JP2022039295A - 虚像表示装置及び光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】正面に画像光が射出され、外部から表示中の映像が見えてしまうことを防止する。
【解決手段】虚像表示装置１００は、画像光生成装置１１と、画像光生成装置１１からの画像光ＭＬを反射する透過傾斜ミラー２３と、部分反射膜２４ｂを有し、透過傾斜ミラー２３で反射された画像光ＭＬを部分反射膜２４ｂによって透過傾斜ミラー２３に向けて反射する凹面透過ミラー２４と、画像光生成装置１１から透過傾斜ミラー２３にかけての光路上に配置される第１の反射型回折素子Ｄ１と、部分反射膜２４ｂの外界側に配置され、凹面透過ミラー２４を通過する光路から逸らすように画像光ＭＬを回折させる第２の反射型回折素子Ｄ２とを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、シースルー型の虚像表示装置及び光学ユニットに関し、特に画像光を凹面透過ミラーに入射させ凹面透過ミラーからの反射光を観察するタイプの虚像表示装置及び光学ユニットに関する。

虚像表示装置として、透過反射面と凹面透過ミラーとを備える所謂バード・バス型の装置が知られている（特許文献１参照）。特許文献１には、透過反射面を設けたプリズム部材に入射した画像光をプリズム部材の全反射面で透過反射面に向けて全反射させて導くとともに、透過反射面によって画像光をプリズム部材の前方に配置された凹面透過ミラーに向けて反射することが記載されている。

特開２０２０－００８７４９号公報

上記特許文献１の虚像表示装置では、正面に画像光が射出されるため、外部から表示中の映像が見えてしまうという問題がある。

本発明の一側面における虚像表示装置は、画像光生成装置と、画像光生成装置からの画像光を反射する透過傾斜ミラーと、部分反射膜を有し、透過傾斜ミラーで反射された画像光を部分反射膜によって透過傾斜ミラーに向けて反射する凹面透過ミラーと、画像光生成装置から透過傾斜ミラーにかけての光路上に配置される第１の反射型回折素子と、部分反射膜の外界側に配置され、凹面透過ミラーを通過する光路から逸らすように画像光を回折させる第２の反射型回折素子とを備える。

第１実施形態の虚像表示装置の装着状態を説明する外観図である。 図１の虚像表示装置を説明する側方断面図である。 第１の反射型回折素子を含む波長選択部の構造等を説明する図である。 補償プリズムの機能を説明する図である。 第２の反射型回折素子を含む凹面透過ミラーの構造等を説明する図である。 画像光生成装置から射出される画像光の波長分布を説明する図である。 第１の反射型回折素子で反射される光の波長分布を説明する図である。 第１の反射型回折素子を透過する光の波長分布を説明する図である。 第２の反射型回折素子を透過する光の波長分布を説明する図である。 第２実施形態の装置を説明する側方断面図である。 第３実施形態の装置を説明する側方断面図である。 第４実施形態の装置を説明する斜視図である。 第５実施形態の虚像表示装置を説明する正面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１～４等を参照して、本発明に係る第１実施形態の虚像表示装置及びこれに組み込まれる光学ユニットについて説明する。

図１は、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する。）２００の装着状態を説明する図であり、ＨＭＤ２００は、これを装着する観察者又は装着者ＵＳに虚像としての映像を認識させる。図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、ＨＭＤ２００又は虚像表示装置１００を装着した観察者又は装着者ＵＳの両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。±Ｙ方向は、鉛直軸又は鉛直方向に平行になっている。

ＨＭＤ２００は、右眼用の第１表示装置１００Ａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂと、表示装置１００Ａ，１００Ｂを支持するテンプル状の一対の支持装置１００Ｃとを備える。第１表示装置１００Ａは、上部に配置される表示駆動部１０２と、メガネレンズ状で眼前を覆う外観部材１０５とで構成される。第２表示装置１００Ｂも同様に、上部に配置される表示駆動部１０２と、メガネレンズ状で眼前を覆う外観部材１０５とで構成される。支持装置１００Ｃは、表示駆動部１０２を介して外観部材１０５の上端側を支持している。第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとは、光学的に左右を反転させたものであり、以後では、右眼用の第１表示装置１００Ａを代表の虚像表示装置１００として説明する。

図２を参照して、右眼用の表示装置１００Ａである虚像表示装置１００について説明する。虚像表示装置１００は、画像光生成装置１１と光学ユニット１２と表示制御回路１３とを備える。ただし、本明細書において、表示制御回路１３を除いたものも、光学的機能を達成する観点で虚像表示装置１００と呼ぶ。画像光生成装置１１や表示制御回路１３は、図１に示す表示駆動部１０２の外枠内に支持され、光学ユニット１２の一部も、表示駆動部１０２の外枠内に支持されている。

画像光生成装置１１は、自発光型の表示デバイスである。画像光生成装置１１は、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence）ディスプレイであり、２次元の表示面１１ａにカラーの静止画又は動画を形成する。画像光生成装置１１は、表示制御回路１３に駆動されて表示動作を行う。画像光生成装置１１は、有機ＥＬディスプレイに限らず、無機ＥＬ、ＬＥＤアレイ、有機ＬＥＤ、等を用いた表示デバイスに置き換えることができる。画像光生成装置１１は、自発光型の画像光生成装置に限らず、ＬＣＤその他の光変調素子で構成され、当該光変調素子をバックライトのような光源によって照明することによって画像を形成するものであってもよい。画像光生成装置１１として、ＬＣＤに代えて、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon, ＬＣｏＳは登録商標）や、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。

光学ユニット１２は、投射レンズ２１と、波長選択部２２と、透過傾斜ミラー２３と、凹面透過ミラー２４とを備える結像系であり、画像光生成装置１１から射出された画像光ＭＬを虚像として結像させる。光学ユニット１２において、画像光生成装置１１から波長選択部２２にかけての光路は、透過傾斜ミラー２３の上側に配置されている。より具体的には、画像光生成装置１１、投射レンズ２１、及び波長選択部２２は、透過傾斜ミラー２３を延長した傾斜平面と、凹面透過ミラー２４の上端を上方に延長した鉛直面との間に挟まれた空間に配置されている。

