JP2023020005A - 虚像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像光については的確な反射を維持し、かつ、外界からの意図しない成分の反射によるゴースト光等の発生を、回避又は抑制する。
【解決手段】虚像表示装置２００は、画像光ＭＬを射出する画像光生成部である表示素子１０と、画像光ＭＬを反射する第１ミラー３１と、第１ミラー３１で反射された画像光ＭＬを反射する第２ミラー３２と、外界光ＯＬを透過させるとともに、第２ミラー３２で反射された画像光ＭＬの一部を反射して射出瞳ＰＰの位置に導く第３ミラー３３と、を備え、第１ミラー３１は、反射面（反射面）Ｒ１において角度依存性を有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像光生成部等により形成された虚像の観察を可能にする虚像表示装置に関する。

反射光学素子として、３面以上の反射面を有して光束を導くものであって、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）の観察光学系として用いることが可能なものが知られている（特許文献１）。

特開２００３－５０７４号公報

しかしながら、上記技術に示される複数の反射面（Ｒ４、Ｒ３、Ｒ２）を有した構成について、例えば複数の反射面の一部（例えばＲ２等）に透過性をもたせ、画像光とともに外界光を視認可能とするいわゆるシースルーによる視認が可能なものに適用すると、外からの光が反射面の一部（例えばＲ４等）において意図しない方向に反射され、ゴースト光等として使用者（装着者）の眼に入射してしまう可能性がある。

本発明の一側面における虚像表示装置は、画像光を生成する画像光生成部と、画像光を反射させる第１ミラーと、第１ミラーで反射された画像光を反射させる第２ミラーと、外界光を透過させるとともに、第２ミラーで反射された画像光の一部を射出瞳の位置に向けて反射させる第３ミラーと、を備え、第１ミラーは、画像光が入射する角度に応じて反射率が異なる角度依存性を有する。

第１実施形態に係る虚像表示装置について概略を示す概念図である。 虚像表示装置における画像光の光路について示す概念的な側方断面図である。 虚像表示装置を構成する光学系の各部について説明するための側方断面図である。 虚像表示装置の構成について説明するための図である。 虚像表示装置の構成について示す斜視図である。 外光（外界光）の意図しない方向への反射とその抑制について示す概念的な図である。 第１ミラーの角度依存性について説明するためのグラフである。 一変形例の虚像表示装置について説明するための側方断面図である。 第２実施形態に係る虚像表示装置における画像光の光路について示す概念的な側方断面図である。 虚像表示装置を構成する光学系の各部について説明するための側方断面図である。 虚像表示装置の構成について示す斜視図である。 光学系についての原理的説明をするための概念図である。 絞り（遮光部）について説明するための概念的な図である。 一変形例の虚像表示装置について説明するための側方断面図である。 他の一変形例の虚像表示装置について説明するための図である。 第３実施形態に係る虚像表示装置について概略を示す側方断面図である。 一変形例の虚像表示装置について概略を示す側方断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、図１等を参照して、本発明に係る虚像表示装置の構造や動作等について、一例を説明する。

図１は、虚像表示装置２００について概念的に示す図であり、第１領域ＡＲ１には、虚像表示装置２００の外観の概略を示す斜視図が示されており、第２領域ＡＲ２には、光学系に関する内部構造の概略が示されている。

虚像表示装置２００は、ヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤとも称する。）であり、これを装着する使用者であ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画像表示装置である。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、虚像表示装置（又はＨＭＤ）２００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。なお、以下において、上方向、下方向あるいは上方、下方とする場合には、＋Ｙ方向、－Ｙ方向を意味するものとする。

虚像表示装置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部材２００ｂとを備える。本体２００ａは、右眼用の第１表示装置１００Ａと、左眼用の第２表示装置１００Ｂと、第１表示装置１００Ａと第２表示装置１００Ｂとの間に設けられてこれらを接続するブリッジ部１０２とを備える。また、詳しい図示を省略するが、本体２００ａには、これらのほか、例えば鼻パッド（鼻当て部）等が設けられており、虚像表示装置２００は、全体として眼鏡状の形状を有し、かつ、眼鏡のように着脱をすることが可能になっている。

なお、第２領域ＡＲ２では、虚像表示装置２００を構成する左右対称な第１表示装置１００Ａ及び第２表示装置１００Ｂのうち、第１表示装置１００Ａを代表として示している。左眼用の第２表示装置１００Ｂについては、第１表示装置１００Ａと同様の構造を有するものであるので、詳しい説明等は、省略する。

図示のように、第１表示装置１００Ａは、光学的機能を有する部分として、画像光ＭＬを射出する画像光生成部である表示素子１０と、表示素子１０からの画像光ＭＬが入射する光学部材であるプリズム２０と、プリズム２０からの画像光ＭＬを反射する３つの反射部材（第１ミラー３１、第２ミラー３２、第３ミラー３３）で構成される反射光学素子３０とを備える。これらの部材は、筐体ＣＳに収納され、所定位置で固定されている。なお、筐体ＣＳは、第１表示装置１００Ａの光学的機能に影響を与えない範囲で種々の形状や素材で構成することができる。

虚像表示装置２００は、使用に際して、装着者ＵＳの耳ＥＡや鼻ＮＳ等に支持されて、第１表示装置１００Ａの表示素子１０から射出される画像光ＭＬが眼ＥＹに到達することで、虚像としての画像が視認される。また、第１表示装置１００Ａの第３ミラー３３越しに、外界光ＯＬも併せて視認されるものとなっている。つまり、この場合、第３ミラー３３は、画像光ＭＬの一部を反射し、外界光ＯＬの一部を透過するハーフミラーとして機能している。

以下、図２として示す概念的な側方断面図を参照して、虚像表示装置２００における画像光ＭＬの光路（画像光ＭＬの導光）について概要を説明する。なお、図２では、表示素子１０から射出される画像光ＭＬのうち、中心光束（中心成分ＣＬ）を代表して示している。つまり、ここでは、画像光ＭＬのうち、表示素子１０の中心（表示素子１０の光射出面１０ａの中心点ＣＯ）から射出された成分について光路を辿る。

まず、画像光ＭＬは、下方向（－Ｙ方向）に成分を有する方向に投射され、プリズム２０の入射部２１から入射して屈折し、射出部２２においてさらに屈折して射出される。プリズム２０を経た画像光ＭＬは、プリズム２０よりも下方に位置して反射光学素子３０を構成する３つの反射部材である第１ミラー３１、第２ミラー３２、第３ミラー３３のうち、まず、最下方に位置する第１ミラー３１で反射され、上方向（＋Ｙ方向）に成分を有する方向に位置する第２ミラー３２に向かう。つまり、第１ミラー３１は、装着時においてプリズム２０及び第２ミラー３２よりも下方に位置し、プリズム２０から下方に向けて投射された画像光ＭＬを上方へ反射する。

