JP2024027268A - 頭部装着型表示装置及び光学ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】表示素子やレンズが露出することを回避し、防塵に配慮する。
【解決手段】ＨＭＤ２００は、第１表示素子１１ａと、表示素子１１ａを保持するホルダー３１と、第１表示素子１１ａに形成された画像を投射する第１投射光学系１２ａと、第１投射光学系１２ａを位置決めした状態で収納するケースＣＡであるバレル４１とを備え、ホルダー３１は、第１表示素子１１ａを支持する支持フレーム３１ａと、支持フレーム３１ａの上部に接続されて支持フレーム３１ａと交差する方向に延びる基部板３１ｂとを有し、支持フレーム３１ａの端部がバレル４１に形成された挿入口４１ｚを介してバレル４１中に挿入され、基部板３１ｂが挿入口４１ｚを覆いつつバレル４１に固定される。
【選択図】図１１

Description

本発明は、虚像の観察を可能にする頭部装着型表示装置及び光学ユニットに関する。

頭部装着型表示装置として、表示素子を収納するケース部材と、表示素子からの映像光を受ける光学系である投射レンズを収納する鏡筒と、ケース部材と鏡筒との間を覆う伸縮性の封止部材とを備えるものが開示されている（特許文献１）。

特開２０２０－１６０１１５号公報

上記背景技術の装置では、テープで外周を完全に封止するまでの間、表示素子やレンズは露出していることになり、その間の防塵対策には課題が残る。また、上記背景技術の装置では、表示素子やそれを保持するケースが調整後も露出しているため、製造工程のハンドリングで何かにぶつけた際にせっかく調整した位置からずれてしまうという問題も生じる。

本発明の一側面における頭部装着型表示装置は、表示素子と、表示素子を保持するホルダーと、表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、投射光学系を位置決めした状態で収納するケースと、を備え、ホルダーは、表示素子を支持する支持フレームと、支持フレームの上部に接続されて支持フレームと交差する方向に延びる基部板とを有し、支持フレームの端部がケースに形成された挿入口を介してケース中に挿入され、基部板が挿入口を覆いつつケースに固定される。

第１実施形態の頭部装着型表示装置の装着状態を説明する外観斜視図である。 片側の表示装置の内部構造を説明する側方断面図である。 表示部の光学的構造を具体的に説明する側方断面図である。 表示部の支持構造を説明する斜視図である。 表示部の外形を説明する斜視図である。 バレル及びこれに保持された光学部材等の側方断面図である。 バレルカバーを除いた残り部分の背面図及び平面図を示す。 バレルの分解斜視図である。 ガード及びプリズムミラーの配置関係を示す斜視図、側面図、正面図である。 表示ユニットを示す表側の斜視図、側断面図、及び裏側の斜視図である。 バレル前部の拡大断面図である。 光学ユニットの平面図である。 光学ユニットの正面図及び平面図である。 片側の表示装置の正面断面構造を説明する概念図である。 バレルに対する表示ユニットの組付けを説明する斜視図である。 第２実施形態における表示ユニットを説明する部分拡大断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１、２等を参照して、本発明に係る頭部装着型表示装置の第１実施形態について説明する。

図１は、頭部装着型表示装置（以下、ヘッドマウントディスプレイ又は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又は画像表示装置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、情報端末であるユーザー端末９０とを備える。第１表示装置１００Ａは、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第１表示駆動部１０２ａと、メガネレンズ状で眼前を覆う第１コンバイナー１０３ａとで構成される。第２表示装置１００Ｂも同様に、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第２表示駆動部１０２ｂと、メガネレンズ状で眼前を覆う第２コンバイナー１０３ｂとで構成される。支持装置１００Ｃは、装着者ＵＳの頭部に装着される装着部材であり、外観上一体化されている表示駆動部１０２ａ，１０２ｂを介して一対のコンバイナー１０３ａ，１０３ｂ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、光学的に同一又は左右反転させたものであり、第２表示装置１００Ｂについては、詳細な説明を省略する。

図２は、第１表示装置１００Ａの内部構造を説明する側方断面図である。第１表示装置１００Ａは、第１表示素子１１ａと第１表示部２０ａと第１回路部材８０ａとを備える。第１表示素子１１ａは、画像光生成装置であり、映像素子とも呼ぶ。第１表示部２０ａは、虚像を形成する結像光学系であり、投射レンズ２１と、プリズムミラー２２と、シースルーミラー２３とを一体化した状態で有する。第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１とプリズムミラー２２とは、第１表示素子１１ａからの画像光ＭＬが入射する第１投射光学系１２ａとして機能し、シースルーミラー２３は、上記第１投射光学系１２ａから射出される画像光ＭＬを瞳位置ＰＰ又は眼ＥＹに向けて部分的に反射する部分透過ミラー１２３として機能する。第１投射光学系１２ａは、第１表示素子１１ａに形成された画像を投射する。第１表示部２０ａは、第１投射光学系１２ａと第１コンバイナー１０３ａとを一体化した状態で有するものである。第１投射光学系１２ａを構成する投射レンズ２１は、第１表示素子１１ａの光射出側に配置される第１光学部材２ａに相当し、プリズムミラー２２は、投射レンズ２１である第１光学部材２ａの光射出側に配置される第２光学部材２ｂに相当する。また、第１表示素子１１ａと投射レンズ２１とプリズムミラー２２とは、図１に示す第１表示駆動部１０２ａの一部に対応し、シースルーミラー２３は、第２光学部材２ｂの光射出側に配置されており、図１に示す第１コンバイナー１０３ａに対応する。第１投射光学系１２ａを構成する投射レンズ２１及びプリズムミラー２２は、第１表示素子１１ａとともに相互に位置決めされた状態で容器状のバレル４１内で固定されている。バレル４１は、第１投射光学系１２ａを位置決めした状態で収納するケースＣＡである。

第１投射光学系１２ａを構成する光学部材２ａ，２ｂを支持するバレル４１は、第１フレーム５２ａに支持され、第１フレーム５２ａの下側に配置されている。第１フレーム５２ａは、カバー７１によって覆われ、バレル４１も、カバー７１によって全体的に覆われている。第１フレーム５２ａは、金属材料で形成されている。バレル４１とカバー７１とは、遮光性の樹脂材料で形成され、バレル４１の射出口４１ｏにおいて、プリズムミラー２２の一面を露出させている。バレル４１は、上部のバレルカバー４１ｕが第１フレーム５２ａに嵌合するように当接し、第１フレーム５２ａに吊るされた状態で固定されている。結果的に、第１表示部２０ａは、バレル４１を介して第１フレーム５２ａに吊るされた状態で固定されている。第１フレーム５２ａは、第１回路部材８０ａを配置するための凹所ＲＥを上側に有する。

第１表示装置１００Ａにおいて、第１表示素子１１ａは、自発光型の画像光生成装置である。第１表示素子１１ａは、画像光ＭＬを第１投射光学系１２ａに射出する。バレル４１は、第１投射光学系１２ａを構成する光学素子とともに第１表示素子１１ａを収納して支持する。第１表示素子１１ａ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１１ｄにカラーの静止画又は動画を形成する。第１表示素子１１ａは、第１回路部材８０ａ、具体的には表示制御装置８８に駆動されて表示動作を行う。第１表示素子１１ａは、有機ＥＬディスプレイに限らず、無機ＥＬ、有機ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、レーザーアレイ、量子ドット発光型素子等を用いた表示デバイスに置き換えることができる。第１表示素子１１ａ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。第１表示素子１１ａ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。なお、第１表示装置１００Ａにおいて、表示制御装置８８又は第１回路部材８０ａを除いたものも、画像表示装置１００と呼ぶ。

図３は、第１表示部２０ａの光学的構造を具体的に説明する側方断面図である。第１表示部２０ａは、２つの反射面を含み、シースルーミラー２３及びプリズムミラー２２よって光路の折り曲げが行われる。第１表示部２０ａは、軸外し光学系ＯＳとなっている。投射レンズ２１、プリズムミラー２２、及びシースルーミラー２３は、非軸対称に配置されている。この第１表示部２０ａでは、基準面であるＹＺ面に平行な軸外し面内で光軸ＡＸの折り曲げを行うことで、かかる軸外し面（すなわち基準面）に沿って光学素子２１，２２，２３が配列されている。具体的には、ＹＺ面に平行で紙面に対応する軸外し面において、投射レンズ２１から反射面２２ｂまでの光路部分Ｐ１と、反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光路部分Ｐ２と、シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光路部分Ｐ３とが、Ｚ字状に２段階で折り返される配置となっている。これに対応して、投射レンズ２１から反射面２２ｂまでの光軸部分ＡＸ１と、反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光軸部分ＡＸ２と、シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光軸部分ＡＸ３とは、Ｚ字状に２段階で折り返される配置となっている。シースルーミラー２３において、光軸ＡＸが交差する中央箇所の法線は、Ｚ方向に対してθ＝４０～５０°程度の角度をなす。この第１表示部２０ａでは、第１表示装置１００Ａを構成する光学素子２１，２２，２３が縦方向に高さ位置を変えて配列されることになり、第１表示装置１００Ａの横幅の増大を防止することができる。さらに、プリズムミラー２２等での反射による光路の折り畳みによって、光路部分Ｐ１～Ｐ３又は光軸部分ＡＸ１～ＡＸ３がＺ字状に２段階で折り返される配置となっており、かつ、光路部分Ｐ１，Ｐ３又は光軸部分ＡＸ１，ＡＸ３が比較的水平に近いため、第１表示部２０ａを上下方向や前後方向に関しても小型化することできる。また、シースルーミラー２３の中央箇所の傾斜角θが４０～５０°であることから、視線に対応する光路部分Ｐ３の傾きが一定とした場合、光路部分Ｐ２のＺ軸に対する傾きが７０°から９０°となり、画像表示装置１００のＺ方向の厚みを低減することが容易になる。

