JP2014102269A - 光学部材及び虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】虚像表示装置に組み込可能であって、導光の光学的機能を確保しつつ、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良い光学部材及び光学部材を用いた虚像表示装置を提供すること。
【解決手段】光学部材である導光装置２０によれば、側方端部ＳＰに沿って延びる突起状のリブ６０を備えるので、導光装置２０を例えば虚像表示装置を構成する他の部材に組み付けるに際して、第１面Ｓ１１等の自由曲面を含む第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２とは別に設けた突起状のリブ６０の一部を基準とすることによって、第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２のアライメントを高精度に行うことが可能となり、虚像表示装置等における導光装置２０の光学的機能を確保することができる。また、第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２を設けた光学的な本体部分は、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良いものとすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、映像を虚像として観察者に提示する虚像表示装置であって、特に観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイに好適な光学部材及び光学部材を用いた虚像表示装置に関する。

観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも言う）等の虚像表示装置に組み込まれる光学系として様々なものが提案されており、特に眼前に用いられる光学プリズムについても種々提案されている（例えば特許文献１、２等参照）。

ＨＭＤ等の虚像表示装置については、小型化及び軽量化を進展させることと、画質を低下させないで広画角化を達成することとが望まれている。また、観察者の視界を全て覆ってしまい、映像光のみが見える状態にしてしまうと、観察者に外界の状態が判らず、不安を与えてしまう。むしろ、外界と映像を重ねて見せることによって、仮想現実の様な新しい用途が生み出される。このため、外界の視界を妨げず、映像光を重ねて表示するディスプレイが望まれている。

以上の状況を考慮して、例えば複数の自由曲面を有し観察者の眼前にシースルーで配置されるプリズム状の光学部材によって虚像表示装置を構成し、かかるシースルー型の光学部材を介して画像表示素子からの映像光を観察者の眼に導くことが考えられる。特に、このような虚像表示装置において、観察者の装着感を向上させ、見た目のフォルムを良くするためには、一般には眼鏡の形態に近づくことが望ましい。虚像表示装置を眼鏡の形態に近づけるためには、虚像表示装置のうち眼前に配置される導光部分における形状が特に重要となる。

また、一方で、導光部分を構成する光学部材は、導光部としての機能を果たすことも重要な前提となる。光学部材が自由曲面を含むような複雑な形状である場合、画質等を高精度に維持するめに、組付け精度を確保することが重要となる。

特開平１１−１４９００３号公報 特開平１０−２６８１１４号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、虚像表示装置に組み込み可能であって、導光の光学的機能を確保しつつ、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良い光学部材及び当該光学部材を用いた虚像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る第１の光学部材は、（ａ）互いに対向して配置され、映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる自由曲面を含む第１及び第２表面と、（ｂ）第１及び第２表面間に設けられた側方端部と、（ｃ）側方端部の少なくとも一部に沿って設けられた突起状のリブとを備える。

上記光学部材では、側方端部の少なくとも一部に沿って延びる突起状のリブを備えるので、光学部材を例えば虚像表示装置を構成する他の部材に組み付けるに際して、自由曲面を含む第１及び第２表面とは別に設けた突起状のリブの一部を基準とすることによって、第１及び第２表面のアライメントを高精度に行うことが可能となり、虚像表示装置等における光学部材の光学的機能を確保することができる。また、眼前を覆うアイカバーとなるべき部分である第１及び第２表面を設けた光学的な本体部分は、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良いものとすることができる。

本発明の具体的な側面では、上記第１の光学部材において、第１及び第２表面は、映像素子からの映像を反射させて観察者の眼に導く。

本発明の別の側面では、第１及び第２表面は、プリズム状の部材の表面として形成され、映像素子である映像表示素子からの映像の光を当該プリズム状の部材の内部で反射させつつ観察者の眼に導く。

本発明のさらに別の側面では、リブは、第１の他の部材である支持用のフレームに対して第１及び第２表面を相対的に位置決めした状態で取付け可能にする取付部を有する。この場合、支持用のフレームを基材として、これに光学部材、像形成本体部等を組み付けることで、高精度の虚像表示装置を簡易に製造することができる。

本発明のさらに別の側面では、取付部は、フレームへ取り付けるに際して当該フレームに設けた突当て面に当接させて、相対的な姿勢を定める基準となる平面部分を有する。この場合、光学部材をフレームへ取り付ける際に、良好な作業性を確保することができる。

本発明のさらに別の側面では、取付部は、自由曲面を含んで長円状の輪郭を有し眼前に配置されるアイカバー部の外側に配置される。この場合、取付部によって虚像表示装置の外観が損なわれることを確実に防止できる。なお、ここで長円状とは、楕円形状や楕円形状を若干変形させた形状を含み、滑らかな線のみで形成されるものに限らず、例えばいくつかの曲率の異なる曲線を組み合わせた形状も含むものとする。

本発明のさらに別の側面では、リブは、フレームへ取り付けるに際して第１及び第２表面の当該他の部材に対する相対的な変位を制限する。この場合、光学部材をフレームへ取り付けた後に光学部材が意図しない外力によって変形、劣化することを防止できる。

本発明のさらに別の側面では、映像光を導光するとともに外界光の透視を可能にする本体部分である導光プリズムと、導光プリズムに接合されて一体的に固定されるとともに導光プリズムの透視機能を補助する補助プリズムとを接合することによって得られる。この場合、虚像表示装置を介しての視界を良好なものとでき、かつ、虚像表示装置の外観の自由度も高めることができる。

本発明のさらに別の側面では、導光プリズムと補助プリズムとの境界にハーフミラー層を有する。この場合、ハーフミラー層を介して映像光と外界光とを同時に観察することができる。

本発明のさらに別の側面では、導光プリズムは、リブの一部として第１接合用リブを有し、補助プリズムは、リブの一部として第２接合用リブを有し、導光プリズムと補助プリズムとは、第１接合用リブと第２用接合リブとを基準として接合される。この場合、第１接合用リブと第２接合用リブとを利用して導光プリズムと補助プリズムとの精密なアライメントが可能になる。

本発明のさらに別の側面では、導光プリズムは、射出成形によって形成される。この場合、自由曲面を含む第１及び第２表面を高精度で形成することができる。

本発明のさらに別の側面では、リブは、側方端部に沿って延びる平板部を有し、平板部は、射出成形を行う成形金型のパーティングラインに沿って設けられる。この場合、高精度のリブを簡易に製造できる。なお、リブの平板部は、上述した第１及び第２接合用リブ等の機能を持たせることができる。

本発明のさらに別の側面では、リブは、平板部に付随して射出成形時の樹脂の流入口に相当するゲート部を有する。この場合、リブと併せてゲート部を外観から隠すことができ、ゲート部の除去等の作業を簡易にできる。

本発明のさらに別の側面では、光学部材は、第１表面と平板部との間に平板部に垂直な面に対して傾斜する連結面をさらに備える。この場合、連結面に成形時の抜きテーパーを持たせることができ、第１及び第２表面の転写精度を高めることができる。

本発明のさらに別の側面では、装着者の顔面に近い裏側の第２表面に隣接して、第２表面に対して鈍角をなす傾斜側面を有する。この場合、光学部材のうちの有効な光路外の部分を減らして光学部材の軽量化を図るとともに、光学部材を組み付けた虚像表示装置の外観や装着状態をメガネに近いものとすることができる。

本発明のさらに別の側面では、第１表面と第２表面との間に、傾斜側面を含むとともに装着時に装着者の顔面に沿って延びるテーパー面を有する。この場合、光学部材をより装着者の眼に近づける光学設計が可能になる。

本発明のさらに別の側面では、テーパー面は、傾斜側面として、眼窩上縁、頬、及び鼻にそれぞれ対応する３つの平坦面部分を有する。ここで、平坦面部分については、完全な平面に限らず、緩やかな曲率を有する曲面や自由曲面を含むものとする。

本発明のさらに別の側面では、映像光を入射させる側に設けられた第２の他の部材である像形成本体部と連結するに際して第１及び第２表面の当該第２の他の部材に対する相対的なアライメントを可能にする連結部を有する。この場合、像形成本体部と光学部材とを精密にアライメントすることができ、虚像表示装置によって装着者に提供される映像を所期のものとできる。

本発明のさらに別の側面では、連結部は、像形成本体部と嵌合することによって当該像形成本体部との間で姿勢のアライメントを可能にする嵌合部である。この場合、像形成本体部と光学部材との固定の作業性を高めることができ、虚像表示装置によって装着者に提供される映像をより高精度で良好なものとできる。

本発明のさらに別の側面では、光学部材は、表面に施されて少なくとも第１及び第２表面を形成するハードコート層と、ハードコート層の成膜時におけるコート液の流動を制御する液ダレガイド部とをさらに備える。この場合、ハードコート層によって第１及び第２表面の劣化を抑えることができ、また、浸漬型のハードコート層の成膜の作業性を良好にしてコートムラを低減できる。

