JP6010889B2 - Virtual image display device - Google Patents

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本発明は、頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ等の虚像表示装置に関する。   The present invention relates to a virtual image display device such as a head mounted display that is used by being mounted on a head.

近年、ヘッドマウントディスプレイのように虚像の形成及び観察を可能にする虚像表示装置として、導光板によって表示素子からの画像光を観察者の瞳に導くタイプのものが種々提案されており、例えば画像光と外界光とを重畳させるために、シースルー光学系を用いたものが提案されている(特許文献1等参照)。   In recent years, various types of virtual image display devices capable of forming and observing virtual images, such as a head-mounted display, have been proposed in which image light from a display element is guided to an observer's pupil by a light guide plate. In order to superimpose light and external light, one using a see-through optical system has been proposed (see Patent Document 1).

しかし、特に特許文献1等のようなシースルー光学系の場合、ヘッドマウントディスプレイを構成する光学部材が外界光に含まれる紫外線を受けることにより、次第に当該光学部材において短波長の光の透過率が低下する黄変という現象が生じることがある。このような黄変が光学部材の内部のように画像光を導く部分で生じると、外界光のみならず光学部材を通過する画像光までもが着色して、映し出される画像の色バランスが崩れたり、画像光の透過率が低下したりしてしまう。   However, particularly in the case of a see-through optical system such as Patent Document 1, the optical member constituting the head-mounted display receives ultraviolet rays contained in external light, so that the transmittance of light having a short wavelength gradually decreases in the optical member. The phenomenon of yellowing may occur. If such yellowing occurs in the part that guides the image light like the inside of the optical member, not only the external light but also the image light that passes through the optical member is colored, and the color balance of the projected image may be lost. As a result, the transmittance of the image light is lowered.

上記のような黄変が光学部材の内部で生じることを防ぐため、紫外光を吸収する材料を混入し、かつ、黄変しにくいプラスチックレンズ(特許文献2〜4等参照)の材料を用いて導光板の基材や表面コート層であるハードコート層を構成することも考えられる。しかし、この場合、紫外線の基材の内部への侵入を防げるとしても、比較的紫外線を多く受けることになる基材の表面側や表面コート自体が黄変してしまうと、その黄変した表面側の箇所を画像光が通過する場合には、画像光の着色や透過率低下といった経年劣化が著しくなる可能性がある。   In order to prevent the yellowing as described above from occurring inside the optical member, a material that absorbs ultraviolet light is mixed, and a plastic lens material (see Patent Documents 2 to 4 etc.) that hardly yellows is used. It is also conceivable to form a hard coat layer which is a base material or a surface coat layer of the light guide plate. However, in this case, even if it is possible to prevent ultraviolet rays from entering the inside of the base material, if the surface side of the base material or the surface coat itself that receives a relatively large amount of ultraviolet light turns yellow, the yellowed surface When the image light passes through the portion on the side, there is a possibility that the deterioration over time such as coloring of the image light and a decrease in transmittance may become remarkable.

特開2010−224473号公報JP 2010-224473 A 特開2002−182001号公報JP 2002-182001 A 特開2004−345123号公報JP 2004-345123 A 特開2008−90327号公報JP 2008-90327 A

本発明は、紫外線の影響による経年劣化を抑制して、良好な画像を形成できる虚像表示装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the virtual image display apparatus which can suppress aged deterioration by the influence of an ultraviolet-ray and can form a favorable image.

上記目的を達成するため、本発明の虚像表示装置は、(a)画像光を形成する画像表示装置と、(b)画像表示装置から射出された画像光による虚像を形成する投射光学系と、(c1)投射光学系を通過した画像光を内部に取り込む光入射部と、(c2)光入射部から取り込まれた画像光を導く導光部と、(c3)導光部を経た画像光を外部へ取出す光射出部と、を有する(c)導光装置と、を備え、(d)導光装置の表面を覆うように配置されて、外界から導光装置に向かう光に含まれる紫外光の成分を吸収する紫外光吸収材をさらに有する。   In order to achieve the above object, a virtual image display device of the present invention includes (a) an image display device that forms image light, (b) a projection optical system that forms a virtual image by image light emitted from the image display device, and (C1) a light incident part that captures image light that has passed through the projection optical system, (c2) a light guide part that guides image light captured from the light incident part, and (c3) image light that has passed through the light guide part. (C) a light guide device having an external light extraction unit, and (d) an ultraviolet light that is disposed so as to cover the surface of the light guide device and is included in the light traveling from the outside to the light guide device It further has an ultraviolet light absorber that absorbs these components.

上記虚像表示装置では、導光装置が紫外光吸収材によって表面側を覆われており、当該紫外光吸収材が導光装置に向かう外界光のうち紫外光成分を予め吸収することで、導光装置に対する当該紫外光成分の影響を抑制できる。つまり、虚像表示装置は、紫外線の影響による着色、透明率の低下等の経年劣化を抑制して、良好な画像を形成できる。ここで、紫外線吸収材については、導光装置と別体で設けられたものに含ませる場合のほか、例えば導光装置の表面に貼り付けるフィルム部材に混入させて紫外線吸収性を持たせる場合や、導光部の表面をコートするコート材に含まれる場合等種々の態様が可能である。   In the virtual image display device, the light guide device is covered with an ultraviolet light absorbing material, and the ultraviolet light absorbing material absorbs an ultraviolet light component in advance from outside light toward the light guide device, thereby guiding the light. The influence of the ultraviolet light component on the apparatus can be suppressed. That is, the virtual image display device can form a good image while suppressing deterioration over time such as coloring due to the influence of ultraviolet rays and a decrease in transparency. Here, as for the ultraviolet absorber, in addition to the case where it is included in a material provided separately from the light guide device, for example, when it is mixed with a film member attached to the surface of the light guide device, Various modes are possible, such as when included in a coating material that coats the surface of the light guide.

本発明の具体的な側面では、光射出部が、導光部を経た画像光を反射させて外部へ取出すとともに、外界光を通過させて外界光の観察を可能にする半透過反射膜を有する。この場合、半透過反射膜を有することで、画像光と外界光とを重畳させるシースルー観察が可能となる。   In a specific aspect of the present invention, the light emitting unit includes a transflective film that reflects the image light that has passed through the light guide unit and extracts the light to the outside, and allows the external light to pass through and allows observation of the external light. . In this case, see-through observation in which the image light and the external light are superimposed can be performed by having the semi-transmissive reflective film.

本発明の別の側面では、導光部が、対向して延び全反射により画像光を導く第1及び第2の全反射面を有し、導光装置が、少なくとも第1及び第2の全反射面を含む画像光の導光に寄与する導光面に付随して設けられるハードコート層を有する。この場合、ハードコート層によって、導光面を損傷から防いだり汚れの除去を容易にしたりして、映像の解像度低下を防止することができる。また、このハードコート層は、紫外光吸収材によって保護され、劣化が抑制される。   In another aspect of the present invention, the light guide section includes first and second total reflection surfaces that extend opposite to each other and guide image light by total reflection, and the light guide device includes at least first and second total reflection surfaces. It has a hard coat layer provided along with the light guide surface that contributes to the light guide of the image light including the reflective surface. In this case, the hard coat layer can prevent the light guide surface from being damaged and facilitate the removal of dirt, thereby preventing a reduction in the resolution of the image. Further, the hard coat layer is protected by the ultraviolet light absorbing material, and deterioration is suppressed.

本発明のさらに別の側面では、導光装置を表面側から覆って入射する外界光の透過量を調整するとともに、紫外光吸収材を含むシェード部材をさらに有する。ここで、シェード部材については、紫外光成分を吸収することで遮断するものであればよく、可視光成分の透過率の比較的高いものに限られず、必要に応じて適宜定められる種々のものが含まれ、例えば可視光成分の透過率を略100%とするものであってもよいものとする。この場合、導光装置に向かう外界光に含まれる紫外光成分を、シェード部材において吸収し、導光装置に到達させないようにすることができる。なお、シェード部材は、導光装置に対して着脱可能とすることができる。   In yet another aspect of the present invention, the light guide device is covered from the surface side, and the amount of transmitted external light incident thereon is adjusted, and a shade member including an ultraviolet light absorbing material is further included. Here, the shade member only needs to be blocked by absorbing the ultraviolet light component, and is not limited to one having a relatively high transmittance of the visible light component, but various members that are appropriately determined as necessary. For example, the transmittance of the visible light component may be approximately 100%. In this case, the ultraviolet light component contained in the external light toward the light guide device can be absorbed by the shade member so as not to reach the light guide device. The shade member can be detachable from the light guide device.

本発明のさらに別の側面では、導光装置が、紫外光を吸収することで硬化した紫外線硬化部材を含む。この場合、導光装置を構成する光透過性の光学部材を、光重合等によって比較的低温で高精度に形成することができる。また、これらの光学部材は、紫外光吸収材によって保護され、劣化を抑制できる。   In still another aspect of the present invention, the light guide device includes an ultraviolet curing member that is cured by absorbing ultraviolet light. In this case, the optically transparent optical member constituting the light guide device can be formed with high accuracy at a relatively low temperature by photopolymerization or the like. Moreover, these optical members are protected by the ultraviolet light absorbing material and can suppress deterioration.

本発明のさらに別の側面では、紫外光吸収材が、通過する光のうち、紫外光よりも長い波長帯に属する可視光を略一定の透過率で透過させる。この場合、紫外光吸収材によって外界光のうち可視光の成分の色バランスを崩すことなく観察者に認識させることができる。   In still another aspect of the present invention, the ultraviolet light absorbing material transmits visible light belonging to a wavelength band longer than the ultraviolet light out of the passing light with a substantially constant transmittance. In this case, the viewer can be made to recognize the ultraviolet light absorbing material without destroying the color balance of the visible light component of the external light.

本発明のさらに別の側面では、紫外光吸収材が、紫外光の透過率を、可視光波長領域帯の光の透過率よりも小さくしている。この場合、紫外光を除去して導光装置を保護し併せて観察者の眼を保護するものとなるだけでなく、観察者が可視光を認識しやすいものとすることができる。   In still another aspect of the present invention, the ultraviolet light absorbing material makes the transmittance of ultraviolet light smaller than the transmittance of light in the visible light wavelength region band. In this case, not only the ultraviolet light is removed to protect the light guide device and the eyes of the observer, but also the observer can easily recognize visible light.

本発明のさらに別の側面では、導光装置が、光入射部、導光部及び光射出部を含む導光部材と、導光部材と接合することによって外界光の観察を可能にする透視部を構成するとともに紫外光吸収材によって表面側が覆われている光透過部材と、を有する。この場合、導光部材とともにシースルーのための透視部を構成する光透過部材についても、紫外線の影響による着色、透明率の低下等の経年劣化を抑制して、良好な画像を形成できる。   In still another aspect of the present invention, the light guide device includes a light incident part, a light guide part, and a light emission part, and a see-through part that enables observation of external light by joining the light guide member. And a light transmitting member whose surface side is covered with an ultraviolet light absorbing material. In this case, with respect to the light transmitting member that constitutes the see-through portion for see-through together with the light guide member, it is possible to suppress deterioration over time such as coloring due to the influence of ultraviolet rays and a decrease in transparency, thereby forming a good image.

本発明のさらに別の側面では、導光部が、互いに平行に配置され全反射による導光を可能にする第1反射面と第2反射面とを有し、光入射部が、第1反射面に対して所定の角度をなす第3反射面を有し、光射出部が、第1反射面に対して所定の角度をなす第4反射面を有する。光入射部の第3反射面で反射された画像光が導光部の第1及び第2反射面で全反射されつつ伝搬され、光射出部の第4反射面で反射されて虚像として観察者の眼に入射する。なお、光入射部と導光部と光射出部とを一体的なブロック状部材とすることにより、射出成形技術を利用して導光装置を高精度で形成することができ、このブロック状部材を紫外光吸収材によって紫外光成分から保護できる。   In still another aspect of the present invention, the light guide unit has a first reflection surface and a second reflection surface that are arranged in parallel to each other and enable light guide by total reflection, and the light incident unit is the first reflection surface. A third reflective surface having a predetermined angle with respect to the surface is provided, and the light emitting portion has a fourth reflective surface having a predetermined angle with respect to the first reflective surface. The image light reflected by the third reflecting surface of the light incident portion is propagated while being totally reflected by the first and second reflecting surfaces of the light guide portion, and is reflected by the fourth reflecting surface of the light emitting portion to be an observer as a virtual image. Incident on the eyes. In addition, by making the light incident part, the light guide part, and the light emitting part into an integral block-like member, the light guide device can be formed with high accuracy using the injection molding technique. Can be protected from ultraviolet light components by the ultraviolet light absorbing material.

第1実施形態の虚像表示装置を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the virtual image display apparatus of 1st Embodiment. (A)は、虚像表示装置を構成する第1表示装置の本体部分の平面図であり、(B)は、本体部分の正面図である。(A) is a top view of the main-body part of the 1st display apparatus which comprises a virtual image display apparatus, (B) is a front view of a main-body part. (A)は、シェード部材の構造及び取付けを示す図であり、(B)は、シェード部材による紫外線吸収について説明するための図である。(C)は、変形例のシェード部材の取付けを示す図であり、(D)は、変形例のシェード部材による紫外線吸収について説明するための図である。(A) is a figure which shows the structure and attachment of a shade member, (B) is a figure for demonstrating the ultraviolet absorption by a shade member. (C) is a figure which shows the attachment of the shade member of a modification, (D) is a figure for demonstrating the ultraviolet absorption by the shade member of a modification. 紫外光吸収材の透過率特性を示すグラフである。It is a graph which shows the transmittance | permeability characteristic of an ultraviolet light absorber. (A)は、第2実施形態の虚像表示装置のシェード部材の構造及び取付けを示す図であり、(B)は、変形例のシェード部材による紫外線吸収について説明するための図である。(A) is a figure which shows the structure and attachment of the shade member of the virtual image display apparatus of 2nd Embodiment, (B) is a figure for demonstrating the ultraviolet absorption by the shade member of a modification. (A)は、第3実施形態に係る虚像表示装置を示す断面図であり、(B)及び(C)は、導光装置の正面図及び平面図である。(A) is sectional drawing which shows the virtual image display apparatus which concerns on 3rd Embodiment, (B) and (C) are the front views and top views of a light guide device. 画像光の光路について説明する模式的な図である。It is a schematic diagram explaining the optical path of image light. ハーフミラー層を含む接合部を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the junction part containing a half mirror layer. (A)は、第4実施形態に係る虚像表示装置を示す断面図であり、(B)及び(C)は、導光装置の正面図及び平面図である。(A) is sectional drawing which shows the virtual image display apparatus which concerns on 4th Embodiment, (B) and (C) are the front views and top views of a light guide device. 画像光の光路について説明する模式的な図である。It is a schematic diagram explaining the optical path of image light. ハーフミラー層を含む接合部を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the junction part containing a half mirror layer. ハーフミラー層を含む接合部の他の例を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the other example of the junction part containing a half mirror layer. (A)は、虚像表示装置を構成する第1表示装置の変形例を示す図であり、(B)は、第1表示装置の別の変形例を示す図である。(A) is a figure which shows the modification of the 1st display apparatus which comprises a virtual image display apparatus, (B) is a figure which shows another modification of a 1st display apparatus. 虚像表示装置を構成する第1表示装置のさらに別の変形例を示す図である。It is a figure which shows another modification of the 1st display apparatus which comprises a virtual image display apparatus.

