特開 2024-27469 画像表示装置

(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】P2024027469

(43)【公開日】2024-03-01

(54)【発明の名称】画像表示装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/00 20060101AFI20240222BHJP

   G02B 27/02 20060101ALI20240222BHJP

   H04N 5/64 20060101ALI20240222BHJP

【ＦＩ】

G09F9/00 304B

G09F9/00 350Z

G02B27/02 Z

H04N5/64 511A

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022130280

(22)【出願日】2022-08-17

(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】100205350

【弁理士】

【氏名又は名称】狩野 芳正

(74)【代理人】

【識別番号】100108419

【弁理士】

【氏名又は名称】大石 治仁

(74)【代理人】

【識別番号】100109221

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 充広

(74)【代理人】

【識別番号】100181146

【弁理士】

【氏名又は名称】山川 啓

(72)【発明者】

【氏名】鎌倉 和也

【テーマコード（参考）】

2H199

5G435

【Ｆターム（参考）】

2H199CA04

2H199CA12

2H199CA23

2H199CA24

2H199CA25

2H199CA30

2H199CA42

2H199CA45

2H199CA46

2H199CA47

2H199CA48

2H199CA59

2H199CA89

5G435AA12

5G435BB04

5G435BB05

5G435BB12

5G435EE02

5G435EE05

5G435EE13

5G435GG44

5G435LL07

(57)【要約】

【課題】表示パネルの効率的な放熱を達成すること。
【解決手段】画像表示装置１００は、第１表示素子１１ａと、結像用の光学部材２ａ，２ｂと、第１表示素子１１ａと光学部材２ａ，２ｂを収納する光学ケースＣＡと、光学ケースＣＡを支持する第１金属フレーム５２ａと、第１表示素子１１ａから第１金属フレーム５２ａに熱を伝導させる放熱シート１１ｓとを備え、第１金属フレーム５２ａは、放熱シート１１ｓを貼付ける平坦部５６ｔと、平坦部５６ｔの近傍に配置される冷却フィン構造５６ｓとを有する。
【選択図】図２０

【特許請求の範囲】

【請求項1】

表示素子と、
結像用の光学部材と、
前記表示素子と前記光学部材とを収納する光学ケースと、
前記光学ケースを支持する金属フレームと、
前記表示素子から前記金属フレームに熱を伝導させる放熱シートと、を備え、
前記金属フレームは、前記放熱シートを貼付ける平坦部と、前記平坦部の近傍に配置される冷却フィン構造とを有する、画像表示装置。

【請求項2】

前記放熱シートは、グラファイト製である、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項3】

前記金属フレームは、前記光学ケースの上部に連結され、前記光学ケースを吊るすように支持している、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項4】

前記放熱シートは、前記光学ケースの前端の上部の形成された前記表示素子用の挿入口を介して前記光学ケース外に引き出されている、請求項３に記載の画像表示装置。

【請求項5】

前記表示素子から延びる配線が前記光学ケースの前記挿入口を介して前記光学ケース外に延びる、請求項４に記載の画像表示装置。

【請求項6】

前記光学ケースの前記挿入口は、前記表示素子の背面側において前記ホルダーとの間に隙間を有し、
前記放熱シートが前記隙間を介して外部に延びる、請求項４に記載の画像表示装置。

【請求項7】

前記光学ケースの前記挿入口は、前記表示素子の背面側において前記ホルダーとの間に隙間を有し、
前記配線が前記隙間を介して外部に延びる、請求項５に記載の画像表示装置。

【請求項8】

前記表示素子は、前記光学ケース中の前方端において、表示面が後方に向かうように配置されている、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項9】

前記光学ケースは、封止されている、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項10】

前記金属フレームの前記平坦部は、前記金属フレームの前部に設けられている、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項11】

前記金属フレームの前記冷却フィン構造は、前記金属フレームの前記前部において前記平坦部を挟むように配置されている、請求項１０に記載の画像表示装置。

【請求項12】

前記金属フレームは、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成される、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項13】

前記放熱シートの一端は、前記表示素子の裏面に貼り付けられ、前記放熱シートの他端は、前記平坦部に貼り付けられている、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項14】

前記表示素子から延びる配線は、前記金属フレーム上に配置される回路基板に接続され、
前記放熱シートは、前記配線を回避する経路で前記金属フレームの前部に延びている、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項15】

前記光学部材から出射された画像光が入射するコンバイナーを備え、
前記放熱シートは、前記コンバイナーの上端を回避し前記金属フレームの下を回り込む経路で前記金属フレームの前部に延びている、請求項１に記載の画像表示装置。

【請求項16】

前記光学ケースと、前記金属フレームとは、外装ケースの内部に収納されている、請求項１に記載の画像表示装置。

【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画像表示装置に関し、特に金属フレームによって光学系を支持するタイプの画像表示装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

画像表示装置として、表示パネルと、表示パネルを保持する筐体と、表示パネルから筐体に熱を伝導させる放熱シートとを備える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2016-39529号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

表示パネルは、防水機能を有するケース中に収納されるが、表示パネルから延びる放熱シートの先端をケースに接着すると、発熱部である表示パネルと同じ空間に放熱シートの先端を接着することになり、ケース中に放熱部の起点を作りがちになる。そのため、放熱シートの先端から放熱したはずの熱の影響が表示パネルに戻される現象が生じ、放熱効率を下げる。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一側面における画像表示装置は、表示素子と、結像用の光学部材と、表示素子と光学部材を収納する光学ケースと、光学ケースを支持する金属フレームと、表示素子から金属フレームに熱を伝導させる放熱シートとを備え、金属フレームは、放熱シートを貼付ける平坦部と、平坦部の近傍に配置される冷却フィン構造とを有する。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】第１実施形態の画像表示装置の装着状態を説明する外観斜視図である。

【図2】画像表示装置の正面図である。

【図3】画像表示装置の斜め後方からの斜視図である。

【図4】片側の表示装置の光学系的な内部構造を説明する側方断面図である。

【図5】画像表示装置の分解斜視図である。

【図6】光学装置について説明する斜視図である。

【図7】図６の光学装置からシールド部材を除いた状態を示す斜視図である。

【図8】一対の光学ユニットの斜視図である。

【図9】表示部を支持する金属フレームを説明する平面図及び斜視図である。

【図10】支持構造等の変形例を説明する斜視図である。

【図11】上カバーの平面図、中カバーの平面図、及び下カバーの平面図である。

【図12】光学装置の姿勢変化を説明する側面図である。

【図13】画像表示装置の裏面側の斜視図である。

【図14】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15】バレルの分解斜視図である。

【図16】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17】バレル前部の拡大断面図である。

【図18】光学ユニットの平面図である。

【図19】光学ユニットの正面図及び平面図である。

【図20】画像表示装置の内部構造を説明する側断面斜視図である。

【図21】バレル周辺の側断面図である。

【図22】変形例の画像表示装置の構造を説明する側断面斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

以下、図１、２等を参照して、本発明に係る画像表示装置の一実施形態について説明する。

【0008】

図１は、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する。）２００の装着状態を説明する斜視図であり、図２は、ＨＭＤの本体の正面図であり、図３は、ＨＭＤの本体の後方かつ上方から斜視図である。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又は画像表示装置１００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。

【0009】

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、単独で画像表示装置として機能し、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、コンバイナー１０３ａをその前方から覆う光透過カバー１０４ａとで構成される。第２表示装置１００Ｂも同様に、単独で画像表示装置として機能し、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、コンバイナー１０３ｂをその前方から覆う光透過カバー１０４ｂ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の上端側と、一対の光透過カバー１０４ａ，１０４ｂの上端側とを支持している。一対の表示駆動部１０２ａ，１０２ｂを組み合わせたものを駆動装置１０２と呼ぶ。一対の光透過カバー１０４ａ，１０４ｂを組み合わせたものをシェード１０４と呼ぶ。

