JP2019113721A - 導光装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光漏れの発生を低減できる、導光装置及び表示装置を提供する。【解決手段】本発明の導光装置は、光を入射させる入射部と、入射部により入射された光を導光させる導光体と、入射部及び導光体を接着する接着層と、接着層の側面に設けられた反射部材と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、導光装置及び表示装置に関するものである。

近年、ウェアラブル情報機器の一つとして、ヘッドマウントディスプレイなどの観察者の頭部に装着して使用する方式の画像表示装置が提供されている。例えば、下記特許文献１には、観察者が画像表示装置を装着した際に、表示素子により生成された画像光および外界光の双方を同時に視認できる画像表示装置、いわゆるシースルー型の画像表示装置が開示されている。

このようなシースルー型の画像表示装置は画像光及び外界光を観察者の眼に導く導光装置を備えている。導光装置は画像光を取り込む入射部と画像光を導光させる導光体とを有し、これら入射部及び導光体は接着層を介して貼り合されている。

特開２０１２−１９８３９３号公報

しかしながら、上記画像表示装置において、入射部から取り込まれた画像光の一部が接着層から外部に射出されてしまう光漏れという問題が生じていた。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、光漏れの発生を低減できる、導光装置及び表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第一態様に従えば、光を入射させる入射部と、前記入射部により入射された前記光を導光させる導光体と、前記入射部及び前記導光体を接着する接着層と、前記接着層の側面に設けられた反射部材と、を備える導光装置が提供される。

第一態様に係る導光装置によれば、光が法線に対して所定角度（臨界角）よりも小さい角度で側面に入射する場合であっても、側面に設けられた反射部材によって光を反射して接着層内に戻すことができる。これにより、側面を透過して接着層の外部への光漏れの発生が抑制される。したがって、側面からの漏れ光に起因する品質劣化のない良質な光を導光して導くことができる。

上記態様において、前記反射部材は、前記導光体を保持する保持部材の一部から構成されるのが好ましい。

この構成によれば、反射部材が導光体を保持する保持部材の一部から構成されるので、部品点数を削減できる。

上記態様において、前記導光体の表面に設けられた遮光部材をさらに備え、前記遮光部材は、前記反射部材で反射された後に前記接着層を透過することなく前記表面に向かう前記光を遮光するのが好ましい。

ここで、反射部材で反射された後に接着層内を透過することなく導光体の表面に入射した光は、角度成分が保存されないため、観察者に対して重複した異なる画角成分の光として認識されてしまう。すなわち、画像光にゴーストを発生させる要因となり得る。
これに対し、上記構成を採用すれば、遮光部材によって反射部材で反射された後に接着層内を透過することなく導光体の表面に向かう光を遮光することができる。
よって、観察者に対して重複した異なる画角成分として認識されることがない。すなわち、画像光におけるゴーストの発生を抑制できる。

本発明の第二態様に従えば、上記第一態様に係る導光装置と、前記入射部に入射させる画像光を生成する画像形成部と、を備える表示装置が提供される。

第二態様に係る表示装置によれば、観察者に対して漏れ光に起因する品質劣化のない良質な画像を視認させることができる。

観察者が第１実施形態の画像表示装置を装着した状態を示す図である。 第１実施形態の画像表示装置の斜視図である。 画像表示部の概略構成を示す水平断面図である。 画像表示部を後側から視た正面図である。 導光体の内部が光で満たされた状態を説明するための図である。 比較例として、反射部材を設けない場合の画像光の光路を示す図である。 実施形態の画像表示部における画像光の光路を示す図である。 第２実施形態の画像表示部の概略構成を示す水平断面図である。 第３実施形態の画像表示部の概略構成を示す水平断面図である。 第３実施形態の画像表示部を後側から視た正面図である。 変形例に係る画像表示部の概略構成を示す水平断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
なお、以下の説明で用いる図面は、特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構成要素の寸法比率などが実際と同じであるとは限らない。

（第１実施形態）
本実施形態の画像表示装置（表示装置）は、画像とともに外界も見ることができるシースルー型のヘッドマウントディスプレイである。すなわち、観察者に虚像としての映像を認識させるとともに、観察者に外界像をシースルー光として観察させる。