本発明のさらに別の側面では、液ダレガイド部は、映像光を入射させる根元側に対向する先端側に形成される。この場合、先端側を下にして吊るすようにしてハードコート用液槽に対して浸漬や引き上げが可能になり、コートムラをより低減できる。

本発明に係る第２の光学部材は、（ａ）互いに対向して配置され、映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる自由曲面を含む第１及び第２表面を備え、（ｂ）第１表面と第２表面とは、長円状の輪郭を有する曲面をそれぞれ含む。

上記光学部材では、第１表面と第２表面とが長円状の輪郭を有する曲面をそれぞれ含むので、第１及び第２表面を設けた光学的な本体部分を眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良好なものとすることができる。

本発明の具体的な側面では、上記第２の光学部材において、上記長円状の輪郭を有する曲面を有し眼前に配置されるアイカバー部がドロップ状の外観を有する。光学的な本体部分としてのアイカバー部がより眼鏡の形態に近づく。

本発明に係る別の導光装置は、（ａ）互いに対向して配置され、映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる自由曲面を含む第１及び第２表面と、（ｂ）第１表面と第２表面との間に設けられて、第２表面に対して鈍角をなすとともに装着時に装着者の顔面に沿って延びるテーパー面とを備える。

上記導光装置では、第１表面と第２表面との間に設けられたテーパー面が第２表面に対して鈍角をなすとともに装着時に装着者の顔面に沿って延びるので、導光装置をより装着者の眼に近づける光学設計が可能になる。結果的に、第１及び第２表面を設けた光学的な本体部分を眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良好なものとすることができる。なお、テーパー面を設けることで、導光装置のうちの有効な光路外の部分を減らして導光装置の軽量化を図ることもできる。

本発明の具体的な側面では、上記の導光装置において、第１表面と第２表面とは、長円状の輪郭を有する曲面をそれぞれ含む。この場合、テーパー面の形成がより容易になる。

本発明の別の側面では、第１表面とテーパー面と間に設けられた側方端部の少なくとも一部に沿って延びる突起状のリブを備える。この場合、導光装置を例えば虚像表示装置を構成する他の部材に組み付けるに際して、第１及び第２表面とは別に設けた突起状のリブの一部を基準とすることによって、第１及び第２表面のアライメントを高精度に行うことが可能となり、虚像表示装置等における導光装置の光学的機能を確保することができる。

上記目的を達成するため、本発明に係る虚像表示装置は、映像光を生じさせる映像素子と、映像素子からの映像光を観察者の眼に向けて画像を視認させる上記いずれかに記載の光学部材とを備える。

上記虚像表示装置では、上述した光学部材を用いることにより、光学的機能を確保することができ、また、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良いものとすることができる。

本発明の具体的な側面では、虚像表示装置は、光学部材が観察者の眼前に配置されるように、映像素子と光学部材とを支持するフレームをさらに備える。この場合、上述した光学部材を用いることにより、フレームを介して映像表示素子との相対的位置を高精度に維持しつつ確実に固定させることができる。

（Ａ）は、第１実施形態の導光装置（光学部材）の外観及び構造を説明する斜視図であり、（Ｂ）は、導光装置を（Ａ）とは異なる方向から見た状態の斜視図である。 成形金型を用いた射出成形によるプリズムの成形について説明するための成形金型の側断面図である。 ハードコート層の成膜について説明するための斜視図である。 導光装置を組み込んだ第２実施形態の虚像表示装置の外観を説明する斜視図である。 （Ａ）は、虚像表示装置の全体を示す斜視図であり、（Ｂ）は、虚像表示装置から外装部材やプロテクターを取り除いた内部構造を示す斜視図である。 虚像表示装置の第１表示装置の構造を説明するため外装部材を取り除いた状態を示す斜視図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、虚像表示装置のうちプリズム及び投射レンズのフレームへの固定方法を説明する分解斜視図である。 虚像表示装置を構成する第１表示装置の上下に関する対称面における断面図である。 （Ａ）は、本発明の第３実施形態である虚像表示装置を説明する正面図であり、（Ｂ）は、虚像表示装置のうち第１表示装置の構造を説明する平面図である。 変形例の虚像表示装置を説明する図である。

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第１実施形態の光学部材である導光装置等について詳細に説明する。

図１（Ａ）及び１（Ｂ）に示す導光装置２０は、像を形成に関与する他の部材又は像形成本体部である投射レンズ３０（図１（Ａ）参照）側に配置される導光プリズム１０と、導光プリズム１０を挟んで投射レンズ３０の反対側に配置される光透過部材である補助プリズム５０とを備え、導光プリズム１０及び補助プリズム５０を接合することによって一体化した光学部材である。導光装置２０は、導光プリズム１０によって投射レンズ３０からの映像光を導光して装着者の眼又は顔面のある内側から射出させ、導光プリズム１０及び補助プリズム５０を介して外界光を装着者の眼のある内側に透過させる。

導光装置２０は、複雑に湾曲した立体的形状を有する樹脂製の部材であり、外観的には、装着者の眼前を覆うべきドロップ状の扁平な楕円体であるアイカバー部ＥＣと、アイカバー部ＥＣから細長く延びる多面体状の根元部ＲＰとを備える。この導光装置２０は、光学的機能を果たしかつ眼前を覆って外観を形成する面であって、装着者の眼又は顔面から遠い表側すなわち外側の第１表面ＳＳ１と、装着者の顔面に近い裏側すなわち内側の第２表面ＳＳ２とを有する。

第１表面ＳＳ１と第２表面ＳＳ２との間には、図中において一部拡大して示すように、導光装置２０の正面視における輪郭を形成する側方端部ＳＰが設けられており、側方端部ＳＰの一部に沿って突起状のリブ６０が設けられている。詳細は後述するが、リブ６０は、例えば図１（Ｂ）において範囲を破線で示すように導光装置２０の正面視の上下辺に対応して設けられており、特に上辺側のリブ部分は、接合用リブ１０ｎとフレーム取付用リブ１０ｋとに分かれている。

また、導光装置２０のうち、導光プリズム１０は、眼前形成部ＡＰと、繋ぎ合せ部ＢＰと、連結部ＣＰとを有している。眼前形成部ＡＰは、導光プリズム１０のうちアイカバー部ＥＣの一部として眼前を覆う膨らんだ部分であり、補助プリズム５０とともに第１表面ＳＳ１や第２表面ＳＳ２のうち輪郭が長円状となる表面部分を形成する。繋ぎ合せ部ＢＰは、導光プリズム１０の根元部ＲＰ側に設けられ、他の部材であるフレームへの取付けを可能とするフレーム取付用リブ１０ｋをリブ６０の一部として有している。連結部ＣＰは、映像光を入射させる根元部ＲＰ側に設けられ、導光装置２０を投射レンズ３０と連結させるための部材である。すなわち、連結部ＣＰは、第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２の投射レンズ３０に対する相対的なアライメントを可能にする部材であり、投射レンズ３０との間で嵌合を利用した係止によって姿勢のアライメントを可能にする嵌合部である。

また、導光装置２０のうち、補助プリズム５０は、映像光を入射させる根元部ＲＰ側に対向する先端側にロッド状の液ダレガイド部１８を有している。なお、液ダレガイド部１８の機能について詳しくは、図３により後述する。

以下、導光装置２０のうち、映像光の導光を行う光学的機能に関する部分について説明する。導光プリズム１０は、射出成形により一体的に形成される樹脂製の部材であり、機能的には、不図示の映像表示素子からより離れた光射出側の第１プリズム部分１１と、不図示の映像表示素子により近い光入射側の第２プリズム部分１２とに分けて考えることができる。

第１プリズム部分１１は、光学的な機能を有する面として、第１面Ｓ１１と、第２面Ｓ１２と、第３面Ｓ１３とを有し、第２プリズム部分１２は、光学的な機能を有する面として、第４面Ｓ１４と、第５面Ｓ１５と、第６面Ｓ１６とを有する。このうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが隣接し、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置され、第４面Ｓ１４と第５面Ｓ１５との間に第６面Ｓ１６が配置されている。

導光プリズム１０において、第１面Ｓ１１、第２面Ｓ１２、第３面Ｓ１３、第４面Ｓ１４、第５面Ｓ１５、及び第６面Ｓ１６は、すべて自由曲面であり結像に関係する。

以下、導光装置２０による導光の光路について簡単に説明する。他の部材である投射レンズ３０からの映像光は、まず、導光プリズム１０のうち第２プリズム部分１２の第６面Ｓ１６に入射し、第５面Ｓ１５で反射され、さらに第４面Ｓ１４で反射される。次に、映像光は、第１プリズム部分１１の第３面Ｓ１３に入射して全反射され、第１面Ｓ１１に入射して全反射される。第１面Ｓ１１で全反射された映像光は、第２面Ｓ１２に入射し、部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。なお、詳しくは後述するが、第２面Ｓ１２は、シースルーを実現するため、ハーフミラー層１５を有するものとなっており、映像光を部分的に透過しつつも反射するものとなっている。第１面Ｓ１１を通過した映像光により、観察者は、画像を観察することが可能になる。また、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とは、眼ＥＹの正面に配されるものであり、かつ、観察者に対し凹面形状を成しており、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とを通過させて外界光を見たときに、視度が略０になっている。