【0010】

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。

【0011】

図２及び３を参照して、駆動装置１０２は、外観を構成する外装ケース７又はカバー部材７０として、フロントカバー７１と、中枠７２と、ロアーカバー７３とを有する。フロントカバー７１は、駆動装置１０２の前部と上部とを覆う。フロントカバー７１とシェード１０４とは、接合され一体化されている。中枠７２は、駆動装置１０２に内蔵された光学部材等を両端で支持し、内蔵部品を主に前方から覆う。ロアーカバー７３は、駆動装置１０２に内蔵された光学部材を主に後方や下方から覆う。中枠７２の両端には、ヒンジ７４が取り付けられており、一対の支持装置１００Ｃを折り曲げ可能に支持している。

【0012】

図４は、第１表示装置１００Ａの光学的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表示素子１１ａと第１表示部２０ａと第１回路部材８０ａとを備える。第１表示素子１１ａは、画像光生成装置である。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とを一体化した状態で有する。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表示素子１１ａからの画像光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から出射される画像光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、映像光又は画像光ＭＬが入射される第１光学部材及び第２光学部材にそれぞれ対応する。また、第１表示素子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を構成する光学要素であり、シースルーミラー２３は、図１に示す第１コンバイナー１０３ａに対応する。シースルーミラー２３は、外側に凸の外形を有する。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表示素子１１ａとともに相互にアライメントされた状態でバレル４１内に固定されている。バレル４１は、第１投射光学系１２ａを位置決めした状態で収納する光学ケースＣＡである。

【0013】

投射レンズ２１等を構成する光学素子を収納したバレル４１又は光学ケースＣＡは、第１金属フレーム５２ａに支持され、第１金属フレーム５２ａの下側に配置されている。第１金属フレーム５２ａは、カバー部材７０によって覆われ、バレル４１も、カバー部材７０によって全体的に覆われている。第１金属フレーム５２ａは、金属材料で形成されている。バレル４１とカバー部材７０とは、遮光性の樹脂材料で形成され、バレル４１の出射口４１ｏにおいて、プリズムミラー２２の一面を露出させている。バレル４１は、上部４１ｔが第１金属フレーム５２ａに嵌合するように当接し、第１金属フレーム５２ａに吊るされた状態で固定されている。結果的に、第１表示部２０ａは、バレル４１の上部４１ｔが第１金属フレーム５２ａに嵌合するように当接してネジ止めされることにより、第１金属フレーム５２ａに吊るされた状態で固定されている。第１金属フレーム５２ａは、第１回路部材８０ａを配置するための凹所ＲＥを上側に有する。カバー部材７０は、バレル４１等と組み合わせることで密閉性を高めた内部空間ＥＳを有し、この内部空間ＥＳにおいて、第１回路部材８０ａの上方に付属部品回路部材８０ｃを収納する。

【0014】

第１表示装置１００Ａにおいて、第１表示素子１１ａは、自発光型の画像光生成装置である。第１表示素子１１ａは、画像光ＭＬを第１投射光学系１２ａに出射する。バレル４１は、投射レンズ２１等の光学素子とともに第１表示素子１１ａを収納して支持する。第１表示素子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表示素子１１ａは、第１回路部材８０ａ、具体的には表示制御装置８８に駆動されて表示動作を行う。第１表示素子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表示素子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表示素子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。

【0015】

本実施形態の場合、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、非軸対称な光学面を有する。この第１表示部２０ａでは、ＹＺ面に平行な軸外し面内（すなわち基準面）内で光軸ＡＸの折り曲げを行うことで、かかる軸外し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面に平行な軸外し面（すなわち基準面）において、投射レンズ２１から内反射面２２ｂまでの光路部分Ｐ１と、内反射面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。結果的に、シースルーミラー２３において光軸ＡＸが交差する中央箇所の法線は、Ｚ方向に対してθ＝４０～５０°程度の角度をなす。この第１表示部２０ａでは、第１表示装置１００Ａを構成する光学素子２１，２２，２３が縦方向に高さ位置を変えて配列されることになり、第１表示装置１００Ａの横幅の増大を防止することができる。さらに、プリズムミラー２２等での反射による光路の折り畳みによって、光路部分Ｐ１～Ｐ３がＺ字状に２段階で折り返される配置となっており、かつ、光路部分Ｐ１，Ｐ３が比較的水平に近いため、第１表示部２０ａを上下方向や前後方向に関しても小型化することできる。また、シースルーミラー２３の中央箇所の傾斜角θが４０～５０°であることから、視線に対応する光路部分Ｐ３の傾きが一定とした場合、光路部分Ｐ２のＺ軸に対する傾きが７０°から９０°となり、画像表示装置１００のＺ方向の厚みを低減することが容易になる。

【0016】

第１表示部２０ａのうち、投射レンズ２１から内反射面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。内反射面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、部分透過ミラー１２３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画像光ＭＬを反射する。結果的に、光軸ＡＸのうち光路部分Ｐ３に対応する部分を延長した出射光軸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。これは、人間の視線が水平方向より下側に約１０°傾いた若干の伏し目状態で安定するからである。なお、瞳位置ＰＰに対して水平方向に延びる中心軸ＨＸは、第１表示装置１００Ａを装着した装着者ＵＳが直立姿勢でリラックスして正面に向いて水平方向又は水平線を注視した場合を想定したものとなっている。

【0017】

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表示素子１１ａから出射された画像光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表示素子１１ａから出射された画像光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の光学面すなわち入射面及び出射面は、自由曲面又は非球面であり、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。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。

【0018】

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からの画像光ＭＬを屈折させつつ反射する。プリズムミラー２２は、入射部に対応する入射面２２ａと、反射部に対応する反射面である内反射面２２ｂと、出射部に対応する出射面２２ｃとを有する。プリズムミラー２２は、前方から入射する画像光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出射する。プリズムミラー２２を構成する光学面である入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面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と内反射面２２ｂと出射面２２ｃとは、例えば自由曲面である。入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面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。内反射面２２ｂについては、全反射によって画像光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、内反射面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及び出射面２２ｃ上には、反射防止膜を形成することができる。

【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からの画像光ＭＬを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、第１投射光学系１２ａの出射領域に配置されたプリズムミラー２２からの画像光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。

【0020】

シースルーミラー２３は、画像光ＭＬを部分的に反射し、プリズムミラー２２の出射面２２ｃの光出射側に形成された中間像を拡大する。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る。瞳位置ＰＰ又は開口ＰＰａは、第１表示部２０ａの出射側における射出瞳ＥＰに相当する。シースルーミラー２３は、コリメーターであり、表示面１１ｄの各点から出射された画像光ＭＬの主光線であって、第１投射光学系１２ａのプリズムミラー２２の出射側近傍に結像した後で一旦広がった画像光ＭＬの主光線を瞳位置ＰＰに収束させる。シースルーミラー２３は、凹面ミラーとして、画像光生成装置である第１表示素子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（不図示）を拡大視することを可能にする。より詳細には、シースルーミラー２３は、視野レンズと同様に機能し、プリズムミラー２２の出射面２２ｃの後段に形成された中間像（不図示）の各点からの画像光ＭＬをコリメートした状態で瞳位置ＰＰに全体として集めるように入射させる。シースルーミラー２３は、中間像と瞳位置ＰＰとの間に配置される観点で、画角（眼の正面方向に延びる光軸ＡＸを基準として上下左右における視野角を合わせたもの）に相当する有効領域ＥＡ以上の広がりを有することが必要となる。シースルーミラー２３において、有効領域ＥＡよりも外側に延びる外領域については、結像に直接影響しないので、任意の面形状とすることができるが、メガネレンズ状の外観を確保する観点からは、有効領域ＥＡの外縁の面形状の曲率と同じ、又は当該外縁から連続的に変化するものであることが望ましい。

