(57)【要約】【課題】光学特性の劣化を抑制でき、外観が良好な導光部材の製造方法、導光部材、及び虚像表示装置を提供する。【解決手段】導光部材は、基材端面Ｓｆ４１の一部にハーフミラー６２が形成された第一部材６１Ａと、第一部材６１Ａと同じ材料で形成された第二部材６１Ｂとを接合して形成されるものであって、基材端面Ｓｆ４１及びミラー表面Ｓｆ４２を含む第一端面Ｓｆ４と、第二部材６１Ｂが有する第二端面Ｓｆ５の少なくとも一方に、ハーフミラー６２を溶解せず、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを溶解する溶剤７を塗布し、第一端面Ｓｆ４及び第二端面Ｓｆ５を当接させ、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂが接合され形成される。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端面の一部に光学膜が形成された第一部材と、前記第一部材と同じ材料で形成された第二部材と、を接合して導光部材を製造する導光部材の製造方法であって、
前記端面及び前記光学膜の表面を含む第一面と、前記第二部材が有する第二面との少なくとも一方に、前記光学膜を溶解せず、前記第一部材及び前記第二部材を溶解する溶剤を塗布する工程と、
前記第一面及び前記第二面を当接させ、前記第一部材及び前記光学膜と前記第二部材とを接合する工程と、を実施する
ことを特徴とする導光部材の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の導光部材の製造方法において、
前記光学膜は、金属膜のハーフミラーであり、
前記溶剤は、環式化合物である
ことを特徴とする導光部材の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の導光部材の製造方法において、
前記溶剤を塗布する工程では、前記溶剤を前記第二面に塗布する
ことを特徴とする導光部材の製造方法。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の導光部材の製造方法において、
前記接合する工程の後に、前記第一部材及び前記第二部材を加熱するアニール工程を実施する
ことを特徴とする導光部材の製造方法。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の導光部材の製造方法において、
前記導光部材の表面の少なくとも一部にハードコート層を形成する工程を実施する
ことを特徴とする導光部材の製造方法。
【請求項６】
端面の一部に光学膜が形成された第一部材と、前記第一部材と同じ材料で形成された第二部材と、が接合された導光部材であって、
前記導光部材は、前記光学膜を溶解せず、前記第一部材及び前記第二部材を溶解する溶剤が、前記端面及び前記光学膜の表面を含む第一面と、前記第二部材が有する第二面との少なくとも一方に塗布され、前記第一面及び前記第二面が当接されて、前記第一部材及び前記光学膜と前記第二部材とが接合されて形成された
ことを特徴とする導光部材。
【請求項７】
透光性を有する基材と、
基材の内部に設けられた光学膜と、を備え、
前記基材に、前記光学膜を溶解せず、前記基材を溶解する化合物が拡散している
ことを特徴とする導光部材。
【請求項８】
請求項７に記載の導光部材において、
前記基材における、前記光学膜の表面に沿った仮想面に交差する方向において、前記仮想面に近づくにしたがって、前記化合物の濃度が高くなる
ことを特徴とする導光部材。
【請求項９】
画像を構成する光を投射する投射光学装置と、
前記投射光学装置からの光を内部で反射させて観察者の眼に導いて、前記画像を虚像として視認させる透光性の導光部材と、を備え、
前記導光部材は、端面の一部に光学膜が形成された第一部材の前記端面と前記光学膜の表面とを含む第一面、及び前記第一部材と同じ材料で形成された第二部材における第二面の少なくとも一方に、前記光学膜を溶解せず、前記第一部材及び前記第二部材を溶解する溶剤が塗布され、前記第一面及び前記第二面が当接されて、前記第一部材及び前記光学膜と前記第二部材とが接合されて形成された
ことを特徴とする虚像表示装置。
【請求項１０】
画像を構成する光を投射する投射光学装置と、
前記投射光学装置からの光を内部で反射させて観察者の眼に導いて、前記画像を虚像として視認させる透光性の導光部材と、を備え、
前記導光部材は、
透光性を有する基材と、
基材の内部に設けられた光学膜と、を備え、
前記基材に、前記光学膜を溶解せず、前記基材を溶解する化合物が拡散している
ことを特徴とする虚像表示装置。
【請求項１１】
請求項９又は請求項１０に記載の虚像表示装置において、
前記投射光学装置から投射され、前記光学膜の表面で反射された光による画像が前記観察者に視認される位置に前記導光部材を保持し、かつ、前記観察者の頭部に装着される装着部を備える
ことを特徴とする虚像表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光部材の製造方法、導光部材、及び虚像表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観察者の頭部に装着されるヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ（Head Mounted Display））等の虚像表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１に記載の虚像表示装置は、シースルー型のＨＭＤとして構成され、画像形成装置と、当該画像形成装置により形成された画像光（虚像）を観察者の眼に導くとともに、観察者の前方の物体からの光を透過させるシースルー型の導光部材とを備える。
【０００３】
上記特許文献に記載の導光部材は、導光部と透光部とを有する。導光部の一方の端面は、ハーフミラー層としての光学膜が設けられ、画像形成装置からの画像光を反射して観察者の眼に導く光出射部を有する。また、透光部は、上記導光部の端面に接合され、光出射部において、外光を透過させる。透光部は、導光部の上記端面に接着剤で接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８００３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、通常、導光部及び透光部と、接着剤とでは屈折率が異なるため、導光部及び透光部と、接着剤との間のそれぞれ界面を透過する透過光の一部が反射される場合がある。すなわち、このような界面を有する導光部材では、界面の透過光の光量が低下し、光学特性が劣化するおそれがある。
このような導光部材を用いたＨＭＤでは、画像光や観察者の前方からの光が界面を通過する際に光量が低下すると、画像光による虚像や、物体の像が暗くなり、視認性が低下するおそれがある。
【０００６】
