JPWO2018135193A1 - 光学装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、コントラスト及び解像度が高い光学装置、並びに、斯かる光学装置を備えた表示装置を提供することを目的とする。本発明の光学装置は、導光板（１２０）と、導光板（１２０）の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板（１２０）に入射された光が導光板（１２０）の内部で全反射されるように、導光板（１２０）に入射された光を偏向させる第１偏向手段（１３０）と、導光板（１２０）の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板（１２０）の内部を全反射により伝播した光を導光板（１２０）から出射させるように、導光板（１２０）の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段（１４０）を備えており、導光板（１２０）は、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板（５００）と、基板（５００）の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜（５１１）と、基板（５００）の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜（５１２）から成る。基板（５００）は樹脂材料とすることができる。

Description

本開示は、光学装置及び表示装置に関し、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）に用いられる表示装置、及び、斯かる表示装置に用いられる光学装置に関する。

近年、表示装置として、観察者の目の前に配置した光学装置に画像形成装置からの画像を表示させるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）が話題となっている。この光学装置を構成する導光板として、ガラス基板から成る基板上に反射型又は透過型のホログラム光学素子を配置した導光板が、例えば、特開２０１０−２０４３９７号公報から周知である。ガラス基板を用いた導光板では、良好なコントラストや解像度が得られる。ここで、ガラス基板として、通常、精密品質の面粗さを有する光学ガラス基板が用いられる。また、光学装置の軽量化のために、導光板を構成する基板としてアクリル樹脂等の樹脂基板を用いる光学装置が、例えば、特開２０１３−１０９３０１号公報から周知である。樹脂基板は表面に傷が付き易いという問題があるが、この問題を解決するハードコート層を形成する技術が、例えば、特開２００８−１５６６４８号公報から周知である。

特開２０１０−２０４３９７号公報 特開２０１３−１０９３０１号公報 特開２００８−１５６６４８号公報

ところで、樹脂基板を用いた導光板では、コントラストや解像度が低いという問題があった。然るに、この問題の原因については、従来、明確には判っていなかった。

従って、本開示の目的は、コントラスト及び解像度が高い光学装置、並びに、斯かる光学装置を備えた表示装置を提供することにある。より具体的には、軽量な樹脂基板を用いた導光板を備え、且つ、コントラスト及び解像度がガラス基板を用いた導光板を備えた場合と同等の光学装置、及び、斯かる光学装置を備えた表示装置を提供することにある。また、本開示の他の目的は、コントラスト及び解像度が高い光学装置、並びに、斯かる光学装置を備えた表示装置を安価に提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の光学装置は、
画像形成装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する導光板、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、並びに、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるように、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
導光板は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板、
基板の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜、及び、
基板の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜、
から成る。

上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る表示装置は、
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、
光学装置は、
画像形成装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する導光板、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、並びに、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるように、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
導光板は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板、
基板の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜、及び、
基板の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜、
から成る。

尚、「全反射」という用語は、内部全反射、あるいは、導光板内部における全反射を意味する。また、第２偏向手段によって、画像形成装置から出射された光に基づき虚像が形成される虚像形成領域が構成される。

上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る表示装置は、
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置、及び、上記の本開示の光学装置を備えている。

本開示の光学装置、あるいは、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置における光学装置において、基板の第１面には有機材料を含む第１平坦化膜が形成されており、基板の第２面には有機材料を含む第２平坦化膜が形成されているので、コントラスト及び解像度が高い光学装置、並びに、斯かる光学装置を備えた表示装置を提供することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１は、実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図２は、実施例１の表示装置における画像表示装置の別の概念図である。 図３は、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、それぞれ、実施例１の表示装置における光学装置（但し、右眼用）の模式的な正面図、及び、図４Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な断面図であり、図４Ｃは、実施例１の表示装置を左眼側からを眺めたときの表示装置（主に右眼用）の模式的な側面図である。 図５は、実施例１の表示装置における反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図である。 図６は、実施例２の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図７は、実施例４の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図８は、実施例５の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図９は、実施例６の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１０は、実施例７の表示装置における画像表示装置の概念図である。 図１１Ａは、実施例８の表示装置における光学装置及び調光装置の模式的な正面図であり、図１１Ｂは、図１１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った光学装置及び調光装置の模式的な断面図であり、図１１Ｃは、図１１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った光学装置及び調光装置の変形例の模式的な断面図である。 図１２は、図１１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿ったと同様の実施例８の表示装置における調光装置の模式的な断面図である。 図１３Ａは、実施例８の表示装置における動作前の調光装置の模式的な正面図であり、図１３Ｂは、動作中の調光装置の模式的な正面図である。 図１４Ａ及び図１４Ｂは、それぞれ、実施例９の表示装置を上方から眺めた模式図、及び、照度センサを制御する回路の模式図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ、実施例１０の表示装置を上方から眺めた模式図、及び、照度センサを制御する回路の模式図である。 図１６は、実施例１の表示装置の変形例を上方から眺めた模式図である。 図１７は、図１６に示した実施例１の表示装置の別の変形例における光学装置及び調光装置の模式的な正面図である。 図１８は、実施例１の表示装置の更に別の変形例における光学装置の概念図である。 図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃ、図１９Ｄ、図１９Ｅ及び図１９Ｆは、実施例１の表示装置の更に別の変形例における光学装置の概念図である。 図２０は、ガラス基板、樹脂基板及び実施例１の導光板の二乗平均平方根粗さＲｑの測定結果（測定装置：ＡＦＭ）を示す図である。 図２１Ａは、ガラス基板から構成された導光板（比較例１Ａ）、平坦化膜を設けない樹脂基板から構成された導光板（比較例１Ｂ）、及び、実施例１Ａの導光板（但し、第１平坦化膜及び第２平坦化膜の厚さは、それぞれ、１μｍ）のコントラストの測定結果を示す表であり、図２１Ｂは、コントラストの測定において使用した０．３ｌｐ／（画角１度）の白黒の市松模様を示す図である。 図２２Ａ及び図２２Ｂは、それぞれ、水平方向ＭＴＦを測定するための、縦線を水平方向に並べた白黒の縞模様を示す図、及び、垂直方向ＭＴＦを測定するための、横線を垂直方向に並べた白黒の縞模様を示す図である。 図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２３Ｃは、それぞれ、実施例２の導光板、ガラス基板及び樹脂基板の二乗平均平方根粗さＲｑの測定結果（測定装置：触針式プロファイラー）を示す図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の光学装置及び本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光学装置及び本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置、第１構造の光学装置及び第１構成の画像形成装置）
３．実施例２（実施例１の変形。粘着層の形成）
４．実施例３（実施例１の別の変形。平坦化膜への反射防止膜としての機能の付与）
５．実施例４（実施例１の別の変形。反射防止膜の形成）
６．実施例５（実施例１〜実施例４の変形。第１構造の光学装置及び第２構成の画像形成装置）
７．実施例６（実施例１〜実施例４の変形。第２構造の光学装置及び第１構成の画像形成装置）
８．実施例７（実施例１〜実施例６の変形。第２構造の光学装置及び第２構成の画像形成装置）
９．実施例８（実施例１〜実施例７の変形。調光装置付きの表示装置）
１０．実施例９（実施例８の変形）
１１．実施例１０（実施例８〜実施例９の変形）
１２．その他

〈本開示の光学装置及び本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置、全般に関する説明〉
本開示の光学装置及び本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置を構成する光学装置（以下、これらの光学装置を総称して、単に『本開示の光学装置等』と呼ぶ）において、基板は樹脂材料から成る形態とすることができる。そして、この場合、限定するものではないが、基板の主成分はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）である形態とすることができる。ＣＯＰは、シクロオレフィン類をモノマーとして合成されるポリマーであり、分子構造中に脂環構造を有するポリマーである。現在工業化されている主なＣＯＰは、シクロオレフィンの中でも反応性の高いノルボルネン誘導体をモノマーに用いており、水素化開環メタセシス重合型及びエチレンとの付加重合型がある。エチレンとの付加重合型は、シクロオレフィンコポリマー（ＣＯＣ）と呼ばれる場合もある。ＣＯＰは、構造中に極性部が無く、非晶質であるため、優れた耐湿性を有し、また、表面平滑性に優れた基板を得ることができる材料である。しかも、全光線透過率が９０％以上であり、アクリル樹脂並みの透明性を有し、透明性に優れている。但し、このような基板（材料）に限定するものではなく、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、ＡＳ樹脂、硬質塩化ビニル樹脂等に例示される樹脂材料から作製された基板から成る形態とすることができる。また、平面研磨のコストを抑えた安価なガラス材料から成る形態とすることもできる。

上記の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面のＲｑの値は、３ｎｍ以下であり、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面のＲｑの値は、３ｎｍ以下である形態とすることができる。尚、「Ｒｑ」は、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２０１３によって規定された二乗平均平方根粗さである。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上、好ましくは１．７×１０^-7ｍ以上であり、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上、好ましくは１．７×１０^-7ｍ以上である形態とすることができる。そして、この場合、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下であり、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下である形態とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面に対する、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面の平行度は、２／６０度以下、好ましくは１／６０度以下である形態とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像を含む基板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面に対する、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像を含む基板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面の平行度は、２／６０度以下、好ましくは１／６０度以下であることが、より好ましい。

ここで、導光板に入射された光が内部で全反射されるように光が進行する方向を、便宜上、「ｘ方向」と呼び、導光板の第１面、第２面を含む仮想平面内において、ｘ方向と直交する方向を「ｙ方向」と呼ぶ。また、画像形成装置の中心点から入射された光が導光板に入射する導光板の点を『入射点』と呼び、画像形成装置の中心点から入射された光が導光板の内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射される導光板の点を『出射点』と呼ぶ。入射点と出射点を結ぶ線分（１本の線分から構成される場合もあるし、偏向手段の数、配置位置に依っては２本以上の線分から構成される場合もある）を『線分Ｌ₀』と呼ぶ。更には、「第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域」を、便宜上、『導光領域』と呼び、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像を含む基板の領域、即ち、第１偏向手段の外側端部の正射影像に対応する部分から第２偏向手段の外側端部の正射影像に対応する部分までを含む基板の領域を、便宜上、『全導光領域』と呼ぶ。

以上に説明した本開示の光学装置等にあっては、導光領域に含まれる第１平坦化膜の部分及び第２平坦化膜の部分に対して各種の規定を設けているが、導光領域とは、より具体的には、導光板に入射された光が内部で全反射されるような基板の領域を指す。そして、基板の導光領域や全導光領域に含まれる第１平坦化膜の部分及び第２平坦化膜の部分が上述した各種の規定を満足することが好ましいが、場合によっては、上記の線分Ｌ₀に沿った（対応した）第１平坦化膜の部分（領域）及び第２平坦化膜の部分（領域）が上述した各種の規定を満足していてもよい。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、第１平坦化膜と第２平坦化膜とは、同じ材料から成り、且つ、同じ厚さを有する形態とすることができる。そして、これによって、基板に反りが発生することを確実に防止することができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、第１平坦化膜及び第２平坦化膜は、アクリル系材料を含む有機材料を主成分とする材料とすることができる。このように有機材料を主成分とする材料から構成することで、無機材料と異なり、例えば樹脂材料から成る基板が反った場合でも、第１平坦化膜及び第２平坦化膜に割れやクラックが発生することを防止することができる。また、アクリル系材料を用いることで、透明度を高くすることができる。尚、アクリル系材料でも、添加剤等を工夫することで、例えばＣＯＰから成る基板に対して高い密着性を維持することができる。具体的には、例えば、アクリル樹脂（有機材料）を主成分とし、添加剤としてシリカ（無機材料）を加えた材料（有機材料を主成分とするハイブリッド材料）から成るＵＶ硬化型のコート剤を用いることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、限定するものではないが、第１偏向手段及び第２偏向手段はホログラム回折格子から成る形態とすることができる。そして、この場合、ホログラム回折格子は、アクリル系材料及びウレタン系材料を含む形態とすることができる。尚、ホログラム回折格子が、アクリル系材料を含む有機材料から成ることで透明度を一層向上させることができるし、ウレタン系材料を含むことで第１平坦化膜や第２平坦化膜への密着性を一層向上させることができる。あるいは又、ホログラム回折格子、第１平坦化膜及び第２平坦化膜は、アクリル系材料を含む有機材料を主成分とする材料とすることができる。そして、これによって、平坦化膜と偏向手段との間の密着性の一層の向上を図ることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、基板の厚さは０．４ｍｍ乃至１０ｍｍである形態とすることができる。基板の厚さが０．４ｍｍ未満では、導光板の第１面と第２面との間での全反射回数が多くなり、コントラストやＭＴＦが低下する虞がある。また、基板の厚さが１０ｍｍを超えると基板の質量が増加し、表示装置を使用する観察者の負担が大きくなってしまう。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₁、第２平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₂、基板を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、コントラストやＭＴＦを高くするためには、ｎ₀＝ｎ₁＝ｎ₂とすることが理想的であるが、本発明者らの検討によれば、
｜ｎ₁−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
｜ｎ₂−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
を満足すれば十分であることが判った。あるいは又、第１平坦化膜基板を構成する材料の基板屈折率をｎ₁、第２平坦化膜基板を構成する材料の基板屈折率をｎ₂、基板を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、ｎ₁≧１．４８、ｎ₂≧１．４８、及び、ｎ₀≧１．４８を満足する形態とすることが好ましい。このように、屈折率の値が高いほど、光学設計マージンが広がるし、屈折率の値が１．４８以上の材料の選択幅は広い。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
導光板に入射される光に対する基板を構成する材料の光透過率は、基板を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、
導光板に入射される光に対する第１平坦化膜を構成する材料の光透過率は、第１平坦化膜を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、
導光板に入射される光に対する第２平坦化膜を構成する材料の光透過率は、第２平坦化膜を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上である形態とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１偏向手段と第１平坦化膜との間には、第１粘着層が形成されており、
第２偏向手段と第２平坦化膜との間には、第２粘着層が形成されている形態とすることができる。粘着層を形成することで、第１偏向手段と第１平坦化膜との間の密着性、第２偏向手段と第２平坦化膜との間の密着性のより一層の向上を図ることができる。粘着層を構成する材料として、具体的には、アクリル樹脂（アクリル酸エステル共重合物、メタクリル酸エステル共重合物）やエポキシ化合物を主成分とする粘着材料を挙げることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
導光板に入射される光の波長をλ₀、基板の屈折率をｎ₀、第１平坦化膜の屈折率をｎ₁（但し、ｎ₁＜ｎ₀）、第２平坦化膜の屈折率をｎ₂（但し、ｎ₂＜ｎ₀）としたとき、
第１平坦化膜の厚さは（ｎ₁・λ₀／４）であり、又は、
第２平坦化膜の厚さは（ｎ₂・λ₀／４）であり、又は、
第１平坦化膜の厚さは（ｎ₁・λ₀／４）であり、且つ、第２平坦化膜の厚さは（ｎ₂・λ₀／４）である形態とすることができる。第１平坦化膜及び第２平坦化膜の厚さをこのように規定することで、第１平坦化膜及び第２平坦化膜に反射防止膜としての機能を付与することができ、画像形成装置からの光の利用効率を増加させることができる。ここで、厚さの設計誤差は３％以内とすることが好ましい。即ち、
（ｎ₁・λ₀／４）×０．９７≦（第１平坦化膜の厚さ）≦（ｎ₁・λ₀／４）×１．０３
（ｎ₂・λ₀／４）×０．９７≦（第２平坦化膜の厚さ）≦（ｎ₂・λ₀／４）×１．０３
を満足することが好ましい。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示の光学装置等において、
第１偏向手段及び第２偏向手段は基板の第２面側に配設されており、
第１平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₁、導光板に入射される光の波長をλ₀としたとき、第１平坦化膜の外面上には、屈折率ｎ₃（但し、ｎ₃＜ｎ₁）を有し、且つ、（ｎ₃・λ₀／４）の厚さを有する反射防止層が形成されている形態とすることができる。この場合、第１平坦化膜の膜厚と反射防止層の膜厚の合計が、第２平坦化膜の膜厚と等しいことが、導光板の反り発生を抑制するといった観点から望ましい。あるいは又、
第１偏向手段及び第２偏向手段は基板の第１面側に配設されており、
第２平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₂、導光板に入射される光の波長をλ₀としたとき、第２平坦化膜の外面上には、屈折率ｎ₃（但し、ｎ₃＜ｎ₂）を有し、且つ、（ｎ₃・λ₀／４）の厚さを有する反射防止層が形成されている形態とすることができる。この場合、第２平坦化膜の膜厚と反射防止層の膜厚の合計が、第１平坦化膜の膜厚と等しいことが、導光板の反り発生を抑制するといった観点から望ましい。ここで、反射防止層を構成する材料として、具体的には、屈折率ｎ₃＝１．４９のＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂を主成分とするＵＶ硬化型のコート剤を挙げることができる。ここで、厚さの設計誤差は３％以内とすることが好ましい。即ち、
（ｎ₃・λ₀／４）×０．９７≦（第１平坦化膜の厚さ）≦（ｎ₃・λ₀／４）×１．０３
を満足することが好ましい。

