(57)【要約】      （修正有）【課題】導光プリズムの側面で反射した光により発生するゴースト像の除去または低減が可能となる装着型映像表示装置及び接眼光学系を提供する。【解決手段】表示素子１２からの映像光を導光する導光プリズム１３と、導光プリズム１３により導光された映像光を射出する接眼窓１４とを含み、導光プリズム１３は、映像光の光路を取り囲むように配置された外周面と、映像光を接眼窓１４へ反射する反射面１３ｅと、を含み、当該外周面と、反射面１３ｅで反射される前の映像光の光軸１５ａを含む平面との交線の一部または全部は、光路の下流側に向かって、光軸１５ａに対して負の角度を有すると共に、上記の交線の一部または全部の接線傾角は、光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなることを特徴とする装着型映像表示装置。【選択図】図５
2017120278.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示素子と、
前記表示素子からの映像光を導光する導光プリズムと、
前記導光プリズムにより導光された前記映像光を射出する射出部と、を含み、
前記導光プリズムは、
前記映像光の光路を取り囲むように配置された外周面と、
前記映像光を前記射出部へ反射する反射面と、を含み、
前記射出部は、前記反射面で反射された前記映像光を射出し、
前記外周面と、前記反射面で反射される前の前記映像光の第１光軸を含む平面との交線の一部または全部は、前記光路の下流側に向かって、前記第１光軸に対して負の角度を有すると共に、前記交線の一部または全部の接線傾角は、前記光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなる
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項２】
請求項１に記載の装着型映像表示装置であって、
前記外周面と、前記第１光軸と前記反射面で反射された後の前記映像光の第２光軸とを含む第１平面に対して垂直であって前記第１光軸を含む第２平面との交線の一部または全部は、前記光路の下流側に向かって、前記第１光軸に対して負の角度を有すると共に、前記外周面と前記第２平面との前記交線の一部または全部の接線傾角は、前記光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなる
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の装着型映像表示装置であって、
前記外周面と前記第２平面との前記交線の一部または全部は、楕円の円周の一部に重なり、
前記光路の上流側であって、前記第１光軸の延長上に前記映像光が形成する虚像の位置は、前記楕円の第１焦点位置に略等しい
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の装着型映像表示装置であって、
前記外周面と前記第２平面との前記交線の一部または全部は、放物線の一部に重なり、
前記光路の上流側であって、前記第１光軸の延長上に前記映像光が形成する虚像の位置は、前記放物線の焦点位置に略等しい
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の装着型映像表示装置であって、
前記射出部は、正の屈折力を有する射出面を含む
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の装着型映像表示装置であって、
前記外周面と、前記第２光軸を含み前記第１平面に垂直な第３平面との交線は、前記光路の下流側に向かって、前記第２光軸に対して正の角度を有する
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の装着型映像表示装置であって、
前記外周面と前記第１平面との交線の一部または全部は、前記光路の下流側に向かって、前記第１光軸に対して負の角度を有すると共に、前記外周面と前記第１平面との前記交線の一部または全部の接線傾角は、前記光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなる
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の装着型映像表示装置であって、
前記第１光軸に垂直な平面と前記外周面との交線が成す、前記導光プリズムの断面形状は、角をもたない閉曲線によって構成される
ことを特徴とする装着型映像表示装置。
【請求項９】
光を導光する導光プリズムと、
前記導光プリズムにより導光された前記光を射出する射出部と、を含み、
前記導光プリズムは、
前記光の光路を取り囲むように配置された外周面と、
前記光を前記射出部へ反射する反射面と、を含み、
前記射出部は、前記反射面で反射された前記光を射出し、