投射レンズ２１は、図１に示す表示駆動部１０２の外枠内に保持され、画像光生成装置１１から射出された画像光ＭＬを結像するように収束させつつ波長選択部２２に入射させる。投射レンズ２１は、詳細な説明を省略するが、１枚以上のレンズで構成することができ、球面レンズ又は非球面レンズを含むものであるが、自由曲面レンズを含むものであってもよい。

波長選択部２２は、図１に示す表示駆動部１０２の外枠内に保持され、投射レンズ２１を経た画像光生成装置１１からの画像光ＭＬに含まれる各色の成分光を元の波長域よりも狭い波長域に制限する。波長選択部２２は、回折吸収部材２２ａとプリズム２２ｂとを有する。ここで、回折吸収部材２２ａは、第１の反射型回折素子Ｄ１と光吸収部材３２とを含む。図示の例では、回折吸収部材２２ａは、投射レンズ２１から延びる光軸ＡＸに対して垂直に配置されているが、横に延びるＸ軸の周りに適宜の傾斜角で回転させて傾斜状態とすることができる。プリズム２２ｂは、回折吸収部材２２ａすなわち第１の反射型回折素子Ｄ１の光射出側の光路上であって回折吸収部材２２ａの近くに配置されている。

回折吸収部材２２ａにおいて、第１の反射型回折素子Ｄ１は、光透過性を有する板状体３１ａの内側（図２における射出瞳ＥＰ側）に反射型回折層３１ｂを形成した構造を有する。第１の反射型回折素子Ｄ１は、画像光生成装置１１から射出された画像光ＭＬを上下方向に関して、つまりＹＺ面内において元のＺ成分にＹ成分を加算するように画像光を回折させる。第１の反射型回折素子Ｄ１は、画像光生成装置１１からの画像光ＭＬを回折によって斜め下方向に折り曲げる際に、回折特性によって画像光ＭＬの各色の成分光を狭帯域化する。ここで、第１の反射型回折素子Ｄ１は、画像光ＭＬを構成する光線の相対的な角度関係を保存しつつ画像光ＭＬを回折させる。つまり、第１の反射型回折素子Ｄ１は、平面ミラーのように画像光ＭＬに対する屈折力がゼロの光学素子として作用し、画像光ＭＬを反射する。第１の反射型回折素子Ｄ１は、このように屈折力がゼロであるものに限らず、所定の屈折力を有するものであってもよい。光吸収部材３２は、第１の反射型回折素子Ｄ１の外界側又は背面側に張り付けるように設けられている。光吸収部材３２は、カーボンブラック等の吸光材料を含む材料で形成され、第１の反射型回折素子Ｄ１によって回折されずこれを透過した画像光ＭＬを吸収する。なお、第１の反射型回折素子Ｄ１の表面上には、反射防止膜を形成することができる。

プリズム２２ｂは、楔型プリズムであり、その軸が横方向であるＸ軸方向に延びるように配置され、横方向であるＸ軸方向に関して一様な断面を有する。プリズム２２ｂは、光路と交差し互いに傾斜する２平面３３ａ，３３ｂを有し、第１の反射型回折素子Ｄ１から遠い先端側に狭まる楔角αを有する。プリズム２２ｂは、２平面３３ａ，３３ｂを光学的に利用する結果として、画像光ＭＬに対する屈折力がゼロになっている。プリズム２２ｂは、第１の反射型回折素子Ｄ１による画像光ＭＬの回折方向に対応する方向に関して画像光ＭＬの進路を偏向する。具体的には、プリズム２２ｂは、ＹＺ面内で画像光ＭＬを下方向に所定の偏光角で傾けるように偏向する。その際、プリズム２２ｂは、第１の反射型回折素子Ｄ１とは逆の波長分散を有し、第１の反射型回折素子Ｄ１による画像光ＭＬの波長分散を補償する。プリズム２２ｂの材料は、波長分散をＲＧＢの各色毎に略補償できるようなものを使用する。

波長選択部２２は、図示の箇所に限らず、投射レンズ２１中に組み込むことができる。例えば、投射レンズ２１中において、画像光ＭＬがコリメートされる箇所に波長選択部２２を配置することができる。波長選択部２２を構成する回折吸収部材２２ａとプリズム２２ｂとは隣り合って配置されることが好ましい。

透過傾斜ミラー２３は、平板状の光学部材であり、透過性を有する平面反射面ＭＳを有する。透過傾斜ミラー２３における透過の語は、光を部分的に透過させることを意味する。透過傾斜ミラー２３は、鉛直方向に延びるＸＹ面を基準とした場合、－Ｘ側から見てＸ軸の周りに反時計方向に角度θ＝２０～４０°程度傾いた状態となっている。透過傾斜ミラー２３は、プリズム２２ｂを経て斜め下後方に進む画像光ＭＬを前方に折り曲げて凹面透過ミラー２４に入射させる。この際、透過傾斜ミラー２３は、プリズム２２ｂを経て－Ｚ方向と－Ｙ方向と間である斜め下後方に延びる光軸ＡＸを前方である＋Ｚ方向に折り曲げ、凹面透過ミラー２４と交差させる。

透過傾斜ミラー２３は、一様な厚さを有し透過性を有する平行平板２３ａの内側面２３ｒ上に透過反射膜として金属膜又は誘電体多層膜を形成したものであり、かかる透過反射膜は、平面反射面ＭＳとして機能する。平面反射面ＭＳの反射率及び透過率は、例えば５０％程度に設定される。なお、平行平板２３ａの外側面２３ｆ上には、反射防止膜を形成することができる。

透過傾斜ミラー２３は、凹面透過ミラー２４と眼ＥＹ又は瞳孔が配置される射出瞳ＥＰとの間に配置されて射出瞳ＥＰを覆っている。透過傾斜ミラー２３は、図１に示す表示駆動部１０２の外枠に対して直接又は間接的に固定することができ、凹面透過ミラー２４等に対する配置関係が適切に設定された状態とすることができる。