図１は、観察者が本実施形態の画像表示装置を装着した状態を示す図である。図２は、本実施形態の画像表示装置の斜視図である。

図１に示すように、本実施形態の画像表示装置１００は、観察者Ｍが眼鏡を掛ける感覚で頭部に装着して使用するものである。
図２に示すように、画像表示装置１００は、眼鏡に類似した形状を有する表示部１１１と、観察者が手で持つことが可能な程度の大きさを有する制御装置（コントローラー）１６０と、を備えている。表示部１１１と制御装置１６０とは、有線または無線で通信可能に接続される。本実施形態では、表示部１１１を構成する左眼用画像表示部１１１Ａおよび右眼用画像表示部１１１Ｂの各々と制御装置１６０とは、ケーブル１５０を介して有線で通信可能に接続され、画像信号や制御信号を通信する。

表示部１１１は、メインフレーム１２０と、左眼用画像表示部１１１Ａと、右眼用画像表示部１１１Ｂと、を備えている。制御装置１６０は、表示画面部１７０と、操作ボタン部１８０と、を備えている。

表示画面部１７０は、例えば観察者に与える各種の情報や指示等を表示する。メインフレーム１２０は、観察者が耳に掛けるための一対のテンプル部１２２Ａ，１２２Ｂを備えている。メインフレーム１２０は、左眼用画像表示部１１１Ａと、右眼用画像表示部１１１Ｂと、を支持する部材である。

右眼用画像表示部１１１Ｂと左眼用画像表示部１１１Ａとは、同様の構成を有しており、双方の表示部１１１内の各構成要素は左右対称に配置されている。そのため、以下では、左眼用画像表示部１１１Ａを単に画像表示部１１２として詳細に説明し、右眼用画像表示部１１１Ｂの説明を省略する。

以下、図面においてＸＹＺ座標系を用いる。Ｘ方向は画像表示装置を装着する観察者の前後方向に相当し、Ｙ方向は観察者の左右方向に相当し、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に直交する方向であり、観察者の上下方向に相当する。本実施形態において、−Ｙ方向を左方向（左側）、＋Ｙ方向を右方向（右側）、＋Ｘ方向を前方向（前方又は前側）、−Ｘ方向を後方向（後方又は後側）と称すこともある。

図３は画像表示部１１２の概略構成を示す水平断面図である。図３に示される断面は、ＸＹ平面と平行な面での断面である。図４は画像表示部１１２を後側から視た正面図である。
図３及び図４に示すように、画像表示部１１２は、画像形成部１０と、導光装置２０と、を有する。画像形成部１０は、画像表示パネル１１と、投射レンズ１２とを備える。画像表示パネル１１は、液晶表示パネル、有機ＥＬパネルなどの画像表示デバイスからなる。投射レンズ１２は、画像表示パネル１１が表示する画像光Ｇを導光装置２０の入射部２２に投射する。投射レンズ１２は、ガラス又はプラスチックから形成され、１枚に限らず複数枚の構成とすることもできる。

導光装置２０は、画像形成部１０で形成された画像光Ｇを虚像光として観察者Ｍの眼ＭＥに向けて射出するとともに、外界像に対応する外界光をシースルー光ＳＬとして透過させる。本実施形態において、導光装置２０は、導光体２１と、入射部２２と、導光体２１内を導光する画像光Ｇを外部に取り出す光取出しユニット３１とを備える。

導光体２１は光透過性を有する材料（例えば、ガラス）からなる板状の導光部材から構成される。入射部２２は光透過性を有する材料（例えば、ガラス）からなる三角プリズム状からなる。本実施形態において、導光体２１及び入射部２２の屈折率は略等しい。

入射部２２は、投射レンズ１２からの画像光Ｇを取り込む光入射面２２ａと、取り込んだ画像光Ｇを反射して導光体２１内に導く反射部２２ｂとを有する。反射部２２ｂは、プリズム形状の表面にアルミ蒸着膜を形成したものであり、入射した画像光Ｇを反射し、その光路を導光体２１側に向けて折り曲げる。これにより、画像光Ｇは、入射部２２から導光体２１へと入射する。なお、反射部２２ｂは、アルミ蒸着膜に限らず、銀膜や、銀膜と誘電体多層膜との積層膜を形成して反射率を異ならせ、色のバランスをとる構成とすることもできる。