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。   Hereinafter, a virtual image display device according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔A.虚像表示装置の外観〕
図1に示す実施形態の虚像表示装置100は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイであり、この虚像表示装置100を装着した観察者に対して虚像による画像光を認識させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで観察させることができる。虚像表示装置100は、観察者の眼前を覆う光学パネル110と、光学パネル110を支持するフレーム121と、光学パネル110を前方側から着脱可能に覆う保護部材であるシェード部材29と、フレーム121のうちシェード部材29に隣接する前方側のカバー部分から後方側のつる部分(テンプル)にかけての部分に付加された第1及び第2駆動部131,132とを備える。ここで、光学パネル110は、第1パネル部分111と第2パネル部分112とを有し、両パネル部分111,112は、中央で一体的に連結された板状の部品となっている。図面上で左側の第1パネル部分111と第1駆動部131とを組み合わせた第1表示装置100Aは、左眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。また、図面上で右側の第2パネル部分112と第2駆動部132とを組み合わせた第2表示装置100Bは、右眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。なお、シェード部材29は、外界光の透過量を調整する部材であり、着脱可能であり、シェード部材29を取り外した状態でも虚像表示装置100の使用は可能となっている。
[A. Appearance of virtual image display device)
A virtual image display device 100 according to the embodiment shown in FIG. 1 is a head-mounted display having an appearance like glasses, and allows an observer wearing the virtual image display device 100 to recognize image light due to a virtual image. It is possible to make the observer observe the external image with see-through. The virtual image display device 100 includes an optical panel 110 that covers the eyes of an observer, a frame 121 that supports the optical panel 110, a shade member 29 that is a protective member that detachably covers the optical panel 110 from the front side, and a frame 121. Of these, first and second drive portions 131 and 132 are provided that are added to a portion from the front cover portion adjacent to the shade member 29 to the rear vine portion (temple). Here, the optical panel 110 has a first panel portion 111 and a second panel portion 112, and both the panel portions 111 and 112 are plate-like parts integrally connected at the center. The first display device 100A in which the first panel portion 111 on the left side and the first drive unit 131 are combined in the drawing is a portion that forms a virtual image for the left eye, and functions alone as a virtual image display device. Further, the second display device 100B in which the second panel portion 112 on the right side and the second driving unit 132 in the drawing are combined is a portion that forms a virtual image for the right eye, and functions alone as a virtual image display device. The shade member 29 is a member that adjusts the amount of transmitted external light, and is detachable. The virtual image display device 100 can be used even when the shade member 29 is detached.

〔B.表示装置の構造〕
図2(A)等に示すように、第1表示装置100Aは、画像形成装置10と、導光装置20とを備える。ここで、画像形成装置10は、図1における第1駆動部131に相当し、導光装置20は、図1における第1パネル部分111に相当する。なお、図1に示す第2表示装置100Bは、第1表示装置100Aと同様の構造を有し左右を反転させただけであるので、第2表示装置100Bの詳細な説明は省略する。
[B. Display device structure]
As shown in FIG. 2A and the like, the first display device 100A includes an image forming device 10 and a light guide device 20. Here, the image forming apparatus 10 corresponds to the first driving unit 131 in FIG. 1, and the light guide device 20 corresponds to the first panel portion 111 in FIG. Note that the second display device 100B shown in FIG. 1 has the same structure as the first display device 100A and is simply flipped left and right, and thus detailed description of the second display device 100B is omitted.

画像形成装置10は、画像表示装置11と、投射光学系12とを有する。このうち、画像表示装置11は、2次元的な照明光SLを射出する照明装置31と、透過型の空間光変調装置である液晶表示デバイス32と、照明装置31及び液晶表示デバイス32の動作を制御する駆動制御部34とを有する。   The image forming apparatus 10 includes an image display device 11 and a projection optical system 12. Among these, the image display device 11 operates the illumination device 31 that emits the two-dimensional illumination light SL, the liquid crystal display device 32 that is a transmissive spatial light modulation device, and the operations of the illumination device 31 and the liquid crystal display device 32. And a drive control unit 34 for controlling.

照明装置31は、赤、緑、青の3色を含む光を発生する光源31aと、光源31aからの光を拡散させて矩形断面の光束にするバックライト導光部31bとを有する。液晶表示デバイス32は、照明装置31からの照明光SLを空間的に変調して動画像等の表示対象となるべき画像光を形成する。駆動制御部34は、光源駆動回路34aと、液晶駆動回路34bとを備える。光源駆動回路34aは、照明装置31の光源31aに電力を供給して安定した輝度の照明光SLを射出させる。液晶駆動回路34bは、液晶表示デバイス32に対して画像信号又は駆動信号を出力することにより、透過率パターンとして動画や静止画の元になるカラーの画像光を形成する。なお、液晶駆動回路34bに画像処理機能を持たせることができるが、外付けの制御回路に画像処理機能を持たせることもできる。   The illuminating device 31 includes a light source 31a that generates light including three colors of red, green, and blue, and a backlight light guide unit 31b that diffuses light from the light source 31a into a light beam having a rectangular cross section. The liquid crystal display device 32 spatially modulates the illumination light SL from the illumination device 31 to form image light to be a display target such as a moving image. The drive control unit 34 includes a light source drive circuit 34a and a liquid crystal drive circuit 34b. The light source driving circuit 34a supplies electric power to the light source 31a of the lighting device 31 to emit the illumination light SL having a stable luminance. The liquid crystal driving circuit 34b outputs an image signal or a driving signal to the liquid crystal display device 32, thereby forming color image light that is a source of a moving image or a still image as a transmittance pattern. The liquid crystal driving circuit 34b can have an image processing function, but an external control circuit can also have an image processing function.

投射光学系12は、液晶表示デバイス32上の各点から射出された画像光を平行状態の光束にするコリメートレンズである。   The projection optical system 12 is a collimating lens that converts image light emitted from each point on the liquid crystal display device 32 into light beams in a parallel state.

導光装置20は、導光部材21と光透過部材23とを接合したものであり、全体としてXY面に平行に延びる平板状の光学部材を構成している。   The light guide device 20 is formed by joining a light guide member 21 and a light transmission member 23, and constitutes a flat plate-like optical member that extends parallel to the XY plane as a whole.

導光装置20のうち、導光部材21は、平面視において台形のプリズム状部材であり、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cと、第4反射面21dとを有する。また、導光部材21は、第1、第2、第3反射面21a,21b,21c及び第4反射面21dに隣接するとともに互いに対向する上面21eと下面21fとを有する。ここで、第1及び第2反射面21a,21bは、XY面に沿って延び、導光部材21の厚みtだけ離間する。また、第3反射面21cは、XY面に対して45°以下の鋭角αで傾斜しており、第4反射面21dは、XY面に対して例えば45°以下の鋭角βで傾斜している。第3反射面21cを通る第1光軸AX1と第4反射面21dを通る第2光軸AX2とは平行に配置され距離Dだけ離間している。なお、第1反射面21aと第3反射面21cとの間には、稜を除去するように端面21hが設けられている。導光部材21は、この端面21hも含めると、7面の多面体状の外形を有するものとなっている。   In the light guide device 20, the light guide member 21 is a trapezoidal prism-like member in plan view, and includes, as side surfaces, a first reflective surface 21 a, a second reflective surface 21 b, a third reflective surface 21 c, and a fourth. A reflective surface 21d. The light guide member 21 includes an upper surface 21e and a lower surface 21f that are adjacent to the first, second, and third reflecting surfaces 21a, 21b, and 21c and the fourth reflecting surface 21d and that face each other. Here, the first and second reflecting surfaces 21 a and 21 b extend along the XY plane and are separated by the thickness t of the light guide member 21. The third reflecting surface 21c is inclined at an acute angle α of 45 ° or less with respect to the XY plane, and the fourth reflecting surface 21d is inclined at an acute angle β of 45 ° or less with respect to the XY surface, for example. . The first optical axis AX1 passing through the third reflecting surface 21c and the second optical axis AX2 passing through the fourth reflecting surface 21d are arranged in parallel and separated by a distance D. An end surface 21h is provided between the first reflecting surface 21a and the third reflecting surface 21c so as to remove a ridge. The light guide member 21 has a polyhedral outer shape with seven surfaces including the end surface 21h.

導光部材21は、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されている。導光部材21は、射出成型によって一体的に成型されたブロック状部材を本体部分20aとし、本体部分(ブロック状部材)20aは、例えば熱又は光重合型の樹脂材料を成型金型内に射出させ熱硬化又は光硬化させることで形成されている。このように導光部材21は、基材としての本体部分20aを一体形成品とするが、機能的に、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とに分けて考えることができる。   The light guide member 21 is formed of a resin material that exhibits high light transmittance in the visible range. The light guide member 21 uses a block-shaped member integrally molded by injection molding as a main body portion 20a, and the main body portion (block-shaped member) 20a, for example, injects a heat or photopolymerization type resin material into a molding die. It is formed by heat curing or photocuring. As described above, the light guide member 21 has the main body portion 20a as a base material integrally formed, but functionally, the light guide member 21 can be divided into the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3. .

光入射部B1は、三角プリズム状の部分であり、第1反射面21aの一部である光入射面ISと、光入射面ISに対向する第3反射面21cとを有する。光入射面ISは、画像形成装置10からの画像光GLを取り込むための裏側又は観察者側の平面であり、投射光学系12に対向してその第1光軸AX1に垂直に延びている。第3反射面21cは、矩形の輪郭を有し、その矩形領域全体に、光入射面ISを通過した画像光GLを反射して導光部B2内に導くための全反射ミラーであるミラー層25を有する。このミラー層25は、導光部材21の本体部分20aの斜面RS上にアルミ等の蒸着によって成膜を施すことにより形成される。第3反射面21cは、投射光学系12の第1光軸AX1又はXY面に対して例えば鋭角α=25°〜27°で傾斜しており、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光GLを、全体として−Z方向寄りの−X方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光GLを導光部B2内に確実に結合させる。   The light incident part B1 is a triangular prism-shaped part, and includes a light incident surface IS that is a part of the first reflective surface 21a and a third reflective surface 21c that faces the light incident surface IS. The light incident surface IS is a flat surface on the back side or the viewer side for taking in the image light GL from the image forming apparatus 10 and extends perpendicularly to the first optical axis AX1 facing the projection optical system 12. The third reflecting surface 21c has a rectangular outline, and a mirror layer that is a total reflection mirror for reflecting the image light GL that has passed through the light incident surface IS and guiding it into the light guide B2 over the entire rectangular area. 25. The mirror layer 25 is formed by forming a film on the slope RS of the main body portion 20a of the light guide member 21 by vapor deposition of aluminum or the like. The third reflecting surface 21c is inclined with respect to the first optical axis AX1 or the XY plane of the projection optical system 12, for example, at an acute angle α = 25 ° to 27 °, and is incident from the light incident surface IS in the + Z direction as a whole. The image light GL that is directed is bent so as to be directed in the −X direction that is closer to the −Z direction as a whole, so that the image light GL is reliably coupled into the light guide portion B2.

導光部B2は、互いに対向しXY面に平行に延びる2平面として、光入射部B1で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる第1反射面21aと第2反射面21bとを有している。第1及び第2反射面21a,21bの間隔すなわち導光部材21の厚みtは、例えば9mm程度とされている。ここでは、第1反射面21aが画像形成装置10に近い裏側又は観察者側にあるものとし、第2反射面21bが画像形成装置10から遠い表側又は外界側にあるものとする。この場合、第1反射面21aは、上記の光入射面ISや後述する光射出面OSと共通の面部分となっている。第1及び第2反射面21a,21bは、屈折率差を利用する全反射面であり、ミラー層等の反射コートが施されていないが、本実施形態の場合、本体部分20aの表面上に表面コート層であるハードコート層27を成膜することで形成されている。ハードコート層27は、虚像表示装置100の露出部分に形成されるものであり、第1及び第2反射面21a,21bを形成するとともに、当該露出部分を損傷から防いだり汚れの除去を容易にしたりして、映像の解像度低下を防止する。このハードコート層27は、本体部分20aの平坦面上に例えば紫外線硬化性のコート剤をディップ処理等によって表面に塗布した後、紫外線照射によりコート材を硬化させることで形成できる。つまり、ハードコート層27を、コート材を硬化させた紫外線硬化部材で構成することができる。   The light guide B2 has first and second reflecting surfaces 21a and 21b that totally reflect the image light bent by the light incident portion B1 as two planes that face each other and extend parallel to the XY plane. Yes. The distance between the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, that is, the thickness t of the light guide member 21 is, for example, about 9 mm. Here, it is assumed that the first reflecting surface 21a is on the back side or the viewer side close to the image forming apparatus 10, and the second reflecting surface 21b is on the front side or the outside side far from the image forming apparatus 10. In this case, the first reflecting surface 21a is a surface portion common to the above-described light incident surface IS and a light emitting surface OS described later. The first and second reflection surfaces 21a and 21b are total reflection surfaces using a difference in refractive index, and are not provided with a reflection coating such as a mirror layer. It is formed by forming a hard coat layer 27 which is a surface coat layer. The hard coat layer 27 is formed on the exposed portion of the virtual image display device 100. The hard coat layer 27 forms the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and prevents the exposed portion from being damaged and facilitates removal of dirt. To prevent a decrease in the resolution of the video. The hard coat layer 27 can be formed by, for example, applying an ultraviolet curable coating agent on the flat surface of the main body portion 20a on the surface by dipping or the like, and then curing the coating material by ultraviolet irradiation. That is, the hard coat layer 27 can be composed of an ultraviolet curing member obtained by curing the coating material.

ここで、図2(A)に一部拡大して示すように、例えば第1及び第2反射面21a,21bでの全反射を、ハードコート層27の表面側で生じさせる場合、1回の全反射において、画像光GLの成分がハードコート層27を2度通過することになる。従って、このような構成とする場合には、画像光の劣化を防ぐため、ハードコート層27の黄変を抑制することが特に重要となる。   Here, as shown in a partially enlarged view in FIG. 2A, for example, when total reflection on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b is caused on the surface side of the hard coat layer 27, one time In total reflection, the component of the image light GL passes through the hard coat layer 27 twice. Therefore, in the case of such a configuration, it is particularly important to suppress yellowing of the hard coat layer 27 in order to prevent deterioration of image light.

光入射部B1の第3反射面21cで反射された画像光GLは、まず、第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光GLは、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、全体として導光装置20の奥側の主導光方向すなわち光射出部B3を設けた+Z側に導かれる。なお、第1及び第2反射面21a,21bには反射コートが施されていないため、外界側から第2反射面21bに入射する外界光又は外光は、高い透過率で導光部B2を通過する。つまり、導光部B2は、外界像の透視が可能なシースルータイプになっている。   The image light GL reflected by the third reflecting surface 21c of the light incident part B1 first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light GL enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. By repeating this operation thereafter, the image light is guided to the leading light direction on the back side of the light guide device 20 as a whole, that is, to the + Z side where the light emitting part B3 is provided. In addition, since the 1st and 2nd reflective surfaces 21a and 21b are not provided with the reflective coating, the external light or the external light incident on the second reflective surface 21b from the external side passes through the light guide B2 with high transmittance. pass. In other words, the light guide B2 is a see-through type that allows the external image to be seen through.

