JP2012083458A - Virtual image display device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a virtual display device suppressing the generation of luminance non-uniformity and improving use efficiency of illumination light.SOLUTION: An optical member 14 forms a non-uniform distribution concerning the directivity of image light emitted from an angle converting section 23, specifically, a distribution in which an inclination angle ε becomes large around a longitudinal direction. Therefore, even when an emission angle μ of a light flux that is emitted from a liquid crystal display device 32 and effectively captured into the eye EY of an observer is substantially different according to a position in the Y direction of the liquid crystal display device 32, this virtual image display device can form image light having such directivity corresponding to angular characteristics of the light beam capturing so as to suppress the generation of the luminance non-uniformity and improve the use efficiency of the illumination light.

Description

本発明は、頭部に装着して使用するヘッドマウントディスプレイ等の虚像表示装置に関する。   The present invention relates to a virtual image display device such as a head mounted display that is used by being mounted on a head.

近年、ヘッドマウントディスプレイのように虚像の形成及び観察を可能にする虚像表示装置として、導光板によって表示素子からの映像光を観察者の瞳に導くタイプのものが種々提案されている。このような虚像表示装置用の導光板として、全反射を利用して映像光を導くとともに、導光板の主面に対して所定角度をなして互いに平行に配置される複数の部分反射面にて映像光を反射させ導光板から外部に取り出すことによって、映像光を観察者の網膜に到達させるものが知られている（特許文献１、２参照）。   2. Description of the Related Art In recent years, various types of virtual image display devices that enable formation and observation of virtual images, such as a head-mounted display, have been proposed that guide video light from a display element to an observer's pupil using a light guide plate. As a light guide plate for such a virtual image display device, a plurality of partial reflection surfaces arranged to be parallel to each other at a predetermined angle with respect to the main surface of the light guide plate while guiding image light using total reflection. It is known that image light is reflected and taken out of the light guide plate to reach the observer's retina (see Patent Documents 1 and 2).

特表２００３−５３６１０２号公報Special table 2003-536102 gazette 特開２００４−１５７５２０号公報JP 2004-157520 A

上記のような虚像表示装置において、例えば表示素子の上下部分からの光束は、画角に対応する大きな傾斜角で観察者の瞳に入射させる必要があり、表示素子からも比較的大きな傾斜角で射出させることになる。なお、表示素子の中心からの光束は、正面から傾斜させることなく観察者の瞳に入射させるので、表示素子からも正面方向に射出させることになる。以上において、表示素子が例えば照明装置と液晶パネルとを組み合わせたものである場合、照明装置の配光分布は一般に液晶パネルに垂直な方向を強度ピークとして画面内で略一様であるから、照明光の傾斜が少ない画像の中心部分では輝度が高くても、照明光の傾斜が大きくなる画像の上下部分では輝度が低下し、画像の輝度斑の原因となる。この場合、画面の上下部分で照明光が有効に活用されていないことになり、照明光の利用効率が低下しているともいえる。   In the virtual image display device as described above, for example, the light beams from the upper and lower portions of the display element must be incident on the observer's pupil at a large inclination angle corresponding to the angle of view, and the display element also has a relatively large inclination angle. It will be injected. Since the light beam from the center of the display element is incident on the observer's pupil without being tilted from the front, it is also emitted from the display element in the front direction. In the above, when the display element is a combination of a lighting device and a liquid crystal panel, for example, the light distribution of the lighting device is generally uniform in the screen with the intensity peak in the direction perpendicular to the liquid crystal panel. Even if the luminance is high in the central portion of the image where the light inclination is small, the luminance is lowered in the upper and lower portions of the image where the inclination of the illumination light is large, causing the luminance unevenness of the image. In this case, the illumination light is not effectively used in the upper and lower parts of the screen, and it can be said that the utilization efficiency of the illumination light is reduced.

そこで、本発明は、輝度斑の発生を抑え照明光の利用効率を高めた虚像表示装置を提供することを目的とする。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a virtual image display device that suppresses the occurrence of luminance spots and increases the use efficiency of illumination light.

上記課題を解決するため、本発明に係る虚像表示装置は、（ａ）画像光を形成する画像表示装置と、（ｂ）画像表示装置から射出される画像光の指向性に関して非一様な分布を形成する光学部材と、（ｃ）画像表示装置から射出された画像光による虚像を形成する投射光学系と、（ｄ１）投射光学系を通過した画像光を内部に取り込む光入射部と、（ｄ２）対向して延びる第１及び第２の全反射面を有し光入射部から取り込まれた画像光を第１及び第２の全反射面での全反射により導く導光部と、（ｄ３）所定の配列方向に配列される複数の反射面を有し導光部を経て入射する画像光を複数の反射面での反射により角度を変換して外部へ取出し可能にする角度変換部と、（ｄ４）角度変換部を経た画像光を外部に射出する光射出部とを有する（ｄ）導光板とを備える。ここで、画像光の指向性とは、画像表示装置から射出される画像光の輝度中心が特定の方向（具体的には特定の傾斜角及び方位角）に偏っていることを意味する。   In order to solve the above problems, a virtual image display device according to the present invention includes (a) an image display device that forms image light, and (b) a non-uniform distribution with respect to directivity of image light emitted from the image display device. (C) a projection optical system that forms a virtual image by image light emitted from the image display device, (d1) a light incident portion that takes in image light that has passed through the projection optical system, d2) a light guide having first and second total reflection surfaces extending opposite to each other and guiding image light taken in from the light incident portion by total reflection on the first and second total reflection surfaces; and (d3) ) An angle conversion unit that has a plurality of reflection surfaces arranged in a predetermined arrangement direction and allows image light incident through the light guide unit to be converted to an angle by reflection on the plurality of reflection surfaces and taken out to the outside; (D4) a light emitting unit that emits image light that has passed through the angle conversion unit to the outside. And a d) a light guide plate. Here, the directivity of the image light means that the luminance center of the image light emitted from the image display device is biased in a specific direction (specifically, a specific tilt angle and azimuth angle).

上記虚像表示装置では、光学部材が画像表示装置から射出される画像光の指向性に関して非一様な分布を形成するので、画像表示装置の位置によって画像表示装置から射出され観察者の眼に有効に取り込まれる光束の角度が大きく異なっている場合であっても、このような光束取込みの角度特性に対応するような指向性を有する画像光を形成することができ、輝度斑の発生を抑えて照明光の利用効率を高めることができる。なお、上記のような光束取込みの角度特性は、投射光学系や導光板の仕様に依存して生じるものであり、例えば画像表示装置の表示領域の中心側よりも周辺側で大きくなる傾向がある。   In the above virtual image display device, the optical member forms a non-uniform distribution with respect to the directivity of the image light emitted from the image display device, so that it is emitted from the image display device depending on the position of the image display device and is effective for the eyes of the observer. Even when the angle of the light flux taken in is greatly different, it is possible to form image light having directivity corresponding to the angle characteristics of such light flux capture, and to suppress the occurrence of luminance spots The use efficiency of illumination light can be increased. Note that the above-described angular characteristics of the light beam capture are generated depending on the specifications of the projection optical system and the light guide plate, and tend to be larger on the peripheral side than on the central side of the display area of the image display device, for example. .

本発明の具体的な側面では、上記虚像表示装置において、光学部材が画像表示装置の位置に応じて異なる角度に光束を屈曲させる。この場合、位置に応じた照明光や画像光の屈曲によって角度特性を調整することができ、光利用効率を高めることができる。   In a specific aspect of the present invention, in the virtual image display device, the optical member bends the light beam at different angles depending on the position of the image display device. In this case, the angle characteristic can be adjusted by bending the illumination light or the image light according to the position, and the light use efficiency can be improved.

本発明の別の側面では、光学部材が導光板の角度変換部の上記所定の配列方向に対応する第１方向に垂直な第２方向に関して、画像表示装置の周辺部から射出する画像光に対して上記非一様な分布として外側に指向性を与える偏向素子である。この場合、第１方向すなわち導光板の導光方向に垂直な第２方向に関する光束取込みの角度特性が画像表示装置の表示領域の中心側よりも周辺側で傾斜角がより大きくなるようなものになっていても、偏向素子によって与えられるような外向きの指向性によって第２方向の各位置で明るい画像の観察が可能になり、第２方向に関して輝度斑の発生を抑えることができる。   In another aspect of the present invention, the optical member is configured to detect image light emitted from the peripheral portion of the image display device in the second direction perpendicular to the first direction corresponding to the predetermined arrangement direction of the angle conversion unit of the light guide plate. Thus, the deflecting element gives directivity to the outside as the non-uniform distribution. In this case, the angle characteristic of the light flux taking in the first direction, that is, the second direction perpendicular to the light guide direction of the light guide plate is such that the inclination angle is larger on the peripheral side than on the center side of the display area of the image display device. Even in such a case, a bright image can be observed at each position in the second direction due to the outward directivity provided by the deflecting element, and the occurrence of luminance spots in the second direction can be suppressed.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、導光板の角度変換部の上記所定の配列方向に対応する第１方向に垂直な第２方向に関して、画像表示装置の中心から画像表示装置の周辺部に向かうほど画像光を外側に偏向させる偏向面を有する。この場合、第２方向に関する光束取込みの角度特性が画像表示装置の表示領域の中心から周辺部に向かうほど傾斜角が増加するものになっていても、かかる角度特性が光学部材又は偏向面によって補償され、第２方向の各位置で明るい画像の観察が可能になり、第２方向に関して輝度斑の発生を抑えることができる。   In still another aspect of the present invention, the optical member is arranged around the image display device from the center of the image display device with respect to a second direction perpendicular to the first direction corresponding to the predetermined arrangement direction of the angle conversion portions of the light guide plate. It has a deflection surface that deflects image light outward as it goes to the part. In this case, even if the angle characteristic of the light flux capturing in the second direction is such that the inclination angle increases from the center of the display area of the image display device to the periphery, the angle characteristic is compensated by the optical member or the deflection surface. In addition, a bright image can be observed at each position in the second direction, and occurrence of luminance spots in the second direction can be suppressed.

本発明のさらに別の側面では、画像表示装置が、発光部と発光部からの光を制御して画像光を形成する画像光形成部とを備える。   In still another aspect of the present invention, an image display device includes a light emitting unit and an image light forming unit that controls light from the light emitting unit to form image light.

本発明のさらに別の側面では、画像表示装置が、発光輝度の制御によって画像光を形成する画像光形成部を備え、光学部材が、画像光形成部に内蔵又は外付けされている。   In still another aspect of the present invention, an image display device includes an image light forming unit that forms image light by controlling light emission luminance, and an optical member is built in or externally attached to the image light forming unit.

本発明のさらに別の側面では、照明装置が、発光部と発光部からの光束を面光源状に広げるバックライト導光部とを有し、光学部材が、バックライト導光部と画像光形成部との間に配置される。この場合、バックライト導光部の光射出面から射出される照明光の配光特性が一様であっても、光学部材によって、画像光形成部に入射させる照明光の配光特性を所望の状態に調整することができ、画像表示装置から射出される画像光の指向性を上記光束取込みの角度特性に対応したものとすることができる。   In still another aspect of the present invention, the illumination device includes a light emitting unit and a backlight light guide unit that spreads a light beam from the light emitting unit in a surface light source shape, and the optical member forms the backlight light guide unit and the image light. It is arranged between the parts. In this case, even if the light distribution characteristic of the illumination light emitted from the light exit surface of the backlight light guide unit is uniform, the light distribution characteristic of the illumination light incident on the image light forming unit is desired by the optical member. The directivity of the image light emitted from the image display device can be made to correspond to the angle characteristic of the light flux taking-in.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、プリズムアレイシート、フレネルレンズ、及び回折格子の少なくとも１つである。この場合、光学部材を薄型にすることができる。   In still another aspect of the present invention, the optical member is at least one of a prism array sheet, a Fresnel lens, and a diffraction grating. In this case, the optical member can be made thin.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、バックライト導光部に貼り付けられてバックライト導光部と一体化されている。この場合、光学部材の画像表示装置内への組み付けが容易となる。   In still another aspect of the present invention, the optical member is attached to the backlight light guide and integrated with the backlight light guide. In this case, the optical member can be easily assembled in the image display device.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、バックライト導光部からの照明光を、最も輝度が高い主方向（輝度中心の方向）が互いに異なる状態となるように通過させる複数の領域を有する。この場合、照明光の配光特性を複数の領域ごとに適切な状態とすることができる。   In yet another aspect of the present invention, the optical member includes a plurality of regions through which illumination light from the backlight light guide section passes so that the main direction with the highest luminance (the direction of the luminance center) is different from each other. Have. In this case, the light distribution characteristic of the illumination light can be in an appropriate state for each of the plurality of regions.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、複数の領域に対応して形状が互いに異なる複数のプリズムアレイシートを有する。この場合、各領域でプリズムアレイシートを構成するプリズムの楔角を調整することで照明光の配光特性を目的のものに調整することができる。   In still another aspect of the present invention, the optical member has a plurality of prism array sheets having different shapes corresponding to the plurality of regions. In this case, the light distribution characteristic of the illumination light can be adjusted to the target by adjusting the wedge angle of the prisms constituting the prism array sheet in each region.

本発明のさらに別の側面では、画像光形成部が、光透過型の液晶表示素子であり、光学部材は、液晶表示素子の光入射側及び光射出側の少なくとも一方に近接して配置される。この場合、バックライト導光部の光射出面から射出される照明光の配光特性が一様であっても、光学部材によって、画像光形成部に入射させる照明光の方向や、画像光形成部から射出させる画像光の方向を調整することができる。つまり、画像表示装置から射出される画像光の指向性を上記光束取込みの角度特性に対応したものとすることができる。   In still another aspect of the present invention, the image light forming unit is a light transmissive liquid crystal display element, and the optical member is disposed in proximity to at least one of the light incident side and the light emission side of the liquid crystal display element. . In this case, even if the light distribution characteristic of the illumination light emitted from the light exit surface of the backlight light guide unit is uniform, the direction of the illumination light incident on the image light forming unit by the optical member and the image light formation The direction of the image light emitted from the part can be adjusted. That is, the directivity of the image light emitted from the image display device can be made to correspond to the angle characteristic of the light flux capturing.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、液晶表示素子の画素に対応して設けられるブレーズ格子である。この場合、液晶表示素子の画素単位で画像光の射出方向を調整することができる。   In still another aspect of the present invention, the optical member is a blazed grating provided corresponding to the pixel of the liquid crystal display element. In this case, the emission direction of the image light can be adjusted for each pixel of the liquid crystal display element.

本発明のさらに別の側面では、光学部材が、液晶表示素子の画素に対応して設けられるマイクロレンズアレイである。この場合、液晶表示素子の画素単位で画像光の射出方向を調整することができる。   In still another aspect of the present invention, the optical member is a microlens array provided corresponding to a pixel of a liquid crystal display element. In this case, the emission direction of the image light can be adjusted for each pixel of the liquid crystal display element.

本発明のさらに別の側面では、指向性を与える方向に関するマイクロレンズアレイのピッチが、液晶表示素子の画素のピッチと異なる。この場合、マイクロレンズアレイの光軸を画素中心から徐々にずらすようにして画像光の射出方向の傾斜を徐々に増減させることができる。   In yet another aspect of the present invention, the pitch of the microlens array with respect to the direction giving the directivity is different from the pitch of the pixels of the liquid crystal display element. In this case, the inclination of the image light emission direction can be gradually increased or decreased by gradually shifting the optical axis of the microlens array from the pixel center.

本発明のさらに別の側面では、指向性を与える方向に関するマイクロレンズアレイのピッチが、液晶表示素子の画素のピッチよりも大きい。この場合、画面の周辺部に向けて画像光の射出方向の傾斜を徐々に増加させることができる。   In still another aspect of the present invention, the pitch of the microlens array with respect to the direction giving the directivity is larger than the pitch of the pixels of the liquid crystal display element. In this case, the inclination of the image light emission direction can be gradually increased toward the periphery of the screen.

本発明のさらに別の側面では、導光板の角度変換部が、第１の反射面と第１の反射面に対して所定角度をなす第２の反射面とをそれぞれ有するとともに所定の配列方向に配列される複数の反射ユニットを有し、各反射ユニットは、第１の反射面により導光部を経て入射する画像光を反射するとともに第２の反射面により第１の反射面で反射された画像光をさらに反射することにより、画像光の光路を折り曲げて外部へ取出し可能にする。この場合、導光部を伝搬する大きな反射角の画像光を角度変換部の奥側で取り出し、導光部を伝搬する小さな反射角の画像光を角度変換部の入口側で取り出すことができるので、角度変換部による輝度低下や輝度斑を確実に抑えた高品位の画像を表示することができる。   In still another aspect of the present invention, the angle conversion unit of the light guide plate includes a first reflection surface and a second reflection surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflection surface, and in a predetermined arrangement direction. The plurality of reflection units are arranged, and each reflection unit reflects image light incident through the light guide portion by the first reflection surface and is reflected by the first reflection surface by the second reflection surface. By further reflecting the image light, the optical path of the image light can be bent and taken out to the outside. In this case, image light with a large reflection angle propagating through the light guide unit can be taken out at the back side of the angle conversion unit, and image light with a small reflection angle propagating through the light guide unit can be taken out at the entrance side of the angle conversion unit. In addition, it is possible to display a high-quality image that reliably suppresses luminance reduction and luminance unevenness due to the angle conversion unit.