第１ミラー３１を経た画像光ＭＬは、第２ミラー３２で反射され、再び下方に向かい、今度は、第３ミラー３３に入射する。第３ミラー３３は、第２ミラー３２からの画像光ＭＬを平行光束化させつつ、装着者ＵＳの眼ＥＹの位置となるべき射出瞳ＰＰに向けて折り曲げる。

また、以上において、図示のように、プリズム２０から第１ミラー３１までの画像光ＭＬの光路は、第２ミラー３２から第３ミラー３３までの画像光ＭＬの光路と交差し、かつ、第３ミラー３３から射出瞳ＰＰの位置に向けての画像光ＭＬの光路と交差している。すなわち、反射光学素子３０において、画像光ＭＬの光路が複数回に亘って交差するように折り曲げられていることで、ある程度の光路長を有しながら、光学系全体としては、小型化が図られたものとなっている。

また、既述のように、光学的な別の側面として、光学部材であるプリズム２０及び第１ミラー３１は、合わせて凸レンズとして機能している。また、図示の一例では、第２ミラー３２と第３ミラー３３との間において、中間像ＩＭが形成されている。

また、第３ミラー３３は、半透過性を有しており、外界からの外界光ＯＬの一部を透過させる。その一方で、上記のように、第２ミラー３２で反射された画像光ＭＬの一部を射出瞳ＰＰの位置に向けて折り返し（折り曲げる）、画像光ＭＬの他の一部を透過させるハーフミラーとして機能する。すなわち、虚像表示装置２００では、画像光ＭＬと外界光ＯＬとを重畳的に視認させるシースルー型の光学系が構成される。また、この場合、図示のように、第３ミラー３３は、画像光ＭＬのうち反射した成分について、第１ミラー３１と第２ミラー３２との間を通過させるものとなっている。

以下、図３等を参照して、上記各部の構成や、画像光ＭＬの光路による差異等についてより詳細に説明する。図３は、虚像表示装置２００を構成する光学系の各部について説明するための側方断面図であり、ここでは、画像光ＭＬのうち、中心光束の成分である中心成分ＣＬのほか、周辺光束の成分として、光射出面１０ａのうち、装着者ＵＳ（眼ＥＹ）に近い方から射出される第１周辺成分ＰＬａと、装着者ＵＳ（眼ＥＹ）から遠い方から射出される第２周辺成分ＰＬｂとを示している。図示では、中心成分ＣＬを、実線で示し、周辺成分のうち第１周辺成分ＰＬａを破線で示し、第２周辺成分ＰＬｂを一点鎖線で示している。図４は、虚像表示装置２００の光学系の構成について説明するための概念的な図であり、第１領域ＢＲ１は、光学系の各部の配置を正面図により示しており、第２領域ＢＲ２は、光学系の各部の配置を平面図により示している。図５は、虚像表示装置２００の構成について示す斜視図である。なお、図５では、中心成分ＣＬを代表として画像光ＭＬを示している。

図３等に示す表示素子１０は、既述のように、画像光ＭＬを射出する画像光生成部である。表示素子（画像光生成部）１０は、種々のものにより構成可能であるが、例えば表示素子１０は、自発光型の表示デバイスで構成可能あり、この場合、画像光ＭＬを生じさせるべく、表示素子１０は、発光部を含む。より具体的には、表示素子１０は、例えば有機ＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス、Organic Electro-Luminescence）ディスプレイで構成される。ここでは、一例として、表示素子１０は、有機ＥＬディスプレイで構成されることにより、種々の偏光方向が含まれる光（例えば無偏光の光）を画像光ＭＬとして光射出面１０ａから射出するものとする、すなわち２次元の光射出面１０ａにカラーの静止画又は動画を形成する。ただし、表示素子１０は、有機ＥＬディスプレイによる上記態様に限らず、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。さらに、表示素子１０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（発光部）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。表示素子１０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。

プリズム２０は、画像光ＭＬの光路上において、表示素子１０と第１ミラー３１との間に配置され、表示素子１０から射出された画像光ＭＬを屈折させつつ通過させ、第１ミラー３１に入射させる光屈折光学素子（レンズ）である。図３～図５に示すように、光学系は、非軸対称に配置され、非軸対称な光学面を有し、軸外し光学系となっており、その光学面は、自由曲面を含むものとなっている。したがって、画像光ＭＬは、プリズム２０に対する入射位置によって入射時や射出時において、位置ごとに屈折の度合（屈折角）が異なるものとなっている。特に、本実施形態では、図３に例示するように、プリズム２０のうち、画像光ＭＬが入射する入射部２１において、第１入射領域２１ａと第２入射領域２１ｂとが設けられている。第１入射領域２１ａは、入射部２１のうち、装着者ＵＳ（眼ＥＹ）に近い側すなわち－Ｚ側の領域であり、第２入射領域２１ｂは、入射部２１のうち、装着者ＵＳ（眼ＥＹ）から遠い側すなわち＋Ｚ側の領域である。ここで、図示のように、第１入射領域２１ａから表示素子（画像光生成部）１０までの距離Ｄａは、第２入射領域２１ｂから表示素子１０までの距離Ｄｂよりも長いものとなっている。すなわち、画像光ＭＬの周辺成分のうち破線で示す第１周辺成分ＰＬａの入射部２１への入射位置は、一点鎖線で示す第２周辺成分ＰＬｂ入射部２１への入射位置よりも遠い。なお、ここで、各入射領域２１ａ，２１ｂから表示素子１０までの距離については、種々の定義が可能であるが、例えば、表示素子１０の光射出側の表面を形成する光射出面１０ａ上の１点と、各入射領域２１ａ，２１ｂ上の１点とを結んだ直線の距離のうち最小値あるいは最大値で定義することができる。

また、図３においてプリズム２０について一部拡大して示すように、画像光ＭＬの入射部２１への入射角についても、第１入射領域２１ａと第２入射領域２１ｂとでは異なっており、第１入射領域２１ａへの画像光ＭＬの入射角（第１周辺成分ＰＬａの入射角α）は、第２入射領域２１ｂへの画像光ＭＬの入射角（第１周辺成分ＰＬａの入射角β）より大きくなっている。すなわち、α＞βとなっており、入射部２１に入射する画像光ＭＬのうち、第１入射領域２１ａに入射した成分（第１周辺成分ＰＬａ）は、第２入射領域２１ｂに入射した成分（第２周辺成分ＰＬｂ）よりも屈折する。