第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１から反射面２２ｂまでの光路部分Ｐ１は、視点を基準とする後方に向かってやや斜め上方向又はＺ方向に平行に近い方向に延びている。反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光路部分Ｐ２は、前方に向かって斜め下方向に延びている。水平面方向（ＸＺ面）を基準とした場合、光路部分Ｐ２の傾斜が光路部分Ｐ１の傾斜よりも大きくなっている。シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光路部分Ｐ３は、後方に向かってやや斜め上方向又はＺ方向に平行に近い方向に延びている。図示の例では、光軸ＡＸのうち光路部分Ｐ３に対応する部分は、＋Ｚ方向に向かって、下向きを負として、－１０°程度となっている。つまり、部分透過ミラー１２３は、光軸ＡＸ又は光路部分Ｐ３が所定角度上向き、つまり１０°程度上向きとなるように画像光ＭＬを反射する。結果的に、光路部分Ｐ３に対応する光軸部分ＡＸ３を延長した射出光軸ＥＸは、前方の＋Ｚ方向に平行な中心軸ＨＸに対して１０°程度下向きに傾いて延びる。これは、人間の視線が水平方向より下側に約１０°傾いた若干の伏し目状態で安定するからである。なお、瞳位置ＰＰに対して水平方向に延びる中心軸ＨＸは、第１表示装置１００Ａを装着した装着者ＵＳが直立姿勢でリラックスして正面に向いて水平方向又は水平線を注視した場合を想定したものとなっている。

第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１は、第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑを含む。投射レンズ２１は、第１表示素子１１ａから射出された画像光ＭＬを受けて、プリズムミラー２２に入射させる。投射レンズ２１は、第１表示素子１１ａから射出された画像光ＭＬを平行光束に近い状態に集光する。投射レンズ２１を構成する第１レンズ２１ｏの入射面２１ａ及び射出面２１ｂと、第２レンズ２１ｐの入射面２１ｃ及び射出面２１ｄと、第３レンズ２１ｑの入射面２１ｅ及び射出面２１ｆとは、自由曲面又は非球面である。各光学面２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，２１ｅ，２１ｆは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑは、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。投射レンズ２１を構成する第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑの光学面には、反射防止膜を形成することができる。

プリズムミラー２２は、ミラーとレンズとを複合させた機能を有する屈折反射機能を有する光学部材であり、投射レンズ２１からの画像光ＭＬを屈折させつつ反射する。プリズムミラー２２は、第１光学部材の光射出側に配置される入射面２２ａと、光軸ＡＸを折り曲げる反射面２２ｂと、反射面２２ｂに対向して入射面２２ａとは対称的な方向に配置される射出面２２ｃとを有する。プリズムミラー２２は、投射レンズ２１が配置された前方から入射する画像光ＭＬを、入射方向を反転させた方向（プリズムミラー２２から見た光源の方向）に対して下方に傾斜した方向に折り返すように射出する。プリズムミラー２２を構成する光学面である入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。プリズムミラー２２の光学面、つまり入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとは、例えば自由曲面である。入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。プリズムミラー２２は、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。反射面２２ｂについては、全反射によって画像光ＭＬを反射するものに限らず、金属膜又は誘電体多層膜からなる反射面とすることもできる。この場合、反射面２２ｂ上に、例えばＡｌ、Ａｇのような金属で形成された単層膜又は多層膜からなる反射膜を蒸着等によって成膜し、或いは金属で形成されたシート状の反射膜を貼り付ける。詳細な図示は省略するが、入射面２２ａ及び射出面２２ｃ上には、反射防止膜を形成することができる。

プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、全体的に凹面であり、ＹＺ面に平行で光軸部分ＡＸ１～ＡＸ３が通る軸外し面上すなわち紙面上において凹面であり、ＹＺ面に垂直で射出面２２ｃの中心を通る横断面ＣＳ（図２参照）においても凹面である。プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、バレル４１の射出口４１ｏにおいて露出するため、凹面とすることにより、外の物体との接触を回避し易くなり、損傷の発生を抑制することができる。プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、比較的小さな中間像ＩＭの近くに配置されており、画像光ＭＬの光束断面が絞られた箇所に配置されるので、面積を比較的小さくすることができる。プリズムミラー２２の射出面２２ｃの面積を比較的小さくすることによっても、射出面２２ｃに発生する損傷を抑制することができる。

シースルーミラー２３すなわち第１コンバイナー１０３ａは、凹の表面ミラーとして機能する湾曲した板状の反射光学部材であり、プリズムミラー２２からの画像光ＭＬを反射するとともに外界光ＯＬを部分的に透過させる。シースルーミラー２３は、プリズムミラー２２からの画像光ＭＬを瞳位置ＰＰに向けて反射する。シースルーミラー２３は、反射面２３ｃと外側面２３ｏとを有する。

シースルーミラー２３は、画像光ＭＬを部分的に反射する。シースルーミラー２３は、眼ＥＹ又は瞳孔が配置される瞳位置ＰＰを覆うとともに瞳位置ＰＰに向かって凹形状を有し、外界に向かって凸形状を有する凹面ミラーである。瞳位置ＰＰ又はその開口ＰＰａは、アイポイント又はアイボックスと呼ばれる。瞳位置ＰＰ又は開口ＰＰａは、第１表示部２０ａの射出側における射出瞳ＥＰに相当する。シースルーミラー２３は、コリメーターであり、表示面１１ｄの各点から射出された画像光ＭＬの主光線であって、第１投射光学系１２ａのプリズムミラー２２の射出側近傍に結像した後で広がった画像光ＭＬの主光線を瞳位置ＰＰに収束させる。シースルーミラー２３は、凹面ミラーとして、画像光生成装置である第１表示素子１１ａに形成され第１投射光学系１２ａによって再結像された中間像ＩＭを拡大視することを可能にする。より詳細には、シースルーミラー２３は、視野レンズと同様に機能し、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの後段に形成された中間像ＩＭの各点からの画像光ＭＬをコリメートした状態で瞳位置ＰＰに全体として集めるように入射させる。シースルーミラー２３は、中間像ＩＭと瞳位置ＰＰとの間に配置される観点で、画角に相当する有効領域ＥＡ以上の広がりを有することが必要となる。ここで、画角は、眼の正面方向に延びる光軸ＡＸを基準として上下左右における視野角を合わせたものであり、具体例では４０～５０°程度に設定されている。シースルーミラー２３において、有効領域ＥＡよりも外側に延びる外領域については、結像に直接影響しないので、任意の面形状とすることができるが、メガネレンズ状の外観を確保する観点からは、有効領域ＥＡの外縁の面形状の曲率と同じ、又は当該外縁から連続的に変化するものであることが望ましい。

シースルーミラー２３は、板状体２３ｂの裏面上に透過性反射膜２３ａを形成した構造を有する半透過型のミラー板である。シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、例えば自由曲面である。反射面２３ｃは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。反射面２３ｃは、有効領域ＥＡ以上の広がりを有する必要がある。反射面２３ｃが有効領域ＥＡよりも広い外領域に形成されている場合、有効領域ＥＡの背後からの外界像と、上記外領域の背後からの外界像とに関して、見え方の差が生じにくくなる。

シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、画像光ＭＬの反射に際して一部の光を透過させる。これにより、外界光ＯＬがシースルーミラー２３を通過するので、外界のシースルー視が可能になり、外界像に虚像を重ねることができる。この際、板状体２３ｂが数ｍｍ程度以下に薄ければ、外界像の倍率変化を小さく抑えることができる。反射面２３ｃの画像光ＭＬや外界光ＯＬに対する反射率は、画像光ＭＬの輝度確保や、シースルーによる外界像の観察を容易にする観点で、想定される画像光ＭＬの入射角範囲（有効領域ＥＡに相当）において１０％以上５０％以下とする。シースルーミラー２３の基材である板状体２３ｂは、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。板状体２３ｂは、これを周囲から支持する支持板６１と同一の材料で形成され、支持板６１と同一の厚みを有する。透過性反射膜２３ａは、例えば膜厚を調整した複数の誘電体層からなる誘電体多層膜で形成される。透過性反射膜２３ａは、膜厚を調整したＡｌ、Ａｇ等の金属の単層膜又は多層膜であってもよい。透過性反射膜２３ａは、例えば蒸着を利用した積層によって形成できるが、シート状の反射膜を貼り付けることによっても形成できる。板状体２３ｂの外側面２３ｏには、反射防止膜が形成されている。

光路について説明すると、第１表示素子１１ａからの画像光ＭＬは、投射レンズ２１に入射して略コリメートされた状態で投射レンズ２１から射出される。投射レンズ２１を通過した画像光ＭＬは、プリズムミラー２２に入射して入射面２２ａを屈折されつつ通過し、反射面２２ｂによって１００％に近い高い反射率で反射され、射出面２２ｃで再度屈折される。プリズムミラー２２からの画像光ＭＬは、一旦中間像ＩＭを形成した後、シースルーミラー２３に入射し、反射面２３ｃによって５０％程度以下の反射率で反射される。シースルーミラー２３で反射された画像光ＭＬは、装着者ＵＳの眼ＥＹ又は瞳孔が配置される瞳位置ＰＰに入射する。瞳位置ＰＰには、シースルーミラー２３やその周囲の支持板６１を通過した外界光ＯＬも入射する。つまり、第１表示装置１００Ａ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。

