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特開2024-142622頭部装着型表示装置、光学モジュール、及び頭部装着型表示装置の製造方法
(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】P2024142622
(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、及び頭部装着型表示装置の製造方法
(51)【国際特許分類】
G02B 27/02 20060101AFI20241003BHJP
H04N 5/64 20060101ALI20241003BHJP
G02C 11/00 20060101ALN20241003BHJP
【ＦＩ】
G02B27/02 Z
H04N5/64 511A
G02C11/00
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023054842
(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】野口 俊幸
(72)【発明者】
【氏名】宮尾 敏明
(72)【発明者】
【氏名】池田 拓也
【テーマコード（参考）】
2H006
2H199
【Ｆターム（参考）】
2H006CA00
2H199CA04
2H199CA24
2H199CA25
2H199CA27
2H199CA30
2H199CA42
2H199CA46
2H199CA47
2H199CA59
2H199CA70
2H199CA86
2H199CA89
(57)【要約】
【課題】ケースに外力がかかっても、画像形成素子の位置決め状態が劣化することを防止する。
【解決手段】ＨＭＤ２００は、画像形成素子１１ａと、画像形成素子１１ａを保持するホルダー３１と、画像形成素子１１ａからの映像光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、ホルダー３１をケースＣＡ内で固定する第１接着部材ＦＸ１と、ホルダー３１をケースＣＡ外で固定する第２接着部材ＦＸ２とを備える。
【選択図】図８
【解決手段】ＨＭＤ２００は、画像形成素子１１ａと、画像形成素子１１ａを保持するホルダー３１と、画像形成素子１１ａからの映像光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、ホルダー３１をケースＣＡ内で固定する第１接着部材ＦＸ１と、ホルダー３１をケースＣＡ外で固定する第２接着部材ＦＸ２とを備える。
【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保持するホルダーと、
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、
前記ホルダーを前記ケース内で固定する第１接着部材と、
前記ホルダーを前記ケース外で固定する第２接着部材と、
を備える頭部装着型表示装置。
前記画像形成素子を保持するホルダーと、
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、
前記ホルダーを前記ケース内で固定する第１接着部材と、
前記ホルダーを前記ケース外で固定する第２接着部材と、
を備える頭部装着型表示装置。
【請求項2】
前記第１接着部材は、湿気硬化型、光遅延硬化型、及び熱硬化型のいずれかの接着材で形成され、
前記第２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。
前記第２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3】
前記ケースは、内部に、前記第１接着部材を形成する硬化前の接着材を保持する第１保持構造を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項4】
前記ケースは、外部に、前記第２接着部材を形成する硬化前の接着材を保持する第２保持構造を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項5】
前記ホルダーは、前記第１接着部材を形成する硬化前の接着材を保持する第１保持構造を有し、
前記ケースは、前記第１保持構造に対向する壁体を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
前記ケースは、前記第１保持構造に対向する壁体を有する、請求項１に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項6】
前記第１保持構造及び前記第２保持構造は、硬化前の前記接着材を保持する液溜めとして形成されている、請求項３から５のいずれか一項に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項7】
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、
前記第１保持構造は、前記ケースの前記底板部材おいて、前記ホルダーの端部が対向する箇所に窪みを有する、請求項６に記載の頭部装着型表示装置。
前記第１保持構造は、前記ケースの前記底板部材おいて、前記ホルダーの端部が対向する箇所に窪みを有する、請求項６に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項8】
前記ホルダーは、前記画像形成素子を支持する支持フレームと、前記支持フレームに接続される基部板とを有し、
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た状態で、前記第１接着部材によって前記ケース内に固定され、
前記基部板は、前記挿入口を覆う状態で、前記第２接着部材によって前記ケース外に固定され、
前記第２保持構造は、前記ケースのうち前記基部板の周辺部が配置される箇所に段差状に形成されている、請求項６に記載の頭部装着型表示装置。
