(57)【要約】【課題】導光ユニットおよび映像表示装置において、装置を小型化、軽量化しても、広範囲で良好な映像を観察することができるようにする。【解決手段】導光ユニット９は、コリメータレンズ４と、コリメータレンズ４によって平行光束とされた光束Ｌ１を入射させる入射面７ａと、入射面７ａに入射された光束Ｌ１を分割して、光束Ｌ１の光軸と交差する第１の方向において光軸の両側方にわたる領域で、光軸に平行な方向に進む光束群Ｌ２を形成する光束分割光学素子７と、光束群Ｌ２を、光軸および第１の方向と交差する第２の方向に向けて反射するカップリング反射部６ａと、カップリング反射部６ａで反射された光束群Ｌ２を導光する板状のライトガイドプレート６と、ライトガイドプレート６によって導光された光束群Ｌ２を分割して、第１の方向および第２の方向に分布する光束群Ｌ４を形成する光束分割部６ｃと、を備える。【選択図】図１
2014109717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コリメータレンズと、
該コリメータレンズによって平行光束とされた光束を入射させる入射部と、
該入射部に入射された前記光束を分割して、該光束の光軸と交差する第１の方向において前記光軸の両側方にわたる領域で、前記光軸に平行な方向に進む第１の光束群を形成する第１の光束分割部と、
前記第１の光束群を、前記光軸および前記第１の方向と交差する第２の方向に向けて反射する反射部と、
該反射部で反射された前記第１の光束群を導光する板状の導光部と、
該導光部によって導光された前記第１の光束群を分割して、前記第１の方向および前記第２の方向に分布する第２の光束群を形成する第２の光束分割部と、を備える、導光ユニット。
【請求項２】
前記第１の光束分割部は、
山形をなして配置され該山形の頂部が前記入射部に対向して配置されるとともに、前記頂部の連なる方向が前記第２の方向に沿うように配置された２つの中心部分岐面と、
該２つの中心部分岐面に対してそれぞれ平行、かつ前記第１の方向に沿って離間して配置された複数の側部分岐面と、
からなる第１光路分岐面を備え、
前記第２の光束分割部は、
前記第１の光束群の一部を前記第２の方向に交差する方向に反射して前記第１の光束群を分割するため、前記第１の方向に沿って延ばされて互いに平行に配置されるとともに前記第２の方向に沿って離間して配置された、複数の第２光路分岐面を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の導光ユニット。
【請求項３】
前記中心部分岐面および前記側部分岐面は、
前記入射部の中心軸線を含み、前記第１の方向と直交する平面に関して面対称な形状に形成された
ことを特徴とする請求項２に記載の導光ユニット。
【請求項４】
前記入射部は、
前記コリメータレンズの後側焦点面に設けられている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の導光ユニット。
【請求項５】
前記第１の光束分割部と前記反射部との間に、前記第１の光束群の偏光方向を一定角度だけ回転させる１／２波長板を備える
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の導光ユニット。
【請求項６】
面状の表示領域に映像を表示する映像表示部と、
請求項１〜５のいずれか１項に記載の導光ユニットと、
を備え、
前記映像表示部の前記表示領域は、前記導光ユニットの前記コリメータレンズの前側焦点面に配置された、映像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は導光ユニットおよび映像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等、表示デバイスの拡大された虚像を、観察者が観察できるようにした映像表示装置が知られている。
特に、ＨＭＤの分野においては、観察者がその頭部に装着して用いるというＨＭＤの特性から、より小型で軽量な光学システムが望まれている。例えば、外界と映像を重ねて表示する、いわゆるシースルータイプのＨＭＤにおいては、近年、透明かつ軽量なライトガイドプレート（ＬＧＰ）と、ＬＧＰ中に配置された複数の光路分岐面とを用いた光学系を導光ユニットとして採用することで、装置を軽量化する構成が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特許文献１に記載の技術では、ＬＧＰの入射側に配置される無限遠に像を形成するレンズ系（コリメータレンズ系）が接眼レンズとして機能している。この接眼レンズから出射された光束はＬＧＰに入射して導光され、複数の光路分岐面にて部分的に反射されて、複数の光路分岐面の配列方向に沿って複数の光束に分割される。
このため、例えば、複数の光路分岐面の配列を水平方向にとれば、水平方向に沿って虚像の観察可能領域が広がることになる。
ここで、ＬＧＰにて導光される距離が長い場合、接眼レンズと眼までに光学的にパワーを有する部分がないまま光が進むため、観察者の眼と接眼レンズの絞りとを略一致させる従来の光学方式では、レンズが大型化する等の問題がある。
これに対して、特許文献２には、コリメータレンズと、ＬＧＰ（特許文献２では第２光導体光学素子（ＬＯＥ））との間に、コリメータレンズからの出射光束をＬＧＰの光路分岐面の配列方向と直交する方向に光束の分布範囲を拡張する部材である第１ＬＯＥを配置した構成が記載されている。
このような構成によれば、コリメータレンズからの出射光束を２方向に光路分岐して、実質的に光束幅を拡大したのと同様になっているため、コリメータレンズのレンズ径を抑えつつ、例えば、水平方向、垂直方向のような２方向にわたって観察可能領域を拡げることが可能になっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−２４８３１８号公報
【特許文献２】特許第４５０８６５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記のような従来の導光ユニットおよび映像表示装置には、以下のような問題があった。
特許文献２に記載された技術では、観察可能領域を拡大するために、第１ＬＯＥを設けているが、コリメータレンズから各光路分岐面までの光路長がそれぞれ異なる。
