JP2022130988A - 光学モジュール、頭部装着型表示装置及び光学モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光学性能を向上させた光学モジュール等を提供すること。【解決手段】光学モジュール１００は、映像素子１１ａ，１１ｂと、映像素子１１ａ，１１ｂから射出された映像光ＭＬを、内反射面２２ｂで反射させるプリズムミラー２２と、プリズムミラー２２からの映像光ＭＬを瞳位置に向けて反射するコンバイナー１０３ａ，１０３ｂと、プリズムミラー２２とコンバイナー１０３ａ，１０３ｂとの間に配置されて、プリズムミラー２２を位置決めするバレル３１とを備え、バレル３１は、第１仮想平面ＶＰ１に垂直でプリズムミラー２２の出射面から出射する映像光ＭＬが入射する第２仮想平面ＶＰ２の法線に平行な第２方向ｙ１においてプリズムミラー２２と接する第１位置決め面５２ａ，５２ｂと、第１方向ｘ１向に垂直で第２方向ｙ１と交差する第３方向ｚ１において、プリズムミラー２２と接する第２位置決め面５２ｃとを有する。【選択図】図７

Description

本発明は、虚像の観察を可能にする光学モジュール及びこれを備える頭部装着型表示装置、並びに光学モジュールの製造方法に関する。

虚像の観察を可能にする頭部装着型表示装置として、斜入射型のミラーを組み込んだ複数のプリズムを有し、映像素子からの画像光をミラーの反射によるジグザクの光路を介して使用者の眼に入射させるものが存在する（特許文献１参照）。この装置では、第１プリズムと第２プリズムとを互いに組付ける際に、２つの第１連結部と２つの第２連結部とを用いて第２プリズムに対する第２プリズムの組立位置のズレを抑制している。例えば、第１連結部は、第１プリズムに設けられ凸部を有する連結部であり、第２連結部は、第２プリズムに設けられ凹部を有する連結部である（特許文献１の図８等参照）。第１連結部の凸部をそれぞれに対応する第２連結部の凹部へはめ込むことによって、第１プリズムと第２プリズムとの位置合わせを行っている。

特開２０００－３３３０９８号公報

上記特許文献１の装置では、凸部と凹部との嵌合によって位置合わせを行っており、それら部分間に不可避的に形成される隙間によって位置ずれが生じる。このようにプリズム相互の位置合わせの精度が低下すると、表示装置の光学性能が低下するおそれがある。

本発明の一側面における光学モジュール又は頭部装着型表示装置は、映像素子と、映像素子から射出された映像光を、入射面から入射させ、内反射面で反射させ、出射面から射出させる第１反射光学部材と、第１反射光学部材からの映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材と、第１反射光学部材と第２反射光学部材との間に配置されて、第１反射光学部材を位置決めする支持部材とを備え、第１反射光学部材は、入射面に入射する映像光の光軸と出射面から出射する映像光の光軸とを含む第１仮想平面の法線に平行な第１方向から見て、入射面に入射する映像光の光軸と交差する方向に出射面から映像光を出射し、支持部材は、第１方向において第１反射光学部材に対向する第１制限面と第２制限面とを有し、支持部材は、第１仮想平面に垂直で第１反射光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第２仮想平面の法線に平行な第２方向において第１反射光学部材と接する第１位置決め面と、第１方向に垂直で第２方向と交差する第３方向において、第１反射光学部材と接する第２位置決め面とを有する。

本発明の一側面における光学モジュールの製造方法は、映像素子と、映像素子から射出された映像光を入射面から入射させ内反射面で反射させ出射面から射出させる第１反射光学部材と、第１反射光学部材からの映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材と、第１反射光学部材と第２反射光学部材との間に配置されて、第１反射光学部材を位置決めする支持部材とを備える光学モジュールの製造方法であって、第１反射光学部材は、入射面に入射する映像光の光軸と出射面から出射する映像光の光軸とを含む第１仮想平面の法線に平行な第１方向から見て、入射面に入射する映像光の光軸と交差する方向に出射面から映像光を出射し、支持部材は、第１方向において第１反射光学部材に対向する第１制限面と第２制限面とを有し、支持部材は、第１仮想平面に垂直で第１反射光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第２仮想平面の法線に平行な第２方向において第１反射光学部材と接する第１位置決め面と、第１方向に垂直で第２方向と交差する第３方向において、第１反射光学部材と接する第２位置決め面とを有し、第１制限面及び第２制限面を用いた嵌合によって第１反射光学部材の位置決めを行いつつ、第１位置決め面及び第２位置決め面を用いた片寄によって第１反射光学部材の位置決めを行う。

実施形態のＨＭＤの装着状態を説明する外観斜視図である。 ＨＭＤ本体の斜視図と、外装部材を外した内部の斜視図とを示す。 光学モジュールの平面図及び左側面図を示す。 ＨＭＤの内部の光学系を説明する概念的な側断面図である。 表示像の歪曲補正を説明する図である。 第１光学系を構成する光学要素の配置関係について説明する側断面図である。 バレルに対するプリズムミラーの位置決めを説明する図である。 バレル、プリズムミラー等を説明する図である。 プリズムミラーに対する投射レンズの位置決めを説明する図である。 投射レンズ内のレンズ間の位置決めを説明する図である。 フレームに対するコンバイナーの位置決めを説明する図である。 フレームに対するコンバイナーの位置決めを説明する平面図である。 変形例の光学モジュールを説明する側断面図である。

以下、図面を参照して、本発明に係る光学モジュール及び頭部装着型表示装置の具体的な実施形態について説明する。

図１は、画像表示装置２００の装着状態を説明する図である。画像表示装置２００は、頭部装着型表示装置すなわちヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する。）２０１であり、これを装着する観察者又は装着者ＵＳに虚像としての映像を認識させる。図１等において、Ｘ、Ｙ、及びＺは、直交座標系であり、＋Ｘ方向は、画像表示装置２００又はＨＭＤ２０１を装着した観察者又は装着者ＵＳの両眼ＥＹの並ぶ横方向に対応し、＋Ｙ方向は、装着者ＵＳにとっての両眼ＥＹの並ぶ横方向に直交する上方向に相当し、＋Ｚ方向は、装着者ＵＳにとっての前方向又は正面方向に相当する。±Ｙ方向は、鉛直軸又は鉛直方向に平行になっている。

画像表示装置２００は、装着者ＵＳの眼前を覆うように配置される本体２００ａと、本体２００ａを支持するテンプル状の一対の支持装置２００ｂとを備える。本体２００ａは、機能的に見た場合、右眼用の第１表示装置１００ａと、左眼用の第２表示装置１００ｂとを含む。第１表示装置１００ａは、上部に配置される第１表示駆動部１０２ａと、メガネレンズ状で眼前を覆う第１コンバイナー１０３ａとで構成される。第２表示装置１００ｂも同様に、上部に配置される第２表示駆動部１０２ｂと、メガネレンズ状で眼前を覆う第２コンバイナー１０３ｂとで構成される。

図２を参照して、画像表示装置２００の本体２００ａの構造等について説明する。図２中で、領域ＡＲ１は、本体２００ａの外観斜視図であり、領域ＡＲ２は、本体２００ａの上部を露出させた斜視図である。

本体２００ａのうち、＋Ｙ側すなわち上側に配置される一対の表示駆動部１０２ａ、１０２ｂは、連結されて一体化されており、横方向に細長くしたドーム状の上外装部材１０７ａと、平坦な板状の下外装部材１０７ｂとによって覆われている。第１コンバイナー１０３ａ及び第２コンバイナー１０３ｂは、前方すなわち＋Ｚ方向に突起した半球の上部をカットしたような形状を有し、下外装部材１０７ｂから下方に突き出すように配置されている。

右眼用の第１表示装置１００ａは、第１映像素子１１ａと、第１光学系１２ａと、第１フレーム６１ａと、第１コンバイナー１０３ａとを備える。第１光学系１２ａは、内カバーである第１カバー部材７１ａに覆われ、第１映像素子１１ａは、第１カバー部材７１ａの開口７１ｏを塞ぐように配置され、矩形枠状の第１ホルダー７２ａを介して第１光学系１２ａに固定されている。第１映像素子１１ａ及び第１光学系１２ａは、第１表示駆動部１０２ａに相当する。

左眼用の第２表示装置１００ｂは、第２映像素子１１ｂと、第２光学系１２ｂと、第２フレーム６１ｂと、第２コンバイナー１０３ｂとを備える。第２光学系１２ｂは、内カバーである第２カバー部材７１ｂに覆われ、第２映像素子１１ｂは、第２カバー部材７１ｂの開口７１ｏを塞ぐように配置され、矩形枠状の第２ホルダー７２ｂを介して第２光学系１２ｂに固定されている。第２映像素子１１ｂ及び第２光学系１２ｂは、第２表示駆動部１０２ｂに相当する。左眼用の第２表示装置１００ｂは、右眼用の第１表示装置１００ａと同一の構造及び機能を有する。つまり、第２映像素子１１ｂは、第１映像素子１１ａと同様のものであり、第２光学系１２ｂは、第１光学系１２ａと同様のものであり、第２コンバイナー１０３ｂは、第１コンバイナー１０３ａと同様のものである。

