特開 2024-142621 頭部装着型表示装置、光学モジュール、及び光学モジュールの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142621

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】頭部装着型表示装置、光学モジュール、及び光学モジュールの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/02 20060101AFI20241003BHJP

   G02B 7/00 20210101ALI20241003BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

G02B27/02 Z

G02B7/00 F

H04N5/64 511A

【審査請求】未請求

【請求項の数】14

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054841

(22)【出願日】2023-03-30

(71)【出願人】

【識別番号】000002369

【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179475

【弁理士】

【氏名又は名称】仲井 智至

(74)【代理人】

【識別番号】100216253

【弁理士】

【氏名又は名称】松岡 宏紀

(74)【代理人】

【識別番号】100225901

【弁理士】

【氏名又は名称】今村 真之

(72)【発明者】

【氏名】池田 拓也

(72)【発明者】

【氏名】野口 俊幸

(72)【発明者】

【氏名】宮尾 敏明

【テーマコード（参考）】

2H043

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H043AE02

2H043AE24

2H199CA04

2H199CA12

2H199CA24

2H199CA25

2H199CA27

2H199CA30

2H199CA42

2H199CA46

2H199CA47

2H199CA54

2H199CA59

2H199CA70

2H199CA86

2H199CA89

(57)【要約】      （修正有）

【課題】画像形成素子や光学部材の防塵をより確実にすること。
【解決手段】頭部装着型表示装置２００は、画像形成素子１１ａと、画像形成素子１１ａを支持する支持部材ＭＭ１と、支持部材ＭＭ１に接続される固定部材ＭＭ２とを有するホルダー３１と、画像形成素子１１ａからの映像光ＭＬが入射する光学部材２ａ，２ｂと、光学部材２ａ，２ｂを収納し、ホルダー３１を介して画像形成素子１１ａを内部に保持するケースＣＡと、を備え、ホルダー３１は、透明部ＴＴを有し、固定部材ＭＭ２は、接着部材ＡＭでケースＣＡ外に固定され、接着部材ＡＭは、透明部ＴＴとケースＣＡとの間に介在する。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像形成素子と、
前記画像形成素子を支持する支持部材と、前記支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーと、
前記画像形成素子からの映像光が入射する光学部材と、
前記光学部材を収納し、前記ホルダーを介して前記画像形成素子を内部に保持するケースと、
を備え、
前記ホルダーは、透明部を有し、
前記固定部材は、接着部材で前記ケース外に固定され、
前記接着部材は、前記透明部と前記ケースとの間に介在する頭部装着型表示装置。

【請求項2】

前記支持部材は、支持フレームであり、
前記固定部材は、前記支持フレームの上部に接続されて前記支持フレームと交差する方向に延びる基部板であり、
前記支持フレームの端部は、前記ケースに形成された挿入口を介して前記ケース中に挿入され、
前記基部板は、前記挿入口を覆う状態で前記ケースに固定される、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項3】

前記ケースは、前記固定部材に対向するホルダー台座を有し、
前記固定部材の周辺に沿って延び前記ホルダー台座にはみ出した前記接着部材により前記ホルダーを前記ケースに対して位置決めした状態を維持する封止部材を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項4】

前記接着部材は、光硬化型の接着材で形成される、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項5】

前記支持部材と前記固定部材とは、別部材である、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項6】

前記固定部材は、全体に前記透明部を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項7】

前記固定部材は、外周に前記透明部を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項8】

前記支持部材は、前記透明部と遮光部材とを有する、請求項６及び７のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項9】

前記支持部材は、遮光部品を有する、請求項６及び７のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項10】

前記固定部材は、前記ホルダー台座側に第１反射部品を有し、
前記ホルダー台座は、前記固定部材側に第２反射部品を有する、請求項３に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項11】

前記第２反射部品は、前記固定部材に対向する面の反対側の面に遮光部材を有する、請求項１０に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項12】

前記ケースは、底板部材と側壁とを有する容器状の本体と、前記挿入口が設けられ前記本体の内側を覆うことによって収納空間を形成するカバーとを含み、
前記光学部材は、前記画像形成素子の光射出側に配置される第１光学部材と、前記第１光学部材の光射出側に配置され反射面によって光路を折り曲げる第２光学部材とを有し、
前記第２光学部材の射出面が前記本体の前記底板部材に形成された射出口に露出し、
前記ケースは、前記本体と前記カバーとの連結部を密閉し、前記本体の前記射出口と前記第２光学部材の前記射出面の周囲との間を密閉する密閉部材を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。

【請求項13】

画像形成素子と、
前記画像形成素子を支持する支持部材と、前記支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーと、
前記画像形成素子からの映像光が入射する光学部材と、
前記光学部材を収納し、前記ホルダーを介して前記画像形成素子を内部に保持するケースと、
を備え、
前記ホルダーは、透明部を有し、
前記固定部材は、接着部材で前記ケース外に固定され、
前記接着部材は、前記透明部と前記ケースとの間に介在する光学モジュール。

【請求項14】

光学部材を収納するケースに対して、画像形成素子を支持する支持部材と前記支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーを固定する光学モジュールの製造方法であって、
前記ホルダーは、透明部を有し、
前記支持部材を前記ケースに形成された挿入口に挿入し、
前記固定部材を接着部材によって前記ケースに固定し、
前記接着部材は、前記透明部と前記ケースとの間に介在する光学モジュールの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、虚像の観察を可能にする頭部装着型表示装置及び光学モジュール、並びに光学モジュールの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

頭部装着型表示装置として、防塵性及び防水性を確保するため、画像形成素子やレンズ等の光学部材を収納するユニットを筐体で覆うとともに、外部に露出する導光部材と筐体との間にパッキンを設けたものが公知となっている（特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００９‐１５７２９１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記背景技術の装置では、光学部材をユニットに収納してその上で防塵性を得るために筐体や、パッキンのような伸縮性の封止部材を必要とするため、防塵性を得るために装置が大きくなってしまう。なお、パッキンの代わりに接着部材を用いた場合、筐体と導光部材との間から筐体内部に接着部材が侵入するおそれがある。接着部材として光硬化型の接着材を用いた場合、光が届かない部分は未硬化となる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一側面における頭部装着型表示装置は、画像形成素子と、画像形成素子を支持する支持部材と、支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーと、画像形成素子からの映像光が入射する光学部材と、光学部材を収納し、ホルダーを介して画像形成素子を内部に保持するケースと、を備え、ホルダーは、透明部を有し、固定部材は、接着部材でケース外に固定され、接着部材は、透明部とケースとの間に介在する。

【0006】

本発明の一側面における光学モジュールは、画像形成素子と、画像形成素子を支持する支持部材と、支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーと、画像形成素子からの映像光が入射する光学部材と、光学部材を収納し、ホルダーを介して画像形成素子を内部に保持するケースと、を備え、ホルダーは、透明部を有し、固定部材は、接着部材でケース外に固定され、接着部材は、透明部とケースとの間に介在する。

【0007】

本発明の一側面における光学モジュールの製造方法は、光学部材を収納するケースに対して、画像形成素子を支持する支持部材と支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーを固定する光学モジュールの製造方法であって、ホルダーは、透明部を有し、支持フレームをケースに形成された挿入口に挿入し、固定部材を接着部材によってケースに固定し、接着部材は、透明部とケースとの間に介在する。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１実施形態の頭部装着型表示装置の使用状態を説明する外観斜視図である。

【図2】片側の表示装置の内部構造を説明する側方断面図である。

【図3】表示部等の支持構造を説明する斜視図である。

【図4】バレル及びこれに保持された光学部材等の側方断面図である。

【図5】バレルからバレルカバーを除いた残り部分の背面図及び平面図を示す。

【図6】バレルの分解斜視図である。

【図7】表示ユニットを示す表側の斜視図、側断面図、及び裏側の斜視図である。

【図8】バレル前部の拡大断面図である。

【図9】光学モジュールの平面図である。

【図10】光学モジュールの正面図及び平面図である。

【図11】片側の表示装置の正面断面構造を説明する概念図である。

【図12】バレルに対する表示ユニットの組付けを説明する斜視図である。

【図13】バレルに対する表示ユニットの組付けを説明する概念図である。

【図14】第２実施形態の頭部装着型表示装置の表示ユニットを説明する図である。

【図15】第３実施形態の頭部装着型表示装置の表示ユニットを説明する図である。

【図16】第４実施形態の頭部装着型表示装置を説明する図である。

【図17】バレルに対する表示ユニットの組付け時の紫外光の照射状態を示す図である。

【図18】第５実施形態の頭部装着型表示装置を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

〔第１実施形態〕
以下、図１、２等を参照して、本発明に係る頭部装着型表示装置の第１実施形態について説明する。

【0010】

図１は、頭部装着型表示装置（以下、ヘッドマウントディスプレイ又はＨＭＤとも称する。）２００の装着状態を説明する図であり、ＨＭＤ２００は、これを装着する観察者又は装着者ＵＳに虚像としての映像を認識させる。図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、ＨＭＤ２００を装着した観察者又は装着者ＵＳの両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。±Ｙ方向は、鉛直軸又は鉛直方向に平行になっている。

【0011】

ＨＭＤ２００は、右眼用の第１表示装置１００Ａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂと、表示装置１００Ａ，１００Ｂを支持するテンプル状の一対の支持装置１００Ｃと、情報端末であるユーザー端末９０とを備える。第１表示装置１００Ａは、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第１表示駆動部１０２ａと、メガネレンズ状で眼前を覆う第１コンバイナー１０３ａとで構成される。第２表示装置１００Ｂも同様に、単独でＨＭＤとして機能し、上部に配置される第２表示駆動部１０２ｂと、メガネレンズ状で眼前を覆う第２コンバイナー１０３ｂとで構成される。支持装置１００Ｃは、装着者ＵＳの頭部に装着される装着部材であり、外観上一体化されている表示駆動部１０２ａ，１０２ｂを介して一対のコンバイナー１０３ａ，１０３ｂの上端側を支持している。第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとは、光学的に同一又は左右反転させたものであり、第２表示装置１００Ｂについては、詳細な説明を省略する。