一方、映像表示素子の中心をコリメータレンズの光軸に合わせると、映像表示素子の周縁部からの光束は、光軸に対して斜め方向から入射するため、コリメータレンズからの出射光束も光軸に対して傾斜して出射される。
このため、コリメータレンズから離れた光路分岐面では、コリメータレンズに近い光路分岐面に比べて広い面積が必要となり、観察可能領域を拡げれば拡げるほど、第１ＬＯＥが大きくなって、装置の大きさや質量が増大してしまうという問題がある。
第１ＬＯＥをあえて小型化すると、コリメータレンズから離れた光路分岐面において、映像表示素子の周縁部の光束がけられるため、観察位置によっては、映像の明るさのムラが激しくなったり映像が欠けたりするという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、装置を小型化、軽量化しても、広範囲で良好な映像を観察することができる導光ユニットおよび映像表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の導光ユニットは、コリメータレンズと、該コリメータレンズによって平行光束とされた光束を入射させる入射部と、該入射部に入射された前記光束を分割して、該光束の光軸と交差する第１の方向において前記光軸の両側方にわたる領域で、前記光軸に平行な方向に進む第１の光束群を形成する第１の光束分割部と、前記第１の光束群を、前記光軸および前記第１の方向と交差する第２の方向に向けて反射する反射部と、該反射部で反射された前記第１の光束群を導光する板状の導光部と、該導光部によって導光された前記第１の光束群を分割して、前記第１の方向および前記第２の方向に分布する第２の光束群を形成する第２の光束分割部と、を備えた構成とする。
上記導光ユニットによれば、コリメータレンズからの光束が第１の光束分割部によって、その光軸の両側方にわたる領域で光軸に平行な方向に進む第１の光束群が形成されるため、コリメータレンズの一方の側方のみに光束を分割していく場合に比べて、導光ユニット内の光路長を短縮することができる。
【０００７】
また、本発明の第２の態様の映像表示装置は、面状の表示領域に映像を表示する映像表示部と、上記導光ユニットと、を備え、前記映像表示部の前記表示領域は、前記導光ユニットの前記コリメータレンズの前側焦点面に配置された構成とする。
上記映像表示装置によれば、上記導光ユニットを備えるため、上記導光ユニットと同様な作用を備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の導光ユニットおよび映像表示装置によれば、導光ユニット内の光路長を短縮できるため、装置を小型化、軽量化しても、広範囲で良好な映像を観察することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態の導光ユニットおよび映像表示装置の構成を示す模式的な平面図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態の第１の光束分割部の光束分割を示す模式的な光路図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の第１の光束分割部の構成を示す模式的な分解図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の映像表示装置の主要部の光路を示す模式的な光路図である。
【図６】比較例の映像表示装置の主要部の光路を示す模式的な光路図である。
【図７】本発明の第２の実施形態の映像表示装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１１】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の導光ユニットおよび映像表示装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の導光ユニットおよび映像表示装置の構成を示す模式的な平面図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３は、本発明の第１の実施形態の第１の光束分割部の光束分割を示す模式的な光路図である。図４は、本発明の第１の実施形態の第１の光束分割部の構成を示す模式的な分解図である。
【００１２】
図１に示すように、本実施形態の映像表示装置１０は、表示面Ｄ（表示領域）に映像を表示する映像表示部１と、表示面Ｄからの光束Ｌ０を導光して装置外部に出射する導光ユニット９とを備え、観察者が表示面Ｄの映像を観察できるようにした装置である。
映像表示装置１０の用途は特に限定されないが、例えば、観察者が頭部に装着して、外界の風景と映像表示部１の映像とを重ね合わせて観察することが可能なシースルータイプのヘッドマウントディスプレイとして、好適に用いることができる。
【００１３】
映像表示部１の構成は、表示面Ｄを有していれば、特に限定されない。例えば、表示面Ｄ上に、発光量を制御可能な多数の発光素子が配置された自発光型の映像表示素子を用いた構成や、光源からの照明光を選択的に透過または反射することで空間変調して映像を表示する構成の映像表示装置などを採用することができる。
自発光型の映像表示素子の例としては、ＬＥＤ表示素子や、有機ＥＬパネルなどの例を挙げることができる。
空間変調を行う映像表示装置としては、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon）素子などを用いた反射型液晶パネルや、透過型液晶パネルなどを用いた液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ、Digital Micromirror Device）を用いた映像表示装置などの例を挙げることができる。
【００１４】
本実施形態では、映像表示部１は、一例として、ＬＣＯＳ素子を用いた映像表示素子２と、映像表示素子２に対向して配置され、図示略の光源からの照明光を映像表示素子２に照射するＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）キューブ３とを備えている。
