JPWO2018221026A1 - 光学装置、画像表示装置及び表示装置 - Google Patents

Abstract

本発明の目的は、高い画質の画像を提供し得る光学装置、画像表示装置、及び、表示装置を提供することにある。本発明の光学装置は、第１面乃至第６面を有し、第１偏向手段（４１）を備えた第１導光部材（４０）と、第７面乃至第１２面を有し、第２偏向手段51 を備えた第２導光部材（５０）を備えており；第１,３面（４０Ａ，４０Ｃ）は平行であり；第１,３面（４０Ａ，４０Ｃ）と直交した第２,４面（４０Ｂ，４０Ｄ）は平行であり；第７,９面（５０Ａ，５０Ｃ）はＸＹ平面と平行であり；第５面（４０Ｅ）から入射した光は、第１導光部材（４０）の内部を全反射し、第１偏向手段（４１）によって偏向され、第３面（４０Ｃ）から出射され、第８面（５０Ｂ）に入射し、第７面（５０Ａ）と第９面（５０Ｃ）との間で全反射され、第２偏向手段（５１）によって偏向され、第７面（５０Ａ）から出射され；第１偏向手段（４１）は、複数の第１半透過層（４２）が離間して平行に配設されて成り；第１半透過層（４２）の法線をＸＺ，ＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をα，βとしたとき、α，βの値は０度を超える値である。

Description

本開示は、光学装置、斯かる光学装置を備えた画像表示装置、及び、斯かる画像表示装置を備えた表示装置、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ，Head Mounted
Display）に用いられる表示装置に関する。

近年、観察者の目の前に配置した光学装置に画像形成装置からの画像を表示させる頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）の開発が、鋭意、進められている。そして、種々の形式の頭部装着型ディスプレイが検討されているが、頭部装着型ディスプレイに対して、一層リアリティーのある画像を提供するために表示画像の広画角化が強く求められている。このような要求に対処するために、光学装置を構成する導光板に２つの偏向手段を配置した頭部装着型ディスプレイが、例えば、特表２００５−５２１０９９号公報の図１６から周知である。この頭部装着型ディスプレイにあっては、この特許公表公報の段落番号［００５９］に記載されたとおり、入力波が第１反射面１６ａによって第１ＬＯＥ２０ａ内に結合され、ξ軸に沿って伝搬される。選択的反射面２２ａは光を２０ａ外へ結合し、その後、この光は第２反射面１６ｂによって第２ＬＯＥ２０ｂ内に結合される。そして、この光はη軸に沿って伝搬された後、選択的反射面２２ｂによって２０ｂ外へ結合される。

特表２００５−５２１０９９号公報

しかしながら、上記の特許公表公報に開示された技術にあっては、第１ＬＯＥ２０ａから第２ＬＯＥ２０ｂに向けて出射される光に迷光が含まれ、低い画質の画像しか得られないといった問題がある。

従って、本開示の目的は、高い画質の画像を提供し得る光学装置、斯かる光学装置を備えた画像表示装置、及び、斯かる画像表示装置を備えた表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本開示の光学装置は、
第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
を備えており、
第１面及び第３面は平行であり、
第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である。

上記の目的を達成するための本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、光学装置は上記の本開示の光学装置から成り、あるいは又、画像表示装置は、画像形成装置及び上記の本開示の光学装置を備えている。

上記の目的を達成するための本開示の第１の態様あるいは第２の態様に係る表示装置は、
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えており、
画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、
光学装置は、上記の本開示の光学装置から成り、あるいは又、表示装置は、
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えており、
画像表示装置は、画像形成装置及び上記の本開示の光学装置を備えている。

本開示の光学装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る画像表示装置を構成する光学装置、あるいは又、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置を構成する光学装置（以下、これらの光学装置を総称して、『本開示の光学装置等』と呼ぶ）にあっては、αの値は０度を超える値であり、βの値も０度を超える値であるが故に、第１導光部材から出射される光（画像）に迷光が含まれることを抑制（低下）させることができる結果、高画質の画像を提供することができる。尚、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また、付加的な効果があってもよい。

図１は、実施例１の光学装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置を、光の挙動と共に模式的に示す図である。 図２Ａは、図１に示す実施例１の光学装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置を模式的に示す図であり、図２Ｂは、図２Ａの白抜きの矢印の方向から第１導光部材及び第２導光部材を眺めたときの第１導光部材及び第２導光部材の側面図であり、図２Ｃは、図２Ａの黒矢印の方向から第１導光部材及び第２導光部材を眺めたときの第１導光部材及び第２導光部材の側面図である。 図３は、図１に示す実施例１の光学装置を両眼型の表示装置に適用したときの第１導光部材及び第２導光部材の配置を模式的に示す図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、実施例１及び実施例２の表示装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置状態を模式的に示す図である。 図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、角度αに依存して迷光による画像の形成がどのように変化するかを説明するための図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、実施例１の光学装置において、角度α及び角度βを変化させたときの第１導光部材から出射される有効視野範囲を視野対角値（単位：度）を評価した結果を示す図である。 図７Ａ及び図７Ｂは、実施例１の光学装置において、角度α及び角度βを変化させたときの第１導光部材から出射される有効視野範囲を視野対角値（単位：度）を評価した結果を示す図である。 図８の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）は、実施例１の光学装置において、第１導光部材を構成する材料の屈折率ｎを変えたときの第１導光部材から出射される有効視野範囲を評価した結果を示す図である。 図９は、実施例１の表示装置を上から眺めた模式図である。 図１０は、実施例１の表示装置を正面から眺めた模式図である。 図１１Ａ及び図１１Ｄは、実施例１の表示装置及び変形例を側面から眺めた模式図であり、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、第１導光部材等の模式的な断面図である。 図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１２Ｃは、本開示の表示装置あるいは画像表示装置における画像形成装置を模式的に示す図である。 図１３は、実施例２の光学装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置を、光の挙動、画像形成装置、観察者と共に模式的に示す図である。 図１４は、図１３に示す実施例２の光学装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置を模式的に示す図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは、実施例３及び実施例１の光学装置を構成する第１導光部材と画像ムラの関係を説明するための図である。 図１６は、実施例３の光学装置を構成する第２導光部材の光入射部分の模式的な断面図である。 図１７Ａ、図１７Ｂ及び図１７Ｃは、実施例３の光学装置を構成する第１導光部材の模式的な透視図である。 図１８Ａ及び図１８Ｂは、実施例１の光学装置及び実施例３の光学装置を構成する第１導光部材の光入射面の模式図、及び、画像ムラの模式図である。 図１９Ａ及び図１９Ｂは、実施例３の光学装置の変形例を構成する第１導光部材の光入射面の模式図、及び、画像ムラの模式図である。 図２０は、実施例４の光学装置を構成する第１導光部材の光入射部分の模式的な断面図である。 図２１は、実施例１の光学装置を構成する第１導光部材の光入射部分の模式的な断面図である。 図２２の（Ａ）及び（Ｂ）は、実施例５の光学装置の第１導光部材における各エリアでの光の出射状態、及び、反射角と光反射率との関係を示す図である。

以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の光学装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る画像表示装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の光学装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る画像表示装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置）
３．実施例２（実施例１の変形）
４．実施例３（実施例１〜実施例２の変形）
５．実施例４（実施例１〜実施例３の変形）
６．実施例５（実施例１〜実施例４の変形）
７．その他

本開示の光学装置等において、第１導光部材には、
第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されており、又は、
第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されており、又は、
第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜及び第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている構成とすることができる。そして、この場合、第１導光部材の内部に第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第１面及び第３面と等距離に位置する領域の一部に配設されている構成とすることができる。あるいは又、第１導光部材に第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第１面上の一部の領域又は第３面上の一部の領域に配設されている構成とすることができる。あるいは又、第１導光部材の内部に第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第２面及び第４面と等距離に位置する領域の一部に配設されている構成とすることができる。あるいは又、第１導光部材に第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第２面上の一部の領域又は第４面上の一部の領域に配設されている構成とすることができる。そして、このように、第１導光部材に半透過ミラー膜を配設することで、第１導光部材の第３面から出射される画像にムラ（明暗あるいは濃淡）が生じることを防止することができる。半透過ミラー膜を、第１面上の一部の領域又は第３面上の一部の領域に配設する場合、あるいは又、第２面上の一部の領域又は第４面上の一部の領域に配設する場合、第１導光部材と接していない半透過ミラー膜の面上には保護部材が配設されていることが好ましい。保護部材は、後述する導光部材を構成する材料から、適宜、選択すればよい。尚、半透過ミラー膜を配設する場合であっても、半透過ミラー膜を配設しない場合であっても、第１導光部材の第１面、第２面、第３面及び第４面の少なくとも１面、全体は、保護部材によって被覆されていることが好ましい。

上記の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、第２導光部材には、第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている構成とすることができる。そして、この場合、第２導光部材の内部に第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面及び第９面と等距離に位置する領域の一部に配設されている構成とすることができ、あるいは又、第２導光部材に第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面上の一部の領域又は第９面上の一部の領域に配設されている構成とすることができる。そして、このように、第２導光部材に半透過ミラー膜を配設することで、第２導光部材の第７面から出射される画像にムラ（明暗あるいは濃淡）が生じることを防止することができる。半透過ミラー膜を、第７面上の一部の領域又は第９面上の一部の領域に配設する場合、第２導光部材と接していない半透過ミラー膜の面上には保護部材が配設されていることが好ましい。保護部材は、後述する導光部材を構成する材料から、適宜、選択すればよい。尚、半透過ミラー膜を配設する場合であっても、半透過ミラー膜を配設しない場合であっても、第２導光部材の第７面及び第９面の少なくとも１面、全体は、保護部材によって被覆されていることが好ましい。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等にあっては、第１導光部材において、第５面の近傍には、第５面に入射する光の断面積を拡大させる断面積・拡大部が配設されている構成とすることができるし、更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等にあっては、第２導光部材において、第８面の近傍には、第８面に入射する光の断面積を拡大させる第２断面積・拡大部が配設されている構成とすることができる。このように、断面積・拡大部を配設することで、第１導光部材の厚さを薄くすることが可能となるし、第２導光部材の厚さを薄くすることが可能となる。あるいは又、第１導光部材に入射する光線束幅を広げることが可能となるし、第２導光部材に入射する光線束幅を広げることが可能となる。断面積・拡大部は、例えば、第１導光部材の光入射部（第５面）や第２導光部材の光入射部（第８面）の近傍にプリズム部材を組み込むことで構成することができるし、あるいは又、第１導光部材の光入射部（第５面）や第２導光部材の光入射部（第８面）をプリズム状に加工することで形成することができる。即ち、断面積・拡大部は、プリズム状の第１導光部材の第５面から成り、また、第２断面積・拡大部は、プリズム状の第２導光部材の第８面から成る構成とすることができる。あるいは又、断面積・拡大部の光入射面の傾斜角（ＹＺ平面と断面積・拡大部の光入射面の成す角度）の値は、第１導光部材の第５面の傾斜角（ＹＺ平面と第５面の成す角度）の値よりも小さい（あるいは又、第１導光部材の第５面の傾斜角の値と異なる）形態とすることができるし、第２断面積・拡大部の光入射面の傾斜角（ＸＺ平面と第２断面積・拡大部の光入射面の成す角度）の値は、第２導光部材の第８面の傾斜角（ＸＺ平面と第８面の成す角度）の値と異なる（あるいは又、第２導光部材の第８面の傾斜角の値よりも小さい）形態とすることができる。画像形成装置の中心部から出射された光は、第１導光部材の第５面に垂直に（断面積・拡大部が配設されている場合には、断面積・拡大部の光入射面に垂直に）入射することが好ましい。また、画像形成装置の中心部から出射された光が、第１導光部材内で導光され、第１導光部材の第３面から出射され、第２導光部材の第８面に垂直に（第２断面積・拡大部が配設されている場合には、第２断面積・拡大部の光入射面に垂直に）入射することが好ましい。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、第２偏向手段は、複数の第２半透過層が離間して平行に配設されて成る形態とすることができ、この場合、第１半透過層は誘電体多層膜から成り、第２半透過層は誘電体多層膜から成る形態とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、第１偏向手段を構成する複数の第１半透過層にあっては、第５面から遠い所に位置する第１半透過層は、第５面から近い所に位置する第１半透過層よりも高い光反射率（低い光透過率）を有する形態とすることができる。そして、このような形態とすることで、第１導光部材の第３面から出射される画像の明るさの均一化を図ることができる。同様に、第２偏向手段を構成する複数の第２半透過層にあっては、第８面から遠い所に位置する第２半透過層は、第８面から近い所に位置する第２半透過層よりも高い光反射率（低い光透過率）を有する形態とすることができる。そして、このような形態とすることで、第２導光部材の第７面から出射される画像の明るさの均一化を図ることができる。あるいは又、第１半透過層は、第５面からの距離に依存して、第１半透過層の法線と、第１半透過層によって反射される光線との成す角度（反射角）と光反射率との関係が規定されている形態とすることができるし、第２偏向手段は、複数の第２半透過層が離間して平行に配設されて成り、第２半透過層は、第８面からの距離に依存して、第２半透過層の法線と、第２半透過層によって反射される光線との成す角度（反射角）と光反射率との関係が規定されている形態とすることができる。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、限定するものではないが、
２０（度）≦α≦３０（度）
５５（度）≦β≦６５（度）
を満足することが好ましい。