以上のように、透過傾斜ミラー２３は、鉛直軸であるＹ軸と透過傾斜ミラー２３とがなす角度θが４５°未満となるように配置されている。Ｙ軸と透過傾斜ミラー２３とがなす角度θが４５°よりも小さくなると、透過傾斜ミラー２３が標準よりも立ち上がった状態となって、透過ミラーのＺ軸方向における厚みが減る。つまり、凹面透過ミラー２４を基準として透過傾斜ミラー２３が背面の－Ｚ方向に大きく突出する配置になることを回避することができ、虚像表示装置１００又は光学ユニット１２の前後のＺ方向に関する厚みが増すことを回避することができる。

凹面透過ミラー２４は、射出瞳ＥＰに向かって凹形状を有する光学部材である。凹面透過ミラー２４における透過の語は、光を部分的に透過させることを意味する。凹面透過ミラー２４は、結像のための機能として光収束機能を有し、透過傾斜ミラー２３で反射され発散しつつ前方に進む画像光ＭＬを反射することによってコリメートする。凹面透過ミラー２４によって透過傾斜ミラー２３に戻された画像光ＭＬは、透過傾斜ミラー２３を部分的に透過し射出瞳ＥＰに集められる。つまり、凹面透過ミラー２４は、内側に凹の部分反射膜２４ｂによって画像光ＭＬをコリメートしつつ射出瞳ＥＰに集めるように反射する。この際、画像光ＭＬは、凹面透過ミラー２４の部分反射面ＭＣの全体に対して垂直に近い方向から入射して反射されるので、光学的な対称性が高いものとなっている。凹面透過ミラー２４の板状体２４ａは、湾曲しながらも一様な厚さを有する。板状体２４ａは、光を実質的に損失なく透過させる透過性を有する。板状体２４ａの内側面２４ｒ上には、部分反射膜２４ｂとして金属膜又は誘電体多層膜が形成され、かかる部分反射膜２４ｂは、凹の部分反射面ＭＣとして機能する。部分反射面ＭＣの反射率及び透過率は、例えば２０～５０％程度に設定される。部分反射面ＭＣによって凹面透過ミラー２４の外界光ＯＬ等に対する光透過性が確保される。板状体２４ａの外側面２４ｆ上には、画像光ＭＬを回折させる反射型回折層２４ｃが形成され、反射型回折層２４ｃは、第２の反射型回折素子Ｄ２として機能する。第２の反射型回折素子Ｄ２によって凹面透過ミラー２４の画像光ＭＬに対する遮断性が確保される。第２の反射型回折素子Ｄ２は、部分反射面ＭＣを形成する部分反射膜２４ｂの外界側に配置されることでその機能を発揮する。ここでは、第２の反射型回折素子Ｄ２は、凹面透過ミラー２４の外界側面を形成するように凹面透過ミラー２４の一部として形成されている。この場合、部品点数を減らして装置の重量や価格の増加を抑えることがきる。なお、第２の反射型回折素子Ｄ２の表面上には、反射防止膜を形成することができる。

部分反射面ＭＣは、自由曲面であってもよいが、球面や非球面のような軸対称な曲面とすることで、部分反射面ＭＣに目的とする反射特性を持たせることが容易になる。

凹面透過ミラー２４は、図１に示す透過性の外観部材１０５の一部を構成するように組み込まれている。つまり、凹面透過ミラー２４の周囲に透過性を有し或いは透過性を有しない板状部材を拡張するように設けることで、凹面透過ミラー２４を含む外観部材１０５とすることができる。外観部材１０５は、メガネレンズ状のものに限らず、様々な輪郭又は外観とすることができる。

凹面透過ミラー２４又は板状体２４ａは、形状的な強度を確保する観点で１ｍｍ以上の厚みを有するが、軽量化の観点で２ｍｍ以下の厚みを有することが好ましい。板状体２４ａは、光透過性を有する樹脂材料から、例えば射出成形によって形成される。

光路について説明すると、画像光生成装置１１からの画像光ＭＬは、投射レンズ２１を経て回折吸収部材２２ａに入射して回折され、プリズム２２ｂを経て透過傾斜ミラー２３に入射する。透過傾斜ミラー２３と投射レンズ２１と間には、画像光生成装置１１の表示面１１ａに形成された画像を適宜拡大した中間像（不図示）が形成されてもよい。透過傾斜ミラー２３に入射して平面反射面ＭＳによって例えば５０％程度反射された画像光ＭＬは、凹面透過ミラー２４に入射して部分反射面ＭＣによって例えば５０％程度以下の反射率で反射される。凹面透過ミラー２４で反射された画像光ＭＬは、透過傾斜ミラー２３を透過し、装着者ＵＳの眼ＥＹ又は瞳孔が配置される射出瞳ＥＰに入射する。ここで、射出瞳ＥＰは、眼ＥＹが配置されることを想定した光学ユニット１２のアイポイントであり、画像光生成装置１１の表示面１１ａの各点からの光は、虚像の観察を可能にする角度で射出瞳ＥＰのある一か所に集まるように入射する。射出瞳ＥＰには、凹面透過ミラー２４を通過した外界光ＯＬも入射する。つまり、ＨＭＤ２００を装着した装着者ＵＳは、外界像に重ねて、画像光ＭＬによる虚像を観察することができる。

なお、凹面透過ミラー２４は、仮に画像光ＭＬを構成する各色の成分光の波長幅が過度に広いとすると、画像光ＭＬを回折しきれず部分的に透過させることになり、凹面透過ミラー２４の正面に通過光ＬＰを生じさせる可能性がある。仮に通過光ＬＰの強度が大きい場合、装着者ＵＳの周囲に存在する第三者ＯＳが画像光生成装置１１の表示面１１ａに表示された画像の一部ＰＩを観察できるようになる（図１参照）。これに対し、本実施形態では、後述するように凹面透過ミラー２４において部分反射膜２４ｂの外界側に第２の反射型回折素子Ｄ２を設けて通過光ＬＰの発生を抑制し、画像の一部ＰＩが第三者ＯＳによって観察可能になることを回避している。