（Ａ）は、第１実施形態に係る虚像表示装置を示す断面図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、導光板の正面図及び平面図である。(A) is sectional drawing which shows the virtual image display apparatus which concerns on 1st Embodiment, (B) and (C) are the front views and top views of a light-guide plate. （Ａ）は、縦の第２方向に関する光路を展開した概念図であり、（Ｂ）は、横の第１方向に関する光路を展開した概念図である。(A) is the conceptual diagram which expand | deployed the optical path regarding the vertical 2nd direction, (B) is the conceptual diagram which expand | deployed the optical path regarding the horizontal 1st direction. （Ａ）は、液晶表示デバイスから射出される画像光の射出角度を説明する側面図であり、（Ｂ）は、縦方向に関する光束取込みの角度特性を概念的に説明するグラフである。(A) is a side view for explaining the emission angle of image light emitted from the liquid crystal display device, and (B) is a graph for conceptually explaining the angle characteristics of light flux taking in the vertical direction. （Ａ）〜（Ｄ）は、画像光の指向性を調整するための光学部材を説明する平面図、側面図、背面図、及び一部破断斜視図である。(A)-(D) are the top view explaining the optical member for adjusting the directivity of image light, a side view, a rear view, and a partially broken perspective view. （Ａ）は、光学部材１４の入口側における配光特性を示し、（Ｂ）は、光学部材１４の出口側における配光特性を示す。(A) shows the light distribution characteristic on the entrance side of the optical member 14, and (B) shows the light distribution characteristic on the exit side of the optical member 14. （Ａ）は、光学部材の構造及び機能を説明する一部拡大側面図であり、（Ｂ）〜（Ｄ）は、光学部材の第２領域の各部分領域から射出される際における照明光の傾斜角又配向角度の状態を説明する斜視図である。(A) is a partial enlarged side view explaining the structure and function of an optical member, (B)-(D) are the illumination light at the time of being inject | emitted from each partial area | region of the 2nd area | region of an optical member. It is a perspective view explaining the state of an inclination angle or orientation angle. （Ａ）〜（Ｃ）は、角度変換部の構造及び角度変換部における画像光の光路について説明するための模式的な図である。(A)-(C) are typical figures for demonstrating the structure of an angle conversion part, and the optical path of the image light in an angle conversion part. （Ａ）、（Ｃ）は、第１実施形態の虚像表示装置によって形成される像の２次元輝度分布及び断面輝度分布を説明する図であり、（Ｂ）、（Ｄ）は、比較例の虚像表示装置によって形成される像の２次元輝度分布及び断面輝度分布を説明する図である。(A), (C) is a figure explaining the two-dimensional luminance distribution and cross-sectional luminance distribution of the image formed by the virtual image display apparatus of 1st Embodiment, (B), (D) is a comparative example. It is a figure explaining the two-dimensional luminance distribution and cross-sectional luminance distribution of the image formed by a virtual image display apparatus. 第２実施形態に係る虚像表示装置に組み込まれる液晶表示デバイス等を説明する図である。It is a figure explaining the liquid crystal display device etc. which are integrated in the virtual image display apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第２実施形態の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of 2nd Embodiment. 第３実施形態に係る虚像表示装置に組み込まれる液晶表示デバイス等を説明する図である。It is a figure explaining the liquid crystal display device etc. which are integrated in the virtual image display apparatus which concerns on 3rd Embodiment. 第３実施形態の変形例を説明する図である。It is a figure explaining the modification of 3rd Embodiment. 第４実施形態に係る虚像表示装置を説明する図である。It is a figure explaining the virtual image display apparatus which concerns on 4th Embodiment. 変形例の虚像表示装置の一部を説明する図である。It is a figure explaining a part of virtual image display device of a modification.

〔第１実施形態〕
以下、図面を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。 [First Embodiment]
Hereinafter, a virtual image display device according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

〔Ａ．導光板及び虚像表示装置の構造〕
図１（Ａ）に示す本実施形態に係る虚像表示装置１００は、ヘッドマウントディスプレイに適用されるものであり、画像形成装置１０と、導光板２０とを一組として備える。なお、図１（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す導光板２０のＡ−Ａ断面に対応する。 [A. Structure of light guide plate and virtual image display device]
A virtual image display device 100 according to this embodiment shown in FIG. 1A is applied to a head-mounted display, and includes an image forming device 10 and a light guide plate 20 as a set. 1A corresponds to the AA cross section of the light guide plate 20 shown in FIG.

虚像表示装置１００は、観察者に虚像による画像光を認識させるとともに、観察者に外界像をシースルーで観察させるものである。画像形成装置１０と導光板２０とは、通常観察者の右眼および左眼に対応して一組ずつ設けられるが、右眼用と左眼用とでは左右対称であるので、ここでは右眼用のみを示し、左眼用については図示を省略している。なお、虚像表示装置１００は、全体としては、例えば一般の眼鏡のような外観（不図示）を有するものとなっている。   The virtual image display device 100 allows an observer to recognize image light based on a virtual image, and allows the observer to observe an external image in a see-through manner. The image forming apparatus 10 and the light guide plate 20 are usually provided one by one corresponding to the right eye and the left eye of the observer, but the right eye and the left eye are symmetrical in the right eye and the right eye here. For the left eye, the illustration is omitted. The virtual image display device 100 as a whole has, for example, an appearance (not shown) like general glasses.

図１（Ａ）に示すように、画像形成装置１０は、画像表示装置１１と、投射光学系１２と、光学部材１４とを有する。このうち、画像表示装置１１は、２次元的な照明光を射出する照明装置３１と、画像光形成部（具体的には透過型の空間光変調装置）である液晶表示デバイス３２とを有する。液晶表示デバイス（画像光形成部）３２は、照明装置３１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画像光を形成する。投射光学系１２は、液晶表示デバイス３２上の各点から射出された画像光を平行状態の光束にするコリメートレンズである。光学部材１４は、照明装置３１から射出される照明光の配光特性を、利用効率を考慮した適切なものに修正するための偏向素子である。光学部材（偏向素子）１４は、液晶表示デバイス３２から射出される画像光の指向性を、液晶表示デバイス３２から射出される画像光が結果的に観察者の眼ＥＹに入射するような実効的な射出角度範囲（後述する光束取込みの角度特性）に対応するものにしている。   As illustrated in FIG. 1A, the image forming apparatus 10 includes an image display device 11, a projection optical system 12, and an optical member 14. Among these, the image display device 11 includes an illumination device 31 that emits two-dimensional illumination light, and a liquid crystal display device 32 that is an image light forming unit (specifically, a transmissive spatial light modulation device). The liquid crystal display device (image light forming unit) 32 spatially modulates the illumination light from the illumination device 31 to form image light to be a display target such as a moving image. The projection optical system 12 is a collimating lens that converts image light emitted from each point on the liquid crystal display device 32 into light beams in a parallel state. The optical member 14 is a deflection element for correcting the light distribution characteristic of the illumination light emitted from the illumination device 31 to an appropriate one in consideration of utilization efficiency. The optical member (deflection element) 14 is effective in directing the image light emitted from the liquid crystal display device 32 so that the image light emitted from the liquid crystal display device 32 is incident on the eye EY of the observer as a result. Corresponding to a wide range of exit angles (angle characteristics of light beam capture described later).

図１（Ａ）〜１（Ｃ）に示すように、導光板２０は、導光板本体部２０ａと、入射光折曲部２１と、画像取出部である角度変換部２３とを備える。導光板２０は、画像形成装置１０で形成された画像光を虚像光として観察者の眼ＥＹに向けて射出し、画像として認識させるものである。   As shown in FIGS. 1A to 1C, the light guide plate 20 includes a light guide plate main body 20a, an incident light bending portion 21, and an angle conversion portion 23 that is an image extraction portion. The light guide plate 20 emits the image light formed by the image forming apparatus 10 as virtual image light toward the observer's eye EY and recognizes it as an image.

導光板２０の全体的な外観は、図中ＹＺ面に平行に延びる平板である導光板本体部２０ａによって形成されている。また、導光板２０は、長手方向の一端において導光板本体部２０ａに埋め込まれた多数の微小ミラーによって構成される角度変換部２３を有し、長手方向の他端において導光板本体部２０ａを拡張するように形成されたプリズム部ＰＳ及びこれに付随する入射光折曲部２１を有する構造となっている。   The overall appearance of the light guide plate 20 is formed by a light guide plate body 20a which is a flat plate extending parallel to the YZ plane in the drawing. In addition, the light guide plate 20 has an angle conversion unit 23 constituted by a large number of micromirrors embedded in the light guide plate body 20a at one end in the longitudinal direction, and extends the light guide plate body 20a at the other end in the longitudinal direction. The prism portion PS formed as described above and the incident light bending portion 21 associated therewith are configured.

導光板本体部２０ａは、光透過性の樹脂材料等により形成され、ＹＺ面に平行で画像形成装置１０に対向する表側の平面上に、画像形成装置１０からの画像光を取り込む光入射部である光入射面ＩＳと、画像光を観察者の眼ＥＹに向けて射出させる光射出部である光射出面ＯＳとを有している。導光板本体部２０ａは、そのプリズム部ＰＳの側面として光入射面ＩＳの他に矩形の斜面ＲＳを有し、当該斜面ＲＳ上には、これを被覆するようにミラー層２１ａが形成されている。ここで、ミラー層２１ａは、斜面ＲＳと協働することにより、光入射面（光入射部）ＩＳに対して傾斜した状態で配置される入射光折曲部２１として機能する。また、導光板本体部２０ａにおいて、光射出面（光射出部）ＯＳの裏側の平面に沿って微細構造である角度変換部２３が形成されている。   The light guide plate main body 20a is a light incident portion that is formed of a light-transmitting resin material or the like and takes in image light from the image forming apparatus 10 on a front side plane that is parallel to the YZ plane and faces the image forming apparatus 10. It has a certain light incident surface IS and a light emitting surface OS which is a light emitting portion for emitting image light toward the observer's eye EY. The light guide plate main body 20a has a rectangular inclined surface RS in addition to the light incident surface IS as a side surface of the prism portion PS, and a mirror layer 21a is formed on the inclined surface RS so as to cover it. . Here, the mirror layer 21a functions as the incident light bending portion 21 arranged in a state inclined with respect to the light incident surface (light incident portion) IS by cooperating with the inclined surface RS. Further, in the light guide plate main body 20a, an angle conversion portion 23 having a fine structure is formed along a plane on the back side of the light exit surface (light exit portion) OS.

導光板本体部２０ａの光入射面ＩＳに対向し傾斜して配置されるミラー層２１ａとしての入射光折曲部２１は、導光板本体部２０ａの上記斜面ＲＳ上にアルミ蒸着等の成膜を施すことにより形成され、入射光を反射し光路を略直交方向に近い所定方向に折り曲げるための反射面として機能する。つまり、入射光折曲部２１は、光入射面ＩＳから入射し全体として−Ｘ方向に向かう画像光を、全体として＋Ｘ方向に偏った＋Ｚ方向に向かわせるように折り曲げることで、画像光を導光板本体部２０ａ内に確実に結合させる。   The incident light bending portion 21 as the mirror layer 21a disposed to be inclined and opposed to the light incident surface IS of the light guide plate main body portion 20a is formed by depositing aluminum vapor deposition or the like on the inclined surface RS of the light guide plate main body portion 20a. It is formed by applying, and functions as a reflection surface for reflecting incident light and bending the optical path in a predetermined direction close to a substantially orthogonal direction. That is, the incident light bending portion 21 guides the image light by bending the image light incident from the light incident surface IS and traveling in the −X direction as a whole so as to be directed in the + Z direction biased in the + X direction as a whole. It couple | bonds reliably in the optical plate main-body part 20a.

また、導光板本体部２０ａは、入口側の入射光折曲部２１から奥側の角度変換部２３にかけて、入射光折曲部２１を介して内部に入射させた画像光を角度変換部２３に導くための導光部２２を有している。   In addition, the light guide plate main body 20 a receives image light incident on the inside through the incident light bending portion 21 from the incident light bending portion 21 on the entrance side to the angle conversion portion 23 on the back side. It has a light guide 22 for guiding.

導光部２２は、平板状の導光板本体部２０ａの主面であり互いに対向しＹＺ面に対して平行に延びる２平面として、入射光折曲部２１で折り曲げられた画像光をそれぞれ全反射させる第１の全反射面２２ａと第２の全反射面２２ｂとを有している。ここでは、第１の全反射面２２ａが画像形成装置１０から遠い裏側にあるものとし、第２の全反射面２２ｂが画像形成装置１０に近い表側にあるものとする。この場合、第２の全反射面２２ｂは、光入射面ＩＳ及び光射出面ＯＳと共通の面部分となっている。入射光折曲部２１で反射された画像光は、まず、第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。次に、当該画像光は、第１の全反射面２２ａに入射し、全反射される。以下この動作が繰り返されることで、画像光は、導光板２０の奥側即ち角度変換部２３を設けた＋Ｚ側に導かれる。   The light guide 22 is a main surface of the flat light guide plate main body 20a and is two planes facing each other and extending in parallel to the YZ plane, and totally reflects the image light bent by the incident light bending portion 21, respectively. The first total reflection surface 22a and the second total reflection surface 22b are provided. Here, it is assumed that the first total reflection surface 22 a is on the back side far from the image forming apparatus 10 and the second total reflection surface 22 b is on the front side close to the image forming apparatus 10. In this case, the second total reflection surface 22b is a common surface portion with the light incident surface IS and the light exit surface OS. The image light reflected by the incident light bending portion 21 first enters the second total reflection surface 22b and is totally reflected. Next, the image light enters the first total reflection surface 22a and is totally reflected. Hereinafter, by repeating this operation, the image light is guided to the back side of the light guide plate 20, that is, the + Z side where the angle conversion unit 23 is provided.

導光板本体部２０ａの光射出面ＯＳに対向して配置される角度変換部２３は、導光部２２の奥側（＋Ｚ側）において、第１の全反射面２２ａの延長平面に沿ってこの延長平面に近接して形成されている。角度変換部２３は、導光部２２の第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂを経て入射してきた画像光を、所定角度で反射して光射出面ＯＳ側へ折り曲げる。つまり、角度変換部２３は、画像光の角度を変換している。ここでは、角度変換部２３に最初に入射する画像光が虚像光としての取出し対象であるものとする。角度変換部２３の詳しい構造については、図７（Ａ）等により後述する。   The angle conversion unit 23 disposed to face the light exit surface OS of the light guide plate main body 20a is arranged along the extended plane of the first total reflection surface 22a on the back side (+ Z side) of the light guide unit 22. It is formed close to the extension plane. The angle conversion unit 23 reflects the image light incident through the first and second total reflection surfaces 22a and 22b of the light guide unit 22 at a predetermined angle and bends it toward the light exit surface OS. That is, the angle conversion unit 23 converts the angle of the image light. Here, it is assumed that the image light first incident on the angle conversion unit 23 is an extraction target as virtual image light. The detailed structure of the angle conversion unit 23 will be described later with reference to FIG.

なお、導光板本体部２０ａに用いる透明樹脂材料の屈折率ｎは、１．５以上の高屈折率材料であるものとする。導光板２０に比較的屈折率の高い透明樹脂材料を用いることで、導光板２０内部で画像光を導光させやすくなり、かつ、導光板２０内部での画像光の画角を比較的小さくすることができる。   In addition, the refractive index n of the transparent resin material used for the light-guide plate main-body part 20a shall be a high refractive index material of 1.5 or more. By using a transparent resin material having a relatively high refractive index for the light guide plate 20, it becomes easier to guide the image light inside the light guide plate 20, and the angle of view of the image light inside the light guide plate 20 is made relatively small. be able to.

導光板２０が以上のような構造を有することから、画像形成装置１０から射出され光入射面ＩＳから導光板２０に入射した画像光は、入射光折曲部２１で一様に反射されて折り曲げられ、導光部２２の第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて繰り返し全反射されて光軸ＯＡに略沿って一定の広がりを有する状態で進み、さらに、角度変換部２３において適度な角度で折り曲げられることで取出し可能な状態となり、最終的に光射出面ＯＳから外部に射出される。光射出面ＯＳから外部に射出された画像光は、虚像光として観察者の眼ＥＹに入射する。当該虚像光が観察者の網膜において結像することで、観察者は虚像による映像光等の画像光を認識することができる。   Since the light guide plate 20 has the above-described structure, the image light emitted from the image forming apparatus 10 and incident on the light guide plate 20 from the light incident surface IS is uniformly reflected by the incident light bending portion 21 and bent. The first and second total reflection surfaces 22a and 22b of the light guide unit 22 are repeatedly totally reflected and travel in a state of having a certain spread substantially along the optical axis OA. By being bent at an angle, it can be taken out and finally emitted from the light exit surface OS. The image light emitted to the outside from the light exit surface OS enters the observer's eye EY as virtual image light. By forming the virtual image light on the retina of the observer, the observer can recognize image light such as video light by the virtual image.

