(57)【要約】【課題】装着者の顔横幅に関わらず虚像表示装置を安定して装着することができ、虚像表示装置の装着時の締め付けがきつくなることを防止できる虚像表示装置。【解決手段】支持装置１０２に設けた調整部材としての調整パッド１０９ａが、一対のテンプル部１０４の開き角度に対する制限を調整するので、観察者又は装着者の顔横幅に合わせて一対のテンプル部１０４の開き角度を調整できる。具体的には、調整パッド１０９ａを厚み等が異なるものに変更することで、観察者又は装着者の顔横幅の広狭に合わせて一対のテンプル部１０４による顔を挟む状態を調整できる。これにより、虚像表示装置１００の装着状態を安定させることができ、かつ、一対のテンプル部１０４による締め付けがきつくなったり装着が窮屈に感じられたりすることを防止できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
映像素子と、前記映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる光学部材とを有する像形成部と、
前記光学部材が観察者の眼前側に配置されるように、前記像形成部のうち少なくとも一部を支持する支持装置とを備え、
前記支持装置は、フレーム部と、前記フレーム部から延びる一対のテンプル部と、前記フレーム部と前記一対のテンプル部との間の連結部にそれぞれ設けられて前記一対のテンプル部の開き角度に対する制限を調整する調整部材とを有する、虚像表示装置。
【請求項２】
前記一対のテンプルは、前記フレーム部の両端に枢支されて折り畳み可能になっている、請求項１に記載の虚像表示装置。
【請求項３】
前記フレーム部は、前頭部と側頭部の前頭部側とを囲むＵ字状部材であり、前記一対のテンプルは、前記Ｕ字状部材の先端に支持されている、請求項１及び２のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項４】
前記調整部材は、交換可能な部材前記フレーム部を含む、請求項１から３までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項５】
前記映像素子と当該映像素子からの光を前記光学部材に導く結合部分とを少なくとも収納する収納ケースをさらに備え、
前記調整部材は、前記収納ケースに付随して設けられた延長部に固定され、
前記延長部は、前記連結部よりも先端側に延びるとともに前記テンプル部の根元部分の外側に配置される請求項１から４までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項６】
前記調整部材は、前記根元部分に対向する表側部分を露出させるように前記延長部内に収納されている、請求項５に記載の虚像表示装置。
【請求項７】
前記調整部材は、前記延長部に形成された固定用窪みに嵌合する、請求項６に記載の虚像表示装置。
【請求項８】
前記調整部材は、弾性体で形成された調整パッドを含む、請求項５から７までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項９】
前記調整パッドは、肉抜きされて内部に空洞が設けられている、請求項８に記載の虚像表示装置。
【請求項１０】
前記調整部材は、交換のために前記延長部に対して着脱可能である、請求項５から９までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項１１】
前記一対のテンプル部の先端側部分は、弾性体でそれぞれ形成されている、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項１２】
前記調整部材は、前記一対のテンプル部の開き角度に関する制限を段階的に変化させる角度調整機構を有する、請求項１から１１までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項１３】
前記光学部材は、映像の光を導光するとともに外界の光の透視を可能にする導光部材と、当該導光部材に連結され外界の光の透視機能を補う光透過部材とを有する、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【請求項１４】
前記映像素子と、前記光学部材とを有する第１像形成部と、前記映像素子と同様の別の映像素子と、前記光学部材と同様の別の光学部材とを有する第２像形成部とを備え、
前記支持装置は、前記第１及び第２像形成部を支持する、請求項１から１３までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、映像表示素子によって形成された映像を観察者に提示する虚像表示装置及びプロジェクターに関し、特に観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイに好適な虚像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
観察者の頭部に装着するヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも言う）等の虚像表示装置として様々なものが提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
ＨＭＤ等の虚像表示装置については、小型化及び軽量化を進展させつつ、画質を低下させないで広画角化を達成することが望まれている。また、観察者の視界を全て覆ってしまい映像光のみが見える状態にしてしまうと、観察者に外界の状態が判らず不安を与えてしまう。むしろ、外界と映像を重ねて見せるシースルーとすることによって、仮想現実の様な新しい用途が生み出される。このため、外界の視界を妨げず、映像光を重ねて表示するディスプレイが望まれている。
【０００４】
以上の状況を考慮して、観察者の眼前にシースルーで配置される透視型の導光装置を用いることで、眼鏡の形態に近づけて観察者の装着感を向上させ、見た目のフォルムを良くすることができる。この場合、画像を視認させるための光学系については、例えば頭部側面に配置された液晶表示パネルと投射光学装置とによって形成される映像光を、透視型のプリズムで眼前まで導光する態様が考えられる（特許文献１参照）。
【０００５】
特許文献１の虚像表示装置の場合、テンプルが収納部材であるカバーにヒンジを介して固定されており、テンプルの外側への回転角が当接部によって規制され、付勢部材によってテンプルを内側に戻すような力を与えている。このため、虚像表示装置の装着者が小顔で顔横幅が狭い場合、テンプルに対する付勢力が弱まって一対のテンプルによる挟持がゆるんで虚像表示装置の装着状態が安定しなくなる傾向が生じ、虚像表示装置の装着者の顔横幅が広い場合、テンプルに対する付勢力が強まり虚像表示装置の装着時のテンプルによる締め付けがきついと感じやすくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１２−１６３６４０号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、装着者の顔横幅に関わらず虚像表示装置を安定して装着することができ、虚像表示装置の装着時の締め付けがきつくなることを防止できる虚像表示装置を提供することを目的とする。
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る虚像表示装置は、映像素子と、映像素子からの光を観察者の眼に向けて画像を視認させる光学部材とを有する像形成部と、光学部材が観察者の眼前側に配置されるように、像形成部のうち少なくとも一部を支持する支持装置とを備え、支持装置は、フレーム部と、フレーム部から延びフレーム部の両端に枢支されている一対のテンプル部と、フレーム部と一対のテンプル部との間の連結部にそれぞれ設けられて一対のテンプル部の開き角度に対する制限を調整する調整部材とを有する。ここで、像形成部の配置に関して、眼前側とは、眼の正面方向に限らず、眼の正面を基準として上方、下方、斜め方向等に像形成部をずらして配置する場合も含まれるものとする。