また、接着剤を用いて、導光部及び透光部を接合すると、上述のように、接合部分の界面における屈折率の差により、当該界面が見えたり、導光部材の表面における、導光部及び透光部と接着剤との間の線状の境界（すなわち筋）が見えたりする場合がある。このように、界面や境界（筋）が見えると、導光部材の外観が悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、光学特性の劣化を抑制でき、外観が良好な導光部材の製造方法、導光部材、及び虚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】
【０００８】
本発明の一適用例に係る導光部材の製造方法は、端面の一部に光学膜が形成された第一部材と、前記第一部材と同じ材料で形成された第二部材と、を接合して導光部材を製造する導光部材の製造方法であって、前記端面及び前記光学膜の表面を含む第一面と、前記第二部材が有する第二面との少なくとも一方に、前記光学膜を溶解せず、前記第一部材及び前記第二部材を溶解する溶剤を塗布する工程と、前記第一面及び前記第二面を当接させ、前記第一部材及び前記光学膜と前記第二部材とを接合する工程と、を実施することを特徴とする。
【０００９】
本適用例では、第一部材及び第二部材を溶解する溶剤を第一面及び第二面の少なくとも一方に塗布し、当接させ、第一部材及び第二部材を接合する。
このような方法では、第一面の光学膜以外の部分や第二面が溶剤によって溶解し、この溶解した部分を当接させて、第一部材及び第二部材を接合するため、接合部分において、光学膜の表面以外に界面が発生することを抑制できる。これにより、第一部材及び第二部材とは屈折率が異なる接合部材を用いて接合する場合と比べて、屈折率変化が大きい界面での光の反射を抑制でき、透過光量の低下を抑制できる。したがって、良好な光学特性を有する導光部材を製造できる。
また、上述のように、光学膜の表面以外に界面の発生を抑制できるため、接合部分が目立ったり、接合部分の端面に、上記界面の端部に相当する筋が見えたりすることによる外観の悪化を抑制できる。したがって、良好な外観を有する導光部材を製造できる。
【００１０】
本適用例の導光部材の製造方法において、前記光学膜は、金属膜のハーフミラーであり、前記溶剤は、環式化合物であることが好ましい。
本適用例の導光部材の製造方法において、光学膜は金属膜のハーフミラー、すなわち、光学膜は金属薄膜である。すなわち、ハーフミラーとして機能させるために、光学膜の膜厚寸法は、光透過性を示す程度に十分に小さい値に設定されている。このような金属薄膜の光学膜では、厚み方向に貫通するピンホールが形成される場合があり、溶剤として分子量が小さい鎖式化合物を用いると、当該ピンホールを通り抜けて、第一部材を溶融させることがある。
これに対して、本適用例では、溶剤として環式化合物を用いる。この環式化合物は、鎖式化合物よりも立体構造が変化しにくく、分子サイズが大きくなりやすい。このため、鎖式化合物を用いる場合と比べて、溶剤が、金属膜のピンホールを通過しにくく、当該金属膜を通り抜けて第一部材を溶解する不都合を抑制できる。
【００１１】
本適用例の導光部材の製造方法において、前記溶剤を塗布する工程では、前記溶剤を前記第二面に塗布することが好ましい。
本適用例の導光部材の製造方法において、光学膜を含まない第二面に溶剤を塗布する。これにより、接合時に、第二面の全体を略均等に溶解させた状態で、当該第二面を第一面に当接させることができる。したがって、第二面側において、溶解量をより確実に調整することができる。また、接合時に第二面の光学膜と接触する部分が、溶解していない状態で光学膜に接触することで、光学膜と第二面とが密着せずに隙間が生じることを抑制でき、光学膜の表面で接合不良が発生することを抑制できる。
【００１２】
本適用例の導光部材の製造方法において、前記接合する工程の後に、前記第一部材及び前記第二部材を加熱するアニール工程を実施することが好ましい。
本適用例の導光部材の製造方法において、溶剤を用いて接合した第一部材及び第二部材を加熱することにより、導光部材の内部において、接合部分に残留する溶剤の成分の拡散を促進することができる。このように導光部材の内部に溶剤の成分を拡散させることにより、導光部材の内部に水が含浸することを抑制できる。これにより、内部に含浸した水が高温により沸騰して、導光部材が白化する等の導光部材の光学特性の劣化を抑制できる。
【００１３】
本適用例の導光部材の製造方法において、前記導光部材の表面の少なくとも一部にハードコート層を形成する工程を実施することが好ましい。
本適用例の導光部材の製造方法において、ハードコート層を形成する。これにより、導光部材の表面を保護できるほか、導光部材の内部から外部への溶剤の拡散を抑制でき、当該溶剤を導光部材の内部により確実に残留させることができる。したがって、上記導光部材の光学特性の劣化をより確実に抑制できる。
【００１４】
本発明の一適用例に係る導光部材は、端面の一部に光学膜が形成された第一部材と、前記第一部材と同じ材料で形成された第二部材と、が接合された導光部材であって、前記導光部材は、前記光学膜を溶解せず、前記第一部材及び前記第二部材を溶解する溶剤が、前記端面及び前記光学膜の表面を含む第一面と、前記第二部材が有する第二面との少なくとも一方に塗布され、前記第一面及び前記第二面が当接されて、前記第一部材及び前記光学膜と前記第二部材とが接合されて形成されたことを特徴とする。
本発明の一適用例に係る導光部材は、第一部材及び第二部材を溶解し、光学膜を溶解しない溶剤を、第一面及び第二面の少なくとも一方に塗布された後、第一面及び第二面が当接されて、第一部材及び第二部材が接合されている。この導光部材では、内部に光学膜が形成されており、上記適用例と同様に、光学膜の表面以外に、第一部材及び第二部材の接合部分に界面が発生することを抑制できる。これにより、界面での光の反射を抑制でき、透過光量の低下を抑制できる。したがって、良好な光学特性を有する導光部材を提供できる。
また、上述のように、接合部分が目立ったり、接合部分の端面に筋が見えたりすることによる外観の悪化を抑制でき、良好な外観を有する導光部材を提供できる。
【００１５】
本発明の他の適用例に係る導光部材は、透光性を有する基材と、基材の内部に設けられた光学膜と、を備え、前記基材に、前記光学膜を溶解せず、前記基材を溶解する化合物が拡散していることを特徴とする。
本発明の一適用例に係る導光部材は、基材の内部に、光学膜を溶解せず、基材を溶解する化合物が拡散している。このような構成では、基材に拡散した化合物によって、基材の内部に水が含浸することを抑制できる。これにより、内部に含浸した水が高温により沸騰して、基材が白化する等の導光部材の光学特性の劣化を抑制できる。
【００１６】
上記他の適用例の導光部材において、前記基材における、前記光学膜の表面に沿った仮想面に交差する方向において、前記仮想面に近づくにしたがって、前記化合物の濃度が高くなることが好ましい。
本適用例の導光部材では、光学膜の表面に沿った仮想面に交差する方向において、仮想面に近づくにしたがって、化合物の濃度が高くなる。このような構成では、特に光学膜の周囲で化合物の濃度が高いため、導光部材における光学膜の周囲において、上述のような水の含浸による光学特性の劣化をより確実に抑制できる。
【００１７】