本開示の光学装置等は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者の眼球（瞳）に対向する光学装置の部分を半透過（シースルー）とし、光学装置のこの部分を通して外景を眺めることができる。尚、本明細書において、「半透過」という用語を用いる場合があるが、入射する光の１／２（５０％）を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いている。

前述したとおり、第１偏向手段は、導光板に入射された光を回折し、第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を回折する構成とすることができる。そして、この場合、第１偏向手段及び第２偏向手段は、前述したとおり、ホログラム回折格子から成る形態とすることができ、更には、ホログラム回折格子は、反射型のホログラム回折格子から成り、あるいは又、透過型のホログラム回折格子から成り、あるいは又、一方の偏向手段は反射型のホログラム回折格子から成り、他方の偏向手段は透過型のホログラム回折格子から成る構成とすることができる。反射型のホログラム回折格子として、反射型体積ホログラム回折格子を挙げることができる。ホログラム回折格子から成る第１偏向手段を、便宜上、『第１回折格子部材』と呼び、ホログラム回折格子から成る第２偏向手段を、便宜上、『第２回折格子部材』と呼ぶ場合がある。また、このような構造の光学装置を、便宜上、『第１構造の光学装置』と呼ぶ。

本開示の表示装置等における画像表示装置によって、単色（例えば、緑色）の画像表示を行うことができる。そして、この場合、例えば、画角を例えば二分割（より具体的には、例えば二等分割）して、第１偏向手段は、二分割された画角群のそれぞれに対応する２つの回折格子部材が積層されて成る構成とすることができる。あるいは又、カラーの画像表示を行う場合、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、異なるＰ種類（例えば、Ｐ＝３であり、赤色、緑色、青色の３種類）の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折に対応させるために、ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。各回折格子層には１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されている。あるいは又、異なるＰ種類の波長帯域（あるいは、波長）を有するＰ種類の光の回折に対応するために、１層の回折格子層から成る第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材にＰ種類の干渉縞が形成されている構成とすることもできる。あるいは又、例えば、第１導光板に、赤色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させるホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、第２導光板に、緑色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させるホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、第３導光板に、青色の波長帯域（あるいは、波長）を有する光を回折させるホログラム回折格子から成る回折格子層から構成された回折格子部材を配し、これらの第１導光板、第２導光板及び第３導光板を隙間を開けて積層する構造を採用してもよい。あるいは又、画角を例えば三等分して、第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材を、各画角に対応する回折格子層が積層されて成る構成とすることができる。そして、これらの構成を採用することで、各波長帯域（あるいは、波長）を有する光が第１回折格子部材あるいは第２回折格子部材において回折されるときの回折効率の増加、回折受容角の増加、回折角の最適化を図ることができる。ホログラム回折格子が直接大気と接しないように、保護部材を配することが好ましい。後述する調光装置を構成する第１基板あるいは第２基板が保護部材を兼用していてもよい。

ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材を構成する材料として、前述したとおり、アクリル系材料及びウレタン系材料を含む材料、あるいは又、アクリル系材料を含む有機材料から成る材料、具体的には、フォトポリマー材料を挙げることができる。ホログラム回折格子から成る第１回折格子部材及び第２回折格子部材の構成材料や基本的な構造は、従来のホログラム回折格子の構成材料や構造と同じとすればよい。ホログラム回折格子とは、＋１次の回折光のみを回折するホログラム回折格子を意味する。回折格子部材には、その内部から表面に亙り干渉縞が形成されているが、係る干渉縞それ自体の形成方法は、従来の形成方法と同じとすればよい。具体的には、例えば、回折格子部材を構成する部材（例えば、フォトポリマー材料）に対して一方の側の第１の所定の方向から物体光を照射し、同時に、回折格子部材を構成する部材に対して他方の側の第２の所定の方向から参照光を照射し、物体光と参照光とによって形成される干渉縞を回折格子部材を構成する部材の内部に記録すればよい。第１の所定の方向、第２の所定の方向、物体光及び参照光の波長を適切に選択することで、回折格子部材の表面における干渉縞の所望のピッチ、干渉縞の所望の傾斜角（スラント角）を得ることができる。干渉縞の傾斜角とは、回折格子部材（あるいは回折格子層）の表面と干渉縞の成す角度を意味する。第１回折格子部材及び第２回折格子部材を、ホログラム回折格子から成るＰ層の回折格子層の積層構造から構成する場合、このような回折格子層の積層は、Ｐ層の回折格子層をそれぞれ別個に作製した後、Ｐ層の回折格子層を、例えば、紫外線硬化型接着剤を使用して積層（接着）すればよい。また、粘着性を有するフォトポリマー材料を用いて１層の回折格子層を作製した後、その上に順次粘着性を有するフォトポリマー材料を貼り付けて回折格子層を作製することで、Ｐ層の回折格子層を作製してもよい。

あるいは又、本開示の光学装置等において、第１偏向手段は、導光板に入射された光を偏向し、第２偏向手段は、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向するが、具体的には、第１偏向手段は反射鏡として機能し、第２偏向手段は半透過鏡として機能する構成とすることができる。このような構造の光学装置を、便宜上、『第２構造の光学装置』と呼ぶ。

このような第２構造の光学装置において、第１偏向手段は、例えば、合金を含む金属から構成され、導光板に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）や、導光板に入射された光を回折する回折格子（例えば、ホログラム回折格子膜）から構成することができる。あるいは又、第１偏向手段は、例えば、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体、ハーフミラー、偏光ビームスプリッターから構成することができる。また、第２偏向手段は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。そして、第１偏向手段や第２偏向手段は、基板の内部に配設されている（基板の内部に組み込まれている）が、第１偏向手段においては、導光板に入射された平行光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された平行光が反射又は回折される。一方、第２偏向手段においては、導光板の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射又は回折され、導光板から平行光の状態で出射される。

以上に説明した各種好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置（以下、『本開示の表示装置等』と呼ぶ場合がある）における画像表示装置において、画像形成装置は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する形態とすることができる。このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第１構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第１構成の画像形成装置として、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ素子等の発光素子から構成された画像形成装置を挙げることができるが、中でも、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置、あるいは、有機ＥＬ素子から構成された画像形成装置とすることが好ましい。空間光変調装置として、ライト・バルブ、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として発光素子を挙げることができる。更には、反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができる。光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。

あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の表示装置等における画像表示装置において、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第２構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第２構成の画像形成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。第２構成の画像形成装置における画素（仮想の画素）の数も、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。また、カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やガルバノ・ミラーを挙げることができる。

第１構造あるいは第２構造の光学装置を備えた画像表示装置における第１構成の画像形成装置あるいは第２構成の画像形成装置において、光学系（出射光を平行光とする光学系であり、『平行光出射光学系』と呼ぶ場合があり、具体的には、例えば、コリメート光学系やリレー光学系）にて複数の平行光とされた光を導光板に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が導光板へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段と第２偏向手段を介して導光板から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、例えば、平行光出射光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。平行光出射光学系は、画素の位置情報を光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。平行光出射光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを有する光学系を例示することができる。平行光出射光学系と導光板との間には、平行光出射光学系から不所望の光が出射されて導光板に入射しないように、開口部を有する遮光部を配置してもよい。

導光板は、導光板の軸線（長手方向、水平方向であり、Ｘ軸に該当する）と平行に延びる２つの平行面（第１面及び第２面）を有している。尚、導光板の幅方向（高さ方向、垂直方向）はＹ軸に該当し、導光板の厚さ方向はＺ軸に該当する。Ｘ軸とｘ方向とは平行である場合もあるし、Ｘ軸とは平行で無いｘ方向が存在する場合もある。同様に、Ｙ軸とｙ方向とは平行である場合もあるし、Ｙ軸とは平行で無いｙ方向が存在する場合もある。光が入射する導光板の面を導光板入射面、光が出射する導光板の面を導光板出射面としたとき、第１面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第２面によって導光板入射面及び導光板出射面が構成されていてもよいし、第１面によって導光板入射面が構成され、第２面によって導光板出射面が構成されていてもよいし、第２面によって導光板入射面が構成され、第１面によって導光板出射面が構成されていてもよい。回折格子部材の干渉縞は、概ねＹ軸と平行に延びるが、回折格子部材の配置状態によっては、概ねＹ軸と平行には延びない場合もあり得る。

本開示の表示装置等において、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域には、光学装置への外光の入射を遮光する遮光部材が配されている構成とすることができる。画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域に、光学装置への外光の入射を遮光する遮光部材を配することで、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域には外光が入射しないので、不所望の迷光等が発生し、表示装置における画像表示品質が低下するといったことが無い。尚、遮光部材の光学装置への射影像内に、画像形成装置から出射された光が入射される光学装置の領域が含まれる形態とすることが好ましい。

遮光部材は、光学装置の画像形成装置が配された側とは反対側に、光学装置と離間して配されている構成とすることができる。このような構成の表示装置にあっては、遮光部材を、例えば、不透明なプラスチック材料から作製すればよく、このような遮光部材は、画像表示装置の筐体から一体に延び、あるいは又、画像表示装置の筐体に取り付けられ、あるいは又、フレームから一体に延び、あるいは又、フレームに取り付けられている形態とすることができる。あるいは又、遮光部材は、画像形成装置が配された側とは反対側の光学装置の部分に配されている構成とすることができるし、遮光部材は、後述する調光装置に配されている構成とすることもできる。不透明な材料から成る遮光部材を、例えば、光学装置の面上に物理的気相成長法（ＰＶＤ法）や化学的気相成長法（ＣＶＤ法）に基づき形成してもよいし、印刷法等によって形成してもよいし、不透明な材料（プラスチック材料や金属材料、合金材料等）から成るフィルムやシート、箔を貼り合わせてもよい。遮光部材の光学装置への射影像内に、後述する調光装置の端部の光学装置への射影像が含まれる構成とすることが好ましい。

本開示の表示装置等において、フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部とから成る構成とすることができる。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をテンプル部に取り付ければよいし、導光板をフロント部に取り付ければよい。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置等の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含むフレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。更には、フロント部にノーズパッドが取り付けられている構成とすることができる。即ち、本開示の表示装置等の全体を眺めたとき、フレーム（リムを含む）及びノーズパッドの組立体は、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。

また、本開示の表示装置等にあっては、デザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、１つあるいは２つの画像形成装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路あるいは制御手段）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることもできる。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。また、フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることもできる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサーから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置（あるいは画像形成装置）に接続すればよく、更には、画像表示装置（あるいは画像形成装置）から延びる配線に含ませればよい。

本開示の表示装置等によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted Display）を構成することができる。そして、これによって、表示装置の軽量化、小型化を図ることができるし、表示装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となり、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。あるいは又、車両や航空機のコックピット等に備えられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に本開示の表示装置等を適用することができる。

本開示の光学装置等にあっては、外部から入射する外光の光量を調整する調光装置を更に備えていてもよい。ここで、光学装置は、調光装置の少なくとも一部分と重なっている。

調光装置は、
第１基板、
第１基板と対向する第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に設けられた第１透明電極、
第１基板と対向する第２基板の対向面に設けられた第２透明電極、及び、
第１透明電極と第２透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る形態とすることができる。尚、調光装置は、更に、第１透明電極の一部の上に形成された第１電極を備えていてもよく、この場合、第１電極は、直接、調光装置の遮光率を制御するための制御回路（調光装置・制御回路）に接続されていてもよいし、場合によっては、第１電極に接続された第１接続部が設けられ、第１接続部が調光装置・制御回路に接続されていてもよい。あるいは、第１電極を設けることなく、第１接続部と第１透明電極とが、直接、接続されてもよい。また、第２透明電極の一部と接する第２接続部が設けられ、第２接続部が調光装置・制御回路に接続されていてもよい。あるいは又、第２透明電極の一部の上に形成された第２電極を更に備えていてもよい。そして、第２電極は、直接、調光装置・制御回路に接続されていてもよいし、場合によっては、第２電極に接続された第２接続部が設けられ、第２接続部が調光装置・制御回路に接続されていてもよい。第１接続部は、第２基板と対向する第１基板の対向面に、接続部以外は第１透明電極と接しないように設ければよい。第２接続部は、第１基板と対向する第２基板の対向面に、接続部以外は第２透明電極と接しないように設ければよい。