【０００９】
上記虚像表示装置では、支持装置に設けた調整部材が、一対のテンプル部の開き角度に対する制限を調整するので、観察者又は装着者の顔横幅に合わせて一対のテンプル部の開き角度を調整できる。つまり、観察者又は装着者の顔横幅の広狭に合わせて一対のテンプル部による顔を挟む状態を調整できるので、テンプル部のテンション、緊密性、密着性等の装着状態を或る程度自在に調整することができる。この結果、例えば虚像表示装置の装着状態を安定させることができ、かつ、一対のテンプル部による締め付けがきつくなり装着が窮屈に感じられることを防止できる。
【００１０】
本発明の具体的な側面では、上記虚像表示装置において、一対のテンプルは、フレーム部の両端に枢支されて折り畳み可能になっている。この場合、調整部材によって装着者の個人差に関わらず密着性を向上させつつ、支持装置や虚像表示装置の携帯等に際しての収納性を高めることができる。
【００１１】
本発明の別の側面では、フレーム部は、前頭部と側頭部の前頭部側とを囲むＵ字状部材であり、一対のテンプルは、Ｕ字状部材の先端に支持されている。この場合、Ｕ字状部材のうち側頭部の前頭部側に配置される部分が一体化され、像形成部の支持が安定化され像形成部の保護が確実となる。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、調整部材は、交換可能な部材を含む。この場合、調整部材自体に複雑な機構等が不要になり、角度制限の調整を単純化できる。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、映像素子と当該映像素子からの光を前記光学部材に導く結合部分とを収納する収納ケースをさらに備え、前記調整部材は、前記収納ケースに付随して設けられた延長部に固定され、前記延長部は、前記連結部よりも先端側に延びるとともに前記テンプル部の根元部分の外側に配置される。この場合、延長部に固定された調整部材によってテンプル部の根元部分が外側に広がることを防止することで、簡単な構造ながら確実にテンプル部の開き角度に対する制限を調整することができる。
【００１４】
本発明の別の側面では、調整部材は、根元部分に対向する表側部分を露出させるように延長部内に収納されている。この場合、延長部によって調整部材が保護され調整部材が外観に影響を及ぼすことを防止できる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、調整部材は、延長部に形成された固定用窪みに嵌合する。この場合、調整部材の保持を安定させることが容易になる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面では、調整部材は、弾性体で形成された調整パッドを含む。この場合、テンプル部の根元部分を弾性変形する調整パッドに当接させることで開き角度に対する制限を弾性的なものとできる。
【００１７】
本発明のさらに別の側面では、調整パッドは、肉抜きされて内部に空洞が設けられている。この場合、調整パッドの弾性変形をより大きくすることができ、一対のテンプル部による締め付けが緩やかな範囲を広げることができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面では、調整部材は、交換のために延長部に対して着脱可能である。この場合、複数サイズ又は複数形状の調整部材を予め準備しておき、これらの調整部材のうち観察者又は装着者に適合する１つの調整部材を支持装置に対して取り付けることで、一対のテンプル部を観察者又は装着者の顔に適合した状態とできる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面では、一対のテンプル部の先端側部分は、弾性体でそれぞれ形成されている。この場合、テンプル部の先端側部分の弾性変形によって一対のテンプル部を介しての虚像表示装置の装用感を向上させることができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、調整部材は、一対のテンプル部の開き角度に関する制限を段階的に変化させる角度調整機構を有する。この場合、調整部材を交換することなく一対のテンプル部による締め付け状態の調整が可能になる。
【００２１】
本発明のさらに別の側面では、光学部材は、映像の光を導光するとともに外界の光の透視を可能にする導光部材と、当該導光部材に連結され外界の光の透視機能を補う光透過部材とを有する。この場合、一体化された導光部材と光透過部材とによって、外界光と映像光とを重畳させたシースルーの状態とすることが可能になる。
【００２２】
本発明のさらに別の側面では、映像素子と、光学部材とを有する第１像形成部と、映像素子と同様の別の映像素子と、光学部材と同様の別の光学部材とを有する第２像形成部とを備え、支持装置は、第１及び第２像形成部を支持する。つまり、虚像表示装置が双眼タイプとなり、第１及び第２表示装置に同一又は異なる表示を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】第１実施形態に係る虚像表示装置の外観を簡単に説明する斜視図である。
【図２】（Ａ）は、虚像表示装置の外観斜視図であり、（Ｂ）は、虚像表示装置からフレームや外装部材を取り除いた内部構造を示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は、フレーム部とテンプル部との連結部周辺を拡大した部分拡大図であり、（Ｂ）は、折り畳まれた状態の連結部周辺を別の方向から見た部分拡大概念図である。
【図４】（Ａ）は、連結部周辺に固定された調整部材を説明する側方断面図であり、（Ｂ）は、調整部材を説明する平面断面図であり、（Ｃ）は、交換可能に準備された別の調整部材を説明する平面断面図であり、（Ｄ）は、交換可能に準備されたさらに別の調整部材を説明する平面断面図である。
【図５】一対のテンプル部の開き角の調整等を説明する平面図である。
【図６】（Ａ）は、虚像表示装置のうち第１表示装置（像形成部）の構造を説明するため外装部材等を取り除いた状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、第１表示装置に組み込まれている画像表示装置及び投射レンズの構造を説明する側方断面図である。
【図７】虚像表示装置を構成する第１表示装置（像形成部）の上下に関する対称面における断面図である。
【図８】（Ａ）及び（Ｂ）は、第１表示装置（像形成部）に組み込まれている導光装置又は光学部材の外観を説明する斜視図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は、虚像表示装置のうち導光部材及び投射レンズのフレームへの固定方法を説明する分解斜視図である。
【図１０】第２実施形態に係る虚像表示装置に組み込まれる調整部材を説明する概念図である。
【図１１】第３実施形態に係る虚像表示装置の一部を説明する図である。
【図１２】（Ａ）及び（Ｂ）は、第４実施形態に係る虚像表示装置及びその変形例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
［第１実施形態］