以下、導光プリズム１０に付随して最も投射レンズ３０に近い側に設けられる連結部ＣＰについて説明する。連結部ＣＰは、導光プリズム１０の根元部ＲＰ又は第２プリズム部分１２に付随して設けられる突起状の部材であり、第６面Ｓ１６の上端側と下端側とから連結されるべき投射レンズ３０に向かってそれぞれ延びる第１の取付け基準面Ｓ２１と第２の取付け基準面Ｓ２２とを有している。さらに、連結部ＣＰは、第１及び第２の取付け基準面Ｓ２１，Ｓ２２に挟まれて設けられる第３の取付け基準面Ｓ２３を有している。第１〜第３の取付け基準面Ｓ２１〜Ｓ２３のうち、第１の取付け基準面Ｓ２１と第２の取付け基準面Ｓ２２とは、互いに平行に配置された平面であり、第３の取付け基準面Ｓ２３は、第１及び第２の取付け基準面Ｓ２１，Ｓ２２に垂直に配置された平面である。第１〜第３の取付け基準面（平面）Ｓ２１〜Ｓ２３を有することで、連結部ＣＰは、導光プリズム１０を他の部材である投射レンズ３０と連結する際にアライメントのために利用可能となっている。

補助プリズム５０は、導光プリズム１０と一体的に固定され１つの光学部品である導光装置２０を構成するものとなっている。補助プリズム５０は、導光プリズム１０の透視機能を補助するプリズムであり、光学的な機能を有する側面として、第１透過面Ｓ５１と、第２透過面Ｓ５２と、第３透過面Ｓ５３とを有する光透過部材である。ここで、第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３との間に第２透過面Ｓ５２が配置されている。第１透過面Ｓ５１は、導光プリズム１０の第１面Ｓ１１を延長した曲面上にあり、第２透過面Ｓ５２は、第２面Ｓ１２に対して接着層ＣＣによって接合され一体化されている曲面であり、第３透過面Ｓ５３は、導光プリズム１０の第３面Ｓ１３を延長した曲面上にある。このうち第２透過面Ｓ５２と導光プリズム１０の第２面Ｓ１２とは、接合によって一体化するため、略同じ曲率の形状を有する。また、この場合、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３をそれぞれ延長した第１透過面Ｓ５１及び第２透過面Ｓ５２においても、通過する外界光を見たときに視度が略０になった状態が維持されている。なお、第３面Ｓ１３と第３透過面Ｓ５３とによって第１表面ＳＳ１のうち輪郭が長円状となる表面が眼前に形成され、第１面Ｓ１１と第１透過面Ｓ５１とによって第２表面ＳＳ２のうち輪郭が長円状となる表面が眼前に形成されている。

補助プリズム５０は、可視域で高い光透過性を示し、補助プリズム５０の本体部分は、導光プリズム１０のプリズム本体１０ｓと略同一の屈折率を有する熱可塑性樹脂材料で形成されている。なお、補助プリズム５０は、本体部分を導光プリズム１０のプリズム本体１０ｓに接合した後、接合された状態でプリズム本体１０ｓとともにハードコートによる成膜がなされて形成されるものである。つまり、補助プリズム５０は、導光プリズム１０と同様、本体部分の表面にハードコート層２７が施されたものとなっている。

ここで、導光プリズム１０のうち、補助プリズム５０との接合箇所である第２面Ｓ１２において、シースルーを実現すべく、ハーフミラーを用いた構成となっている。具体的には、第２面Ｓ１２は、導光プリズム１０の表面であり、当該表面にハーフミラー層１５が付随している。このハーフミラー層１５は、光透過性を有する光反射膜ＲＭ（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）１５は、第２面Ｓ１２の一部の部分領域ＰＡ上に形成されている。ハーフミラー層１５は、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、ハーフミラー層１５の映像光ＧＬに対する反射率は、補助プリズム５０を通過する外界光についてのシースルーによる観察を容易にする観点で、想定される映像光ＧＬの入射角範囲において１０％以上５０％以下となっている。具体的な実施例のハーフミラー層１５の映像光ＧＬに対する反射率は、例えば２０％に設定され、映像光ＧＬに対する透過率は、例えば８０％に設定される。

以下、導光装置２０の略全周に亘って設けられるリブ６０について説明する。リブ６０は、導光プリズム１０及び補助プリズム５０の一部として付随して設けられて、導光装置２０の周縁を囲んでいる樹脂製の部材である。リブ６０は、虚像表示装置を組み立てるにあたっての他の部材であるフレームへの取付けを可能にする取付部１０ｇを有するフレーム取付用リブ１０ｋと、第１表面ＳＳ１及び第２表面ＳＳ２に沿って延びるように上辺側と上辺側とにそれぞれ形成され導光プリズム１０と補助プリズム５０との接合にあたっての位置決め基準となる接合用リブ１０ｎ，１０ｐとを有する。ここでは、上端側の接合用リブを接合用リブ１０ｎとし、下端側の接合用リブを接合用リブ１０ｐとする。

フレーム取付用リブ１０ｋにおいて、取付部１０ｇは、アイカバー部ＥＣの外側に配置されるものとなっており、上述した不図示のフレームへ取り付けるに際して当該フレームに設けた突当て面に当接させて、相対的な姿勢を定める基準となる平面部分１０ｈを有する。平面部分１０ｈを有することで、導光装置２０を上記フレームへ取り付ける際に、良好な作業性を確保することができる。

また、上記接合用リブ１０ｎ，１０ｐのうち、上端側の接合用リブ１０ｎは、平板形状である平板部ＦＢ１を有している。同様に、下端側の接合用リブ１０ｐは、平板部ＦＢ２を有している。詳しくは、後述するが、平板部ＦＢ１，ＦＢ２は、導光プリズム１０と補助プリズム５０との接合に際して位置決めにあたっての基準となっている。特に、上端側の平板部ＦＢ１を含む接合用リブ１０ｎは、上述した不図示のフレームへ取り付けるに際して当該フレームにストッパーとして設けた溝状の制限部に僅かな隙間を有する遊嵌状態で挿入されることで、フレームに対する相対的な変位を制限するものとしても機能する。また、上端側の接合用リブ１０ｎは、平板部ＦＢ１に付随して形成されているゲート部ＧＰ１，ＧＰ２を有している。ゲート部ＧＰ１，ＧＰ２は、導光プリズム１０や補助プリズム５０を射出成形によってそれぞれ形成する際の樹脂の流入口に相当するものであり、図示のように、平板部ＦＢ１に比べて厚みのあるブロック状の部分となっている。

ここで、図１（Ｂ）に示すように、第１表面と第２表面との間には、リブ６０が設けられる側方端部ＳＰの他に、第２表面ＳＳ２の一部である第１面Ｓ１１を全体的に囲むように形成されるテーパー面ＴＰが設けられている。このテーパー面ＴＰは、第１面Ｓ１１に対して鈍角をなす傾斜面で構成されており、装着時に装着者の顔面の一部に沿って延びる傾斜側面を含んでいる。これにより、導光装置２０は、より装着者の眼に近づける光学設計を可能なものとしている。より具体的には、テーパー面ＴＰは、傾斜側面として、眼窩上縁、頬、及び鼻にそれぞれ対応する３つの平坦面部分Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３を有している。ここで、図示のように、平坦面部分Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３については、顔の各部（眼窩上縁、頬、及び鼻）の輪郭形状に合わせて適宜緩やかな曲率を有する曲面や自由曲面で形成されるものであり、完全な平面に限らない。また、３つの平坦面部分Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３を含むテーパー面ＴＰは、導光プリズム１０の第１面Ｓ１１等による映像光の導光に影響を与えない範囲で、かつ、外側に向かって広がる形状とすることで導光装置２０の導光プリズム１０と補助プリズム５０とによる外界光の取込に際して視界を妨げない範囲となるように設けられている。

また、図１（Ａ）に示すように、導光装置２０は、第１表面ＳＳ１と平板部ＦＢ１との間に連結面ＣＳ１を有し、第１表面ＳＳ１と平板部ＦＢ１との間に連結面ＣＳ２を有している。連結面ＣＳ１，ＣＳ２は、平板部ＦＢ１，ＦＢ２に垂直な面に対してそれぞれ傾斜した面である。例えば、連結面ＣＳ１，ＣＳ２を平板部ＦＢ１，ＦＢ２に垂直な面に対して数度傾斜させておくことで、成形時の抜きテーパーを持たせることができ、第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２の転写精度を高めることができる。