光射出部B3は、三角プリズム状の部分であり、第1反射面21aの一部である光射出面OSと、光射出面OSに対向する第4反射面21dとを有する。光射出面OSは、画像光GLを観察者の眼EYに向けて射出するための裏側の平面であり、光入射面ISと同様に第1反射面21aの一部となっており、第2光軸AX2に垂直に延びている。光射出部B3を通る第2光軸AX2と光入射部B1を通る第1光軸AX1との距離Dは、観察者の頭部の幅等を考慮して例えば50mmに設定されている。第4反射面21dは、矩形の平坦面であり、第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLを反射して光射出部B3外に射出させるとともに外界光GL’を透過させるためのハーフミラー層28を、第4反射面21dの中央に配置された矩形の部分領域に有する。このハーフミラー層28は、光透過性を有する半透過反射膜である。ハーフミラー層(半透過反射膜)28は、導光部材21のうち第4反射面21dを構成する斜面RR上に例えば銀等による金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成される。ハーフミラー層28の画像光GLに対する反射率は、シースルーによる外界光GL’の観察を容易にする観点で、想定される画像光GLの入射角範囲において10%以上50%以下とする。具体的な実施例のハーフミラー層28の画像光GLに対する反射率は、例えば20%に設定され、画像光GLに対する透過率は、例えば80%に設定される。   The light emission part B3 is a triangular prism-shaped part, and has a light emission surface OS that is a part of the first reflection surface 21a and a fourth reflection surface 21d that faces the light emission surface OS. The light exit surface OS is a flat surface on the back side for emitting the image light GL toward the observer's eye EY. The light exit surface OS is a part of the first reflecting surface 21a like the light incident surface IS. It extends perpendicular to the optical axis AX2. The distance D between the second optical axis AX2 passing through the light emitting part B3 and the first optical axis AX1 passing through the light incident part B1 is set to, for example, 50 mm in consideration of the width of the observer's head. The fourth reflecting surface 21d is a rectangular flat surface, reflects the image light GL that has entered through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, emits the light to the outside of the light emitting part B3, and emits external light GL ′. A half mirror layer 28 for transmission is provided in a rectangular partial region disposed in the center of the fourth reflecting surface 21d. The half mirror layer 28 is a transflective film having light transmittance. The half mirror layer (semi-transmissive reflective film) 28 is formed by forming a metal reflective film or a dielectric multilayer film of, for example, silver on the inclined surface RR constituting the fourth reflective surface 21d of the light guide member 21. The The reflectance of the half mirror layer 28 with respect to the image light GL is set to 10% or more and 50% or less in the assumed incident angle range of the image light GL from the viewpoint of facilitating observation of the external light GL ′ by see-through. The reflectance of the half mirror layer 28 of the specific embodiment with respect to the image light GL is set to 20%, for example, and the transmittance with respect to the image light GL is set to 80%, for example.

第4反射面21dは、第1反射面21aに垂直な第2光軸AX2又はXY面に対して例えば鋭角α=25°〜27°で傾斜しており、上記ハーフミラー層28により、導光部B2の第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光GLを部分的に反射して全体として−Z方向に向かわせるように折り曲げることで、光射出面OSを通過させる。なお、第4反射面21dを透過した画像光GLxの成分は、光透過部材23に入射し、映像の形成には利用されない。   The fourth reflecting surface 21d is inclined with respect to the second optical axis AX2 or XY plane perpendicular to the first reflecting surface 21a, for example, at an acute angle α = 25 ° to 27 °, and is guided by the half mirror layer 28. The image light GL incident through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the portion B2 is partially reflected and bent so as to be directed in the −Z direction as a whole, thereby allowing the light exit surface OS to pass therethrough. The component of the image light GLx that has passed through the fourth reflecting surface 21d is incident on the light transmitting member 23 and is not used to form an image.

光透過部材23は、導光部材21の本体部分20aと同一の屈折率を有する本体部分23sで構成され、第1面23aと、第2面23bと、第3面23cとを有する。第1及び第2面23a,23bは、第1及び第2反射面21a,21bと同様、本体部分23sの表面上に表面コート層であるハードコート層27を成膜することで形成されており、XY面に沿って延びている。また、第3面23cは、XY面に対して傾斜しており、導光部材21の第4反射面21dに対向して平行に配置されている。つまり、光透過部材23は、第2面23bと第3面23cとに挟まれた楔状の部材を有するものとなっている。光透過部材23は、導光部材21と同様に、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されている。光透過部材23は、射出成型によって一体的に成型されたブロック状部材を本体部分23sとするものであり、本体部分23sは、例えば熱又は光重合型の樹脂材料を成型金型内に射出させ熱硬化又は光硬化させることで形成されている。   The light transmissive member 23 includes a main body portion 23s having the same refractive index as the main body portion 20a of the light guide member 21, and includes a first surface 23a, a second surface 23b, and a third surface 23c. The first and second surfaces 23a and 23b are formed by forming a hard coat layer 27, which is a surface coat layer, on the surface of the main body portion 23s, like the first and second reflection surfaces 21a and 21b. , Extending along the XY plane. The third surface 23 c is inclined with respect to the XY plane, and is disposed in parallel to face the fourth reflecting surface 21 d of the light guide member 21. That is, the light transmission member 23 has a wedge-shaped member sandwiched between the second surface 23b and the third surface 23c. Similar to the light guide member 21, the light transmissive member 23 is formed of a resin material exhibiting high light transmittance in the visible region. The light transmitting member 23 is a block-shaped member integrally formed by injection molding as a main body portion 23s. The main body portion 23s is formed by, for example, injecting heat or a photopolymerization type resin material into a molding die. It is formed by thermosetting or photocuring.

光透過部材23において、第1面23aは、導光部材21に設けた第1反射面21aの延長平面上に配置され、観察者の眼EYに近い裏側にあり、第2面23bは、導光部材21に設けた第2反射面21bの延長平面上に配置され、観察者の眼EYから遠い表側にある。第3面23cは、接着剤によって導光部材21の第4反射面21dに接合される矩形の光透過面である。以上の第1面23aと第3面23cとなす角度は、導光部材21の第2反射面21bと第4反射面21dとのなす角度εと等しくなっており、第2面23bと第3面23cとのなす角度は、導光部材21の第1反射面21aと第3反射面21cとのなす角度βと等しくなっている。   In the light transmission member 23, the first surface 23 a is disposed on the extended plane of the first reflecting surface 21 a provided on the light guide member 21, is on the back side close to the observer's eye EY, and the second surface 23 b is guided. It is arranged on the extended plane of the second reflecting surface 21b provided on the optical member 21, and is on the front side far from the observer's eye EY. The third surface 23c is a rectangular light transmission surface joined to the fourth reflection surface 21d of the light guide member 21 by an adhesive. The angle formed by the first surface 23a and the third surface 23c is equal to the angle ε formed by the second reflective surface 21b and the fourth reflective surface 21d of the light guide member 21, and the second surface 23b and the third surface 23c are the same. The angle formed by the surface 23c is equal to the angle β formed by the first reflecting surface 21a and the third reflecting surface 21c of the light guide member 21.

光透過部材23と導光部材21とは、両者の接合部分及びその近傍において、透視部B4を構成している。すなわち、第1及び第2面23a,23bには、ミラー層等の反射コートが施されていないため、導光部材21の導光部B2と同様に外界光GL’を高い透過率で透過させる。第3面23cも、外界光GL’を高い透過率で透過可能であるが、導光部材21の第4反射面21dがハーフミラー層28を有していることから、第3面23cの中央領域を通過する外界光GL’は、例えば20%減光される。つまり、観察者は、20%に減光された画像光GLと80%に減光された外界光GL’とを重畳させたものを観察することになる。なお、シェード部材29を装着した状態では、外界光GL’は、光透過部材23や導光部材21を通過する前に予め減光された状態となっており、観察者は、例えば80%の数分の1に減光された外界光GL’を観察することになる。   The light transmission member 23 and the light guide member 21 constitute a see-through portion B4 at the joint portion between them and the vicinity thereof. That is, since the first and second surfaces 23a and 23b are not provided with a reflective coating such as a mirror layer, the external light GL ′ is transmitted with a high transmittance similarly to the light guide part B2 of the light guide member 21. . The third surface 23c can also transmit the external light GL ′ with high transmittance. However, since the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21 includes the half mirror layer 28, the center of the third surface 23c. The external light GL ′ passing through the region is attenuated by 20%, for example. That is, the observer observes the image light GL that has been reduced to 20% and the external light GL ′ that has been reduced to 80%. In the state where the shade member 29 is mounted, the external light GL ′ is dimmed in advance before passing through the light transmission member 23 and the light guide member 21, and the observer is, for example, 80%. The external light GL ′ dimmed to a fraction is observed.

〔C.画像光の光路の概要〕
図3(A)は、液晶表示デバイス32の縦断面CS1に対応する第1方向D1又は非閉じ込め方向DW1の光路を説明する図である。第1方向D1に沿った縦断面すなわちYZ面(展開後のY’Z’面)において、液晶表示デバイス32から射出された画像光のうち、図中一点鎖線で示す表示領域32bの上端側(+Y側)から射出される成分を画像光GLaとし、図中二点差線で示す表示領域32bの下端側(−Y側)から射出される成分を画像光GLbとする。
[C. Overview of optical path of image light)
FIG. 3A is a diagram illustrating an optical path in the first direction D1 or the unconfined direction DW1 corresponding to the longitudinal section CS1 of the liquid crystal display device 32. In the longitudinal section along the first direction D1, that is, the YZ plane (the unfolded Y′Z ′ plane), among the image light emitted from the liquid crystal display device 32, the upper end side of the display area 32b indicated by the alternate long and short dash line in FIG. The component emitted from the (+ Y side) is referred to as image light GLa, and the component emitted from the lower end side (−Y side) of the display area 32b indicated by the two-dot chain line in the drawing is referred to as image light GLb.

上側の画像光GLaは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度φの上方向から傾いて入射する。一方、下側の画像光GLbは、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度φ(|φ|=|φ|)の下方向から傾いて入射する。以上の角度φ,φは、上下の半画角に相当し、例えば6.5°に設定される。 The upper image light GLa is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12 and passes through the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3 of the light guide member 21 along the developed optical axis AX ′. The incident light is incident on the observer's eye EY in a state of a parallel light beam, tilted from above the angle φ 1 . On the other hand, the lower image light GLb is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B <b> 1, the light guide part B <b> 2, and the light emission part of the light guide member 21. The light passes through B3 and is incident on the observer's eye EY in a state of parallel light flux with an inclination from below the angle φ 2 (| φ 2 | = | φ 1 |). The above angles φ 1 and φ 2 correspond to the upper and lower half angles of view, and are set to, for example, 6.5 °.

図3(B)は、液晶表示デバイス32の横断面CS2に対応する第2方向D2又は閉じ込め方向DW2の光路を説明する図である。第2方向D2に沿った横断面CS2すなわちXZ面(展開後のX’Z’面)において、液晶表示デバイス32から射出された画像光のうち、図中一点鎖線で示す表示領域32bに向かって右端側(+X側)の第1表示点P1から射出される成分を画像光GL1とし、図中二点差線で示す表示領域32bに向かって左端側(−X側)の第2表示点P2から射出される成分を画像光GL2とする。   FIG. 3B is a diagram illustrating an optical path in the second direction D2 or the confinement direction DW2 corresponding to the cross section CS2 of the liquid crystal display device 32. In the cross section CS2 along the second direction D2, that is, the XZ plane (the unfolded X′Z ′ plane), of the image light emitted from the liquid crystal display device 32, toward the display region 32b indicated by the alternate long and short dash line in the figure. The component emitted from the first display point P1 on the right end side (+ X side) is the image light GL1, and from the second display point P2 on the left end side (−X side) toward the display region 32b indicated by the two-dot chain line in the drawing. Let the emitted component be image light GL2.

右側の第1表示点P1からの画像光GL1は、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度θの右方向から傾いて入射する。一方、左側の第2表示点P2からの画像光GL2は、投射光学系12によって平行光束化され、展開された光軸AX’に沿って、導光部材21の光入射部B1、導光部B2、及び光射出部B3を通り、観察者の眼EYに対して平行光束状態で、角度θ(|θ|=|θ|)の左方向から傾いて入射する。以上の角度θ,θは、左右の半画角に相当し、例えば10°に設定される。 The image light GL1 from the first display point P1 on the right side is converted into a parallel beam by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B1, the light guide part B2, and through the light exit portion B3, a parallel light beam state with respect to the observer's eye EY, incident inclined from right angles theta 1. On the other hand, the image light GL2 from the second display point P2 on the left side is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and along the developed optical axis AX ′, the light incident part B1 and the light guide part of the light guide member 21. The light passes through B2 and the light emitting part B3 and enters the observer's eye EY in a state of a parallel light beam with an angle θ 2 (| θ 2 | = | θ 1 |) inclined from the left direction. The above angles θ 1 and θ 2 correspond to the left and right half angles of view, and are set to 10 °, for example.

なお、第2方向D2又は閉じ込め方向DW2、すなわち横方向に関しては、導光部材21中で画像光GL1,GL2が反射によって折り返され、反射の回数も異なることから、各画像光GL1,GL2が導光部材21中で不連続に表現されている。また、観察者の眼EYについては、図2(A)の場合と比較して見ている方向が上下反対となっている。結果的に、横方向に関しては、全体として画面が左右反転するが、後に詳述するように導光部材21を高精度に加工することで、液晶表示デバイス32の右半分の画像と液晶表示デバイス32の左半分の画像とが切れ目なく連続してズレなくつなぎ合わされたものとなる。なお、両画像光GL1,GL2の導光部材21内での反射回数が互いに異なることを考慮して、右側の画像光GL1の射出角度θ’と左側の画像光GL2の射出角度θ’とは異なるものに設定されている。 In the second direction D2 or the confinement direction DW2, that is, in the lateral direction, the image light GL1 and GL2 are folded back by reflection in the light guide member 21, and the number of reflections is different. It is expressed discontinuously in the optical member 21. In addition, regarding the observer's eye EY, the viewing direction is upside down compared to the case of FIG. As a result, the screen is horizontally reversed as a whole in the horizontal direction, but the right half image of the liquid crystal display device 32 and the liquid crystal display device can be obtained by processing the light guide member 21 with high accuracy as will be described in detail later. The images on the left half of 32 are continuously joined without any gap. Incidentally, considering that the number of reflections light guide member within 21 of both the image light GL1, GL2 are different from each other, the exit angle theta 1 of the right side of the image light GL1 'the exit angle theta 2 of the left side of the image light GL2' Is set to something different.

以上により、観察者の眼EYに入射する画像光GLa,GLb,GL1,GL2は、無限遠からの虚像となっており、縦の第1方向D1又は非閉じ込め方向DW1に関しては、液晶表示デバイス32に形成された映像が正立し、横の第2方向D2又は閉じ込め方向DW2に関しては、液晶表示デバイス32に形成された映像が反転する。   As described above, the image lights GLa, GLb, GL1, and GL2 incident on the observer's eye EY are virtual images from infinity, and the liquid crystal display device 32 has the vertical first direction D1 or the unconfined direction DW1. The formed image is upright, and the image formed on the liquid crystal display device 32 is reversed with respect to the second horizontal direction D2 or the confinement direction DW2.

