JP2014219468A - 虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクトで軽量であり、耐久性が維持され、かつ、見た目のボリューム感を抑えてデザイン性に優れた虚像表示装置を提供すること。【解決手段】フレーム１０７によって、光学ユニット収納部ＯＳと導光装置２０とを支持して、装置全体のうち光学的機能を有する箇所の耐久性を維持し、この際、フレーム１０７が光学ユニット収納部ＯＳよりも観察者の鼻に近い側に配置され小型化されたものとなっている。これにより、虚像表示装置１００は、装置全体として見た目にコンパクトである印象を与え、虚像表示装置１００全体としても軽量化を図ることが可能となる。また、装置全体をケース状の部材で全体を覆う構造と比べ、より眼鏡の形態に近づけた形状とすることができ、見た目のボリューム感を抑えたデザインにすることができる。【選択図】図６

Description

本発明は、映像表示素子によって形成された映像を観察者に提示する虚像表示装置及びプロジェクターに関し、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）。

ＨＭＤ等の虚像表示装置については、小型化及び軽量化を進展させつつ、画質を低下させないで広画角化を達成することが望まれている。また、観察者の視界を全て覆ってしまい映像光のみが見える状態にしてしまうと、観察者に外界の状態が判らず不安を与えてしまう。むしろ、外界と映像を重ねて見せるシースルーとすることによって、仮想現実の様な新しい用途が生み出される。このため、外界の視界を妨げず、映像光を重ねて表示するディスプレイが望まれている。

以上の状況を考慮して、観察者の眼前にシースルーで配置される透視型の導光装置を用いることで、眼鏡の形態に近づけて観察者の装着感を向上させ、見た目のフォルムを良くすることができる。この場合、画像を視認させるための光学系については、例えば頭部側面に配置された液晶表示パネルと投射光学装置とによって形成される映像光を、透視型のプリズムで眼前まで導光する態様が考えられる（特許文献１参照）。

しかしながら、虚像表示装置は、液晶表示パネル等の光学系ユニットを搭載しているため、例えば特許文献１のように、観察者の側頭部に映像表示装置や投射光学系を配置する構成の場合、通常の眼鏡と比べて大型の装置が側頭部あたりに付随するため、装着時における突起感が甚だしく、見た目が悪くなる傾向が生じる。

また、一方で、光学系の保護の観点から、例えば光学系全体を保護するケース状の部材によって外観を形成することも考えられている。しかし、この場合、形状が大型化しやすく、また、重量も大きくなりやすい。ＨＭＤとして、長時間の使用や持ち出し等の使い勝手を考えると、できるだけ、コンパクトで軽量なものであることが望ましい。

特開２０１２−１６３６４０号公報

本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、コンパクトで軽量であり、耐久性が維持され、かつ、見た目のボリューム感を抑えてデザイン性に優れた虚像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る虚像表示装置は、映像素子と、映像素子を含む光学ユニットを収納する光学ユニット収納部と、観察者の眼前に配置されるとともに、映像素子を含む光学ユニットからの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる導光装置と、画像形成に関する構成要素のうち、光学ユニット収納部を少なくとも支持するフレームと、を備える虚像表示装置であって、フレームの外縁は、光学ユニット収納部の外縁よりも、観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻を配置すべき位置に近い側に配置されている。ここで、フレームの外縁が光学ユニット収納部の外縁よりも観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻に位置に近い側に配置されているとは、装着時において、フレームの外縁と光学ユニット収納部の外縁とについて、観察者の鼻がある位置から観察者の眼の並ぶ横方向に関して最も遠い部分を比較したときに、フレームの該当部分の方が光学ユニット収納部の該当部分よりも観察者の鼻に近い位置にあることを意味している。例えば、虚像表示装置が左右一対の両眼視のタイプであれば、フレームのほうが相対的に中央寄りにあることになる。言い換えると、フレームに比べて、光学ユニット収納部が外側にはみ出した部分があることになる。また、ここで、フレームが光学ユニット収納部等の物体を支持するとは、当該物体がフレームに対して直接的に組み付けられることで、フレームが当該物体を固定した状態に維持する場合に限らず、結果として当該物体が固定された状態となっている、つまり間接的に支持されている場合も含まれるものとする。

上記虚像表示装置では、フレームによって、画像を形成する光学系のうち、像素子等の光学ユニットを収納する光学ユニット収納部を少なくとも支持して、装置全体のうち光学的機能を有する箇所の耐久性を維持している。この際、フレームは、光学ユニット収納部よりも観察者の鼻に近い側に配置され小型化されたものとなっていることで、装置全体として見た目にコンパクトである印象を与えることができる。さらに、フレームの小型化により装置全体としても軽量化を図ることが可能となる。また、例えばケース状の部材で全体を覆う構造と比べると、フレームの構成等によって、より眼鏡の形態に近づけた形状とすることができ、見た目のボリューム感を抑えたデザインにすることができる。