本発明の一適用例に係る虚像表示装置は、画像を構成する光を投射する投射光学装置と、前記投射光学装置からの光を内部で反射させて観察者の眼に導いて、前記画像を虚像として視認させる透光性の導光部材と、を備え、前記導光部材は、端面の一部に光学膜が形成された第一部材の前記端面と前記光学膜の表面とを含む第一面、及び前記第一部材と同じ材料で形成された第二部材における第二面の少なくとも一方に、前記光学膜を溶解せず、前記第一部材及び前記第二部材を溶解する溶剤が塗布され、前記第一面及び前記第二面が当接されて、前記第一部材及び前記光学膜と前記第二部材とが接合されて形成されたことを特徴とする。
本発明の一適用例に係る虚像表示装置では、光学膜を溶解しない溶剤を、第一面及び第二面の少なくとも一方に塗布された後、第一面及び第二面が当接されて、第一部材及び第二部材が接合されて形成された導光部材を採用している。
本適用例においても、導光部材の内部に光学膜が形成されており、上記適用例と同様に、光学膜の表面以外に、第一部材及び第二部材の接合部分に界面が生じることを抑制できる。これにより、界面での光の反射による透過光量の低下を抑制できる。したがって、良好な光学特性を有する導光部材を提供できる。
また、上述のように、接合部分が目立ったり、接合部分の端面に筋が見えたりすることによる外観の悪化を抑制でき、良好な外観を有する導光部材を提供できる。
さらに、接合部分における界面や筋が、虚像に重なることによる視認性の低下を抑制でき、良好な視認性を有する虚像表示装置を提供することができる。
【００１８】
本発明の他の適用例に係る虚像表示装置は、画像を構成する光を投射する投射光学装置と、前記投射光学装置からの光を内部で反射させて観察者の眼に導いて、前記画像を虚像として視認させる透光性の導光部材と、を備え、前記導光部材は、透光性を有する基材と、基材の内部に設けられた光学膜と、を備え、前記基材に、前記光学膜を溶解せず、前記基材を溶解する化合物が拡散していることを特徴とする。
本発明の一適用例に係る虚像表示装置では、基材の内部に、光学膜を溶解せず、基材を溶解する化合物が拡散している導光部材を採用している。ここで、上記導光部材は、例えば、光学膜を含む第一面を有する第一部材と、第二面とを有する第二部材とを、第一面と第二面とで接合して１つの基材とする際に、上記化合物を含む溶剤で第一面及び第二面を溶解させて接合することで、形成することができる。
このような構成では、基材に拡散した化合物によって、基材の内部に水が含浸することを抑制できる。これにより、内部に含浸した水が高温により沸騰して、基材が白化する等の導光部材の光学特性の劣化を抑制できる。
また、基材における、光学膜の周囲に屈折率変化が大きい界面が形成されることを抑制できる。このため、基材を透過する透過光の上記界面での反射による透過光量の低下を抑制できる。したがって、良好な光学特性を有する導光部材を提供できる。
また、上述のように、接合部分が目立ったり、接合部分の端面に筋が見えたりすることによる外観の悪化を抑制でき、良好な外観を有する導光部材を提供できる。
さらに、上記界面や筋が、虚像に重なることによる視認性の低下を抑制でき、良好な視認性を有する虚像表示装置を提供することができる。
【００１９】
上記適用例の虚像表示装置において、前記投射光学装置から投射され、前記光学膜の表面で反射された光による画像が前記観察者に視認される位置に前記導光部材を保持し、かつ、前記観察者の頭部に装着される装着部を備えることが好ましい。
本適用例に係る虚像表示装置は、観察者の頭部に装着される装着部を備え、この装着部によって、光学膜で反射された光による画像を観察者が視認可能とする位置に、導光部材が保持される。
このような構成では、正面の物体からの光が導光部材を透過させることができ、観察者は、虚像と、物体とを視認することができる。また、上記界面や筋が、虚像や物体に重なることによる視認性の低下を抑制でき、良好な視認性を有する虚像表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るヘッドマウントディスプレイを示す斜視図。
【図２】上記実施形態におけるヘッドマウントディスプレイを示す斜視図。
【図３】上記実施形態におけるカバー部材を取り外した状態のヘッドマウントディスプレイを示す斜視図。
【図４】上記実施形態におけるカバー部材を取り外した状態のヘッドマウントディスプレイを示す斜視図。
【図５】上記実施形態における光学ユニット及び導光部材を示す横断面図。
【図６】上記実施形態における導光部材の製造工程を示すフローチャート。
【図７】上記実施形態における導光部材の製造工程の一部を模式的に示す図。
【図８】上記実施形態における導光部材の製造工程の一部を模式的に示す図。
【図９】上記実施形態における導光部材の製造工程の一部を模式的に示す図。
【図１０】上記実施形態における導光部材の製造工程の一部を模式的に示す図。
【図１１】上記実施形態における導光部材の製造工程の一部を模式的に示す図。
【図１２】従来の導光部材の概略構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態について、図面に基づいて説明する。
［ヘッドマウントディスプレイの概略構成］
図１及び図２は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）１を正面側及び背面側から見た斜視図である。換言すると、図１は、ＨＭＤ１を観察者側とは反対側から見た斜視図であり、図２は、観察者側から見た斜視図である。
なお、以下の説明において、Ｚ方向は、ＨＭＤ１を装着した観察者の視線方向であり、Ｘ方向及びＹ方向は、当該Ｚ方向に直交し、かつ、互いに直交する方向である。これらのうち、Ｘ方向は、ＨＭＤ１を装着した観察者から見て左から右に向かう方向であり、Ｙ方向は、当該観察者から見て下から上に向う方向である。
【００２２】
本実施形態に係るＨＭＤ１は、図１及び図２に示すように、観察者の頭部に装着されて使用される虚像表示装置であり、画像情報に応じて形成された画像光（画像を構成する光）を観察者の眼に入射させて、当該画像光により構成される画像を虚像として視認させるとともに、外光を透過させて外界像を観察可能とするシースルー型のＨＭＤである。このようなＨＭＤ１は、フレーム２と、当該フレーム２に取り付けられる２つの光学装置３と、を備える。
【００２３】
［フレームの構成］
フレーム２は、本発明の装着部に相当し、眼鏡のフレーム様の構成を有し、後述する導光部材６Ｌ，６Ｒを保持し、かつ、観察者の頭部に装着される。このフレーム２は、観察者の額及び左右のこめかみに沿うＵ字状部２１と、当該Ｕ字状部２１の両端に屈曲自在に設けられた一対のアーム２２と、当該Ｕ字状部２１に取り付けられるプロテクター２３及びノーズパッド２４と、を有する。
【００２４】
Ｕ字状部２１は、ＨＭＤ１が観察者に装着された場合に額に沿うフロント部２１１と、当該フロント部２１１の両端からそれぞれ同方向に延出する一対のテンプル部２１２とを有する略Ｕ字状に形成されている。
これらのうち、一対のテンプル部２１２は、観察者の左右のこめかみに対応した位置に設けられている。これらテンプル部２１２のうち、観察者から見て右側のテンプル部２１２Ｒには、右眼用の光学装置３Ｒのカバー部材４が取り付けられ、同左側のテンプル部２１２Ｌには、左眼用の光学装置３Ｌのカバー部材４が取り付けられる。
【００２５】