第１表示装置１００ａと第２表示装置１００ｂとは、内部において固定部材７８を介して連結され固定されている。つまり、固定部材７８は、一対の表示装置１００ａ，１００ｂに組み込まれた一対のフレーム６１ａ，６１ｂを中央で支持し、第１表示装置１００ａと第２表示装置１００ｂとが相対的に位置決めされた状態を維持している。具体的には、第１フレーム６１ａは、第２フレーム６１ｂ寄りの内側端部において、棒状の固定部材７８の一端に接続され、第２フレーム６１ｂは、第１フレーム６１ａ寄りの内側端部において、棒状の固定部材７８の他端に接続されている。第１フレーム６１ａと第２フレーム６１ｂとは、半円板状の金属部材であり、例えばマグネシウム合金で形成される。固定部材７８も、例えばマグネシウム合金で形成される。第１フレーム６１ａ及び第２フレーム６１ｂをマグネシウム合金のような放熱性の高い材料で形成することにより、映像素子１１ａ等が発生する熱の放熱効率を高めることができる。固定部材７８をマグネシウム合金のような放熱性の高い材料で形成することにより、第１フレーム６１ａや第２フレーム６１ｂを放熱によって冷却する効果を持たせることができる。

固定部材７８の上方であって左右の表示装置１００ａ，１００ｂの間には、矩形板状の回路基板９１が配置されている。回路基板９１は、第１映像素子１１ａ及び第２映像素子１１ｂの表示動作を制御する制御装置９２を含む。制御装置９２は、左右の映像素子１１ａ，１１ｂに対して表示画像に対応する駆動信号を出力し左右の映像素子１１ａ，１１ｂの表示動作を制御する。制御装置９２は、例えばＩＦ回路、信号処理回路等を備え、外部から受け取った画像データ又は画像信号に応じて、左右の映像素子１１ａ，１１ｂに２次元的な画像表示を行わせる。制御装置９２は、図示を省略するが、第１表示装置１００ａの動作と第２表示装置１００ｂの動作とを統括するメイン基板を含む。メイン基板は、例えば不図示の外部装置との間で通信し当該外部装置から受信した信号に対して信号変換を行うインターフェース機能や、第１表示装置１００ａの表示動作と第２表示装置１００ｂの表示動作とを連携させる統合機能を有するものとすることができる。

図３は、第１表示装置１００ａを構成する光学モジュール１００を示している。図３中で、領域ＢＲ１は、光学モジュール１００の平面図であり、領域ＢＲ２は、光学モジュール１００の側面図である。第１光学系１２ａは、板状の第１フレーム６１ａの上面に接着等によって固定され、第１コンバイナー１０３ａは、その上端で第１フレーム６１ａの周囲のうち前半分に接着等によって固定されている。第１光学系１２ａは、光学要素を支持するバレル３１を含む。バレル３１は、反射によって光路を折り曲げる第１反射光学部材であるプリズムミラー２２と、プリズムミラー２２からの映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材である第１コンバイナー１０３ａとの間に配置されて、プリズムミラー２２を位置決めする支持部材である。第１コンバイナー１０３ａは、プリズムミラー２２からの映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材である。バレル３１は、平面視で矩形の開口を有する枠状の部材であり、上部においてプリズムミラー２２を支持し、下部において楔型光学素子２８を介して第１フレーム６１ａに固定されている。プリズムミラー２２は、後方すなわち－Ｚ側において投射レンズ２１を支持し、投射レンズ２１は、プリズムミラー２２の反対側の端部において第１ホルダー７２ａを介して第１映像素子１１ａを支持している。

図４は、第１表示装置１００ａの光学的構造を説明する側方断面図である。第１表示装置１００ａは、第１映像素子１１ａと結像光学系２０とを備える。結像光学系２０は、投射レンズ２１と、プリズムミラー２２と、楔型光学素子２８と、シースルーミラー２３とを備える。結像光学系２０のうち、投射レンズ２１とプリズムミラー２２と楔型光学素子２８とは、図３等に示す第１光学系１２ａに対応し、シースルーミラー２３は、第１コンバイナー１０３ａに対応する。第１映像素子１１ａ、投射レンズ２１、プリズムミラー２２、及び楔型光学素子２８は、相互にアライメントされた状態で第１フレーム６１ａに固定され、第１映像素子１１ａの本体、投射レンズ２１、及びプリズムミラー２２は、第１カバー部材７１ａと第１フレーム６１ａとに挟まれた空間ＳＰ１内に収納されている。楔型光学素子２８は、第１フレーム６１ａの光学開口ＯＡに形成された段差に嵌め込むように配置され、光学開口ＯＡの周囲が気密な状態に保たれている。

第１映像素子１１ａは、自発光型の表示デバイスである。第１映像素子１１ａは、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence）ディスプレイであり、２次元の表示面１１ｄにカラーの静止画又は動画を形成する。第１映像素子１１ａは、ＸＹ面に対してＸ軸のまわりに若干回転して傾いたｘｙ面に沿って配置されている。第１映像素子１１ａは、回路基板９１に駆動されて表示動作を行う。第１映像素子１１ａは、有機ＥＬディスプレイに限らず、マイクロＬＥＤディスプレイ、又は無機ＥＬ、有機ＬＥＤ、レーザーアレイ、量子ドット発光型素子等を用いた表示デバイスに置き換えることができる。第１映像素子１１ａは、自発光型の画像光生成装置に限らず、ＬＣＤその他の光変調素子で構成され、当該光変調素子をバックライトのような光源によって照明することによって画像を形成するものであってもよい。第１映像素子１１ａとして、ＬＣＤに代えて、ＬＣＯＳ（Liquid crystal on silicon, ＬＣｏＳは登録商標）や、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。

投射レンズ２１は、第１レンズ２１ｐ及び第２レンズ２１ｑを含む。第１レンズ２１ｐは、入射面２１ａと出射面２１ｂとを有し、第２レンズ２１ｑは、入射面２１ｃと出射面２１ｄとを有する。投射レンズ２１は、第１映像素子１１ａから射出された画像光ＭＬを受けて、プリズムミラー２２に入射させる。投射レンズ２１は、第１映像素子１１ａから射出された画像光ＭＬを平行光束に近い状態に集光する。プリズムミラー２２は、入射面２２ａと、内反射面２２ｂと、出射面２２ｃとを有する。プリズムミラー２２は、前方から入射する画像光ＭＬを、入射方向を反転させた方向（プリズムミラー２２から見た光源の方向）に対して傾斜した方向に折り返すように射出する。楔型光学素子２８は、第１面２８ａと第２面２８ｂとを有し、プリズムミラー２２から射出されシースルーミラー２３に向かう画像光ＭＬを通過させる。シースルーミラー２３は、反射面２３ａと外側面２３ｏとを有する。シースルーミラー２３は、プリズムミラー２２の光射出側に形成された中間像を拡大する。

結像光学系２０は、シースルーミラー２３が凹面鏡であること等に起因して、軸外し光学系ＯＳとなっている。本実施形態の場合、投射レンズ２１、プリズムミラー２２、及びシースルーミラー２３は、非軸対称に配置され、非軸対称な光学面を有する。結像光学系２０が軸外し光学系ＯＳであるとは、結像光学系２０を構成する光学要素２１，２２，２８，２３において、複数の反射面又は屈折面への光線の入射の前後で光路が全体として折れ曲がることを意味する。この結像光学系２０つまり軸外し光学系ＯＳでは、紙面に対応する軸外し面（ＹＺ面に平行な面）に沿って光軸ＡＸが延びるように光軸ＡＸの折り曲げが行われている。この結像光学系２０では、ＹＺ面に平行な軸外し面内で光軸ＡＸの折り曲げを行うことで、かかる軸外し面に沿って光学要素２１，２２，２８，２３が配列されている。結像光学系２０の光軸ＡＸは、縦方向に延びる基準面である軸外し面（ＹＺ面に平行な面）に沿って配置され反射面の前後で互いに傾斜する光軸部分ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３を含む。全体としての光軸ＡＸは、第１映像素子１１ａの中心から射出される主光線の光路に沿って延び、アイポイントに相当するアイリングＥＲ又は瞳の中心を通る。光軸ＡＸは、ＹＺ面に平行な横断面で見た場合、複数の光軸部分ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３によって、Ｚ字状の配置となっている。つまり、ＹＺ面に平行な軸外し面において、投射レンズ２１から内反射面２２ｂまでの光路Ｐ１と、内反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光路Ｐ２と、シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光路Ｐ３とが、Ｚ字状に２段階で折り返される配置となっている。結像光学系２０は、縦配列となっている。基準面である軸外し面（ＹＺ面に平行な面）は、縦のＹ方向に平行に延びる。この場合、第１表示装置１００ａを構成する光学要素２１，２２，２８，２３が縦方向に高さ位置を変えて配列されることになり、第１表示装置１００ａの横幅の増大を防止することができる。

