JP7211170B2 - 表示モジュールおよび表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示モジュールおよび表示装置に関する。

近年、ヘッドマウントディスプレイやヘッドアップディスプレイのように、観察者の眼の前の空間に虚像を投影し、当該虚像を観察者に視認させる方式の表示装置が提供されている。

下記の特許文献１に、液晶パネルからなる映像素子と、映像素子を収納するケースと、映像素子からの光を投射する投射光学系と、投射光学系を収納する鏡筒と、投射光学系からの光を観察者の眼に導く導光装置と、を備えたヘッドマウントディスプレイが開示されている。このヘッドマウントディスプレイにおいては、映像素子が収納されたケースが鏡筒に固定されることにより、映像素子と投射光学系とが位置合わせされる。

特開２０１４－１８６２０１号公報

上記の特許文献１においては、１つの映像素子を鏡筒に固定する構造が開示されている。これに対し、例えばプロジェクターの分野においては、赤色光、緑色光、および青色光の各々を射出する複数の表示パネルと、複数の表示パネルから射出される複数の色光を合成する色合成素子と、を備えた表示モジュールが従来から知られている。

この種の表示モジュールにおいて、表示品質を確保するためには複数の表示パネル同士の精密な位置合わせが重要である。また、この種の表示モジュールをヘッドマウントディスプレイなどの表示装置に適用する場合、限られたサイズの筐体に表示モジュールを収容する必要性が高くなり、コンパクトな構成を有することが求められる。ところが、現状では、複数の表示パネル同士の位置合わせを行いやすく、かつ、コンパクトな構成を有する表示モジュールは提供されていなかった。

上記の課題を解決するために、本発明の一つの態様の表示モジュールは、表示モジュール本体と、前記表示モジュール本体に設けられたハウジングと、を備え、前記表示モジュール本体は、第１表示素子と、第２表示素子と、前記第１表示素子から射出された第１の光と前記第２表示素子から射出された第２の光とを合成するプリズムと、を有し、前記ハウジングは、前記第１表示素子を前記プリズムの第１面に対向させた状態で保持する第１フレームと、前記第２表示素子を前記プリズムの第２面に対向させた状態で保持する第２フレームと、を有し、前記第１フレームは、互いに対向する第１板部および第２板部と、前記第１板部と前記第２板部とを連結する第３板部と、を有し、前記第２フレームは、互いに対向する第４板部および第５板部と、前記第４板部と前記第５板部とを連結する第６板部と、を有し、前記第１フレームおよび前記第２フレームの少なくとも一方は、前記表示モジュール本体を支持部材に取り付けるための取り付け部を有し、前記第１フレームは、前記第１板部と前記第２板部との間に前記プリズムが位置し、前記第３板部が前記第１表示素子に当接するとともに前記第１面に対向した状態で、前記第１表示素子を保持し、前記第２フレームは、前記第４板部と前記第５板部との間に前記プリズムが位置し、前記第６板部が前記第２表示素子に当接するとともに前記第２面に対向した状態で、前記第２表示素子を保持する。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記第１フレームおよび前記第２フレームは、金属材料を含んで構成され、前記第１フレームと前記第１表示素子とは熱的に接続され、前記第２フレームと前記第２表示素子とは熱的に接続されていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記第１フレームの前記第１板部および前記第２板部に、前記プリズムの前記第１面の一部に当接することにより前記第１表示素子と前記第１面との距離を規定する段部が設けられ、前記第２フレームの前記第４板部および前記第５板部に、前記プリズムの前記第２面の一部に当接することにより前記第２表示素子と前記第２面との距離を規定する段部が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記表示モジュール本体は、第３表示素子をさらに有し、前記プリズムは、前記第１の光と前記第２の光と前記第３表示素子から射出された第３の光とを合成し、前記ハウジングは、前記第３表示素子を前記プリズムの第３面に対向させた状態で保持する第３フレームをさらに有し、前記第３フレームは、互いに対向する第７板部および第８板部と、前記第７板部と前記第８板部とを連結する第９板部と、を有し、前記第３フレームは、前記第７板部と前記第８板部との間に前記プリズムが位置し、前記第３板部が前記第３表示素子に当接するとともに前記第３面に対向した状態で、前記第３表示素子を保持してもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記第３フレームは、金属材料を含んで構成され、前記第３フレームと前記第３表示素子とは熱的に接続されていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記第３フレームの前記第７板部および前記第８板部に、前記プリズムの前記第３面の一部に当接することにより前記第３表示素子と前記第３面との距離を規定する段部が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記プリズムの前記第１面と前記第２面とは互いに対向し、前記第３面は前記第１面と前記第２面とに交差する方向に位置し、前記第７板部の一部と前記プリズムとが前記第１板部の一部および前記第４板部の一部を挟持する第１挟持部、または前記第８板部の一部と前記プリズムとが前記第２板部の一部および前記第５板部の一部を挟持する第２挟持部が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記第１挟持部または前記第２挟持部に、貫通孔が設けられ、前記貫通孔に、前記第１フレームと前記第３フレーム、および前記第２フレームと前記第３フレームとを連結する連結部材が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記第１挟持部または前記第２挟持部に、互いに嵌合することにより、前記第１フレームと前記第３フレーム、および前記第２フレームと前記第３フレームとを連結する嵌合部が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記取り付け部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームのそれぞれに設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示モジュールにおいて、前記取り付け部に、前記支持部材に対する前記表示モジュール本体の位置を調整するための位置調整機構が設けられていてもよい。

本発明の一つの態様の表示装置は、本発明の一つの態様の表示モジュールを備える。

第１実施形態の表示モジュールの斜視図である。 表示モジュールを支持部材に取り付けた状態を示す斜視図である。 表示モジュール本体の斜視図である。 表示モジュール本体に青色パネル用フレームを取り付ける前の状態を示す斜視図である。 表示モジュール本体に青色パネル用フレームを取り付けた後の状態を示す斜視図である。 表示モジュール本体に青色パネル用フレームおよび赤色パネル用フレームを取り付けた後の状態を示す斜視図である。 表示モジュール本体に緑色パネル用フレームを取り付ける前の状態を示す斜視図である。 表示モジュール本体に緑色パネル用フレームを取り付けた後の状態を示す斜視図である。 表示モジュール本体に固定用ピンを取り付ける前の状態を示す斜視図である。 表示モジュールを支持部材に取り付けた状態を示す正面図である。 位置調整機構の拡大図である。 第２実施形態の頭部装着型表示装置の概略構成図である。 図１０に示す表示装置の光学系を模式的に示す斜視図である。 図１１に示す光学系の光路を示す図である。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１～図１０を用いて説明する。
第１実施形態では、３枚の表示パネルとプリズムとを備えた表示モジュールの例を挙げて説明する。
以下の各図面においては各構成要素を見やすくするため、構成要素によって寸法の縮尺を異ならせて示すことがある。

図１は、第１実施形態の表示モジュール１０の斜視図である。
図１に示すように、表示モジュール１０は、表示モジュール本体１１と、表示モジュール本体１１に設けられたハウジング１２と、を備えている。

図２は、表示モジュール１０を表示装置のサブフレーム９０（支持部材）に取り付けた状態を示す斜視図である。
表示モジュール１０は、例えばヘッドマウントディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ等の表示装置に用いられる。表示モジュール１０が表示装置に実装される場合、図２に示すように、表示モジュール１０は、後述する第１取り付け部および第２取り付け部を介して、表示装置を構成する任意の支持部材に取り付けられる。本実施形態では、支持部材として、表示モジュール１０の後段の導光光学系を収容するサブフレーム９０が用いられているが、表示モジュール１０が固定される支持部材は特に限定されない。

図３は、表示モジュール本体１１の斜視図である。
図３に示すように、表示モジュール本体１１は、青色表示パネル１４Ｂ（第１表示素子）と、赤色表示パネル１４Ｒ（第２表示素子）と、緑色表示パネル１４Ｇ（第３表示素子）と、プリズム１５と、を有している。青色表示パネル１４Ｂは、青色光（第１の光）を射出する。赤色表示パネル１４Ｒは、赤色光（第２の光）を射出する。緑色表示パネル１４Ｇは、緑色光（第３の光）を射出する。プリズム１５は、青色表示パネル１４Ｂから射出された青色光と、赤色表示パネル１４Ｒから射出された赤色光と、緑色表示パネル１４Ｇから射出された緑色光と、を合成する。