図４を参照して、ＨＭＤ２００の表示駆動部１０２ａ，１０２ｂ中に組み込まれている支持構造について説明する。第１表示装置１００Ａにおいて、第１フレーム５２ａは、ネジのような締結具５０ｆ等を利用して第１表示部２０ａのバレル４１に対して固定されており、第１表示部２０ａを吊るすように支持している。第１フレーム５２ａには、矩形の開口５２ｏが形成され、矩形の開口５２ｏの周囲５２ｒの一部が第１表示部２０ａのバレルカバー４１ｕと当接し密着する。なお、第１フレーム５２ａ上の凹所ＲＥには、第１回路部材８０ａが配置される。第１フレーム５２ａは、例えばマグネシウム合金で形成される。第２表示装置１００Ｂにおいて、第２フレーム５２ｂは、ネジのような締結具５０ｆ等を利用して第２表示部２０ｂのバレル４１に対して固定されており、第２表示部２０ｂを吊るすように支持している。第２フレーム５２ｂには、矩形の開口５２ｏが形成され、矩形の開口５２ｏの周囲５２ｒの一部が第２表示部２０ｂのバレルカバー４１ｕと当接し密着する。なお、第２フレーム５２ｂ上の凹所ＲＥには、第２回路部材８０ｂが配置される。第２フレーム５２ｂは、例えばマグネシウム合金で形成される。

支持装置５０は、第１フレーム５２ａ及び第２フレーム５２ｂに加えて、第１フレーム５２ａと第２フレーム５２ｂとを連結して相対的に固定するジョイント５０ｃを備える。ジョイント５０ｃは、マグネシウム合金のような金属製の部材であり、締結具５０ｇ等を利用して第１フレーム５２ａの一端部に連結され、締結具５０ｇ等を利用して第２フレーム５２ｂの他端部に連結されている。第１表示部２０ａを取り付けた第１フレーム５２ａと、第２表示部２０ｂを取り付けた第２フレーム５２ｂとは、中央のジョイント５０ｃを介して、相互に光学的に位置決めされた状態で固定されている。

図５は、図４に示すＨＭＤ２００から支持装置５０を除いた状態を説明する斜視図である。第１表示部２０ａは、第１投射光学系１２ａと第１コンバイナー１０３ａとを一体化した状態で有するものであり、第２表示部２０ｂは、第２投射光学系１２ｂと第２コンバイナー１０３ｂとを一体化した状態で有するものである。第１投射光学系１２ａにおいて、バレル４１には、第１コンバイナー１０３ａが位置決めされた状態で接着等によって固定されている。第１投射光学系１２ａのバレル４１は、第１表示素子１１ａを収納する空間を有し、第１表示素子１１ａを保持するホルダー３１を介して、第１表示素子１１ａを図２に示す投射レンズ２１等に対して位置決めされた状態で支持する。第２投射光学系１２ｂにおいて、バレル４１には、第２コンバイナー１０３ｂが位置決めされた状態で接着等によって固定されている。第２投射光学系１２ｂのバレル４１は、第２表示素子１１ｂを収納する空間を有し、第２表示素子１１ｂを保持するホルダー３１を介して、第２表示素子１１ｂを図２に示す投射レンズ２１等に対して位置決めした状態で支持する。各バレル４１には、図４に示す第１フレーム５２ａ又は第２フレーム５２ｂにネジ止めするため複数の締結部５１ｆが設けられている。

図６及び７を参照して、バレル４１の構造について説明する。図６中で、領域ＡＲ１は、バレル４１及びこれに保持された第１表示素子１１ａ及び光学部材２ａ，２ｂの側方断面図であり、領域ＡＲ２は、第１表示素子１１ａ及びホルダー３１を除いた状態の側方断面図であり、領域ＡＲ３は、さらにバレルカバー４１ｕを除いた状態の側方断面図である。また、図７中で、領域ＢＲ１は、バレルカバー４１ｕを除いた状態の背面図であり、領域ＢＲ２は、バレルカバー４１ｕを除いた状態の後端部の平面図である。

バレル４１は、バレル本体４１ａとバレルカバー４１ｕとを含み、第１光学部材２ａを収納し、第２光学部材２ｂを保持する。バレル本体４１ａ及びバレルカバー４１ｕは、内部に固定される光学素子の支持精度や強度を考慮してポリカーボネート樹脂で形成される。バレル本体４１ａは、上方が開放されたバスタブ状の容器であり、底の一部に射出口４１ｏを有する。バレルカバー４１ｕは、バレル本体４１ａを上方から覆うように固定される。バレル本体４１ａは、２つの側板部材４１ｃと底板部材４１ｄと前板部材４１ｅと２つの突起部４１ｆ，４１ｇとを有する。２つの側板部材４１ｃは、光軸ＡＸが延びる軸外し面ＨＳ（図７参照）に対して略平行に延び互いに離間する。底板部材４１ｄは、光軸ＡＸが延びる軸外し面ＨＳに垂直なＸＺ面に略沿って延び、後方端側に射出口４１ｏが設けられている。前板部材４１ｅは、底板部材４１ｄの前方端と２つの側板部材４１ｃの前方端とを連結している。２つの突起部４１ｆ，４１ｇは、２つの側板部材４１ｃの上部から外側に張り出すように横方向に延びている。

一方の側板部材４１ｃの内側には、第１光学部材２ａを構成する第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑと、第２光学部材２ｂのプリズムミラー２２とを支持する突起として、段差を有する案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄが形成されている。なお、図示を省略しているが、他方の側板部材４１ｃ（図７参照）の内面にも、案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄと同様の案内凸部が形成されている。２つの側板部材４１ｃの内面に設けられた２つの第１の案内凸部４５ａによって第１レンズ２１ｏが片寄された状態で位置決めされてバレル本体４１ａに支持される。同様に、第２の案内凸部４５ｂによって第２レンズ２１ｐが位置決めされてバレル本体４１ａに支持され、第３の案内凸部４５ｃによって第３レンズ２１ｑが位置決めされてバレル本体４１ａに支持され、第４の案内凸部４５ｄによってプリズムミラー２２が位置決めされてバレル本体４１ａに支持される。

バレルカバー４１ｕは、底板部材４１ｄの反対側に配置されバレル本体４１ａの内側を覆うことによって収納空間ＩＳを形成する。バレルカバー４１ｕは、天板４１ｘと後部板４１ｙとを備える。天板４１ｘは、ＸＺ面に平行に延び、後部板４１ｙは、第２光学部材２ｂのプリズムミラー２２の反射面２２ｂの外側を覆うように傾斜して配置される。バレルカバー４１ｕにおいて、前方の＋Ｚ側には、周りから所定高さだけ低くされた位置決め用のホルダー台座４１ｓが形成され、ホルダー台座４１ｓの前方には、挿入口４１ｚが形成されている。バレルカバー４１ｕに設けられたホルダー台座４１ｓは、後述するように組み立て時以降、ホルダー３１の基部板３１ｂに対向する。基部板３１ｂは、挿入口４１ｚの一部、若しくは全部を覆いつつバレル４１に固定されることになる。この場合、基部板３１ｂとバレル４１の側面部ＳＰとが略平行に延び、基部板３１ｂの面積を大きくしつつ、組み立て後に基部板３１ｂがかさ張ることを防止できる。バレルカバー４１ｕの天板４１ｘと、バレル本体４１ａの２つの側板部材４１ｃと、バレル本体４１ａの底板部材４１ｄとは、全体としてＺ方向に延びるバレル４１の側面部ＳＰである。後部板４１ｙの内面４１ｍは、ＸＺ面及びＸＹ面に対して傾斜し、プリズムミラー２２の反射面２２ｂに沿って反射面２２ｂの近傍に延びている。反射面２２ｂの外側と、後部板４１ｙの内面４１ｍとの間には、一様な隙間ＧＡが形成されている。

バレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓに形成された第２面である座面４１ｎ（図１１参照）を延長したＸＺ面に略平行な平面は、第２光学部材２ｂの上部２２ｊと交差する。これは、座面４１ｎが低く形成されていることを意味する。ホルダー台座４１ｓがバレル４１において中心寄りに奥まった位置に形成されることで、ホルダー３１からの基部板３１ｂの突出量を抑えることができる。

図８に示すように、バレルカバー４１ｕの外周に沿って延びる外縁４２ｑとバレル本体４１ａの上端４２ｐとの間には、例えば段差のような嵌合構造４７ａ，４７ｂが設けられ、相互の位置決めを達成できる。バレルカバー４１ｕの外縁４２ｑとバレル本体４１ａの上端４２ｐとは、バレル本体４１ａとバレルカバー４１ｕとの連結部ＣＪとなっている。連結部ＣＪにおいて、バレルカバー４１ｕの外縁４２ｑとバレル本体４１ａの上端４２ｐとの隙間、つまり嵌合構造４７ａ，４７ｂと外縁４２ｑ又は上端４２ｐとの隙間には、接着材又はシール材として機能する密閉部材ＳＭが充填されている（図６の領域ＡＲ２参照））。この場合、収納空間ＩＳの機密性を高めることができる。密閉部材ＳＭは、防塵構造ＤＰである。