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た状態で、前記第１接着部材によって前記ケース内に固定され、
前記基部板は、前記挿入口を覆う状態で、前記第２接着部材によって前記ケース外に固定され、
前記第２保持構造は、前記ケースのうち前記基部板の周辺部が配置される箇所に段差状に形成されている、請求項６に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項9】
前記基部板は、前記ケースのうち前記挿入口が形成された側面部に当接して初期位置決めされる、請求項８に記載の頭部装着型表示装置。
【請求項10】
画像形成素子と、
前記画像形成素子を保持するホルダーと、
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、
前記ホルダーを前記ケース内で固定する第１接着部材と、
前記ホルダーを前記ケース外で固定する第２接着部材と、
を備える光学モジュール。
前記画像形成素子を保持するホルダーと、
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、
前記ホルダーを前記ケース内で固定する第１接着部材と、
前記ホルダーを前記ケース外で固定する第２接着部材と、
を備える光学モジュール。
【請求項11】
画像形成素子を保持するホルダーと、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る頭部装着型表示装置の製造方法であって、
前記ホルダーを第１接着部材によって前記ケース内で固定し、
前記ホルダーを第２接着部材によって前記ケース外で固定する、
頭部装着型表示装置の製造方法。
前記ホルダーを第１接着部材によって前記ケース内で固定し、
前記ホルダーを第２接着部材によって前記ケース外で固定する、
頭部装着型表示装置の製造方法。
【請求項12】
前記第１接着部材の硬化は、前記第２接着部材の硬化よりも遅い、請求項１１に記載の頭部装着型表示装置の製造方法。
【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、光学モジュール、及び頭部装着型表示装置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、映像素子を収納する映像素子ケースと、映像素子からの光を投射する投射光学系を収納する鏡筒とを備えるものであって、映像素子ケースに設けられた一対の平板状部材と、鏡筒の一端に設けられた接続部とのうち、いずれか一方に設けられた凸状リブと、他方に設けられたスリット状部分とを用いて、投射光学系に対する映像素子の位置合わせを行いつつ、これらを接着剤によって相互に固定することが開示されている（特許文献１）。特許文献１の装置では、凸状リブとスリット状部分とを用いて位置調整を行うことで製造公差の影響を低減し、適切なアライメントを可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１７－２１１６７４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、映像素子及び投射光学系の接合時及びその後に、映像素子及び投射光学系が部分的に露出するので、防塵対策が不十分となりやすい。また、映像素子ケースに外力がかかったり熱的負荷がかかると、映像素子の位置決め状態が劣化する可能性もある。
【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、画像形成素子を保持するホルダーと、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、ホルダーをケース内で固定する第１接着部材と、ホルダーをケース外で固定する第２接着部材とを備える。
【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、画像形成素子を保持するホルダーと、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、ホルダーをケース内で固定する第１接着部材と、ホルダーをケース外で固定する第２接着部材とを備える。
【0007】
本発明の一側面における頭部装着型表示装置の製造方法は、画像形成素子を保持するホルダーと、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る頭部装着型表示装置の製造方法であって、前記ホルダーを第１接着部材によって前記ケース内で固定し、前記ホルダーを第２接着部材によって前記ケース外で固定する。
【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】バレルカバーを除いた残りの光学部品等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10A】バレルの前方下部に形成された第１保持構造を説明する図である。
【図10B】第１保持構造にホルダーの端部を差し込んだ状態を説明する図である。
【図10C】ホルダーの端部の状態を説明する図である。
【図11A】変形例の第１保持構造を説明する図である。
【図11B】変形例のホルダーを説明する図である。
【図11C】ホルダーの端部の状態を説明する図である。
【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13A】第２実施形態におけるホルダーを説明する図である。
【図13B】ホルダーの端部の状態を説明する図である。
【図14】第３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等の第１実施形態について説明する。