青色表示パネル１４Ｂ、赤色表示パネル１４Ｒ、および緑色表示パネル１４Ｇは、射出光の色、すなわち表示色が互いに異なるが、構成が略同一である。したがって、以下では、これらの表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇを単に表示パネルと称し、表示パネル１４の構成について説明する。

表示パネル１４は、素子基板１６と、封止基板１７と、を有している。素子基板１６の第１面に、複数の有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子がマトリクス状に配列された形態で設けられている。複数の有機ＥＬ素子の各々は画素を構成し、複数の有機ＥＬ素子がマトリクス状に配列された領域が画像表示領域となる。各色の画像は、対応する素子基板１６上の各有機ＥＬ素子の発光／非発光が制御されることによって形成される。素子基板１６は、例えばシリコン等の半導体基板で構成されている。

封止基板１７は、素子基板１６の第１面に対向して設けられている。封止基板１７は、複数の有機ＥＬ素子を覆うことによって、複数の有機ＥＬ素子の形成領域に水分や塵埃等が浸入することを抑制する。封止基板１７は、例えばガラス等の透光性基板で構成されている。

プリズム１５は、４つの三角柱状プリズム１５１と、２つのダイクロイックミラー１５２，１５３と、を備える。プリズム１５は、４つの三角柱状プリズム１５１が互いに貼り合わせられた構成を有し、全体として略直方体状の形状を有する。２つのダイクロイックミラー１５２，１５３は、三角柱状プリズム１５１の貼り合わせ面にそれぞれ設けられている。プリズム１５の外形をなす直方体の６つの面のうち、青色表示パネル１４Ｂと対向する面を第１面１５ａとし、赤色表示パネル１４Ｒと対向する面を第２面１５ｂとし、緑色表示パネル１４Ｇと対向する面を第３面１５ｃとする。第１面１５ａと第２面１５ｂとは互いに対向し、第３面１５ｃと対向する面を第４面１５ｄとする。残りの２つの面をそれぞれ第５面１５ｅ、第６面１５ｆとする。

プリズム１５を第５面１５ｅまたは第６面１５ｆの法線方向から見たとき、２つのダイクロイックミラー１５２，１５３は、第５面１５ｅまたは第６面１５ｆにおいてＸ字状をなすように互いに交差して設けられている。第１ダイクロイックミラー１５２は、青色光を反射させ、緑色光および赤色光を透過させる特性を有する。第２ダイクロイックミラー１５３は、赤色光を反射させ、緑色光および青色光を透過させる特性を有する。

青色表示パネル１４Ｂから射出された青色光は、第１面１５ａからプリズム１５に入射する。赤色表示パネル１４Ｒから射出された赤色光は、第２面１５ｂからプリズム１５に入射する。緑色表示パネル１４Ｇから射出された緑色光は、第３面１５ｃからプリズム１５に入射する。プリズム１５に入射した青色光は、第１ダイクロイックミラー１５２で反射して第４面１５ｄに向かって進む。プリズム１５に入射した赤色光は、第２ダイクロイックミラー１５３で反射して第４面１５ｄに向かって進む。プリズム１５に入射した緑色光は、第１ダイクロイックミラー１５２および第２ダイクロイックミラー１５３を透過して第４面１５ｄに向かって進む。このように、プリズム１５は、青色表示パネル１４Ｂから射出された青色光と、赤色表示パネル１４Ｒから射出された赤色光と、緑色表示パネル１４Ｇから射出された緑色光と、を合成する。合成光は、プリズム１５の第４面１５ｄから射出される。

本実施形態において、各表示パネル１４は、封止基板１７がプリズム１５の各面に対向するように、光学接着剤（図示略）を介してプリズム１５に固定されている。したがって、青色表示パネル１４Ｂは、封止基板１７が光学接着剤を介してプリズム１５の第１面１５ａに当接するように設けられている。赤色表示パネル１４Ｒは、封止基板１７が光学接着剤を介してプリズム１５の第２面１５ｂに当接するように設けられている。緑色表示パネル１４Ｇは、封止基板１７が光学接着剤を介してプリズム１５の第３面１５ｃに当接するように設けられている。

有機ＥＬ素子から射出された光は、透光性を有していない素子基板１６からは射出されず、透光性を有する封止基板１７から射出されてプリズム１５に入射する。なお、各表示パネル１４は、必ずしも光学接着剤を介してプリズム１５の各面に当接していなくてもよく、光学接着剤を介することなくプリズム１５の各面に当接していてもよい。また、各表示パネル１４は、ハウジング１２に保持された状態でプリズム１５から離れて配置されていてもよい。すなわち、各表示パネル１４とプリズム１５の各面との間に隙間が設けられていてもよい。

各表示パネル１４において、素子基板１６は、素子基板１６の一方の端部がプリズム１５と対向せず、プリズム１５の外側にはみ出すように配置されている。素子基板１６のうち、プリズム１５と対向しない素子基板１６の端部の領域は、画像表示領域の外側にあたり、複数の画素を駆動するための回路、配線、外部接続端子等が設けられた領域である。また、外部接続端子に、駆動回路素子が実装されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）等の外部基板が接続されていてもよい。本実施形態では、素子基板１６の形状を長方形とし、素子基板１６の４辺のうち、一部がはみ出す側の２つの辺を第１辺１６ａとし、第１辺１６ａに直交する２つの辺を第２辺１６ｂとする。

青色表示パネル１４Ｂは、素子基板１６の一方の端部が合成光の光射出側（プリズム１５の第４面１５ｄの外側）にはみ出すように配置されている。赤色表示パネル１４Ｒは、青色表示パネル１４Ｂとは逆に、素子基板１６の一方の端部が合成光の光射出側と反対側（プリズム１５の第３面１５ｃの外側）にはみ出すように配置されている。緑色表示パネル１４Ｇは、素子基板１６の一方の端部が青色表示パネル１４Ｂの側（プリズム１５の第１面１５ａの外側）にはみ出すように配置されている。すなわち、表示モジュール本体１１を第５面１５ｅの側から見たとき、青色表示パネル１４Ｂはプリズム１５から左側にはみ出し、赤色表示パネル１４Ｒはプリズム１５から右側にはみ出し、緑色表示パネル１４Ｇはプリズム１５から上側にはみ出している。この配置によれば、プリズム１５の小型化を図ることができる。ただし、各表示パネル１４の配置は、この例に限定されることなく、適宜変更が可能である。

図１および図２に示すように、ハウジング１２は、青色パネル用フレーム１９Ｂ（第１フレーム）と、赤色パネル用フレーム１９Ｒ（第２フレーム）と、緑色パネル用フレーム１９Ｇ（第３フレーム）と、複数の固定用ピン２１（連結部材）と、を有する。青色パネル用フレーム１９Ｂは、青色表示パネル１４Ｂをプリズム１５の第１面１５ａに対向させた状態で保持する。赤色パネル用フレーム１９Ｒは、赤色表示パネル１４Ｒをプリズム１５の第２面１５ｂに対向させた状態で保持する。緑色パネル用フレーム１９Ｇは、緑色表示パネル１４Ｇをプリズム１５の第３面１５ｃに対向させた状態で保持する。

以下、各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇの詳細な構成を、表示モジュール１０の組み立て工程とともに説明する。
図４Ａは、表示モジュール本体１１に青色パネル用フレーム１９Ｂを取り付ける前の状態を示す斜視図である。図４Ｂは、表示モジュール本体１１に青色パネル用フレーム１９Ｂを取り付けた後の状態を示す斜視図である。
図５は、表示モジュール本体１１に青色パネル用フレーム１９Ｂおよび赤色パネル用フレーム１９Ｒを取り付けた後の状態を示す斜視図である。
図６Ａは、表示モジュール本体１１に緑色パネル用フレーム１９Ｇを取り付ける前の状態を示す斜視図である。図６Ｂは、表示モジュール本体１１に緑色パネル用フレーム１９Ｇを取り付けた後の状態を示す斜視図である。
図７は、表示モジュール本体１１に固定用ピン２１を取り付ける前の状態を示す斜視図である。