前記外周面と、前記反射面で反射される前の前記光の第１光軸を含む平面との交線の一部または全部は、前記光路の下流側に向かって、前記第１光軸に対して負の角度を有すると共に、前記交線の一部または全部の接線傾角は、前記光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなる
ことを特徴とする接眼光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、導光プリズムを含む装着型映像表示装置、及び、導光プリズムを含む接眼光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、眼鏡等に装着して使用する小型の装着型映像表示装置が注目されている。装着型映像表示装置は、例えば、表示素子と、導光プリズムを含む接眼光学系を備え、表示素子からの映像光を導光して使用者の眼球に向け射出することで、表示素子の表示映像を使用者の視野内に表示する。
【０００３】
導光プリズムは、使用者の視界上に備えられるという性質上、小型化及び薄型化が進められている。しかしながら、そうしたプリズムの小型化及び薄型化に伴って、プリズム内部では不要な反射光が生じ、本来結像されるべき映像光以外の光による像（以下、ゴースト像と記載）を使用者の瞳に結像してしまう場合がある。
【０００４】
図１は、従来の装着型映像表示装置に含まれる表示素子及び接眼光学系の一例を示す斜視図である。図２は、接眼光学系を図１とは異なる方向から見た斜視図である。図３は、表示素子の表示領域中心から射出して接眼光学系の断面上を通る光線の一例を示す図である。
【０００５】
図１乃至図３において、接眼光学系１は、表示素子２からの映像光を導光する導光プリズム３と、導光プリズム３により導光された映像光を使用者の眼球へ向け射出する接眼窓４を含む。
【０００６】
導光プリズム３は、表示素子２からの映像光の光路を取り囲むように配置された４つの側面３ａ、３ｂ、３ｃ、及び３ｄと、表示素子２からの映像光を接眼窓４へ反射する反射面３ｅを含む。
【０００７】
接眼窓４は、正の屈折力を有する射出面４ａを含み、その射出面４ａは、反射面３ｅで反射された映像光を射出する。
【０００８】
光軸５（５ａ、５ｂ）は、表示素子２の表示領域中心から、反射面３ｅ以外で反射することなく、接眼窓４の射出面４ａの中心を通る光線である。その光線のうち、反射面３ｅで反射する前の光線を光軸５ａとし、反射面３ｅで反射した後の光線を光軸５ｂとする。
【０００９】
導光プリズム３の側面３ａ及び３ｂは、光軸５ａ及び５ｂを含む平面に平行に配置された面である。導光プリズム３の側面３ｃ及び３ｄは、光軸５ａ及び５ｂを含む平面に対して垂直な、光軸５ａに平行な面である。
【００１０】
導光プリズム３の断面３ｆは、光軸５ａ及び５ｂを含む平面に対して垂直な、光軸５ａを含む平面との断面である。導光プリズム３の断面３ｇは、接眼窓４よりも表示素子２側の、光軸５ａに垂直な平面との断面である。導光プリズム３の断面３ｈと接眼窓５の断面４ｂは、光軸５ａ及び５ｂを含む平面に対して垂直な、光軸５ｂを含む平面との断面である。なお、断面３ｆ、３ｇ、及び３ｈの各々は、長方形または正方形の形状を有する。また、断面３ｆ、３ｇ、３ｈ、及び４ｂは、接眼光学系１の断面でもある。
【００１１】
このような構成の接眼光学系１によれば、例えば図３に示したように、表示素子２の表示領域中心から射出して接眼光学系１の断面３ｆ、３ｈ、及び４ｂの各断面上を通る光線に注目したときに、導光プリズム３の側面３ａ（または側面３ｂ）で反射した光線が使用者の瞳孔（眼球６の瞳孔）へ入射する場合がある。この場合、使用者の視野内には、その光線によるゴースト像が生じることになる。特に、導光プリズム３の側面３ａ（または側面３ｂ）における、反射面３ｅと接眼窓４との間に挟まれた領域は、接眼窓４に近いことから、その領域で反射した光は、より強いゴースト像を生じさせることになる。
【００１２】
このようなゴースト像は、導光プリズム３の小型化及び薄型化に伴って生じ易い。
【００１３】
従って、小型及び薄型の導光プリズムを含む接眼光学系を備えた装着型映像表示装置においては、導光プリズムの側面で反射した光により発生するゴースト像の除去または低減が望まれている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記実状に鑑み、導光プリズムの側面で反射した光により発生するゴースト像の除去または低減が可能となる装着型映像表示装置及び接眼光学系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】
【００１５】