【0021】

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半透過型のミラー板である。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。反射面２３ｃは、有効領域ＥＡ以上の広がりを有する必要がある。反射面２３ｃが有効領域ＥＡよりも広い外領域に形成されている場合、有効領域ＥＡの背後からの外界像と、上記外領域の背後からの外界像とに関して、見え方の差が生じにくくなる。

【0022】

シースルーミラー２３の反射面２３ｃは、画像光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の画像光ＭＬや外界光ＯＬに対する反射率は、画像光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、想定される画像光ＭＬの入射角範囲（有効領域ＥＡに相当）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と略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も形成できる。板状体２３ｂの外側面２３ｏには、反射防止膜が形成されている。

【0023】

シースルーミラー２３の前方には、光透過カバー１０４ａが配置されている。光透過カバー１０４ａは、高い光透過性を有する薄板状の部材であり、その上端は、カバー部材７０に支持されている。光透過カバー１０４ａは、外界に向かって凸形状を有し、一様な厚みを有する。光透過カバー１０４ａは、画像光ＭＬの結像に影響せず、その曲率は、シースルーミラー２３と干渉しない範囲で、任意に設定することができる。光透過カバー１０４ａは、数ｍｍ程度以下に薄く、外界像の観察に殆ど影響を与えない。光透過カバー１０４ａは、例えば樹脂で形成され、表面に反射防止膜やハードコート層を形成してもよい。

【0024】

光路について説明すると、第１表示素子１１ａからの画像光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から出射される。投射レンズ２１を通過した画像光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、内反射面２２ｂによって１００％に近い高い反射率で反射され、再度出射面２２ｃで屈折される。プリズムミラー２２からの画像光ＭＬは、一旦中間像を形成した後、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で反射された画像光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、光透過カバー１０４ａを透過し、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、画像光ＭＬによる虚像を観察することができる。

【0025】

図４に示す第１回路部材８０ａ又は図５に示す第２回路部材８０ｂは、表示制御装置８８を含む。表示制御装置８８は、表示制御回路であり、第１表示素子１１ａ等に対して画像に対応する駆動信号を出力し第１表示素子１１ａ等の表示動作を制御する。表示制御装置８８は、例えばＩＦ回路、信号処理回路等を備え、外部から受け取った画像データ又は画像信号に応じて、第１表示素子１１ａ等に２次元的な画像表示を行わせる。表示制御装置８８は、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとを統括するメイン基板を含むものであってもよい。メイン基板は、図１に示すユーザー端末９０との間で通信を行いユーザー端末９０から受信した信号に対して信号変換を行うインターフェース機能や、第１表示装置１００Ａの表示動作と第２表示装置１００Ｂの表示動作とを連携させる統合機能を有するものとすることができる。なお、表示制御装置８８やユーザー端末９０を備えないＨＭＤ２００又は画像表示装置１００も画像表示装置である。

【0026】

図４に示す付属部品回路部材８０ｃは、表示制御装置８８の制御下で動作し、図２に示す付属部品であるカメラ３ａ、照度センサー３ｂ、及び近接センサー３ｃを動作させ、図３に示す近接センサー３ｄ等を動作させる。具体的には、付属部品回路部材８０ｃは、例えばカメラ３ａによってＨＭＤ２００の前方を撮影し、前方画像を取得する。また、付属部品回路部材８０ｃは、照度センサー３ｂによってＨＭＤ２００の周囲環境の明るさを検知し、例えば表示輝度の制御のための情報として表示制御装置８８に出力する。付属部品回路部材８０ｃは、近接センサー３ｃによってＨＭＤ２００に前方から近接する物体を検知し、近接センサー３ｄによってＨＭＤ２００に後方から近接する物体（具体的には装着者）を検知し表示制御装置８８に出力する。

【0027】

図５は、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の分解斜視図である。光学装置１０１は、中枠７２に下側から挿入され、軸受部材５９ａを用いて中枠７２の両端に固定されている。光学装置１０１において、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとは連結され、上側や側面がシールド部材８７ａに覆われ、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとの繋ぎ目も、シールド部材８７ａに覆われる。第１金属フレーム５２ａとシールド部材８７ａとの間には、第１回路部材８０ａが配置され、第２金属フレーム５２ｂとシールド部材８７ａとの間には、部分的に露出する状態で第２回路部材８０ｂが配置される。第１回路部材８０ａと第２回路部材８０ｂとは、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）部材８２ａによって電気的に通信可能に接続される。光学装置１０１の下側には、ロアーカバー７３が組付けられる。ロアーカバー７３の中央部に対しては、ノーズパッド部材７６が下方から固定される。光学装置１０１を保持した中枠７２の上部には、付属部品回路部材８０ｃが固定され、付属部品回路部材８０ｃから延びるＦＰＣ部材８２ｄは、第２回路部材８０ｂや不図示のカメラ装置等に接続されている。

【0028】

図６及び７を参照して、光学装置１０１について説明する。図６は、シールド部材８７ａを接着材によって固定した状態を示す斜視図であり、図７は、シールド部材８７ａを除いた状態を示す斜視図である。

【0029】

図６に示すシールド部材８７ａにおいて、コーナ部分８７ｆから下方に向けて折曲部８７ｈが設けられている。シールド部材８７ａのコーナ部分８７ｆは、内側において接着材を充填するように支持構造５０の上端に固定されており、シールド部材８７ａと支持構造５０との間を封止している。シールド部材８７ａは、例えばマグネシウム合金で形成され、第１回路部材８０ａや第２回路部材８０ｂ（図５参照）からの電波の放出を抑制する。シールド部材８７ａには、開口８７ｏ，８７ｐが形成され、シールド部材８７ａの下に収納される第１回路部材８０ａや第２回路部材８０ｂに接続されるＦＰＣ部材（不図示）の引き込みを可能にし、シールド部材８７ａの下に収納される回路部材８０ａ，８０ｂからの放熱を容易にする。開口８７ｏ，８７ｐについては、ＦＰＣ部材の引き込み後に、高い熱伝導性や放熱性を有する金属材料やグラファイトシートで覆われてもよい。これにより、回路部材８０ａ，８０ｂの周辺の封止性を高めることができる。第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとの間の部分については、折曲部８７ｈを下方及び前後方向から囲むように周辺シール部材８９ａが取り付けられている。周辺シール部材８９ａは、後述するジョイント５０ｃ（図７参照）の周辺をシールして金属フレーム５２ａ，５２ｂ上の凹部に水分が入り込むことを抑制する。

【0030】

図７に示す第１表示装置１００Ａにおいて、第１金属フレーム５２ａは、ネジのような締結具５０ｆ等を利用して図４に示す第１表示部２０ａの上部４１ｔに対して固定されており、第１表示部２０ａを吊るすように支持している。なお、第１金属フレーム５２ａの固定方法は、ネジ固定以外に、カシメによる固定、接着剤による固定、嵌合を用いた固定、ソケット式のような吊るし方、引っ掛ける吊るし方、接着剤固定のような、様々な手法とすることができる。

【0031】

第１金属フレーム５２ａには、矩形の開口５２ｏが形成され、矩形の開口５２ｏの周囲５２ｒの一部（具体的には、＋Ｚ側を除いた３辺）が第１表示部２０ａのバレル４１の上部４１ｔと当接し密着する。第１金属フレーム５２ａ上の凹所ＲＥには、第１回路部材８０ａが配置される。第１金属フレーム５２ａは、例えばマグネシウム合金で形成される。第１金属フレーム５２ａをマグネシウム合金で形成することにより、第１金属フレーム５２ａや第１表示部２０ａを放熱によって冷却する効果を持たせることができる。