【0012】

図２は、第１表示装置１００Ａの内部構造を説明する側方断面図である。第１表示装置１００Ａは、第１画像形成素子１１ａと第１表示部２０ａと駆動回路部材８０ａとを備える。第１画像形成素子１１ａを映像素子とも呼ぶ。第１表示部２０ａは、虚像を形成する結像光学系であり、投射レンズ２１と、プリズムミラー２２と、シースルーミラー２３とを有する。第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１とプリズムミラー２２とは、第１画像形成素子１１ａからの映像光ＭＬが入射する第１投射光学系１２ａとして機能し、シースルーミラー２３は、上記第１投射光学系１２ａから射出される映像光ＭＬを瞳位置ＰＰ又は眼ＥＹに向けて部分的に反射する部分透過ミラー１２３として機能する。第１表示部２０ａは、第１投射光学系１２ａとシースルーミラー２３とを一体化した状態で有するものである。第１投射光学系１２ａを構成する投射レンズ２１は、第１画像形成素子１１ａの光射出側に配置される第１光学部材２ａに相当し、プリズムミラー２２は、投射レンズ２１である第１光学部材２ａの光射出側に配置される第２光学部材２ｂに相当する。また、第１画像形成素子１１ａと投射レンズ２１とプリズムミラー２２とは、図１に示す第１表示駆動部１０２ａの一部に対応し、シースルーミラー２３は、第２光学部材２ｂの光射出側に配置されており、図１に示す第１コンバイナー１０３ａに対応する。第１投射光学系１２ａを構成する投射レンズ２１及びプリズムミラー２２は、第１画像形成素子１１ａとともに相互に位置決めされた状態で容器状のバレル４１内で固定されている。バレル４１は、第１投射光学系１２ａや第１画像形成素子１１ａを位置決めした状態で収納するケースＣＡである。

【0013】

第１表示装置１００Ａにおいて、第１画像形成素子１１ａは、自発光型の画像光生成装置である。第１画像形成素子１１ａは、映像光ＭＬを第１投射光学系１２ａに射出する。第１画像形成素子１１ａは、バレル４１中に後から収納され支持される。第１画像形成素子１１ａは、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence）ディスプレイであり、２次元の表示面１１ｄにカラーの静止画又は動画を形成する。第１画像形成素子１１ａは、駆動回路部材８０ａを含む表示制御装置８８に駆動されて表示動作を行う。第１画像形成素子１１ａは、有機ＥＬディスプレイに限らず、無機ＥＬ、有機ＬＥＤ、ＬＥＤアレイ、レーザーアレイ、量子ドット発光型素子等を用いた表示デバイスに置き換えることができる。第１画像形成素子１１ａは、自発光型の画像光生成装置に限らず、ＬＣＤその他の光変調素子で構成され、当該光変調素子をバックライトのような光源によって照明することによって画像を形成するものであってもよい。第１画像形成素子１１ａとして、ＬＣＤに代えて、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon, ＬＣｏＳは登録商標）や、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。なお、第１表示装置１００Ａにおいて、駆動回路部材８０ａや表示制御装置８８を除いた光学的装置を、光学モジュール１００と呼ぶ。

【0014】

第１表示部２０ａは、２つの反射面を含み、シースルーミラー２３及びプリズムミラー２２によって光路の折り曲げが行われる。第１表示部２０ａは、軸外し光学系ＯＳとなっている。投射レンズ２１、プリズムミラー２２、及びシースルーミラー２３は、非軸対称に配置されている。この第１表示部２０ａでは、基準面であるＹＺ面に平行な軸外し面内で光軸ＡＸの折り曲げを行うことで、かかる軸外し面（すなわち基準面）に沿って光学素子２１，２２，２３が配列されている。具体的には、ＹＺ面に平行で紙面に対応する軸外し面において、投射レンズ２１から反射面２２ｂまでの光路部分Ｐ１と、反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光路部分Ｐ２と、シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光路部分Ｐ３とが、Ｚ字状に２段階で折り返される配置となっている。

【0015】

第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１から反射面２２ｂまでの光路部分Ｐ１は、視点を基準とする後方に向かってやや斜め上方向又はＺ方向に平行に近い方向に延びている。反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光路部分Ｐ２は、前方に向かって斜め下方向に延びている。水平面方向（ＸＺ面）を基準とした場合、光路部分Ｐ２の傾斜が光路部分Ｐ１の傾斜よりも大きくなっている。シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光路部分Ｐ３は、後方に向かってやや斜め上方向又はＺ方向に平行に近い方向に延びている。図示の例では、光軸ＡＸのうち光路部分Ｐ３に対応する部分は、＋Ｚ方向に向かって、下向きを負として、－１０°程度となっている。つまり、シースルーミラー２３は、光軸ＡＸ又は光路部分Ｐ３が所定角度上向き、つまり１０°程度上向きとなるように映像光ＭＬを反射する。結果的に、光路部分Ｐ３に対応する光軸ＡＸの部分を延長した射出光軸ＥＸは、前方の＋Ｚ方向に平行な中心軸ＨＸに対して１０°程度下向きに傾いて延びる。

【0016】

第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１は、第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑを含む。投射レンズ２１は、第１画像形成素子１１ａから射出された映像光ＭＬを受けて、プリズムミラー２２に入射させる。投射レンズ２１は、第１画像形成素子１１ａから射出された映像光ＭＬを平行光束に近い状態に集光する。投射レンズ２１を構成する第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑの光学面、すなわちこれらの入射面及び射出面は、自由曲面又は非球面である。第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑの入射面及び射出面は、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性をそれぞれ有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性をそれぞれ有する。第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑは、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。投射レンズ２１を構成する第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑの光学面には、反射防止膜を形成することができる。

【0017】

プリズムミラー２２は、ミラーとレンズとを複合させた機能を有する屈折反射機能を有する光学部材であり、投射レンズ２１からの映像光ＭＬを屈折させつつ反射する。プリズムミラー２２は、第１光学部材２ａの光射出側に配置される入射面２２ａと、光軸ＡＸを折り曲げる反射面２２ｂと、反射面２２ｂに対向して入射面２２ａとは対称的な方向に配置される射出面２２ｃとを有する。プリズムミラー２２は、投射レンズ２１が配置された前方から入射する映像光ＭＬを、入射方向を反転させた方向（プリズムミラー２２から見た光源の方向）に対して下方に傾斜した方向に折り返すように射出する。プリズムミラー２２を構成する光学面である入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。プリズムミラー２２の光学面、つまり入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとは、例えば自由曲面である。入射面２２ａと反射面２２ｂと射出面２２ｃとは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。プリズムミラー２２は、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。反射面２２ｂについては、全反射によって映像光ＭＬを反射するものに限らず、金属膜又は誘電体多層膜からなる反射面とすることもできる。この場合、反射面２２ｂ上に、例えばＡｌ、Ａｇのような金属で形成された単層膜又は多層膜からなる反射膜を蒸着等によって成膜し、或いは金属で形成されたシート状の反射膜を貼り付ける。詳細な図示は省略するが、入射面２２ａ及び射出面２２ｃ上には、反射防止膜を形成することができる。

【0018】

プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、全体的に凹面であり、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸが通る軸外し面上すなわち紙面上において凹面であり、ＹＺ面に垂直で射出面２２ｃの中心を通る横断面ＣＳにおいても凹面である。プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、バレル４１の射出口４１ｏにおいて露出するため、凹面とすることにより、外の物体との接触を回避し易くなり、損傷の発生を抑制することができる。プリズムミラー２２の射出面２２ｃは、中間像ＩＭの近くに配置されており、映像光ＭＬの光束断面が絞られた箇所に配置されるので、面積を比較的小さくすることができる。プリズムミラー２２の射出面２２ｃの面積を比較的小さくすることによっても、射出面２２ｃに発生する損傷を抑制することができる。

【0019】

シースルーミラー２３すなわち第１コンバイナー１０３ａは、凹の表面ミラーとして機能する湾曲した板状の反射光学部材であり、プリズムミラー２２からの映像光ＭＬを部分的に反射するとともに外界光ＯＬを部分的に透過させる。シースルーミラー２３は、プリズムミラー２２からの映像光ＭＬを瞳位置ＰＰに向けて反射する。シースルーミラー２３は、反射面２３ｃと外側面２３ｏとを有する。シースルーミラー２３は、眼ＥＹ又は瞳孔が配置される瞳位置ＰＰを覆うとともに瞳位置ＰＰに向かって凹形状を有し、外界に向かって凸形状を有する凹面ミラーである。瞳位置ＰＰ又はその開口ＰＰａは、アイポイント又はアイボックスと呼ばれ、シースルーミラー２３を含む第１表示部２０ａの射出瞳ＥＰに相当する。シースルーミラー２３は、正のパワーを持つ凹面ミラーとして、第１画像形成素子１１ａに形成され第１投射光学系１２ａによって再結像された中間像ＩＭを拡大視することを可能にする。

【0020】

シースルーミラー２３は、板状体２３ｂの裏面上に透過性反射膜２３ａを形成した構造を有する。シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、例えば自由曲面である。反射面２３ｃは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。

