JP6255983B2 - 虚像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像表示素子等によって形成された映像を観察者に提示するために映像光を導く導光装置等に関し、特に観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイに好適な虚像表示装置に関する。

観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも言う）等の虚像表示装置に組み込まれる光学系として様々なものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような虚像表示装置において、光学系を小型化し、なおかつ視界を妨げないように映像表示装置を観察者の眼の位置から離すためには、表示画像光を一度光学系の中で結像させて中間像を形成し、この中間像を拡大して見せるリレー光学系を用いることがよい。

しかし、プリズム等の光学部材において、リレー光学系を用いて中間像を形成する場合、その中間像の近くにおいて、光学部材の表面に埃や汚れなどがあると、観察者にはこれらが拡大されて見えることになる。従って、光学部材の内部に中間像が形成されることが望ましいが、光学設計上、全ての中間像を光学部材の内部に形成させることは困難であり、光学部材の表面に中間像の一部が形成されることが避けられない可能性がある。このような場合、光学部材の表面に埃や汚れなどが付着して画像劣化を生じてしまう可能性がある。

特開２０１３−２００５５３号公報

本発明は、広画角な画像を形成でき、かつ、映像光の導光の状態を良好に維持できる虚像表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る虚像表示装置は、映像光を生じさせる映像素子と、複数の光学面を有し、内面で反射させることにより映像素子からの映像光を導光するとともに中間像を形成する導光部材と、映像素子から導光部材までの間に配置されて導光部材に連結され導光部材を部分的に覆う連結部材と、を備える虚像表示装置であって、導光部材は、複数の光学面として連結部材に覆われる第１領域から連結部材に覆われない第２領域にわたる部分被覆光学面を含み、部分被覆光学面から外れた箇所において中間像が形成される。
ここで、導光部材を構成する光学面とは、光学的な機能を有する面であり、例えば内面で反射させて導光する面や、光を入射させる光入射面、射出させる光射出面を意味する。

上記虚像表示装置では、導光部材を構成する複数の光学面のうち、導光部材に連結する連結部材に対向するように配置され、連結部材に覆われる部分と連結部材に覆われない部分とを有するものとなる部分被覆光学面に関して、当該部分被覆光学面から離間した箇所において中間像を形成させている。この場合、導光部材と連結部材との近接箇所であり、埃や汚れなどを除去しにくい箇所、あるいは除去不能な箇所となる部分被覆光学面において、画像の導光に際して劣化の要因となるものが発生したり配置されたりすることがあってもこれによる画像形成の影響を低減できる。すなわち、虚像表示装置は、中間像を形成させることで広画角な画像を表示でき、かつ、導光部材における映像光の導光の状態を良好に維持できるものとなる。

本発明の具体的な側面では、導光部材において、部分被覆光学面よりも内部に離間させた側から部分被覆光学面に対向する面側にかけての範囲において中間像が形成される。

本発明の別の側面では、導光部材と連結部材との間のうち、少なくとも部分被覆光学面と連結部材の端部との間に形成される防塵構造をさらに備える。この場合、防塵構造によって部分被覆光学面と連結部材の端部との間に埃や汚れが侵入することを抑制することで、画像の劣化を防ぐことができる。

本発明のさらに別の側面では、防塵構造は、部分被覆光学面のうち有効導光領域上に接して形成され、部分被覆光学面と連結部材との間をシールするシール部材を有する。この場合、防塵構造としてのシール部材を、例えば部分被覆光学面に対して密着させるように取り付けることで、部分被覆光学面のうち連結部材に覆われる部分の面上や連結部材の内部側に埃や汚れが付着することを回避できる。例えば、部分被覆光学面に対向して映像光を射出する投射レンズを収納する鏡筒部が連結部材として存在する場合、シール部材によって部分被覆光学面と鏡筒部との間をシールすることで、鏡筒部の内部を密閉できる。これにより、鏡筒部とシール部材とが協働して投射レンズや部分被覆光学面のうち被覆される部分について防塵を可能とすることができる。また、この際に、部分被覆光学面は、中間像の形成箇所から離間した配置となっている、すなわち映像光が部分被覆光学面の有効導光領域上において集光していない状態にある。これにより、シール部材が部分被覆光学面の有効導光領域上に接していても、接触している部分における映像光への影響が大きくならないものとすることができる。

本発明のさらに別の側面では、シール部材は、上述した連結部材に覆われる第１領域と覆われない第２領域との境界に沿って延び、部分被覆光学面の有効導光領域上において映像光を導光する導光方向に関して０．５ｍｍ以内の幅で接する。この場合、例えばシール部材によって映像光の成分が一部吸収されることがあったとしても、吸収されたことによる画像への影響が視認されない程度に抑えられる。

本発明のさらに別の側面では、防塵構造は、弾性部材である。この場合、部分被覆光学面と連結部材との間を光学系へのダメージを防止しつつ隙間なく確実にシールすることができる。

本発明のさらに別の側面では、導光部材は、有効導光領域以外の面上において、シボ加工された部分を有している。この場合、漏れ光が有効導光領域以外の面上において意図しない反射をして視認されることによる画像の劣化を抑制できる。

本発明のさらに別の側面では、連結部材は、映像素子からの光を導光部材に向けて投射する投射レンズを収納する鏡筒部である。この場合、投射レンズや導光部材のうち投射レンズに対向する光学面に埃や汚れが付着することを回避できる。

本発明のさらに別の側面では、鏡筒部は、導光部材と嵌合する嵌合構造を有する。この場合、嵌合によって鏡筒部と導光部材との正確な位置合わせが可能となり、また、例えば防塵構造を有するものとすれば、防塵構造と嵌合構造とを協働させて、鏡筒部と導光部材との間において完全な防塵或いは防水（防滴）が可能となる。