【0032】

図７に示す第２表示装置１００Ｂにおいて、第１表示装置１００Ａと同様に、第２金属フレーム５２ｂは、ネジのような締結具５０ｆ等を利用して第２表示部２０ｂの上部４１ｔに対して固定されており、第２表示部２０ｂを吊るすように支持している。第２金属フレーム５２ｂには、矩形の開口５２ｏが形成され、矩形の開口５２ｏの周囲５２ｒの一部（具体的には、＋Ｚ側を除いた３辺）が第２表示部２０ｂのバレル４１の上部４１ｔと当接し密着する。なお、第２金属フレーム５２ｂ上の凹所ＲＥには、第２回路部材８０ｂが配置される。第２金属フレーム５２ｂをマグネシウム合金で形成することにより、第２金属フレーム５２ｂや第２表示部２０ｂを放熱によって冷却する効果を持たせることができる。

【0033】

第１金属フレーム５２ａ及び第２金属フレーム５２ｂは、マグネシウム合金で形成されるものに限らず、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成されるものであってもよい。この種の合金は、金属フレーム５２ａ，５２ｂの剛性を高めつつ軽量化を図る観点で望ましい。金属フレーム５２ａ，５２ｂは、黒色の表面被覆が施されている。つまり、金属フレーム５２ａ，５２ｂは、黒色の表面塗装やメッキが施されており、表面からの輻射による放熱効果を高めるものとなっている。

【0034】

支持構造５０は、第１金属フレーム５２ａ及び第２金属フレーム５２ｂに加えて、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとを連結して相対的に固定するジョイント５０ｃを備える。ジョイント５０ｃは、第１金属フレーム５２ａと同様にマグネシウム合金のような金属製の部材であり、締結具５０ｇ等を利用して第１金属フレーム５２ａの一端部に連結され、締結具５０ｇ等を利用して第２金属フレーム５２ｂの他端部に連結されている。ジョイント５０ｃには、ロアーカバー７３を固定する締結部５０ｋも設けられている。第１表示部２０ａを取り付けた第１金属フレーム５２ａと、第２表示部２０ｂを取り付けた第２金属フレーム５２ｂとは、中央のジョイント５０ｃを介して、相互に光学的にアライメントされた状態で固定されている。このように、ジョイント５０ｃを介して両金属フレーム５２ａ，５２ｂを連結することで、両金属フレーム５２ａ，５２ｂの配置関係の変更が容易になる。また、他の部品を組み込んだときに、個別の調整が可能になり、統合的な調整も可能になる。

【0035】

図８は、図７に示すＨＭＤ２００から支持構造５０を除いた状態を説明する斜視図である。第１表示部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表示部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において、バレル４１には、第１コンバイナー１０３ａがアライメントされた状態で接着等によって固定されている。第１投射光学系１２ａのバレル４１は、第１表示素子１１ａを収納する空間を有し、第１表示素子１１ａを図２に示す投射レンズ２１等に対してアライメントされた状態で支持する。第２投射光学系１２ｂにおいて、バレル４１には、第２コンバイナー１０３ｂがアライメントされた状態で接着等によって固定されている。第２投射光学系１２ｂのバレル４１は、第２表示素子１１ｂを収納する空間を有し、第２表示素子１１ｂを図２に示す投射レンズ２１等に対してアライメントした状態で支持する。

【0036】

第１表示部２０ａにおいて、バレル４１に設けられた締結部５１ｆは、例えばネジ孔であり、図７に示す締結具５０ｆをねじ込むことで、バレル４１の上部４１ｔを第１金属フレーム５２ａに固定することができる。第２表示部２０ｂにおいて、バレル４１に設けられた締結部５１ｆは、例えばネジ孔であり、図７に示す締結具５０ｆをねじ込むことで、バレル４１の上部４１ｔを第２金属フレーム５２ｂに固定することができる。

【0037】

図９は、第１金属フレーム５２ａを説明する図である。図９中で、領域ＡＲ１は、第１金属フレーム５２ａの平面図であり、領域ＡＲ２は、第１金属フレーム５２ａの裏側の斜視図である。第１金属フレーム５２ａは、開口５２ｏを有し全体として略矩形状の平板部５５ａと、平板部５５ａから上方に突起する一対の補強突起５５ｂ，５５ｃとを含む。＋Ｚ側である前側に配置された第１の補強突起５５ｂは、平板部５５ａの外縁のうち、平板部５５ａの長手方向に延びる一対の辺のうち前側の辺に沿って設けられている。第１の補強突起５５ｂは、＋Ｙ側である上側と－Ｙ側である下側とに突起し、若干湾曲しつつ全体として横のＸ方向に延びている。また、－Ｚ側である後側に配置された第２の補強突起５５ｃは、平板部５５ａの外縁のうち、平板部５５ａの長手方向に延びる一対の辺のうち後側の辺に沿って設けられている。第２の補強突起５５ｃは、＋Ｙ側である上側にのみ突起し、若干湾曲しつつ全体として横のＸ方向に延びている。一対の補強突起５５ｂ，５５ｃは、第１金属フレーム５２ａの構造強度を高めるものであり、曲げや捩じりに対して比較的弱い平板部５５ａの強度を高める。

【0038】

補強突起５５ｂの前面、つまり補強突起５５ｂの前部５５ｆには、平坦部５６ｔと冷却フィン構造５６ｓとが形成されている。平坦部５６ｔには、後述する放熱シート１１ｓの他端である導出端１１ｑが貼り付けられる（図７参照）。放熱シート１１ｓの導出端１１ｑを装着者ＵＳの顔から離れた前部５５ｆに貼り付けることで、第１金属フレーム５２ａの後部の温度を相対的に下げる効果があり、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の後側の温度を相対的に下げることができる。冷却フィン構造５６ｓは、凸条と凹溝とを交互に形成した立体形状を有し、空気との接触面積を増加させる。冷却フィン構造５６ｓは、平坦部５６ｔの左右の近傍に配置されている。冷却フィン構造５６ｓを構成する凸条及び凹溝は、縦のＹ方向に延びる。冷却フィン構造５６ｓは、平坦部５６ｔで受け補強突起５５ｂに沿って拡散した熱を、表面から空気を介して放熱し、或いは赤外線として放射する。冷却フィン構造５６ｓを縦に延びるパターン形状とすることで、縦方向の対流を生じさせ易くなり、空気への放熱効果を高めることができる。なお、平坦部５６ｔや冷却フィン構造５６ｓの配置や構造は、単なる例示であり、補強突起５５ｂ以外の場所に平坦部５６ｔや冷却フィン構造５６ｓを設けることができる。

【0039】

第１金属フレーム５２ａにおいて、一端に形成された孔５６ａは、第１金属フレーム５２ａをジョイント５０ｃに連結するために用いられる。第１金属フレーム５２ａにおいて、他端に形成された孔５６ｊは、第１金属フレーム５２ａを、軸受部材５９ａを介して中枠７２（図５参照）に連結するために用いられる。第１金属フレーム５２ａにおいて、開口５２ｏの周囲の４箇所に形成された孔５６ｂは、第１金属フレーム５２ａをバレル４１の上部４１ｔに固定するために用いられる。つまり、孔５６ｂを介して、図７に示す締結具５０ｆを図８に示す締結部５１ｆにねじ込むことで第１金属フレーム５２ａをバレル４１の上部４１ｔに安定して固定することができる。