【0021】

シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、映像光ＭＬの反射に際して一部の光を透過させる。これにより、外界光ＯＬがシースルーミラー２３を通過するので、外界のシースルー視が可能になり、外界像に虚像を重ねることができる。この際、板状体２３ｂが数ｍｍ程度以下に薄ければ、外界像の倍率変化を小さく抑えることができる。反射面２３ｃの映像光ＭＬや外界光ＯＬに対する反射率は、映像光ＭＬの輝度確保や、シースルーによる外界像の観察を容易にする観点で、想定される映像光ＭＬの入射角範囲において１０％以上５０％以下とする。シースルーミラー２３の基材である板状体２３ｂは、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。板状体２３ｂは、これを周囲から支持する支持板６１と同一の材料で形成され、支持板６１と同一の厚みを有する。透過性反射膜２３ａは、例えば膜厚を調整した複数の誘電体層からなる誘電体多層膜で形成される。透過性反射膜２３ａは、膜厚を調整したＡｌ、Ａｇ等の金属の単層膜又は多層膜であってもよい。透過性反射膜２３ａは、例えば蒸着を利用した積層によって形成できるが、シート状の反射膜を貼り付けることによって形成されてもよい。板状体２３ｂの外側面２３ｏには、反射防止膜が形成されている。

【0022】

光路について説明すると、第１画像形成素子１１ａからの映像光ＭＬは、投射レンズ２１に入射して略コリメートされた状態で投射レンズ２１から射出される。投射レンズ２１を通過した映像光ＭＬは、プリズムミラー２２に入射して入射面２２ａで屈折されつつ入射面２２ａを通過し、反射面２２ｂによって１００％に近い高い反射率で反射され、射出面２２ｃで再度屈折される。プリズムミラー２２からの映像光ＭＬは、一旦中間像ＩＭを形成した後、シースルーミラー２３に入射し、反射面２３ｃによって５０％程度以下の反射率で反射される。シースルーミラー２３で反射された映像光ＭＬは、装着者ＵＳの眼ＥＹ又は瞳孔が配置される瞳位置ＰＰに入射する。瞳位置ＰＰには、シースルーミラー２３やその周囲の支持板６１を通過した外界光ＯＬも入射する。つまり、第１表示装置１００Ａを装着した装着者ＵＳは、外界像に重ねて、映像光ＭＬによる虚像を観察することができる。

【0023】

図３を参照して、第１表示装置１００Ａにおいて、第１結像光学系１２０ａは、バレル４１すなわちケースＣＡ中に収納され、点線で示す細長いフレーム５２の－Ｘ側の部分５２ａに対して例えば接着材を用いて固定され、フレーム５２に対して吊るされるように支持されフレーム５２の下側に配置されている。第２表示装置１００Ｂにおいて、第２結像光学系１２０ｂは、バレル４１すなわちケースＣＡ中に収納され、点線で示す細長いフレーム５２の＋Ｘ側の部分５２ｂに対して例えば接着材を用いて固定され、フレーム５２に対して吊るされるように支持されフレーム５２の下側に配置されている。フレーム５２は、剛性及び軽量性確保の観点から例えばマグネシウム合金のような金属材料で形成されている。フレーム５２は、駆動回路部材８０ａを配置するための凹所ＲＥを上側に有し、バレル４１とともに外装部材７１によって上下を覆われている（図２参照）。

【0024】

第１結像光学系１２０ａは、第１投射光学系１２ａと第１コンバイナー１０３ａとを一体化した状態で有するものであり、第２結像光学系１２０ｂは、第２投射光学系１２ｂと第２コンバイナー１０３ｂとを一体化した状態で有するものである。第１投射光学系１２ａを収納するバレル４１には、第１コンバイナー１０３ａの上端６１ｇが位置決めされた状態で接着等によって固定されている。第１コンバイナー１０３ａを支持するバレル４１は、第１投射光学系１２ａに加えて第１画像形成素子１１ａを収納する空間を有し、第１画像形成素子１１ａ等を図２等に示す投射レンズ２１等に対して位置決めした状態で支持する。第２投射光学系１２ｂを収納するバレル４１には、第２コンバイナー１０３ｂの上端６１ｇが位置決めされた状態で接着等によって固定されている。第２コンバイナー１０３ｂを支持するバレル４１は、第２投射光学系１２ｂに加えて第２画像形成素子１１ｂを収納する空間を有し、第２画像形成素子１１ｂを図２等に示す投射レンズ２１等と同様のものに対して位置決めした状態で支持する。

【0025】

図４及び図５を参照して、バレル４１すなわちケースＣＡの構造について説明する。図４中で、領域ＡＲ１は、バレル４１、これに保持された第１画像形成素子１１ａ、及び光学部材２ａ，２ｂの側方断面図であり、領域ＡＲ２は、第１画像形成素子１１ａ等を除いた状態の側方断面図であり、領域ＡＲ３は、さらにバレルカバー４１ｕを除いた状態の側方断面図である。また、図５中で、領域ＢＲ１は、バレルカバー４１ｕを除いた状態の背面図であり、領域ＢＲ２は、バレルカバー４１ｕを除いた状態の後端部の平面図である。

【0026】

バレル４１又はケースＣＡは、バレル本体４１ａとバレルカバー４１ｕとを含み、第１光学部材２ａを収納し、第２光学部材２ｂを保持する。バレル本体４１ａ及びバレルカバー４１ｕは、例えばポリカーボネート樹脂のような樹脂に黒色顔料を添加して遮光性を持たせた樹脂材料で形成される。バレル本体４１ａは、上方が開放されたバスタブ状の容器であり、底の一部に射出口４１ｏを有する。バレルカバー４１ｕは、バレル本体４１ａを上方から覆うように固定される。バレル本体４１ａは、２つの側板部材４１ｃと底板部材４１ｄと前板部材４１ｅと２つの突起部４１ｆ，４１ｇ（図５参照）とを有する。これらのうち、２つの側板部材４１ｃと前板部材４１ｅとを合わせて側壁ＳＷと呼ぶ。２つの側板部材４１ｃは、光軸ＡＸが延びる基準面ＨＳ（図５参照）に対して略平行に延び互いに離間する。底板部材４１ｄは、光軸ＡＸが延びる基準面ＨＳに垂直なＸＺ面に略沿って延び、その後方端には、射出口４１ｏが設けられている。底板部材４１ｄにおいて、射出口４１ｏの後方及び側方には、ガード部材４１ｑが設けられ、第２光学部材２ｂの下部の側面２２ｎ等を覆っている。前板部材４１ｅは、底板部材４１ｄの前方端と２つの側板部材４１ｃの前方端とを連結している。２つの突起部４１ｆ，４１ｇは、２つの側板部材４１ｃの上部から外側に張り出すように横方向に延びている。

【0027】

一方の側板部材４１ｃの内側には、第１光学部材２ａを構成する第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、及び第３レンズ２１ｑと、第２光学部材２ｂのプリズムミラー２２とを支持する突起として、段差を有する案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄが形成されている。なお、図示を省略しているが、他方の側板部材４１ｃ（図５参照）の内面にも、案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄと同様の案内凸部が形成されている。２つの側板部材４１ｃの内面に設けられて対向する２つの第１の案内凸部４５ａによって第１レンズ２１ｏが片寄せされ位置決めされた状態で接着され、バレル本体４１ａに支持される。同様に、第２の案内凸部４５ｂによって第２レンズ２１ｐが位置決めされた状態で接着され、バレル本体４１ａに支持される。第３の案内凸部４５ｃによって第３レンズ２１ｑが位置決めされた状態で接着され、バレル本体４１ａに支持される。第４の案内凸部４５ｄによってプリズムミラー２２の側面２２ｓに設けられた突起２２ｔ（図５参照）を介してプリズムミラー２２が位置決めされた状態で接着され、バレル本体４１ａに支持される。

【0028】

バレルカバー４１ｕは、底板部材４１ｄの反対側に配置されバレル本体４１ａの内側を覆うことによって収納空間ＩＳを形成する。バレルカバー４１ｕは、天板４１ｘと後部板４１ｙとを備える。天板４１ｘは、ＸＺ面に平行に延び、後部板４１ｙは、第２光学部材２ｂのプリズムミラー２２の反射面２２ｂの外側を覆うように傾斜して配置される。バレルカバー４１ｕにおいて、前方の＋Ｚ側には、周りから所定高さだけ低くされた位置決め用のホルダー台座４１ｓが形成され、ホルダー台座４１ｓの前方には、挿入口４１ｚが形成されている。バレルカバー４１ｕに設けられたホルダー台座４１ｓは、第１画像形成素子１１ａ用のホルダー３１の基部板３１ｂに対向する。基部板３１ｂは、挿入口４１ｚの一部、若しくは全部を覆いつつバレル４１に固定されている。後部板４１ｙの内面４１ｍは、ＸＺ面及びＸＹ面に対して傾斜し、プリズムミラー２２の反射面２２ｂに沿って反射面２２ｂの近傍に延びている。反射面２２ｂの外側と、後部板４１ｙの内面４１ｍとの間には、一様な隙間ＧＡが形成されている。

【0029】

図６に示すように、バレルカバー４１ｕの外周に沿って延びる外縁４２ｑとバレル本体４１ａの上端４２ｐとの間には、例えば段差のような嵌合構造４７ａ，４７ｂが設けられ、相互の位置決めを達成できる。バレルカバー４１ｕの外縁４２ｑとバレル本体４１ａの上端４２ｐとは、本体とカバーとの連結部ＣＪとなっている。連結部ＣＪにおいて、バレルカバー４１ｕの外縁４２ｑとバレル本体４１ａの上端４２ｐとの隙間、つまり嵌合構造４７ａ，４７ｂと外縁４２ｑ又は上端４２ｐとの隙間には、接着材又はシール材として機能する密閉部材ＳＭ１が充填されている（図４の領域ＡＲ２参照）。この場合、収納空間ＩＳの機密性を高めることができる。