さらに、上記に関して、見方を変えると、図示の一例において、第１入射領域２１ａから第３ミラー３３までの距離は、第２入射領域２１ｂから第３ミラー３３までの距離よりも長くなっている。なお、ここで、各入射領域２１ａ，２１ｂから第３ミラー３３までの距離については、種々の定義が可能であるが、例えば、第３ミラー３３を代表するミラー面上の１点と各入射領域２１ａ，２１ｂ上の１点とを結んだ距離のうち最小値で定義することができる。

また、プリズム２０は、側面部分として、第１入射領域２１ａから延びて－Ｚ側に側面を形成する第１端部ＥＧａと、第２入射領域２１ｂから延びて＋Ｚ側に側面を形成する第２端部ＥＧｂとを有しており、図示において、第１端部ＥＧａは、第２端部ＥＧｂよりも薄い。すなわち、図示のように、第１ミラー３１と第２ミラー３２とプリズム２０とを含む画像光ＭＬの光束中心についての仮想断面の法線方向から見て、画像光ＭＬの光束中心に沿った方向（光射出面１０ａの法線方向）についての第１端部ＥＧａの厚みＴＨａと、第２端部ＥＧｂの厚みＴＨｂとを比較した場合に、厚みＴＨａの値が、厚みＴＨｂの値よりも小さい。

また、図示の場合、第１端部ＥＧａから第３ミラー３３までの距離は、第２端部ＥＧｂから第３ミラー３３までの距離よりも長くなっている。なお、ここでの距離も上述した一例と同様に定義可能である。

さらに、プリズム２０のうち、入射部２１から入射した画像光ＭＬを射出する射出部２２において、第１端部ＥＧａとつながる側すなわち－Ｚ側を占める第１射出領域２２ａと第２端部ＥＧｂとつながる側すなわち＋Ｚ側を占める第２射出領域２２ｂとが設けられている。第１射出領域２２ａには、凹面が含まれており、第２射出領域２２ｂには、凸面が含まれている。すなわち、第１射出領域２２ａは、画像光ＭＬの光束中心に沿った方向（光射出面１０ａの法線方向）について内側に凹んだ面を有しており、第２射出領域２２ｂは、画像光ＭＬの光束中心に沿った方向（光射出面１０ａの法線方向）について外側に膨らんだ面を有している。

また、図示の場合、第１射出領域２２ａから第３ミラー３３までの距離は、第２射出領域２２ｂから第３ミラー３３までの距離よりも長くなっている。なお、ここでの距離も上述した一例と同様に定義可能である。

プリズム２０は、以上のような非対称な形状を有することで、表示素子（画像光生成部）１０からの画像光ＭＬが入射するとともに、これを第１ミラー３１に向けて射出する光学部材として、第１ミラー３１の大型化を回避又は抑制可能なものとしている。すなわち、本実施形態の場合、虚像表示装置２００のプリズム２０において、画像光ＭＬの周辺成分が画像の広画角化に伴って拡大することを抑制する構成となっている。

第１ミラー３１は、既述のように、プリズム２０の光射出側に配置され、プリズム２０から射出された画像光ＭＬを反射する（折り返す）。なお、第１ミラー３１については、ミラー反射により、高効率に画像光ＭＬを反射する、すなわち画像光ＭＬを１００％あるいはほぼ１００％反射するものとする。

図３において、第１ミラー３１について一部拡大して示すように、第１ミラー３１は、例えば樹脂製の基材３１ａの表面に、ミラー蒸着等により反射膜（反射面）Ｒ１を形成することで構成される。なお、さらに、基材３１ａのうち反射膜Ｒ１を設けた面の反対側の面において、漏れ光を防ぐべく、例えば光吸収膜Ａ１を設けるものとしてもよい。なお、この場合、光吸収膜Ａ１は、反射膜Ｒ１の成膜に際して基材３１ａの形状を維持する（形状変化をさせないようにする）ためのカウンター膜として機能させるようにしてもよい。あるいは、光吸収膜Ａ１については、もっぱらカウンター膜として機能させるための膜とし、光吸収作用を有しない構成とすることも考えられる。カウンター膜を設けることで、基材３１ａが薄く（例えば１ｍｍ程度）かつ、自由曲面による反射面を形成するものとしてある程度の曲率を有していても、必要に足る精度で反射面の形状維持が可能となる。

また、図３～図５に示すように、第１ミラー３１は、プリズム２０の入射部（入射面）２１、射出部（射出面）２２、あるいは、他の反射部材（第２ミラー３２，第３ミラー３３）と同様、自由曲面を有するものとなっている。さらに、第１ミラー３１は、自由曲面を有しつつ、プリズム２０と合わせて凸レンズとして機能することで、画像光ＭＬの光束全体を収束させつつ、第２ミラー３２に向かわせる。これにより、第２ミラー３２の小型化を図っている。

第２ミラー３２は、既述のように、第１ミラー３１の光射出側に配置され、第１ミラー３１で折り曲げられた（反射された）画像光ＭＬをさらに、反射して（折り返して）、第３ミラー３３に向けて射出する。なお、図示の一例の場合、第２ミラー３２は、第３ミラー３３よりも上方（＋Ｙ側）に設けられており、画像光ＭＬは、第２ミラー３２から第３ミラー３３へ向けて斜め下方に投射されるものとなっている。これにより、第３ミラー３３がハーフミラーであることで、画像光ＭＬのうち一部の成分が第３ミラー３３を透過しても、当該透過成分が装着者以外の者の眼に入って画像が見えてしまう、といった事態を回避あるいは低減できる。

また、第２ミラー３２は、第１ミラー３１と同様、自由曲面を有し、かつ、ミラー反射により、高効率に画像光ＭＬを反射する、すなわち画像光ＭＬを１００％あるいはほぼ１００％反射するものとする。なお、構造についても、第１ミラー３１と同様に、例えば樹脂製の基材３１ａの表面にミラー蒸着等により反射膜を形成し、さらに、光吸収膜を設けるものとすること等が考えられる（図示略）。

第３ミラー３３は、既述のように、半透過性を有するハーフミラーであり、第２ミラー３２の光射出側に配置されている。第２ミラー３２を経た画像光ＭＬは、第３ミラー３３によって一部が反射される。ここで、第３ミラー３３で反射された画像光ＭＬは、眼ＥＹの想定位置（射出瞳の位置）となっている射出瞳ＰＰに向かう。例えば画像光ＭＬのうち中心成分ＣＬについての第３ミラー３３における反射成分は、－Ｚ方向に向かい、射出瞳ＰＰに到達する。中心成分ＣＬ以外の反射成分である第１周辺成分ＰＬａや第２周辺成分ＰＬｂについても、同様に、射出瞳ＰＰに到達する。なお、射出瞳ＰＰは、光射出面１０ａ上の各点からの画像光ＭＬが所定の発散状態で光射出面１０ａ上の各点の位置に対応する角度方向から重畳するように入射する位置となっている。なお、第３ミラー３３において、半透過性を有する膜により、透過反射面Ｒ３が形成されているものとする。

