JP2024027468A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部ケースの防水機能を確保すること。【解決手段】画像表示装置１００は、表示素子１１ａ，１１ｂと、結像用の光学部材２ａ，２ｂと、回路基板ＭＺと、表示素子１１ａ，１１ｂと光学部材２ａ，２ｂとを収納する光学ケースＣＡと、回路基板ＭＺを下から支持する金属フレーム５２ａ，５２ｂと、光学ケースＣＡと金属フレーム５２ａ，５２ｂとを収納する外装ケース７と、を備え、金属フレーム５２ａ，５２ｂは、光学ケースＣＡの上側に配置され、外装ケース７は、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２とを有し、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２との第１対向部ＦＣ１に第１シール部材ＳＷ１を有する。【選択図】図２０

Description

本発明は、虚像の観察を可能にする画像表示装置に関する。

画像表示装置として、フレーム部材に取り付けられたケース部材に収納される画像投射部及び制御部のうち、制御部が画像投射部に対して下方に配置されるものが公知となっている（特許文献１）。この装置では、制御部が、画像投射部と制御部との間に位置する内部ケースの第１リブによって周囲を囲まれ、さらに外部ケースによって覆われている。この装置では、外部ケースによって画像投射部及び制御部の防水を図り、内部ケースによって制御部の防水を図っている。

特開２０１７－１４７５２３号公報

上記背景技術の装置では、内部ケースと外部ケースとの嵌合によって防水を図っているが、外部ケース等の締結が緩んだ場合、嵌合部分において防水機能が低下するおそれがある。

本発明の一側面における画像表示装置は、表示素子と、結像用の光学部材と、回路基板と、表示素子と光学部材とを収納する光学ケースと、回路基板を下から支持する金属フレームと、光学ケースと金属フレームとを収納する外装ケースと、を備え、金属フレームは、光学ケースの上側に配置され、外装ケースは、上部ケースと下部ケースとを有し、上部ケースと下部ケースとの第１対向部に第１シール部材を有する。

実施形態の画像表示装置の装着状態を説明する外観斜視図である。 画像表示装置の正面図である。 画像表示装置の斜め後方からの斜視図である。 片側の表示装置の光学系的な内部構造を説明する側方断面図である。 画像表示装置の分解斜視図である。 光学装置について説明する斜視図である。 図６の光学装置からシールド部材を除いた状態を示す斜視図である。 一対の光学ユニットの斜視図である。 表示部を支持する金属フレームを説明する平面図及び斜視図である。 支持構造等の変形例を説明する斜視図である。 上カバーの平面図、中カバーの平面図、及び下カバーの平面図である。 光学装置の姿勢変化を説明する側面図である。 画像表示装置の裏面側の斜視図である。 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。 バレルの分解斜視図である。 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。 画像表示装置の内部構造を説明する側断面斜視図である。 画像表示装置の内部構造を説明する側断面斜視図である。 変形例の画像表示装置の断面構造を説明する側断面斜視図である。

以下、図１、２等を参照して、本発明に係る画像表示装置の一実施形態について説明する。

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斜視図であり、図２は、ＨＭＤ２００の本体の正面図であり、図３は、ＨＭＤ２００の本体の後方かつ上方から見た斜視図である。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、単独で画像表示装置として機能し、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、コンバイナー１０３ａをその前方から覆う光透過カバー１０４ａとで構成される。第２表示装置１００Ｂも同様に、単独で画像表示装置として機能し、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、コンバイナー１０３ｂをその前方から覆う光透過カバー１０４ｂ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の上端側と、一対の光透過カバー１０４ａ，１０４ｂの上端側とを支持している。本明細書において、第１コンバイナー１０３ａ及び第２コンバイナー１０３ｂの一方をコンバイナー１０３と呼ぶこともある。一対の表示駆動部１０２ａ，１０２ｂを組み合わせたものを駆動装置１０２と呼ぶ。一対の光透過カバー１０４ａ，１０４ｂを組み合わせたものをシェード１０４と呼ぶ。

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及び図３を参照して、駆動装置１０２は、外観を構成する外装ケース７又はカバー部材７０として、フロントカバー７１と、中枠７２と、ロアーカバー７３とを有する。フロントカバー７１は、駆動装置１０２の前部と上部とを覆う上部ケースＣＶ１である。フロントカバー７１とシェード１０４とは、接合され一体化されている。中枠７２は、駆動装置１０２に内蔵された光学部材等を両端で支持し、内蔵部品を主に前方から覆う下部ケースＣＶ２を構成する部材の１つである。ロアーカバー７３は、駆動装置１０２に内蔵された光学部材を主に後方や下方から覆う下部ケースＣＶ２を構成する部材の１つである。中枠７２の両端には、ヒンジ７４が取り付けられており、一対の支持装置１００Ｃを折り曲げ可能に支持している。

図４は、第１表示装置１００Ａの光学的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る。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から出射される画像光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を構成する投射レンズ２１及びプリズムミラー２２は、映像光又は画像光ＭＬが入射される第１光学部材及び第２光学部材にそれぞれ対応する。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を構成する光学要素であり、シースルーミラー２３は、図１に示す第１コンバイナー１０３ａに対応する。シースルーミラー２３は、外側に凸の外形を有する。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とともに相互にアライメントされた状態でバレル４１内に固定されている。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光学ケースＣＡである。

投射レンズ２１等を構成する光学素子を収納したバレル４１又は光学ケースＣＡは、第１金属フレーム５２ａに支持され、第１金属フレーム５２ａの下側に配置されている。第１金属フレーム５２ａは、カバー部材７０によって覆われ、バレル４１も、カバー部材７０によって全体的に覆われている。第１金属フレーム５２ａは、金属材料で形成されている。バレル４１とカバー部材７０とは、遮光性の樹脂材料で形成され、バレル４１の出射口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４１ｔが第１金属フレーム５２ａに嵌合するように当接し、第１金属フレーム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の上部４１ｔが第１金属フレーム５２ａに嵌合するように当接してネジ止めされることにより、第１金属フレーム５２ａに吊るされた状態で固定されている。第１金属フレーム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。カバー部材７０は、バレル４１等と組み合わせることで密閉性を高めた内部空間ＥＳを有し、この内部空間ＥＳにおいて、第１回路部材８０ａの上方に付属部品回路部材８０ｃを収納する。

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に出射する。バレル４１は、投射レンズ２１等の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。

本実施形態の場合、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に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、非軸対称な光学面を有する。この第１表示部２０ａでは、ＹＺ面に平行な軸外し面内（すなわち基準面）内で光軸ＡＸの折り曲げを行うことで、かかる軸外し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面に平行な軸外し面（すなわち基準面）において、投射レンズ２１から内反射面２２ｂまでの光路部分Ｐ１と、内反射面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。結果的に、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から内反射面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。内反射面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、光軸ＡＸのうち光路部分Ｐ３に対応する部分を延長した出射光軸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から出射された画像光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から出射された画像光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、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑの光学面すなわち入射面及び出射面は、自由曲面又は非球面であり、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、入射部に対応する入射面２２ａと、反射部に対応する反射面である内反射面２２ｂと、出射部に対応する出射面２２ｃとを有する。プリズムミラー２２は、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出射する。プリズムミラー２２を構成する光学面である入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面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と内反射面２２ｂと出射面２２ｃとは、例えば自由曲面である。入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面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。内反射面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、内反射面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及び出射面２２ｃ上には、反射防止膜を形成することができる。