本発明のさらに別の側面では、部分被覆光学面は、非軸対称な曲面である。この場合、小型で高性能な画像形成が可能となる。

本発明のさらに別の側面では、導光部材は、複数の光学面として４面以上の面を含み、複数の光学面のうち第１面と第３面とは、対向するように配置され、映像素子からの映像光は、第３面で全反射され、第１面で全反射され、第２面で反射された後、第１面を透過して、観察側に到達し、導光部材において、第１面と第３面とは、互いに略平行な平面であり、部分被覆光学面は、第３面に対向するように配置され、映像素子からの映像光を全反射して第３面へ導く第４面である。この場合、第１面と第３面とを透過して観察される外界光について視度誤差を略ゼロとすることができ、特に、外界像についての見かけの倍率誤差を略ゼロにし、裸眼状態に近い状態することができる。

本発明のさらに別の側面では、導光部材において、第４面よりも第３面に近い側に中間像が形成される。この場合、第３面が、部分被覆光学面である第４面に対向する位置に配置されていることで、例えば第３面を埃や汚れを除去しやすい位置に配置することが可能となり、中間像やその近くにおいて、埃や汚れがない状態に維持することができる。

本発明のさらに別の側面では、導光部材に貼り合せることで外界光と映像光とを重複して視認させる光透過部材をさらに備える。この場合、映像光と外界光とを重畳させるシースルータイプの光学系を構成することができる。

本発明の一実施形態である虚像表示装置の外観を簡単に説明する斜視図である。 虚像表示装置から外装部材を取り除いた内部構造を示す斜視図である。 （Ａ）は、虚像表示装置の外観を示す平面図であり、（Ｂ）は、正面図であり、（Ｃ）は、側面図である。 虚像表示装置の外観を別の角度から示す斜視図である。 虚像表示装置を構成する本体部分の平面視の断面図である。 虚像表示装置における映像光の光路について示す図である。 虚像表示装置のうち導光装置及び投射レンズのフレームへの固定の様子を示す分解斜視図である。 シボ加工を施した導光装置の一例を示す斜視図である。 漏れ光の光路の一例を示す図である。

以下、図１等を参照しつつ、本発明に係る導光装置及び導光装置を含む虚像表示装置の一実施形態について詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の導光装置を含む虚像表示装置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を装着した観察者又は使用者に対して虚像による画像光（映像光）を視認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視認又は観察させることができる。虚像表示装置１００は、観察者の眼前を透視可能に覆う第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂと、両光学部材１０１ａ，１０１ｂを支持する枠部１０２と、枠部１０２の左右両端から後方のつる部分（テンプル）１０４にかけての部分に付加された第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂとを備える。ここで、図面上で左側の第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとを組み合わせた第１表示装置１００Ａ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。また、図面上で右側の第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとを組み合わせた第２表示装置１００Ｂ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。

図２は、虚像表示装置１００の内部構造を示しており、図２を図１と比較することで、虚像表示装置１００の外観と内部とが対比される。例えば、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂは、鏡筒部３９に収納される投射レンズ３０や、映像表示素子（映像素子）８２を含む画像表示装置８０でそれぞれ構成される。

図１から図４までの各図において外観や内部を示すように、虚像表示装置１００に設けた枠部１０２は、上端側に配置されるフレーム１０７と、フレーム１０７に沿ってその裏側に配置される樹脂部１０８とを備える。なお、虚像表示装置１００は、下側に枠状の部分のない構成となっている。枠部１０２を構成するフレーム１０７は、Ｕ字状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、観察者にとっての眼の並びに対応する方向である左右の横方向に延びる正面部１０７ａと、観察者にとっての前後に対応する方向である奥行き方向に延びる一対の側面部１０７ｂ，１０７ｃとを備える。フレーム１０７、すなわち正面部１０７ａと側面部１０７ｂ，１０７ｃとは、アルミダイカストその他の各種金属材料で形成された金属製の一体部品である。樹脂部１０８は、フレーム１０７に沿って配置され、フレーム１０７と嵌合することでこれと協働して例えば画像形成のための各種ケーブル等を収納可能にしている。フレーム１０７において、正面部１０７ａ及び樹脂部１０８の奥行き方向の幅は、第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂに対応する導光装置２０の厚み又は幅と同程度となっている。フレーム１０７の左側方、具体的には正面部１０７ａにおける向かって左端部から側面部１０７ｂにかけての部分には、第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとがアライメントされ例えばネジ止めによって直接固定されることにより、支持されている。また、フレーム１０７の右側方、具体的には正面部１０７ａにおける向かって右端部から側面部１０７ｃにかけての部分には、第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとがアライメントされ例えばネジ止めにより直接固定されることによって、支持されている。なお、第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとは、嵌合によって互いにアライメントされ、第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとは、嵌合によって互いにアライメントされる。

枠部１０２を構成するフレーム１０７及び樹脂部１０８は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂを支持するだけでなく、これらを覆うカバー状の外装部材１０５ｄと協働して第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂの内部を保護する役割を有する。なお、フレーム１０７は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂに連結される第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂ又は導光装置２０の根元側を除いた上側部分と離間するか又は緩く接している。このため、中央の導光装置２０と、フレーム１０７を含む枠部１０２との間に熱膨張率の差があっても、枠部１０２内での導光装置２０の膨張が許容され、導光装置２０に歪み、変形、破損が生じることを防止できる。

枠部１０２に付随して、鼻受部４０が設けられている。鼻受部４０は、観察者の鼻に当接することによって枠部１０２を支持する役割を有する。つまり、枠部１０２は、鼻に支持される鼻受部４０と耳に支持される一対のテンプル部１０４とによって、観察者の顔前に配置されることになる。鼻受部４０は、枠部１０２を構成する一方のフレーム１０７の正面部１０７ａにおいて、ねじ止めによって固定されている。なお、以上のように図１を参照して示す外観は、一例であり、例えばねじ止めによって固定される機構等の光学的機構として直接関与しない箇所等については、適宜設計を変更することが可能である。

図２等に示すように、第１表示装置１００Ａは、投影用の光学系である投射透視装置７０と、映像光を形成する画像表示装置８０とを備えると見ることができる。投射透視装置７０は、画像表示装置８０によって形成された画像を虚像として観察者の眼に投射する役割を有する。投射透視装置７０は、第１光学部材１０１ａ又は導光装置２０と、結像用の投射レンズ３０とを備える。第１光学部材１０１ａ又は導光装置２０は、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０とで構成されている。なお、第１像形成本体部１０５ａは、画像表示装置８０と投射レンズ３０とで構成される。また、詳しくは後述するが、レンズ群で構成される投射レンズ３０は、鏡筒部３９によって収納されるとともに、鏡筒部３９の端部３９ｔにおいて、嵌合により導光装置２０と精度よく位置決めされた状態で固定されている。