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等の第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と第１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を屈折されつつ通過し、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２０ａ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２０ｂ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２０ａ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２０ｂ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、及び、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、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ＳＭ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ＳＭが充填されている。密閉部材ＳＭ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】
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等があっても位置調整ズレが発生しにくくなる。
【0033】
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。
【0034】
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。
【0035】
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。
【0036】
ホルダー３１は、遮光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。
【0037】
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が嵌め込むように配置される。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。
【0038】
ホルダー３１の基部板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等参照）。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。
【0039】
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、迷光が発生すことを抑制できる。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。
【0040】
図８及び９を参照して、バレル４１に対する表示ユニットＤＵの外側からの固定方法や位置決め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。
【0041】
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とを接続する接着材ＡＭ１を保持する。接着材ＡＭ１は、光硬化型の樹脂であり、具体的には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。
【0042】
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。
【0043】
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。
【0044】
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が側面部としてのバレルカバー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方向に所期の調整幅又は可動幅の範囲内で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。
【0045】
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。
【0046】
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、基部板３１ｂ及び第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、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、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。接着材ＡＭ２は、光硬化型の樹脂であり、具体的にはアクリル系の紫外線硬化樹脂である。接着材ＡＭ２は、硬化前に比較的粘度が高く形状維持が容易になっている。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。硬化後の接着材ＡＭ１，ＡＭ２は、ホルダー３１をケースＣＡ外で固定する第２接着部材ＦＸ２として機能する。つまり、ホルダー３１の基部板３１ｂを囲む溝ＴＲは、液溜めＬＲであり、第２接着部材ＦＸ２を形成する硬化前の接着材ＡＭ１を保持する第２保持構造ＨＬ２として機能する。第２保持構造ＨＬ２は、ホルダー３１の基部板３１ｂとバレル４１のホルダー台座４１ｓとによって、これらの間に溝状の窪みとして形成される。また、硬化後の接着材ＡＭ１，ＡＭ２を合わせたものは防塵構造ＤＰとしても機能する。防塵構造ＤＰ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ＤＰ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ＤＰ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である。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ＤＰ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。