本発明の一態様の装着型映像表示装置は、表示素子と、前記表示素子からの映像光を導光する導光プリズムと、前記導光プリズムにより導光された前記映像光を射出する射出部と、を含み、前記導光プリズムは、前記映像光の光路を取り囲むように配置された外周面と、前記映像光を前記射出部へ反射する反射面と、を含み、前記射出部は、前記反射面で反射された前記映像光を射出し、前記外周面と、前記反射面で反射される前の前記映像光の第１光軸を含む平面との交線の一部または全部は、前記光路の下流側に向かって、前記第１光軸に対して負の角度を有すると共に、前記交線の一部または全部の接線傾角は、前記光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなることを特徴とする。
【００１６】
本発明の一態様の接眼光学系は、光を導光する導光プリズムと、前記導光プリズムにより導光された前記光を射出する射出部と、を含み、前記導光プリズムは、前記光の光路を取り囲むように配置された外周面と、前記光を前記射出部へ反射する反射面と、を含み、前記射出部は、前記反射面で反射された前記光を射出し、前記外周面と、前記反射面で反射される前の前記光の第１光軸を含む平面との交線の一部または全部は、前記光路の下流側に向かって、前記第１光軸に対して負の角度を有すると共に、前記交線の一部または全部の接線傾角は、前記光路の上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、導光プリズムの側面で反射した光により発生するゴースト像の除去または低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】従来の装着型映像表示装置に含まれる表示素子、及び接眼光学系の斜視図である。
【図２】従来の装着型映像表示装置に含まれる接眼光学系の図１とは異なる方向からみた斜視図である。
【図３】表示素子の表示領域中心から射出して接眼光学系の断面上を通る光線の一例を示す図である。
【図４】本発明の一実施の形態における装着型映像表示装置の装着例を示す図である。
【図５】本発明の一実施の形態における装着型映像表示装置が含む表示素子及び接眼光学系の一例を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施の形態における、接眼光学系の断面上を通る光路の一例を示す図である。
【図７】図６の導光プリズムの側面が平面であった場合に、表示素子の表示領域中心から射出して接眼光学系の断面上を通る光線の一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係る、装着型映像表示装置の表示素子の延長上に虚像を形成する映像光の擬似的な光路であって、接眼光学系の断面上を通る光路の一例を示す図である。
【図９】第１の実施形態の変形例に係る、表示素子の延長上に虚像を形成する映像光の擬似的な光路であって、接眼光学系の断面上を通る光路の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施形態に係る、装着型映像表示装置の表示素子の延長上に虚像を形成する映像光の擬似的な光路であって、接眼光学系の断面上を通る光路の一例を示す図である。
【図１１】第２の実施形態の変形例に係る、装着型映像表示装置が含む表示素子及び接眼光学系の一例を示す斜視図である。
【図１２】第２の実施形態の別の変形例に係る、表示素子の延長上に虚像を形成する映像光の擬似的な光路であって、接眼光学系の断面上を通る光路の一例を示す図である。
【図１３】第３の実施形態に係る、装着型映像表示装置が含む表示素子及び接眼光学系の一例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
まず、本発明の各実施形態に係る装着型映像表示装置に共通する構成について、図４、５、図６を参照しながら説明する。
【００２０】
図４は、本発明の一実施の形態における装着型映像表示装置１０の装着例を示す図である。装着型映像表示装置１０は、筐体１６内部に配置された不図示の表示素子と、筐体１６にその一部が固定されている接眼光学系１１とを含む。装着型映像表示装置１０は、例えば図４のように眼鏡のリムに筐体１６が固定され、接眼光学系１１が使用者の瞳孔の前部に位置するように配置されて使用される。このとき、表示素子から射出される映像光が接眼光学系１１によって使用者の瞳孔に導光される。
【００２１】
図５は、本発明の一実施の形態における装着型映像表示装置１０が含む表示素子１２と、接眼光学系１１の一例を示す斜視図である。接眼光学系１１は、表示素子１２からの映像光を導光する導光プリズム１３と、導光プリズム１３が導光した映像光を使用者の眼球１９に向けて射出する射出部として機能する接眼窓１４とを含む。
【００２２】