更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、第３面と第８面とは平行である構成とすることができる。第３面と第８面との間には空気層が存在する形態とすることもできるし、第３面と第８面とは接着剤を用いて接着されている形態とすることもできる。第３面と第８面とを接着剤を用いて接着する場合、第１導光部材内を伝播する光が第３面と接着剤の界面で全反射するように、第１導光部材を構成する材料の屈折率の値よりも接着剤を構成する材料の屈折率の値の方が小さいことが要求される。

第１導光部材の第１面及び第３面とＸＺ平面とは０度の角度で交わり、第２面及び第４面とＸＹ平面とは０度の角度で交わる構成とすることができるし、第３面とＸＺ平面とは０度以外の角度（γ）で交わり、第２面及び第４面とＸＹ平面とは０度以外の角度（γ）で交わる構成とすることができる。

以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、第１導光部材の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、第１導光部材から平行光の状態で出射される。同様に、第２導光部材の内部を全反射により伝播した平行光が複数回に亙り反射（又は回折）され、第２導光部材から平行光の状態で出射される。

第１導光部材及び第２導光部材は、隙間を空けて、支持部材に固定されている。即ち、これらの導光部材と支持部材３１との間には空間が設けられている。

第１導光部材、第２導光部材、支持部材及び保護部材を構成する材料を構成する材料として、石英ガラスやＢＫ７等の光学ガラスを含むガラス、又は、プラスチック材料（例えば、ＰＭＭＡ、ポリカーボネート樹脂、アクリル系樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂）を挙げることができる。第１導光部材の外形形状として棒状（具体的には、第１導光部材の軸線と直交する仮想平面で第１導光部材を切断したときの断面形状が矩形）を挙げることができるし、第２導光部材の外形形状として平板状（全反射面の法線方向が厚さ方向）を挙げることができる。第１導光部材、第２導光部材を構成する材料の屈折率は１．５以上、好ましくは１．６以上であることが望ましい。屈折率が１．５以上の材料として、ＢＫ７、ポリカーボネート樹脂、非晶性のポリプロピレン系樹脂、ＡＳ樹脂を含むスチレン系樹脂を例示することができるし、屈折率が１．６以上の材料としてアクリル系樹脂を例示することができる。尚、屈折率１．６以下のアクリル系樹脂も入手可能である。

第１半透過層及び第２半透過層を、誘電体多層膜や、ハーフミラー、偏光ビームスプリッター、ホログラム回折格子膜から構成することができる。第１半透過層及び第２半透過層を誘電体多層膜から構成する場合、誘電体多層膜を構成する誘電体材料として、例えば、Ｓｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｓｃ、Ｔａ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｙ、Ｂ、Ｔｉ等の酸化物、窒化物（例えば、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＧａＮ、ＢＮ等）、又は、フッ化物等を挙げることができる。具体的には、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、Ｎｂ₂Ｏ₅、ＺｒＯ₂、Ｔａ₂Ｏ₅、ＺｎＯ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＨｆＯ₂、ＡｌＮ等を例示することができる。そして、これらの誘電体材料の内、屈折率が異なる誘電体材料から成る２種類以上の誘電体膜を交互に積層することにより、誘電体多層膜を得ることができる。例えば、ＳｉＯ₂／ＳｉＮ、ＳｉＯ₂／Ｎｂ ₂Ｏ₅、ＳｉＯ₂／ＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂／ＺｒＯ₂、ＳｉＯ₂／ＡｌＮ等の多層膜が好ましい。所望の光透過率（光反射率）を得るために、各誘電体膜を構成する材料、膜厚、積層数、多層膜の層数等を、適宜、選択すればよい。各誘電体膜の厚さは、用いる材料等により、適宜、調整することができ、入射光の波長λ、用いる材料の波長λでの屈折率ｎ₀によって決定される。具体的には、λ／（４ｎ₀）の奇数倍とすることが好ましい。積層数は、２以上、好ましくは５乃至２０程度を例示することができる。半透過ミラー膜も、以上に説明した誘電体多層膜から構成すればよい。

以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の光学装置等において、光学装置は半透過型（シースルー型）である。具体的には、少なくとも観察者の眼球（瞳）に対向する光学装置の部分（第２導光部材）を半透過（シースルー）とし、光学装置のこの部分を通して外景を眺めることができる。ここで、「半透過」という用語を、入射する光の１／２（５０％）を透過し、あるいは反射することを意味するのではなく、入射する光の一部を透過し、残部を反射するといった意味で用いる。半透過層、半透過ミラー膜における「半透過」も、同様の意味で用いる。

本開示の画像表示装置あるいは表示装置によって、単色（例えば、緑色）の画像表示を行うことができるし、カラーの画像表示を行うこともできる。

以上に説明した各種好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置あるいは表示装置における画像表示装置において、画像形成装置は、２次元マトリクス状に配列された複数の画素を有する形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第１構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第１構成の画像形成装置として、例えば、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；透過型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置；有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子、無機ＥＬ素子、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ素子等の発光素子から構成された画像形成装置を挙げることができるが、中でも、反射型空間光変調装置及び光源から構成された画像形成装置、あるいは、有機ＥＬ素子から構成された画像形成装置とすることが好ましい。空間光変調装置として、ライト・バルブ、例えば、ＬＣＯＳ（Liquid Crystal On Silicon）等の透過型あるいは反射型の液晶表示装置、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）を挙げることができ、光源として発光素子を挙げることができる。更には、反射型空間光変調装置は、液晶表示装置、及び、光源からの光の一部を反射して液晶表示装置へと導き、且つ、液晶表示装置によって反射された光の一部を通過させて光学系へと導く偏光ビームスプリッターから成る構成とすることができる。光源を構成する発光素子として、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。画素の数は、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。

あるいは又、以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の画像表示装置あるいは表示装置における画像表示装置において、画像形成装置は、光源、及び、光源から出射された平行光を走査する走査手段を備えた形態とすることができる。尚、このような画像形成装置の構成を、便宜上、『第２構成の画像形成装置』と呼ぶ。

第２構成の画像形成装置における光源として発光素子を挙げることができ、具体的には、赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子、白色発光素子を挙げることができるし、あるいは又、赤色発光素子、緑色発光素子及び青色発光素子から出射された赤色光、緑色光及び青色光をライトパイプを用いて混色、輝度均一化を行うことで白色光を得てもよい。発光素子として、例えば、半導体レーザ素子や固体レーザ、ＬＥＤを例示することができる。第２構成の画像形成装置における画素（仮想の画素）の数も、画像表示装置に要求される仕様に基づき決定すればよく、画素（仮想の画素）の数の具体的な値として、３２０×２４０、４３２×２４０、６４０×４８０、１０２４×７６８、１９２０×１０８０等を例示することができる。また、カラーの画像表示を行う場合であって、光源を赤色発光素子、緑色発光素子、青色発光素子から構成する場合、例えば、クロスプリズムを用いて色合成を行うことが好ましい。走査手段として、光源から出射された光を水平走査及び垂直走査する、例えば、二次元方向に回転可能なマイクロミラーを有するＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）やガルバノ・ミラーを挙げることができる。

第１構成の画像形成装置あるいは第２構成の画像形成装置において、光学系（画像形成装置からの出射光を平行光とする光学系であり、『平行光出射光学系』と呼ぶ場合があり、具体的には、例えば、コリメート光学系やリレー光学系）にて複数の平行光とされた光を第１導光部材に入射させるが、このような、平行光であることの要請は、これらの光が第１導光部材へ入射したときの光波面情報が、第１偏向手段及び第２偏向手段を介して第２導光部材から出射された後も保存される必要があることに基づく。尚、複数の平行光を生成させるためには、具体的には、例えば、平行光出射光学系における焦点距離の所（位置）に、例えば、画像形成装置の光出射部を位置させればよい。平行光出射光学系は、画素の位置情報を光学装置の光学系における角度情報に変換する機能を有する。平行光出射光学系として、凸レンズ、凹レンズ、自由曲面プリズム、ホログラムレンズを、単独、若しくは、組み合わせた、全体として正の光学的パワーを持つ光学系を例示することができる。平行光出射光学系から不所望の光が出射されて第１導光部材に入射しないように、平行光出射光学系と第１導光部材との間には、開口部を有する遮光部を配置してもよい。また、第１導光部材から出射された光の内、不所望の光が第２導光部材に入射しないように、第１導光部材と第２導光部材との間には、開口部を有する遮光部を配置してもよい。

本開示の表示装置において、フレームは、観察者の正面に配置されるフロント部と、フロント部の両端に蝶番を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部とから成る構成とすることができる。尚、各テンプル部の先端部にはモダン部が取り付けられている。画像表示装置はフレームに取り付けられているが、具体的には、例えば、画像形成装置をテンプル部に取り付ければよい。また、フロント部と２つのテンプル部とが一体となった構成とすることもできる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレームは、概ね通常の眼鏡と略同じ構造を有する。パッド部を含むフレームを構成する材料は、金属や合金、プラスチック、これらの組合せといった、通常の眼鏡を構成する材料と同じ材料から構成することができる。更には、フロント部にノーズパッドが取り付けられている構成とすることができる。即ち、本開示の表示装置の全体を眺めたとき、フレーム（リムを含む）及びノーズパッドの組立体は、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。ノーズパッドも周知の構成、構造とすることができる。