図６及び７を参照して、バレル４１内において、第１光学部材２ａと第２光学部材２ｂとの間には、絞り板部材２６が配置されている。絞り板部材２６は、第１映像素子１１ａと中間像ＩＭ（図３参照）との間であって、表示面１１ｄ上の各点からの光束径が最も大きくなる中間瞳の位置又はその近傍に配置されることが望ましい。図示の場合、絞り板部材２６は、プリズムミラー２２の入射面２２ａに隣接して取り付けられている。図７を参照して、絞り板部材２６は、バレル４１の底板部材４１ｄの近傍に配置される中央部２６ａと、中央部２６ａから２つの側板部材４１ｃに沿って延びる２つの側辺部２６ｂとを有する。本実施形態の場合、プリズムミラー２２の上部２２ｊまでが光学的な有効領域となっている。このため、絞り板部材２６は、上辺を省略して、下辺に相当する中央部２６ａと、左右辺に相当する側辺部２６ｂとを備える開放型となっている。

絞り板部材２６は、周囲の４箇所に切欠き２６ｆを有し、切欠き２６ｆは、プリズムミラー２２の入射面２２ａの外側であって側面２２ｓ側に形成された４つの突起２２ｆと嵌合する。これにより、プリズムミラー２２の入射面２２ａに対して絞り板部材２６が位置決めされる。絞り板部材２６は、切欠き２６ｆの周辺で接着材によって突起２２ｆに固定される。

バレル４１内における第２光学部材２ｂ又はプリズムミラー２２の固定について説明する。プリズムミラー２２は、入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとに挟まれた一対の側面２２ｓにおいて、突起２２ｔを有する。突起２２ｔの入射面２２ａ側の一対の第１支持面２８ａは、バレル本体４１ａに形成された案内凸部４５ｄに設けられた一対の第１載置面４８ａに当接している。突起２２ｔの射出面２２ｃ側の一対の第２支持面２８ｂは、バレル本体４１ａに形成された案内凸部４５ｄに設けられた一対の第２載置面４８ｂに当接している。側面２２ｓにおいて突起２２ｔの下側に設けられた外向きの一対の第３支持面２８ｃは、バレル本体４１ａに形成された案内凸部４５ｄに設けられた内向き一対の第３載置面４８ｃに当接している。第１支持面２８ａと第１載置面４８ａとの当接を用いることで、Ｚ方向の位置とＹ軸及びＸ軸の周りの傾斜とに関してプリズムミラー２２の位置決めが可能になる。第２支持面２８ｂと第２載置面４８ｂとの当接を用いることで、Ｙ方向の位置とＺ軸の周りの傾斜とに関してプリズムミラー２２の位置決めが可能になる。第３載置面４８ｃと第３載置面４８ｃとの当接を用いることで、Ｘ方向の位置に関してプリズムミラー２２の位置決めが可能になる。プリズムミラー２２をバレル本体４１ａに組み付ける際には、バレル本体４１ａを案内凸部４５ｄ又は射出口４１ｏが上側となるように縦置きとする。その後、案内凸部４５ｄの第１載置面４８ａ、第２載置面４８ｂ、及び第３載置面４８ｃの適所に接着材ＡＭを塗布し、一対の案内凸部４５ｄに一対の突起２２ｔが載るようにしてプリズムミラー２２を引き出しのように挿入する。位置決め完了後に各部の接着材ＡＭを硬化させることで、プリズムミラー２２をバレル本体４１ａに対して精密に固定することができる。接着材ＡＭとしては、例えばＵＶ硬化型の接着材を用いることができるが、これに限るものではない。

以上では、プリズムミラー２２をバレル本体４１ａに形成された案内凸部４５ｄに位置決めして固定する方法を説明したが、第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑを、第１の案内凸部４５ａ、第２の案内凸部４５ｂ、第３の案内凸部４５ｃに固定する方法も、プリズムミラー２２の場合と同様であり、説明を省略する。組み立てる順番については、まず第１レンズ２１ｏをバレル本体４１ａに固定し、次に第２レンズ２１ｐをバレル本体４１ａに固定し、次に第３レンズ２１ｑをバレル本体４１ａに固定し、最後にプリズムミラー２２をバレル本体４１ａに固定する。

プリズムミラー２２等をバレル本体４１ａに固定する方法は、上記した片寄を利用するものに限らず、嵌合その他の様々な手法を用いたものに置き換えることができる。

図９を参照して、バレル４１の射出口４１ｏの周辺について説明する。図９中で、領域ＣＲ１は、射出口４１ｏの周辺を説明する斜視図であり、領域ＣＲ２は、射出口４１ｏの周辺を説明する側面図であり、領域ＣＲ３は、射出口４１ｏの周辺を説明する正面図である。バレル４１の底板部材４１ｄの後方に設けられた射出口４１ｏの周辺には、バレル４１の底部から突出するようにガード４３ａが形成されている。ガード４３ａは、底板部材４１ｄの本体４１ｊよりも下方に突出するプリズムミラー２２の側面を保護する。ガード４３ａは、傾斜した後部４３ｃと側部４３ｄとを有する。ガード４３ａと本体４１ｊとに囲まれて傾斜した射出口４１ｏが形成されている。射出口４１ｏは、下向きの－Ｙ方向を基準として前向きの＋Ｚ方向に数１０°傾斜している。射出口４１ｏの周囲に設けられた矩形環状の縁部４４は、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの外縁２２ｃｐを囲むように配置されている。射出口４１ｏの縁部４４は、ガード４３ａの後部４３ｃに対応する部分４４ａと、ガード４３ａの側部４３ｄに対応する部分４４ｂと、底板部材４１ｄの本体４１ｊに対応する部分４４ｃとを含む。射出口４１ｏの周囲に設けられた縁部４４は、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの外縁２２ｃｐを外側から囲むことで、プリズムミラー２２の射出面２２ｃを周囲から保護している。この際、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの外縁２２ｃｐは、射出口４１ｏの縁部４４よりも後退した内側に配置される。つまり、プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、射出口４１ｏの縁部４４よりも奥まって配置されている。具体的には、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの外縁２２ｃｐの上端は、射出口４１ｏの縁部４４の上端よりも、０．５ｍｍ～数ｍｍ程度だけ＋Ｙに低くなっている。これにより、プリズムミラー２２の外縁２２ｃｐに意図しない物体が当たったり、外縁２２ｃｐに触ったりすることを回避でき、射出面２２ｃの劣化を抑制できる。

図６及び９を参照して、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの外縁２２ｃｐと、射出口４１ｏの縁部４４との間には、それらの隙間であって内部側において、接着材又はシール材として機能する密閉部材ＳＭが充填されている。密閉部材ＳＭは、バレル本体４１ａの射出口４１ｏと、第２光学部材２ｂ又はプリズムミラー２２の射出面２２ｃの周囲との間を密閉する。この場合、第２光学部材２ｂの射出面２２ｃは、外部に露出するが、第２光学部材２ｂの射出面２２ｃよりも光学的に上流の光学面は、バレル４１の防塵や防水によって保護される。バレル本体４１ａの射出口４１ｏに沿って充填される密閉部材ＳＭは、弾性接着材ＡＯである。弾性接着材ＡＯは、ＵＶ光のような硬化光によって硬化する例えば室温放置で硬化するアクリル変性シリコーン系樹脂であるが、硬化後も弾性を有する。弾性接着材ＡＯは、射出口４１ｏに関して防塵や防水を可能にする。射出口４１ｏを囲むガード４３ａは、底板部材４１ｄの下方に突出しており、外部の物体に接触する可能性が高く、外部から衝撃を受ける可能性が高い。このため、プリズムミラー２２の射出面２２ｃとバレル４１の射出口４１ｏとの間に弾性接着材ＡＯを設けて封止を行うことで、プリズムミラー２２の射出面２２ｃ等に耐衝撃性を持たせ、光学性能の維持を容易にしている。

図６を参照して、バレル４１において、前板部材４１ｅに臨む空間ＩＳａには、ホルダー３１に支持された第１表示素子１１ａが挿入口４１ｚを介して上方から挿入され、位置決めされた状態で固定されている。この場合、第１表示素子１１ａがバレル４１内に配置され、外部からの衝撃の影響を受けにくくなり、製造工程における作業ミスで位置調整ズレが発生する状況が発生しにくくなる。

図１０は、第１表示素子１１ａをホルダー３１に組み付けた表示ユニットＤＵを説明する図である。図１０中で、領域ＤＲ１は、表示ユニットＤＵの表側を示す斜視図であり、領域ＤＲ２は、表示ユニットＤＵの側断面であり、領域ＤＲ３は、ホルダー３１の裏側を示す斜視図である。

図示の表示ユニットＤＵにおいて、第１表示素子１１ａとこれに付随する遮光板３３とは、ホルダー３１に固定され、相互に位置決めされている。

第１表示素子１１ａは、板状の本体部分１１ｋと、本体部分１１ｋの上部に接続されて上方に延びるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）部１１ｆとを有する。これらのうち、本体部分１１ｋは、駆動回路１１ｊが形成され本体部分１１ｋの外形をなすシリコン基板ＳＳと、有機ＥＬ材料を含んで構成される有機ＥＬ素子であって画像光ＭＬとなるべきカラーの光を発生させる発光層１１ｅと、シリコン基板ＳＳと協働して発光層１１ｅを密閉する封止用の保護ガラスＧＧとを備える。ここで、発光層１１ｅは、表示面１１ｄに相当する。第１表示素子１１ａは、ＦＰＣ部１１ｆから受けた駆動信号に従い発光動作を行うことで、保護ガラスＧＧ側へ向けて画像光ＭＬを射出させる。シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａには、弾性をする放熱シート１１ｓを張り付けることができる。放熱シート１１ｓは、例えばグラファイト製で、熱伝導性の高い粘着材を用いてシリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａに接着されている。放熱シート１１ｓは、図示を省略するが、先端側において第１フレーム５２ａ（図４参照）に固定され、シリコン基板ＳＳを熱伝導によって冷却する効果がある。放熱シート１１ｓは、複数のシートを張り合わせた積層構造とすることができる。