〔Ｂ．画像光の光路の概要〕
図２（Ａ）に示すように、第２方向Ｄ２に沿った縦断面すなわちＸＹ面（展開後のＸ'Ｙ'面）において、液晶表示デバイス３２から射出された画像光のうち、図中実線で示す表示領域３２ｂの中央から射出される成分を画像光ＦＬ１とし、図中一点鎖線で示す表示領域３２ｂの上端側（＋Ｙ側）から射出される成分を画像光ＦＬ２とする。表示領域３２ｂの中央から射出された画像光ＦＬ１は、投射光学系１２によって平行光束化され、展開された光軸ＯＡ'に沿って、導光板２０の入射光折曲部２１、導光板本体部２０ａ、及び角度変換部２３を通って、観察者の眼ＥＹに対して平行光束状態で正面方向から入射する。一方、表示領域３２ｂの上端側（＋Ｙ側）から射出された画像光ＦＬ２は、投射光学系１２によって平行光束化され、一旦展開された光軸ＯＡ'に対して高さＨが最も増した状態となった後に光軸ＯＡ'に対して角度ν２で全体として収束するように、導光板２０の入射光折曲部２１、導光板本体部２０ａ、及び角度変換部２３を通って、観察者の眼ＥＹに対して平行光束状態で角度ν２'の方向から傾いて入射する。なお、図示を省略しているが、表示領域３２ｂの下端側（−Ｙ側）から射出された画像光も、投射光学系１２によって平行光束化され、角度ν２で全体として収束するように導光板２０を通って、角度ν２'の方向から観察者の眼ＥＹに傾いて入射する。ここで、眼ＥＹに入射する画像光の上下の傾きを加算した角度２×ν２'は、縦方向の画角に相当する。以上において、表示領域３２ｂの中央からの画像光ＦＬ１については、光軸ＯＡ'に沿って進むものが導光板２０に効率的に結合され眼ＥＹに入射することで有効に活用される。一方、表示領域３２ｂの上下端からの画像光ＦＬ２については、光軸ＯＡ'に対して外側に大きく傾いた射出角度μ２の方向に進むものが導光板２０に効率的に結合され眼ＥＹに入射することで有効に活用される。 [B. Overview of optical path of image light)
As shown in FIG. 2A, in the longitudinal section along the second direction D2, that is, the XY plane (X′Y ′ plane after development), among the image light emitted from the liquid crystal display device 32, a solid line in the figure. The component emitted from the center of the display area 32b shown in FIG. 4 is image light FL1, and the component emitted from the upper end side (+ Y side) of the display area 32b shown by the alternate long and short dash line in the figure is image light FL2. The image light FL1 emitted from the center of the display area 32b is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and along the developed optical axis OA ', the incident light bending portion 21 of the light guide plate 20 and the light guide plate main body portion. Through 20a and the angle conversion unit 23, the light enters the observer's eye EY from the front direction in a parallel light flux state. On the other hand, the image light FL2 emitted from the upper end side (+ Y side) of the display area 32b is converted into a parallel light beam by the projection optical system 12, and the height H is most increased with respect to the optical axis OA ′ once developed. and to converge as a whole at an angle [nu 2 with respect to the optical axis OA 'after becoming incident light bent portion 21 of the light guide plate 20, the light guide plate main body 20a, and through the angle conversion section 23, the observer Is incident on the eye EY at an angle of ν 2 ′ in a parallel light flux state. Although not shown, the image light emitted from the lower end of the display area 32 b (-Y side), is collimated by the projection optical system 12, guide so as to converge as a whole at an angle [nu 2 The light passes through the optical plate 20 and is incident on the observer's eye EY from the direction of the angle ν 2 ′. Here, an angle 2 × ν 2 ′ obtained by adding up and down inclinations of the image light incident on the eye EY corresponds to a vertical field angle. In the above, the image light FL1 from the center of the display area 32b is effectively utilized by being efficiently coupled to the light guide plate 20 and incident on the eye EY along the optical axis OA ′. On the other hand, the image light FL2 from upper and lower ends of the display area 32b, the process advances in the direction of the exit angle mu 2 which largely inclined outwardly in the light guide plate 20 with respect to the optical axis OA 'efficiently coupled to the eye EY It is effectively used by entering.

図３（Ａ）を参照して、液晶表示デバイス３２の表示領域３２ｂのＹ方向の位置と画像光の射出角度との関係（光束取込みの角度特性）について説明する。液晶表示デバイス３２の中央から徐々に離れて縦方向の射出位置（縦方向の物体高）ｙが大きくなると、これに応じて表示領域３２ｂからの画像光ＦＬの射出角度μが徐々に大きくなる。結果的に、詳細な説明を省略するが、観察者の眼ＥＹに入射する画像光ＦＬの角度も大きくなる。図３（Ｂ）は、液晶表示デバイス３２から射出される画像光によって虚像を形成する際の縦方向の角度特性、すなわち虚像表示装置１００における光束取込みの角度特性を例示するグラフである。グラフにおいて、横軸は液晶表示デバイス３２における縦方向の射出位置ｙを表し、縦軸は液晶表示デバイス３２からの画像光のうち眼ＥＹに入射する実効的な画像光ＦＬの射出角度μを表す。ここで、射出角度μは、液晶表示デバイス３２の法線に対して縦方向上側すなわち＋ｙ向きの傾斜角を示している。グラフからも明らかなように、液晶表示デバイス３２の位置によって液晶表示デバイス３２から射出され観察者の眼ＥＹに有効に取り込まれる光束の角度が大きく異なっており、より具体的には、有効活用される画像光ＦＬの射出角度μは、液晶表示デバイス３２の表示領域３２ｂの中心側よりも周辺部側で大きくなる傾向がある。つまり、射出位置ｙが大きくなるほど、導光板２０を介して眼ＥＹに入射する画像光ＦＬの液晶表示デバイス３２からの射出角度が外側に傾いて大きくなっており、射出位置ｙの最大値すなわち表示領域３２ｂの上端（周辺部）で、画像光ＦＬの射出角度の傾きが最大となっている。以上の状況から、縦方向の結像に関しては、液晶表示デバイス３２から射出された画像光ＦＬに対して図３（Ｂ）に示すような光束取込みの角度特性に対応する指向性を持たせることで、液晶表示デバイス３２から導光板２０延いては眼ＥＹへの光結合効率を高めることができ、輝度斑（輝度ムラ）の発生を抑え照明光の利用効率を高めることができると考えられる。なお、以上のような現象（光束取込みの角度特性の影響）は、虚像の画角が大きくなるにつれて顕著になるので、虚像の画角を大きくするためには、液晶表示デバイス３２から射出される画像光ＦＬに適切な指向性を持たせることが重要になる。   With reference to FIG. 3A, the relationship between the position in the Y direction of the display region 32b of the liquid crystal display device 32 and the emission angle of the image light (angle characteristic of light beam capture) will be described. When the vertical emission position (vertical object height) y increases gradually away from the center of the liquid crystal display device 32, the emission angle μ of the image light FL from the display region 32b gradually increases accordingly. As a result, although detailed description is omitted, the angle of the image light FL incident on the observer's eye EY is also increased. FIG. 3B is a graph illustrating the angular characteristic in the vertical direction when a virtual image is formed by the image light emitted from the liquid crystal display device 32, that is, the angular characteristic of the light beam capture in the virtual image display device 100. In the graph, the horizontal axis represents the vertical emission position y in the liquid crystal display device 32, and the vertical axis represents the effective emission angle μ of the image light FL incident on the eye EY out of the image light from the liquid crystal display device 32. . Here, the emission angle μ indicates a tilt angle in the vertical direction upper side, that is, in the + y direction with respect to the normal line of the liquid crystal display device 32. As is apparent from the graph, the angle of the light beam emitted from the liquid crystal display device 32 and effectively taken into the observer's eye EY varies greatly depending on the position of the liquid crystal display device 32. More specifically, the angle is effectively utilized. The image light FL emission angle μ tends to be larger on the peripheral side than on the central side of the display region 32 b of the liquid crystal display device 32. That is, as the emission position y increases, the emission angle of the image light FL incident on the eye EY via the light guide plate 20 from the liquid crystal display device 32 increases toward the outside, and the maximum value of the emission position y, that is, the display is increased. The inclination of the emission angle of the image light FL is maximum at the upper end (peripheral portion) of the region 32b. From the above situation, for vertical imaging, the image light FL emitted from the liquid crystal display device 32 should have directivity corresponding to the angle characteristic of the light flux capture as shown in FIG. Therefore, it is considered that the light coupling efficiency from the liquid crystal display device 32 to the light guide plate 20 and the eye EY can be increased, and the use of illumination light can be increased by suppressing the occurrence of luminance spots (brightness unevenness). Note that the phenomenon as described above (the influence of the angle characteristics of the light beam capture) becomes more prominent as the angle of view of the virtual image increases. Therefore, in order to increase the angle of view of the virtual image, it is emitted from the liquid crystal display device 32. It is important to give the image light FL appropriate directivity.

図２（Ｂ）に示すように、第１方向Ｄ１に沿った横断面すなわちＹＺ面（展開後のＹ'Ｚ'面）において、液晶表示デバイス３２から射出された画像光のうち、図中点線で示す表示領域３２ｂの中央から射出される成分を画像光ＧＬ１とし、図中一点鎖線で示す表示領域３２ｂの右端側（−Ｚ側）から射出される成分を画像光ＧＬ２とする。表示領域３２ｂの中央から射出された画像光ＧＬ１は、投射光学系１２によって平行光束化され、展開された光軸ＯＡ'に沿って、導光板２０の入射光折曲部２１、導光板本体部２０ａ、及び角度変換部２３を通って、観察者の眼ＥＹに対して平行光束状態で正面方向から入射する。一方、表示領域３２ｂの右端側（−Ｚ側）から射出された画像光ＧＬ２は、投射光学系１２によって平行光束化され、展開された光軸ＯＡ'に対して角度θ２で全体として収束、交差、及び発散後に最終的に収束するように導光板２０等を通って、観察者の眼ＥＹに対して平行光束状態で角度θ２'の方向から傾いて入射する。ここで、角度変換部２３は、画像光ＧＬ２の傾斜の角度θ２をＺ'方向に関して反転させるが角度θ２の大きさを維持する役割を有している。なお、図示を省略しているが、表示領域３２ｂの左端側（＋Ｚ側）から射出された画像光も、投射光学系１２によって平行光束化され、角度θ２で全体として最終的に収束するように、導光板２０を通って、角度θ２'の方向から観察者の眼ＥＹに傾いて入射する。ここで、眼ＥＹに入射する画像光の左右の傾きを加算した角度２×θ２'は、横方向の画角に相当する。以上において、表示領域３２ｂの中央からの画像光ＧＬ１については、光軸ＯＡ'に沿って進むものが導光板２０に効率的に結合され眼ＥＹに入射することで有効に活用される。また、表示領域３２ｂの左右端からの画像光ＦＬ２については、光軸ＯＡ'に略沿って進むものが導光板２０に効率的に結合され眼ＥＹに入射することで有効に活用される。つまり、横方向に関して、液晶表示デバイス３２から射出される画像光によって虚像を形成する際の角度特性、すなわち虚像表示装置１００における光束取込みの角度特性は、比較的一様であり、図３（Ｂ）のように液晶表示デバイス３２の表示領域３２ｂの中心側よりも周辺側で光束の角度が大きくなるといった顕著な傾向が生じにくい。よって、横方向の結像に関しては、液晶表示デバイス３２から射出された画像光ＦＬに特に指向性を持たせなくても、液晶表示デバイス３２から導光板２０延いては眼ＥＹへの光結合効率を比較的高く維持することができると考えられる。 As shown in FIG. 2B, in the cross section along the first direction D1, that is, the YZ plane (the unfolded Y′Z ′ plane), out of the image light emitted from the liquid crystal display device 32, the dotted line in the figure. The component emitted from the center of the display area 32b shown in FIG. 5 is image light GL1, and the component emitted from the right end side (−Z side) of the display area 32b shown by the alternate long and short dash line in the figure is image light GL2. The image light GL1 emitted from the center of the display area 32b is converted into a parallel light flux by the projection optical system 12, and along the developed optical axis OA ′, the incident light bending portion 21 of the light guide plate 20 and the light guide plate main body portion. Through 20a and the angle conversion unit 23, the light enters the observer's eye EY from the front direction in a parallel light flux state. On the other hand, the image light GL2 emitted from the right side (-Z side) of the display area 32b is collimated by the projection optical system 12, converging as a whole at an angle theta 2 with respect to expanded optical axis OA ', After crossing and diverging, the light passes through the light guide plate 20 and the like so as to be finally converged, and enters the observer's eye EY in a state of parallel light flux inclined from the direction of the angle θ 2 ′. Here, the angle conversion unit 23 has a role of inverting the angle θ 2 of the inclination of the image light GL 2 with respect to the Z ′ direction but maintaining the magnitude of the angle θ 2 . Although not shown, image light emitted from the left side of the display area 32 b (+ Z side), is collimated by the projection optical system 12, so as to eventually converge as a whole at an angle theta 2 Then, the light passes through the light guide plate 20 and is incident on the observer's eye EY from the direction of the angle θ 2 ′. Here, the angle 2 × θ 2 ′ obtained by adding the left and right inclinations of the image light incident on the eye EY corresponds to the horizontal field angle. In the above, the image light GL1 from the center of the display area 32b is effectively utilized by being efficiently coupled to the light guide plate 20 and incident on the eye EY, along the optical axis OA ′. Further, the image light FL2 from the left and right ends of the display area 32b is effectively utilized when the light that travels substantially along the optical axis OA ′ is efficiently coupled to the light guide plate 20 and enters the eye EY. That is, with respect to the horizontal direction, the angle characteristic when forming a virtual image by the image light emitted from the liquid crystal display device 32, that is, the angle characteristic of the light beam capture in the virtual image display device 100 is relatively uniform. ), A remarkable tendency that the angle of the light beam becomes larger on the peripheral side than on the central side of the display region 32b of the liquid crystal display device 32 is less likely to occur. Therefore, with respect to the image formation in the horizontal direction, the optical coupling efficiency from the liquid crystal display device 32 to the light guide plate 20 and to the eye EY is not required even if the image light FL emitted from the liquid crystal display device 32 has no directivity. Can be maintained relatively high.

〔Ｃ．照明装置、光学部材等〕
以下、画像表示装置１１に設けた照明装置３１や、画像表示装置１１に付随する光学部材１４の構造等について説明する。 [C. (Lighting device, optical member, etc.)
Hereinafter, the illumination device 31 provided in the image display device 11 and the structure of the optical member 14 attached to the image display device 11 will be described.

図４（Ａ）〜４（Ｄ）に示すように、照明装置３１は、赤、緑、青の３色を含む光ＳＬを発生する発光部としての光源３１ａと、光源（発光部）３１ａからの光ＳＬ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３１ｂとを備える。   As shown in FIGS. 4A to 4D, the illumination device 31 includes a light source 31a as a light emitting unit that generates light SL including three colors of red, green, and blue, and a light source (light emitting unit) 31a. Backlight light guide portion 31b that diffuses the light SL into a light beam having a rectangular cross section.

光源（発光部）３１ａは、矩形板状のバックライト導光部３１ｂの一側面である光取込面ＩＰに沿って延びており、液晶表示デバイス３２を照明するのに十分な光量の光を発生するとともに、これをバックライト導光部３１ｂに向けて射出する。光源３１ａとしては、例えば細長い蛍光管や複数のＬＥＤ光源を配列するもの等が適用できる。   The light source (light emitting unit) 31a extends along the light capturing surface IP that is one side surface of the rectangular plate-shaped backlight light guiding unit 31b, and emits light of a sufficient amount of light to illuminate the liquid crystal display device 32. As it occurs, it is emitted toward the backlight light guide 31b. As the light source 31a, for example, an elongated fluorescent tube or an array of a plurality of LED light sources can be applied.

バックライト導光部３１ｂは、全体として平板状の部材であり、液晶表示デバイス３２の背後に近接してこれに平行に配設されている。バックライト導光部３１ｂは、平板部材３１ｅと反射フィルム３１ｆと拡散フィルム３１ｇとを有し、反射フィルム３１ｆと拡散フィルム３１ｇとの間に平板部材３１ｅを挟んだ構造を有する。バックライト導光部３１ｂは、光源３１ａからの光ＳＬを光取込面ＩＰを介して内部に入射させ、入射した光を反射により拡散するように導き、拡散フィルム３１ｇ及び射出面ＥＰを介して外部の液晶表示デバイス３２に向けて射出させることで、液晶表示デバイス３２全体を背後から照明する照明光を形成する。射出面ＥＰから射出される照明光は、バックライト導光部３１ｂによって均一化されており、図５（Ａ）のグラフに示すように、一般的な配光特性又は配光分布を有するものとなっている。グラフにおいて、横軸の右半分はバックライト導光部３１ｂから射出される照明光のＹ方向の配向角度Ｅを表し、横軸の左半分はバックライト導光部３１ｂから射出される照明光のＺ方向の配向角度Ｅ'を表し、縦軸は各配向角度における照明光の輝度を表している。バックライト導光部３１ｂの射出面ＥＰから射出される照明光は、射出面ＥＰに垂直な光軸ＡＸ（Ｘ方向）方向に輝度中心（強度ピーク）を有し、光軸ＡＸに対して傾斜角すなわち配向角度Ｅ，Ｅ'が大きくなるほど低下する。   The backlight light guide portion 31b is a flat plate member as a whole, and is disposed close to and in parallel with the back of the liquid crystal display device 32. The backlight light guide 31b includes a flat plate member 31e, a reflection film 31f, and a diffusion film 31g, and has a structure in which the flat plate member 31e is sandwiched between the reflection film 31f and the diffusion film 31g. The backlight light guide unit 31b causes the light SL from the light source 31a to enter the inside through the light capturing surface IP, guides the incident light to diffuse by reflection, and passes through the diffusion film 31g and the exit surface EP. By emitting the light toward the external liquid crystal display device 32, illumination light for illuminating the entire liquid crystal display device 32 from behind is formed. The illumination light emitted from the emission surface EP is made uniform by the backlight light guide 31b, and has a general light distribution characteristic or light distribution as shown in the graph of FIG. It has become. In the graph, the right half of the horizontal axis represents the orientation angle E of the illumination light emitted from the backlight light guide 31b in the Y direction, and the left half of the horizontal axis represents the illumination light emitted from the backlight light guide 31b. The orientation angle E ′ in the Z direction is represented, and the vertical axis represents the luminance of the illumination light at each orientation angle. The illumination light emitted from the exit surface EP of the backlight light guide 31b has a luminance center (intensity peak) in the direction of the optical axis AX (X direction) perpendicular to the exit surface EP, and is inclined with respect to the optical axis AX. The angle, that is, the orientation angle E, E ′ decreases as the angle increases.