画像表示装置８０は、透過型の空間光変調装置である映像表示素子（映像素子）８２のほか、後に詳述するが、映像表示素子８２へ照明光を射出するバックライトである照明装置（不図示）や、映像表示素子８２等の動作を制御する駆動制御部（不図示）を有する。映像表示素子８２は、映像素子ケース８６に収納されており、映像素子ケース８６を介して結像用の投射レンズ３０を収納する鏡筒部３９に組付けされている。言い換えると、鏡筒部３９は、映像表示素子８２から導光装置２０までの間に配置される連結部材となっており、その鏡筒部３９は、導光装置２０に連結されて導光装置２０のうち導光部材１０を部分的に覆いつつ導光装置２０と投射レンズ３０とを連結する連結部材となっている。

導光装置２０は、既述のように、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０とで構成されている。導光部材１０は、プリズム型の導光装置２０の一部であり、一体の部材であるが、光射出側の第１導光部分１１と光入射側の第２導光部分１２とに分けて捉えることができる。光透過部材５０は、導光部材１０の透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）であり、導光部材１０と一体的に固定され１つの導光装置２０となっている。上記のような構成を有する導光装置２０のうち、光源側（根元側）に位置する先端部１２ｊが鏡筒部３９の端部３９ｔに嵌合することで、投射レンズ３０に精度よく位置決め固定されている。

ここで、例えば図３（Ａ）〜３（Ｃ）や図４等に示すように、導光装置２０を構成する光学面のうち、表側（外側）の露出面である第１露出面２０ａや裏側（内側）の露出面である第２露出面２０ｂは、外部にさらされ、かつ、シースルーの機能に影響する部分である。このため、これらの露出面２０ａ，２０ｂは、埃や塵、或いは皮脂の汚れ等が付着しないこと、あるいは付着しても容易に拭き取れるようになっていることが望ましい。なお、図示のように、第１露出面２０ａは、導光部材１０の光学面のうち第３面Ｓ１３と、光透過部材５０の光学面である第３透過面Ｓ５３とで構成され、第２露出面２０ｂは、導光部材１０の光学面のうち第３面Ｓ１１及び第４面Ｓ１４と、光透過部材５０の光学面のうち第１透過面Ｓ５１とで構成されている。例えば、第１露出面２０ａや第２露出面２０ｂのうち鼻受部４０に近い側の平坦な部分等は、比較的拭きやすい箇所であると考えられる。これに対して、第２露出面２０ｂのうち連結部材である鏡筒部３９に近い部分は、埃や塵等の拭き取りの問題が生じやすいと考えられる。具体的には、図４に示すように、第２露出面２０ｂを構成する光学面のうち、投射レンズ３０等とともに鏡筒部３９（図２参照）を収納する外装部材１０５ｄに覆われる領域から覆われない領域にわたって配置される面である部分被覆光学面ＣＳは、第１露出面２０ａに比べて拭きにくく、このような面及びその周辺の取り扱いが非常に重要となる。図示の例では、第２露出面２０ｂのうち第４面Ｓ１４が部分被覆光学面ＣＳとなっている。さらに、本実施形態では、導光装置２０の導光部材１０と投射レンズ３０を覆う鏡筒部３９との間に防塵構造ＤＳを有するものとなっている。より具体的には後述するが、本実施形態では、防塵構造ＤＳが部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）の有効導光領域と接するシール部材ＳＰを有しており、部分被覆光学面ＣＳと鏡筒部３９との間をシールしている、すなわち鏡筒部３９の内部を密閉している。これにより、部分被覆光学面ＣＳの周辺における埃や塵等の問題を緩和している。具体的には、部分被覆光学面ＣＳの周辺のような部分では、埃や塵等が鏡筒部３９の内部に入り込んで取り除けなくなってしまうことが問題となるが、シール部材ＳＰによってこのような問題を回避可能にしている。また、さらに後述するが、本実施形態では、部分被覆光学面ＣＳが、映像光の中間像の位置から離間した構成（中間像の位置から外れた構成）となっている。これにより、光学面である部分被覆光学面ＣＳ上において、埃や塵等が生じたりシール部材ＳＰが接したりしても映像光の導光への関与を低減させる構成としている。以上により、虚像表示装置１００は、広画角な画像を形成でき、かつ、映像光の導光の状態を良好に維持できる。

以下、図５を参照して、シール部材ＳＰすなわち防塵構造ＤＳを含む虚像表示装置１００に関して、光学的な構成を詳細に説明する。このための前提として、まず、第１像形成本体部１０５ａ（図１参照）を構成する画像表示装置８０と投射レンズ３０とについて詳細に説明する。

画像表示装置８０は、上述した映像表示素子８２の他に、映像表示素子８２に対して照明光を射出する照明装置８１と、照明装置８１及び映像表示素子８２の動作を制御する駆動制御部８４とを有する。

画像表示装置８０の照明装置８１は、赤、緑、及び青の３色を含む光を発生する光源や、この光源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を有する。映像表示素子（映像素子）８２は、例えば液晶表示デバイスで形成され、複数の画素で構成されており、照明装置８１からの照明光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。なお、図示を省略するが、駆動制御部８４は、照明装置８１に電力を供給して安定した輝度の照明光を射出させる光源駆動回路や、映像表示素子（映像素子）８２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映像光又は画像光を形成する液晶駆動回路で構成される。なお、液晶駆動回路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。

投射レンズ３０は、構成要素として、入射側光軸に沿って３つの光学素子（レンズ）３１〜３３を備える投射光学系であり、これらの光学素子３１〜３３を収納する鏡筒部３９によって支持されている。光学素子３１〜３３は、非軸対称な非球面（非軸対称非球面）と軸対称な非球面（軸対称非球面）との双方を含む非球面レンズであり、導光部材１０の一部と協働して導光部材１０の内部に映像表示素子８２の表示像に対応する中間像を形成する。なお、各レンズ（光学素子）３１〜３３のうち、第１レンズ３１の光の射出面であるレンズ面３１ａは、非軸対称非球面となっており、レンズ面３１ａ以外のレンズ面については、軸対称非球面となっている。