以下、図３Ａを参照して、回折吸収部材２２ａの構造や機能について説明する。回折吸収部材２２ａは、全体の形状を維持する支持体である板状体３１ａと、板状体３１ａの内側（図２における射出瞳ＥＰ側）に形成された反射型回折層３１ｂと、板状体３１ａの外界側に貼り付けられた光吸収部材３２である光吸収層３２ａとを含む。反射型回折層３１ｂは、第１の反射型回折素子Ｄ１の主要部として、回折吸収部材２２ａに入射した画像光ＭＬを、回折によって斜め下方向に折り曲げる。その際、反射型回折層３１ｂは、平面ミラーのように、画像光ＭＬを構成する光線をその相対的な角度関係を保存しつつ反射する。反射型回折層３１ｂによって回折されなかった画像光ＭＬである透過光ＬＴは、板状体３１ａを経て光吸収層３２ａに入射するが、光吸収層３２ａで完全に吸収され、外部に漏れ出すことはない。

第１の反射型回折素子Ｄ１の回折波長幅は、後述する凹面透過ミラー２４に設けられた第２の反射型回折素子Ｄ２の回折波長幅と同等又は小さくなっている。

第１の反射型回折素子Ｄ１において、反射型回折層３１ｂは、３色に対応する３つの回折要素として、赤のＲ光を回折するＲ回折層４１ａと、緑のＧ光を回折するＧ回折層４１ｂと、青のＢ光を回折するＢ回折層４１ｃとを含む。Ｒ回折層４１ａは、画像光ＭＬのＲ成分ＭＬ１を回折しての元の光路から逸らし、下方向に射出される赤波長域の画像光ＭＬを形成する。Ｇ回折層４１ｂは、画像光ＭＬのＧ成分ＭＬ２を回折して元の光路から逸らし、下方向に射出される緑波長域の画像光ＭＬを形成する。Ｂ回折層４１ｃは、画像光ＭＬのＢ成分ＭＬ３を回折して元の光路から逸らし、下方向に射出される青波長域の画像光ＭＬを形成する。Ｒ回折層４１ａ、Ｇ回折層４１ｂ、及びＢ回折層４１ｃは、それぞれが反射型回折素子であり、フィルム状の光学素子として個別に作製され、互いに接合されて積層され、全体として板状体３１ａの内側面上に張り付けられている。各回折層４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、例えば体積ホログラム素子である。各回折層４１ａ，４１ｂ，４１ｃが体積ホログラム素子である場合、反射型回折層３１ｂ又は第１の反射型回折素子Ｄ１は、３色に対応する３つの体積ホログラム層として、３層の回折層４１ａ，４１ｂ，４１ｃを含むものとなる。この場合、回折層４１ａ，４１ｂ，４１ｃは、例えば物体光と参照光とをフィルム状の記憶材料に照射し記憶材料内でこれらを干渉させて露光・記録するといった手法によって作製される。

第１の反射型回折素子Ｄ１は、Ｒ回折層４１ａ、Ｇ回折層４１ｂ、及びＢ回折層４１ｃからなる３層構造とする必要はなく、単一の層内にＲＧＢの各色の画像光ＭＬを回折する縞を一括して作り込んだものであってもよい。

なお、反射型回折層３１ｂは、板状体３１ａ上に直接形成され或いは直接貼り付けられるものである必要はなく、例えば板状体３１ａをハードコート膜で被覆し、その上に反射型回折層３１ｂを形成し或いは貼り付けてもよい。さらに、反射型回折層３１ｂは、板状体３１ａ中に埋め込まれるものであってもよい。

以下、図３Ｂを参照して、プリズム２２ｂの機能について説明する。第１の反射型回折素子Ｄ１から射出される画像光ＭＬは、第１の反射型回折素子Ｄ１の波長分散によって、波長に応じて射出角度つまり回折角に差が生じている。具体的には、例えば光軸ＡＸ上の画像光ＭＬのうちＧ成分ＭＬ２について考えた場合、破線で示す長波長（λ１）寄りの成分ＭＬ２ａは、第１の反射型回折素子Ｄ１から相対的に大きな回折角Ａａで射出され、二点鎖線で示す短波長（λ２）寄りの成分ＭＬ２ｂは、第１の反射型回折素子Ｄ１から相対的に小さな回折角Ａｂで射出される。これに対し、プリズム２２ｂは、第１の反射型回折素子Ｄ１とは逆の波長分散を有する。結果的に、プリズム２２ｂの波長分散が第１の反射型回折素子Ｄ１の波長分散を補償する。プリズム２２ｂを経た後、第１の反射型回折素子Ｄ１から相対的に大きな回折角Ａａで射出された成分ＭＬ２ａの射出方向と、第１の反射型回折素子Ｄ１から相対的に小さな回折角Ａｂで射出され成分ＭＬ２ｂの射出方向とは、第１の反射型回折素子Ｄ１からの射出位置に関わらず平行に近づき、図示を省略するが、射出瞳ＥＰの位置では略平行になる。以上は、画像光ＭＬのうちＧ成分ＭＬ２についての波長分散の補償の説明であったが、Ｒ成分ＭＬ１やＢ成分ＭＬ３についても同様に波長分散が補償され、各色で色収差を低減することができる。