本発明の具体的な側面では、フレームと光学ユニット収納部との間には、段差が設けられている。この場合、段差によって外観形状にメリハリをつけ、見た目のボリューム感を抑えることができる。

本発明の別の側面では、フレームが、光学ユニット収納部を下垂状に配置した状態で支持して段差を形成している。この場合、上側に位置するフレームから下側に位置する光学ユニット収納部に向かって外側に広がる階段状の段差を形成することができ、外観形状にメリハリをつけることができる。

本発明のさらに別の側面では、フレームと光学ユニット収納部との間には、色に関してコントラストが設けられている。この場合、色のコントラストによって外観形状にメリハリをつけ、見た目のボリューム感を抑えることができる。

本発明のさらに別の側面では、フレームが、相対的に膨張色であり、光学ユニット収納部が、相対的に縮小色である。この場合、例えば眼の並ぶ横方向に関して出っ張りやすい光学ユニット収納部を、相対的に小さく見せることで、虚像表示装置全体についてコンパクトであるような印象を与えることができる。

本発明のさらに別の側面では、光学ユニット収納部が、装着時において、観察者の側頭部側に配置されており、フレームが、観察者の上頭部側において、観察者の眼の並ぶ横方向に沿って眼前部分から観察者の側頭部側に向かって延び、上頭部側から光学ユニット収納部と導光装置とを支持している。この場合、光学ユニット収納部を側頭部側に配置して全体の構成として眼鏡型の形状としつつ、上頭部側に配置されたフレームによって光学系を確実に支持し、耐久性を確保することができる。

本発明のさらに別の側面では、虚像表示装置は、光学ユニットの一部として、映像素子からの光を導光装置に向けて投射する投射レンズをさらに備え、光学ユニット収納部が、投射レンズを構成する光学素子を支持する鏡筒を内部に収納し、上記鏡筒が、フレームに支持されている。この場合、光学ユニットの一部である投射レンズを、光学ユニット収納部によって収納して保護しつつ、フレームによって確実に支持し、固定することができる。

本発明のさらに別の側面では、上記鏡筒が、導光装置に連結するための係合部材を有し、導光装置が、フレームに取り付けるための取付部を有する。この場合、投射レンズを構成する光学素子を収納する鏡筒を導光装置に対して、直接固定することができ、かつ、導光装置をフレームに対して、直接固定することができる。すなわち、投射レンズと導光装置とフレームとを確実に一体的に組み付けることができる。

本発明のさらに別の側面では、光学ユニット収納部が、映像素子に対してクリアランスの領域をもたせた状態で映像素子を収納している。この場合、映像素子が外部からの衝撃に直接的には影響を受けない状態を保つことができ、映像素子のアライメントの状態が維持され、外部からの衝撃に対する画像形成の耐久性を維持できる。

本発明のさらに別の側面では、フレームが、アルミフレーム部を含む。この場合、フレームを小型かつ軽量としつつ、十分な剛性を維持して装置全体としての耐久性を確保できる。

本発明のさらに別の側面では、フレームが、アルミフレーム部と、アルミフレーム部から分割可能に組み付けられる樹脂部とを有する。この場合、フレームのうち、剛性をさほど要求されない部分については、樹脂部で構成し、この樹脂部が分割可能になっていることで、例えばカメラ等のためのハーネス等を組み込む際の作業性を向上させることができる。

本発明のさらに別の側面では、導光装置が、映像の光を導光するとともに外界の光の透視を可能にする導光部材と、当該導光部材に連結され外界の光の透視機能を補う光透過部材とを有する。この場合、一体化された導光部材と光透過部材とによって、外界光と映像光とを重畳させたシースルーの状態とすることが可能になる。

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。 （Ａ）は、虚像表示装置の外観斜視図であり、（Ｂ）は、虚像表示装置からフレームや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、虚像表示装置のうち第１表示装置の構造を説明するため外装部材等を取り除いた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、第１表示装置に組み込まれている画像表示装置及び投射レンズの構造を説明する側方断面図である。 虚像表示装置を構成する第１表示装置の上下に関する対称面における断面図である。 虚像表示装置のうち光学ユニット収納部の様子を模式的に示す図である。 （Ａ）は、虚像表示装置についての外観の様子を示す平面図であり、（Ｂ）は、正面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、第１表示装置に組み込まれている導光装置又は光学部材の外観を説明する斜視図である。 虚像表示装置のうち導光部材及び投射レンズのフレームへの固定方法を説明する分解斜視図である。 （Ａ）は、虚像表示装置の一変形例についての外観の様子を示す平面図であり、（Ｂ）は、正面図である。 （Ａ）は、虚像表示装置の別の一例についての外観の様子を示す正面図であり、（Ｂ）は、虚像表示装置のさらに別の一例についての外観の様子を示す正面図である。