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、第１投射光学系１２ａの出射領域に配置されたプリズムミラー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を部分的に反射し、プリズムミラー２２の出射面２２ｃの光出射側に形成された中間像を拡大する。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の出射側における射出瞳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の各点から出射された画像光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の出射側近傍に結像した後で一旦広がった画像光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（不図示）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の出射面２２ｃの後段に形成された中間像（不図示）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、中間像と瞳位置ＰＰとの間に配置される観点で、画角（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）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。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と略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。

シースルーミラー２３の前方には、光透過カバー１０４ａが配置されている。光透過カバー１０４ａは、高い光透過性を有する薄板状の部材であり、その上端は、カバー部材７０、具体的には図２等に示すフロントカバー７１に支持されている。光透過カバー１０４ａは、外界に向かって凸形状を有し、一様な厚みを有する。光透過カバー１０４ａは、画像光ＭＬの結像に影響せず、その曲率は、シースルーミラー２３と干渉しない範囲で、任意に設定することができる。光透過カバー１０４ａは、数ｍｍ程度以下に薄く、外界像の観察に殆ど影響を与えない。光透過カバー１０４ａは、例えば樹脂で形成され、表面に反射防止膜やハードコート層を形成してもよい。

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から出射される。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、内反射面２２ｂによって１００％に近い高い反射率で反射され、再度出射面２２ｃで屈折される。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、光透過カバー１０４ａを透過し、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に示す第１回路部材８０ａ又は図５に示す第２回路部材８０ｂは、表示制御装置８８を含む。表示制御装置８８は、表示制御回路であり、第１表示素子１１ａ等に対して画像に対応する駆動信号を出力し第１表示素子１１ａ等の表示動作を制御する。表示制御装置８８は、例えばＩＦ回路、信号処理回路等を備え、外部から受け取った画像データ又は画像信号に応じて、第１表示素子１１ａ等に２次元的な画像表示を行わせる。表示制御装置８８は、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを統括するメイン基板を含むものであってもよい。メイン基板は、図１に示すユーザー端末９０との間で通信を行いユーザー端末９０から受信した信号に対して信号変換を行うインターフェース機能や、第１表示装置１００Ａの表示動作と第２表示装置１００Ｂの表示動作とを連携させる統合機能を有するものとすることができる。なお、表示制御装置８８やユーザー端末９０を備えないＨＭＤ２００又は画像表示装置１００も画像表示装置である。

図４に示す付属部品回路部材８０ｃは、表示制御装置８８の制御下で動作し、図２に示す付属部品であるカメラ３ａ、照度センサー３ｂ、近接センサー３ｃを動作させ、図３に示す近接センサー３ｄ等を動作させる。具体的には、付属部品回路部材８０ｃは、例えばカメラ３ａによってＨＭＤ２００の前方を撮影し、前方画像を取得する。また、付属部品回路部材８０ｃは、照度センサー３ｂによってＨＭＤ２００の周囲環境の明るさを検知し、例えば表示輝度の制御のための情報として表示制御装置８８に出力する。付属部品回路部材８０ｃは、近接センサー３ｃによってＨＭＤ２００に前方から近接する物体を検知し、近接センサー３ｄによってＨＭＤ２００に後方から近接する物体（具体的には装着者）を検知し表示制御装置８８に出力する。

図５は、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の分解斜視図である。光学装置１０１は、中枠７２に下側から挿入され、軸受部材５９ａを用いて中枠７２の両端に固定されている。光学装置１０１において、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとは連結され、上側や側面がシールド部材８７ａに覆われ、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとの繋ぎ目も、シールド部材８７ａに覆われる。シールド部材８７ａは、電磁的干渉を防止する。第１金属フレーム５２ａとシールド部材８７ａとの間には、第１回路部材８０ａが配置され、第２金属フレーム５２ｂとシールド部材８７ａとの間には、部分的に露出する状態で第２回路部材８０ｂが配置される。第１及び第２回路部材８０ａ，８０ｂは、回路基板ＭＺである。光学装置１０１は、回路基板ＭＺを、シールド部材８７ａと第１及び第２金属フレーム５２ａ，５２ｂとで挟む配置となり、回路基板ＭＺの防水性を高めることができる。第１回路部材８０ａと第２回路部材８０ｂとは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）部材８２ａによって電気的に通信可能に接続される。光学装置１０１の下側には、ロアーカバー７３が組付けられる。ロアーカバー７３の中央部に対しては、ノーズパッド部材７６が下方から固定される。光学装置１０１を保持した中枠７２の上部には、付属部品回路部材８０ｃが固定され、付属部品回路部材８０ｃから延びるＦＰＣ部材８２ｄは、第２回路部材８０ｂや不図示のカメラ装置等に接続されている。

図６及び図７を参照して、光学装置１０１について説明する。図６は、シールド部材８７ａを接着材によって固定した状態を示す斜視図であり、図７は、シールド部材８７ａを除いた状態を示す斜視図である。光学装置１０１において、光学ケースＣＡは、右眼用の第１光学ケースＣＡ１と、左眼用の第２光学ケースＣＡ２とを有している。

図６に示すシールド部材８７ａにおいて、コーナ部分８７ｆから下方に向けて折曲部８７ｈが設けられている。シールド部材８７ａのコーナ部分８７ｆは、内側において接着材を充填するように支持構造５０の上端に固定されており、シールド部材８７ａと支持構造５０との間を封止している。シールド部材８７ａは、例えばマグネシウム合金で形成され、第１回路部材８０ａや第２回路部材８０ｂ（図５参照）からの電磁波の放出を抑制する。シールド部材８７ａには、開口８７ｏ，８７ｐが形成され、シールド部材８７ａの下に収納される第１回路部材８０ａや第２回路部材８０ｂに接続されるＦＰＣ部材（不図示）の引き込みを可能にし、シールド部材８７ａの下に収納される回路部材８０ａ，８０ｂからの放熱を容易にする。開口８７ｏ，８７ｐについては、ＦＰＣ部材の引き込み後に、高い熱伝導性や放熱性を有する金属材料やグラファイトシートＧＳで覆われてもよい。これにより、回路部材８０ａ，８０ｂの周辺の封止性を高めることができる。第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとの間の部分については、折曲部８７ｈを下方及び前後方向から囲むように周辺シール部材８９ａが取り付けられている。周辺シール部材８９ａは、後述するジョイント５０ｃ（図７参照）の周辺をシールして、ジョイント５０ｃの上部や金属フレーム５２ａ，５２ｂ上の凹部に水分が入り込むことを抑制する。

図７に示す第１表示装置１００Ａにおいて、第１金属フレーム５２ａは、ネジのような締結具５０ｆ等を利用して図４に示す第１表示部２０ａの上部４１ｔ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。なお、第１金属フレーム５２ａの固定方法は、ネジ固定以外に、カシメによる固定、接着剤による固定、嵌合を用いた固定、ソケット式のような吊るし方、引っ掛ける吊るし方、接着剤固定のような、様々な手法とすることができる。