本実施形態の組み立て工程については、各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇを表示モジュール本体１１に取り付ける前に、青色表示パネル１４Ｂ、赤色表示パネル１４Ｒ、および緑色表示パネル１４Ｇのそれぞれを予めプリズム１５に仮固定しておく例を用いて説明する。

図４Ａに示すように、青色パネル用フレーム１９Ｂは、互いに対向する第１板部１９Ｂ１および第２板部１９Ｂ２と、第１板部１９Ｂ１と第２板部１９Ｂ２とを連結する第３板部１９Ｂ３と、第１取り付け部１９Ｂ０と、を有している。第１板部１９Ｂ１、第２板部１９Ｂ２、第３板部１９Ｂ３、および第１取り付け部１９Ｂ０は、一体の板材から構成されている。第１板部１９Ｂ１と第３板部１９Ｂ３は、略９０°の角度をなすように形成されている。第２板部１９Ｂ２と第３板部１９Ｂ３は、略９０°の角度をなすように形成されている。これにより、第１板部１９Ｂ１と第２板部１９Ｂ２と第３板部１９Ｂ３とに囲まれた空間に、プリズム１５が収容される。青色パネル用フレーム１９Ｂは、例えばアルミニウム、チタン、マグネシウム、およびこれらの合金等の金属材料、またはカーボンファイバーを含有したプラスチックから構成されている。

以下、第１板部１９Ｂ１と第２板部１９Ｂ２と第３板部１９Ｂ３とに囲まれ、プリズム１５が収容される空間を収容空間Ｓ１と称する。また、第１板部１９Ｂ１、第２板部１９Ｂ２、および第３板部１９Ｂ３の各面のうち、収容空間Ｓ１に面した側の面を第１面１９Ｂａと称し、第１面１９Ｂａと反対側の面を第２面１９Ｂｂと称する。

第１板部１９Ｂ１は、第１板部１９Ｂ１の第２面１９Ｂｂの法線方向から見た形状が台形をなしている。すなわち、第１板部１９Ｂ１の外形をなす台形の４つの辺のうち、第３板部１９Ｂ３に接続された側の第１辺１９ｂ１と対向する第２辺１９ｂ２は、第１辺１９ｂ１に対して斜めに延びている。残りの第３辺１９ｂ３および第４辺１９ｂ４は互いに平行であり、第１辺１９ｂ１に対して垂直に延びている。第２辺１９ｂ２と第３辺１９ｂ３とが鋭角に接する角部の近傍には、第１板部１９Ｂ１を板厚方向に貫通する貫通孔１９ｂ５が設けられている。

また、第１板部１９Ｂ１の第１面１９Ｂａには、収容空間Ｓ１の側に向けて張り出した段部１９ｂ６が設けられている。青色表示パネル１４Ｂの第２辺１６ｂの寸法Ｗ１は、第２辺１６ｂと平行なプリズム１５の一辺の寸法Ｗ２よりも短い。すなわち、Ｗ１＜Ｗ２である。したがって、プリズム１５の第１面１５ａのうち、青色表示パネル１４Ｂが接合された領域の両側の領域は、青色表示パネル１４Ｂから露出した露出部分となる。青色パネル用フレーム１９Ｂを表示モジュール本体１１に取り付けた状態において、段部１９ｂ６は、プリズム１５の第１面１５ａの露出部分に当接する。

また、第３板部１９Ｂ３の第１面１９Ｂａから段部１９ｂ６までの寸法Ｌ１は、青色表示パネル１４Ｂの厚さＴ１と略等しい。つまり、Ｌ１≒Ｔ１である。厳密に言えば、第３板部１９Ｂ３の第１面１９Ｂａから段部１９ｂ６までの寸法Ｌ１は、青色表示パネル１４Ｂの厚さＴ１と光学接着剤の厚さとを合計した厚さと等しい。

この場合、図４Ｂに示すように、段部１９ｂ６をプリズム１５の第１面１５ａの一部に当接させると、第３板部１９Ｂ３の第１面１９Ｂａは青色表示パネル１４Ｂと当接する。言い換えると、本実施形態の場合、第３板部１９Ｂ３の第１面１９Ｂａと青色表示パネル１４Ｂとが当接しているため、青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５の第１面１５ａとが当接することになる。すなわち、青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５の第１面１５ａとの距離はゼロとなる。

後述するように、青色表示パネル１４Ｂと第３板部１９Ｂ３とは熱伝導の観点から当接している必要があるが、青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５とは必ずしも当接していなくてもよく、青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５の第１面１５ａとの間に間隙があってもよい。青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５との間に間隙が設けられる場合、第３板部１９Ｂ３の第１面１９Ｂａから段部１９ｂ６までの寸法Ｌ１は、青色表示パネル１４Ｂの厚さＴ１と間隙の寸法とを足し合わせた寸法に等しく設定される。このようにして、段部１９ｂ６は、プリズム１５の第１面１５ａの一部に当接することによって、青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５の第１面１５ａとの距離を規定する。

図４Ａに示すように、第２板部１９Ｂ２は、第１板部１９Ｂ１と同一の構成を有している。第２板部１９Ｂ２は、第１板部１９Ｂ１が設けられた側と反対側の第３板部１９Ｂ３の端部に、第１板部１９Ｂ１とは対称に設けられている。そのため、第２板部１９Ｂ２の説明を省略する。

第１取り付け部１９Ｂ０は、第３板部１９Ｂ３の第２面１９Ｂｂの縁に沿って設けられている。第１取り付け部１９Ｂ０は、第３板部１９Ｂ３の第２面１９Ｂｂから突出した壁部から構成されている。第１取り付け部１９Ｂ０は、第３板部１９Ｂ３と一体の部材として構成されている。第１取り付け部１９Ｂ０には、第３板部１９Ｂ３の第２面１９Ｂｂに沿う方向に貫通する貫通孔１９ｂ７が設けられている。第１取り付け部１９Ｂ０は、表示モジュール本体１１を支持部材に取り付けるための部材として機能する。

図５に示すように、赤色パネル用フレーム１９Ｒは、互いに対向する第４板部１９Ｒ４および第５板部１９Ｒ５と、第４板部１９Ｒ４と第５板部１９Ｒ５とを連結する第６板部１９Ｒ６と、第２取り付け部１９Ｒ０と、を有している。また、第４板部１９Ｒ４および第５板部１９Ｒ５のそれぞれには、貫通孔１９ｒ５および段部１９ｒ６が設けられている。第２取り付け部１９Ｒ０には、貫通孔１９ｒ７が設けられている。このように、赤色パネル用フレーム１９Ｒは、青色パネル用フレーム１９Ｂと同一の構成を有している。したがって、赤色パネル用フレーム１９Ｒの各部の詳細な説明を省略する。

図６Ａに示すように、緑色パネル用フレーム１９Ｇは、互いに対向する第７板部１９Ｇ７および第８板部１９Ｇ８と、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８とを連結する第９板部１９Ｇ９と、を有している。緑色パネル用フレーム１９Ｇにおいては、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８と第９板部１９Ｇ９とに囲まれた空間Ｓ２に、表示モジュール本体１１が収容される。緑色パネル用フレーム１９Ｇは、青色パネル用フレーム１９Ｂと同様、例えばアルミニウム、チタン、マグネシウム、およびこれらの合金等の金属材料、またはカーボンファイバーを含有したプラスチックから構成されている。

以下、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８と第９板部１９Ｇ９とに囲まれ、表示モジュール本体１１が収容される空間を収容空間Ｓ２と称する。また、第７板部１９Ｇ７、第８板部１９Ｇ８および第９板部１９Ｇ９の各面のうち、収容空間Ｓ２に面した側の面を第１面１９Ｇａと称し、第１面１９Ｇａと反対側の面を第２面１９Ｇｂと称する。

第７板部１９Ｇ７は、第７板部１９Ｇ７の第２面１９Ｇｂの法線方向から見た形状が長方形をなしている。すなわち、第７板部１９Ｇ７の外形をなす長方形の４つの辺のうち、第９板部１９Ｇ９に接続された側の第１辺１９ｇ１と対向する第２辺１９ｇ２は、第１辺１９ｇ１に対して平行に延びている。第３辺１９ｇ３および第４辺１９ｇ４は互いに平行であり、第１辺１９ｇ１および第２辺１９ｇ２に対して垂直に延びている。第２辺１９ｇ２と第３辺１９ｇ３とが接する角部、および第２辺１９ｇ２と第４辺１９ｇ４とが接する角部の近傍には、第７板部１９Ｇ７を板厚方向に貫通する貫通孔１９ｇ５がそれぞれ設けられている。