以上のようなシースルー型の構成を有する虚像表示装置100では、外界光を透過させる露出部分が多くなるため、虚像表示装置100を構成する導光部材21その他の光透過性の光学部材が、外界光GL’に含まれる紫外光成分を通過させることによって、年を経るとともに黄変して光の透過率が低下してしまう可能性がある。例えば虚像表示装置100を構成するハードコート層27は、導光部材21や光透過部材23の表面においてシースルーを良好な状態に保つために重要な光学部材であるが、既述のように、コート剤をディップ処理によって成膜することで形成されるものである。従って、これらの部材21,23のコート剤として紫外線硬化性のもので形成される紫外線硬化材を用いることが考えられる。また、導光部材21の本体部分20aや光透過部材23の本体部分23sも紫外線硬化材を原料としこれを硬化して形成される紫外線硬化部材で構成される場合がある。紫外線硬化部材は、原料である紫外線硬化材が紫外線を吸収することで硬化する性質を有する以上、経年とともに黄変が進む可能性がある。以上のことから、ハードコート層27や本体部分20a等の虚像表示装置100を構成する光透過性の光学部材を紫外光成分から保護することは、非常に重要な課題である。本実施形態では、図1に示すシェード部材29が紫外光成分を吸収する紫外光吸収材を含むことによって、ハードコート層27や本体部分20a等の虚像表示装置100を構成する光透過性の光学部材を紫外光から的確に保護している。   In the virtual image display device 100 having the see-through configuration as described above, the exposed portion through which external light is transmitted increases, so that the light guide member 21 and other light-transmitting optical members constituting the virtual image display device 100 are external. By passing the ultraviolet light component contained in the light GL ′, there is a possibility that the light transmittance will be lowered due to yellowing with age. For example, the hard coat layer 27 constituting the virtual image display device 100 is an important optical member for keeping the see-through in a good state on the surface of the light guide member 21 or the light transmission member 23. It is formed by depositing the agent by dipping. Therefore, it is conceivable to use an ultraviolet curable material formed of an ultraviolet curable material as a coating agent for these members 21 and 23. Further, the main body portion 20a of the light guide member 21 and the main body portion 23s of the light transmission member 23 may also be formed of an ultraviolet curing member formed by curing an ultraviolet curing material as a raw material. Since the ultraviolet curing member has a property of curing when the ultraviolet curing material as a raw material absorbs ultraviolet rays, there is a possibility that yellowing may progress over time. From the above, it is a very important issue to protect the light-transmitting optical members constituting the virtual image display device 100 such as the hard coat layer 27 and the main body portion 20a from ultraviolet light components. In this embodiment, when the shade member 29 shown in FIG. 1 includes an ultraviolet light absorbing material that absorbs an ultraviolet light component, the light-transmitting optical material that constitutes the virtual image display device 100 such as the hard coat layer 27 and the main body portion 20a. The member is accurately protected from ultraviolet light.

〔D.シェード部材の構造と導光部材への取付け〕
以下、図3(A)等により、シェード部材29の構造や導光部材21すなわち光学パネル110への取付けについて説明する。図3(A)及び図3(B)の側断面図に示すように、シェード部材29は、断面視U字形状を有している。シェード部材29は、既述のように、図1の光学パネル110すなわち図3(A)等の導光装置20を第2反射面21b側から覆うことで、外界光の透過量を調整する部材であり、ある程度の光透過性を有して、かつ、着脱可能となっている。虚像表示装置100は、シェード部材29を装着した状態でも、取り外した状態でも使用が可能である。シェード部材29の具体的な使用態様としては、例えばシェード部材29がある程度の遮光性を有することで、虚像表示装置100の使用環境が明るい場合と暗い場合や、画像光による映像と外界の状況とのどちらを重視するかといった観察者の要請に応じて装着したり外したりすることができるものとなっている。本実施形態では、特に、シェード部材29が紫外光吸収性の材料又はこれを混ぜ込んだ材料(紫外光吸収材)で形成された紫外光吸収部材UAで構成されている。また、シェード部材29は、交換可能であり、劣化した場合は、新品に交換することができ、用途に応じて透過率の異なるものに交換することも可能である。
[D. (Shade member structure and attachment to light guide member)
Hereinafter, the structure of the shade member 29 and attachment to the light guide member 21, that is, the optical panel 110 will be described with reference to FIG. As shown in the side cross-sectional views of FIGS. 3A and 3B, the shade member 29 has a U-shape when viewed in cross section. As described above, the shade member 29 covers the optical panel 110 in FIG. 1, that is, the light guide device 20 in FIG. 3A from the second reflecting surface 21b side, and adjusts the amount of transmitted external light. It has a certain degree of light transparency and is detachable. The virtual image display device 100 can be used with the shade member 29 attached or removed. As a specific usage mode of the shade member 29, for example, when the shade member 29 has a certain degree of light shielding property, the usage environment of the virtual image display device 100 is bright and dark, or the image by the image light and the external environment It can be attached or removed according to the request of the observer as to which of these should be emphasized. In the present embodiment, in particular, the shade member 29 is composed of an ultraviolet light absorbing member UA formed of an ultraviolet light absorbing material or a material (ultraviolet light absorbing material) mixed with the material. Further, the shade member 29 can be replaced. When the shade member 29 is deteriorated, the shade member 29 can be replaced with a new one. The shade member 29 can be replaced with a member having a different transmittance according to the application.

ここで、シェード部材29の紫外光吸収部材UAに用いる紫外光吸収性の材料すなわち紫外光吸収部材UAの原料である紫外光吸収材としては、種々のものが考えられる。具体的には、例えば特開2002−182001号公報(特許文献2)に開示されている樹脂組成物、つまりエポキシ(メタ)アクリレート、特定のポリブチレングリコールジ(メタ)アクリレート、芳香環を有する特定構造のモノ(メタ)アクリレート、その他の重合性モノマーを主成分とする原料モノマーと、特定構造のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤と、可視光領域に吸収特性を有する光重合開始剤とを含有するものを、紫外光吸収部材UAの材料として用いることができる。また、例えば、特開2004−345123号公報(特許文献3)に開示されている原料組成物、つまりエピスルフィド等化合物やポリイソシアネート化合物等を含む重合性モノマーを主成分として含有するモノマー組成物に対して紫外線吸収剤として500μm以下の粒径のベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤を溶解させた後重合させた樹脂組成物を、紫外光吸収部材UAの材料として用いることもできる。これらのような材料を用いることで、紫外光吸収部材UAを、十分な紫外線吸収性を有し、かつ、比較的黄変しにくいものとすることができる。   Here, various materials can be considered as the ultraviolet light absorbing material used for the ultraviolet light absorbing member UA of the shade member 29, that is, the ultraviolet light absorbing material as the raw material of the ultraviolet light absorbing member UA. Specifically, for example, a resin composition disclosed in JP-A-2002-182001 (Patent Document 2), that is, an epoxy (meth) acrylate, a specific polybutylene glycol di (meth) acrylate, a specific having an aromatic ring Containing a raw material monomer composed mainly of a mono (meth) acrylate having a structure and other polymerizable monomers, a benzotriazole-based ultraviolet absorber having a specific structure, and a photopolymerization initiator having absorption characteristics in the visible light region Can be used as the material of the ultraviolet light absorbing member UA. Further, for example, for a raw material composition disclosed in JP-A-2004-345123 (Patent Document 3), that is, a monomer composition containing a polymerizable monomer containing a compound such as an episulfide or a polyisocyanate compound as a main component. A resin composition obtained by dissolving a benzotriazole ultraviolet absorber having a particle diameter of 500 μm or less as an ultraviolet absorber and then polymerizing can also be used as the material of the ultraviolet light absorbing member UA. By using such a material, the ultraviolet light absorbing member UA can have sufficient ultraviolet absorptivity and relatively hardly yellow.

図4に、シェード部材29に紫外線吸収剤を混入させた場合の透過率を示す。この例では、可視光の波長範囲(400nm〜650nm)で、外界光GL’の強度を低下させ、映像光すなわち画像光GLを見易くする為に、10%程度の透過率としている。なお、この例では、シェード部材29の外界光GL’の透過方向についての厚さを2mmとしている。曲線C1は、紫外線吸収剤を含まない場合で、紫外領域(350nm〜400nm)の透過率が、可視光領域の透過率より高くなっている。この材料に、紫外線吸収剤を導入することにより、曲線C2に示す通り、可視光領域での透過率を変えず、かつ、紫外領域の透過率を20%以下に低減させ、曲線C1の場合に比べて3/4程度とすることができる。   FIG. 4 shows the transmittance when an ultraviolet absorber is mixed in the shade member 29. In this example, in the visible light wavelength range (400 nm to 650 nm), in order to reduce the intensity of the external light GL ′ and make the image light, that is, the image light GL easy to see, the transmittance is about 10%. In this example, the thickness of the shade member 29 in the transmission direction of the external light GL ′ is 2 mm. Curve C1 does not contain an ultraviolet absorber, and the transmittance in the ultraviolet region (350 nm to 400 nm) is higher than the transmittance in the visible light region. By introducing an ultraviolet absorber into this material, as shown by curve C2, the transmittance in the visible light region is not changed, and the transmittance in the ultraviolet region is reduced to 20% or less. In comparison, it can be about 3/4.

以下、図3(A)等に戻って、シェード部材29の取付け構造について説明する。シェード部材29は、図3(A)に示すように、導光部材21の第2反射面21b側を覆うことでカバーとして主体的に機能する部分である主部29xと、主部29xの上下端から延びて導光部材21の上面21e及び下面21f側を覆う一対の壁部29y,29yと、壁部29y,29yの先端に形成される一対の爪部29a,29aと、壁部29y,29yの根本側に形成される一対の凸部29b,29bと、を有している。   Hereinafter, returning to FIG. 3A and the like, the attachment structure of the shade member 29 will be described. As shown in FIG. 3A, the shade member 29 covers the second reflecting surface 21b side of the light guide member 21, and functions as a main part 29x that functions as a cover, and the upper and lower parts of the main part 29x. A pair of wall portions 29y, 29y extending from the ends and covering the upper surface 21e and the lower surface 21f side of the light guide member 21, a pair of claw portions 29a, 29a formed at the tips of the wall portions 29y, 29y, and the wall portions 29y, And a pair of convex portions 29b and 29b formed on the root side of 29y.

シェード部材29は、図3(A)に示すように、導光部材21のうち観察者の眼EY側と反対側すなわち第2反射面21b側である矢印AWの方向から押し付けて、可撓性の壁部29yの先端に設けた爪部29aを導光部材21に引っかけるように係止させることで、導光部材21へ取付け可能となっている。つまり、シェード部材29は、図3(B)に示すように、導光部材21のうち観察者の眼EY側に位置する第1反射面21aの光学的には使用されない周辺部分SSに、爪部29aを引っかけて係止される。これにより、シェード部材29は、導光部材21のうち眼EYの反対側に位置する第2反射面21b全体を覆った状態となり、観察者の眼EYと反対側から導光部材21に向かう外界光GL’のうち、一定の割合の可視光成分VRを通過させる一方、紫外光成分UVを吸収する。つまり、シェード部材29は、紫外光成分UVを導光部材21に到達させる前に吸収して、導光部材21を構成する本体部分20aやハードコート層27を、紫外光成分UVから保護するものとなっている。   As shown in FIG. 3A, the shade member 29 is pressed from the direction of the arrow AW on the opposite side of the light guide member 21 from the observer's eye EY side, that is, the second reflecting surface 21b side. The claw portion 29 a provided at the tip of the wall portion 29 y is locked so as to be hooked on the light guide member 21, so that it can be attached to the light guide member 21. That is, as shown in FIG. 3B, the shade member 29 has nail on the peripheral portion SS that is not optically used on the first reflecting surface 21 a located on the observer's eye EY side of the light guide member 21. The part 29a is hooked and locked. Accordingly, the shade member 29 is in a state of covering the entire second reflection surface 21b located on the opposite side of the eye EY in the light guide member 21, and the outside world facing the light guide member 21 from the side opposite to the eye EY of the observer. Among the light GL ′, a certain proportion of the visible light component VR is allowed to pass while the ultraviolet light component UV is absorbed. That is, the shade member 29 absorbs the ultraviolet light component UV before reaching the light guide member 21, and protects the main body portion 20a and the hard coat layer 27 constituting the light guide member 21 from the ultraviolet light component UV. It has become.

また、可撓性の壁部29yの先端に設けた爪部29aによる係止を外すことで、図3(A)に示すシェード部材29が導光部材21から外された状態に戻すことができる。つまり、シェード部材29は、導光部材21に対して着脱自在であり、導光部材21を含む光学パネル110に装着されて光学パネル110を保護しつつ、例えばシェード部材29が経年とともに黄変してもシェード部材29のみを取り換えることができるものとなっている。   Moreover, the shade member 29 shown in FIG. 3A can be returned to the state where it is removed from the light guide member 21 by releasing the locking by the claw portion 29a provided at the tip of the flexible wall portion 29y. . That is, the shade member 29 is detachable from the light guide member 21 and is attached to the optical panel 110 including the light guide member 21 to protect the optical panel 110. For example, the shade member 29 is yellowed over time. However, only the shade member 29 can be replaced.

なお、一対の凸部29b,29bは、シェード部材29の主部29xと第2反射面21b側のハードコート層27との間に空間GPを設けるための位置決め部である。凸部29b,29bによって、主部29xが導光部材21のハードコート層27に直接接しない状態を確保でき、導光部材21の表面の損傷を防ぐ等、導光部材21にシェード部材29が影響を及ぼさないものにできる。   The pair of convex portions 29b and 29b are positioning portions for providing a space GP between the main portion 29x of the shade member 29 and the hard coat layer 27 on the second reflecting surface 21b side. The projections 29b and 29b can ensure that the main portion 29x is not in direct contact with the hard coat layer 27 of the light guide member 21 and prevent the surface of the light guide member 21 from being damaged. It can be something that has no effect.

また、シェード部材29による可視光成分VRの透過率或いは遮光率については、必要に応じて適宜定められ、透過率を略100%とする遮光性のほとんどないものとしてもよい。つまり、シェード部材29は、紫外光成分UVを吸収することで遮断するものであればよく、可視光成分VRの透過率の高低を問わない。   Further, the transmittance or shading rate of the visible light component VR by the shade member 29 is appropriately determined as necessary, and the shading member 29 may have almost no shading property with a transmittance of approximately 100%. That is, the shade member 29 only needs to be blocked by absorbing the ultraviolet light component UV, and it does not matter whether the transmittance of the visible light component VR is high or low.

以上のように、本実施形態では、導光装置20が紫外光吸収部材UAを含むシェード部材29によって表面側である第2反射面21b側を覆われており、シェード部材29が導光装置20に向かう外界光のうち紫外光成分UVを予め吸収することで、導光装置20に対する紫外光成分UVの影響を抑制できる。つまり、虚像表示装置100は、導光部材21等を含む光学パネル110において紫外線の影響による経年劣化を抑制して、良好な画像を形成できる。また、以上の場合、シェード部材29は、紫外光成分UVを吸収することで、結果として観察者の眼EYについても紫外光成分UVから保護するものとなっている。   As described above, in the present embodiment, the light guide device 20 is covered with the shade member 29 including the ultraviolet light absorbing member UA on the second reflecting surface 21b side which is the surface side, and the shade member 29 is the light guide device 20. The influence of the ultraviolet light component UV on the light guide device 20 can be suppressed by preliminarily absorbing the ultraviolet light component UV in the external light that travels toward the light source. That is, the virtual image display device 100 can form a good image by suppressing deterioration over time due to the influence of ultraviolet rays in the optical panel 110 including the light guide member 21 and the like. In the above case, the shade member 29 absorbs the ultraviolet light component UV, and as a result, the observer's eye EY is also protected from the ultraviolet light component UV.