以下、図１等を参照しつつ、本発明に係る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。なお、虚像表示装置１００は、撮像動作可能な小型のカメラＣＡを第１表示装置１００Ａの側方部分に有している。

図２（Ａ）は、虚像表示装置１００の表側の外観を説明する斜視図であり、図２（Ｂ）は、虚像表示装置１００を部分的に分解した表側の斜視図である。

図示のように、虚像表示装置１００に設けた枠部１０２は、上側に配置されるフレーム１０７と下側に配置されるプロテクター１０８とを備える。枠部１０２のうち、図２（Ａ）に示す上側のフレーム１０７は、ＸＺ面内でＵ字状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、左右の横方向（Ｘ方向）に延びる正面部１０７ａと、前後の奥行き方向（Ｚ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部分（アルミフレーム部）を主体として含んで構成されている。フレーム１０７がアルミフレーム部を含むことで、フレーム１０７を小型かつ軽量としつつ、十分な剛性を維持して装置全体としての耐久性を確保できる。なお、フレーム１０７は、一部に分解可能な樹脂製部分を有するものとしてもよい。フレーム１０７に分解可能な箇所が設けられれば、例えば、カメラＣＡ等のためのハーネス等を組み込む際の作業性を向上させることができる。正面部１０７ａの奥行き方向（Ｚ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の厚み又は幅よりも十分に厚いものとなっている。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にかけての部分である側方端部６５ａ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にかけての部分である側方端部６５ｂ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。また、光学系ユニットを構成する第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂは、カバー状の外装部材１０５ｄによってそれぞれ覆われている。言い換えると、外装部材１０５ｄは、光学系ユニットを構成する第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂを収納して保護する光学ユニット収納部ＯＳとして機能している。

図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すプロテクター１０８は、アンダーリム状の部材であり、図２（Ａ）に示すフレーム１０７の下方に配置されて固定されている。プロテクター１０８の中央部１０８ｇは、フレーム１０７の中央部１０７ｇに嵌合及びネジ止めによって固定される。プロテクター１０８は、２段のクランク状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、金属材料又は樹脂材料から一体的に形成されている。プロテクター１０８の第１先端部１０８ｉは、第１像形成本体部１０５ａを覆う外装部材１０５ｄのうち外部材１０５ｅに設けた凹部１０５ｉに嵌合した状態で固定される。また、プロテクター１０８の第２先端部１０８ｊは、第２像形成本体部１０５ｂを覆うカバー状の外装部材１０５ｄのうち外部材１０５ｅに設けた凹部１０５ｊに嵌合した状態で固定される。

フレーム１０７は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂとこれらを覆う外装部材１０５ｄ（光学ユニット収納部ＯＳ）とを支持する。また、フレーム１０７は、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も有している。なお、フレーム１０７及びプロテクター１０８は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂに連結される根元側を除いた導光装置２０の長円状の周囲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及びプロテクター１０８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。なお、フレーム１０７が物体（例えば光学ユニット収納部ＯＳ）を支持するとは、光学ユニット収納部ＯＳ等がフレーム１０７に対して直接的に組み付けられることで、フレーム１０７に固定された状態が維持されている場合に限らず、他の部材を介して間接的に支持されている場合も含まれるものとする。

フレーム１０７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の中央部１０７ｇにおいて、枠部１０２を構成する他方のプロテクター１０８の中央部１０８ｇに挟まれるようにして、ねじ止めによって固定されている。

以上のような構成により、光学ユニット収納部ＯＳは、装着時において、観察者の側頭部側に配置されており、フレーム１０７は、観察者の上頭部側において、観察者の眼の並ぶ横方向に沿って眼前部分から観察者の側頭部側に向かって延び、上頭部側から光学ユニット収納部ＯＳと導光装置２０とを支持している状態となっている。

虚像表示装置１００が光学ユニットを収納した光学ユニット収納部ＯＳ（外装部材１０５ｄ）を観察者の側頭部に配置する構成である場合、眼鏡と比べて大型の装置が側頭部の外側に付随するものとなっているため、装着時における装置による突起感が甚だしく、見た目が悪くなる可能性がある。これに対して、本実施形態の虚像表示装置１００は、フレーム１０７を光学ユニット収納部ＯＳよりも観察者の鼻に近い側に配置すること等によって、装置全体の外観をより眼鏡の形態に近づけた形状とし、見た目のボリューム感を抑えすっきりした印象を与えるデザインになっている。

以下、虚像表示装置１００の光学系の構成について説明する。まず、図３（Ａ）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、第１像形成本体部１０５ａ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、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、結像用の投射レンズ３０とを備える。つまり、第１光学部材１０１ａ又は導光装置２０は、導光部材１０と光透過部材５０とで構成され、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。