【0040】

第１金属フレーム５２ａにおいて、平板部５５ａの上方であって一対の補強突起５５ｂ，５５ｃに挟まれた空間は、第１回路部材８０ａを収容するための凹所ＲＥである。第１回路部材８０ａの上端の高さは、一対の補強突起５５ｂ，５５ｃの上端の高さより高くなってもよい。第１金属フレーム５２ａにおいて、開口５２ｏの周囲５２ｒの３箇所に形成されたネジ孔５６ｃは、第１回路部材８０ａを第１金属フレーム５２ａに固定するために用いられる。

【0041】

図示を省略するが、第２金属フレーム５２ｂは、第１金属フレーム５２ａの左右方向つまり±Ｘ方向に関して反転した形状及び構造を有する。なお、第１金属フレーム５２ａ自体は、左右対称な形状を有するものとすることができ、この場合、第２金属フレーム５２ｂは、第１金属フレーム５２ａと反転させないで同一形状となる。

【0042】

第１金属フレーム５２ａの平板部５５ａの輪郭形状は、矩形状である必要はなく、バレル４１の形状や用途に応じて適宜変更可能である。開口５２ｏの形状も、矩形状である必要はない。一対の補強突起５５ｂ，５５ｃは、平板部５５ａの長手辺に沿って延びるものに限らず、平板部５５ａの長手辺の一部に沿って延びるものであってもよく、長手辺以外の辺に沿って延びるものであってもよく、辺以外の内部にリブ状に設けられるものとすることができる。

【0043】

図１０は、図７に示す支持構造５０の変形例を説明する斜視図である。図１０に示す光学装置１０１において、支持構造１５０は、第１金属フレーム５２ａと第２金属フレーム５２ｂとジョイント５０ｃとを一体的に形成した部材である。変形例のシールド部材１８７ａの外周には、図６に示すシールド部材８７ａの外周に設けられている折曲部８７ｈが存在しない。

【0044】

図１１は、外観を構成するカバー部材７０の構成部品の平面図である。図１１中で、領域ＢＲ１は、フロントカバー７１の平面図であり、領域ＢＲ２は、中枠７２の平面図であり、領域ＢＲ３は、ロアーカバー７３の平面図である。フロントカバー７１は、ＳＵＳ等の金属で形成されるが、樹脂材で形成されてもよい。中枠７２は、樹脂材で形成されているが、金属で形成されてもよい。ロアーカバー７３は、ＳＵＳ等の金属で形成されるが、樹脂材で形成されてもよい。

【0045】

フロントカバー７１は、図５も参照して、天板７１ａと前板７１ｂとを有する。天板７１ａは、中央で前後幅が広く左右両端で前後幅が徐々に減少している。前板７１ｂは、左右両端で上下幅が増加している。前板７１ｂの中央には、カメラ等の付属部品を露出させる開口７８ａが形成されている。フロントカバー７１は、一様な厚みを有し、フロントカバー７１の平面視の輪郭は、中枠７２の輪郭と略等しくなっている。

【0046】

中枠７２は、図５も参照して、前板７２ａと後枠７２ｂと後板７２ｃと端部７２ｄと下板領域７２ｆとを有する。前板７２ａは、略一様な上下幅を有する。前板７２ａの中央には、裏面から－Ｚ側に張り出すように、カメラ等の付属部品を収納するための複数の収納室７７ａが設けられている。後枠７２ｂは、上端側に設けられ、フロントカバー７１の天板７１ａの後縁と当接又は嵌合する。後枠７２ｂに形成された一対のピン状の突起７２ｉは、図５に示す付属部品回路部材８０ｃを固定するためのものである。前板７２ａの中央と後枠７２ｂ中央とはブリッジ７２ｐによって連結されている。後板７２ｃは、後枠７２ｂから下方すなわち－Ｙ側に張り出すように設けられている。後板７２ｃは、２か所に切欠き７２ｊを有し、切欠き７２ｊにおいて上下幅が減少している。端部７２ｄは、前板７２ａの両端に接続され、後枠７２ｂ又は後板７２ｃの両端に接続されている。端部７２ｄには、不図示の電子部品を収納する凹部７７ｃが形成されている。端部７２ｄには、フロントカバー７１やロアーカバー７３と連結するための締結部７２ｍと、ロアーカバー７３と連結するための締結部７２ｎとが設けられている。また、締結部７２ｎによって、光学装置１０１の軸受部材５９ａは下面側に固定される。下板領域７２ｆは、前板７２ａの中央部の下端から後方すなわち－Ｚ側に延びている。中枠７２には、平面視で２つの開口ＡＰ１が形成され、支持構造１５０の第１金属フレーム５２ａや第２金属フレーム５２ｂを収納可能になっている。

【0047】

ロアーカバー７３は、図５も参照して、中央部７３ａとバレル収納部７３ｂと端部７３ｃとを有する。中央部７３ａは、底壁７３ｈと後壁７３ｉとを有する。底壁７３ｈには、突出領域７３ｄが形成されている。突出領域７３ｄ及びその根元側の辺部分は、中枠７２の下板領域７２ｆと部分的に重複して配置され、下板領域７２ｆと当接又は嵌合する。突出領域７３ｄには、ロアーカバー７３を中枠７２の下板領域７２ｆに固定するための締結部７３ｐが設けられている。底壁７３ｈの本体には、ロアーカバー７３にノーズパッド部材７６を固定するための締結部７３ｑも設けられている。後壁７３ｉは、中枠７２の後板７２ｃの外側の近傍に配置され、或いは後板７２ｃの外側と当接する。バレル収納部７３ｂは、中央部７３ａを挟むように一対で設けられており、下方突出部７３ｓと、後方突出部７３ｔとを有する。バレル収納部７３ｂは、第１投射光学系１２ａ又は第２投射光学系１２ｂのバレル４１を覆う部分であり、開口ＡＰ２を有する。開口ＡＰ２は、バレル４１の出射口４１ｏに対応して設けられており、画像光を通過させる。後方突出部７３ｔの上端７３ｋは、中枠７２の後枠７２ｂと当接又は嵌合する。端部７３ｃには、ロアーカバー７３をフロントカバー７１の天板７１ａや中枠７２の端部７２ｄにおいて締結部７２ｍに固定するための締結部７３ｍが設けられ、ロアーカバー７３を中枠７２の端部７２ｄにおいて締結部７２ｎに固定するための締結部７３ｎが設けられている。

【0048】

図１２は、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の側面図であり、光学装置１０１の角度変化を説明する図である。図１２中で、領域ＣＲ１は、光学装置１０１の第１状態を示し、領域ＣＲ２は、光学装置１０１の第２状態を示す。光学装置１０１は、軸受部材５９ａに支持されて、Ｘ軸に平行に延びる回転軸ＲＸの周りに回転可能になっており、５～１０°程度を上限として角度姿勢を変化させることができる。この場合、光学装置１０１は、カバー部材７０又は中枠７２に対して角度が変化し、第１状態では、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂが光透過カバー１０４ａ，１０４ｂから離れ、第２状態では、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂが光透過カバー１０４ａ，１０４ｂに相対的に近づく。第１状態の場合、眼の位置が比較的上側に位置することを前提として、下向きに虚像が観察される。第２状態の場合、眼の位置が比較的下側に位置することを前提として、相対的に上側に虚像が観察される。

【0049】

図１３は、ＨＭＤ２００又は画像表示装置１００の裏面側の部分的な斜視図である。光学装置１０１は、中枠７２及びロアーカバー７３に対して可動であり、中枠７２及びロアーカバー７３と間に隙間ＣＧ１，ＣＧ２を有する。より具体的には、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂの上端６１ｇの表側と、中枠７２の下板領域７２ｆの後端７２ｘとの間には、隙間ＣＧ１が形成されている。また、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂの上端６１ｇと、ロアーカバー７３の下方突出部７３ｓの前端７３ｘとの間には、隙間ＣＧ２が形成されている。これらの隙間ＣＧ１，ＣＧ２については、カバー部材７０の内部への流路のサイズや、カバー部材７０の内部への流路の曲がり方を配慮しつつ防塵や防水が達成されるようにすることが望ましい。