図3(C)及び図3(D)は、本実施形態に係る虚像表示装置の他の一例を示す図である。この例では、シェード部材29が紫外光吸収部材UAを内部に有するのではなく、シェード部材本体29mのうち導光装置20の反対側に位置する表面29n上に紫外光吸収部材UAを設ける構成としている。この場合も、紫外光吸収部材UAによって紫外光成分UVを吸収することで、導光装置20の各光学部品の黄変を防ぐことができる。なお、例えば紫外光吸収部材UAを付け外し可能なフィルム状の部材とすることで、紫外光吸収部材UAが経年劣化した場合には、新しいものに取り換えるものとしてもよい。また、導光装置20の各光学部品の黄変を防ぐことができるのであれば、上記以外の場所に紫外光吸収部材UAを設けてもよく、例えば、図3(C)及び図3(D)において、紫外光吸収部材UAをシェード部材本体29mのうち導光装置20の第2反射面21bに対向する側すなわちシェード部材29の裏側に設けてもよい。また、導光装置20の各光学部品の黄変に大きく関与する部分のみに紫外光吸収部材UAを設けて、黄変の影響がない又は少ない箇所には紫外光吸収部材UAを設けない構成としてもよい。   FIG. 3C and FIG. 3D are diagrams illustrating another example of the virtual image display device according to the present embodiment. In this example, the shade member 29 does not have the ultraviolet light absorbing member UA inside, but the ultraviolet light absorbing member UA is provided on the surface 29n located on the opposite side of the light guide device 20 in the shade member main body 29m. Yes. Also in this case, yellowing of each optical component of the light guide device 20 can be prevented by absorbing the ultraviolet light component UV by the ultraviolet light absorbing member UA. In addition, for example, when the ultraviolet light absorbing member UA is a film-like member that can be attached and detached, the ultraviolet light absorbing member UA may be replaced with a new one when it deteriorates over time. Moreover, as long as it can prevent yellowing of each optical component of the light guide apparatus 20, you may provide the ultraviolet light absorption member UA in places other than the above, for example, FIG.3 (C) and FIG.3 (D) ), The ultraviolet light absorbing member UA may be provided on the side facing the second reflecting surface 21b of the light guide device 20 in the shade member main body 29m, that is, on the back side of the shade member 29. In addition, the ultraviolet light absorbing member UA is provided only in the portion of the light guide device 20 that is largely involved in yellowing, and the ultraviolet light absorbing member UA is not provided in a place where there is little or no influence of yellowing. Also good.

また、紫外光吸収部材UAを積層膜等で構成することも可能である。つまり、例えばシェード部材29の表面を多層膜で構成することによってこれを紫外光吸収部材UAとすることができる。なお、この場合、積層膜の各層を構成する材料が、紫外光吸収部材UAの原料である紫外光吸収材となる。   Further, the ultraviolet light absorbing member UA can be constituted by a laminated film or the like. That is, for example, by forming the surface of the shade member 29 with a multilayer film, this can be made the ultraviolet light absorbing member UA. In this case, the material constituting each layer of the laminated film is an ultraviolet light absorbing material that is a raw material of the ultraviolet light absorbing member UA.

また、上記のシェード部材29のように可撓性の壁部29y及びその先端に設けた爪部29aを有する構成に代えて、紫外線吸収材入りの薄いプラスチックシートで構成される保護シートのようなものを貼り付ける、あるいは装着する構成としてもよい。つまり、例えば導光装置20の側面にネジ、溝、爪等を配置することで固定されて導光装置20の前面を覆うようなプラスチックシートを設けることで、紫外線を吸収するものとしてもよい。   Further, instead of the configuration having the flexible wall portion 29y and the claw portion 29a provided at the tip thereof as in the shade member 29, a protective sheet made of a thin plastic sheet containing an ultraviolet absorber is used. It is good also as a structure which affixes or mounts | wears. That is, for example, ultraviolet light may be absorbed by providing a plastic sheet that is fixed by disposing screws, grooves, claws, and the like on the side surface of the light guide device 20 and covers the front surface of the light guide device 20.

〔第2実施形態〕
以下、第2実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
[Second Embodiment]
The virtual image display device according to the second embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the first virtual image display device 100 unless otherwise described.

図5(A)及び図5(B)は、第2実施形態に係る虚像表示装置の一例を示す図であり、第1実施形態の図3(A)及び図3(B)に対応する側断面図である。この例では、シェード部材29が紫外光吸収部材UAを含まず、紫外光吸収部材UAが第2反射面21b全体を覆うように別途設けられている。   5A and 5B are diagrams illustrating an example of the virtual image display device according to the second embodiment, and the side corresponding to FIGS. 3A and 3B of the first embodiment. It is sectional drawing. In this example, the shade member 29 does not include the ultraviolet light absorbing member UA, and the ultraviolet light absorbing member UA is separately provided so as to cover the entire second reflecting surface 21b.

この場合、着脱可能なシェード部材29の有無にかかわらず、紫外光吸収部材UAによって外界光GL’に含まれる紫外光成分UVを吸収することで、導光装置20の各光学部品の黄変を防ぐことができる。一方、外界光GL’のうち可視光成分VRについては、一定量通過させることで、観察者の眼EYに到達するものとなっている。   In this case, regardless of the presence or absence of the detachable shade member 29, the ultraviolet light component UV contained in the external light GL ′ is absorbed by the ultraviolet light absorbing member UA, so that each optical component of the light guide device 20 is yellowed. Can be prevented. On the other hand, the visible light component VR of the external light GL ′ reaches the observer's eye EY by passing a certain amount.

なお、上記のような紫外光吸収部材UAの構成については、例えば原料である紫外光吸収材を混入させた紫外線吸収フィルム部材を紫外光吸収部材UAとして導光装置20の表面に貼り付けるというものが考えられる。また、導光装置20の表面を原料である紫外光吸収材によって直接コートして紫外光吸収部材UAとするものでもよく、種々の態様が可能である。また、以上のような紫外光吸収部材UAを設けることで、シェード部材29を有しない構成としてもよい。   As for the configuration of the ultraviolet light absorbing member UA as described above, for example, an ultraviolet absorbing film member mixed with a raw material ultraviolet absorbing material is attached to the surface of the light guide device 20 as the ultraviolet light absorbing member UA. Can be considered. Further, the surface of the light guide device 20 may be directly coated with an ultraviolet light absorbing material as a raw material to form the ultraviolet light absorbing member UA, and various modes are possible. Moreover, it is good also as a structure which does not have the shade member 29 by providing the above ultraviolet light absorption members UA.

〔第3実施形態〕
以下、第3実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
[Third Embodiment]
The virtual image display device according to the third embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the first virtual image display device 100 unless otherwise described.

図6(A)〜6(C)に示す虚像表示装置100は、画像形成装置10と、導光装置420とを一組として備える。導光装置420は、導光部材21と、角度変換部423と、光透過部材23とを備える。なお、図6(A)は、図6(B)に示す導光装置420のA−A断面に対応する。   A virtual image display device 100 illustrated in FIGS. 6A to 6C includes the image forming apparatus 10 and a light guide device 420 as a set. The light guide device 420 includes the light guide member 21, the angle conversion unit 423, and the light transmission member 23. Note that FIG. 6A corresponds to the AA cross section of the light guide device 420 illustrated in FIG.

導光部材21の全体的な外観は、図中XY面に平行に延びる平板である本体部分20aによって形成されている。また、導光部材21は、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cとを有する。また、導光部材21は、第1、第2及び第3反射面21a,21b,21cに隣接するとともに互いに対向する上面21eと下面21fとを有する。さらに、導光部材21は、長手方向の一端において本体部分20aを拡張するように形成されたプリズム部PS及びこれに付随する第3反射面21cを有し、長手方向の他端において多数のミラーによって構成される角度変換部423につながる構造となっている。   The overall appearance of the light guide member 21 is formed by a main body portion 20a which is a flat plate extending parallel to the XY plane in the drawing. Moreover, the light guide member 21 has the 1st reflective surface 21a, the 2nd reflective surface 21b, and the 3rd reflective surface 21c as a side surface. The light guide member 21 has an upper surface 21e and a lower surface 21f that are adjacent to the first, second, and third reflecting surfaces 21a, 21b, and 21c and that face each other. Furthermore, the light guide member 21 has a prism portion PS formed so as to expand the main body portion 20a at one end in the longitudinal direction and a third reflecting surface 21c associated therewith, and a plurality of mirrors at the other end in the longitudinal direction. It is the structure connected to the angle conversion part 423 comprised by these.

本体部分20aは、光透過性の樹脂材料等により形成され、XY面に平行で画像形成装置10に対向する裏側の平面上に、画像形成装置10からの画像光を取り込む光入射面ISを有している。本体部分20aは、そのプリズム部PSの側面として光入射面ISの他に矩形の斜面RSを有し、当該斜面RS上には、これを被覆するようにミラー層25が形成されている。ここで、ミラー層25は、斜面RSと協働することにより、光入射面ISに対して傾斜した状態で配置される第3反射面21cとして機能する。この第3反射面21cは、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光を、全体として−Z方向に偏った−X方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光を本体部分20a内に確実に結合させる。   The main body portion 20a is formed of a light-transmitting resin material or the like, and has a light incident surface IS that takes in image light from the image forming apparatus 10 on a back surface parallel to the XY plane and facing the image forming apparatus 10. doing. The main body portion 20a has a rectangular inclined surface RS in addition to the light incident surface IS as a side surface of the prism portion PS, and a mirror layer 25 is formed on the inclined surface RS so as to cover it. Here, the mirror layer 25 functions as the third reflecting surface 21c arranged in an inclined state with respect to the light incident surface IS by cooperating with the inclined surface RS. The third reflecting surface 21c folds the image light that is incident from the light incident surface IS and travels in the + Z direction as a whole so as to be directed in the −X direction that is biased in the −Z direction as a whole. Securely bond within 20a.

導光部材21の第1及び第2反射面21a,21bは、平板状の本体部分20aの主面であり互いに対向しXY面に対して平行に延びる2平面として、プリズム部PSで折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる。第3反射面21cで反射された画像光は、まず、第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光は、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光部材21の奥側即ち角度変換部423を設けた−X側に導かれる。   The first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 21 are the main surfaces of the flat plate-like main body portion 20a and are bent by the prism portion PS as two planes facing each other and extending parallel to the XY plane. Each image light is totally reflected. The image light reflected by the third reflecting surface 21c first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. Hereinafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide member 21, that is, the −X side where the angle conversion unit 423 is provided.

図6(C)に示すように、導光部材21において、第3反射面21cと後述する光入射面ISとは、光入射部B1として機能する。また、導光部材21の第1及び第2反射面21a,21bに挟まれた本体部分20aと、後述する角度変換部423とは、導光部B2として機能する。なお、角度変換部423は、光射出部B3として機能する。   As shown in FIG. 6C, in the light guide member 21, the third reflecting surface 21c and a light incident surface IS described later function as a light incident part B1. Further, the main body portion 20a sandwiched between the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 21 and an angle conversion unit 423 described later function as the light guide unit B2. The angle conversion unit 423 functions as the light emission unit B3.

角度変換部423は、導光部材21の奥側(−X側)において、第1及び第2反射面21a,21bの延長平面に沿って形成されている。ここで、本体部分20aの奥側端部は、角度変換部423の一部となっている。角度変換部423は、第1及び第2反射面21a,21bに対して傾斜し互いに平行に等間隔で配列される多数のハーフミラー層28を有する。角度変換部423は、導光部材421の第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光を、所定角度で反射して光射出面OSを介して観察者の眼EY側へ折り曲げる。つまり、角度変換部423は、画像光の角度を変換している。   The angle conversion part 423 is formed along the extended plane of the first and second reflecting surfaces 21a and 21b on the back side (−X side) of the light guide member 21. Here, the back end of the main body portion 20 a is a part of the angle conversion unit 423. The angle conversion unit 423 includes a large number of half mirror layers 28 that are inclined with respect to the first and second reflecting surfaces 21a and 21b and arranged in parallel to each other at equal intervals. The angle conversion unit 423 reflects the image light that has entered through the first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 421 at a predetermined angle, and passes through the light exit surface OS to the observer's eye EY side. Bend it. That is, the angle conversion unit 423 converts the angle of the image light.

光透過部材23は、角度変換部423を奥側(−X側)に延長した部分であり、導光部材421の本体部分20aと同様に平板状の部材となっている。   The light transmission member 23 is a portion obtained by extending the angle conversion portion 423 to the back side (−X side), and is a flat plate-like member like the main body portion 20 a of the light guide member 421.

以上において、角度変換部423の全部又は入口側の一部は、導光部材21と組み合わせることで導光部B2の一部としても機能している。また、角度変換部423の全部又は奥側の一部は、光透過部材23と組み合わせることで透視部B4として機能している。   In the above, the whole angle conversion part 423 or a part on the entrance side also functions as a part of the light guide part B2 by being combined with the light guide member 21. Further, all or a part of the back side of the angle conversion unit 423 functions as a see-through part B4 when combined with the light transmission member 23.

画像形成装置10から射出され光入射面ISから導光部材21に入射した画像光は、第3反射面21cで一様に反射されて折り曲げられ、導光部材21の第1及び第2反射面21a,21bにおいて繰り返し全反射されて光軸AXに略沿って一定の広がりを有する状態で進み、さらに、角度変換部423において適度な角度で折り曲げられることで取出し可能な状態となり、最終的に角度変換部423に付随する光射出面OSから外部に射出される。光射出面OSから外部に射出された画像光は、虚像光として観察者の眼EYに入射する。   The image light emitted from the image forming apparatus 10 and incident on the light guide member 21 from the light incident surface IS is uniformly reflected and bent by the third reflection surface 21c, and the first and second reflection surfaces of the light guide member 21 are reflected. 21a and 21b are repeatedly totally reflected and proceed in a state of having a certain spread substantially along the optical axis AX. Further, the angle conversion unit 423 is bent at an appropriate angle so that it can be taken out. The light exits from the light exit surface OS attached to the conversion unit 423. The image light emitted to the outside from the light exit surface OS enters the observer's eye EY as virtual image light.

以下、導光装置420中の画像光の光路について説明する。なお、第3実施形態における導光装置420は、縦の第1方向D1(Y方向)に関して、図1(A)の導光装置20と同様に機能する。一方、導光装置420は、横の第2方向D2(X方向)に関して、多数の伝搬モードの画像光を導光させるものとなっており、2つの伝搬モードの画像光を導光させる図2(A)の導光装置20と異なっている。   Hereinafter, the optical path of the image light in the light guide device 420 will be described. In addition, the light guide apparatus 420 in 3rd Embodiment functions similarly to the light guide apparatus 20 of FIG. 1 (A) regarding the vertical 1st direction D1 (Y direction). On the other hand, the light guide device 420 guides a plurality of propagation mode image lights in the second horizontal direction D2 (X direction), and guides the two propagation mode image lights. This is different from the light guide device 20 in FIG.

図6(A)に示すように、画像表示装置11の液晶表示デバイス(画像光形成部)32から射出される画像光のうち、射出面32aの中央部分から射出される点線で示す成分を画像光GL41とし、射出面32aの紙面右側(+X側)から射出される一点鎖線で示す成分を画像光GL42とし、射出面32aの紙面左側(−X側)から射出される二点鎖線で示す成分を画像光GL43とする。   As shown in FIG. 6A, among the image light emitted from the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 of the image display device 11, the component indicated by the dotted line emitted from the central portion of the emission surface 32a is an image. A component indicated by a one-dot chain line emitted from the right side (+ X side) of the emission surface 32a as the light GL41 is a component indicated by a two-dot chain line emitted from the left side (−X side) of the emission surface 32a as the image light GL42. Is image light GL43.