以下、図１等を参照しつつ、本発明に係る虚像表示装置の第１実施形態について詳細に説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態の虚像表示装置１００は、眼鏡のような外観を有するヘッドマウントディスプレイであり、この虚像表示装置１００を装着した観察者又は装着者に対して虚像による映像光を視認させることができるとともに、観察者に外界像をシースルーで視認又は観察させることができる。虚像表示装置１００は、観察者の眼前を透視可能に覆う第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂと、第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂの根元側にそれぞれ連結される第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂと、光学部材１０１ａ，１０１ｂや像形成本体部１０５ａ，１０５ｂを観察者の眼前に支持するための支持装置１０２とを備える。ここで、図面上で左側の第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとを組み合わせた像形成部としての第１表示装置１００Ａは、右眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。また、図面上で右側の第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとを組み合わせた像形成部としての第２表示装置１００Ｂは、左眼用の虚像を形成する部分であり、単独でも虚像表示装置として機能する。支持装置１０２は、主に観察者の眼前（正確には眼前の周辺）に配置される枠部１０３と、枠部１０３の左右奥の両端から後方に延びるテンプル部（つる部）１０４とを有する。
【００２６】
図２（Ａ）は、虚像表示装置１００の表側の外観を説明する斜視図であり、図２（Ｂ）は、虚像表示装置１００を部分的に分解した表側の斜視図である。
【００２７】
図２（Ａ）に示すように、支持装置１０２のうち枠部１０３は、上側に配置されるフレーム部１０７と下側に配置されるプロテクター１０８とを備える。上側のフレーム部１０７は、ＸＺ面内でＵ字状に折れ曲がった細長い板状の部材である。すなわち、フレーム部１０７は、前頭部と側頭部の前頭部側とを囲むＵ字状部材となっている。フレーム部１０７は、左右の横方向（Ｘ方向）に延びる正面部１０７ａと、前後の奥行き方向（Ｚ方向）に延びる一対の側面部１０７ｂ，１０７ｃとを備える。フレーム部１０７、すなわち正面部１０７ａと側面部１０７ｂ，１０７ｃとは、アルミダイカストその他の各種金属材料で形成されている。フレーム部１０７が金属材料で形成されることで、フレーム部１０７を小型かつ軽量としつつ、十分な剛性を維持して装置全体としての耐久性を確保できる。なお、フレーム部１０７は、一部に分解可能な樹脂製部分を有するものとしてもよい。正面部１０７ａの奥行き方向（Ｚ方向）の幅は、第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂに対応する導光装置２０の厚み又は幅よりも十分に厚いものとなっている。
【００２８】
フレーム部１０７の左側方、具体的には正面部１０７ａにおける向かって左端部から側面部１０７ｂにかけての部分である側方端部６５ａには、第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとがアライメントされネジ止めによって直接固定されることにより、支持されている。また、フレーム部１０７の右側方、具体的には正面部１０７ａにおける向かって右端部から側面部１０７ｃにかけての部分である側方端部６５ｂには、第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとがアライメントされネジ止めにより直接固定されることによって、支持されている。なお、第１光学部材１０１ａと第１像形成本体部１０５ａとは、嵌合によって互いにアライメントされ、第２光学部材１０１ｂと第２像形成本体部１０５ｂとは、嵌合によって互いにアライメントされる。また、光学系ユニットを構成する第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂは、カバー状の外装部材である収納ケース１０５ｄによってそれぞれ覆われている。
【００２９】
図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示すプロテクター１０８は、アンダーリム状の部材であり、図２（Ａ）に示すフレーム部１０７の下方に配置されて固定されている。プロテクター１０８の中央部１０８ｇは、フレーム部１０７の中央部１０７ｇに嵌合及びネジ止めによって固定される。プロテクター１０８は、２段のクランク状に折れ曲がった細長い板状の部材であり、金属材料又は樹脂材料によって一体的に形成されている。プロテクター１０８の第１先端部１０８ｉは、第１像形成本体部１０５ａを覆う収納ケース１０５ｄのうち外部材１０５ｅに設けた凹部１０５ｉに嵌合した状態で固定される。また、プロテクター１０８の第２先端部１０８ｊは、第２像形成本体部１０５ｂを覆うカバー状の収納ケース１０５ｄのうち外部材１０５ｅに設けた凹部１０５ｊに嵌合した状態で固定される。
【００３０】
フレーム部１０７は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂ等をアライメントして支持するだけでなく、収納ケース１０５ｄと協働して第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂの内部を保護する役割も有している。なお、フレーム部１０７及びプロテクター１０８は、第１及び第２像形成本体部１０５ａ，１０５ｂに連結される根元側を除いた導光装置２０の長円状の周囲部分と離間するか又は緩く接している。このため、中央の導光装置２０と、フレーム部１０７及びプロテクター１０８を含む枠部１０３との間に熱膨張率の差があっても、枠部１０３内での導光装置２０の膨張が許容され、導光装置２０に歪み、変形、破損が生じることを防止できる。
【００３１】
フレーム部１０７に付随して、鼻受部４０が設けられている。鼻受部４０は、観察者又は装着者の鼻の側面に当接することによって枠部１０３を支持する役割を有する。つまり、枠部１０３は、鼻に支持される鼻受部４０と、後述する一対のテンプル部１０４とによって、観察者の顔前に配置されることになる。鼻受部４０は、枠部１０３を構成する一方のフレーム部１０７の正面部１０７ａの中央部１０７ｇにおいて、枠部１０３を構成する他方のプロテクター１０８の中央部１０８ｇに挟まれるようにして、ねじ止めによって固定されている。
【００３２】
一対のテンプル部１０４は、フレーム部（Ｕ字状部材）１０７のうち側面部１０７ｂ，１０７ｃの先端部に枢支されて水平に延びるＸＺ面に略沿って回動可能になっており、第１及び第２光学部材１０１ａ，１０１ｂに平行な状態まで折り畳むことができる。両テンプル部１０４が図示のように外側に開いた状態では、一対のテンプル部１０４の先端部１０４ａを観察者又は装着者の耳の上に乗せることができ、鼻受部４０と協働してフレーム部１０７を観察者又は装着者の眼前に配置してその姿勢を保つことができる。この際、各テンプル部１０４は弾性を有する樹脂材料（又は樹脂材料と金属材料との複合材料等）で形成されるとともに、その開き角が弾性的に制限されており、一対のテンプル部１０４によって観察者の耳上部分を弾性的に挟むことができる。
【００３３】