以下、図４を参照して、凹面透過ミラー２４の構造について説明する。凹面透過ミラー２４は、全体の形状を維持する支持体である板状体２４ａと、板状体２４ａの内側（図２における射出瞳ＥＰ側）に形成された部分反射膜２４ｂと、板状体２４ａの外界側に形成された反射型回折層２４ｃとを含む。部分反射膜２４ｂは、内側に凹の部分反射面ＭＣとして機能し、画像光ＭＬを所期の反射率で反射する。この際、部分反射膜２４ｂは、可視波長域の画像光ＭＬを波長に関わらず略一様に反射する。反射型回折層２４ｃは、外側に凸の第２の反射型回折素子Ｄ２として、部分反射膜２４ｂを透過した画像光ＭＬである漏れ光ＬＥを直進光路から逸らすように回折させる。反射型回折層２４ｃは、部分反射膜２４ｂと同様の曲面であり、板状体２４ａは、略一様な厚み有する。反射型回折層２４ｃは、画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを、凹面透過ミラー２４を通過する直進光路から逸らすように折り曲げる。漏れ光ＬＥを直進光路から逸らすとは、画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥの光路を外界の正面方向に向かわないように他の方向へ向けることを意味する。第２の反射型回折素子Ｄ２を利用することで、漏れ光ＬＥを斜めに反射するように折り曲げることができる。漏れ光ＬＥが第２の反射型回折素子Ｄ２に略垂直に入射する場合、漏れ光ＬＥを折り曲げる角度は、元に対して９０°以上となるが、正反射に近づかないように元に対して１３５°以下とする。具体的には、反射型回折層２４ｃは、画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを、凹面透過ミラー２４を通過する直進光路に対して下方向に反射するように折り曲げる。ここで、下方向とは、漏れ光ＬＥの入射点における反射型回折層２４ｃの接平面とＹＺ面に平行な面との交線に沿って入射点の下側又は－Ｙ側を基準として４５°以内の下に広がる円錐領域内であって、反射型回折層２４ｃよりも内側又は射出瞳ＥＰ側を意味する。反射型回折層２４ｃによって下方向に折り曲げられた回折光ＬＤは、凹面透過ミラー２４の板状体２４ａ内を外側面２４ｆ又は内側面２４ｒによって反射等されつつ伝搬して端部から射出され、或いは凹面透過ミラー２４の外側面２４ｆ又は内側面２４ｒで屈折されて外部に射出されるが、凹面透過ミラー２４外に射出される回折光ＬＤは、凹面透過ミラー２４の各部で減衰され、射出方向も元の画像光ＭＬを反映する規則性を有するものではなくなる。結果的に、漏れ光ＬＥが存在しても反射型回折層２４ｃで回折され、画像光生成装置１１の表示面１１ａに形成された表示像を反映した虚像又は実像であって第三者に観察可能なものが形成されるといった状況を回避することができる。仮に、反射型回折層２４ｃが存在しないとすると、画像光ＭＬの漏れ光ＬＥが凹面透過ミラー２４を直進して外界側に射出され、画像光生成装置１１の表示面１１ａに形成された表示像を反映した虚像又は実像の一部が第三者にとって観察可能となる。なお、凹面透過ミラー２４の下端の縁には、回折光ＬＤを吸収するための吸収材を塗布し又は接着することができる。

第２の反射型回折素子Ｄ２の回折波長幅は、波長選択部２２に設けられた第１の反射型回折素子Ｄ１の回折波長幅と同等かそれよりも大きくなっている。つまり、第１の反射型回折素子Ｄ１の回折波長幅は、第２の反射型回折素子Ｄ２の回折波長幅と同等又は小さくなっている。この場合、第１の反射型回折素子Ｄ１で回折された画像光ＭＬを第２の反射型回折素子Ｄ２によって全て回折することができ、情報漏えいを確実に防止することができる。

反射型回折層２４ｃ又は第２の反射型回折素子Ｄ２は、３色に対応する３つの回折要素として、赤のＲ光を回折するＲ回折層４２ａと、緑のＧ光を回折するＧ回折層４２ｂと、青のＢ光を回折するＢ回折層４２ｃとを含む。Ｒ回折層４２ａは、漏れ光ＬＥのＲ成分ＬＥ１を回折しての元の光路から逸らし、下方向に射出される赤波長域の回折光ＬＤを形成する。Ｇ回折層４２ｂは、漏れ光ＬＥのＧ成分ＬＥ２を回折して元の光路から逸らし、下方向に射出される緑波長域の回折光ＬＤを形成する。Ｂ回折層４２ｃは、漏れ光ＬＥのＢ成分ＬＥ３を回折して元の光路から逸らし、下方向に射出される青波長域の回折光ＬＤを形成する。Ｒ回折層４２ａ、Ｇ回折層４２ｂ、及びＢ回折層４２ｃは、それぞれが反射型回折素子であり、フィルム状の光学素子として個別に作製され、互いに接合されて積層され、全体として板状体２４ａの外側面２４ｆ上に張り付けられて外界側面を形成している。各回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、例えば体積ホログラム素子である。各回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃが体積ホログラム素子である場合、第２の反射型回折素子Ｄ２は、３色に対応する３つの体積ホログラム層として、３層の回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃを含むものとなる。第２の反射型回折素子Ｄ２を構成する回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、第１の反射型回折素子Ｄ１を構成する回折層４１ａ，４１ｂ，４１ｃと同様の手法で作製することができる。

第２の反射型回折素子Ｄ２は、Ｒ回折層４２ａ、Ｇ回折層４２ｂ、及びＢ回折層４２ｃからなる３層構造とする必要はなく、単一の層内にＲＧＢの各色の画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを回折する縞を一括して作り込んだものであってもよい。このように、単層でＲＧＢの画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを回折させる場合、３つの回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃを組み込む場合に比較してピーク波長で若干の抜け光が発生し、回折効率が低下すると考えられるが、このような抜け光の光強度が大きくなければ、第三者が表示中の画像を観察することは容易でなくなる。逆に、第２の反射型回折素子Ｄ２は、３層以上の多層構造とすることもできる。例えば、上記回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃのほかに、ＲＧ間の波長域で画像光ＭＬを回折させる第４の回折層と、ＧＢ間の波長域で画像光ＭＬを回折させる第５の回折層とを追加して、５層構造の第２の反射型回折素子Ｄ２とすることができる。

以上では、反射型回折層２４ｃは、画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを、凹面透過ミラー２４を通過する光路から逸らすように下方向に反射し又は折り曲げるように伝搬させるとしたが、画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを、元の光路から上方向に反射し又は折り曲げるように伝搬させるものであってもよい。ここで、上方向とは、漏れ光ＬＥの入射点における２４ｃの接平面とＹＺ面に平行な面との交線に沿って入射点の上側又は＋Ｙ側を基準として４５°以内の円錐領域内であって、反射型回折層２４ｃよりも内側又は射出瞳ＥＰ側を意味する。この場合、凹面透過ミラー２４の上端の縁には、回折光ＬＤを吸収するための吸収材を塗布し又は接着することができる。３つの回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、ＲＧＢの各色光を同じ方向に回折させるものである必要はなく、いずれか１色を上側に回折させ、残りの色を下側に回折させてもよい。３つの回折層４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、同様に回折効率を高めたものである必要はなく、例えば比視感度の高いＧ回折層４２ｂについて相対的に回折効率を高めることもできる。