【0047】
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。
【0048】
図１０Ａ～１０Ｃを参照して、バレル本体４１ａの内面に対するホルダー３１の支持フレーム３１ａの固定について説明する。図１０Ａは、バレル本体４１ａの前方下部４１ａａの一部を切出した斜視断面図であり、図１０Ｂは、前方下部４１ａａにおける支持フレーム３１ａの端部３１ｅの固定方法を説明する斜視断面図である。図１０Ｃは、支持フレーム３１ａの端部３１ｅの周辺を第１保持構造ＨＬ１とともに拡大して示す斜視断面図である。
【0049】
バレル本体４１ａの前方下部４１ａａには、底板部材４１ｄと前板部材４１ｅとの境界近傍において、内面４１ｉから突起し横のＸ方向に延びるリブ４８が形成されている。リブ４８と、底板部材４１ｄ及び前板部材４１ｅの境界近傍領域と、一対の側板部材４１ｃの前方下端とは、細長い受け皿又は堀を形成しており、硬化前の接着材ＡＭ３を保持する第１保持構造ＨＬ１として機能する。第１保持構造ＨＬ１は、硬化前の接着材ＡＭ３を保持する液溜めＬＲであり、窪みＤＥを有する。第１保持構造ＨＬ１は、ホルダー３１の底板部材４１ｄ及び前板部材４１ｅの境界又はその周辺において、溝状の窪みとして形成される。第１保持構造ＨＬ１は、硬化前の液状の接着材ＡＭ３が必要箇所から流出することを抑制している。
【0050】
ケースＣＡ又はバレル４１の底板部材４１ｄにおいて、第１保持構造ＨＬ１は、図８等に例示されるように、バレルカバー４１ｕに対して初期位置決めされた状態のホルダー３１の端部３１ｅが対向する箇所に形成され、端部３１ｅが対向する窪みＤＥを有する。窪みＤＥに硬化前の接着材ＡＭ３を充填又は塗布し、ホルダー３１の端部３１ｅを接着材ＡＭ３が充填又は塗布された窪みＤＥに差し込んで硬化させることで、窪みＤＥとホルダー３１の端部３１ｅとの間で接着が達成される。硬化後の接着材ＡＭ３は、ホルダー３１をケースＣＡ内で固定する第１接着部材ＦＸ１として機能する。窪みＤＥは、空間ＩＳａの下端に設けられた空間であるとみることもできる。第１保持構造ＨＬ１又は窪みＤＥの上端は、バレルカバー４１ｕに対して初期位置決めされた状態のホルダー３１の端部３１ｅよりも高い位置に設定されている。また、窪みＤＥの底又は深さは、初期位置決めされた状態のホルダー３１の端部３１ｅが当たらない程度にされている。第１保持構造ＨＬ１の窪みＤＥのサイズは、ホルダー３１のアライメント用の位置調整代を確保する観点で、端部３１ｅのＸ方向やＺ方向のサイズより一回り大きい。つまり、窪みＤＥは、ホルダー３１をバレル４１に対して＋Ｚ方向やＸ方向に移動させる初期段階以後の調整に際して、ホルダー３１の端部３１ｅのＸＺ面に沿った移動を許容するサイズを有する。第１保持構造ＨＬ１とホルダー３１の端部３１ｅとのクリアランスは、位置決め又はアライメントで調整し得る調整幅又は可動幅と同等かそれ以上のものとなっている。図８に示す第１保持構造ＨＬ１とホルダー３１の端部３１ｅとのクリアランスは、挿入口４１ｚと支持フレーム３１ａとのクリアランスと同等のものであり、ホルダー台座４１ｓ上で基部板３１ｂをＸＺ面に沿って移動させ得る範囲に対応するものとなっている。第１保持構造ＨＬ１とホルダー３１の端部３１ｅとのクリアランスは、具体的には、第１画像形成素子１１ａの対角サイズが５～１０ｍｍ程度として、例えば±０．１～±０．５ｍｍ程度とする。
【0051】
接着材ＡＭ３は、例えば湿気硬化型の接着材（例えば変成シリコーン系樹脂を用いたもの）であり、第１保持構造ＨＬ１に充填又は塗布された後、ケースＣＡ又はバレル４１の湿気を吸収することで、数十分、数時間といった所望の硬化時間で硬化するように調整されている。接着材ＡＭ３の硬化後、ホルダー３１の端部３１ｅは、接着材ＡＭ３を介して第１保持構造ＨＬ１に対して位置決めされた状態で固定され、接着材ＡＭ３を介して第１保持構造ＨＬ１の窪みＤＥに支持される。硬化した接着材ＡＭ３は、端部３１ｅと窪みＤＥとの隙間を充填するものとなっている。接着材ＡＭ３の硬化時間は、ホルダー３１をバレル４１にセットする工程、外の溝ＴＲに接着材ＡＭ１を充填する工程、ホルダー３１をバレル４１に対して＋Ｙ方向や＋Ｚ方向に移動させて精密な位置決めを行う工程を含む外側固定準備工程に要する時間以上とされる。結果的に、第１保持構造ＨＬ１の硬化タイミングは、第２保持構造ＨＬ２の硬化タイミングよりも遅くなるように調整される。これにより、ホルダー３１のケースＣＡに対する位置決めを含めた取り付けの時間を確保しつつ、第１保持構造ＨＬ１によってケースＣＡ内でホルダー３１の端部３１ｅを固定することができる。
【0052】
接着材ＡＭ３は、湿気硬化型の接着材に限らず、光遅延硬化型の接着材（例えばエポキシ系やアクリル系樹脂を用いたもの）であってもよい。接着材ＡＭ３が光遅延硬化型である場合、ホルダー３１をケースＣＡに挿入する直前に、液溜めＬＲ又は窪みＤＥに充填された接着材ＡＭ３に対してＵＶ光等を照射しておく。光遅延硬化型の接着材の硬化時間は、上記外側固定準備工程に要する時間以上とされる。これにより、ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めし、光硬化型の接着材ＡＭ１を硬化させて基部板３１ｂをホルダー３１の外部に固定した後に、光遅延硬化型の接着材ＡＭ３の反応が促進し、支持フレーム３１ａの端部３１ｅをホルダー３１の内部に固定することができる。
【0053】
接着材ＡＭ３は、熱硬化型の接着材（例えばエポキシ系やアクリル系樹脂を用いたもの）であってもよい。この場合、ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めし、接着材ＡＭ１を硬化させることで基部板３１ｂをホルダー３１の外部に固定した後に、ホルダー３１とともに接着材ＡＭ３を適宜の温度及び時間で加熱し硬化させる。