アーム２２（観察者の右側に位置するアームを２２Ｒとし、左側に位置するアームを２２Ｌとする）は、対応するテンプル部２１２におけるフロント部２１１側とは反対側の端部に、蝶番２１３を介して内側に屈曲自在に設けられている。これらアーム２２は、耳の部位にて観察者の頭部を押さえ、これにより、ＨＭＤ１を頭部に固定する。これらアーム２２は、観察者がＨＭＤ１を使用しない場合には、テンプル部２１２に対して内側に屈曲させることで折り畳むことができ、観察者がＨＭＤ１を使用する場合には、テンプル部２１２と平行に伸ばすことで観察者の耳にかけることができる。
【００２６】
プロテクター２３は、光学装置３Ｌ，３Ｒの後述する各導光部材６Ｌ，Ｒをフロント部２１１に固定する部材であり、眼鏡のアンダーリム様の形状を有する。このプロテクター２３は、フロント部２１１に下方から取り付けられる。
ノーズパッド２４は、観察者から見て逆Ｖ字状に形成されており、プロテクター２３におけるブリッジに対応する位置に設けられる。このノーズパッド２４には、観察者の鼻を左右から挟み、これにより、観察者に装着されたＨＭＤ１が左右にずれたり、下方にずれたりすることが抑制される。
【００２７】
［光学装置の構成］
光学装置３（３Ｒ，３Ｌ）は、それぞれ、入力される画像情報に応じた画像を形成して、当該画像を虚像として観察者に視認させるものである。これら光学装置３Ｌ，３Ｒは、図１及び図２に示すように、それぞれ、カバー部材４と、光学ユニット５（図１及び図２では図示省略）と、観察者の眼に応じた位置に配置される導光部材６（６Ｌ，６Ｒ）と、を有する。
なお、以下の説明では、主に、光学装置３Ｌについて説明するが、当該光学装置３Ｌに対して鏡面対称構造を有する光学装置３Ｒも、左右が逆となるが同様の構成を有する。また、導光部材６Ｌ及び導光部材６Ｒは、特に区別しない場合、単に、導光部材６とする。
【００２８】
［カバー部材の構成］
各光学装置３Ｌ，３Ｒのカバー部材４は、図１及び図２に示すように、左右のテンプル部２１２Ｒ，２１２Ｌにそれぞれ取り付けられ、光学ユニット５を内部に収納する。これらカバー部材４は、対応するテンプル部２１２を挟むように取り付けられる第１カバー４１及び第２カバー４２を有する。
【００２９】
第１カバー４１は、テンプル部２１２の外側（観察者側とは反対側）に取り付けられる。この第１カバー４１は、前述のフロント部２１１の端部からテンプル部２１２におけるアーム２２側の端部までの形状に沿う平面視略Ｌ字状に形成されている。詳述すると、第１カバー４１は、観察者の眼に応じて設けられる導光部材６のテンプル部２１２側の端部を正面側から覆うように設けられている。
第２カバー４２は、フロント部２１１の端部及びテンプル部２１２に沿う平面視略Ｌ字状に形成されており、テンプル部２１２の内側（観察者側）に設けられて第１カバー４１と組み合わされる。
【００３０】
［光学ユニットの構成］
図３及び図４は、カバー部材４を取り外した状態のＨＭＤ１を正面側及び背面側から見た斜視図である。また、図５は、光学装置３（３Ｌ）を示す横断面図である。なお、図３及び図４においては、一部の構成の図示を省略している。
各光学装置３Ｌ，３Ｒの光学ユニット５は、それぞれ、入力される画像情報に応じた画像光を形成し、対応する導光部材６に当該画像光を出射する。この光学ユニット５は、図３及び図４に示すように、画像形成装置５１と、投射光学装置５２（図５参照）と、鏡筒５３と、画像形成装置５１を駆動させる駆動装置５４（図５参照）とを有する。
【００３１】
［画像形成装置の構成］
画像形成装置５１は、上記画像光を形成する。この画像形成装置５１は、光源装置５１１及び光変調装置５１２と、これらを一体的に保持する保持部材５１３とを有する。
光源装置５１１は、光変調装置５１２に向けて光を出射して、当該光変調装置５１２の画像形成領域を照明する。このような光源装置５１１として、本実施形態ではＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の固体光源を有する構成が採用されており、当該光源装置５１１から、駆動装置５４と接続されるフレキシブルプリント基板ＦＰＣ１が延出している。
光変調装置５１２は、光源装置５１１から入射される光を、駆動回路から入力される画像信号に応じて変調する。このような光変調装置５１２は、本実施形態では、偏光板を含む液晶パネルにより構成されており、当該液晶パネルに画像信号を入力させるフレキシブルプリント基板ＦＰＣ２が、駆動装置５４と接続されている。
【００３２】
保持部材５１３は、側面視略Ｕ字状に形成され、光源装置５１１及び光変調装置５１２を保持する。この保持部材５１３は、鏡筒５３側に突出する一対の突出部５１３１が、上下に形成されている。これら突出部５１３１が、鏡筒５３に形成された支持部５３２を挟持することにより、保持部材５１３は、鏡筒５３と一体化される。
【００３３】
［投射光学装置の構成］
投射光学装置５２は、図５に示すように、画像形成装置５１から入射される画像光を、導光部材６に向けて投射する。この投射光学装置５２は、鏡筒５３内に収納配置された複数のレンズにより構成され、本実施形態では、３枚のレンズ５２１〜５２３により構成されている。なお、レンズの枚数及び特性は、適宜設定可能である。
【００３４】
［鏡筒の構成］
鏡筒５３は、合成樹脂製の筐体であり、上記レンズ５２１〜５２３を有する投射光学装置５２を内部に収納する他、画像形成装置５１を支持し、図示を省略するがテンプル部２１２にねじにより固定される。このような鏡筒５３には、画像形成装置５１側及び導光部材６側にそれぞれ開口して、当該画像形成装置５１から入射される画像光を、上記投射光学装置５２を介して導光部材６に導く貫通孔５３１が形成されている。
【００３５】
鏡筒５３の導光部材６側の端部に形成された開口部５３３は、略矩形状に形成され、導光部材６において他方の導光部材６側とは反対側の端部（導光部材６のうち、左側の導光部材６Ｌにおいては左側の端部であり、右側の導光部材６Ｒにおいては右側の端部）が内部に挿入される。この導光部材６の端部は、画像光が入射される光入射面であり、当該端部が開口部５３３内に挿入されることで、投射光学装置５２を構成するレンズ５２３と対向して配置されている。
【００３６】
［導光部材の構成］
導光部材６Ｌ，６Ｒは、図１〜図４に示すように、それぞれ観察者の左眼及び右眼に応じた位置に配置される。これら導光部材６Ｌ，６Ｒは、観察者の頭部に沿う湾曲形状を有し、さらに正面視で略楕円形状と矩形状とを組み合わせた形状を有する。
ここで、図５に示すように、導光部材６は、それぞれ可視光領域で高い光透過性を示す樹脂（例えばシクロオレフィンポリマー）により形成された基材としての導光部６１と、導光部６１の内部に設けられている本発明の光学膜に相当するハーフミラー６２と、を有する。なお、導光部６１の表面の少なくとも一部である外気と接する部分には、ハードコート層６３が設けられている（図１１参照）。
【００３７】
導光部材６は、投射光学装置５２を介して入射される画像光を内部で反射させて、ハーフミラー６２に導き、当該ハーフミラー６２で反射させて、観察者の眼に導いて、当該画像光により構成される画像を虚像として視認させる機能を有するとともに、観察者の前方からの外光を透過させる機能を有する。