バックライト導光部３１ｂと液晶表示デバイス３２との間に配置されるシート状の光学部材１４は、バックライト導光部３１ｂの射出面ＥＰに貼り付けられて、光学部材１４と一体化されている。光学部材１４は、バックライト導光部３１ｂの射出面ＥＰから射出される照明光の配光特性を変化させる機能を有する。すなわち、光学部材１４は、照明光の配光特性を調整することにより、液晶表示デバイス３２から射出される画像光の指向性を、図３（Ｂ）等に示す虚像表示装置１００の光束取込みの角度特性に対応したものとしている。つまり、図３（Ａ）を参照して説明したように、液晶表示デバイス３２の表示領域３２ｂにおいて縦方向の射出位置ｙが大きくなるほど外側（＋ｙ側）に傾いた光束が投射光学系１２や導光板２０を通過して観察者の眼ＥＹに有効に取り込まれることから、詳細は後述するが、このような光束取込みの角度特性に整合するように、液晶表示デバイス３２から射出される画像光の指向性の分布を調整すること、すなわち光学部材１４を用いて照明光の配光分布を調整することによって、照明光や画像光の効率的な利用が可能になる。   The sheet-like optical member 14 disposed between the backlight light guide 31b and the liquid crystal display device 32 is attached to the exit surface EP of the backlight light guide 31b and integrated with the optical member 14. Yes. The optical member 14 has a function of changing the light distribution characteristic of illumination light emitted from the emission surface EP of the backlight light guide 31b. In other words, the optical member 14 adjusts the light distribution characteristics of the illumination light, thereby changing the directivity of the image light emitted from the liquid crystal display device 32 so as to capture the light flux of the virtual image display device 100 shown in FIG. It corresponds to the angle characteristics. That is, as described with reference to FIG. 3A, the light beam that is inclined outward (+ y side) as the emission position y in the vertical direction increases in the display region 32b of the liquid crystal display device 32, and the projection optical system 12 and the light guide. As will be described in detail later because it passes through the optical plate 20 and is effectively captured by the observer's eye EY, the image light emitted from the liquid crystal display device 32 is matched with the angular characteristics of such luminous flux capture. By adjusting the distribution of directivity, that is, by adjusting the light distribution of the illumination light using the optical member 14, the illumination light and the image light can be used efficiently.

光学部材１４は、縦のＹ方向に例えば３分割されたプリズムアレイシートであり、横のＺ方向に細長い帯状の第１〜第３領域Ａ１，Ａ２，Ａ３を有し、その射出側面は、断面鋸歯状で階段状の偏向面１４ａとなっている。第１領域Ａ１は、平坦なシートであり、中央に配置され、第２領域Ａ２は、プリズムアレイシートであり、上側（＋Ｙ側）に配置され、第３領域Ａ３は、プリズムアレイシートであり、下側（−Ｙ側）に配置される。このうち、第１領域Ａ１は、層状又は平板状であり照明光を略そのまま通過させるが、第２領域Ａ２は、横方向（Ｚ方向）に延びるプリズムアレイを有しており、バックライト導光部３１ｂから入射した照明光を外側（＋Ｙ側）に屈曲させ、第３及領域Ａ３も、横方向（Ｚ方向）に延びるプリズムアレイを有しており、バックライト導光部３１ｂから入射した照明光を外側（−Ｙ側）に屈曲させる。   The optical member 14 is a prism array sheet, for example, divided into three in the vertical Y direction, and has strip-shaped first to third regions A1, A2, A3 elongated in the horizontal Z direction. A serrated and stepwise deflecting surface 14a is formed. The first area A1 is a flat sheet and is arranged in the center, the second area A2 is a prism array sheet, arranged on the upper side (+ Y side), and the third area A3 is a prism array sheet, Arranged on the lower side (−Y side). Among these, the first area A1 is layered or flat and allows the illumination light to pass therethrough as it is, but the second area A2 has a prism array extending in the lateral direction (Z direction), and guides the backlight. The illumination light incident from the portion 31b is bent outward (+ Y side), and the third and third regions A3 also have a prism array extending in the lateral direction (Z direction), and the illumination incident from the backlight light guide portion 31b The light is bent outward (−Y side).

図６（Ａ）に示すように、光学部材１４の第２領域Ａ２は、上側（＋Ｙ側）に向かって楔角ωが徐々に増加する非一様なプリズムアレイを有しており、バックライト導光部３１ｂから一様に射出された照明光ＩＬは、第２領域Ａ２の偏向面１４ａを通過する際に屈曲による傾斜角εを与えられて図１の液晶表示デバイス３２に入射する。この傾斜角εは、照明光ＩＬの配光分布の主方向に相当するものであり、第２領域Ａ２を構成する各領域部分Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３で例示するように、下側よりも上側で徐々に大きくなっている（図６（Ｂ）〜６（Ｄ）参照）。つまり、第２領域Ａ２を通過した後の配光分布又は配光特性は、図５（Ｂ）に破線で示すように光軸ＡＸから離れて上側（＋Ｙ側）の位置ほど（つまり上端の領域部分（周辺部）Ａ２１に向かうほど）、主方向（輝度中心の方向）の角度が増加するような指向性を有するものとなっている。一方、第１領域Ａ１は、プリズムアレイを有しておらず、バックライト導光部３１ｂから射出された照明光ＩＬは、そのままの配光分布又は配光特性で液晶表示デバイス３２に入射する。なお、図示を省略するが、第３領域Ａ３は、第２領域Ａ２と同様の構造を有するが上下反転している。つまり、第３領域Ａ３は、下側（−Ｙ側）に向かって楔角ωが徐々に増加する非一様なプリズムアレイを有しており、バックライト導光部３１ｂから一様に射出された照明光ＩＬは、第３領域Ａ３を通過する際に上側よりも下側で大きい傾斜角εを与えられて液晶表示デバイス３２に入射する。   As shown in FIG. 6A, the second region A2 of the optical member 14 has a non-uniform prism array in which the wedge angle ω gradually increases toward the upper side (+ Y side), and the backlight The illumination light IL uniformly emitted from the light guide portion 31b is given an inclination angle ε due to bending when passing through the deflection surface 14a of the second region A2, and enters the liquid crystal display device 32 of FIG. This inclination angle ε corresponds to the main direction of the light distribution of the illumination light IL, and as exemplified by the respective region portions A21, A22, A23 constituting the second region A2, the inclination angle ε is above the lower side. It gradually increases (see FIGS. 6B to 6D). That is, the light distribution distribution or light distribution characteristic after passing through the second region A2 is as far as the upper (+ Y side) position away from the optical axis AX as shown by the broken line in FIG. It has directivity such that the angle in the main direction (the direction of the luminance center) increases toward the part (peripheral part A21). On the other hand, the first region A1 does not have a prism array, and the illumination light IL emitted from the backlight light guide 31b is incident on the liquid crystal display device 32 with the same light distribution or light distribution characteristic. Although illustration is omitted, the third region A3 has the same structure as the second region A2, but is vertically inverted. That is, the third region A3 has a non-uniform prism array in which the wedge angle ω gradually increases toward the lower side (−Y side), and is emitted uniformly from the backlight light guide 31b. When the illumination light IL passes through the third region A3, the illumination light IL is incident on the liquid crystal display device 32 with a larger inclination angle ε on the lower side than on the upper side.

以上において、光学部材１４による照明光ＩＬの屈曲すなわち偏向は、縦方向に関して中心から周辺部に向かうほど照明光ＩＬをより外側に偏向させるようなもの、すなわち照明光ＩＬを全体として外側に発散させるようなものとなっている。つまり、光学部材１４による照明光ＩＬの縦方向の屈曲に関する傾斜角εの分布が図３（Ｂ）に示すような光束取込みの角度特性に対応するようなものとなっている。これにより、液晶表示デバイス３２は、これから射出されて虚像形成に有効に活用される画像光ＦＬの射出角度μに対応する傾斜角εの照明光ＩＬによって照明されることになる。つまり、液晶表示デバイス３２からの実効的な画像光ＦＬの輝度中心に相当する射出角度μと、照明装置３１からの照明光ＩＬの輝度中心に相当する傾斜角εとを略一致させることが可能になる。このように、液晶表示デバイス３２の各位置から射出され有効活用される画像光ＦＬを高輝度成分とすることで、照明光の無駄がなくなり、虚像の輝度斑を低減することができる。   In the above, the bending or deflection of the illumination light IL by the optical member 14 is such that the illumination light IL is deflected more outward as it goes from the center to the periphery with respect to the vertical direction, that is, the illumination light IL diverges outward as a whole. It is like that. That is, the distribution of the inclination angle ε related to the bending of the illumination light IL in the vertical direction by the optical member 14 corresponds to the angle characteristic of the light beam capture as shown in FIG. As a result, the liquid crystal display device 32 is illuminated by the illumination light IL having an inclination angle ε corresponding to the emission angle μ of the image light FL that is emitted from now on and effectively used for virtual image formation. That is, the emission angle μ corresponding to the effective luminance center of the image light FL from the liquid crystal display device 32 and the inclination angle ε corresponding to the luminance center of the illumination light IL from the illumination device 31 can be substantially matched. become. In this way, by making the image light FL emitted from each position of the liquid crystal display device 32 and effectively used as a high-luminance component, the illumination light is not wasted, and the luminance spots of the virtual image can be reduced.

以上において、第２領域Ａ２のうち第１領域Ａ１に近い部分では、楔角ωをゼロに近づけることで、両領域Ａ１，Ａ２のつなぎ目で輝度斑が生じることを防止できる。また、第１領域Ａ１にも、プリズムアレイを設けることで、縦方向の中央周辺で輝度斑が発生することを確実に防止でき光利用効率をさらに高めることができる。   In the above, in the portion close to the first region A1 in the second region A2, it is possible to prevent the occurrence of luminance spots at the joint between the regions A1 and A2 by bringing the wedge angle ω closer to zero. Further, by providing a prism array also in the first region A1, it is possible to reliably prevent the occurrence of luminance spots around the center in the vertical direction, and it is possible to further increase the light utilization efficiency.

以上では、第２及び第３領域Ａ２，Ａ３で、楔角ωが連続的に変化するとしたが、楔角ωを段階的に変化させることもできる。つまり、両領域Ａ２，Ａ３において、Ｙ方向にさらに複数の分割領域を形成し、各分割領域内で楔角ωを一定にするとともに、隣接する分割領域間で互いに楔角ωが異なるものとできる。   In the above description, the wedge angle ω continuously changes in the second and third regions A2 and A3. However, the wedge angle ω can also be changed stepwise. That is, in both regions A2 and A3, a plurality of divided regions can be formed in the Y direction, the wedge angle ω can be made constant in each divided region, and the wedge angle ω can be different between adjacent divided regions. .

以上では、第２及び第３領域Ａ２，Ａ３にプリズムアレイを形成しているが、プリズムアレイをこれと同様の機能を有するフレネルレンズや回折格子に置き換えることがきる。例えばフレネルレンズを用いる場合、第２及び第３領域Ａ２，Ａ３において、光軸ＡＸを通ってＺ軸に平行に延びる母線に沿ったシリンドリカル型のフレネルレンズを形成することになる。周辺で傾斜角を大きくするためには、フレネルレンズの屈折面を凹又は負の屈折力を有するものとする。このようなフレネルレンズを用いることにより、傾斜角の増加すなわち偏向方向の変化を滑らかなものとできる。また、回折格子を用いる場合、第２及び第３領域Ａ２，Ａ３において、光軸ＡＸを基準として±Ｙ側で位置に応じて回折角度が漸次大きくなるようにする。このような回折格子を用いることにより、光学部材１４を極めて薄くて軽量にできる。   In the above, the prism arrays are formed in the second and third regions A2 and A3. However, the prism array can be replaced with a Fresnel lens or a diffraction grating having the same function. For example, when a Fresnel lens is used, a cylindrical Fresnel lens is formed in the second and third regions A2 and A3 along a generatrix line extending in parallel with the Z axis through the optical axis AX. In order to increase the tilt angle in the periphery, the refractive surface of the Fresnel lens is concave or has negative refractive power. By using such a Fresnel lens, an increase in the tilt angle, that is, a change in the deflection direction can be made smooth. Further, when the diffraction grating is used, in the second and third regions A2 and A3, the diffraction angle is gradually increased according to the position on the ± Y side with respect to the optical axis AX. By using such a diffraction grating, the optical member 14 can be made extremely thin and lightweight.

〔Ｄ．横方向に関する画像光の光路〕
図１（Ａ）に示すように、液晶表示デバイス３２から射出される画像光のうち、射出面３２ａの中央部分から射出される点線で示す成分を画像光ＧＬ１とし、射出面３２ａの紙面右側（−Ｚ側）から射出される一点鎖線で示す成分を画像光ＧＬ２とし、射出面３２ａの紙面左側（＋Ｚ側）から射出される二点鎖線で示す成分を画像光ＧＬ３とする。 [D. (The optical path of image light in the horizontal direction)
As shown in FIG. 1A, among the image light emitted from the liquid crystal display device 32, the component indicated by the dotted line emitted from the central portion of the emission surface 32a is the image light GL1, and the right side of the emission surface 32a ( The component indicated by the alternate long and short dash line emitted from the −Z side) is referred to as image light GL2, and the component indicated by the two-dot chain line emitted from the left side (+ Z side) of the emission surface 32a is referred to as image light GL3.

投射光学系１２を経た各画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３の主要成分は、導光板２０の光入射面ＩＳからそれぞれ入射した後、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて互いに異なる角度で全反射を繰り返す。具体的には、画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３のうち、液晶表示デバイス３２の射出面３２ａの中央部分から射出された画像光ＧＬ１は、平行光束として入射光折曲部２１で反射された後、標準反射角γ０で導光部２２の第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。その後、画像光ＧＬ１は、標準反射角γ０を保った状態で、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂで全反射を繰り返す。画像光ＧＬ１は、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいてＮ回（Ｎは自然数）全反射され、角度変換部２３の中央部２３ｋに入射する。画像光ＧＬ１は、この中央部２３ｋにおいて所定の角度で反射され、光射出面ＯＳから光射出面ＯＳを含むＹＺ面に対して垂直な光軸ＡＸ方向に平行光束として射出される。液晶表示デバイス３２の射出面３２ａの一端側（−Ｚ側）から射出された画像光ＧＬ２は、投射光学系１２の通過後に平行光束として光入射面ＩＳに入射し入射光折曲部２１で反射された後、最大反射角γ＋で導光部２２の第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。画像光ＧＬ２は、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて例えばＮ−Ｍ回（Ｍは自然数）全反射され、角度変換部２３のうち奥側（＋Ｚ側）の周辺部２３ｈにおいて所定の角度で反射され、光射出面ＯＳから所定の角度方向に向けて平行光束として射出される。この際の射出角は、入射光折曲部２１側に戻されるようなものになっており、＋Ｚ軸に対して鈍角となる。液晶表示デバイス３２の射出面３２ａの他端側（＋Ｚ側）から射出された画像光ＧＬ３は、投射光学系１２の通過後に平行光束として光入射面ＩＳに入射し入射光折曲部２１で反射された後、最小反射角γ−で導光部２２の第２の全反射面２２ｂに入射し、全反射される。画像光ＧＬ３は、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂにおいて例えばＮ＋Ｍ回全反射され、角度変換部２３のうち入口側（−Ｚ側）の周辺部２３ｍにおいて所定の角度で反射され、光射出面ＯＳから所定の角度方向に向けて平行光束として射出される。この際の射出角は、入射光折曲部２１側から離れるようなものになっており、＋Ｚ軸に対して鋭角となる。なお、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂでの全反射による光の反射効率は非常に高いものであるため、上記のように画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３間で反射回数が異なっていても、これによって輝度ムラが生じることは殆どなく、視認上画像ムラ等の影響を感じることはない。 The main components of the image lights GL1, GL2, and GL3 that have passed through the projection optical system 12 are incident on the first and second total reflection surfaces 22a and 22b at different angles after entering from the light incident surface IS of the light guide plate 20, respectively. Repeat total reflection. Specifically, among the image lights GL1, GL2, and GL3, the image light GL1 emitted from the central portion of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 is reflected by the incident light bending portion 21 as a parallel light flux, The light enters the second total reflection surface 22b of the light guide unit 22 at the standard reflection angle γ 0 and is totally reflected. Thereafter, the image light GL1 is, while maintaining the standard reflection angle gamma 0, first and second total reflection surface 22a, repeating total reflection at 22b. The image light GL1 is totally reflected N times (N is a natural number) on the first and second total reflection surfaces 22a and 22b, and enters the central portion 23k of the angle conversion unit 23. The image light GL1 is reflected at a predetermined angle at the central portion 23k, and is emitted from the light exit surface OS as a parallel light flux in the optical axis AX direction perpendicular to the YZ plane including the light exit surface OS. The image light GL 2 emitted from one end side (−Z side) of the emission surface 32 a of the liquid crystal display device 32 enters the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12 and is reflected by the incident light bending portion 21. After that, the light is incident on the second total reflection surface 22b of the light guide unit 22 at the maximum reflection angle γ + and is totally reflected. The image light GL2 is totally reflected, for example, NM times (M is a natural number) on the first and second total reflection surfaces 22a and 22b, and is predetermined in the peripheral portion 23h on the back side (+ Z side) of the angle conversion unit 23. And is emitted from the light exit surface OS as a parallel light beam in a predetermined angle direction. The exit angle at this time is such that it is returned to the incident light bending portion 21 side, and becomes an obtuse angle with respect to the + Z axis. The image light GL3 emitted from the other end side (+ Z side) of the emission surface 32a of the liquid crystal display device 32 enters the light incident surface IS as a parallel light flux after passing through the projection optical system 12, and is reflected by the incident light bending portion 21. After that, the light is incident on the second total reflection surface 22b of the light guide unit 22 at the minimum reflection angle γ − and is totally reflected. The image light GL3 is totally reflected, for example, N + M times at the first and second total reflection surfaces 22a and 22b, and is reflected at a predetermined angle at the peripheral portion 23m on the entrance side (−Z side) of the angle conversion unit 23, The light exits from the light exit surface OS in a predetermined angular direction as a parallel light flux. The exit angle at this time is such that it is away from the incident light bending portion 21 side, and is an acute angle with respect to the + Z axis. In addition, since the reflection efficiency of light by the total reflection at the first and second total reflection surfaces 22a and 22b is very high, the number of reflections differs between the image lights GL1, GL2, and GL3 as described above. However, this hardly causes luminance unevenness, and does not feel the influence of image unevenness or the like on visual recognition.