図３（Ａ）及び３（Ｂ）に示すように、第１表示装置１００Ａ側のテンプル部１０４の根元部分１０４ｂは、側面部１０７ｂ，１０７ｃの平板状の先端部１０７ｈを挟む上下２部分に分かれており、これらを貫いて固定されている回動軸としてのピン１０４ｈによって先端部１０７ｈに連結されている。つまり、根元部分１０４ｂと先端部１０７ｈとは、ピン１０４ｈを含めてヒンジとして機能する連結部１０２ｈとなっており、フレーム部１０７とテンプル部１０４とを回動可能に連結する。図３（Ａ）に示すように、テンプル部１０４が外側に開いた状態では、テンプル部１０４の根元部分１０４ｂは、収納ケース１０５ｄに付随して設けられた延長部１０５ｑに沿って延長部１０５ｑの内側に配置される。また、図３（Ｂ）に示すように、テンプル部１０４が折り畳まれた状態では、テンプル部１０４の根元部分１０４ｂは、延長部１０５ｑに対して内向きに大きな角度を成すように配置される。
【００３４】
図３（Ｂ）に示すように、収納ケース１０５ｄの延長部１０５ｑの内側には、延長部１０５ｑに沿って細長く延びる矩形状の固定用窪み１０５ｒが形成されている。この固定用窪み１０５ｒには、調整部材として、ゴムその他の弾性体で形成された調整パッド１０９ａが嵌め込まれて固定されている。調整パッド（調整部材）１０９ａは、固定用窪み１０５ｒと嵌合する本体部分１０９ｄと、延長部１０５ｑ又は固定用窪み１０５ｒよりも内側に突起して露出する表側部分１０９ｅとを有する。調整パッド（調整部材）１０９ａは、弾性体として弾性変形し、表側部分１０９ｅによってテンプル部１０４の根元部分１０４ｂの側面１０４ｆと密着することで、テンプル部１０４の外に開くような回動を弾性的に制限する。この際、調整パッド１０９ａの復元力によってテンプル部１０４に閉じるような適度の回転モーメントを与えることができる。この結果、調整パッド１０９ａによって、一対のテンプル部１０４の開き角度を制限することができるだけでなく、一対のテンプル部１０４によって観察者の耳上部分を適当な力で挟むことができ、虚像表示装置１００の装着時の固定状態を適切にできる。なお、調整パッド１０９ａは、収納ケース１０５ｄの開口を塞ぐ効果を有し、テンプル部１０４を折り畳んだ際に収納ケース１０５ｄの内部が露出することを防止することができる。
【００３５】
図４（Ｂ）等に示すように、調整パッド１０９ａは、肉抜きされて内部に空洞１０９ｊが設けられている。これは、調整パッド１０９ａの厚み方向の弾性変形を容易にしたものであり、このように調整パッド１０９ａの弾性変形を大きくすることによって、テンプル部１０４に与えられる閉じ方向の回転モーメントを比較的小さくすることができ、一対のテンプル部１０４による締め付けが比較的緩やかな範囲が広がって、虚像表示装置１００を装着した際の圧迫感、重量感等に関連する感覚である装用感が向上する。
【００３６】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示す調整パッド１０９ａは、別サイズ又は別形状の調整パッド１０９ａに交換することができる。具体的には、図４（Ｃ）のように、比較的薄い調整パッド１０９ａを固定用窪み１０５ｒに嵌め込むことで、固定用窪み１０５ｒから突出する表側部分１０９ｅの突出量が減少して、テンプル部１０４の開き角を相対的に大きくすることができる。逆に、図４（Ｄ）のように、比較的厚い調整パッド１０９ａを固定用窪み１０５ｒに嵌め込むことで、固定用窪み１０５ｒから突出する表側部分１０９ｅの突出量が増加して、テンプル部１０４の開き角を相対的に小さくすることができる。つまり、タイプの異なる調整パッド１０９ａへの交換によって、テンプル部１０４の開き角度に対する制限を調整することができる。交換に際しては、調整パッド１０９ａを強く引っ張ることで、本体部分１０９ｄを固定用窪み１０５ｒから引き抜くことができる。なお、テンプル部１０４の開き角を変える手法としては、表側部分１０９ｅの突出量の増減に限らず、空洞１０９ｊの形状変更、調整パッド１０９ａの材質変更等を利用することができる。
【００３７】
図５は、一対のテンプル部１０４の開き角の調整を説明する図である。実線は、図４（Ｂ）に示す調整パッド１０９ａを用いた場合のテンプル部１０４の開き角θ１を示し、点線は、図４（Ｃ）に示す調整パッド１０９ａを用いた場合のテンプル部１０４の開き角θ２を示している。なお、図示の開き角θ１，θ２は、テンプル部１０４に殆ど力を加えなかった場合を示しており、一対のテンプル部１０４に強い力を加えた場合、一対のテンプル部１０４を例えば開き角θ１の状態から例えば開き角θ２に近い状態に変化させることもできる。また、テンプル部１０４の中央部１０４ｐから先端部１０４ａにかけの部分（先端側部分）１０４ｑは、弾性変形可能な材料で形成されているので、撓み変形させることができる。つまり、テンプル部１０４の開き角は、それ自身の弾性変形によっても増加させることができる。以上のように調整パッド１０９ａを交換可能にすることで、小顔の装着者（特に女性）であっても、確実なホールド性を発揮させることができる。また、複数サイズのフレーム部１０７を用意する必要がなくなり、製品仕様の一本化又は単純化が容易になる。
【００３８】
以下、虚像表示装置１００の光学系の構成について説明する。まず、図６（Ａ）に示すように、第１表示装置（像形成部）１００Ａは、投影用の光学系である投射透視装置７０と、映像光を形成する画像表示装置８０とを備えると見ることができる。投射透視装置７０は、第１像形成本体部１０５ａによって形成された画像を虚像として観察者の眼に投射する役割を有する。投射透視装置７０は、導光及び透視用の導光部材１０と、透視用の光透過部材５０と、結像用の投射レンズ３０とを備える。つまり、第１光学部材１０１ａ又は導光装置２０は、導光部材１０と光透過部材５０とで構成され、第１像形成本体部１０５ａは、画像表示装置８０と投射レンズ３０とで構成される。
【００３９】
以下、図６（Ｂ）、図７等を参照して、第１像形成本体部１０５ａを構成する画像表示装置８０と投射レンズ３０とについて説明する。
【００４０】
画像表示装置８０は、照明光を射出する照明装置８１と、透過型の空間光変調装置である映像表示素子８２と、照明装置８１及び映像表示素子８２の動作を制御する駆動制御部８４とを有する。
【００４１】
画像表示装置８０の照明装置８１は、赤、緑、青の３色を含む光を発生する光源８１ａと、この光源からの光を拡散させて矩形断面の光束にするバックライト導光部８１ｂとを有する。映像表示素子８２は、例えば液晶表示デバイスで形成され、照明装置８１からの照明光を空間的に変調して動画像等の表示対象となるべき映像光を形成する。駆動制御部８４は、光源駆動回路８４ａと、液晶駆動回路８４ｂとを備える。光源駆動回路８４ａは、照明装置８１に電力を供給して安定した輝度の照明光を射出させる。液晶駆動回路８４ｂは、映像表示素子８２に対して画像信号又は駆動信号を出力することにより、透過率パターンとして動画や静止画の元になるカラーの映像光又は画像光を形成する。なお、液晶駆動回路８４ｂに画像処理機能を持たせることができるが、外付けの制御回路に画像処理機能を持たせることもできる。
【００４２】
投射レンズ３０は、構成要素として３つの光学素子３１〜３３を備える投射光学系であり、これらの光学素子３１〜３３を収納して支持する鏡筒３９を含む。光学素子３１〜３３は、例えば非球面レンズであり、導光部材１０の一部と協働して導光部材１０の内部に映像表示素子８２の表示像に対応する中間像を形成する。鏡筒３９は、前端側に矩形枠状の係合部材３９ａを有する。係合部材３９ａは、導光部材１０の第２導光部分１２側の先端部と嵌合することで、鏡筒３９に対する導光部材１０の位置決めを可能にしている。
【００４３】
なお、映像表示素子８２は、液晶パネル８２ａと、素子用ケース８２ｂとを備え、液晶パネル８２ａは、素子用ケース８２ｂの内部に収納され、移動しないように保持されている。素子用ケース８２ｂは、遮光性の樹脂材料で形成された成形品である。
【００４４】
以下、図８（Ａ）及び８（Ｂ）等を参照して、導光装置２０の構造について説明し、図９（Ａ）及び９（Ｂ）を参照して、第１表示装置（像形成部）１００Ａを構成する導光装置２０や鏡筒３９等についてフレーム部１０７へ組み付けを説明する。