結像光学系２０のうち、投射レンズ２１から内反射面２２ｂまでの光路Ｐ１は、後方に向かって斜め上方向に延びている。つまり、光路Ｐ１において、光軸部分ＡＸ１は、－Ｚ方向と＋Ｙ方向との中間に近い方向に延びている。内反射面２２ｂからシースルーミラー２３までの光路Ｐ２は、前方に向かって斜め下方向に延びている。つまり、光路Ｐ２において、光軸部分ＡＸ２は、＋Ｚ方向と－Ｙ方向との中間に近い方向に延びている。ただし、水面方向（ＸＺ面）を基準とした場合、光路Ｐ２の傾斜が光路Ｐ１の傾斜よりも大きくなっている。シースルーミラー２３から瞳位置ＰＰまでの光路Ｐ３は、Ｚ方向に平行に近い状態となっているが、図示の例では、光軸部分ＡＸ３は、＋Ｚ方向に向かって、下向きを負として、－１０°程度となっている。つまり、光軸部分ＡＸ３を延長した射出光軸ＥＸは、前方の＋Ｚ方向に平行な中心軸ＨＸに対して１０°程度下向きに傾いて延びている。これは、人間の視線が水平方向より下側に約１０°傾いた若干の伏し目状態で安定するからである。なお、瞳位置ＰＰに対して水平方向に延びる中心軸ＨＸは、第１表示装置１００ａを装着した装着者ＵＳが直立姿勢でリラックスして正面に向いて水平方向又は水平線を注視した場合を想定したものとなっている。第１表示装置１００ａを装着する個々の装着者ＵＳの眼の配置、耳の配置等を含む頭部の形状や姿勢は、様々であるが、装着者ＵＳの平均的な頭部形状又は頭部姿勢を想定することで、着目する第１表示装置１００ａについて、平均的な中心軸ＨＸを設定することができる。

投射レンズ２１を構成する第１レンズ２１ｐの入射面２１ａと出射面２１ｂとは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。投射レンズ２１を構成する第２レンズ２１ｑの入射面２１ｃと出射面２１ｄとは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。第１レンズ２１ｐ及び第２レンズ２１ｑは、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。第１レンズ２１ｐの入射面２１ａと出射面２１ｂとは、例えば自由曲面である。入射面２１ａと出射面２１ｂとは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。第２レンズ２１ｑの入射面２１ｃと出射面２１ｄとは、例えば自由曲面である。入射面２１ｃと出射面２１ｄとは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。入射面２１ａ，２１ｃ又は出射面２１ｂ，２１ｄを自由曲面又は非球面とすることで、収差低減を図ることができ、特に自由曲面を用いた場合、偏芯系の光学性能を高めることが容易となるので、非共軸の軸外し光学系ＯＳである結像光学系２０の収差を低減することが容易になる。詳細な図示は省略するが、入射面２１ａ，２１ｃ及び出射面２１ｂ，２１ｄ上には、反射防止膜が形成されている。

プリズムミラー２２は、ミラーとレンズとを複合させた機能を有する屈折反射光学部材であり、投射レンズ２１からの映像光ＭＬを屈折させつつ反射する。プリズムミラー２２は、第１反射光学部材であり、映像光ＭＬを入射面２２ａを介して内部に入射させ、入射した映像光ＭＬを内反射面２２ｂによって非正面方向に全反射させ、入射した映像光ＭＬを出射面２２ｃを介して外部に射出させる。入射面２２ａと出射面２２ｃとは、曲面からなる光学面であり、反射面のみの場合又はこれらを平面とした場合に比較して解像度向上に寄与する。プリズムミラー２２を構成する光学面である入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面２２ｃとは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。プリズムミラー２２は、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。プリズムミラー２２の本体の屈折率は、映像光ＭＬの反射角も参酌して内面での全反射が達成されるような値に設定される。プリズムミラー２２の光学面、つまり入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面２２ｃとは、例えば自由曲面である。入射面２２ａと内反射面２２ｂと出射面２２ｃとは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。プリズムミラー２２において、光学面２２ａ，２２ｂ，２２ｃを自由曲面又は非球面とすることで、収差低減を図ることができ、特に自由曲面を用いた場合、偏芯系の光学性能を高めることが容易となる。内反射面２２ｂについては、全反射によって映像光ＭＬを反射するものに限らず、金属膜又は誘電体多層膜からなる反射面とすることもできる。この場合、内反射面２２ｂ上に、例えばＡｌ、Ａｇのような金属で形成された単層膜又は多層膜からなる反射膜を蒸着等によって成膜し、或いは金属で形成されたシート状の反射膜を貼り付ける。詳細な図示は省略するが、入射面２２ａ及び出射面２２ｃ上には、反射防止膜が形成されている。

楔型光学素子２８は、プリズムミラー２２とシースルーミラー２３との間に配置され、光透過性を有する。楔型光学素子２８は、結像状態を改善する役割を有する。楔型光学素子２８の入射側に設けられている第１面２８ａは、平坦であるが自由曲面となっており、ＹＺ面に平行な縦方向に関して光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、ＹＺ面に垂直なＸ方向すなわち横方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。第１面２８ａには反射防止膜が形成されている。楔型光学素子２８の射出側に設けられている第２面２８ｂは、平面であり、反射防止膜が形成されている。楔型光学素子２８は、前側である＋Ｚ側で厚みが増している。これにより、プリズムミラー２２等に起因する歪曲収差の発生を抑制することができる。楔型光学素子２８の屈折率は、プリズムミラー２２の屈折率と異なる。これにより、楔型光学素子２８とプリズムミラー２２等との間で屈折や分散の程度を調整することができ、例えば色消しの達成が容易になる。

シースルーミラー２３は、凹の表面ミラーとして機能する湾曲した板状の光学部材であり、プリズムミラー２２からの映像光ＭＬを反射する。つまり、シースルーミラー２３は、第１光学系１２ａの射出領域からの映像光ＭＬを瞳位置ＰＰに向けて反射する。シースルーミラー２３は、眼ＥＹ又は瞳孔が配置される瞳位置ＰＰを覆うとともに瞳位置ＰＰに向かって凹形状を有し、外界に向かって凸形状を有する。シースルーミラー２３は、視界のうち画面の有効領域の全体をカバーする凹面透過ミラーである。シースルーミラー２３は、収束機能を有するコリメーターであり、表示面１１ｄの各点から射出された映像光ＭＬの主光線であって、第１光学系１２ａの射出領域の近傍で結像によって一旦広がった映像光ＭＬの主光線を瞳位置ＰＰに収束させる。シースルーミラー２３は、板状体２３ｂの表面又は裏面上に透過性を有するミラー膜２３ｃを形成した構造を有するミラー板である。シースルーミラー２３や反射面２３ａは、ＹＺ面に平行で光軸ＡＸと交差する縦方向に関して、光軸ＡＸを挟んで非対称性を有し、横方向又はＸ方向に関して光軸ＡＸを挟んで対称性を有する。シースルーミラー２３の反射面２３ａは、例えば自由曲面である。反射面２３ａは、自由曲面に限らず、非球面とすることもできる。シースルーミラー２３を自由曲面又は非球面とすることで、収差低減を図ることができ、特に自由曲面を用いた場合、軸外し光学系又は非共軸光学系である結像光学系２０の収差を低減することが容易になる。

シースルーミラー２３は、反射に際して一部の光を透過させる透過型の反射素子であり、シースルーミラー２３の反射面２３ａ又はミラー膜２３ｃは、半透過性を有する反射層によって形成されている。これにより、外界光ＯＬがシースルーミラー２３を通過するので、外界のシースルー視が可能になり、外界像に虚像を重ねることができる。この際、ミラー膜２３ｃを支持する板状体２３ｂが数ｍｍ程度以下に薄ければ、外界像の倍率変化を小さく抑えることができる。ミラー膜２３ｃの映像光ＭＬや外界光ＯＬに対する反射率は、映像光ＭＬの輝度確保や、シースルーによる外界像の観察を容易にする観点で、想定される映像光ＭＬの入射角範囲において１０％以上５０％以下とする。シースルーミラー２３の基材である板状体２３ｂは、例えば樹脂で形成されるが、ガラス製とすることもできる。板状体２３ｂは、これを周囲から支持する支持板８３と同一の材料で形成され、支持板８３と同一の厚みを有する。ミラー膜２３ｃは、例えば膜厚を調整した複数の誘電体層からなる誘電体多層膜で形成される。ミラー膜２３ｃは、膜厚を調整したＡｌ、Ａｇ等の金属の単層膜又は多層膜であってもよい。ミラー膜２３ｃは、積層によって形成できるが、シート状の反射膜を貼り付けることによっても形成できる。板状体２３ｂの外側面２３ｏには、反射防止膜が形成されている。

光路について説明すると、第１映像素子１１ａからの映像光ＭＬは、投射レンズ２１に入射して略コリメートされた状態で投射レンズ２１から射出される。投射レンズ２１を通過した映像光ＭＬは、プリズムミラー２２に入射して入射面２２ａを屈折されつつ通過し、内反射面２２ｂによって１００％に近い高い反射率で反射され、再度出射面２２ｃで屈折される。プリズムミラー２２からの映像光ＭＬは、楔型光学素子２８を介してシースルーミラー２３に入射し、反射面２３ａによって５０％程度以下の反射率で反射される。シースルーミラー２３で反射された映像光ＭＬは、装着者ＵＳの眼ＥＹ又は瞳孔が配置される瞳位置ＰＰに入射する。瞳位置ＰＰには、シースルーミラー２３やその周囲の支持板８３を通過した外界光ＯＬも入射する。つまり、第１表示装置１００ａを装着した装着者ＵＳは、外界像に重ねて、映像光ＭＬによる虚像を観察することができる。

