JP4491609B2

JP4491609B2 - Optical device, video display device, and head mounted display

Info

Publication number: JP4491609B2
Application number: JP2005121894A
Authority: JP
Inventors: 哲也野田; 靖谷尻; 一郎笠井
Original assignee: Konica Minolta Opto Inc
Current assignee: Konica Minolta Opto Inc
Priority date: 2005-04-20
Filing date: 2005-04-20
Publication date: 2010-06-30
Anticipated expiration: 2025-04-20
Also published as: JP2006301229A

Description

本発明は、複数の透明基材の接合面を介してシースルーで外界像を観察することが可能な光学デバイスと、その光学デバイスを用いた映像表示装置と、その映像表示装置を用いたヘッドマウントディスプレイとに関するものである。 The present invention relates to an optical device capable of observing an external image through a joint surface of a plurality of transparent substrates, a video display device using the optical device, and a head mount using the video display device It relates to the display.

光学素子の一つであるホログラムは、透明基材内に埋め込んで（２個の透明基材で挟み込んで）使用すれば、湿度や酸素などの外部環境の影響を受けることがないことから、例えばヘッドアップディスプレイやヘッドマウントディスプレイなどのコンバイナとして非常に有用である。 A hologram, which is one of the optical elements, is not affected by the external environment such as humidity and oxygen when used by being embedded in a transparent substrate (sandwiched between two transparent substrates). It is very useful as a combiner for head-up displays and head-mounted displays.

ここで、ホログラムが挟み込まれる透明基材同士を接合する手段としては、一般的に粘着シートや接着剤が用いられている。例えば特許文献１では、ヘッドアップディスプレイの作製において、ホログラムを貼った基材ともう１つの基材とを粘着シートで接合するようにしている。また、例えば特許文献２では、複数のホログラム原版を貼った基材と他の基材とを接着剤で接着している。
特開平７−２３４６２７号公報特開２００２−４０９０９号公報特許２５０５３４８号公報 Here, as a means for joining the transparent base materials between which the hologram is sandwiched, an adhesive sheet or an adhesive is generally used. For example, in Patent Document 1, in manufacturing a head-up display, a base material on which a hologram is pasted and another base material are joined with an adhesive sheet. For example, in patent document 2, the base material which stuck the some hologram original plate and the other base material are adhere | attached with the adhesive agent.
JP-A-7-234627 JP 2002-40909 A Japanese Patent No. 2505348

ところが、透明基材同士の接合に粘着シートを用いる手法では、ホログラムに厚さがあるために、ホログラムと粘着シートとの界面に気泡が入りやすい。上記界面に気泡が入ると、その箇所で屈折率が変化するため、透明基材を介してシースルーで外界像を観察する際の視認性が低下する。また、透明基材の接合面同士の面間隔が一定でない場合や接合面の形状が複雑な場合には、粘着シートでは均一に接合することができない。したがって、透明基材同士の接合には接着剤を用いるのが有効である。 However, in the method using an adhesive sheet for bonding between transparent substrates, since the hologram has a thickness, air bubbles easily enter the interface between the hologram and the adhesive sheet. When bubbles enter the interface, the refractive index changes at that location, so that the visibility when observing an external image through the transparent substrate is reduced. Moreover, when the space | interval of the joining surfaces of a transparent base material is not constant, or when the shape of a joining surface is complicated, it cannot join uniformly with an adhesive sheet. Therefore, it is effective to use an adhesive for joining the transparent substrates.

一方、ホログラムを、例えばヘッドマウントディスプレイのコンバイナとして用いる場合、そのホログラムは湿度や温度など外部環境の影響を受けないよう２個の透明基材で挟まれた状態で観察者の眼前に配置することが望ましい。このため、各透明基材の剥離による観察者への危険を回避すべく、透明基材同士の接合強度を高くする必要がある。つまり、ホログラムをコンバイナとして用いる用途では、圧倒的に高い接合強度が必要となり、実使用上、接合強度不足とならないようにする必要がある。また、ホログラムをコンバイナとして用いる用途では、接着剤には、上記のように「強い接着力」が要求されることに加えて、さらに「ホログラムに悪影響を与えない」ことも要求される。ホログラムへの悪影響とは、接着剤の浸透により記録された干渉縞の間隔がくずれて意図するホログラム特性が得られない状態である。 On the other hand, when a hologram is used as a combiner for a head-mounted display, for example, the hologram is placed in front of the observer's eyes in a state of being sandwiched between two transparent substrates so as not to be affected by the external environment such as humidity and temperature. Is desirable. For this reason, in order to avoid the danger to the observer by peeling of each transparent base material, it is necessary to raise the joint strength of transparent base materials. In other words, an application using a hologram as a combiner requires an overwhelmingly high bonding strength, and it is necessary to prevent the bonding strength from being insufficient in actual use. Further, in applications where a hologram is used as a combiner, the adhesive is required to “not adversely affect the hologram” in addition to being required to have “strong adhesive strength” as described above. The adverse effect on the hologram is a state in which the intended hologram characteristics cannot be obtained due to the gap between the recorded interference fringes due to the penetration of the adhesive.

しかし、接着剤にこれらの両方の特性を充足させることは実際上難しく、強い接着力が必要な上記用途に用いることのできる接着剤はあまり存在しない。そのため、ホログラムに悪影響を与えずに透明基材同士を高い接着力で接着することができない。例えば特許文献３では、ホログラムと接着剤との間にポリビニルアルコールやポリエチレンテレフタレート等のバリア層を挿入することにより、接着剤のホログラムへの悪影響を防止しているが、これらの材料は一般的にホログラムとの密着性が弱く、ホログラムとバリア層との間の密着力が弱くなっている。従って、透明基材同士の接合面に加重が加わりにくい用途（車のフロントガラス等）でしか用いることができなかった。 However, it is practically difficult for the adhesive to satisfy both of these characteristics, and there are not many adhesives that can be used for the above-mentioned applications that require strong adhesive strength. Therefore, the transparent substrates cannot be bonded with high adhesive force without adversely affecting the hologram. For example, in Patent Document 3, an adverse effect of the adhesive on the hologram is prevented by inserting a barrier layer such as polyvinyl alcohol or polyethylene terephthalate between the hologram and the adhesive. The adhesion with the hologram is weak, and the adhesion between the hologram and the barrier layer is weak. Therefore, it could be used only in applications where it is difficult to apply a load to the joint surfaces of the transparent substrates (such as a car windshield).