以下、図２を参照して、導光装置２０を構成する導光プリズム１０の作製のうち、要部である樹脂製のプリズム本体１０ｓの成形について説明する。なお、補助プリズム５０については、同様であるので、図示及び説明を省略する。

図２は、成形金型を用いた射出成形によるプリズム本体１０ｓの成形について説明するための側断面図である。図示のように、成形金型９０は、第１金型９１と第２金型９２とを有して構成され、第１金型９１と第２金型９２とを挟持して両金型９１，９２を型締めすることによりプリズム本体１０ｓの成形を可能にする。つまり、型締めされた状態にあり内部空間であるキャビティＣＶを形成している成形金型９０に対して、キャビティＣＶ内への樹脂の流入口であるゲートＧＴから溶融樹脂が流入し、適宜、加熱や冷却、押圧や脱圧等の動作がなされることで、上述した自由曲面等の各曲面を有するプリズム本体１０ｓが形成される。ここで、図示のように、成形金型９０は、各面に合せた転写面を有している。具体的には、第１及び第２金型９１，９２において、対向するように形成される自由曲面である転写面Ｓ９１が導光に寄与する第１面Ｓ１１や第３面Ｓ１３（図１（Ａ）等参照）等に対応する。また、転写面Ｓ９２が平坦面部分Ｓ３１，Ｓ３２，Ｓ３３等を含むテーパー面ＴＰに対応する。このほか、転写面Ｓ９３が連結面ＣＳ１，ＣＳ２に対応し、転写面Ｓ９４，Ｓ９５が平板部ＦＢ１，ＦＢ２すなわち接合用リブ１０ｎ，１０ｐの表面に対応する。なお、ゲートＧＴの部分において切断された残りがゲート部ＧＰ１，ＧＰ２となる。

ここで、図示のように、平板部ＦＢ１，ＦＢ２に対応する転写面Ｓ９４，Ｓ９５のうち、転写面Ｓ９５は、成形金型９０のパーティングラインＰＬに沿っており、転写面Ｓ９４は、パーティングラインＰＬに平行に沿っている。すなわち、平板部ＦＢ１，ＦＢ２は、パーティングラインＰＬに沿って設けられることになる。この場合、リブ６０の接合用リブ１０ｎ，１０ｐは、簡易でありながら、高精度のものとなっており、導光プリズム１０と補助プリズム５０との接合に際しての基準面として用いることが可能となる。

以下、図１（Ａ）及び１（Ｂ）に戻って、接合用リブ１０ｎ，１０ｐを基準とする導光プリズム１０と補助プリズム５０との接合におけるアライメントについて説明する。まず、接合前の状態において、接合用リブ１０ｎ，１０ｐは、いずれも導光プリズム１０側の部分と補助プリズム５０側の部分とに分かれている。例えば、上端側の接合用リブ１０ｎについては、導光プリズム１０側のゲート部ＧＰ１及び平板部ＦＢ１の一部となるべき平板部分Ｆ１を含む第１接合用リブＲ１と、補助プリズム５０側のゲート部ＧＰ２及び平板部ＦＢ１の残りの一部となるべき平板部分Ｆ２を含む第２接合用リブＲ２とに分かれており、第１接合用リブＲ１と第２接合用リブＲ２とを接合させることで、接合用リブ１０ｎが形成される。この接合に際して、第１及び第２接合用リブＲ１，Ｒ２のうち金型成形に際してパーティングラインＰＬ（図２参照）に沿って設けられる平板部分Ｆ１，Ｆ２（平板部ＦＢ１）を基準とすることで、導光プリズム１０と補助プリズム５０との相対的位置関係を高精度に保った状態で接合させることができる。すなわち、導光プリズム１０や補助プリズム５０に形成された自由曲面の相対的な位置関係を精密な状態に保つことができ、延いては、導光装置２０を精度の高い曲面を有するものにできる。

以下、図３を参照して、ハードコート層２７の成膜について説明する。図３は、ハードコート層２７となるべきコート液が塗布された前後の導光装置２０の様子を示すものである。なお、コート液の塗布については、種々の方法が考えられるが、例えばディップ処理といった浸漬型のハードコート層の成膜が可能である。図中において、双方向矢印Ａ１は、懸架方向すなわち重力方向Ｇ１に平行な方向である。

以下、成膜の一例として、ディップ処理によるハードコート層２７の成膜について簡単に説明する。まず、コート液成膜前において、導光装置２０となるべき基材２０ｓの表面を不図示の洗浄液等により洗浄し、表面にごみ等の付着がない状態を保って乾燥させる。次に、図３において矢印Ｄ１で示すように、基材２０ｓを、樹脂材料を含んだコート液ＣＬを満たした処理槽ＤＴに浸してコート液ＣＬを基材２０ｓの表面全体に十分行き渡らせた後、矢印Ｄ２で示すように、処理槽ＤＴから基材２０ｓを引き上げる。以上のディップ処理により表面全体に亘って成膜されたハードコート層２７となるべきコート液ＣＬの塗布がなされる。

以上のようなディップ処理の後、導光装置２０は、根元部ＲＰ側に対向する先端側に形成される液ダレガイド部１８を重力方向について最下端とするように吊るされた状態となる。この場合、特に導光やシースルーを確保する必要のある各表面に余剰のコート液ＣＬを残すことなく液ダレガイド部１８に導くことができる、すなわちディップ処理により表面に塗布されたコート液ＣＬの流動について液ダレガイド部１８を利用して制御し、コートムラを低減できるものとなっている。また、この場合、ハードコート用液槽に対して浸漬や引き上げが可能になり、作業効率を良くすることができる。

なお、液ダレガイド部１８は、例えばハードコート層２７の成膜後カットするものとしてもよいが、図示のように先端側に設けた場合、例えば両眼型の虚像表示装置に適用すれば、当該箇所を鼻側に設ける部材によって隠すことができる。この場合、液ダレガイド部１８のカット作業をすることなく、液ダレガイド部１８を外観上見えないものとして虚像表示装置の見栄えを良くできる。

以上で説明した第１実施形態の導光装置２０によれば、側方端部ＳＰに沿って延びる突起状のリブ６０を備えるので、導光装置２０を例えば虚像表示装置を構成する他の部材に組み付けるに際して、第１面Ｓ１１等の自由曲面を含む第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２とは別に設けた突起状のリブ６０の一部を基準とすることによって、第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２のアライメントを高精度に行うことが可能となり、虚像表示装置等における導光装置２０の光学的機能を確保することができる。また、第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２を設けた光学的な本体部分は、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良いものとすることができる。

〔第２実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明に係る第２実施形態の虚像表示装置について詳細に説明する。

図４に示すように、本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視認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視認又は観察させることができる。虚像表示装置１００は、観察者の眼前を透視可能に覆う第１及び第２光学部分１０１ａ，１０１ｂと、両光学部分１０１ａ，１０１ｂを支持するフレーム１０２と、フレーム１０２の左右両端から後方のつる部分（テンプル）１０４にかけての部分に付加された第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂとを備える。ここで、図面上で左側の第１光学部分１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとを組み合わせた第１表示装置１００Ａ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。また、図面上で右側の第２光学部分１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとを組み合わせた第２表示装置１００Ｂ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。

図５は、虚像表示装置１００の外観と内部とを対比した図であり、図５（Ａ）は、虚像表示装置１００の全体を示し、図５（Ｂ）は、虚像表示装置１００の内部構造を示している。図６は、図５（Ｂ）の右半分に対応し、虚像表示装置１００の第１表示装置１００Ａ側を部分的に拡大した斜視図である。

図示のように、虚像表示装置１００に設けたフレーム１０２は、Ｕ字状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、左右の横方向（Ｘ方向）に延びる正面部１０２ａと、前後の奥行き方向（Ｚ方向）に延びる一対の側面部１０２ｂ，１０２ｃとを備える。フレーム１０２、すなわち正面部１０２ａと側面部１０２ｂ，１０２ｃとは、アルミダイカストその他の各種金属材料で形成された金属製の一体部品である。正面部１０２ａの奥行き方向（Ｚ方向）の幅は、第１及び第２光学部分１０１ａ，１０１ｂに対応する導光装置２０の厚み又は幅よりも十分に厚いものとなっている。正面部１０２ａにおける向かって左端部から側面部１０２ｂにかけての部分である側方端部６５ａに、第１光学部分１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとがアライメントされネジ止めよって直接固定されることによって支持されている。また、正面部１０２ａにおける向かって右端部から側面部１０２ｃにかけての部分である側方端部６５ｂに、第２光学部分１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとがアライメントされネジ止めによって直接固定されることによって支持されている。なお、第１光学部分１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとは、嵌合によって互いにアライメントされ、第２光学部分１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとは、嵌合によって互いにアライメントされる。