導光部材６Ｌ，６Ｒを構成する導光部６１は、ハーフミラー６２が形成された第一部材６１Ａ（図５参照）と、第二部材６１Ｂ（図５参照）とが、一体となるように接合されて形成される。なお、後に詳述するが、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂは、ハーフミラー６２のミラー表面を含む第一部材６１Ａの第一端面Ｓｆ４（第一面）と、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５（第二面）とが、これら各部材６１Ａ，６１Ｂを溶解し、ハーフミラー６２を溶解しない溶媒を用いて接合される（図７参照）。
【００３８】
この導光部６１は、図５に示すように、−Ｘ方向の端部が鏡筒５３の開口部５３３内に嵌め込まれ、ねじＳＣ１（図３参照）によって、前述のフロント部２１１に固定される。
なお、導光部６１には、フロント部２１１との間での位置決めを行う凸状の位置決め部等が適宜形成されている。
【００３９】
導光部６１は、ＸＹ平面に沿う面のうち、装着時に観察者側に位置し、かつ、当該観察者の瞳に正対する第一表面Ｓｆ１と、Ｚ方向において第一表面Ｓｆ１とは反対側の第二表面Ｓｆ２と、を有する。また、導光部６１の内部に設けられたハーフミラー６２における第一表面Ｓｆ１側の反射面Ｓｆ３Ａに沿う仮想的な面を仮想面Ｓｆ３（図１~図５参照）とする。
【００４０】
第一表面Ｓｆ１は、導光部材６内を透過した画像光を観察者の眼に出射する屈折面として機能するとともに、第二表面Ｓｆ２側から入射される画像光を第二表面Ｓｆ２に向けて内面側で全反射させる全反射面として機能する。なお、ハーフミラー６２の反射面Ｓｆ３Ａに入射し、出射側光軸ＡＸに沿う方向に反射した光は、第一表面Ｓｆ１を透過する。
【００４１】
第二表面Ｓｆ２は、Ｚ方向において、第一表面Ｓｆ１とは反対側に位置する。この第二表面Ｓｆ２は、第一表面Ｓｆ１側から入射される画像光を内面側にて当該第一表面Ｓｆ１に向けて内面側で全反射させる全反射面として機能する。また、第二表面Ｓｆ２は、外界から入射される外光を透過させる。
【００４２】
仮想面Ｓｆ３は、後述する第一部材６１Ａの、投射光学装置５２が出射された画像光が入射される側（図５における−Ｘ側）とは反対側（＋Ｘ側）における基材端面Ｓｆ４１（図８及び図９参照）に相当する。また、この仮想面Ｓｆ３における画像光が入射する領域には、ハーフミラー６２が形成されており、当該ハーフミラー６２により、第一表面Ｓｆ１から入射される画像光の角度を変えて当該第一表面Ｓｆ１に向けて反射させる。
【００４３】
ハーフミラー６２は、例えばＡｌやＡｇ等の金属を用いて形成され、膜厚が例えば５ｎｍ以上３０ｎｍ以下の金属薄膜である。ハーフミラー６２は、入射する画像光の反射率が、例えば、シースルーによる外界の観察を容易にする観点で、想定される画像光の入射角範囲において１０％以上５０％以下に設定されていることが好ましい。
ハードコート層６３は、樹脂等からなるコート剤を導光部６１の表面に塗布することで成膜される。
【００４４】
なお、後に詳述するが、導光部６１の内部には、導光部６１を溶解し、ハーフミラー６２を溶解しない化合物が拡散している。この化合物としては、例えば、導光部６１がシクロオレフィンポリマーで形成され、ハーフミラー６２が金属薄膜である場合、シクロオレフィンポリマーを溶解する脂環式化合物を例示できる。
また、導光部６１では、±Ｘ方向に仮想面Ｓｆ３から離れるにしたがって上記化合物の濃度が低くなり、仮想面Ｓｆ３に近づくにつれて濃度が高くなる。
【００４５】
［導光部材における画像光の光路］
光学装置３Ｌにおいて、画像形成装置５１で形成された画像光は、鏡筒５３内に配設されたレンズ５２１〜５２３を有する投射光学装置５２により、導光部材６に向けて投射される。導光部材６Ｌ内に入射された画像光は、第一表面Ｓｆ１及び第二表面Ｓｆ２にて全反射される。第一表面Ｓｆ１から第二表面Ｓｆ２に向けて進行する画像光のうち、反射面Ｓｆ３Ａに入射された光は、当該反射面Ｓｆ３Ａにて全反射され、臨界角未満の角度で第一表面Ｓｆ１に入射され、第一表面Ｓｆ１を透過する。第一表面Ｓｆ１を透過した画像光は、観察者の眼に入射され、画像として視認される。
以上の説明では、左眼用の導光部材６Ｌの構成、及び、当該導光部材６Ｌにおける画像光の光路について主に説明したが、当該導光部材６Ｌに対する鏡面対称構造を有する右眼用の導光部材６Ｒの構成、及び、当該導光部材６Ｒにおける画像光の光路も同様である。
【００４６】
［導光部材の製造方法］
図６は、導光部材の製造工程を示すフローチャートである。また、図７〜図１１は、導光部材の製造工程における各工程における導光部材の構成を模式的に示す図である。なお、図７〜図１１では、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの構造を単純化して示している。
導光部材６（６Ｌ，６Ｒ）は、第一部材６１Ａと、第二部材６１Ｂとが接合されて、形成される。導光部材６（６Ｒ）は、導光部材６（６Ｌ）と左右が逆となること以外は基本的に同様である。したがって、以下、導光部材６（６Ｌ）の製造方法について説明する。
【００４７】
まず、図６及び図７に示すように、ハーフミラー６２が形成された第一部材６１Ａと、第二部材６１Ｂとを準備する（ステップＳ１）。
第一部材６１Ａは、図５に示すように、導光部６１のうち、Ｘ方向において仮想面Ｓｆ３に対して鏡筒５３側の部分に相当する。この第一部材６１Ａは、図７に示すように、+Ｘ方向側（Ｘ方向において鏡筒５３とは反対側）の端面である基材端面Ｓｆ４１にハーフミラー６２が形成されている。この第一部材６１Ａの基材端面Ｓｆ４１のうちのハーフミラー６２が形成されていない面と、ハーフミラー６２のミラー表面Ｓｆ４２とを含む第一端面Ｓｆ４が、第二部材６１Ｂに接合される。
なお、ハーフミラー６２は、例えばＡｌ等の金属を用いて、蒸着等により基材端面Ｓｆ４１に製膜される。
【００４８】
第二部材６１Ｂは、図５に示すように、導光部６１のうち、Ｘ方向において仮想面Ｓｆ３に対して鏡筒５３側とは反対側の部分に相当する。第二部材６１Ｂは、図７に示すように、−Ｘ方向側（Ｘ方向において鏡筒５３側）の面である第二端面Ｓｆ５を有する。この第二端面Ｓｆ５は、第一端面Ｓｆ４と当接され、接合される。
【００４９】
本実施形態では、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂは、例えば、シクロオレフィンポリマーを用いて射出成形によって製造される。シクロオレフィンポリマーは、分子内に脂環式炭化水素基を有するポリマーの総称である。
なお、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの材料としては、シクロオレフィンポリマー以外の材料を用いることができる。例えば、射出成形の便宜や吸水性が低いこと、透明性が高いことを考慮し、例えば（メタ）アクリレートモノマーを他の重合性モノマーと共重合させることにより得た（メタ）アクリレート系化合物を用いてもよい。
【００５０】
次に、図６及び図８に示すように、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５に溶剤７を塗布する（ステップＳ２）。