図５に示すように、第１映像素子１１ａの表示面１１ｄに形成する表示像を予め台形歪のような歪を持たせた修正画像ＤＡ１とする。つまり、結像光学系２０が軸外し光学系ＯＳであることから、光学系自体で台形歪のようなディストーションを取りきることは容易でない。よって、第１映像素子１１ａに表示される画像を、投射レンズ２１、プリズムミラー２２、楔型光学素子２８、及びシースルーミラー２３によって形成される歪を相殺する逆の歪を有するものとすることで、結像光学系２０を経て瞳位置ＰＰで観察される虚像の投影像ＩＧ１の画素配列を、元の表示像ＤＡ０に対応する格子パターンとすることができ輪郭を矩形とすることができる。つまり、第１映像素子１１ａは、投射レンズ２１、プリズムミラー２２、楔型光学素子２８、及びシースルーミラー２３によって形成されるディストーションを補正する。結果的に、シースルーミラー２３等で発生するディストーションを許容しつつ第１映像素子１１ａを含めた全体として収差を抑えることができる。これにより、プリズムミラー２２等の光学要素の配置やサイズの自由度が高まり、第１表示装置１００ａの小型化を達成しつつ、第１表示装置１００ａの光学性能の確保を容易にすることができる。

図６を参照して、第１光学系１２ａを構成する投射レンズ２１、プリズムミラー２２、及び楔型光学素子２８の配置関係について説明する。図示のように、一点鎖線で示す下側画角光ＭＬａに関するシースルーミラー２３から楔型光学素子２８までの距離ｄ１１に対して、点線で示す上側画角光ＭＬｂのシースルーミラー２３から光学素子２８までの距離ｄ１２の方が長いことから、偏心収差が発生している。また、プリズムミラー２２でも、下側画角光ＭＬａのプリズムの内反射面２２ｂから入射面２２ａまでの距離ｄ２１に対して、上側画角光ＭＬｂのプリズムの内反射面２２ｂから入射面２２ａまでの距離ｄ２２の方が長いことから、偏心収差が発生している。このとき、楔型光学素子２８等によって発生する偏心収差を抑えるには、下側画角光ＭＬａと上側画角光ＭＬｂとで光路長をできる限り等しくすればよく、矢印ＤＲ方向に光軸部分ＡＸ１を傾斜させ、光軸部分ＡＸ１と光軸部分ＡＸ２とがなす角を小さくすることで、偏心収差を抑制することができる。このように、内反射面２２ｂにおける光軸部分ＡＸ１と光軸部分ＡＸ２とがなす角を小さくすることで、光学系全体の前側方向への飛び出し量を抑える効果もある。ただし、矢印ＤＲ方向にプリズムミラー２２の入射側の光軸部分ＡＸ１を傾斜させると、第１映像素子１１ａの下端がシースルーミラー２３側に近づくことになる。このように光軸部分ＡＸ１の傾斜が大きい場合に、仮に点線で示すように楔型光学素子２８がプリズムミラー２２の出射面２２ｃの近くに配置されているとすると、第１映像素子１１ａの下端が楔型光学素子２８の第２面２８ｂの延長線ＥＬ上を超えて下に位置してしまい、楔型光学素子２８を保持する構造又は外装に関係するパーツが第１映像素子１１ａを避けなければならなくなり、パーツの構造が複雑化し、さらには、装着者ＵＳのシースルー視野内にパーツが入ることになって装着者ＵＳへの不快感に繋がってしまう。そこで、実線で示す位置に楔型光学素子２８を下げることで、第１映像素子１１ａの下端が楔型光学素子２８の第２面２８ｂの延長線上を超えて下に位置しないようにする。この結果、楔型光学素子２８がプリズムミラー２２から所定以上離れ、プリズムミラー（第１反射光学部材）２２と投射レンズ（前光学部材）２１との光軸方向に関する距離は、プリズムミラー（第１反射光学部材）２２と楔型光学素子（後光学部材）２８との光軸方向に関する距離よりも短くなっている。この場合、プリズムミラー２２の入射光軸と射出光軸との角度差、つまり光軸部分ＡＸ１と光軸部分ＡＸ２とがなす角を小さくしても、第１映像素子１１ａが後光学部材と配置的に干渉しにくくなり、第１フレーム６１ａ等の形状的制約が少なくなって形状の簡素化が可能になる。ただし、楔型光学素子２８をシースルーミラー２３に近づけると、シースルー視野角が狭くなってしまう。本実施形態の構成では、シースルー視野角として、上方向に１５°～２０°程度確保しつつ、楔型光学素子２８の位置を下げている。これによって、偏心収差の抑制と、光学系の前側方向への飛び出し量の抑制とを両立することができ、楔型光学素子２８を保持するパーツ構造の簡単化と、装着者ＵＳの不快感の低減、さらに必要なシースルー視野角を確保している。

ただし、楔型光学素子２８を下げて楔型光学素子２８とプリズムミラー２２との間隔を大きくすると、楔型光学素子２８とプリズムミラー２２とを直接接合することは容易でなくなり、かつ、位置決めの精度確保も容易でなくなる。特に、内反射面２２ｂを有するプリズムミラー２２は、楔型光学素子２８と投射レンズ２１とに対する位置決めを高精度に行わなければ、組ズレによる光学性能が劣化することが想定される。特に偏心方向であるＹＸ面に沿った方向に関するプリズムミラー２２及び楔型光学素子２８の位置決め精度を高めることが、投射レンズ２１、プリズムミラー２２、及び楔型光学素子２８で構成される第１光学系１２ａ全体での光学性能を確保する観点で重要となる。また、第１光学系１２ａは、組立や落下衝撃などに対する強度も要求される。そこで、楔型光学素子２８とプリズムミラー２２とを、図３に示すバレル３１を介して組み立てることとしている。

図３に示すバレル３１は、第１フレーム６１ａを介してシースルーミラー２３又は第１コンバイナー１０３ａに接続されている。バレル３１は、第１反射光学部材であるプリズムミラー２２と、第２反射光学部材である第１コンバイナー１０３ａとの間に配置されて、第１コンバイナー（第２反射光学部材）１０３ａに対してプリズムミラー（第１反射光学部材）２２を位置決めする支持部材として機能する。なお、プリズムミラー２２の第１映像素子１１ａ側には、前光学部材として投射レンズ２１が配置され、投射レンズ（前光学部材）２１は、プリズムミラー２２に位置決めされた状態で固定されている。上述したように、プリズムミラー２２の反射面２２ｂにおける光軸部分ＡＸ１と光軸部分ＡＸ２とのなす角を小さくしたことに起因して、バレル（支持部材）３１は、プリズムミラー２２の入射面２２ａ側において開口ＯＰを有している。つまり、開口ＯＰにより配置の自由度が高まり、第１光軸反射光学部材の光軸部分（入射光軸）ＡＸ１と光軸部分（射出光軸）ＡＸ２との角度差を小さすることができ、プリズムミラー２２の出射面２２ｃや楔型光学素子（後光学部材）２８に対してより近づけて投射レンズ（前光学部材）２１を配置することができる。この結果、構造又は外装に関係するパーツの形状的制約が少なくなって形状の簡素化が可能になる。一方、プリズムミラー２２の第１コンバイナー１０３ａ側には、後光学部材として楔型光学素子２８が配置され、楔型光学素子（後光学部材）２８は、プリズムミラー２２に位置決めされた状態で固定されている。第１コンバイナー（第２反射光学部材）１０３ａは、フレーム部材である第１フレーム６１ａに位置決めされた状態で固定されている。第１フレーム（フレーム部材）６１ａは、楔型光学素子２８を介してバレル（支持部材）３１を支持している。

図３及び４を参照して、プリズムミラー２２の位置決めや固定については、内反射面２２ｂで光路が折り返され他の屈折面２２ａ，２２ｃに比較して内反射面２２ｂの位置が最も精度に影響するので、内反射面２２ｂの周囲のフランジ部を用いる。プリズムミラー２２の位置決めや固定については、回転ずれや位置ずれを低減する必要があり、特にプリズムミラー２２が反射面を有することから全軸に関して回転ずれを低減することが望ましく、プリズムミラー２２が軸外し光学系ＯＳを構成することから軸外しが行われている特定方向に関して位置ずれを優先して低減する必要がある。

まず、プリズムミラー２２の回転ずれについて説明する。プリズムミラー２２の入射面２２ａに入射する映像光ＭＬの光軸ＡＸと出射面２２ｃから出射する映像光ＭＬの光軸ＡＸとを含む第１仮想平面ＶＰ１に沿ったＹＺ面内で交差する２方向と、第１仮想平面ＶＰ１に対する法線方向に相当するＸ方向とについて考える。ＹＺ面内で交差する２方向（例えばＹ方向及びＺ方向）とＸ方向とに関する回転姿勢の調整、つまり、Ｘ方向に関する角度や、ＹＺ面内で交差する２方向に関する角度についての位置決めは、解像性能及びディストーションに大きな影響を与えるため、非常に重要である。具体的に説明すると、Ｘ方向に平行な軸の周りにプリズムミラー２２の回転ずれが発生し、Ｘ軸のまわりの角度に関する位置決め精度が劣化した場合、例えば中心画角光の主光線に注目すると、内反射面２２ｂへの入射角度が変化して、光軸ズレが発生する。また、中心画角光のみならず、その他の画角光もこの影響を受け、光学系全体として解像性能が低下しディストーションも発生してしまう。以上では、Ｘ軸のまわりの角度に関する位置決め精度が劣化した場合について説明したが、Ｙ軸又はＺ軸のまわりの角度に関する位置決め精度が劣化した場合も同様であり、３軸方向の回転に関してプリズムミラー２２の位置決めの精度を高める必要がある。