フレーム１０２には、アンダーリム状の部材又は枠状の部材として、プロテクター１０８が固定されている。プロテクター１０８の中央部１０８ｇは、フレーム１０２の中央部１０２ｇに嵌合及びネジ止めによって固定されている。このため、図５（Ｂ）に示すように、フレーム１０２の中央部１０２ｇには、固定用の凹部１０２ｋが形成され、凹部１０２ｋの中央にはネジ穴が形成されている。プロテクター１０８は、２段のクランク状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、金属材料又は樹脂材料で形成された一体部品である。プロテクター１０８の奥行き方向（Ｚ方向）の幅は、第１及び第２光学部分１０１ａ，１０１ｂに対応する導光装置２０の厚み又は幅程度となっている。プロテクター１０８の第１先端部１０８ｉは、第１像形成本体部１０５ａに対して嵌合によって固定され、プロテクター１０８の第２先端部１０８ｊは、第２像形成本体部１０５ｂに対して嵌合によって固定される。

フレーム１０２は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂを支持するだけでなく、本体部１０５ａを覆うカバー状の外装部材１０５ｄと協働して第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂの内部を保護する役割を有する。プロテクター１０８は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂに連結される導光装置２０の側辺部や下辺部を保護する役割を有する。つまり、フレーム１０２やプロテクター１０８が十分な強度を有すれば、虚像表示装置１００が周囲の他の物体と衝突等しても、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂや第１及び第２光学部分１０１ａ，１０１ｂ、特に露出する導光装置２０において損傷や位置ずれが発生する可能性を低減できる。

プロテクター１０８の中央部１０８ｇに近い一対の縦部分６３ａには、パッド状の鼻当て部材１０８ａがそれぞれ形成されている。プロテクター１０８の縦部分６３ａや横部分６３ｂは、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂに連結される根元側を除いた導光装置２０の周囲部分Ａ０と離間するか又は緩く接している。なお、導光装置２０の周囲部分Ａ０は、フレーム１０２の正面部１０２ａとも離間するか又は緩く接している。このように、導光装置２０は、根元側を除いたＣ字状の周囲部分Ａ０でフレーム１０２及びプロテクター１０８に近接するが、フレーム１０２及びプロテクター１０８に固定されていない。このため、中央の導光装置２０と、フレーム１０２及びプロテクター１０８を含む枠状部材１０９との間に熱膨張率の差があっても、枠状部材１０９内での導光装置２０の膨張が許容され、導光装置２０に歪み、変形、破損が生じることを防止できる。

図６に示すように、第１表示装置１００Ａは、見方を変えれば、投影用の光学系である投射透視装置７０と、映像光を形成する画像表示装置８０とを備える。投射透視装置７０は、第１像形成本体部１０５ａによって形成された画像を虚像として観察者の眼に投射する役割を有する。投射透視装置７０は、導光装置２０と、結像用の投射レンズ３０とを備える。

なお、導光装置２０は、既述のように、導光プリズム１０と補助プリズム５０とを一体化したものである。投射透視装置７０のうち導光装置２０は、図４における第１光学部分１０１ａに相当し、投射透視装置７０の投射レンズ３０と表示用の画像パターンを形成する画像表示装置８０とは、図４における第１像形成本体部１０５ａに相当する。なお、補助プリズム５０の先端側に設ける液ダレガイド部１８（図３等参照）については、例えばプロテクター１０８の一部に隠れるようにするものとしてもよく、或いは、フレーム１０２等への組み付け前に切断するものとしてもよい。従って、図中では液ダレガイド部１８について省略している。

図７（Ａ）及び７（Ｂ）等を参照して、第１表示装置１００Ａのフレーム１０２への組付けについて説明する。第１像形成本体部１０５ａを構成する投射レンズ３０は、その鏡筒３９に埋め込むように形成された取付部３９ｇを利用してフレーム１０２の側方端部６５ａに設けた第１固定部６１ｆに直接固定されている。このような固定の際、第１固定部６１ｆの裏面６８ｆと取付部３９ｇの上端面３９ｆ等とが当接してアライメントが達成され、ネジ孔６１ｓを介してネジ６１ｔを取付部３９ｇにねじ込むことで着脱可能で確実な固定が可能になる。この際、フレーム１０２のボス孔６１ｘに鏡筒３９に設けたボス３９ｘが嵌合して鏡筒３９の回転が規制され回転に関する位置決めも行われる。一方、第１光学部分１０１ａである導光装置２０は、そのネック部（図１（Ａ）の繋ぎ合せ部ＢＰに相当）に形成された突起状の取付部１０ｇを利用して、フレーム１０２の側方端部６５ａに設けた第２固定部６１ｅに直接固定されている。なお、取付部１０ｇは、第１プリズム部分１１と第２プリズム部分１２との境界周辺において周囲に拡張するように立設されている。このような固定の際、第２固定部６１ｅの前側部分に設けた突当て面６８ｅと取付部１０ｇの裏面である平面部分１０ｈとが当接してアライメントが達成され、ネジ孔６１ｕを介してネジ６１ｖを取付部１０ｇにねじ込むことで着脱可能で確実な固定が可能になる。見方を変えると、導光装置２０は、取付部１０ｇを含むフレーム取付用リブ１０ｋを有することで、導光装置２０にとっての他の部材であるフレーム１０２（第１の他の部材Ｑ１）に対して、精度よくアライメントすることが可能となっている。なお、図６等に示す画像表示装置８０は、投射レンズ３０の鏡筒３９の後端に嵌め込むようにして固定される。

導光装置２０は、導光プリズム１０の第２プリズム部分１２側の先端部である連結部ＣＰが投射レンズ３０の鏡筒３９の前端側に設けられて開口する矩形枠状の係止部材３９ａに嵌合することで投射レンズ３０に対して位置決めされる。つまり、導光装置２０に設けた導光プリズム１０をフレーム１０２の第２固定部６１ｅに固定する際に、第２プリズム部分１２側の連結部ＣＰを鏡筒３９の係止部材３９ａ内に嵌合するように挿入する。この際、連結部ＣＰの基準面Ｓ２１〜Ｓ２３が係止部材３９ａの内面３９ｍと当接してアライメントが達成される。見方を変えると、導光装置２０は、連結部ＣＰを有することで、導光装置２０にとっての他の部材である像形成本体部１０５ａの一部を構成する鏡筒３９（第２の他の部材Ｑ２）に対して、精度よくアライメントすることが可能となっている。

フレーム１０２の正面部１０２ａの下面１０２ｍには、図７（Ｂ）に示すように、ストッパーとして溝状の制限部１０２ｎが設けられている。導光装置２０の組み付け後において、制限部１０２ｎには、導光装置２０に設けた導光プリズム１０のリブ６０のうち、上端部に設けた突起状の接合用リブ１０ｎが僅かな隙間を有する遊嵌状態で挿入される。これにより、導光装置２０の先端側の変位をフレーム１０２の奥行き方向（図２（Ｂ）に示すＺ方向）に関して制限することができる。見方を変えると、リブ６０は、フレーム１０２へ取り付けるに際して第１及び第２表面ＳＳ１，ＳＳ２（図１（Ａ）等参照）のフレーム１０２に対する相対的な変位を制限するものとなっている。なお、導光装置２０の接合用リブ１０ｎとフレーム１０２の制限部１０２ｎとは、左右の横方向（Ｘ方向）に延びており、接合用リブ１０ｎと制限部１０２ｎとが密着又は接合されていないので、導光装置２０のフレーム１０２に対する非固定状態が確保されている。なお、導光装置２０は、プロテクター１０８と僅かに離間しており、プロテクター１０８との関係でも非固定状態とされている。これにより、導光装置２０とフレーム１０２との間に熱膨張率の差があっても、フレーム１０２に対して導光装置２０の膨張等が許容される。

以上までの工程によって、フレーム１０２と投射透視装置７０とのアセンブリー（図５（Ｂ）参照）を得ることができる。

なお、以上の導光装置２０の組み付けにおいて、リブ６０のうち接合用リブ１０ｎに含まれるゲート部ＧＰ１，ＧＰ２は、他の部分と併せて外観から隠すことができるので、ゲート部ＧＰ１，ＧＰ２の除去等の作業を簡易にできることになる。