なお、ハーフミラーとしての第３ミラー３３における反射透過率については、種々の設定が考えられるが、例えば反射率を約５０％、透過率を約５０％となるようにハーフミラー膜を成膜する等が考えられる。本実施形態の場合、第３ミラー３３以外の第１ミラー３１及び第２ミラー３２については、高効率反射のものとしており、第３ミラー３３における画像光ＭＬの通過も１回のみであるので、例えばハーフミラー等を複数回経るバードバスタイプの光学系と比べて、光学系全体としての画像光ＭＬの利用効率を高く維持することができる。

ここで、図３等に例示したように、第１ミラー３１の反射膜Ｒ１は、眼ＥＹの近くに配置されており、かつ、上向きとなっている、すなわち＋Ｙ方向に光を反射する配置となっている。したがって、例えば図２に対応する図６に例示するように、外界からの光のうち、太陽光等の成分であって、仮に第１ミラー３１で反射されたとすると、眼ＥＹに向かってしまって視認上に悪影響を及ぼすような意図しない方向へ反射する光ＳＬが問題となる。これに対して、本実施形態では、光ＳＬを反射させないように、角度依存性を第１ミラー３１（反射膜Ｒ１）に設けることで、図示のように、光ＳＬが眼ＥＹに向かうことについて、回避又は抑制を図ることが可能になっている。

図７は、本実施形態に係る虚像表示装置２００を構成する第１ミラー３１あるいは第１ミラー３１における反射面（反射膜）Ｒ１の角度依存性について説明するためのグラフである。グラフの横軸は、第１ミラー３１への光の入射角度（単位：°）を示しており、縦軸は、光の入射角度に対する第１ミラー３１の反射率（単位：％）を示している。曲線（あるいは折れ線）Ｑ１に示されるように、第１ミラー３１（反射膜Ｒ１）は、入射角度が４５°以下の角度で入射する光に対しては、高い反射性（反射率）を示す一方、４５°より大きい角度でする光に対しては、非常に低い反射性（反射率）を示す、という特徴を、角度依存性として有している。つまり、第１ミラー３１（反射膜Ｒ１）において、４５°以下の角度で入射した光の反射率は、４５°より大きい角度で入射した光の反射率よりも高くなっている。なお、上記のような角度依存性を有する反射膜Ｒ１の成形については、例えば誘電体多層膜で構成することが考えられる。

図３等に例示した第１ミラー３１の場合、第１ミラー３１に入射する画像光ＭＬの入射角度は、いずれも比較的小さく、画像光ＭＬがある程度広い画角の画像を形成する場合であっても、画像光ＭＬの第１ミラー３１に対する最大入射角度は、３０°程度であると想定される。したがって、第１ミラー３１において、少なくとも３０°程度の範囲、より望ましくは、４５°程度の範囲において、高い反射性が維持されていれば、画像光ＭＬの反射を確保するのには、十分であると考えられる。

一方、図６に例示した光ＳＬのようなもの、すなわち第１ミラー３１（反射膜Ｒ１）において反射されることで、眼ＥＹに向かうような成分は、第１ミラー３１に対して、ある程度以上大きな角度で入射するものであると想定される。したがって、上記のような角度依存性を第１ミラー３１が有することで、光ＳＬが眼ＥＹに向かうことについて、適切に回避又は抑制できる。

さらに、上記のような角度依存性を、第３ミラー３３が有するものとしてもよい。例えば、第３ミラー３３が、画像光ＭＬや外界光ＯＬに関して透過又は反射をする透過反射面Ｒ３において角度依存性を有し、透過反射面Ｒ３において、４５°より大きな角度で入射した光の反射率が、４５°以下の角度で入射した光の反射率よりも高くなっているものとしてもよい。なお、第３ミラー３３に入射する画像光ＭＬの入射角度についても、いずれも比較的小さく、画像光ＭＬがある程度広い画角の画像を形成する場合であっても、画像光ＭＬの第１ミラー３１に対する最大入射角度は、３０°程度であると想定される。

以上のように、本実施形態に係る虚像表示装置２００は、画像光ＭＬを生成する画像光生成部である表示素子１０と、画像光ＭＬを反射させる第１ミラー３１と、第１ミラー３１で反射された画像光ＭＬを反射させる第２ミラー３２と、外界光ＯＬを透過させるとともに、第２ミラー３２で反射された画像光ＭＬの一部を射出瞳ＰＰの位置に向けて反射させる第３ミラー３３と、を備え、第１ミラー３１は、画像光ＭＬが入射する角度に応じて反射率が異なる角度依存性を有する。虚像表示装置２００では、第３ミラー３３において、外界光ＯＬを透過させるとともに、第２ミラー３２で反射された画像光ＭＬの一部を射出瞳ＰＰの位置に向けて反射させることで、いわゆるシースルーによる視認を可能としつつ、第１ミラー３１が、画像光ＭＬが入射する角度に応じて角度依存性を有することで、画像光ＭＬについては的確な反射を維持し、かつ、外界からの意図しない成分（図６の光ＳＬ等）の反射によるゴースト光等の発生を、回避又は抑制できる。

また、上記態様の場合、プリズム２０において、第１入射領域２１ａと第２入射領域２１ｂとのうち、第１入射領域２１ａから表示素子１０までの距離を、第２入射領域２１ｂから表示素子１０までの距離よりも長くしておくおことで、プリズム２０の光路後段に設けた反射面としての複数のミラー（第１ミラー３１等）についての大型化、特に第１ミラー３１の大型化、延いては装置全体の大型化を回避又は抑制できる。

さらに、上記態様の場合、各光学系における屈折面及び反射面として、自由曲面を採用することで、広画角化に際して、各光学系を小型化に維持しつつ、画像歪み（歪曲収差）の発生を抑制している。また、解像度についても、良好に維持できる。