また、第７板部１９Ｇ７の第１面１９Ｇａには、収容空間Ｓ２の側に向けて張り出した第１段部１９ｇ７が設けられている。第７板部１９Ｇ７の第１面１９Ｇａの法線方向から見て、第１段部１９ｇ７は、第７板部１９Ｇ７の第１辺１９ｇ１の側を底辺とし、第２辺１９ｇ２の側に頂角を有する二等辺三角形の形状に設けられている。第１段部１９ｇ７の形状をなす二等辺三角形の頂角α１は、表示モジュール本体１１に青色パネル用フレーム１９Ｂと赤色パネル用フレーム１９Ｒとを取り付けた際に、第１板部１９Ｂ１の第２辺１９ｂ２と第４板部１９Ｒ４の第２辺１９ｒ２とが作る二等辺三角形の頂角α２に一致する。この場合、第１段部１９ｇ７は、第１板部１９Ｂ１の端面と第４板部１９Ｒ４の端面とに当接する。ただし、頂角α１は、頂角α２に必ずしも一致していなくてもよく、頂角α２よりも小さくてもよい。その場合には、第１段部１９ｇ７は、第１板部１９Ｂ１の端面と第４板部１９Ｒ４の端面とに当接しない。

また、第７板部１９Ｇ７の第１面１９Ｇａには、第１段部１９ｇ７から収容空間Ｓ２の側に向けてさらに張り出した第２段部１９ｇ８が設けられている。第２段部１９ｇ８は、青色パネル用フレーム１９Ｂで説明した段部１９ｂ６と同様の構成、および同様の機能を有する。

すなわち、第９板部１９Ｇ９の第１面１９Ｇａから第２段部１９ｇ８までの寸法Ｌ３は、緑色表示パネル１４Ｇの厚さＴ２と略等しい。すなわち、Ｌ３≒Ｔ２である。厳密に言えば、第９板部１９Ｇ９の第１面１９Ｇａから第２段部１９ｇ８までの寸法Ｌ３は、緑色表示パネル１４Ｇの厚さＴ２と光学接着剤の厚さとを合計した厚さと等しい。

この場合、図６Ｂに示すように、第２段部１９ｇ８をプリズム１５の第３面１５ｃの一部に当接させると、第９板部１９Ｇ９の第１面１９Ｇａは緑色表示パネル１４Ｇと当接する。言い換えると、本実施形態の場合、第９板部１９Ｇ９の第１面１９Ｇａと緑色表示パネル１４Ｇとが当接しているため、緑色表示パネル１４Ｇとプリズム１５の第３面１５ｃとが当接することになる。すなわち、緑色表示パネル１４Ｇとプリズム１５の第３面１５ｃとの距離はゼロとなる。このように、第２段部１９ｇ８は、プリズム１５の第３面１５ｃの一部に当接することによって、緑色表示パネル１４Ｇとプリズム１５の第３面１５ｃとの距離を規定する。

第８板部１９Ｇ８は、第７板部１９Ｇ７と同一の構成を有する。第８板部１９Ｇ８は、第７板部１９Ｇ７が設けられた側と反対側の第９板部１９Ｇ９の端部に、第７板部１９Ｇ７とは対称に設けられている。そのため、第８板部１９Ｇ８の説明を省略する。

以下、表示モジュール１０の組み立て工程の一例を説明する。

（第１工程）
最初に、図３に示すように、光学接着剤を用いて、青色表示パネル１４Ｂ、赤色表示パネル１４Ｒ、および緑色表示パネル１４Ｇのそれぞれをプリズム１５に仮固定する。光学接着剤として、例えば紫外線硬化型の光学接着剤を用いることができる。この工程では、例えば任意のアライメントマーク等を用いてプリズム１５に対して各表示パネル１４を大まかに位置合わせする。また、光学接着剤を完全に硬化させないようにし、青色表示パネル１４Ｂ、赤色表示パネル１４Ｒ、および緑色表示パネル１４Ｇのそれぞれとプリズム１５との相対的位置を微調整できる状態にしておく。この工程により、表示モジュール本体１１が作製される。

（第２工程）
次に、図４Ａに示すように、表示モジュール本体１１に青色パネル用フレーム１９Ｂを取り付ける。このとき、図４Ｂに示すように、第１板部１９Ｂ１および第２板部１９Ｂ２の段部１９ｂ６がプリズム１５の第１面１５ａに当接する位置まで、表示モジュール本体１１に対して青色パネル用フレーム１９Ｂを押し込む。このとき、第１板部１９Ｂ１の段部１９ｂ６よりも先端側の部分は、プリズム１５の第５面１５ｅに当接するとともに、図示しない第２板部１９Ｂ２の段部よりも先端側の部分は、プリズム１５の第６面に当接し、第１板部１９Ｂ１と第２板部１９Ｂ２とは、プリズム１５を第５面１５ｅおよび第６面の外側から挟み込んだ状態となる。このように、第１板部１９Ｂ１および第２板部１９Ｂ２とプリズム１５との間には隙間がないため、青色パネル用フレーム１９Ｂは、第１板部１９Ｂ１と第２板部１９Ｂ２とが対向する方向にずれることはない。

さらに、第３板部１９Ｂ３が青色表示パネル１４Ｂに当接し、第３板部１９Ｂ３は、青色表示パネル１４Ｂをプリズム１５に向けて押し付ける状態となる。このようにして、青色パネル用フレーム１９Ｂは、第１板部１９Ｂ１と第２板部１９Ｂ２との間にプリズム１５が位置し、第３板部１９Ｂ３が青色表示パネル１４Ｂに当接するとともにプリズム１５の第１面１５ａに対向した状態で、青色表示パネル１４Ｂを保持する。このとき、青色パネル用フレーム１９Ｂと青色表示パネル１４Ｂとは、第３板部１９Ｂ３において熱的に接続される。

（第３工程）
次に、表示モジュール本体１１に赤色パネル用フレーム１９Ｒを取り付ける。この取り付け方法は、第２工程の青色パネル用フレーム１９Ｂの取り付け方法と同様である。すなわち、図５に示すように、第４板部１９Ｒ４および第５板部１９Ｒ５の段部１９ｒ６がプリズム１５の第２面１５ｂに当接する位置まで、青色パネル用フレーム１９Ｂとは逆の方向から、表示モジュール本体１１に対して赤色パネル用フレーム１９Ｒを押し込む。

このとき、第４板部１９Ｒ４の段部１９ｒ６よりも先端側の部分は、プリズム１５の第５面１５ｅに当接するとともに、第５板部１９Ｒ５の段部１９ｒ６よりも先端側の部分は、プリズム１５の第６面に当接し、第４板部１９Ｒ４と第５板部１９Ｒ５とは、プリズム１５を第５面１５ｅおよび第６面の外側から挟み込んだ状態となる。

さらに、第６板部１９Ｒ６が赤色表示パネル１４Ｒに当接し、第６板部１９Ｒ６は、赤色表示パネル１４Ｒをプリズム１５に向けて押し付ける状態となる。このようにして、赤色パネル用フレーム１９Ｒは、第４板部１９Ｒ４と第５板部１９Ｒ５との間にプリズム１５が位置し、第６板部１９Ｒ６が赤色表示パネル１４Ｒに当接するとともにプリズム１５の第２面１５ｂに対向した状態で、赤色表示パネル１４Ｒを保持する。このとき、赤色パネル用フレーム１９Ｒと赤色表示パネル１４Ｒとは、第６板部１９Ｒ６において熱的に接続される。

なお、表示モジュール本体１１に対して、青色パネル用フレーム１９Ｂと赤色パネル用フレーム１９Ｒを取り付ける順番については、特に限定されず、本実施形態と逆の順番であってもよい。