投射光学系12を経た各画像光GL41,GL42,GL43の主要成分は、導光部材21の光入射面ISからそれぞれ入射した後、第1及び第2反射面21a,21bにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。具体的には、画像光GL41,GL42,GL43のうち、液晶表示デバイス(画像光形成部)32の射出面32aの中央部分から射出された画像光GL41は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、標準反射角γで導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される。その後、画像光GL41は、標準反射角γを保った状態で、第1及び第2反射面21a,21bで全反射を繰り返す。画像光GL41は、第1及び第2反射面21a,21bにおいてN回(Nは自然数)全反射され、角度変換部423の中央部23kに達する。この中央部23kで反射された画像光GL41は、光射出面OSから当該光射出面OS又はXY面に対して垂直な光軸AX方向に平行光束として射出される。 The main components of the image lights GL41, GL42, and GL43 that have passed through the projection optical system 12 are all incident at different angles on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b after entering from the light incident surface IS of the light guide member 21, respectively. Repeat reflection. Specifically, among the image lights GL41, GL42, and GL43, the image light GL41 emitted from the central portion of the emission surface 32a of the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 passes through the projection optical system 12 and then becomes a parallel beam. after being reflected by the incident third reflecting surface 21c on the light incident surface iS as, incident on the first reflecting surface 21a of the light guide member 21 with a standard reflection angle gamma 0, is totally reflected. Thereafter, the image light GL41 is, while maintaining the standard reflection angle gamma 0, the first and second reflecting surfaces 21a, repeating total reflection at 21b. The image light GL41 is totally reflected N times (N is a natural number) on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and reaches the central portion 23k of the angle conversion unit 423. The image light GL41 reflected by the central portion 23k is emitted as a parallel light flux in the optical axis AX direction perpendicular to the light emission surface OS or the XY plane from the light emission surface OS.

液晶表示デバイス32の射出面32aの一端側(+X側)から射出された画像光GL42は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最大反射角γで導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL42は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN−M回(Mは自然数)全反射され、角度変換部423のうち最も入口側(+X側)の周辺部23mに達する。この周辺部23mで反射された画像光GL42は、入口の第3反射面21c側から離れるように+X軸に対して鈍角をなし、光軸AXに対して角度θ12(導光装置420内ではθ12’)だけ傾斜した方向に射出される(図7参照)。 The image light GL42 emitted from one end side (+ X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 is incident on the light incident surface IS as a parallel beam after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. Thereafter, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 21 at the maximum reflection angle γ + and is totally reflected. The image light GL42 is totally reflected, for example, NM times (M is a natural number) on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and reaches the peripheral portion 23m on the most entrance side (+ X side) of the angle conversion portion 423. The image light GL42 reflected by the peripheral portion 23m forms an obtuse angle with respect to the + X axis so as to be away from the entrance third reflecting surface 21c side, and an angle θ 12 (within the light guide device 420) with respect to the optical axis AX. Injected in a direction inclined by θ 12 ′) (see FIG. 7).

液晶表示デバイス32の射出面32aの他端側(−X側)から射出された画像光GL43は、投射光学系12の通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最小反射角γで導光部材21の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL43は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN+M回全反射され、角度変換部423のうち最も奥側(−X側)の周辺部23hに入射する。この周辺部23hで反射された画像光GL43は、第3反射面21c側に戻されるように+X軸に対して鋭角をなし、光軸AXに対して角度θ13(導光装置420内ではθ13’)だけ傾斜した方向に射出される(図7参照)。 The image light GL43 emitted from the other end side (−X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 is incident on the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. After that, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 21 at the minimum reflection angle γ and is totally reflected. The image light GL43 is totally reflected, for example, N + M times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and enters the peripheral portion 23h on the farthest side (−X side) of the angle conversion portion 423. The image light GL43 reflected by the peripheral portion 23h makes an acute angle with respect to the + X axis so as to be returned to the third reflecting surface 21c side, and has an angle θ 13 (θ within the light guide device 420) with respect to the optical axis AX. It is injected in a direction inclined by 13 ′) (see FIG. 7).

図8に示すように、角度変換部423は、複数のプリズム424を所定のピッチでX方向に多数配列した構造を有する。各プリズム424は、光射出側に第1接合面424jを有し、光入射側に第2接合面424cを有する。本体部分20aの第1接合面21j上又は各プリズム424の第1接合面424j上には、半透過反射膜であるハーフミラー層28が形成されている。   As shown in FIG. 8, the angle conversion unit 423 has a structure in which a plurality of prisms 424 are arranged in the X direction at a predetermined pitch. Each prism 424 has a first joint surface 424j on the light exit side and a second joint surface 424c on the light incident side. On the first joint surface 21j of the main body portion 20a or the first joint surface 424j of each prism 424, a half mirror layer 28 that is a semi-transmissive reflective film is formed.

本実施形態においても、第1及び第2実施形態の場合と同様に、紫外光吸収部材UA(図3(A)、図5(A)等参照)を設けることによって導光装置20の表面側である第2反射面21b側を覆うことで、導光装置20に向かう外界光のうち紫外光成分UVを予め吸収し、導光装置20に対する紫外光成分の影響を抑制できる。また、観察者の眼EYについても紫外光成分UVから保護するものとなっている。これにより、例えば角度変換部423を構成するハーフミラー層28や、これを接着する接着層CCといった光透過性の各光学部材を保護することができる。   Also in this embodiment, as in the case of the first and second embodiments, the surface side of the light guide device 20 is provided by providing the ultraviolet light absorbing member UA (see FIG. 3A, FIG. 5A, etc.). By covering the second reflection surface 21b side, the ultraviolet light component UV of the external light traveling toward the light guide device 20 can be absorbed in advance, and the influence of the ultraviolet light component on the light guide device 20 can be suppressed. The observer's eye EY is also protected from the ultraviolet light component UV. Thereby, for example, each light-transmitting optical member such as the half mirror layer 28 constituting the angle conversion unit 423 and the adhesive layer CC to which the angle mirror unit 423 is bonded can be protected.

〔第4実施形態〕
以下、第4実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第1実施形態に係る虚像表示装置100の変形例であり、特に説明しない場合、第1の虚像表示装置100と同様であるものとする。
[Fourth Embodiment]
The virtual image display device according to the fourth embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the first virtual image display device 100 unless otherwise described.

図9(A)〜9(C)に示す虚像表示装置100は、画像形成装置10と、導光装置520とを一組として備える。導光装置520は、その一部として導光部材521を有している。導光部材521は、本体部分20aと、画像取出部である角度変換部523とを備える。なお、図9(A)は、図9(B)に示す導光部材521のA−A断面に対応する。   A virtual image display device 100 illustrated in FIGS. 9A to 9C includes the image forming device 10 and a light guide device 520 as a set. The light guide device 520 has a light guide member 521 as a part thereof. The light guide member 521 includes a main body portion 20a and an angle conversion unit 523 which is an image extraction unit. 9A corresponds to the AA cross section of the light guide member 521 shown in FIG. 9B.

導光部材521の全体的な外観は、図中XY面に平行に延びる平板である本体部分20aによって形成されている。また、導光部材521は、側面として、第1反射面21aと、第2反射面21bと、第3反射面21cとを有する。また、導光部材521は、第1、第2及び第3反射面21a,21b,21cに隣接するとともに互いに対向する上面21eと下面21fとを有する。さらに、導光部材521は、長手方向の一端において本体部分20aを拡張するように形成されたプリズム部PS及びこれに付随する第3反射面21cを有し、長手方向の他端において本体部分20aに埋め込まれた多数の微小ミラーによって構成される角度変換部523を有する構造となっている。導光部材521は、一体的な部品であるが、第1実施形態の場合と同様に、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とに分けて考えることができ(図9(C)参照)、このうち光入射部B1は、第3反射面21cと後述する光入射面ISとを有する部分であり、光入射部B1は、第1及び第2反射面21a,21bを有する部分であり、導光部B2は、角度変換部523と後述する光射出面OSとを有する部分である。   The overall appearance of the light guide member 521 is formed by a main body portion 20a which is a flat plate extending parallel to the XY plane in the drawing. Moreover, the light guide member 521 has the 1st reflective surface 21a, the 2nd reflective surface 21b, and the 3rd reflective surface 21c as a side surface. The light guide member 521 has an upper surface 21e and a lower surface 21f that are adjacent to the first, second, and third reflecting surfaces 21a, 21b, and 21c and that face each other. Furthermore, the light guide member 521 has a prism portion PS formed so as to expand the main body portion 20a at one end in the longitudinal direction and a third reflecting surface 21c associated therewith, and the main body portion 20a at the other end in the longitudinal direction. It has the structure which has the angle conversion part 523 comprised by many micromirrors embedded in. Although the light guide member 521 is an integral part, it can be divided into the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emission part B3 as in the case of the first embodiment (FIG. 9 ( Among them, the light incident part B1 is a part having a third reflecting surface 21c and a light incident surface IS described later, and the light incident part B1 has first and second reflecting surfaces 21a, 21b. The light guide part B2 is a part having an angle conversion part 523 and a light exit surface OS described later.

本体部分20aは、光透過性の樹脂材料等により形成され、XY面に平行で画像形成装置10に対向する裏側又は観察者側の平面上に、画像形成装置10からの画像光を取り込む光入射面ISと、画像光を観察者の眼EYに向けて射出させる光射出面OSとを有している。本体部分20aは、そのプリズム部PSの側面として光入射面ISの他に矩形の斜面RSを有し、当該斜面RS上には、これを被覆するようにミラー層25が形成されている。ここで、ミラー層25は、斜面RSと協働することにより、光入射面ISに対して傾斜した状態で配置される入射光折曲部である第3反射面21cとして機能する。この第3反射面21cは、光入射面ISから入射し全体として+Z方向に向かう画像光を、全体として−Z方向に偏った−XZ方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光を本体部分20a内に確実に結合させる。また、本体部分20aにおいて、光射出面OSの裏側の平面に沿って微細構造である角度変換部523が形成されている。本体部分20aは、入口側の第3反射面21cから奥側の角度変換部523にかけて延在し、プリズム部PSを介して内部に入射させた画像光を角度変換部523に導く。   The main body portion 20a is formed of a light-transmitting resin material or the like, and light incident to capture image light from the image forming apparatus 10 on a back side or an observer side plane parallel to the XY plane and facing the image forming apparatus 10 It has a surface IS and a light emission surface OS that emits image light toward the eye EY of the observer. The main body portion 20a has a rectangular inclined surface RS in addition to the light incident surface IS as a side surface of the prism portion PS, and a mirror layer 25 is formed on the inclined surface RS so as to cover it. Here, the mirror layer 25 functions as the third reflection surface 21c which is an incident light bending portion arranged in an inclined state with respect to the light incident surface IS by cooperating with the inclined surface RS. The third reflecting surface 21c folds the image light that is incident from the light incident surface IS and travels in the + Z direction as a whole so that the image light is directed in the −XZ direction that is biased in the −Z direction as a whole. Securely bond within 20a. Further, in the main body portion 20a, an angle conversion portion 523 having a fine structure is formed along the plane on the back side of the light emission surface OS. The main body portion 20a extends from the third reflection surface 21c on the entrance side to the angle conversion unit 523 on the back side, and guides the image light incident inside through the prism unit PS to the angle conversion unit 523.

導光部材521の第1及び第2反射面21a,21bは、平板状の本体部分20aの主面であり互いに対向しXY面に対して平行に延びる2平面として、プリズム部PS又は光入射部B1で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる。第3反射面21cで反射された画像光は、まず、第1反射面21aに入射し、全反射される。次に、当該画像光は、第2反射面21bに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光装置520の奥側即ち角度変換部523を設けた−X側に導かれる。   The first and second reflecting surfaces 21a and 21b of the light guide member 521 are the main surfaces of the flat plate-like main body portion 20a and are two planes facing each other and extending in parallel to the XY plane. Each of the image lights bent at B1 is totally reflected. The image light reflected by the third reflecting surface 21c first enters the first reflecting surface 21a and is totally reflected. Next, the image light enters the second reflecting surface 21b and is totally reflected. Hereinafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide device 520, that is, the −X side where the angle conversion unit 523 is provided.

本体部分20aの光射出面OSに対向して配置される角度変換部523は、導光部材521の奥側(−X側)において、第2反射面21bの延長平面に沿ってこの延長平面に近接して形成されている。角度変換部523は、導光部材521の第1及び第2反射面21a,21bを経て入射してきた画像光を、所定角度で反射して光射出面OS側へ折り曲げる。つまり、角度変換部523は、画像光の角度を変換している。   The angle conversion unit 523 arranged to face the light emission surface OS of the main body portion 20a is on the extended plane along the extended plane of the second reflecting surface 21b on the back side (−X side) of the light guide member 521. It is formed in close proximity. The angle conversion unit 523 reflects the image light incident through the first and second reflection surfaces 21a and 21b of the light guide member 521 at a predetermined angle and bends the light toward the light exit surface OS. That is, the angle conversion unit 523 converts the angle of the image light.

画像形成装置10から射出され光入射面ISから導光部材521に入射した画像光は、第3反射面21cで一様に反射されて折り曲げられ、導光部材521の第1及び第2反射面21a,21bにおいて繰り返し全反射されて光軸AXに略沿って一定の広がりを有する状態で進み、さらに、角度変換部523において適度な角度で折り曲げられることで取出し可能な状態となり、最終的に光射出面OSから外部に射出される。光射出面OSから外部に射出された画像光は、虚像光として観察者の眼EYに入射する。当該虚像光が観察者の網膜において結像することで、観察者は虚像による映像光等の画像光を認識することができる。   The image light emitted from the image forming apparatus 10 and incident on the light guide member 521 from the light incident surface IS is uniformly reflected and bent by the third reflection surface 21c, and the first and second reflection surfaces of the light guide member 521 are bent. 21a and 21b are repeatedly totally reflected and proceed in a state of having a certain spread substantially along the optical axis AX. Further, the angle conversion unit 523 is bent at an appropriate angle so that it can be taken out. Injected outside from the exit surface OS. The image light emitted to the outside from the light exit surface OS enters the observer's eye EY as virtual image light. By forming the virtual image light on the retina of the observer, the observer can recognize image light such as video light by the virtual image.

以下、導光装置520中の画像光の光路について説明する。なお、第4実施形態における導光装置520は、縦の第1方向D1(Y方向)に関して、図1(A)の導光装置20と同様に機能する。一方、導光装置520は、横の第2方向D2(X方向)に関して、多数の伝搬モードの画像光を導光させるものとなっており、2つの伝搬モードの画像光を導光させる図2(A)の導光装置20と異なっている。   Hereinafter, the optical path of the image light in the light guide device 520 will be described. In addition, the light guide device 520 in the fourth embodiment functions in the same manner as the light guide device 20 in FIG. 1A with respect to the vertical first direction D1 (Y direction). On the other hand, the light guide device 520 guides a large number of propagation mode image lights in the second horizontal direction D2 (X direction), and guides the two propagation mode image lights. This is different from the light guide device 20 in FIG.

図9(A)に示すように、画像表示装置11の液晶表示デバイス(画像光形成部)32から射出される画像光のうち、射出面32aの中央部分から射出される点線で示す成分を画像光GL51とし、射出面32aの紙面右側(+X側)から射出される一点鎖線で示す成分を画像光GL52とし、射出面32aの紙面左側(−X側)から射出される二点鎖線で示す成分を画像光GL53とする。   As shown in FIG. 9A, among the image light emitted from the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 of the image display device 11, the component indicated by the dotted line emitted from the central portion of the emission surface 32a is an image. A component indicated by a one-dot chain line emitted from the right side (+ X side) of the emission surface 32a as the light GL51 is defined as an image light GL52, and a component indicated by a two-dot chain line emitted from the left side (−X side) of the emission surface 32a. Is image light GL53.