以下、図３（Ｂ）、４等を参照して、第１像形成本体部１０５ａを構成する画像表示装置８０と投射レンズ３０とについて説明する。

画像表示装置８０は、照明光を射出する照明装置８１と、透過型の空間光変調装置である映像表示素子８２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、青の３色を含む光を発生する光源８１ａと、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８１ｂとを有する。映像表示素子８２は、例えば液晶表示デバイスで形成され、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。駆動制御部８４は、光源駆動回路８４ａと、液晶駆動回路８４ｂとを備える。光源駆動回路８４ａ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。液晶駆動回路８４ｂは、映像表示素子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。なお、液晶駆動回路８４ｂ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３つの光学素子３１〜３３を備える投射光学系であり、これらの光学素子３１〜３３を収納して支持する鏡筒３９を含む。光学素子３１〜３３は、例えば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。鏡筒３９は、前端側に矩形枠状の係合部材３９ａを有する。係合部材３９ａは、導光部材１０の第２導光部分１２側の先端部と嵌合することで、鏡筒３９に対する導光部材１０の位置決めを可能にしている。

なお、映像表示素子８２は、筐体状の素子用ケース８８の内部に収納され、移動しないように保持されている。素子用ケース８８は、嵌合によって映像表示素子８２の第１基板８２ａを支持する第１支持部分８８ａと、映像表示素子８２の第２基板８２ｂを覆う第２支持部分８８ｂとを含む。両支持部分８８ａ，８８ｂは、遮光性の樹脂材料で形成された成形品である。

以上のように、虚像表示装置１００のうち、映像表示素子８２及び投射レンズ３０は、画像を形成し投射をするための光学ユニット（図２（Ｂ）等に示す像形成本体部１０５ａ，１０５ｂに相当するもの）である。さらに、図５に模式的に示すように、映像表示素子８２（図３（Ａ）等参照）を収納する素子用ケース８８や、投射レンズ３０を構成する光学素子３１〜３３（図３（Ｂ）等参照）を収納した鏡筒３９は、光学ユニット収納部ＯＳに支持されて収納され、保護されている。なお、図示のように、素子用ケース８８は、光学ユニット収納部ＯＳの内壁面ＩＳに対してクリアランスの領域ＳＰをもった状態で収納されている。これにより、素子用ケース８８内の映像表示素子８２は、外部からの衝撃に直接的には影響を受けない状態が保たれている。

以下、図６を参照して、虚像表示装置１００の外観形状の特徴について説明する。なお、図６（Ａ）は、虚像表示装置１００についての外観の様子を示す平面図であり、図６（Ｂ）は、正面図である。なお、図６は、模式的に外観を示すものであり、一部の部材については、図示を省略化或いは簡略化している。

図示のように、虚像表示装置１００において、フレーム１０７のうち周辺側の縁を外縁１０７ｅとし、光学ユニット収納部ＯＳのうち周辺側の縁を外縁ＯＳｅとする。フレーム１０７の外縁１０７ｅは、光学ユニット収納部ＯＳの外縁ＯＳｅと比較して、観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻を配置すべき位置に近い側に配置されている。

ここで、フレーム１０７の外縁１０７ｅが光学ユニット収納部ＯＳの外縁ＯＳｅよりも観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻に位置に近い側に配置されているとは、以下のように定義するものとする。まず、図６（Ｂ）に示すように、観察者の眼の並ぶ横方向に関して中央側にあり横方向に垂直な縦方向に延びて、観察者の鼻がある位置を示す基準となる軸を中心軸ＡＡとする。次に、横方向に関して、フレーム１０７の外縁１０７ｅのうち中心軸ＡＡから最も遠い部分である外縁端部の位置を第１位置ＦＴ１とし、光学ユニット収納部ＯＳの外縁ＯＳｅのうち中心軸ＡＡから最も遠い部分である外縁端部の位置を第２位置ＦＴ２とする。この場合に、第１位置ＦＴ１と第２位置ＦＴ２とを比較して、外第１位置ＦＴ１が第２位置ＦＴ２よりも観察者の鼻に近いすなわち中心軸ＡＡに近い位置であれば、外縁１０７ｅが外縁ＯＳｅよりも観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻に位置に近い側に配置されているものとする。図示のように、虚像表示装置１００が左右一対の両眼視のタイプの場合、フレーム１０７のほうが観察者の眼の並ぶ横方向に関して相対的に中央寄りにあることになる。言い換えると、フレーム１０７に比べて、光学ユニット収納部ＯＳが外側にはみ出した部分があることになる。