プリズムミラー２２の位置ずれについて説明する。プリズムミラー２２への入射の前後における映像光ＭＬの光軸ＡＸを含む第１仮想平面ＶＰ１に沿ったＹＺ面内で交差する２方向と、第１仮想平面ＶＰ１に対する法線方向に相当するＸ方向とを比較すると、ＹＺ面内で交差する２方向の方がプリズムミラー２２の光学的特性に関連して位置決めの精度を高める必要がある。具体的に説明すると、プリズムミラー２２を含む結像光学系２０は、軸外し光学系ＯＳであることから、ＹＺ方向に光学部品を偏心及びチルトさせ、或いは自由曲面等用いる光学系となっている。そのため、ＹＺ面に平行な方向にプリズムミラー２２の位置ずれが発生した場合、例えば中心画角光の主光線に注目すると、内反射面２２ｂへの入射位置がＹＺ面内で変化して、ＹＺ面内で位置ずれだけでなく位置ずれに応じた比較的大きな角度変化が生じてしまう。よって、ＹＺ面内で交差する２方向に関してプリズムミラー２２の位置決めの精度を高める必要がある。一方で、プリズムミラー２２を含む結像光学系２０はＸ方向に関して軸対称系であるため、Ｘ方向に関しては、ＹＺ面内で交差する２方向に比較して、プリズムミラー２２の位置決めの必要精度が相対的に低くなる。

図７及び８を参照して、バレル３１に対するプリズムミラー２２等の固定について説明する。図７中で、領域ＣＲ１は、バレル３１によって一体化された光学ブロック３０の側面図であり、領域ＣＲ２は、光学ブロック３０の平面図であり、領域ＣＲ３は、バレル３１の側面図であり、領域ＣＲ４は、バレル３１の平面図であり、領域ＣＲ５は、バレル３１の正面図である。図８中で、領域ＤＲ１及び領域ＤＲ２は、バレル３１の斜視図であり、領域ＤＲ３、領域ＤＲ４及び領域ＤＲ５は、プリズムミラー２２及び楔型光学素子２８の斜視図である。プリズムミラー２２は、バレル３１に対して、嵌合と片寄とを用いて位置決めされた状態で固定される。

バレル３１の上端部３１ａは、第１仮想平面ＶＰ１の法線に平行な第１方向ｘ１（つまりＸ方向）においてプリズムミラー２２のフランジ部２２ｆに形成された一対の互いに平行に延びる側面２２ｇに対向する第１制限面５１ａと第２制限面５１ｂとを有する。第１制限面５１ａと第２制限面５１ｂとは、ＹＺ面に平行に延びている。プリズムミラー２２の側面２２ｇは、バレル３１の第１制限面５１ａと第２制限面５１ｂとに挟まれるように配置されることによって第１方向ｘ１に関する位置決めが行われる。以上により、プリズムミラー２２がバレル３１に対して第１方向ｘ１に関して位置決めされる。

バレル３１の上端部３１ａは、第１仮想平面ＶＰ１に垂直でプリズムミラー２２の出射面２２ｃから出射する映像光ＭＬが入射する第２仮想平面ＶＰ２の法線に平行な第２方向ｙ１においてプリズムミラー２２のフランジ部２２ｆに形成された一対の基準面２２ｈ，２２ｉと接する一対の第１位置決め面５２ａ，５２ｂを有する。また、バレル３１の上端部３１ａは、第１方向ｘ１に垂直で第２方向ｙ１と交差する第３方向ｚ１においてプリズムミラー２２のフランジ部２２ｆに形成された基準面２２ｊと接する第２位置決め面５２ｃを有する。以上により、プリズムミラー２２がバレル３１に対して第２方向ｙ１と第３方向ｚ１とに関して高精度で位置決めされる。なお、第１方向ｘ１、第２方向ｙ１、及び第３方向ｚ１は、プリズムミラー２２の位置決めに関するローカルな座標となっている。第２方向ｙ１及び第３方向ｚ１は、第１方向ｘ１に対して垂直であるが、第２方向ｙ１と第３方向ｚ１とは、必ずしも垂直とならない。

以上において、一対の第１位置決め面５２ａ，５２ｂは、一対の帯状の平面であり、映像光ＭＬの光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ１に離間しており、第１方向ｘ１及び第２方向ｙ１に垂直な方向に延びる。一対の第１位置決め面５２ａ，５２ｂが第１方向ｘ１及び第２方向ｙ１に垂直な方向に延びることによって、第１方向ｘ１に平行な軸α１の周りに関するプリズムミラー２２の回転を規制することができる。また、一対の第１位置決め面５２ａ，５２ｂが光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ１に離間することによって、第１方向ｘ１及び第２方向ｙ１に垂直な軸β１の周りに関するプリズムミラー２２の回転を規制することができる。さらに、第２位置決め面５２ｃは、第１方向ｘ１に延びる帯状の平面である。これにより、第２位置決め面５２ｃによって第１方向ｘ１及び第３方向ｚ１に垂直な軸γ１の周りに関するプリズムミラー２２の回転を規制することができる。以上により、交差する３軸α１，β１，γ１に関して、プリズムミラー２２の回転姿勢を適正に設定することができる。

プリズムミラー２２は、バレル３１の上端部３１ａに対して、（１）第１制限面５１ａと第２制限面５１ｂとによって挟まれる嵌合と、（２）第１位置決め面５２ａ，５２ｂと第２位置決め面５２ｃとに対する片寄と、を利用することによって位置決めされた状態とされ、この位置決め状態を維持しつつ光硬化型の接着材や超音波融着法等を用いてバレル３１に固定される。

楔型光学素子２８は、バレル３１に対して、嵌合を用いて位置決めされた状態で固定される。楔型光学素子２８のフランジ部２８ｆは、バレル３１の下端部３１ｂと嵌合する。この際、フランジ部２８ｆの段差側面２８ｇが、バレル３１の４辺の内周に沿って形成された横制限面５３ａに対向し、フランジ部２８ｆの段差上面２８ｈがバレル３１の４辺の下端に沿って形成された下制限面５３ｂに対向する。詳細な説明を省略するが、バレル３１の下端部３１ｂと楔型光学素子２８との間に形成された段差型の嵌合構造によって、楔型光学素子２８は、Ｘ、Ｙ、及びＺの各方向に関して位置決めされ、Ｘ、Ｙ、及びＺの各軸の周りの回転に関して位置決めされる。

以上では、第１光学系１２ａを構成するプリズムミラー２２や楔型光学素子２８を位置決めして固定するための構造について説明したが、第２光学系１２ｂを構成する光学要素の位置決め及び固定のための構造も、第１光学系１２ａを構成する光学要素の位置決め及び固定のための構造と同様のものである。

詳細な説明を省略するが、楔型光学素子２８を第１フレーム６１ａに対して位置決めして固定する構造は、楔型光学素子２８をバレル３１に対して位置決めして固定する構造と同様のものであり、段差型の嵌合構造が用いられる。

図９を参照して、プリズムミラー２２に対する投射レンズ２１の固定について説明する。図９中で、領域ＥＲ１は、光学ブロック３０の正面図であり、領域ＥＲ２は、光学ブロック３０の側面図であり、領域ＥＲ３は、光学ブロック３０の斜視図であり、領域ＥＲ４は、投射レンズ２１の斜視図である。投射レンズ２１は、光学ブロック３０のプリズムミラー２２に対して、嵌合と片寄とを用いて位置決めされた状態で固定される。

プリズムミラー２２は、第１仮想平面ＶＰ１の法線に平行な第１方向ｘ２（つまりＸ方向）において投射レンズ２１のうち後段の第２レンズ２１ｑのフランジ部２１ｆに形成された一対の互いに平行に延びる内側面２１ｇに対向することになる第３制限面５４ａと第４制限面５４ｂとを有する。第３制限面５４ａと第４制限面５４ｂとは、ＹＺ面に平行に延びている。第２レンズ２１ｑのフランジ部２１ｆに形成された一対の爪２１ｙは、その内側面２１ｇがプリズムミラー２２の第３制限面５４ａと第４制限面５４ｂとを挟むように配置されることによって、第１方向ｘ１に関する位置決めを可能にする。以上により、投射レンズ２１がプリズムミラー２２すなわち光学ブロック３０に対して第１方向ｘ１に関して位置決めされる。

プリズムミラー２２は、第１仮想平面ＶＰ１に垂直で投射レンズ２１の出射面２１ｄから出射する映像光ＭＬが入射する第３仮想平面ＶＰ３の法線に平行な第４方向ｚ２において第２レンズ２１ｑに設けた一対の爪２１ｙに形成された一対の基準面２１ｈ，２１ｉと接する一対の第３位置決め面５５ａ，５５ｂを有する。また、プリズムミラー２２は、第１方向ｘ２に垂直で第４方向ｚ２と交差する第５方向ｙ２において第２レンズ２１ｑに設けた一対の爪２１ｙに形成された基準面２１ｊ，２１ｋと接する一対の第４位置決め面５５ｃ，５５ｄを有する。以上により、投射レンズ２１がプリズムミラー２２に対して第４方向ｚ２と第５方向ｙ２とに関して高精度で位置決めされる。なお、第１方向ｘ２、第４方向ｚ２、及び第５方向ｙ２は、投射レンズ２１の位置決めに関するローカルな座標となっている。第４方向ｚ２及び第５方向ｙ２は、第１方向ｘ２に対して垂直であるが、第４方向ｚ２と第５方向ｙ２とは、必ずしも垂直とならない。また、第４方向ｚ２は第３方向ｚ１と同一の方向であってもよい。