第１金属フレーム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（具体的には、＋Ｚ側を除いた３辺）が第１表示部２０ａのバレル４１の上部４１ｔと当接し密着する。第１金属フレーム５２ａ上の凹所ＲＥには、第１回路部材８０ａが配置される。第１金属フレーム５２ａは、例えばマグネシウム合金で形成される。第１金属フレーム５２ａをマグネシウム合金で形成することにより、第１金属フレーム５２ａや第１表示部２０ａを放熱によって冷却する効果を持たせることができる。

図７に示す第２表示装置１００Ｂにおいて、第１表示装置１００Ａと同様に、第２金属フレーム５２ｂは、ネジのような締結具５０ｆ等を利用して第２表示部２０ｂの上部４１ｔ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金属フレーム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（具体的には、＋Ｚ側を除いた３辺）が第２表示部２０ｂのバレル４１の上部４１ｔと当接し密着する。なお、第２金属フレーム５２ｂ上の凹所ＲＥには、第２回路部材８０ｂが配置される。第２金属フレーム５２ｂをマグネシウム合金で形成することにより、第２金属フレーム５２ｂや第２表示部２０ｂを放熱によって冷却する効果を持たせることができる。

支持構造５０は、第１金属フレーム５２ａ及び第２金属フレーム５２ｂに加えて、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム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、第１金属フレーム５２ａと同様に、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金属フレーム５２ａの一端部に連結され、締結具５０ｇ等を利用して第２金属フレーム５２ｂの他端部に連結されている。ジョイント５０ｃには、ロアーカバー７３を固定する締結部５０ｋも設けられている。第１表示部２０ａを取り付けた第１金属フレーム５２ａと、第２表示部２０ｂを取り付けた第２金属フレーム５２ｂとは、中央のジョイント５０ｃを介して、相互に光学的にアライメントされた状態で固定されている。このように、ジョイント５０ｃを介して両金属フレーム５２ａ，５２ｂを連結することで、両金属フレーム５２ａ，５２ｂの配置関係の変更が容易になる。また、他の部品を組み込んだときに、個別の調整が可能になり、統合的な調整も可能になる。ジョイント５０ｃは、上側をシールド部材８７ａで覆われ、下側を周辺シール部材８９ａで覆われている

図８は、図７に示すＨＭＤ２００から支持構造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がアライメント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を図２に示す投射レンズ２１等に対してアライメント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がアライメント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を図２に示す投射レンズ２１等に対してアライメントされた状態で支持する。

第１表示部２０ａにおいて、バレル４１に設けられた締結部５１ｆは、例えばネジ孔であり、図７に示す締結具５０ｆをねじ込むことで、バレル４１の上部４１ｔを第１金属フレーム５２ａに固定することができる。第２表示部２０ｂにおいて、バレル４１に設けられた締結部５１ｆは、例えばネジ孔であり、図７に示す締結具５０ｆをねじ込むことで、バレル４１の上部４１ｔを第２金属フレーム５２ｂに固定することができる。

図９は、第１金属フレーム５２ａを説明する図である。図９中で、領域ＡＲ１は、第１金属フレーム５２ａの平面図であり、領域ＡＲ２は、第１金属フレーム５２ａの裏側の斜視図である。第１金属フレーム５２ａは、開口５２ｏを有し全体として略矩形状の平板部５５ａと、平板部５５ａから上方に突起する一対の補強突起５５ｂ，５５ｃとを含む。＋Ｚ側である前側に配置された第１の補強突起５５ｂは、平板部５５ａの外縁のうち、平板部５５ａの長手方向に延びる一対の辺のうち前側の辺に沿って設けられている。第１の補強突起５５ｂは、＋Ｙ側である上側と－Ｙ側である下側とに突起し、若干湾曲しつつ全体として横のＸ方向に延びている。また、－Ｚ側である後側に配置された第２の補強突起５５ｃは、平板部５５ａの外縁のうち、平板部５５ａの長手方向に延びる一対の辺のうち後側の辺に沿って設けられている。第２の補強突起５５ｃは、＋Ｙ側である上側にのみ突起し、若干湾曲しつつ全体として横のＸ方向に延びている。一対の補強突起５５ｂ，５５ｃは、第１金属フレーム５２ａの構造強度を高めるものであり、曲げや捩じりに対して比較的弱い平板部５５ａの強度を高める。

補強突起５５ｂの前面、つまり補強突起５５ｂの前部５５ｆには、平坦部５６ｔと冷却フィン構造５６ｓとが形成されている。平坦部５６ｔには、後述する放熱シート１１ｓの他端である導出端１１ｑが貼り付けられる（図７参照）。放熱シート１１ｓの導出端１１ｑを装着者ＵＳの顔から離れた前部５５ｆに貼り付けることで、第１金属フレーム５２ａの後部の温度を相対的に下げる効果があり、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の後側の温度を相対的に下げることができる。冷却フィン構造５６ｓは、凸条と凹溝とを交互に形成した立体形状を有し、空気との接触面積を増加させる。冷却フィン構造５６ｓは、平坦部５６ｔの左右の近傍に配置されている。冷却フィン構造５６ｓを構成する凸条及び凹溝は、縦のＹ方向に延びる。冷却フィン構造５６ｓは、平坦部５６ｔで受け補強突起５５ｂに沿って拡散した熱を、表面から空気を介して放熱し、或いは赤外線として放射する。冷却フィン構造５６ｓを縦に延びるパターン形状とすることで、縦方向の対流を生じさせ易くなり、空気への放熱効果を高めることができる。なお、平坦部５６ｔや冷却フィン構造５６ｓの配置や構造は、単なる例示であり、補強突起５５ｂ以外の場所に平坦部５６ｔや冷却フィン構造５６ｓを設けることができる。

第１金属フレーム５２ａにおいて、一端の側部５５ｐに形成された孔５６ａは、第１金属フレーム５２ａをジョイント５０ｃに連結するために用いられる。第１金属フレーム５２ａにおいて、他端の側部５５ｑに形成された孔５６ｊは、軸受部材５９ａを介して第１金属フレーム５２ａを中枠７２（図５参照）に連結するために用いられる。第１金属フレーム５２ａにおいて、開口５２ｏの周囲の４箇所に形成された孔５６ｂは、第１金属フレーム５２ａをバレル４１の上部４１ｔに固定するために用いられる。つまり、孔５６ｂを介して、図７に示す締結具５０ｆを図８に示す締結部５１ｆにねじ込むことで第１金属フレーム５２ａをバレル４１の上部４１ｔに安定して固定することができる。

第１金属フレーム５２ａにおいて、平板部５５ａの上方であって一対の補強突起５５ｂ，５５ｃに挟まれた空間は、第１回路部材８０ａを収容するための凹所ＲＥである。第１回路部材８０ａの上端の高さは、一対の補強突起５５ｂ，５５ｃの上端の高さより高くなってもよい。第１金属フレーム５２ａにおいて、開口５２ｏの周囲５２ｒの３箇所に形成されたネジ孔５６ｃは、第１回路部材８０ａを第１金属フレーム５２ａに固定するために用いられる。

図示を省略するが、第２金属フレーム５２ｂは、第１金属フレーム５２ａの左右方向つまり±Ｘ方向に関して反転した形状及び構造を有する。なお、第１金属フレーム５２ａ自体は、左右対称な形状を有するものとすることができ、この場合、第２金属フレーム５２ｂは、第１金属フレーム５２ａと反転させないで同一形状となる。