以下、射出瞳ＳＭの中心を通る軸として光軸ＡＸを設定する。射出瞳ＳＭは、光学設計上、画像表示装置１００を装着した際、観察者Ｍの眼ＭＥが置かれる位置である。

導光体２１は、観察者Ｍの左右方向（両眼が並ぶＹ方向）に延びる板状からなる。具体的に、導光体２１は、射出瞳ＳＭの中心を通る光軸ＡＸに対して僅かに傾けて配置されている。導光体２１は、観察者Ｍの左側（−Ｙ方向）に向かって後方（−Ｘ方向）、すなわち顔に近づくように傾斜している。

このような構成に基づき、導光体２１は観察者Ｍの顔の曲線に沿って配置されるので、導光体２１を含む画像表示部１１２自体も顔の曲線に沿った形状を採用可能となる。よって、この画像表示部１１２を備えた画像表示装置１００自体もデザイン性に優れたものとなる。

導光体２１は、互いに平行な一対の第１面２１ａ、第２面２１ｂを有する。第１面２１ａ及び第２面２１ｂは平行平面であるため、外界像に関して拡大やフォーカスズレを生じさせない。

第１面２１ａ及び第２面２１ｂは、内部を伝播する画像光Ｇを全反射させる全反射面として機能し、画像光Ｇを少ない損失で光取出しユニット３１に導くようになっている。本実施形態において、第２面２１ｂと上記反射部２２ｂとは連続した平面を形成している。

導光体２１に入射した画像光Ｇは、第１面２１ａに入射することで全反射される。そして、画像光Ｇは、第２面２１ｂに入射して全反射される。画像光Ｇは、第１面２１ａ及び第２面２１ｂ間で１回以上全反射されることで入射部２２から離間する方向に伝播し、光取出しユニット３１に到達する。

本実施形態において、導光装置２０は、導光体２１の内部を光で満たすことで輝度斑の発生を回避するように設計されている。ここで、導光体２１の内部を光で満たすとは、画像表示パネル１１から射出された画像光Ｇが導光体２１の中をほとんど隙間なく埋める状態に相当する。

ここで、導光体２１の内部が光で満たされた状態について図５を参照にしつつ説明する。画像表示パネル１１のある画素から射出された画像光Ｌは投射レンズ１２により平行化された状態で導光装置２０（導光体２１）に入射する。図５では、投射レンズ１２により平行化されることで導光体２１に入射した画像光Ｌを模式的に３本の光線で示した。また、図５では、導光体２１の第１面２１ａで反射された後の画像光Ｌを画像光Ｌ１とした。

図５に示すように、入射部２２を介して導光体２１に入射した画像光Ｌの中心光線Ｌｃが第１面２１ａで反射される位置を反射位置Ａとする。ここで、反射位置Ａから第２面２１ｂに対する垂線との交点を交点Ｂとする。このとき、画像光Ｌ１における入射部２２側の光線Ｌ１ａが第２面２１ｂの交点Ｂに入射する場合、導光体２１の中が画像光で満たされた状態となる。

光取出しユニット３１は、導光体２１の第１面２１ａに設けられ、導光体２１内を伝播する画像光Ｇを射出瞳ＳＭに向けて取り出す。射出瞳ＳＭは、導光体２１の第１面２１ａ側に位置する。なお、光取出しユニット３１は所定の条件を満たすように設計されている。

光取出しユニット３１は、導光体２１の第１面２１ａに光学的に接着されている。光取出しユニット３１は、導光体２１の第１面２１ａに沿ってＹ方向に延びる板状の部材から構成される。

図３に示したように、光取出しユニット３１は、透明部材３１ａと、透明部材３１ａ内に埋め込まれた複数のハーフミラー３１ｂとを有する。透明部材３１ａの屈折率は導光体２１の屈折率と略等しい。これにより、光取出しユニット３１と導光体２１との界面における画像光Ｇの反射が低減される。

複数のハーフミラー３１ｂはＺ方向に長手を有する部材であり、透明部材３１ａ内に所定のピッチで配置されている。複数のハーフミラー３１ｂは導光体２１の第１面２１ａに対して、後側端部３１ｂ１よりも前側端部３１ｂ２を入射部２２側（−Ｙ側）に近づけるように傾いた状態で配置される。複数のハーフミラー３１ｂは第１面２１ａに対して同一の傾斜角度をなすように配置されている。すなわち、複数のハーフミラー３１ｂは互いに平行に配置されている。