映像表示素子２の表示面Ｄは、図１の横方向および紙面奥行き方向に２辺を有する矩形状領域内に、各辺に沿って反射画素が格子状に配列されている。
以下では、表示面Ｄの中心に原点Ｏを有するｘｙｚ座標系を用いて、装置内外の位置関係を説明する場合がある。
このｘｙｚ座標系は、表示面Ｄの外形の内の一辺（図１における図示横方向に延びる辺）に平行なｘ軸と、表示面Ｄの外形の内の他辺（図１における紙面奥行き方向に延びる辺）に平行なｙ軸と、原点Ｏを通りｘ軸およびｙ軸に直交するｚ軸とを備える。
各軸の正方向は、ｘ軸では図１の紙面内で右側から左側に向かう方向、ｙ軸では図１の紙面奥行き側から手前側に向かう方向、ｚ軸では図１の紙面内の下側から上側に向かう方向である。
また、単に座標軸に沿う方向を表す場合に、ｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向と称する場合がある。この意味は、それぞれｘ（ｙ、ｚ）軸に平行な軸線に沿う方向という意味であり、正方向、負方向は問わない。
【００１５】
このため、図示略の光源からの光がＰＢＳキューブ３を通してｚ軸正方向側から映像表示素子２に入射すると、映像表示素子２の画素毎の変調信号に応じて、ｚ軸正方向側に向かって光束Ｌ０が反射され、ＰＢＳキューブ３のビームスプリッタ面の偏光特性に応じた直線偏光成分が、ＰＢＳキューブ３を透過して出射される。
【００１６】
なお、図１、２では、簡単のため、映像表示素子２のカバーガラスなどの図示は省略している。
また、映像表示部１において、ＰＢＳキューブ３の構成は必須の構成ではなく、映像表示素子２の種類によっては、ＰＢＳキューブ３を削除したり、例えば、ダイクロイックプリズムなどの屈折力を有しない他の光学素子と置換したりすることが可能である。
【００１７】
導光ユニット９は、図１、２に示すように、コリメータレンズ４と、導光部材５とを備える。
コリメータレンズ４は、光束Ｌ０を集光して平行光束化された光束Ｌ１（図１参照）を形成するレンズまたはレンズ群であり、レンズ光軸Ｏｚが表示面Ｄの中心を通る法線に整列し、前側焦点面が表示面Ｄと整列するように配置されている。このため、レンズ光軸Ｏｚはｚ軸に整列している。
コリメータレンズ４のレンズ構成は、表示面Ｄの大きさに応じて適宜収差補正されていれば、特に限定されない。図１、２には一例として、表示面Ｄ側から順に、両凸レンズからなる第１レンズ４Ａ、凹面を第１レンズ４Ａに向けて配置された負メニスカスレンズからなる第２レンズ４Ｂ、および凸面を第２レンズ４Ｂに向けて配置された正メニスカスレンズからなる第３レンズ４Ｃが配置された構成を記載している。
コリメータレンズ４の前側（物体側）または後側（像側）、もしくはレンズ間には、図示略の開口絞りが形成されている。この開口絞りは、開口絞り部材によって形成されていてもよいし、後述する保持部材４ａにおける保持面などによって形成されていてもよい。
【００１８】
映像表示部１およびコリメータレンズ４は、互いの相対位置を位置決めするとともに、導光部材５との相対位置関係を位置決めするため、合成樹脂や金属などで構成される保持部材４ａ（図１参照）に保持されている。
映像表示部１は、保持部材４ａに着脱可能に固定されていてもよいし、着脱不能に固定されていてもよい。
【００１９】
導光部材５は、コリメータレンズ４から出射された光束Ｌ１を入射し、第１の方向にわたる光束分割と、第１の方向と交差する側方への導光と、第１の方向と交差する第２の方向にわたる光束分割を行うことにより、コリメータレンズ４による集光サイズよりも拡大された領域から、分割された複数の光束Ｌ３からなる光束群Ｌ４（第２の光束群）を出射する光学部材である。
以下では、一例として、第１の方向がｙ軸方向、導光方向がｘ軸正方向、第２の方向がｘ軸方向の場合の例で説明する。ただし、後述するライトガイドプレート６の形状によっては、導光方向、第２の方向はいずれも湾曲線上に沿う方向とすることも可能である。
導光部材５は、光束分割光学素子７（第１の光束分割部）と、ライトガイドプレート６（導光部）とを備える。
【００２０】
光束分割光学素子７は、コリメータレンズ４から出射された光束Ｌ１の光路を横断するように配置されたｙ軸方向に長い直方体状の外形を有する部材である。
図２に示すように、光束分割光学素子７において、コリメータレンズ４の第３レンズ４Ｃに対向する表面は、光束Ｌ１を入射させるため、ｘｙ平面に平行な平面である入射面７ａが形成されている。入射面７ａの裏面側には、ｘｙ平面に平行な出射面７ｄがｚ軸を挟んで、ｙ軸正方向およびｙ軸負方向に延ばされている。
出射面７ｄは、後述するライトガイドプレート６の第１板面６ｄと、例えば、接着等により接合されている。
入射面７ａ上には、ｚ軸を中心とする一定の領域に開口部８ａを有する遮光層８が設けられている。このため、遮光層８は、入射面７ａにおける光束Ｌ１の入射範囲を開口部８ａの範囲に規制する開口絞りを構成している。
入射面７ａのｚ軸方向の位置は、本実施形態では、コリメータレンズ４の後側焦点面に一致されている。
【００２１】
入射面７ａと出射面７ｄとの間には、ｚ軸よりもｙ軸正方向側に、光路分岐面７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３、７ｂ４、７ｂ５が並んで形成されている。ここで、下付き添字は、数字が大きいほどｚ軸から離れて配置されていることを意味している。
以下では簡単のため、光路分岐面７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３、７ｂ４、７ｂ５の全体を指す場合には「各光路分岐面７ｂ」、「各光路分岐面７ｂ」のうちの任意の１つを指す場合には「光路分岐面７ｂ」と称する場合がある。
【００２２】
各光路分岐面７ｂは、ｘ軸負方向側からｙｚ平面を見た時に正領域のｚ軸からｘ軸に関して反時計回りに測った傾斜角θがいずれも４５度とされ、ｙ軸方向において互いに平行に離間して配置されている。各光路分岐面７ｂのｙ軸方向の配置ピッチは、ｚ軸方向から見た時の各光路分岐面７ｂのｙ軸方向の幅寸法に一致されている。
各光路分岐面７ｂのｘ軸方向の寸法は、光束分割光学素子７のｘ軸方向の外形幅と一致されている。
また、光路分岐面７ｂ１の入射面７ａ側の端部は、ｚｘ平面に整列している。