【0050】

図１４を参照して、図７等に示す光学装置１０１に組み込まれるバレル４１の構造について説明する。図１４中で、領域ＤＲ１は、バレル４１及びこれに保持された第１表示素子１１ａ及び光学部材２ａ，２ｂの側方断面図であり、領域ＤＲ２は、第１表示素子１１ａ及びホルダー３１を除いた状態の側方断面図であり、領域ＤＲ３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。

【0051】

バレル４１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、内部に固定される光学素子の支持精度や強度を考慮してポリカーボネート樹脂で形成される。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、底の一部に出射口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とを有する。２つの側板部材４１ｃは、光軸ＡＸが延びる軸外し面（ＹＺ面に平行）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が延びる軸外し面（ＹＺ面に平行）に垂直なＸＺ面に略沿って延び、後方端側に出射口４１ｏが設けられている。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。

【0052】

なお、図８に示すように、バレル本体４１ａ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又は±Ｘ方向に延びる２つの突起部４１ｆ，４１ｇを有する。突起部４１ｆ，４１ｇは、第１コンバイナー１０３ａの上端６１ｇを固定する部分であり、図７に示す第１金属フレーム５２ａの補強突起５５ｂの裏面に対向して配置される。

【0053】

図１４に戻って、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１５参照）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の内面に設けられた２つの第１の案内凸部４５ａによって第１レンズ２１ｏが片寄された状態で位置決めされてバレル本体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が位置決めされてバレル本体４１ａに支持され、第３の案内凸部４５ｃによって第３レンズ２１ｑが位置決めされてバレル本体４１ａに支持され、第４の案内凸部４５ｄによってプリズムミラー２２が位置決めされてバレル本体４１ａに支持される。案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄによって光学素子２１ｏ，２１ｐ，２１ｑ，２２を位置決めする際には、案内凸部４５ａ，４５ｂ，４５ｃ，４５ｄに形成された複数の位置決め面に光学素子２１ｏ，２１ｐ，２１ｑ，２２の位置決め面を当接させ、当接箇所又はその周辺を接着材で固定する。プリズムミラー２２等をバレル本体４１ａに固定する方法は、上記のような当接面での片寄を利用するものに限らず、嵌合その他の様々な手法を用いたものに置き換えることができる。

【0054】

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の内反射面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、後述するように組み立て時以降、ホルダー３１の基部板３１ｂに対向する。基部板３１ｂは、挿入口４１ｚを覆いつつバレル４１に固定されることになる。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の内反射面２２ｂに沿って内反射面２２ｂの近傍に延びている。内反射面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。

【0055】

図１５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、バレル本体４１ａとバレルカバー４１ｕ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１４の領域ＤＲ２参照）。この場合、収納空間ＩＳの機密性を高めることができる。バレルカバー４１ｕの外縁４２ｑに沿って設けられた密閉部材ＳＭは、挿入口４１ｚや出射口４１ｏの周辺に設けられた後述する密閉部材ＳＭとともに、バレル４１を封止する役割を有する。

【0056】

図１４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。図示の場合、絞り板部材２６は、プリズムミラー２２の入射面２２ａに隣接して取り付けられている。

【0057】

プリズムミラー２２の出射面２２ｃの外縁と、出射口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の出射口４１ｏと、第２光学部材２ｂ又はプリズムミラー２２の出射面２２ｃの周囲との間を密閉する。この場合、第２光学部材２ｂの出射面２２ｃは、外部に露出するが、第２光学部材２ｂの出射面２２ｃよりも光学的に上流の光学面は、バレル４１の防塵や防水によって保護される。バレル本体４１ａの出射口４１ｏに沿って充填される密閉部材ＳＭは、弾性接着材ＡＯである。弾性接着材ＡＯは、ＵＶ光のような硬化光によって硬化する例えばシリコーン系の光硬化性樹脂であるが、硬化後も弾性を有する。弾性接着材ＡＯは、出射口４１ｏに関して防塵や防水を可能にする。

【0058】

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表示素子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。バレル４１は、ホルダー３１等によって封止される。この場合、第１表示素子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。第１表示素子１１ａは、ホルダー３１により、バレル４１すなわち光学ケースＣＡ中の＋Ｚの前方端において、表示面１１ｄが－Ｚ方向に相当する後方に向かうように配置されている。

【0059】

図１６は、第１表示素子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１６中で、領域ＥＲ１は、表示ユニットＤＵの表側を示す斜視図であり、領域ＥＲ２は、表示ユニットＤＵの側断面であり、領域ＥＲ３は、ホルダー３１の裏側を示す斜視図である。

【0060】

図示の表示ユニットＤＵにおいて、第１表示素子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。

【0061】

第１表示素子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素子であって画像光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表示素子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側へ向けて画像光ＭＬを出射させる。シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａには、可撓性又は弾性をする放熱シート１１ｓの一端である導入端１１ｐが貼り付けられている。放熱シート１１ｓは、第１表示素子１１ａから図７等に示す第１金属フレーム５２ａに熱を伝導させる役割を有する。放熱シート１１ｓは、例えばグラファイト製の放熱部材ＲＭであり、熱伝導性の高い接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、一方面に粘着層が形成され他方面にカバーが形成されたものである。放熱シート１１ｓは、例えば複数のグラファイトシートを積層したものであってもよい。放熱シート１１ｓは、例えば数１００μｍ程度の厚みを有する。放熱シート１１ｓの幅は、シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａの幅程度とするが、配置の引き回しの簡易性を考慮した場合、挿入口４１ｚの幅以下とする。

【0062】

ホルダー３１は、例えば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表示素子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、第１表示素子１１ａを支持した状態でバレル４１に形成された挿入口４１ｚを介してバレル４１中に挿入される（図１４参照）。基部板３１ｂは、支持フレーム３１ａの根元側に接続され、光出射側に相当する前方（つまり－Ｚ側）に延び、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表示素子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表示素子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。上側の支持領域３１ｐは、平板部３１ｓの裏面側に凸条として形成され、下側の支持領域３１ｐは、枠部３１ｔの裏面側に段差として形成されている。両支持領域３１ｐは、接着材を介して第１表示素子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表示素子１１ａが支持フレーム３１ａに対して間接的に位置決めされた状態で支持され、第１表示素子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。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１４等参照）。基部板３１ｂの外周部において、後方すなわち－Ｚ側と横方向すなわち±Ｘ側との３辺において肉薄部３５ｔが形成されている。基部板３１ｂの上面３１ｕは、位置決めのための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。

【0063】

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。第１表示素子１１ａの表示面１１ｄから出射される有効な画像光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が、遮光板３３の左右に形成された突出部３３ｃを上下から把持するようにして、位置決めが行われる。

【0064】

図１７及び１８を参照して、バレル４１に対する表示ユニットＤＵの固定について説明する。図１７は、光学ユニット３００を説明する拡大断面図であり、図１８は、光学ユニット３００の組み立てを説明する図である。図１８中で、領域ＦＲ１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ＦＲ２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、第１投射光学系１２ａを内蔵したバレル４１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表示素子１１ａを含む表示ユニットＤＵを組付けたものを光学ユニット３００と呼ぶ。

【0065】

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。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、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を硬化させる。

【0066】

表示ユニットＤＵのホルダー３１のうち、支持フレーム３１ａの下端を挿入口４１ｚから挿入し、支持フレーム３１ａ全体を第１表示素子１１ａとともにバレル４１中に進入させると、第１表示素子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、座面４１ｎと下面３１ｊとが近接して対向する。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。