光取出しユニット３１において、その両端に形成される第１エッジ３３及び第２エッジ３４とハーフミラー３１ｂとが互いに平行となるように形成されている。第１エッジ３３及び第２エッジ３４は、光取出しユニット３１の左右方向における両側に位置するエッジに相当する。具体的に第１エッジ３３は入射部２２側（−Ｙ側）の端部をなす部位であり、第２エッジ３４は入射部２２側とは反対（＋Ｙ側）の端部をなす部位である。

以上のように、光取出しユニット３１は上述のように透明部材３１ａとハーフミラー３１ｂとで構成される。そのため、光取出しユニット３１は、導光体２１の第２面２１ｂ側から第１面２１ａ側に入射した光をさらに透過して上記射出瞳ＳＭに入射させる。すなわち、観察者Ｍは、光取出しユニット３１及び導光装置２０を介して外界像をシースルー光ＳＬとして観察することができる。

ところで、本実施形態において、導光体２１及び入射部２２は接着層２３を介して接合されている。光学部材で主に使用される接着剤は、一般的にその屈折率が高くなるに従って接着力が低下する。そのため、本実施形態では、導光体２１及び入射部２２の接合強度を確保すべく、接着層２３として、導光体２１及び入射部２２を構成する材料（ガラス）よりも屈折率の低い材料を用いている。

本実施形態の画像表示部１１２は、図３に示したように、接着層２３の側面２３ａに設けられた反射部材２４を有している。反射部材２４は、例えばＡｇ、Ａｌ等の金属膜から構成されている。ここで、接着層２３の側面２３ａとは、接着層における入射部２２及び導光体２１に対向する面（接着面）とは異なる面を意味する。すなわち、側面２３ａとは接着層２３のうち外気に露出した面に相当する。

続いて、接着層２３に入射した画像光Ｇの光路について図面を参照しながら説明する。図６Ａは比較例として、接着層２３の側面２３ａに反射部材２４を設けない場合の画像光Ｇの光路を示す図である。図６Ｂは接着層２３の側面２３ａに反射部材２４を設けた本実施形態の画像表示部１１２における画像光Ｇの光路を示す図である。

図６Ａに示すように、入射部２２内から接着層２３に入射した画像光Ｇの一部（以下、画像光ＧＰ１と称す）は、接着層２３を透過して導光体２１に入射する。本実施形態において、導光体２１及び入射部２２の屈折率は同じため、画像光ＧＰ１の角度成分（接着層２３の表面に対する角度θ）は接着層２３の透過の前後において保存される（変化しない）。そのため、接着層２３を透過した画像光ＧＰ１は、観察者に対して重複した異なる画角成分として認識されることがない。すなわち、画像光におけるゴーストの発生を抑制できる。

また、入射部２２内から接着層２３に入射した画像光Ｇの一部（以下、画像光ＧＰ２と称す）は接着層２３の側面２３ａに入射する。画像光ＧＰ２は、側面２３ａに対する入射角の大きさによって異なる振る舞いをする。
具体的に、画像光ＧＰ２が所定角度（臨界角）よりも大きい角度で側面２３ａに入射するとした場合、側面２３ａで全反射されることで接着層２３内に戻された後、接着層２３内を透過して導光体２１に入射する。

一方、画像光ＧＰ２が所定角度（臨界角）よりも小さい角度で側面２３ａに入射するとした場合、側面２３ａを透過して接着層２３の外部に射出される光漏れを生じさせてしまう。ここで、画像光ＧＰ２は、種々の画角成分を含んだ画像光Ｇのうちの所定の画角成分に相当する。画像光ＧＰ２は導光体２１を介して観察者の眼に導かれないため、観察者は、画像光ＧＰ２に相当する画角成分が欠損することで品質の劣化した画像を視認することになる。

これに対し、本実施形態の画像表示部１１２は、図６Ｂに示すように、画像光ＧＰ２が所定角度（臨界角）よりも小さい角度で側面２３ａに入射する場合でも、側面２３ａに設けられた反射部材２４で画像光ＧＰ２を反射することで接着層２３内に戻すことができる。これにより、側面２３ａを透過して接着層２３の外部に画像光ＧＰ２が射出されてしまう光漏れの発生が抑制される。
したがって、本実施形態の画像表示部１１２によれば、側面２３ａからの漏れ光に起因する品質劣化のない良質な画像を観察者に視認させることが可能である。