導光プリズム１３は、表示素子１２からの映像光が入射する入射面１３ｊと、表示素子１２からの映像光の光路を取り囲むように配置された外周面と、表示素子１２からの映像光を接眼窓１４に向けて反射する反射面１３ｅを含む。外周面は、４つの側面である側面１３ａと、側面１３ｂ（不図示）と、側面１３ｃ（不図示）と、側面１３ｄとによって構成される。側面１３ｂは側面１３ａの対向側に、側面１３ｃは側面１３ｄの対向側にそれぞれ配置された側面である。外周面である側面１３ａと側面１３ｂと側面１３ｃと側面１３ｄの一部分は、図４のように表示素子１２側で筐体１６によって固定される。
【００２３】
接眼窓１４は、射出面１４ａを含み、射出面１４ａを通して映像光を使用者の眼球１９の瞳孔に向けて射出する。
【００２４】
光軸１５ａ、光軸１５ｂは、表示素子１２の表示領域中心から射出される映像光の光軸であって、接眼光学系１１に含まれる反射面１３ｅ以外の部位で反射されることなく、接眼窓１４の射出面１４ａの中心から射出される映像光の光軸である。光軸１５ａは、反射面１３ｅで反射される前の映像光の光軸であり、光軸１５ｂは、反射面１３ｅで反射された後の映像光の光軸である。また以下の記載において、光軸１５ａ、光軸１５ｂを通る映像光の光路に沿って、表示素子１２側を上流、表示素子１２の反対側を下流とする。
【００２５】
導光プリズム１３の側面１３ａ及び側面１３ｂは、光軸１５ａと光軸１５ｂを含む平面（以下、第１平面と記載する）の対向側に配置される側面である。ここで、第１平面に垂直であり光軸１５ａを含む平面（以下、第２平面と記載する）と、側面１３ａ（または側面１３ｂ）の筐体１６から露出される部分との交線は、光軸１５ａの下流方向に向かって、光軸１５ａに対して負の傾斜角を有しており、また、当該交線の接線傾角は光軸１５ａの上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなるように形成されている。
【００２６】
導光プリズム１３の側面１３ｃ及び側面１３ｄは、第２平面の対向側であって、第２平面に対して平行に配置された面である。側面１３ｃ及び側面１３ｄの少なくとも筐体１６から露出される部分は、研磨されており、使用者の眼球から側面１３ｃ及び側面１３ｄを介して外界を見ることができるようにされている。
【００２７】
導光プリズム１３の断面１３ｆは、第２平面との断面である。導光プリズム１３の断面１３ｈは、光軸１５ｂを含み、第１平面に垂直な平面（以下、第３平面と記載する）との断面である。導光プリズム１３の断面１３ｇは、筐体１６から露出された部分における第１平面と第２平面に垂直な平面との断面である。導光プリズム１３の断面１３ｉは、筐体１６によって固定された部分における第１平面と第２平面に垂直な平面との断面である。
【００２８】
以上のような構成をもつ装着型映像表示装置１０によれば、導光プリズム１３の側面１３ａ（または側面１３ｂ）によって反射される光によって生じるゴースト像を除去または低減することが可能である。
【００２９】
図６は、本発明の一実施の形態における接眼光学系１１の断面上を通る光路の一例を示す図である。第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線が負の傾斜角を有することにより、側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射した光は、使用者の眼球１９の瞳孔から逸れた方向へ進むことになる。そのため、側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射する光によって生じるゴースト像を除去または低減する効果が生まれる。
【００３０】
一方で、上述の本発明の一実施の形態の構成とは異なる装着型映像表示装置の構成を示す図７のように、第２平面と側面１３ａ及び側面１３ｂとの交線は負の傾斜角を有するが、当該交線の接線傾角は一定であるような場合、すなわち側面１３ａ及び側面１３ｂが平面であるような場合には、側面１３ａ及び側面１３ｂによって反射される光によってゴースト像が形成されてしまう場合がある。図７は、側面１３ａ及び側面１３ｂが上述の平面である場合における接眼光学系１１において、表示素子１２の表示領域中心から射出して接眼光学系１１の断面１３ｆ及び断面１３ｈ上を通る光線の一例を示す図である。
【００３１】
図７に示した構成では、側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射する光は使用者の眼球１９の瞳孔から逸れた方向へ進むものの、図７の紙面上下方向へ広がる発散光束であるため、接眼窓１４を通過する前に導光プリズム１３内の外周面で再度反射する光線もある。その結果、導光プリズム１３内で複数回反射した光が接眼窓１４の射出面１４ａから使用者の眼球１９に向けて射出され、ゴースト像を形成し得る。
【００３２】