【００４５】
図８（Ａ）及び８（Ｂ）に示すように、導光部材１０と光透過部材５０とは、互いに固定されて一体的な導光装置２０を構成している。導光装置２０は、映像の光を内部で反射させつつ観察者の眼に導く光透過性の光学ブロック状又はプリズム状の部材である。導光装置２０のうち周囲部分に囲まれた本体部分は、長円状の輪郭を有する。ここで、光透過部材５０は、導光部材１０の先端側、すなわち射出側又は光射出側の第１導光部分１１に連結するようにその延長方向に配置され、接着剤を利用した接合によって第１導光部分１１に固定されている。導光部材１０及び光透過部材５０を組み合わせた導光装置２０は、図１における第１光学部材１０１ａに相当し、投射透視装置７０の投射レンズ３０と表示用の画像パターンを形成する画像表示装置８０とは、図１における第１像形成本体部１０５ａに相当する。導光装置２０の周囲部分のうち、フレーム部１０７に近い上辺側には、フレーム部１０７下面に設けられている制限部１０７ｎ（図８（Ｂ）参照）に嵌め込まれるリブ１０ｎが形成されている。この第１のリブ１０ｎの存在により、導光装置２０の奥行き方向（Ｚ方向）に関する変位が制限される。
【００４６】
以下、図９（Ａ）及び９（Ｂ）等を参照して、第１表示装置１００Ａのフレーム部１０７への組付けについて説明する。第１像形成本体部１０５ａを構成する画像表示装置８０の映像表示素子８２は、投射レンズ３０の鏡筒３９の後端部３９ｈに固定される。なお、映像表示素子８２の背面（投射レンズ３０の反対側）には、予め薄板状の照明装置８１が取り付けられている。投射レンズ３０は、その鏡筒３９に埋め込むように形成された取付部３９ｇを利用してフレーム部１０７の側方端部６５ａに設けた第１固定部６１ｆに直接固定されている。このような固定の際、第１固定部６１ｆの裏面６８ｆと取付部３９ｇの上端面等とが当接してアライメントが達成され、ネジ孔６１ｓを介してネジ６１ｔを取付部３９ｇにねじ込むことで着脱可能で確実な固定が可能になる。この際、フレーム部１０７のボス孔６１ｘに鏡筒３９に設けたボス３９ｘが嵌合して鏡筒３９の回転が規制され回転に関する位置決めも行われる。一方、第１光学部材１０１ａである導光装置２０は、そのネック部に形成された突起状の取付部１０ｇを利用して、フレーム部１０７の側方端部６５ａに設けた第２固定部６１ｅに直接固定されている。取付部１０ｇは、導光装置２０の入射側又は光入射側の部分、具体的には第１導光部分１１と第２導光部分１２との境界周辺において周囲に拡張するように立設されている。このような固定の際、第２固定部６１ｅの前側部分に設けた突当て面６８ｅと取付部１０ｇの裏面１０ｋとが当接してアライメントが達成され、ネジ孔６１ｕに対してネジ６１ｖをネジ孔１０ｕを介してねじ込むことで着脱可能で確実な固定が可能になる。
【００４７】
導光装置２０は、導光部材１０の第２導光部分１２側の先端部１２ｊが投射レンズ３０の鏡筒３９の前端側に設けられて開口する矩形枠状の係合部材３９ａに嵌合することで、投射レンズ３０に対して位置決めされた状態で係止される。つまり、導光装置２０に設けた導光部材１０をフレーム部１０７の第２固定部６１ｅに固定する際に、第２導光部分１２側の先端部１２ｊを鏡筒３９の係合部材３９ａ内に嵌合するように挿入する。この際、先端部１２ｊの側面１２ｍが係合部材３９ａの内面３９ｍと当接してアライメントが達成される。その後、詳細な説明は省略するが、フレーム部１０７に対して中央部１０７ｇにおいて鼻受部４０を挟むようにプロテクター１０８を固定する。以上の工程によって、フレーム部１０７と投射透視装置７０とプロテクター１０８とのアセンブリーを得ることができる。
【００４８】
その後、図２（Ａ）に示すように、収納ケース１０５ｄのうち外部材１０５ｅをフレーム部１０７及び投射透視装置７０のアセンブリーに固定する。外部材１０５ｅは、フレーム部１０７や投射レンズ３０との嵌合、投射レンズ３０の取付部３９ｇに対してのネジ締結等によって固定される。この際、フレーム部１０７に既に固定されているプロテクター１０８の先端部１０８ｉ，１０８ｊを外部材１０５ｅに形成された凹部１０５ｉに嵌合させて固定することになる。次に、内部材１０５ｆを外部材１０５ｅに嵌合させ、ネジ止めによって外部材１０５ｅに固定する。これにより、内部材１０５ｆと外部材１０５ｅとに挟まれた空間内に、投射透視装置７０を構成する導光装置２０の根元側及び投射レンズ３０と、画像表示装置８０と、フレーム部１０７の側面部１０７ｂ，１０７ｃの一部とが収納される。
【００４９】
なお、図１に示す第２表示装置（像形成部）１００Ｂは、第１表示装置（像形成部）１００Ａと同様の構造を有し、第１表示装置１００Ａを左右対称に反転させただけであるので、第２表示装置１００Ｂの構造、機能、組立て等についての説明は省略する。
【００５０】
図７を参照して、投射透視装置７０等の機能、動作等の詳細について説明する。投射透視装置７０のうち、導光装置２０の一部である導光部材１０は、平面視において顔面に沿うように湾曲した円弧状の部材である。導光部材１０のうち、第１導光部分１１は、鼻に近い中央側つまり光射出側に配置され、光学的な機能を有する側面として、第１面Ｓ１１と、第２面Ｓ１２と、第３面Ｓ１３とを有し、第２導光部分１２は、鼻から離れた周辺側つまり光入射側に配置され、光学的な機能を有する側面として、第４面Ｓ１４と、第５面Ｓ１５とを有する。このうち、第１面Ｓ１１と第４面Ｓ１４とが連続的に隣接し、第３面Ｓ１３と第５面Ｓ１５とが連続的に隣接する。また、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３との間に第２面Ｓ１２が配置され、第４面Ｓ１４と第５面Ｓ１５とは大きな角度を成して隣接している。
【００５１】
導光部材１０において、第１面Ｓ１１は、Ｚ軸に平行な射出側光軸ＡＸＯを中心軸とする自由曲面であり、第２面Ｓ１２は、ＸＺ面に平行な基準面（図示の断面）に含まれＺ軸に対して傾斜した光軸ＡＸ１を中心軸とする自由曲面であり、第３面Ｓ１３は、射出側光軸ＡＸＯを中心軸とする自由曲面である。第４面Ｓ１４は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれＺ軸に対して傾斜した一対の光軸ＡＸ３，ＡＸ４の２等分線に平行な光軸ＡＸ５を中心軸とする自由曲面であり、第５面Ｓ１５は、ＸＺ面に平行な上記基準面に含まれるとともにＺ軸に対して傾斜した一対の光軸ＡＸ４，ＡＸ５の２等分線又はこれに対して小角度をなす線を中心軸とする自由曲面である。なお、以上の第１〜第５面Ｓ１１〜Ｓ１５は、水平（又は横）に延びＸＺ面に平行で光軸ＡＸ１〜ＡＸ５等が通る基準面（図示の断面）を挟んで、鉛直（又は縦）のＹ軸方向に関して対称な形状を有している。
【００５２】
導光部材１０のうち本体１０ｓは、可視域で高い光透過性を示す樹脂材料で形成されており、例えば金型内に熱可塑性樹脂を注入・固化させることにより成形する。なお、本体１０ｓの材料としては、例えばシクロオレフィンポリマー等を用いることができる。本体１０ｓは、一体形成品とされているが、導光部材１０は、既に説明したように機能的に第１導光部分１１と第２導光部分１２とに分けて考えることができる。第１導光部分１１は、映像光ＧＬの導波及び射出を可能にするとともに、外界光ＨＬの透視を可能にする。第２導光部分１２は、映像光ＧＬの入射及び導波を可能にする。
【００５３】
第１導光部分１１において、第１面Ｓ１１は、映像光ＧＬを第１導光部分１１外に射出させる屈折面として機能するとともに、映像光ＧＬを内面側で全反射させる全反射面として機能する。第１面Ｓ１１は、眼ＥＹの正面に配されるものであり、観察者に対し凹面形状を成している。なお、第１面Ｓ１１は、本体１０ｓの表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。