図示の場合、フレーム１０７は、光学ユニット収納部ＯＳを下垂状に配置した状態で支持しており、フレーム１０７の外縁１０７ｅが光学ユニット収納部ＯＳの外縁ＯＳｅよりも観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻に位置に近い側に配置されており、小型化されたものとなっている。また、この結果として、例えば図６（Ｂ）に示すように、フレーム１０７と光学ユニット収納部ＯＳとの間には、段差ＳＴが設けられた状態となっている。さらに、図示の場合、フレーム１０７が相対的に明るい膨張色で塗装される一方、光学ユニット収納部ＯＳが相対的に暗い縮小色で塗装されるものとすることで、両者の間に色に関するコントラストを設けている。これにより、外観形状にメリハリをつけ、横方向に関して出っ張りやすい光学ユニット収納部ＯＳを、相対的に小さく見せて虚像表示装置１００の全体についてコンパクトであるような印象を与えることができる。

また、虚像表示装置１００が以上のような構造となっている場合、例えば、フレーム１０７に代えて投射レンズ３０等の光学ユニットのみならず導光装置２０までの光学系全体をケース状の部材で覆うような構造となっている場合と比べて、より眼鏡の形態に近づけた形状とすることができる。また、全体を外側から覆うようなものがなくフレーム１０７が内側に設けられた骨格のようになっていることで、見た目のボリューム感を抑えたデザインにすることができる。

以上により、虚像表示装置１００は、装置全体の外観をより眼鏡の形態に近づけた形状とし、外部から見た場合にすっきりした印象を与えるものとになっている。

以下、他の部分の構成等について説明する。まず、図７を参照して、導光装置２０の構成について説明し、図８において、第１表示装置１００Ａを構成する導光装置２０や鏡筒３９等の各部について、フレーム１０７へ組み付ける様子を説明する。

図７に示すように、導光部材１０と光透過部材５０とは、互いに固定されて一体的な導光装置２０を構成している。導光装置２０は、映像の光を内部で反射させつつ観察者の眼に導く光透過性の光学ブロック状又はプリズム状の部材である。導光装置２０のうち周囲部分に囲まれた本体部分は、長円状の輪郭を有する。ここで、光透過部材５０は、導光部材１０の先端側、すなわち射出側又は光射出側の第１導光部分１１に連結するようにその延長方向に配置され、接着剤を利用した接合によって第１導光部分１１に固定されている。導光部材１０及び光透過部材５０を組み合わせた導光装置２０は、図１における第１光学部材１０１ａに相当し、投射透視装置７０の投射レンズ（投射光学系）３０と表示用の画像パターンを形成する画像表示装置８０とは、図１における第１像形成本体部１０５ａに相当する。導光装置（光学部材）２０の周囲部分のうち、フレーム１０７に近い上辺側には、フレーム１０７下面に設けられている制限部１０７ｎ（図８（Ｂ）参照）に嵌め込まれるリブ１０ｎが形成されている。この第１のリブ１０ｎの存在により、導光装置２０の奥行き方向（Ｚ方向）に関する変位が制限される。

以下、図８等を参照して、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を構成する画像表示装置８０の映像表示素子８２は、突起部材（嵌合部）８８ｕ，８８ｖを利用して、投射レンズ３０の鏡筒３９の後端部３９ｈに固定される。映像表示素子８２を鏡筒３９に固定する際には、映像表示素子８２を光軸に垂直な方向に微少変位させて鏡筒３９に対してアライメント又は位置調整を行う。なお、映像表示素子８２の背面（投射レンズ３０の反対側）には、予め薄板状の照明装置８１が取り付けられている。投射レンズ３０は、その鏡筒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の上端面等とが当接してアライメントが達成され、ネジ孔６１ｓを介してネジ６１ｔを取付部３９ｇに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６１ｘに鏡筒３９に設けたボス３９ｘが嵌合して鏡筒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突起状の取付部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。取付部１０ｇは、導光装置２０の入射側又は光入射側の部分、具体的には第１導光部分１１と第２導光部分１２との境界周辺において周囲に拡張するように立設されている。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の鏡筒３９の前端側に設けられて開口する矩形枠状の係合部材３９ａ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３９の係合部材３９ａ内に嵌合するように挿入する。この際、先端部１２ｊの側面１２ｍが係合部材３９ａの内面３９ｍと当接してアライメントが達成される。その後、詳細な説明は省略するが、フレーム１０７に対して中央部１０７ｇにおいて鼻受部４０を挟むようにプロテクター１０８を固定する。以上の工程によって、フレーム１０７と投射透視装置７０とプロテクター１０８とのアセンブリーを得ることができる。