図８を参照して、投射透視装置７０等の機能、動作等の詳細について説明する。投射透視装置７０のうち、導光プリズム１０において、第１面Ｓ１１は、Ｚ軸に平行な射出側光軸ＡＸＯを中心軸とする自由曲面であり、第２面Ｓ１２は、ＸＺ面に平行な基準面（図示の断面）に含まれＺ軸に対して傾斜した光軸ＡＸ１を中心軸とする自由曲面であり、第３面Ｓ１３は、射出側光軸ＡＸＯを中心軸とする自由曲面である。第４面Ｓ１４は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれＺ軸に対して傾斜した一対の光軸ＡＸ３，ＡＸ４の２等分線を中心軸とする自由曲面であり、第５面Ｓ１５は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれＺ軸に対して傾斜した一対の光軸ＡＸ４，ＡＸ５の２等分線を中心軸とする自由曲面であり、第６面Ｓ１６は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれＺ軸に対して傾斜した光軸ＡＸ５を中心軸とする自由曲面である。なお、以上の第１〜第６面Ｓ１１〜Ｓ１６は、水平（又は横）に延びＸＺ面に平行で光軸ＡＸ１〜ＡＸ５等が通る基準面（図示の断面）を挟んで、鉛直（又は縦）のＹ軸方向に関して対称な形状を有している。

画像表示装置８０は、２次元的な照明光ＳＬを射出する照明装置８１と、透過型の空間光変調装置である映像表示素子８２と、照明装置８１及び映像表示素子８２の動作を制御する駆動制御部８４とを有する。

画像表示装置８０の照明装置８１は、赤、緑、青の３色を含む光を発生する光源８１ａと、光源８１ａ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８１ｂとを有する。映像表示素子８２は、例えば液晶表示デバイスで形成される映像素子であり、照明装置８１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８４は、光源駆動回路８４ａと、液晶駆動回路８４ｂとを備える。光源駆動回路８４ａは、照明装置８１の光源８１ａ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８４ｂは、映像表示素子（映像素子）８２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映像光又は画像光を形成する。なお、液晶駆動回路８４ｂ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。

以下、虚像表示装置１００における映像光ＧＬ等の光路について説明する。映像表示素子（映像素子）８２から射出された映像光ＧＬは、投射レンズ３０によって収束されつつ、導光プリズム１０に設けた比較的強い正の屈折力を有する第６面Ｓ１６に入射する。

導光プリズム１０の第６面Ｓ１６を通過した映像光ＧＬは、収束しつつ進み、第２プリズム部分１２を経由する際に、比較的弱い正の屈折力を有する第５面Ｓ１５で反射され、比較的弱い負の屈折力を有する第４面Ｓ１４で反射される。

第２プリズム部分１２の第４面Ｓ１４で反射された映像光ＧＬは、第１プリズム部分１１において、比較的弱い正の屈折力を有する第３面Ｓ１３に入射して全反射され、比較的弱い負の屈折力を有する第１面Ｓ１１に入射して全反射される。なお、映像光ＧＬは、第３面Ｓ１３を通過する前後において、導光プリズム１０中に中間像を形成する。この中間像の像面ＩＩは、映像表示素子８２の像面（表示位置）ＯＩに対応するものである。

第１面Ｓ１１で全反射された映像光ＧＬは、第２面Ｓ１２に入射するが、特に光反射膜ＲＭであるハーフミラー層１５に入射した映像光ＧＬは、このハーフミラー層１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。なお、ハーフミラー層１５は、ここで反射される映像光ＧＬに対して比較的強い正の屈折力を有するものとして作用する。また、第１面Ｓ１１は、これを通過する映像光ＧＬに対して負の屈折力を有するものとして作用する。

第１面Ｓ１１を通過した映像光ＧＬは、観察者の眼ＥＹの瞳に略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての映像光ＧＬにより、映像表示素子８２上に形成された画像を観察することになる。

一方、外界光ＨＬのうち、導光プリズム１０の第２面Ｓ１２よりも−Ｘ側に入射するものは、第１プリズム部分１１の第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とを通過するが、この際、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、導光プリズム１０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。同様に、外界光ＨＬのうち、導光プリズム１０の第２面Ｓ１２よりも＋Ｘ側に入射するもの、つまり、補助プリズム５０に入射したものは、これに設けた第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とを通過する際に、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、補助プリズム５０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。さらに、外界光ＨＬのうち、導光プリズム１０の第２面Ｓ１２に対向する補助プリズム５０の重複部分に入射するものは、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とを通過する際に、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、補助プリズム５０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。なお、導光プリズム１０の第２面Ｓ１２と補助プリズム５０の第２透過面Ｓ５２とは、略同一の曲面形状をともに有するだけでなく、略同一の屈折率をともに有し、両者の隙間が略同一の屈折率の接着層ＣＣで充填されている。つまり、導光プリズム１０の第２面Ｓ１２や補助プリズム５０の第２透過面Ｓ５２は、外界光ＨＬに対して屈折面として作用しない。

ただし、ハーフミラー層１５に入射した外界光ＨＬは、このハーフミラー層１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されるので、ハーフミラー層１５に対応する方向から眼ＥＹに向かう外界光ＨＬは、ハーフミラー層１５の透過率に弱められる。その一方で、ハーフミラー層１５に対応する方向から眼ＥＹに向けては、映像光ＧＬが入射するので、観察者は、ハーフミラー層１５の方向に映像表示素子（映像素子）８２上に形成された画像とともに外界像を観察することになる。

導光プリズム１０内で伝搬されて第２面Ｓ１２に入射した映像光ＧＬのうち、ハーフミラー層１５で反射されなかったものは、補助プリズム５０内に入射するが、補助プリズム５０に設けた不図示の反射防止部によって導光プリズム１０に戻ることが防止される。つまり、第２面Ｓ１２を通過した映像光ＧＬが光路上に戻されて迷光となることが防止される。また、補助プリズム５０側から入射してハーフミラー層１５で反射された外界光ＨＬは、補助プリズム５０に戻されるが、補助プリズム５０に設けた上述の不図示の反射防止部によって導光プリズム１０に射出されることが防止される。つまり、ハーフミラー層１５で反射された外界光ＨＬが光路上に戻されて迷光となることが防止される。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の虚像表示装置１００によれば、導光装置２０が周囲の一箇所である取付部１０ｇにおいてフレーム１０２に直接固定されるので、導光装置２０の固定が簡易になり、虚像表示装置１００を軽量化しやすくなるとともに、フレーム１０２による導光装置２０の支持強度も向上する。さらに、導光装置２０が取付部１０ｇを除く残りの周囲部分Ａ０においてフレーム１０２及びプロテクター１０８に対して非固定状態になっているので、導光装置２０とフレーム１０２等との間に熱膨張率の差があっても、フレーム１０２等に対して導光装置２０の膨張が許容され、導光装置２０に歪み、変形、破損が生じることを防止できる。このように、虚像表示装置１００において、導光装置２０の光学的機能を確保されるように確実かつ高精度に組み付けることができる。ここで、導光装置２０は、眼鏡の形態に近づけて見た目のフォルムの良いものとなっているため、虚像表示装置１００全体としても、フォルムの良いものにできる。

また、本実施形態の虚像表示装置１００によれば、プロテクター１０８が導光装置２０の周囲のうちフレーム１０２に固定される取付部１０ｇを除く残りの周囲部分Ａ０の少なくとも一部を覆うように保護する。つまり、フレーム１０２とプロテクター１０８とによって導光装置２０の周囲を囲んで覆うように保護することができる。これにより、虚像表示装置１００を落下させた場合のようにランダムな方向からの強い衝撃に対する耐久性を高めることができる。

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態の虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態の虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置１００の変形例であり、特に説明しない場合、図１等に示す虚像表示装置１００と同様であるものとする。

以下、図９（Ａ）及び９（Ｂ）を参照して、本実施形態の虚像表示装置２００について説明する。図示のように、本実施形態の虚像表示装置２００は、観察者の眼前を透視可能に覆う第１及び第２光学部材２０１ａ，２０１ｂと、両光学部材２０１ａ，２０１ｂを支持するフレーム１０２と、フレーム１０２の左右両端から後方にかけての部分に固定された第１及び第２駆動部２０５ａ，２０５ｂと、２次元的に走査される信号光を射出する第１及び第２映像素子２０６ａ，２０６ｂとを備える。図面上で左側の第１光学部材２０１ａと第１駆動部２０５ａと第１映像素子２０６ａとを組み合わせた第１表示装置１００Ａ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。また、図面上で右側の第２光学部材２０１ｂと第２駆動部２０５ｂと第２映像素子２０６ｂとを組み合わせた第２表示装置１００Ｂは、左眼用の虚像を形成する部分であり、第１表示装置１００Ａの左右を反転させただけであり、第１表示装置１００Ａと同じ機能を有する。

第１表示装置１００Ａにおいて、第１映像素子２０６ａは、強度変調された信号光を形成するとともに当該信号光を走査光ＴＬとして射出する。第１光学部材２０１ａは、第１映像素子２０６ａからの走査光ＴＬを反射することによって画像光ＧＬを形成する被照射部材であり、このような画像光ＧＬを眼ＥＹに導く機能を有する。第１駆動部２０５ａは、第１映像素子２０６ａに対して不図示の光ファイバー等を介して照明光を供給する光源、第１映像素子２０６ａ等を動作させる制御回路等を含む本体部分２８０を有する。