（第４工程）
次に、図６Ａに示すように、表示モジュール本体１１に緑色パネル用フレーム１９Ｇを取り付ける。このとき、図６Ｂに示すように、第７板部１９Ｇ７および第８板部１９Ｇ８の三角形状の第１段部１９ｇ７が青色パネル用フレーム１９Ｂの端面と赤色パネル用フレーム１９Ｒの端面とに当接するとともに、第２段部１９ｇ８がプリズム１５の第３面１５ｃの一部に当接する位置まで、表示モジュール本体１１に対して緑色パネル用フレーム１９Ｇを押し込む。

このとき、第７板部１９Ｇ７の第１段部１９ｇ７の外形をなす三角形よりも内側の部分は、プリズム１５の第５面１５ｅに当接するとともに、第８板部１９Ｇ８の第１段部１９ｇ７の外形をなす三角形よりも内側の部分は、プリズム１５の第６面に当接し、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８とは、プリズム１５を第５面１５ｅおよび第６面の外側から挟み込んだ状態となる。このように、第７板部１９Ｇ７および第８板部１９Ｇ８とプリズム１５との間には隙間がないため、緑色パネル用フレーム１９Ｇは、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８とが対向する方向にずれることはない。また、第７板部１９Ｇ７および第８板部１９Ｇ８の三角形状の第１段部１９ｇ７が青色パネル用フレーム１９Ｂの端面と赤色パネル用フレーム１９Ｒの端面とで形成される三角形状の凹部に嵌合するため、緑色パネル用フレーム１９Ｇは、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８とが対向する方向と直交する方向にずれることはない。

一方、第７板部１９Ｇ７の第１段部１９ｇ７の外形をなす三角形よりも外側の部分は、第７板部１９Ｇ７の法線方向から見て、青色パネル用フレーム１９Ｂの第１板部１９Ｂ１の一部、および赤色パネル用フレーム１９Ｒの第４板部１９Ｒ４の一部と重なった状態となる。これにより、第７板部１９Ｇ７の一部とプリズム１５とは、第１板部１９Ｂ１の一部および第４板部１９Ｒ４の一部を挟持し、図６Ｂに示すように、第１挟持部２３を構成する。

同様に、第８板部１９Ｇ８の第１段部１９ｇ７の外形をなす三角形よりも外側の部分は、第８板部１９Ｇ８の法線方向から見て、青色パネル用フレーム１９Ｂの第２板部１９Ｂ２の一部および赤色パネル用フレーム１９Ｒの第５板部１９Ｒ５の一部と重なった状態となる。これにより、第８板部１９Ｇ８の一部とプリズム１５とは、第２板部１９Ｂ２の一部および第５板部１９Ｒ５の一部を挟持し、図６Ｂに示すように、第２挟持部２４を構成する。このように、緑色パネル用フレーム１９Ｇは、青色パネル用フレーム１９Ｂと赤色パネル用フレーム１９Ｒとを保持する。

また、緑色パネル用フレーム１９Ｇは、第７板部１９Ｇ７と第８板部１９Ｇ８との間にプリズム１５が位置し、第９板部１９Ｇ９が緑色表示パネル１４Ｇに当接するとともにプリズム１５の第３面１５ｃに対向した状態で、緑色表示パネル１４Ｇを保持する。このとき、緑色パネル用フレーム１９Ｇと緑色表示パネル１４Ｇとは、第９板部１９Ｇ９において熱的に接続される。

（第５工程）
表示モジュール本体１１に緑色パネル用フレーム１９Ｇを取り付けた後、第１挟持部２３において、緑色パネル用フレーム１９Ｇの第７板部１９Ｇ７の貫通孔１９ｇ５と青色パネル用フレーム１９Ｂの第１板部１９Ｂ１の貫通孔１９ｂ５とは、同軸上に位置するように形成され、連続した一つの貫通孔となる。また、緑色パネル用フレーム１９Ｇの第８板部１９Ｇ８の貫通孔１９ｇ５と青色パネル用フレーム１９Ｂの第２板部１９Ｂ２の貫通孔１９ｂ５、緑色パネル用フレーム１９Ｇの第８板部１９Ｇ８の貫通孔１９ｇ５と赤色パネル用フレーム１９Ｒの第５板部１９Ｒ５の貫通孔のそれぞれについても、同軸上に位置するように形成され、連続した一つの貫通孔となる。

ここで、図７に示すように、第１挟持部２３に設けられ、緑色パネル用フレーム１９Ｇと青色パネル用フレーム１９Ｂとを貫通する貫通孔１９ｇｂ、および緑色パネル用フレーム１９Ｇと赤色パネル用フレーム１９Ｒとを貫通する貫通孔１９ｇｒのそれぞれに固定用ピン２１を挿入する。同様に、第２挟持部２４に設けられ、緑色パネル用フレーム１９Ｇと青色パネル用フレーム１９Ｂとを貫通する貫通孔、および緑色パネル用フレーム１９Ｇと赤色パネル用フレーム１９Ｒとを貫通する貫通孔のそれぞれに固定用ピン２１を挿入する。これにより、緑色パネル用フレーム１９Ｇと青色パネル用フレーム１９Ｂと赤色パネル用フレーム１９Ｒとの相対的な位置関係が固定され、ハウジング１２が構成される。

（第６工程）
次に、接着剤を用いて、表示モジュール本体１１にハウジング１２を固定する。このとき、プリズム１５の６つの面のうち、光の出入りがない第５面１５ｅと第６面１５ｆとに接着剤を塗布し、ハウジング１２を構成する各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇをプリズム１５に固定することが望ましい。ただし、接着剤を塗布する位置については、特に限定されない。

この工程終了後、表示モジュール本体１１とハウジング１２とが固定されるが、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇとプリズム１５の間に介在する光学接着剤は完全に硬化されていないため、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇと各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇとの間の寸法余裕の範囲内で各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇの位置を移動させることができる。

（第７工程）
次に、青色表示パネル１４Ｂと赤色表示パネル１４Ｒと緑色表示パネル１４Ｇとの間の位置合わせを行う。この際には、例えば各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇに任意のアライメント用パターンを表示させ、プリズム１５の第４面１５ｄの側からカメラによって３つのアライメント用パターンの重なり具合を観察しながら、３つのアライメント用パターンの位置が画素レベルで一致するように、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇの位置を微調整すればよい。

（第８工程）
次に、光学接着剤を完全に硬化させることによって、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇとプリズム１５とを固定する。
以上の工程により、本実施形態の表示モジュール１０が完成する。

以下、表示モジュール１０を表示装置のサブフレーム９０（支持部材）に取り付けるための構成について説明する。
図２は、表示モジュール１０をサブフレーム９０に取り付けた状態を示す斜視図である。図８は、表示モジュール１０をサブフレーム９０に取り付けた状態を示す正面図である。図９は、位置調整機構２６の拡大図である。

図８および図９に示すように、表示モジュール１０は、上述の表示モジュール本体１１とハウジング１２とに加えて、位置調整機構２６をさらに備えている。位置調整機構２６は、サブフレーム９０に対する表示モジュール１０の位置を調整するために用いられる。

ここで、表示モジュール１０が取り付けられるサブフレーム９０の取り付け面９０ａを基準面としてＸＹ平面と表し、ＸＹ平面内で互いに直交する２つの方向をＸ方向およびＹ方向とし、ＸＹ平面に直交する方向をＺ方向とする。このとき、上記の位置調整機構２６の機能を具体的に説明すると、位置調整機構２６は、（１）表示モジュール１０のＸ方向およびＹ方向における位置、（２）表示モジュール１０のＸＹ平面内での回転、（３）ＸＹ平面に対する表示モジュール１０（プリズム１５の光射出面）の傾き、および（４）表示モジュール１０のＺ方向における位置、の４つの項目のそれぞれを調整する。

位置調整機構２６は、複数の貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７と、複数のピン２７と、複数のスリーブ２８と、を有している。

図２に示すように、表示モジュール１０は、青色パネル用フレーム１９Ｂの第１取り付け部１９Ｂ０および赤色パネル用フレーム１９Ｒの第２取り付け部１９Ｒ０を介して、表示装置のサブフレーム９０（支持部材）に取り付けられる。サブフレーム９０には、表示モジュール１０の後段の導光光学系（図示略）が固定されており、導光光学系の光軸がサブフレーム９０に対して位置合わせされている。表示モジュール１０には、表示モジュール１０をサブフレーム９０に取り付けるための複数の貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７が設けられている。具体的には、表示モジュール１０には、第１取り付け部１９Ｂ０に２個の貫通孔１９ｂ７が設けられ、第２取り付け部１９Ｒ０に２個の貫通孔１９ｒ７が設けられている。