第１金属フレーム５２ａの平板部５５ａの輪郭形状は、矩形状である必要はなく、バレル４１の形状や用途に応じて適宜変更可能である。開口５２ｏの形状も、矩形状である必要はない。一対の補強突起５５ｂ，５５ｃは、平板部５５ａの長手辺に沿って延びるものに限らず、平板部５５ａの長手辺の一部に沿って延びるものであってよく、長手辺以外の辺に沿って延びるものであってもよく、辺以外の内部にリブ状に設けられるものとすることができる。

図１０は、図７に示す支持構造５０の変形例を説明する斜視図である。図１０に示す光学装置１０１において、光学ケースＣＡは、右眼用の第１光学ケースＣＡ１と、左眼用の第２光学ケースＣＡ２とを有している。図１０に示す支持構造１５０は、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとジョイント５０ｃとを一体的に形成した部材である。つまり、第１及び第２金属フレーム５２ａ，５２ｂを含む支持構造１５０は、第１光学ケースＣＡ１と第２光学ケースＣＡ２とを支持する一体型の部材となっている。これにより、第１及び第２金属フレーム５２ａ，５２ｂの形状を簡単にすることができる。変形例のシールド部材１８７ａの外周には、図６に示すシールド部材８７ａの外周に設けられている折曲部８７ｈが存在しない。

図１１は、外観を構成するカバー部材７０の構成部品の平面図である。図１１中で、領域ＢＲ１は、フロントカバー７１の平面図であり、領域ＢＲ２は、中枠７２の平面図であり、領域ＢＲ３は、ロアーカバー７３の平面図である。フロントカバー７１は、ＳＵＳ等の金属で形成されるが、樹脂材で形成されてもよい。中枠７２は、樹脂材で形成されているが、金属で形成されてもよい。ロアーカバー７３は、ＳＵＳ等の金属で形成されるが、樹脂材で形成されてもよい。

フロントカバー７１は、図５も参照して、天板７１ａと前板７１ｂとを有する。天板７１ａは、中央で前後幅が広く左右両端で前後幅が徐々に減少している。前板７１ｂは、左右両端で上下幅が増加している。前板７１ｂの中央には、カメラ等の付属部品を露出させる開口７８ａが形成されている。フロントカバー７１は、一様な厚みを有し、フロントカバー７１の平面視の輪郭は、中枠７２の輪郭と略等しくなっている。

中枠７２は、図５も参照して、前板７２ａと後枠７２ｂと後板７２ｃと端部７２ｄと下板領域７２ｆとを有する。前板７２ａは、略一様な上下幅を有する。前板７２ａの中央には、裏面から－Ｚ側に張り出すように、カメラ等の付属部品を収納するための複数の収納室７７ａが設けられている。前板７２ａは、上端側において、フロントカバー７１の前板７１ｂと当接又は嵌合する。後枠７２ｂは、上端側に設けられ、フロントカバー７１の天板７１ａの後縁と当接又は嵌合する。詳細は後述するが、フロントカバー７１と中枠７２とが当接又は嵌合する第１対向部ＦＣ１には、第１シール部材ＳＷ１が設けられている（図２０参照）。第１対向部ＦＣ１は、フロントカバー７１又は中枠７２の側面において、略１周するように配置されており、第１シール部材ＳＷ１は、外装ケース７の内側面において、防水又は防塵している。後枠７２ｂに形成された一対のピン状の突起７２ｉは、図５に示す付属部品回路部材８０ｃを固定するためのものである。前板７２ａの中央と後枠７２ｂ中央とはブリッジ７２ｐによって連結されている。後板７２ｃは、後枠７２ｂから下方すなわち－Ｙ側に張り出すように設けられている。後板７２ｃは、２か所に切欠き７２ｊを有し、切欠き７２ｊにおいて上下幅が減少している。端部７２ｄは、前板７２ａの両端に接続され、後枠７２ｂ又は後板７２ｃの両端に接続されている。端部７２ｄには、不図示の電子部品を収納する凹部７７ｃが形成されている。端部７２ｄには、フロントカバー７１やロアーカバー７３と連結するための締結部７２ｍと、ロアーカバー７３と連結するための締結部７２ｎとが設けられている。また、締結部７２ｎによって、光学装置１０１の軸受部材５９ａは下面側に固定される。下板領域７２ｆは、前板７２ａの中央部の下端から後方すなわち－Ｚ側に延びている。中枠７２には、平面視で２つの開口ＡＰ１が形成され、支持構造５０の第１金属フレーム５２ａや第２金属フレーム５２ｂを収納可能になっている。

ロアーカバー７３は、図５も参照して、中央部７３ａとバレル収納部７３ｂと端部７３ｃとを有する。中央部７３ａは、底壁７３ｈと後壁７３ｉとを有する。底壁７３ｈには、突出領域７３ｄが形成されている。突出領域７３ｄ及びその根元側の辺部分は、中枠７２の下板領域７２ｆと部分的に重複して配置され、下板領域７２ｆと当接又は嵌合する。突出領域７３ｄには、ロアーカバー７３を中枠７２の下板領域７２ｆに固定するための締結部７３ｐが設けられている。底壁７３ｈの本体には、ロアーカバー７３にノーズパッド部材７６やジョイント５０ｃを固定するための締結部７３ｑも設けられている。後壁７３ｉは、中枠７２の後板７２ｃの外側の近傍に配置され、或いは後板７２ｃの外側と当接又は嵌合する。後壁７３ｉは、端部７３ｃにも形成されている。バレル収納部７３ｂは、中央部７３ａを挟むように一対で設けられており、下方突出部７３ｓと、後方突出部７３ｔとを有する。バレル収納部７３ｂは、第１投射光学系１２ａ又は第２投射光学系１２ｂのバレル４１を覆う部分であり、開口ＡＰ２を有する。開口ＡＰ２は、バレル４１の出射口４１ｏに対応して設けられており、画像光を通過させる。後方突出部７３ｔの上端７３ｋは、中枠７２の後枠７２ｂと当接又は嵌合する。詳細は後述するが、中枠７２とロアーカバー７３とが当接又は嵌合する第２対向部ＦＣ２には、第２シール部材ＳＷ２が設けられている（図２０参照）。第２対向部ＦＣ２は、外装ケース７の後方の接合面において、防水又は防塵している。端部７３ｃには、ロアーカバー７３をフロントカバー７１の天板７１ａや中枠７２の端部７２ｄにおいて締結部７２ｍに固定するための締結部７３ｍが設けられ、ロアーカバー７３を中枠７２の端部７２ｄにおいて締結部７２ｎに固定するための締結部７３ｎが設けられている。

図１２は、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の側面図であり、光学装置１０１の角度変化を説明する図である。図１２中で、領域ＣＲ１は、光学装置１０１の第１状態を示し、領域ＣＲ２は、光学装置１０１の第２状態を示す。光学装置１０１は、軸受部材５９ａに支持されて、Ｘ軸に平行に延びる回転軸ＲＸの周りに回転可能になっており、５～１０°程度を上限として角度姿勢を変化させることができる。この場合、光学装置１０１は、カバー部材７０又は中枠７２に対して角度が変化し、第１状態では、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂが光透過カバー１０４ａ，１０４ｂから離れ、第２状態では、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂが光透過カバー１０４ａ，１０４ｂに相対的に近づく。第１状態の場合、眼の位置が比較的上側に位置することを前提として、下向きに虚像が観察される。第２状態の場合、眼の位置が比較的下側に位置することを前提として、相対的に上側に虚像が観察される。コンバイナー１０３の回転を許容することにより、視認性を向上させることができる。