【0030】

図４及び図５を参照して、バレル４１内において、第１光学部材２ａと第２光学部材２ｂとの間には、絞り板部材２６が配置されている。図５を参照して、絞り板部材２６は、中央部２６ａと、２つの側辺部２６ｂとを有する。つまり、絞り板部材２６は、上端が開放された形状を有する。絞り板部材２６は、周囲の４箇所に切欠き２６ｆを有し、切欠き２６ｆは、プリズムミラー２２の入射面２２ａの周囲に形成された４つの突起２２ｆ（図４参照）と嵌合する。これにより、プリズムミラー２２の入射面２２ａに対して絞り板部材２６が位置決めされる。絞り板部材２６は、切欠き２６ｆの周辺で接着材によって突起２２ｆに固定される。

【0031】

図４を参照して、プリズムミラー２２の射出面２２ｃの外縁２２ｃｐと、射出口４１ｏの縁部４４との間には、それらの隙間であって内部側において、接着材又はシール材として機能する密閉部材ＳＭ２が充填されている。密閉部材ＳＭ２は、バレル本体４１ａの射出口４１ｏと、第２光学部材２ｂ又はプリズムミラー２２の射出面２２ｃの周囲との間を密閉する。この場合、第２光学部材２ｂの射出面２２ｃは、外部に露出するが、第２光学部材２ｂの射出面２２ｃよりも光学的に上流の光学面すなわち光源に近い光学面は、バレル４１の防塵や防水によって保護される。

【0032】

以上において、密閉部材ＳＭ１，ＳＭ２を合わせたものを光学部材２ａ，２ｂの防塵構造ＤＰ１と呼ぶ。防塵構造ＤＰ１は、例えば光硬化樹脂で形成され、光学部材２ａ，２ｂをバレル４１に対して位置決めした状態を維持しつつ、バレル４１又はケースＣＡの防塵を確保する。

【0033】

バレル４１において、前板部材４１ｅに臨む空間ＩＳａには、ホルダー３１に支持された第１画像形成素子１１ａが挿入口４１ｚを介して上方から挿入され、位置決めされた状態で固定されている。この場合、第１画像形成素子１１ａがバレル４１内に配置され、外部からの衝撃の影響を受けにくくなり、製造工程における作業ミスで位置調整ズレが発生する状況が発生しにくくなる。

【0034】

図７は、第１画像形成素子１１ａをホルダー３１に組み付けた表示ユニットＤＵを説明する図である。図７中で、領域ＣＲ１は、表示ユニットＤＵの表側を示す斜視図であり、領域ＣＲ２は、表示ユニットＤＵの側断面であり、領域ＣＲ３は、ホルダー３１の裏側を示す斜視図である。

【0035】

図示の表示ユニットＤＵにおいて、第１画像形成素子１１ａとこれに付随する遮光板３３とは、ホルダー３１に固定され、相互に位置決めされている。

【0036】

第１画像形成素子１１ａは、板状の本体部分１１ｋと、本体部分１１ｋの上部に接続されて上方に延びるＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）部１１ｆとを有する。これらのうち、本体部分１１ｋは、駆動回路１１ｊが形成され本体部分１１ｋの外形をなすシリコン基板ＳＳと、有機ＥＬ材料を含んで構成される有機ＥＬ素子であって映像光ＭＬとなるべきカラーの光を発生させる発光層１１ｅと、シリコン基板ＳＳと協働して発光層１１ｅを密閉する封止用の保護ガラスＧＧとを備える。ここで、発光層１１ｅは、表示面１１ｄに相当する。第１画像形成素子１１ａは、ＦＰＣ部１１ｆから受けた駆動信号に従い発光動作を行うことで、保護ガラスＧＧ側へ向けて映像光ＭＬを射出させる。シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａには、弾性を持つ放熱シート１１ｓを張り付けることができる。放熱シート１１ｓは、例えばグラファイト製で、熱伝導性の高い粘着材を用いてシリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａに接着されている。放熱シート１１ｓは、図示を省略するが、先端側において金属製のフレーム５２（図２及び図３参照）に固定され、シリコン基板ＳＳを熱伝導によって冷却する効果がある。放熱シート１１ｓは、複数のシートを張り合わせた積層構造とすることができる。

【0037】

ホルダー３１は、光透過性を有する樹脂で形成された部材であり、側面視Ｔ字状の外形を有する。ホルダー３１は、第１画像形成素子１１ａを支持する支持フレーム３１ａと、支持フレーム３１ａの上部に接続されて支持フレーム３１ａと交差する方向（具体的には直交する方向）に延びる基部板３１ｂとを有する。支持フレーム３１ａは、支持部材ＭＭ１に対応し、基部板３１ｂは、固定部材ＭＭ２に対応する。詳細は後述するが、ホルダー３１は、透明部ＴＴを有し、ホルダー３１のうち基部板３１ｂは、接着部材ＡＭでケースＣＡ外に固定される。接着部材ＡＭは、透明部ＴＴとケースＣＡとの間に介在する。本実施形態において、支持フレーム３１ａと基部板３１ｂとは、別部材である。これにより、支持フレーム３１ａ及び基部板３１ｂのうち透明部ＴＴを含む部材の製造や組み立てを容易にすることができる。

【0038】

支持フレーム３１ａは、第１画像形成素子１１ａを支持した状態でバレル４１に形成された挿入口４１ｚ（図４参照）を介してバレル４１中に挿入される。基部板３１ｂは、支持フレーム３１ａの根元側に接続され、バレル４１中に挿入されない。支持フレーム３１ａは、矩形状の外形を有し、平板部３１ｓと枠部３１ｔとを含む。平板部３１ｓは、上端で基部板３１ｂに接続されている。枠部３１ｔは、Ｕ字状で、第１画像形成素子１１ａを左右方向と下方向から囲む。支持フレーム３１ａは、平板部３１ｓと枠部３１ｔとに囲まれた矩形の開口Ａ１を有する。開口Ａ１には、第１画像形成素子１１ａの保護ガラスＧＧを嵌め込むように配置する。支持フレーム３１ａの内部であって、Ｙ方向の上部と下部には、横のＸ方向に平行に延びる２つの支持領域３１ｐが形成されている。両支持領域３１ｐは、接着材を介して第１画像形成素子１１ａのシリコン基板ＳＳのうち上下の表面領域ＳＳｃに接着されている。これにより、第１画像形成素子１１ａが支持フレーム３１ａに対して位置決めされた状態で支持され、第１画像形成素子１１ａの表示面１１ｄをＸＹ面に略平行な所定の位置決めされた状態とすることができる。支持フレーム３１ａの－Ｚ側には、遮光板３３が固定されている。

【0039】

支持フレーム３１ａは、透明部品ＴＥと遮光部材ＳＥとを有する。透明部品ＴＥは、透明部ＴＴであり、平板部３１ｓと枠部３１ｔとに対応する。遮光部材ＳＥは、遮光板３３に対応する。詳細は後述するが、透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥにより、ホルダー３１を固定する接着部材ＡＭのうちケースＣＡ内に侵入した接着部材ＡＭが未硬化となることを防ぐことができる。これにより、接着部材ＡＭが支持フレーム３１ａに取り付けられた第１画像形成素子１１ａに付着することを防ぐことができる。遮光部材ＳＥにより、第１画像形成素子１１ａから射出された光線が透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥで反射、透過、拡散等されることによって発生する映像劣化を防止することができる。

【0040】

基部板３１ｂは、矩形平板状の外形を有し、下面３１ｊは、ＸＺ面に平行に延びる。基部板３１ｂは、バレル４１のバレルカバー４１ｕに形成されたホルダー台座４１ｓ上に載置され、位置決め後にホルダー台座４１ｓに固定される（図４参照）。結果的に、基部板３１ｂに形成された第１面である下面３１ｊと、ホルダー台座４１ｓに形成された第２面である座面４１ｎとは、互いに対向する。基部板３１ｂの上面３１ｕは、後述する３次元駆動装置のアームによる吸着や支持を容易にするため、滑らかで平坦になっている。

【0041】

基部板３１ｂは、第１画像形成素子１１ａの光射出側又は－Ｚ側である前方に延びる第１部材３１ｂａと、第１画像形成素子１１ａの光射出側に対して反対側又は＋Ｚ側である後方に延びる第２部材３１ｂｂとを有する。第１部材３１ｂａは、ホルダー台座４１ｓにおいて、挿入口４１ｚより－Ｚ側で支持される（図４参照）。第２部材３１ｂｂは、ホルダー台座４１ｓにおいて、挿入口４１ｚより＋Ｚ側の端部に支持される（図４参照）。よって、表示ユニットＤＵ又はホルダー３１をバレル４１に組み付ける際に、支持フレーム３１ａ又は第１画像形成素子１１ａが光軸ＡＸに対して傾くことを抑制しやすくなる。また、第２部材３１ｂｂは、挿入口４１ｚの＋Ｚ側に残る隙間Ｇ１を塞ぐ。つまり、基部板３１ｂは、挿入口４１ｚに蓋をするような形状となっている。これにより、ホルダー３１をバレル４１に差し込んだ段階で挿入口４１ｚを全体的に塞ぐことができ、防塵効果を高めることができる。

【0042】

基部板３１ｂは、全体に透明部ＴＴである透明部品ＴＥを有する。これにより、基部板３１ｂ全体で接着部材ＡＭの未硬化を防ぐことができる。基部板３１ｂの厚さは、１ｍｍ程度である。