調光装置・制御回路から、第１電極（場合によっては、第１接続部及び第１電極）を介して第１透明電極に電圧が印加され、第２接続部（場合によっては、第２接続部及び第２電極）を介して第２透明電極に電圧が印加される。第１透明電極の或る部位（便宜上、『部位−Ａ』と呼ぶ）と、この部位−Ａに対向した第２透明電極の部位（便宜上、『部位−Ｂ』と呼ぶ）との間の電位差に依存して、これらの部位−Ａと部位−Ｂによって挟まれた調光層の領域の遮光率が制御される。部位−Ａの電位は、第１電極と第１透明電極の部位−Ａとの間の距離に依存した電気抵抗値によって規定されるし、部位−Ｂの電位は、第２接続部（あるいは、第２電極）と第２透明電極の部位−Ｂとの間の距離に依存した電気抵抗値によって規定される。従って、第１電極の位置や長さ、第２接続部の第２透明電極に対する接続位置（あるいは、第２電極の位置や長さ）を、適宜、決定すればよい。

以上に説明した各種好ましい形態を含む本開示の表示装置において、光学装置は調光装置に取り付けられている形態とすることができる。尚、光学装置は、密着した状態で調光装置に取り付けられていてもよいし、隙間を開けた状態で調光装置に取り付けられていてもよい。

更には、以上に説明した各種好ましい形態を含む本開示の表示装置において、前述したとおり、フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部、及び、ノーズパッドを備えており；調光装置はフロント部に配設されている形態とすることができる。そして、この場合、フロント部はリムを有し；調光装置はリムに嵌め込まれている形態とすることができる。また、以上に説明した種々の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、観察者側から、光学装置、調光装置の順に配してもよいし、調光装置、光学装置の順に配してもよい。そして、調光装置の射影像内に第２偏向手段（虚像形成領域）が位置する形態とすることができる。更には、調光装置を構成する基板の一方によって、第２偏向手段、あるいは、第１偏向手段及び第２偏向手段は被覆されている形態とすることができる。また、調光装置の動作時、調光装置の動作時、例えば、第１透明電極には第２透明電極よりも高い電圧が印加される。

本開示の表示装置等にあっては、第１の所望の領域から第２の所望の領域に向かって調光装置の遮光率が変化させてもよく、この場合、遮光率は、徐々に変化してもよいし（即ち、連続的に変化してもよいし）、電極や接続部の配置状態、形状に依っては、階段状に変化する構成とすることもできるし、一定の値から連続的にあるいは階段状に変化する構成とすることもできる。即ち、調光装置を、色のグラデーションが付いた状態としてもよいし、段階的に色が変化する状態とすることもできるし、一定の色が付いた状態から連続的にあるいは段階的に色が変化する状態とすることもできる。遮光率は、第１電極及び第２接続部に印加する電圧によって制御することができる。第１透明電極と第２透明電極との間の電位差を制御してもよいし、第１電極に印加する電圧と第２接続部に印加する電圧とを独立に制御してもよい。遮光率の調整を行う場合、光学装置にテストパターンを表示してもよい。

本開示の表示装置等において、表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）を更に備えており；照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）を更に備えており；照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。これらの形態を組み合わせてもよい。

あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（便宜上、『透過光照度測定センサ』と呼ぶ場合がある）を更に備えており；第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を更に備えており；第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。尚、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）は、光学装置よりも観察者側に配置されている形態とすることが望ましい。第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。これらの形態を組み合わせてもよい。更には、これらの形態と、上記の照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき制御を行う形態とを組み合わせてもよい。

照度センサ（環境照度測定センサ、透過光照度測定センサ）は、周知の照度センサから構成すればよいし、照度センサの制御は周知の制御回路に基づき行えばよい。

調光装置の最高光透過率は５０％以上であり、調光装置の最低光透過率は３０％以下である構成とすることができる。尚、調光装置の最高光透過率の上限値として９９％を挙げることができるし、調光装置の最低光透過率の下限値として１％を挙げることができる。ここで、
（光透過率）＝１−（遮光率）
の関係にある。

調光装置にコネクタを取り付け（具体的には、第１電極や第２電極、第１接続部、第２接続部にコネクタを取り付け）、調光装置の遮光率を制御するための制御回路（調光装置・制御回路であり、例えば、画像形成装置を制御するための制御装置に含まれている）にこのコネクタ及び配線を介して調光装置を電気的に接続すればよい。

場合によっては、調光装置を通過する光は調光装置によって所望の色に着色される構成とすることができる。そして、この場合、調光装置によって着色される色は可変である形態とすることができるし、あるいは又、調光装置によって着色される色は固定である形態とすることができる。尚、前者の場合、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層する形態とすればよい。また、後者の場合、調光装置によって着色される色として、限定するものではないが、茶色を例示することができる。

調光装置を構成する基板の一方が光学装置の構成部材を兼ねる構成とすれば、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。尚、他方の基板は一方の基板よりも薄い構成とすることができる。

実施例１は、本開示の表示装置（具体的には、頭部装着型ディスプレイ，ＨＭＤ）に関し、具体的には、第１構造の光学装置、及び、第１構成の画像形成装置を備えた本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置に関する。実施例１の表示装置における画像表示装置の概念図を図１及び図２に示し、実施例１の表示装置を上方から眺めた模式図を図３に示す。また、実施例１の表示装置における光学装置及び調光装置（但し、右眼用）の模式的な正面図を図４Ａに示し、図４Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な断面図を図４Ｂに示し、左眼側から表示装置を眺めたときの表示装置（主に右眼用）の模式的な側面図を図４Ｃに示す。更には、実施例１の表示装置における反射型体積ホログラム回折格子の一部を拡大して示す模式的な断面図を図５に示す。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１０の表示装置は、
（Ａ）観察者の頭部に装着されるフレーム１０、及び、
（Ｂ）フレーム１０に取り付けられた画像表示装置１００，２００，３００，４００、を備えている。尚、実施例の表示装置は、具体的には、２つの画像表示装置を備えた両眼型としたが、１つ備えた片眼型としてもよい。また、画像形成装置１１１，２１１は、例えば、単色の画像を表示する。画像形成装置１１１，２１１から出射される光の波長λ₀を５２３ｎｍ（緑色）とした。

そして、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１０における画像表示装置１００，２００，３００，４００は、
（ａ）画像形成装置１１１，２１１、及び、
（ｂ）光学装置１２０，３２０、
を備えている。更には、実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例９における画像表示装置１００，２００，３００，４００にあっては、
（ｃ）画像形成装置１１１，２１１から出射された光を平行光とする光学系（平行光出射光学系）１１２，２５４、
を備えており、光学系１１２，２５４にて平行光とされた光束が光学装置１２０，３２０に入射され、導光され、出射される。光学装置は、画像形成装置１１１，２１１から出射された光に基づき虚像が形成される虚像形成領域を有する。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１０における光学装置１２０，３２０は、
（ｂ−１）画像形成装置１１１，２１１から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面１２２，３２２、及び、第１面１２２，３２２と対向する第２面１２３，３２３を有する導光板１２１，３２１、
（ｂ−２）導光板１２１，３２１の第１面１２２，３２２及び第２面１２３，３２３の少なくともいずれか一方に配設され、導光板１２１，３２１に入射された光が導光板１２１，３２１の内部で全反射されるように、導光板１２１，３２１に入射された光を偏向させる第１偏向手段１３０，３３０、並びに、
（ｂ−３）導光板１２１，３２１の第１面１２２，３２２及び第２面１２３，３２３の少なくともいずれか一方に配設され、導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を導光板１２１，３２１から出射させるように、導光板１２１，３２１の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段１４０，３４０、
を備えている。ここで、第２偏向手段１４０，３４０によって光学装置の虚像形成領域が構成される。光学装置１２０，３２０は、シースルー型（半透過型）である。

そして、導光板１２１，３２１は、
第１面５０１、及び、第１面５０１と対向する第２面５０２を有する基板５００、
基板５００の第１面５０１上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜５１１、及び、
基板５００の第２面５０２上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜５１２、
から成る。

実施例１あるいは後述する実施例２〜実施例１０において、導光板１２１，３２１は、導光板１２１，３２１の内部全反射による光伝播方向（Ｘ軸）と平行に延びる２つの平行面（第１面１２２，３２２及び第２面１２３，３２３）を有している。第１面１２２，３２２と第２面１２３，３２３とは対向している。そして、光入射面に相当する第１面１２２，３２２から平行光が入射され、内部を全反射により伝播した後、光出射面に相当する第１面１２２，３２２から出射される。但し、これに限定するものではなく、第２面１２３，３２３によって光入射面が構成され、第１面１２２，３２２によって光出射面が構成されていてもよい。また、第１偏向手段１３０，３３０は、導光板１２１，３２１の第２面１２３，３２３上に配設されており、第２偏向手段１４０，３４０も、導光板１２１，３２１の第２面１２３，３２３上に配設されている。

実施例１において、画像形成装置１１１は、第１構成の画像形成装置であり、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する。具体的には、図１に示すように、画像形成装置１１１は、反射型空間光変調装置１５０、及び、白色光を出射する発光ダイオードから成る光源１５３から構成されている。各画像形成装置１１１全体は、筐体１１３（図１では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体１１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介して光学系（平行光出射光学系，コリメート光学系）１１２から光が出射される。反射型空間光変調装置１５０は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳから成る液晶表示装置（ＬＣＤ）１５１、及び、光源１５３からの光の一部を反射して液晶表示装置１５１へと導き、且つ、液晶表示装置１５１によって反射された光の一部を通過させて光学系１１２へと導く偏光ビームスプリッター１５２から構成されている。液晶表示装置１５１は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル）を備えている。偏光ビームスプリッター１５２は、周知の構成、構造を有する。光源１５３から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する。偏光ビームスプリッター１５２において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、液晶表示装置１５１に入射し、液晶表示装置１５１の内部で反射され、液晶表示装置１５１から出射される。ここで、液晶表示装置１５１から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置１５１から出射され、偏光ビームスプリッター１５２に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２を通過し、光学系１１２へと導かれる。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター１５２において反射され、光源１５３に戻される。光学系１１２は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、光学系１１２における焦点距離の所（位置）に画像形成装置１１１（より具体的には、液晶表示装置１５１）が配置されている。

あるいは又、図２に示すように、画像形成装置１１１は、有機ＥＬ表示装置１５０’から構成されている。有機ＥＬ表示装置１５０’から出射され画像は、凸レンズ１１２を通過し、平行光となって、導光板１２１へと向かう。有機ＥＬ表示装置１５０’は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（有機ＥＬ素子）を備えている。

フレーム１０は、観察者の正面に配置されるフロント部１１と、フロント部１１の両端に蝶番１２を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１３と、各テンプル部１３の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）１４から成る。また、ノーズパッド（図示せず）が取り付けられている。即ち、フレーム１０及びノーズパッドの組立体は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。更には、各筐体１１３が、取付け部材１９によって、着脱自在にテンプル部１３に取り付けられている。フレーム１０は、金属又はプラスチックから作製されている。尚、各筐体１１３は、取付け部材１９によってテンプル部１３に着脱できないように取り付けられていてもよい。また、各筐体１１３を、テンプル部１３の内側に取り付けた状態を示しているが、テンプル部１３の外側に取り付けてもよい。

更には、一方の画像形成装置１１１Ａから延びる配線（信号線や電源線等）１５が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路、制御手段）１８に接続されている。更には、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂはヘッドホン部１６を備えており、各画像形成装置１１１Ａ，１１１Ｂから延びるヘッドホン部用配線１７が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部からヘッドホン部１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１７は、より具体的には、モダン部１４の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部１６やヘッドホン部用配線１７が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした表示装置とすることができる。

実施例１の光学装置において、基板５００は樹脂材料から成る。具体的には、基板５００の主成分はシクロオレフィンポリマー（ＣＯＰ）である。シクロオレフィンポリマーの屈折率ｎ₀は１．５３である。基板５００の厚さを１ｍｍとした。第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２はアクリル系材料を含む有機材料を主成分とする材料（具体的には、アクリル樹脂を主成分とし、添加剤としてシリカを加えた材料から成るＵＶ硬化型のコート剤）から成る。第１平坦化膜５１１を構成する材料の屈折率ｎ₁及び第２平坦化膜５１２を構成する材料の屈折率ｎ₂は１．５１である。第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２の厚さを１μｍとした。このように、第１平坦化膜５１１と第２平坦化膜５１２とは、同じ材料から成り、且つ、同じ厚さを有するし、ｎ₁≧１．４８、ｎ₂≧１．４８、及び、ｎ₀≧１．４８を満足している。

実施例１において、第１偏向手段（第１回折格子部材）１３０及び第２偏向手段（第２回折格子部材）１４０は、基板５００の第２面５０２上（観察者とは反対側の面上）に配設されている。そして、第１偏向手段１３０は、導光板１２１に入射された光を回折し、第２偏向手段１４０は、導光板１２１の内部を全反射により伝播した光を回折する。第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０はホログラム回折格子、より具体的には、反射型体積ホログラム回折格子から成る。ここで、ホログラム回折格子は、アクリル系材料及びウレタン系材料を含む。あるいは又、ホログラム回折格子、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２は、アクリル系材料を含む有機材料を主成分とする材料から成る。そして、実施例１あるいは後述する実施例２において、第１回折格子部材１３０及び第２回折格子部材１４０を、１層の回折格子層が積層されて成る構成としている。フォトポリマー材料から成る各回折格子層には、１種類の波長帯域（あるいは、波長）に対応する干渉縞が形成されており、従来の方法で作製されている。回折格子層（回折光学素子）に形成された干渉縞のピッチは一定であり、干渉縞は直線状であり、Ｙ軸に平行である。第１回折格子部材１３０及び第２回折格子部材１４０の軸線はＸ軸と平行であり、法線はＺ軸と平行である。

そして、第１回折格子部材１３０は、上述したとおり、基板５００の第２面５０２上に形成された第２平坦化膜５１２上に配設（接着）されており、導光板１２１の第１面１２２から導光板１２１に入射されたこの平行光が導光板１２１の内部で全反射されるように、導光板１２１に入射されたこの平行光を回折（具体的には、回折反射）する。更には、第２回折格子部材１４０も、上述したとおり、基板５００の第２面５０２上に形成された第２平坦化膜５１２上に配設（接着）されており、導光板１２１の内部を全反射により伝播したこの平行光を回折（具体的には、複数回、回折反射）し、導光板１２１から平行光のまま第１面１２２から出射する。