特に、ヘッドマウントディスプレイでは、比較的高い接合強度が必要で車のフロントガラスに埋め込まれたヘッドアップディスプレイやホログラムスクリーンなどと比較して、ホログラムおよび透明基材が非常に小型であり、その接合面積が小さく形状も複雑である。このため、透明基材同士を高い接着力で接着することが益々困難となっている。 In particular, a head-mounted display requires a relatively high bonding strength, and the hologram and transparent substrate are very small compared to a head-up display or a hologram screen embedded in the windshield of a car. Is small and the shape is complicated. For this reason, it has become increasingly difficult to bond transparent substrates with high adhesive strength.

本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、ホログラムの特性を劣化させず、透明基材の接合面に気泡の混入がなく、透明基材同士の接着強度が高い光学デバイスを提供することを目的とする。また、この光学デバイス備えた映像表示装置と、その映像表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイとを提供することも目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and does not deteriorate the characteristics of the hologram, there is no mixing of bubbles on the joint surface of the transparent base material, and the adhesive strength between the transparent base materials is high. An object is to provide an optical device. It is another object of the present invention to provide a video display device including the optical device and a head mounted display including the video display device.

上記目的を達成するために本発明は、ホログラムを貼り付けた一方の透明基材と他方の透明基材とが、前記ホログラムを挟むように接合され、その接合面を介して外界像がシースルーで観察される光学デバイスであって、前記ホログラムと前記他方の透明基材との間は、前記ホログラム側から粘着剤、接着剤の順で接合されていることを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, one transparent base material on which a hologram is pasted and the other transparent base material are joined so as to sandwich the hologram, and an external image is seen through through the joining surface. In the optical device to be observed, the hologram and the other transparent substrate are bonded in the order of an adhesive and an adhesive from the hologram side.

上記の構成によれば、一方の透明基材と他方の透明基材とがホログラムを挟むように接合される。このように一方の透明基材と他方の透明基材との接合面にホログラムが設けられていることにより、接合面を介して外界像をシースルーで観察者に提供しつつ、ホログラムの機能も併せ持つ光学デバイスを実現することができる。 According to said structure, one transparent base material and the other transparent base material are joined so that a hologram may be pinched | interposed. Since the hologram is provided on the joint surface between one transparent base material and the other transparent base material in this way, an external image is provided to the observer through the joint surface and also has the function of a hologram. An optical device can be realized.

ここで、ホログラム上に粘着剤、接着剤の順に設けられていることにより、ホログラムの特性を劣化させず、透明基材の接合面に気泡の混入がなく、透明基材同士を高い接着強度で接合することができる。 Here, the adhesive and the adhesive are provided in this order on the hologram, so that the characteristics of the hologram are not deteriorated, there is no mixing of bubbles on the joint surface of the transparent base, and the transparent bases are bonded with high adhesive strength. Can be joined.

また、前記接合面の場所によって間隔の差が１０μｍ以上である場合でも、透明基材の接合面に気泡が混入することがない。 Moreover, even when the difference in spacing is 10 μm or more depending on the location of the joining surface, bubbles do not enter the joining surface of the transparent substrate.

また、前記両透明基材の観察者の目に対向する面が同一面を形成することにより、外界像の光が一方の透明基材の楔状の下端部を透過するときの屈折を他方の透明基材でキャンセルすることができる。その結果、シースルーで観察される外界像に歪みが生じるのを防止することができる。 Further, the surfaces of the two transparent substrates facing the eyes of the observer form the same surface, so that the refraction when the light of the external image is transmitted through the wedge-shaped lower end of one transparent substrate is transparent to the other. Can be canceled with the substrate. As a result, it is possible to prevent distortion in the external image observed through the see-through.

また、前記両透明基材は、プラスチックであることが好ましい。透明基材の接合部が目の前に配置される構成とした場合に、接合部の剥離や破損を抑制し、目に対する安全性を確保できるからである。 The transparent substrates are preferably plastic. This is because when the joint portion of the transparent substrate is arranged in front of the eyes, peeling and breakage of the joint portions can be suppressed, and safety for the eyes can be ensured.

また、前記ホログラム、前記両透明基材、前記粘着剤、及び前記接着剤が、アクリル系材料であることが好ましい。同種の材料を用いることで密着力を高められる。 Moreover, it is preferable that the hologram, the transparent substrates, the pressure-sensitive adhesive, and the adhesive are acrylic materials. Adhesion can be increased by using the same kind of material.

また、前記粘着剤は透明なシート状であり、厚みが３〜１００μｍであることが好ましい。シート状の粘着剤を用いることにより、取り扱いが容易となりホログラムへ簡単に貼り付けることができる。また膜厚を３μｍ以上にすることで、接合時に仮に接着剤が粘着剤に浸透してもホログラムまで到達することがなく、ホログラムへのダメージを防ぐことができる。一方、膜厚を１００μｍ以下にすることで、接合間隔を比較的狭くすることが可能となり、透過光の光学性能及び接合部の外観品質を向上させることができる。 Moreover, it is preferable that the said adhesive is a transparent sheet form, and thickness is 3-100 micrometers. By using a sheet-like adhesive, it becomes easy to handle and can be easily attached to a hologram. Further, by setting the film thickness to 3 μm or more, even if the adhesive penetrates into the pressure-sensitive adhesive at the time of joining, the hologram does not reach and the damage to the hologram can be prevented. On the other hand, by setting the film thickness to 100 μm or less, the bonding interval can be made relatively narrow, and the optical performance of transmitted light and the appearance quality of the bonded portion can be improved.