図１３は、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の裏面側の部分的な斜視図である。光学装置１０１は、中枠７２及びロアーカバー７３に対して可動であり、中枠７２及びロアーカバー７３との間に隙間ＧＰ３，ＧＰ４，ＧＰ５を有する。より具体的には、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂの上端６１ｇの表側と、中枠７２の下板領域７２ｆの後端７２ｘとの間には、隙間ＧＰ５が形成されている。また、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂの上端６１ｇと、ロアーカバー７３の下方突出部７３ｓの前端７３ｘとの間には、隙間ＧＰ３，ＧＰ４が形成されている。詳細は後述するが、これらの隙間ＧＰ３，ＧＰ４，ＧＰ５については、カバー部材７０の内部への流路のサイズや、カバー部材７０の内部への流路の曲がり方を配慮しつつ防塵や防水が達成されるようにすることが望ましい。

図１４を参照して、図７等に示す光学装置１０１に組み込まれるバレル４１の構造について説明する。図１４中で、領域ＤＲ１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ＤＲ２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ＤＲ３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。

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、底の一部に出射口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とを有する。２つの側板部材４１ｃは、光軸ＡＸが延びる軸外し面（ＹＺ面に平行）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（ＹＺ面に平行）に垂直なＸＺ面に略沿って延び、後方端側に出射口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。

なお、図８に示すように、バレル本体４１ａ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又は±Ｘ方向に延びる２つの突起部４１ｆ，４１ｇを有する。突起部４１ｆ，４１ｇは、第１コンバイナー１０３ａの上端６１ｇを固定する部分であり、図７に示す第１金属フレーム５２ａの補強突起５５ｂの裏面に対向して配置される。

図１４に戻って、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１５参照）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。案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄによって光学素子２１ｏ，２１ｐ，２１ｑ，２２を位置決めする際には、案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに形成された複数の位置決め面に光学素子２１ｏ，２１ｐ，２１ｑ，２２の位置決め面を当接させ、当接箇所又はその周辺を接着材で固定する。プリズムミラー２２等をバレル本体４１ａに固定する方法は、上記のような当接面での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。

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の内反射面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、後述するホルダー３１の基部板３１ｂに対向する。基部板３１ｂは、挿入口４１ｚを覆いつつバレル４１に固定されることになる。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の内反射面２２ｂに沿って内反射面２２ｂの近傍に延びている。内反射面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。

図１５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１４の領域ＤＲ２参照）。この場合、収納空間ＩＳの機密性を高めることができる。バレルカバー４１ｕの外縁４２ｑに沿って設けられた密閉部材ＳＭは、挿入口４１ｚや出射口４１ｏの周辺に設けられた後述する密閉部材ＳＭとともに、バレル４１を封止する役割を有する。光学ケースＣＡであるバレル４１を封止することにより、画像表示装置１００の防水性を向上させることができる。

図１４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。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。

プリズムミラー２２の出射面２２ｃの外縁と、出射口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の出射口４１ｏと、第２光学部材２ｂ又はプリズムミラー２２の出射面２２ｃの周囲との間を密閉する。この場合、第２光学部材２ｂの出射面２２ｃは、外部に露出するが、第２光学部材２ｂの出射面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の出射口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シリコーン系の光硬化性樹脂であるが、硬化後も弾性を有する。弾性接着材ＡＯは、出射口４１ｏに関して防塵や防水を可能にする。

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。バレル４１は、ホルダー３１等によって封止される。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。第１表示素子１１ａは、ホルダー３１により、バレル４１すなわち光学ケースＣＡ中の＋Ｚの前方端において、表示面１１ｄが－Ｚ方向に相当する後方に向かうように配置されている。

図１６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１６中で、領域ＥＲ１は、表示ユニットＤＵの表側を示す斜視図であり、領域ＥＲ２は、表示ユニットＤＵの側断面であり、領域ＥＲ３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を出射させる。シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａには、可撓性又は弾性をする放熱シート１１ｓの一端である導入端１１ｐが貼り付けられている。放熱シート１１ｓは、第１表示素子１１ａから図７に示す第１金属フレーム５２ａに熱を伝導させる役割を有する。放熱シート１１ｓは、例えばグラファイト製の放熱部材ＲＭであり、熱伝導性の高い接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。

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（図１４参照）。基部板３１ｂは、支持フレーム３１ａの根元側に接続され、光出射側に相当する前方（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、ＸＺ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１４等参照）。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、位置決めのための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。

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。第１表示素子１１ａの表示面１１ｄから出射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が、遮光板３３の左右に形成された突出部３３ｃを上下から把持するようにして、位置決めが行われる。

図１７及び図１８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１７は、バレル４１の前部を説明する拡大断面図であり、図１８は、光学ユニット３００の組み立てを説明する図である。図１８中で、領域ＦＲ１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ＦＲ２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、第１投射光学系１２ａを内蔵したバレル４１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。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、座面４１ｎと下面３１ｊとが近接して対向する。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。

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、ホルダー３１とバレル４１との間に供給された接着材ＡＭ１を、基部板３１ｂの肉薄部３５ｔの周辺に保持する役割を有する

ホルダー３１の基部板３１ｂの平面視のサイズ、つまりＸＺ面に投影したサイズは、ホルダー台座４１ｓの平面視のサイズよりも小さく、かつ、図７に示す第１金属フレーム５２ａに形成された開口５２ｏの平面視のサイズよりも小さくなっている。これにより、第１金属フレーム５２ａをバレル４１に固定した状態であっても、第１金属フレーム５２ａの開口５２ｏ越しにホルダー３１をバレル４１の上部４１ｔに載置することができる。

ホルダー３１の支持フレーム３１ａ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、支持フレーム３１ａ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。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。つまり、挿入口４１ｚは、第１表示素子１１ａの背面側又は＋Ｚ側においてホルダー３１との間に隙間Ｇ１を有する。第１表示素子１１ａから延びる配線１１ｒであるＦＰＣ部１１ｆや放熱シート１１ｓは隙間Ｇ１を介してバレル４１の外部に延びる。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の放熱シート１１ｓ、ＦＰＣ部１１ｆ等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。密閉部材ＳＭである接着材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。

図１９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１９中で、領域ＧＲ１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ＧＲ２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の一対の対向する内側面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。

図２０及び図２１を参照して、画像表示装置２００における防水又は防塵について説明する。図２０は、図２に示すＨＭＤ２００又は画像表示装置１００のＡ－Ａ矢視断面図であり、図２１は、図２に示すＨＭＤ２００又は画像表示装置１００のＢ－Ｂ矢視断面図である。