【0054】
図１１Ａ～１１Ｃは、図１０Ａ～１０Ｃに示す支持フレーム３１ａのケースＣＡ又はバレル４１に対する固定構造を変更した変形例を示す。図１１Ａは、バレル本体４１ａの前方下部４１ａａの一部を切出した斜視断面図であり、図１１Ｂは、支持フレーム３１ａの下端である端部３１ｅを説明する斜視図である。図１１Ｃは、支持フレーム３１ａの端部３１ｅにおける角周辺を第１保持構造ＨＬ１とともに拡大して示す斜視断面図である。
【0055】
図１１Ａを参照して、バレル本体４１ａの前方下部４１ａａには、底板部材４１ｄと前板部材４１ｅと一対の側板部材４１ｃとの境界近傍に、一対の枠状の突起１４８が形成されている。各突起１４８は、細矩形の受け皿又は堀を形成しており、硬化前の接着材ＡＭ３を保持する第１保持構造ＨＬ１として機能する。第１保持構造ＨＬ１は、硬化前の接着材ＡＭ３を保持する液溜めＬＲである窪みＤＥを有する。
【0056】
図１１Ｂ及び１１Ｃを参照して、ホルダー３１の支持フレーム３１ａの端部３１ｅの両端において、下方又は－Ｙ方向に延びる一対の突起３８ｐが形成されている。図８等に例示されるように、バレルカバー４１ｕに対してホルダー３１が初期位置決めされた状態で、ホルダー３１の端部３１ｅに形成された一対の突起３８ｐは、バレル本体４１ａに形成された一対の窪みＤＥに対向する位置にそれぞれ配置される。
【0057】
窪みＤＥに硬化前の接着材ＡＭ３を充填又は塗布し、ホルダー３１の下端に形成された一対の突起３８ｐを接着材ＡＭ３が充填又は塗布された一対の窪みＤＥに差し込んで硬化させることで、窪みＤＥと突起３８ｐとの間で接着が達成される。硬化後の接着材ＡＭ３は、ホルダー３１をケースＣＡ内で固定する第１接着部材ＦＸ１として機能する。窪みＤＥは、空間ＩＳａの下端に設けられた空間であるとみることもできる。窪みＤＥは、ホルダー３１をバレル４１に対して＋Ｚ方向やＸ方向に移動させる初期段階以後の調整に際して、ホルダー３１の端部３１ｅのＸＺ面に沿った移動を許容するサイズを有する。
【0058】
図１１Ａ～１１Ｃに示す固定構造では、左右２箇所に分けてホルダー３１を固定するので、接着材ＡＭ３の使用量を抑えることができる。
【0059】
なお、突起１４８は、左右２箇所の配置に限らず、中央に１箇所の配置としてもよい。また、突起１４８は、左右及び中央の３箇所の配置としてもよい。
【0060】
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ＥＲ１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ＥＲ２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。
【0061】
光学部材２ａ，２ｂを内蔵したバレル４１を準備する。次に、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。
【0062】
バレル本体４１ａにバレルカバー４１ｕを固定する前又は後に、バレル４１の底部に形成された第１保持構造ＨＬ１に接着材ＡＭ３を充填又は塗布する。バレル４１の完成後、バレル４１にホルダー３１を固定する。
【0063】
図１２の領域ＥＲ１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。これにより、初期位置決めが達成される。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すなわち第２保持構造ＨＬ２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ＥＲ２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。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。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。
【0064】
ホルダー３１をバレル４１の外側に固定するための接着材ＡＭ１，ＡＭ２が適度に硬化し、バレル４１に対するホルダー３１の位置決めが確定した後、第１保持構造ＨＬ１に保持された接着材ＡＭ３が硬化する。これにより、ホルダー３１をバレル４１の内側に固定することができる。結果的に、ホルダー３１がバレル４１の内部と外部とで接着固定された構造となるので、接着材ＡＭ１，ＡＭ３等の硬化後に直接の外力や熱などの環境影響によるズレを防止でき、安定的に良好な映像品位を提供することができる。例えば、製品として組み立てられたＨＭＤ２００が落下しても、バレル４１内でホルダー３１の位置が維持されやすく、映像品位の維持が容易である。
【0065】
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。
【0066】
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。
【0067】
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。
【0068】
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を保持するホルダー３１と、画像形成素子１１ａからの映像光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、ホルダー３１をケースＣＡ内で固定する第１接着部材ＦＸ１と、ホルダー３１をケースＣＡ外で固定する第２接着部材ＦＸ２とを備える。
【0069】
上記ＨＭＤ２００では、ケースＣＡが光学部材２ａ，２ｂを収納しホルダー３１を介して画像形成素子１１ａを内部に保持するので、ケースＣＡに画像形成素子１１ａを組付ける際やその後において、画像形成素子１１ａや光学部材２ａ，２ｂにごみや異物が付着する可能性を低減できる。さらに、第１接着部材ＦＸ１がホルダー３１をケースＣＡ内で固定し、第２接着部材ＦＸ２がホルダー３１をケースＣＡ外で固定するので、ケースＣＡ内での画像形成素子１１ａの配置を安定化させることができ、組み立て後におけるＨＭＤ２００の光学性能の確保が容易になる。