以下、図８を参照して、一変形例の虚像表示装置２００について説明する。本変形例では、第３ミラー３３が、特定の偏光状態の光を反射する偏光ミラーとなっている。この上で、さらに、虚像表示装置２００は、画像光ＭＬを第３ミラー３３の偏光特性に応じた偏光状態にする偏光板ＰＡを有するものとなっている。図８では、一例として、偏光板ＰＡが、画像光ＭＬの光路のうち、プリズム２０と第１ミラー３１との間の光路上に設けられ、かつ、第３ミラー３３が射出瞳ＰＰの位置に向かって反射する画像光ＭＬと交差しない位置に設けられている場合について示されている。この場合、画像光ＭＬは、偏光板ＰＡによって偏光されることで、第３ミラー３３の反射特性に応じた特定の偏光状態となる（例えばＰ偏光光よりもＳ偏光光について高い反射特性を示す偏光ミラーとなっている第３ミラー３３への入射に際してＳ偏光となっている）。これにより、画像光ＭＬは、第３ミラー３３において高効率で反射される。なお、上記では、偏光板ＰＡが、画像光ＭＬの光路上のうち、プリズム２０と第１ミラー３１との間の光路上に設けられるものとしているが、例えば画像光生成部である表示素子１０からプリズム２０までの光路上に偏光板ＰＡを設置する態様とすることも考えられる。偏光板ＰＡを設けることで、画像光ＭＬの利用効率を高めることができる。

また、上記態様となっている第３ミラー３３に対して、画像光生成部である表示素子１０が、偏光ミラーとしての第３ミラー３３の偏光特性に応じた偏光状態で画像光ＭＬを射出するようになっていてもよい。表示素子１０としては、例えばＬＣＤにバックライトとなる光源（発光部）によって照明することによって画像を形成するものを採用することで、第３ミラー３３に対してＳ偏光となるような状態で、画像光ＭＬを射出させるようにすることが考えられる。なお、この場合、図８に例示した偏光板ＰＡを設けない構成とすることも可能である。

〔第２実施形態〕
以下、図９等を参照して、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の一例としての虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置２００を一部変更したものであり、画像光ＭＬを導く光学系の構成を除いた他の構成については、第１実施形態の場合と同様であるので、全体構成等については、詳細な図示や説明を省略し、必要に応じて、適宜他の図面を参照して説明した事項を援用するものとする。

図９は、本実施形態に係る虚像表示装置４００における画像光ＭＬの光路について示す概念的な側方断面図であり、図２に対応する図である。また、図１０は、虚像表示装置４００を構成する光学系の各部について説明するための側方断面図であり、図３の一部等に対応する図である。また、図１１は、虚像表示装置４００の構成について示す斜視図であり、図５に対応する図である。なお、図１１では、後述するプリズム部材ＰＺのうち、画像光ＭＬが屈折又は反射する箇所のみについて示している。

図９～図１１に示すように、本実施形態に係る虚像表示装置４００を構成する右眼用の第１表示装置３００Ａと、左眼用の第２表示装置３００Ｂは、図１等に示す右眼用の第１表示装置１００Ａと左眼用の第２表示装置１００Ｂと同様、左右一対で構成されているため、一方の第１表示装置３００Ａについて示している。なお、虚像表示装置４００の全体外観及び構成は、図１の虚像表示装置２００と同様となっている。

図９等に示すように、第１表示装置３００Ａは、光学的機能を有する部分として、画像光ＭＬを射出する画像光生成部である表示素子１０と、表示素子１０からの画像光ＭＬが入射する光学部材３２０と、光学部材３２０からの画像光ＭＬを反射する３つの反射部材（第１ミラー３３１、第２ミラー３３２、第３ミラー３３３）で構成される反射光学素子３３０とを備える。反射光学素子３３０のうち、第２ミラー３３２は、第１実施形態における第２ミラー３２と同様に、光の反射に関する角度依存性を有している。なお、第３ミラー３３３についても、第１実施形態における第３ミラー３３と同様に、角度依存性を有している構成とすることも可能である。

光学部材３２０は、画像光生成部である表示素子１０から第１ミラー３３１までの光路上に設けられ、表示素子１０からの画像光ＭＬを第１ミラー３３１に向けて射出する部材である。図示の一例において、光学部材３２０は、投射レンズＰＯと、プリズム部材ＰＺとにより構成されている。なお、光学部材３２０において、プリズム部材ＰＺを第１光学部材とし、投射レンズＰＯを第２光学部材とする。

投射レンズ（第２光学部材）ＰＯは、第１レンズＰＯ１と、第２レンズＰＯ２とで構成されており、表示素子１０から射出された画像光ＭＬをプリズム部材ＰＺのうち、後述する入射部ＰＺ１に向けて射出する。

一方、プリズム部材ＰＺ（第１光学部材）は、画像光ＭＬが入射する入射部ＰＺ１と、入射部ＰＺ１から入射した画像光ＭＬを反射する反射部ＲＲと、反射部ＲＲで反射された画像光ＭＬを第１ミラー３３１に向けて射出する射出部ＰＺ２とを有している。

上記のような構成となっている第１表示装置３００Ａにおいて、まず、表示素子１０の光射出面１０ａから射出された画像光ＭＬは、投射レンズＰＯからプリズム部材ＰＺに向けて射出され、入射部ＰＺ１に入射して屈折する。入射部ＰＺ１からプリズム部材ＰＺの内部に入射した画像光ＭＬは、反射部ＲＲで反射（内面反射）され、射出部ＰＺ２に向かい、射出部ＰＺ２から屈折して射出されることで、下方向（－Ｙ方向）に成分を有する方向に投射される。プリズム部材ＰＺを経た画像光ＭＬは、プリズム部材ＰＺよりも下方に位置して反射光学素子３３０を構成する３つの反射部材である第１ミラー３３１、第２ミラー３３２、第３ミラー３３３のうち、まず、最下方に位置する第１ミラー３３１で反射され、上方向（＋Ｙ方向）に成分を有する方向に位置する第２ミラー３３２に向かう。つまり、第１ミラー３３１は、装着時において、プリズム部材ＰＺ等を含む光学部材３２０及び第２ミラー３３２よりも下方に位置し、光学部材３２０から下方に向けて投射された画像光ＭＬを上方へ反射する。

第１ミラー３３１を経た画像光ＭＬは、第２ミラー３３２で反射され、再び下方に向かい、今度は、第３ミラー３３３に入射する。第３ミラー３３３は、第２ミラー３３２からの画像光ＭＬを平行光束化させつつ、装着者ＵＳの眼ＥＹの位置となるべき射出瞳ＰＰに向けて折り曲げる。

また、以上の場合も、図２等に示した第１表示装置１００Ａの場合と同様に、プリズム部材ＰＺから第１ミラー３３１までの画像光ＭＬの光路は、第２ミラー３３２から第３ミラー３３３までの画像光ＭＬの光路と交差し、かつ、第３ミラー３３３から射出瞳ＰＰの位置に向けての画像光ＭＬの光路と交差している。すなわち、反射光学素子３３０において、画像光ＭＬの光路が複数回に亘って交差するように折り曲げられていることで、ある程度の光路長を有しながら、光学系全体としては、小型化が図られたものとなっている。

また、光学的な別の側面として、光学部材３２０及び第１ミラー３３１は、合わせて凸レンズとして機能している。また、図示の一例では、第１ミラー３３１と第２ミラー３３２との間において、中間像ＩＭが形成されている。