画像表示装置２００は、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２との第１対向部ＦＣ１に第１シール部材ＳＷ１を有する。具体的には、フロントカバー７１の前板７１ｂと中枠７２の前板７２ａとの間には、隙間ＧＰ１が形成されているが、前板７１ｂの裏面と前板７２ａの前面とに挟まれるように、例えば弾性変形可能な樹脂材からなる第１シール部材ＳＷ１を配置することで、隙間ＧＰ１が封止されている。この第１シール部材ＳＷ１は、前板７１ｂの裏面と前板７２ａの前面との少なくとも一方に接着材で固定することができる。同様に、フロントカバー７１の天板７１ａの後端と中枠７２の後枠７２ｂとの間には、隙間ＧＰ１が形成されているが、天板７１ａの後端の下面と後枠７２ｂの上面とに挟まれるように、第１シール部材ＳＷ１を配置することで、隙間ＧＰ１が封止されている。この第１シール部材ＳＷ１は、天板７１ａの後端の下面と後枠７２ｂの上面との少なくとも一方に接着材で固定することができる。第１シール部材ＳＷ１は、中枠７２の上端に沿って閉じた環状に形成され、全周でのシールを達成している（図１１の第１対向部ＦＣ１参照）。これにより、コンバイナー１０３とシェード１０４との間に進入した水分ＷＡ１が第１対向部ＦＣ１を通過することが阻止される。

画像表示装置２００は、ロアーカバー７３と中枠７２との第２対向部ＦＣ２に第２シール部材ＳＷ２を有する。具体的には、ロアーカバー７３の後方突出部７３ｔの上端又は後壁７３ｉと、中枠７２の後枠７２ｂ又は後板７２ｃとの間には、隙間ＧＰ２が形成されているが、ロアーカバー７３の後方突出部７３ｔの上端又は後壁７３ｉと、中枠７２の後枠７２ｂ又は後板７２ｃとに挟まれるように、例えば弾性変形可能な樹脂材からなる第２シール部材ＳＷ２を配置することで、隙間ＧＰ２が封止されている。この第２シール部材ＳＷ２は、ロアーカバー７３と中枠７２との少なくとも一方に接着材で固定することができる。第２シール部材ＳＷ２は、中枠７２の後枠７２ｂに沿って形成され、端部７２ｄに至ったところで終端している（図１１の第２対向部ＦＣ２参照）。

図２１に示すように、画像表示装置２００は、コンバイナー１０３と下部ケースＣＶ２との間において、一部が曲がる又は狭まった第１隙間として隙間ＧＰ３を有する。具体的には、コンバイナー１０３の上端６１ｇと、ロアーカバー７３の底壁７３ｈ又は端部７３ｃの前端との第３対向部ＦＣ３に、第１隙間である隙間ＧＰ３が生成され、この隙間ＧＰ３が流路となる。しかしながら、第１隙間である隙間ＧＰ３は、上端で折れ曲がって狭まった屈曲部ＢＥを有するので、コンバイナー１０３とシェード１０４との間に進入した水分ＷＡ３が隙間ＧＰ３を通過することが抑制される。

図２０等に示すように、画像表示装置２００は、光学ケースＣＡであるバレル４１と下部ケースＣＶ２との間において、一部が曲がる又は狭まった第２隙間として隙間ＧＰ４を有する。

具体的には、バレル４１の後面と、ロアーカバー７３の後方突出部７３ｔとの第４対向部ＦＣ４ａに、第２隙間である隙間ＧＰ４ａが生成され、この隙間ＧＰ４ａが流路となる。しかしながら、下部ケースＣＶ２は、瞳位置ＰＰ側（図４参照）において、光学ケースＣＡの外形に沿って曲がっている。結果的に、隙間ＧＰ４ａは、下端側において光学ケースＣＡの外形に沿って曲がった屈曲部ＢＥを有する。光学ケースＣＡは、プリズムミラー２２を収納するため、瞳位置ＰＰ側である後方の下部に突起を有する。第２隙間である隙間ＧＰ４ａは、光学ケースＣＡの突起に沿って折れ曲がっている。このような折れ曲がった隙間ＧＰ４ａにより、光学ケースＣＡであるバレル４１と下部ケースＣＶ２との間に進入した水分ＷＡ４が隙間ＧＰ４ａを通過することが抑制される。

バレル４１の下面と、ロアーカバー７３の下方突出部７３ｓとの第４対向部ＦＣ４ｂに第２隙間である隙間ＧＰ４ｂが生成され、この隙間ＧＰ４ｂが流路となる。第４対向部ＦＣ４ｂにおいて、第２隙間である隙間ＧＰ４ｂは、真っすぐ延びているので、バレル４１と下部ケースＣＶ２との間に進入した水分ＷＡ４が隙間ＧＰ４ｂを通過するが、バレル４１の上に回り込むことはない。

画像表示装置２００は、コンバイナー１０３と下部ケースＣＶ２との間において、一部が曲がる又は狭まった第３隙間として隙間ＧＰ５を有する。具体的には、中枠７２の前板７２ａの下端と、コンバイナー１０３の上端６１ｇとの第５対向部ＦＣ５に、第３隙間である隙間ＧＰ５が生成されている。しかしながら、隙間ＧＰ５は、コンバイナー１０３とシェード１０４との隙間ＧＰ０に対して狭まっており、コンバイナー１０３とシェード１０４との間に進入した水分ＷＡ１が隙間ＧＰ５を通過することが抑制される。

以上において、第１隙間である隙間ＧＰ３と、第２隙間である隙間ＧＰ４と、第３隙間である隙間ＧＰ５とは、光学ケースＣＡやコンバイナー１０３の回転を許容するものとなっている。本実施形態では、視認性向上の観点で光学装置１０１の回転を確保しており、隙間ＧＰ３，ＧＰ４，ＧＰ５をある程度大きくする必要がある。これらの隙間ＧＰ３，ＧＰ４，ＧＰ５が設けられていても、一部が曲がる又は狭まった隙間ＧＰ３，ＧＰ４ａ，ＧＰ５により、水が内部に侵入しにくくなっている。これにより、画像表示装置１００において、防水構造と視認性の向上とを両立させることができる。隙間ＧＰ３，ＧＰ４ａ，ＧＰ５は、侵入方向の長さを確保することによって回路基板ＭＺまで水が浸透しにくくなるようにしている。隙間ＧＰ３，ＧＰ４ａ，ＧＰ５のクリアランス値、隙間ＧＰ３，ＧＰ４ａ，ＧＰ５が延びる面に直交する方向の幅は、例えば２～３ｍｍであり、特に隙間ＧＰ３，ＧＰ５については、狭まる箇所で１～２ｍｍ程度以下となっている。

図２２は、変形例の画像表示装置１００を説明する断面斜視図である。画像表示装置２００は、下部ケースＣＶ２とコンバイナー１０３との間において、第３シール部材ＳＷ５を有する。具体的には、中枠７２の前板７２ａの下端と、第２コンバイナー１０３ｂの上端６１ｇとに挟まれるように、例えば発泡ウレタンのような弾性体からなる第３シール部材ＳＷ５を配置することで、隙間ＧＰ５が封止されている。この第３シール部材ＳＷ５は、第２コンバイナー１０３ｂと中枠７２とのいずれか一方に対して接着材で固定されている。第３シール部材ＳＷ５において、固定されない表面は滑らかになっており、対向する第２コンバイナー１０３ｂ又は中枠７２のズレ又は移動を許容する。第３シール部材ＳＷ５は、大きく弾性変形するので、隙間ＧＰ５のクリアランス値が変化してもこれに追従して変形する。図示を省略するが、第３シール部材ＳＷ５は、第２コンバイナー１０３ｂの上端６１ｇに沿って形成され、上端６１ｇの端部で終端している。第３シール部材ＳＷ５により、コンバイナー１０３とシェード１０４との間に進入した水分ＷＡ１が隙間ＧＰ５を通過することが確実に阻止され、光学ケースＣＡであるバレル４１の上に回り込むことが阻止される。