【００２３】
光路分岐面７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３、７ｂ４は、光束分割光学素子７の長手方向（ｙ軸方向）に略沿って進む光束の光路を、直進する透過光束の光路と、ライトガイドプレート６側に向かう反射光束の光路とに分岐するビームスプリッタ面で構成される。
光路分岐面７ｂ５は、光路分岐面７ｂ１、７ｂ２、７ｂ３、７ｂ４と同様にビームスプリッタ面であってもよいし、透過率０％の反射面であってもよい。
このような反射面の場合、光束分割光学素子７の長手方向に略沿って進む光束の光路は、光束が直進して透過することなくライトガイドプレート６側に向かって折り曲げられて、直進する光路から分岐される。
光路分岐面７ｂ５を透過する光束は、観察者に到達せず、光量損失となるため、光路分岐面７ｂ５は、透過率０％かつ反射率１００％の反射面であることが好ましい。
【００２４】
また、入射面７ａと出射面７ｄとの間には、ｚ軸よりもｙ軸負方向側に、光束の分割を行う光路分岐面７ｃ１、７ｃ２、７ｃ３、７ｃ４、７ｃ５が並んで形成されている。ここで、下付き添字は、数字が大きいほどｚ軸から離れて配置されていることを意味している。
以下では、各光路分岐面７ｂの場合と同様に、光路分岐面７ｃ１、７ｃ２、７ｃ３、７ｃ４、７ｃ５の全体を指す場合には「各光路分岐面７ｃ」、「各光路分岐面７ｃ」のうちの任意の１つを指す場合には「光路分岐面７ｃ」と称する場合がある。
【００２５】
本実施形態では、各光路分岐面７ｃは、ｚｘ平面を対称面として、各光路分岐面７ｂと面対称な形状および位置関係に形成されている。
このため、光路分岐面７ｂ１と光路分岐面７ｃ１とは、一例として、頂角が９０度の山形をなして配置されている。光路分岐面７ｂ１と光路分岐面７ｃ１とのなす山形の頂部Ｐは、ｚｘ平面においてｘ軸方向に延ばされている。
【００２６】
各光路分岐面７ｂ、７ｃの光学特性は、後述するように、各光路分岐面７ｂ、７ｃを通過する際に、ライトガイドプレート６側に分岐される光束の光量のばらつきが少なくなるようにすればよい。光量のばらつきは、例えば、平均光量に対する最大光量差の百分率で表したとき、０％以上３０％以下の範囲にあることが好ましい。また、より好ましい光量のばらつきの範囲は、０％以上２０％以下である。
ただし、観察者の虚像の見え方は、光線の拡がり等の光量以外の要因もあるため、観察者が視認する虚像の輝度分布が良い状態になるように、各光路分岐面７ｂ、７ｃの光学特性を調節してもよい。
例えば、光量にばらつきがあっても、ｙ軸方向の分布が滑らかに変化していたり、ｚｘ平面に対称にばらついていたりすると、光量にばらつきがあっても見やすくなる。
【００２７】
本実施形態では、一例として、各光路分岐面７ｂ、７ｃにおいてライトガイドプレート６側に分岐される１０本の光束の光量が均一になるように設定している。すなわち、各光路分岐面７ｂ（７ｃ）では、波長５５０ｎｍの光束が入射角４５度で入射したときの透過率、反射率が、以下の値になるようにしている。
光路分岐面７ｂ１（７ｃ１）では、透過率が２０％、反射率が８０％である。
光路分岐面７ｂ２（７ｃ２）では、透過率が７５％、反射率が２５％である。
光路分岐面７ｂ３（７ｃ３）では、透過率が６７％、反射率が３３％である。
光路分岐面７ｂ４（７ｃ４）では、透過率が５０％、反射率が５０％である。
光路分岐面７ｂ５（７ｃ５）では、透過率が０％、反射率が１００％である。
【００２８】
ここで、光束分割光学素子７による光束分割の概要について説明する。
コリメータレンズ４から光束分割光学素子７に向かって出射される光束Ｌ１は、図１、２に示すように、表示面Ｄ上の光束Ｌ０の出射位置の違い（画素の違い）によって、コリメータレンズ４からの出射角度が異なる。
以下では、光束分割光学素子７の光束分割の概要を、表示面Ｄ上の原点Ｏの画素から放射される光束Ｌ０Ｃの光路に基づいて説明する。
【００２９】
光束Ｌ０Ｃは、レンズ光軸Ｏｚ上を進む軸上光束であり、光束Ｌ０Ｃの光軸は、レンズ光軸Ｏｚおよびｚ軸に一致している。
このため、コリメータレンズ４によって平行光束化された光束Ｌ１も軸上光束としてｚ軸上を進んで、光束分割光学素子７の入射面７ａに入射する。
このような光束Ｌ１は、図３に示すように、主光線が光束分割光学素子７の光路分岐面７ｂ１、７ｃ１とのなす頂部Ｐに入射する。このため、光束Ｌ１は、主光線よりもｙ軸正方向側の部分光束Ｌ１ｂが光路分岐面７ｂ１に入射し、主光線よりもｙ軸負方向側の部分光束Ｌ１ｃが光路分岐面７ｃ１に入射する。
部分光束Ｌ１ｂ、Ｌ１ｃの光量は、それぞれ光束Ｌ１の５０％になる。
【００３０】
部分光束Ｌ１ｂは、光路分岐面７ｂ１によって、ｚ軸正方向に直進して出射面７ｄから出射される透過光束Ｌ２ｂ１と、ｙ軸正方向側に反射されて、ｙ軸正方向に進む反射光束Ｌ１ｂ１とに分割される。本実施形態の場合、光路分岐面７ｂ１の位置では、透過光束Ｌ２ｂ１の光量は光束Ｌ１の光量の１０％、反射光束Ｌ１ｂ１の光量は光束Ｌ１の光量の４０％である。
反射光束Ｌ１ｂ１は、光路分岐面７ｂ２によって、ｙ軸正方向に直進する透過光束Ｌ１ｂ２と、ｚ軸正方向側に反射されて、ｚ軸正方向に進む反射光束Ｌ２ｂ２とに分割される。本実施形態の場合、光路分岐面７ｂ２の位置では、透過光束Ｌ１ｂ２の光量は光束Ｌ１の光量の３０％、反射光束Ｌ２ｂ２の光量は光束Ｌ１の光量の１０％である。
透過光束Ｌ１ｂ２は、光路分岐面７ｂ３によって、ｙ軸正方向に直進する透過光束Ｌ１ｂ３と、ｚ軸正方向側に反射されて、ｚ軸正方向に進む反射光束Ｌ２ｂ３とに分割される。本実施形態の場合、光路分岐面７ｂ３の位置では、透過光束Ｌ１ｂ３の光量は光束Ｌ１の光量の２０％、反射光束Ｌ２ｂ３の光量は光束Ｌ１の光量の１０％である。
透過光束Ｌ１ｂ３は、光路分岐面７ｂ４によって、ｙ軸正方向に直進する透過光束Ｌ１ｂ４と、ｚ軸正方向側に反射されて、ｚ軸正方向に進む反射光束Ｌ２ｂ４とに分割される。本実施形態の場合、光路分岐面７ｂ４の位置では、透過光束Ｌ１ｂ４の光量は光束Ｌ１の光量の１０％、反射光束Ｌ２ｂ４の光量は光束Ｌ１の光量の１０％である。
透過光束Ｌ１ｂ４は、光路分岐面７ｂ５によって、ｙ軸正方向に直進する透過光束Ｌ１ｂ５と、ｚ軸正方向側に反射されて、ｚ軸正方向に進む反射光束Ｌ２ｂ５とに分割される。本実施形態の場合、光路分岐面７ｂ５の位置では、透過光束Ｌ１ｂ５の光量は光束Ｌ１の光量の０％、反射光束Ｌ２ｂ５の光量は光束Ｌ１の光量の１０％である。
