用いたが、光入射部B1や光射出部B3において、ハーフミラー層28等として平面ハーフミラー又は平面ミラーを用いる必要はなく、球面又は非球面の曲面ミラーによってレンズ的な機能を持たせることもできる。さらに、ハーフミラー層28等に代えて仮想的な半透過ミラーとしてのホログラム素子を配置することもできる。この場合、ホログラム素子も、広義の半透過反射面である。なお、かかるホログラム素子には、集光等の光学的な機能を付加することもできる。   In the above description, the light guide devices 20, 520, and 620 including the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emitting part B3 are used. However, in the light incident part B1 and the light emitting part B3, the half mirror layer 28 is used. For example, it is not necessary to use a flat half mirror or a flat mirror, and a spherical or aspherical curved mirror can be used to provide a lens function. Further, a hologram element as a virtual semi-transmissive mirror can be arranged instead of the half mirror layer 28 and the like. In this case, the hologram element is also a transflective surface in a broad sense. In addition, an optical function such as condensing can be added to the hologram element.

図20は、図16に示す第3実施形態の変形例を説明するものである。この変形例は、ホログラム素子を用いており、角度変換部523として、多数の反射ユニット2cを配列したものではなく、複数のホログラム素子を積層したホログラム層902cを備えるものを用いている。   FIG. 20 illustrates a modification of the third embodiment shown in FIG. In this modified example, a hologram element is used, and the angle conversion unit 523 is not an array of a large number of reflection units 2c but an element including a hologram layer 902c in which a plurality of hologram elements are stacked.

さらに、図21に示すように、光入射部B1として、導光部B2から分離したプリズム又はブロック状のリレー部材1025を用いることができ、このリレー部材1025の入射出射面や反射内面にレンズ的な機能を持たせることもできる。なお、導光部B2を構成する導光体26には、画像光GLを反射によって伝搬させる第1及び第2反射面21a,21bが設けられているが、これらの反射面21a,21bは、互いに平行である必要はなく、曲面とすることもできる。図21に示す導光体26は、光透過部材23と接合され、両者の接合部には、ハーフミラー層28が設けられる。この場合も、第1実施形態の場合と同様に、例えば光透過部材23側の下地面である第2接合面23cにおいて、微細な凹凸(起伏)を有する粗面SR(図6参照)が形成されており、導光体26と光透過部材23とを接合する際に、接着剤の液ダレが生じにくくなる。また、導光体26においてハードコート層27で被覆されている下地面が粗面化されているので、導光体26の下地である本体部分21s等の材料に関わらずハードコート層27の密着性を確保することができる。なお、リレー部材1025もハードコート層27で被覆することができ、この場合、リレー部材1025の下地面を粗面化することで、ハードコート層27の密着性を高めることができる。   Furthermore, as shown in FIG. 21, a prism or block-shaped relay member 1025 separated from the light guide B2 can be used as the light incident part B1, and the incident and outgoing surfaces and the reflective inner surface of the relay member 1025 are lens-like. It can also have a special function. The light guide body 26 constituting the light guide section B2 is provided with first and second reflection surfaces 21a and 21b for propagating the image light GL by reflection. The reflection surfaces 21a and 21b are They do not have to be parallel to each other and can be curved surfaces. The light guide 26 shown in FIG. 21 is joined to the light transmission member 23, and a half mirror layer 28 is provided at the joint of both. Also in this case, as in the case of the first embodiment, a rough surface SR (see FIG. 6) having fine irregularities (undulations) is formed on the second joint surface 23c, which is the lower ground on the light transmitting member 23 side, for example. Thus, when the light guide 26 and the light transmitting member 23 are joined, the adhesive dripping is less likely to occur. Further, since the base surface covered with the hard coat layer 27 in the light guide 26 is roughened, the adhesion of the hard coat layer 27 is performed regardless of the material of the main body portion 21 s which is the base of the light guide 26. Sex can be secured. The relay member 1025 can also be covered with the hard coat layer 27. In this case, the adhesion of the hard coat layer 27 can be improved by roughening the ground surface of the relay member 1025.

上記の説明では、反透過反射膜としてのハーフミラー層28が金属反射膜や誘電体多層膜により形成され、ホログラム素子に置き換えることもできるとしたが、ハーフミラー層28は、減光を伴う各種半透過シートに置き換えることもできる。   In the above description, the half mirror layer 28 as the anti-transmission reflection film is formed of a metal reflection film or a dielectric multilayer film, and can be replaced with a hologram element. It can also be replaced with a translucent sheet.

上記の説明では、虚像表示装置100がヘッドマウントディスプレイであるとして具体的な説明を行ったが、虚像表示装置100は、ヘッドアップディスプレイに改変することもできる。   In the above description, the virtual image display device 100 has been specifically described as being a head-mounted display, but the virtual image display device 100 can be modified to a head-up display.