この変形例では、画像表示装置２００は、光学ケースＣＡであるバレル４１と下部ケースＣＶ２との間において、第４シール部材ＳＷ６を有する。具体的には、バレル４１の後方下部に形成された突起とロアーカバー７３の後方突出部７３ｔの下端部とに挟まれるように、弾性体からなる第４シール部材ＳＷ６を配置することで、隙間ＧＰ４ａが封止されている。この第４シール部材ＳＷ６は、バレル４１とロアーカバー７３とのいずれか一方に対して接着材で固定されている。第４シール部材ＳＷ６において、固定されない表面は滑らかになっており、対向するバレル４１又はロアーカバー７３のズレ又は移動を許容する。第４シール部材ＳＷ６は、大きく弾性変形するので、隙間ＧＰ４ａのクリアランス値が変化してもこれに追従して変形する。図示を省略するが、第４シール部材ＳＷ６は、ロアーカバー７３の後方突出部７３ｔに沿って形成され、後方突出部７３ｔの左右の端部まで延びている。

図２２に示す変形例の画像表示装置１００は、光学装置１０１を回転させない固定式とすることができる。光学装置１０１を回転させない場合、図５に示す軸受部材５９ａが不要となり、隙間ＧＰ４，ＧＰ５を狭めることができ、或いは隙間ＧＰ４，ＧＰ５をなくすことができる。隙間ＧＰ４，ＧＰ５を残す場合であっても、クリアランス値は変化しないので、第３シール部材ＳＷ５や第４シール部材ＳＷ６の弾性変形は必須のものではなくなる。

以上で説明した実施形態の画像表示装置１００は、表示素子１１ａ，１１ｂと、結像用の光学部材２ａ，２ｂと、回路基板ＭＺである回路部材８０ａ，８０ｂと、表示素子１１ａ，１１ｂと光学部材２ａ，２ｂとを収納する光学ケースＣＡと、回路基板ＭＺである回路部材８０ａ，８０ｂを下から支持する金属フレーム５２ａ，５２ｂと、光学ケースＣＡと金属フレーム５２ａ，５２ｂとを収納する外装ケース７と、を備え、金属フレーム５２ａ，５２ｂは、光学ケースＣＡの上側に配置され、外装ケース７は、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２とを有し、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２との第１対向部ＦＣ１に第１シール部材ＳＷ１を有する。

上記画像表示装置１００では、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２との第１対向部ＦＣ１に第１シール部材ＳＷ１を有することにより、外装ケース７において、上部ケースＣＶ１と下部ケースＣＶ２との間の隙間を閉じることができる。外装ケース７内において、回路基板ＭＺを光学ケースＣＡよりも上に配置することにより、水侵入経路付近に回路基板ＭＺが配置されない。外装ケース７と光学ケースＣＡとの間から水が侵入しても、外装ケース７の奥側に配置した回路基板ＭＺに水が侵入することを防ぐことができる。

〔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。

第１金属フレーム５２ａや第２金属フレーム５２ｂは、マグネシウム合金に限らず、アルミニウム合金その他の金属で形成することができる。具体的には、第１金属フレーム５２ａや第２金属フレーム５２ｂは、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成され得る。ジョイント５０ｃも、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成され得る。

下部ケースＣＶ２は、中枠７２とロアーカバー７３とに分ける必要はなく、これらを一部品とすることができる。

第１隙間である隙間ＧＰ３や、第２隙間である隙間ＧＰ４の形状や長さは、ＨＭＤ２００の使用等に応じて適宜変更することができる。

カメラ３ａ、照度センサー３ｂ、近接センサー３ｃ、スピーカー等の部品は、用途に応じて適宜省略することができる。スピーカーの周辺に防水構造を設けてもよい。

以上では、第１表示部２０ａが第１金属フレーム５２ａにネジ止めされる場合について説明したが、第１表示部２０ａ又はバレル４１を、ネジ止めに限らず、カシメ、接着等によって第１金属フレーム５２ａに固定することができる。この際、固定箇所は、４箇所に限らず、様々な箇所とすることができ、連続的に延びる線状又は面状の固定も可能である。

第１投射光学系１２ａや第１コンバイナー１０３ａを第１金属フレーム５２ａに吊るすように連結して固定することもできる。この場合、第１投射光学系１２ａ又はバレル４１に第１コンバイナー１０３ａを固定する必要がない。第１コンバイナー１０３ａを第１金属フレーム５２ａに吊るす手法は、第１投射光学系１２ａ又はバレル４１を第１金属フレーム５２ａに吊るす際に用いた手法と同様のものを用いることができる。

以上では、画像表示装置１００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画像表示装置は、表示素子と、結像用の光学部材と、回路基板と、表示素子と光学部材とを収納する光学ケースと、回路基板を下から支持する金属フレームと、光学ケースと金属フレームとを収納する外装ケースと、を備え、金属フレームは、光学ケースの上側に配置され、外装ケースは、上部ケースと下部ケースとを有し、上部ケースと下部ケースとの第１対向部に第１シール部材を有する。

上記画像表示装置では、上部ケースと下部ケースとの第１対向部に第１シール部材を有することにより、外装ケースにおいて、上部ケースと下部ケースとの間の隙間を閉じることができる。外装ケース内において、回路基板を光学ケースよりも上に配置することにより、水侵入経路付近に回路基板が配置されない。外装ケースと光学ケースとの間から水が侵入しても、外装ケースの奥側に配置した回路基板に水が侵入することを防ぐことができる。

具体的な態様における画像表示装置において、下部ケースは、中枠とロアーカバーとを有し、中枠は、上部ケースとロアーカバーとの間に配置され、外装ケースは、上部ケースと中枠との第１対向部に第１シール部材を有し、外装ケースは、ロアーカバーと中枠との第２対向部に第２シール部材を有する。下部ケースを２つの部材に分け、第１及び第２対向部に第１及び第２シール部材を設けることにより、外装ケースの封止性を保ちつつ、光学ケース等の形状に対応させることができる。

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースは、封止されている。この場合、画像表示装置の防水性を向上させることができる。

具体的な態様における画像表示装置において、金属フレームは、軸受部材によって外装ケースに対して回転可能に支持され、下部ケースは、軸受部材を支持する支持部を有する。この場合、光学ケースの外装ケースに対する回転を許容することにより、視認性を向上させることができる。

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースを介して金属フレームに支持されたコンバイナーを備え、コンバイナーと光学ケースとの間において、一部が曲がる又は狭まった第１隙間を有し、光学ケースと下部ケースとの間において、一部が曲がる又は狭まった第２隙間を有する。第１及び第２隙間を有することにより、コンバイナーの回転を十分に許容することができる。視認性向上のために隙間が設けられていても、一部が曲がる又は狭まった第１及び第２隙間により、水が侵入しにくくなっている。これにより、画像表示装置において、防水構造と視認性の向上とを両立させることができる。