投射光学系12を経た各画像光GL51,GL52,GL53の主要成分は、導光部材521の光入射面ISからそれぞれ入射した後、第1及び第2反射面21a,21bにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。具体的には、画像光GL51,GL52,GL53のうち、液晶表示デバイス(画像光形成部)32の射出面32aの中央部分から射出された画像光GL51は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、標準反射角γで導光部材521の第1反射面21aに入射し、全反射される。その後、画像光GL51は、標準反射角γを保った状態で、第1及び第2反射面21a,21bで全反射を繰り返す。画像光GL51は、第1及び第2反射面21a,21bにおいてN回(Nは自然数)全反射され、角度変換部523の中央部23kに達する。この中央部23kで反射された画像光GL51は、光射出面OSから当該光射出面OS又はXY面に対して垂直な光軸AX方向に平行光束として射出される。 The main components of the image lights GL51, GL52, and GL53 that have passed through the projection optical system 12 are all incident at different angles on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b after entering from the light incident surface IS of the light guide member 521, respectively. Repeat reflection. Specifically, among the image lights GL51, GL52, and GL53, the image light GL51 emitted from the central portion of the emission surface 32a of the liquid crystal display device (image light forming unit) 32 passes through the projection optical system 12 and then becomes a parallel beam. After being incident on the light incident surface IS and reflected by the third reflecting surface 21c, the light is incident on the first reflecting surface 21a of the light guide member 521 at the standard reflection angle γ 0 and totally reflected. Thereafter, the image light GL51 is, while maintaining the standard reflection angle gamma 0, the first and second reflecting surfaces 21a, repeating total reflection at 21b. The image light GL51 is totally reflected N times (N is a natural number) on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and reaches the central portion 23k of the angle conversion unit 523. The image light GL51 reflected by the central portion 23k is emitted from the light exit surface OS as a parallel light flux in the optical axis AX direction perpendicular to the light exit surface OS or the XY plane.

液晶表示デバイス32の射出面32aの一端側(+X側)から射出された画像光GL52は、投射光学系12を通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最小反射角γで導光部材521の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL52は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN−M回(Mは自然数)全反射され、角度変換部523のうち最も奥側(−X側)の周辺部23hに達する。この周辺部23hで反射された画像光GL52は、入口の第3反射面21c側に戻されるように+X軸に対して鋭角をなし、光軸AXに対して角度θ12(導光装置520内ではθ12’)だけ傾斜した方向に射出される(図10参照)。 The image light GL52 emitted from one end side (+ X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 enters the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. Thereafter, the light enters the first reflection surface 21a of the light guide member 521 at the minimum reflection angle γ + and is totally reflected. The image light GL52 is totally reflected, for example, NM times (M is a natural number) on the first and second reflection surfaces 21a and 21b, and reaches the peripheral portion 23h on the farthest side (−X side) of the angle conversion portion 523. . The image light GL52 reflected by the peripheral portion 23h forms an acute angle with respect to the + X axis so as to return to the third reflecting surface 21c side of the entrance, and an angle θ 12 (within the light guide device 520 with respect to the optical axis AX). Then, it is ejected in a direction inclined by θ 12 ′) (see FIG. 10).

液晶表示デバイス32の射出面32aの他端側(−X側)から射出された画像光GL53は、投射光学系12の通過後に平行光束として光入射面ISに入射し第3反射面21cで反射された後、最小反射角γで導光部材521の第1反射面21aに入射し、全反射される。画像光GL53は、第1及び第2反射面21a,21bにおいて例えばN+M回全反射され、角度変換部523のうち最も入口側(+X側)の周辺部23mに入射する。この周辺部23mで反射された画像光GL53は、第3反射面21c側から離れるように+X軸に対して鈍角をなし、光軸AXに対して角度θ13(導光装置520内ではθ13’)だけ傾斜した方向に射出される(図10参照)。 The image light GL53 emitted from the other end side (−X side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 enters the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the third reflecting surface 21c. After that, the light enters the first reflecting surface 21a of the light guide member 521 at the minimum reflection angle γ and is totally reflected. The image light GL53 is totally reflected, for example, N + M times on the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, and enters the peripheral portion 23m on the most entrance side (+ X side) of the angle conversion unit 523. Image light GL53 was a reflection at the peripheral portion 23m, a third obtuse angle with respect to As + X-axis away from the reflecting surface 21c side, the angle theta 13 (light guide device within 520 with respect to the optical axis AX theta 13 Injected in a direction inclined by ') (see FIG. 10).

なお、図10に示すように、角度変換部523は、ストライプ状に配列された多数の線状の反射ユニット2cで構成される。つまり、角度変換部523は、Y方向に延びる細長い反射ユニット2cを所定のピッチPTで角度変換部523の延びる主導光方向すなわち−X方向に沿って多数配列させることで構成されている。各反射ユニット2cは、奥側即ち光路下流側に配置される1つの反射面部分である第1の反射面2aと、入口側即ち光路上流側に配置される他の1つの反射面部分である第2の反射面2bとを1組のものとして有し、両反射面2a,2bは、一定の楔角δをなしている。これらのうち、少なくとも第2の反射面2bは、一部の光を透過可能な部分反射面であり、観察者に外界像をシースルーで観察させることを可能にしている。当該反射ユニット2cにおいて、画像光GL52,53は、最初に奥側即ち−X側の第1の反射面2aで反射され、次に、入口側即ち+X側の第2の反射面2bで反射される。当該反射ユニット2cを経た画像光GL52,53は、他の反射ユニット2cを経ることなく、角度変換部523での1回だけの通過で所望の角度に折り曲げられ観察者側に取り出される。   As shown in FIG. 10, the angle conversion unit 523 includes a large number of linear reflection units 2c arranged in a stripe shape. In other words, the angle conversion unit 523 is configured by arranging a number of elongated reflection units 2c extending in the Y direction along the main light direction, that is, the −X direction, in which the angle conversion unit 523 extends at a predetermined pitch PT. Each reflection unit 2c is a first reflection surface 2a that is one reflection surface portion disposed on the back side, that is, the optical path downstream side, and another one reflection surface portion that is disposed on the entrance side, that is, the optical path upstream side. The second reflecting surface 2b is provided as a set, and both reflecting surfaces 2a and 2b form a constant wedge angle δ. Among these, at least the second reflecting surface 2b is a partially reflecting surface that can transmit a part of light, and allows an observer to observe an external image in a see-through manner. In the reflection unit 2c, the image lights GL52 and 53 are first reflected by the first reflection surface 2a on the back side, that is, the −X side, and then reflected by the second reflection surface 2b on the entrance side, that is, the + X side. The The image light GLs 52 and 53 that have passed through the reflection unit 2c are bent to a desired angle and taken out to the viewer side by passing through the angle conversion unit 523 only once without passing through the other reflection unit 2c.

図11に示すように、角度変換部523は、導光部材521から延びる比較的厚い板状の接合部材521nと、光透過部材23から延びる比較的薄い板状の接合部材523nとを接合した構造を有する。接合部材521nの第1接合面21j上には、ハーフミラー層28が形成されている。   As shown in FIG. 11, the angle conversion unit 523 has a structure in which a relatively thick plate-like joining member 521 n extending from the light guide member 521 and a relatively thin plate-like joining member 523 n extending from the light transmitting member 23 are joined. Have A half mirror layer 28 is formed on the first bonding surface 21j of the bonding member 521n.

また、このほかの一例として、図12に示すように、角度変換部623は、導光部材621の一部に反射ユニット2cを形成するための微細構造の凹凸部621nを設け、凹凸部621n上にハーフミラー層28を形成した後、ハーフミラー層28を樹脂材料623nで凹凸部621nを埋めることで形成されるものであってもよい。この場合、樹脂材料623nとして、例えば紫外線硬化性の材料を用いることで、微細構造を有する凹凸部621nに隙間なく当該材料を充填させた後、紫外線照射によって硬化させて角度変換部623を作製することができる。つまり、角度変換部623を紫外線硬化部材で構成することができる。紫外線硬化部材で構成される角度変換部623は、紫外光吸収部材UA(図3(A)等参照)によって外界光GL’に含まれる紫外光成分UVから保護される。   As another example, as shown in FIG. 12, the angle conversion unit 623 is provided with a concavo-convex part 621 n having a fine structure for forming the reflection unit 2 c on a part of the light guide member 621, and After the half mirror layer 28 is formed, the half mirror layer 28 may be formed by filling the uneven portion 621n with the resin material 623n. In this case, as the resin material 623n, for example, an ultraviolet curable material is used, and the uneven portion 621n having a fine structure is filled with no gap, and then cured by ultraviolet irradiation to produce the angle conversion unit 623. be able to. That is, the angle conversion part 623 can be comprised with an ultraviolet curing member. The angle conversion unit 623 made of an ultraviolet curing member is protected from the ultraviolet light component UV included in the external light GL ′ by the ultraviolet light absorbing member UA (see FIG. 3A and the like).

本実施形態においても、第1及び第2実施形態の場合と同様に、紫外光吸収部材UA(図3(A)、図5(A)等参照)を設けることによって導光装置20の表面側である第2反射面21b側を覆うことで、導光装置20に向かう外界光のうち紫外光成分UVを予め吸収し、導光装置20に対する紫外光成分の影響を抑制できる。また、観察者の眼EYについても紫外光成分UVから保護するものとなっている。これにより、例えば角度変換部523,623を構成するハーフミラー層28や、これを接着する接着層CCといった光透過性の各光学部材を保護することができる。   Also in this embodiment, as in the case of the first and second embodiments, the surface side of the light guide device 20 is provided by providing the ultraviolet light absorbing member UA (see FIG. 3A, FIG. 5A, etc.). By covering the second reflection surface 21b side, the ultraviolet light component UV of the external light traveling toward the light guide device 20 can be absorbed in advance, and the influence of the ultraviolet light component on the light guide device 20 can be suppressed. The observer's eye EY is also protected from the ultraviolet light component UV. Thereby, for example, it is possible to protect the light transmissive optical members such as the half mirror layer 28 constituting the angle conversion units 523 and 623 and the adhesive layer CC to which the angle mirrors are bonded.

〔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。
[Others]
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.

上記の説明では、導光装置20は、ハードコート層27を有する構成としているが、ハードコート層27を有しないものであってもよい。また、シェード部材29を着脱可能としているが、シェード部材29が常に装着された固定的なものとしてもよい。例えば、シェード部材29を固定的なものとする場合には、導光装置20のうち少なくともシェード部材29側にはハードコート層27を設けない構成とすることが考えられる。   In the above description, the light guide device 20 has the hard coat layer 27, but may not have the hard coat layer 27. Further, although the shade member 29 is detachable, it may be fixed so that the shade member 29 is always attached. For example, when the shade member 29 is fixed, it is conceivable that the hard coat layer 27 is not provided on at least the shade member 29 side of the light guide device 20.

上記実施形態では、半透過反射部であるハーフミラー層28を、例えば銀等による金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成される半透過反射膜としているが、これに限らず、半透過反射性を有する半透過部材や、半透過性のシート等によって半透過反射部を構成するものとしてもよい。また、例えば図13(A)に示すように、ミラー層25やハーフミラー層28(図2(A)等参照)に代えて、ホログラム素子HE1,HE2によって第3反射面21cや第4反射面21dを形成するものとしてもよい。つまり、画像光を折り曲げるとともに外界光を透過させる半透過反射部をホログラム素子HE2で構成するものとしてもよい。この場合、画像表示装置11は、光源として、例えば3色の光束を発生するLED光源を有し、ホログラム素子HE1,HE2は、当該3色に応じた3層構造のホログラム層を有するものとする。これにより、ホログラム素子HE1,HE2は、第3反射面21cや第4反射面21dの近辺に形成された仮想的なミラーとして、画像表示装置11からの各色光を所望の方向に反射させる機能を有するものとなる。つまり、ホログラム素子HE1,HE2は、画像光の反射方向の調整を可能とする。また、ホログラム素子HE1,HE2を用いる場合、各色光を所望の方向に反射できる。従って、例えば図13(B)に示すように、第3及び第4反射面21c,21dを第1反射面21aに対して傾斜させることなく、第2反射面21bを延長した第1反射面21aに平行な面上にホログラム素子HE1,HE2を形成する構成とすることもできる。なお、ホログラム素子HE2は、特定波長帯の光に対してのみ作用し他の波長帯の光を透過させるため、外界光を通過させてシースルー観察が可能となっている。   In the above embodiment, the half mirror layer 28 that is a transflective portion is a transflective film formed by depositing a metal reflective film or a dielectric multilayer film made of silver or the like, but is not limited thereto. The transflective portion may be configured by a transflective member having transflective properties, a translucent sheet, or the like. Further, for example, as shown in FIG. 13A, a third reflecting surface 21c and a fourth reflecting surface are replaced by hologram elements HE1 and HE2 instead of the mirror layer 25 and the half mirror layer 28 (see FIG. 2A). 21d may be formed. That is, the transflective portion that bends the image light and transmits the external light may be configured by the hologram element HE2. In this case, the image display device 11 has, for example, an LED light source that generates light beams of three colors as a light source, and the hologram elements HE1 and HE2 have a hologram layer having a three-layer structure corresponding to the three colors. . Accordingly, the hologram elements HE1 and HE2 have a function of reflecting each color light from the image display device 11 in a desired direction as virtual mirrors formed in the vicinity of the third reflecting surface 21c and the fourth reflecting surface 21d. It will have. That is, the hologram elements HE1 and HE2 can adjust the reflection direction of the image light. Further, when the hologram elements HE1 and HE2 are used, each color light can be reflected in a desired direction. Therefore, for example, as shown in FIG. 13B, the first and second reflecting surfaces 21a are formed by extending the second reflecting surface 21b without inclining the third and fourth reflecting surfaces 21c and 21d with respect to the first reflecting surface 21a. The hologram elements HE1 and HE2 may be formed on a plane parallel to. In addition, since the hologram element HE2 acts only on light in a specific wavelength band and transmits light in other wavelength bands, see-through observation is possible by allowing external light to pass through.

上記の説明では、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とを備える導光装置20を用いたが、光入射部B1や光射出部B3において、平面ミラーを用いる必要はなく、球面又は非球面の曲面ミラーによってレンズ的な機能を持たせることもできる。さらに、図14に示すように、光入射部B1として、導光部B2から分離したプリズム又はブロック状のリレー部材1125を用いることができ、このリレー部材1125の入射出射面や反射内面にレンズ的な機能を持たせることもできる。なお、導光部B2を構成する導光体26には、画像光GLを反射によって伝搬させる第1及び第2の面である第1及び第2反射面21a,21bが設けられているが、これらの反射面21a,21bは、互いに平行である必要はなく、曲面とすることもできる。   In the above description, the light guide device 20 including the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emitting part B3 is used. However, in the light incident part B1 and the light emitting part B3, it is not necessary to use a plane mirror. A lens-like function can be provided by a spherical or aspherical curved mirror. Furthermore, as shown in FIG. 14, a prism or block-shaped relay member 1125 separated from the light guide B <b> 2 can be used as the light incident part B <b> 1. It can also have a special function. In addition, although the light guide 26 which comprises the light guide part B2 is provided with the 1st and 2nd reflective surfaces 21a and 21b which are the 1st and 2nd surfaces which propagate image light GL by reflection, These reflecting surfaces 21a and 21b do not need to be parallel to each other, and may be curved surfaces.

上記の説明では、画像光形成部として、透過型の液晶表示デバイス32等を用いているが、画像光形成部としては、透過型の液晶表示デバイスに限らず種々のものを利用可能である。例えば、反射型の液晶表示デバイスを用いた構成も可能であり、液晶表示デバイス32に代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。さらに、液晶表示デバイス32に代えて有機EL等の自発光型の表示デバイスを用いることができる。   In the above description, the transmissive liquid crystal display device 32 or the like is used as the image light forming unit. However, the image light forming unit is not limited to the transmissive liquid crystal display device, and various types can be used. For example, a configuration using a reflective liquid crystal display device is possible, and a digital micromirror device or the like can be used instead of the liquid crystal display device 32. Further, a self-luminous display device such as an organic EL can be used in place of the liquid crystal display device 32.