第１映像素子２０６ａは、鼻当て部材１０８ａに組み付けられており、フレーム１０２に対して間接的に固定されている。第１映像素子２０６ａは、本体部分２８０からの照明光を制御信号に基づいて変調する信号光変調部２８１と、信号光変調部２８１を経た信号光を走査しつつ射出させる走査光学系２８２とを有する。ここで、走査光学系２８２は、ＭＥＭＳミラー等で構成され、信号光変調部２８１による信号光の変調に同期させて姿勢を変化させることにより、信号光の光路を調整することで第１光学部材２０１ａの内面への光線（走査光ＴＬ）の射出角度を縦横に変化させる２次元走査を行う。

第１光学部材２０１ａは、第１映像素子２０６ａの前方又は光射出方向において装着者の眼ＥＹの前方を覆うように配置されている。第１光学部材２０１ａは、走査光の照射を受ける半透過膜である半透過反射膜２８５と、半透過反射膜２８５を支持固定する支持部材２８６とを有している。これにより、装着者の眼ＥＹには、画像光ＧＬによる虚像のみならず、外界からの光も入ることになり、虚像表示装置２００は、双方を重畳して観察可能にするシースルーの構成となっている。なお、半透過反射膜２８５は、ハーフミラーとすることもできるが、ホログラムその他の回折型の光学素子とすることもできる。

第１光学部材２０１ａは、第１実施形態の第１光学部材１０１ａのような内部伝搬型の導光部ではないが、第１実施形態の場合と同様に眼前を覆う薄い楕円形状を有し、外周の一部である周囲部分Ａ０に取付部１０ｇとリブ１０ｎとを有する。

第１光学部材２０１ａのフレーム１０２への組付けについて説明する。第１光学部材１０１ａは、周囲部分Ａ０に形成された突起状の取付部１０ｇを利用して、フレーム１０２の側方にある側方端部６５ａに設けた第２固定部６１ｅに直接固定されており、第１映像素子２０６ａ等に対してアライメントされた状態となっている。フレーム１０２には、ストッパーとして溝状の制限部１０２ｎが設けられている。第１光学部材２０１ａの組み付け後において、制限部１０２ｎには、第１光学部材２０１ａの上端部に設けた突起状のリブ１０ｎが僅かな隙間を有する遊嵌状態で挿入される。これにより、第１光学部材２０１ａの先端側の変位をフレーム１０２の奥行き方向に関して制限することができる。なお、第１光学部材２０１ａのうち取付部１０ｇを除いた部分は、フレーム１０２及びプロテクター１０８と僅かに離間しており、フレーム１０２及びプロテクター１０８との関係で非固定状態とされている。

以下、画像形成の動作について説明する。まず、第１映像素子２０６ａのうち、信号光変調部２８１は、画像を構成する画素の輝度に対応して照明光を変調した信号光を形成し射出する。信号光変調部２８１から射出された信号光は、スキャン部である走査光学系２８２に入射する。走査光学系２８２は、信号光を走査光ＴＬとして第１光学部材１０１ａに向けて射出する。第１光学部材１０１ａにおいて、走査光ＴＬを入射させることで、ここでの反射光としての画像光ＧＬによって虚像が形成され、この虚像を観察者が眼ＥＹで捉えることで、画像が認識される。

以上、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。

上記の説明では、導光プリズム１０において、各面Ｓ１１−Ｓ１６は、すべて自由曲面であるものとしているが、これに限らず、例えば一部に自由極お面以外の曲面を含んでいるものとしてもよい。

また、上記の説明では、フレーム１０２と投射レンズ３０とが別体でネジ止めによって投射レンズ３０をフレーム１０２に固定しているが、投射レンズ３０の鏡筒３９をフレーム１０２と一体成形することもできる。鏡筒３９をフレーム１０２と一体成形する方法として、アウトサート成形、ダイカスト一体成形後の鏡筒部削り出し等の手法がある。

導光装置２０又は投射レンズ３０については、ネジ止めによる締結に限らず、様々な手法でフレーム１０２に固定することができる。

上記の説明では、フレーム１０２にプロテクター１０８を取り付けているが、プロテクター１０８についてはこれを省略することができる。この場合、図５（Ｂ）等に示すフレーム１０２を元の形状のままに維持して、フレーム１０２の中央部１０２ｇに鼻当て部材１０８ａを設けた補助部材を連結することもできるが、補助部材を一体的に設けたフレーム１０２を予め準備することもできる。かかる補助部材は、プロテクター１０８の縦部分６３ａと同様に導光装置２０を保護する部材として用い得る。なお、フレーム１０２とプロテクター１０８とを一体的に作製することもできる。

上記の説明では、導光装置２０がフレーム１０２側に片持ち状態で支持されているが、導光装置２０をフレーム１０２やプロテクター１０８によって周囲から支持することができる。この際、フレーム１０２やプロテクター１０８に導光装置２０の相対的な伸縮を許容するような部材又は機構を設けることが望ましい。

上記の説明では、導光プリズム１０の光入射側に投射レンズ３０を配置しているが、投射レンズ３０を省略して、導光プリズム１０自体に結像機能を持たせることができる。また、投射レンズ３０に代えて結像機能を有する別の導光プリズム１０を配置することもできる。

上記の説明では、フレーム１０２に制限部１０２ｎを設けているが、これに代えて或いはこれとともに、プロテクター１０８に導光プリズム１０の変形、ぶれ等を防止するための制限部を設けることもできる。

上記の説明では、投射レンズ３０の鏡筒３９に導光装置２０との係止部材３９ａを設けているが、導光装置２０側に例えば鏡筒３９を挟むように鏡筒３９と嵌合する係止部材を設けることができる。

上記の説明では、ハーフミラー層（半透過反射膜）１５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１５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。また、ハーフミラー層１５の透過率や反射率も用途その他に応じて変更することができる。

上記の説明では、ハーフミラー層１５が単なる半透過性の膜（例えば金属反射膜や誘電体多層膜）であるとしたが、ハーフミラー層１５は、平面又は曲面のホログラム素子に置き換えることができる。

上記の説明では、映像表示素子８２における表示輝度の分布を特に調整していないが、位置によって輝度差が生じる場合等においては、表示輝度の分布を不均等に調整することができる。

上記の説明では、画像表示装置８０として、透過型の液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２を用いているが、画像表示装置８０としては、透過型の液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２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、液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２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８０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ができる。

上記実施形態では、透過型の液晶表示デバイス等からなる画像表示装置８０を用いているが、これに代えて走査型の画像表示装置を用いることもできる。

具体的には図１０に示すように、虚像表示装置としての第１表示装置１００Ａは、導光装置２０と画像表示装置３８０とを備える。導光装置２０は、上記実施形態と同様の機能及び構造を有する光学部材であるため、詳しい説明を省略する。画像表示装置３８０は、強度変調された信号光を形成するとともに当該信号光を走査光ＴＬとして射出する装置であり、信号光形成部３８１と走査光学系３８２とを有する。

信号光形成部３８１は、光源を備えており、不図示の制御回路からの制御信号に基づいて変調して形成した信号光ＬＬを射出する。走査光学系３８２は、信号光形成部３８１を経た信号光ＬＬを走査しつつ射出させる。ここで、走査光学系３８２は、ＭＥＭＳミラー等で構成され、信号光形成部３８１による信号光ＬＬの変調に同期させて姿勢を変化させて信号光ＬＬの光路を調整することで光線（走査光ＴＬ）の射出角度を縦横に変化させる２次元走査を行う。以上により、画像表示装置３８０は、映像光ＧＬとなるべき走査光ＴＬを導光装置２０に入射させるとともに第２面Ｓ１２のうちハーフミラー層１５が形成される部分領域の全体に対してスキャンさせる。

図示の第１表示装置１００Ａの動作について説明すると、画像表示装置３８０は、上述のようにして、信号光ＬＬを走査光ＴＬとして導光装置２０の第６面Ｓ１６に向けて射出する。導光装置２０は、第６面Ｓ１６を通過した走査光ＴＬを全反射等により内部で導光させ、ハーフミラー層１５に到達させる。この際、ハーフミラー層１５の面上において走査光ＴＬが走査されることで、走査光ＴＬの軌跡としての画像光ＧＬによって虚像が形成され、この虚像を装着者が眼ＥＹで捉えることで、画像が認識される。なお、図示の場合では、導光装置２０のうち光入射面である第６面Ｓ１６は、走査光ＴＬの光軸に対して垂直な平面となっている。また、第５面Ｓ１５及び第４面Ｓ１４も平面となっている。