本発明の映像表示装置は、上述した本発明の光学デバイスと、映像を表示して前記光学デバイスに提供する映像表示素子とを備えていることを特徴とするものである。この構成により、観察者は、映像表示素子から提供される映像を光学デバイスを介して観察することができるのと同時に、光学デバイスを介してシースルーで外界像を観察することもできる。 An image display apparatus according to the present invention includes the above-described optical device according to the present invention and an image display element that displays an image and provides the image to the optical device. With this configuration, the observer can observe the image provided from the image display element through the optical device, and at the same time, can also observe the outside world image through the optical device.

なお、前記透明基材の観察者の目に対向する面に対して、前記ホログラムが傾斜していることが好ましい。光学的な自由度が大きく、ホログラムでの反射を正反射に近い角度とすることができる。その結果、観察者は高効率で光学的によく収差補正された映像を観察することができる。 In addition, it is preferable that the hologram is inclined with respect to a surface of the transparent substrate facing the eyes of an observer. Optical freedom is large, and reflection on the hologram can be made an angle close to regular reflection. As a result, the observer can observe a highly efficient and optically corrected image.

前記ホログラムは、体積位相型の反射型ホログラムであることが望ましい。この場合、映像表示素子から提供される映像光を上記ホログラムにて観察者の方向に反射させることにより、観察者に虚像を観察させることができる。しかも、体積位相型の反射型ホログラムは、外界像の光の透過率が高いので、観察者は外界像を明瞭に観察することができる。 The hologram is preferably a volume phase reflection hologram. In this case, by reflecting the image light provided from the image display element in the direction of the observer with the hologram, the observer can observe a virtual image. Moreover, since the volume phase reflection hologram has a high light transmittance of the external image, the observer can clearly observe the external image.

また、前記ホログラムは、前記映像表示素子から提供される映像と外界像とを同時に観察者の目に導くコンバイナであってもよい。この場合、観察者は、上記ホログラムを介して、映像表示素子から提供される映像と外界像とを同時に観察することができる。 The hologram may be a combiner that simultaneously guides an image provided from the image display element and an external image to the eyes of an observer. In this case, the observer can simultaneously observe the image provided from the image display element and the external image via the hologram.

また、上記光学デバイスは、上記映像表示素子に表示される映像を拡大して観察者の目に虚像として導く接眼光学系を構成していてもよい。この場合、観察者は、映像表示素子に表示される映像を虚像として十分に視認することができる。また、接眼光学系は、映像表示素子の表示映像を拡大虚像として観察者に提供するので、接眼光学系を構成する光学デバイスの小型化、軽量化が可能となり、映像表示装置の小型化、軽量化が可能となる。 The optical device may constitute an eyepiece optical system that enlarges an image displayed on the image display element and guides the image as a virtual image to an observer. In this case, the observer can sufficiently visually recognize the video displayed on the video display element as a virtual image. In addition, the eyepiece optical system provides the viewer with the display image of the image display element as an enlarged virtual image, so the optical device constituting the eyepiece optical system can be made smaller and lighter, and the image display device can be made smaller and lighter. Can be realized.

また、上記接眼光学系は、非軸対称な（正の）光学パワーを有していることが望ましい。この場合、接眼光学系を小型にしても、良好に収差補正された映像を観察者に提供することができる。 The eyepiece optical system preferably has non-axisymmetric (positive) optical power. In this case, even if the eyepiece optical system is downsized, it is possible to provide an observer with an image that has been favorably corrected for aberrations.

また、上記光学デバイスの透明基材は、上記映像表示素子から提供される映像の光を内部で全反射させて上記ホログラムに導く構成が望ましい。この構成によれば、映像表示素子から提供される映像光を無駄なく利用して、観察者に明るい映像を提供することができる。また、映像表示素子を光学デバイスから離れた位置に配置することも可能となり、観察者の外界に対する視野を広く確保することができる。 The transparent substrate of the optical device preferably has a configuration in which the image light provided from the image display element is totally reflected inside and guided to the hologram. According to this configuration, it is possible to provide a bright image to the observer by using the image light provided from the image display element without waste. In addition, it is possible to dispose the image display element at a position away from the optical device, and a wide field of view of the observer with respect to the outside world can be secured.

本発明のヘッドマウントディスプレイは、上述した映像表示装置と、上記映像表示装置を観察者の眼前で支持する支持手段とを備えていることを特徴としている。この構成によれば、映像表示装置が支持手段によって観察者の眼前で支持されるので、観察者は、ハンズフリーとなり、外界像と映像表示素子での表示映像を同時に観察しながら、空いた手で所望の作業を行うことができる。また、観察者の観察方向が一方向に定まるので、観察者は暗環境でも表示映像を探しやすいという利点もある。 A head-mounted display according to the present invention includes the above-described video display device and support means for supporting the video display device in front of an observer's eyes. According to this configuration, since the video display device is supported by the support means in front of the observer's eyes, the observer becomes hands-free and has a free hand while simultaneously observing the external image and the video displayed on the video display element. The desired work can be performed. In addition, since the observation direction of the observer is determined in one direction, there is an advantage that the observer can easily search for a display image even in a dark environment.

本発明によれば、一方の透明基材と他方の透明基材との接合面にホログラムが設けられていることにより、接合面を介して外界像をシースルーで観察者に提供しつつ、ホログラムの機能も併せ持つ光学デバイスが得られ、その接合面はホログラム側から粘着剤、接着剤の順で接合することにより、ホログラムの特性を劣化させず、透明基材の接合面に気泡の混入がなく、透明基材同士を高い接着強度で接合することができる。 According to the present invention, the hologram is provided on the joint surface between one transparent base material and the other transparent base material, so that an external image is seen through the joint surface to the observer while An optical device that also has a function is obtained, and the bonding surface is bonded in the order of adhesive and adhesive from the hologram side, so that the characteristics of the hologram are not deteriorated, and there is no mixing of bubbles on the bonding surface of the transparent substrate, Transparent substrates can be joined with high adhesive strength.