図５に反射型体積ホログラム回折格子の拡大した模式的な一部断面図を示す。反射型体積ホログラム回折格子には、傾斜角（スラント角）φを有する干渉縞が形成されている。ここで、傾斜角φとは、反射型体積ホログラム回折格子の表面と干渉縞の成す角度を指す。干渉縞は、反射型体積ホログラム回折格子の内部から表面に亙り、形成されている。干渉縞は、ブラッグ条件を満たしている。ここで、ブラッグ条件とは、以下の式（Ａ）を満足する条件を指す。式（Ａ）中、ｍは正の整数、λは波長、ｄは格子面のピッチ（干渉縞を含む仮想平面の法線方向の間隔）、Θは干渉縞へ入射する角度の余角を意味する。また、入射角ψにて回折格子部材に光が侵入した場合の、Θ、傾斜角φ、入射角ψの関係は、式（Ｂ）のとおりである。

ｍ・λ＝２・ｄ・ｓｉｎ（Θ） （Ａ）
Θ＝９０°−（φ＋ψ） （Ｂ）

そして、導光板１２１にあっては、平行光が内部を全反射により伝播した後、出射される。このとき、導光板１２１が薄く導光板１２１の内部を進行する光路が長いため、各画角によって第２回折格子部材１４０に至るまでの全反射回数は異なっている。より詳細に述べれば、導光板１２１に入射する平行光のうち、第２回折格子部材１４０に近づく方向の角度をもって入射する平行光の反射回数は、第２回折格子部材１４０から離れる方向の角度をもって導光板１２１に入射する平行光の反射回数よりも少ない。これは、第１回折格子部材１３０において回折される平行光であって、第２回折格子部材１４０に近づく方向の角度をもって導光板１２１に入射する平行光の方が、これと逆方向の角度をもって導光板１２１に入射する平行光よりも、導光板１２１の内部を伝播していく光が導光板１２１の内面と衝突するときの導光板１２１の法線と成す角度が小さくなるからである。また、第２回折格子部材１４０の内部に形成された干渉縞の形状と、第１回折格子部材１３０の内部に形成された干渉縞の形状とは、導光板１２１の軸線に垂直な仮想平面に対して対称な関係にある。

第１偏向手段１３０を構成するホログラム回折格子の厚さを３μｍ、第２偏向手段１４０を構成するホログラム回折格子の厚さを１μｍとした。また、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の平面形状を矩形とした。第１偏向手段１３０のＸ軸の沿った長さを５．０ｍｍとし、第２偏向手段１４０のＸ軸の沿った長さを２０．０ｍｍとし、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域である導光領域５０３のＸ軸の沿った長さを２５．０ｍｍとした。全導光領域５０４のＸ軸の沿った長さは（５．０＋２５．０＋２０．０）＝５０．０ｍｍである。ｘ方向はＸ軸と平行であるし、ｙ方向はＹ軸と平行である。尚、図４Ａにおいて、導光領域５０３を明示するために、導光領域５０３に斜線を付した。導光板１２１，３２１の入射点と出射点を結ぶ線分Ｌ₀（図４Ａ参照）は、１本の線分から構成されている。導光領域５０３あるいは全導光領域５０４に含まれる第１平坦化膜５１１の部分及び第２平坦化膜５１２の部分が上述した各種の規定を満足することが好ましいが、場合によっては、この線分Ｌ₀に沿った（対応した）第１平坦化膜５１１の部分（領域）及び第２平坦化膜５１２の部分（領域）が上述した各種の規定を満足していてもよい。

このような導光板１２１は、以下に説明する方法で作製することができる。即ち、基板５００を洗浄した後、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を構成する材料を溶解した有機溶液に基板５００を浸漬し、次いで、基板５００を有機溶液から取り出し、有機溶媒を除去した後、紫外線照射を行うことで、基板５００の第１面５０１及び第２面５０２に第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を形成する。こうして、導光板１２１を得ることができる。そして、反射型体積ホログラム回折格子から成る第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０を第２平坦化膜５１２の所定の部分に貼り付けることで、光学装置１２０を得ることができる。

実施例１の特徴の１つは、樹脂材料から成る基板５００上に、高い表面平坦性を有する第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を設けたことにある。第１平坦化膜５１１の外面に相当する導光板１２１の第１面１２２、及び、第２平坦化膜５１２の外面に相当する導光板１２１の第２面１２３の二乗平均平方根粗さ（Ｒｑ又はＲＭＳ）は３ｎｍ以下である。一般に、樹脂材料から成る基板５００は、ガラス基板に比べて表面平坦性を高くすることが困難であり、樹脂材料から成る基板５００を用いた導光板１２１では、ガラス基板を用いた導光板と同等のコントラストを得ることが困難である。しかしながら、実施例１にあっては、樹脂材料から成る基板５００上に第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を形成することで、コントラスト及びＭＴＦの値をガラス基板を用いた導光板と同等にすることができる。以下、実験データで説明する。

図２０に、ガラス基板、樹脂基板（実施例１の樹脂基板を使用）、及び、実施例１の導光板のそれぞれの、二乗平均平方根粗さＲｑの測定結果を示す。ここで、ガラス基板として、精密品質の表面粗さを有する光学ガラス基板を用いた。尚、図２０において、ガラス基板の測定結果を「ガラス」で示し、樹脂基板の測定結果を「樹脂」で示す。また、実施例１の導光板の測定結果を「Ｈ」で示すが、「Ｈ」の後に付した数字は平坦化膜の厚さを示す。例えば、「Ｈ２０ｎｍ］は厚さ２０ｎｍの平坦化膜を設けた実施例１の導光板を示している。

Ｒｑの測定には、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope、原子間力顕微鏡）を用いた。カンチレバーとして、Micro cantilever（型番：ＯＭＣＬ−ＡＣ１６０ＢＮ−Ａ２）を用いた。また、バラツキ低減と測定時間のバランスを考慮して、走査範囲を１０μｍ、走査速度を１Ｈｚとした。

図２０に示すように、ガラス基板の外面のＲｑの値は２．０ｎｍ〜２．１ｎｍであり、樹脂基板の外面のＲｑの値は３．９ｎｍ〜４．３ｎｍであり、樹脂基板はガラス基板に比べて表面平坦性が低かった。実施例１の導光板のＲｑの測定結果は、平坦化膜の厚さが２０ｎｍでは５．９ｎｍ〜９．２ｎｍであり、樹脂基板よりも大きくなった。また、平坦化膜の厚さが３０ｎｍではＲｑの値は３．５ｎｍ〜４．２ｎｍであり、樹脂基板と同程度であった。更には、平坦化膜の厚さが５０ｎｍではＲｑの値は２．５ｎｍ〜２．７ｎｍであり、樹脂基板のＲｑの値よりも小さくなった。平坦化膜の厚さが１７０ｎｍ、３５０ｍではＲｑの値は２．３ｎｍ〜２．４ｎｍであり、ガラス基板とほぼ同等になった。このように、平坦化膜の厚さが厚くなるほど、Ｒｑの値が小さくなり、表面平坦性が高くなった。この理由として、樹脂基板の表面凹凸を平坦化するためには平坦化膜の厚さを或る値以上にする必要があるためと考えられる。

図２１Ａに、ガラス基板から構成された導光板（比較例１Ａ、図２１Ａでは「ガラス基板」で表す）、平坦化膜を設けない樹脂基板（実施例１の樹脂基板）から構成された導光板（比較例１Ｂ、図２１Ａでは「樹脂基板」で表す）、及び、実施例１Ａの導光板（第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２の厚さは、それぞれ、１μｍであり、図２１Ａでは「平坦化膜１μｍ」で表す）のそれぞれの、コントラストの測定結果を示す。図２１Ａにおいて、横軸は画角を示している。ここで、画角は、図１の観察者の瞳２１の正面方向からの、図面の紙面内での左右方向の回転角度に相当し、図１において、右側方向（第１偏光手段側）をプラス、左側方向をマイナスとしている。コントラストの測定においては、図２１Ｂに示すような、０．３ｌｐ／（画角１度）の白黒の市松模様において、
｛（白の市松模様の明るさ）−（黒の市松模様の明るさ）｝／｛（白の市松模様の明るさ）＋（黒の市松模様の明るさ）｝
から求めた。

図２１Ａから判るように、実施例１Ａの導光板におけるコントラストの値は、比較例１Ａの導光板におけるコントラストの値と同等であり、比較例１Ｂの導光板におけるコントラストの値よりも高い。比較例１Ｂの導光板にあっては、導光領域の表面平坦性が低いため、導光領域における光の全反射の際に、大気と樹脂基板の界面において光の散乱が生じたためであると考えられる。

ここで、ヘッドマウントディスプレイのコントラストの基準としては、文字を読むことが容易かどうかの指標として、新聞紙が参考となる。新聞紙のコントラスト比は、例えば
Richo Technical Report No 39, pp.62 (2014) によれば、１．０：７．８とされる。これを前述の式によりコントラストに換算すれば、
（７．８−１．０）／（７．８＋１．０）＝０．７７
である。図２１Ａから判るように、比較例１Ｂの導光板ではコントラスト比は新聞紙のコントラスト比よりも低くなってしまうが、実施例１Ａの導光板ではコントラスト比が新聞紙よりも高くなり、文字を読むことが容易になる。

また、表１に、比較例１Ａの導光板、比較例１Ｂの導光板及び実施例１Ａの導光板のそれぞれの水平方向ＭＴＦ測定結果を示す。ここで、ＭＴＦとは、コントラスト再現比による性能評価方法であり、特定の空間周波数でのＭＴＦが解像度に相当し、値が大きいほど高解像度であることを示す。表１に、図１の観察者の瞳２１の正面方向（画角０度）、画角＋８度、画角−８度の３点における水平方向ＭＴＦ測定結果を示す。水平方向ＭＴＦは、図２２Ａに示すような縦線を水平方向に並べた白黒の縞模様で計測する。空間周波数を４．６ｌｐ／（画角１度）とした。表１から判るように、実施例１Ａ及び比較例１Ａの導光板の水平方向ＭＴＦの値はほぼ同等であるが、比較例１Ｂの導光板の水平方向ＭＴＦの値は実施例１Ａ及び比較例１Ａの導光板よりも低い。

表１には、第２平坦化膜５１２と第２偏向手段１４０との密着性が悪い場合を、実施例１Ｂとして示している。この場合、画角−８度、つまり、第２偏向手段１４０の外側方向のＭＴＦの値が低くなっている。このように密着性が悪くなるのを防止するためには、
（Ａ）偏向手段が形成される平坦化膜の部分の表面平坦性を高くして、Ｒｑの値を３ｎｍ以下にする。
（Ｂ）平坦化膜と偏向手段が共にアクリル系材料を含むようにすることで、平坦化膜と偏向手段の間の密着性の向上を図る。
といった対策が有効である。

更には、表１に、比較例１Ａの導光板、比較例１Ｂの導光板及び実施例１Ａの導光板のそれぞれの垂直方向ＭＴＦ測定結果を示す。表１には、図１の観察者の瞳２１の正面方向（仰角０度）、仰角＋３度、仰角−３度の３点における垂直方向ＭＴＦ測定結果を示す。垂直方向ＭＴＦは、図２２Ｂのような横線を垂直方向に並べた白黒の縞模様で計測する。空間周波数を４．６ｌｐ／（仰角１度）とした。表１から判るように、実施例１Ａ及び比較例１Ａの導光板の垂直方向ＭＴＦの値はほぼ同等であるが、比較例１Ｂの導光板の垂直方向ＭＴＦの値は実施例１Ａ及び比較例１Ａの導光板よりも低い。

〈表１〉

以上のとおり、厚さ１μｍの平坦化膜５１１，５１２を形成することで、樹脂基板を用いた導光板でも、コントラスト及びＭＴＦの値をガラス基板を用いた導光板と同等にすることができる。

本発明者らの実験によれば、平坦化膜の厚さをパラメータとしてコントラスト及びＭＴＦの値を測定したところ、平坦化膜の厚さが１７０ｎｍ以上であれば、コントラスト及びＭＴＦの値をガラス基板を用いた導光板と同等にすることができることが判った。これは、図２０から判るように、平坦化膜の厚さを１７０ｎｍ以上とすることで二乗平均平方根粗さＲｑの値がガラス基板とほぼ同等になるためであると考えられる。また、平坦化膜の厚さを５０ｎｍ以上とすることで、平坦化膜を設けない樹脂基板を用いた導光板よりもコントラスト及びＭＴＦの値を高くすることができる。これは、図２０から判るように、平坦化膜の厚さを５０ｎｍ以上とすることで二乗平均平方根粗さＲｑの値が樹脂基板よりも小さくなるためであると考えられる。これらから、平坦化膜の厚さは５０ｎｍ（５×１０ ^-8ｍ）以上、好ましくは１７０ｎｍ（１．７×１０^-7ｍ）以上とすることが望ましい。

また、実施例１の光学装置１２０において、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第１平坦化膜５１１の部分の外面に対する、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第２平坦化膜５１２の部分の外面の平行度は、２／６０度以下、好ましくは１／６０度以下であることが望ましい。更には、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像を含む基板５００の領域（全導光領域５０４）に含まれる第１平坦化膜５１１の部分の外面に対する、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像を含む基板５００の領域（全導光領域５０４）に含まれる第２平坦化膜５１２の部分の外面の平行度は、２／６０度以下、好ましくは１／６０度以下であることが望ましい。ここで、平行度は、導光板１２１の第１面１２２の平均的な表面位置と第２面１２３の平均的な表面位置の平行からの角度ずれである。導光領域５０３あるいは全導光領域５０４における角度ずれが大きくなると、導光される光が設計値の角度から逸脱してしまい、コントラストやＭＴＦが低下する。このような問題の発生を回避するため、上述したとおり、平行度は、２／６０度以下、好ましくは１／６０度以下であることが望ましい。

また、上述したような方法（第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を構成する材料を溶解した有機溶液に基板５００を浸漬する方法）で導光板１２１を作製した場合、最終的な第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２の厚さが３μｍを超えると、平行度を２／６０度以下とすることが困難となる。それ故、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２の厚さを３μｍ（３×１０^-6ｍ）以下とすることが好ましい。

即ち、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第１平坦化膜５１１の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上、好ましくは１．７×１０^-7ｍ以上であり、
第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第２平坦化膜５１２の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上、好ましくは１．７×１０^-7ｍ以上であることが望ましい。