その後、図２（Ａ）に示すように、外装部材１０５ｄのうち外部材１０５ｅをフレーム１０７及び投射透視装置７０のアセンブリーに固定する。外部材１０５ｅは、フレーム１０７や投射レンズ３０との嵌合、投射レンズ３０の取付部３９ｇに対してのネジ締結等によって固定される。この際、フレーム１０７に既に固定されているプロテクター１０８の先端部１０８ｉ，１０８ｊを外部材１０５ｅに形成された凹部１０５ｉに嵌合させて固定することになる。次に、内部材１０５ｆを外部材１０５ｅに嵌合させ、ネジ止めによって外部材１０５ｅに固定する。これにより、内部材１０５ｆと外部材１０５ｅとに挟まれた空間内に、投射透視装置７０を構成する導光装置２０の根元側及び投射レンズ３０と、画像表示装置８０と、フレーム１０７の側面部１０７ｂ，１０７ｃの一部とが収納される。以上のように組み付けられることで、虚像表示装置１００において、投射レンズ３０等を収納する光学ユニット収納部ＯＳが、装着時において、観察者の側頭部側に配置されており、フレーム１０７が、観察者の上頭部側において、観察者の眼の並ぶ横方向に沿って眼前部分から観察者の側頭部側に向かって延び、上頭部側から光学ユニット収納部ＯＳと導光装置２０とを支持している状態とすることができる。

テンプル部１０４は、フレーム１０７に設けた一対の側面部１０７ｂ，１０７ｃの先端に固定されている。テンプル部１０４と側面部１０７ｂ，１０７ｃとの連結部は、ヒンジ構造を有するものとでき、この場合、テンプル部１０４の折畳みが可能になる。

なお、図１に示す第２表示装置１００Ｂは、第１表示装置１００Ａと同様の構造を有し、第１表示装置１００Ａを左右対称に反転させただけであるので、第２表示装置１００Ｂの構造、機能、組立て等についての説明は省略する。

図４を参照して、投射透視装置７０等の機能、動作等の詳細について説明する。投射透視装置７０のうち、導光装置２０の一部である導光部材１０は、平面視において顔面に沿うように湾曲した円弧状の部材である。導光部材１０のうち、第１導光部分１１は、鼻に近い中央側つまり光射出側に配置され、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、第２導光部分１２は、鼻から離れた周辺側つまり光入射側に配置され、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。

導光部材１０において、第１面Ｓ１１は、Ｚ軸に平行な射出側光軸ＡＸＯを中心軸とする自由曲面であり、第２面Ｓ１２は、ＸＺ面に平行な基準面（図示の断面）に含まれＺ軸に対して傾斜した光軸ＡＸ１を中心軸とする自由曲面であり、第３面Ｓ１３は、射出側光軸ＡＸＯを中心軸とする自由曲面である。第４面Ｓ１４は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれＺ軸に対して傾斜した一対の光軸ＡＸ３，ＡＸ４の２等分線に平行な光軸ＡＸ５を中心軸とする自由曲面であり、第５面Ｓ１５は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれるとともにＺ軸に対して傾斜した一対の光軸ＡＸ４，ＡＸ５の２等分線又はこれに対して小角度をなす線を中心軸とする自由曲面である。なお、以上の第１〜第５面Ｓ１１〜Ｓ１５は、水平（又は横）に延びＸＺ面に平行で光軸ＡＸ１〜ＡＸ５等が通る基準面（図示の断面）を挟んで、鉛直（又は縦）のＹ軸方向に関して対称な形状を有している。

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、観察者に対し凹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ＰＡ上に形成されている（図７（Ａ）参照）。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の正面に配されるものであり、第１面Ｓ１１と同様に観察者に対し凹面形状を成しており、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、視度が略０になっている。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。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、既述のように、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。

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となっている。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、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を延長した曲面上にあり、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を延長した曲面上にある。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。

以下、虚像表示装置１００における映像光ＧＬ等の光路について説明する。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によって収束されつつ、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。

導光部材１０の第４面Ｓ１４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、比較的弱い正の屈折力を有する第３面Ｓ１３に入射して全反射され、比較的弱い負の屈折力を有する第１面Ｓ１１に入射して全反射される。なお、映像光ＧＬは、第３面Ｓ１３を通過する前後において、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。

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に対して負の屈折力を有する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、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、導光部材１０越しに歪みの少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、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。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。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、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。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。

以上の説明から明らかなように、本実施形態の虚像表示装置１００によれば、フレーム１０７によって、映像表示素子８２や投射レンズ３０を収納する光学ユニット収納部ＯＳと導光装置２０とを支持して、装置全体のうち光学的機能を有する箇所の耐久性を維持している。この際、フレーム１０７は、光学ユニット収納部ＯＳよりも観察者の鼻に近い側に配置され小型化されたものとなっている。これにより、虚像表示装置１００は、装置全体として見た目にコンパクトである印象を与えることができる。さらに、フレーム１０７の小型化により虚像表示装置１００全体としても軽量化を図ることが可能となる。また、装置全体をケース状の部材で全体を覆う構造と比べると、フレーム１０７の構成等によって、より眼鏡の形態に近づけた形状とすることができ、見た目のボリューム感を抑えたデザインにすることができる。