【００３１】
まったく同様にして、部分光束Ｌ１ｃは、各光路分岐面７ｃによって光束分割され、ｚ軸負方向に進む、透過光束Ｌ２ｃ１、反射光束Ｌ２ｃ２、Ｌ２ｃ３、Ｌ２ｃ４、Ｌ２ｃ５が形成される。これらの光束の光量は、本実施形態の場合、いずれも光束Ｌ１の光量の１０％である。
したがって、光束分割光学素子７によれば、ｙ軸方向において光束Ｌ１の光軸の両側方にわたる領域で、光束Ｌ１の光軸に平行な方向に進む透過光束Ｌ２ｂ１、Ｌ２ｃ１、反射光束Ｌ２ｂ２、Ｌ２ｂ３、Ｌ２ｂ４、Ｌ２ｂ５、Ｌ２ｃ２、Ｌ２ｃ３、Ｌ２ｃ４、Ｌ２ｃ５からなる光束群である光束群Ｌ２（第１の光束群）が形成される。
本実施形態では、光束群Ｌ２の出射方向は、光束Ｌ１の光軸と平行な方向になる。この関係は、レンズ光軸Ｏｚと、光束分割光学素子７の各光路分岐面７ｂ、７ｃとの位置関係に基づくため、光束Ｌ１が、表示面Ｄの周辺から出射された光束Ｌ０ｘ１、Ｌ０ｘ２（図１参照）や光束Ｌ０ｙ１、Ｌ０ｙ２（図２参照）から形成された場合でも同様の関係を満足する。
【００３２】
このような構成の光束分割光学素子７は、本実施形態では、図４に示すように、三角柱ブロック７Ａ、四角柱ブロック７Ｂ、７Ｃ、および端部ブロック７Ｄが接着して形成されている。これらの、接着面には、接着前に、適宜の屈折率を有する１層以上の薄膜層などで構成されるビームスプリッタ面が形成されている。
【００３３】
三角柱ブロック７Ａは、頂角９０度の二等辺三角形の断面形状を有する三角柱部材であり、例えば、光透過性の合成樹脂や、ガラスなどによって形成されている。
【００３４】
四角柱ブロック７Ｂ（７Ｃ）は、平行四辺形状の断面形状を有する四角柱部材であり、入射面７ａ、出射面７ｄを構成する互いに平行な２側面と、これらの側面と内角が４５度、１３５度となるように隣接し、互いに平行な２側面とを有する。入射面７ａ、出射面７ｄを構成しない２側面は、接着後に光路分岐面７ｂ（７ｃ）を形成する側面であり、いずれも三角柱ブロック７Ａの９０度の頂角をはさむ側面と同一の矩形形状を有する。
四角柱ブロック７Ｂ（７Ｃ）の材質は、三角柱ブロック７Ａと同様な材質からなる。
【００３５】
端部ブロック７Ｄは、内角が９０度、９０度、４５度、１３５度とされた台形状の断面形状を有する四角柱部材であり、台形の長い底辺を構成する側面が入射面７ａ側に配置され、台形の短い底辺を構成する側面が出射面７ｄ側に配置されている。
台形の傾斜した脚を構成する側面は、三角柱ブロック７Ａの頂角をはさむ側面と同一の矩形形状を有する。
このような構成により端部ブロック７Ｄは、互いに接着された複数の四角柱ブロック７Ｂ、７Ｃの端部に接着されて、光束分割光学素子７の長手方向の端部を形成している。
端部ブロック７Ｄの材質は、三角柱ブロック７Ａと同様な材質からなる。
【００３６】
このような構成の光束分割光学素子７は、本実施形態では、以下のようにして製造している。
まず、図４に二点鎖線で示すように、光路分岐面７ｂ（７ｃ）を形成する側面間の距離ｄ１に等しい厚さを有するシート部材または板部材を、光路分岐面７ｂ（７ｃ）となるビームスプリッタ面を形成しつつ重ねて接着する。これらのシート部材または板部材は、四角柱ブロック７Ｂ（７Ｃ）の数だけ積層する。さらに、端部ブロック７Ｄを形成可能な厚さｄ２を有するシート部材または板部材をこの積層体の最上層に接着して積層体７０を形成する。このとき、接着面には、予め光路分岐面７ｂ５（７ｃ５）となるビームスプリッタ面を形成して接着する。
次に、この積層体７０を積層方向に対して４５度の方向に切断することにより、四角柱ブロック７Ｂ（７Ｃ）と端部ブロック７Ｄとの接合体７１Ｂ（７１Ｃ）を切り出す。
接合体７１Ｂ、７１Ｃは、本実施形態では、同一形状を有するため、１つの積層体７０から、接合体７１Ｂ、７１Ｃを同時に切り出すことが可能である。
次に、接合体７１Ｂ、７１Ｃの端部ブロック７Ｄと反対側に端部に形成された傾斜面を、別途形成した三角柱ブロック７Ａの９０度の頂角を挟む側面に接着する。このとき、接着面には、予め光路分岐面７ｂ１（７ｃ１）となるビームスプリッタ面を形成して接着する。
このようにして光束分割光学素子７が製造される。
【００３７】
次に、ライトガイドプレート６の構成について説明する。
ライトガイドプレート６は、図１に示すように、光束分割光学素子７の出射面７ｄから出射された光束群Ｌ２をｘ軸負方向側に向けて導光し、さらに導光された光束群Ｌ２をｘ軸方向に光束分割して、複数の光束Ｌ３を形成し、ｙ軸方向およびｘ軸方向に延びる矩形状の領域の範囲内に分布する光束群である光束Ｌ４（第２の光束群）を形成して外部に出射する板状部材である。
ライトガイドプレート６は、湾曲板状に形成されていてもよいが、本実施形態では一例として、短辺がｙ軸方向に、長辺がｘ軸方向に、それぞれ延びる矩形板状に形成されている。
ライトガイドプレート６のｙ軸方向に延びる短辺の幅は、図２に示すように、光束分割光学素子７の長手方向の長さと同一であり、ｚ軸負方向側の表面である第１板面６ｄ上に、光束分割光学素子７の出射面７ｄが接着されている。
ライトガイドプレート６の材質は、光透過性を有する合成樹脂やガラス板を採用することができる。
【００３８】
図１に示すように、ライトガイドプレート６の内部には、光束分割光学素子７の出射面７ｄと対向する位置にｙ軸方向に延ばして形成されたカップリング反射部６ａと、カップリング反射部６ａに対してｘ軸負方向側に離間した位置に設けられた光束分割部６ｃ（第２の光束分割部）とを備える。
【００３９】
カップリング反射部６ａは、出射面７ｄから出射された光束群Ｌ２をライトガイドプレート６内でｘ軸負方向側に偏向するため、ｚｘ平面に直交し、ｙｚ平面に斜めに交差する反射面からなる。カップリング反射部６ａは、ライトガイドプレート６の短辺の全幅に貫通して設けられている。
カップリング反射部６ａによって反射された光束群Ｌ２は、ライトガイドプレート６の板面である第１板面６ｄおよび第２板面６ｅの裏面で内面反射を繰り返して、ｘ軸負方向側に導光される。
【００４０】