加えて、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第１平坦化膜５１１の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下であり、
第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第２平坦化膜５１２の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下であることが好ましい。

また、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第１平坦化膜５１１の部分の外面のＲｑの値は３ｎｍ以下であり、第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０の基板５００への正射影像によって挟まれた導光板１２１の領域（導光領域）５０３に含まれる第２平坦化膜５１２の部分の外面のＲｑの値は３ｎｍ以下であることが好ましい。

更には、導光板として用いるためには、当然ながら、画像形成装置から導光板１２１，３２１に入射される光に対する基板の光透過率が高くなければならない。ヘッドマウントディスプレイとして用いる場合の目安として、人間の眼幅の平均が６０ｍｍ程度であること、及び、光学における減衰の目安として（１／ｅ²）＝０．１４が屡々用いられることから、導光板１２１に入射される光に対する基板５００を構成する材料の光透過率は、基板５００を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、導光板１２１，３２１に入射される光に対する第１平坦化膜５１１を構成する材料の光透過率は、第１平坦化膜５１１を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、導光板１２１，３２１に入射される光に対する第２平坦化膜５１２を構成する材料の光透過率は、第２平坦化膜５１２を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であることが好ましい。尚、画像形成装置からの光に対する光透過率として、６０ｍｍ厚さで１４％以上の値を維持できれば、必要に応じてＣＯＰ以外の材料を基板に用いることもできる。例えば、強度を重視する場合には、ポリカーボネート樹脂から成る基板を用いることができる。また、透明度や第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２との密着性を重視する場合には、アクリル系樹脂から成る基板を用いることもできる。

実施例１にあっては、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を構成する材料を、アクリル系の材料を含む有機材料を主成分とする材料とした。このように有機材料を主成分とする材料とすることで、無機材料と異なり、樹脂材料から成る基板５００が反った場合でも、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２に割れやクラックが発生することを防止することができる。また、アクリル系の材料を用いることで、透明度を高くすることができる。尚、アクリル系の材料でも、添加剤等を工夫することでＣＯＰから成る基板５００に対して高い密着性を維持することができる。第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を構成する材料の光透過率の目安としては、上述したように、基板５００と同様に、画像形成装置からの光に対して６０ｍｍの厚さで１４％以上である。この光透過率を維持できれば、必要に応じて有機材料と無機材料のハイブリッド材料等を用いることもできる。

また、導光板１２１に入射される光の波長をλ₀（＝５２３ｎｍ）、基板５００の屈折率をｎ₀（＝１．５３）、第１平坦化膜５１１の屈折率をｎ₁（＝１．５１，但し、ｎ₁＜ｎ₀）、第２平坦化膜５１２の屈折率をｎ₂（＝１．５１，但し、ｎ₂＜ｎ₀）とした。コントラストやＭＴＦを高くするためには、屈折率差は可能な限り小さい方が好ましく、ｎ₀＝ｎ₁＝ｎ₂とすることが理想的であるが、本発明者らの検討によれば、
｜ｎ₁−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
｜ｎ₂−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
を満足すれば十分であることが判った。あるいは又、第１平坦化膜５１１を構成する材料の屈折率をｎ₁、第２平坦化膜５１２を構成する材料の基板屈折率をｎ₂、基板５００を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、ｎ₁≧１．４８、ｎ₂≧１．４８、及び、ｎ₀≧１．４８を満足する形態とすることが好ましい。このように、屈折率の値が高いほど、光学設計マージンが広がる。また、屈折率の値が１．４８以上であると材料の選択幅が広くなる。

また、実施例１では、第１平坦化膜５１１と第２平坦化膜５１２のＲｑの測定方法にＡＦＭを用い、走査範囲を１０μｍとした。ＡＦＭ測定の場合、バラツキ低減と測定時間のバランスから１０μｍ程度の走査範囲が好ましい。後述するように、Ｒｑの測定方法には触針式プロファイラーを用いることもできる。触針式プロファイラーではバラツキ低減と測定時間のバランスから１００μｍ程度のスキャンが好ましい。尚、実施例１における観察では、表面凹凸はナノメートルオーダーの微小なサイズなので、レーザ顕微鏡、ＶｅｒｔＳｃａｎ、Ｚｙｇｏ等の光学計測機器では測定装置のＣＣＤの横方向分解能を極めて高くしないと正確な測定が困難となる。

一般に、樹脂基板は、光学ガラス基板に比べて表面平坦性を高くすることが困難であり、樹脂基板を用いた導光板では、光学ガラス基板を用いた導光板と同等のコントラストを得ることが困難であるとされていた。しかしながら、本発明者らは実験を重ねた結果、樹脂基板上に表面平坦性が高い平坦化膜を形成することで導光板のコントラストや解像度が高くなることを独自に見出した。そして、解析を重ねた結果、樹脂基板は外面に微小な凹凸があり、その表面平坦性がガラス基板よりも低いこと、及び、樹脂基板に平坦化膜を設けて表面平坦性をガラス基板と同程度にすることで、樹脂基板を用いた導光板のコントラストや解像度を、ガラス基板を用いた導光板と同程度まで高くすることができることを発見した。また、これらのことから、樹脂基板を用いた導光板のコントラストや解像度がガラス基板を用いた導光板に比べて低い理由は、樹脂基板の外面の微小な凹凸が原因となって光の導光領域において基板の表面と大気との間で光の散乱が生じるためであると考えられる。

もっとも、樹脂材料から成る基板の表面平坦性は、二乗平均平方根粗さＲｑの値で４ｎｍ程度であり、導光する可視光の波長数百ｎｍに比べて極めて小さな値であり、光学特性に大きな影響は無いと考えられていた。しかしながら、本発明者らは、実験から、導光板にあっては導光領域において光の反射が繰り返し生じるため、一般には微小と思われる凹凸であってもコントラストや解像度に影響を与えていることを見出した。そして、本発明者らは、独自に得たこれらの知見から、樹脂材料から成る基板に所定の平坦化膜を形成することで、ガラスの基板を用いた導光板と同等のコントラストや解像度を得ることに成功した。

即ち、以上のとおり、実施例１の光学装置、あるいは、実施例１の表示装置において、基板の第１面には有機材料を主成分とする材料から成る第１平坦化膜が形成されており、基板の第２面には有機材料を主成分とする材料から成る第２平坦化膜が形成されている。従って、第１平坦化膜及び第２平坦化膜が樹脂基板に形成されて成る導光板に、全体として高い表面平滑性を付与することが可能となる。そして、その結果、光学特性が良好な導光板を提供することができる。

より具体的には、樹脂材料から成る軽量な基板を用いた導光板を備えており、ガラス基板を用いた導光板を備えた光学装置と同等のコントラスト及び解像度を有する光学装置、及び、斯かる光学装置を備えた表示装置を提供することができる。また、基板の表面研磨工程を簡略化することができ、光学装置、及び、斯かる光学装置を備えた表示装置を安価に提供することができる。

実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置の概念図を図６に示す。実施例２の光学装置にあっては、第１偏向手段１３０と第２平坦化膜５１２との間には、第１粘着層５２１が形成されており、第２偏向手段１４０と第２平坦化膜５１２との間には、第２粘着層５２２が形成されている。粘着層５２１，５２２を構成する材料として、具体的には、アクリル樹脂（アクリル酸エステル共重合物、メタクリル酸エステル共重合物）やエポキシ化合物を主成分とする粘着材料を用いた。

実施例２にあっても、樹脂材料から成る基板５００上に設けた第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２の膜厚を１μｍとした。また、実施例２では、基板５００の屈折率をｎ₀＝１．５３、第１平坦化膜５１１の屈折率をｎ₁＝１．５３、第２平坦化膜５１２の屈折率をｎ₂＝１．５３とした。尚、平坦化膜を構成するアクリル樹脂の種類を実施例１と異ならせた。コントラストやＭＴＦを高くするためには、屈折率差は可能な限り小さい方が好ましく、このようにｎ₀＝ｎ₁＝ｎ₂とすることが理想的である。その他の点について、実施例２は、実質的に、実施例１の表示装置と同じ構成、構造を有する。

実施例２の導光板１２１にあっても、樹脂材料から成る軽量の基板５００を用いて、ガラス基板を用いた導光板と同等のコントラスト及びＭＴＦを得ることができる。更に、実施例２の導光板１２１では、粘着層５２１，５２２を形成することで、偏向手段１３０，１４０と平坦化膜５１２との間の密着性の一層の改善を図ることができる。

実施例２では、触針式プロファイラーを用いてＲｑの測定を行った。測定結果を図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２３Ｃに示す。具体的には、ＵＬＶＡＣ社製の触針式表面形状測定器ＤＥＫＴＡＫ８を用い、スキャン幅を１００μｍ、スキャン速度５μｍ／秒、解像度０．０５μｍ／試料の条件で測定した。測定は、実施例２の導光板、ガラス基板、及び、樹脂基板（実施例２の基板５００）について行った。図２３Ｂに示すガラス基板の表面位置の測定結果から求められたＲｑの値は１．２ｎｍ、図２３Ｃに示す樹脂基板の表面位置の測定結果から求められたＲｑの値は４．１ｎｍであり、樹脂基板のＲｑの値はガラス基板のＲｑの値に比べて高い値であった。一方、図２３Ａに示す実施例２の導光板のＲｑの値は０．８ｎｍであり、ガラス基板に比べて表面平坦性がやや優れていた。

以上のように、実施例２では、膜厚１μｍの第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２を設けたので、コントラスト及びＭＴＦの値をガラス基板を用いた導光板と同等にすることができる。これは、図２３Ａ、図２３Ｂ及び図２３Ｃから判るように、膜厚１μｍの平坦化膜を形成することで二乗平均平方根粗さＲｑの値がガラス基板と同等以下になるためであると考えられる。また、実施例２にあっては、粘着層５２１，５２２を形成することで、偏向手段１３０,１４０と平坦化膜５１１との間の密着性が悪いことに起因するＭＴＦの低下を防止し、製造歩留りを高くすることができる。

実施例３も、実施例１の変形である。実施例３の光学装置にあっては、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２に反射防止膜としての機能を付与している。即ち、実施例３では、導光板１２１に入射される光の波長をλ₀（＝５２３ｎｍ）、基板５００の屈折率をｎ₀（＝１．５３）、第１平坦化膜５１１の屈折率をｎ₁（＝１．５１，但し、ｎ₁＜ｎ₀）、第２平坦化膜５１２の屈折率をｎ₂（＝１．５１，但し、ｎ₂＜ｎ₀）としたとき、第１平坦化膜５１１の厚さは（ｎ₁・λ₀／４＝０．２０μｍ）であり、第２平坦化膜５１２の厚さは（ｎ₂・λ₀／４＝０．２０μｍ）である。これによって、第１平坦化膜５１１及び第２平坦化膜５１２に反射防止膜としての機能を付与することができ、画像形成装置１１１，２１１からの光の利用効率を増加させることができる。ここで、利用効率の増加の効果を得るために、厚さの設計誤差は３％以内とすることが好ましい。

実施例４も、実施例１の変形であり、追加の反射防止層を設けている。実施例４の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置の概念図を図７に示す。実施例４の光学装置にあっては、
第１偏向手段１３０及び第２偏向手段１４０は導光板１２１の第２面１２３側に配設されており、
第１平坦化膜５１１を構成する材料の屈折率をｎ₁（＝１．５３）、導光板１２１に入射される光の波長をλ₀（＝５２３ｎｍ）としたとき、第１平坦化膜５１１の外面上には、屈折率ｎ₃（＝１．４９，但し、ｎ₃＜ｎ₁）を有し、且つ、（ｎ₃・λ₀／４＝１９５ｎｍ）の厚さを有する反射防止層５３１が形成されている。

ここで、反射防止層５３１を構成する材料として、具体的には、屈折率ｎ₃＝１．４９のＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）樹脂を主成分とする材料から成るＵＶ硬化型のコート剤を挙げることができるし、第１平坦化膜５１１、第２平坦化膜５１２を構成する材料として、具体的には、アクリル樹脂を主成分とし、添加剤としてシリカを加えた材料から成るＵＶ硬化型のコート剤を挙げることができる。尚、平坦化膜を構成するアクリル樹脂の種類を実施例１と異ならせた。第１平坦化膜５１１の膜厚と反射防止層５３１の膜厚の合計を第２平坦化膜５１２の膜厚と等しくすることが、導光板の反りの発生を抑制するといった観点から望ましい。

実施例５は、実施例１〜実施例４の変形であり、第１構造の光学装置及び第２構成の画像形成装置に関する。実施例５の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置２００の概念図を図８に示すように、実施例５において、画像形成装置２１１は、第２構成の画像形成装置から構成されている。即ち、光源２５１、及び、光源２５１から出射された平行光を走査する走査手段２５３を備えている。より具体的には、画像形成装置２１１は、
光源２５１、
光源２５１から出射された光を平行光とするコリメート光学系２５２、
コリメート光学系２５２から出射された平行光を走査する走査手段２５３、及び、
走査手段２５３によって走査された平行光をリレーし、出射するリレー光学系２５４、から構成されている。画像形成装置２１１全体が筐体２１３（図８では、一点鎖線で示す）内に納められており、係る筐体２１３には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介してリレー光学系２５４から光が出射される。そして、各筐体２１３が、取付け部材１９によって、着脱自在に、テンプル部１３に取り付けられている。

光源２５１は、白色を発光する発光素子から構成されている。そして、光源２５１から出射された光は、全体として正の光学的パワーを有するコリメート光学系２５２に入射し、平行光として出射される。そして、この平行光は、全反射ミラー２５５で反射され、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳから成る走査手段２５３によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素（画素数は、例えば、実施例１と同じとすることができる）が生成される。そして、仮想の画素からの光は、周知のリレー光学系から構成されたリレー光学系（平行光出射光学系）２５４を通過し、平行光とされた光束が光学装置１２０に入射する。

リレー光学系２５４にて平行光とされた光束が入射され、導光され、出射される光学装置１２０は、実施例１にて説明した光学装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実施例２の表示装置も、上述したとおり、画像形成装置２１１が異なる点を除き、実質的に、実施例１の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例６も、実施例１〜実施例４の変形であるが、第２構造の光学装置及び第１構成の画像形成装置に関する。実施例６の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置３００の概念図を図９に示す。実施例６において、画像形成装置１１１は、実施例１と同様に、有機ＥＬ表示装置１５０’から構成されている。また、光学装置３２０は、第１偏向手段及び第２偏向手段の構成、構造が異なる点を除き、基本的な構成、構造は、実施例１の光学装置１２０と同じである。