【0070】
第１実施形態のＨＭＤ２００において、ケースＣＡは、底板部材４１ｄと側壁ＳＷとを有する容器状のバレル本体４１ａと、バレル本体４１ａの内側を覆うことによって収納空間を形成するバレルカバー４１ｕとを含み、第１保持構造ＨＬ１は、ケースＣＡの底板部材において、ホルダー３１の端部３１ｅが対向する箇所に窪みＤＥを有する。窪みＤＥに硬化前の接着材ＡＭ３を充填し、ホルダー３１の端部３１ｅを接着材ＡＭ３が充填された窪みＤＥに差し込んで硬化させることで、窪みＤＥとホルダー３１の端部３１ｅとの間で接着が達成される。
【0071】
また、第１実施形態のＨＭＤ２００において、ホルダー３１は、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に接続される基部板３１ｂとを有し、支持フレーム３１ａの端部３１ｅは、ケースＣＡに形成された挿入口を介してケースＣＡ中に挿入された状態で、第１接着部材ＦＸ１によってケースＣＡ内に固定され、基部板３１ｂは、挿入口を覆う状態で、第２接着部材ＦＸ２によってケースＣＡ外に固定され、第２保持構造ＨＬ２は、ケースＣＡのうち基部板３１ｂの周辺部が配置される箇所に段差状に形成されている。基部板３１ｂの周辺部と段差状の第２保持構造ＨＬ２との間に硬化前の接着材ＡＭ１を充填し硬化させることで、基部板３１ｂの周辺部と段差状の第２保持構造ＨＬ２の間で接着が達成される。
【0072】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態のＨＭＤ等について説明する。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。
以下、第２実施形態のＨＭＤ等について説明する。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。
【0073】
図１３Ａ，１３Ｂを参照して、第２実施形態のＨＭＤ２００におけるホルダー３１の固定について説明する。図１３Ａは、支持フレーム３１ａの下端である端部３１ｅを説明する斜視図であり、図１３Ｂは、支持フレーム３１ａの端部３１ｅにおける角周辺の固定状態を拡大して示す斜視断面図である。
【0074】
図１３Ａに示すように、ホルダー３１の支持フレーム３１ａのうち端部３１ｅは、一対の角部に、切欠き２３８ｃを有する。切欠き２３８ｃは、接着材用の液溜めＬＲであり、硬化前の接着材を、その粘性や表面張力を利用して切欠き２３８ｃの外に流れ出しにくくしている。切欠き２３８ｃは、硬化前の接着材を保持する第１保持構造ＨＬ１として機能する。
【0075】
図１３Ｂに示すように、バレル本体４１ａの前方下部４１ａａにおいて、底板部材４１ｄと前板部材４１ｅと一対の側板部材４１ｃとの境界近傍には、一対の突起２４８が形成されている（図１３Ｂでは、右側のみ図示）。突起２４８は、切欠き２３８ｃである第１保持構造ＨＬ１に対向する壁体ＷＢである。つまり、ケースＣＡ又はバレル４１中において、初期位置決めされた状態のホルダー３１の端部３１ｅに形成された切欠き２３８ｃに対向するように壁体ＷＢが設けられている。支持フレーム３１ａの端部３１ｅに形成された切欠き２３８ｃには、予め接着材ＡＭ３が充填され、切欠き２３８ｃと突起２４８との間に接着材ＡＭ３が広がり、これらの間に接着材ＡＭ３が保持される。硬化後の接着材ＡＭ３は、支持フレーム３１ａの端部３１ｅをバレル本体４１ａに固定する第１接着部材ＦＸ１として機能する。切欠き２３８ｃと突起２４８とのクリアランスは、図８に示す挿入口４１ｚと支持フレーム３１ａとのクリアランスと同等のものであり、ホルダー台座４１ｓ上で基部板３１ｂをＸＺ面に沿って移動させ得る範囲に対応するものとなっている。
【0076】
切欠き２３８ｃや突起２４８の形状は、図示のものに限らず、様々な形状とすることができる。ただし、突起２４８の底面又は段差面２４８ｂで接着材ＡＭ３の流出を抑制できることが望ましい。なお、突起２４８の段差面２４８ｂに代えて、底板部材４１ｄの上面を接着材ＡＭ３の流出抑制に用いてもよい。
【0077】
以上で説明した第３実施形態のＨＭＤ２００において、ホルダー３１は、第１接着部材ＦＸ１を形成する硬化前の接着材ＡＭ３を保持する第１保持構造ＨＬ１を有し、ケースＣＡは、第１保持構造ＨＬ１に対向する壁体ＷＢを有する。この場合、第１保持構造ＨＬ１と壁体ＷＢとの間に接着材ＡＭ３を保持することができ、第１保持構造ＨＬ１と壁体ＷＢとを介して、ホルダー３１とケースＣＡとを直接的に固定することができる。
【0078】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態のＨＭＤ等について説明する。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。
以下、第３実施形態のＨＭＤ等について説明する。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。
【0079】
図１４に示すように、ホルダー３３１は、側面視Ｔ字状の外形を有する。ホルダー４３１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と直交する方向に延びる基部板１３１ｂとを有する。基部板１３１ｂ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１３１ｂａ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１３１ｂｂとを有する。第１部材１３１ｂａは、第１実施形態のホルダー３１の基部板３１ｂと同様の形状を有し同様に機能する。一方、第２部材１３１ｂｂは、ホルダー台座４１ｓの＋Ｚ側の端部に支持される。よって、表示ユニットＤＵ又はホルダー３３１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より抑制しやすくなる。また、第２部材１３１ｂｂは、挿入口４１ｚの＋Ｚ側に残る隙間Ｇ１を塞ぐ。つまり、基部板１３１ｂ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３３１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、防塵効果を高めたものとなっている。