本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。図１（ａ）は、本実施形態に係るヘッドマウントディスプレイ（以下、ＨＭＤと略称する）の概略の構成を示す平面図であり、図１（ｂ）は、ＨＭＤの側面図であり、図１（ｃ）は、ＨＭＤの正面図である。ＨＭＤは、映像表示装置１と、それを支持する支持手段２とを有しており、全体として、一般の眼鏡から一方（例えば左目用）のレンズを取り除いたような外観となっている。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a plan view showing a schematic configuration of a head mounted display (hereinafter abbreviated as HMD) according to the present embodiment, and FIG. 1B is a side view of the HMD. (C) is a front view of HMD. The HMD has an image display device 1 and a support means 2 that supports the image display device 1, and as a whole has an appearance in which one lens (for example, for the left eye) is removed from general glasses.

映像表示装置１は、観察者に外界像をシースルーで観察させるとともに、映像を表示して観察者にそれを虚像として提供するものである。図１（ｃ）で示す映像表示装置１において、眼鏡の右目用レンズに相当する部分は、後述する２つの透明基材２２・２３（図３参照）の貼り合わせによって構成されている。なお、映像表示装置１の詳細な構成については後述する。 The video display device 1 allows an observer to observe an outside world image with see-through, displays an image, and provides it to the observer as a virtual image. In the video display device 1 shown in FIG. 1C, the portion corresponding to the right eye lens of the glasses is configured by bonding two transparent base materials 22 and 23 (see FIG. 3) described later. The detailed configuration of the video display device 1 will be described later.

支持手段２は、映像表示装置１を観察者の眼前（例えば右目の前）で支持するものであり、ブリッジ３と、フレーム４と、テンプル５と、鼻当て６と、ケーブル７とを有している。なお、フレーム４、テンプル５および鼻当て６は、左右一対設けられているが、これらを左右で区別する場合は、右フレーム４Ｒ、左フレーム４Ｌ、右テンプル５Ｒ、左テンプル５Ｌ、右鼻当て６Ｒ、左鼻当て６Ｌのように表現するものとする。 The support unit 2 supports the video display device 1 in front of the observer's eyes (for example, in front of the right eye), and includes a bridge 3, a frame 4, a temple 5, a nose pad 6, and a cable 7. ing. The frame 4, the temple 5 and the nose pad 6 are provided as a pair on the left and right sides. However, when these are distinguished from each other, the right frame 4R, the left frame 4L, the right temple 5R, the left temple 5L, and the right nose pad 6R. The left nose pad 6L is expressed.

映像表示装置１の一端は、ブリッジ３に支持されている。このブリッジ３は、映像表示装置１のほかにも左フレーム４Ｌおよび鼻当て６を支持している。左フレーム４Ｌは、左テンプル５Ｌを回動可能に支持している。一方、映像表示装置１の他端は、右フレーム４Ｒに支持されている。右フレーム４Ｒにおいて映像表示装置１の支持側とは反対側の端部は、右テンプル５Ｒを回動可能に支持している。ケーブル７は、外部信号（例えば映像信号、制御信号）や電力を映像表示装置１に供給するための配線であり、右フレーム４Ｒおよび右テンプル５Ｒに沿って設けられている。 One end of the video display device 1 is supported by the bridge 3. The bridge 3 supports the left frame 4 </ b> L and the nose pad 6 in addition to the video display device 1. The left frame 4L supports the left temple 5L so as to be rotatable. On the other hand, the other end of the video display device 1 is supported by the right frame 4R. An end of the right frame 4R opposite to the support side of the video display device 1 supports the right temple 5R so as to be rotatable. The cable 7 is a wiring for supplying an external signal (for example, a video signal and a control signal) and power to the video display device 1 and is provided along the right frame 4R and the right temple 5R.

観察者がＨＭＤを使用するときは、右テンプル５Ｒおよび左テンプル５Ｌを観察者の右側頭部および左側頭部に接触させるとともに、鼻当て６を観察者の鼻に当て、一般の眼鏡をかけるようにＨＭＤを観察者の頭部に装着する。この状態で、映像表示装置１にて映像を表示すると、観察者は、映像表示装置１の映像を虚像として観察することができるとともに、この映像表示装置１を介して外界像をシースルーで観察することができる。 When the observer uses the HMD, the right temple 5R and the left temple 5L are brought into contact with the right and left heads of the observer, and the nose pad 6 is put on the nose of the observer so as to wear general glasses. The HMD is attached to the observer's head. In this state, when an image is displayed on the image display device 1, the observer can observe the image on the image display device 1 as a virtual image, and also observes the outside world image through the image display device 1 in a see-through manner. be able to.

なお、ＨＭＤは、映像表示装置１を１個だけ備えたものには限られない。例えば、図２（ａ）は、ＨＭＤの他の構成を示す平面図であり、図２（ｂ）は、上記ＨＭＤの側面図であり、図２（ｃ）は、上記ＨＭＤの正面図である。これらの図に示すように、ＨＭＤは、観察者の両目の前に配置される２個の映像表示装置１を備えた構成であってもよい。この場合、左目の前に配置される映像表示装置１は、ブリッジ３と左フレーム４Ｌとによってその間で支持される。また、ケーブル７は、両方の映像表示装置１と接続され、ケーブル７を介して外部信号等が両方の映像表示装置１に供給される。 The HMD is not limited to the one provided with only one video display device 1. For example, FIG. 2A is a plan view showing another configuration of the HMD, FIG. 2B is a side view of the HMD, and FIG. 2C is a front view of the HMD. . As shown in these drawings, the HMD may be configured to include two video display devices 1 arranged in front of both eyes of the observer. In this case, the video display device 1 arranged in front of the left eye is supported between the bridge 3 and the left frame 4L. The cable 7 is connected to both the video display apparatuses 1, and an external signal or the like is supplied to both the video display apparatuses 1 through the cable 7.