図４、図５、図６で説明された本発明の一実施の形態における装着型映像表示装置１０では、導光プリズム１３の筐体１６から露出された領域において、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線が負の傾斜角を有するだけでなく、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線の接線傾角が上流側から下流側に向けて徐々に大きくなるといった構成を有することで、導光プリズム１３内の外周面での複数回反射を抑止する効果が生まれる。より具体的には、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線の接線傾角が上流側から下流側に向けて徐々に大きくなるような構成をとることで、側面１３ａ（または側面１３ｂ）での反射光は図７に示す構成と比べて小さな収差で集光またはコリメーションされるため、光束が広がらず接眼光学系１１内を通過でき、接眼光学系１１内で再度反射することなく接眼窓１４へ到達させることができる。
【００３３】
すなわち、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線が負の傾斜角を有することと、当該交線の接線傾角が徐々に大きくなることの二つの要素を含むことで、効果的に導光プリズム１３の側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射された光により形成されるゴースト像を除去または低減することができる。
【００３４】
また、上流側であるほど第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線の接線傾角が小さいため、単純に負の傾斜角を有する平面である外周面をもつ構成と比較して、導光プリズム１３を固定する筐体１６が大型化することを防ぐことができる。尚、筐体１６によって固定される導光プリズム１３の外周面の領域は、表示素子１２の表示領域の中心からの映像光が到達せず、また反射光が生じない表示素子１２寄りの領域であることが望ましい。そうすることで、当該領域において側面１３ａ（または側面１３ｂ）は、上記の特徴を有さずともよく、例えば第１平面と平行な平面であってもよい。
【００３５】
また、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）の全ての領域との交線が光軸１５ａに対して負の傾斜角を有し、当該交線の接線傾角が徐々に大きくなるように構成されていてもよい。この場合でも、上流側では第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線の接線傾角が小さいため、筐体１６が大型化してしまうことはない。
【００３６】
側面１３ａ（または側面１３ｂ）は、例えば、光軸１５ａの下流方向に向かって曲率が徐々に強くなるような曲面であってもよい。曲面であることで、反射光が発散光束となることを防ぐことができるので、接眼光学系１１内での複数回反射をより効果的に抑止することができる。
【００３７】
また、側面１３ａと側面１３ｂの両面が側面１３ａの上記特徴を有するものとしてもよい。すなわち、側面１３ａ及び側面１３ｂの第２平面とのそれぞれの交線が光軸１５ａの下流方向に向かって、光軸１５ａに対して負の傾斜角を有し、当該交線の接線傾角が光軸１５ａの上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなるように形成されていてもよい。
【００３８】
また、接眼窓１４の射出面１４ａは、正の屈折力を有していてもよい。射出面１４ａが正の屈折力を有することで、側面１３ａ（または側面１３ｂ）での反射光をさらに集光し、使用者の眼球１９の瞳孔から逸らす作用が働くため、より効果的にゴースト像を除去または低減することができる。
【００３９】
また、第３平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）との交線は、光軸１５ｂの下流側へ向かって第１平面に対して正の傾斜角を有していることが望ましい。そうすることで、接眼窓１４と反射面１３ｅで挟まれた領域において、側面１３ａ（または側面１３ｂ）に光が到達しにくく、当該領域の反射光によって形成されるゴースト像を除去または低減することができる。
【００４０】
以下、上述した本発明の一実施の形態における装着型映像表示装置１０の構成を利用した、第１の実施形態における装着型映像表示装置２０について説明する。尚、本実施形態の装着型映像表示装置２０の構成要素は、図４、図５、図６に記載した装着型映像表示装置１０と同様であるため、以下の図面では、各構成要素は同一の番号を付して説明される。
【００４１】
図８は、本実施形態の装着型映像表示装置２０の表示素子１２の延長上に虚像を形成する映像光の擬似的な光路であって、接眼光学系１１の断面１３ｆ及び断面１３ｈ上を通る光路の一例を示す図である。
【００４２】