上記の説明では、第1及び第2反射面21a,21bにおいて、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により画像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明における全反射については、第1及び第2反射面21a,21b上の全体又は一部にミラーコートや、ハーフミラー膜が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、画像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、第1及び第2反射面21a,21bの全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての画像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの画像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって第1及び第2反射面21a,21bの全体又は一部がコートされていてもよい。   In the above description, in the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, image light is totally reflected and guided by the interface with air without applying a mirror, a half mirror, or the like on the surface. The total reflection includes reflection formed by forming a mirror coat or a half mirror film on the whole or a part of the first and second reflection surfaces 21a and 21b. For example, after the incident angle of the image light satisfies the total reflection condition, the first and second reflection surfaces 21a and 21b are subjected to mirror coating or the like to reflect substantially all the image light. Cases are also included. In addition, as long as image light with sufficient brightness can be obtained, the first and second reflecting surfaces 21a and 21b may be entirely or partially coated with a somewhat transmissive mirror.

上記の説明では、導光部材21が眼EYの並ぶ横方向に延びているが、導光部材21は、縦方向に延びるものとできる。この場合、光学パネル110は、直列的ではなく並列的に平行配置されることになる。   In the above description, the light guide member 21 extends in the horizontal direction in which the eyes EY are arranged. However, the light guide member 21 can be extended in the vertical direction. In this case, the optical panels 110 are arranged in parallel, not in series.

AX1,AX2…光軸、 B1…光入射部B2…導光部、 B3…光射出部、 B4…透視部、 CC…接着層、 EY…眼、 GL…画像光、 GL’…外界光、 GL1,GL2…画像光、 IM1,IM2…投射像、 IS…光入射面、 OS…光射出面、 PA…残領域、 PA0…部分領域、 PA1,PA2…周辺領域、 PS…プリズム部、 RS…斜面、 SF…下地面、 SR…粗面、 10…画像形成装置、 11…画像表示装置、 12…投射光学系、 20…導光装置、 20a…導光本体部材、 21…導光部材、 21a…第1反射面、 21b…第2反射面、 21c…第3反射面、 21d…第4反射面、 21j…第1接合面、 21s,24s,23s…本体部分、 23…光透過部材、 23a…第1面(第1透過面)、 23b…第2面(第2透過面)、 23c…第2接合面(下地面)、 25…ミラー層、 27…ハードコート層、 28…ハーフミラー層、 31…照明装置、 31a…光源、 34…駆動制御部、 41,141…凹凸、 100…虚像表示装置、 100A,100B…表示装置、 110…光学パネル、 123…支持フレーム   AX1, AX2 ... Optical axis, B1 ... Light incident part B2 ... Light guide part, B3 ... Light emission part, B4 ... Transparent part, CC ... Adhesive layer, EY ... Eye, GL ... Image light, GL '... External light, GL1 , GL2 ... image light, IM1, IM2 ... projected image, IS ... light incident surface, OS ... light exit surface, PA ... remaining region, PA0 ... partial region, PA1, PA2 ... peripheral region, PS ... prism part, RS ... slope SF ... Rough surface, SR ... Rough surface, 10 ... Image forming device, 11 ... Image display device, 12 ... Projection optical system, 20 ... Light guide device, 20a ... Light guide body member, 21 ... Light guide member, 21a ... First reflective surface, 21b ... second reflective surface, 21c ... third reflective surface, 21d ... fourth reflective surface, 21j ... first joint surface, 21s, 24s, 23s ... main body portion, 23 ... light transmitting member, 23a ... A first surface (first transmission surface), 3b: Second surface (second transmission surface), 23c: Second bonding surface (base surface), 25: Mirror layer, 27 ... Hard coat layer, 28 ... Half mirror layer, 31 ... Illumination device, 31a ... Light source, 34 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Drive control part, 41, 141 ... Concavity and convexity, 100 ... Virtual image display apparatus, 100A, 100B ... Display apparatus, 110 ... Optical panel, 123 ... Support frame

Claims (11)