以上において、一対の第３位置決め面５５ａ，５５ｂは、一対の帯状の平面であり、映像光ＭＬの光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ２に離間しており、第１方向ｘ２及び第４方向ｚ２に垂直な方向に延びる。一対の第３位置決め面５５ａ，５５ｂが第１方向ｘ２及び第４方向ｚ２に垂直な方向に延びることによって、第１方向ｘ２に平行な軸α２の周りに関する投射レンズ２１の回転を規制することができる。また、一対の第３位置決め面５５ａ，５５ｂが光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ２に離間することによって、第１方向ｘ２及び第４方向ｚ２に垂直な軸β２の周りに関する第２レンズ２１ｑ又は投射レンズ２１の回転を規制することができる。さらに、第４位置決め面５５ｃ，５５ｄは、映像光ＭＬの光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ２に離間している一対の平面である。これにより、第４位置決め面５５ｃ，５５ｄによって第１方向ｘ２及び第５方向ｙ２に垂直な軸γ２の周りに関する第２レンズ２１ｑ又は投射レンズ２１の回転を規制することができる。以上により、交差する３軸α２，β２，γ２に関して、投射レンズ２１の回転姿勢を適正に設定することができる。

投射レンズ２１は、プリズムミラー２２のフランジ部２２ｆに対して、（１）第３制限面５４ａと第４制限面５４ｂとを挟む嵌合と、（２）第３位置決め面５５ａ，５５ｂと第４位置決め面５５ｃ，５５ｄとに対する片寄と、を利用することによって位置決めされた状態とされ、この位置決め状態を維持しつつ光硬化型の接着材や超音波融着法等を用いてプリズムミラー２２に固定される。

図１０を参照して、投射レンズ２１における第１レンズ２１ｐと第２レンズ２１ｑとの固定等について説明する。図１０中で、領域ＦＲ１は、第１光学系１２ａから第１レンズ２１ｐ等を取り外した状態を示す斜視図であり、領域ＦＲ２は、第１レンズ２１ｐ等を示す斜視図であり、領域ＦＲ３は、第１光学系１２ａから第１ホルダー７２ａを取り外した状態を示す斜視図である。第１レンズ２１ｐと第２レンズ２１ｑとは、嵌合を用いて位置決めされ固定される。この際、第１レンズ２１ｐのフランジ部２１ｎに形成された複数の爪２１ｔが、第２レンズ２１ｑに形成された複数の凹部２１ｓを挟むようにして第２レンズ２１ｑのフランジ部２１ｆを把持することで位置決めが行われる。なお、第１ホルダー７２ａと第１レンズ２１ｐとは、嵌合を用いて位置決めされた状態で固定される。この際、第１ホルダー７２ａに形成された複数の爪７２ｔが、第１レンズ２１ｐに形成された複数の凹部２１ｒを挟むようにして第２レンズ２１ｑのフランジ部２１ｆを把持することで位置決めが行われる。

第１レンズ２１ｐと第２レンズ２１ｑとの接合には、光硬化型の接着材や超音波融着法等を用いることができる。投射レンズ２１を組み立てて一体化した後にプリズムミラー２２に接続することができるが、製造の手順はこれに限るものではない。

図１１及び図１２を参照して、第１フレーム６１ａに対するシースルーミラー２３又は第１コンバイナー１０３ａの固定について説明する。図１１中で、領域ＧＲ１は、第１表示装置１００ａの一部を示す側面図であり、領域ＧＲ２は、第１表示装置１００ａの一部を分解して示す側面図である。第１コンバイナー１０３ａは、光学ブロック３０を支持する板状の第１フレーム６１ａに対して、嵌合と片寄とを用いて位置決めされた状態で固定される。

第１フレーム６１ａは、外周部６２において、第１仮想平面ＶＰ１の法線に平行な第１方向ｘ３（つまりＸ方向）に対してＸＺ面内で反対方向に対称的に微小傾斜した第５制限面５７ａと第６制限面５７ｂとを有する。第１コンバイナー１０３ａの上端部８３ａは、その内側面８３ｇが第１フレーム６１ａの第５制限面５７ａと第６制限面５７ｂとを挟むように配置されることによって、第１方向ｘ３に関する位置決めが行われる。以上により、第１コンバイナー１０３ａが第１フレーム６１ａに対して第１方向ｘ３に関して位置決めされる。

第１フレーム６１ａは、左右端の下面側に一対の突起６３を有し、一対の突起６３は、第１仮想平面ＶＰ１に垂直で第１コンバイナー１０３ａの反射面２３ａから出射する映像光ＭＬが入射する第４仮想平面ＶＰ４の法線に平行な第６方向ｚ３において、第１コンバイナー１０３ａの上端部８３ａの内側に設けたリブ８３ｄの後端部に形成された一対の基準面８３ｈ，８３ｉと接する一対の第５位置決め面５８ａ，５８ｂを有する。また、第１フレーム６１ａの外周部６２は、第１方向ｘ３に垂直で第６方向ｚ３と交差する第７方向ｙ３において、第１コンバイナー１０３ａのリブ８３ｄ上に形成された基準面８３ｊ，８３ｋと接する一対の第６位置決め面５８ｃ，５８ｄを有する。以上により、第１コンバイナー１０３ａが第１フレーム６１ａに対して第６方向ｚ３と第７方向ｙ３とに関して高精度で位置決めされる。なお、第１方向ｘ３、第６方向ｚ３、及び第７方向ｙ３は、第１コンバイナー１０３ａの位置決めに関するローカルな座標となっている。第６方向ｚ３及び第７方向ｙ３は、第１方向ｘ３に対して垂直であるが、第６方向ｚ３と第７方向ｙ３とは、必ずしも垂直とならない。また、第６方向ｚ３は第３方向ｚ１及び第４方向ｚ２と同一の方向であってもよい。第７方向ｙ３は第５方向ｙ２と同一の方向であってもよい。

以上において、一対の第５位置決め面５８ａ，５８ｂは、映像光ＭＬの光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ３に離間している一対の平面である。これにより、第５位置決め面５８ａ，５８ｂによって第１方向ｘ３及び第６方向ｚ３に垂直な軸γ３の周りに関する第１コンバイナー１０３ａの回転を規制することができる。また、一対の第６位置決め面５８ｃ，５８ｄは、一対の帯状の平面であり、映像光ＭＬの光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ３に離間しており、第６方向ｚ３に対してＸＺ面内で反対方向に対称的に微小傾斜した方向に延びる。このように、一対の第６位置決め面５８ｃ，５８ｄが略第６方向ｚ３に延びることによって、第１方向ｘ３に平行な軸α３の周りに関する第１コンバイナー１０３ａの回転を規制することができる。さらに、第５位置決め面５８ａ，５８ｂは、映像光ＭＬの光軸ＡＸを挟んで第１方向ｘ３に離間している。これにより、第５位置決め面５８ａ，５８ｂによって第１方向ｘ３及び第７方向ｙ３に垂直な軸β３の周りに関する第１コンバイナー１０３ａの回転を規制することができる。以上により、交差する３軸α３，β３，γ３に関して、第１コンバイナー１０３ａの回転姿勢を適正に設定することができる。

第１コンバイナー１０３ａは、第１フレーム６１ａの外周部６２に対して、（１）第５制限面５７ａと第６制限面５７ｂとを挟む嵌合と、（２）第５位置決め面５８ａ，５８ｂと第６位置決め面５８ｃ，５８ｄとに対する片寄と、を利用することによって位置決めされた状態とされ、この位置決め状態を維持しつつ光硬化型の接着材や超音波融着法等を用いて第１フレーム６１ａに固定される。

以上では、第１表示装置１００ａを構成するプリズムミラー２２等の光学要素を位置決めして固定するための構造について説明したが、第２表示装置１００ｂを構成する光学要素の位置決め及び固定のための構造も、第１表示装置１００ａを構成する光学要素の位置決め及び固定のための構造と同様のものである。

図１３は、変形例の第１表示装置１００ａの変形例を説明する側断面図である。この場合、第１コンバイナー１０３ａは、支持部材を一体化した構造を有し、支持板８３に接続された支持フレーム８５が楔型光学素子２８を支持している。支持フレーム８５には、バレル３１に相当する支持部１３１を一体化して追加することもできる。この場合、第１コンバイナー１０３ａに対して楔型光学素子２８やプリズムミラー２２を直接位置決めして固定することができる。なお、支持フレーム８５と支持部１３１とを一体化し、これに対してプリズムミラー２２や第１コンバイナー１０３ａを上記と同様の手法で固定することもできる。