【００５４】
第２面Ｓ１２は、本体１０ｓの表面であり、当該表面にハーフミラー層１５が付随している。このハーフミラー層１５は、光透過性を有する反射膜（すなわち半透過反射膜）である。ハーフミラー層（半透過反射膜）１５は、第２面Ｓ１２の全体ではなく、第２面Ｓ１２を主にＹ軸に沿った鉛直方向に関して狭めた部分領域ＰＡ上に形成されている（図６（Ａ）参照）。ハーフミラー層１５は、本体１０ｓの下地面のうち部分領域ＰＡ上に、金属反射膜や誘電体多層膜を成膜することにより形成される。ハーフミラー層１５の映像光ＧＬに対する反射率は、シースルーによる外界光ＨＬの観察を容易にする観点で、想定される映像光ＧＬの入射角範囲において１０％以上５０％以下とする。具体的な実施例のハーフミラー層１５の映像光ＧＬに対する反射率は、例えば２０％に設定され、映像光ＧＬに対する透過率は、例えば８０％に設定される。
【００５５】
第３面Ｓ１３は、映像光ＧＬを内面側で全反射させる全反射面として機能する。第３面Ｓ１３は、眼ＥＹの正面に配されるものであり、第１面Ｓ１１と同様に観察者に対し凹面形状を成しており、第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３とを通過させて外界光ＨＬを見たときに、視度が略０になっている。なお、第３面Ｓ１３は、本体１０ｓの表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。
【００５６】
第２導光部分１２において、第４面Ｓ１４は、映像光ＧＬを内面側で全反射させる全反射面として機能する。第４面Ｓ１４は、映像光ＧＬを第２導光部分１２内に入射させる屈折面としても機能する。なお、第４面Ｓ１４は、本体１０ｓの表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。
【００５７】
第２導光部分１２において、第５面Ｓ１５は、既述のように、本体１０ｓの表面上に無機材料で形成される光反射膜ＲＭを成膜することで形成され、反射面として機能する。
【００５８】
光透過部材５０は、既述のように導光部材１０と一体的に固定され１つの導光装置２０となっている。光透過部材５０は、導光部材１０の透視機能を補助する部材（補助光学ブロック）であり、光学的な機能を有する側面として、第１透過面Ｓ５１と、第２透過面Ｓ５２と、第３透過面Ｓ５３とを有する。ここで、第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３との間に第２透過面Ｓ５２が配置されている。第１透過面Ｓ５１は、導光部材１０の第１面Ｓ１１を延長した曲面上にあり、第２透過面Ｓ５２は、当該第２面Ｓ１２に対して接着層ＣＣによって接合され一体化されている曲面であり、第３透過面Ｓ５３は、導光部材１０の第３面Ｓ１３を延長した曲面上にある。このうち第２透過面Ｓ５２と導光部材１０の第２面Ｓ１２とは、薄い接着層ＣＣを介しての接合によって一体化されるため、略同じ曲率の形状を有する。
【００５９】
光透過部材（補助光学ブロック）５０は、可視域で高い光透過性を示し、光透過部材５０の本体部分は、導光部材１０の本体１０ｓと略同一の屈折率を有する熱可塑性樹脂材料で形成されている。なお、光透過部材５０は、本体部分を導光部材１０の本体１０ｓに接合した後、接合された状態で本体１０ｓとともにハードコートによる成膜がなされて形成されるものである。つまり、光透過部材５０は、導光部材１０と同様、本体部分の表面にハードコート層２７が施されたものとなっている。第１透過面Ｓ５１と第３透過面Ｓ５３とは、本体部分の表面に施されたハードコート層２７によって形成される面である。
【００６０】
以下、虚像表示装置１００における映像光ＧＬ等の光路について説明する。映像表示素子（映像素子）８２から射出された映像光ＧＬは、投射レンズ３０によって収束されつつ、導光部材１０に設けた正の屈折力を有する第４面Ｓ１４に入射する。
【００６１】
導光部材１０の第４面Ｓ１４を通過した映像光ＧＬは、収束しつつ進み、第２導光部分１２を経由する際に、比較的弱い正の屈折力を有する第５面Ｓ１５で反射され、第４面Ｓ１４に内側から再度入射して反射される。
【００６２】
第２導光部分１２の第４面Ｓ１４で反射された映像光ＧＬは、第１導光部分１１において、比較的弱い正の屈折力を有する第３面Ｓ１３に入射して全反射され、比較的弱い負の屈折力を有する第１面Ｓ１１に入射して全反射される。なお、映像光ＧＬは、第３面Ｓ１３を通過する前後において、導光部材１０中に中間像を形成する。この中間像の像面ＩＩは、映像表示素子８２の像面ＯＩに対応するものである。
【００６３】
第１面Ｓ１１で全反射された映像光ＧＬは、第２面Ｓ１２に入射するが、特にハーフミラー層１５に入射した映像光ＧＬは、このハーフミラー層１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されて第１面Ｓ１１に再度入射して通過する。なお、ハーフミラー層１５は、ここで反射される映像光ＧＬに対して比較的強い正の屈折力を有するものとして作用する。また、第１面Ｓ１１は、これを通過する映像光ＧＬに対して負の屈折力を有するものとして作用する。
【００６４】
第１面Ｓ１１を通過した映像光ＧＬは、観察者の眼ＥＹの瞳又はその等価位置に略平行光束として入射する。つまり、観察者は、虚像としての映像光ＧＬにより、映像表示素子（映像素子）８２上に形成された画像を観察することになる。
【００６５】
一方、外界光ＨＬのうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２よりも−Ｘ側に入射するものは、第１導光部分１１の第３面Ｓ１３と第１面Ｓ１１とを通過するが、この際、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、導光部材１０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。同様に、外界光ＨＬのうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２よりも＋Ｘ側に入射するもの、つまり、光透過部材５０に入射したものは、これに設けた第３透過面Ｓ５３と第１透過面Ｓ５１とを通過する際に、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、光透過部材５０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。さらに、外界光ＨＬのうち、導光部材１０の第２面Ｓ１２に対応する光透過部材５０に入射するものは、第３透過面Ｓ５３と第１面Ｓ１１とを通過する際に、正負の屈折力が相殺されるとともに収差が補正される。つまり、観察者は、光透過部材５０越しに歪みの少ない外界像を観察することになる。なお、導光部材１０の第２面Ｓ１２と光透過部材５０の第２透過面Ｓ５２とは、略同一の曲面形状をともに有し、略同一の屈折率をともに有し、両者の隙間が略同一の屈折率の接着層ＣＣで充填されている。つまり、導光部材１０の第２面Ｓ１２や光透過部材５０の第２透過面Ｓ５２は、外界光ＨＬに対して屈折面として作用しない。
【００６６】
ただし、ハーフミラー層１５に入射した外界光ＨＬは、このハーフミラー層１５を部分的に透過しつつも部分的に反射されるので、ハーフミラー層１５に対応する方向からの外界光ＨＬは、ハーフミラー層１５の透過率に弱められる。その一方で、ハーフミラー層１５に対応する方向からは、映像光ＧＬが入射するので、観察者は、ハーフミラー層１５の方向に映像表示素子（映像素子）８２上に形成された画像とともに外界像を観察することになる。
【００６７】