具体的な態様における画像表示装置において、第１隙間は、上端で狭まった屈曲部を有し、第２隙間は、下部ケースの瞳位置側において光学ケースの外形に沿った屈曲部を有する。

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースを介して金属フレームに支持されたコンバイナーと、コンバイナーの外側に配置され、上部ケースに支持されたシェードと、を備え、シェード、上部ケース、及び下部ケースのいずれかと、コンバイナーとの間において、第３シール部材を有する。この場合、コンバイナーと下部ケースとの間の防水性をより高めることができる。

具体的な態様における画像表示装置において、回路基板を上から覆うシールド部材を備える。この場合、回路基板をシールド部材と金属フレームとで挟む配置となり、シールド部材によって電磁的干渉を防止しつつ、回路基板の防水性を高めることができる。

具体的な態様における画像表示装置において、ロアーカバーは、金属で形成される。

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースに対応する右眼用の第１光学ケースと、第１光学ケースと同じ構造を有する左眼用の第２光学ケースと、金属フレームに対応する第１金属フレームと、第２光学ケースを支持する第２金属フレームと、第１金属フレームと第２金属フレームとを連結するジョイントと、を備え、ジョイントは、上側をシールド部材で覆われ、下側を周辺シール部材で覆われている。この場合、ジョイント及びその周辺を防水することができる。

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースに対応する右眼用の第１光学ケースと、第１光学ケースと同じ構造を有する左眼用の第２光学ケースとを有し、金属フレームは、第１光学ケースと第２光学ケースとを支持する一体型の部材である。この場合、金属フレームの形状を簡単にすることができ、金属フレーム及びその周辺の防水が簡易になる。

２ａ，２ｂ…光学部材、７…外装ケース、１１ａ，１１ｂ…表示素子、１１ｆ…ＦＰＣ部、１１ｒ…配線、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、２２…プリズムミラー、２３…シースルーミラー、３１…ホルダー、３１ａ…支持フレーム、３１ｂ…基部板、４１…バレル、４１ｏ…出射口、４１ｕ…バレルカバー、５０…支持構造、５０ｃ…ジョイント、５２ａ，５２ｂ…金属フレーム、５５ｂ，５５ｃ…補強突起、５６ｓ…冷却フィン構造、５９ａ…軸受部材、６１…支持板、６１ｇ…上端、７０…カバー部材、７１…フロントカバー、７１ａ…天板、７１ｂ…前板、７２…中枠、７２ａ…前板、７２ｂ…後枠、７２ｃ…後板、７３…ロアーカバー、７３ａ…中央部、７３ｂ…バレル収納部、７３ｃ…端部、７３ｓ…下方突出部、７３ｔ…後方突出部、８０ａ，８０ｂ…回路部材、８０ｃ…付属部品回路部材、８２ａ，８２ｄ…ＦＰＣ部材、８７ａ…シールド部材、８７ｏ，８７ｐ…開口、８８…表示制御装置、８９ａ…周辺シール部材、９０…ユーザー端末、１００Ａ，１００Ｂ…表示装置、１００Ｃ…支持装置、１０１…光学装置、１０２…駆動装置、１０３ａ，１０３ｂ…コンバイナー、１０４…シェード、１２３…部分透過ミラー、２００…画像表示装置、３００…光学ユニット、ＡＸ…光軸、ＢＥ…屈曲部、ＣＡ１，ＣＡ２…光学ケース、ＣＪ…連結部、ＣＶ１…上部ケース、ＣＶ２…下部ケース、ＤＵ…表示ユニット、ＥＰ…射出瞳、ＥＹ…眼、ＦＣ１，ＦＣ２，ＦＣ３，ＦＣ４ａ，ＦＣ４ｂ，ＦＣ５…対向部、ＧＡ…隙間、ＧＰ０，ＧＰ３，ＧＰ４ａ，ＧＰ４ｂ，ＧＰ５…隙間、ＩＳ…収納空間、ＭＬ…画像光、ＭＺ…回路基板、ＯＬ…外界光、ＲＥ…凹所、ＲＭ…放熱部材、ＲＸ…回転軸、ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ５，ＳＷ６…シール部材、ＵＳ…装着者、ＷＡ１，ＷＡ３，ＷＡ４…水分

Claims (11)

1. 表示素子と、
   結像用の光学部材と、
   回路基板と、
   前記表示素子と前記光学部材とを収納する光学ケースと、
   前記回路基板を下から支持する金属フレームと、
   前記光学ケースと前記金属フレームとを収納する外装ケースと、
   を備え、
   前記金属フレームは、前記光学ケースの上側に配置され、
   前記外装ケースは、上部ケースと下部ケースとを有し、前記上部ケースと前記下部ケースとの第１対向部に第１シール部材を有する画像表示装置。
2. 前記下部ケースは、中枠とロアーカバーとを有し、
   前記中枠は、前記上部ケースと前記ロアーカバーとの間に配置され、
   前記外装ケースは、前記上部ケースと前記中枠との前記第１対向部に前記第１シール部材を有し、
   前記外装ケースは、前記ロアーカバーと前記中枠との第２対向部に第２シール部材を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記光学ケースは、封止されている、請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記金属フレームは、軸受部材によって前記外装ケースに対して回転可能に支持され、
   前記下部ケースは、前記軸受部材を支持する支持部を有する、請求項３に記載の画像表示装置。
5. 前記光学ケースを介して前記金属フレームに支持されたコンバイナーを備え、
   前記コンバイナーと前記下部ケースとの間において、一部が曲がる又は狭まった第１隙間を有し、
   前記光学ケースと前記下部ケースとの間において、一部が曲がる又は狭まった第２隙間を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記第１隙間は、上端で狭まった屈曲部を有し、
   前記第２隙間は、前記下部ケースの瞳位置側において前記光学ケースの外形に沿った屈曲部を有する、請求項５に記載の画像表示装置。
7. 前記光学ケースを介して前記金属フレームに支持されたコンバイナーと、
   前記コンバイナーの外側に配置され、前記上部ケースに支持されたシェードと、を備え、
   前記シェード、前記上部ケース、及び前記下部ケースのいずれかと、前記コンバイナーとの間において、第３シール部材を有する、請求項１に記載の画像表示装置。
8. 前記回路基板を上から覆うシールド部材を備える、請求項１に記載の画像表示装置。
9. 前記ロアーカバーは、金属で形成される、請求項２に記載の画像表示装置。
10. 前記光学ケースに対応する右眼用の第１光学ケースと、
    前記第１光学ケースと同じ構造を有する左眼用の第２光学ケースと、
    前記金属フレームに対応する第１金属フレームと、
    前記第２光学ケースを支持する第２金属フレームと、
    前記第１金属フレームと前記第２金属フレームとを連結するジョイントと、を備え、
    前記ジョイントは、上側をシールド部材で覆われ、下側を周辺シール部材で覆われている、請求項１に記載の画像表示装置。
11. 前記光学ケースに対応する右眼用の第１光学ケースと、
    前記第１光学ケースと同じ構造を有する左眼用の第２光学ケースとを有し、
    前記金属フレームは、前記第１光学ケースと前記第２光学ケースとを支持する一体型の部材である、請求項１に記載の画像表示装置。

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