上記の説明では、一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂを備える虚像表示装置１００について説明しているが、単一の表示装置とできる。つまり、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ投射透視装置７０及び画像表示装置８０を設けるのではなく、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ投射透視装置７０及び画像表示装置８０を設け、画像を片眼視する構成にしてもよい。この場合、フレーム１０７やつる部分１０４は、例えば図１等に示すままで左右対称に配置する形状とすることもできるが、表示装置を支持しない側のフレーム部分については、耳以外で固定するといった異なる形状とすることもできる。

上記の説明では、一対の表示装置１００Ａ，１００ＢのＸ方向の間隔について説明していないが、両表示装置１００Ａ，１００Ｂの間隔は固定に限らず、機械機構等によって間隔の調整が可能である。つまり、フレーム１０２に伸縮機構等を設けるならば、両表示装置１００Ａ，１００ＢのＸ方向の間隔を、着用者の眼幅等に応じて調整することができる。

上記の説明では、導光プリズム１０の第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３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映像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明の虚像表示装置１００における全反射については、第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３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、映像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、上記第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３の全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての映像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの映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面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３の全体又は一部がコートされていてもよい。

上記の説明では、導光プリズム１０等が眼ＥＹの並ぶ横方向に延びているが、導光プリズム１０を縦方向に延びるように配置することもできる。この場合、導光プリズム１０は、例えば上部での片持ち状態によって支持される。

上記の説明では、投射レンズ３０及び画像表示装置８０を用いて映像光ＧＬを形成しているが、これらに代えて走査型の光学系を用いることができる。すなわち、ＭＥＭＳその他の走査部と、走査部に照明光を入射させるＬＥＤその他の光源部とによって映像光を形成し、その映像光を導光プリズム１０内に導くことができる。

ＡＰ…眼前形成部、 Ａ０…周囲部分、 ＡＸ１-ＡＸ５…光軸、 ＡＸＯ…射出側光軸、 ＢＰ…繋ぎ合せ部、 ＣＰ…連結部（嵌合部）、 ＣＳ１，ＣＳ２…連結面、 ＣＶ…キャビティ、 ＥＣ…アイカバー部、 ＥＹ…眼、 Ｆ１，Ｆ２…平板部分、 ＦＢ１，ＦＢ２…平板部、 ＧＰ１，ＧＰ２…ゲート部、 ＧＬ…映像光、 ＯＩ…像面、 ＰＬ…パーティングライン、 Ｑ１…第１の他の部材、 Ｑ２…第２の他の部材、 Ｒ１…第１接合用リブ、 Ｒ２…第２接合用リブ、 ＲＭ…光反射膜、 ＲＰ…根元部、 Ｓ１１‐Ｓ１６…第１-第６面、 Ｓ２１‐Ｓ２３…基準面、 Ｓ３１‐Ｓ３３…平坦面部分（傾斜側面）、 Ｓ５１-Ｓ５３…第１-第３透過面、 Ｓ９１‐Ｓ９５…転写面、 ＳＬ…照明光、 ＳＰ…側方端部、 ＳＳ１…第１表面、 ＳＳ２…第２表面、 ＴＰ…テーパー面、 １０…導光プリズム、 １０ｇ…取付部、 １０ｈ…平面部分、 １０ｋ…フレーム取付用リブ、 １０ｎ，１０ｐ…接合用リブ、 １１…第１プリズム部分、 １２…第２プリズム部分、 １５…ハーフミラー層、 １８…液ダレガイド部、 ２０…導光装置、 ２７…ハードコート層、 ３０…投射レンズ、 ３９…鏡筒、 ３９ａ…係止部材、 ３９ｇ…取付部、 ５０…補助プリズム、６０…リブ、 ６１ｅ…固定部、 ６１ｆ…固定部、 ６１ｘ…ボス孔、 ６５ａ，６５ｂ…側方端部、 ６８ｅ…突当て面、 ７０…投射透視装置、 ８０…画像表示装置、 ８１…照明装置、 ８２…映像表示素子、 ８４…駆動制御部、 ９０…成形金型、 ９１，９２…金型、 １００…虚像表示装置、 １００Ａ…第１表示装置、 １００Ｂ…第２表示装置、 １０１ａ…第１光学部分、 １０１ｂ…第２光学部分、 １０２…フレーム、 １０２ｎ…制限部、 １０４…つる部分、 １０５ａ…第１像形成本体部（像形成本体部）、 １０５ｂ…第２像形成本体部（像形成本体部）

Claims (23)

1. 互いに対向して配置され、映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる自由曲面を含む第１及び第２表面と、
   前記第１及び第２表面間に設けられた側方端部と、
   前記側方端部の少なくとも一部に沿って設けられる突起状のリブと
   を備える光学部材。
2. 前記第１及び第２表面は、前記映像素子からの映像を反射させて観察者の眼に導く、請求項１に記載の光学部材。
3. 前記第１及び第２表面は、プリズム状の部材の表面として形成され、前記映像素子である映像表示素子からの映像の光を当該プリズム状の部材の内部で反射させつつ観察者の眼に導く、請求項２に記載の光学部材。
4. 前記リブは、第１の他の部材である支持用のフレームに対して前記第１及び第２表面を相対的に位置決めした状態で取付け可能にする取付部を有する、請求項１から３までのいずれか一項に記載の光学部材。
5. 前記取付部は、前記フレームへ取り付けるに際して当該フレームに設けた突当て面に当接させて、相対的な姿勢を定める基準となる平面部分を有する、請求項４に記載の光学部材。
6. 前記取付部は、前記自由曲面を含んで長円状の輪郭を有し眼前に配置されるアイカバー部の外側に配置される、請求項５に記載の光学部材。
7. 前記リブは、前記フレームへ取り付けるに際して前記第１及び第２表面の当該他の部材に対する相対的な変位を制限する、請求項１から６までのいずれか一項に記載の光学部材。
8. 映像光を導光するとともに外界光の透視を可能にする本体部分である導光プリズムと、前記導光プリズムに接合されて一体的に固定されるとともに前記導光プリズムの透視機能を補助する補助プリズムとを接合することによって得られる、請求項１から７までのいずれか一項に記載の光学部材。
9. 前記導光プリズムと前記補助プリズムとの境界にハーフミラー層を有する、請求項８に記載の光学部材。
10. 前記導光プリズムは、前記リブの一部として第１接合用リブを有し、
    前記補助プリズムは、前記リブの一部として第２接合用リブを有し、
    前記導光プリズムと前記補助プリズムとは、前記第１接合用リブと前記第２用接合リブとを基準として接合される、請求項８及び９のいずれか一項に記載の光学部材。
11. 前記導光プリズムは、射出成形によって形成される、請求項８から１０までのいずれか一項に記載の光学部材。
12. 前記リブは、前記側方端部に沿って延びる平板部を有し、前記平板部は、射出成形を行う成形金型のパーティングラインに沿って設けられる、請求項１１に記載の光学部材。
13. 前記リブは、前記平板部に付随して射出成形時の樹脂の流入口に相当するゲート部を有する、請求項１２に記載の光学部材。
14. 前記第１表面と前記平板部との間に平板部に垂直な面に対して傾斜する連結面をさらに備える、請求項１２及び１３のいずれか一項に記載の光学部材。
15. 装着者の顔面に近い裏側の前記第２表面に隣接して、前記第２表面に対して鈍角をなす傾斜側面を有する、請求項１から１４までのいずれか一項に記載の光学部材。
16. 前記第１表面と前記第２表面との間に、前記傾斜側面を含むとともに装着時に装着者の顔面に沿って延びるテーパー面を有する、請求項１５に記載の光学部材。
17. 前記テーパー面は、前記傾斜側面として、眼窩上縁、頬、及び鼻にそれぞれ対応する３つの平坦面部分を有する、請求項１６に記載の光学部材。
18. 前記映像光を入射させる側に設けられた第２の他の部材である像形成本体部と連結するに際して前記第１及び第２表面の当該第２の他の部材に対する相対的なアライメントを可能にする連結部を有する、請求項１から１７までのいずれか一項に記載の光学部材。
19. 前記連結部は、前記像形成本体部と嵌合することによって当該像形成本体部との間で姿勢のアライメントを可能にする嵌合部である、請求項１８に記載の光学部材。
20. 互いに対向して配置され、映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる自由曲面を含む第１及び第２表面を備え、
    前記第１表面と前記第２表面とは、長円状の輪郭を有する曲面をそれぞれ含む、光学部材。
21. 前記長円状の輪郭を有する曲面を有し眼前に配置されるアイカバー部がドロップ状の外観を有する、請求項２０に記載の光学部材。
22. 映像光を生じさせる映像素子と、
    前記映像素子からの映像光を観察者の眼に向けて画像を視認させる請求項１から２１までのいずれか一項に記載の光学部材と
    を備える虚像表示装置。
23. 前記光学部材が観察者の眼前に配置されるように、前記映像素子と前記光学部材とを支持するフレームをさらに備える、請求項２２に記載の虚像表示装置。

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