本実施形態において、反射部材２４は光反射性の高い金属膜から構成されるため、画像光ＧＰ２は側面２３ａと反射部材２４との界面で反射されるので、接着層２３を透過して導光体２１に入射する。上述したように接着層２３を透過する際、画像光ＧＰ２の角度成分は保存される。

続いて、画像形成部１０で形成された画像光Ｇが観察者Ｍの眼ＭＥに入射するまでの光路について説明する。
図３において、画像表示パネル１１から射出される画像光Ｇのうち、破線で示す中央部分から射出される成分を画像光Ｇ０とし、周辺のうち最も左側に位置する左端から射出される一点鎖線で示す成分を画像光Ｇ１とし、周辺のうち最も右側に位置する最右端から射出される二点鎖線で示す成分を画像光Ｇ２とする。なお、画像光Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２は、画像光Ｇの光線全体の一部を説明したものであるが、画像光Ｇを構成する他の光線成分についても画像光Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２と同様に導かれ、光射出面３１Ａから射出される。そのため、これらについては図示及び説明を省略する。

投射レンズ１２を経た各画像光Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２は、導光装置２０の入射部２２（光入射面２２ａ）からそれぞれ入射した後、反射部２２ｂを経て、接着層２３を透過して導光体２１に入射する。上述のように各画像光Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２は接着層２３を透過する際、角度成分が変化しないので、導光体２１内を通過して光取出しユニット３１に至る。

ここで、画像光Ｇが光取出しユニット３１に入射する角度は、入射部２２から離れるに従って大きくなっている。つまり、光取出しユニット３１の右側（入射部２２から遠い側）には、光軸ＡＸに対して傾きの大きな画像光Ｇが入射して比較的小さな角度で折り曲げられ、光取出しユニット３１の左側（入射部２２に近い側）には、光軸ＡＸに対して傾きの小さな画像光Ｇが入射して比較的大きな角度で折り曲げられる。

具体的に、画像光Ｇ０は、導光体２１の第１面２１ａと光取出しユニット３１との界面で反射されることなく光取出しユニット３１の中央部分に入射する。画像光Ｇ０は、ハーフミラー３１ｂによって所定の角度で反射され、光射出面３１Ａを含む平面に対して所定角度だけ傾く光軸ＡＸ方向に沿って、光射出面３１Ａから射出瞳ＳＭに向かう平行光束として射出される。

また、画像光Ｇ１は、導光体２１の第１面２１ａと光取出しユニット３１との界面で反射されることなく光取出しユニット３１の右側（＋Ｙ側）の部分に入射する。画像光Ｇ１は、ハーフミラー３１ｂによって画像光Ｇ０よりも小さい角度で反射され、光射出面３１Ａから射出瞳ＳＭに向かう平行光束として射出される。

同様に、画像光Ｇ２は、導光体２１と光取出しユニット３１との界面で反射されることなく光取出しユニット３１の左側（−Ｙ側）の部分に入射する。画像光Ｇ２は、ハーフミラー３１ｂによって画像光Ｇ０よりも大きい角度で反射され、光射出面３１Ａから射出瞳ＳＭに向かう平行光束として射出される。

以上のように光取出しユニット３１に入射した画像光Ｇは設計された角度で折り曲げられることで射出瞳ＳＭに向けて取出し可能な状態となり、最終的に射出瞳ＳＭに位置する観察者Ｍの眼ＭＥに入射する。光取出しユニット３１から射出された画像光Ｇは、虚像光として観察者Ｍの眼ＭＥに入射し、虚像光が観察者Ｍの網膜において結像することで観察者Ｍは虚像による映像を認識することができる。

また、本実施形態の画像表示装置１００は、観察者Ｍに外界像をシースルー光ＳＬとして観察させることが可能である。

本実施形態の画像表示部１１２によれば、各画像光Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２における接着層２３の側面２３ａからの外部への漏れが防止される。これにより、各画像光Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２は、側面２３ａから漏れ出すことなく、光取出しユニット３１を介して射出瞳ＳＭに向けて効率良く取り出される。よって、このような画像表示部１１２を有した本実施形態の画像表示装置１００によれば、射出瞳ＳＭに位置する観察者Ｍの眼ＭＥに対して、側面２３ａからの漏れ光に起因する品質劣化のない良質な画像を視認させることができる。