以下、図９を参照して、本実施形態に係る虚像表示装置の一変形例について説明する。なお、図９の虚像表示装置１００は、図６に対応する図であり、図１等に示す虚像表示装置１００のものと比較して、カメラＣＡの位置やフレーム１０７、プロテクター１０８の部分的な形状等の一部の構成が異なるが、これら以外の他の部分については、図１、図６等の場合と同様であるので、各部の詳しい説明については省略する。

図９（Ａ）及び９（Ｂ）に示すように、フレーム１０７は、アルミダイカストで形成されたアルミフレーム部１０７ｍを主体として含んで構成され、一部に分解可能な樹脂製部分である樹脂部１０７ｐを有している。図示のように、樹脂部１０７ｐは、観察者の眼の並ぶ横方向に沿って延びた棒状の形状を有しており、樹脂部１０７ｐとアルミフレーム部１０７ｍとを分離する境界部分であるスリットＳＬも観察者の眼の並ぶ横方向に沿って延びるように形成されている。この場合、中央側に配置されたカメラＣＡのためのハーネス等を、樹脂部１０７ｐとアルミフレーム部１０７ｍとを分解（分離）した状態で組み込むことができるので、カメラＣＡの組み付け作業を向上させることができる。なお、フレーム１０７の場合、特に負荷がかかり剛性を要するのは、眼の並ぶ横方向からつる部分（テンプル部１０４）が延びる方向に折り曲げられる部分、すなわち通常の眼鏡で言うヨロイに相当する部分である。図示の場合、このヨロイに相当する部分については、アルミフレーム部１０７ｍで形成していることによって、十分な強度が確保されている。

なお、フレーム１０７のうち、アルミフレーム部１０７ｍと樹脂部１０７ｐとで色を塗り分けることで、外観の印象を変化させ、すっきりした印象のデザインとすることが可能である。

以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

上記実施形態では、画像表示装置８０において、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ができる。

映像表示素子８２と投射レンズ３０との固定方法は、突起部材（嵌合部）８８ｕ，８８ｖを利用するものに限らず、映像表示素子８２を鏡筒３９に直接固定する様々な手法を用いることができる。

枠部１０２については、実施形態に例示した形状又は眼鏡のフレームに似た外観に限らず、投射レンズ３０と導光装置２０とを橋渡しすることができる様々な形状とできる。

上記実施形態では、フレーム１０７と投射レンズ３０とが別体でネジ止めによって投射レンズ３０をフレーム１０７に固定しているが、投射レンズ３０の鏡筒３９をフレーム１０７と一体成形することもできる。鏡筒３９をフレーム１０７と一体成形する方法として、アウトサート成形、ダイカスト一体成形後の鏡筒部削り出し等の手法がある。

導光装置２０又は投射レンズ３０については、ネジ止めによる締結に限らず、様々な手法でフレーム１０７に固定することができる。

上記実施形態では、投射レンズ３０の鏡筒３９に導光装置２０との係合部材３９ａを設けているが、導光装置２０側に例えば鏡筒３９を挟むように鏡筒３９と嵌合する係合部材を設けることができる。

上記実施形態では、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使用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。

上記実施形態では、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。

上記実施形態では、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、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。この場合、フレーム１０７やテンプル部１０４は、例えば図１等に示すままで左右対称に配置する形状とすることができる。また、例えば図１０（Ａ）に示すように、右眼に対してのみ画像表示装置８０等の画像形成のための装置を設ける場合において、画像を視認させない左眼側には、フレーム１０７やテンプル部１０４、鼻受部４０等の装置を支持するための部材のみ配置する構造としてもよい。また、画像を片眼視する場合に、例えば図１０（Ｂ）に示すように、画像を視認させない左眼側には、導光装置を設けず、眼前に素通しのプラスチックレンズＧＧを配置して、外観上は左右対称の形状であるような態様としてもよい。図示の場合、左眼側のボックス部ＢＳは、右縁側の光学ユニット収納部ＯＳとの外観的対称性を保つために設けられるものとなり、内部に光学系を有しないものとなる。なお、この場合において、ボックス部ＢＳの内部に重心的なバランスをとるための部材を収納するものとしてもよい。

上記実施形態では、導光部材１０の第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３において、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により映像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明の虚像表示装置１００における全反射については、第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３上の全体又は一部にミラーコートや、ハーフミラー膜が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、映像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、上記第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３の全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての映像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの映像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３の全体又は一部がコートされていてもよい。