複数のピン２７は、複数のピン２７の各々が複数の貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７の各々にそれぞれ対応する位置に設けられている。各ピン２７の一端は、サブフレーム９０に固定されている。具体的には、４本のピン２７がサブフレーム９０に固定されているが、第１取り付け部１９Ｂ０に設けられた１本のピン２７は精細なねじが形成された表面を有するピン２７Ａで構成され、残りの３本のピン２７はねじが形成されていない滑らかな表面を有するピン２７Ｂで構成されている。以下、ねじが形成されたピン２７を視度調整用ピン２７Ａと称し、ねじが形成されていないピン２７を取り付け用ピン２７Ｂと称する。

図１０に示すように、視度調整用ピン２７Ａの一端は、台座２９を介してサブフレーム９０に固定されている。視度調整用ピン２７Ａは、台座２９に保持されることによって、移動はできないが、回転はできるように構成されている。また、視度調整用ピン２７Ａの他端には、ドライバーが挿入可能な溝２７ｍが設けられている。これにより、視度調整用ピン２７Ａの溝２７ｍにドライバーを挿入して回転させると、視度調整用ピン２７Ａは移動することなく回転できる構成となっている。これに対し、図８に示す取り付け用ピン２７Ｂの一端は、サブフレーム９０に直接固定されている。

複数のスリーブ２８の各々は、複数のピン２７の各々に対応して設けられている。具体的には、各スリーブ２８は、各ピン２７の延在方向に沿って摺動可能に取り付けられている。また、４個のスリーブ２８のうち、視度調整用ピン２７Ａが挿通されたスリーブ２８Ａの内面には、視度調整用ピン２７Ａのねじに噛み合うねじが形成されている。これに対し、取り付け用ピン２７Ｂが挿通されたスリーブ２８Ｂの内面は、滑らかな面となっている。

図８に示すように、貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７の内径Ｄ１は、スリーブ２８の外径Ｄ２よりも大きい。すなわち、貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７とスリーブ２８との間には間隙が設けられている。後述する方法に従って表示モジュール１０の位置調整を行った後では、貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７とスリーブ２８との間の間隙に接着剤３１が充填され、スリーブ２８は表示モジュール１０に固定されている。これにより、表示モジュール１０は、スリーブ２８を介してピン２７に沿って移動できるように構成されている。

上記構成の表示モジュール１０の位置調整を行う方法について説明する。
（第１工程）
最初に、貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７とスリーブ２８との間の間隙に接着剤３１を充填しない状態としておく。この状態で、サブフレーム９０に取り付けられたピン２７およびスリーブ２８が貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７を通るように、サブフレーム９０の上方に表示モジュール１０を配置する。このとき、貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７とスリーブ２８との間には間隙があるため、間隙の範囲内でサブフレーム９０に対する表示モジュール１０の位置や傾きを調整することができる。これにより、上記の４つの項目のうち、（１）表示モジュール１０のＸ方向およびＹ方向における位置、（２）表示モジュール１０のＸＹ平面内での回転、（３）ＸＹ平面に対する表示モジュール１０の傾き、の３つの項目を調整することができる。

（第２工程）
次に、貫通孔１９ｂ７，１９ｒ７とスリーブ２８との間の間隙に接着剤３１を充填し、硬化させる。これにより、スリーブ２８は、表示モジュール１０に固定される。ここで、表示モジュール１０は、スリーブ２８とともにピン２７に沿って移動できるようになる。第２工程の終了後、表示モジュール１０の光軸とサブフレーム９０に固定された導光光学系の光軸とが一致する。表示モジュール１０から射出された光は、平行化されて導光光学系に入射する。

（第３工程）
次に、表示モジュール１０の焦点位置を調整し、視度の調整を行う。このとき、視度調整用ピン２７Ａの溝２７ｍにドライバーを挿入し、ドライバーによって視度調整用ピン２７Ａを回転させる。このとき、視度調整用ピン２７Ａおよびスリーブ２８Ａにねじが形成されているため、視度調整用ピン２７Ａの回転量に応じた距離だけスリーブ２８Ａが視度調整用ピン２７Ａに沿って移動する。また、取り付け用ピン２７Ｂの周囲のスリーブ２８Ｂも、この動きに連動して取り付け用ピン２７Ｂに沿って移動する。これにより、表示モジュール１０は、表示モジュール１０の光軸方向に移動する。このように、上記の項目（４）表示モジュール１０のＺ方向における位置の調整を行うことができる。

本実施形態の表示モジュール１０においては、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇを保持するフレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇが３つの板部から構成され、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇをプリズム１５に対して完全に固定する前の時点では、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇをフレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇに保持させた後であっても、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇの位置を微調整し、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇ間の精密な位置合わせを行うことができる。また、位置合わせを行う際に各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇがフレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇによって保持されているため、位置合わせ作業を行いやすい。

また、ハウジング１２は、３つの表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇの全体を一体に覆う部材ではなく、３枚の表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇのそれぞれを個別に保持する３つのフレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇが組み合わされた構成を有している。これにより、表示モジュール１０の小型化および軽量化を図ることができる。このように、本実施形態によれば、複数の表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇ間の位置合わせを行いやすく、かつ、コンパクトな構成を有する表示モジュール１０を提供することができる。

また、青色パネル用フレーム１９Ｂの第３板部１９Ｂ３が青色表示パネル１４Ｂと当接しているため、青色パネル用フレーム１９Ｂは、青色表示パネル１４Ｂを安定して保持できる。また、青色パネル用フレーム１９Ｂは熱伝導率が高い金属材料で構成され、青色表示パネル１４Ｂと熱的に接続されているため、青色表示パネル１４Ｂで発生した熱を青色パネル用フレーム１９Ｂに伝導させ、青色パネル用フレーム１９Ｂから外部に効率良く放出することができる。これにより、青色表示パネル１４Ｂの温度上昇が抑制されるため、青色表示パネル１４Ｂの発光効率向上および信頼性向上を図ることができる。この効果は、赤色表示パネル１４Ｒおよび緑色表示パネル１４Ｇについても同様である。

本実施形態では、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇと各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇとが直接当接している構成の例を挙げたが、この構成に代えて、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇと各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇとが熱伝導性接着剤を介して接合されていてもよい。この構成であっても、上記と同様の効果が得られる。すなわち、各表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇと各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇとは、熱的に接続されていることが望ましい。

また、青色パネル用フレーム１９Ｂにおいて、互いに対向する第１板部１９Ｂ１および第２板部１９Ｂ２に、プリズム１５の第１面１５ａに当接する段部１９ｂ６が設けられているため、青色パネル用フレーム１９Ｂは、青色表示パネル１４Ｂを安定して保持することができる。また、第３板部１９Ｂ３の第１面１９Ｂａから段部１９ｂ６までの寸法Ｌ１を適宜設定することによって、間隙がゼロの場合も含めて、青色表示パネル１４Ｂとプリズム１５との間の間隙を適切に管理することができる。この効果は、赤色表示パネル１４Ｒおよび緑色表示パネル１４Ｇについても同様である。

また、３つのフレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇのうち、緑色パネル用フレーム１９Ｇの一部とプリズム１５とが青色パネル用フレーム１９Ｂの一部および赤色パネル用フレーム１９Ｒの一部を挟持する第１挟持部２３および第２挟持部２４が設けられ、第１挟持部２３および第２挟持部２４に貫通孔１９ｇｂ，１９ｇｒが設けられ、貫通孔１９ｇｂ，１９ｇｒに固定用ピン２１が設けられているため、各フレーム１９Ｂ，１９Ｒ，１９Ｇ同士が確実に固定され、ハウジング１２の機械的強度を確保することができる。