実施例６において、第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０は導光板３２１の内部に配設されている。そして、第１偏向手段３３０は、導光板３２１に入射された光を反射し、第２偏向手段３４０は、導光板３２１の内部を全反射により伝播した光を、複数回に亙り、透過、反射する。即ち、第１偏向手段３３０は反射鏡として機能し、第２偏向手段３４０は半透過鏡として機能する。より具体的には、導光板３２１の内部に設けられた第１偏向手段３３０は、アルミニウム（Ａｌ）から成り、導光板３２１に入射された光を反射させる光反射膜（一種のミラー）から構成されている。一方、導光板３２１の内部に設けられた第２偏向手段３４０は、誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体から構成されている。誘電体積層膜は、例えば、高誘電率材料としてのＴｉＯ₂膜、及び、低誘電率材料としてのＳｉＯ₂膜から構成されている。誘電体積層膜が多数積層された多層積層構造体に関しては、特表２００５−５２１０９９に開示されている。図面においては６層の誘電体積層膜を図示しているが、これに限定するものではない。誘電体積層膜と誘電体積層膜との間には、導光板３２１を構成する材料と同じ材料から成る薄片が挟まれている。尚、第１偏向手段３３０においては、導光板３２１に入射された平行光が導光板３２１の内部で全反射されるように、導光板３２１に入射された平行光が反射（又は回折）される。一方、第２偏向手段３４０においては、導光板３２１の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、導光板３２１から平行光の状態で、観察者の瞳２１に向かって出射される。

第１偏向手段３３０は、導光板３２１の第１偏向手段３３０を設ける部分３２４を切り出すことで、導光板３２１に第１偏向手段３３０を形成すべき斜面を設け、係る斜面に光反射膜を真空蒸着した後、導光板３２１の切り出した部分３２４を第１偏向手段３３０に接着すればよい。また、第２偏向手段３４０は、導光板３２１を構成する材料と同じ材料と誘電体積層膜（例えば、真空蒸着法にて成膜することができる）とが多数積層された多層積層構造体を作製し、導光板３２１の第２偏向手段３４０を設ける部分３２５を切り出して斜面を形成し、係る斜面に多層積層構造体を接着し、研磨等を行って、外形を整えればよい。こうして、導光板３２１の内部に第１偏向手段３３０及び第２偏向手段３４０が設けられた光学装置１２０を得ることができる。

後述する実施例７における導光板３２１も、基本的には、以上に説明した導光板３２１の構成、構造と同じ構成、構造を有する。

実施例６の表示装置は、上述したとおり、光学装置３２０が異なる点を除き、実質的に、実施例１の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例７も、実施例１〜実施例６の変形であるが、第２構造の光学装置及び第２構成の画像形成装置に関する。実施例７の表示装置（頭部装着型ディスプレイ）における画像表示装置の概念図を図１０に示す。実施例７の画像表示装置４００における光源２５１、コリメート光学系２５２、走査手段２５３、平行光出射光学系（リレー光学系２５４）等は、実施例２と同じ構成、構造（第２構成の画像形成装置）を有する。また、実施例７における光学装置３２０は、実施例６における光学装置３２０と同じ構成、構造を有する。実施例７の表示装置は、以上の相違点を除き、実質的に、実施例６の表示装置と同じ構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。

実施例８は、実施例１〜実施例７の変形である。実施例８の表示装置は、調光装置を備えている。実施例８の表示装置における光学装置及び調光装置（但し、右眼用）の模式的な正面図を図１１Ａに示し、図１１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿った模式的な断面図を図１１Ｂに示し、図１１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿ったと同様の調光装置の模式的な断面図を図１２に示す。また、実施例８の表示装置における動作前の調光装置の模式的な正面図を図１３Ａに示し、動作中の調光装置の模式的な正面図を図１３Ｂに示す。図１３Ｂにおいて、調光装置の遮光率の高い領域ほど、細かい斜線を付して模式的に表示した。遮光率は、実際には、図１３Ｂに模式的に示すような階段状に変化するのではなく、徐々に変化する。即ち、調光装置は、色のグラデーションが付いた状態となる。但し、電極や接続部の配置状態、形状に依っては、階段状に変化する構成とすることもできる。即ち、調光装置は、段階的に色が変化する状態とすることもできる。

実施例８の表示装置は、外部から入射する外光の光量を調整する調光装置７００を備えている。そして、また、調光装置７００の射影像内に第２偏向手段（虚像形成領域）１４０，３４０が位置する。更には、調光装置７００を構成する基板の一方によって、第２偏向手段１４０，３４０は被覆されている。

ここで、実施例８の表示装置において、調光装置７００はフロント部１１に配設されている。そして、光学装置１２０，３２０は調光装置７００に取り付けられている。フロント部１１はリム１１’を有し、調光装置７００はリム１１’に嵌め込まれている。後述する第１電極７１６Ａ及び第２電極７１６Ｂの射影像はリム１１’の射影像に含まれる。観察者側から、光学装置１２０，３２０、調光装置７００の順に配されているが、調光装置７００、光学装置１２０，３２０の順に配してもよい。

実施例８において、光学装置１２０，３２０は、一種の光シャッタである調光装置７００の少なくとも一部分と重なっている。具体的には、図１１Ａ、図１１Ｂに示す例では、光学装置１２０，３２０は、調光装置７００の一部分と重なっている。但し、これに限定するものではなく、光学装置１２０，３２０は、調光装置７００と重なっていてもよい。即ち、光学装置１２０，３２０（より具体的には、光学装置を構成する導光板１２１，３２１）の外形形状を、調光装置７００の外形形状と同形とすることもできる。このような形態（即ち、実施例８の表示装置の変形例）における光学装置及び調光装置の、図１１Ａの矢印Ｂ−Ｂに沿ったと同様の模式的な断面図を図１１Ｃに示す。この変形例にあっては、調光装置７００と導光板１２１，３２１との間に隙間が設けられており、調光装置７００と導光板１２１，３２１とは接着剤７１７Ｄによって外周部において貼り合わされている。以下に説明する実施例においても同様とすることができる。そして、これによって、導光板１２１，３２１の外縁は、後述するリム１１’によって隠され、導光板１２１，３２１の外縁が目視されないようになる。

ここで、観察者の鼻側を内側、耳側を外側と称し、光学装置の虚像形成領域（第２偏向手段１４０，３４０）と対向する調光装置７００の領域を虚像形成領域対向領域７０１と称する。そして、実施例８にあっては、虚像形成領域対向領域７０１の上方領域及び外側領域から虚像形成領域対向領域７０１の中央部に向かって調光装置の遮光率が減少する。

実施例８の表示装置において、調光装置７００は、
第１基板７１１Ａ、
第１基板７１１Ａと対向する第２基板７１１Ｂ、
第２基板７１１Ｂと対向する第１基板７１１Ａの対向面に設けられた第１透明電極７１２Ａ、
第１基板７１１Ａと対向する第２基板７１１Ｂの対向面に設けられた第２透明電極７１２Ｂ、及び、
第１透明電極７１２Ａと第２透明電極７１２Ｂとによって挟まれた調光層、
から成る。実施例８において、調光装置７００は、更に、第１透明電極７１２Ａの一部の上に形成された第１電極７１６Ａを備えている。そして、第１電極７１６Ａは、直接、調光装置７００の遮光率を制御するための制御回路（調光装置・制御回路）に、図示しないコネクタを介して接続されている。また、第２透明電極７１２Ｂの一部の上に形成された第２電極７１６Ｂ、及び、第２電極７１６Ｂに接続され、且つ、接続部以外は第２電極７１６Ｂと接しないように設けられた第２接続部（図示せず）を更に備えており、第２接続部が図示しないコネクタを介して調光装置・制御回路に接続されている。場合によっては、第１電極７１６Ａに接続された第１接続部が設けられ、第１接続部が調光装置・制御回路に接続されていてもよい。また、場合によっては、第２電極７１６Ｂが、直接、調光装置・制御回路に接続されていてもよいし、第２透明電極７１２Ｂの一部と接する第２接続部が設けられ、第２接続部が調光装置・制御回路に接続されていてもよい。第１基板７１１Ａへの第１電極７１６Ａの射影像と、第１基板７１１Ａへの第２電極７１６Ｂの射影像とは、重なっていない。そして、第１基板７１１Ａへの第１電極７１６Ａの射影像と、第１基板７１１Ａへの第２電極７１６Ｂの射影像との間に、第１基板７１１Ａへの虚像形成領域（第２偏向手段１４０，３４０）の射影像が位置する。

調光装置７００は、エレクトロクロミック材料の酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用した光シャッタから成る。具体的には、調光層はエレクトロクロミック材料を含む。より具体的には、調光層は、第１透明電極側から、ＷＯ₃層７１３／Ｔａ₂Ｏ₅層７１４／Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層７１５の積層構造を有する。ＷＯ₃層７１３は還元発色する。また、Ｔａ₂Ｏ₅層７１４は固体電解質を構成し、Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層７１５は酸化発色する。第１透明電極７１２Ａ及び第１電極７１６Ａと第１基板７１１Ａの間には、ＳｉＮ層、ＳｉＯ₂層、Ａｌ₂Ｏ₃層、ＴｉＯ₂層あるいはこれらの積層膜から成る保護層７１７Ａが形成されている。保護層７１７Ａを形成することで、イオンの行き来を阻止するイオン遮断性、防水性、防湿性及び耐傷性を調光装置に付与することができる。第１基板７１１Ａと第２透明電極７１２Ｂとの間には下地層７１７Ｂが形成されている。また、第１基板７１１Ａと第２基板７１１Ｂとは、外縁部において、紫外線硬化型エポキシ樹脂や、紫外線と熱とによって硬化するエポキシ樹脂といった紫外線硬化型樹脂、熱硬化型樹脂から成る封止部材７１７Ｃによって封止されている。第１基板７１１Ａ及び第２基板７１１Ｂは、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）樹脂、ＰＥＳ（ポリエーテルスルホン）樹脂、ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー）、無色透明のポリイミド樹脂、ＴＡＣフィルム、高透明性自己粘着型アクリルフィルムから成るが、これらに限定するものではない。ＩＴＯから成る第１透明電極７１２Ａ及び第２透明電極７１２Ｂは、パターニングされておらず、所謂ベタ電極である。また、細線状にパターニングされた第１電極７１６Ａ及び第２電極７１６Ｂは、ニッケル、銅、チタン、Ａｌ／Ｎｉ積層構造等の金属材料から成る。調光装置７００、それ自体は、周知の方法で作製することができる。

Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層７１５中では、ＩｒとＨ₂Ｏとが反応して、水酸化イリジウムＩｒ（ＯＨ）_nとして存在する。第１電極７１６Ａに負の電位を、第２電極７１６Ｂに正の電位を加えると、Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層７１５からＴａ₂Ｏ₅層７１４へのプロトンＨ⁺の移動、第２透明電極７１２Ｂへの電子放出が生じ、次の酸化反応が進んで、Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層７１５は着色する。
Ｉｒ（ＯＨ）_n → ＩｒＯ_X（ＯＨ）_n-X（着色） ＋ Ｘ・Ｈ⁺ ＋ Ｘ・ｅ^-

一方、Ｔａ₂Ｏ₅層７１４中のプロトンＨ⁺がＷＯ₃層７１３中へ移動し、第１透明電極７１２Ａから電子がＷＯ₃層７１３に注入され、ＷＯ₃層７１３では、次の還元反応が進んでＷＯ₃層７１３は着色する。
ＷＯ₃ ＋ Ｘ・Ｈ⁺ ＋ Ｘ・ｅ^- → Ｈ_XＷＯ₃（着色）

これとは逆に、第１電極７１６Ａに正の電位を、第２電極７１６Ｂに負の電位を加えると、Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層７１５では、上記と逆向きに還元反応が進み、消色し、ＷＯ₃層７１３では、上記と逆向きに酸化反応が進み、消色する。尚、Ｔａ₂Ｏ₅層７１４にはＨ₂Ｏが含まれており、第１電極７１６Ａ、第２電極７１６Ｂに電圧を印加することで電離し、プロトンＨ⁺、ＯＨ^-イオンの状態が含まれ、着色反応及び消色反応に寄与している。

実施例８の表示装置にあっては、光学装置における虚像形成領域１４０，３４０、及び、調光装置７００における虚像形成領域対向領域７０１の平面形状は矩形である。また、調光装置７００の外形形状は、４辺が線分から構成された四角形であり、四角形の頂点は丸みを帯びている。但し、光学装置における虚像形成領域１４０，３４０の平面形状、調光装置の外形形状は、これらに限定するものではない。虚像形成領域対向領域７０１の上辺及び下辺は水平方向（Ｘ軸方向）に延び、虚像形成領域対向領域７０１の内側側辺及び外側側辺は垂直方向（Ｙ軸方向）に延びる。

実施例８の表示装置にあっては、調光装置の動作時、第２電極７１６Ｂには第１電極７１６Ａよりも相対的に高い電圧が印加される。また、虚像形成領域対向領域７０１の上方領域及び外側領域から虚像形成領域対向領域７０１の中央部に向かって調光装置の遮光率が減少する。

実施例８の表示装置には調光装置が備えられているので、観察者が観察する虚像に高いコントラストを与えることができ、しかも、表示装置を使用する観察者は、虚像形成領域対向領域を通して、外部環境を確実に認識することができる。加えて、調光装置の遮光率は、虚像形成領域対向領域の第１の所定の領域（例えば、上方領域及び外側領域）から虚像形成領域対向領域の第２の所定の領域（例えば、中央部）に向かって減少する。ここで、虚像形成領域対向領域７０１を広角化し、虚像形成領域対向領域７０１の外側の領域に虚像を形成することが好ましい場合において、係る虚像に高いコントラストを与えることができる。しかも、観察者は、足下及び体の中心側を確実に視認することが可能となり、現実の環境において安全に行動することができる。