画像光を形成する画像表示装置と、
前記画像表示装置から射出された前記画像光による虚像を形成する投射光学系と、
前記投射光学系を通過した前記画像光を内部に取り込む光入射部と、前記光入射部から取り込まれた前記画像光を対向して延びる第1及び第2反射面での全反射により導く導光部と、前記導光部を経た前記画像光を外部へ取出す光射出部と、を有する導光部材と、を備え、
前記導光部材において被覆されている下地面のうち少なくとも一部が、粗面化されている、虚像表示装置。
An image display device for forming image light;
A projection optical system for forming a virtual image by the image light emitted from the image display device;
A light incident part that takes in the image light that has passed through the projection optical system and a light guide that guides the image light taken from the light incident part by total reflection at first and second reflection surfaces that extend opposite to each other. A light guide member, and a light emitting part that takes out the image light that has passed through the light guide part to the outside,
A virtual image display device in which at least a part of a base surface covered with the light guide member is roughened.
前記導光部材に接合されることによって外界光の観察を可能にする光透過部材をさらに備え、
前記導光部材及び前記光透過部材において被覆されている前記下地面としての接合面のうち少なくとも一部が、粗面化されている、請求項1に記載の虚像表示装置。
A light transmission member that enables observation of external light by being joined to the light guide member;
2. The virtual image display device according to claim 1, wherein at least a part of a joint surface as the base surface covered with the light guide member and the light transmission member is roughened.
前記導光部材及び前記光透過部材において露出するハードコート層と、前記導光部材及び前記光透過部材間の接着層とに接する下地面が、粗面化されている、請求項2に記載の虚像表示装置。   The ground surface which contacts the hard-coat layer exposed in the said light guide member and the said light transmissive member, and the contact bonding layer between the said light guide member and the said light transmissive member is roughened of Claim 2. Virtual image display device. 前記導光部材は、前記光透過部材と接合される第1接合面の部分領域上に、前記画像光を折り曲げるとともに前記外界光を透過させる半透過反射膜を有し、
前記光透過部材は、接着層を介して前記第1接合面に対して接着される第2接合面を有し、
前記第1接合面及び前記第2接合面の少なくとも一方のうち、間に配置された前記接着層に接する部分が、前記下地面として粗面化されている、請求項3に記載の虚像表示装置。
The light guide member has a transflective film that bends the image light and transmits the external light on a partial region of the first joint surface joined to the light transmissive member,
The light transmitting member has a second bonding surface bonded to the first bonding surface via an adhesive layer,
The virtual image display device according to claim 3, wherein a portion of at least one of the first bonding surface and the second bonding surface that is in contact with the adhesive layer disposed between the first bonding surface and the second bonding surface is roughened as the base surface. .
前記光入射部は、前記第1反射面に対して所定の角度をなす第3反射面を有し、
前記光射出部は、前記第1反射面に対して所定の角度をなす第4反射面が設けられるとともに前記接着層に接する第1接合面を有し、
前記光透過部材は、前記第1反射面を延長した位置に配置される第1透過面と、前記第2射面を延長した位置に配置される第2透過面と、前記接着層を介して前記第1接合面に対向する第2接合面とを有し、
前記半透過反射膜は、前記第4反射面に形成され、
前記第2接合面は、粗面化されている、請求項4に記載の虚像表示装置。
The light incident portion has a third reflecting surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflecting surface;
The light emitting part has a first joint surface that is provided with a fourth reflective surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflective surface and is in contact with the adhesive layer,
The light transmission member includes a first transmission surface disposed at a position extending the first reflection surface, a second transmission surface disposed at a position extending the second emission surface, and the adhesive layer. A second bonding surface facing the first bonding surface;
The transflective film is formed on the fourth reflective surface;
The virtual image display device according to claim 4, wherein the second bonding surface is roughened.
前記第1及び第2反射面と前記第1及び第2透過面とに形成された前記ハードコート層に接する本体側が、前記下地面として粗面化されている、請求項5に記載の虚像表示装置。   The virtual image display according to claim 5, wherein a main body side in contact with the hard coat layer formed on the first and second reflection surfaces and the first and second transmission surfaces is roughened as the base surface. apparatus. 前記導光部材を構成する本体部分は、紫外線硬化型の樹脂で形成されて、少なくとも一部に粗面化された前記下地面を有する、請求項5に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 5, wherein a main body part constituting the light guide member is formed of an ultraviolet curable resin and has the base surface roughened at least partially. 前記導光部材と、前記光透過部材と、前記ハードコート層と、前記接着層とは、同一の屈折率を有する材料で形成されている、請求項3から7までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。   The said light guide member, the said light transmissive member, the said hard-coat layer, and the said contact bonding layer are formed from the material which has the same refractive index, It is any one of Claim 3-7 Virtual image display device. 前記導光部材の本体部分と、前記光透過部材の本体部分とは、メタクリルスチレンで形成されている、請求項3から8までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to any one of claims 3 to 8, wherein the main body portion of the light guide member and the main body portion of the light transmission member are formed of methacryl styrene. 前記下地面のうち前記少なくとも一部の面粗さは、前記第1及び第2反射面の面粗さよりも大きい、請求項1から9までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。   10. The virtual image display device according to claim 1, wherein a surface roughness of at least a part of the base surface is larger than a surface roughness of the first and second reflecting surfaces. 11. 画像光を形成する画像表示装置と、前記画像表示装置から射出された前記画像光による虚像を形成する投射光学系と、前記投射光学系を通過した前記画像光を内部に取り込む光入射部と、前記光入射部から取り込まれた前記画像光を対向して延びる第1及び第2反射面での全反射により導く導光部と、前記導光部を経た前記画像光を外部へ取出す光射出部と、を有する導光部材とを備える虚像表示装置の製造方法であって、
前記導光部材の下地面のうち少なくとも一部を粗面化する第1の工程と、
粗面化された前記下地面を被覆する第2の工程とを備える、虚像表示装置の製造方法。
An image display device that forms image light, a projection optical system that forms a virtual image by the image light emitted from the image display device, a light incident unit that takes in the image light that has passed through the projection optical system, and A light guide part that guides the image light taken in from the light incident part by total reflection on the first and second reflection surfaces extending opposite to each other, and a light emission part that takes out the image light that has passed through the light guide part to the outside And a method of manufacturing a virtual image display device comprising a light guide member having:
A first step of roughening at least part of the lower ground of the light guide member;
A virtual image display device manufacturing method, comprising: a second step of covering the roughened base surface.
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