【0043】

遮光板３３は、ホルダー３１の支持フレーム３１ａに対して接着材や粘着材を利用して固定されている。遮光板３３は、矩形の開口３３ｐを設けた遮光絞りであり、遮光性を有する金属、樹脂等で形成されている。遮光板３３により、第１画像形成素子１１ａから射出された光線が透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥで反射、透過、拡散等されることによって発生する迷光を抑制し、映像劣化を防止することができる。第１画像形成素子１１ａの表示面１１ｄから射出される有効な映像光ＭＬは、遮光板３３によって遮られることなく開口３３ｐを通過する。遮光板３３を固定する際には、支持フレーム３１ａに形成された４つの突起３１ｑを位置決めとして用いることができる。４つの突起３１ｑは、遮光板３３から左右に形成された突出部３３ｃを上下から把持しており、遮光板３３が支持フレーム３１ａに対して適正に位置決めされる。遮光板３３は、接着材を用いることで支持フレーム３１ａに対して恒久的に固定することができる。

【0044】

なお、遮光板３３の代わりに、支持フレーム３１ａの平板部３１ｓは、黒塗装、黒テープ貼り付け等の処理を施してもよい。平板部３１ｓを黒く塗り潰すことにより、レンズのエッジ等で反射する光を防止する。

【0045】

ＦＰＣ部１１ｆや放熱シート１１ｓは、第２部材３１ｂｂに形成された孔３１ｈに通されてバレル４１の外部に延びている。孔３１ｈの周囲には、防塵や防水を確保する目的で接着材を塗布し充填することができる。

【0046】

既述のように、本実施形態では、ホルダー３１を構成する支持フレーム３１ａ及び基部板３１ｂが透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥを有する。ホルダー３１は、遮光板３３を除いて全体的に透明な部材となっている。透明部品ＴＥは、例えば紫外光又は紫外線を透過させる光透過性部材である。つまり、透明部品ＴＥは、紫外線の特定波長で透明である。ここで、透明とは、波長３００ｎｍ～４５０ｎｍの透過率が、２０％～３０％であることを意味する。

【0047】

透明部品ＴＥの材料は、耐熱性及び強度に着目して例えばポリカーボネートを用いる。ポリカーボネートは、高屈折率であり、全反射角度が大きいため、透明部品ＴＥ内に入った光が抜けにくく、透明部品ＴＥの内部まで導光する。ポリカーボネートは、波長３６５ｎｍの紫外線を吸収しやすい。そのため、透明部品ＴＥにポリカーボネートを用いる場合、接着部材ＡＭを硬化させる照射光の波長は、３８５ｎｍとする。接着部材ＡＭの硬化時間は、紫外線照度に依存するが、２０～３０秒程度である。なお、照射光の波長は、透明部品ＴＥの材料や接着部材ＡＭの種類によって異なる。

【0048】

なお、図示は省略するが、ホルダー３１において基部板３１ｂが透明部品ＴＥを有する場合、基部板３１ｂの上部に遮光部材を設けてもよい。例えば遮光部材として、基部板３１ｂの上部に板金を設けてもよい。また、基部板３１ｂの上部に黒塗装、黒テープ貼付け等の処理を施してもよい。

【0049】

図８及び図９を参照して、バレル４１に対する表示ユニットＤＵの固定方法について説明する。図８は、光学モジュール１００の要部を説明する拡大断面図であり、図９は、光学モジュール１００の組み立て方法を説明する図である。図９中で、領域ＤＲ１は、バレル４１に表示ユニットＤＵを組み付けた状態を示す平面図であり、領域ＤＲ２は、表示ユニットＤＵを組み付ける前の状態を示す平面図である。ここで、光学モジュール１００は、バレル４１を含む第１投射光学系１２ａと第１コンバイナー１０３ａとを組み合わせた第１表示部２０ａに対して、第１画像形成素子１１ａを含む表示ユニットＤＵを組付けたものである。

【0050】

バレル４１の上面である、バレルカバー４１ｕの天板４１ｘに形成されたホルダー台座４１ｓのうち左右及び後方の縁部分４１ｒには、段差Ｓ１が形成されている。つまり、ホルダー台座４１ｓの上面又は座面４１ｎである初期当接面４９ｐの高さは、天板４１ｘの上面４９ｃの高さよりも低くなっている。ホルダー台座４１ｓの段差Ｓ１及びその近傍は、ホルダー３１とバレル４１とを接続する接着部材ＡＭである接着材ＡＭ１を保持する。既述のように、接着材ＡＭ１は、光硬化型の接着材であり、例えばアクリル系の紫外線硬化樹脂である。後述するホルダー３１の位置決め後に接着材ＡＭ１は硬化される。

【0051】

表示ユニットＤＵのホルダー３１のうち、支持フレーム３１ａの下端である端部３１ｅを挿入口４１ｚから挿入し、支持フレーム３１ａ全体を第１画像形成素子１１ａとともにバレル４１中に進入させると、第１画像形成素子１１ａが空間ＩＳａに収まり、基部板３１ｂが窪んだホルダー台座４１ｓに嵌り込むように載置される。この際、挿入口４１ｚの大半が基部板３１ｂによって塞がれた状態となって、ホルダー３１中への塵や埃の侵入を抑制する。また、基部板３１ｂがホルダー台座４１ｓ上に載置されると、ホルダー台座４１ｓの座面４１ｎである初期当接面４９ｐと、基部板３１ｂの下面３１ｊである初期当接面３９ｐとが当接し、第１画像形成素子１１ａの表示面１１ｄの中心が第１光学部材２ａの第１レンズ２１ｏに向かう光軸ＡＸと同じ位置又は所定距離だけ低くされた初期位置決め状態となる。つまり、初期段階以後の調整に際して、ホルダー３１をバレル４１に対して上側の＋Ｙ方向に移動させることができ、ホルダー３１の＋Ｙ方向への移動量の微調整によってＹ方向に関する精密な位置決めが可能になる。

【0052】

ホルダー３１の基部板３１ｂは、左右及び後方の縁部分に肉薄部３５ｔを有する。肉薄部３５ｔは、ホルダー台座４１ｓの段差Ｓ１に向かう段差Ｓ２となっている。結果的に、バレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓに設けられた段差Ｓ１と、ホルダー３１の肉薄部３５ｔに設けられた段差Ｓ２とによって溝ＴＲが形成される。この溝ＴＲは、接着材塗布部ＡＡの一部であり、基部板３１ｂの肉薄部３５ｔの周辺に接着材ＡＭ１を保持し意図しない拡散を防止する役割を有する。つまり、段差Ｓ１，Ｓ２は、拡散防止壁といえる。後述するホルダー３１の位置決めに際して、ホルダー３１が微小変位する。このようなホルダー３１の変位に伴って接着材ＡＭ１の塗布状態に粗・密が発生し、密の位置では接着材ＡＭ１がホルダー３１の周囲（つまり上面３１ｕ）にはみ出したり、接着材ＡＭ１がホルダー台座４１ｓの外にはみ出したりするおそれがあり、その後の調整や取り扱いの妨げになり得る。これを防止するため、溝ＴＲが設けられ、接着材ＡＭ１を必要な領域に止めるようにしている。

【0053】

溝ＴＲに塗布された接着材ＡＭ１は、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間の隙間Ｇ２に侵入する。これにより、接着材ＡＭ１の一部が基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間に介在することとなる。基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間の接着材ＡＭ１の厚さは、０ｍｍ～０．５ｍｍである。接着材ＡＭ１の粘度は、１万ｍＰａ・ｓ程度であり、接着材ＡＭ１が隙間Ｇ２に侵入しやすい。

【0054】

図９を参照して、バレルカバー４１ｕに形成されたホルダー台座４１ｓの－Ｚ側の縁部分には、段差Ｓ１の側面から前方の＋Ｚ側に突出する２つの突起４９ｓが設けられている。２つの突起４９ｓは、ホルダー３１の基部板３１ｂの－Ｚ側の縁部分に形成された肉薄部３５ｔにおける２つの対応箇所３９ｓと当接する。ホルダー３１の後端の対応箇所３９ｓである初期当接箇所３９ｄと、バレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓの２つの突起４９ｓである初期当接箇所４９ｄとが当接することによって、ホルダー３１がバレルカバー４１ｕに対して初期位置決めされた状態となる。この場合、図８に示す第１画像形成素子１１ａの表示面１１ｄから第１光学部材２ａの第１レンズ２１ｏまでの距離は、本来の適正な距離よりも若干短くなっている。つまり、初期段階以後の調整に際して、ホルダー３１をバレル４１に対して＋Ｚ方向に移動させることができ、ホルダー３１の＋Ｚ方向への移動量の微調整によってＺ方向に関する精密な位置決めが可能になる。

【0055】

初期位置決め用の突起４９ｓについては、ホルダー台座４１ｓの－Ｚ側の縁部分に設けられるものに限らず、図９の領域ＤＲ２に示すように、突起４９ｓに代えて或いはこれに追加して、一対の突起１４９ｓをホルダー台座４１ｓの±Ｘ側の縁部分のいずれかに設けることができる。