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、例えば上部での片持ち状態によって支持される。

また、対向して配置される第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３は、観察者に対し凹面形状を成しているものとしているが、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３が平行な平面形状であるものとしてもよい。この場合、観察者が第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３を透過して外界を見た場合に視度を０とすることができる。また、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３が平行な平面形状である場合において、例えば第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３以外の他の面については曲面を持たせることで、中間像を形成させるものとしてもよく、中間像を形成しない構成の画像形成であるものとすることも可能である。以上のような構成においても、上述の場合と同様に例えばフレームと光学ユニット収納部との間に段差が設けられた形状を有することによって、外観形状にメリハリをつけ、見た目のボリューム感を抑えることができる。

ＡＸ４〜ＡＸ５…光軸、 ＧＬ…映像光、 ＨＬ…外界光、 ＯＩ…像面、 ＰＡ…部分領域、 ＲＭ…光反射膜、 Ｓ１１〜Ｓ１５…第１〜第５面、 Ｓ５１〜Ｓ５３…透過面、 ３１〜３３…光学素子、 １０…導光部材、 １０ｇ…取付部、 １０ｓ…本体、 １１，１２…導光部分、 １５…ハーフミラー層、 ２０…導光装置、 ３０…投射レンズ、 ３９…鏡筒、 ３９ａ…係合部材、 ３９ｇ…取付部、 ３９ｈ…後端部、 ４０…鼻受部、 ５０…光透過部材、 ６１ｅ，６１ｆ…固定部、 ６５ａ，６５ｂ…側方端部、 ７０…投射透視装置、 ８０…画像表示装置、 ８１…照明装置、 ８１ａ…光源、 ８１ｂ…バックライト導光部、 ８２…映像表示素子、 ８４…駆動制御部、 ８４ａ…光源駆動回路、 ８４ｂ…液晶駆動回路、 ８８…素子用ケース、 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（光学ユニット）、 １０５ｄ…外装部材、 １０７…フレーム、 １０７ｅ…外縁、 １０７ｍ…アルミフレーム部、 １０７ｐ…樹脂部、 １０８…プロテクター、 ＯＳ…光学ユニット収納部、 ＯＳｅ…外縁、 ＡＡ…中心軸、 ＣＡ…カメラ、 ＦＴ１…第１位置、 ＦＴ２…第２位置、 ＳＬ…スリット、 ＳＰ…領域、 ＳＴ…段差

Claims (12)

1. 映像素子と、
   前記映像素子を含む光学ユニットを収納する光学ユニット収納部と、
   観察者の眼前に配置されるとともに、前記映像素子を含む前記光学ユニットからの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる導光装置と、
   画像形成に関する構成要素のうち、前記光学ユニット収納部を少なくとも支持するフレームと、
   を備える虚像表示装置であって、
   前記フレームの外縁は、前記光学ユニット収納部の外縁よりも、観察者の眼の並ぶ横方向に関して観察者の鼻を配置すべき位置に近い側に配置されている、虚像表示装置。
2. 前記フレームと前記光学ユニット収納部との間には、段差が設けられている、請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記フレームは、前記光学ユニット収納部を下垂状に配置した状態で支持して前記段差を形成している、請求項２に記載の虚像表示装置。
4. 前記フレームと前記光学ユニット収納部との間には、色に関してコントラストが設けられている、請求項１から３までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
5. 前記フレームは、相対的に膨張色であり、前記光学ユニット収納部は、相対的に縮小色である、請求項１から４までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
6. 前記光学ユニット収納部は、装着時において、観察者の側頭部側に配置されており、前記フレームは、観察者の上頭部側において、観察者の眼の並ぶ横方向に沿って眼前部分から観察者の側頭部側に向かって延び、上頭部側から前記光学ユニット収納部と前記導光装置とを支持している、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. 前記光学ユニットの一部として、前記映像素子からの光を前記導光装置に向けて投射する投射レンズをさらに備え、
   前記光学ユニット収納部は、前記投射レンズを構成する光学素子を支持する鏡筒を内部に収納し、
   前記鏡筒は、前記フレームに支持されている、請求項１から６までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
8. 前記鏡筒は、前記導光装置に連結するための係合部材を有し、前記導光装置は、前記フレームに取り付けるための取付部を有する、請求項７に記載の虚像表示装置。
9. 前記光学ユニット収納部は、前記映像素子に対してクリアランスの領域をもたせた状態で収納している、請求項１から８までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
10. 前記フレームは、アルミフレーム部を含む、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. 前記フレームは、前記アルミフレーム部と、前記アルミフレーム部から分割可能に組み付けられる樹脂部とを有する、請求項１０に記載の虚像表示装置。
12. 前記導光装置は、映像の光を導光するとともに外界の光の透視を可能にする導光部材と、当該導光部材に連結され外界の光の透視機能を補う光透過部材とを有する、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。

Images