導光部材１０内で伝搬されて第２面Ｓ１２に入射した映像光ＧＬのうち、ハーフミラー層１５で反射されなかったものは、光透過部材５０内に入射するが、光透過部材５０に設けた不図示の反射防止部によって導光部材１０に戻ることが防止される。つまり、第２面Ｓ１２を通過した映像光ＧＬが光路上に戻されて迷光となることが防止される。また、光透過部材５０側から入射してハーフミラー層１５で反射された外界光ＨＬは、光透過部材５０に戻されるが、光透過部材５０に設けた上述の不図示の反射防止部によって導光部材１０に射出されることが防止される。つまり、ハーフミラー層１５で反射された外界光ＨＬが光路上に戻されて迷光となることが防止される。
【００６８】
以上の説明から明らかなように、本実施形態の虚像表示装置１００によれば、支持装置１０２に設けた調整部材としての調整パッド１０９ａが、一対のテンプル部１０４の開き角度に対する制限を調整するので、観察者又は装着者の顔横幅に合わせて一対のテンプル部１０４の開き角度を調整できる。具体的には、調整パッド１０９ａを厚み等が異なるものに変更することで、観察者又は装着者の顔横幅の広狭に合わせて一対のテンプル部１０４による顔を挟む状態を調整できる。これにより、虚像表示装置１００の装着状態を安定させることができ、かつ、一対のテンプル部１０４による締め付けがきつくなったり装着が窮屈に感じられることを防止できる。
【００６９】
［第２実施形態］
以下、図１０等を参照しつつ、本発明に係る虚像表示装置の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態の虚像表示装置と同様のものになっている。
【００７０】
図１０に示すように、収納ケース１０５ｄに設けた延長部１０５ｑに形成された窪み２０５ｒには、調整部材として、一対のテンプル部の開き角度に関する制限を段階的に変化させる角度調整機構２０９ａが収納されている。角度調整機構２０９ａは、偏芯カム２０９ｂと、バネ２０９ｃと、支持部２０９ｄと、カム軸ガイド２０９ｅとを備える。偏芯カム２０９ｂは、カム軸２０９ｊのまわりに回転し、バネ２０９ｃは、偏芯カム２０９ｂを固定用窪み２０５ｒの傾斜した底面２０５ｚに付勢し、支持部２０９ｄは、バネ２０９ｃの他端を支持し、カム軸ガイド２０９ｅは、カム軸２０９ｊの移動方向を図面の上下方向に規制する。偏芯カム２０９ｂは、テンプル部１０４の根元部分１０４ｂに当たって開き角を制限するものであり、ゴム、プラスチック、金属等で形成され、バネ２０９ｃは、圧縮バネ又はコイルバネ、板バネ等で形成される。偏芯カム２０９ｂを回転させると、偏芯カム２０９ｂの窪み２０５ｒからの突出量が徐々に変化する。この角度調整機構２０９ａにより、一対のテンプル部１０４の開き角度に対する制限を多段階で連続的に調整することができる。
【００７１】
［第３実施形態］
以下、第３実施形態の虚像表示装置について説明する。なお、第３実施形態の虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態の虚像表示装置と同様のものになっている。
【００７２】
図１１に示すように、本実施形態の虚像表示装置１００を構成する片側の第１表示装置（像形成部）１００Ａにおいて、第１映像素子２０６ａは、強度変調された信号光を形成するとともに当該信号光を走査光ＴＬとして射出する。第１光学部材２０１ａは、第１映像素子２０６ａからの走査光ＴＬを反射することによって映像光ＧＬを形成する被照射部材であり、このような映像光ＧＬを眼ＥＹに導く機能を有する。第１駆動部２０５ａは、第１映像素子２０６ａに対して不図示の光ファイバー等を介して照明光を供給する光源、第１映像素子２０６ａ等を動作させる制御回路等を含む本体部分２８０を有する。
【００７３】
第１映像素子２０６ａは、鼻当て部材１０８ａに組み付けられており、フレーム１０３に対して間接的に固定されている。第１映像素子２０６ａは、本体部分２８０からの照明光を制御信号に基づいて変調する信号光変調部２８１と、信号光変調部２８１を経た信号光を走査しつつ射出させる走査光学系２８２とを有する。ここで、走査光学系２８２は、ＭＥＭＳミラー等で構成され、信号光変調部２８１による信号光の変調に同期させて姿勢を変化させることにより、信号光の光路を調整することで第１光学部材２０１ａの内面への光線（走査光ＴＬ）の射出角度を縦横に変化させる２次元走査を行う。
【００７４】
第１光学部材２０１ａは、第１映像素子２０６ａの前方又は光射出方向において装着者の眼ＥＹの前方を覆うように配置されている。第１光学部材２０１ａは、走査光の照射を受ける半透過膜である半透過反射膜２８５と、半透過反射膜２８５を支持固定する支持部材２８６とを有している。これにより、装着者の眼ＥＹには、映像光ＧＬによる虚像のみならず、外界からの光も入ることになり、虚像表示装置２００は、双方を重畳して観察可能にするシースルーの構成となっている。なお、半透過反射膜２８５は、ハーフミラーとすることもできるが、ホログラムその他の回折型の光学素子とすることもできる。
【００７５】
以下、画像形成の動作について説明する。まず、第１映像素子２０６ａのうち、信号光変調部２８１は、画像を構成する画素の輝度に対応して照明光を変調した信号光を形成し射出する。信号光変調部２８１から射出された信号光は、スキャン部である走査光学系２８２に入射する。走査光学系２８２は、信号光を走査光ＴＬとして第１光学部材２０１ａに向けて射出する。第１光学部材２０１ａにおいて、走査光ＴＬを入射させることで、ここでの反射光としての映像光ＧＬによって虚像が形成され、この虚像を観察者が眼ＥＹで捉えることで、画像が認識される。
【００７６】
なお、フレーム部１０７やテンプル部１０４の構造には変更がないので、第１又は第２実施形態の場合と同様に、調整パッド１０９ａや角度調整機構２０９ａによってテンプル部１０４の開き角度に対する制限を調整することができる。
【００７７】
［第４実施形態］
以下、第４実施形態の虚像表示装置について説明する。なお、第４実施形態の虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置を部分的に変更したものであり、特に説明しない部分は第１実施形態の虚像表示装置と同様のものになっている。
【００７８】
図１２（Ａ）に示すように、本実施形態の虚像表示装置１００は、単一の表示装置（像形成部）１００Ａで構成される。つまり、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ投射透視装置７０及び画像表示装置８０を設けるのではなく、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ投射透視装置７０及び画像表示装置８０を設け、画像を片眼視する構成にしてもよい。この場合、フレーム１０７やテンプル部１０４は、例えば図１等に示すままで左右対称に配置する形状とすることができる。特に、画像表示装置８０のない側には、フレーム１０７とテンプル部１０４との境界に、収納ケース１０５ｄの延長部１０５ｑ（図３（Ａ）等参照）に相当するものとして、調整パッド１０９ａ用の支持部３０５ｑを設けることができる。このようにすることで、一対のテンプル部１０４の開き角を自在に調整することが容易になる。
【００７９】
図１２（Ｂ）に示すように、単一の表示装置（像形成部）１００Ａの投射透視装置７０は、眼前の正面から外れた方向を覆うものとできる。つまり、投射透視装置７０によって眼前を全体的に覆うのではなく、投射透視装置７０を眼前の例えば上方配置することによっても、この投射透視装置７０の配置された方向に眼を向けることで虚像の観察が可能になる。なお、図１２（Ｂ）に示すように投射透視装置７０によって眼前を局所的に覆う構成とする場合、透視用の光透過部材５０を省略することもできる。また、図１２（Ｂ）に示すような投射透視装置７０を備える表示装置（像形成部）を両眼用に一対で配置することもできる。