【0056】

ホルダー３１の基部板３１ｂの位置を挿入口４１ｚ内でＸ方向及びＺ方向に微動させることができるように、挿入口４１ｚの平面視の輪郭を、第１画像形成素子１１ａの平面視の輪郭より一まわり大きくしている。つまり、挿入口４１ｚは、支持フレーム３１ａを第１画像形成素子１１ａの表示面１１ｄの法線方向及びこれに垂直な横方向に移動させることを許容する調整代を含むサイズを有する。これに合わせて、第１画像形成素子１１ａや支持フレーム３１ａを収納する空間ＩＳａは、第１画像形成素子１１ａ等との干渉を回避して第１画像形成素子１１ａ等の微小移動を許容するものとなっている。結果的に、ホルダー３１の前方上部、つまり基部板３１ｂと支持フレーム３１ａとのつなぎ目の前方＋Ｚ側において、隙間Ｇ１が形成された状態となっている。このため、上述の接着材ＡＭ１の塗布時において、隙間Ｇ１を塞ぐように、接着部材ＡＭである接着材ＡＭ２を塗布し、後述するホルダー３１の位置決め後に接着材ＡＭ２を硬化させる。基部板３１ｂの端部に塗布された接着材ＡＭ２は、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間の隙間Ｇ１に侵入する（図８参照）。これにより、接着材ＡＭ２の一部が基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間に介在することとなる。例えば接着材ＡＭ２は、図９の領域ＤＲ２に示す破線ＱＺの位置まで侵入する。基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間の接着材ＡＭ２の厚さは、０ｍｍ～０．５ｍｍである。接着材ＡＭ２の粘度は、接着材ＡＭ１と同様に１万ｍＰａ・ｓ程度であり、接着材ＡＭ２が隙間Ｇ１に侵入しやすい。接着材ＡＭ２は、接着材ＡＭ１と同じ光硬化型の接着材であり、例えばアクリル系の紫外線硬化樹脂である。

【0057】

溝ＴＲに対応する接着材ＡＭ１と隙間Ｇ１に対応する接着材ＡＭ２とを合わせると長方形の４辺のように閉じた形状となる。両接着材ＡＭ１，ＡＭ２を合わせたものを第１画像形成素子１１ａの防塵構造ＤＰ２と呼ぶ。防塵構造ＤＰ２は、ホルダー３１とバレル４１との防塵を確保しつつホルダー３１とバレル４１との固定を達成する。防塵構造ＤＰ２の接着材ＡＭ１，ＡＭ２は、基部板３１ｂの周辺に沿って延びホルダー台座４１ｓにはみ出している。防塵構造ＤＰ２は、光硬化樹脂で形成され、ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めした状態を維持する封止部材ＥＭである。封止部材ＥＭによって第１画像形成素子１１ａの位置決めを簡単に高精度に達成することができる。接着材ＡＭ１，ＡＭ２は、硬化収縮が少ない材料であることが望ましい。防塵構造ＤＰ２を構成する接着材ＡＭ１，ＡＭ２が塗布される箇所（溝ＴＲや隙間Ｇ１）が接着材塗布部ＡＡとなる。

【0058】

なお、図９の領域ＤＲ２に示すように、バレル４１の上面には、挿入口４１ｚを封止するように、予めシールＲＫを張り付けておくことができる。ホルダー３１の基部板３１ｂを挿入口４１ｚに挿入する直前にシールＲＫを剥がせば、バレル４１内への塵や埃の侵入防止を確実にすることができる。

【0059】

図１０を参照して、バレル４１に対する第１コンバイナー１０３ａの固定、すなわち第１投射光学系１２ａに対するシースルーミラー２３の固定について説明する。図１０中で、領域ＥＲ１は、バレル４１及び第１コンバイナー１０３ａの正面図であり、領域ＥＲ２は、バレル４１及び第１コンバイナー１０３ａの平面図である。

【0060】

光学モジュール１００において、第１コンバイナー１０３ａの上端６１ｇには、一対の取付部６２ａ，６２ｂが内側すなわち－Ｚ側に張り出すように形成されている。一対の取付部６２ａ，６２ｂの一対の対向する内面６２ｓは、バレル４１の一対の外向きの横側面５１ｓを挟むようにこれらと嵌合する。一対の取付部６２ａ，６２ｂの一対の後側面６２ｔは、バレル４１の段差状の一対の前側面５１ｒに当接する。さらに、一対の突起部４１ｆ，４１ｇの底面５９ｊから突起する複数の凸部５９ｐは、一対の取付部６２ａ，６２ｂの一対の上面６２ｊと当接する。これにより、第１コンバイナー１０３ａの３次元的な位置決めが可能になり、当接箇所やその周辺に接着材を供給して紫外線等で硬化させることにより、バレル４１に対する第１コンバイナー１０３ａの固定が完了する。

【0061】

バレル４１に対する第１コンバイナー１０３ａの固定は、バレル４１に対するホルダー３１の固定前に行われる。ホルダー３１の固定を第１コンバイナー１０３ａの固定よりも先行させた場合、ホルダー３１の位置決めは、第１投射光学系１２ａに対して行われることになる。

【0062】

図１１は、図１に示す第１表示装置１００Ａの第１表示駆動部１０２ａの正面断面図である。バレル４１は、フレーム５２に固定されている。フレーム５２は、バレル４１を含む第１表示部２０ａを支持して配置を決定している。バレル４１の下側を覆うように下カバー７１ａが配置されている。下カバー７１ａは、図３に示すフレーム５２に支持されており、図面左側の端部において、図１に示す支持装置１００Ｃに連結されている。下カバー７１ａに対しては、上カバー７１ｂが着脱可能に取り付けられている。

【0063】

図８、９、１２等を参照して、光学モジュール１００の製造方法であって、バレル４１に表示ユニットＤＵを組付ける方法について説明する。図１２中で、領域ＦＲ１は、バレル４１に表示ユニットＤＵを組み付ける前の状態を示す斜視図であり、領域ＦＲ２は、表示ユニットＤＵを組み付け中の状態を示す斜視図である。

【0064】

光学部材２ａ，２ｂを内蔵したバレル４１を準備する。まず、バレル本体４１ａに第１レンズ２１ｏ、第２レンズ２１ｐ、第３レンズ２１ｑ、及びプリズムミラー２２を位置決めしつつ接着によって固定する。その後、バレル本体４１ａに対してバレルカバー４１ｕを接着によって気密に固定する。この段階で、バレル４１は、挿入口４１ｚを除いて密閉された状態となっている。

【0065】

図１２の領域ＦＲ１に示す例では、バレル４１の前部に第１コンバイナー１０３ａが固定され、さらに、バレル４１の上部にフレーム５２の部分５２ａが取り付けられている。次に、表示ユニットＤＵのホルダー３１をフレーム５２の開口５２ｏに露出するバレル４１の挿入口４１ｚに挿入する。具体的には、表示ユニットＤＵを構成するホルダー３１のうち、支持フレーム３１ａを第１画像形成素子１１ａとともに挿入口４１ｚに挿入する。この際、ホルダー３１の基部板３１ｂがバレルカバー４１ｕのホルダー台座４１ｓ上に載置される。この場合、バレル４１に対してホルダー３１を取り付ける初期段階で、挿入口４１ｚが略塞がれ、バレル４１中の防塵を確保しやすくなる。この状態でホルダー３１を後方－Ｚ方向に押し付けると、バレル４１に設けられたホルダー台座４１ｓの表面である座面４１ｎと、ホルダー３１に設けられた基部板３１ｂの下面３１ｊとが当接した状態で、バレル４１に設けられた２つの突起４９ｓと、ホルダー３１に設けられた２つの対応箇所３９ｓとが当接する（図９参照）。これにより、初期位置決めが達成される。

【0066】

初期位置決め後、ホルダー台座４１ｓの３方の縁部分に設けた段差Ｓ１に接着材ＡＭ１を供給し、バレルカバー４１ｕの挿入口４１ｚに残る隙間Ｇ１を塞ぐように封止部として接着材ＡＭ２を供給する（図８参照）。その後、ホルダー３１の基部板３１ｂの上面３１ｕを３次元駆動装置のアームＲＡで吸引してホルダー３１を支持する。アームＲＡによってホルダー３１の姿勢を６軸で調整しつつ、結像状態を観察し、所期の光学性能を達成できる程度に収差が少なくなった状態で、ホルダー３１又は表示ユニットＤＵの移動を停止する。なお、図１２の領域ＦＲ２に示すように、アームＲＡは、ホルダー３１の上面３１ｕを吸着機構によって支持し、ホルダー３１を３軸α、β、γの方向に移動可能であり、３軸α、β、γの周りに回転させることができる。このとき、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間に接着材ＡＭ１，ＡＭ２が侵入した状態となっている。その後、段差Ｓ１等に供給された接着材ＡＭ１，ＡＭ２に紫外光を照射し、接着材ＡＭ１，ＡＭ２を硬化させる。つまり、基部板３１ｂを接着材ＡＭ１，ＡＭ２によってバレル４１の挿入口４１ｚ近傍に設けられたホルダー台座４１ｓに固定する。図１３に示すように、一部の紫外光ＶＬが基部板３１ｂの透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥに吸収されるが、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間に侵入した接着材ＡＭ１，ＡＭ２は、基部板３１ｂを透過した残りの紫外光ＶＬにより硬化する。なお、ホルダー台座４１ｓの挿入口４１ｚから接着材ＡＭ１，ＡＭ２が侵入した場合でも、接着材ＡＭ１，ＡＭ２は支持フレーム３１ａの透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥを透過した紫外光ＶＬにより硬化する。

【0067】

以上において、ホルダー台座４１ｓの段差Ｓ１に接着材ＡＭ１を供給し、挿入口４１ｚに残る隙間Ｇ１を塞ぐように接着材ＡＭ２を供給する工程は、表示ユニットＤＵをバレル４１に差し込む工程の前に行ってもよい。

【0068】

ホルダー３１の姿勢を調整する工程では、接着材ＡＭ１，ＡＭ２によってバレル４１内が密閉されており、防塵を配慮して光学モジュール１００に第１画像形成素子１１ａを組み付けることができる。

【0069】

図１２に戻って、以上において、アームＲＡによってホルダー３１を移動させる方向は主に光軸ＡＸに平行なγ方向となっている。よって、基部板３１ｂは、主にその下面３１ｊの方向に移動することになり、位置決めのための空間確保が容易になり、バレル４１や光学モジュール１００を小型化することが容易になる。