なお、第３ミラー３３３が、半透過性を有するハーフミラーとして機能することで、シースルー型の光学系が構成されている点も同様である。

以下、図１２を参照して、第１表示装置３００Ａを構成する上記光学系についての原理的説明をする。図１２は、第１表示装置３００Ａを構成する光学系について展開した様子を概念的に示す図である。図示において、破線で示す光線ＬＬ１は、１つの点光源から射出される周辺光の様子を示しており、図中において光線ＬＬ１が交差する点は、中間像ＩＭの位置等の結像位置を示している。一方、実線で示す光線ＬＬ２は、異なる点光源から射出される主光線の様子を示しており、図中において光線ＬＬ２が交差する点は、瞳の位置を示している。例えば、絞りを設ける場合には、この点あるいはこの点の近傍とすることが望ましい。また、往復矢印で示す第１レンズ群ＬＳ１は、光学部材３２０すなわち投射レンズＰＯ及びプリズム部材ＰＺに相当し、第２レンズ群ＬＳ２は、第１ミラー３３１に相当し、第３レンズ群ＬＳ３は、第２ミラー３３２及び第３ミラー３３３に相当する。なお、４つ目の往復矢印は、レンズとして機能する人間の眼ＥＹ（水晶体）に相当する。

ここで、図示において、第１レンズ群ＬＳ１の焦点距離がＬであるのに対して、第２レンズ群ＬＳ２及び第３レンズ群ＬＳ３の焦点距離は、それぞれ２Ｌ（つまりＬの２倍）であるものとする、すなわち第１レンズ群ＬＳ１のパワーが比較的強いのに対して、第２レンズ群ＬＳ２や第３レンズ群ＬＳ３のパワーは、比較的弱くなっている。言い換えると、第１レンズ群ＬＳ１側すなわち投射側において、パワーの負荷を大きくする一方、第２レンズ群ＬＳ２や第３レンズ群ＬＳ３すなわち眼ＥＹ（射出瞳ＰＰの位置）に近い側ではパワーを小さくして、距離を必要とする光学系としている。これにより、３枚のミラー（第１ミラー３３１，第２ミラー３３２，第３ミラー３３３）で距離を稼ぎつつも、ディストーション（歪み）を抑えた構成としている。本構成の場合、光学系自体は偏心系となっているが、ディストーション補正を行いやすくなっていることにより、回転対称系だけの構成で、良好に補正がなされた光学系を構成できる。すなわち、第１ミラー３３１、第２ミラー３３２、第３ミラー３３３、プリズム部材ＰＺ及び投射レンズＰＯは、回転対称光学系であるものとすることが可能である。なお、上記構成に関して、パワーが比較的強い第１レンズ群ＬＳ１（投射レンズＰＯ，プリズム部材ＰＺ）において、複数枚のレンズを使って補正していることで、上記構成が達成されている、と捉えることもできる。すなわち、図示の一例の場合、投射レンズＰＯが２つの屈折光学系（図９等に示すレンズＰＯ１，ＰＯ２）で構成され、プリズム部材ＰＺが、２つの屈折入射面と１つの反射面とで構成されている。

以下、図１３を参照して、絞り（遮光部、アパチャー）ＳＴについての一構成例を説明する。図中において、第１領域ＤＲ１は、板状の絞りＳＴを概念的に示している、例えば図示のように、円盤状の板部材ＢＡの中央部分に画像光ＭＬの輪郭形状に応じた形状（例えば矩形状）の開口ＯＰを設けておくことで、絞りＳＴを形成するものとしてもよい。図１２を参照して説明したように、絞りＳＴは、図１２示す場合においては、光線ＬＬ２が交差する点が望ましい。すなわち、投射レンズＰＯからプリズム部材ＰＺにかけての位置に配置されることが望ましい。このため、別の一例として第２領域ＤＲ２に示すように、状態α１として示すプリズム部材ＰＺのうち、入射部ＰＺ１や射出部ＰＺ２の周りについて、状態β２として示すように黒塗り（遮光マスク）をすることで、絞りＳＴとして機能させてもよい。特に、少なくとも射出部ＰＺ２の周りに絞りＳＴを設けることで、効果的な遮光がなされることが期待される。つまり、射出部ＰＺ２が、反射部ＲＲで反射された画像光ＭＬのうち一部を遮光する絞り（遮光部）ＳＴを有する構成とすることが可能である。なお、上記態様において、反射部ＲＲについても、反射に必要な個所の周りについて黒塗りをするものとしてもよい。

以下、図１４を参照して、一変形例の虚像表示装置４００について説明する。なお、図１４は、図８に対応する図である。つまり、本変形例では、虚像表示装置４００に偏光板ＰＡを設ける場合について例示しており、図１４では、偏光板ＰＡの配置箇所について候補となる場所を、破線で示している。すなわち、偏光板ＰＡの配置可能箇所の例示として、表示素子１０の直近後段や、投射レンズＰＯすなわち第１レンズＰＯ１と第２レンズＰＯ２との間、プリズム部材ＰＺの前段（入射部ＰＺ１の位置）あるいは後段（射出部ＰＺ２の位置）等が考えられる。つまり、画像光生成部である表示素子１０から第１ミラー３３１までの光路上のうち、種々の箇所を偏光板ＰＡとすることができる。これらの位置のいずれかに偏光板ＰＡを設けることで、図８を参照して説明した場合と同様にして、画像光ＭＬの利用効率を高めることができる。

以下、図１５を参照して、他の一変形例の虚像表示装置４００について説明する。図１２を参照して説明したように、本実施形態では、光学系を、回転対称系で、かつ、ディストーションの少ない系とすることができる。この場合、光学系の一部について、光線進行方向（光軸方向）について多少動かしたとしても映像全体が均等に変わると考えられる。そこで、ここでは、この性質を利用して、映像焦点距離の調整を行う態様としている。具体的には、第１領域ＥＲ１に示す一例のように、投射レンズＰＯのうち、破線ＰＰ１で囲って示す第２レンズＰＯ２について、一点鎖線で示す光軸ＡＸに沿って矢印ＡＡ１に示す方向（負の方向）について移動可能（調整可能）なものとする。第２領域ＥＲ２に示すグラフは、第２レンズＰＯ２を表示素子１０側に移動させた時の調整量（第２レンズＰＯ２の移動量）と映像焦点距離との関係をプロットしたものである。つまり、図示のグラフにおいて、横軸が調整量、すなわち第２レンズＰＯ２を矢印ＡＡ１に示す方向に移動させた値（負の値）を示しており、縦軸が映像焦点距離、すなわち調整量に対する虚像としての画像が存在していると認識される位置までの距離を示している。この場合、約０．５ｍｍの調整幅を持たせれば、２５００ｍｍ近い範囲で映像焦点距離の調整が可能となっていることが分かる。以上のように、投射レンズＰＯが、光線進行方向に移動可能なレンズ（第２レンズＰＯ２）を含む構成とすることで、映像焦点距離の調整が可能となる。