また、表示モジュール１０が位置調整機構２６を備えているため、位置調整機構２６を用いて、サブフレーム９０に対する表示モジュール１０の光軸方向に沿った位置を適宜変更することができる。これにより、表示装置の使用者は、ドライバー等の簡単な工具を用いて視度を調整することができ、表示画像の視認性を高めることができる。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態について、図面を用いて説明する。
上記第１実施形態で説明した表示モジュールは、以下に説明する表示装置に用いられる。
図１０は、第２実施形態の頭部装着型表示装置１０００の説明図である。図１１は、図１０に示す虚像表示部１０１０の光学系の構成を模式的に示す斜視図である。図１２は、図１１に示す光学系の光路を示す説明図である。

図１０に示すように、頭部装着型表示装置１０００（画像表示装置）は、シースルー型のアイグラスディスプレイとして構成されており、テンプル１１１１，１１１２を左右に備えたフレーム１１１０を有している。頭部装着型表示装置１０００において、虚像表示部１０１０は、フレーム１１１０に支持されており、虚像表示部１０１０から射出された画像を使用者に虚像として認識させる。本実施形態において、頭部装着型表示装置１０００は、虚像表示部１０１０として、左眼用表示部１１０１と、右眼用表示部１１０２とを備えている。左眼用表示部１１０１と右眼用表示部１１０２とは同一の構成をもって左右対称に配置されている。

以下の説明では、左眼用表示部１１０１を中心に説明し、右眼用表示部１１０２については説明を省略する。
図１１および図１２に示すように、頭部装着型表示装置１０００において、左眼用表示部１１０１は、画像表示モジュール１と、画像表示モジュール１から射出された合成光Ｌｂを射出部１０５８に導く導光光学系１０３０と、を有している。画像表示モジュール１と導光光学系１０３０との間には、投射レンズ系１０７０が配置されており、画像表示モジュール１から射出された合成光Ｌｂは、投射レンズ系１０７０を介して導光光学系１０３０に入射する。投射レンズ系１０７０は、正のパワーを有する１つのコリメートレンズによって構成されている。

画像表示モジュール１は、プリズム１５と、プリズム１５の４つの面のうち、３つの面に対向して設けられた３つの表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇと、を備えている。表示パネル１４Ｂ，１４Ｒ，１４Ｇは、例えば有機ＥＬパネルから構成されている。

赤色表示パネル１４Ｒから射出された画像光は、プリズム１５に第１波長域の第１画像光ＬＲとして入射する。青色表示パネル１４Ｂから射出された画像光は、プリズム１５に第２波長域の第２画像光ＬＢとして入射する。緑色表示パネル１４Ｇから射出された画像光は、プリズム１５に第３波長域の第３画像光ＬＧとして入射する。プリズム１５から、第１画像光ＬＲと第２画像光ＬＢと第３画像光ＬＧとが合成された合成光Ｌｂが射出される。

本実施形態において、第１波長域は、例えば６２０ｎｍ～７５０ｎｍであり、赤色表示パネル１４Ｒは、赤色の第１画像光ＬＲを射出する。第２波長域は、例えば４５０ｎｍ～４９５ｎｍであり、青色表示パネル１４Ｂは、青色の第２画像光ＬＢを射出する。第３波長域は、例えば４９５ｎｍ～５７０ｎｍであり、緑色表示パネル１４Ｇは、緑色の第３画像光ＬＧを射出する。本実施形態において、第１画像光ＬＲ、第２画像光ＬＢ、および第３画像光ＬＧは、偏光特性を持たない光である。

導光光学系１０３０は、合成光Ｌｂが入射する透光性の入射部１０４０と、一方端１０５１側が入射部１０４０に接続された透光性の導光部１０５０と、を備えている。本実施形態において、入射部１０４０と導光部１０５０とは、一体の透光性部材で構成されている。

入射部１０４０は、画像表示モジュール１から射出された合成光Ｌｂが入射する入射面１０４１と、入射面１０４１から入射した合成光Ｌｂを入射面１０４１との間で反射する反射面１０４２と、を備えている。入射面１０４１は、平面、非球面、または自由曲面等からなり、投射レンズ系１０７０を介して画像表示モジュール１と対向している。投射レンズ系１０７０は、入射面１０４１の端部１４１２との間隔が入射面１０４１の端部１４１１との間隔より広くなるように斜めに配置されている。入射面１０４１には反射膜が形成されていないが、臨界角以上の入射角で入射した光を全反射する。したがって、入射面１０４１は、光透過性および光反射性を備えている。反射面１０４２は、入射面１０４１と対向する面からなり、端部１４２２が入射面１０４１の端部１４２１よりも入射面１０４１から離間するように斜めに配置されている。したがって、入射部１０４０は、略三角形状の形状を有している。反射面１０４２は、平面、非球面、または自由曲面等からなる。反射面１０４２は、アルミニウム、銀、マグネシウム、クロム等を主成分とする反射性の金属層が形成された構成を有する。

導光部１０５０は、一方端１０５１から他方端１０５２側に向けて延在する第１面１０５６（第１反射面）と、第１面１０５６に平行に対向して一方端１０５１側から他方端１０５２側に向けて延在する第２面１０５７（第２反射面）と、第２面１０５７の入射部１０４０から離間する部分に設けられた射出部１０５８と、を備えている。第１面１０５６と入射部１０４０の反射面１０４２とは、斜面１０４３を介して繋がっている。第１面１０５６と第２面１０５７との厚さは、入射部１０４０より薄い。第１面１０５６および第２面１０５７は、導光部１０５０と外界（空気）との屈折率差に基づいて、臨界角以上の入射角で入射した光を全反射する。このため、第１面１０５６および第２面１０５７には反射膜が形成されていない。

射出部１０５８は、導光部１０５０の厚さ方向の第２面１０５７側の一部に構成されている。射出部１０５８では、第２面１０５７に対する法線方向に対して斜めに傾いた複数の部分反射面１０５５が互いに平行に配置されている。射出部１０５８は、第２面１０５７のうち、複数の部分反射面１０５５に重なる部分であり、導光部１０５０の延在方向において所定の幅を有する領域である。複数の部分反射面１０５５はそれぞれ誘電体多層膜から構成されている。また、複数の部分反射面１０５５のうちの少なくとも１つは、誘電体多層膜と、アルミニウム、銀、マグネシウム、クロム等主成分とする反射性の金属層（薄膜）との複合層であってもよい。部分反射面１０５５が金属層を含んでいる場合、部分反射面１０５５の反射率を高める効果、もしくは、部分反射面１０５５の透過率および反射率の入射角依存性や偏光依存性を適正化できるという効果がある。なお、射出部１０５８については、回折格子やホログラム等の光学素子が設けられた態様であってもよい。

上記構成の頭部装着型表示装置１０００において、入射部１０４０から入射した平行光からなる合成光Ｌｂは、入射面１０４１で屈折し、反射面１０４２に向かう。次に、合成光Ｌｂは、反射面１０４２で反射されて再び入射面１０４１に向かう。その際、合成光Ｌｂは、入射面１０４１に臨界角以上の入射角で入射するため、入射面１０４１で導光部１０５０に向けて反射され、導光部１０５０に向かう。なお、入射部１０４０では、平行光である合成光Ｌｂが入射面１０４１に入射する構成になっているが、入射面１０４１および反射面１０４２を自由曲面等によって構成し、非平行光である合成光Ｌｂが入射面１０４１に入射した後、反射面１０４２と入射面１０４１との間で反射する間に平行光に変換される構成を採用してもよい。

導光部１０５０においては、合成光Ｌｂが第１面１０５６と第２面１０５７との間で反射して進行する。部分反射面１０５５に入射した合成光Ｌｂの一部は、部分反射面１０５５で反射して射出部１０５８から観察者の眼Ｅに向けて射出される。また、部分反射面１０５５に入射した合成光Ｌｂの残りは、部分反射面１０５５を透過し、隣り合う次の部分反射面１０５５に入射する。このため、複数の部分反射面１０５５の各々において反射した合成光Ｌｂは、射出部１０５８から観察者の眼Ｅに向けて射出される。これにより、観察者は、虚像を認識することができる。

その際、外界から導光部１０５０に入射した光は、導光部１０５０に入射した後、部分反射面１０５５を透過して観察者の眼Ｅに到達する。このため、観察者は、画像表示モジュール１から射出されたカラー画像をみることができるとともに、外界の景色等をシースルーでみることができる。