導光プリズム１３の側面１３ａの筐体１６から露出された部分と第２平面との交線は、図８に示すように楕円Ａの円周の一部と重なるような曲面である。このとき、装着型映像表示装置２０は、導光プリズム１３の入射面１３ｊを通過する映像光が形成する、表示素子１２の虚像の表示領域の中心が、楕円Ａの第１焦点Ｐ１と重なるように構成される。この構成では、側面１３ａの筐体１６から露出した部分を反射した映像光は楕円Ａの第２焦点Ｐ２へ集光する。また、接眼窓１４は、楕円Ａの第２焦点Ｐ２の近傍に位置するように構成される。
【００４３】
尚、導光プリズム１３の側面１３ｂ、または側面１３ａと側面１３ｂの両方が側面１３ａの上記特徴を有するものとしてもよい。側面１３ｂが上記特徴を有する場合とは、側面１３ｂの筐体１６から露出された部分と第２平面との交線が、楕円（不図示）の円周の一部と重なるような曲面である場合である。このとき、装着型映像表示装置２０は、当該楕円の第１焦点と、導光プリズム１３の入射面１３ｊを通過する映像光が形成する、表示素子１２の虚像の表示領域の中心と、が重なるように構成される。この構成では、側面１３ｂの筐体１６から露出した部分を反射した映像光は当該楕円の第２焦点へ集光する。また、接眼窓１４は、当該楕円の第２焦点の近傍に位置するように構成される。
【００４４】
第１の実施形態における装着型映像表示装置２０によっても、導光プリズム１３の側面１３ａ（または側面１３ｂ）によって反射される光によって生じるゴースト像を除去または低減することができる。装着型映像表示装置２０では、筐体１６から露出した側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射された映像光は、接眼窓１４近傍に極めて小さな収差で集光することから、より確実に接眼窓１４の射出面１４ａを通過する。従って、導光プリズム１３内の外周面での複数回反射をより効果的に抑止することができる。
【００４５】
また、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）の全ての領域との交線が、楕円の円周の一部と重なるような曲面であってもよい。このとき、装着型映像表示装置２０は、導光プリズム１３の入射面１３ｊを通過する映像光が形成する、表示素子１２の虚像の表示領域の中心が、当該楕円の第１焦点と重なるように構成される。
【００４６】
また、図９に示すように、導光プリズム１３の外周面の筐体１６によって固定される表示素子１２寄りの領域に、遮光部である溝１７を設けてもよい。溝１７は、導光プリズム１３の外周面の筐体１６によって固定される部分へ到達する光を除去するように機能する。溝１７があることで、外周面の表示素子１２寄りの領域で反射されてゴースト像を形成する光を予め除去することができる。
【００４７】
また、接眼窓１４の射出面１４ａは、正の屈折力を有していてもよい。射出面１４ａが正の屈折力を有することで、側面１３ａ（または側面１３ｂ）での反射光をさらに集光し、使用者の眼球１９の瞳孔から逸らす作用が働くため、より効果的にゴースト像を除去または低減することができる。
【００４８】
以下、本発明の第２の実施形態における装着型映像表示装置３０について説明する。本実施形態の装着型映像表示装置３０の構成要素は、図４、図５、図６に記載した装着型映像表示装置１０と同様であるため、以下の図面では、各構成要素は同一の番号を付して説明される。
【００４９】
図１０は、本実施形態の装着型映像表示装置３０の表示素子１２の延長上に虚像を形成する映像光の擬似的な光路であって、接眼光学系１１の断面１３ｆ及び断面１３ｈ上を通る光路の一例を示す図である。導光プリズム１３の側面１３ａの筐体１６から露出された部分と第２平面との交線は、図９に示すように放物線Ｂの一部と重なるような曲面である。このとき、装着型映像表示装置３０は、導光プリズム１３の入射面１３ｊを通過する映像光が形成する、表示素子１２の虚像の表示領域の中心が、放物線Ｂの焦点Ｐ３と重なるように構成される。また、接眼窓１４の射出面１４ａは正の屈折力を有している。この構成では、側面１３ａの筐体１６から露出した部分を反射した映像光は、接眼窓１４の射出面１４ａがもつ正の屈折力によって焦点Ｐ４へ集光する。
【００５０】
尚、導光プリズム１３の側面１３ｂ、または側面１３ａと側面１３ｂの両方が側面１３ａの上記特徴を有するものとしてもよい。側面１３ｂが上記の特徴を有する場合とは、側面１３ｂの筐体１６から露出された部分と第２平面との交線が、放物線（不図示）の一部と重なるような曲面である場合である。このとき、装着型映像表示装置３０は、導光プリズム１３の入射面１３ｊを通過する映像光が形成する、表示素子１２の虚像の表示領域の中心が、当該放物線の焦点と重なるように構成される。この構成では、側面１３ｂの筐体１６から露出した部分を反射した映像光は、接眼窓１４の射出面１４ａがもつ正の屈折力によって集光する。
【００５１】