次に、上述した映像表示装置１の詳細について説明する。図３は、映像表示装置１の概略の構成を示す断面図である。映像表示装置１は、映像表示素子１１と、接眼光学系２１とで構成されている。 Next, details of the above-described video display device 1 will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the video display device 1. The video display device 1 includes a video display element 11 and an eyepiece optical system 21.

映像表示素子１１は、光源１２と、一方向拡散板１３と、集光レンズ１４と、ＬＣＤ１５とを有している。なお、光源１２と、一方向拡散板１３と、集光レンズ１４とで、ＬＣＤ１５を照明する照明光学系が構成されている。 The video display element 11 includes a light source 12, a unidirectional diffuser plate 13, a condenser lens 14, and an LCD 15. The light source 12, the unidirectional diffuser plate 13, and the condenser lens 14 constitute an illumination optical system that illuminates the LCD 15.

光源１２は、中心波長が例えば４６５ｎｍ、５２０ｎｍ、６３５ｎｍとなる３つの波長帯域の光を発するＲＧＢ一体型のＬＥＤで構成されている。なお、光源１２は、白色光を発する白色光源であっても構わない。 The light source 12 is composed of an RGB-integrated LED that emits light in three wavelength bands whose central wavelengths are, for example, 465 nm, 520 nm, and 635 nm. The light source 12 may be a white light source that emits white light.

一方向拡散板１３は、光源１２からの照明光を拡散させるものであるが、その拡散度は、方向によって異なっている。より詳細には、一方向拡散板１３は、ＨＭＤを観察者が装着したときの左右方向に対応する方向（図３の紙面に垂直な方向）には、入射光を約４０゜拡散させ、ＨＭＤを観察者が装着したときの上下方向（図３の紙面に平行な方向）には、入射光を約２゜拡散させる。 The unidirectional diffuser plate 13 diffuses the illumination light from the light source 12, but the degree of diffusion differs depending on the direction. More specifically, the unidirectional diffuser plate 13 diffuses incident light by about 40 ° in a direction corresponding to the left-right direction when the HMD is worn by an observer (a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 3). Is diffused by about 2 ° in the up-down direction (direction parallel to the paper surface of FIG. 3) when the observer wears.

集光レンズ１４は、一方向拡散板１３にて拡散された光を集光するものである。集光レンズ１４は、上記拡散光が効率よく光学瞳Ｅを形成するように配置されている。ＬＣＤ１５は、映像信号に基づいて入射光を変調することにより、映像を表示する表示手段である。 The condensing lens 14 condenses the light diffused by the unidirectional diffusion plate 13. The condenser lens 14 is disposed so that the diffused light efficiently forms the optical pupil E. The LCD 15 is display means for displaying an image by modulating incident light based on the image signal.

一方、接眼光学系２１は、２つの透明基材２２・２３と、ホログラム２４とを有している。この接眼光学系２１は、透明基材２２・２３の接合面を介して外界像がシースルーで観察される光学デバイスを構成しているとともに、映像表示素子１１に表示される映像を拡大して観察者の目に虚像として導く光学デバイスを構成している。これにより、接眼光学系２１を構成する光学デバイスの小型化、軽量化が可能となり、映像表示装置１の小型化、軽量化が可能となる。また、接眼光学系２１は、非軸対称な正の光学パワーを有しており、内部に入射した映像光が良好に収差補正される。 On the other hand, the eyepiece optical system 21 has two transparent base materials 22 and 23 and a hologram 24. This eyepiece optical system 21 constitutes an optical device in which an external image is observed through through the joint surfaces of the transparent base materials 22 and 23, and enlarges and observes an image displayed on the image display element 11. This constitutes an optical device that guides the person's eyes as a virtual image. As a result, the optical device constituting the eyepiece optical system 21 can be reduced in size and weight, and the video display device 1 can be reduced in size and weight. Further, the eyepiece optical system 21 has a non-axisymmetric positive optical power, and the image light incident on the inside is favorably corrected for aberration.

透明基材２２・２３は、プラスチック（例えばアクリル系樹脂やポリカーボネート）で構成されており、これらは粘着剤２６と接着剤２５（例えば図８参照）で接合されている。このときの透明基材２２は、平行平板の下端部を下端に近くなるほど薄くして楔状にし、その上端部を上端に近くなるほど厚くした形状で構成されている。透明基材２３は、平行平板の上端部を透明基材２２の下端部に沿った形状とすることによって、透明基材２２と一体となって略平行平板となるように構成されている。 The transparent base materials 22 and 23 are made of plastic (for example, acrylic resin or polycarbonate), and these are joined by an adhesive 26 and an adhesive 25 (for example, see FIG. 8). The transparent base material 22 at this time is formed in a shape in which the lower end portion of the parallel plate is thinned toward the lower end so as to be wedge-shaped, and the upper end portion thereof is thickened toward the upper end. The transparent base material 23 is configured to be a substantially parallel flat plate integrated with the transparent base material 22 by forming the upper end portion of the parallel flat plate along the lower end portion of the transparent base material 22.

例えば、透明基材２２に透明基材２３を接合させない場合、外界像の光が透明基材２２の楔状の下端部を透過するときに屈折するので、透明基材２２を介して観察される外界像に歪みが生じる。しかし、透明基材２２に透明基材２３を接合させて、透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面が同一面を形成するように、一体的な略平行平板を形成することで、外界像の光が透明基材２２の楔状の下端部を透過するときの屈折を透明基材２３でキャンセルすることができる。その結果、シースルーで観察される外界像に歪みが生じるのを防止することができる。 For example, when the transparent base material 23 is not bonded to the transparent base material 22, the external world image is refracted when passing through the wedge-shaped lower end portion of the transparent base material 22, so that the external environment observed through the transparent base material 22 is used. The image is distorted. However, the transparent base material 23 is joined to the transparent base material 22, and an integral substantially parallel flat plate is formed so that the surfaces of the transparent base materials 22 and 23 facing the eyes of the observer form the same surface. Thus, the refraction when the light of the external image is transmitted through the wedge-shaped lower end portion of the transparent base material 22 can be canceled by the transparent base material 23. As a result, it is possible to prevent distortion in the external image observed through the see-through.