光束分割部６ｃは、ライトガイドプレート６の内部に導光された光束群Ｌ２を、第１板面６ｄから出射する複数の光束Ｌ３に分割するためのもので、ｚｘ平面に直交し、ｙｚ平面に斜めに交差する光路分岐面６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３、６ｂ４、６ｂ５、６ｂ６が互いに離間して配置されている。ここで、下付き添字は、数字が大きいほどｚ軸から離れて配置されていることを意味している。
以下では簡単のため、光路分岐面６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３、６ｂ４、６ｂ５、６ｂ６の全体を指す場合には「各光路分岐面６ｂ」、「各光路分岐面６ｂ」のうちの任意の１つを指す場合には「光路分岐面６ｂ」と称する場合がある。
各光路分岐面６ｂは、ライトガイドプレート６の短辺の全幅に貫通して設けられている。
【００４１】
本実施形態では、各光路分岐面６ｂは互いに平行に配置されている。各光路分岐面６ｂのライトガイドプレート６の中立面Ｓｘに対する傾斜角φは、ｙ軸正方向側からｚｘ平面を見たときにｙ軸に関して時計回りに測って２７度とされている。
各光路分岐面６ｂの光学特性は、入射する光束群Ｌ２を約１／６ずつの光量を有する光束Ｌ３として第１板面６ｄに向けて分岐するように設定されている。
例えば、波長５５０ｎｍの光束が入射角２７度で入射したときの透過率、反射率は、光路分岐面６ｂ１では反射率１６．7％、透過率８３．３％とし、光路分岐面６ｂ２、…、６ｂ６まで、反射率が２０％から１００％まで順次増大し、透過率が８０％から０％まで順次減少するような光学特性を採用することができる。
【００４２】
このような構成の映像表示装置１０の作用について説明する。
上記に光束分割の概要を説明したように、映像表示素子２の表示面Ｄから放射された光束Ｌ０は、図２に示すように、発散光束として進み、ＰＢＳキューブ３を透過して、コリメータレンズ４に入射すると、平行光束化されて光束Ｌ１が形成される。
光束Ｌ１は、入射面７ａに入射すると、図３に示すように、光束分割光学素子７によって光束分割されて、レンズ光軸Ｏｚの両側に対称に分布する光束群Ｌ２が形成される。
このとき、上記の説明では省略したが、表示面Ｄの各画素から放射された光束がそれぞれ光束群Ｌ２を形成する。この点について、具体的な光路図の一例である図５を参照して説明する。
図５は、本発明の第１の実施形態の映像表示装置の主要部の光路を示す模式的な光路図である。
【００４３】
図５は、本実施形態の映像表示装置１０における光束分割光学素子７までの光路の一例を示している。ただし、見易くするために形状寸法を適宜に設定して、光束Ｌ０Ｃ、Ｌ０ｙ２のみを記載し、かつ、各光路分岐面７ｂ、７ｃをそれぞれ４枚構成に変更している。この各光路分岐面７ｂ、７ｃにより光束分割される各４本の光束の光量は、互いに等しくなっている。このような構成とするための光学特性の設定は上記の説明から容易に理解される。
また、正確に光線追跡を行うため、図１、２では図示を省略していた映像表示素子２のカバーガラス２ａが、映像表示素子２とＰＢＳキューブ３との間に配置されている。
【００４４】
図５に示すように、表示面Ｄの中心の原点Ｏに位置する画素から放射された光束Ｌ０Ｃは、実線で示すように、コリメータレンズ４を透過すると、レンズ光軸Ｏｚ上を進む光束Ｌ１Ｃとして、入射面７ａに入射する。
この光束Ｌ１Ｃは、光束分割光学素子７で光束分割されて、実線の矢印で示すように、レンズ光軸Ｏｚと平行な８本の光束群Ｌ２Ｃとして、出射面７ｄから出射される。
【００４５】
一方、表示面Ｄのｙ軸負方向側の最外周に位置する画素から出射された光束ＬＯｙ２は、破線で示すように、コリメータレンズ４を透過すると、レンズ光軸Ｏｚをｙ軸負方向からｙ軸正方向に向かって横断する斜めの平行光束である光束Ｌ１ｙ２として、入射面７ａに入射する。すなわち、光束Ｌ１Ｃの光軸がレンズ光軸Ｏｚと同軸であるのに対して、光束Ｌ１ｙ２の光軸Ｏｙ２は、レンズ光軸Ｏｚに対して、傾斜角ψｙ２だけスキューしている。傾斜角ψｙ２は、表示面Ｄにおける物体高によって異なる。
【００４６】
本実施形態では、入射面７ａは、コリメータレンズ４の後側焦点面に位置するため、光束Ｌ１ｙ２の主光線がコリメータレンズ４の後側焦点を通過する。このため、入射面７ａにおいて、光束Ｌ１ｙ２と光束Ｌ１Ｃとが交差する。同様に、表示面Ｄ上の各点から出射された光束Ｌ０による各光束Ｌ１の主光線は、すべて後側焦点を通過するため、すべての光束Ｌ１の通過範囲は、後側焦点面で最小となり、その大きさは、光束Ｌ１Ｃの光束径に略等しい。
このように、入射面７ａをコリメータレンズ４の後側焦点面に合わせることで、コリメータレンズ４の配置誤差や遮光層８（図２参照）の製作誤差があっても、入射面７ａをあまり大きくすることなく、光束Ｌ１の全体を確実に光束分割光学素子７内に入射させることができる。
【００４７】
レンズ光軸Ｏｚに対して傾斜角ψｙ２だけスキューした状態で、入射面７ａに入射した光束Ｌ１ｙ２は、各光路分岐面７ｂ、７ｃによって光束分割されて、図５に破線の矢印で示すように、レンズ光軸Ｏｚと平行な８本の光束群Ｌ２ｙ２として、出射面７ｄから出射される。
各光路分岐面７ｂ、７ｃは、光束Ｌ１の光軸に平行な方向に、光束Ｌ２を出射するため、光束Ｌ２ｙ２を構成する各光束の光軸も光束Ｌ１ｙ２の光軸Ｏｙ２に平行である。
したがって、表示面Ｄにおけるｙ軸方向の最大の物体高に対応して、光束Ｌ１の光軸が±ψｍａｘの範囲で変化すると、これに対応して、光束群Ｌ２を構成する各光束も±ψｍａｘの範囲にてｙｚ平面内でスキューする光軸を有することになる。
したがって、光路分岐面７ｂ、７ｃにおける光束のケラレを生じないようにするためには、光束分割光学素子７のｚ軸方向の最小限の厚さｔは、次式（１）を満足する必要がある。
【００４８】
ｔ＝ｄＬ１／２＋２・Ｌｍａｘ・ｔａｎψｍａｘ                      ・・・（１）
【００４９】
ここで、ｄＬ１は光束Ｌ１の光束径、Ｌｍａｘはコリメータレンズ４の後側焦点位置から、レンズ光軸Ｏｚに対して最も離れた光路分岐面７ｂ、７ｃ（図２の例では、光路分岐面７ｂ５、７ｃ５、図５の例では光路分岐面７ｂ４、７ｃ４）までの光束Ｌ１Ｃの光路長である。
【００５０】