ところで、第１電極と第２電極との間に電圧を印加すると、第１透明電極と第２透明電極との間に電位差が生じる。ここで、透明電極に生じる電位勾配に起因して、第１透明電極と第２透明電極との間に生じる電位差は、第１電極から離れるほど、小さくなる。また、第１透明電極と第２透明電極との間には、僅かではあるが漏れ電流（リーク電流）が生じる。漏れ電流（リーク電流）が生じる現象は、調光層がエレクトロクロミック材料を含む場合、顕著である。そして、これらの結果から、第１電極を設ける位置・部位と第２電極を設ける位置・部位とを最適化するだけで、具体的には、例えば、第１基板への第１電極の射影像と第１基板への第２電極の射影像とが重ならないように第１電極及び第２電極を配置することで、虚像形成領域対向領域の上方領域及び外側領域から虚像形成領域対向領域の中央部に向かって減少するように調光装置の遮光率が変化する。即ち、極めて簡素な構成、構造であるにも拘わらず、確実に、虚像形成領域対向領域の上方領域及び外側領域から虚像形成領域対向領域の中央部に向かって調光装置の遮光率を変化させることができる。云い換えれば、調光装置は、色のグラデーションが付いた状態となる。但し、第１電極と第２電極との配置状態は、以上に説明した配置に限定されるものではなく、調光装置にどのような色を付けるべきかに応じて、適宜、変更することができる。例えば、虚像形成領域対向領域の内側領域から虚像形成領域対向領域の外側領域に向かって調光装置の遮光率を変化させることができる。また、フレームやリムの形状、構造によってはフレームやリムに大きな曲率（小さな曲率半径）を有する部分が生じる。そして、この部分には、第１電極や第２電極によって形成される電界が集中し易い。それ故、場合によっては、このようなフレームやリムに生じた大きな曲率を有する部分には第１電極や第２電極を形成せずに第１電極や第２電極をセグメント化し、セグメント化された第１電極や第２電極を第１接続部や第２接続部で接続してもよい。

場合によっては、第１透明電極及び／又は第２透明電極を、複数のブロックに分割し、各ブロックにおける遮光率を制御することで、虚像形成領域対向領域の第１の所定の領域から虚像形成領域対向領域の第２の所定の領域に向かっての調光装置の遮光率を制御する形態を採用してもよい。あるいは又、第１透明電極あるいは第２透明電極を帯状の電極あるいはメッシュ状の電極とすることで、若しくは、第１透明電極あるいは第２透明電極の上に帯状の補助電極あるいはメッシュ状の補助電極を形成することで、調光装置の複数の領域における遮光率を独立して制御して、虚像形成領域対向領域の第１の所定の領域から虚像形成領域対向領域の第２の所定の領域に向かっての調光装置の遮光率を制御する形態を採用してもよい。あるいは又、例えば、図１１Ａの第１電極７１６Ａはそのままとし、第２電極７１６Ｂを、第１電極７１６Ａと重なるように設ける。これによって、虚像形成領域対向領域の上方領域及び外側領域の遮光率を高くし、虚像形成領域対向領域の中央部の遮光率を低くする形態を採用してもよい。場合によっては、調光装置を、例えば、アクティブマトリクス方式や単純マトリクス方式に基づき駆動される液晶表示装置から構成し、虚像形成領域対向領域の第１の所定の領域から虚像形成領域対向領域の第２の所定の領域に向かっての調光装置の遮光率を制御してもよい。

また、調光層を、ＷＯ₃層／Ｔａ₂Ｏ₅層／Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層といった無機エレクトロクロミック材料層の積層構造から構成したが、代替的に、ＷＯ₃層／Ｔａ₂Ｏ₅層／ＩｒＯ_x層といった無機エレクトロクロミック材料層の積層構造から構成することもできるし、あるいは又、ＷＯ₃層の代わりに、ＭｏＯ₃層やＶ₂Ｏ₅層を用いることができるし、ＩｒＯ_x層の代わりに、ＺｒＯ₂層、リン酸ジルコニウム層を用いることができるし、あるいは又、プルシアンブルー錯体／ニッケル置換プルシアンブルー錯体等を用いることもできる。有機のエレクトロクロミック材料として、例えば、特開２０１４−１１１７１０号公報や特開２０１４−１５９３８５号公報に開示されたエレクトロクロミック材料を用いることもできる。また、調光層を、電気泳動分散液から構成することもできるし、調光装置を、金属（例えば、銀粒子）の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象を応用した電着方式（エレクトロデポジション・電界析出）による光シャッタ、即ち、調光層は金属イオンを含む電解質を含む形態とすることもできる。調光層を金属イオンを含む電解質層から構成する場合、金属イオンは銀イオンから成り、電解質は、ＬｉＸ、ＮａＸ及びＫＸ（但し、Ｘはフッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子である）から成る群より選ばれた少なくとも１種類の塩を含むことが望ましい。あるいは又、調光装置として、場合によっては、液晶シャッタや、エレクトロウェッティング現象によって透過率を制御する光シャッタを用いることもできる。また、調光装置によって着色される色を、黒色等の固定色とすることもできるし、調光装置を通過する光は、調光装置によって所望の色に着色され、しかも、調光装置によって着色される色は可変である形態とすることもできる。具体的には、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層すればよい。

実施例９は、実施例８の変形である。実施例９の表示装置を上方から眺めた模式図を図１４Ａに示す。また、照度センサを制御する回路の模式図を図１４Ｂに示す。

実施例９の表示装置は、表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）７２１を更に備えており、照度センサ（環境照度測定センサ）７２１の測定結果に基づき、調光装置７００の遮光率を制御する。併せて、あるいは、独立して、照度センサ（環境照度測定センサ）７２１の測定結果に基づき、画像形成装置１１１，２１１によって形成される画像の輝度を制御する。周知の構成、構造を有する環境照度測定センサ７２１は、例えば、調光装置７００の外側端部に配置すればよい。環境照度測定センサ７２１は、図示しないコネクタ及び配線を介して制御装置１８に接続されている。制御装置１８には、環境照度測定センサ７２１を制御する回路が含まれる。この環境照度測定センサ７２１を制御する回路は、環境照度測定センサ７２１からの測定値を受け取り、照度を求める照度演算回路、照度演算回路によって求められた照度の値を標準値の比較する比較演算回路、比較演算回路によって求められた値に基づき、調光装置７００及び／又は画像形成装置１１１，２１１を制御する環境照度測定センサ制御回路から構成されているが、これらの回路は周知の回路から構成することができる。調光装置７００の制御にあっては、調光装置７００の遮光率の制御を行い、一方、画像形成装置１１１，２１１の制御にあっては、画像形成装置１１１，２１１によって形成される画像の輝度の制御を行う。尚、調光装置７００における遮光率の制御と画像形成装置１１１，２１１における画像の輝度の制御は、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。

例えば、照度センサ（環境照度測定センサ）７２１の測定結果が所定値（第１の照度測定値）以上になったとき、調光装置７００の遮光率を所定の値（第１の遮光率）以上とする。一方、照度センサ（環境照度測定センサ）７２１の測定結果が所定値（第２の照度測定値）以下になったとき、調光装置７００の遮光率を所定の値（第２の遮光率）以下とする。ここで、第１の照度測定値として１０ルクスを挙げることができるし、第１の遮光率として９９％乃至７０％のいずれかの値を挙げることができるし、第２の照度測定値として０．０１ルクスを挙げることができるし、第２の遮光率として４９％乃至１％のいずれかの値を挙げることができる。

尚、実施例９における照度センサ（環境照度測定センサ）７２１を、実施例１０において説明する表示装置に適用することができる。また、表示装置が撮像装置を備えている場合、撮像装置に備えられた露出測定用の受光素子から照度センサ（環境照度測定センサ）７２１を構成することもできる。

実施例９あるいは次に述べる実施例１０の表示装置にあっては、照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御し、また、照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御し、また、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御し、また、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御するので、観察者が観察する虚像に高いコントラストを与えることができるだけでなく、表示装置の置かれた周囲の環境の照度に依存して虚像の観察状態の最適化を図ることができる。

実施例１０も、実施例８の変形である。実施例１０の表示装置を上方から眺めた模式図を図１５Ａに示す。また、第２の照度センサを制御する回路の模式図を図１５Ｂに示す。

実施例１０の表示装置は、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する、即ち、環境光が調光装置を透過して所望の照度まで調整されて入射しているかを測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）７２２を更に備えており、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）７２２の測定結果に基づき、調光装置７００の遮光率を制御する。併せて、あるいは、独立して、また、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）７２２の測定結果に基づき、画像形成装置１１１，２１１によって形成される画像の輝度を制御する。周知の構成、構造を有する透過光照度測定センサ７２２は、光学装置１２０，３２０よりも観察者側に配置されている。具体的には、透過光照度測定センサ７２２は、例えば、筐体１１３，２１３の内側面に配置すればよい。透過光照度測定センサ７２２は、図示しないコネクタ及び配線を介して制御装置１８に接続されている。制御装置１８には、透過光照度測定センサ７２２を制御する回路が含まれる。この透過光照度測定センサ７２２を制御する回路は、透過光照度測定センサ７２２からの測定値を受け取り、照度を求める照度演算回路、照度演算回路によって求められた照度の値を標準値の比較する比較演算回路、比較演算回路によって求められた値に基づき、調光装置７００及び／又は画像形成装置１１１，２１１を制御する透過光照度測定センサ制御回路から構成されているが、これらの回路は周知の回路から構成することができる。調光装置７００の制御において、調光装置７００の遮光率の制御を行い、一方、画像形成装置１１１，２１１の制御において、画像形成装置１１１，２１１によって形成される画像の輝度の制御を行う。尚、調光装置７００における遮光率の制御と画像形成装置１１１，２１１における画像の輝度の制御は、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。更に、透過光照度測定センサ７２２の測定結果が環境照度測定センサ７２１の照度から鑑みて所望の照度まで制御できていない場合、即ち、透過光照度測定センサ７２２の測定結果が所望の照度になっていない場合、若しくは、更に一層の微妙な照度調整が望まれる場合には、透過光照度測定センサ７２２の値をモニターしながら調光装置の遮光率を調整すればよい。第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。

実施例１０における第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）７２２と実施例９における照度センサ（環境照度測定センサ）７２１とを組み合わせてもよく、この場合、種々の試験を行い、調光装置７００における遮光率の制御と画像形成装置１１１，２１１における画像の輝度の制御を、それぞれ、独立して行ってもよいし、相関を付けて行ってもよい。右眼用の調光装置と左眼用の調光装置のそれぞれにおいて、第１電極及び第２電極に印加する電圧を調整することで、右眼用の調光装置における遮光率及び左眼用の調光装置における遮光率の均等化を図ることができる。第１電極と第２電極との間の電位差を制御してもよいし、第１電極に印加する電圧と第２電極に印加する電圧とを独立に制御してもよい。右眼用の調光装置における遮光率及び左眼用の調光装置における遮光率は、例えば、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）７２２の測定結果に基づき、制御することができるし、あるいは又、観察者が、右眼用の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさ及び左眼用の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて制御、調整することもできる。

以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではない。実施例において説明した表示装置（頭部装着型ディスプレイ）、画像表示装置、光学装置の構成、構造は例示であり、適宜変更することができる。実施例においては、導光板を構成する基板を樹脂材料から構成したが、代替的に、精密品質に比べて基板の表面研磨工程を簡略化したガラス基板、具体的には、標準品質の５ｎｍ程度のＲｑを有するガラス基板（光学ガラス基板）を用いることもできる。このように表面研磨工程を簡略化することで、コントラスト及び解像度が従来と同等程度に高い光学装置、及び、斯かる光学装置を備えた表示装置を安価に提供することができる。

また、例えば、導光板に表面レリーフ型ホログラム（ＵＳ２００４／００６２５０５Ａ１参照）を配置してもよいし、回折格子として、ＵＳ９，５１３，４８０Ｂ２（ＵＳ２０１６／０２３１５６８Ａ１）に開示された表面レリーフ型回折格子を用いることもできる。第１構造の光学装置にあっては、後述するように、回折格子を透過型回折格子から構成することもできるし、あるいは又、第１偏向手段及び第２偏向手段の内のいずれか一方を反射型回折格子から構成し、他方を透過型回折格子から構成する形態とすることもできる。あるいは又、回折格子を、反射型ブレーズド回折格子とすることもできるし、特開２０１４−１３２３２８号公報に開示された高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）混合体からホログラム回折格子を構成することもできる。

また、本開示の表示装置は、立体視ディスプレイ装置として用いることもできる。この場合、必要に応じて、光学装置に偏光板や偏光フィルムを着脱自在に取り付け、あるいは、光学装置に偏光板や偏光フィルムを貼り合わせればよい。

実施例においては、画像形成装置１１１，２１１は、単色（例えば、緑色）の画像を表示するとして説明したが、画像形成装置１１１，２１１はカラー画像を表示することもでき、この場合、光源を、例えば、赤色、緑色、青色のそれぞれを出射する光源から構成すればよい。より具体的には、例えば、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子のそれぞれから出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得ればよい。

また、実施例１〜実施例１０において説明した画像表示装置を、以下に説明するように、変形することも可能である。即ち、上方から眺めた模式図を図１６に示し、光学装置及び調光装置の模式的な正面図を図１７に示すように、第１偏向手段３３０と対向する調光装置７００の外面に、導光板３２１の外へ光が漏れ出し、光利用効率が低下することを防止するための遮光部材６０１が形成されている。

実施例１〜実施例４において説明した第１構造の光学装置を、以下に説明するように、変形することも可能である。即ち、図１８に実施例１の表示装置の変形例における光学装置の概念図を示すように、第１の反射型体積ホログラム回折格子３５１、第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２及び第３の反射型体積ホログラム回折格子３５３を備えていてもよい。第１の反射型体積ホログラム回折格子３５１にあっては、回折格子部材の干渉縞は、概ねＹ軸と平行に延びる。第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２にあっては、回折格子部材の干渉縞は、斜めの方向に延びる。第３の反射型体積ホログラム回折格子３５３にあっては、回折格子部材の干渉縞は、概ねＸ軸と平行に延びる。画像形成装置１１１，２１１から出射された光線は、第１の反射型体積ホログラム回折格子３５１によって、Ｘ軸方向に回折され、導光板３２１を伝播し、第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２に入射する。そして、第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２によって斜め下方に回折され、第３の反射型体積ホログラム回折格子３５２に入射する。そして、第３の反射型体積ホログラム回折格子３５３によってＺ軸方向に回折され、観察者の瞳に入射する。そして、入射点と出射点を結ぶ線分は、２本の線分Ｌ_0-A，Ｌ_0-Bから構成されている。導光領域は、
［Ａ］第１の反射型体積ホログラム回折格子３５１の図１８における右端と、第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２の図１８における左端とによって挟まれた領域に対向する基板５００の領域
及び、
［Ｂ］第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２の図１８における下端と、第３の反射型体積ホログラム回折格子３５３の図１８における上端とによって挟まれた領域に対向する基板５００の領域
の２つの領域から構成される。また、全導光領域は、上記の２つの基板５００の領域、並びに、
［Ｃ］第１の反射型体積ホログラム回折格子３５１に対向する基板５００の領域
［Ｄ］第２の反射型体積ホログラム回折格子３５２に対向する基板５００の領域
及び、
［Ｅ］第３の反射型体積ホログラム回折格子３５３に対向する基板５００の領域
から構成される。