【0070】

ホルダー３１について初期位置決めを行うことにより、６軸で姿勢を調整する際の負担を軽減することができる。また、初期位置決めを行うことにより、影響度の低い軸について移動や回転の調整を省略することができる。つまり、６軸の姿勢調整から調整軸を減らした簡単な姿勢調整が可能になる。具体的には、バレル４１に設けられた２つの突起４９ｓを利用した初期位置決めにより、β軸又はＹ軸周りの回転の調整を省略することができる。

【0071】

以上で説明した第１実施形態の頭部装着型表示装置すなわちＨＭＤ２００は、画像形成素子１１ａと、画像形成素子１１ａを支持する支持部材ＭＭ１と、支持部材ＭＭ１に接続される固定部材ＭＭ２とを有するホルダー３１と、画像形成素子１１ａからの映像光ＭＬが入射する光学部材２ａ，２ｂと、光学部材２ａ，２ｂを収納し、ホルダー３１を介して画像形成素子１１ａを内部に保持するケースＣＡと、を備え、ホルダー３１は、透明部ＴＴを有し、固定部材ＭＭ２は、接着部材ＡＭでケースＣＡ外に固定され、接着部材ＡＭは、透明部ＴＴとケースＣＡとの間に介在する。

【0072】

上記ＨＭＤ２００では、ホルダー３１がケースＣＡの外側から接着固定されることにより、装置の大型化を抑制しつつ、防塵性を高めることができる。ホルダー３１の透明部ＴＴとケースＣＡとの間に介在する接着部材ＡＭは、未硬化が防止される。これにより、未硬化の接着部材ＡＭが画像形成素子１１ａ側に流れることを防止でき、画像形成素子１１ａの表示品質の向上、信頼性向上を図ることができる。ホルダー３１とケースＣＡとの接着面積が増加することにより接着強度が向上し、装置の堅牢性が高くなる。

【0073】

上記ＨＭＤ２００では、ホルダー３１に設けられた支持フレーム３１ａの端部がバレル４１に形成された挿入口４１ｚを介してバレル４１中に挿入され、基部板３１ｂが挿入口４１ｚを覆いつつバレル４１に固定されるので、バレル４１にホルダー３１を取り付ける初期段階で、挿入口４１ｚが塞がれ、バレル４１中の第１投射光学系１２ａや支持フレーム３１ａに支持された第１画像形成素子１１ａが外部環境に晒される時間を短くできるので、防塵の確保が容易になる。また、第１画像形成素子１１ａは、取り付けの初期段階で、バレル４１中に収納されるので、第１画像形成素子１１ａの配置を調整した後に、第１画像形成素子１１ａが外的負荷によって位置ずれするといった現象が起こらなくなる。

【0074】

接着部材ＡＭを基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの境目に塗布すると、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間に接着部材ＡＭが侵入する。この接着部材ＡＭの侵入は、基部板３１ｂを保持して位置調整する場合において助長される。基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの隙間Ｇ１，Ｇ２は、基部板３１ｂの影となる。そのため、接着部材ＡＭとして光硬化樹脂を用いた場合、光が遮られて硬化しない。未硬化の接着部材ＡＭは、ホルダー台座４１ｓの平坦部から第１画像形成素子１１ａへ垂れる場合がある。つまり、接着部材ＡＭは、バレル４１の挿入口４１ｚに流れ込み第１画像形成素子１１ａまで流れる可能性がある。侵入した未硬化の接着部材ＡＭは、映像領域や映像領域外に映り込むことで、映像品質低下の原因となる。本実施形態では、透明部ＴＴを介した光照射により未硬化を防ぎつつ接着部材ＡＭを硬化させ、バレル４１を確実に接着密閉する。これにより、光学部材２ａ，２ｂ等への乱反射等の影響を防止する。

【0075】

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のＨＭＤについて説明する。なお、第２実施形態のＨＭＤは、第１実施形態のＨＭＤを部分的に変更したものであり、第１実施形態のＨＭＤと共通する部分については説明を省略する。

【0076】

図１４は、第１画像形成素子１１ａをホルダー３１に組み付けた表示ユニットＤＵを説明する図である。図１４中で、領域ＧＲ１は、表示ユニットＤＵの表側を示す斜視図であり、領域ＧＲ２は、表示ユニットＤＵの側断面であり、領域ＧＲ３は、ホルダー３１の裏側を示す斜視図である。

【0077】

図１４に示すように、基部板３１ｂは、遮光部品ＳＣと、遮光部品ＳＣの外側に設けられた透明部品ＴＥとを有する。つまり、基部板３１ｂは、外周に透明部品ＴＥを有する。これにより、遮光性及び接着面積を確保しつつ接着部材ＡＭの未硬化を防ぐことができる。

【0078】

遮光部品ＳＣは、遮光性を有する樹脂で形成された部材であり、遮光部品ＳＣは、挿入口４１ｚの一方の長辺から延びた矩形の外形を有する。透明部品ＴＥは、第１実施形態と同様の光透過性部材であり、遮光部品ＳＣの外側を囲む枠状の外形を有する。すなわち、透明部ＴＴ又は透明部品ＴＥは、遮光部品ＳＣの３辺及び孔３１ｈの他方の長辺を囲むように配置される。

【0079】

基部板３１ｂの透明部品ＴＥ又は透明部ＴＴの割合は、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間における接着部材ＡＭの侵入状況に応じたものとなっている。透明部ＴＴは、基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの間に介在する接着部材ＡＭに対して光照射可能な範囲に配置されればよい。本実施形態では、紫外光は透明部品ＴＥの上部から入射し、透明部品ＴＥを透過して接着部材ＡＭを硬化させる。

【0080】

基部板３１ｂにおいて、遮光部品ＳＣと透明部品ＴＥとは別部材であってもよいし、一体的に形成されていてもよい。一体的に形成される場合、例えば部分的に透明部材を含むように２色成形する。

【0081】

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のＨＭＤについて説明する。なお、第３実施形態のＨＭＤは、第１実施形態のＨＭＤを部分的に変更したものであり、第１実施形態のＨＭＤと共通する部分については説明を省略する。

【0082】

図１５は、第１画像形成素子１１ａをホルダー３１に組み付けた表示ユニットＤＵを説明する図である。図１５中で、領域ＨＲ１は、表示ユニットＤＵの表側を示す斜視図であり、領域ＨＲ２は、表示ユニットＤＵの側断面であり、領域ＨＲ３は、ホルダー３１の裏側を示す斜視図である。

【0083】

図１５に示すように、ホルダー３１において、支持フレーム３１ａは、遮光部品ＳＣを有する。つまり、本実施形態では、支持フレーム３１ａは、透明部品ＴＥを有さない。これにより、第１画像形成素子１１ａから射出された光線が支持フレーム３１ａで反射、透過、拡散等されることを防止する。なお、遮光板３３（遮光部材ＳＥ）を省略することができる。

【0084】

なお、本実施形態の光学モジュール１００は、第２実施形態と同様に、基部板３１ｂの一部を遮光部品ＳＣとしてもよい。

【0085】

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態のＨＭＤについて説明する。なお、第４実施形態のＨＭＤは、第１実施形態のＨＭＤを部分的に変更したものであり、第１実施形態のＨＭＤと共通する部分については説明を省略する。

【0086】

図１６は、光学モジュール１００の要部を説明する拡大断面図である。図１６に示すように、ホルダー３１において、基部板３１ｂは、ホルダー台座４１ｓ側に第１反射部品ＲＣ１を有する。また、バレル４１又はケースＣＡにおいて、ホルダー台座４１ｓは、基部板３１ｂ側に第２反射部品ＲＣ２を有する。これにより、第１反射部品ＲＣ１と第２反射部品ＲＣ２との間に介在する接着部材ＡＭの未硬化を防ぐことができる。

【0087】

反射部品ＲＣ１，ＲＣ２は、金属材料、白色樹脂、反射膜を蒸着した樹脂部材、反射膜を蒸着したシート、多層膜フィルム、白色樹脂フィルム等を用いる。反射膜を蒸着する場合、基材となる樹脂材料やシートの表面に反射膜を設けることとなり、基材と反射膜とは別体となる。反射膜は、テープ、誘電体多層膜等である。図１７に示すように、基部板３１ｂの斜め上から照射された紫外光ＶＬ又は紫外線は、溝ＴＲに露出した接着部材ＡＭから基部板３１ｂとホルダー台座４１ｓとの隙間Ｇ２にある接着部材ＡＭに入射する。紫外光ＶＬ又は紫外線は、基部板３１ｂの下面３１ｊとホルダー台座４１ｓの座面４１ｎとで反射し、隙間Ｇ２内部に侵入した接着部材ＡＭに到達することで接着部材ＡＭが硬化する。

【0088】

第２反射部品ＲＣ２は、基部板３１ｂに対向する面の反対側の面に遮光部材ＳＢを有する。遮光部材ＳＢは、例えば黒塗装、黒テープ貼付け等の処理がされたものである。なお、第２反射部品ＲＣ２の内部を黒塗装してもよい。これにより、バレル４１での光の反射、拡散等を防止するため、光学部材２ａ，２ｂに光が入らない。

【0089】

なお、基部板３１ｂにおいて、ホルダー台座４１ｓ側の第１反射部品ＲＣ１を省略してもよい。

【0090】

〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態のＨＭＤについて説明する。なお、第５実施形態のＨＭＤは、第１実施形態のＨＭＤを部分的に変更したものであり、第１実施形態のＨＭＤと共通する部分については説明を省略する。