以下、導光装置２０等について詳細に説明する。上述のように、導光装置２０は、導光部材１０と光透過部材５０とで構成されている。このうち、導光部材１０は、平面視において、鼻に近い中央側（眼前側）の部分が直線状に延びている。導光部材１０のうち、鼻に近い中央側つまり光射出側に配置されている第１導光部分１１は、光学的な機能を有する側面として、第１面Ｓ１１と、第２面Ｓ１２と、第３面Ｓ１３とを有し、鼻から離れた周辺側つまり光入射側に配置されている第２導光部分１２は、光学的な機能を有する側面として、第４面Ｓ１４と、第５面Ｓ１５とを有する。このうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが連続的に隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが連続的に隣接する。また、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置され、第４面Ｓ１４と第５面Ｓ１５とは大きな角度を成して隣接している。さらに、ここでは、対向した配置となっている第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とが互いに略平行な平面形状となっている。一方、光学的な機能を有する他の面、すなわち第２面Ｓ１２、第４面Ｓ１４及び第５面Ｓ１５は、非軸対称な曲面（自由曲面）となっている。なお、既述のように、第３面Ｓ１３は、第１露出面２０ａを構成し、第３面Ｓ１１及び第４面Ｓ１４は、第２露出面２０ｂを構成している。

なお、導光装置２０において、導光部材１０は、光透過部材５０と接着層ＣＣを介して接合されており、導光部材１０及び光透過部材５０の接合面と、接着層ＣＣとで構成される部分を、接合部ＣＮとする。なお、導光装置２０は、導光部材１０及び光透過部材５０となるべき基材が接合部ＣＮで接合された上で、接合された基材をディップ処理によってコーティングされることで形成されている。つまり、導光部材１０のハードコート層２７は、光透過部材５０とともに導光装置２０全体に設けられている。

ここで、本実施形態では、上述のように、導光装置２０の導光部材１０を構成する光学面の１つである第４面Ｓ１４が、部分被覆光学面ＣＳとなっている。具体的には、連結部材である鏡筒部３９の端部３９ｔ（図２参照）によって覆われる第１領域Ｄ１から端部３９ｔに覆われない第２領域Ｄ２上にわたった範囲に第４面Ｓ１４が部分被覆光学面ＣＳとなって配置されている。さらに、本実施形態では、部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）上のうち、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２との境界に沿って延びるシール部材ＳＰを有する防塵構造ＤＳが設けられている。

なお、導光部材１０を構成する複数の面のうち、第１面Ｓ１１から第３面Ｓ１３までの面以外の面Ｓ１４，Ｓ１５については、少なくとも１つの自由曲面について、方向によって曲率の符号が異なっている点を少なくとも１つ含むものとなっている。これにより、映像光の導光を精密に制御しつつ、導光部材１０の小型化を可能にしている。

導光部材１０のうち本体１０ｓは、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されており、例えば金型内に熱可塑性樹脂を注入・固化させることにより成形する。なお、本体１０ｓの材料としては、例えばシクロオレフィンポリマー等を用いることができる。本体１０ｓは、一体形成品とされているが、導光部材１０は、既に説明したように機能的に第１導光部分１１と第２導光部分１２とに分けて考えることができる。第１導光部分１１は、映像光ＧＬの導波及び射出を可能にするとともに、外界光ＨＬの透視を可能にする。第２導光部分１２は、映像光ＧＬの入射及び導波を可能にする。

第１導光部分１１において、第１面Ｓ１１は、映像光ＧＬを第１導光部分１１外に射出させる屈折面として機能するとともに、映像光ＧＬを内面側で全反射させる全反射面として機能する。第１面Ｓ１１は、眼ＥＹの正面に配されるものであり、既述のように、平面形状を成している。なお、第１面Ｓ１１は、本体１０ｓの表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。

第２面Ｓ１２は、本体１０ｓの表面であり、当該表面にハーフミラー層１５が付随している。このハーフミラー層１５は、光透過性を有する反射膜（すなわち半透過反射膜）である。ハーフミラー層（半透過反射膜）１５は、第２面Ｓ１２の全体ではなく、第２面Ｓ１２を主にＹ軸に沿った鉛直方向に関して狭めた部分領域（図示省略）上に形成されている。ハーフミラー層１５は、本体１０ｓの下地面のうち部分領域ＰＡ上に、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１５の映像光ＧＬに対する反射率は、シースルーによる外界光ＨＬの観察を容易にする観点で、想定される映像光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１５の映像光ＧＬに対する反射率は、例えば２０％に設定され、映像光ＧＬに対する透過率は、例えば８０％に設定される。

第３面Ｓ１３は、映像光ＧＬを内面側で全反射させる全反射面として機能する。第３面Ｓ１３は、眼ＥＹの略正面に配されるものであり、第１面Ｓ１１と同様に、平面形状を成しており、かつ、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とが互いに平行な面であることにより、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とを通過させて外界光ＨＬを見たときに、視度が０になっており、特に、変倍も生じさせないものとなっている。なお、第３面Ｓ１３は、本体１０ｓの表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。

第２導光部分１２において、第４面Ｓ１４は、映像光ＧＬを内面側で全反射させる全反射面として機能する。第４面Ｓ１４は、映像光ＧＬを第２導光部分１２内に入射させる屈折面としても機能する。すなわち、第４面Ｓ１４は、外部から導光部材１０に映像光ＧＬを入射させる光入射面と、導光部材１０の内部において映像光ＧＬを伝搬させる反射面としての機能を兼用している。なお、第４面Ｓ１４は、本体１０ｓの表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。

第２導光部分１２において、第５面Ｓ１５は、本体１０ｓの表面上に無機材料で形成される光反射膜ＲＭを成膜することで形成され、反射面として機能する。

以上のように、本実施形態では、導光部材１０の内部において、映像表示素子８２からの映像光を、少なくとも２回の全反射を含む第１面Ｓ１１から第５面Ｓ１５までにおける５回の反射によって導光している。これにより、映像光ＧＬの表示と外界光ＨＬの視認させるシースルーとを両立させ、かつ、映像光ＧＬの収差の補正を行うことが可能になる。