第２実施形態の頭部装着型表示装置１０００は、第１実施形態の表示モジュールを備えているため、表示品質に優れる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば上記実施形態では、第１挟持部および第２挟持部において、緑色パネル用フレームと青色パネル用フレーム、緑色パネル用フレームと赤色パネル用フレームとを相互に連結するための構成として、上記実施形態では、貫通孔と固定用ピンとの組合せが用いられている。この構成に代えて、例えば緑色パネル用フレームに設けられた凹部と青色パネル用フレームに設けられた凸部、というように、互いに嵌合し合うことによって、緑色パネル用フレームと青色パネル用フレーム、緑色パネル用フレームと赤色パネル用フレームとを相互に連結する嵌合部が各フレームに設けられてもよい。

また、上記実施形態の表示モジュールとして、青色表示パネル、赤色表示パネルおよび緑色パネルからなる３つの表示素子とプリズムとを備えた構成の例を挙げたが、例えば青色光を発光する有機ＥＬ素子と赤色光を発光する有機ＥＬ素子とが１枚のパネルに設けられた第１表示素子と、緑色光を発光する有機ＥＬ素子が設けられた第２表示素子というように、表示モジュールは、２つの表示素子とプリズムとを備えた構成を有していてもよい。

また、上記実施形態においては、表示パネルが素子基板と封止基板との２枚の基板を有し、封止基板がプリズムに接合されている構成の例を挙げたが、この構成に代えて、表示パネルが封止基板を有しておらず、素子基板の有機ＥＬ素子が形成された側の面がプリズムに直接接合されていてもよい。

また、上記実施形態では、表示モジュールとして、プリズムと有機ＥＬパネルとを組み合わせた構成の例を挙げたが、表示素子は有機ＥＬパネルに限ることなく、無機ＥＬパネル、マイクロＬＥＤパネル等の自発光型パネルを用いてもよい。また、偏光特性を持たない画像光を射出する自発光型パネルに代えて、液晶パネル等の偏光特性を持つ画像光を射出する表示素子を用いてもよい。

その他、上記実施形態で例示した表示モジュールおよび表示装置の各構成要素の構成材料、数、配置、形状等の具体的構成は、適宜変更が可能である。

また、上記実施形態で説明した表示モジュールを備えた表示装置の例として、ヘッドマウントディスプレイの他、ヘッドアップディスプレイ等を挙げることができる。

１…画像表示モジュール、１０…表示モジュール、１１…表示モジュール本体、１２…ハウジング、１４Ｂ…青色表示パネル（第１表示素子）、１４Ｒ…赤色表示パネル（第２表示素子）、１４Ｇ…緑色表示パネル（第３表示素子）、１５…プリズム、１９Ｂ…青色パネル用フレーム（第１フレーム）、１９Ｒ…赤色パネル用フレーム（第２フレーム）、１９Ｇ…緑色パネル用フレーム（第３フレーム）、１９Ｂ０…第１取り付け部（取り付け部）、１９Ｒ０…第２取り付け部（取り付け部）、１９Ｂ１…第１板部、１９Ｂ２…第２板部、１９Ｂ３…第３板部、１９Ｒ４…第４板部、１９Ｒ５…第５板部、１９Ｒ６…第６板部、１９Ｇ７…第７板部、１９Ｇ８…第８板部、１９Ｇ９…第９板部、１９ｂ６，１９ｒ６…段部、１９ｇ７…第１段部、１９ｇ８…第２段部、１９ｇｂ，１９ｇｒ…貫通孔、２１…固定用ピン（連結部材）、２３…第１挟持部、２４…第２挟持部、２６…位置調整機構、１０００…頭部装着型表示装置（表示装置）。

Claims (12)

1. 表示モジュール本体と、
   前記表示モジュール本体に設けられたハウジングと、
   を備え、
   前記表示モジュール本体は、第１表示素子と、第２表示素子と、前記第１表示素子から射出された第１の光と前記第２表示素子から射出された第２の光とを合成するプリズムと、を有し、
   前記ハウジングは、前記第１表示素子を前記プリズムの第１面に対向させた状態で保持する第１フレームと、前記第２表示素子を前記プリズムの第２面に対向させた状態で保持する第２フレームと、を有し、
   前記第１フレームは、互いに対向する第１板部および第２板部と、前記第１板部と前記第２板部とを連結する第３板部と、を有し、
   前記第２フレームは、互いに対向する第４板部および第５板部と、前記第４板部と前記第５板部とを連結する第６板部と、を有し、
   前記第１フレームおよび前記第２フレームの少なくとも一方は、前記表示モジュール本体を支持部材に取り付けるための取り付け部を有し、
   前記第１フレームは、前記第１板部と前記第２板部との間に前記プリズムが位置し、前記第３板部が前記第１表示素子に当接するとともに前記第１面に対向した状態で、前記第１表示素子を保持し、
   前記第２フレームは、前記第４板部と前記第５板部との間に前記プリズムが位置し、前記第６板部が前記第２表示素子に当接するとともに前記第２面に対向した状態で、前記第２表示素子を保持する、表示モジュール。
2. 前記第１フレームおよび前記第２フレームは、金属材料を含んで構成され、
   前記第１フレームと前記第１表示素子とは熱的に接続され、前記第２フレームと前記第２表示素子とは熱的に接続されている、請求項１に記載の表示モジュール。
3. 前記第１フレームの前記第１板部および前記第２板部に、前記プリズムの前記第１面の一部に当接することにより前記第１表示素子と前記第１面との距離を規定する段部が設けられ、
   前記第２フレームの前記第４板部および前記第５板部に、前記プリズムの前記第２面の一部に当接することにより前記第２表示素子と前記第２面との距離を規定する段部が設けられた、請求項１または請求項２に記載の表示モジュール。
4. 前記表示モジュール本体は、第３表示素子をさらに有し、
   前記プリズムは、前記第１の光と前記第２の光と前記第３表示素子から射出された第３の光とを合成し、
   前記ハウジングは、前記第３表示素子を前記プリズムの第３面に対向させた状態で保持する第３フレームをさらに有し、
   前記第３フレームは、互いに対向する第７板部および第８板部と、前記第７板部と前記第８板部とを連結する第９板部と、を有し、
   前記第３フレームは、前記第７板部と前記第８板部との間に前記プリズムが位置し、前記第９板部が前記第３表示素子に当接するとともに前記第３面に対向した状態で、前記第３表示素子を保持する、請求項１から請求項３までのいずれか一項に記載の表示モジュール。
5. 前記第３フレームは、金属材料を含んで構成され、
   前記第３フレームと前記第３表示素子とは熱的に接続されている、請求項４に記載の表示モジュール。
6. 前記第３フレームの前記第７板部および前記第８板部に、前記プリズムの前記第３面の一部に当接することにより前記第３表示素子と前記第３面との距離を規定する段部が設けられた、請求項４または請求項５に記載の表示モジュール。
7. 前記プリズムの前記第１面と前記第２面とは互いに対向し、前記第３面は前記第１面と前記第２面とに交差する方向に位置し、
   前記第７板部の一部と前記プリズムとが前記第１板部の一部および前記第４板部の一部を挟持する第１挟持部、または前記第８板部の一部と前記プリズムとが前記第２板部の一部および前記第５板部の一部を挟持する第２挟持部が設けられた、請求項４から請求項６までのいずれか一項に記載の表示モジュール。
8. 前記第１挟持部または前記第２挟持部に、貫通孔が設けられ、
   前記貫通孔に、前記第１フレームと前記第３フレーム、および前記第２フレームと前記第３フレームとを連結する連結部材が設けられた、請求項７に記載の表示モジュール。
9. 前記第１挟持部または前記第２挟持部に、互いに嵌合することにより、前記第１フレームと前記第３フレーム、および前記第２フレームと前記第３フレームとを連結する嵌合部が設けられた、請求項７に記載の表示モジュール。
10. 前記取り付け部は、前記第１フレームおよび前記第２フレームのそれぞれに設けられた、請求項１から請求項９までのいずれか一項に記載の表示モジュール。
11. 前記取り付け部に、前記支持部材に対する前記表示モジュール本体の位置を調整するための位置調整機構が設けられた、請求項１から請求項１０までのいずれか一項に記載の表示モジュール。
12. 請求項１から請求項１１までのいずれか一項に記載の表示モジュールを備えた、表示装置。

Images