ホルダー３１は、例えば遮光性を有する樹脂で形成された部材であり、側面視Ｌ字状に折れ曲がった外形を有する。ホルダー３１は、第１表示素子１１ａを支持する支持フレーム３１ａと、支持フレーム３１ａの上部に接続されて支持フレーム３１ａと交差する方向（具体的には直交する方向）に延びる基部板３１ｂとを有する。支持フレーム３１ａは、第１表示素子１１ａを支持した状態でバレル４１に形成された挿入口４１ｚを介してバレル４１中に挿入される。基部板３１ｂは、支持フレーム３１ａの根元側に接続され、光射出側に相当する前方（つまり－Ｚ側）に延び、バレル４１中に挿入されない。支持フレーム３１ａは、矩形状の外形を有し、平板部３１ｓと枠部３１ｔとを含む。平板部３１ｓは、上端で基部板３１ｂに接続されている。枠部３１ｔは、Ｕ字状で、第１表示素子１１ａを左右方向と下方向から囲む。支持フレーム３１ａは、平板部３１ｓと枠部３１ｔとに囲まれた矩形の開口Ａ１を有する。開口Ａ１には、第１表示素子１１ａの保護ガラスＧＧが嵌め込むように配置される。支持フレーム３１ａの内部であって、Ｙ方向の上部と下部には、横のＸ方向に平行に延びる２つの支持領域３１ｐが形成されている。上側の支持領域３１ｐは、平板部３１ｓの裏面側に凸条として形成され、下側の支持領域３１ｐは、枠部３１ｔの裏面側に段差として形成されている。両支持領域３１ｐは、接着材を介して第１表示素子１１ａのシリコン基板ＳＳのうち上下の表面領域ＳＳｃに接着されている。これにより、第１表示素子１１ａが支持フレーム３１ａに対して間接的に位置決めされた状態で支持され、第１表示素子１１ａの表示面１１ｄをＸＹ面に略平行な所定の位置決めされた状態とすることができる。ホルダー３１の基部板３１ｂは、矩形平板状の外形を有し、下面３１ｊは、ＹＺ面に平行に延びる。基部板３１ｂは、バレル４１のバレルカバー４１ｕに形成されたホルダー台座４１ｓ上に載置され、位置決め後にホルダー台座４１ｓに固定される（図６等参照）。結果的に、基部板３１ｂに形成された第１面である下面３１ｊと、ホルダー台座４１ｓに形成された第２面である座面４１ｎとは、互いに対向し、基部板３１ｂに形成された第１面である下面３１ｊを延長したＸＺ面に略平行な平面は、第２光学部材２ｂの上部２２ｊと交差し、第３レンズ２１ｑの上部とも交差する。基部板３１ｂの外周部において、後方すなわち－Ｚ側と横方向すなわち±Ｘ側との３辺において肉薄部３５ｔが形成されている。基部板３１ｂの上面３１ｕは、後述する３次元駆動装置のアームによる吸着や支持を容易にするため、滑らかで平坦になっている。

ホルダー３１の支持フレーム３１ａに第１表示素子１１ａを固定する工程について簡単に説明する。支持フレーム３１ａの表側又は－Ｚ側を下にして不図示の支持治具に載せる。これにより、支持治具の基準面が支持フレーム３１ａの当接面３６ｄと当接する。その後、支持領域３１ｐの表面に接着材を供給し、支持フレーム３１ａの上方から保護ガラスＧＧを下側にした第１表示素子１１ａを降下させ、支持フレーム３１ａの開口Ａ１に保護ガラスＧＧを挿入する。この状態で、支持治具の基準面が保護ガラスＧＧの表面ＧＧａと当接し、支持フレーム３１ａに対して第１表示素子１１ａが位置決めされる。その後、接着材を硬化させることで、支持フレーム３１ａに対して第１表示素子１１ａが固定される。

遮光板３３は、ホルダー３１の支持フレーム３１ａに対して接着材や粘着材を利用して固定されている。遮光板３３は、矩形の開口３３ｐを設けた遮光絞りであり、遮光性を有する金属、樹脂等で形成されている。遮光板３３により、迷光が発生すことを抑制できる。第１表示素子１１ａの表示面１１ｄから射出される有効な画像光ＭＬは、遮光板３３によって遮られることなく開口３３ｐを通過する。遮光板３３を固定する際には、支持フレーム３１ａに形成された４つの突起３１ｑを位置決めとして用いることができる。４つの突起３１ｑは、遮光板３３から左右に形成された突出部３３ｃを上下から把持しており、遮光板３３が支持フレーム３１ａに対して適正に位置決めされる。複数の突起３１ｑを用いることで、遮光板３３は、省スペースで簡易に固定される。遮光板３３は、接着材を用いることで支持フレーム３１ａに対して恒久的に固定することができる。

図１１及び１２を参照して、バレル４１に対する表示ユニットＤＵの固定について説明する。図１１は、光学ユニット３００を説明する拡大断面図であり、図１２は、光学ユニット３００の組み立てを説明する図である。図１２中で、領域ＥＲ１は、バレル４１に表示ユニットＤＵを組み付けた状態を示す平面図であり、領域ＥＲ２は、表示ユニットＤＵを組み付ける前の状態を示す平面図である。ここで、バレル４１を含む第１投射光学系１２ａと第１コンバイナー１０３ａとを組み合わせた第１表示部２０ａに対して、第１表示素子１１ａを含む表示ユニットＤＵを組付けたものを光学ユニット３００と呼ぶ。

バレル４１の上面である、バレルカバー４１ｕの天板４１ｘに形成されたホルダー台座４１ｓのうち左右及び後方の縁部分４１ｒには、段差Ｓ１が形成されている。つまり、ホルダー台座４１ｓの上面又は座面４９ｎである初期当接面４９ｐの高さは、天板４１ｘの上面４９ｃの高さよりも低くなっている。ホルダー台座４１ｓの段差Ｓ１及びその近傍は、ホルダー３１とバレル４１とを接続する接着材ＡＭ１を保持する。接着材ＡＭ１は、例えばアクリル系の紫外線硬化樹脂である。後述するホルダー３１の位置決め後に接着材ＡＭ１を硬化させる。

表示ユニットＤＵのホルダー３１のうち、支持フレーム３１ａの下端を挿入口４１ｚから挿入し、支持フレーム３１ａ全体を第１表示素子１１ａとともにバレル４１中に進入させると、第１表示素子１１ａが空間ＩＳａに収まり、基部板３１ｂが窪んだホルダー台座４１ｓに嵌り込むように載置される。この際、挿入口４１ｚの大半が基部板３１ｂによって塞がれた状態となって、ホルダー３１中への塵や埃の侵入を抑制する。また、基部板３１ｂがホルダー台座４１ｓ上に載置されると、ホルダー台座４１ｓの座面４１ｎである初期当接面４９ｐと、基部板３１ｂの下面３１ｊである初期当接面３９ｐとが当接し、第１表示素子１１ａの表示面１１ｄの中心が第１光学部材２ａの第１レンズ２１ｏに向かう光軸ＡＸと同じ位置又は所定距離だけ低くされた初期位置決め状態となる。つまり、初期段階以後の調整に際して、ホルダー３１をバレル４１に対して上側の＋Ｙ方向に移動させることができ、ホルダー３１の＋Ｙ方向への移動量の微調整によってＹ方向に関する精密な位置決めが可能になる。

ホルダー３１の基部板３１ｂは、左右及び後方の縁部分に肉薄部３５ｔを有する。肉薄部３５ｔは、ホルダー台座４１ｓの段差Ｓ１に向かう段差Ｓ２を形成する。結果的に、バレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓに設けられた段差Ｓ１と、ホルダー３１の肉薄部３５ｔに設けられた段差Ｓ２とによって溝ＴＲが形成される。この溝ＴＲは、接着材塗布部ＡＡの一部であり、基部板３１ｂの肉薄部３５ｔの周辺に接着材ＡＭ１を保持し意図しない拡散を防止する役割を有する。つまり、段差Ｓ１，Ｓ２は、拡散防止壁といえる。後述するホルダー３１の位置決めに際して、ホルダー３１が微小変位する。このようなホルダー３１の変位に伴って接着材ＡＭ１の塗布状態に粗・密が発生し、密の位置では接着材ＡＭ１がホルダー３１の周囲（つまり上面３１ｕ）にはみ出したり、接着材ＡＭ１がホルダー台座４１ｓの外にはみ出したりするおそれがあり、その後の調整や取り扱いの妨げになり得る。これを防止するため、溝ＴＲが設けられ、接着材ＡＭ１を必要な領域に止めるようにしている。なお、接着材ＡＭ１の粘度は、具体的には５０００～５００００ｍＰａ・ｓとした。また、基部板３１ｂの肉厚は、１ｍｍ程度であり、肉薄部３５ｔの厚みは０．５ｍｍ程度である。基部板３１ｂの位置決めに際しての移動量は０．５ｍｍ程度であり、１ｍｍを超えることはない。