このような光束群Ｌ２は、図１に示すように、出射面７ｄから出射されると、カップリング反射部６ａに入射して、ｘ軸負方向側に偏向されて、第１板面６ｄ、第２板面６ｅの間の内面反射を繰り返し、全体として、ライトガイドプレート６内をｘ軸負方向側に向かって導光される。
光束群Ｌ２が、光束分割部６ｃに到達すると、各光路分岐面６ｂによって、順次光束分割されて、ｘ軸方向の異なる位置で光路分岐された複数の光束Ｌ３が形成される。
各光束Ｌ３は、光束群Ｌ２がｙ軸方向に分布していることに対応して、ｙ軸方向にわたる範囲に分布する光束群になっている。また、各光路分岐面６ｂからの出射方向は、導光の光路長によって異なるため、各光束Ｌ３は、矢印で模式的に示すような広がりを有している。
このようにして、光束分割部６ｃにおける第１板面６ｄからは、ｙ軸方向、ｘ軸方向にわたる矩形状の領域から、複数の光束Ｌ３で構成される光束群Ｌ４が出射されることになる。
したがって、光束分割部６ｃに対向する矩形状の範囲の内側では、表示面Ｄからのすべての映像の情報を含む光束Ｌ５が、各光路分岐面６ｂのいずれかで分岐されて、観察者の眼Ｅに入射する。これにより、観察者は、眼Ｅを光束分割部６ｃに対向する一定領域内で移動しても、表示面Ｄの虚像を観察することができる。
【００５１】
また、本実施形態では、光束分割光学素子７によって、光束Ｌ１をレンズ光軸Ｏｚの両側において、ｚｘ平面に面対称に光束分割を行うため、光束分割光学素子７の大きさを小型化することが可能になる。
この点について、図６に示す比較例の光路図を参照して説明する。
図６は、比較例の映像表示装置の主要部の光路を示す模式的な光路図である。
【００５２】
比較例の映像表示装置では、本実施形態の光束分割光学素子７に代えて光束分割光学素子１０７を備える。
光束分割光学素子１０７は、本実施形態の光束分割光学素子７の各光路分岐面７ｂを削除し、光路分岐面７ｃ１〜７ｃ４に代えて、光路分岐面１０７ｂ１〜１０７ｂ４を備える。
光路分岐面１０７ｂ１は、光束Ｌ１の全光束を横断して配置され、光束Ｌ１の一部を透過し残りをｙ軸負方向側に偏向する光路分岐面である。
光路分岐面１０７ｂ２〜１０７ｂ４は、光路分岐面１０７ｂ１でｙ軸負方向側に反射された光束Ｌ１の一部を反射して、ｚ軸正方向側に光束分割するもので光路分岐面１０７ｂ１に平行に設けられている。
光束分割光学素子１０７のｙ軸方向の長さは、光束群Ｌ２が分布する長さに合わせるため、光束分割光学素子７のｙ軸方向の長さＨと同一である。
このような光束分割光学素子１０７では、光束分割光学素子７と同様に、光束のケラレが生じないようなｚ軸方向の厚さｔ’を見積もると、次式（２）を満足する必要がある。
【００５３】
ｔ’＝ｄＬ１＋２・Ｌｍａｘ’・ｔａｎψｍａｘ                      ・・・（２）
【００５４】
ここで、Ｌｍａｘ’は、コリメータレンズ４の後側焦点位置から、レンズ光軸Ｏｚに対して最も離れた光路分岐面１０７ｂ４までの光束Ｌ１Ｃの光路長である。
Ｌｍａｘ’は、Ｌｍａｘの２倍に等しいから、上記式（１）、（２）から、下記式（３）が成り立つ。
【００５５】
ｔ’＝２・ｔ                                                      ・・・（３）
【００５６】
したがって、光束分割光学素子７は、光束分割光学素子１０７に比べてｚ軸方向の厚さが１／２になっているため、光束分割光学素子１０７のように、レンズ光軸Ｏｚの片側のみにわたって、ｙ軸方向の光束分割を行う場合に比べると、小型化、軽量化されていることが分かる。
また、図６に示すように、比較例の場合、コリメータレンズ４のレンズ径によっては、コリメータレンズ４が、光束分割光学素子１０７のｙ軸正方向の端部からｈだけ突出するため、映像表示装置のｙ軸方向の大きさが大きくなってしまう可能性がある。
これに対して、本実施形態では、同サイズのコリメータレンズ４であっても、光束分割光学素子７のｙ軸方向の中心に配置されるため、光束分割光学素子７のｙ軸方向の幅Ｈの範囲に収まっており、ｙ軸方向の大きさも小型化することが可能である。
【００５７】
比較例の映像表示装置の場合、光束分割光学素子１０７の厚さｔ’を薄くして小型化、軽量化することも可能であるが、この場合、物体高の光路分岐面１０７ｂ４では、ｙ軸方向の物体高が高い位置から放射される光束Ｌがけられてしまうため、光束分割部６ｃにおいて、ｚ軸負方向側の位置に対向して観察すると、ｙ軸方向の画像が欠落してしまうため、良好な画質での観察範囲が狭くなってしまう。
これに対して、映像表示装置１０では、小型化、軽量化と、良好な画質の観察領域の広さとを両立させることが可能である。
【００５８】
また、観察領域の周辺での映像劣化を、ある程度許容することも考えられる。この場合、比較例では、映像劣化する領域がｚ軸負方向側に偏るため、良好な映像が観察できる領域にｚ軸正方向側に偏ってしまい、観察領域の中心部の画質が最良になっているわけではない。
これに対して、映像表示装置１０では、映像劣化する領域はｚ軸方向の両端側になるため、観察領域の中心部で画質が最良になる。
【００５９】
また、映像表示装置１０では、同一の観察領域を実現するために、各光路分岐面７ｂ、７ｃの有効領域が、比較例の各光路分岐面１０７ｂの有効領域に比べて狭くて済むため、各光路分岐面７ｂ、７ｃの透過率や反射率などの光学特性のムラが相対的に少なくなる。このため、より高画質の観察が可能となる。また、光路分岐面を形成するための製造コストも比較例に比べて低減することができる。
【００６０】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の映像表示装置について説明する。
図７は、本発明の第２の実施形態の映像表示装置の主要部の構成を示す模式的な断面図である。
【００６１】
図７に示すように、本実施形態の映像表示装置２０は、上記第１の実施形態の導光ユニット９に代えて、導光ユニット１９を備える。
導光ユニット１９は、上記第１の実施形態の光束分割光学素子７の出射面７ｄとライトガイドプレート６の第１板面６ｄとの間に、１／２波長板１１を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００６２】
１／２波長板１１は、光束分割光学素子７によって光束分割された光束群Ｌ２の偏光方向を９０度回転させるように配置されている。