光透過部材５０は、既述のように導光部材１０と一体的に固定され１つの導光装置２０となっており、導光部材１０の透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）である。光透過部材５０は、光学的な機能を有する側面として、第１透過面Ｓ５１と、第２透過面Ｓ５２と、第３透過面Ｓ５３とを有する。ここで、第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３との間に第２透過面Ｓ５２が配置されている。第１透過面Ｓ５１は、導光部材１０の第１面Ｓ１１を延長した面上にあり、第２透過面Ｓ５２は、当該第２面Ｓ１２に対して接着層ＣＣによって接合され一体化されている曲面であり、第３透過面Ｓ５３は、導光部材１０の第３面Ｓ１３を延長した面上にある。このうち第２透過面Ｓ５２と導光部材１０の第２面Ｓ１２とは、薄い接着層ＣＣを介しての接合によって一体化されるため、略同じ曲率の形状を有する。

光透過部材（補助光学ブロック）５０は、可視域で高い光透過性を示し、光透過部材５０の本体部分は、導光部材１０の本体１０ｓと略同一の屈折率を有する熱可塑性樹脂材料で形成されている。なお、光透過部材５０は、本体部分を導光部材１０の本体１０ｓに接合した後、接合された状態で本体１０ｓとともにハードコートによる成膜がなされて形成されるものである。つまり、光透過部材５０は、導光部材１０と同様、本体部分の表面にハードコート層２７が施されたものとなっている。第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３とは、本体部分の表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。

以上のような導光部材１０及び光透過部材５０で構成される導光装置２０と、投射レンズを収納するとともに連結部材として機能する鏡筒部３９との間に防塵構造ＤＳが設けられている。この防塵構造ＤＳは、樹脂製の材料で形成されたエラストマー等の弾性部材である。防塵構造ＤＳは、導光装置２０の第４面Ｓ１４である部分被覆光学面ＣＳの有効導光領域に対して接触する光学面接触部であるシール部材ＳＰと、鏡筒部３９の端部３９ｔの先端を構成する凸部ＴＰに対応した凹部形状の取付け溝部ＣＰとを有する。これにより、防塵構造ＤＳは、鏡筒部３９の端部３９ｔと導光部材１０の部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）との間の防塵或いは防水（防滴）を可能にしている。なお、詳しくは後述するが、防塵構造ＤＳによって防塵される箇所以外の防塵については、鏡筒部３９が導光装置２０と嵌合するための嵌合構造を有することにより達成される。

防塵構造ＤＳのうち、シール部材ＳＰは、第１領域Ｄ１と第２領域Ｄ２との境界に沿って延びており（図４参照）、映像光を導光する導光方向（Ｘ方向）に関しての幅ｗの値が、０．５ｍｍ以内となっている。

ここで、一般には、第４面Ｓ１４（部分被覆光学面ＣＳ）のように光学的に有効な主要面に物体を接触させることは好ましくないと考えられる。これに対して、本実施形態では、光学的に有効な面すなわち光学面である部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）から離間した箇所において映像光の中間像を形成させる構成となっている。言い換えると、部分被覆光学面ＣＳ上では、いわば焦点の合っていないボケた画像が形成されるようになっている。この状態において、上記のように、映像光を導光する導光方向に関しての幅ｗを０．５ｍｍ以内に抑えることで、画像の導光に際して劣化の要因となるものが発生することがあってもこれによる画像形成の影響を低減し、導光部材における映像光の導光の状態を良好に維持可能なものとしている。

なお、防塵構造ＤＳを構成するシール部材ＳＰが可変性のある弾性部材であることにより、第４面Ｓ１４（部分被覆光学面ＣＳ）が非軸対称な曲面すなわち自由曲面である場合にあっても、確実なシールを維持できる。

以下、図６を参照して、虚像表示装置１００における映像光ＧＬ等の光路について具体的に説明する。映像表示素子（映像素子）８２から射出された映像光ＧＬは、投射レンズ３０を構成する各レンズ３１〜３３を通過することによって、収束されつつ、所期の非点収差が与えられ導光部材１０に設けた正の屈折力を有する第４面Ｓ１４に入射する。なお、この非点収差は、導光部材１０の各面を経る間に相殺されるものとなっており、最終的に初期の状態で観察者の眼に向けて映像光が射出される。

導光部材１０の第４面Ｓ１４に入射してこれを通過した映像光ＧＬは、収束しつつ進み、第２導光部分１２を経由する際に、比較的弱い正の屈折力を有する第５面Ｓ１５で反射され、第４面Ｓ１４に内側から再度入射して反射される。

第２導光部分１２の第４面Ｓ１４で反射された映像光ＧＬは、第１導光部分１１において、実質的に屈折力を有しない第３面Ｓ１３に入射して全反射され、実質的に屈折力を有しない第１面Ｓ１１に入射して全反射される。

ここで、映像光ＧＬは、第３面Ｓ１３を経由する前後において、導光部材１０中に中間像を形成する。この中間像の像面ＩＩは、映像表示素子８２の像面ＯＩに対応するものである。なお、図示の中間像の像面ＩＩは、第３面Ｓ１３から第４面Ｓ１４までにかけての映像光の光路のうち、第４面Ｓ１４（部分被覆光学面ＣＳ）よりも第３面Ｓ１３に近い側
に形成され、すなわち、第４面Ｓ１４（部分被覆光学面ＣＳ）よりも内部に離間させた側から第４面Ｓ１４に対向する面である第３面Ｓ１３面側にかけての範囲において形成され、中間像の像面ＩＩが第４面Ｓ１４（部分被覆光学面ＣＳ）から離間している。これにより、防塵構造ＤＳのシール部材ＳＰが、映像光を導光する導光方向（Ｘ方向）に関しての幅ｗ（図５参照）にわたって第４面Ｓ１４（部分被覆光学面ＣＳ）に接していてもこれによる映像光の影響を十分抑えることができる。すなわち、多少のシール部材ＳＰによる多少の映像光の成分の吸収があったとしても、それによって視認される画像が暗くなったと感じさせない程度にすることができる。言い変えると、部分被覆光学面ＣＳのうち、第２領域Ｄ２に含まれる部分から導光装置２０の内部側に離間させ中間像の像面ＩＩが形成されており、映像光ＧＬの導光に際して劣化しないように中間像の像面ＩＩから部分被覆光学面ＣＳまでの距離を保っている。また、この場合、第１露出面２０ａを構成する第３面Ｓ１３は、比較的埃や汚れを除去しやすい（拭き取りやすい）位置に配置することが可能であり、中間像やその近くにおいて、埃や汚れがない状態に維持することができる。