【0080】
ＦＰＣ部１１ｆや放熱シート１１ｓは、第２部材１３１ｂｂ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。
【0081】
Ｔ字のホルダー３３１については、平面視で、基部板１３１ｂが挿入口４１ｚの外側に広がっており、基部板１３１ｂの面積が挿入口４１ｚの面積よりも大きくなっている。
【0082】
Ｔ字のホルダー３３１を用いる場合、矩形の基部板１３１ｂの全周を囲む４方の縁部分に接着材ＡＭ１を供給することになる。
【0083】
図示の例では、ホルダー３３１の端部３１ｅを全体的に固定しているが、ホルダー３３１の端部３１ｅを例えば２箇所に分けて部分的に固定することもできる。また、図１３Ａに示すように、ホルダー３３１に切欠き２３８ｃを設け、バレル４１のバレル本体４１ａの底に突起２４８を設けることもできる。
【0084】
〔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。
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。
【0085】
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。
【0086】
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。
【0087】
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。
【0088】
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。
【0089】
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。
【0090】
接着材ＡＭ３は、接着材ＡＭ１よりも最終的な硬化を遅くすることができるものであれば、湿気硬化型の接着材、光遅延硬化型の接着材、又は熱硬化型の接着材に限らず、外的な作用がない状態で硬化するものであってもよい。ただし、ケースＣＡの密閉性が高い場合、揮発性成分が少ないものを用いることが望ましい。
【0091】
支持フレーム３１ａの挿入口４１ｚについては、製品構造として挿入口４１ｚが上に配置されるものに限らず、挿入口４１ｚが横に配置されるものであってもよい。ただし、支持フレーム３１ａをケースＣＡに挿入して固定する際には、ケースＣＡに形成された挿入口４１ｚを上に配置し、支持フレーム３１ａを降下させるように挿入口４１ｚに挿入することが、接着剤の流動を抑制する観点で望ましい。
【0092】
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。
【0093】
第１画像形成素子１１ａは、レーザー光源やスキャナーミラーを有する走査型の表示装置であってもよい。この場合、レーザー光源やスキャナーミラーを一体化した装置がホルダー３１に支持されて、ケースＣＡ内に挿入され、ケースＣＡ内で位置決めされつつ固定される。
【0094】
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、画像形成素子を保持するホルダーと、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、ホルダーをケース内で固定する第１接着部材と、ホルダーをケース外で固定する第２接着部材とを備える。
【0095】
上記頭部装着型表示装置では、ケースが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ので、ケースに画像形成素子を組付ける際やその後において、画像形成素子や光学部材にごみや異物が付着する可能性を低減できる。さらに、第１接着部材がホルダーをケース内で固定し、第２接着部材がホルダーをケース外で固定するので、ケース内での画像形成素子の配置を安定化させることができ、組み立て後における頭部装着型表示装置の光学性能の確保が容易になる。
【0096】
具体的な態様における頭部装着型表示装置において、第１接着部材は、湿気硬化型、光遅延硬化型、及び熱硬化型のいずれかの接着材で形成され、第２接着部材は、光硬化型の接着材で形成される。この場合、第２接着部材の接着材を硬化させる前に第１接着部材を接着箇所にセットし、ホルダーとともに画像形成素子をアライメントした状態で、第２接着部材の接着材を光照射によって硬化させた後に、第１接着部材を硬化させることで、ホルダーをケース内で固定することができる。
【0097】
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、内部に、第１接着部材を形成する硬化前の接着材を保持する第１保持構造を有する。この場合、第１保持構造が硬化前の接着材の流動を制限し、接着材が必要箇所から流出することを防止できる。
【0098】
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、外部に、第２接着部材を形成する硬化前の接着材を保持する第２保持構造を有する。この場合、第２保持構造が硬化前の接着材の流動を制限し、接着材が必要箇所から流出することを防止できる。
【0099】
具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ホルダーは、第１接着部材を形成する硬化前の接着材を保持する第１保持構造を有し、ケースは、第１保持構造に対向する壁体を有する。この場合、第１保持構造と壁体との間に接着材を保持することができ、第１保持構造と壁体とを介して、ホルダーとケースとを直接的に固定することができる。