ここで、画像光ＧＬ２の反射角γ＋はこの導光板２０仕様上の最大値になっており、画像光ＧＬ３の反射角γ−はこの導光板２０仕様上の最小値になっている。よって、他の有効な画像光の導光板２０内における伝搬の全反射角は、これらの反射角γ＋，γ−の間の値となる。このような反射角の範囲即ち最大反射角γ＋と最小反射角γ−との差は、画像形成装置１０側における光学設計上の横画角即ちＺ方向についての画角に相当するものとなっている。 Here, the reflection angle γ + of the image light GL2 has a maximum value in the light guide plate 20 specification, and the reflection angle γ − of the image light GL3 has a minimum value in the light guide plate 20 specification. Therefore, the total reflection angle of propagation of other effective image light within the light guide plate 20 is a value between these reflection angles γ + and γ − . The difference between the reflection angle range, that is, the maximum reflection angle γ + and the minimum reflection angle γ − corresponds to the horizontal angle of view on the optical design on the image forming apparatus 10 side, that is, the angle of view in the Z direction. ing.

入射光折曲部２１及び導光部２２に用いられる透明樹脂材料の屈折率ｎの値の一例として、ｎ＝１．５とすると、その臨界角γｃの値はγｃ≒４１．８°となり、ｎ＝１．６とすると、その臨界角γｃの値はγｃ≒３８．７°となる。各画像光ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３の反射角γ０，γ＋，γ−のうち最小である反射角γ−を上記臨界角γｃよりも大きな値とすることで、必要な画像光について導光部２２内における全反射条件を満たすものにできる。 As an example of the value of the refractive index n of the transparent resin material used for the incident light bending portion 21 and the light guide portion 22, when n = 1.5, the value of the critical angle γ c is γ c ≈41.8 °. When n = 1.6, the critical angle γ c has a value of γ c ≈38.7 °. The minimum reflection angle γ − of the reflection angles γ 0 , γ + , γ − of each of the image lights GL1, GL2, and GL3 is set to a value larger than the critical angle γ c , thereby guiding the necessary image light. The total reflection condition in the portion 22 can be satisfied.

〔Ｅ．角度変換部〕
以下、図７（Ａ）〜７（Ｃ）等を参照して、角度変換部２３の構造及び角度変換部２３による画像光の光路の折曲げについて詳細に説明する。 [E. Angle conversion unit
Hereinafter, the structure of the angle conversion unit 23 and the bending of the optical path of the image light by the angle conversion unit 23 will be described in detail with reference to FIGS.

まず、角度変換部２３の構造について説明する。角度変換部２３は、ストライプ状に配列された多数の線状の反射ユニット２３ｃで構成される。つまり、角度変換部２３は、Ｙ方向に延びる細長い反射ユニット２３ｃを所定のピッチＰＴで導光部２２の延びる第１方向即ちＺ方向に多数配列させることで構成されている。各反射ユニット２３ｃは、奥側即ち光路下流側に配置される１つの反射面部分である第１の反射面２３ａと、入口側即ち光路上流側に配置される他の１つの反射面部分である第２の反射面２３ｂとを１組のものとして有する。これらのうち、少なくとも第２の反射面２３ｂは、一部の光を透過可能な部分反射面であり、観察者に外界像をシースルーで観察させることを可能にしている。また、各反射ユニット２３ｃは、隣接する第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂにより、ＸＺ断面視においてＶ字又は楔状となっている。より具体的には、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂは、図１（Ａ）等に示す第１の全反射面２２ａに平行で反射ユニット２３ｃの配列される配列方向であるＺ方向に対して垂直に延びる方向即ちＹ方向を長手方向として、線状に延びている。さらに、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂは、当該長手方向を軸として、第１の全反射面２２ａに対してそれぞれ異なる角度（即ちＹＺ面に対してそれぞれ異なる角度）で傾斜している。結果的に、第１の反射面２３ａは、周期的に繰り返して配列され互いに平行に延び、第２の反射面２３ｂも、周期的に繰り返して配列され互いに平行に延びている。図２（Ａ）等に示す具体例において、各第１の反射面２３ａは、第１の全反射面２２ａに対して略垂直な方向（Ｘ方向）に沿って延びているものとしている。また、各第２の反射面２３ｂは、対応する第１の反射面２３ａに対して反時計方向に所定角度（相対角度）αをなす方向に延びている。ここで、相対角度αは、具体例において例えば５４．７°となっているものとする。   First, the structure of the angle conversion unit 23 will be described. The angle conversion unit 23 includes a large number of linear reflection units 23c arranged in a stripe shape. That is, the angle conversion unit 23 is configured by arranging a large number of elongated reflection units 23c extending in the Y direction in the first direction in which the light guide unit 22 extends, that is, the Z direction, at a predetermined pitch PT. Each reflection unit 23c is a first reflection surface 23a that is one reflection surface portion disposed on the back side, that is, the optical path downstream side, and another one reflection surface portion that is disposed on the entrance side, that is, the optical path upstream side. The second reflecting surface 23b is provided as a set. Among these, at least the second reflection surface 23b is a partial reflection surface capable of transmitting a part of light, and allows an observer to observe an external image in a see-through manner. Each reflection unit 23c is formed in a V shape or a wedge shape in the XZ sectional view by the adjacent first and second reflection surfaces 23a and 23b. More specifically, the first and second reflection surfaces 23a and 23b are parallel to the first total reflection surface 22a shown in FIG. 1A and the like and are arranged in the Z direction in which the reflection units 23c are arranged. A direction extending perpendicularly to the longitudinal direction, that is, the Y direction, is linearly extended. Further, the first and second reflection surfaces 23a and 23b are inclined at different angles (that is, different angles with respect to the YZ plane) with respect to the first total reflection surface 22a with the longitudinal direction as an axis. Yes. As a result, the first reflecting surfaces 23a are periodically and repeatedly arranged and extend in parallel with each other, and the second reflecting surfaces 23b are also periodically and repeatedly arranged and extend in parallel with each other. In the specific example shown in FIG. 2A and the like, each first reflection surface 23a is assumed to extend along a direction (X direction) substantially perpendicular to the first total reflection surface 22a. Each second reflecting surface 23b extends in a direction that forms a predetermined angle (relative angle) α counterclockwise with respect to the corresponding first reflecting surface 23a. Here, the relative angle α is assumed to be, for example, 54.7 ° in a specific example.

図７（Ａ）等に示す具体例において、第１の反射面２３ａは、第１の全反射面２２ａに対して略垂直であるものとしているが、第１の反射面２３ａの方向は、導光板２０の仕様に応じて適宜調整されるものであり、第１の全反射面２２ａに対して−Ｚ方向を基準として時計回りに例えば８０°から１００°までの範囲内でいずれかの傾斜角度をなすものとできる。また、第２の反射面２３ｂの方向は、第１の全反射面２２ａに対して−Ｚ方向を基準として時計回りに例えば３０°から４０°までの範囲内でいずれかの傾斜角度をなすものとできる。結果的に、第２の反射面２３ｂは、第１の反射面２３ａに対して４０°から７０°までの範囲内でいずれかの相対角度を有するものとなる。   In the specific example shown in FIG. 7A and the like, the first reflecting surface 23a is assumed to be substantially perpendicular to the first total reflecting surface 22a, but the direction of the first reflecting surface 23a is guided. Any tilt angle within a range of, for example, 80 ° to 100 ° clockwise with respect to the −Z direction with respect to the first total reflection surface 22a is appropriately adjusted according to the specifications of the optical plate 20. It can be made. Further, the direction of the second reflecting surface 23b makes any inclination angle within a range of, for example, 30 ° to 40 ° clockwise with respect to the −Z direction with respect to the first total reflecting surface 22a. And can. As a result, the second reflecting surface 23b has any relative angle within the range of 40 ° to 70 ° with respect to the first reflecting surface 23a.

なお、一対の反射面２３ａ，２３ｂを含む反射ユニット２３ｃは、例えば下地のＶ溝の一方の斜面にアルミ蒸着等の成膜を施すことにより形成され、その後の樹脂の充填によって導光板２０内に埋め込まれる。   The reflection unit 23c including the pair of reflection surfaces 23a and 23b is formed, for example, by forming a film such as aluminum vapor deposition on one inclined surface of the underlying V groove, and then filling the resin in the light guide plate 20 by filling with resin. Embedded.

以下、角度変換部２３による画像光の光路の折曲げについて詳しく説明する。ここでは、画像光のうち、角度変換部２３の両端側に入射する画像光ＧＬ２及び画像光ＧＬ３について示し、他の光路については、これらと同様であるので図示等を省略する。   Hereinafter, the bending of the optical path of the image light by the angle conversion unit 23 will be described in detail. Here, among the image light, the image light GL2 and the image light GL3 that enter the both ends of the angle conversion unit 23 are shown, and the other optical paths are the same as these, so the illustration and the like are omitted.

まず、図７（Ａ）及び７（Ｂ）に示すように、画像光のうち全反射角度の最も大きい反射角γ＋で導かれた画像光ＧＬ２は、角度変換部２３のうち光入射面ＩＳ（図１（Ａ）参照）から最も遠い＋Ｚ側の周辺部２３ｈに１つ以上配置された反射ユニット２３ｃに入射する。当該反射ユニット２３ｃにおいて、画像光ＧＬ２は、最初に奥側即ち＋Ｚ側の第１の反射面２３ａで反射され、次に、入口側即ち−Ｚ側の第２の反射面２３ｂで反射される。当該反射ユニット２３ｃを経た画像光ＧＬ２は、他の反射ユニット２３ｃを経ることなく、図１（Ａ）等に示す光射出面ＯＳから射出される。つまり、画像光ＧＬ２は、角度変換部２３での１回だけの通過で所望の角度に折り曲げられ観察者側に取り出される。 First, as shown in FIGS. 7A and 7B, the image light GL2 guided by the reflection angle γ + having the largest total reflection angle among the image light is the light incident surface IS of the angle conversion unit 23. The light is incident on one or more reflection units 23c arranged in the peripheral portion 23h on the + Z side farthest from (see FIG. 1A). In the reflection unit 23c, the image light GL2 is first reflected by the first reflection surface 23a on the back side, that is, the + Z side, and then reflected by the second reflection surface 23b on the entrance side, that is, the −Z side. The image light GL2 that has passed through the reflection unit 23c is emitted from the light exit surface OS shown in FIG. 1A or the like without passing through the other reflection unit 23c. That is, the image light GL <b> 2 is bent to a desired angle by one pass through the angle conversion unit 23 and extracted to the viewer side.

また、図７（Ａ）及び７（Ｃ）に示すように、全反射角度の最も小さい反射角γ−で導かれた画像光ＧＬ３は、角度変換部２３のうち光入射面ＩＳ（図１（Ａ）参照）に最も近い−Ｚ側の周辺部２３ｍに１つ以上配置された反射ユニット２３ｃに入射する。当該反射ユニット２３ｃにおいて、画像光ＧＬ３は、画像光ＧＬ２の場合と同様に、最初に奥側即ち＋Ｚ側の第１の反射面２３ａで反射され、次に、入口側即ち−Ｚ側の第２の反射面２３ｂで反射される。当該反射ユニット２３ｃを経た画像光ＧＬ３は、他の反射ユニット２３ｃを経ることなく、角度変換部２３での１回だけの通過で所望の角度に折り曲げられ観察者側に取り出される。 Further, as shown in FIGS. 7A and 7C, the image light GL3 guided at the reflection angle γ − having the smallest total reflection angle is the light incident surface IS (see FIG. The light is incident on one or more reflecting units 23c arranged in the peripheral portion 23m on the -Z side closest to (see A). In the reflection unit 23c, as in the case of the image light GL2, the image light GL3 is first reflected by the first reflection surface 23a on the back side, that is, the + Z side, and then the second light on the entrance side, that is, the −Z side. Is reflected by the reflecting surface 23b. The image light GL3 that has passed through the reflection unit 23c is bent to a desired angle by one pass through the angle conversion unit 23 without passing through the other reflection unit 23c, and is taken out to the viewer side.

ここで、上記のような第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂでの２段階での反射の場合、図７（Ｂ）及び７（Ｃ）に示すように、各画像光の入射時の方向と射出時の方向とのなす角である折り曲げ角ψは、いずれもψ＝２（Ｒ−α）（Ｒ：直角）となる。つまり、折り曲げ角ψは、角度変換部２３に対する入射角度即ち各画像光の全反射角度である反射角γ０，γ＋，γ−等の値によらず一定である。これにより、上記のように、画像光のうち全反射角度の比較的大きい成分を角度変換部２３のうち＋Ｚ側の周辺部２３ｈ側に入射させ、全反射角度の比較的小さい成分を角度変換部２３のうち−Ｚ側の周辺部２３ｍ側に入射させた場合にも、画像光を全体として観察者の眼ＥＹに集めるような角度状態で効率的に取り出すことが可能となる。このような角度関係で画像光を取り出す構成であるため、導光板２０は、画像光を角度変換部２３において複数回通過させず、１回だけ通過させることができ、画像光を少ない損失で虚像光として取り出すことを可能にする。 Here, in the case of the two-stage reflection on the first and second reflecting surfaces 23a and 23b as described above, as shown in FIGS. 7B and 7C, when each image light is incident, The bending angle ψ, which is the angle between the direction and the direction at the time of injection, is ψ = 2 (R−α) (R: right angle). That is, the bending angle ψ is constant regardless of the incident angle with respect to the angle conversion unit 23, that is, the values of the reflection angles γ 0 , γ + , γ − and the like that are the total reflection angles of the respective image lights. Accordingly, as described above, a component having a relatively large total reflection angle in the image light is made incident on the + Z side peripheral portion 23h side of the angle conversion unit 23, and a component having a relatively small total reflection angle is incident on the angle conversion unit. Even when the light beam is incident on the peripheral portion 23m side on the −Z side of the image 23, the image light can be efficiently extracted in an angle state so as to collect the image light as a whole on the eye EY of the observer. Since the configuration is such that the image light is extracted with such an angle relationship, the light guide plate 20 can pass the image light only once without passing through the angle conversion unit 23 a plurality of times, and the image light can be passed through the virtual image with little loss. It can be extracted as light.

また、導光部２２の形状や屈折率、角度変換部２３を構成する反射ユニット２３ｃの形状等の光学的な設計において、画像光ＧＬ２，ＧＬ３等が導かれる角度等を適宜調整することで、光射出面ＯＳから射出される画像光を、基本の画像光ＧＬ１即ち光軸ＡＸを中心として、全体として対称性が保たれた状態の虚像光として観察者の眼ＥＹに入射させることができる。ここでは、一端の画像光ＧＬ２のＸ方向又は光軸ＡＸに対する角度θ２（導光板２０内ではθ２'）と、他端の画像光ＧＬ３のＸ方向又は光軸ＡＸに対する角度θ３（導光板２０内ではθ３'）導光板２０とは、大きさが略等しく逆向きとなっているものとする。つまり、画像光は、光軸ＡＸを中心にして対称性のある状態で眼ＥＹに対して射出されている。このように、角度θ２と角度θ３との角度が等しく、光軸ＡＸに対して対称性があるとすることで、角度θ２及び角度θ３は、横画角の半分の値である横半画角θとなる。 In addition, in the optical design such as the shape and refractive index of the light guide 22 and the shape of the reflection unit 23c constituting the angle conversion unit 23, by appropriately adjusting the angle etc. through which the image light GL2, GL3, etc. are guided, The image light emitted from the light exit surface OS can be incident on the observer's eye EY as virtual image light with the overall symmetry maintained around the basic image light GL1, that is, the optical axis AX. Here, the angle theta 2 with respect to the X direction or the optical axis AX of the image light GL2 at one end (in the light guide plate 20 θ 2 '), the angle with respect to the X direction or the optical axis AX of the image light GL3 other end theta 3 (guide It is assumed that θ 3 ′) in the optical plate 20 is substantially equal in size and opposite to the light guide plate 20. That is, the image light is emitted to the eye EY in a symmetric state about the optical axis AX. In this way, the angle θ 2 and the angle θ 3 are equal to each other and are symmetrical with respect to the optical axis AX, so that the angle θ 2 and the angle θ 3 are half the horizontal angle of view. The horizontal half angle of view becomes θ.

なお、既に説明したように、一群の反射ユニット２３ｃを構成する第１の反射面２３ａ又は第２の反射面２３ｂは、ピッチが一定で互いに平行になっている。これにより、観察者の眼ＥＹに入射する虚像光である画像光を一様なものとでき、観察される画像の品質の低下を抑えることができる。角度変換部２３を構成する各反射ユニット２３ｃの間隔であるピッチＰＴの具体的な数値範囲は、０．２ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ〜１．３ｍｍとする。この範囲にあることにより、取り出されるべき画像光が、角度変換部２３において回折による影響を受けることなく、かつ、反射ユニット２３ｃによる格子縞が観察者にとって目立つものとならないようにすることができる。   As already described, the first reflecting surface 23a or the second reflecting surface 23b constituting the group of reflecting units 23c have a constant pitch and are parallel to each other. Thereby, the image light which is the virtual image light incident on the eye EY of the observer can be made uniform, and the deterioration of the quality of the observed image can be suppressed. A specific numerical range of the pitch PT that is an interval between the reflection units 23c constituting the angle conversion unit 23 is 0.2 mm or more, and more preferably 0.2 mm to 1.3 mm. By being in this range, the image light to be taken out can be prevented from being affected by diffraction in the angle conversion unit 23, and the lattice fringes by the reflection unit 23c can be made inconspicuous for the observer.