反射型回折層２４ｃは、画像光ＭＬ又は漏れ光ＬＥを凹面透過ミラー２４の左右の横方向又は斜め方向に反射し又は折り曲げるように伝搬させるものであってもよい。ここで、横方向とは、漏れ光ＬＥの入射点における反射型回折層２４ｃの接平面とＹＺ面に平行な面との交線に沿って入射点の±Ｘ側を基準として４５°以内の上に広がる円錐領域内であって、反射型回折層２４ｃよりも内側又は射出瞳ＥＰ側を意味する。この場合、凹面透過ミラー２４の右端又は左端の縁には、回折光ＬＤを吸収するための吸収材を塗布し又は接着することができる。ただし、横方向の場合、漏れ光ＬＥの回折角度が大きくなると、回折光ＬＤが凹面透過ミラー２４内面から凹面透過ミラー２４の側方に射出される割合が高まる。これを回避するため、装着者ＵＳの横に居る第三者が虚像を観察できないように、凹面透過ミラー２４の左右端において顔側に張り出す遮光部材を設けることが望ましい場合も生じ得る。なお、斜め方向とは、横方向と上下方向との中間方向を意味し、例えば＋Ｘ方向と＋Ｙ方向との中間及びそれに対して４５°以内の円錐領域内であって、反射型回折層２４ｃよりも内側又は射出瞳ＥＰ側を意味する。

図５Ａ、５Ｂ、６Ａ、及び６Ｂは、反射型回折素子Ｄ１，Ｄ２の役割を説明する概念図である。各図のチャートにおいて、横軸は、波長を示し、縦軸は、光強度（任意単位）を示す。図５Ａに実線で示す画像光ＭＬの波長特性は、画像光生成装置１１の発光特性に対応し、青のＢ光、緑のＧ光、及び赤のＲ光の波長域において光強度のピークを有する。図５Ｂに一点鎖線で示す波長特性は、第１の反射型回折素子Ｄ１による回折後の画像光ＭＬを示し、画像光ＭＬに含まれる各色の成分ＭＬ１，ＭＬ２，ＭＬ３を元の波長域よりも狭い波長域に制限する。つまり、ピーク波長幅が元と比較して減少している。図６Ａに実線で示す波長特性は、反射型回折層３１ｂによって回折されず反射型回折層３１ｂを通過した画像光ＭＬである透過光ＬＴを示し、ＲＧ間の波長域、ＧＢ間の波長域等にピークを有するが、元の画像光ＭＬの光強度と比較するとピーク高さが大幅に減少したものとなっている。この透過光ＬＴは、光吸収層３２ａで完全に吸収される。図６Ｂに点線で示す波長特性は、凹面透過ミラー２４を最終的に通り抜ける画像光ＭＬつまり通過光ＬＰの光強度を示しており、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光の波長域で光強度がゼロに近いレベルまで低くなっている。図６Ｂに示す波長特性は、光吸収層３２ａの外側における透過光ＬＴの光強度を示す図ともなっており、光吸収層３２ａの外側における透過光ＬＴの光強度もゼロに近いレベルまで低くなっている。なお、Ｂ光、Ｇ光、及びＲ光の波長域間、つまりＢＧの中間波長域及びＧＲの中間波長域では、外界光ＯＬの通過が許容され、外界光ＯＬの確実なシースルー視が確保され明るい外界像の観察が可能になっている。

以上のように、第１実施形態の虚像表示装置１００によれば、第２の反射型回折素子Ｄ２が凹面透過ミラー２４を通過する光路から逸らすように画像光ＭＬを回折させるので、部分反射膜２４ｂを透過して外界側に射出される画像光ＭＬを抑制することができる。この際、第１の反射型回折素子Ｄ１が透過傾斜ミラー２３や凹面透過ミラー２４に入射する画像光ＭＬの波長幅を狭めるので、第２の反射型回折素子Ｄ２に入射する画像光ＭＬについて第２の反射型回折素子Ｄ２で回折される割合を増やすことができる。これにより、表示中の映像が外部から見えにくくなり、情報漏えいの抑制効果を高めることができる。

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態の虚像表示装置について説明する。第２実施形態の虚像表示装置等は、第１実施形態の虚像表示装置を部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図７は、第２実施形態の虚像表示装置１００について説明する側方断面図である。この場合、凹面透過ミラー２４の支持体である板状体２４ａを延長して第１の反射型回折素子Ｄ１の支持体としている。つまり、第１の反射型回折素子Ｄ１と第２の反射型回折素子Ｄ２とは、共通の支持体である板状体２４ａ上に形成されている。さらに、第１の反射型回折素子Ｄ１と第２の反射型回折素子Ｄ２とは、一体的に形成されたシート状部材６１である。つまり、第１の反射型回折素子Ｄ１は、図２の場合と異なり、板状体２４ａのうち延長された部分２４ｅにおいて外界側に形成されている。また、延長された部分２４ｅの外側に設けられた第１の反射型回折素子Ｄ１上には、光吸収部材３２が張り付けられるように設けられて、第１の反射型回折素子Ｄ１の前方を覆っている。

本実施形態のような構造とした場合、第１の反射型回折素子Ｄ１と第２の反射型回折素子Ｄ２とを、シート状部材６１として一括して形成することができる。つまり、第１の反射型回折素子Ｄ１と第２の反射型回折素子Ｄ２とを同じ露光工程を経て作製された体積ホログラムとすることができるので、露光工程を簡略化することができるとともに、第１の反射型回折素子Ｄ１と第２の反射型回折素子Ｄ２の回折波長幅を略同じにすることができる。