また、本開示の表示装置にあっては、デザイン上、あるいは、装着の容易性といった観点から、１つあるいは２つの画像形成装置からの配線（信号線や電源線等）が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路あるいは制御手段）に接続されている形態とすることが望ましい。更には、各画像形成装置はヘッドホン部を備えており、各画像形成装置からのヘッドホン部用配線が、テンプル部、及び、モダン部の内部を介して、モダン部の先端部からヘッドホン部へと延びている形態とすることもできる。ヘッドホン部として、例えば、インナーイヤー型のヘッドホン部、カナル型のヘッドホン部を挙げることができる。ヘッドホン部用配線は、より具体的には、モダン部の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部へと延びている形態とすることが好ましい。また、フロント部の中央部分に撮像装置が取り付けられている形態とすることもできる。撮像装置は、具体的には、例えば、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサから成る固体撮像素子とレンズから構成されている。撮像装置からの配線は、例えば、フロント部を介して、一方の画像表示装置（あるいは画像形成装置）に接続すればよく、更には、画像表示装置（あるいは画像形成装置）から延びる配線に含ませればよい。

画像表示装置は調光装置を備えていてもよい。即ち、第２導光部材は、調光装置の少なくとも一部分と重なっていてもよい。

調光装置は、具体的には、
第１基板、
第１基板と対向する第２基板、
第２基板と対向する第１基板の対向面に設けられた第１透明電極、
第１基板と対向する第２基板の対向面に設けられた第２透明電極、及び、
第１透明電極と第２透明電極とによって挟まれた調光層、
から成る形態とすることができる。尚、調光装置の動作時、調光装置の動作時、例えば、第１透明電極には第２透明電極よりも高い電圧が印加される。

調光層は、無機又は有機のエレクトロクロミック材料の酸化還元反応によって発生する物質の色変化を応用した光シャッタから成る形態とすることができる。具体的には、調光層は無機又は有機のエレクトロクロミック材料を含む形態とすることができ、更には、調光層は、第１透明電極側から、ＷＯ₃層／Ｔａ₂Ｏ₅層／Ｉｒ_XＳｎ_1-XＯ層といった無機エレクトロクロミック材料層の積層構造、あるいは又、ＷＯ₃層／Ｔａ₂Ｏ₅層／ＩｒＯ_x層といった無機エレクトロクロミック材料層の積層構造を有する形態とすることができる。ＷＯ₃層の代わりに、ＭｏＯ₃層やＶ₂Ｏ₅層を用いることができる。また、ＩｒＯ_x層の代わりに、ＺｒＯ₂層、リン酸ジルコニウム層を用いることができるし、あるいは又、プルシアンブルー錯体／ニッケル置換プルシアンブルー錯体等を用いることもできる。有機のエレクトロクロミック材料として、例えば、特開２０１４−１１１７１０号公報や特開２０１４−１５９３８５号公報に開示されたエレクトロクロミック材料を用いることもできる。

あるいは又、調光層は電気泳動分散液を含む形態とすることができるし、調光装置を、金属（例えば、銀粒子）の可逆的な酸化還元反応によって発生する電着・解離現象を応用した電着方式（エレクトロデポジション・電界析出）による光シャッタ、即ち、調光層は金属イオンを含む電解質を含む形態とすることもできる。

ここで、電気泳動分散液は、帯電した多数の電気泳動粒子、及び、電気泳動粒子とは異なる色の分散媒から構成される。例えば、第１透明電極にパターニングを施し、第２透明電極にはパターニングを施さない場合（所謂ベタ電極構成）であって、電気泳動粒子を負に帯電させた場合、第１透明電極に相対的に負の電圧を印加し、第２透明電極に相対的に正の電圧を印加すると、負に帯電している電気泳動粒子は第２透明電極を覆うように泳動する。従って、調光装置における遮光率は高い値となる。一方、これとは逆に、第１透明電極に相対的に正の電圧を印加し、第２透明電極に相対的に負の電圧を印加すると、電気泳動粒子は第１透明電極を覆うように泳動する。従って、調光装置における遮光率は低い値となる。このような透明電極への印加を適切に行うことで、調光装置における遮光率の制御を行うことができる。電圧は直流であってもよいし、交流であってもよい。パターニングされた第１透明電極の形状は、電気泳動粒子が第１透明電極を覆うように泳動し、調光装置における遮光率が低い値となったとき、調光装置における遮光率の値の最適化を図れるような形状とすればよく、種々の試験を行い決定すればよい。必要に応じて、透明電極の上に絶縁層を形成してもよい。係る絶縁層を構成する材料として、例えば、無色透明な絶縁性樹脂を挙げることができ、具体的には、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、フッ素系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスチレン系樹脂等を挙げることができる。

調光装置を構成する透明な第１基板及び第２基板を構成する材料として、具体的には、ソーダライムガラス、白板ガラス等の透明なガラス基板や、プラスチック基板、プラスチック・シート、プラスチック・フィルムを挙げることができる。ここで、プラスチックとして、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリカーボネート、酢酸セルロース等のセルロースエステル、ポリフッ化ビニリデンあるいはポリテトラフルオロエチレンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体等のフッ素系ポリマー、ポリオキシメチレン等のポリエーテル、ポリアセタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、メチルペンテンポリマー等のポリオレフィン、ポリアミドイミドあるいはポリエーテルイミド等のポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリフェニレンサルファイド、ポリフッ化ビニリデン、テトラアセチルセルロース、ブロム化フェノキシ、ポリアリレート、ポリスルフォン等を挙げることができる。プラスチック・シート、プラスチック・フィルムは、容易に曲がらない剛性を有していてもよいし、可撓性を有していてもよい。第１基板及び第２基板を透明なプラスチック基板から構成する場合、基板内面に無機材料あるいは有機材料から成るバリア層を形成しておいてもよい。

第１基板と第２基板とは、外縁部において封止部材によって封止され、接着されている。シール剤とも呼ばれる封止部材として、エポキシ系樹脂、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂、酢酸ビニル系樹脂、エン−チオール系樹脂、シリコーン系樹脂、変性ポリマー樹脂等の、熱硬化型、光硬化型、湿気硬化型、嫌気硬化型等の各種樹脂を用いることができる。

調光装置を構成する基板の一方が第２導光部材を兼ねる構成とすれば、表示装置全体の重量の減少を図ることができ、表示装置の使用者に不快感を感じさせる虞が無い。

第１透明電極は、パターニングされていてもよいし、パターニングされていなくともよい。第２透明電極も、パターニングされていてもよいし、パターニングされていなくともよい。第１透明電極及び第２透明電極を構成する材料として、具体的には、インジウム−スズ複合酸化物（ＩＴＯ，Indium Tin Oxide，ＳｎドープのＩｎ₂Ｏ₃、結晶性ＩＴＯ及びアモルファスＩＴＯを含む）、フッ素ドープＳｎＯ₂（ＦＴＯ）、ＩＦＯ（ＦドープのＩｎ₂Ｏ₃）、アンチモンドープＳｎＯ₂（ＡＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯ（ＡｌドープのＺｎＯやＢドープのＺｎＯを含む）、インジウム−亜鉛複合酸化物（ＩＺＯ，Indium Zinc Oxide）、スピネル型酸化物、ＹｂＦｅ₂Ｏ₄構造を有する酸化物、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子等を挙げることができるが、これらに限定されるものではなく、また、これらを２種類以上組み合わせて用いることもできる。第１透明電極や第２透明電極は、真空蒸着法やスパッタリング法等の物理的気相成長法（ＰＶＤ法）、各種化学的気相成長法（ＣＶＤ法）、各種塗布法等に基づき形成することができるし、パターニングは、エッチング法、リフトオフ法、各種マスクを用いる方法等、任意の方法で行うことができる。

調光装置はフロント部に配設されている形態とすることができる。そして、この場合、フロント部はリムを有し；調光装置はリムに嵌め込まれている形態とすることができる。また、以上に説明した種々の好ましい形態を含む本開示の表示装置において、観察者側から、第２導光部材、調光装置の順に配してもよいし、調光装置、第２導光部材の順に配してもよい。

表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）を更に備えており；照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、表示装置の置かれた環境の照度を測定する照度センサ（環境照度測定センサ）を更に備えており；照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。これらの形態を組み合わせてもよい。

あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（便宜上、『透過光照度測定センサ』と呼ぶ場合がある）を更に備えており；第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、調光装置の遮光率を制御する形態とすることができる。あるいは又、外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を更に備えており；第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、画像形成装置によって形成される画像の輝度を制御する形態とすることができる。尚、第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）は、光学装置よりも観察者側に配置されている形態とすることが望ましい。第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。これらの形態を組み合わせてもよい。更には、これらの形態と、上記の照度センサ（環境照度測定センサ）の測定結果に基づき制御を行う形態とを組み合わせてもよい。

照度センサ（環境照度測定センサ、透過光照度測定センサ）は、周知の照度センサから構成すればよいし、照度センサの制御は周知の制御回路に基づき行えばよい。

調光装置の最高光透過率は５０％以上であり、調光装置の最低光透過率は３０％以下である構成とすることができる。尚、調光装置の最高光透過率の上限値として９９％を挙げることができるし、調光装置の最低光透過率の下限値として１％を挙げることができる。ここで、
（光透過率）＝１−（遮光率）
の関係にある。

調光装置にコネクタを取り付け（具体的には、第１透明電極や第２透明電極にコネクタを取り付け）、調光装置の遮光率を制御するための制御回路（調光装置・制御回路であり、例えば、画像形成装置を制御するための制御装置に含まれている）にこのコネクタ及び配線を介して調光装置を電気的に接続すればよい。

場合によっては、調光装置を通過する光は調光装置によって所望の色に着色される構成とすることができる。そして、この場合、調光装置によって着色される色は可変である形態とすることができるし、あるいは又、調光装置によって着色される色は固定である形態とすることができる。尚、前者の場合、例えば、赤色に着色される調光装置と、緑色に着色される調光装置と、青色に着色される調光装置とを積層する形態とすればよい。また、後者の場合、調光装置によって着色される色として、限定するものではないが、茶色を例示することができる。

観察者が、調光装置及び光学装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて遮光率を制御、調整することができるし、あるいは又、前述した外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、遮光率を制御、調整することができる。尚、遮光率の制御、調整は、具体的には、第１透明電極及び第２透明電極に印加する電圧を制御すればよい。第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）を、少なくとも２つ、配置し、高遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定、低遮光率の部分を通過した光に基づく照度の測定を行ってもよい。表示装置は、画像表示装置を１つ備えていてもよいし、２つ備えていてもよい。画像表示装置を２つ備えている場合、一方の調光装置と他方の調光装置のそれぞれにおいて、第１透明電極及び第２透明電極に印加する電圧を調整することで、一方の調光装置における遮光率及び他方の調光装置における遮光率の均等化を図ることができる。一方の調光装置における遮光率及び他方の調光装置における遮光率は、例えば、前述した外部環境から調光装置を透過した光に基づく照度を測定する第２の照度センサ（透過光照度測定センサ）の測定結果に基づき、制御することができるし、あるいは又、観察者が、一方の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさ及び他方の調光装置及び光学装置を通過した光の明るさを観察し、観察者が、スイッチやボタン、ダイアル、スライダ、ノブ等を操作することで手動にて制御、調整することもできる。遮光率の調整を行う場合、光学装置にテストパターンを表示してもよい。