図８（Ａ）は、実施形態の虚像表示装置１００によって形成される虚像型の画像光の２次元輝度分布を説明する図であり、図８（Ｂ）は、比較例の虚像表示装置によって形成される虚像型の画像光の２次元輝度分布を説明する図である。両図を比較すれば明らかように、実施形態の虚像表示装置１００の場合、輝度ムラの発生が大幅に低減されている。なお、比較例の虚像表示装置は、実施形態の虚像表示装置１００と同様の構造を有するが、照明装置３１の光射出側に光学部材１４を設けていない点で異なる。   FIG. 8A is a diagram illustrating a two-dimensional luminance distribution of virtual image type image light formed by the virtual image display device 100 of the embodiment, and FIG. 8B is formed by the virtual image display device of the comparative example. It is a figure explaining the two-dimensional luminance distribution of the virtual image type image light. As is apparent from a comparison between the two figures, in the virtual image display device 100 of the embodiment, the occurrence of luminance unevenness is greatly reduced. Note that the virtual image display device of the comparative example has the same structure as the virtual image display device 100 of the embodiment, but differs in that the optical member 14 is not provided on the light emission side of the illumination device 31.

図８（Ｃ）は、実施形態の虚像表示装置１００によって形成される画像光のＢＢ断面に沿ったＹ方向の輝度分布を示すグラフであり、図８（Ｄ）は、比較例の虚像表示装置によって形成される画像光のＢＢ断面に沿ったＹ方向の輝度分布を示すグラフである。両グラフを比較すれば明らかように、実施形態の虚像表示装置１００の場合、縦のＹ方向の輝度分布が比較的高輝度で一様になっている。   FIG. 8C is a graph showing a luminance distribution in the Y direction along the BB cross section of the image light formed by the virtual image display device 100 of the embodiment, and FIG. 8D is a virtual image display device of a comparative example. 6 is a graph showing a luminance distribution in the Y direction along a BB cross section of image light formed by the above. As is clear from comparison between the two graphs, in the virtual image display device 100 of the embodiment, the luminance distribution in the vertical Y direction is relatively high and uniform.

以上のように、本実施形態の虚像表示装置１００によれば、光学部材１４が角度変換部２３から射出される画像光の指向性に関して非一様な分布、具体的には縦方向の周辺で傾斜角εが徐々に大きくなるような分布を形成するので、液晶表示デバイス３２のＹ方向の位置に応じて液晶表示デバイス３２から射出され観察者の眼ＥＹに有効に取り込まれる光束の射出角度μが徐々に大きくなる場合に、このような眼ＥＹへの光束取込みの角度特性に画像光の指向性を適合させることができ、輝度斑の発生を抑えて照明光の利用効率を高めることができる。   As described above, according to the virtual image display device 100 of the present embodiment, the optical member 14 is non-uniformly distributed with respect to the directivity of the image light emitted from the angle conversion unit 23, specifically, in the periphery in the vertical direction. Since a distribution is formed such that the inclination angle ε gradually increases, the emission angle μ of the light beam emitted from the liquid crystal display device 32 and effectively taken into the observer's eye EY according to the position of the liquid crystal display device 32 in the Y direction. When the angle gradually increases, the directivity of the image light can be adapted to the angular characteristics of the light flux taken into the eye EY, and the use of illumination light can be improved by suppressing the occurrence of luminance spots. .

〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置１００の変形例であり、特に説明しない場合、第１実施形態の虚像表示装置１００と同様であるものとする。 [Second Embodiment]
The virtual image display device according to the second embodiment will be described below. The virtual image display device according to the present embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first embodiment, and is the same as the virtual image display device 100 according to the first embodiment unless otherwise described.

図９に示す液晶表示デバイス１３２は、画像光の指向性に関して非一様な分布を形成するための光学部材１１４を内蔵している。   The liquid crystal display device 132 shown in FIG. 9 includes an optical member 114 for forming a non-uniform distribution with respect to the directivity of image light.

液晶表示デバイス１３２は、空間光変調装置、より具体的には光透過型の液晶表示素子であり、液晶パネル５１と、これを挟む一対の偏光フィルター５２ａ，５２ｂとを備える。液晶表示デバイス（液晶表示素子）１３２において、入射側の第１偏光フィルター５２ａと、射出側の第２偏光フィルター５２ｂとは、液晶パネル５１を挟んでクロスニコルを構成するように配置されている。液晶パネル５１は、第１偏光フィルター５２ａ側から入射した照明光ＩＬの偏光方向を入力信号に応じて画素単位で２次元的に変化させ、変化後の変調光を画像光ＭＬとして第２偏光フィルター５２ｂ側に射出する。   The liquid crystal display device 132 is a spatial light modulator, more specifically, a light transmissive liquid crystal display element, and includes a liquid crystal panel 51 and a pair of polarizing filters 52a and 52b sandwiching the liquid crystal panel 51. In the liquid crystal display device (liquid crystal display element) 132, the incident-side first polarizing filter 52a and the emission-side second polarizing filter 52b are arranged to form a crossed Nicol with the liquid crystal panel 51 interposed therebetween. The liquid crystal panel 51 two-dimensionally changes the polarization direction of the illumination light IL incident from the first polarizing filter 52a side for each pixel according to the input signal, and uses the changed modulated light as the image light ML as the second polarizing filter. 52b is injected.

液晶パネル５１は、液晶層７１を挟んで、入射側に第１基板７２と、射出側に第２基板７３とを備える。なお、入射光ＬＩが入射する第１基板７２は、光軸ＡＸに垂直なＹＺ面に沿って延在するブレーズ格子７２ａと、ブレーズ格子７２ａの内側に配置される本体部分７２ｂとを備える。このブレーズ格子７２ａは、画像光ＭＬの指向性を調整する光学部材１１４として機能しており、透明画素電極７７すなわち画素部分ＰＰに対応する所定パターンで２次元的に配列された多数の微小なプリズム要素ＰＥを有する。   The liquid crystal panel 51 includes a first substrate 72 on the incident side and a second substrate 73 on the emission side with the liquid crystal layer 71 interposed therebetween. The first substrate 72 on which the incident light LI is incident includes a blaze grating 72a extending along a YZ plane perpendicular to the optical axis AX, and a main body portion 72b disposed inside the blaze grating 72a. The blazed grating 72a functions as an optical member 114 that adjusts the directivity of the image light ML, and includes a large number of minute prisms arranged two-dimensionally in a predetermined pattern corresponding to the transparent pixel electrode 77, that is, the pixel portion PP. It has element PE.

液晶パネル５１において、第１基板７２の液晶層７１側の面上には、透明な共通電極７５が設けられており、その上には、例えば配光膜７６が形成されている。一方、第２基板７３の液晶層７１側の面上には、マトリクス状に配置された複数の透明画素電極７７と、各透明画素電極７７に電気的に接続されている薄膜トランジスター（不図示）とが設けられており、その上には、例えば配光膜７８が形成されている。ここで、第１基板７２の内側部分（すなわち本体部分７２ｂ）と、第２基板７３と、これらに挟まれた液晶層７１と、電極７５，７７とは、光能動素子、すなわち入射光ＬＩの偏光状態を入力信号に応じて変調するための液晶デバイス８０として機能する部分である。この液晶デバイス８０を構成する各画素部分ＰＰは、１つの画素電極７７と、共通電極７５の一部と、両配光膜７６，７８の一部と、液晶層７１の一部とを含む。各画素部分ＰＰには、入射側の第１基板７２に設けたブレーズ格子７２ａの各要素によって、照明光ＩＬの傾斜角を調節して入射させることができるようになっている。なお、第１基板７２と共通電極７５との間には、各画素部分ＰＰを区分するように格子状のブラックマトリクス７９が設けられている。   In the liquid crystal panel 51, a transparent common electrode 75 is provided on the surface of the first substrate 72 on the liquid crystal layer 71 side, and a light distribution film 76 is formed thereon, for example. On the other hand, on the surface of the second substrate 73 on the liquid crystal layer 71 side, a plurality of transparent pixel electrodes 77 arranged in a matrix and a thin film transistor (not shown) electrically connected to each transparent pixel electrode 77. And a light distribution film 78 is formed thereon, for example. Here, the inner portion of the first substrate 72 (that is, the main body portion 72b), the second substrate 73, the liquid crystal layer 71 sandwiched therebetween, and the electrodes 75 and 77 are optically active elements, that is, incident light LI. This is a part that functions as a liquid crystal device 80 for modulating the polarization state according to an input signal. Each pixel portion PP constituting the liquid crystal device 80 includes one pixel electrode 77, a part of the common electrode 75, a part of both light distribution films 76 and 78, and a part of the liquid crystal layer 71. Each pixel portion PP can be made incident by adjusting the inclination angle of the illumination light IL by each element of the blaze grating 72 a provided on the incident-side first substrate 72. A grid-like black matrix 79 is provided between the first substrate 72 and the common electrode 75 so as to partition each pixel portion PP.

光学部材１１４であるブレーズ格子７２ａは、図６（Ａ）等に示す第１実施形態の光学部材１４に代えて組み込まれるものであり、第１実施形態の場合と同様に、バックライト導光部３１ｂから入射した照明光を外側（＋Ｙ側）に屈曲させる。この際、ブレーズ格子７２ａは、中央より上側の部分において、上側（＋Ｙ側）に向かって楔角ωが徐々に増加するプリズム要素ＰＥを有しており、バックライト導光部３１ｂから一様に射出された照明光ＩＬは、プリズム要素ＰＥを通過する際に上向きの傾斜角εを与えられて液晶デバイス８０に入射する。なお、図示を省略するが、ブレーズ格子７２ａは、中央より下側の部分において、下側（−Ｙ側）に向かって楔角ωが徐々に増加するプリズム要素ＰＥを有しており、バックライト導光部３１ｂから一様に射出された照明光ＩＬは、プリズム要素ＰＥの屈折面又は偏向面を通過する際に下向きの傾斜角εを与えられて液晶デバイス８０に入射する。この傾斜角εの分布は、第１実施形態の場合と同様に、図３（Ｂ）に示すような光束取込みの角度特性と対応するようなものとなっている。これにより、液晶表示デバイス１３２は、これから取り出されて虚像形成に有効に活用される実効的な画像光ＦＬの射出角度μに対応する傾斜角εの照明光ＩＬによって照明されることになり、照明光の無駄がなくなり、虚像の輝度斑を低減することができる。本実施形態の場合、液晶表示デバイス１３２から光学部材１１４を除いたものと照明装置３１とによって画像表示装置が構成されている。   The blaze grating 72a, which is the optical member 114, is incorporated in place of the optical member 14 of the first embodiment shown in FIG. 6 (A) and the like, and similarly to the case of the first embodiment, a backlight light guide section. The illumination light incident from 31b is bent outward (+ Y side). At this time, the blaze grating 72a has a prism element PE in which the wedge angle ω gradually increases toward the upper side (+ Y side) in the upper part from the center, and is uniform from the backlight light guide 31b. The emitted illumination light IL is given an upward inclination angle ε when passing through the prism element PE and enters the liquid crystal device 80. Although not shown in the drawing, the blaze grating 72a has a prism element PE in which the wedge angle ω gradually increases toward the lower side (−Y side) in the portion below the center, and the backlight The illumination light IL uniformly emitted from the light guide 31b is incident on the liquid crystal device 80 with a downward inclination angle ε when passing through the refractive surface or the deflection surface of the prism element PE. Similar to the case of the first embodiment, the distribution of the inclination angle ε corresponds to the angle characteristic of the light beam intake as shown in FIG. As a result, the liquid crystal display device 132 is illuminated by the illumination light IL with the inclination angle ε corresponding to the effective emission angle μ of the image light FL that is taken out from this and effectively used for virtual image formation. Light is not wasted, and brightness spots of the virtual image can be reduced. In the case of the present embodiment, an image display device is configured by the illumination device 31 that is obtained by removing the optical member 114 from the liquid crystal display device 132.

図１０は、図９に示す液晶表示デバイス１３２の変形例である。この場合、ブレーズ格子７３ａを射出側の第２基板７３に埋め込んでいる。つまり、第２基板７３は、光軸ＡＸに垂直なＹＺ面に沿って延在するブレーズ格子７３ａと、ブレーズ格子７３ａの内側に配置される本体部分７３ｂとを備える。このブレーズ格子７３ａは、透明画素電極７７すなわち画素部分ＰＰに対応する所定パターンで２次元的に配列された多数のプリズム要素ＰＥを有する。ブレーズ格子７３ａは、中央より上側の部分において、上側（＋Ｙ側）に向かって楔角ωが徐々に増加するプリズム要素ＰＥを有しており、液晶デバイス８０から射出された画像光ＭＬは、プリズム要素ＰＥの屈折面又は偏向面を通過する際に上向きの傾斜角εを与えられて液晶表示デバイス１３２から射出される。   FIG. 10 is a modification of the liquid crystal display device 132 shown in FIG. In this case, the blaze grating 73a is embedded in the second substrate 73 on the emission side. That is, the second substrate 73 includes a blaze grating 73a extending along the YZ plane perpendicular to the optical axis AX, and a main body portion 73b disposed inside the blaze grating 73a. The blaze grating 73a has a large number of prism elements PE arranged two-dimensionally in a predetermined pattern corresponding to the transparent pixel electrode 77, that is, the pixel portion PP. The blaze grating 73a has a prism element PE in which the wedge angle ω gradually increases toward the upper side (+ Y side) in the upper part from the center, and the image light ML emitted from the liquid crystal device 80 is a prism. When passing through the refracting surface or deflecting surface of the element PE, the liquid crystal display device 132 is emitted with an upward inclination angle ε.

本実施形態の虚像表示装置１００では、液晶表示デバイス１３２の画素単位で画像光ＭＬの射出方向を調整することができる。これにより、液晶表示デバイス１３２から射出され観察者の眼ＥＹに有効に取り込まれる実効的な画像光ＦＬ（画像光ＭＬ）の傾きが周辺で大きくなる場合であっても、これに対応する指向性を有する画像光ＭＬを形成することができ、輝度斑の発生を抑えて照明光の利用効率を高めることができる。   In the virtual image display device 100 of the present embodiment, the emission direction of the image light ML can be adjusted in units of pixels of the liquid crystal display device 132. As a result, even when the inclination of the effective image light FL (image light ML) emitted from the liquid crystal display device 132 and effectively taken into the observer's eye EY increases in the vicinity, the corresponding directivity is provided. Image light ML can be formed, and the use efficiency of illumination light can be increased by suppressing the occurrence of luminance spots.

〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第１又は第２実施形態に係る虚像表示装置１００の変形例であり、特に説明しない場合、第１実施形態の虚像表示装置１００と同様であるものとする。 [Third Embodiment]
The virtual image display device according to the third embodiment will be described below. The virtual image display device according to this embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first or second embodiment, and is the same as the virtual image display device 100 according to the first embodiment unless otherwise described. And

図１１に示す液晶表示デバイス（液晶表示素子）２３２は、画像光の指向性に関して非一様な分布を形成するための光学部材２１４を内蔵している光透過型の液晶表示素子である。本実施形態の場合、液晶表示デバイス２３２から光学部材２１４を除いたものと照明装置３１とによって画像表示装置が構成されている。   A liquid crystal display device (liquid crystal display element) 232 shown in FIG. 11 is a light transmission type liquid crystal display element having a built-in optical member 214 for forming a non-uniform distribution with respect to directivity of image light. In the case of the present embodiment, the image display device is configured by the illumination device 31 and the liquid crystal display device 232 excluding the optical member 214.