〔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。第３実施形態の虚像表示装置等は、第２実施形態又は第１実施形態の虚像表示装置を部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図８は、第３実施形態の虚像表示装置１００について説明する側方断面図である。この場合、射出瞳ＥＰから透過傾斜ミラー２３を経て凹面透過ミラー２４に向かう光軸ＡＸ、つまり射出光軸ＡＸＥが、前方の＋Ｚ方向に対して傾斜角δ＝１０°程度下向きに傾いて延びている。射出光軸ＡＸＥは、凹面透過ミラー２４の形状的な対称性に由来する軸線である。射出光軸ＡＸＥを水平軸であるＺ軸に対して前方側で１０°程度下向きにすることにより、虚像を観察する装着者ＵＳの眼ＥＹの疲れを低減することができる。

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態の虚像表示装置について説明する。第４実施形態の虚像表示装置等は、第１実施形態の虚像表示装置を部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図９を参照して、第４実施形態の虚像表示装置について説明する。光学ユニット４１２は、投射レンズ２１と、折り返しミラー２８と、波長選択部２２と、透過傾斜ミラー２３と、凹面透過ミラー２４とを備える。つまり、投射レンズ２１と波長選択部２２との間に折り返しミラー２８が配置されている。

折り返しミラー２８は、投射レンズ２１からの画像光ＭＬを交差方向に反射する。投射レンズ２１の光軸である投射光軸ＡＸ０は、横のＸ軸方向に平行に延びている。折り返しミラー２８によって投射光軸ＡＸ０から反射光軸ＡＸ１に沿って光路が折り曲げられ、波長選択部２２によって反射光軸ＡＸ１から反射光軸ＡＸ２に沿って光路が折り曲げられる。結果的に、投射レンズ２１の射出側において略水平横方向に延びていた光軸が透過傾斜ミラー２３の入射側において－Ｚ方向と－Ｙ方向と間である斜め下後方に延びる。

光学ユニット４１２において、波長選択部２２や凹面透過ミラー２４は、図２に示すものと同様のものとなっている。

〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態の虚像表示装置について説明する。第５実施形態の虚像表示装置等は、第１実施形態の虚像表示装置等を部分的に変更したものであり、共通部分については説明を省略する。

図１０を参照して、本実施形態では、凹面透過ミラー２４又は外観部材１０５のうち局所的な有効領域Ａ１において、部分反射面ＭＣや第２の反射回折素子Ｄ２を形成することができる。有効領域Ａ１の周囲の領域Ａ２，Ａ３については、部分反射面ＭＣに関して徐々に画像光ＭＬの反射率を減少させた反射率遷移領域を形成することができ、第２の反射回折素子Ｄ２に関して徐々に画像光ＭＬの回折効率を減少させた遷移領域を形成することができる。

〔変形例その他〕
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。

光学ユニット１２は、投射レンズ２１を備えない光学系にすることができる。この場合、画像光生成装置１１の表示面１１ａに形成された表示像を凹面透過ミラー２４によってコリメートする光学系となる。

第２の反射型回折素子Ｄ２は、凹面透過ミラー２４の一部として形成されるものである必要はなく、凹面透過ミラー２４の外界側を覆う独立した板状の部材として形成することができる。

凹面透過ミラー２４を構成する板状体２４ａについては、樹脂材に限らず、ガラスや合成石英、或いはそれらと樹脂材との複合材で形成することもできる。

光学ユニット１２は、透過傾斜ミラー２３の前段に、プリズムとミラーの複合体等を含む光学系であってもよい。

プリズム２２ｂを構成する平面３３ａ，３３ｂは、屈折力を有する曲面に置き換えることができる。

具体的な態様における虚像表示装置は、画像光生成装置と、画像光生成装置からの画像光を反射する透過傾斜ミラーと、部分反射膜を有し、透過傾斜ミラーで反射された画像光を部分反射膜によって透過傾斜ミラーに向けて反射する凹面透過ミラーと、画像光生成装置から透過傾斜ミラーにかけての光路上に配置される第１の反射型回折素子と、部分反射膜の外界側に配置され、凹面透過ミラーを通過する光路から逸らすように画像光を回折させる第２の反射型回折素子とを備える。

上記虚像表示装置では、第２の反射型回折素子が凹面透過ミラーを通過する光路から逸らすように画像光を回折させるので、部分反射膜を透過して外界側に射出される画像光を抑制することができる。この際、第１の反射型回折素子が透過傾斜ミラーや凹面透過ミラーに入射する画像光の波長幅を狭めるので、第２の反射型回折素子に入射する画像光について第２の反射型回折素子で回折される割合を増やすことができる。これにより、表示中の映像が外部から見えにくくなり、情報漏えいの抑制効果を高めることができる。

具体的な側面において、第１の反射型回折素子の光射出側の光路上に配置され、第１の反射型回折素子による画像光の波長分散を補償するプリズムをさらに備える。この場合、第１の反射型回折素子による画像光の色収差を低減することができる。

別の側面において、プリズムは、第１の反射型回折素子による画像光の回折方向に対応する方向に関して、画像光の進路を偏向する。

別の側面において、プリズムは、画像光に対する屈折力がゼロの楔型プリズムである。この場合、プリズムが色分散以外の結像状態に影響を与えないものとなり、光学系を簡単なものとすることができる。

別の側面において、第１の反射型回折素子は、上下方向に関して画像光を回折させ、プリズムは、横方向に延びて横方向に関して一様な断面を有し、第１の反射型回折素子から遠い先端側に狭まる楔角を有する。

さらに別の側面において、第１の反射型回折素子は、画像光の相対的な角度関係を保存しつつ画像光を回折させる。この場合、第１の反射型回折素子は、平面ミラーのように機能する。

別の側面において、第２の反射型回折素子は、画像光を上方又は下方に回折させる。虚像表示装置の上方や下方に第三者が存在する状況は生じにくく、上方又は下方に遮光部材を配置することは容易であり、情報漏えいの抑制効果をより高めることができる。

さらに別の側面において、画像光生成装置は、３色を含む画像光を形成し、第１の反射型回折素子及び第２の反射型回折素子は、３色に対応する３つの体積ホログラム層を含む。この場合、３色ごとの回折効率を高めることができ、凹面透過ミラーを経て外界側に射出される通過光を抑える効果が高まる。