なお透明基材２２・２３は、曲率を有する矯正眼鏡レンズとしてもよい。この場合も透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面が同一面を形成するように一体的に形成する。 The transparent base materials 22 and 23 may be a correction spectacle lens having a curvature. Also in this case, the transparent base materials 22 and 23 are integrally formed so that the surfaces facing the eyes of the observer form the same surface.

ホログラム２４は、特定の入射角で入射する例えば４６５±１０ｎｍ、５２０±１０ｎｍ、６３５±１０ｎｍの３つの波長帯域の光を回折させる体積位相型の反射型ホログラムで構成されている。反射型ホログラムは、外界光の透過率が高く、透明性も高い。ホログラム２４は、透明基材２２の下端部の傾斜面に貼り付けられており、この結果、透明基材２２・２３で挟まれている。このホログラム２４の透過率は、１０％以上に設定されている。 The hologram 24 is composed of a volume phase type reflection hologram that diffracts light in three wavelength bands, for example, 465 ± 10 nm, 520 ± 10 nm, and 635 ± 10 nm, which are incident at a specific incident angle. Reflective holograms have high external light transmittance and high transparency. The hologram 24 is affixed to the inclined surface at the lower end of the transparent base material 22, and as a result, is sandwiched between the transparent base materials 22 and 23. The transmittance of the hologram 24 is set to 10% or more.

このようにホログラム２４は、透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面に対して傾斜しているので、光学的な自由度が大きく、ホログラム２４での反射を正反射に近い角度とすることができる。その結果、観察者は高効率で光学的によく収差補正された映像を観察することができる。 Thus, since the hologram 24 is inclined with respect to the surface of the transparent base materials 22 and 23 facing the eyes of the observer, the optical freedom is large, and the reflection on the hologram 24 is close to regular reflection. It can be. As a result, the observer can observe a highly efficient and optically corrected image.

ここで、体積位相型の反射型ホログラムは、例えば、フォトポリマーのような感光材料を透明基材２２上に貼り付ける工程、これをレーザー光で露光する工程、紫外線照射による定着工程、ベイク処理工程、紫外線照射による接合工程などを経て形成される。 Here, the volume phase type reflection hologram includes, for example, a process of attaching a photosensitive material such as a photopolymer on the transparent substrate 22, a process of exposing the photosensitive material with a laser beam, a fixing process by ultraviolet irradiation, and a baking process. It is formed through a bonding process by ultraviolet irradiation.

このような映像表示装置１の構成により、映像表示素子１１の光源１２から出射された光は、一方向拡散板１３にて拡散され、集光レンズ１４にて集光されてＬＣＤ１５に入射する。ＬＣＤ１５に入射した光は、映像信号に基づいて変調され、映像光として出射される。このとき、ＬＣＤ１５には、その映像自体が表示される。 With such a configuration of the video display device 1, the light emitted from the light source 12 of the video display element 11 is diffused by the unidirectional diffusion plate 13, condensed by the condenser lens 14, and enters the LCD 15. The light incident on the LCD 15 is modulated based on the video signal and emitted as video light. At this time, the image itself is displayed on the LCD 15.

ＬＣＤ１５からの映像光は、接眼光学系２１の透明基材２２の内部にその上端面から入射し、対向する２つの面で複数回全反射されて、ホログラム２４に入射する。ホログラム２４に入射した光は、反射されて光学瞳Ｅに達する。光学瞳Ｅの位置では、観察者は、ＬＣＤ１５に表示された映像の拡大虚像を観察することができる。光学瞳Ｅから虚像までの距離は数ｍ程度であり、また、虚像の大きさはＬＣＤ１５に表示された映像の１０倍以上である。 The image light from the LCD 15 enters the inside of the transparent base material 22 of the eyepiece optical system 21 from its upper end surface, is totally reflected a plurality of times by two opposing surfaces, and enters the hologram 24. The light incident on the hologram 24 is reflected and reaches the optical pupil E. At the position of the optical pupil E, the observer can observe an enlarged virtual image of the image displayed on the LCD 15. The distance from the optical pupil E to the virtual image is about several meters, and the size of the virtual image is 10 times or more that of the image displayed on the LCD 15.

一方、透明基材２２・２３およびホログラム２４は、外界からの光をほとんど全て透過させるので、観察者は外界像を観察することができる。したがって、ＬＣＤ１５に表示された映像の虚像は、外界像の一部に重なって観察されることになる。以上のことから、ホログラム２４は、映像表示素子１１から提供される映像と外界像とを同時に観察者の目に導くコンバイナとして機能していると言える。 On the other hand, since the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24 transmit almost all the light from the outside, the observer can observe the outside world image. Therefore, the virtual image of the image displayed on the LCD 15 is observed while overlapping with a part of the external image. From the above, it can be said that the hologram 24 functions as a combiner that simultaneously guides the image provided from the image display element 11 and the external image to the eyes of the observer.

以上のように、映像表示装置１では、ＬＣＤ１５から出射される映像光を、透明基材２２内での全反射によってホログラム２４に導く構成としている。これにより、映像表示素子１１から提供される映像光を無駄なく利用して、観察者に明るい映像を提供することができる。また、映像表示素子１１を観察者の眼の直前から大きく離れた位置に配置することができ、観察者の外界に対する視野を広く確保することができる。また、通常の眼鏡レンズと同様に透明基材２２・２３の厚さを３ｍｍ程度にすることができ、映像表示装置１を小型化、軽量化することができる。 As described above, the video display device 1 is configured to guide the video light emitted from the LCD 15 to the hologram 24 by total reflection in the transparent substrate 22. Thereby, it is possible to provide a bright image to the observer by using the image light provided from the image display element 11 without waste. Further, the video display element 11 can be disposed at a position far away from immediately before the eyes of the observer, and a wide field of view of the observer with respect to the outside world can be secured. Moreover, the thickness of the transparent base materials 22 and 23 can be set to about 3 mm similarly to a normal spectacle lens, and the video display device 1 can be reduced in size and weight.