図６に戻って、第１面Ｓ１１で全反射された映像光ＧＬは、第２面Ｓ１２に入射するが、特にハーフミラー層１５に入射した映像光ＧＬは、このハーフミラー層１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。なお、ハーフミラー層１５は、ここで反射される映像光ＧＬに対して比較的強い正の屈折力を有するものとして作用する。また、第１面Ｓ１１は、これを通過する映像光ＧＬに対して屈折力を有しないものとして作用する。

第１面Ｓ１１を通過した映像光ＧＬは、観察者の眼ＥＹの瞳又はその等価位置に略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての映像光ＧＬにより、映像表示素子（映像素子）８２上に形成された画像を観察することになる。

一方、外界光ＨＬのうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２よりも＋Ｘ側に入射するものは、第１導光部分１１の第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とを通過するが、この際、第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面となっていることで、収差等をほとんど生じない。つまり、観察者は、導光部材１０越しに歪みのない外界像を観察することになる。同様に、外界光ＨＬのうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２よりも−Ｘ側に入射するもの、つまり、光透過部材５０に入射したものは、これに設けた第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とを通過する際に、第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とが互いに略平行な平面となっていることで、収差等を生じない。つまり、観察者は、光透過部材５０越しに歪みのない外界像を観察することになる。さらに、外界光ＨＬのうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２に対応する光透過部材５０に入射するものは、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とを通過する際に、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とが互いに略平行な平面となっていることで、収差等をほとんど生じない。つまり、観察者は、光透過部材５０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。なお、導光部材１０の第２面Ｓ１２と光透過部材５０の第２透過面Ｓ５２とは、略同一の曲面形状をともに有し、略同一の屈折率をともに有し、両者の隙間が略同一の屈折率の接着層ＣＣで充填されている。つまり、導光部材１０の第２面Ｓ１２や光透過部材５０の第２透過面Ｓ５２は、外界光ＨＬに対して屈折面として作用しない。

ただし、ハーフミラー層１５に入射した外界光ＨＬは、このハーフミラー層１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されるので、ハーフミラー層１５に対応する方向からの外界光ＨＬは、ハーフミラー層１５の透過率に弱められる。その一方で、ハーフミラー層１５に対応する方向からは、映像光ＧＬが入射するので、観察者は、ハーフミラー層１５の方向に映像表示素子（映像素子）８２上に形成された画像とともに外界像を観察することになる。

導光部材１０内で伝搬されて第２面Ｓ１２に入射した映像光ＧＬのうち、ハーフミラー層１５で反射されなかったものは、光透過部材５０内に入射するが、光透過部材５０に設けた不図示の反射防止部によって導光部材１０に戻ることが防止される。つまり、第２面Ｓ１２を通過した映像光ＧＬが光路上に戻されて迷光となることが防止される。また、光透過部材５０側から入射してハーフミラー層１５で反射された外界光ＨＬは、光透過部材５０に戻されるが、光透過部材５０に設けた上述の不図示の反射防止部によって導光部材１０に射出されることが防止される。つまり、ハーフミラー層１５で反射された外界光ＨＬが光路上に戻されて迷光となることが防止される。

以下、図７を参照して、第１表示装置１００Ａのフレーム１０７への組付けについて説明する。第１像形成本体部１０５ａを構成する投射レンズ３０は、これを収納する鏡筒部３９に埋め込むように形成された取付部３９ｇを利用してフレーム１０７の側方端部６５ａに設けた第１固定部６１ｆに直接固定されている。このような固定の際、第１固定部６１ｆの裏面６８ｆと取付部３９ｇの上端面３９ｆ等とが当接してアライメントが達成され、孔６１ｓにネジ３９ｓをねじ込むことで着脱可能で確実な固定が可能になる。この際、フレーム１０７のボス孔（不図示）に鏡筒部３９に設けたボス３９ｘが嵌合して鏡筒部３９の回転が規制され回転に関する位置決めも行われる。一方、第１光学部材１０１ａである導光装置２０は、そのネック部に形成された取付部１０ｇを利用して、フレーム１０７の側方端部６５ａに設けた第２固定部６１ｅに直接固定されている。このような固定の際、第２固定部６１ｅの前側部分に設けた突当て面６８ｅと取付部１０ｇの裏面１０ｋとが当接してアライメントが達成され、ネジ孔６１ｕを介してネジ６１ｖをネジ孔１０ｕにねじ込むことで着脱可能で確実な固定が可能になる。

導光装置２０は、導光部材１０の第２導光部分１２側の先端部１２ｊが投射レンズ３０を収納する鏡筒部３９の前端側に設けられて開口する矩形枠状の係止部材である端部３９ｔに嵌合することで投射レンズ３０に対して位置決めされた状態で係止される。つまり、導光装置２０に設けた導光部材１０をフレーム１０７の第２固定部６１ｅに固定する際に、第２導光部分１２側の先端部１２ｊを鏡筒部３９の端部３９ｔ内に嵌合するように挿入する。この際、先端部１２ｊの側面１２ｍが端部３９ｔの内面３９ｍと当接してアライメントが達成される。鏡筒部３９は、以上のような嵌合構造を端部３９ｔ側に有することで、投射レンズ３０と導光装置２０とを連結させる連結部材として機能する。特に、この嵌合によって、投射レンズ３０と導光装置２０との間において、第４面Ｓ１４である部分被覆光学面ＣＳ以外の部分についての十分な防塵の効果を図ることを可能にしている。つまり、図５及び図６を参照して説明したように、部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）の周辺において、防塵構造ＤＳのシール部材ＳＰによって防塵が十分になされていれば、装置の光学系全体の防塵或いは防水を図ることが可能になる。なお、例えば導光装置２０の第１露出面２０ａと外装部材１０５ｄとの間について防塵をすることも可能である。しかし、上述のような構造の場合、この間に多少の塵等が侵入しても、第１露出面２０ａとの境界より外装部材１０５ｄによって保護される内部側の第５面Ｓ１５は、光反射膜ＲＭで構成されるため、部分被覆光学面ＣＳほどの問題は生じないと考えられる。従って、部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）の周辺を的確に防塵することがより重要である。