あるいは又、実施例１〜実施例４において説明した第１構造の光学装置を、以下に説明するように、変形することも可能である。即ち、図１９Ａ及び図１９Ｂに実施例１の表示装置の変形例における光学装置の概念図を示すように、光入射側のホログラム回折格子を２つの反射型回折格子３６１，３６２とし、光出射側のホログラム回折格子を反射型回折格子３６３（図１９Ａ参照）あるいは反射型回折格子３６４（図１９Ｂ参照）とすることができる。あるいは又、図１９Ｃ及び図１９Ｄに実施例１の表示装置の変形例における光学装置の概念図を示すように、光入射側のホログラム回折格子を反射型回折格子３６１(図１９Ｃ参照）あるいは反射型回折格子３６２（図１９Ｄ参照）とし、光出射側のホログラム回折格子を２つの反射型回折格子３６３，３６４とすることができる。あるいは又、図１９Ｅに実施例１の表示装置の変形例における光学装置の概念図を示すように、光入射側のホログラム回折格子を２つの反射型回折格子３６１，３６２とし、光出射側のホログラム回折格子を２つの反射型回折格子３６３，３６４とすることもできる。あるいは又、図１９Ｆに実施例１の表示装置の変形例における光学装置の概念図を示すように、光入射側のホログラム回折格子を透過型回折格子３６５とし、光出射側のホログラム回折格子を透過型回折格子３６６とすることもできる。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光学装置》
画像形成装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する導光板、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、並びに、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるように、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
導光板は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板、
基板の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜、及び、
基板の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜、
から成る光学装置。
［Ａ０２］基板は樹脂材料から成る［Ａ０１］に記載の光学装置。
［Ａ０３］基板の主成分はシクロオレフィンポリマーである［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０４］第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面のＲｑの値は３ｎｍ以下であり、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面のＲｑの値は３ｎｍ以下である［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０５］第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上、好ましくは１．７×１０^-7ｍ以上であり、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上、好ましくは１．７×１０^-7ｍ以上である［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０６］第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下であり、
第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下である［Ａ０５］に記載の光学装置。
［Ａ０７］第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面に対する、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面の平行度は、２／６０度以下、好ましくは１／６０度以下である［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０８］第１平坦化膜と第２平坦化膜とは、同じ材料から成り、且つ、同じ厚さを有する［Ａ０１］乃至［Ａ０７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０９］第１平坦化膜及び第２平坦化膜は、アクリル系材料を含む有機材料を主成分とする材料から成る［Ａ０１］乃至［Ａ０８］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１０］第１偏向手段及び第２偏向手段はホログラム回折格子から成る［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１１］ホログラム回折格子は、アクリル系材料及びウレタン系材料を含む［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１２］ホログラム回折格子、第１平坦化膜及び第２平坦化膜は、アクリル系材料を含む［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１３］基板の厚さは０．４ｍｍ乃至１０ｍｍである［Ａ０１］乃至［Ａ１２］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１４］第１平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₁、第２平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₂、基板を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、
｜ｎ₁−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
｜ｎ₂−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ１３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１５］第１平坦化膜基板を構成する材料の基板屈折率をｎ₁、第２平坦化膜基板を構成する材料の基板屈折率をｎ₂、基板を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、ｎ₁≧１．４８、ｎ₂≧１．４８、及び、ｎ₀≧１．４８を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ１４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１６］導光板に入射される光に対する基板を構成する材料の光透過率は、基板を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、
導光板に入射される光に対する第１平坦化膜を構成する材料の光透過率は、第１平坦化膜を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、
導光板に入射される光に対する第２平坦化膜を構成する材料の光透過率は、第２平坦化膜を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上である［Ａ０１］乃至［Ａ１５］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１７］第１偏向手段と第１平坦化膜との間には、第１粘着層が形成されており、
第２偏向手段と第２平坦化膜との間には、第２粘着層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１６］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１８］導光板に入射される光の波長をλ₀、基板の屈折率をｎ₀、第１平坦化膜の屈折率をｎ₁（但し、ｎ₁＜ｎ₀）、第２平坦化膜の屈折率をｎ₂（但し、ｎ₂＜ｎ₀）としたとき、
第１平坦化膜の厚さは（ｎ₁・λ₀／４）であり、又は、
第２平坦化膜の厚さは（ｎ₂・λ₀／４）であり、又は、
第１平坦化膜の厚さは（ｎ₁・λ₀／４）であり、且つ、第２平坦化膜の厚さは（ｎ₂・λ₀／４）である［Ａ０１］乃至［Ａ１７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１９］第１偏向手段及び第２偏向手段は基板の第２面側に配設されており、
第１平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₁、導光板に入射される光の波長をλ₀としたとき、第１平坦化膜の外面上には、屈折率ｎ₃（但し、ｎ₃＜ｎ₁）を有し、且つ、（ｎ₃・λ₀／４）の厚さを有する反射防止層が形成されている［Ａ０１］乃至［Ａ１８］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２０］第１平坦化膜と反射防止層の厚さの合計は、第２平坦化膜の厚さと等しい［Ａ２０］に記載の光学装置。
［Ｂ０１］《表示装置：第１の態様》
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、
光学装置は、
画像形成装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する導光板、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、並びに、
導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるように、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
を備えており、
導光板は、
第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板、
基板の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜、及び、
基板の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜、
から成る表示装置。
［Ｂ０２］《表示装置：第２の態様》
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置、及び、［Ａ０１］乃至［Ａ２０］のいずれか１項に記載の光学装置を備えている表示装置。
［Ｃ０１］外部から入射する外光の光量を調整する調光装置を更に備えており、
光学装置は、調光装置の少なくとも一部分と重なっている［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載の表示装置。
［Ｃ０２］調光装置は、
第１基板、
第１基板と対向する第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に設けられた第１透明電極、
第１基板と対向する第２基板の対向面に設けられた第２透明電極、及び、
第１透明電極と第２透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る［Ｃ０１］に記載の表示装置。
［Ｃ０３］調光層は、エレクトロクロミック材料を含む［Ｃ０２］に記載の表示装置。
［Ｃ０４］調光層は、第１透明電極側から、ＷＯ₃層、Ｔａ₂Ｏ₅層及びＩｒ_XＳｎ_1-XＯ層の積層構造を有する［Ｃ０３］に記載の表示装置。
［Ｃ０５］光学装置は調光装置に取り付けられている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０４］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｃ０６］フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部、及び、ノーズパッドを備えており、
調光装置はフロント部に配設されている［Ｃ０１］乃至［Ｃ０５］のいずれか１項に記載の表示装置。
［Ｃ０７］フロント部はリムを有し、
調光装置はリムに嵌め込まれている［Ｃ０６］に記載の表示装置。

１０・・・フレーム、１１・・・フロント部、１１’・・・リム、１２・・・蝶番、１３・・・テンプル部、１４・・・モダン部、１５・・・配線（信号線や電源線等）、１６・・・ヘッドホン部、１７・・・ヘッドホン部用配線、１８・・・制御装置（制御回路、制御手段）、１９・・・取付け部材、２１・・・瞳、１００，２００，３００，４００・・・画像表示装置、１１１，１１１Ａ，１１１Ｂ，２１１，２１１Ａ，２１１Ｂ・・・画像形成装置、１１２・・・光学系（コリメート光学系）、１１３，２１３・・・筐体、１２０，３２０・・・光学装置、１２１，３２１・・・導光板、１２２，３２２・・・導光板の第１面、１２３，３２３・・・導光板の第２面、３２４，３２５・・・導光板の一部分、１３０・・・第１偏向手段（第１回折格子部材）、１４０・・・第２偏向手段（第２回折格子部材、虚像形成領域）、３３０・・・第１偏向手段、３４０・・・第２偏向手段（虚像形成領域）、３５１・・・第１の反射型体積ホログラム回折格子、３５２・・・第２の反射型体積ホログラム回折格子、３５３・・・第３の反射型体積ホログラム回折格子、３６１，３６３・・・反射型回折格子、３６２，３６４・・・透過型回折格子、１５０・・・反射型空間光変調装置、１５０’・・・有機ＥＬ表示装置、１５１・・・液晶表示装置（ＬＣＤ）、１５２・・・偏光ビームスプリッター（ＰＢＳ）、１５３・・・光源、２５１・・・光源、２５２・・・コリメート光学系、２５３・・・走査手段、２５４・・・光学系（リレー光学系）、２５５・・・全反射ミラー、５００・・・基板、５０１・・・基板の第１面、５０２・・・基板の第２面、５０３・・・導光領域、５０４・・・全導光領域、５１１・・・第１平坦化膜、５１２・・・第２平坦化膜、５２１，５２２・・・粘着層、５３１・・・反射防止層、６０１・・・遮光部材、７００・・・調光装置、７０１・・・虚像形成領域対向領域、７１１Ａ・・・第１基板、７１１Ｂ・・・第２基板、７１２Ａ・・・第１透明電極、７１２Ｂ・・・第２透明電極、７１３・・・ＷＯ₃層、７１４・・・Ｔａ₂Ｏ₅層、７１５・・・Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層、７１６Ａ・・・第１電極、７１６Ｂ・・・第２電極、７１７Ａ・・・保護層、７１７Ｂ・・・下地層、７１７Ｃ・・・封止部材、７１７Ｄ・・・接着剤、７２１・・・照度センサ（環境照度測定センサ）、７２２・・・第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）

Claims (21)

1. 画像形成装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する導光板、
   導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、並びに、
   導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるように、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
   を備えており、
   導光板は、
   第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板、
   基板の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜、及び、
   基板の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜、
   から成る光学装置。
2. 基板は樹脂材料から成る請求項１に記載の光学装置。
3. 基板の主成分はシクロオレフィンポリマーである請求項１に記載の光学装置。
4. 第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面のＲｑの値は３ｎｍ以下であり、
   第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面のＲｑの値は３ｎｍ以下である請求項１に記載の光学装置。
5. 第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上であり、
   第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の厚さは、５×１０^-8ｍ以上である請求項１に記載の光学装置。
6. 第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下であり、
   第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の厚さは、３×１０^-6ｍ以下である請求項５に記載の光学装置。
7. 第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第１平坦化膜の部分の外面に対する、第１偏向手段及び第２偏向手段の基板への正射影像によって挟まれた導光板の領域に含まれる第２平坦化膜の部分の外面の平行度は、２／６０度以下である請求項１に記載の光学装置。
8. 第１平坦化膜と第２平坦化膜とは、同じ材料から成り、且つ、同じ厚さを有する請求項１に記載の光学装置。
9. 第１平坦化膜及び第２平坦化膜は、アクリル系材料を含む有機材料を主成分とする材料から成る請求項１に記載の光学装置。
10. 第１偏向手段及び第２偏向手段はホログラム回折格子から成る請求項１に記載の光学装置。
11. ホログラム回折格子は、アクリル系材料及びウレタン系材料を含む請求項１０に記載の光学装置。
12. ホログラム回折格子、第１平坦化膜及び第２平坦化膜は、アクリル系材料を含む請求項１０に記載の光学装置。
13. 基板の厚さは０．４ｍｍ乃至１０ｍｍである請求項１に記載の光学装置。
14. 第１平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₁、第２平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₂、基板を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、
    ｜ｎ₁−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
    ｜ｎ₂−ｎ₀｜／ｎ₀≦０．０３
    を満足する請求項１に記載の光学装置。
15. 第１平坦化膜基板を構成する材料の基板屈折率をｎ₁、第２平坦化膜基板を構成する材料の基板屈折率をｎ₂、基板を構成する材料の屈折率をｎ₀としたとき、ｎ₁≧１．４８、ｎ₂≧１．４８、及び、ｎ₀≧１．４８を満足する請求項１に記載の光学装置。
16. 導光板に入射される光に対する基板を構成する材料の光透過率は、基板を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、
    導光板に入射される光に対する第１平坦化膜を構成する材料の光透過率は、第１平坦化膜を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上であり、
    導光板に入射される光に対する第２平坦化膜を構成する材料の光透過率は、第２平坦化膜を構成する材料の厚さを６０ｍｍとしたとき、１４％以上である請求項１に記載の光学装置。
17. 第１偏向手段と第１平坦化膜との間には、第１粘着層が形成されており、
    第２偏向手段と第２平坦化膜との間には、第２粘着層が形成されている請求項１に記載の光学装置。
18. 導光板に入射される光の波長をλ₀、基板の屈折率をｎ₀、第１平坦化膜の屈折率をｎ₁（但し、ｎ₁＜ｎ₀）、第２平坦化膜の屈折率をｎ₂（但し、ｎ₂＜ｎ₀）としたとき、
    第１平坦化膜の厚さは（ｎ₁・λ₀／４）であり、又は、
    第２平坦化膜の厚さは（ｎ₂・λ₀／４）であり、又は、
    第１平坦化膜の厚さは（ｎ₁・λ₀／４）であり、且つ、第２平坦化膜の厚さは（ｎ₂・λ₀／４）である請求項１に記載の光学装置。
19. 第１偏向手段及び第２偏向手段は基板の第２面側に配設されており、
    第１平坦化膜を構成する材料の屈折率をｎ₁、導光板に入射される光の波長をλ₀としたとき、第１平坦化膜の外面上には、屈折率ｎ₃（但し、ｎ₃＜ｎ₁）を有し、且つ、（ｎ₃・λ₀／４）の厚さを有する反射防止層が形成されている請求項１に記載の光学装置。
20. 観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、
    光学装置は、
    画像形成装置から入射された光が内部を全反射により伝播した後、観察者に向けて出射され、第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する導光板、
    導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板に入射された光が導光板の内部で全反射されるように、導光板に入射された光を偏向させる第１偏向手段、並びに、
    導光板の第１面及び第２面の少なくともいずれか一方に配設され、導光板の内部を全反射により伝播した光を導光板から出射させるように、導光板の内部を全反射により伝播した光を偏向させる第２偏向手段、
    を備えており、
    導光板は、
    第１面、及び、第１面と対向する第２面を有する基板、
    基板の第１面上に形成された、有機材料を含む第１平坦化膜、及び、
    基板の第２面上に形成された、有機材料を含む第２平坦化膜、
    から成る表示装置。
21. 観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、画像形成装置、及び、請求項１乃至請求項１９のいずれか１項に記載の光学装置を備えている表示装置。