さらに別の側面において、第１の反射型回折素子の裏面に配置され、第１の反射型回折素子の透過光を吸収する光吸収部材を備える。この場合、第１の反射型回折素子で回折されなかった透過光が外界側に射出されることを防止することができる。

さらに別の側面において、第１の反射型回折素子の回折波長幅は、第２の反射型回折素子の回折波長幅と同等又は小さい。この場合、第１の反射型回折素子で回折された画像光を第２の反射型回折素子によって全て回折することができ、情報漏えいを確実に防止することができる。

さらに別の側面において、凹面透過ミラーは、光透過性を有する支持体上に形成され、第１の反射型回折素子と第２の反射型回折素子とは、支持体上に形成されている。この場合、第１の反射型回折素子を凹面透過ミラーに付随する部品とすることができ、虚像表示装置の構造を簡単化することができる。

さらに別の側面において、第１の反射型回折素子と第２の反射型回折素子とは、一体的に形成されたシート状部材である。この場合、第１の反射型回折素子と第２の反射型回折素子を一部品として作製することができる。

さらに別の側面において、凹面透過ミラーは、画像光を射出瞳に集めるように反射する。

具体的な態様における光学ユニットは、画像光を反射する透過傾斜ミラーと、部分反射膜を有し、透過傾斜ミラーで反射された画像光を部分反射膜によって透過傾斜ミラーに向けて反射する凹面透過ミラーと、透過傾斜ミラーの光入射側の光路上に配置される第１の反射型回折素子と、部分反射膜の外界側に配置され、凹面透過ミラーを通過する光路から逸らすように画像光を回折させる第２の反射型回折素子とを備える。

１１…画像光生成装置、１１ａ…表示面、１２，４１２…光学ユニット、１３…表示制御回路、２１…投射レンズ、２２…波長選択部、２２ａ…回折吸収部材、２２ｂ…プリズム、２３…透過傾斜ミラー、２３ａ…平行平板、２４…凹面透過ミラー、２４ｂ…部分反射膜、２４ｃ…反射型回折層、２８…ミラー、３１ｂ…反射型回折層、３２…光吸収部材、３２ａ…光吸収層、４１ａ，４１ｂ，４１ｃ…回折層、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ…回折層、６１…シート状部材、１００…虚像表示装置、１００Ａ，１００Ｂ…表示装置、１００Ｃ…支持装置、１０２…表示駆動部、１０５…外観部材、ＡＸ…光軸、ＡＸＥ…射出光軸、Ｄ１…第１の反射型回折素子、Ｄ２…第２の反射型回折素子、ＥＰ…射出瞳、ＥＹ…眼、ＬＤ…回折光、ＬＥ…漏れ光、ＬＰ…通過光、ＬＴ…透過光、ＭＣ…部分反射面、ＭＬ…画像光、ＭＳ…平面反射面、ＯＬ…外界光、ＵＳ…装着者

Claims (14)

1. 画像光生成装置と、
   前記画像光生成装置からの画像光を反射する透過傾斜ミラーと、
   部分反射膜を有し、前記透過傾斜ミラーで反射された前記画像光を前記部分反射膜によって前記透過傾斜ミラーに向けて反射する凹面透過ミラーと、
   前記画像光生成装置から前記透過傾斜ミラーにかけての光路上に配置される第１の反射型回折素子と、
   前記部分反射膜の外界側に配置され、前記凹面透過ミラーを通過する光路から逸らすように前記画像光を回折させる第２の反射型回折素子とを備える、虚像表示装置。
2. 前記第１の反射型回折素子の光射出側の光路上に配置され、前記第１の反射型回折素子による前記画像光の波長分散を補償するプリズムをさらに備える、請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記プリズムは、前記第１の反射型回折素子による前記画像光の回折方向に対応する方向に関して、前記画像光の進路を偏向する、請求項２に記載の虚像表示装置。
4. 前記プリズムは、前記画像光に対する屈折力がゼロの楔型プリズムである、請求項２及び３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
5. 前記第１の反射型回折素子は、上下方向に関して前記画像光を回折させ、
   前記プリズムは、横方向に延びて前記横方向に関して一様な断面を有し、前記第１の反射型回折素子から遠い先端側に狭まる楔角を有する、請求項４に記載の虚像表示装置。
6. 前記第１の反射型回折素子は、前記画像光の相対的な角度関係を保存しつつ前記画像光を回折させる、請求項１～５のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
7. 前記第２の反射型回折素子は、前記画像光を上方又は下方に回折させる、請求項１～６のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
8. 前記画像光生成装置は、３色を含む前記画像光を形成し、
   前記第１の反射型回折素子及び前記第２の反射型回折素子は、前記３色に対応する３つの体積ホログラム層を含む、請求項１～７のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
9. 前記第１の反射型回折素子の裏面に配置され、前記第１の反射型回折素子の透過光を吸収する光吸収部材を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
10. 前記第１の反射型回折素子の回折波長幅は、前記第２の反射型回折素子の回折波長幅と同等又は小さい、請求項１～９のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
11. 前記凹面透過ミラーは、光透過性を有する支持体上に形成され、前記第１の反射型回折素子と前記第２の反射型回折素子とは、前記支持体上に形成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
12. 前記第１の反射型回折素子と前記第２の反射型回折素子とは、一体的に形成されたシート状部材である、請求項１１に記載の虚像表示装置。
13. 前記凹面透過ミラーは、前記画像光を射出瞳に集めるように反射する、請求項１～１２のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
14. 画像光を反射する透過傾斜ミラーと、
    部分反射膜を有し、前記透過傾斜ミラーで反射された前記画像光を前記部分反射膜によって前記透過傾斜ミラーに向けて反射する凹面透過ミラーと、
    前記透過傾斜ミラーの光入射側の光路上に配置される第１の反射型回折素子と、
    前記部分反射膜の外界側に配置され、前記凹面透過ミラーを通過する光路から逸らすように前記画像光を回折させる第２の反射型回折素子とを備える、光学ユニット。

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