映像表示装置２０では、コリメータレンズ４から出射される光束Ｌ１の偏光方向が、各光路分岐面７ｂ、７ｃに対してＳ偏光となるように、映像表示部１を配置する。なお、映像表示部１が直線偏光を出射しない場合には、偏光子を配置するなどして直線偏光にしておく。
上記第１の実施形態と同様にして、光束分割光学素子７から出射される光束群Ｌ２（図７には図示略）は、１／２波長板１１を透過することにより、偏光方向が９０度だけ回転して、ライトガイドプレート６に入射する。
これより、光束群Ｌ２は、ライトガイドプレート６におけるカップリング反射部６ａや各光路分岐面６ｂに対して、Ｓ偏光として入射することになる。
【００６３】
本実施形態によれば、光束群Ｌ２がカップリング反射部６ａに対して、Ｓ偏光になるため、Ｐ偏光となる場合に比べてカップリング反射部６ａにおける反射率を向上することができ、観察可能な映像光の輝度を向上することができる。
【００６４】
なお、上記の各実施形態の説明では、光束分割光学素子７の光路分岐面７ｂ、７ｃの枚数や、ライトガイドプレート６の光路分岐面６ｂの枚数として、それぞれ、５枚、４枚、６枚の場合の例を挙げて説明したが、これらの枚数は一例である。
光路分岐面７ｂ、７ｃの枚数は、必要な観察領域のｙ軸方向の大きさに応じて２枚以上の適宜の枚数を採用することができる。
光路分岐面６ｂの枚数は、必要な観察領域のｘ軸方向の大きさに応じて２枚以上の適宜の枚数を採用することができる。
【００６５】
また、上記の各実施形態の説明では、入射面７ａがコリメータレンズ４の後側焦点面に配置されている場合の例で説明したが、開口部８ａによる光束Ｌ１のケラレ量が許容範囲であれば、入射面７ａの位置は後側焦点面からずれていてもよい。すなわち、入射面７ａは、後側焦点面と略整列（整列する場合を含む）する状態であればよい。
さらに、入射面７ａは、後側焦点面から平行にずらした構成とすることも可能である。
例えば、遮光層８に対応する開口絞りを後側焦点面に配置して、入射面７ａを像側にずらして配置してもよい。
また、入射面７ａを物体側に移動して、後側焦点面が光路分岐面７ｂ１、７ｃ１と交差するようにしてもよい。このとき、遮光層８の開口部８ａは、すべての光束Ｌ１が遮光されない大きさとすることが好ましい。
この場合には、光束Ｌ１全体の通過範囲が最小となる領域で、光路分岐面７ｂ１、７ｃ１による光束分岐を行うことができるため、光路分岐面７ｂ１、７ｃ１の大きさを低減することができる。このとき、上記式（１）におけるＬｍａｘも低減されるため、光束分割光学素子７のｙ軸方向の厚さｔをさらに低減することができる。よって、光束分割光学素子７のさらなる小型化、軽量化が可能である。
【００６６】
また、上記の各実施形態の説明では、映像表示部１の映像表示素子２の個数が１個のみの場合の例で説明した。しかし、映像表示素子２の個数は１個には、限定されず、例えば、映像表示素子２が２色以上の映像をそれぞれ表示する２個以上のものを有し、ＰＢＳキューブ３に代えて、これらの映像を合波する合波手段、例えば、ダイクロイックプリズム等を備える構成でよい。
この場合、各映像表示素子２の配置位置は、上記の説明とは異なるが、合波手段による合波後の光路は、上記の各実施形態の説明と同一になるため、全く同様の作用を有する。
【００６７】
また、上記の各実施形態の説明では、入射面７ａに入射する光束Ｌ１の光軸と第１の方向とが直交し、この第１の方向と第２の方向とが直交する場合の例で説明したが、それぞれは交差している方向であれば、交差角度は９０度には限定されず、少なくともいずれかが９０度以外の交差角度で交差していてもよい。
【００６８】
また、上記の各実施形態の説明では、各光路分岐面７ｂ、各光路分岐面７ｃが、ｚｘ平面に関して面対称に設けられた場合の例で説明したが、ｚ軸を挟んで両側方に配置されていれば、ｚｘ平面に関して非対称に設けてもよい。
【００６９】
また、上記の各実施形態に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせを代えたり、削除したりして実施することができる。
【００７０】
ここで、上記各実施形態の用語と特許請求の範囲の用語との対応関係について名称が異なる場合について説明する。
入射面７ａは、入射部の一実施形態である。ｙ軸方向、ｘ軸方向は、それぞれ第１の方向、第２の方向の一実施形態である。ライトガイドプレート６は、導光部の一実施形態である。光束分割光学素子７、光束分割部６ｃは、それぞれ第１の光束分割部、第２の光束分割部の一実施形態である。カップリング反射部６ａは、反射部の一実施形態である。光路分岐面７ｂ１、７ｃ１は、それぞれ中心部分岐面および第１光路分岐面の一実施形態である。光路分岐面７ｂ２、７ｂ３、７ｂ４、７ｂ５、７ｃ２、７ｃ３、７ｃ４、７ｃ５は、それぞれ側部分岐面および第１光路分岐面の一実施形態である。光路分岐面６ｂ、６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３、６ｂ４、６ｂ５は、第２光路分岐面の一実施形態である。
【符号の説明】
【００７１】
１  映像表示部
２  映像表示素子
３  ＰＢＳキューブ
４  コリメータレンズ
５  導光部材
６  ライトガイドプレート（導光部）
６ａ  カップリング反射部（反射部）
６ｂ、６ｂ１、６ｂ２、６ｂ３、６ｂ４、６ｂ５  光路分岐面（第２光路分岐面）
６ｃ  光束分割部（第２の光束分割部）
７  光束分割光学素子（第１の光束分割部）
７ａ  入射面（入射部）
７ｂ１、７ｃ１  光路分岐面（中心部分岐面、第１光路分岐面）
７ｂ２、７ｂ３、７ｂ４、７ｂ５、７ｃ２、７ｃ３、７ｃ４、７ｃ５  光路分岐面（側部分岐面、第１光路分岐面）
８  遮光層
８ａ  開口部
９、１９  導光ユニット
１０、２０  映像表示装置
１１  １／２波長板
Ｄ  表示面
Ｅ  眼
Ｏｚ  レンズ光軸
Ｐ  頂部
【図１】
2014109717.tif 000003
【図２】
2014109717.tif 000004
【図３】
2014109717.tif 000005
【図４】
2014109717.tif 000006
【図５】
2014109717.tif 000007
【図６】
2014109717.tif 000008
【図７】
2014109717.tif 000009