図１２を参照して、バレルカバー４１ｕに形成されたホルダー台座４１ｓの－Ｚ側の縁部分には、段差Ｓ１の側面から前方の＋Ｚ側に突出する２つの突起４９ｓが設けられている。２つの突起４９ｓは、ホルダー３１の基部板３１ｂの－Ｚ側の縁部分に形成された肉薄部３５ｔにおける２つの対応箇所３９ｓと当接する。ホルダー３１の後端の対応箇所３９ｓである初期当接箇所３９ｄと、バレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓの２つの突起４９ｓである初期当接箇所４９ｄとが当接することによって、ホルダー３１がバレルカバー４１ｕに対して初期位置決めされた状態となる。この場合、図１１に示す第１表示素子１１ａの表示面１１ｄから第１光学部材２ａの第１レンズ２１ｏまでの距離は、本来の適正な距離よりも若干短くなっている。つまり、初期段階以後の調整に際して、ホルダー３１をバレル４１に対して＋Ｚ方向に移動させることができ、ホルダー３１の＋Ｚ方向への移動量の微調整によってＺ方向に関する精密な位置決めが可能になる。

初期位置決め用の突起４９ｓについては、ホルダー台座４１ｓの－Ｚ側の縁部分に設けられるものに限らず、図１２の領域ＥＲ２に示すように、突起４９ｓに代えて或いはこれに追加して、一対の突起１４９ｓをホルダー台座４１ｓの±Ｘ側の縁部分のいずれかに設けることができる。

ホルダー３１の基部板３１ｂの位置を挿入口４１ｚ内でＸ方向及びＺ方向に微動させることができるように、挿入口４１ｚの平面視の輪郭を、基部板３１ｂ及び第１表示素子１１ａの平面視の輪郭より一まわり大きくしている。つまり、挿入口４１ｚは、支持フレーム３１ａを第１表示素子１１ａの表示面１１ｄの法線方向及びこれに垂直な横方向に移動させることを許容する調整代を含むサイズを有する。これに合わせて、第１表示素子１１ａや支持フレーム３１ａを収納する空間ＩＳａは、第１表示素子１１ａ等との干渉を回避して第１表示素子１１ａ等の微小移動を許容するものとなっている。結果的に、ホルダー３１の前方上部、つまり基部板３１ｂと支持フレーム３１ａとのつなぎ目の前方＋Ｚ側において、挿入口４１ｚが部分的に開放されて隙間Ｇ１が形成された状態となっている。このため、ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めして固定する前に、隙間Ｇ１を覆うように、挿入口４１ｚの前方端と第１表示素子１１ａのシリコン基板ＳＳ又は放熱シート１１ｓとの間にこれらの間を充填するように封止部である接着材ＡＭ２を塗布し、後述するホルダー３１の位置決め後に接着材ＡＭ２を硬化させる。接着材ＡＭ２は、硬化前に比較的粘度が高く形状維持が容易になっている。溝ＴＲに対応する接着材ＡＭ１と隙間Ｇ１に対応する接着材ＡＭ２とを合わせると長方形の４辺のように閉じた形状となる。両接着材ＡＭ１，ＡＭ２を合わせたものを防塵構造ＤＰと呼ぶ。防塵構造ＤＰは、ホルダー３１とバレル４１との防塵を確保しつつホルダー３１とバレル４１との固定を達成する。防塵構造ＤＰの接着材ＡＭ１，ＡＭ２は、基部板３１ｂの周辺に沿って延びホルダー台座４１ｓにはみ出している。防塵構造ＤＰは、光硬化樹脂で形成され、ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めした状態を維持する封止部材である。接着材ＡＭ１，ＡＭ２は、硬化収縮が少ない材料であることが望ましい。防塵構造ＤＰを構成する接着材ＡＭ１，ＡＭ２が塗布される箇所（溝ＴＲや隙間Ｇ１）が接着材塗布部ＡＡとなる。なお、ホルダー３１において、ＦＰＣ部１１ｆの引出口周辺に隙間３１ｉが形成される場合、隙間３１ｉの周囲にも、防塵や防水を確保する目的で接着材ＡＭ３を塗布し充填することができる。

なお、図１２の領域ＥＲ２に示すように、バレル４１の上面には、挿入口４１ｚを封止するように、予めシールＲＫを張り付けておくことができる。ホルダー３１の基部板３１ｂを挿入口４１ｚに挿入する直前にシールＲＫを剥がせば、バレル４１内への塵や埃の侵入防止を確実にすることができる。

図１３を参照して、バレル４１に対する第１コンバイナー１０３ａの固定、すなわち第１投射光学系１２ａに対するシースルーミラー２３の固定について説明する。図１３中で、領域ＦＲ１は、バレル４１及び第１コンバイナー１０３ａの正面図であり、領域ＦＲ２は、バレル４１及び第１コンバイナー１０３ａの平面図である。

光学ユニット３００において、バレル４１の前側には、一対の突起部４１ｆ，４１ｇが横方向外側に張り出すように形成されている。また、第１コンバイナー１０３ａの上端６１ｇには、一対の取付部６２ａ，６２ｂが内側すなわち－Ｚ側に張り出すように形成されている。一対の取付部６２ａ，６２ｂの一対の対向する６２ｓは、バレル４１の一対の外向きの横側面５１ｓを挟むようにこれらと嵌合し、±Ｘ方向の位置決めが傾きを低減するように行われる。一対の取付部６２ａ，６２ｂの一対の後側面６２ｔは、バレル４１の段差状の一対の前側面５１ｒに当接し、±Ｚ方向の位置決めが傾きを低減するように行われる。さらに、一対の突起部４１ｆ，４１ｇの底面５９ｊから突起する複数の凸部５９ｐは、一対の取付部６２ａ，６２ｂの一対の上面６２ｊと当接し、±Ｙ方向の位置決めが行われる。以上の位置決め後、つまり６軸の位置決め後、突起部４１ｆ，４１ｇの底面５９ｊと取付部６２ａ，６２ｂの上面６２ｊとの間に周囲から接着材ＡＭ５を供給し、供給した接着材ＡＭ５を紫外線等で硬化させることにより、バレル４１に対する第１コンバイナー１０３ａの固定が完了する。

バレル４１に対する第１コンバイナー１０３ａの固定は、バレル４１に対するホルダー３１の固定前に行われる。逆に、ホルダー３１の固定を第１コンバイナー１０３ａの固定よりも先行させた場合、ホルダー３１の位置決めは、第１投射光学系１２ａに対して行われることになる。

図１４は、図１に示す第１表示装置１００Ａの第１表示駆動部１０２ａの正面断面図である。バレル４１には、第１フレーム５２ａが固定されている。第１フレーム５２ａは、バレル４１を含む第１表示部２０ａを支持して配置を決定している。バレル４１の下側を覆うように下カバー７１ａが配置されている。下カバー７１ａは、図４に示すジョイント５０ｃや第１フレーム５２ａに支持されており、図面左側の端部において、図１に示す支持装置１００Ｃに連結されている。下カバー７１ａに対しては、上カバー７１ｂが着脱可能に取り付けられている。

図１５等を参照して、光学ユニット３００の製造方法であって、バレル４１に表示ユニットＤＵを組付ける方法について説明する。図１５中で、領域ＧＲ１は、バレル４１に表示ユニットＤＵを組み付ける前の状態を示す斜視図であり、領域ＧＲ２は、表示ユニットＤＵを組み付け中の状態を示す斜視図である。

光学部材２ａ，２ｂを内蔵するバレル４１を準備する。バレル本体４１ａに第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、第３レンズ２１ｑ、及びプリズムミラー２２を位置決めしつつ接着によって固定する。その後、バレル本体４１ａに対してバレルカバー４１ｕを接着によって気密に固定する。この段階で、バレル４１は、挿入口４１ｚを除いて密閉された状態となっている。図１６の領域ＧＲ１に示す例では、バレル４１に前部に第１コンバイナー１０３ａが固定され、さらに、バレル４１の上部に第１フレーム５２ａが取り付けられている。次に、表示ユニットＤＵをバレル４１に差し込む。つまり、ホルダー３１をバレル４１の挿入口４１ｚに挿入する。具体的には、表示ユニットＤＵを構成するホルダー３１のうち、支持フレーム３１ａを第１表示素子１１ａとともに挿入口４１ｚに挿入する。この際、ホルダー３１の基部板３１ｂがバレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓ上に載置される。この場合、バレル４１に対してホルダー３１を取り付ける初期段階で、挿入口４１ｚが略塞がれ、バレル４１中の防塵を確保しやすくなる。この状態でホルダー３１を後方－Ｚ方向に押し付けると、バレル４１に設けられたホルダー台座４１ｓの表面である座面４１ｎと、ホルダー３１に設けられた基部板３１ｂの下面３１ｊとが当接した状態で、バレル４１に設けられた２つの突起４９ｓと、ホルダー３１に設けられた２つの対応箇所３９ｓとが当接する。これにより、初期位置決めが達成される。この場合、バレル４１に対してホルダー３１を取り付ける初期段階で、ホルダー３１の大まかな位置決めが可能になる。初期位置決め後、ホルダー台座４１ｓの３方の縁部分に設けた段差Ｓ１に接着材ＡＭ１を供給し、バレルカバー４１ｕの挿入口４１ｚに残る隙間Ｇ１を塞ぐように封止部として接着材ＡＭ２を供給する。その後、ホルダー３１の基部板３１ｂの上面３１ｕを３次元駆動装置のアームＲＡで保持してホルダー３１を支持する。アームＲＡによってホルダー３１の姿勢を６軸で調整しつつ、結像状態を観察し、所期の光学性能を達成できる程度に収差が少なくなった状態で、ホルダー３１又は表示ユニットＤＵの移動を停止する。なお、図１５の領域ＧＲ２に示すように、アームＲＡは、ホルダー３１の上面３１ｕを支持し、ホルダー３１を３軸α、β、γの方向に移動可能であり、３軸α、β、γの周りに回転させることができる。その後、段差Ｓ１等に供給された接着材ＡＭ１，ＡＭ２に紫外光を照射し、接着材ＡＭ１，ＡＭ２を硬化させる。つまり、基部板３１ｂを接着材ＡＭ１，ＡＭ２によってバレル４１の挿入口４１ｚ近傍に設けられたホルダー台座４１ｓに固定する。以上において、ホルダー台座４１ｓの段差Ｓ１に接着材ＡＭ１を供給し、挿入口４１ｚに残る隙間Ｇ１を塞ぐように接着材ＡＭ２を供給する工程は、表示ユニットＤＵをバレル４１に差し込む工程の前に行ってもよい。