（第２実施形態）
続いて、第２実施形態に係る画像表示部について説明する。なお、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。

図７は本実施形態の画像表示部２１２の概略構成を示す水平断面図である。なお、図７に示される断面は、ＸＹ平面と平行な面での断面である。
図７に示すように、本実施形態の画像表示部２１２は、接着層２３の側面２３ａに設けられた反射部材１２４を有している。本実施形態において、反射部材１２４は、例えば、誘電体多層膜から構成されている。

また、本実施形態の画像表示部２１２は、導光体２１の第１面２１ａ及び第２面２１ｂ（表面）に設けられた遮光部材２５をさらに備えている。

本実施形態の画像表示部２１２においても、第１実施形態と同様、反射部材１２４で画像光Ｇを反射することで接着層２３内に戻すことができる。これにより、側面２３ａからの光漏れの発生を抑制することができる。

ところで、本実施形態の反射部材１２４は誘電体多層膜から構成されるため、入射部２２内から接着層２３に入射した画像光Ｇの一部（以下、画像光ＧＰ３と称す）は反射部材１２４と側面２３ａとの界面で反射されず、反射部材１２４の下層側で反射される場合もある。

図７に示すように、反射部材１２４の内部（下層側）で反射された画像光ＧＰ３は接着層２３内に戻らず、仮に遮光部材２５が設けられていないとした場合に図７の破線で示されるように、導光体２１の表面（第２面２１ｂ）に直接入射してしまう。第２面２１ｂに直接入射した画像光ＧＰ３は、接着層２３内を透過して導光体２１に入射する場合と異なり、角度成分が保存されない（変化する）。そのため、画像光ＧＰ３は、観察者に対して重複した異なる画角成分の光として認識され、所謂、画像光にゴーストを発生させる要因となり得る。

これに対し、本実施形態の画像表示部２１２では、遮光部材２５によって反射部材１２４で反射された後に接着層２３を透過することなく表面（第２面２１ｂ）に入射する画像光ＧＰ３を遮光することができる。よって、画像光ＧＰ３は遮光部材２５で遮光されるので、画像光ＧＰ３は観察者に対して重複した異なる画角成分として認識されることがない。すなわち、画像光におけるゴーストの発生を抑制できる。

本実施形態の画像表示部２１２によれば、遮光部材２５を備えることで、反射部材１２４として誘電体多層膜を用いた場合に生じるゴーストの発生を抑制することができる。よって、側面２３ａからの漏れ光に起因する品質劣化及びゴーストの発生を抑制した良質な画像を観察者に視認させることができる。

（第３実施形態）
続いて、第３実施形態に係る画像表示部について説明する。なお、第１実施形態と共通の構成については同じ符号を付し、詳細な説明については省略する。

図８は本実施形態の画像表示部３１２の概略構成を示す水平断面図である。図８に示される断面は、ＸＹ平面と平行な面での断面である。図９は画像表示部３１２を後側から視た正面図である。

図８及び図９に示すように、本実施形態の画像表示部３１２は、画像形成部１０と、導光装置２０と、フレーム部材（保持部材）２６とを有する。フレーム部材２６は、画像形成部１０を構成する投射レンズ１２と導光装置２０とを一体に保持する部材である。フレーム部材２６は、投射レンズ１２及び導光装置２０を一体に保持することで画像表示部３１２の機械的強度を向上させるものである。なお、フレーム部材２６は、画像形成部１０を構成する画像表示パネル１１を一体に保持する構成であってもよい。

本実施形態において、フレーム部材２６は、導光装置２０の周囲を枠状に囲むため、導光体２１及び入射部２２はフレーム部材２６によって強固に保持されている。本実施形態では、導光体２１及び入射部２２を接合する接着層２３として接着力の弱いものを用いることができる。すなわち、本実施形態では、フレーム部材２６によって導光体２１及び入射部２２の接合強度が確保されるので、接着層２３として、導光体２１及び入射部２２を構成する材料（ガラス）と同程度に屈折率の低い材料を用いることができる。

この構成によれば、導光体２１及び入射部２２と接着層２３との間の屈折率差が小さくなる。これにより、導光体２１及び入射部２２と接着層２３との界面における光の屈折や反射によるロスを低減できる。よって、画像光を効率良く観察者の眼に導くことができる。