本開示の表示装置によって、例えば、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）を構成することができる。そして、これによって、表示装置の軽量化、小型化を図ることができるし、表示装置装着時の不快感を大幅に軽減させることが可能となり、更には、製造コストダウンを図ることも可能となる。あるいは又、車両や航空機のコックピット等に備えられるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）に本開示の画像表示装置を適用することができる。具体的には、画像形成装置から出射された光に基づき虚像が形成される虚像形成領域が車両や航空機のコックピット等のフロントガラスに配されたＨＵＤとすることができるし、あるいは又、画像形成装置から出射された光に基づき虚像が形成される虚像形成領域を有するコンバイナが車両や航空機のコックピット等のフロントガラスに配されたＨＵＤとすることもできる。

実施例１は、本開示の光学装置、本開示の第１の態様〜第２の態様に係る画像表示装置及び本開示の第１の態様〜第２の態様に係る表示装置に関する。実施例１の光学装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置を、光の挙動、画像形成装置、観察者の瞳と共に図１に模式的に示し、第１導光部材及び第２導光部材の配置を図２Ａに模式的に示す。また、図２Ａの白抜きの矢印Ｂ及び図２Ａの黒矢印Ｃの方向から第１導光部材及び第２導光部材を眺めたときの第１導光部材及び第２導光部材の側面図を図２Ｂ及び図２Ｃに示す。更には、図１に示す実施例１の光学装置を両眼型の表示装置に適用したときの第１導光部材及び第２導光部材の配置を図３に模式的に示し、実施例１の表示装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置状態を図４Ａに模式的に示す。また、実施例１の表示装置を上から眺めた模式図を図９に示し、正面から眺めた模式図を図１０に示し、実施例１の表示装置を側面から眺めた模式図を図１１Ａに示し、第１導光部材等の模式的な断面図を図１１Ｂに示す。尚、図面において、右眼用の光学装置等には参照番号に「Ｒ」を付し、左眼用の光学装置等には参照番号に「Ｌ」を付した。

実施例１の光学装置３０は、
第１面４０Ａ、第２面４０Ｂ、第１面４０Ａと対向した第３面４０Ｃ、第２面４０Ｂと対向した第４面４０Ｄ、第５面４０Ｅ、及び、第５面４０Ｅと対向した第６面４０Ｆを有し、内部に第１偏向手段４１を備えた第１導光部材４０、並びに、
第７面５０Ａ、第８面５０Ｂ、第７面５０Ａと対向した第９面５０Ｃ、第８面５０Ｂと対向した第１０面５０Ｄ、第１１面５０Ｅ、及び、第１１面５０Ｅと対向した第１２面５０Ｆを有し、内部に第２偏向手段５１を備えた第２導光部材５０、
を備えている。そして、
第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃは平行であり、
第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄは平行であり、且つ、第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと直交しており、
第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃは、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
第５面４０Ｅから入射した光（白抜きの矢印Ｒ及び黒矢印Ｌで示す場合がある）は、第１導光部材４０の内部を全反射し、第１偏向手段４１によって偏向され、第３面４０Ｃから出射され、第３面４０Ｃと離間して配置された第８面５０Ｂに入射し、第７面５０Ａと第９面５０Ｃとの間で全反射され、第２偏向手段５１によって偏向され、第７面５０Ａから出射され、
第１偏向手段４１は、複数の第１半透過層４２が離間して平行に配設されて成り、
第１半透過層４２の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
第１半透過層４２の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である。

実施例１の画像表示装置は、画像形成装置６０及び光学装置を備えており、光学装置は実施例１の光学装置３０から成る。実施例１の表示装置は、より具体的には、頭部装着型ディスプレイ（ＨＭＤ）であり、
観察者２０の頭部に装着されるフレーム１０（例えば、眼鏡型のフレーム１０）、及び、
フレーム１０に取り付けられた画像表示装置、
を備えており、
画像表示装置は、画像形成装置６０及び光学装置を備えており、
光学装置は、実施例１の光学装置３０から成る。

画像形成装置６０は、例えば、赤色、緑色、青色の３原色から構成されるカラー画像（虚像）を表示する。第１導光部材４０、第２導光部材５０、及び、これらの導光部材を固定する支持部材３１から構成された系は、半透過型（シースルー型）である。尚、これらの導光部材と支持部材３１との間には空間が設けられている。実施例にあっては、具体的には、２つの画像表示装置を備えた両眼型としたが、１つ備えた片眼型としてもよい。画像形成装置６０は、フレーム１０に、固定して取り付けられていてもよいし、着脱自在に取り付けられていてもよい。

ここで、第２偏向手段５１は、複数の第２半透過層５２が離間して平行に配設されて成る。そして、第１半透過層４２及び第２半透過層は誘電体多層膜から成る。具体的には、誘電体多層膜は、例えば、ＳｉＯ₂膜（屈折率１．４６２）及びＮｂ₂Ｏ₅膜（屈折率２．３７８）が交互に積層された構造を有し、あるいは又、例えば、ＳｉＯ₂膜及びＴｉＯ₂膜（屈折率２．４９３）が交互に積層された構造を有する。第２半透過層５２の法線はＹＺ平面に含まれる。

また、第３面４０Ｃと第８面５０Ｂとは平行である。画像形成装置６０の中心部から出射された光は、第１導光部材４０の第５面４０Ｅに垂直に入射することが好ましい。また、画像形成装置６０の中心部から出射された光が、第１導光部材４０内で導光され、第１導光部材４０の第３面４０Ｃから出射され、第２導光部材５０の第８面５０Ｂに垂直に入射することが好ましい。

図１に示すように、画像形成装置６０から出射された画像は、或る角度をもって第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する。画像形成装置６０から出射され、第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する光線を「Ｒ₀」で示す。第１導光部材４０の内部に侵入し、全体としてＸ方向に進行（伝搬、伝播）する光は、第１導光部材４０の第１面４０Ａ、第２面４０Ｂ、第３面４０Ｃ、第４面４０Ｄに衝突し、これらの面４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ，４０Ｄで全反射を繰り返し、第６面４０Ｆに向かって進行する。そして、第１半透過層４２に衝突した光の一部は第１半透過層４２を透過し、一部は第１半透過層４２によって反射され、偏向され、第３面４０Ｃから光線Ｒ₁として出射される。画像形成装置６０の中心部から出射された光が第１導光部材４０内で導光され、第１導光部材４０の第３面４０Ｃから出射され、第８面５０Ｂから第２導光部材５０に入射したとき、この光はＹＺ平面に含まれる。こうして、第１導光部材４０に入射した平行光束は、第３面４０Ｃから出射されるが、第１導光部材４０によって光線束幅がＸ方向に拡大（伸長）される。図１、図２Ａ、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図１３、図１４では図面の簡素化のため、第１導光部材４０の光入射面（第５面４０Ｅ）を、導光方向であるＸ軸に対して垂直な面として図示したが、表示装置全体の配置や第１半透過層４２の傾きに応じて、適切に傾けて設計することが好ましい。即ち、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図１０、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１３、図１４、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃでは、第１導光部材４０の第１面４０Ａ及び第３面４０ＣがＸＺ平面に含まれ、第２面４０Ｂ及び第４面４０ＤがＸＹ平面に含まれるように図示しているが、第１面４０Ａ及び第３面４０ＣとＸＺ平面とは０度以外の角度（γ）で交わり、第２面４０Ｂ及び第４面４０ＤとＸＹ平面とは０度以外の角度（γ）で交わる構成とすることもできる。画像形成装置６０から不所望の光が出射されて第１導光部材４０に入射しないように、画像形成装置６０と第１導光部材４０との間には、開口部を有する遮光部を配置してもよい。

第１導光部材４０の第３面４０Ｃから出射した光線Ｒ₁は、第２導光部材５０の第８面５０Ｂに入射する。第２導光部材５０の内部に侵入し、全体としてＹ方向に進行する光は、第２導光部材５０の第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃに衝突し、これらの面５０Ａ，５０Ｃで全反射を繰り返し、第１０面５０Ｄに向かって進行する。そして、第２半透過層５２に衝突した光の一部は第２半透過層５２を透過し、一部は第２半透過層５２によって反射され、偏向され、第７面５０Ａから光線Ｒ₂として出射され、観察者２０の瞳２１に到達する。こうして、第２導光部材５０に入射した平行光束は、第７面５０Ａから出射されるが、第２導光部材５０によって光線束幅がＹ方向に拡大（伸長）される。従って、光学装置３０により、入射光線束を２次元的に拡大して取り出すことが可能となる。第１導光部材４０から出射された光の内、不所望の光が第２導光部材５０に入射しないように、第１導光部材４０と第２導光部材５０との間には、開口部を有する遮光部を配置してもよい。図１、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図３、図４Ａ、図４Ｂ、図１０、図１１Ｂ、図１１Ｃ、図１３、図１４では図面の簡素化のため、第２導光部材５０の光入射面（第８面５０Ｂ）を、導光方向であるＹ軸に対して垂直な面として図示したが、表示装置全体の配置や第２半透過層５２の傾きに応じて、適切に傾けて設計することが好ましい。

第１導光部材４０は、第１導光部材４０を構成する所望の厚さを有する材料（以下、便宜上、『導光材料』と呼び、例えば、屈折率１．５１７のガラス材料ＢＫ７や屈折率１．５２５のアクリル系樹脂から成る）上に第１半透過層４２を形成し、第１半透過層４２に所望の厚さを有する導光材料を貼り合わせ、貼り合わされた導光材料上に第１半透過層４２を形成を形成するといった工程を所望の回数繰り返し、所望の厚さ、所望の層数の第１半透過層４２が内部に形成されたブロックを得た後、このブロックを、角度α，βが所望の値となるように切り出すことで得ることができる。第２導光部材５０も、同様の方法で製造することができる。第１導光部材４０は、第１半透過層４２と導光材料が積層された構造を有し、第２導光部材５０は、第２半透過層５２と導光材料が積層された構造を有する。

以下、第１半透過層４２の傾きを制御して迷光を回避する手段を説明する。第１導光部材４０を上方から見たときの第１導光部材４０の内部を伝搬（伝播）する光線を模式的に図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに示す。尚、これらの図面に基づく説明では、β＝０度としている。

図５Ａに示す例では、角度αが０度であり、−Ｘ軸方向に伝搬する画像上端の光線（実線Ｒ_U1，Ｒ_U2で示す）と、画像下端の光線（破線Ｒ_D，Ｒ_U2で示す）は、第１導光部材４０及び第１半透過層４２の対称性により、同一角度（但し、角度の符号は正及び負）で第１半透過層４２に衝突する光線が存在する。このとき、第１半透過層４２からは、画像信号に基づく光線（『信号光光線』と呼ぶ）に相当する光線Ｒ_U1，Ｒ_D1と迷光光線Ｒ_U2，Ｒ _D2が対称的に出射される。その結果、有効視野領域（図５Ｃの右手側の図を参照）において、信号光光線による出力画像（図５Ａの右手側の図において白抜きの上向きの矢印で示す）と、迷光による出力画像（図５Ａの右手側の図において灰色の下向きの矢印で示す）とが、反転像（鏡像）として重なって表示されるため、表示画像の品質低下を招く。