この溶剤７は、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを溶解し、ハーフミラー６２を溶解しない成分を含む。本実施形態では、例えば、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを形成するシクロオレフィンポリマーを溶解し、ハーフミラー６２を溶解しない溶剤である。
このような溶剤７としては、鎖式化合物ではなく、１つ又は２つの環状部分を有する環式化合物、例えば、リモネン、デカリン（デカヒドロナフタレン）、キシレン、トルエン等の環式化合物を用いる。
【００５１】
このように、溶剤７として環式化合物を用いることにより、後述するように、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを溶解して接合する際に、ハーフミラー６２（金属膜）にピンホールやクラックが存在する場合でも、溶剤７の当該ピンホールやクラックからハーフミラー６２を通過することを抑制できる。したがって、溶剤７がハーフミラー６２を通過することにより、ハーフミラー６２が設けられた第一部材６１Ａの基材端面Ｓｆ４１が溶解し、ハーフミラー６２の光学特性が劣化することを抑制できる。
【００５２】
なお、溶剤７としては、分子の外径が５Å以上の環式化合物を用いることが好ましい。ハーフミラー６２として、膜厚が５〜３０ｎｍの金属薄膜を用いる場合、ハーフミラー６２にピンホールやクラック等が発生したとしても、分子の外径が５Å以上の環式化合物を用いることにより、当該溶剤７がハーフミラー６２を通過することをより確実に抑制できる。
【００５３】
また、溶剤７として、２種以上の環式化合物を混合したものを用いてもよい。例えば、２種以上の化合物として、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの溶解度が所定値以上の第１の化合物と、当該第１の化合物よりも溶解度が低い第２の化合物とを用い、これらの混合比を調整することで、溶剤７における第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの溶解度を調整することができる。具体的には、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの材料としてシクロオレフィンポリマーを用いる場合、第１の化合物として脂環式化合物（例えばリモネン、デカリン等）を用い、第２の化合物として脂環式化合物以外の環式化合物である芳香族化合物等（例えばキシレン、トルエン等）を用いることができる。
このように、溶剤７に対する第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの溶解度を調整することで、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの溶解速度や溶解量を調整することができる。
【００５４】
次に、図６に示すように、第一部材６１Ａの第一端面Ｓｆ４と、溶剤が塗布された第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５と、を当接させ、第一部材６１Ａと第二部材６１Ｂとを接合する（ステップＳ３）。
第一部材６１Ａの第一端面Ｓｆ４と、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５と、を当接させることで、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５に塗布された溶剤７が第一部材６１Ａの基材端面Ｓｆ４１におけるハーフミラー６２が設けられていない領域にも接触する。これにより、第一部材６１Ａの第一端面Ｓｆ４のハーフミラー６２が設けられていない領域と、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５とが溶解されて一体化される。この際、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５のハーフミラー６２に対向する領域は、溶剤７によって溶解されているため、ハーフミラー６２のミラー表面Ｓｆ４２に密着した状態で接合される。なお、上記のように、溶剤７は、ハーフミラー６２を通過しないため、基材端面Ｓｆ４１のうちのハーフミラー６２が設けられた部分は溶解せず、基材端面Ｓｆ４１と反射面Ｓｆ３Ａとが密着した状態を維持できる。
【００５５】
なお、第一部材６１Ａの第一端面Ｓｆ４と、第二部材６１Ｂの第二端面Ｓｆ５と、を当接させた際に、図９に示すように、Ｘ方向に見た平面視において、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂよりも外側に、溶剤７の一部がはみ出す場合がある。この場合、溶剤７を拭き取ることで、はみ出した溶剤７により、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの表面が溶解することを抑制できる。なお、溶剤７は、接着剤等と比べて粘度が低いため、容易に拭き取ることができる。
【００５６】
次に、導光部６１にアニール処理を施して（アニール工程）、導光部６１の内部に残存する溶剤の成分を拡散させる（ステップＳ４）。
本実施形態では、ステップＳ４のアニール処理では、例えば、５０℃以上の温度で、所定の時間だけ導光部６１を加熱する。当該アニール処理を実施することにより、溶剤７の成分が拡散して、接合部分において溶解した第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂが硬化する。
【００５７】
ここで、ステップＳ３の接合工程を実施した後では、図１０の二点鎖線で示す仮想面Ｓｆ３の近傍領域Ａ１に、溶剤７の成分が集中的に残存し、他の領域よりも濃度が高くなっている。なお、上述のように、溶剤７はハーフミラー６２を通過しないため、ハーフミラー６２のＸ方向側の領域では、−Ｘ方向側の領域よりも、残存する溶剤７の成分の濃度が高い。本実施形態では、ステップＳ４のアニール処理を実施することにより、溶剤７の成分を近傍領域Ａ１から他の領域に拡散する。その結果、導光部材６では、±Ｘ方向に仮想面Ｓｆ３から離れるにしたがって残存する溶剤７の成分の濃度が低くなり、近づくにしたがって濃度が高くなる。
【００５８】
次に、図６及び図１１に示すように、導光部６１の表面にハードコート層６３を形成する（ステップＳ５）。
ハードコート層６３は、導光部６１の表面に樹脂等からなるコート剤をディップ処理やスプレーコート処理によって成膜することによって形成される。ハードコート層６３の材料としては、例えば熱硬化型のシリコーン系の樹脂や、シリカ等の耐擦傷性を有する無機材料の微粒子とバインダー樹脂とを複合化したものを用いることができる。
【００５９】
ハードコート層６３が形成されることにより、導光部６１の内部に拡散した溶剤成分を、導光部６１の内部に残留させることができる。導光部６１は、ハードコート層６３の表面にピンホールやクラックが生じた場合、当該ピンホール等から侵入した水分により、透光性が低下する可能性がある。このように、導光部６１の内部に水分が侵入すると、例えば、駆動時の発熱や直射日光等によって機器温度が上昇した際に、導光部６１内の水分が沸騰等することで、白化現象が生じ、透光性低下等の機能低下の原因となる。これに対して、導光部６１に溶剤７の成分を拡散させることにより、導光部６１への水分の含浸を抑制でき、透光性の低下を抑制できる。また、溶剤として疎水性溶剤を用いることで、より効果的に導光部６１への水分の含浸を抑制できる。