【0100】
具体的な態様における頭部装着型表示装置において、第１保持構造及び第２保持構造は、硬化前の接着材を保持する液溜めとして形成されている。この場合、硬化前の液状の接着材が必要箇所から流出することを抑制できる。
【0101】
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、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、第１保持構造は、ケースの底板部材において、ホルダーの端部が対向する箇所に窪みを有する。窪みに硬化前の接着材を充填し、ホルダーの端部を接着材が充填された窪みに差し込んで硬化させることで、窪みとホルダーの端部との間で接着が達成される。
【0102】
具体的な態様における頭部装着型表示装置において、ホルダーは、画像形成素子を支持する支持フレームと、支持フレームに接続される基部板とを有し、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た状態で、第１接着部材によってケース内に固定され、基部板は、挿入口を覆う状態で、第２接着部材によってケース外に固定され、第２保持構造は、ケースのうち基部板の周辺部が配置される箇所に段差状に形成されている。基部板の周辺部と段差状の第２保持構造との間に硬化前の接着材を充填し硬化させることで、基部板の周辺部と段差状の第２保持構造の間で接着が達成される。
【0103】
具体的な態様における頭部装着型表示装置において、基部板は、ケースのうち挿入口が形成された側面部に当接して初期位置決めされる。基部板の初期位置決め後、基部板を側面部に対して変位させることで、ホルダーや画像形成素子の精密な位置決めを行った状態で、第２接着部材によってホルダーを固定する。
【0104】
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、画像形成素子を保持するホルダーと、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、ホルダーをケース内で固定する第１接着部材と、ホルダーをケース外で固定する第２接着部材とを備える。
【0105】
上記光学モジュールでは、ケースが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ので、ケースに画像形成素子を組付ける際やその後において、画像形成素子や光学部材にごみや異物が付着する可能性を低減できる。さらに、第１接着部材がホルダーをケース内で固定し、第２接着部材がホルダーをケース外で固定するので、ケース内での画像形成素子の配置を安定化させることができ、組み立て後における光学モジュールの光学性能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の製造方法は、画像形成素子を保持するホルダーと、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る頭部装着型表示装置の製造方法であって、ホルダーを第１接着部材によってケース内で固定し、ホルダーを第２接着部材によってケース外で固定する。
【0107】
上記製造方法では、ケースが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ので、ケースに画像形成素子を組付ける際やその後において、画像形成素子や光学部材にごみや異物が付着する可能性を低減できる。さらに、第１接着部材がホルダーをケース内で固定し、第２接着部材がホルダーをケース外で固定するので、ケース内での画像形成素子の配置を安定化させることができ、組み立て後における頭部装着型表示装置の光学性能の確保が容易になる。
【0108】
具体的な態様における頭部装着型表示装置の製造方法において、第１接着部材の硬化は、第２接着部材の硬化よりも遅い。
【符号の説明】
【0109】
２ａ，２ｂ…光学部材、１１ａ…画像形成素子、１１ｄ…表示面、２１…投射レンズ、２１，２２，２３…光学素子、２２…プリズムミラー、２３…シースルーミラー、２３ａ…透過性反射膜、２３ｃ…反射面、２３ｏ…外側面、２６…絞り板部材、３１，３３１，４３１…ホルダー、３１ａ…支持フレーム、３１ｂ…基部板、３１ｅ…端部、３１ｊ…下面、３１ｓ…平板部、３１ｔ…枠部、３１ｕ…上面、３３…遮光板、３５ｔ…肉薄部、３９ｄ，４９ｄ…初期当接箇所、３９ｐ，４９ｐ…初期当接面、３９ｓ…対応箇所、４１…バレル、４１ａ…バレル本体、４１ａａ…前方下部、４１ｃ…側板部材、４１ｄ…底板部材、４１ｅ…前板部材、４１ｉ，４１ｍ…内面、４１ｎ…座面、４１ｏ…射出口、４１ｓ…ホルダー台座、４１ｕ…バレルカバー、４１ｚ…挿入口、４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄ…案内凸部、４８…リブ、４９ｓ…突起、５２…フレーム、６１…支持板、８０ａ…駆動回路部材、９０…ユーザー端末、１００…光学モジュール、１００Ａ，１００Ｂ…表示装置、１００Ｃ…支持装置、１０２ａ，１０２ｂ…表示駆動部、１０３ａ，１０３ｂ…コンバイナー、１４８，１４９ｓ、２４８…突起、２３８ｃ…切欠き、ＡＭ１，ＡＭ２，ＡＭ３…接着材、ＦＸ１…第１接着部材、ＦＸ２…第２接着部材、ＨＬ１…第１保持構造、ＨＬ２…第２保持構造、ＡＸ…光軸、ＣＡ…ケース、ＤＥ…窪み、ＤＰ…防塵構造、ＤＵ…表示ユニット、ＥＰ…射出瞳、ＩＭ…中間像、ＩＳ…収納空間、ＩＳａ…空間、ＭＬ…映像光、ＯＬ…外界光、ＯＳ…軸外し光学系、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３…光路部分、ＲＥ…凹所、Ｓ１，Ｓ２…段差、ＳＭ…密閉部材、ＳＷ…側壁、ＴＲ…溝、ＵＳ…装着者、ＷＢ…壁体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10A】
【図10B】
【図10C】
【図11A】
【図11B】
【図11C】
【図12】
【図13A】
【図13B】
【図14】