これに対して、図５Ｂでは角度αを０度を超える値としている。こうすることで、信号光光線に相当する光線Ｒ_U1と迷光光線Ｒ_D2の出射方向を分離することができるし、信号光光線に相当する光線Ｒ_D1と迷光光線Ｒ_U2の出射方向を分離することができる。その結果、信号光光線による出力画像（図５Ｂの右手側の図において白抜きの上向きの矢印で示す）と、迷光による出力画像（図５Ｂの右手側の図において灰色の右下向きの矢印で示す）とが、分離されて表示されるため、表示画像の品質の向上を図ることができる。

図５Ｃでは角度αを０度を超える値（但し、図５Ｂに示したよりも大きな角度）としている。こうすることで、信号光光線に相当する光線Ｒ_U1と迷光光線Ｒ_D2の出射方向をより確実に分離することができるし、信号光光線に相当する光線Ｒ_D1と迷光光線Ｒ_U2の出射方向をより確実に分離することができる。その結果、信号光光線による出力画像（図５Ｂの右手側の図において白抜きの上向きの矢印で示す）と、迷光による出力画像（図５Ｂの右手側の図において灰色の右下向きの矢印で示す）とが、完全に分離されて表示されるため、表示画像の品質の一層の向上を図ることができる。

次に、角度α及び角度βを変化させたときの第１導光部材４０から出射される有効視野範囲を、視野対角値（単位：度）として、シミュレーションに基づき評価した。その結果を、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂに示す。尚、図６Ａはβ＝５５度の結果を示し、図６Ｂはβ＝６０度の結果を示し、図７Ａはβ＝６５度の結果を示し、図７Ｂはβ＝７０度の結果を示す。ここで、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、縦軸は、有効視野範囲を視野対角値（単位：度）で示し、横軸は角度α（単位：度）であり、角度αを５度刻みで変化させている。また、図６Ａ、図６Ｂ、図７Ａ及び図７Ｂにおいて、「Ａ」は、有効視野領域の視野対角値を示し、「Ｂ」は、迷光が発生する視野対角値を示し、「Ｃ」は、第１導光部材の全反射限界を超えるため、有効視野領域が制限される視野対角値を示す。「Ａ」の領域が広いほど、有効視野領域の視野対角値が大きくなり、好ましい。

図６Ａ及び図６Ｂに示すように、それぞれの角度βにおいて角度αを調整することで、迷光を回避しつつ、有効視野範囲を広く確保することができる。特に、角度βを６０度とし、角度αを２０度乃至３０度の範囲に選ぶことで、対角６０度以上の広視野な表示装置を実現することができる。一方、図７Ａ及び図７Ｂに示すように、角度βが６０度を超える付近から、第１導光部材の全反射限界を超えるため、有効視野領域が制限されることが判る。

以上の結果から、実施例１の光学装置において、限定するものではないが、
２０（度）≦α≦３０（度）
５５（度）≦β≦６５（度）
を満足することが好ましいことが判る。

次に、第１導光部材４０を構成する材料の屈折率ｎを変えたときの第１導光部材４０から出射される有効視野範囲をシミュレーションした結果を、図８に示す。ここで、図８の各図と屈折率等の関係は以下のとおりである。尚、第１導光部材４０には対角６５度の画像光（画像表示のための光）を入射させた。

ｎ α β
図８の（Ａ） １．４８７ ２５度 ６０度
図８の（Ｂ） １．４８７ ２５度 ６５度
図８の（Ｃ） １．５１７ ２５度 ６０度
図８の（Ｄ） １．５１７ ２５度 ６５度
図８の（Ｅ） １．６０７ ２５度 ６０度
図８の（Ｆ） １．６０７ ２５度 ６５度

図８の（Ａ）、図８の（Ｃ）及び図８の（Ｅ）において、第１半透過層４２の傾き（α，β）が（２５度，６０度）のとき、第１導光部材を構成する材料の屈折率ｎの値が高くなるほど、迷光の出力画像（「Ａ」で示す）が、有効視野範囲から外側に逃げていくことが判る。これは、第１導光部材４０の内部で生じた迷光が第１導光部材４０から出射されるとき、第１導光部材４０と空気の屈折率差が大きいほど、強く屈折されるためである。更に、図８の（Ｂ）、図８の（Ｄ）及び図８の（Ｆ）において、第１半透過層４２の傾き（α，β）が（２５度，６５度）のとき、第１導光部材４０を構成する材料の屈折率ｎの値が高くなるほど、全反射限界によるケラレ（「Ｂ」で示す）が小さくなっていく様子が確認できる。

実施例１において、画像形成装置６０は、第１構成の画像形成装置から成り、具体的には、図１２Ａに概念図を示すように、画像形成装置６０Ａは、有機ＥＬ表示装置から成る空間光変調装置６２から構成されている。空間光変調装置６２から出射され画像は、例えば凸レンズから構成されたレンズ系（光学系）６１を通過し、平行光となって、第１導光部材４０の第５面４０Ｅへと向かう。画像形成装置６０Ａの全体は、筐体（図示せず）内に納められている。筐体が、取付け部材１９によってテンプル部１３に取り付けられている。空間光変調装置６２は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（有機ＥＬ素子）を備えている。

あるいは又、図１２Ｂに概念図を示すように、画像形成装置６０Ｂは、第１構成の画像形成装置から成り、具体的には、反射型空間光変調装置、及び、白色光を出射する発光ダイオードから成る光源６３から構成されている。各画像形成装置６０Ｂ全体は、筐体（図示せず）内に納められており、係る筐体には開口部（図示せず）が設けられており、開口部を介して光学系（平行光出射光学系、コリメート光学系）６１から光が出射される。筐体が、取付け部材１９によってテンプル部１３に取り付けられている。反射型空間光変調装置は、ライト・バルブとしてのＬＣＯＳから成る液晶表示装置（ＬＣＤ）６４から成る。更には、光源６３からの光の一部を反射して液晶表示装置６４へと導き、且つ、液晶表示装置６４によって反射された光の一部を通過させてレンズ系（光学系）６１へと導く偏光ビームスプリッター６５が備えられている。液晶表示装置６４は、２次元マトリクス状に配列された複数（例えば、６４０×４８０個）の画素（液晶セル）を備えている。偏光ビームスプリッター６５は、周知の構成、構造を有する。光源６３から出射された無偏光の光は、偏光ビームスプリッター６５に衝突する。偏光ビームスプリッター６５において、Ｐ偏光成分は通過し、系外に出射される。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター６５において反射され、液晶表示装置６４に入射し、液晶表示装置６４の内部で反射され、液晶表示装置６４から出射される。ここで、液晶表示装置６４から出射した光の内、「白」を表示する画素から出射した光にはＰ偏光成分が多く含まれ、「黒」を表示する画素から出射した光にはＳ偏光成分が多く含まれる。従って、液晶表示装置６４から出射され、偏光ビームスプリッター６５に衝突する光の内、Ｐ偏光成分は、偏光ビームスプリッター６５を通過し、第１導光部材４０の第５面４０Ｅへと向かう。一方、Ｓ偏光成分は、偏光ビームスプリッター６５において反射され、光源６３に戻される。光学系６１は、例えば、凸レンズから構成され、平行光を生成させるために、光学系６１における焦点距離の所（位置）に画像形成装置６０Ｂ（より具体的には、液晶表示装置６４）が配置されている。

あるいは又、図１２Ｃに概念図を示すように、画像形成装置６０Ｃは、第２構成の画像形成装置から成り、具体的には、光源６６、及び、光源６６から出射された光を走査して画像を形成する走査手段６９を備えている。より具体的には、画像形成装置６０Ｃは、レーザ光源６６及びＭＥＭＳミラー６９から成る。ＭＥＭＳミラー６９から出射された光はレンズ系６１を通過して、第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する。具体的には、レーザ光源６６は、緑色を発光する発光素子から構成されている。そして、光源６６から出射された光は、レンズ６７によって平行光とされ、反射鏡６８によって光路を変えられ、マイクロミラーを二次元方向に回転自在とし、入射した平行光を２次元的に走査することができるＭＥＭＳミラーから成る走査手段６９によって水平走査及び垂直走査が行われ、一種の２次元画像化され、仮想の画素（画素数は、例えば、６４０×４８０）が生成される。そして、仮想の画素（画像出射部に該当する走査手段６９）からの光は、正の光学的パワーを持つレンズ系（光学系）６１を通過し、平行光とされた光束が第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する。尚、画像形成装置６０Ｃの全体は筐体（図示せず）内に納められている。

後述するように、導光部材から出射される出射光線束の密度の偏りにより、有効視野領域内に輝度ムラが生じる虞がある。輝度ムラを防ぐためには、導光部材内を導光される光線束幅を広く確保する必要があり、そのためには、第１導光部材４０に広い光線束幅をもって平行光束を入射させることである。従って、光学系６１の有する射出瞳の位置に相当する第１導光部材４０の光入射面（第５面４０Ｅ）の位置にあって、射出瞳径が光入射面（第５面４０Ｅ）の全域を覆うように設計することが好ましい。

フレーム１０は、観察者２０の正面に配置されるフロント部１１と、フロント部１１の両端に蝶番１２を介して回動自在に取り付けられた２つのテンプル部１３と、各テンプル部１３の先端部に取り付けられたモダン部（先セル、耳あて、イヤーパッドとも呼ばれる）１４から成る。また、ノーズパッド１０’が取り付けられている。即ち、フレーム１０及びノーズパッド１０’の組立体は、基本的には、通常の眼鏡と略同じ構造を有する。更には、各筐体が、取付け部材１９によってテンプル部１３に取り付けられている。フレーム１０は、金属又はプラスチックから作製されている。尚、各筐体は、取付け部材１９によってテンプル部１３に着脱自在に取り付けられていてもよい。また、眼鏡を所有し、装着している観察者に対しては、観察者の所有する眼鏡のフレーム１０のテンプル部１３に、各筐体を取付け部材１９によって着脱自在に取り付けてもよい。各筐体を、テンプル部１３の外側に取り付けてもよいし、テンプル部１３の内側に取り付けてもよい。あるいは又、フロント部１１に備えられたリム１１”（図１１Ｂ、図１１Ｃのみに図示）に支持部材３１を嵌め込んでもよい。

更には、一方の画像形成装置６０から延びる配線（信号線や電源線等）１５が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部から外部に延び、制御装置（制御回路、制御手段）１８に接続されている。更には、各画像形成装置６０はヘッドホン部１６を備えており、各画像形成装置６０から延びるヘッドホン部用配線１６’が、テンプル部１３、及び、モダン部１４の内部を介して、モダン部１４の先端部からヘッドホン部１６へと延びている。ヘッドホン部用配線１６’は、より具体的には、モダン部１４の先端部から、耳介（耳殻）の後ろ側を回り込むようにしてヘッドホン部１６へと延びている。このような構成にすることで、ヘッドホン部１６やヘッドホン部用配線１６’が乱雑に配置されているといった印象を与えることがなく、すっきりとした表示装置とすることができる。