【0091】

図１８は、光学モジュール１００の要部を説明する拡大断面図である。図１８に示すように、ホルダー５３１は、光透過性を有する樹脂で形成された部材であり、側面視Ｌ字状に折れ曲がった外形を有する。ホルダー５３１は、第１画像形成素子１１ａを支持する支持フレーム３１ａと、支持フレーム３１ａの上部に接続されて支持フレーム３１ａと交差又は直交する方向に延びる基部板５３１ｂとを有する。基部板５３１ｂは、ホルダー台座４１ｓの＋Ｚ側の端部に突出していない。

【0092】

本実施形態では、ホルダー３１の前方上部、つまり基部板３１ｂと支持フレーム３１ａとのつなぎ目の前方＋Ｚ側において、挿入口４１ｚが部分的に開放されて隙間Ｇ１が形成された状態となっている。このため、ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めして固定した後、隙間Ｇ１を覆うように、挿入口４１ｚの前方端と第１画像形成素子１１ａのシリコン基板ＳＳ又は放熱シート１１ｓとの間にこれらの間を充填するように封止部である接着材ＡＭ２を塗布し、ホルダー３１の位置決め後に接着材ＡＭ２を硬化させる。

【0093】

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

【0094】

以上では、ＨＭＤ２００が第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを備えるとしたが、ＨＭＤ２００は、単一の第１表示装置１００Ａ又は第２表示装置１００Ｂを支持装置１００Ｃによって眼前に支持するようなものであってもよい。

【0095】

以上では、ホルダー３１に関して、支持フレーム３１ａと基部板３１ｂとが直交する方向に延びるとしているが、支持フレーム３１ａと基部板３１ｂとは、直交に限らず、折れ曲がって互いに交差する方向に延びるものであってもよい。

【0096】

支持フレーム３１ａは、上から挿入されるものに限らず、横から挿入されるものであってもよい。

【0097】

基部板３１ｂのサイズは、支持フレーム３１ａと同程度としているが、支持フレーム３１ａの半分程度以下のサイズを有するものであってもよい。

【0098】

基部板３１ｂの形状は、矩形に限らず、円、楕円、多角形のような様々な形状とすることができる。

【0099】

段差Ｓ１，Ｓ２は、接着材ＡＭ１，ＡＭ２の移動を制限できる他の構造に置き換えることができ、例えば凸条に置き換えることができる。

【0100】

第１投射光学系１２ａの光学部材２ａ，２ｂは、図示のものに限らず、例えば第１光学部材２ａを構成する光学素子の枚数や光学面の形状は、ＨＭＤ２００の使用目的等に応じて適宜変更することができる。

【0101】

ホルダー３１において、支持フレーム３１ａと基部板３１ｂとを別部材としたが、複合部材として一体化してもよい。

【0102】

光学モジュール１００は、縦導光の光学系の例を挙げたが、横導光の光学系に適用してもよい。

【0103】

具体的な態様における頭部装着型表示装置は、画像形成素子と、画像形成素子を支持する支持部材と、支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーと、画像形成素子からの映像光が入射する光学部材と、光学部材を収納し、ホルダーを介して画像形成素子を内部に保持するケースと、を備え、ホルダーは、透明部を有し、固定部材は、接着部材でケース外に固定され、接着部材は、透明部とケースとの間に介在する。

【0104】

上記頭部装着型表示装置では、ホルダーがケースの外側から接着固定されることにより、装置の大型化を抑制しつつ、防塵性を高めることができる。ホルダーの透明部とケースとの間に介在する接着部材は、未硬化が防止される。これにより、未硬化の接着部材が画像形成素子側に流れることを防止でき、画像形成素子の表示品質の向上、信頼性向上を図ることができる。ホルダーとケースとの接着面積が増加することにより接着強度が向上し、装置の堅牢性が高くなる。

【0105】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、支持部材は、支持フレームであり、固定部材は、支持フレームの上部に接続されて支持フレームと交差する方向に延びる基部板であり、支持フレームの端部は、ケースに形成された挿入口を介してケース中に挿入され、基部板は、挿入口を覆う状態でケースに固定される。この場合、ケースにホルダーを取り付ける初期段階で、挿入口が塞がれ、ケース中の光学部材や画像形成素子が外部環境に晒される時間を短くできるので、防塵の確保が容易になる。

【0106】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ケースは、固定部材に対向するホルダー台座を有し、固定部材の周辺に沿って延びホルダー台座にはみ出した接着部材によりホルダーをケースに対して位置決めした状態を維持する封止部材を有する。この場合、封止部材によって画像形成素子の位置決めを簡単に高精度に達成することができる。

【0107】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、接着部材は、光硬化型の接着材で形成される。

【0108】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、支持部材と固定部材とは、別部材である。この場合、支持部材及び固定部材のうち透明部を含む部材の製造や組み立てを容易にすることができる。

【0109】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、固定部材は、全体に透明部を有する。この場合、固定部材全体で接着部材の未硬化を防ぐことができる。

【0110】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、固定部材は、外周に透明部を有する。この場合、遮光性及び接着面積を確保しつつ接着部材の未硬化を防ぐことができる。

【0111】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、支持部材は、透明部と遮光部材とを有する。この場合、透明部により、ケース内に侵入した接着部材の未硬化を防ぐことができる。遮光部材により、画像形成素子から射出された光線が透明部で反射、透過、拡散されることによって発生する映像劣化を防止することができる。

【0112】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、支持部材は、遮光部品を有する。この場合、光の反射、拡散を防止することができる。

【0113】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、固定部材は、ホルダー台座側に第１反射部品を有し、ホルダー台座は、固定部材側に第２反射部品を有する。この場合、第１反射部品と第２反射部品との間に介在する接着部材の未硬化を防ぐことができる。

【0114】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、第２反射部品は、固定部材に対向する面の反対側の面に遮光部材を有する。この場合、光の反射、拡散を防止することができる。

【0115】

具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ケースは、底板部材と側壁とを有する容器状の本体と、挿入口が設けられ本体の内側を覆うことによって収納空間を形成するカバーとを含み、光学部材は、画像形成素子の光射出側に配置される第１光学部材と、第１光学部材の光射出側に配置され反射面によって光路を折り曲げる第２光学部材とを有し、第２光学部材の射出面が本体の底板部材に形成された射出口に露出し、ケースは、本体とカバーとの連結部を密閉し、本体の射出口と第２光学部材の射出面の周囲との間を密閉する密閉部材を有する。この場合、密閉部材により、連結部や射出口を防塵することができる。

【0116】

具体的な態様における光学モジュールは、画像形成素子と、画像形成素子を支持する支持部材と、支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーと、画像形成素子からの映像光が入射する光学部材と、光学部材を収納し、ホルダーを介して画像形成素子を内部に保持するケースと、を備え、ホルダーは、透明部を有し、固定部材は、接着部材でケース外に固定され、接着部材は、透明部とケースとの間に介在する。

【0117】

上記光学モジュールでは、ホルダーがケースの外側から接着固定されることにより、装置の大型化を抑制しつつ、防塵性を高めることができる。ホルダーの透明部により、未硬化の接着部材が画像形成素子側に流れることを防止でき、画像形成素子の表示品質の向上、信頼性向上を図ることができる。ホルダーとケースとの接着面積が増加することにより接着強度が向上し、装置の堅牢性が高くなる。

【0118】

具体的な態様における光学モジュールの製造方法は、光学部材を収納するケースに対して、画像形成素子を支持する支持部材と支持部材に接続される固定部材とを有するホルダーを固定する光学モジュールの製造方法であって、ホルダーは、透明部を有し、支持部材をケースに形成された挿入口に挿入し、固定部材を接着部材によってケースに固定し、接着部材は、透明部とケースとの間に介在する。

【符号の説明】

【0119】

２ａ…第１光学部材、２ｂ…第２光学部材、１１ａ…第１画像形成素子、１１ｂ…第２画像形成素子、１１ｄ…表示面、１１ｓ…放熱シート、１２ａ…第１投射光学系、１２ｂ…第２投射光学系、２０ａ…第１表示部、１２０ａ…第１結像光学系、１２０ｂ…第２結像光学系、２１…投射レンズ、２２…プリズムミラー、２３…シースルーミラー、３１…ホルダー、３１ａ…支持フレーム、３１ｂ…基部板、３３…遮光板、４１…バレル、４１ａ…バレル本体、４１ｓ…ホルダー台座、４１ｕ…バレルカバー、４１ｚ…挿入口、５２…フレーム、８０ａ…駆動回路部材、８８…表示制御装置、９０…ユーザー端末、１００…光学モジュール、１００Ａ…第１表示装置、１００Ｂ…第２表示装置、１００Ｃ…支持装置、１０２ａ…第１表示駆動部、１０２ｂ…第２表示駆動部、１０３ａ…第１コンバイナー、１０３ｂ…第２コンバイナー、１２３…部分透過ミラー、２００…頭部装着型表示装置、５３１…ホルダー、５３１ｂ…基部板、ＡＡ…接着材塗布部、ＡＭ…接着部材、ＡＭ１，ＡＭ２…接着材、ＡＸ…光軸、ＣＡ…ケース、ＣＪ…連結部、ＤＰ１…防塵構造、ＤＰ２…防塵構造、ＤＵ…表示ユニット、ＥＭ…封止部材、ＥＹ…眼、ＭＬ…映像光、ＭＭ１…支持部材、ＭＭ２…固定部材、ＯＬ…外界光、ＯＳ…光学系、ＲＣ１…第１反射部品、ＲＣ２…第２反射部品、ＳＢ…遮光部材、ＳＣ…遮光部品、ＳＥ…遮光部材、ＳＭ１，ＳＭ２…密閉部材、ＳＷ…側壁、ＴＥ…透明部品、ＴＲ…溝、ＴＴ…透明部、ＵＳ…装着者、ＶＬ…紫外光

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】