また、ホログラム２４は、上述したように特定入射角の特定波長の光のみを回折させるので、透明基材２２・２３およびホログラム２４を透過する外界像の光に影響を与えることがない。それゆえ、観察者は、透明基材２２・２３およびホログラム２４を介して外界像を通常通り観察することができる。また、ホログラム２４の透過率は、１０％以上に設定されているので、観察者は透明基材２２・２３およびホログラム２４を介して外界像を十分に観察することができる。 In addition, since the hologram 24 diffracts only light having a specific wavelength at a specific incident angle as described above, it does not affect the light of the external image transmitted through the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24. Therefore, the observer can observe the external image as usual through the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24. Further, since the transmittance of the hologram 24 is set to 10% or more, the observer can sufficiently observe the external image through the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24.

次に、他の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係るＨＭＤの概略の構成を示す平面図である。上記の実施の形態と同様の部材には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。ＨＭＤは、観察者の両目の横に配置される２個の映像表示装置１と、それを支持する支持手段２とを有している。 Next, another embodiment will be described. FIG. 4 is a plan view showing a schematic configuration of the HMD according to the present embodiment. The same members as those in the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. The HMD has two video display devices 1 arranged beside the eyes of the observer and support means 2 for supporting them.

支持手段２は、映像表示素子１１を観察者の両目の横で支持し、接眼光学系２１を観察者の眼前で支持するものであり、ブリッジ３と、フレーム４と、テンプル５とを有している。 The support means 2 supports the image display element 11 next to both eyes of the observer and supports the eyepiece optical system 21 in front of the eyes of the observer, and includes a bridge 3, a frame 4, and a temple 5. ing.

映像表示素子１１はテンプル５に支持され、接眼光学系２１の一端は、ブリッジ３に支持され、他端はフレーム４に支持されている。フレーム４は、テンプル５を回動可能に支持している。 The video display element 11 is supported by the temple 5, one end of the eyepiece optical system 21 is supported by the bridge 3, and the other end is supported by the frame 4. The frame 4 supports the temple 5 in a rotatable manner.

観察者がＨＭＤを使用するときは、ＨＭＤを観察者の頭部に装着する。この状態で、映像表示装置１にて映像を表示すると、観察者は、映像表示装置１の映像を虚像として観察することができるとともに、この映像表示装置１を介して外界像をシースルーで観察することができる。 When the observer uses the HMD, the HMD is attached to the observer's head. In this state, when an image is displayed on the image display device 1, the observer can observe the image on the image display device 1 as a virtual image, and also observes the outside world image through the image display device 1 in a see-through manner. be able to.

次に、上述した映像表示装置１の詳細について説明する。映像表示素子１１は、光源１２と、反射型ＬＣＤ１６とを有している。反射型ＬＣＤ１６は、光源１２からの光を半透過反射面１６ａで反射し、液晶で映像信号に基づいて入射光を変調し、像面１６ｂに映像を表示する表示手段である。一方、接眼光学系２１は、上記の実施形態と同様に２つの透明基材２２・２３と、ホログラム２４とを有している。 Next, details of the above-described video display device 1 will be described. The video display element 11 includes a light source 12 and a reflective LCD 16. The reflective LCD 16 is a display unit that reflects light from the light source 12 on the semi-transmissive reflective surface 16a, modulates incident light based on a video signal with liquid crystal, and displays an image on the image surface 16b. On the other hand, the eyepiece optical system 21 has two transparent base materials 22 and 23 and a hologram 24 as in the above embodiment.

このような映像表示装置１の構成により、映像表示素子１１の光源１２から出射された光は、半透過反射面１６ａで反射し、液晶で映像信号に基づいて変調され、像面１６ｂで映像光として反射され、半透過反射面１６ａを透過する。透過した映像光は、入射面２２ｇに斜入射し、透明基材２２で屈折し、ホログラム２４に入射する。ホログラム２４に入射した映像光は、光学瞳Ｅに向けて回折され、コリメートされる。光学瞳Ｅの位置では、観察者は、像面１６ｂに表示された映像の拡大虚像を観察することができる。光学瞳Ｅから虚像までの距離は数ｍ程度であり、また、虚像の大きさは像面１６ｂに表示された映像の１０倍以上である。なお、映像光は、入射面に対してＰ型偏光になるように偏光方向が設定されている。 With such a configuration of the video display device 1, the light emitted from the light source 12 of the video display element 11 is reflected by the semi-transmissive reflection surface 16a, modulated by the liquid crystal based on the video signal, and image light by the image surface 16b. And is transmitted through the transflective surface 16a. The transmitted image light is incident obliquely on the incident surface 22g, is refracted by the transparent substrate 22, and is incident on the hologram 24. The image light incident on the hologram 24 is diffracted toward the optical pupil E and collimated. At the position of the optical pupil E, the observer can observe an enlarged virtual image of the video displayed on the image plane 16b. The distance from the optical pupil E to the virtual image is about several meters, and the size of the virtual image is 10 times or more of the image displayed on the image plane 16b. Note that the polarization direction of the image light is set so as to be P-type polarized light with respect to the incident surface.