配線（信号線や電源線等）１５は、上述したとおり、制御装置（制御回路）１８に接続されており、制御装置１８において画像表示のための処理がなされる。制御装置１８は周知の回路から構成することができる。

フロント部１１の中央部分１１’に、必要に応じて、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳセンサから成る固体撮像素子とレンズ（これらは図示せず）とから構成された撮像装置（カメラ）１７が、適切な取付部材（図示せず）によって取り付けられている。撮像装置１７からの信号は、撮像装置１７から延びる配線（図示せず）を介して制御装置（制御回路）１８に送出される。

以上に説明した通り、実施例１の光学装置にあっては、αの値は０度を超える値であり、βの値も０度を超える値であるが故に、第１導光部材から出射される光（画像）に迷光が含まれることを抑制（低下）させることができる結果、高画質の画像を提供することができる。また、第１導光部材はＸ方向に光線束幅を拡大する作用を有するため、観察系の射出瞳がＸ方向に拡大されるし、第２導光部材はＹ方向に光線束幅を拡大する作用を有するため、観察系の射出瞳がＹ方向に拡大される。従って、光学装置によって観察系の射出瞳を２次元的に拡大することができるが故に、光学系を小型化することができ、広視野な表示装置を設計する上で極めて有利である。

実施例２は、実施例１の変形である。実施例２の光学装置における第１導光部材及び第２導光部材の配置を、光の挙動、画像形成装置、観察者の瞳と共に模式的に図１３に示し、第１導光部材及び第２導光部材の配置を模式的に図１４に示す。尚、図１４の白抜きの矢印Ｂ及び図１４の黒矢印Ｃの方向から第１導光部材及び第２導光部材を眺めたときの第１導光部材及び第２導光部材の側面図は、図２Ｂ及び図２Ｃに示したと同様である。

実施例１にあっては、棒状の第１導光部材４０は水平方向に延びている。一方、実施例２にあっては、棒状の第１導光部材４０は垂直方向に延びている。この点を除き、実施例２の光学装置、画像表示装置、表示装置は、実施例１において説明した光学装置、画像表示装置、表示装置と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。

実施例３は実施例１〜実施例２の変形である。光学装置において、導光部材内を伝搬する光線束幅が十分に広くない場合、導光部材から出射される光線束の密度に偏りが生じる虞がある。実施例３の光学装置にあっては、導光部材に半透過ミラー膜を配設することで、導光部材内を伝搬する光線束幅を広げている。即ち、図１５Ｂに示す実施例１の光学装置の例では、光入射面（第８面５０Ｂ）の幅で制限された光線束幅Ｒ’₀が不足する場合があり、その結果、第２導光部材５０の第７面５０Ａから出射される光線束に抜け（図１５Ｂでは斜線を付して示す）が生じる場合がある。この状態を、図１５Ｂの右手側に図示する。即ち、光入射面（第８面５０Ｂ）の幅（厚さ）で制限された光線束幅が十分ではないために、第２導光部材５０から出射される光線束の密度に偏りが生じ、観察者２０の瞳２１に入る光量が垂直方向の画角に応じて周期的に変化する結果、帯状の輝度ムラが発生する場合がある。

一方、図１５Ａに示す実施例３の光学装置における第２導光部材５０では、第２導光部材５０の第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃ（全反射面５０Ａ，５０Ｃ）と平行な半透過ミラー膜７１が光入射面（第８面５０Ｂ）の近傍に形成されており、半透過ミラー膜７１に衝突した光線を透過方向と反射方向に分岐させることで光線束幅を広げることが可能である。その結果、第２導光部材５０から出射される光線束の密度の均一化を図ることができる。この状態を、図１５Ａの右手側に図示する。即ち、半透過ミラー膜７１に衝突した光線を透過方向と反射方向に分岐させることで、第２導光部材５０で広い光線束幅を得ることができる結果、第２導光部材５０から出射される光線束が観察者２０の瞳２１に均一に入射するため、輝度ムラを抑制することができる。尚、図１５Ａ及び図１５Ｂにおいて、矢印「Ａ」は、第２導光部材５０を導光する光線束幅を規定する光線束幅（半透過ミラー膜７１から出射される光線束幅の最大幅）である。

光入射面（第８面５０Ｂ）の近傍に半透過ミラー膜７１が形成された状態を拡大した図を図１６に示すが、半透過ミラー膜７１のＹ方向の長さの最大値Ｌ_maxは以下の値を満足することが好ましい。ここで、第２導光部材５０内を最も浅い角度で伝搬される平行光束において、入射面の一端に相当する光線をＲ₃、他端に相当する光線をＲ₄としたとき、半透過ミラー膜７１の最大長さＬ_maxは、光線Ｒ₄が少なくとも１度は半透過ミラー膜７１に衝突する値であることが望ましい。

即ち、第２導光部材５０の厚さ（Ｚ方向の厚さ）をＴ、第２導光部材５０の光入射面（第８面５０Ｂ）の傾斜角（ＸＺ平面と成す角度）をγ、第２導光部材５０内を最も浅い角度で伝搬する光線の全反射角をθ_s、半透過ミラー膜７１から第２導光部材５０の第９面５０Ｃまでの距離をＴ・ｒ、半透過ミラー膜７１から第２導光部材５０の第７面５０Ａまでの距離を（１−ｒ）Ｔとすると、
Ｌ₁＝（１−ｒ）・Ｔ・ｔａｎ（γ）
Ｌ₂＝（１−ｒ）・Ｔ・ｔａｎ・（θ_s）
となる。従って、
Ｌ_max＝Ｌ₁＋Ｌ₂＝（１−ｒ）・Ｔ・｛ｔａｎ（γ）＋ｔａｎ・（θ_s）｝
となる。

以上の第２導光部材５０に対する議論を、第１導光部材４０に適用することができることは云うまでもない。

第１導光部材４０は、図１に示したように、縦横のアスペクト比が近い断面を有し、画像光の平行光束は、２組の平行に対向する側面（第１面４０Ａと第３面４０Ｃ、及び、第２面４０Ｂと第４面４０Ｄ）との間で全反射面を繰り返しながら導光される。そのため、光入射面（第５面４０Ｅ）の面積で制限された光線束の太さ（幅）が十分ではない場合、第２導光部材５０に向かって出射される、２つの全反射方向に起因した出射光線束の密度に偏りが生じる場合がある。

実施例３の光学装置において、第１導光部材４０には、
第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜７２が配設されており（図１７Ｃ参照）、又は、
第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと平行に配設された半透過ミラー膜７１が配設されており（図１７Ｂ参照）、又は、
第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜７２及び第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと平行に配設された半透過ミラー膜７１が配設されている（図１７Ａ参照）。

即ち、図１７Ａに示す例では、第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜７２及び第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと平行に配設された半透過ミラー膜７１が十文字に配設されており、２次元的に光線束幅を広げることが可能である。また、図１７Ｂに示す例では、第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと平行に配設された半透過ミラー膜７１が配設されており、第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄで全反射する方向に対応する出射光線束の密度が均一化される。図１７Ｃに示す例では、第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜７２が配設されており、第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃで全反射する方向に対応する出射光線束の密度が均一化される。

尚、第１導光部材４０の内部に第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜７２は、第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと等距離に位置する領域の一部に配設されている構成とすることができる（図１７Ｃ参照）。あるいは又、第１導光部材４０に第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜７５は、第１面４０Ａ上の一部の領域又は第３面４０Ｃ上の一部の領域（図示した例では、第１面４０Ａ上の一部の領域）に配設されている構成とすることができる（図１９Ａ、図１９Ｂ参照）。あるいは又、第１導光部材４０の内部に第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと平行に配設された半透過ミラー膜７１は、第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと等距離に位置する領域の一部に配設されている構成とすることができる（図１７Ｂ参照）。あるいは又、第１導光部材４０に第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄと平行に配設された半透過ミラー膜７３は、第２面４０Ｂ上の一部の領域又は第４面４０Ｄ上の一部の領域に配設されている構成とすることができる（図１８Ｂ、図１９Ｂ参照）。このように、第１導光部材４０に半透過ミラー膜７１，７２を配設することで、第１導光部材４０の第３面４０Ｃから出射される画像にムラ（明暗あるいは濃淡）が生じることを防止することができる。尚、図１８Ａには、半透過ミラー膜７１，７２を配設されていない第１導光部材４０を示す。

図１８Ａ、図１８Ｂ、図１９Ａ及び図１９Ｂの右手側に、画像にムラ（明暗あるいは濃淡）が生じた状態を模式的に示す。図１８Ａに示す例では、光入射面（第５面４０Ｅ）の面積で制限された光線束の太さが十分ではないため、２つの全反射方向に起因した帯状の輝度ムラがそれぞれ交差するように重なって格子状の輝度ムラが生じている。一方、図１８Ｂに示す例では、半透過ミラー膜７３が形成されており、第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄで全反射する光線束幅が広がるため、この全反射方向に対応する帯状の輝度ムラが抑制され、Ｚ方向に対応した輝度ムラのみが生じる。更には、図１９Ａに示す例では、半透過ミラー膜７５が形成されており、第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃで全反射する光線束幅が広がるため、この全反射方向に対応する帯状の輝度ムラが抑制され、Ｙ方向に対応した輝度ムラのみが生じる。また、図１９Ｂに示す例では、半透過ミラー膜７３，７５が形成されており、第２面４０Ｂ及び第４面４０Ｄで全反射する光線束幅及び第１面４０Ａ及び第３面４０Ｃで全反射する光線束幅が広がるため、これらの全反射方向に対応する帯状の輝度ムラが抑制され、輝度ムラの無い状態が達成される。

半透過ミラー膜を、第１面４０Ａ上の一部の領域又は第３面４０Ｃ上の一部の領域に配設する場合、あるいは又、第２面４０Ｂ上の一部の領域又は第４面４０Ｄ上の一部の領域に配設する場合、第１導光部材４０と接していない半透過ミラー膜の面上には保護部材７４，７６が配設されていることが好ましい。保護部材７４，７６は、導光部材を構成する材料から、適宜、選択すればよい。

同様に、第２導光部材５０には、前述したとおり、第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている構成とすることができる。そして、この場合、第２導光部材５０の内部に第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃと等距離に位置する領域の一部に配設されている構成とすることができ、あるいは又、第２導光部材５０に第７面５０Ａ及び第９面５０Ｃと平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面５０Ａ上の一部の領域又は第９面５０Ｃ上の一部の領域に配設されている構成とすることができる。このように、第２導光部材５０に半透過ミラー膜を配設することで、第２導光部材５０の第７面５０Ａから出射される画像にムラ（明暗あるいは濃淡）が生じることを防止することができる。半透過ミラー膜を、第７面５０Ａ上の一部の領域又は第９面５０Ｃ上の一部の領域に配設する場合、第２導光部材５０と接していない半透過ミラー膜の面上には保護部材が配設されていることが好ましい。保護部材は、導光部材を構成する材料から、適宜、選択すればよい。

図１８Ｂ、図１９Ａ、図１９Ｂに示した半透過ミラー膜７３，７５を備えた導光部材は、図１７Ａ、図１７Ｂ、図１７Ｃに示した半透過ミラー膜７１，７２を備えた導光部材よりも遙かに製造が容易でありながら、十分な効果を期待できるため、非常に有用である。