【0067】

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を形成する。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、ホルダー３１とバレル４１との間に供給された接着材ＡＭ１を、基部板３１ｂの肉薄部３５ｔの周辺に保持する役割を有する。

【0068】

ホルダー３１の基部板３１ｂの平面視のサイズ、つまりＸＺ面に投影したサイズは、ホルダー台座４１ｓの平面視のサイズよりも小さく、かつ、図７に示す第１金属フレーム５２ａに形成された開口５２ｏの平面視のサイズよりも小さくなっている。これにより、第１金属フレーム５２ａをバレル４１に固定した状態であっても、第１金属フレーム５２ａの開口５２ｏ越しにホルダー３１をバレル４１の上部４１ｔに載置することができる。

【0069】

ホルダー３１の支持フレーム３１ａ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、支持フレーム３１ａ及び第１表示素子１１ａの平面視の輪郭より一まわり大きくしている。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。つまり、挿入口４１ｚは、第１表示素子１１ａの背面側又は＋Ｚ側においてホルダー３１との間に隙間Ｇ１を有する。第１表示素子１１ａから延びる配線１１ｒであるＦＰＣ部１１ｆや放熱シート１１ｓは隙間Ｇ１を介してバレル４１の外部に延びる。ホルダー３１をバレル４１に対して位置決めして固定する前に、隙間Ｇ１を覆うように、挿入口４１ｚの前方端と第１表示素子１１ａの放熱シート１１ｓ、ＦＰＣ部１１ｆ等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、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。密閉部材ＳＭである接着材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。なお、ホルダー３１において、ＦＰＣ部１１ｆの引出口周辺に隙間３１ｉが形成される場合、隙間３１ｉの周囲にも、防塵や防水を確保する目的で接着材ＡＭ３を塗布し充填することができる。

【0070】

図１９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１９中で、領域ＧＲ１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ＧＲ２は、バレル４１及び第１コンバイナー１０３ａの平面図である。

【0071】

光学ユニット３００において、バレル４１の前側には、一対の突起部４１ｆ，４１ｇが横方向外側に張り出すように形成されている。また、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側面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し、±Ｘ方向の位置決めが傾きを低減するように行われる。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に当接し、±Ｚ方向の位置決めが傾きを低減するように行われる。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と当接し、±Ｙ方向の位置決めが行われる。以上の位置決め後、つまり６軸の位置決め後、突起部４１ｆ，４１ｇの底面５９ｊと取付部６２ａ，６２ｂの上面６２ｊとの間に周囲から接着材ＡＭ５を供給し、供給した接着材ＡＭ５を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。

【0072】

図２０及び２１を参照して、放熱シート１１ｓの引き回しについて説明する。図２０は、図２に示すＨＭＤ２００又は画像表示装置１００のＡ－Ａ矢視断面斜視図であり、図２１は、部分拡大断面図である。放熱シート１１ｓの導入端１１ｐは、接着部材を用いてシリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａに対して接着されている。放熱シート１１ｓは、シリコン基板ＳＳの裏面ＳＳａに沿って延び、封止された挿入口４１ｚを通って第１金属フレーム５２ａ又は平板部５５ａの下方に達している。つまり、放熱シート１１ｓは、第１表示素子１１ａ用の挿入口４１ｚを介してバレル４１すなわち光学ケースＣＡ外に引き出されている。図２１を参照して、放熱シート１１ｓは、第１金属フレーム５２ａの開口５２ｏを通ることなく補強突起５５ｂの裏面とバレル４１の前板部材４１ｅのとの隙間に沿って下側に延び、補強突起５５ｂの下端部５５ｈで折り返し、平坦部５６ｔの表側に沿って上に延びる。放熱シート１１ｓの導出端１１ｑは、接着部材を用いて、補強突起５５ｂの平坦部５６ｔに対して張り付けられている。つまり、放熱シート１１ｓは、シースルーミラー２３である第１コンバイナー１０３ａの上端６１ｇを回避し第１金属フレーム５２ａの下を回り込む経路で第１金属フレーム５２ａの前部５５ｆに延びている。結果的に、放熱シート１１ｓは、配線１１ｒを回避する経路で第１金属フレーム５２ａの前部５５ｆに延びている。なお、配線１１ｒは、後方の－Ｚ方向に傾いて上方の＋Ｙ方向に延び、第１回路部材８０ａの下面に設けられたコネクタ（不図示）に接続されている。

【0073】

シリコン基板ＳＳ等で発生した熱は、放熱シート１１ｓの一端である導入端１１ｐを介して放熱シート１１ｓに伝達され、放熱シート１１ｓの他端で導出端１１ｑに達する。導出端１１ｑは、バレル４１外に配置された第１金属フレーム５２ａの補強突起５５ｂに形成された平坦部５６ｔに貼り付けられており、シリコン基板ＳＳ等で発生した熱を第１金属フレーム５２ａの前部５５ｆに効率的に導熱することができ、発熱部であるシリコン基板ＳＳに戻されにくくなっている。つまり、放熱シート１１ｓは、密閉されたバレル４１内で発生した熱をバレル４１外に効率的に放出することができる。

【0074】

以上で説明した実施形態の画像表示装置１００又は第１表示装置１００Ａは、第１表示素子１１ａと、結像用の光学部材２ａ，２ｂと、第１表示素子１１ａと光学部材２ａ，２ｂを収納する光学ケースＣＡと、光学ケースＣＡを支持する第１金属フレーム５２ａと、第１表示素子１１ａから第１金属フレーム５２ａに熱を伝導させる放熱シート１１ｓとを備え、第１金属フレーム５２ａは、放熱シート１１ｓを貼付ける平坦部５６ｔと、平坦部５６ｔの近傍に配置される冷却フィン構造５６ｓとを有する。

【0075】

また、第２表示装置１００Ｂは、第２表示素子１１ｂと、結像用の光学部材２ａ，２ｂと、第２表示素子１１ｂと光学部材２ａ，２ｂを収納する光学ケースＣＡと、光学ケースＣＡを支持する第２金属フレーム５２ｂと、第２表示素子１１ｂから第２金属フレーム５２ｂに熱を伝導させる放熱シート１１ｓとを備え、第１金属フレーム５２ａは、放熱シート１１ｓを貼付ける平坦部５６ｔと、平坦部５６ｔの近傍に配置される冷却フィン構造５６ｓとを有する。

【0076】

上記画像表示装置１００では、金属フレーム５２ａ，５２ｂが放熱シート１１ｓを貼付ける平坦部５６ｔと平坦部５６ｔの近傍に配置される冷却フィン構造５６ｓとを有するので、表示素子１１ａ，１１ｂで発生した熱を、金属フレーム５２ａ，５２ｂの平坦部５６ｔに伝達させ、冷却フィン構造５６ｓによって金属フレーム５２ａ，５２ｂ外に効率的に放出することができる。

【0077】

〔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。

【0078】

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又は画像表示装置１００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。

【0079】

第１金属フレーム５２ａや第２金属フレーム５２ｂは、マグネシウム合金に限らず、アルミニウム合金その他の金属で形成することができる。具体的には、第１金属フレーム５２ａや第２金属フレーム５２ｂは、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成され得る。ジョイント５０ｃも、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成され得る。

【0080】

放熱シート１１ｓは、導入端１１ｐと導出端１１ｑとの間において、第１金属フレーム５２ａに設けられた補強突起５５ｂの裏面に接着されてもよい。或いは、放熱シート１１ｓの導出端１１ｑは、補強突起５５ｂの裏面に接着されてもよい。