上記実施形態では、照明装置31からの照明光SLに特に指向性を持たせていないが、照明光SLに液晶表示デバイス32の位置に応じた指向性を持たせることができる。これにより、液晶表示デバイス32を効率的に照明することができ、画像光GLの位置による輝度ムラを低減できる。   In the above embodiment, the illumination light SL from the illumination device 31 is not particularly directed, but the illumination light SL can be provided with directivity corresponding to the position of the liquid crystal display device 32. As a result, the liquid crystal display device 32 can be efficiently illuminated, and luminance unevenness due to the position of the image light GL can be reduced.

上記の説明では、光入射面ISと光射出面OSとを同一の平面上に配置しているが、これに限らず、例えば、光入射面ISを第1反射面21aと同一の平面上に配置し、光射出面OSを第2反射面21bと同一の平面上に配置する構成とすることもできる。この場合、第1反射面21aと第4反射面21dとが鈍角をなすことになる。   In the above description, the light incident surface IS and the light exit surface OS are arranged on the same plane. However, the present invention is not limited to this. For example, the light incident surface IS is on the same plane as the first reflecting surface 21a. The light emission surface OS may be arranged on the same plane as the second reflection surface 21b. In this case, the first reflecting surface 21a and the fourth reflecting surface 21d form an obtuse angle.

上記の説明では、導光部材21が眼EYの並ぶ横方向に延びているが、導光部材21は、縦方向に延びるものとできる。この場合、図1の光学パネル110すなわち導光部材21,421,521は、直列的ではなく並列的に平行配置されることになる。   In the above description, the light guide member 21 extends in the horizontal direction in which the eyes EY are arranged. However, the light guide member 21 can be extended in the vertical direction. In this case, the optical panel 110 of FIG. 1, that is, the light guide members 21, 421, and 521 are arranged in parallel, not in series.

上記の説明では、光入射部B1と導光部B2と光射出部B3とを備える導光装置20を用いたが、光入射部B1や光射出部B3において、平面ミラーを用いる必要はなく、球面又は非球面の曲面ミラーによってレンズ的な機能を持たせることもできる。さらに、光入射部B1として、導光部B2から分離したプリズム又はブロック状のリレー部材を用いることができ、このリレー部材の入射出射面や反射内面にレンズ的な機能を持たせることもできる。   In the above description, the light guide device 20 including the light incident part B1, the light guide part B2, and the light emitting part B3 is used. However, in the light incident part B1 and the light emitting part B3, it is not necessary to use a plane mirror. A lens-like function can be provided by a spherical or aspherical curved mirror. Furthermore, a prism or a block-like relay member separated from the light guide B2 can be used as the light incident part B1, and the incident and exit surfaces and the reflective inner surface of the relay member can also have a lens function.

上記の説明では、虚像表示装置100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、虚像表示装置100は、ヘッドアップディスプレイに改変することもできる。   In the above description, the virtual image display device 100 has been specifically described as being a head-mounted display, but the virtual image display device 100 can be modified to a head-up display.

上記実施形態の虚像表示装置100では、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ表示装置100A,100B(具体的には画像形成装置10、導光装置20等)設ける構成としているが、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ例えば画像形成装置10と導光装置20とを設け画像を片眼視する構成にしてもよい。   In the virtual image display device 100 according to the above-described embodiment, the display devices 100A and 100B (specifically, the image forming device 10, the light guide device 20, and the like) are provided for each of the right eye and the left eye. However, for example, the image forming apparatus 10 and the light guide device 20 may be provided only for either the right eye or the left eye so that the image is viewed with one eye.

また、図2(B)に示す導光部材21の光射出面OSに対向してレンズその他の光学素子を配置することもできる。或いは、ハーフミラー層28は、保護層で被覆されたホログラムシートに置き換えることができる。この場合、照明装置31として可干渉性の高いものを使用し、ホログラムシートとして液晶表示デバイス32で形成された例えば3色の画像を個別に処理する積層型の回折シートを用いる。   In addition, a lens or other optical element can be disposed so as to face the light exit surface OS of the light guide member 21 shown in FIG. Alternatively, the half mirror layer 28 can be replaced with a hologram sheet covered with a protective layer. In this case, a highly coherent one is used as the illuminating device 31, and a laminated diffraction sheet for individually processing, for example, three color images formed by the liquid crystal display device 32 is used as the hologram sheet.

上記実施形態では、光入射面ISを通る第1光軸AX1と光入射面ISを通る第2光軸AX2とが平行であるとしたが、これらの光軸AX1,AX2を非平行とすることもできる。   In the above embodiment, the first optical axis AX1 passing through the light incident surface IS and the second optical axis AX2 passing through the light incident surface IS are parallel, but these optical axes AX1 and AX2 are made non-parallel. You can also.

上記実施形態では、液晶表示デバイス32の表示輝度を特に調整していないが、図5(B)に示すような投射像IM1,IM2の範囲や重複に応じて表示輝度の調整を行うことができる。   In the above embodiment, the display brightness of the liquid crystal display device 32 is not particularly adjusted, but the display brightness can be adjusted according to the range and overlap of the projection images IM1 and IM2 as shown in FIG. .

上記実施形態では、導光部材21の第4反射面21dに設けたハーフミラー層28の反射率を20%としてシースルーを優先しているが、ハーフミラー層28の反射率を50%以上として画像光を優先することもできる。   In the above embodiment, the see-through is given priority by setting the reflectance of the half mirror layer 28 provided on the fourth reflecting surface 21d of the light guide member 21 to 20%. However, the reflectance of the half mirror layer 28 is set to 50% or more. Priority can be given to light.

上記の説明では、第1及び第2反射面21a,21bにおいて、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により画像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明における全反射については、第1及び第2反射面21a,21b上の全体又は一部にミラーコートや、ハーフミラー膜が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、画像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、第1及び第2反射面21a,21bの全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての画像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの画像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって第1及び第2反射面21a,21bの全体又は一部がコートされていてもよい。   In the above description, in the first and second reflecting surfaces 21a and 21b, image light is totally reflected and guided by the interface with air without applying a mirror, a half mirror, or the like on the surface. The total reflection includes reflection formed by forming a mirror coat or a half mirror film on the whole or a part of the first and second reflection surfaces 21a and 21b. For example, after the incident angle of the image light satisfies the total reflection condition, the first and second reflection surfaces 21a and 21b are subjected to mirror coating or the like to reflect substantially all the image light. Cases are also included. In addition, as long as image light with sufficient brightness can be obtained, the first and second reflecting surfaces 21a and 21b may be entirely or partially coated with a somewhat transmissive mirror.

2c…反射ユニット、 10…画像形成装置、 11…画像表示装置、 12…投射光学系、 20,420,520…導光装置、 20a…本体部分、 21,421,521…導光部材、 21a,21b,21c,21d…第1-第4反射面、 23…光透過部材、 23s…本体部分、 23a…第1面、 23b…第2面、 25…ミラー層、 27…ハードコート層(紫外線硬化部材)、 28…ハーフミラー層(半透過反射膜)、 31…照明装置、 29…シェード部材、 32…液晶表示デバイス、 34…駆動制御部、 100…虚像表示装置、 100A,100B…表示装置、 110…光学パネル、 423,523,623…角度変換部、 424…プリズム、 UA…紫外光吸収部材、 AX,AX1,AX2…光軸、 B1…光入射部、 B2…導光部、 B3…光射出部、 B4…透視部、 CC…接着層、 EY…眼、 GL…画像光、 GL’…外界光、 GL1,GL2…画像光、 IM1,IM2…投射像(虚像)、 IS…光入射面、 OS…光射出面、 SL…照明光、 UV…紫外光成分、 VR…可視光成分   2c ... reflection unit 10 ... image forming device 11 ... image display device 12 ... projection optical system 20, 420, 520 ... light guide device, 20a ... main body part 21, 421, 521 ... light guide member, 21a, 21b, 21c, 21d ... 1st-4th reflective surface, 23 ... Light transmission member, 23s ... Main part, 23a ... 1st surface, 23b ... 2nd surface, 25 ... Mirror layer, 27 ... Hard coat layer (UV curing) Member), 28 ... half mirror layer (semi-transmissive reflective film), 31 ... illumination device, 29 ... shade member, 32 ... liquid crystal display device, 34 ... drive control unit, 100 ... virtual image display device, 100A, 100B ... display device, DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 ... Optical panel, 423, 523, 623 ... Angle conversion part, 424 ... Prism, UA ... Ultraviolet light absorption member, AX, AX1, AX2 ... Optical axis, B1 ... Incident part, B2 ... light guide part, B3 ... light emitting part, B4 ... transparent part, CC ... adhesive layer, EY ... eye, GL ... image light, GL '... external light, GL1, GL2 ... image light, IM1, IM2 ... Projected image (virtual image), IS ... light incident surface, OS ... light exit surface, SL ... illumination light, UV ... ultraviolet light component, VR ... visible light component

Claims (15)

画像光を形成する画像表示装置と、
前記画像表示装置から射出された前記画像光による虚像を形成する投射光学系と、
前記投射光学系を通過した前記画像光を内部に取り込む光入射部と、前記光入射部から取り込まれた前記画像光を導く導光部と、前記導光部を経た前記画像光を外部へ取出す光射出部と、を有する導光装置と、
を備え、
前記導光装置の表面を覆うように配置されて、外界から前記導光装置に向かう光に含まれる紫外光の成分を吸収する紫外光吸収材をさらに有し、
前記導光装置は、前記画像光の導光に寄与する導光面に付随して設けられるハードコート層を有し、
前記紫外光吸収材は、前記導光面のうち少なくとも外界側の前記ハードコート層を覆うように配置される、虚像表示装置。
An image display device for forming image light;
A projection optical system for forming a virtual image by the image light emitted from the image display device;
A light incident part that takes in the image light that has passed through the projection optical system, a light guide part that guides the image light taken from the light incident part, and the image light that has passed through the light guide part is taken out to the outside. A light guide unit having a light emitting part;
With
An ultraviolet light absorbing material that is disposed so as to cover the surface of the light guide device and absorbs a component of ultraviolet light contained in light directed from the outside toward the light guide device;
The light guide device has a hard coat layer provided along with a light guide surface that contributes to the light guide of the image light,
The said ultraviolet light absorber is a virtual image display apparatus arrange | positioned so that the said hard-coat layer of the external field side may be covered at least among the said light guide surfaces.
前記導光部は、対向して延び全反射により前記画像光を導く第1及び第2の全反射面を有し、
前記ハードコート層は、少なくとも前記第1及び前記第2の全反射面に設けられている、請求項1に記載の虚像表示装置。
The light guide portion includes first and second total reflection surfaces that extend opposite to each other and guide the image light by total reflection;
The virtual image display device according to claim 1, wherein the hard coat layer is provided on at least the first and second total reflection surfaces.
前記光射出部は、前記導光部を経た前記画像光を反射させて外部へ取出すとともに、外界光を通過させて外界光の観察を可能にする半透過反射膜を有する、請求項1及び請求項2のいずれか一項に記載の虚像表示装置。   The light emitting unit includes a transflective film that reflects the image light that has passed through the light guide unit and extracts the image light to the outside, and allows the external light to pass through and allows observation of the external light. Item 3. The virtual image display device according to any one of Items 2 to 3. 前記導光装置を外界側から覆って入射する外界光の透過量を調整するとともに、前記紫外光吸収材を含むシェード部材をさらに有する、請求項に記載の虚像表示装置。 The virtual image display device according to claim 2 , further comprising a shade member that covers the light guide device from outside and adjusts an amount of incident external light that is incident and that includes the ultraviolet light absorber. 前記シェード部材は、着脱可能であり、前記導光装置の表面に対して空間を設けて配置される、請求項4に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 4, wherein the shade member is detachable and is disposed with a space provided on a surface of the light guide device. 前記シェード部材は、前記導光装置の表面と空間を設けるための位置決め部を有する、請求項5に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 5, wherein the shade member has a positioning portion for providing a surface and a space of the light guide device. 前記シェード部材は、外界側に設けられた前記第2の全反射面の面積よりも広い面積を有し、前記導光装置を覆う、請求項4から請求項6までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The said shade member has an area larger than the area of the said 2nd total reflection surface provided in the external field side, and covers the said light guide device, The any one of Claim 4-6 characterized by the above-mentioned. Virtual image display device. 前記導光装置は、前記第1及び前記第2の全反射面に隣接する上面と下面とを有し、
前記シェード部材は、前記導光装置を外界側から覆うとともに前記上面と前記下面とを覆う、請求項4から請求項6までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
The light guide device has an upper surface and a lower surface adjacent to the first and second total reflection surfaces,
The virtual image display device according to any one of claims 4 to 6, wherein the shade member covers the light guide device from the outside and covers the upper surface and the lower surface.
前記紫外光吸収材は、紫外光吸収性の材料又は前記紫外光吸収性の材料を混ぜ込んだ材料で形成された前記シェード部材である、請求項4から請求項8までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The said ultraviolet light absorber is the said shade member formed with the material which mixed the ultraviolet light absorptive material or the said ultraviolet light absorptive material, It is any one of Claim 4-8. The virtual image display device described. 前記紫外光吸収材は、前記シェード部材の表面に設けられた付け外し可能なフィルム状の部材又は積層膜である、請求項4から請求項9までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The virtual image display device according to any one of claims 4 to 9, wherein the ultraviolet light absorbing material is a detachable film-like member or a laminated film provided on a surface of the shade member. 前記導光装置は、紫外光を吸収することで硬化した紫外線硬化部材を含む、請求項1から請求項10までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The light guide device includes a UV curable member which is cured by absorbing ultraviolet light, the virtual image display device according to any one of claims 1 to 10. 前記紫外光吸収材は、通過する光のうち、前記紫外光よりも長い波長帯に属する可視光を略一定の透過率で透過させる、請求項1から請求項11までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The ultraviolet light absorbers, of the light passing through the substantially transmits at a certain transmittance to visible light belonging to a long wavelength band than ultraviolet light, according to any one of claims 1 to 11 Virtual image display device. 前記紫外光吸収材は、前記紫外光の波長帯域のうちの所定の波長帯域の透過率を、可視光波長領域帯の光の透過率よりも小さくしている、請求項12に記載の虚像表示装置。 The ultraviolet light absorbing material, wherein the transmittance of a predetermined wavelength band among the wavelength band of ultraviolet light, is smaller than the transmittance of light in the visible light wavelength region bands, the virtual image according to claim 12 Display device. 前記導光装置は、前記光入射部、前記導光部及び前記光射出部を含む導光部材と、前記導光部材と接合することによって外界光の観察を可能にする透視部を構成するとともに前記紫外光吸収材によって外界側が覆われている光透過部材と、を有する、請求項1から請求項13までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The light guide device constitutes a light guide member including the light incident part, the light guide part, and the light emitting part, and a see-through part that enables observation of external light by joining the light guide member. A virtual image display device according to any one of claims 1 to 13, further comprising: a light transmission member whose outside is covered with the ultraviolet light absorbing material. 前記導光部は、互いに平行に配置され全反射による導光を可能にする第1反射面と第2反射面とを有し、
前記光入射部は、前記第1反射面に対して所定の角度をなす第3反射面を有し、
前記光射出部は、前記第1反射面に対して所定の角度をなす第4反射面を有する、請求項1から請求項14までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
The light guide unit has a first reflection surface and a second reflection surface that are arranged in parallel to each other and enable light guide by total reflection,
The light incident portion has a third reflecting surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflecting surface;
15. The virtual image display device according to claim 1, wherein the light emitting unit includes a fourth reflecting surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflecting surface.
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