以上のように、本実施形態に係る虚像表示装置１００では、シースルー型の構成を有するものであって、導光装置２０の導光部材１０を構成する複数の光学面である第１面Ｓ１１等のうち、部分被覆光学面ＣＳである第４面Ｓ１４に関して、部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）から離間した箇所において中間像を形成させている。これにより、埃や汚れなどを除去しにくい箇所、あるいは除去不能な箇所である部分被覆光学面ＣＳ（第４面Ｓ１４）において、埃や汚れなどが発生しても、これによる画像への影響を低減可能とし、また、中間像を形成させる構成とすることで広画角な画像を表示できるものとなっている。さらに、部分被覆光学面ＣＳと連結部材である鏡筒部３９の端部３９ｔとの間において、防塵構造にシール部材ＳＰを設けることで、この間に埃や汚れが侵入し、画像の劣化を招くことを防止できる。また、シースルー型の構成において、その性能を維持できる。

〔その他〕
以上各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。

上記実施形態では、導光に寄与する光学面のうち、第４面Ｓ１４が、連結部材である鏡筒部３９の端部３９ｔに覆われる第１領域Ｄ１から第２領域Ｄ２上にわたって配置される部分被覆光学面ＣＳであるものとしているが、これに限らず、他の光学面が部分被覆光学面ＣＳであるものとする態様であってもよい。

上記の説明では、防塵構造ＤＳが弾性部材であるものとしているが、これに限らず、例えば、布状のものや、ブラシ状の部材等、防塵機能が確保できる種々の態様が可能である。

上記の説明では、投射レンズが有する非軸対称非球面を１面としているが、投射レンズが２面以上の非軸対称非球面を有するものとすることも可能である。

上記の説明では、ハーフミラー層（半透過反射膜）１５が横長の矩形領域に形成されるとしたが、ハーフミラー層１５の輪郭は用途その他の仕様に応じて適宜変更することができる。また、ハーフミラー層１５の透過率や反射率も用途その他に応じて変更することができる。

上記の説明では、映像表示素子８２における表示輝度の分布を特に調整していないが、位置によって輝度差が生じる場合等においては、表示輝度の分布を不均等に調整することができる。

上記の説明では、画像表示装置８０として、透過型の液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２を用いているが、画像表示装置８０としては、透過型の液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２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、液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２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。また、画像表示装置８０として、ＬＥＤアレイやＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などに代表される自発光型素子を用いることもできる。

上記実施形態では、透過型の液晶表示デバイス等からなる画像表示装置８０を用いているが、これに代えて走査型の画像表示装置を用いることもできる。

また、上記実施形態では、導光部材１０と補助光学ブロックである光透過部材５０とが装着者の眼ＥＹの前全体を覆うような構成となっているが、これに限らず、ハーフミラー層１５を有する曲面形状である第２面Ｓ１２を含んだ部分が眼ＥＹの一部のみを覆っている、すなわち眼前の一部を覆い、覆わない部分も存在する小型の構成としてもよい。

上記の説明では、一対の表示装置１００Ａ，１００Ｂを備える虚像表示装置１００について説明しているが、単一の表示装置とできる。つまり、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ投射透視装置７０及び画像表示装置８０を設けるのではなく、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ投射透視装置７０及び画像表示装置８０を設け、画像を片眼視する構成にしてもよい。

上記の説明では、ハーフミラー層１５が単なる半透過性の膜（例えば金属反射膜や誘電体多層膜）であるとしたが、ハーフミラー層１５は、平面又は曲面のホログラム素子に置き換えることができる。

上記の説明では、導光部材１０等が眼ＥＹの並ぶ横方向に延びているが、導光部材１０を縦方向に延びるように配置することもできる。この場合、導光部材１０は、直列的ではなく並列的に平行配置された構造を有することになる。

また、外部からの漏れ光による影響を低減するためにシボ加工を有するものとしてもよい。具体的には、図８に示すように、導光装置２０において、光学面である第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４との間を繋ぐ箇所である接続部ＣＴの表面にシボ加工を施すことができる。例えば図９に示すように、蛍光灯等の光源ＲＳからの外光が意図しない漏れ光ＦＬとなって導光装置２０に侵入した場合に、漏れ光ＦＬが接続部ＣＴのような光学面以外の面（すなわち非有効導光領域）において反射し、第３面Ｓ１３等の各光学面で反射して、観察者に視認されるものとなってしまう可能性がある。シースルーを確保する場合、このような外部からの光の侵入は、ある程度避けられないという事情がある。これに対して、図８に示すように、例えば接続部ＣＴといった映像光の導光に寄与しない箇所において必要に応じてシボ加工された面をシースルーへの影響を配慮した上で適宜施すことによって、映像光の導光を良好に維持しつつ、漏れ光ＦＬの影響を低減することができる。上記の実施形態では、導光装置２０の表面のうち、光学面すなわち光学的に有効な面である第４面Ｓ１４ｂに対しては、その有効導光領域上に防塵構造ＤＳを施している。一方、光学的に有効な面以外の面である接続部ＣＴの表面に対しては、その面上（すなわち非有効導光領域上）にシボ加工を施している。このように、導光装置２０の表面を構成する光学面や光学面以外の面上において付加や加工を行うことで、映像光の導光を良好にすることを可能としている。