【0081】

図２２は、変形例のＨＭＤ２００を説明する断面図である。この場合、放熱シート１１ｓがフロントカバー７１の内面７１ｉまで延び、フロントカバー７１への放熱をより効率化している。フロントカバー７１の内面７１ｉには、放熱シート１１ｓに接続されて横方向に延びる追加の放熱シート１１１ｓが張り付けられている。

【0082】

以上では、第１表示部２０ａが第１金属フレーム５２ａにネジ止めされる場合について説明したが、第１表示部２０ａ又はバレル４１を、ネジ止めに限らず、カシメ、接着等によって第１金属フレーム５２ａに固定することができる。この際、固定箇所は、も４箇所に限らず、様々な箇所とすることができ、連続的に延びる線状又は面状の固定も可能である。

【0083】

第１投射光学系１２ａや第１コンバイナー１０３ａを第１金属フレーム５２ａに吊るすように連結して固定することもできる。この場合、第１投射光学系１２ａ又はバレル４１に第１コンバイナー１０３ａを固定する必要がない。第１コンバイナー１０３ａを第１金属フレーム５２ａに吊るす手法は、第１投射光学系１２ａ又はバレル４１を第１金属フレーム５２ａに吊るす際に用いた手法と同様のものを用いることができる。

【0084】

以上では、画像表示装置１００が頭部に装着されて使用されることを前提としたが、上記画像表示装置１００は、頭部に装着せず双眼鏡のようにのぞき込むハンドヘルドディスプレイとしても用いることができる。つまり、本発明において、ヘッドマウントディスプレイには、ハンドヘルドディスプレイも含まれる。

【0085】

具体的な態様における画像表示装置は、表示素子と、結像用の光学部材と、表示素子と光学部材とを収納する光学ケースと、光学ケースを支持する金属フレームと、表示素子から金属フレームに熱を伝導させる放熱シートとを備え、金属フレームは、放熱シートを貼付ける平坦部と、平坦部の近傍に配置される冷却フィン構造とを有する。

【0086】

上記画像表示装置では、金属フレームが放熱シートを貼付ける平坦部と平坦部の近傍に配置される冷却フィン構造とを有するので、表示素子で発生した熱を、金属フレームの平坦部に伝達させ、冷却フィン構造によって金属フレーム外に効率的に放出することができる。

【0087】

具体的な態様における画像表示装置において、放熱シートは、グラファイト製である。グラファイトは、面方向に高い熱伝導効率を有し、表示素子から冷却フィン構造への伝熱効果を高めることができる。

【0088】

具体的な態様における画像表示装置において、金属フレームは、光学ケースの上部に連結され、光学ケースを吊るすように支持している。この場合、金属フレームの上部に様々な部品を取り付けることができ、かかる取り付け作業に際して光学ケースに精度的な影響が及ぶことを防止できる。

【0089】

具体的な態様における画像表示装置において、放熱シートは、光学ケースの前端の上部の形成された表示素子用の挿入口を介して光学ケース外に引き出されている。この場合、表示素子用の挿入口を放熱シートの引出口として用いることができる。

【0090】

具体的な態様における画像表示装置において、表示素子から延びる配線が光学ケースの挿入口を介して光学ケース外に延びる。この場合、表示素子用の挿入口を配線の引出口として用いることができる。

【0091】

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースの挿入口は、表示素子の背面側においてホルダーとの間に隙間を有し、放熱シートが隙間を介して外部に延びる。

【0092】

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースの挿入口は、表示素子の背面側においてホルダーとの間に隙間を有し、配線が隙間を介して外部に延びる。

【0093】

具体的な態様における画像表示装置において、表示素子は、光学ケース中の前方端において、表示面が後方に向かうように配置されている。光学ケース中で前方から後方に向かう光路が形成される場合、表示素子に貼り付けられた放熱シートを光学ケースの前方側に引き出し易くなり、観察者側の加熱を抑えることができる。

【0094】

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースは、封止されている。この場合、光学ケースからの熱の取り出しが容易でなくなる傾向が高まるが、光学ケースの内外に延びる放熱シートによって放熱効率を高めることができる。

【0095】

具体的な態様における画像表示装置において、金属フレームの平坦部は、金属フレームの前部に設けられている。この場合、観察者側の加熱をより抑えることができる。

【0096】

具体的な態様における画像表示装置において、金属フレームの冷却フィン構造は、金属フレームの前部において平坦部を挟むように配置されている。平坦部から冷却フィン構造への熱流を大きくすることができる。

【0097】

具体的な態様における画像表示装置において、金属フレームは、マグネシウム、マンガン、アルミニウム、及びチタンの１つ以上を含む合金で形成される。

【0098】

具体的な態様における画像表示装置において、放熱シートの一端は、表示素子の裏面に貼り付けられ、放熱シートの他端は、平坦部に貼り付けられている。表示素子の裏面は、熱の導入端を広くすることができ、放熱シートへの熱流を大きくすることができる。

【0099】

具体的な態様における画像表示装置において、表示素子から延びる配線は、金属フレーム上に配置される回路基板に接続され、前記放熱シートは、配線を回避する経路で金属フレームの前部に延びている。

【0100】

具体的な態様における画像表示装置において、光学部材から出射された画像光が入射するコンバイナーを備え、放熱シートは、コンバイナーの上端を回避し金属フレームの下を回り込む経路で金属フレームの前部に延びている。

【0101】

具体的な態様における画像表示装置において、光学ケースと、金属フレームとは、外装ケースの内部に収納されている。

【符号の説明】

【0102】

２ａ，２ｂ…光学部材、１１ａ…第１表示素子、１１ｂ…第２表示素子、１１ｄ…表示面、１１ｐ…導入端、１１ｑ…導出端、１１ｓ…放熱シート、１１ｒ…配線、１２ａ…第１投射光学系、１２ｂ…第２投射光学系、２０ａ…第１表示部、２０ｂ…第２表示部、２１，２２，２３…光学素子、２３…シースルーミラー、２３ａ…透過性反射膜、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、４１ｃ…側板部材、４１ｄ…底板部材、４１ｅ…前板部材、４１ｎ…座面、４１ｏ…出射口、４１ｓ…ホルダー台座、４１ｔ…上部、４１ｕ…バレルカバー、４１ｚ…挿入口、４４…縁部、５０…支持構造、５０ｃ…ジョイント、５２ａ…第１金属フレーム、５２ｂ…第２金属フレーム、５２ｏ…開口、５５ａ…平板部、５５ｂ，５５ｃ…補強突起、５５ｆ…前部、５６ｓ…冷却フィン構造、５６ｔ…平坦部、６１…支持板、６１ｇ…上端、７０…カバー部材、７１…フロントカバー、７２…中枠、７２ａ…前板、７２ｂ…後枠、７２ｄ…端部、７３…ロアーカバー、７３ｂ…バレル収納部、７３ｓ…下方突出部、７３ｔ…後方突出部、７４…ヒンジ、７６…ノーズパッド部材、８０ａ…第１回路部材、８０ｂ…第２回路部材、８０ｃ…付属部品回路部材、８２ａ，８２ｄ…ＦＰＣ部材、８７ａ…シールド部材、８７ｏ，８７ｐ…開口、８８…表示制御装置、８９ａ…周辺シール部材、９０…ユーザー端末、１００…画像表示装置、１００Ｃ…支持装置、１０１…光学装置、１０２…駆動装置、１０３ａ…第１コンバイナー、１０３ｂ…第２コンバイナー、１０４…シェード、１１１ｓ…放熱シート、３００…光学ユニット、ＡＸ…光軸、ＣＡ…光学ケース、ＤＵ…表示ユニット、ＩＳ…収納空間、ＭＬ…画像光、ＯＬ…外界光、ＯＳ…軸外し光学系、Ｐ１-Ｐ３…光路部分、ＲＭ…放熱部材、ＥＳ…内部空間

【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】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】