本実施形態においても、第１ミラー３３１が角度依存性を有していることで、画像光ＭＬについては的確な反射を維持し、かつ、外界からの意図しない成分の反射によるゴースト光等の発生を、回避又は抑制できる。また、本実施形態では、回転対称な光学系で構成可能なものとなっている。

〔第３実施形態〕
以下、図１６等を参照して、第３実施形態に係る虚像表示装置としての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の一例としての虚像表示装置は、第１実施形態の虚像表示装置２００等を一部変更したものであり、第１ミラー３１と第３ミラー３３とが、一体化していることを除いた他の構成については、第１実施形態等の場合と同様であるので、全体構成等については、詳細な図示や説明を省略し、必要に応じて、適宜他の図面を参照して説明した事項を援用するものとする。

図１６は、本実施形態に係る虚像表示装置２００について概略を示す側方断面図であり、図２に対応する図である。すなわち、図１６では、表示素子１０から射出される画像光ＭＬのうち、中心光束（中心成分ＣＬ）を代表して示している。この場合、第１ミラー３１と第３ミラー３３とが一体化していることで、組付精度の維持が簡易になり、かつ、光学部品の数を減らすことが可能となる。また、第１ミラー３１と第３ミラー３３との隙間から埃等が入り込むことを抑制できる。

なお、第１ミラー３１と第３ミラー３３との接続部ＣＮについては、画像光ＭＬが通過しない部分として設けておくことで、画像光ＭＬの導光に際して影響しないようにしておくことができる。

また、図１７は、本実施形態に係る一変形例の虚像表示装置４００について概略を示す側方断面図であり、図９に対応する図である。すなわち、図１７では、第１ミラー３３１と第３ミラー３３３とが一体化していることで、組付精度の維持が簡易になり、かつ、光学部品の数を減らすことが可能となる。また、第１ミラー３３１と第３ミラー３３３との隙間から埃等が入り込むことを抑制できる。

本実施形態においても、画像光ＭＬについては的確な反射を維持し、かつ、外界からの意図しない成分の反射によるゴースト光等の発生を、回避又は抑制できる。また、本実施形態では、組付精度の維持の簡易化等を図ることができる。

〔変形例その他〕
以上各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。

まず、上記において、光路上の一か所に中間像が設けられている構成として例示したが、これに限らず、複数個所（２か所）に中間像を結ぶような系を構成してもよい。

また、上記において筐体ＣＳについては、上記光学的機能が害されない範囲で種々の態様とすることが可能であり、例えば既述のように、各光学系を所定位置で固定するための取付け用の部材が設けられるもののほか、防塵機能を有する構成としてもよい。

なお、上記では、両眼用の虚像表示装置２００としているが、虚像表示装置２００については、右眼用又は左眼用の部分のうち一方を省略することができる。つまり、右眼用の第１表示装置１００Ａや左眼用の第２表示装置１００Ｂのみで虚像表示装置２００の光学系を形成することもでき、この場合、片眼型のヘッドマウントディスプレイとなる。

具体的な態様における虚像表示装置は、画像光を生成する画像光生成部と、画像光を反射させる第１ミラーと、第１ミラーで反射された画像光を反射させる第２ミラーと、外界光を透過させるとともに、第２ミラーで反射された画像光の一部を射出瞳の位置に向けて反射させる第３ミラーと、を備え、第１ミラーは、画像光が入射する角度に応じて反射率が異なる角度依存性を有する。

上記虚像表示装置では、第３ミラーにおいて、外界光を透過させるとともに、第２ミラーで反射された画像光の一部を射出瞳の位置に向けて反射させることで、いわゆるシースルーによる視認を可能としつつ、第１ミラーが、画像光が入射する角度に応じて反射率が異なる角度依存性を有することで、画像光については的確な反射を維持し、かつ、外界からの意図しない成分の反射によるゴースト光等の発生を、回避又は抑制できる。

具体的な側面において、第１ミラーにおいて、４５°以下の角度で入射する画像光の反射率は、４５°より大きい角度で入射する画像光の反射率よりも高い。この場合、画像光が広画角なものとなっても、高い反射性を維持しつつ、意図しない光が装着者の方に向かってしまうことを回避又は抑制できる。

具体的な側面において、第３ミラーは、第１ミラーと第２ミラーとの間を通過させるように画像光の一部を反射させる。この場合、光学系のコンパクト化が図れる。

具体的な側面において、第１ミラーは、画像光生成部よりも射出瞳の位置に対して下方に位置し、第１ミラーは、画像光を射出瞳の位置に対して上方に位置する第２ミラーへ反射する。この場合、装着時において装着者の邪魔になり難い位置に光源を配置させつつ、光路を折り曲げて、光学系の光路を確保しつつ、光学系をコンパクトな構成とすることができる。

具体的な側面において、第３ミラーは、４５°よりも大きい角度で入射する光に対する反射率が、４５°以下の角度で入射する光に対する反射率よりも高くなる角度依存性の反射率を有する。この場合、意図しない光が装着者の方に向かってしまうことを回避又は抑制できる。

具体的な側面において、第３ミラーは、特定の偏光状態の画像光を反射する偏光ミラーである。この場合、高効率に画像光を利用することができる。

具体的な側面において、画像光生成部は、偏光状態の画像光を射出する。この場合、画像光生成部と第３ミラーとが協働することで、高効率に画像光を利用することができる。

具体的な側面において、画像光生成部から第１ミラーまでの光路上に設けられ、画像生成部から射出される画像光を偏光状態にする偏光板を有する。この場合、偏光板と第３ミラーとが協働することで、高効率に画像光を利用することができる。

具体的な側面において、画像光生成部から第１ミラーまでの光路上に設けられ、画像光生成部からの画像光を第１ミラーに向けて射出する光学部材を備える。

具体的な側面において、光学部材は、第１ミラーに向けて射出する第１光学部材を含み、第１光学部材は、画像光が入射する入射部と、入射部から入射した画像光を反射する反射部と、反射部で反射された画像光を第１ミラーに向けて射出する射出部と、を有する。この場合、光源側に位置する光学部材を、光学系全体のうちパワーの強い構成とすることができる。

具体的な側面において、第１光学部材は、射出部に反射部で反射された画像光の一部を遮光する絞りを有する。この場合、瞳（入射瞳）の位置あるいはその近傍において遮光ができる。