第２の実施形態における装着型映像表示装置３０によっても、導光プリズム１３の側面１３ａ（または側面１３ｂ）によって反射される光によって生じるゴースト像を除去または低減することができる。導光プリズム１３の側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射される光は、極めて小さな収差の平行光となり、導光プリズム１３内の外周面での複数回反射を抑止することができる。
【００５２】
装着型映像表示装置３０では、接眼窓１４の射出面１４ａによって導光プリズム１３の側面１３ａ（または側面１３ｂ）で反射される光が使用者の眼球１９の瞳孔から逸れた位置に集光するため、より確実に使用者の眼球１９の瞳孔からゴースト像を形成し得る反射光を逸らすことができる。
【００５３】
また、第２平面と側面１３ａ（または側面１３ｂ）の全ての領域との交線が、放物線の一部と重なるような曲面であってもよい。このとき、装着型映像表示装置３０は、導光プリズム１３の入射面１３ｊを通過する映像光が形成する表示素子１２の虚像の表示領域の中心が、当該放物線の焦点と重なるように構成される。
【００５４】
また、接眼窓１４の射出面１４ａは正の屈折力を有していなくてもよい。例えば、図１１に示す本実施形態の変形例では、導光プリズム１３は、半透鏡３２と導光プリズム１３内部に凹面を向けた凹面鏡３３を有している。以下、本変形例において、表示素子１２の表示領域の中心から射出され、導光プリズム１３を通り、使用者の眼球１９に入射する光の光路について説明する。当該光は、光軸１５ａを通り、半透鏡３２を通過して凹面鏡３３で反射し、光軸１５ａを表示素子１２方向にさかのぼり、半透鏡３２を反射して、光軸１５ｂを通り導光プリズム１３から使用者の眼球１９に向けて射出される。この構成によっても、側面１３ａの筐体１６から露出した部分を反射した映像光を、凹面鏡３３がもつ正の屈折力によって図１０に示したように焦点Ｐ４へ集光させることができる。
【００５５】
また、図１２に示すように、筐体１６の導光プリズム１３の最も表示素子１２寄りの末端付近に、遮光部１８を設けてもよい。遮光部１８は、第１の実施形態の溝１７と同様の機能を有し、外周面の表示素子１２寄りの領域で反射されてゴースト像を形成する光を予め除去することができる。
【００５６】
以下、本発明の第３の実施形態における装着型映像表示装置４０について説明する。本実施形態における装着型映像表示装置４０は、導光プリズム１３の代わりに導光プリズム４３を含む点で、装着型映像表示装置１０と異なっているがそれ以外の構成は同様である。
【００５７】
図１３は、装着型映像表示装置４０が含む表示素子１２及び接眼光学系４１の一例を示す斜視図である。導光プリズム４３は、表示素子１２からの映像光の光路を取り囲むように配置された外周面４３ａを有する。外周面４３ａは、平面で区切られていない連続した曲面で構成される。また、導光プリズム４３の外周面４３ａは、表示素子１２側の一部分が筐体１６によって固定される。
【００５８】
導光プリズム４３の断面４３ｉは、外周面４３ａの筐体１６によって固定される部分の、光軸１５ａに垂直な平面との断面である。導光プリズム４３の断面４３ｇは、外周面４３ａの筐体１６から露出された部分の、光軸１５ａに垂直な平面との断面である。断面４３ｇ、断面４３ｉの断面形状は、角をもたない閉曲線によって形成される。
【００５９】
また、外周面４３ａの筐体１６から露出された部分と、光軸１５ａを含む平面との交線は、負の傾斜角を有すると共に、当該交線の接線傾角は、光軸１５ａの上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなる。
【００６０】
以上の構成を有する、第３の実施形態における装着型映像表示装置４０によれば、導光プリズム１３の外周面４３ａによって反射される光によって生じるゴースト像を除去または低減することができる。装着型映像表示装置４０では、第１、２の実施形態のように第１平面に対向する面における反射光の除去効果に限定されず、光軸１５ａを取り囲む外周面４３ａの全方向の領域における反射光を除去または低減することができる。
【００６１】
また、装着型映像表示装置４０では、導光プリズム４３の断面形状が角をもたないため、使用時に欠損しにくい。そのため、導光プリズム４３に欠損が生じることで内部で反射される不要光の発生を低減させることができる。
【００６２】
また、装着型映像表示装置４０では、外周面４３ａと、光軸１５ａを含む平面との交線が、負の傾斜角を有すると共に、当該交線の接線傾角が、光軸１５ａの上流側から下流側へ向かい徐々に大きくなるように構成してもよい。
【００６３】
また、接眼窓１４の射出面１４ａは、正の屈折力を有していてもよい。射出面１４ａが正の屈折力を有することで、外周面４３ａでの反射光をさらに集光し、使用者の眼球１９の瞳孔から逸らす作用が働くため、より効果的にゴースト像を除去または低減することができる。
【００６４】