【００８０】
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。
【００８１】
例えば固定用窪み１０５ｒや調整パッド１０９ａの形状は、図４（Ａ）等に例示するものに限らず、様々なものとできる。特に本体部分１０９ｄの形状等は、調整パッド１０９ａの弾性や嵌合状態を調整する観点で影響し、表側部分１０９ｅの形状等は、テンプル部１０４との密着状態等を調整する観点で影響する。なお、固定用窪み１０５ｒや調整パッド１０９ａは、収納ケース１０５ｄの延長部１０５ｑに組み込むものに限らず、フレーム部１０７の側面部１０７ｂ，１０７ｃに直接組み込むものとできる。
【００８２】
また、連結部１０２ｈは、ヒンジ構造に限らず、テンプル部１０４の特定方向への変形を容易にする様々な構造とできる。例えば、フレーム部１０７とテンプル部１０４とを弾性体で連結することもできる。この場合も、一対のテンプル部１０４の開閉方向を制限しつつ、調整パッド１０９ａその他の調整部材によって一対のテンプル部１０４の開き角について、その開き角度の制限を増減させる調整が可能になる。
【００８３】
上記実施形態では、画像表示装置８０において、透過型の液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２を用いているが、画像表示装置８０としては、透過型の液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２に限らず種々のものが利用可能である。例えば、反射型の液晶表示デバイスを用いた構成も可能であり、液晶表示デバイス等からなる映像表示素子８２に代えてデジタル・マイクロミラー・デバイス等を用いることもできる。また、画像表示装置８０として、ＬＥＤアレイやＯＬＥＤ（有機ＥＬ）などに代表される自発光型素子を用いることができる。
【００８４】
枠部１０３については、実施形態に例示した形状又は眼鏡のフレームに似た外観に限らず、投射レンズ３０と導光装置２０とを橋渡しすることができる様々な形状とできる。
【００８５】
上記実施形態では、フレーム部１０７と投射レンズ３０又は導光装置２０とが別体で、ネジ止めによって投射レンズ３０等をフレーム部１０７に固定しているが、ネジ止めによる締結に限らず、これらを様々な手法でフレーム部１０７に固定することができる。さらに、投射レンズ３０の鏡筒３９をフレーム部１０７と一体成形することもできる。鏡筒３９をフレーム部１０７と一体成形する方法として、アウトサート成形、ダイカスト一体成形後の鏡筒部削り出し等の手法がある。
【００８６】
上記実施形態では、投射レンズ３０の鏡筒３９に導光装置２０との係合部材３９ａを設けているが、導光装置２０側に例えば鏡筒３９を挟むように鏡筒３９と嵌合する係合部材を設けることができる。
【００８７】
上記実施形態では、ハーフミラー層（半透過反射膜）１５が横長の矩形領域に形成されるとしたが、ハーフミラー層１５の輪郭は用途その他の使用に応じて適宜変更することができる。また、ハーフミラー層１５の透過率や反射率も用途その他に応じて変更することができる。さらに、ハーフミラー層１５は、単なる半透過性の膜（例えば金属反射膜や誘電体多層膜）に限らず、平面又は曲面のホログラム素子に置き換えることができる。
【００８８】
上記実施形態では、映像表示素子８２における表示輝度の分布を特に調整していないが、位置によって輝度差が生じる場合等においては、表示輝度の分布を不均等に調整することができる。
【００８９】
上記の説明では、フレーム部１０７が像形成本体部１０５ａ，１０５ｂを支持しているが、フレーム部１０７によって導光装置２０を直接支持することもできる。さらに、収納ケース１０５ｄを介して像形成本体部１０５ａ，１０５ｂ等を間接的に支持する構造とすることもできる。
【００９０】
上記実施形態では、導光部材１０の第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３において、表面上にミラーやハーフミラー等を施すことなく空気との界面により映像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明の虚像表示装置１００における全反射については、第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３上の全体又は一部にミラーコートや、ハーフミラー膜が形成されてなされる反射も含むものとする。例えば、映像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、上記第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３の全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての映像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの映像光を得られるのであれば、多少透過性のあるミラーによって第１面Ｓ１１又は第３面Ｓ１３の全体又は一部がコートされていてもよい。
【００９１】
上記の説明では、導光部材１０等が眼ＥＹの並ぶ横方向に延びているが、導光部材１０を縦方向に延びるように配置することもできる。この場合、導光部材１０は、例えば上部での片持ち状態によって支持される。
【００９２】
また、対向して配置される第１面Ｓ１１と第３面Ｓ１３は、観察者に対し凹面形状を成しているものとしているが、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３が平行な平面形状であるものとしてもよい。この場合、観察者が第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３を透過して外界を見た場合に視度を０とすることができる。また、第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３が平行な平面形状である場合において、例えば第１面Ｓ１１及び第３面Ｓ１３以外の他の面については曲面とすることで中間像を形成させるものとしてもよく、中間像を形成しない構成の画像形成であるものとすることも可能である。
【符号の説明】
【００９３】
ＡＸ１-ＡＸ５…光軸、  ＥＹ…眼、  ＧＬ…映像光、  ＨＬ…外界光、  ＲＭ…光反射膜、  ３１-３３…光学素子、  １０…導光部材、  １１，１２…導光部分、  １５…ハーフミラー層、  ２０…導光装置、  ３０…投射レンズ、  ３９…鏡筒、  ４０…鼻受部、  ５０…光透過部材、  ６５ａ，６５ｂ…側方端部、  ７０…投射透視装置、  ８０…画像表示装置、  ８１…照明装置、  ８２…映像表示素子、  ８４…駆動制御部、  １００…虚像表示装置、  １００Ａ，１００Ｂ…表示装置（像形成部）、  １０１ａ，１０１ｂ…光学部材、  １０２…支持装置、  １０２ｈ…連結部、  １０３…枠部、  １０４…テンプル部、  １０４ａ…先端部、  １０４ｂ…根元部分、  １０５ａ，１０５ｂ…像形成本体部、  １０５ｄ…収納ケース、  １０５ｑ…延長部、  １０７…フレーム部、  １０７ｂ，１０７ｃ…側面部、  １０７ｎ…制限部、  １０８…プロテクター、  １０８ａ…鼻当て部材、  １０９ａ…調整パッド（調整部材）、  １０９ｄ…本体部分、  １０９ｅ…表側部分、  １０９ｊ…空洞
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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