【００６０】
ここで、図６に示す製造方法で製造された直後の導光部材６では、図１１に示すように、Ｘ方向において、反射面Ｓｆ３Ａを含む所定幅の領域である反射領域Ａ２と、±Ｘ方向に反射領域Ａ２から離れた領域とでは、反射領域Ａ２の方が溶剤成分の濃度が大きくなっている。なお、溶剤成分は、±Ｘ方向に仮想面Ｓｆ３に近づくほど高濃度であるものの、時間の経過に応じて、反射領域Ａ２から±Ｘ方向の端部に向かって、すなわち仮想面Ｓｆ３から離れる方向に拡散する。
【００６１】
［実施形態の作用効果］
本実施形態では、溶剤によって第一端面Ｓｆ４の光学膜が形成されていない領域と、第二端面Ｓｆ５とを溶解させた状態で、これら各端面Ｓｆ４，Ｓｆ５を当接させ、その後、溶解させた部分を硬化させて、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを接合する。このため、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂが直接接合される部分において、界面が発生することを抑制できる。これにより、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂとは屈折率が異なる接合部材を用いて接合する場合と比べて、屈折率変化が大きい界面での光の反射を抑制でき、透過光量の低下を抑制できる。したがって、良好な光学特性を有する導光部材６を製造することができる。
【００６２】
ここで、図１２は、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを、接着剤を用いて接合した場合の従来例の導光部材を模式的に示す図であり、図１２（Ａ）は、Ｙ方向とは反対方向に向かって見た図であり、図１２（Ｂ）は、Ｚ方向に向かって見た図である。
図１２（Ａ）に示すように、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを、接着剤８を用いて接合する場合、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの間に接着剤８が充填されるように接着剤８を塗布すると、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの間からはみ出す場合がある。このように接着剤８がはみ出さず、かつ、接着剤８が充填されない領域が発生しないように、当該接着剤８の塗布量を調整することは容易ではない。また、粘性が高い接着剤８を用いることで、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂの間から接着剤８が流出しにくくできるものの、はみ出た接着剤８を除去するのは手間がかるのみならず、粘性が高い場合は容易に除去できないおそれもある。
【００６３】
また、図１２（Ｂ）に示すように、観察者は、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂと、接着剤８の境界（界面）とにおいて、屈折率の変化が大きく、当該界面が観察者に見えてしまう。例えば、第一表面Ｓｆ１及び第二表面Ｓｆ２や、図１２（Ｂ）に示すように、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂと、接着剤８との線状の境界部分である筋８Ａが目立ち、外観が悪化する。
【００６４】
これに対して、本実施形態では、接着剤を用いず、溶剤により第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを溶解させて接合し、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂが直接接合される部分において、界面の発生を抑制できるため、接合部分が目立ったり、接合部分の端面に筋８Ａが見えたりすることによる外観の悪化を抑制できる。したがって、良好な外観を有する導光部材６を製造することができる。
【００６５】
本実施形態では、光学膜として、金属薄膜であるハーフミラー６２を備えている。このハーフミラー６２は、例えば蒸着等により形成することができ、膜厚寸法が光透過性を示す程度に十分に小さい値に設定されているため、厚み方向に貫通するピンホールが形成される場合がある。これに対して、本実施形態では、溶剤として、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂを溶解する環式化合物を用いる。この環式化合物は、鎖式化合物よりも立体構造が変化しにくく、分子サイズが大きくなりやすい。このため、鎖式化合物を用いる場合と比べて、溶剤がピンホールを通過しにくくすることができる。これにより、第一部材６１Ａの第一端面Ｓｆ４におけるハーフミラー６２の下地となる領域が溶解することを抑制でき、当該領域の溶解によるハーフミラー６２の歪み等の光学特性の劣化が生じることを抑制できる。
【００６６】
本実施形態では、溶剤７をハーフミラー６２が形成されていない第二端面Ｓｆ５に塗布する。これにより、接合時に、第二端面Ｓｆ５の全体を略均一に溶解させた状態で、当該第二端面Ｓｆ５を第一端面Ｓｆ４に当接させることができる。したがって、第二端面Ｓｆ５側において、溶解量をより確実に調整することができる。また、接合時に、第二端面Ｓｆ５のハーフミラー６２と接触する部分が、溶解していない状態でハーフミラー６２に接触することで、ハーフミラー６２と第二端面Ｓｆ５とが密着せずに隙間が生じることを抑制でき、ハーフミラー６２のミラー表面Ｓｆ４２における接合不良を抑制できる。
【００６７】
本実施形態では、第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂのうち、画像光が入射される側の第一部材６１Ａの基材端面Ｓｆ４１にハーフミラー６２を設けているため、基材端面Ｓｆ４１の平面度に応じて反射面Ｓｆ３Ａの平面度を調整することができ、所望の平面度を有する反射面Ｓｆ３Ａを形成することができる。
また、本実施形態では、反射面Ｓｆ３Ａとは反対側のミラー表面Ｓｆ４２に、溶剤７が塗布された第二端面Ｓｆ５を当接させるため、基材端面Ｓｆ４１の反射面Ｓｆ３Ａに当接する領域が、接合時に溶解することをより確実に抑制でき、導光部６１の、反射面Ｓｆ３Ａと第二表面Ｓｆ２との間の領域における、光学特性の変化をより確実に抑制できる。
【００６８】
本実施形態では、導光部材６は、基材である導光部６１の内部に溶剤の成分が拡散している。このよう導光部材６の内部に溶剤の成分を拡散させることにより、導光部材６の内部に水が含浸することを抑制できる。これにより、内部に含浸した水が、例えば機器温度の上昇により沸騰して導光部材６が白化する白化現象を抑制でき、光学特性の劣化を抑制できる。
また、本実施形態では、溶剤を用いて接合した第一部材６１Ａ及び第二部材６１Ｂにアニール処理を実施することにより、導光部材６の内部において、接合部分に残留した溶剤の成分の拡散を促進することができる。
【００６９】