また、本実施形態の画像表示部３１２は、接着層２３の側面２３ａに設けられた反射部材２２４を有している。本実施形態において、反射部材２２４は、フレーム部材２６の一部から構成されている。すなわち、反射部材２２４は、フレーム部材２６から延在した部位から構成される。本実施形態において、フレーム部材２６は、例えば、Ａｌ等の光反射性を有する金属部材から構成されている。これにより、フレーム部材２６は、反射部材２２４を構成することができる。この構成によれば、反射部材２２４が導光体２１を保持するフレーム部材２６の一部から構成されるので、部品点数を削減できる。

なお、フレーム部材２６の全体が光反射性を有する部材で構成されている必要はない。すなわち、例えば、光透過性部材からなるフレーム部材２６の所定の部位に反射膜を選択的に設けることで、反射膜を設けた部分を反射部材２２４として機能させるようにしてもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態の内容に限定されることはなく、発明の主旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態において、入射部２２として画像光Ｇを反射することで導光体２１内に光を導くものを採用した。すなわち、画像光Ｇの反射現象を利用した入射部２２を例に挙げたが、光の屈折現象を用いて導光体２１に光を取り込む入射部を採用してもよい。

また、自由曲面を用いた入射部を採用してもよい。図１０に示すように、変形例に係る画像表示部１１２Ａの入射部１２２は、投射レンズ１２からの画像光Ｇを取り込む光入射面１２２ａと、取り込んだ画像光Ｇを反射して導光体２１内に導く反射面１２２ｂとを有する。光入射面１２２ａは、投射レンズ１２側に凹の自由曲面から形成されている。自由曲面は、反射面１２２ｂで反射された画像光Ｇを内面側で全反射する機能も有する。

反射面１２２ｂは、投射レンズ１２側に凹の自由曲面から形成されている。反射面１２２ｂは、自由曲面上に蒸着法等により成膜されたアルミニウム膜等の金属膜から構成されている。反射面１２２ｂは、光入射面１２２ａから入射した画像光Ｇを反射して光路を折り曲げる。

光入射面１２２ａは、反射面１２２ｂで反射された画像光Ｇを内側で全反射して光路を折り曲げる。このように、入射部１２２は、光入射面１２２ａから入射した画像光Ｇを２回反射させ、光路を折り曲げることにより、画像光Ｇを導光体２１の内部に確実に導く。

本変形例において、自由曲面からなる光入射面１２２ａ及び反射面１２２ｂは投射レンズ１２の機能の一部（光束平行化機能）を兼ねている。そのため、本変形例において、画像光Ｇは、入射部１２２から射出されることで平行化された状態で導光体２１に入射する。

また、上記実施形態において、光取出しユニット３１を導光体２１の第１面２１ａ側に配置しているが、第２面２１ｂ側に配置するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、画像表示装置１００として、右眼及び左眼の双方に対応して一組ずつ画像表示部１１１Ａ，１１１Ｂを設ける構成を例に挙げたが、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ画像表示部を設け、画像を片眼で視認する構成、すなわち、単眼用の画像表示装置に適用してもよい。

また、以上説明した実施形態では、画像表示装置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、本発明の表示装置は、ヘッドアップディスプレイ、双眼鏡型のハンドヘルドディスプレイ等に適用することもできる。

１０…画像形成部、２０…導光装置、２１…導光体、２２、１２２…入射部、２３…接着層、２３ａ…側面、２４，１２４，２２４…反射部材、２５…遮光部材、２６…フレーム部材、Ｇ，Ｇ０，Ｇ１，Ｇ２，ＧＰ１，ＧＰ２，ＧＰ３…画像光。

Claims (4)

1. 光を入射させる入射部と、
   前記入射部により入射された前記光を導光させる導光体と、
   前記入射部及び前記導光体を接着する接着層と、
   前記接着層の側面に設けられた反射部材と、を備える
   ことを特徴とする導光装置。
2. 前記反射部材は、前記導光体を保持する保持部材の一部から構成される
   ことを特徴とする請求項１に記載の導光装置。
3. 前記導光体の表面に設けられた遮光部材をさらに備え、
   前記遮光部材は、前記反射部材で反射された後に前記接着層を透過することなく前記表面に向かう前記光を遮光する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の導光装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の導光装置と、
   前記入射部に入射させる画像光を生成する画像形成部と、を備える
   ことを特徴とする表示装置。

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