液晶表示デバイス２３２の液晶パネル５１において、光入射側の第１基板７２は、光軸ＡＸに垂直なＹＺ面に沿って延在するマイクロレンズアレイ２７２ａと、マイクロレンズアレイ２７２ａの内側に配置される本体部分７２ｂとを備える。このマイクロレンズアレイ２７２ａは、画像光ＭＬの指向性を調整する光学部材２１４として機能しており、透明画素電極７７すなわち画素部分ＰＰに対応する所定パターンで２次元的に配列された多数のレンズ要素ＬＥを有する。ここで、マイクロレンズアレイ２７２ａのＹ方向のピッチＰｍは、画素部分ＰＰのＹ方向のピッチＰｃよりも僅かに大きくなっている。このため、レンズ要素ＬＥの光軸又は中心は、画素部分ＰＰの中心から徐々に偏芯している。つまり、このマイクロレンズアレイ２７２ａでは、中央より上側の部分において、上側（＋Ｙ側）に向かって偏芯が徐々に大きくなっており、中央より下側の部分においも、下側（−Ｙ側）に向かって偏芯が徐々に大きくなっている。バックライト導光部３１ｂから一様に射出された照明光ＩＬは、マイクロレンズアレイ２７２ａの屈折面又は偏向面を通過する際に、単に集光されるだけでなく、発散するように上向き又は下向きの傾斜角εを与えられて液晶デバイス８０に入射する。この傾斜角εの分布は、第１実施形態の場合と同様に、図３（Ｂ）に示すような光束取込みの角度特性と対応するようなものとなっている。これにより、液晶表示デバイス２３２は、これから取り出されて虚像形成に有効に活用される画像光ＦＬの射出角度μに対応する傾斜角εの照明光ＩＬによって照明されることになり、照明光の無駄がなくなり、虚像の輝度斑を低減することができる。なお、マイクロレンズアレイ２７２ａを用いた場合、照明光ＩＬを集光することでブラックマトリクス７９で遮光される光束を低減でき、光利用効率の更なる向上を期待することができる。   In the liquid crystal panel 51 of the liquid crystal display device 232, the first substrate 72 on the light incident side is disposed inside the microlens array 272a and the microlens array 272a extending along the YZ plane perpendicular to the optical axis AX. A main body portion 72b. The microlens array 272a functions as an optical member 214 that adjusts the directivity of the image light ML, and a large number of lens elements that are two-dimensionally arranged in a predetermined pattern corresponding to the transparent pixel electrode 77, that is, the pixel portion PP. Has LE. Here, the pitch Pm in the Y direction of the microlens array 272a is slightly larger than the pitch Pc in the Y direction of the pixel portion PP. For this reason, the optical axis or center of the lens element LE is gradually decentered from the center of the pixel portion PP. That is, in this microlens array 272a, the eccentricity gradually increases toward the upper side (+ Y side) in the portion above the center, and the lower side (−Y side) also in the portion below the center. The eccentricity gradually increases toward. The illumination light IL uniformly emitted from the backlight light guide unit 31b is not only condensed when passing through the refracting surface or the deflecting surface of the microlens array 272a, but upward or downward so as to diverge. Is incident on the liquid crystal device 80. Similar to the case of the first embodiment, the distribution of the inclination angle ε corresponds to the angle characteristic of the light beam intake as shown in FIG. As a result, the liquid crystal display device 232 is illuminated by the illumination light IL having the inclination angle ε corresponding to the emission angle μ of the image light FL that is taken out from this and effectively used for virtual image formation, and the illumination light is wasted. This eliminates the brightness spots of the virtual image. Note that when the microlens array 272a is used, the light beam shielded by the black matrix 79 can be reduced by condensing the illumination light IL, and further improvement in light utilization efficiency can be expected.

図１２は、図１１に示す液晶表示デバイス２３２の変形例である。この場合、マイクロレンズアレイ２７３ａを射出側の第２基板２７３に埋め込んでいる。つまり、第２基板２７３は、光軸ＡＸに垂直なＹＺ面に沿って延在するマイクロレンズアレイ２７３ａと、マイクロレンズアレイ２７３ａの内側に配置される本体部分７３ｂとを備える。このマイクロレンズアレイ２７３ａは、透明画素電極７７すなわち画素部分ＰＰに対応する所定パターンで２次元的に配列された多数のレンズ要素ＬＥを有する。マイクロレンズアレイ２７３ａは、中央より上側の部分において、上側（＋Ｙ側）に向かって偏芯が徐々に大きくなっている。液晶デバイス８０から射出された画像光ＭＬは、レンズ要素ＬＥの屈折面又は偏向面を通過する際に上向きの傾斜角εを与えられて液晶表示デバイス２３２から射出される。   FIG. 12 shows a modification of the liquid crystal display device 232 shown in FIG. In this case, the microlens array 273a is embedded in the second substrate 273 on the emission side. That is, the second substrate 273 includes a microlens array 273a extending along a YZ plane perpendicular to the optical axis AX, and a main body portion 73b disposed inside the microlens array 273a. The microlens array 273a has a large number of lens elements LE two-dimensionally arranged in a predetermined pattern corresponding to the transparent pixel electrode 77, that is, the pixel portion PP. In the microlens array 273a, the eccentricity is gradually increased toward the upper side (+ Y side) in the portion above the center. The image light ML emitted from the liquid crystal device 80 is emitted from the liquid crystal display device 232 with an upward inclination angle ε when passing through the refracting surface or the deflecting surface of the lens element LE.

なお、図１２に示す液晶表示デバイス２３２において、入射側の第１基板７２にも、光学部材２１４としてのマイクロレンズアレイ２７２ａを埋め込むことができる。   In the liquid crystal display device 232 shown in FIG. 12, the microlens array 272a as the optical member 214 can also be embedded in the first substrate 72 on the incident side.

本実施形態の虚像表示装置１００では、液晶表示デバイス２３２の画素単位で画像光ＭＬの射出方向を調整することができる。これにより、液晶表示デバイス１３２から射出され観察者の眼ＥＹに有効に取り込まれる実効的な画像光ＦＬ（画像光ＭＬ）の傾きが周辺で大きくなる場合であっても、これに対応する指向性を有する画像光ＭＬを形成することができ、輝度斑の発生を抑えて照明光の利用効率を高めることができる。   In the virtual image display device 100 of the present embodiment, the emission direction of the image light ML can be adjusted for each pixel of the liquid crystal display device 232. As a result, even when the inclination of the effective image light FL (image light ML) emitted from the liquid crystal display device 132 and effectively taken into the observer's eye EY increases in the vicinity, the corresponding directivity is provided. Image light ML can be formed, and the use efficiency of illumination light can be increased by suppressing the occurrence of luminance spots.

〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る虚像表示装置について説明する。なお、本実施形態に係る虚像表示装置は、第１又は第２実施形態に係る虚像表示装置１００の変形例であり、特に説明しない場合、第１実施形態の虚像表示装置１００と同様であるものとする。 [Fourth Embodiment]
The virtual image display device according to the fourth embodiment will be described below. The virtual image display device according to this embodiment is a modification of the virtual image display device 100 according to the first or second embodiment, and is the same as the virtual image display device 100 according to the first embodiment unless otherwise described. And

図１３（Ａ）及び１３（Ｂ）に示すように、本実施形態の場合、導光板２０の角度変換部４２３は、多数の画像光反射面２３ｄを所定のピッチでＺ方向に多数配列した構造を有する。これらの画像光反射面２３ｄは、画像光反射面２３ｄの配列されるＺ方向に対して垂直に延びる方向即ちＹ方向を長手方向として、帯状に延びている。これらの画像光反射面２３ｄは、互いに平行であり、第１の全反射面２２ａに対して同一の角度βをそれぞれなしている。画像光反射面２３ｄは、反射率の調整により、画像光の光成分の一部を透過させ、残りを反射させる部分反射面となっている。なお、隣接する画像光反射面２３ｄ間は、画像光を取り出すための反射面等としての機能を有しない境界部２３ｅによって繋がれている。結果的に、画像光反射面２３ｄは、分離した状態で光軸ＯＡに沿って即ちＺ方向に沿って周期的に繰り返して配列され互いに平行に延びている。なお、画像光反射面２３ｄは、例えば下地のＶ溝の一方の斜面にアルミ蒸着等の成膜を施すことにより形成され、その後の樹脂の充填によって導光板２０内に埋め込まれる。   As shown in FIGS. 13A and 13B, in the present embodiment, the angle conversion unit 423 of the light guide plate 20 has a structure in which a large number of image light reflecting surfaces 23d are arrayed in the Z direction at a predetermined pitch. Have These image light reflecting surfaces 23d extend in a band shape with the direction extending perpendicularly to the Z direction in which the image light reflecting surfaces 23d are arranged, that is, the Y direction as the longitudinal direction. These image light reflecting surfaces 23d are parallel to each other and form the same angle β with respect to the first total reflection surface 22a. The image light reflecting surface 23d is a partially reflecting surface that transmits part of the light component of the image light and reflects the rest by adjusting the reflectance. The adjacent image light reflecting surfaces 23d are connected by a boundary portion 23e that does not have a function as a reflecting surface or the like for extracting image light. As a result, the image light reflecting surfaces 23d are arranged in a separated state periodically and repeatedly along the optical axis OA, that is, along the Z direction, and extend parallel to each other. The image light reflecting surface 23d is formed, for example, by forming a film such as aluminum vapor deposition on one inclined surface of the underlying V groove, and is embedded in the light guide plate 20 by filling with resin thereafter.

図１３（Ａ）に示すように、最小反射角γ−で導光部２２の第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂで全反射される画像光ＧＬ２は、角度変換部４２３を複数回通過した後、角度変換部４２３のうち最も奥側（＋Ｚ側）の周辺部２３ｈに達し、周辺部２３ｈでの反射により、眼ＥＹの光軸ＡＸに対して角度θ２で光射出面ＯＳから眼ＥＹに向けて平行光束として射出される。一方、図１３（Ｂ）に示すように、最大反射角γ＋で導光部２２の第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂで全反射される画像光ＧＬ３は、角度変換部４２３のうち最も入口側（−Ｚ側）の周辺部２３ｍに達し、周辺部２３ｍでの反射により、眼ＥＹの光軸ＡＸに対して角度θ３で光射出面ＯＳから眼ＥＹに向けて平行光束として射出される。 As shown in FIG. 13A, the image light GL2 that is totally reflected by the first and second total reflection surfaces 22a and 22b of the light guide unit 22 at the minimum reflection angle γ − passes through the angle conversion unit 423 a plurality of times. after passing to reach the periphery 23h of the innermost of the angle conversion unit 423 (+ Z side), the reflection at the peripheral portion 23h, an angle theta 2 from the light emission surface OS to the optical axis AX of the eye EY It is emitted as a parallel light beam toward the eye EY. On the other hand, as shown in FIG. 13B, the image light GL3 totally reflected by the first and second total reflection surfaces 22a and 22b of the light guide unit 22 at the maximum reflection angle γ + is generated by the angle conversion unit 423. of reached periphery 23m of the most inlet-side (-Z side) by the reflection at the periphery 23m, as a parallel light beam toward an angle theta 3 with respect to the optical axis AX of the eye EY from the light exit surface OS to the eye EY It is injected.

以上のような角度変換部４２３を組み込んだ導光板２０でも、第１実施形態の図２（Ａ）や３（Ａ）の場合と同様に、液晶表示デバイス３２から射出される画像光ＦＬは、液晶表示デバイス３２の中央から徐々に離れて射出位置（物体高）ｙが大きくなるに従って、外向きの射出角度μが徐々に大きくなる傾向がある。したがって、照明装置３１に光学部材１４を組み付けることで、照明光ＩＬに対応する配光特性を持たせることができ、液晶表示デバイス３２からから射出される画像光ＦＬを図３（Ｂ）に示すような光束取込みの角度特性に適合するものとできる。   Even in the light guide plate 20 incorporating the angle conversion unit 423 as described above, the image light FL emitted from the liquid crystal display device 32 is the same as in the case of FIGS. 2A and 3A of the first embodiment. As the injection position (object height) y increases gradually away from the center of the liquid crystal display device 32, the outward injection angle μ tends to increase gradually. Therefore, by assembling the optical member 14 to the illuminating device 31, the light distribution characteristic corresponding to the illuminating light IL can be provided, and the image light FL emitted from the liquid crystal display device 32 is shown in FIG. It can be adapted to the angle characteristics of the light flux taking in.

なお、本実施形態において、照明装置３１に光学部材１４を組み込む代わりに、第２、第３実施形態のように、液晶表示デバイス１３２，２３２に光学部材１１４，２１４を組み込むこともできる。   In this embodiment, instead of incorporating the optical member 14 into the illumination device 31, the optical members 114 and 214 can be incorporated into the liquid crystal display devices 132 and 232 as in the second and third embodiments.

〔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。 [Others]
Although the present invention has been described based on the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. Such modifications are also possible.

上記実施形態では、画像光ＦＬの射出角度が、液晶表示デバイス３２の中央から上下方向に離れて射出位置が大きくなるほど外向きに大きく傾斜するとしたが、このような傾向と異なる光束取込みの角度特性を有する投射光学系１２及び導光板２０を用いる場合も、本発明の手法を用いることができる。例えば、導光板２０が画像光を横方向ではなく縦方向に導光させるものである場合、画像光ＦＬの射出角度は、液晶表示デバイス３２の中央から左右方向に離れて射出位置が大きくなるほど左右の外向きに大きく傾斜するので、この場合、光学部材１４，１１４等によって与えられる配光特性も縦横を入れ替えることになる。また、上記実施形態では、光学部材１４，１１４等が縦方向にのみ配光特性を与えるとしたが、縦方向及び横方向の双方に配光特性を与えることもできる。   In the above-described embodiment, the emission angle of the image light FL is inclined more outward as the emission position increases away from the center of the liquid crystal display device 32 in the vertical direction. The method of the present invention can also be used when the projection optical system 12 and the light guide plate 20 having the above are used. For example, when the light guide plate 20 guides the image light in the vertical direction, not in the horizontal direction, the emission angle of the image light FL increases as the emission position increases from the center of the liquid crystal display device 32 in the left-right direction. In this case, the light distribution characteristics provided by the optical members 14, 114 and the like are also interchanged in the vertical and horizontal directions. In the above embodiment, the optical members 14, 114 and the like give light distribution characteristics only in the vertical direction, but they can also give light distribution characteristics in both the vertical direction and the horizontal direction.

上記第１実施形態では、光学部材１４が平板状の部材であるとしたが、光学部材１４を肉厚のレンズやプリズムに置き換えることもできる。   In the first embodiment, the optical member 14 is a flat plate member. However, the optical member 14 can be replaced with a thick lens or prism.

上記第１実施形態では、光学部材１４を縦のＹ方向に３分割された第１〜第３領域Ａ１，Ａ２，Ａ３からなるものとしているが、光学部材１４を縦方向に４分割以上することができ、横のＺ方向にも複数領域に分割し、各領域で異なるプリズム形状を設定することができる。   In the said 1st Embodiment, although the optical member 14 shall consist of 1st-3rd area | region A1, A2, A3 divided into 3 by the vertical Y direction, the optical member 14 shall be divided into 4 or more by the vertical direction. It can be divided into a plurality of regions in the horizontal Z direction, and different prism shapes can be set in each region.

上記第２、３実施形態では、ブレーズ格子７２ａやマイクロレンズアレイ２７３ａを用いたが、これらに代えてフォログラム素子、回折光学素子等を用いることもできる。   In the second and third embodiments, the blazed grating 72a and the microlens array 273a are used. However, a holographic element, a diffractive optical element, or the like may be used instead.

上記第２、３実施形態では、特に説明しなかったが、液晶パネル５１と一対の偏光フィルター５２ａ，５２ｂの少なくとも一方との間に位相差補償板を挿入してコントラスト向上を図ることもできる。   Although not specifically described in the second and third embodiments, the contrast can be improved by inserting a phase difference compensation plate between the liquid crystal panel 51 and at least one of the pair of polarizing filters 52a and 52b.

また、角度変換部２３を構成する反射ユニット２３ｃの配列のピッチＰＴについては、各第１の反射面２３ａ間において全て同一となっている場合に限らず、各ピッチＰＴにある程度の差異がある場合も含むものとする。   In addition, the pitch PT of the arrangement of the reflection units 23c constituting the angle conversion unit 23 is not limited to the case where all the first reflection surfaces 23a are the same, and there is a certain difference in the pitch PT. Shall also be included.

上記の説明では、画像光形成部として、透過型の液晶表示デバイス３２等を用いているが、画像光形成部としては、透過型の液晶表示デバイスに限らず種々のものを利用可能である。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３２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、画像光形成部又は画像表示装置として、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もできる。なお、自発光型素子を画像光形成部として代用する場合、図６（Ａ）に示すような光学部材１４を外付けすることもできるが、自発光型素子自体に配光特性を持たせることができる。この場合、図１４に示すように、画像光形成部としての自発光型素子５３２は、図６（Ａ）に示すような光学部材１４、又は、図１０及び１２に示すような光学部材１１４，２１４と等価の部分５１４を内蔵したものとなる。つまり、自発光型素子５３２は、画像光形成部を照明するための発光部としての機能と、照明光の配光特性を変化させる光学部材としての機能とを有するものとなる。   In the above description, the transmissive liquid crystal display device 32 or the like is used as the image light forming unit. However, the image light forming unit is not limited to the transmissive liquid crystal display device, and various types can be used. For example, a configuration using a reflective liquid crystal display device is possible, and a digital micromirror device or the like can be used instead of the liquid crystal display device 32. In addition, as the image light forming unit or the image display device, a self-luminous element typified by an LED array or an OLED (organic EL) can be used. When a self-luminous element is used as an image light forming portion, an optical member 14 as shown in FIG. 6A can be externally attached, but the self-luminous element itself has light distribution characteristics. Can do. In this case, as shown in FIG. 14, the self-luminous element 532 serving as the image light forming unit includes the optical member 14 as shown in FIG. 6A or the optical members 114, as shown in FIGS. A portion 514 equivalent to 214 is incorporated. That is, the self-emitting element 532 has a function as a light emitting unit for illuminating the image light forming unit and a function as an optical member that changes the light distribution characteristics of the illumination light.

上記の説明では、虚像表示装置１００は、右眼及び左眼の双方に対応して、一組ずつ画像形成装置１０及び導光板２０設ける構成としているが、右眼又は左眼のいずれか一方に対してのみ画像形成装置１０と導光板２０とを設け画像を片眼視する構成にしてもよい。   In the above description, the virtual image display device 100 is configured to provide the image forming device 10 and the light guide plate 20 one by one corresponding to both the right eye and the left eye, but either the right eye or the left eye. Only the image forming apparatus 10 and the light guide plate 20 may be provided so that the image is viewed with one eye.

上記の説明では、シースルー型の虚像表示装置について説明しているが、角度変換部２３等は、シースルー型以外の虚像表示装置についても適用可能である。なお、外界像を観察させる必要がない場合、第１及び第２の反射面２３ａ，２３ｂ双方の光反射率を略１００％することが可能である。   In the above description, the see-through type virtual image display device is described, but the angle conversion unit 23 and the like can also be applied to virtual image display devices other than the see-through type. When it is not necessary to observe an external image, the light reflectance of both the first and second reflecting surfaces 23a and 23b can be made approximately 100%.