以上に説明した実施例の光学装置において、第１導光部材４０及び第２導光部材５０には、導光部材内部に不連続境界となる第１半透過層４２、第２半透過層５２が形成されており、外部からの衝撃により第１導光部材４０及び第２導光部材５０が破壊される虞がある。従って、半透過ミラー膜の配設の有無に拘わらず、導光部材の１つ以上の側面に、導光材料と同じ屈折率を有し、且つ、導光部材よりも薄い保護部材（カバープレート）７４，７６を貼り付けることが好ましい。導光材料と保護部材の屈折率を等しくすることで、全反射条件を維持したまま、導光部材の信頼性を高めることができる。

実施例４は、実施例１〜実施例３の変形である。実施例４の光学装置にあっては、第１導光部材の光入射部分の模式的な断面図を図２０に示すように、第１導光部材４０において、第５面４０Ｅの近傍には、第５面４０Ｅに入射する光の断面積を拡大させる断面積・拡大部８０が配設されている。また、図示しないが、第２導光部材において、第８面５０Ｂの近傍には、第８面５０Ｂに入射する光の断面積を拡大させる第２断面積・拡大部が配設されている。このように、断面積・拡大部８０を配設することで、第１導光部材４０の厚さを薄くすることが可能となるし、第２導光部材のＺ方向の厚さを薄くすることが可能となる。断面積・拡大部８０が配設されているときの第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する光線束幅Ｗ₀及び第１導光部材４０の厚さＴ₀を図２０に示し、併せて、断面積・拡大部８０が配設されていない場合の第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する光線束幅Ｗ₁も図２０に示す。尚、断面積・拡大部８０が配設されていない光学装置の光入射部分の模式的な断面図を図２１に示し、第１導光部材４０の第５面４０Ｅに入射する光線束幅Ｗ₁、第１導光部材４０の厚さＴ₀も図２１に示す。

断面積・拡大部８０は、例えば、第１導光部材４０の光入射部（第５面４０Ｅ）や第２導光部材の光入射部（第８面５０Ｂ）の近傍に、導光材料と等しい屈折率を有するプリズム部材を組み込むことで構成することができるし、あるいは又、第１導光部材４０の光入射部（第５面４０Ｅ）や第２導光部材の光入射部（第８面５０Ｂ）をプリズム状に加工することで形成することができる。あるいは又、断面積・拡大部８０の光入射面の傾斜角の値は、第１導光部材４０の第５面４０Ｅの傾斜角の値よりも小さい形態とすることができるし、第２断面積・拡大部の光入射面の傾斜角の値は、第２導光部材５０の第８面５０Ｂの傾斜角（図１６も参照）の値よりも小さい形態とすることができる。そして、これらによって、第１導光部材４０に結合される光線の角度成分を維持したまま、断面積・拡大部８０を有していない光学装置よりも入射光線束幅を広げることができる。

尚、画像形成装置６０の中心部から出射された光は、断面積・拡大部８０の光入射面に垂直に入射することが好ましい。また、画像形成装置６０の中心部から出射された光が第１導光部材４０内で導光され、第１導光部材４０の第３面４０Ｃから出射されるとき、第２断面積・拡大部の光入射面に垂直に入射することが好ましい。

また、画像形成装置６０から不所望の光が出射されて第１導光部材４０に入射しないように、画像形成装置６０と第１導光部材４０との間には、開口部を有する遮光部８１が配置されている。同様に、第１導光部材４０から出射された光の内、不所望の光が第２導光部材５０に入射しないように、第１導光部材４０と第２導光部材５０との間には、開口部を有する遮光部を配置してもよい。

実施例５は、実施例１〜実施例４の変形である。互いに平行に並ぶ複数の第１半透過層４２を備えた第１導光部材４０において、全反射を繰り返しながら導光される光線の強度は、第１半透過層４２を透過する毎にその光透過率に応じて減衰する。第１導光部材４０の光出射面（第３面４０Ｃ）の全域において出来るだけ均一な出射光線束密度を得るためには、強度減衰を補正するように第１半透過層４２の光反射率を高めて設計すればよい。この設計は、第１導光部材４０と第２導光部材５０のいずれに対しても効果的である。

即ち、実施例５の光学装置において、第１偏向手段４１を構成する複数の第１半透過層４２にあっては、第５面４０Ｅから遠い所に位置する第１半透過層４２は、第５面４０Ｅから近い所に位置する第１半透過層４２よりも高い光反射率（低い光透過率）を有する。また、第２偏向手段５１を構成する複数の第２半透過層５２にあっては、第８面５０Ｂから遠い所に位置する第２半透過層５２は、第８面５０Ｂから近い所に位置する第２半透過層５２よりも高い光反射率（低い光透過率）を有する。

光学装置において、第１半透過層４２の幾何学的な配置が決まったとき、或る第１半透過層４２で反射して第１導光部材４０から出射される光線のうち、観察者２０の瞳２１に入射する光線の角度成分は、第１導光部材４０の光入射面（第５面４０Ｅ）から第１半透過層４２までの距離に応じて決まる。光学装置の導光効率を高めるためには、それぞれの第１半透過層４２が有する光反射率の角度特性を適切に設計すればよい。即ち、第１半透過層４２は、第５面からの距離に依存して、第１半透過層４２の法線と、第１半透過層４２によって反射される光線との成す角度（反射角）と光反射率との関係が規定されていることが好ましい。同様に、第２半透過層５２は、第８面からの距離に依存して、第２半透過層５２の法線と、第２半透過層５２によって反射される光線との成す角度（反射角）と光反射率との関係が規定されていることが好ましい。これによって、観察者２０の瞳２１に入射する角度成分は、光反射率を高めて効率良く取り出され、それ以外の角度成分は、逆に光反射率を下げて透過させることで損失を減らし、高い導光効率を得ることができる。この設計は、第１導光部材４０と第２導光部材５０のいずれに対しても効果的である。

実施例５の光学装置において、複数の第１半透過層４２の傾き（α，β）を（２５度，６０度）とし、出力画像の有効視野領域を対角７８度に設定した。また、第１導光部材４０の導光材料としてＢＫ７（屈折率：１．５１７）を使用するとした。

実施例５の光学装置の第１導光部材における各エリアでの光の出射状態を図２２の（Ａ）に示し、反射角と光反射率の関係を図２２の（Ｂ）に示す。図２２の（Ａ）に示すように、第１導光部材４０を、光入射面側から複数のエリア［具体的には、３つのエリア４３，４４，４５（第１エリア４３、第２エリア４４、第３エリア４５）］に分割し、それぞれのエリアに含まれる第１半透過層４２を異なる光反射率で設計した結果を示す。第１導光部材４０の入射面４０Ｅに入射コーンＲ₅が入射されたとき、第１導光部材４０の光出射面（第３面４０Ｃ）の全域からは出射コーンＲ₆が出力されるが、３つのエリア４３，４４，４５から出力される出射コーンＲ_6-43，Ｒ_6-44，Ｒ_6-45のうち、観察者２０の瞳２１に到達する角度範囲はそれぞれＩ₁，Ｉ₂，Ｉ₃に限られる。このとき、Ｉ₁，Ｉ₂，Ｉ₃の角度範囲にある出射光線は、第１半透過層４２において、それぞれ、所定の角度で反射されて、第１導光部材４０から出射される。即ち、角度範囲Ｉ₁の出射光線が第１半透過層４２の法線と成す反射角は３９度〜５５度であり、角度範囲Ｉ₂の出射光線が第１半透過層４２の法線と成す反射角は２３度〜４５度であり、角度範囲Ｉ₃の出射光線が第１半透過層４２の法線と成す反射角は１０度〜３２度である。

従って、図２２の（Ｂ）に示すように、３つのエリア４３，４４，４５内に存在する第１半透過層４２の光反射率を、観察者２０の瞳２１に入射する角度成分のみを反射して取り出し、それ以外の角度成分を透過するように、角度依存性に基づき設計した。例えば、エリア４３の第１半透過層４２に角度依存性を有する光反射率４３’を与えることで、角度範囲Ｉ₁に相当する光線を効率良く取り出し、角度範囲Ｉ₂，Ｉ₃に相当する光線を後方のエリア４４，４５に透過させることで、損失を減らして高い導光効率を得ることができる。同様に、例えば、エリア４４の第１半透過層４２に角度依存性を有する光反射率４４’を与えることで、角度範囲Ｉ₂に相当する光線を効率良く取り出し、角度範囲Ｉ₃に相当する光線を後方のエリア，４５に透過させることで、損失を減らして高い導光効率を得ることができる。また、例えば、エリア４５の第１半透過層４２に角度依存性を有する光反射率４５’を与えることで、角度範囲Ｉ₃に相当する光線を効率良く取り出すことができる。

更に、エリア４３，４４，４５に位置する第１半透過層４２の光反射率４３’，４４’，４５’を、角度依存性を有するように、しかも、後方のエリアほど光反射率が高くなるように設計する。これは、第１導光部材４０内を伝搬する信号光光線が、第１半透過層４２を透過する毎に生じる強度減衰を補正するためであり、結果として、有効視野領域の全域で均一な輝度を実現し、且つ、導光効率を高めることが可能である。

以上、本開示の光学装置、画像表示装置及び表示装置を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示の光学装置、画像表示装置及び表示装置は、これらの実施例に限定するものではない。射出瞳の拡大方向は図１、図１３に示される方向に限定されるものではなく、第１導光部材及び第２導光部材による画像拡大方向が互いに直交するような方向であればよい。

光学装置３０は、視度補正レンズを更に備えていてもよい。即ち、光学装置３０から観察者２０の瞳２１までの光路内に、図１１Ｃに模式的な断面図を示すように、観察者２０の視度に応じた視度補正レンズ２２を配置してもよい。表示装置にあっては、光学装置からの出力画像は原理的に無限遠に投影される。従って、出力画像を解像度良く観察するためには、第２導光部材５０から観察者２０の瞳２１までの光路内に観察者２０の視度に応じた視度補正レンズ２２を挿入することが好ましい。また、図１１Ｄに実施例１の表示装置の変形例を側面から眺めた模式図を示すように、光学装置３０の観察者側あるいは観察者側とは反対側には、前述した調光装置２３を配設してもよい。

尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《光学装置》
第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
を備えた光学装置であって、
第１面及び第３面は平行であり、
第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である光学装置。
［Ａ０２］第１導光部材には、第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されており、又は、第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されており、又は、第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜及び第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている［Ａ０１］に記載の光学装置。
［Ａ０３］第１導光部材の内部に第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第１面及び第３面と等距離に位置する領域の一部に配設されている［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０４］第１導光部材に第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第１面上の一部の領域又は第３面上の一部の領域に配設されている［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０５］第１導光部材の内部に第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第２面及び第４面と等距離に位置する領域の一部に配設されている［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０６］第１導光部材に第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第２面上の一部の領域又は第４面上の一部の領域に配設されている［Ａ０２］に記載の光学装置。
［Ａ０７］第２導光部材には、第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ０８］第２導光部材の内部に第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面及び第９面と等距離に位置する領域の一部に配設されている［Ａ０７］に記載の光学装置。
［Ａ０９］第２導光部材に第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面上の一部の領域又は第９面上の一部の領域に配設されている［Ａ０７］に記載の光学装置。
［Ａ１０］第１導光部材において、第５面の近傍には、第５面に入射する光の断面積を拡大させる断面積・拡大部が配設されている［Ａ０１］乃至［Ａ０９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１１］断面積・拡大部は、第１導光部材の第５面の近傍にプリズム部材を組み込むことで構成されている［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１２］断面積・拡大部は、プリズム状の第１導光部材の第５面から成る［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１３］断面積・拡大部の光入射面の傾斜角の値は、第１導光部材の第５面の傾斜角の値よりも小さい［Ａ１０］に記載の光学装置。
［Ａ１４］第２導光部材において、第８面の近傍には、第８面に入射する光の断面積を拡大させる第２断面積・拡大部が配設されている［Ａ０１］乃至［Ａ１０］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１５］第２断面積・拡大部は、第２導光部材の第９面の近傍にプリズム部材を組み込むことで構成されている［Ａ１４］に記載の光学装置。
［Ａ１６］第２断面積・拡大部は、プリズム状の第２導光部材の第８面から成る［Ａ１４］に記載の光学装置。
［Ａ１７］第２断面積・拡大部の光入射面の傾斜角の値は、第２導光部材の第８面の傾斜角の値よりも小さい［Ａ１４］に記載の光学装置。
［Ａ１８］第２偏向手段は、複数の第２半透過層が離間して平行に配設されて成る［Ａ０１］乃至［Ａ１７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ１９］第１半透過層は誘電体多層膜から成り、
第２半透過層は誘電体多層膜から成る［Ａ１８］に記載の光学装置。
［Ａ２０］第１偏向手段を構成する複数の第１半透過層にあっては、第５面から遠い所に位置する第１半透過層は、第５面から近い所に位置する第１半透過層よりも高い光反射率を有する［Ａ０１］乃至［Ａ１９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２１］第１半透過層は、第５面からの距離に依存して、第１半透過層の法線と、第１半透過層によって反射される光線との成す角度（反射角）と光反射率との関係が規定されている［Ａ０１］乃至［Ａ２０］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２２］第２偏向手段は、複数の第２半透過層が離間して平行に配設されて成り、
第２半透過層は、第８面からの距離に依存して、第２半透過層の法線と、第２半透過層によって反射される光線との成す角度（反射角）と光反射率との関係が規定されている［Ａ０１］乃至［Ａ２１］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２３］２０（度）≦α≦３０（度）
５５（度）≦β≦６５（度）
を満足する［Ａ０１］乃至［Ａ２２］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２４］第３面と第８面とは平行である［Ａ０１］乃至［Ａ２３］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２５］第３面と第８面との間には空気層が存在する［Ａ０１］乃至［Ａ２４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２６］第３面と第８面とは接着剤を用いて接着されている［Ａ０１］乃至［Ａ２４］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２７］第１導光部材の第１面、第２面、第３面及び第４面の少なくとも１面、全体は、保護部材によって被覆されている［Ａ０１］乃至［Ａ２６］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２８］第２導光部材の第７面及び第９面の少なくとも１面、全体は、保護部材によって被覆されている［Ａ０１］乃至［Ａ２７］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ２９］保護部材は、導光部材を構成する材料から成る［Ａ２７］又は［Ａ２８］に記載の光学装置。
［Ａ３０］第１導光部材の第５面には光学系を介して光が入射し、
光学系の有する射出瞳の位置に相当する第１導光部材の第５面の位置にあって、射出瞳径が第５面の全域を覆っている［Ａ０１］乃至［Ａ２９］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ａ３１］視度補正レンズを更に備えている［Ａ０１］乃至［Ａ３０］のいずれか１項に記載の光学装置。
［Ｂ０１］《画像表示装置：第１の態様》
画像形成装置及び光学装置を備えた画像表示装置であって、
光学装置は、
第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
を備えた光学装置であって、
第１面及び第３面は平行であり、
第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である画像表示装置。
［Ｂ０２］《画像表示装置：第２の態様》
画像形成装置、及び、［Ａ０１］乃至［Ａ３１］のいずれか１項に記載の光学装置を備えている画像表示装置。
［Ｃ０１］《表示装置：第１の態様》
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、
光学装置は、
第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
を備えた光学装置であって、
第１面及び第３面は平行であり、
第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である表示装置。
［Ｃ０２］《表示装置：第２の態様》
観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
フレームに取り付けられた画像表示装置、
を備えた表示装置であって、
画像表示装置は、画像形成装置、及び、［Ａ０１］乃至［Ａ３１］のいずれか１項に記載の光学装置を備えている表示装置。

１０・・・フレーム、１０’・・・ノーズパッド、１１・・・フロント部、１１’・・・フロント部の中央部分、１２・・・蝶番、１３・・・テンプル部、１４・・・モダン部、１５・・・配線、１６・・・ヘッドホン部、１６’・・・ヘッドホン部用配線、１７・・・撮像装置（カメラ）、１８・・・制御装置（制御回路、制御手段）、１９・・・取付け部材、２０・・・観察者、２１・・・観察者の瞳、２２・・・視度補正レンズ、２３・・・調光装置、３０・・・光学装置、３１・・・支持部材、４０・・・第１導光部材、４０Ａ・・・第１導光部材の第１面、４０Ｂ・・・第１導光部材の第２面、４０Ｃ・・・第１導光部材の第３面、４０Ｄ・・・第１導光部材の第４面、４０Ｅ・・・第１導光部材の第５面、４０Ｆ・・・第１導光部材の第６面、４１・・・第１偏向手段、４２・・・第１半透過層、４３，４４，４５・・・第１導光部材のエリア、５０・・・第２導光部材、５０Ａ・・・第２導光部材の第７面、５０Ｂ・・・第２導光部材の第８面、５０Ｃ・・・第２導光部材の第９面、５０Ｄ・・・第２導光部材の第１０面、５０Ｅ・・・第２導光部材の第１１面、５０Ｅ・・・第２導光部材の第１２面、５１・・・第２偏向手段、５２・・・第２半透過層、６０，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃ・・・画像形成装置、６１・・・レンズ系（光学系、平行光出射光学系、コリメート光学系）、６２・・・空間光変調装置、６３・・・光源、６４・・・液晶表示装置（ＬＣＤ）、６５・・・偏光ビームスプリッター、６６・・・光源、６７・・・レンズ、６８・・・反射鏡、６９・・・走査手段、７１，７２，７３，７５・・・半透過ミラー膜、７４，７６・・保護部材、８０・・・断面積・拡大部、８１・・・遮光部、Ｒ₀・・・第１導光部材の第５面に入射する光線、Ｒ’₀・・・光入射面の幅で制限された光線束幅、Ｒ₁・・・第１導光部材の第３面から出射される光線、Ｒ₂・・・第２導光部材の第７面から出射される光線、Ｒ_U1，Ｒ_U2，Ｒ_D，Ｒ_U2，Ｒ₃，Ｒ₄、・・・光線、Ｒ₅・・・入射コーン、Ｒ₆，Ｒ_6-43，Ｒ_6-44，Ｒ_6-45・・・出射コーン

Claims (20)

1. 第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
   第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
   を備えた光学装置であって、
   第１面及び第３面は平行であり、
   第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
   第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
   第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
   第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
   第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
   第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である光学装置。
2. 第１導光部材には、第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されており、又は、第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されており、又は、第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜及び第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている請求項１に記載の光学装置。
3. 第１導光部材の内部に第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第１面及び第３面と等距離に位置する領域の一部に配設されている請求項２に記載の光学装置。
4. 第１導光部材に第１面及び第３面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第１面上の一部の領域又は第３面上の一部の領域に配設されている請求項２に記載の光学装置。
5. 第１導光部材の内部に第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第２面及び第４面と等距離に位置する領域の一部に配設されている請求項２に記載の光学装置。
6. 第１導光部材に第２面及び第４面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第２面上の一部の領域又は第４面上の一部の領域に配設されている請求項２に記載の光学装置。
7. 第２導光部材には、第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜が配設されている請求項１に記載の光学装置。
8. 第２導光部材の内部に第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面及び第９面と等距離に位置する領域の一部に配設されている請求項７に記載の光学装置。
9. 第２導光部材に第７面及び第９面と平行に配設された半透過ミラー膜は、第７面上の一部の領域又は第９面上の一部の領域に配設されている請求項７に記載の光学装置。
10. 第１導光部材において、第５面の近傍には、第５面に入射する光の断面積を拡大させる断面積・拡大部が配設されている請求項１に記載の光学装置。
11. 第２導光部材において、第８面の近傍には、第８面に入射する光の断面積を拡大させる断面積・拡大部が配設されている請求項１に記載の光学装置。
12. 第２偏向手段は、複数の第２半透過層が離間して平行に配設されて成る請求項１に記載の光学装置。
13. 第１半透過層は誘電体多層膜から成り、
    第２半透過層は誘電体多層膜から成る請求項１２に記載の光学装置。
14. 第１偏向手段を構成する複数の第１半透過層にあっては、第５面から遠い所に位置する第１半透過層は、第５面から近い所に位置する第１半透過層よりも高い光反射率を有する請求項１に記載の光学装置。
15. ２０（度）≦α≦３０（度）
    ５５（度）≦β≦６５（度）
    を満足する請求項１に記載の光学装置。
16. 第３面と第８面とは平行である請求項１に記載の光学装置。
17. 画像形成装置及び光学装置を備えた画像表示装置であって、
    光学装置は、
    第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
    第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
    を備えた光学装置であって、
    第１面及び第３面は平行であり、
    第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
    第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
    第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
    第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
    第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
    第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である画像表示装置。
18. 画像形成装置、及び、請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の光学装置を備えている画像表示装置。
19. 観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、画像形成装置及び光学装置を備えており、
    光学装置は、
    第１面、第２面、第１面と対向した第３面、第２面と対向した第４面、第５面、及び、第５面と対向した第６面を有し、内部に第１偏向手段を備えた第１導光部材、並びに、
    第７面、第８面、第７面と対向した第９面、第８面と対向した第１０面、第１１面、及び、第１１面と対向した第１２面を有し、内部に第２偏向手段を備えた第２導光部材、
    を備えた光学装置であって、
    第１面及び第３面は平行であり、
    第２面及び第４面は平行であり、且つ、第１面及び第３面と直交しており、
    第７面及び第９面は、ＸＹＺ直交座標系におけるＸＹ平面と平行であり、
    第５面から入射した光は、第１導光部材の内部を全反射し、第１偏向手段によって偏向され、第３面から出射され、第３面と離間して配置された第８面に入射し、第７面と第９面との間で全反射され、第２偏向手段によって偏向され、第７面から出射され、
    第１偏向手段は、複数の第１半透過層が離間して平行に配設されて成り、
    第１半透過層の法線をＸＺ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をαとしたとき、αの値は０度を超える値であり、
    第１半透過層の法線をＸＹ平面に射影したときのＸ軸と成す角度をβとしたとき、βの値は０度を超える値である表示装置。
20. 観察者の頭部に装着されるフレーム、及び、
    フレームに取り付けられた画像表示装置、
    を備えた表示装置であって、
    画像表示装置は、画像形成装置、及び、請求項１乃至請求項１６のいずれか１項に記載の光学装置を備えている表示装置。