上記実施形態の光学モジュール１００又はＨＭＤ２０１は、映像素子１１ａ，１１ｂと、映像素子１１ａ，１１ｂから射出された映像光ＭＬを、入射面２２ａから入射させ、内反射面２２ｂで反射させ、出射面２２ｃから射出させるプリズムミラー（第１反射光学部材）２２と、プリズムミラー２２からの映像光ＭＬを瞳位置に向けて反射するコンバイナー（第２反射光学部材）１０３ａ，１０３ｂと、プリズムミラー２２とコンバイナー１０３ａ，１０３ｂとの間に配置されて、プリズムミラー２２を位置決めするバレル（支持部材）３１とを備え、プリズムミラー２２は、入射面２２ａに入射する映像光ＭＬの光軸部分ＡＸ１と出射面２２ｃから出射する映像光ＭＬの光軸部分ＡＸ２とを含む第１仮想平面ＶＰ１の法線に平行な第１方向ｘ１から見て、入射面に入射する映像光ＭＬの光軸と交差する方向に出射面から映像光ＭＬを出射し、バレル３１は、第１方向ｘ１においてプリズムミラー２２に対向する第１制限面５１ａと第２制限面５１ｂとを有し、バレル３１は、第１仮想平面ＶＰ１に垂直でプリズムミラー２２の出射面から出射する映像光ＭＬが入射する第２仮想平面ＶＰ２の法線に平行な第２方向ｙ１においてプリズムミラー２２と接する第１位置決め面５２ａ，５２ｂと、第１方向ｘ１向に垂直で第２方向ｙ１と交差する第３方向ｚ１において、プリズムミラー２２と接する第２位置決め面５２ｃとを有する。この光学モジュール１００又はＨＭＤ２０１では、第１方向ｘ１に関して第１制限面と第２制限面とによってプリズムミラー２２の配置が規制され、第２方向ｙ１に関して第１位置決め面５２ａ，５２ｂによって位置合わせが行われ、第３方向ｚ１に関して第２位置決め面５２ｃによって位置合わせが行われ、プリズムミラー２２について３次元的な配置が設定される。この光学モジュール１００は、第１方向ｘ１向から見て軸外し系つまり軸外し光学系ＯＳとなっているが、軸外し光学系ＯＳであることに起因して精度に関する影響が比較的大きな第２方向ｙ１及び第３方向ｚ１において第１位置決め面５２ａ，５２ｂ及び第２位置決め面５２ｃを用いてプリズムミラー２２の位置決めがなされ、プリズムミラー２２の位置ずれによる結像精度の劣化を極力を抑えることができる。

〔変形例その他〕
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。

第１表示装置１００ａに組み込む結像光学系２０は、図示のものに限らず、様々な構成とすることができる。具体的には、上記結像光学系２０は、Ｙ方向又は縦方向に非対称性を持たせた軸外し光学系ＯＳであるとしたが、Ｘ方向又は横方向に非対称性を持たせた軸外し光学系とすることもできる。結像光学系２０を構成する光学要素についても、図４に示すものは単なる例示であり、レンズの枚数を増減させる、ミラーを追記する、導光部材を追加するといった変更が可能である。

コンバイナー１０３ａ，１０３ｂの外界側には、コンバイナー１０３ａ，１０３ｂの透過光を制限することで調光を行う調光デバイスを取り付けることができる。調光デバイスは、例えば電動で透過率を調整する。調光デバイスとして、ミラー液晶、電子シェード等を用いることができる。調光デバイスは、外光照度に応じて透過率を調整するものであってもよい。

コンバイナー１０３ａ，１０３ｂは、遮光性を有するミラーに置き換えることもできる。この場合、外界像の直接観察を前提としない非シースルー形の光学系となる。

投射レンズ２１は、プリズムミラー２２と第1方向において嵌合される構成としたが、投射レンズ２１もしくはプリズムミラー２２に位置決め面を設けて第1方向において片寄するように位置決めをしてもよい。

具体的な態様における光学モジュールは、映像素子と、映像素子から射出された映像光を、入射面から入射させ、内反射面で反射させ、出射面から射出させる第１反射光学部材と、第１反射光学部材からの映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材と、第１反射光学部材と第２反射光学部材との間に配置されて、第１反射光学部材を位置決めする支持部材とを備え、第１反射光学部材は、入射面に入射する映像光の光軸と出射面から出射する映像光の光軸とを含む第１仮想平面の法線に平行な第１方向から見て、入射面に入射する映像光の光軸と交差する方向に出射面から映像光を出射し、支持部材は、第１方向において第１反射光学部材に対向する第１制限面と第２制限面とを有し、支持部材は、第１仮想平面に垂直で第１反射光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第２仮想平面の法線に平行な第２方向において第１反射光学部材と接する第１位置決め面と、第１方向に垂直で第２方向と交差する第３方向において、第１反射光学部材と接する第２位置決め面とを有する。

上記光学モジュールでは、第１方向に関して第１制限面と第２制限面とによって第１反射光学部材の配置が規制され、第２方向に関して第１位置決め面によって位置合わせが行われ、第３方向に関して第２位置決め面によって位置合わせが行われ、第１反射光学部材について３次元的な配置が設定される。この光学モジュールは、第１方向から見て軸外し系となっているが、軸外し系であることに起因して精度に関する影響が比較的大きな第２方向及び第３方向において第１位置決め面及び第２位置決め面を用いて第１反射光学部材の位置決めがなされ、第１反射光学部材の位置ずれによる結像精度の劣化を極力を抑えることができる。

具体的な側面において、第１位置決め面は、映像光の光軸を挟んで第１方向に離間して第１方向及び第２方向に垂直に延びる一対の帯状の平面を有する。この場合、第１位置決め面によって第１方向に平行な軸の周りに関する第１反射光学部材の回転を規制することができる。また、一対の第１位置決め面によって第１方向及び第２方向に垂直な軸の周りに関する第１反射光学部材の回転を規制することができる。以上により、第１反射光学部材の回転姿勢を適正に設定することができる。

具体的な側面において、第２位置決め面は、第１方向に延びる帯状の平面を有する。この場合、第２位置決め面によって第１方向及び第３方向に垂直な軸の周りに関する第１反射光学部材の回転を規制することができる。

具体的な側面において、第１反射光学部材と第２反射光学部材との間に配置される後光学部材をさらに備え、支持部材は、第２方向に関して第１反射光学部材の反対側に後光学部材を支持する。後光学部材は、歪曲収差等に関して結像状態を改善する役割を有する。

具体的な側面において、映像素子と第１反射光学部材との間に配置される前光学部材をさらに備え、第１反射光学部材と前光学部材との光軸方向に関する距離は、第１反射光学部材と後光学部材との光軸方向に関する距離よりも短い。この場合、第１反射光学部材の入射光軸と射出光軸との角度差を小さくしても、前光学部材が第１反射光学部材の出射面や後光学部材と配置的に干渉しにくくなり、構造又は外装に関係するパーツの形状的制約が少なくなって形状の簡素化が可能になる。

具体的な側面において、第１反射光学部材は、第１仮想平面に垂直で前光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第３仮想平面の法線に平行な第４方向において前光学部材と接する第３位置決め面と、第１方向に垂直で第４方向と交差する第５方向において前光学部材と接する第４位置決め面とを有する。この場合、前光学部材によって収差を抑えた虚像の形成が可能になる。さらに、軸外し系であることに起因して精度に関する影響が比較的大きな第４方向及び第５方向において第３位置決め面及び第４位置決め面を用いて前光学部材の位置決めがなされ、前光学部材の位置ずれによる結像精度の劣化を極力を抑えることができる。

具体的な側面において、第３位置決め面は、光軸を挟んで第１方向に離間して第１方向及び第４方向に垂直に延びる一対の帯状の平面を有する。この場合、第３位置決め面によって第１方向に平行な軸の周りに関する前光学部材の回転を規制することができる。また、一対の第３位置決め面によって第１方向及び第４方向に垂直な軸の周りに関する前光学部材の回転を規制することができる。以上により、前光学部材の回転姿勢を適正に設定することができる。

具体的な側面において、第４位置決め面は、映像光の光軸を挟んで第１方向に離間する一対の平面を有する。この場合、第４位置決め面によって第１方向及び第５方向に垂直な軸の周りに関する前光学部材の回転を規制することができる。以上により、前光学部材の回転姿勢を適正に設定することができる。

具体的な側面において、支持部材は、第１反射光学部材の入射面側において開口している。この場合、第１反射光学部材の入射光軸と射出光軸との角度差を小さくし、第１反射光学部材の出射面に近づけて前光学部材を配置することができる。

具体的な側面において、第２反射光学部材を位置決めするフレーム部材をさらに備え、フレーム部材は、第１仮想平面に垂直で第２反射光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第４仮想平面の法線に平行な第６方向において第２反射光学部材と接する第５位置決め面と、第１方向に垂直で第６方向と交差する第７方向において第２反射光学部材と接する第６位置決め面とを有する。この場合、軸外し系であることに起因して精度に関する影響が比較的大きな第６方向及び第７方向において第５位置決め面及び第６位置決め面を用いて第２反射光学部材の位置決めがなされ、第２反射光学部材の位置ずれによる結像精度の劣化を極力を抑えることができる。

具体的な側面において、第５位置決め面は、映像光の光軸を挟んで第１方向に離間する一対の平面を有する。この場合、第５位置決め面によって第１方向及び第６方向に垂直な軸の周りに関する前光学部材の回転を規制することができる。

具体的な側面において、第６位置決め面は、映像光の光軸を挟んで第１方向に離間して第１方向及び第７方向に略垂直に延びる平面と、略第１方向に延びる平面とを有する。この場合、第６位置決め面によって第１方向及び第７方向に垂直な軸の周りと第１方向に平行な軸の周りとに関する前光学部材の回転を規制することができる。