本実施形態において、導光部材６では、仮想面Ｓｆ３に交差する方向としての±Ｘ方向において、仮想面Ｓｆ３に近づくにしたがって、溶剤７の成分（環式化合物）の濃度が高くなる。すなわち、導光部材６の±Ｘ方向の端部よりも、仮想面Ｓｆ３を含む反射領域Ａ２の方が、溶剤７の成分の濃度が高い。このような構成では、ハーフミラー６２の周囲において、化合物の濃度が高いため、導光部材６におけるハーフミラー６２の周囲の光学特性の劣化をより確実に抑制できる。したがって、導光部材６における、ハーフミラー６２で反射された画像光が通過する領域を含む反射領域Ａ２での劣化を抑制でき、虚像の視認性が低下することを抑制できる。
【００７０】
本実施形態では、導光部材６の表面にハードコート層６３を形成する。これにより、導光部材６の表面を保護することができるほか、導光部材６の内部から外部への溶剤７の拡散を抑制でき、当該溶剤７を導光部材６の内部により確実に残留させることができる。したがって、上記導光部材６の光学特性の劣化をより確実に抑制できる。
【００７１】
本実施形態のＨＭＤ１は、上述の導光部材６を備えるものであり、観察者の頭部に装着されるフレーム２によって、ハーフミラー６２で反射された画像光による画像を観察者が視認可能な位置に、導光部材６が保持される。上述のように、第一端面Ｓｆ４及び第二端面Ｓｆ５が直接接合される部分において界面が生じず、透過光量の低下を抑制できる。したがって、ＨＭＤ１は、外光の透過光量が低下することによる観察者の正面の物体の視認性が低下することを抑制できる。
また、上述のように、接合部分において、ハーフミラー６２との界面以外に界面が生じないため、接合部分の界面や筋が、虚像や観察者の正面の物体に重なって見えることによる、視認性の低下を抑制できる。
【００７２】
［実施形態の変形］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、上記実施形態では、溶剤７を第二端面Ｓｆ５に塗布していたが、本発明はこれに限定されず、第一端面Ｓｆ４に塗布してもよいし、第一端面Ｓｆ４及び第二端面Ｓｆ５の両方に塗布してもよい。第一端面Ｓｆ４及び第二端面Ｓｆ５の両方に溶剤７を塗布する場合、溶剤７の塗布量が不足することをより確実に抑制でき、接合不良を抑制できる。
【００７３】
上記実施形態では、第一部材６１Ａにハーフミラー６２を形成していたが、本発明はこれに限定されず第二部材６１Ｂにハーフミラー６２を形成してもよい。
ここで、第二部材６１Ｂにハーフミラー６２を形成し、第一端面Ｓｆ４に溶剤を塗布した後、当該第一端面Ｓｆ４を第二端面Ｓｆ５に当接させる場合、第一端面Ｓｆ４と反射面Ｓｆ３Ａとが密着しない部分が生じると、反射面Ｓｆ３Ａに結像される虚像の画質が低下するおそれがある。これに対して、本実施形態では、画像光が入射される側の第一部材６１Ａにハーフミラー６２を形成し、第二端面Ｓｆ５に溶剤を塗布することで、上述のように、第一端面Ｓｆ４の平面度に応じた、所望の平面度を有するハーフミラー６２を形成することができ、所望の画質の虚像を得ることができる。
【００７４】
上記実施形態では、ハードコート層６３を形成する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、ハードコート層６３を形成しなくてもよい。なお、ハードコート層６３を形成することで、導光部６１の劣化を好適に抑制できるとともに、溶剤の成分が導光部６１の外部に拡散することを抑制できる点で好ましい。
【００７５】
上記実施形態では、導光部材の製造方法として、アニール処理を実施する方法を例示したが、本発明ではこれに限定されず、アニール処理を実施しなくてもよい。アニール処理を実施しないことで、反射領域Ａ２における溶剤成分の濃度の低下を抑制でき、反射領域Ａ２における白化現象の発生をより確実に抑制できる。なお、アニール処理を実施することで、溶剤の成分の拡散を促進でき、溶剤で溶解した部分の硬化に要する時間の短縮を図ることができる。
【００７６】
上記実施形態では、光学膜は、金属薄膜であるハーフミラーであるとしたが、本発明はこれに限らない。例えば、誘電体多層膜のハーフミラーや、偏光ビームスプリッターや、ホログラム等の回折格子等を採用してもよい。
上記実施形態では、虚像表示装置として、観察者の左眼に画像光を入射させる光学装置３Ｌと、観察者の右眼に画像光を入射させる光学装置３Ｒとを備えるＨＭＤ１を例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、これら光学装置３Ｌ，３Ｒのうち、一方の光学装置を備えるＨＭＤとして構成してもよい。さらに、導光部材６は、観察者の頭部における左右方向に沿う形状としたが、これに限らず、上下方向に沿う形状としてもよい。この場合、光学ユニット５を観察者のこめかみの位置に設けずに、頭頂部近傍又は顎部近傍に設けてもよい。
【００７７】
上記実施形態では、画像形成装置５１は、光源装置５１１と、透過型の液晶パネルを有する光変調装置５１２とを備える構成としたが、本発明はこれに限らない。例えば、透過型の液晶パネルに代えて、反射型の液晶パネルを採用してもよい。また、液晶パネルに代えて、マイクロミラーを用いたデバイス等、液晶以外の光変調装置を採用してもよい。さらに、光源装置５１１及び光変調装置５１２に代えて、有機ＥＬ（Electroluminescence）やプラズマ等の自己発光素子により構成されたパネルを採用してもよい。加えて、投射光学装置５２及び導光部材６を介して、網膜が画像光により走査されることで画像が視認される画像形成装置を採用して、網膜投影型（例えば、レーザー網膜投影型）のＨＭＤとして構成してもよい。
さらに、ＨＭＤ１が画像形成装置５１を有する必要はなく、例えば、ＨＭＤと接続される外部機器により形成された画像光を光ファイバー等のライトガイドにより導入し、当該画像光が投射光学装置に入射されるように構成してもよい。
【００７８】
上記実施形態では、虚像表示装置として、シースルー型のＨＭＤ１を例示したが、本発明はこれに限らない。すなわち、外界を観察できない非透過型のＨＭＤや、外界を撮像する撮像素子による撮像画像を表示するビデオシースルー型のＨＭＤに対しても、本発明を適用できる。
【００７９】
以上、本発明を実施するための構成の一例について具体的に説明したが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して特に図示され、かつ、説明されているが、本発明の技術的思想及び目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、当業者が様々な変形及び改良を加えることができるものである。
【符号の説明】
【００８０】
１…ヘッドマウントディスプレイ（虚像表示装置）、２…フレーム（装着部）、５２…投射光学装置、６，６Ｌ，６Ｒ…導光部材、６１…導光部、６１Ａ…第一部材、６１Ｂ…第二部材、６２…ハーフミラー（光学膜）、６３…ハードコート層、７…溶剤、Ｓｆ３…仮想面、Ｓｆ４…第一端面（第一面）、Ｓｆ４２…ミラー表面（光学膜の表面）、Ｓｆ５…第二端面（第二面）。
【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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