具体的な側面において、光学部材は、画像光生成部から射出された画像光を第１光学部材の入射部に向けて射出する第２光学部材を含む。この場合、第２光学部材において、光学系全体のうちパワーの強い構成とすることができる。

具体的な側面において、第１ミラー、第２ミラー、第３ミラー、第１光学部材及び第２光学部材は、回転対称光学系である。この場合、各光学系を簡易に製作できる。

具体的な側面において、第２光学部材は、画像生成部と第１光学部材との間の光路上で移動が可能である。この場合、映像焦点距離の調整が可能となる。

具体的な側面において、光学部材は、第２ミラーが第３ミラーに向けて反射させる画像光の光路と、第３ミラーが射出瞳の位置に向けて反射させる画像光の光路と、に交差するように第１ミラーに向けて画像光を投射する。この場合、画像光の光路を複数回に亘って折り曲げて、光学系の光路を確保しつつ、光学系をより小型にできる。

具体的な側面において、第１ミラーと第３ミラーとは、一体化している。この場合、組付精度の維持の簡易化等を図ることができる。

１０…表示素子（画像光生成部）、１０ａ…光射出面、２０…プリズム、２１…入射部（入射面）、２１ａ，２１ｂ…入射領域、２２…射出部（射出面）、２２ａ…第１射出領域、２２ｂ…第２射出領域、３０…反射光学素子、３１…第１ミラー、３１ａ…基材、３２…第２ミラー、３３…第３ミラー、１００Ａ…第１表示装置、１００Ｂ…第２表示装置、１０２…ブリッジ部、２００…虚像表示装置、２００ａ…本体、２００ｂ…支持部材、３００Ａ…第１表示装置、３００Ｂ…第２表示装置、３２０…光学部材、３３０…反射光学素子、３３１…第１ミラー、３３２…第２ミラー、３３３…第３ミラー、４００…虚像表示装置、Ａ１…光吸収膜、ＡＡ１…矢印、ＢＡ…板部材、ＣＬ…中心光束（中心成分）、ＣＮ…接続部、ＣＯ…中心点、ＣＳ…筐体、Ｄａ，Ｄｂ…距離、ＥＡ…耳、ＥＧａ…第１端部、ＥＧｂ…第２端部、ＥＹ…眼、ＩＭ…中間像、ＬＬ１，ＬＬ２…光線、ＬＳ１…第１レンズ群、ＬＳ２…第２レンズ群、ＬＳ３…第３レンズ群、ＭＬ…画像光、ＮＳ…鼻、ＯＬ…外界光、ＯＰ…開口、ＰＡ…偏光板、ＰＬａ…第１周辺成分、ＰＬｂ…第２周辺成分、ＰＯ…投射レンズ、ＰＯ１…第１レンズ、ＰＯ２…第２レンズ、ＰＰ…射出瞳、ＰＰ１…破線、ＰＺ…プリズム部材、ＰＺ１…入射部、ＰＺ２…射出部、Ｑ１…曲線（折れ線）、Ｒ１…反射膜（反射面）、Ｒ３…透過反射面、ＲＲ…反射部、ＳＬ…光、ＳＴ…絞り（遮光部、アパチャー）、ＴＨａ，ＴＨｂ…厚み、ＵＳ…装着者、α１，β２…状態、α，β…入射角

Claims (16)

1. 画像光を生成する画像光生成部と、
   前記画像光を反射させる第１ミラーと、
   前記第１ミラーで反射された前記画像光を反射させる第２ミラーと、
   外界光を透過させるとともに、前記第２ミラーで反射された前記画像光の一部を射出瞳の位置に向けて反射させる第３ミラーと、
   を備え、
   前記第１ミラーは、前記画像光が入射する角度に応じて反射率が異なる角度依存性を有する、虚像表示装置。
2. 前記第１ミラーにおいて、４５°以下の角度で入射する前記画像光の反射率は、４５°より大きい角度で入射する前記画像光の反射率よりも高い、請求項１に記載の虚像表示装置。
3. 前記第３ミラーは、前記第１ミラーと前記第２ミラーとの間を通過させるように前記画像光の一部を反射させる、請求項１及び２のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
4. 前記第１ミラーは、前記画像光生成部よりも前記射出瞳の位置に対して下方に位置し、
   前記第１ミラーは、前記画像光を前記射出瞳の位置に対して上方に位置する前記第２ミラーへ反射する、請求項１～３のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
5. 前記第３ミラーは、４５°よりも大きい角度で入射する光に対する反射率が、４５°以下の角度で入射する光に対する反射率よりも高くなる角度依存性の反射率を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
6. 前記第３ミラーは、特定の偏光状態の前記画像光を反射する偏光ミラーである、請求項１～５のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
7. 前記画像光生成部は、前記偏光状態の前記画像光を射出する、請求項６に記載の虚像表示装置。
8. 前記画像光生成部から前記第１ミラーまでの光路上に設けられ、前記画像生成部から射出される前記画像光を前記偏光状態にする偏光板を有する、請求項６に記載の虚像表示装置。
9. 前記画像光生成部から前記第１ミラーまでの光路上に設けられ、前記画像光生成部からの前記画像光を前記第１ミラーに向けて射出する光学部材を備える、請求項１～８のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
10. 前記光学部材は、前記第１ミラーに向けて射出する第１光学部材を含み、
    前記第１光学部材は、前記画像光が入射する入射部と、前記入射部から入射した前記画像光を反射する反射部と、前記反射部で反射された前記画像光を前記第１ミラーに向けて射出する射出部と、を有する、請求項９に記載の虚像表示装置。
11. 前記第１光学部材は、前記射出部に前記反射部で反射された前記画像光の一部を遮光する絞りを有する、請求項１０に記載の虚像表示装置。
12. 前記光学部材は、前記画像光生成部から射出された前記画像光を前記第１光学部材の前記入射部に向けて射出する第２光学部材を含む、請求項１０及び１１のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
13. 前記第１ミラー、前記第２ミラー、前記第３ミラー、前記第１光学部材及び前記第２光学部材は、回転対称光学系である、請求項１２に記載の虚像表示装置。
14. 前記第２光学部材は、前記画像生成部と前記第１光学部材との間の光路上で移動が可能である、請求項１３に記載の虚像表示装置。
15. 前記光学部材は、前記第２ミラーが前記第３ミラーに向けて反射させる前記画像光の光路と、前記第３ミラーが前記射出瞳の位置に向けて反射させる前記画像光の光路と、に交差するように前記第１ミラーに向けて前記画像光を投射する、請求項９～１４のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
16. 前記第１ミラーと前記第３ミラーとを接続する接続部を有する、請求項１～１５のいずれか一項に記載の虚像表示装置。

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