具体的な側面において、支持部材は、後光学部材を介して第２反射光学部材を位置決めするフレーム部材に接続されている。

具体的な態様における頭部装着型表示装置は、上述した光学モジュールと、映像素子に表示動作を行わせる制御装置とを備える。

具体的な態様における光学モジュールの製造方法は、映像素子と、映像素子から射出された映像光を入射面から入射させ内反射面で反射させ出射面から射出させる第１反射光学部材と、第１反射光学部材からの映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材と、第１反射光学部材と第２反射光学部材との間に配置されて、第１反射光学部材を位置決めする支持部材とを備える光学モジュールの製造方法であって、第１反射光学部材は、入射面に入射する映像光の光軸と出射面から出射する映像光の光軸とを含む第１仮想平面の法線に平行な第１方向から見て、入射面に入射する映像光の光軸と交差する方向に出射面から映像光を出射し、支持部材は、第１方向において第１反射光学部材に対向する第１制限面と第２制限面とを有し、支持部材は、第１仮想平面に垂直で第１反射光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第２仮想平面の法線に平行な第２方向において第１反射光学部材と接する第１位置決め面と、第１方向に垂直で第２方向と交差する第３方向において、第１反射光学部材と接する第２位置決め面とを有し、第１制限面及び第２制限面を用いた嵌合によって第１反射光学部材の位置決めを行いつつ、第１位置決め面及び第２位置決め面を用いた片寄によって第１反射光学部材の位置決めを行う。

上記光学モジュールの製造方法では、軸外し系であることに起因して精度に関する影響が比較的大きな第２方向及び第３方向において第１位置決め面及び第２位置決め面を用い用いた片寄によって第１反射光学部材の位置決めがなされるので、第１反射光学部材の位置ずれによる結像精度の劣化を極力を抑えることができる。

１１ａ，１１ｂ…映像素子、１１ｄ…表示面、１２ａ…第１光学系、１２ｂ…第２光学系、２０…結像光学系、２１…投射レンズ、２１ｈ，２１ｉ…基準面、２１ｊ，２１ｋ…基準面、２２…プリズムミラー、２２ａ…入射面、２２ｂ…内反射面、２２ｃ…出射面、２２ｇ…側面（位置決め用）、２２ｈ，２２ｉ…基準面、２２ｊ…基準面、２３…シースルーミラー、２３ａ…反射面、２８…楔型光学素子、３０…光学ブロック、３１…バレル、５１ａ…第１制限面、５１ｂ…第２制限面、５２ａ，５２ｂ…第１位置決め面、５２ｃ…第２位置決め面、５３ａ…横制限面、５３ｂ…下制限面、５４ａ…第３制限面、５４ｂ…第４制限面、５５ａ，５５ｂ…第３位置決め面、５５ｃ，５５ｄ…第４位置決め面、５７ａ…第５制限面、５７ｂ…第６制限面、５８ａ，５８ｂ…第５位置決め面、５８ｃ，５８ｄ…第６位置決め面、６１…支持板、６１ａ…第１フレーム、６１ｂ…第２フレーム、７８…固定部材、８３ｈ，８３ｉ…基準面、８３ｊ，８３ｋ…基準面、１００…光学モジュール、１００ａ…第１表示装置、１００ｂ…第２表示装置、１０２…表示駆動部、１０３ａ…第１コンバイナー、１０３ｂ…第２コンバイナー、２００…画像表示装置、ＡＸ…光軸、ＡＸ１，ＡＸ２，ＡＸ３…光軸部分、ＥＲ…アイリング、ＥＹ…眼、ＭＬ…映像光、ＯＳ…軸外し光学系、ＰＰ…瞳位置、ＵＳ…装着者、ＶＰ１…第１仮想平面、ＶＰ２…第２仮想平面、ＶＰ３…第３仮想平面、ＶＰ４…第４仮想平面、ｘ１…第１方向、ｘ２…第１方向、ｘ３…第１方向、ｙ１…第２方向、ｙ２…第５方向、ｙ３…第７方向、ｚ１…第３方向、ｚ２…第４方向、ｚ３…第６方向、α１，β１，γ１…軸、α２，β２，γ２…軸、α３，β３，γ３…軸

Claims (15)

1. 映像素子と、
   前記映像素子から射出された映像光を、入射面から入射させ、内反射面で反射させ、出射面から射出させる第１反射光学部材と、
   前記第１反射光学部材からの前記映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材と、
   前記第１反射光学部材と前記第２反射光学部材との間に配置されて、前記第１反射光学部材を位置決めする支持部材と、を備え、
   前記第１反射光学部材は、前記入射面に入射する前記映像光の光軸と前記出射面から出射する前記映像光の光軸とを含む第１仮想平面の法線に平行な第１方向から見て、前記入射面に入射する前記映像光の光軸と交差する方向に前記出射面から前記映像光を出射し、
   前記支持部材は、第１方向において前記第１反射光学部材に対向する第１制限面と第２制限面とを有し、
   前記支持部材は、前記第１仮想平面に垂直で前記第１反射光学部材の前記出射面から出射する映像光が入射する第２仮想平面の法線に平行な第２方向において前記第１反射光学部材と接する第１位置決め面と、前記第１方向に垂直で前記第２方向と交差する第３方向において、前記第１反射光学部材と接する第２位置決め面とを有する、光学モジュール。
2. 前記第１位置決め面は、前記映像光の光軸を挟んで前記第１方向に離間して前記第１方向及び前記第２方向に垂直に延びる一対の帯状の平面を有する、請求項２に記載の光学モジュール。
3. 前記第２位置決め面は、前記第１方向に延びる帯状の平面を有する、請求項１及び２のいずれか一項に記載の光学モジュール。
4. 前記第１反射光学部材と前記第２反射光学部材との間に配置される後光学部材をさらに備え、
   前記支持部材は、前記第２方向に関して前記第１反射光学部材の反対側に前記後光学部材を支持する、請求項１～３のいずれか一項に記載の光学モジュール。
5. 前記映像素子と前記第１反射光学部材との間に配置される前光学部材をさらに備え、
   前記第１反射光学部材と前記前光学部材との光軸方向に関する距離は、前記第１反射光学部材と前記後光学部材との光軸方向に関する距離よりも短い、請求項４に記載の光学モジュール。
6. 前記第１反射光学部材は、前記第１仮想平面に垂直で前記前光学部材の前記出射面から出射する映像光が入射する第３仮想平面の法線に平行な第４方向において前記前光学部材と接する第３位置決め面と、前記第１方向に垂直で前記第４方向と交差する第５方向において前記前光学部材と接する第４位置決め面とを有する、請求項５のいずれか一項に記載の光学モジュール。
7. 前記第３位置決め面は、前記映像光の光軸を挟んで前記第１方向に離間して前記第１方向及び前記第４方向に垂直に延びる一対の帯状の平面を有する、請求項６に記載の光学モジュール。
8. 前記第４位置決め面は、前記映像光の光軸を挟んで前記第１方向に離間する一対の平面を有する、請求項６及び７のいずれか一項に記載の光学モジュール。
9. 前記支持部材は、前記第１反射光学部材の入射面側において開口している、請求項６～８のいずれか一項に記載の光学モジュール。
10. 前記第２反射光学部材を位置決めするフレーム部材をさらに備え、
    前記フレーム部材は、前記第１仮想平面に垂直で前記第２反射光学部材の出射面から出射する映像光が入射する第４仮想平面の法線に平行な第６方向において前記第２反射光学部材と接する第５位置決め面と、前記第１方向に垂直で前記第６方向と交差する第７方向において前記第２反射光学部材と接する第６位置決め面とを有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の光学モジュール。
11. 前記第５位置決め面は、前記映像光の光軸を挟んで前記第１方向に離間する一対の平面を有する、請求項１０に記載の光学モジュール。
12. 前記第６位置決め面は、前記映像光の光軸を挟んで前記第１方向に離間して前記第１方向及び前記第７方向に略垂直に延びる平面と、略前記第１方向に延びる平面とを有する、請求項１０及び１１のいずれか一項に記載の光学モジュール。
13. 前記支持部材は、前記後光学部材を介して前記第２反射光学部材を位置決めするフレーム部材に接続されている、請求項４～９のいずれか一項に記載の光学モジュール。
14. 請求項１～１３のいずれか一項に記載の前記光学モジュールと、
    前記映像素子に表示動作を行わせる制御装置とを備える、頭部装着型表示装置。
15. 映像素子と、前記映像素子から射出された映像光を入射面から入射させ内反射面で反射させ出射面から射出させる第１反射光学部材と、前記第１反射光学部材からの前記映像光を瞳位置に向けて反射する第２反射光学部材と、前記第１反射光学部材と前記第２反射光学部材との間に配置されて、前記第１反射光学部材を位置決めする支持部材とを備える光学モジュールの製造方法であって、
    前記第１反射光学部材は、前記入射面に入射する前記映像光の光軸と前記出射面から出射する前記映像光の光軸とを含む第１仮想平面の法線に平行な第１方向から見て、前記入射面に入射する前記映像光の光軸と交差する方向に前記出射面から前記映像光を出射し、
    前記支持部材は、第１方向において前記第１反射光学部材に対向する第１制限面と第２制限面とを有し、
    前記支持部材は、前記第１仮想平面に垂直で前記第１反射光学部材の前記出射面から出射する映像光が入射する第２仮想平面の法線に平行な第２方向において前記第１反射光学部材と接する第１位置決め面と、前記第１方向に垂直で前記第２方向と交差する第３方向において、前記第１反射光学部材と接する第２位置決め面とを有し、
    前記第１制限面及び前記第２制限面を用いた嵌合によって前記第１反射光学部材の位置決めを行いつつ、前記第１位置決め面及び前記第２位置決め面を用いた片寄によって前記第１反射光学部材の位置決めを行う、光学モジュールの製造方法。

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