１０…導光部材、 １０ｇ…取付部、 １０ｋ…裏面、 １０ｓ…本体、 １０ｕ…ネジ孔、 １１…導光部分、 １２…導光部分、 １２ｊ…先端部、 １２ｍ…側面、 １５…ハーフミラー層、 ２０…導光装置、 ２０ａ，２０ｂ…露出面、 ２７…ハードコート層、 ３０…投射レンズ、 ３１-３３…光学素子（レンズ）、 ３１ａ…レンズ面、 ３９…鏡筒部（連結部材）、 ３９ｆ…上端面、 ３９ｇ…取付部、 ３９ｍ…内面、 ３９ｔ…端部（嵌合構造）、 ３９ｘ…ボス、 ４０…鼻受部、 ５０…光透過部材、 ６１ｅ…固定部、 ６１ｆ…固定部、 ６１ｓ…孔、 ６１ｕ…ネジ孔、 ６１ｖ…ネジ、 ６５ａ…側方端部、 ６８ｅ…面、 ６８ｆ…裏面、 ７０…投射透視装置、 ８０…画像表示装置、 ８１…照明装置、 ８２…映像表示素子、 ８４…駆動制御部、 ８６…映像素子ケース、 １００…虚像表示装置、 １００Ａ，１００Ｂ…表示装置、 １０１ａ，１０１ｂ…光学部材、 １０２…枠部、 １０４…テンプル部、 １０５ａ，１０５ｂ…像形成本体部、 １０５ｄ…外装部材、 １０７…フレーム、 １０７ａ…正面部、 １０７ｂ，１０７ｃ…側面部、 １０８…樹脂部、 ＣＣ…接着層、 ＣＮ…接合部、 ＣＰ…溝部、 ＣＳ…部分被覆光学面、 Ｄ１…第１領域、 Ｄ２…第２領域、 ＤＳ…防塵構造、 ＥＹ…眼、 ＧＬ…映像光、 ＨＬ…外界光、 ＩＩ…中間像の像面、 ＯＩ…像面、 ＰＡ…部分領域、 ＲＭ…光反射膜、 Ｓ１１-Ｓ１５…面、 Ｓ５１-Ｓ５３…透過面、 ＳＰ…シール部材、 ＴＰ…凸部、 ｗ…幅

Claims (14)

1. 映像光を生じさせる映像素子と、
   複数の光学面を有し、内面で反射させることにより前記映像素子からの映像光を導光するとともに中間像を形成する導光部材と、
   前記映像素子から前記導光部材までの間に配置されて前記導光部材に連結されて前記導光部材を部分的に覆う連結部材と、
   を備える虚像表示装置であって、
   前記導光部材は、前記複数の光学面として前記連結部材に覆われる第１領域から前記連結部材に覆われない第２領域にわたる部分被覆光学面を含み、前記部分被覆光学面から外れた箇所において中間像が形成され、
   前記導光部材において、前記部分被覆光学面よりも内部に離間させた側から前記部分被覆光学面に対向する面側にかけての範囲において中間像が形成される、虚像表示装置。
2. 前記導光部材は、前記複数の光学面として４面以上の面を含み、前記複数の光学面のうち第１面と第３面とは、対向するように配置され、
   前記映像素子からの映像光は、前記第３面で全反射され、前記第１面で全反射され、第２面で反射された後、前記第１面を透過して、観察側に到達し、
   前記導光部材において、前記第１面と前記第３面とは、互いに略平行な平面であり、
   前記部分被覆光学面は、前記第３面に対向するように配置され、前記映像素子からの映像光を全反射して前記第３面へ導く第４面である、請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記導光部材において、前記第４面よりも前記第３面に近い側に中間像が形成される、請求項２に記載の虚像表示装置。
4. 映像光を生じさせる映像素子と、
   複数の光学面を有し、内面で反射させることにより前記映像素子からの映像光を導光するとともに中間像を形成する導光部材と、
   前記映像素子から前記導光部材までの間に配置されて前記導光部材に連結されて前記導光部材を部分的に覆う連結部材と、
   を備える虚像表示装置であって、
   前記導光部材は、前記複数の光学面として前記連結部材に覆われる第１領域から前記連結部材に覆われない第２領域にわたる部分被覆光学面を含み、前記部分被覆光学面から外れた箇所において中間像が形成され、
   前記導光部材は、前記複数の光学面として４面以上の面を含み、前記複数の光学面のうち第１面と第３面とは、対向するように配置され、
   前記映像素子からの映像光は、前記第３面で全反射され、前記第１面で全反射され、第２面で反射された後、前記第１面を透過して、観察側に到達し、
   前記導光部材において、前記第１面と前記第３面とは、互いに略平行な平面であり、
   前記部分被覆光学面は、前記第３面に対向するように配置され、前記映像素子からの映像光を全反射して前記第３面へ導く第４面である、虚像表示装置。
5. 前記導光部材において、前記第４面よりも前記第３面に近い側に中間像が形成される、請求項４に記載の虚像表示装置。
6. 前記導光部材と前記連結部材との間のうち、少なくとも前記部分被覆光学面と前記連結部材の端部との間に形成される防塵構造をさらに備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
7. 前記防塵構造は、前記部分被覆光学面のうち有効導光領域上に接して形成され、前記部分被覆光学面と前記連結部材との間をシールするシール部材を有する、請求項６に記載の虚像表示装置。
8. 前記シール部材は、前記第１領域と前記第２領域との境界に沿って延び、前記部分被覆光学面の前記有効導光領域上において映像光を導光する導光方向に関して０．５ｍｍ以内の幅で接する、請求項７に記載の虚像表示装置。
9. 前記防塵構造は、弾性部材である、請求項６から８までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
10. 前記導光部材は、有効導光領域以外の面上において、シボ加工された部分を有している、請求項１から９までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
11. 前記連結部材は、前記映像素子からの光を前記導光部材に向けて投射する投射レンズを収納する鏡筒部である、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
12. 前記鏡筒部は、前記導光部材と嵌合する嵌合構造を有する、請求項１１に記載の虚像表示装置。
13. 前記部分被覆光学面は、非軸対称な曲面である、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
14. 前記導光部材に貼り合せることで外界光と映像光とを重複して視認させる光透過部材をさらに備える、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。

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