上記の説明では、光入射面ＩＳと光射出面ＯＳとを同一の平面上に配置しているが、これに限らず、例えば、光入射面ＩＳを第１の全反射面２２ａと同一の平面上に配置し、光射出面ＯＳを第２の全反射面２２ｂと同一の平面上に配置する構成とすることもできる。   In the above description, the light incident surface IS and the light exit surface OS are arranged on the same plane. However, the present invention is not limited to this. For example, the light incident surface IS is the same plane as the first total reflection surface 22a. The light emission surface OS may be disposed on the same plane as the second total reflection surface 22b.

上記の説明では、入射光折曲部２１を構成するミラー層２１ａや斜面ＲＳの傾斜角度について特に触れていないが、本発明は、ミラー層２１ａ等を光軸ＯＡに対して用途の他の仕様に応じて様々な値とすることができる。   In the above description, the mirror layer 21a constituting the incident light bending portion 21 and the inclination angle of the slope RS are not particularly mentioned, but the present invention is not limited to other specifications of the application of the mirror layer 21a and the like with respect to the optical axis OA. Various values can be used depending on the value.

上記の説明では、反射ユニット２３ｃによるＶ字状の溝は、先端を尖った状態で図示しているが、Ｖ字状の溝の形状については、これに限らず、先端を平らにカットしているものや先端にＲ（丸み）を付けているものであってもよい。   In the above description, the V-shaped groove formed by the reflection unit 23c is illustrated with the tip sharpened. However, the shape of the V-shaped groove is not limited to this, and the tip is cut flat. It may be one that has an R (roundness) at the tip.

上記の説明では、虚像表示装置１００がヘッドマウントディスプレイであるとして具体的な説明を行ったが、虚像表示装置１００は、ヘッドアップディスプレイに改変することもできる。   In the above description, the virtual image display device 100 has been specifically described as being a head-mounted display, but the virtual image display device 100 can be modified to a head-up display.

上記の説明では、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂ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画像光を全反射させて導くものとしているが、本願発明における全反射については、第１及び第２の全反射面２２ａ，２２ｂ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、画像光の入射角度が全反射条件を満たした上で、全反射面２２ａ，２２ｂの全体又は一部にミラーコート等が施され、実質的に全ての画像光を反射する場合も含まれる。また、十分な明るさの画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全反射面２２ａ，２２ｂの全体又は一部がコートされていてもよい。   In the above description, in the first and second total reflection surfaces 22a and 22b, image light is totally reflected and guided by the interface with air without applying a mirror, a half mirror, or the like on the surface. The total reflection in the present invention includes reflection formed by forming a mirror coat or a half mirror film on the whole or a part of the first and second total reflection surfaces 22a and 22b. For example, the case where the incident angle of the image light satisfies the total reflection condition and the whole or a part of the total reflection surfaces 22a and 22b is subjected to mirror coating or the like to reflect substantially all the image light is included. . Moreover, as long as image light with sufficient brightness can be obtained, the whole or a part of the total reflection surfaces 22a and 22b may be coated with a somewhat transmissive mirror.

Ａ１，Ａ２，Ａ３…第１〜３領域、 ＡＸ…光軸、 Ｄ１…第１方向、 Ｄ２…第２方向、 ＥＹ…眼、 ＦＬ，ＦＬ１，ＦＬ２…画像光、 ＧＬ１，ＧＬ２，ＧＬ３…画像光、 ＩＬ…照明光、 ＬＩ…入射光、 ＭＬ…画像光、 ＯＡ…光軸、 ＯＳ…光射出面、 ＰＳ…プリズム部、 １０…画像形成装置、 １１…画像表示装置、 １２…投射光学系、 １４，１１４，２１４…光学部材、 ２０…導光板、 ２０ａ…導光板本体部、 ２１…入射光折曲部、 ２２…導光部、 ２２ａ，２２ｂ…第１、第２の全反射面、 ２３…角度変換部、 ２３ｃ…反射ユニット、 ３１…照明装置、 ３１ａ…光源（発光部）、 ３１ｂ…バックライト導光部、 ３２…液晶表示デバイス（空間変調装置）、 ３２ａ…射出面、 ３２ｂ…表示領域、 １００…虚像表示装置 A1, A2, A3 ... first to third regions, AX ... optical axis, D1 ... first direction, D2 ... second direction, EY ... eye, FL, FL1, FL2 ... image light, GL1, GL2, GL3 ... image light IL ... illumination light, LI ... incident light, ML ... image light, OA ... optical axis, OS ... light exit surface, PS ... prism unit, 10 ... image forming device, 11 ... image display device, 12 ... projection optical system, 14, 114, 214 ... optical member, 20 ... light guide plate, 20a ... light guide plate body part, 21 ... incident light bending part, 22 ... light guide part, 22a, 22b ... first and second total reflection surfaces, 23 ... Angle conversion unit, 23c ... Reflection unit, 31 ... Illumination device, 31a ... Light source (light emitting unit), 31b ... Back light guide unit, 32 ... Liquid crystal display device (spatial modulation device), 32a ... Emission surface, 32b ... Display Area, 100 ... imaginary Display device

Claims (17)

画像光を形成する画像表示装置と、
前記画像表示装置から射出される前記画像光の指向性に関して非一様な分布を形成する光学部材と、
前記画像表示装置から射出された前記画像光による虚像を形成する投射光学系と、
前記投射光学系を通過した前記画像光を内部に取り込む光入射部と、対向して延びる第１及び第２の全反射面を有し前記光入射部から取り込まれた前記画像光を前記第１及び第２の全反射面での全反射により導く導光部と、所定の配列方向に配列される複数の反射面を有し前記導光部を経て入射する前記画像光を前記複数の反射面での反射により角度を変換して外部へ取出し可能にする角度変換部と、前記角度変換部を経た前記画像光を外部に射出する光射出部と、を有する導光板と
を備える、虚像表示装置。 An image display device for forming image light;
An optical member that forms a non-uniform distribution with respect to the directivity of the image light emitted from the image display device;
A projection optical system for forming a virtual image by the image light emitted from the image display device;
The light incident part that takes in the image light that has passed through the projection optical system, and the first and second total reflection surfaces that extend opposite to each other, and the image light that has been taken in from the light incident part. And a light guide portion guided by total reflection on the second total reflection surface, and a plurality of reflection surfaces arranged in a predetermined arrangement direction, and the image light incident through the light guide portion is transmitted to the plurality of reflection surfaces. A virtual image display device, comprising: a light guide plate that includes an angle conversion unit that converts an angle by reflection at the outside and can be extracted to the outside; and a light emission unit that emits the image light that has passed through the angle conversion unit to the outside. . 前記光学部材は、前記画像表示装置の位置に応じて異なる角度に光束を屈曲させる、請求項１に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 1, wherein the optical member bends a light beam at a different angle depending on a position of the image display device. 前記光学部材は、前記導光板の角度変換部の前記所定の配列方向に対応する第１方向に垂直な第２方向に関して、前記画像表示装置の周辺部から射出する前記画像光に対して前記非一様な分布として外側に指向性を与える偏向素子である、請求項２に記載の虚像表示装置。   In the second direction perpendicular to the first direction corresponding to the predetermined arrangement direction of the angle conversion part of the light guide plate, the optical member is not in the image light emitted from the peripheral part of the image display device. The virtual image display device according to claim 2, wherein the virtual image display device is a deflecting element that gives directivity to the outside as a uniform distribution. 前記光学部材は、前記導光板の角度変換部の前記所定の配列方向に対応する第１方向に垂直な第２方向に関して、前記画像表示装置の中心から前記画像表示装置の周辺部に向かうほど前記画像光を外側に偏向させる偏向面を有する、請求項２に記載の虚像表示装置。   In the second direction perpendicular to the first direction corresponding to the predetermined arrangement direction of the angle conversion part of the light guide plate, the optical member is closer to the peripheral part of the image display apparatus from the center of the image display apparatus. The virtual image display device according to claim 2, further comprising a deflection surface that deflects image light outward. 前記画像表示装置は、発光部と、前記発光部からの光を制御して前記画像光を形成する画像光形成部とを備える、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。   The said image display apparatus is provided with the light emission part and the image light formation part which controls the light from the said light emission part, and forms the said image light. Virtual image display device. 前記画像表示装置は、発光輝度の制御によって前記画像光を形成する画像光形成部を備え、
前記光学部材は、前記画像光形成部に内蔵又は外付けされている、請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The image display device includes an image light forming unit that forms the image light by controlling light emission luminance.
The virtual image display device according to any one of claims 1 to 4, wherein the optical member is built in or externally attached to the image light forming unit. 前記照明装置は、発光部と、前記発光部からの光束を面光源状に広げるバックライト導光部とを有し、
前記光学部材は、前記バックライト導光部と前記画像光形成部との間に配置される、請求項５に記載の虚像表示装置。 The illumination device includes a light emitting unit and a backlight light guide unit that spreads a light beam from the light emitting unit in a surface light source shape,
The virtual image display device according to claim 5, wherein the optical member is disposed between the backlight light guide unit and the image light forming unit. 前記光学部材は、プリズムアレイシート、フレネルレンズ、及び回折格子の少なくとも１つである、請求項７記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 7, wherein the optical member is at least one of a prism array sheet, a Fresnel lens, and a diffraction grating. 前記光学部材は、前記バックライト導光部に貼り付けられて前記バックライト導光部と一体化されている、請求項８に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 8, wherein the optical member is attached to the backlight light guide unit and integrated with the backlight light guide unit. 前記光学部材は、前記バックライト導光部からの照明光を、最も輝度が高い主方向が互いに異なる状態となるように通過させる複数の領域を有する、請求項７から請求項９までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。   10. The optical member according to claim 7, wherein the optical member has a plurality of regions through which illumination light from the backlight light guide unit passes so that main directions having the highest luminance are different from each other. The virtual image display device according to one item. 前記光学部材は、前記複数の領域に対応して形状が互いに異なる複数のプリズムアレイシートを有する、請求項１０に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 10, wherein the optical member has a plurality of prism array sheets having different shapes corresponding to the plurality of regions. 前記画像光形成部は、光透過型の液晶表示素子であり、
前記光学部材は、前記液晶表示素子の光入射側及び光射出側の少なくとも一方に近接して配置される、請求項５に記載の虚像表示装置。 The image light forming unit is a light transmissive liquid crystal display element,
The virtual image display device according to claim 5, wherein the optical member is disposed in proximity to at least one of a light incident side and a light emission side of the liquid crystal display element. 前記光学部材は、前記液晶表示素子の画素に対応して設けられるブレーズ格子である、請求項１２に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 12, wherein the optical member is a blazed grating provided corresponding to a pixel of the liquid crystal display element. 前記光学部材は、前記液晶表示素子の画素に対応して設けられるマイクロレンズアレイである、請求項１２に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 12, wherein the optical member is a microlens array provided corresponding to a pixel of the liquid crystal display element. 前記指向性を与える方向に関する前記マイクロレンズアレイのピッチは、前記液晶表示素子の画素のピッチと異なる、請求項１４に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 14, wherein a pitch of the microlens array with respect to a direction giving the directivity is different from a pitch of pixels of the liquid crystal display element. 前記指向性を与える方向に関する前記マイクロレンズアレイのピッチは、前記液晶表示素子の画素のピッチよりも大きい、請求項１５に記載の虚像表示装置。   The virtual image display device according to claim 15, wherein a pitch of the microlens array with respect to a direction in which the directivity is given is larger than a pitch of pixels of the liquid crystal display element. 前記導光板の前記角度変換部は、第１の反射面と前記第１の反射面に対して所定角度をなす第２の反射面とをそれぞれ有するとともに所定の配列方向に配列される複数の反射ユニットを有し、
各反射ユニットは、前記第１の反射面により前記導光部を経て入射する前記画像光を反射するとともに前記第２の反射面により前記第１の反射面で反射された前記画像光をさらに反射することにより、前記画像光の光路を折り曲げて外部へ取出し可能にする、請求項１から請求項１６までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。 The angle conversion unit of the light guide plate includes a first reflection surface and a second reflection surface that forms a predetermined angle with respect to the first reflection surface, and a plurality of reflections arranged in a predetermined arrangement direction. Has a unit,
Each reflection unit reflects the image light incident through the light guide portion by the first reflection surface and further reflects the image light reflected by the first reflection surface by the second reflection surface. The virtual image display device according to any one of claims 1 to 16, wherein the virtual path of the image light can be bent and taken out to the outside.
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014109115A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-17 ソニー株式会社 Image display device, image generating device, and transparent spatial light modulating device
JP2016042136A (en) * 2014-08-18 2016-03-31 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2016085430A (en) * 2014-10-29 2016-05-19 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2017003845A (en) * 2015-06-12 2017-01-05 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2017090561A (en) * 2015-11-05 2017-05-25 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2017111363A (en) * 2015-12-18 2017-06-22 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2017167568A (en) * 2017-06-20 2017-09-21 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
WO2020188487A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Ricoh Company, Ltd. Virtual image display device
CN111722769A (en) * 2020-07-16 2020-09-29 腾讯科技（深圳）有限公司 Interaction method, interaction device, display equipment and storage medium
WO2021177301A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 ソニーグループ株式会社 Recording medium and exterior member
JP2022500708A (en) * 2018-09-20 2022-01-04 イー インク コーポレイション 3D display device
CN113970849A (en) * 2020-07-22 2022-01-25 株式会社理光 Transmission optical system, virtual image display device, and head-mounted display

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318729A (en) * 1994-05-24 1995-12-08 Tosoh Corp Back light
JP2004157520A (en) * 2002-07-17 2004-06-03 Crf Soc Consortile Per Azioni Head-mount or head-up type light guide member for use in display device
JP2005302458A (en) * 2004-04-09 2005-10-27 Seiko Instruments Inc Illumination device and display device equipped with this
US7021777B2 (en) * 2003-09-10 2006-04-04 Lumus Ltd. Optical devices particularly for remote viewing applications
JP2007012530A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Sony Corp Optical instrument for illumination and virtual image display device using this
JP2007079297A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Konica Minolta Photo Imaging Inc Image display apparatus
WO2009074638A2 (en) * 2007-12-13 2009-06-18 Optinvent Optical guide and ocular vision optical system
JP2010039086A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Sony Corp Illumination optical apparatus and virtual image display device
JP2010044326A (en) * 2008-08-18 2010-02-25 Sony Corp Image display device
JP2010044172A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Sony Corp Virtual image display device
JP2010152370A (en) * 2010-01-22 2010-07-08 Panasonic Corp Liquid crystal display device
US7778508B2 (en) * 2004-12-06 2010-08-17 Nikon Corporation Image display optical system, image display unit, illuminating optical system, and liquid crystal display unit

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07318729A (en) * 1994-05-24 1995-12-08 Tosoh Corp Back light
JP2004157520A (en) * 2002-07-17 2004-06-03 Crf Soc Consortile Per Azioni Head-mount or head-up type light guide member for use in display device
US7021777B2 (en) * 2003-09-10 2006-04-04 Lumus Ltd. Optical devices particularly for remote viewing applications
JP2005302458A (en) * 2004-04-09 2005-10-27 Seiko Instruments Inc Illumination device and display device equipped with this
US7778508B2 (en) * 2004-12-06 2010-08-17 Nikon Corporation Image display optical system, image display unit, illuminating optical system, and liquid crystal display unit
JP2007012530A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Sony Corp Optical instrument for illumination and virtual image display device using this
JP2007079297A (en) * 2005-09-15 2007-03-29 Konica Minolta Photo Imaging Inc Image display apparatus
WO2009074638A2 (en) * 2007-12-13 2009-06-18 Optinvent Optical guide and ocular vision optical system
JP2010039086A (en) * 2008-08-01 2010-02-18 Sony Corp Illumination optical apparatus and virtual image display device
JP2010044172A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Sony Corp Virtual image display device
JP2010044326A (en) * 2008-08-18 2010-02-25 Sony Corp Image display device
JP2010152370A (en) * 2010-01-22 2010-07-08 Panasonic Corp Liquid crystal display device

Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014109115A1 (en) * 2013-01-10 2014-07-17 ソニー株式会社 Image display device, image generating device, and transparent spatial light modulating device
JPWO2014109115A1 (en) * 2013-01-10 2017-01-19 ソニー株式会社 Image display device, image generation device, and transmissive spatial light modulation device
US9658456B2 (en) 2013-01-10 2017-05-23 Sony Corporation Image display apparatus, image generating device, and transmissive spatial light modulating device
JP2016042136A (en) * 2014-08-18 2016-03-31 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2016085430A (en) * 2014-10-29 2016-05-19 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2017003845A (en) * 2015-06-12 2017-01-05 セイコーエプソン株式会社 Light guide device and virtual image display device
JP2017090561A (en) * 2015-11-05 2017-05-25 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2017111363A (en) * 2015-12-18 2017-06-22 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2017167568A (en) * 2017-06-20 2017-09-21 セイコーエプソン株式会社 Virtual image display device
JP2022500708A (en) * 2018-09-20 2022-01-04 イー インク コーポレイション 3D display device
JP7119235B2 (en) 2018-09-20 2022-08-16 イー インク コーポレイション 3D display device
WO2020188487A1 (en) 2019-03-20 2020-09-24 Ricoh Company, Ltd. Virtual image display device
WO2021177301A1 (en) * 2020-03-04 2021-09-10 ソニーグループ株式会社 Recording medium and exterior member
CN111722769A (en) * 2020-07-16 2020-09-29 腾讯科技（深圳）有限公司 Interaction method, interaction device, display equipment and storage medium
CN111722769B (en) * 2020-07-16 2024-03-05 腾讯科技（深圳）有限公司 Interaction method, interaction device, display equipment and storage medium
CN113970849A (en) * 2020-07-22 2022-01-25 株式会社理光 Transmission optical system, virtual image display device, and head-mounted display

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