また、装着型映像表示装置４０は、本実施形態における構成と第１、２の実施形態における構成とを併せた構成に変形してもよい。より具体的には、装着型映像表示装置４０において、筐体１６から露出された部分における外周面４３ａと光軸１５ａを含む平面との交線が、楕円の円周の一部または放物線の一部に重なるように形成されていてもよい。そうすることで、より効果的にゴースト像を除去または低減することができる。
【００６５】
また、装着型映像表示装置４０は外周面が連続した曲面によって構成されるとしたが、一つの変形例として、第１、２の実施形態のように複数の側面によって形成されていてもよい。例えば図５のように、導光プリズム１３の外周面が側面１３ａと側面１３ｂと側面１３ｃと側面１３ｄとによって構成されており、第２平面と側面１３ａとの交線及び第２平面と側面１３ｂとの交線、及び、第１平面と側面１３ｃとの交線及び第１平面と側面１３ｄとの交線がそれぞれ光軸１５ａに対して負の傾斜角を有し、各交線の接線傾角が上流側から下流側に向けて徐々に大きくなる構成としてもよい。この構成によれば、導光プリズム１３の外周面である側面１３ａと側面１３ｂと側面１３ｃと側面１３ｄとにおいて反射される光によって生じるゴースト像を除去または低減することができる。
【００６６】
上述した第１から第３の実施形態は、発明の理解を容易にするために具体例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。装着型映像表示装置及び接眼光学系は、特許請求の範囲に記載した本発明を逸脱しない範囲において、さまざまな変形、変更が可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１、１０、２０、３０、４０                              装着型映像表示装置
２、１２                                                表示素子
３、１３、４３                                          導光プリズム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ  側面
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ、４３ｄ                          側面
３ｅ、１３ｅ、４３ｅ                                    反射面
３ｆ、３ｇ、３ｈ、４ｂ、１３ｆ、１３ｇ、１３ｈ、１３ｉ  断面
４３ｆ、４３ｇ、４３ｈ、４３ｉ                          断面
１３ｊ                                                  入射面
４、１４                                                接眼窓
５ａ、５ｂ、１５ａ、１５ｂ                              光軸
１１、４１                                              接眼光学系
１４ａ                                                  射出部
１６                                                    筐体
１７                                                    溝
１８                                                    遮光部
１９                                                    眼球
３２                                                    半透鏡
３３                                                    凹面鏡
Ａ                                                      楕円
Ｂ                                                      放物線
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４                                      焦点
【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】
2017120278.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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