ホルダー３１の姿勢を調整する工程では、接着材ＡＭ１，ＡＭ２によってバレル４１内が密閉されており、防塵を配慮して光学ユニット３００に第１表示素子１１ａを組み付けることができる。

以上において、アームＲＡによってホルダー３１を移動させる方向は主に光軸ＡＸに平行なγ方向となっている。よって、基部板３１ｂは、主にそれに沿って水平な方向(具体的には±Ｚ方向)に移動することになり、位置決めのための空間確保が容易になり、バレル４１や光学ユニット３００を小型化することが容易になる。

ホルダー３１について初期位置決めを行うことにより、６軸で姿勢を調整する際の負担を軽減することができる。また、初期位置決めを行うことにより、影響度の低い軸について移動や回転の調整を省略することができる。つまり、６軸の姿勢調整から調整軸を減らした簡単な姿勢調整が可能なる。具体的には、バレル４１に設けられた２つの突起４９ｓを利用した初期位置決めにより、β軸又はＹ軸周りの回転の調整を省略することができる。

以上で説明した第１実施形態のＨＭＤ２００は、第１表示素子１１ａと、表示素子１１ａを保持するホルダー３１と、第１表示素子１１ａに形成された画像を投射する第１投射光学系１２ａと、第１投射光学系１２ａを位置決めした状態で収納するケースＣＡであるバレル４１とを備え、ホルダー３１は、第１表示素子１１ａを支持する支持フレーム３１ａと、支持フレーム３１ａの上部に接続されて支持フレーム３１ａと交差する方向に延びる基部板３１ｂとを有し、支持フレーム３１ａの端部がバレル４１に形成された挿入口４１ｚを介してバレル４１中に挿入され、基部板３１ｂが挿入口４１ｚを覆いつつバレル４１に固定される。

上記ＨＭＤ２００では、ホルダー３１に設けられた支持フレーム３１ａの端部がバレル４１に形成された挿入口４１ｚを介してバレル４１中に挿入され、基部板３１ｂが挿入口４１ｚを覆いつつバレル４１に固定されるので、バレル４１にホルダー３１を取り付ける初期段階で、挿入口４１ｚが塞がれ、バレル４１中の第１投射光学系１２ａや支持フレーム３１ａに支持された第１表示素子１１ａが外部環境に晒される時間を短くできるので、防塵の確保が容易になる。また、第１表示素子１１ａは、取付の初期段階で、バレル４１中に収納されるので、第１表示素子１１ａの配置を調整した後に、第１表示素子１１ａが外的負荷によって位置ずれするといった現象が起こらなくなる。

〔第２実施形態〕
以下、第１実施形態のＨＭＤについて説明する。なお、第２実施形態のＨＭＤは、第１実施形態のＨＭＤを部分的に変更したものであり、第１実施形態のＨＭＤと共通する部分については説明を省略する。

図１６に示すように、ホルダー２３１は、側面視Ｔ字状の外形を有する。ホルダー２３１は、第１表示素子１１ａを支持する支持フレーム３１ａと、支持フレーム３１ａの上部に接続されて支持フレーム３１ａと直交する方向に延びる基部板１３１ｂとを有する。基部板１３１ｂは、第１表示素子１１ａの光射出側又は－Ｚ側である前方に延びる第１部材１３１ｂａと、第１表示素子１１ａの光射出側に対して反対側又は＋Ｚ側である後方に延びる第２部材１３１ｂｂとを有する。第１部材１３１ｂａは、第１実施形態のホルダー３１の基部板３１ｂと同様の形状を有し同様に機能する。一方、第２部材１３１ｂｂは、ホルダー台座４１ｓの＋Ｚ側の端部に支持される。よって、表示ユニットＤＵ又はホルダー２３１をバレル４１に組み付ける際に、支持フレーム３１ａ又は第１表示素子１１ａが光軸ＡＸに対して傾くことをより抑制しやすくなる。また、第２部材１３１ｂｂは、挿入口４１ｚの＋Ｚ側に残る隙間Ｇ１を塞ぐ。つまり、基部板１３１ｂは、挿入口４１ｚに蓋をするような形状となっている。これにより、ホルダー２３１をバレル４１に差し込んだ段階で挿入口４１ｚを全体的に塞ぐことができ、防塵効果を高めたものとなっている。

ＦＰＣ部１１ｆや放熱シート１１ｓは、第２部材１３１ｂｂに形成された孔３１ｈに通されてバレル４１の外部に延びている。孔３１ｈの周囲には、防塵や防水を確保する目的で接着材を塗布し充填することができる。

Ｔ字のホルダー２３１については、平面視で、基部板１３１ｂが挿入口４１ｚの外側に広がっており、基部板１３１ｂの面積が挿入口４１ｚの面積よりも大きくなっている。

Ｔ字のホルダー２３１を用いる場合、矩形の基部板１３１ｂの全周を囲む４方の縁部分に接着材ＡＭを供給することになる。

以上で説明した第１実施形態のＨＭＤ２００において、基部板１３１ｂは、第１表示素子１１ａの光射出側に相当する前方と、反対の後方とに延びる。この場合、基部板１３１ｂとバレル４１の側面部ＳＰとが略平行に延び、基部板１３１ｂの面積を大きくしつつ、組み立て後に基部板１３１ｂがかさ張ることを防止できる。また、第１表示素子１１ａの後方に延びる基部板１３１ｂ（つまり第２部材１３１ｂｂ）が挿入口４１ｚを全体的に塞ぐことになり、防塵効果を高めることができる。

〔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。

以上では、ＨＭＤ２００が第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを備えるとしたが、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００は、単一の第１表示装置１００Ａ又は第２表示装置１００Ｂを支持装置１００Ｃによって眼前に支持するようなものであってもよい。

以上では、支持フレーム３１ａと基部板３１ｂとが直交する方向に延びるとしているが、支持フレーム３１ａと基部板３１ｂとは、直交に限らず、折れ曲がって互いに交差する方向に延びるものであってもよい。

基部板３１ｂのサイズは、支持フレーム３１ａと同程度としているが、支持フレーム３１ａの半分程度以下のサイズを有するものであってもよい。

基部板３１ｂの形状は、矩形に限らず、円、楕円、多角形のような様々な形状とすることができる。

段差Ｓ１，Ｓ２は、接着材ＡＭ１，ＡＭ２の移動を制限できる他の構造に置き換えることができ、例えば凸条に置き換えることができる。

第１投射光学系１２ａの光学部材２ａ，２ｂは、図示のものに限らず、例えば第１光学部材２ａを構成する光学素子の枚数や光学面の形状は、ＨＭＤ２００の使用目的等に応じて適宜変更することができる。

以上では、ＨＭＤ２００が頭部に装着されて使用されることを前提としたが、上記画像表示装置１００は、頭部に装着せず双眼鏡のようにのぞき込むハンドヘルドディスプレイとしても用いることができる。つまり、本発明において、ヘッドマウントディスプレイには、ハンドヘルドディスプレイも含まれる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置は、表示素子と、表示素子を保持するホルダーと、表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、投射光学系を位置決めした状態で収納するケースと、を備え、ホルダーは、表示素子を支持する支持フレームと、支持フレームの上部に接続されて支持フレームと交差する方向に延びる基部板とを有し、支持フレームの端部がケースに形成された挿入口を介してケース中に挿入され、基部板が挿入口を覆いつつケースに固定される。

上記頭部装着型表示装置では、ホルダーに設けられた支持フレームの端部がケースに形成された挿入口を介してケース中に挿入され、基部板が挿入口を覆いつつケースに固定されるので、ケースにホルダーを取り付ける初期段階で、挿入口が塞がれ、ケース中の投射光学系や支持フレームに支持された表示素子が外部環境に晒される時間を短くできるので、防塵の確保が容易になる。また、表示素子は、取付けの初期段階で、ケース中に収納されるので、表示素子の配置を調整した後に、表示素子が外的負荷によって位置ずれするといった現象が起こらなくなる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、基部板がケースのうち挿入口が形成された側面部に当接して位置決めされる。この場合、ケースに対してホルダーを取り付ける初期段階で、挿入口が塞がれ、ケース中の防塵を確保しやすくなる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、基部板の周辺部がケースのうち挿入口が形成された側面部に形成された突起と当接して位置決めされる。この場合、ケースに対してホルダーを取り付ける初期段階で、ホルダーの大まかな位置決めが可能になる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ケースは、ホルダーとケースとを接続する接着材を保持する接着材塗布部を有する。この場合、接着材を適所に保持して硬化させることで、ケースに対してホルダーを精密に位置決めして固定することができる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、接着材塗布部は、ケースのうち基部板の周辺部が配置される箇所に段差状に形成されている。この場合、接着材を接着材塗布部に保持することが容易になる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、基部板は、表示素子の光射出側に相当する前方に延びる。この場合、基部板とケースの側面部とが略平行に延び、基部板の面積を大きくしつつ、組み立て後に基部板がかさ張ることを防止できる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、基部板は、表示素子の光射出側の後方端部において、挿入口を封止する封止部が設けられている。この場合、基部板と封止部とによって挿入口を全体的に塞ぐことができ、防塵効果を高めることができる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、基部板は、表示素子の光射出側に相当する前方と、反対の後方とに延びる。この場合、基部板とケースの側面部とが略平行に延び、基部板の面積を大きくしつつ、組み立て後に基部板がかさ張ることを防止できる。また、表示素子の後方に延びる基部板が挿入口を全体的に塞ぐことになり、防塵効果を高めることができる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、挿入口は、支持フレームを表示素子の表示面の法線方向に移動させることを許容する調整代を含むサイズを有する。この場合、支持フレームを介して表示素子を光軸方向に移動させる調整が可能になる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、表示素子は、支持フレームの内部に形成され平行に延びる２つの支持領域に対して接着材で固定されている。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、表示素子の光射出側に遮光板が配置され、遮光板は、支持フレームに形成された複数の突起に把持されるように固定される。遮光板により、迷光が発生すことを抑制できる。遮光板は、支持フレームに形成された複数の突起によって省スペースで簡易に固定される。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ケースは、底板部材と側壁とを有する容器状の本体と、本体の内側を覆うことによって収納空間を形成するカバーとを含む。この場合、投射光学系を構成する光学素子を容器状のケース中に配置し、位置決めすることが容易になり、カバーによって防塵の確保が容易になる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、投射光学系は、表示素子の光射出側に配置される第１光学部材と、第１光学部材の光射出側に配置され反射面によって光路を折り曲げる第２光学部材とを有する。この場合、第２光学部材によって光路が折り曲げられ、投射光学系を小型化することが容易になる。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、挿入口は、カバーに形成され、第２光学部材の射出面が本体の底板部材に形成された射出口に露出する。この場合、第２光学部材の射出面を外部に露出させることになるが、第２光学部材の射出面よりも光学的に上流の光学面は、ケースの防塵や防水によって保護される。

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ケースは、本体とカバーとの連結部において密閉され、本体の射出口と第２光学部材の射出面の周囲とが密閉されている。

具体的な態様における光学ユニットは、表示素子と、表示素子を保持するホルダーと、表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、投射光学系を位置決めした状態で収納するケースと、を備え、ホルダーは、表示素子を支持する支持フレームと、支持フレームの上部に接続されて枠と交差する方向に延びる基部板とを有し、支持フレームの端部がケースに形成された挿入口を介してケース中に挿入され、基部板が挿入口を覆いつつケースの上部に固定される。

上記光学ユニットでは、ホルダーに設けられた支持フレームの端部がケースに形成された挿入口を介してケース中に挿入され、基部板が挿入口を覆いつつケースに固定されるので、ケースにホルダーを取り付ける初期段階で、挿入口が塞がれ、ケース中の投射光学系や支持フレームに支持された表示素子が外部環境に晒される時間を短くできるので、防塵の確保が容易になる。また、表示素子は、取付けの初期段階で、ケース中に収納されるので、表示素子の配置を調整した後に、表示素子が外的負荷によって位置ずれするといった現象が起こらなくなる。

２ａ…第１光学部材、２ｂ…第２光学部材、１１ａ，１１ｂ…表示素子、１１ｄ…表示面、１１ｆ…ＦＰＣ部、１１ｓ…放熱シート、１２ａ，１２ｂ…投射光学系、２０ａ，２０ｂ…表示部、２１…投射レンズ、２１，２２，２３…光学素子、２１ｏ，２１ｐ，２１ｑ…レンズ、２２…プリズムミラー、２２ｃ…射出面、２３…シースルーミラー、２３ａ…透過性反射膜、２６…絞り板部材、３１…ホルダー、３１ａ…支持フレーム、３１ｂ，１３１ｂ…基部板、３１ｈ…孔、３３…遮光板、３５ｔ…肉薄部、４１…バレル、４１ａ…バレル本体、４１ｎ…座面、４１ｏ…射出口、４１ｓ…ホルダー台座、４１ｕ…バレルカバー、４１ｚ…挿入口、４３ａ…ガード、４７ａ，４７ｂ…嵌合構造、５０…支持装置、５２ａ…第１フレーム、５２ｂ…第２フレーム、５２ｏ…開口、８０ａ，８０ｂ…回路部材、９０…ユーザー端末、１００…画像表示装置、１００Ａ，１００Ｂ…表示装置、１００Ｃ…支持装置、１０２ａ，１０２ｂ…表示駆動部、１０３ａ，１０３ｂ…コンバイナー、３００…光学ユニット、ＡＡ…接着材塗布部、ＡＭ…接着材、ＡＭ１，ＡＭ２…接着材、ＡＯ…弾性接着材、ＡＸ…光軸、ＡＸ１-ＡＸ３…光軸部分、ＣＡ…ケース、ＤＰ…防塵構造、ＤＵ…表示ユニット、ＥＰ…射出瞳、ＥＹ…眼、Ｇ１…隙間、ＧＧ…保護ガラス、ＩＳ…収納空間、ＩＳａ…空間、ＭＬ…画像光、ＯＬ…外界光、ＯＳ…軸外し光学系、Ｐ１-Ｐ３…光路部分、ＲＫ…シール、Ｓ１，Ｓ２…段差、ＳＭ…密閉部材、ＴＲ…溝、ＵＳ…装着

Claims (16)

1. 表示素子と、
   前記表示素子を保持するホルダーと、
   前記表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、
   前記投射光学系を位置決めした状態で収納するケースと、を備え、
   前記ホルダーは、前記表示素子を支持する支持フレームと、前記支持フレームの上部に接続されて前記支持フレームと交差する方向に延びる基部板とを有し、
   前記支持フレームの端部が前記ケースに形成された挿入口を介して前記ケース中に挿入され、前記基部板が前記挿入口を覆いつつ前記ケースに固定される、頭部装着型表示装置。
2. 前記基部板が、前記ケースのうち前記挿入口が形成された側面部に当接して位置決めされる、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
3. 前記基部板の周辺部が、前記ケースのうち前記挿入口が形成された側面部に形成された突起と当接して位置決めされる、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
4. 前記ケースは、前記ホルダーと前記ケースとを接続する接着材を保持する接着材塗布部を有する、請求項１～３のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
5. 前記接着材塗布部は、前記ケースのうち前記基部板の周辺部が配置される箇所に段差状に形成されている、請求項４に記載の頭部装着型表示装置。
6. 前記基部板は、前記表示素子の光射出側に相当する前方に延びる、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
7. 前記基部板は、前記表示素子の光射出側の後方端部において、前記挿入口を封止する封止部が設けられている、請求項６に記載の頭部装着型表示装置。
8. 前記基部板は、前記表示素子の光射出側に相当する前方と、反対の後方とに延びる、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
9. 前記挿入口は、前記支持フレームを前記表示素子の表示面の法線方向に移動させることを許容する調整代を含むサイズを有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
10. 前記前記表示素子は、前記支持フレームの内部に形成され平行に延びる２つの支持領域に対して接着材で固定されている、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
11. 前記表示素子の光射出側に遮光板が配置され、
    前記遮光板は、前記支持フレームに形成された複数の突起に把持されるように固定される、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
12. 前記ケースは、底板部材と側壁とを有する容器状の本体と、前記本体の内側を覆うことによって収納空間を形成するカバーとを含む、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
13. 前記投射光学系は、前記表示素子の光射出側に配置される第１光学部材と、前記第１光学部材の光射出側に配置され反射面によって光路を折り曲げる第２光学部材とを有する、請求項１２に記載の頭部装着型表示装置。
14. 前記挿入口は、前記カバーに形成され、
    前記第２光学部材の射出面が前記本体の前記底板部材に形成された射出口に露出する、請求項１３に記載の頭部装着型表示装置。
15. 前記ケースは、前記本体と前記カバーとの連結部において密閉され、
    前記本体の前記射出口と前記第２光学部材の前記射出面の周囲とが密閉されている、請求項１４に記載の頭部装着型表示装置。
16. 表示素子と、
    前記表示素子を保持するホルダーと、
    前記表示素子に形成された画像を投射する投射光学系と、
    前記投射光学系を位置決めした状態で収納するケースと、を備え、
    前記ホルダーは、前記表示素子を支持する支持フレームと、前記支持フレームの上部に接続されて前記枠と交差する方向に延びる基部板とを有し、
    前記支持フレームの端部が前記ケースに形成された挿入口を介して前記ケース中に挿入され、前記基部板が前記挿入口を覆いつつ前記ケースの前記上部に固定される、光学ユニット。

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