ホログラム２４は、特定入射角の特定波長の光のみを回折させるので、透明基材２２・２３およびホログラム２４を透過する外界像の光に影響を与えることがない。それゆえ、観察者は、透明基材２２・２３およびホログラム２４を介して外界像を通常通り観察することができる。また、ホログラム２４の透過率は、１０％以上に設定されているので、観察者は透明基材２２・２３およびホログラム２４を介して外界像を十分に観察することができる。 Since the hologram 24 diffracts only light of a specific wavelength at a specific incident angle, it does not affect the light of the external image transmitted through the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24. Therefore, the observer can observe the external image as usual through the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24. Further, since the transmittance of the hologram 24 is set to 10% or more, the observer can sufficiently observe the external image through the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24.

なお図４の透明基材２２・２３は、曲率を有する矯正眼鏡レンズとしてもよい。図５に、矯正眼鏡レンズを採用した場合のＨＭＤの光学系の平面図を示す。この場合も透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面が同一面を形成するように一体的に形成する。透明基材２２・２３の曲率により、観察者の瞳に対して視力が矯正される。 In addition, the transparent base materials 22 and 23 of FIG. 4 are good also as a correction spectacle lens which has a curvature. FIG. 5 shows a plan view of the optical system of the HMD when the correcting eyeglass lens is adopted. Also in this case, the transparent base materials 22 and 23 are integrally formed so that the surfaces facing the eyes of the observer form the same surface. Due to the curvature of the transparent base materials 22 and 23, the visual acuity is corrected with respect to the pupil of the observer.

また図４の透明基材２２・２３の接合面は曲率を有してもよい。図６に、接合面が湾曲した透明基材２２・２３を採用した場合のＨＭＤの光学系の平面図を示す。透明基材２２の接合面が滑らかに膨らんだ曲面で構成され、これに対応して透明基材２３の接合面が滑らかにへこんだ曲面で構成されている。この接合面に設けられたホログラム２４も接合面に沿って湾曲している。これにより、映像光のホログラム２４への入射角が小さくなる。特にホログラム２４の端における入射角が小さくなることにより、観察される映像が端まで鮮明になる。 Moreover, the joint surface of the transparent base materials 22 and 23 of FIG. 4 may have a curvature. FIG. 6 shows a plan view of the optical system of the HMD when the transparent base materials 22 and 23 having a curved joint surface are employed. The joining surface of the transparent base material 22 is composed of a curved surface that swells smoothly, and the joining surface of the transparent base material 23 is composed of a curved surface that is smoothly dented correspondingly. The hologram 24 provided on the joint surface is also curved along the joint surface. Thereby, the incident angle of the image light on the hologram 24 is reduced. In particular, when the incident angle at the end of the hologram 24 is reduced, the observed image becomes clear to the end.

次に、図３の接眼光学系２１を例に透明基材２２・２３の接合部について説明する。図７（ａ）は、透明基材２２の平面図を示し、図７（ｂ）は、透明基材２２の正面図を示している。また、図７（ｃ）は、透明基材２３の平面図を示し、図７（ｄ）は、透明基材２３の正面図を示している。さらに、図７（ｅ）は、透明基材２２・２３を接合させた接眼光学系２１の平面図を示している。 Next, the joint part of the transparent base materials 22 and 23 will be described taking the eyepiece optical system 21 of FIG. 3 as an example. FIG. 7A shows a plan view of the transparent base material 22, and FIG. 7B shows a front view of the transparent base material 22. FIG. 7C shows a plan view of the transparent base material 23, and FIG. 7D shows a front view of the transparent base material 23. Furthermore, FIG.7 (e) has shown the top view of the eyepiece optical system 21 to which the transparent base materials 22 * 23 were joined.

透明基材２２は、全体として略四角錐台の形状をしており、その上面および下面は、４つの側面で連結されている。この４つの側面は、図７（ａ）の平面図において、上面を中心として反時計回りに配置される面２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄで構成されている。これらの面２２ａ・２２ｂ・２２ｃ・２２ｄは、その法線方向が互いに異なっている。また、これらのうちの一側面（例えば面２２ｄ）には、上記上面よりも上方に突出する突出部２２ｅが形成されている。また、ホログラム２４は、透明基材２２の例えば面２２ｂに貼り付けられている。 The transparent base material 22 has a substantially quadrangular pyramid shape as a whole, and its upper surface and lower surface are connected by four side surfaces. These four side surfaces are composed of surfaces 22a, 22b, 22c, and 22d arranged counterclockwise around the upper surface in the plan view of FIG. These surfaces 22a, 22b, 22c, and 22d have mutually different normal directions. Further, a protruding portion 22e protruding upward from the upper surface is formed on one side surface (for example, the surface 22d) of these. The hologram 24 is attached to, for example, the surface 22b of the transparent substrate 22.

一方、透明基材２３は、透明基材２２が接合することで平行平板が形成されるような形状となっている。つまり、透明基材２３は、平行平板から透明基材２２の形状をくり抜いた形状をしている。ここで、透明基材２３において、透明基材２２と接合したときに、透明基材２２の面２２ａ・２２ｂ・２２ｃと対向する面を、それぞれ２３ａ・２３ｂ・２３ｃと称することにする。これらの面２３ａ・２３ｂ・２３ｃは、その法線方向が互いに異なっている。 On the other hand, the transparent base material 23 has such a shape that a parallel flat plate is formed by joining the transparent base material 22. That is, the transparent base material 23 has a shape obtained by cutting out the shape of the transparent base material 22 from a parallel plate. Here, in the transparent base material 23, the surfaces facing the surfaces 22a, 22b, and 22c of the transparent base material 22 when bonded to the transparent base material 22 are referred to as 23a, 23b, and 23c, respectively. The normal directions of these surfaces 23a, 23b, and 23c are different from each other.

このようにホログラム２４を貼り付けた一方の透明基材２２に他方の透明基材２３を、ホログラム２４を挟むように粘着剤２６と接着剤２５（図８参照）を介して接合することにより、図７（ｅ）に示すように、接眼光学系２１が形成される。この接眼光学系２１を用いることにより、透明基材２２・２３の接合面（面２２ａ・２２ｂ・２２ｃ、面２３ａ・２３ｂ・２３ｃ）を介して、シースルーで外界像を観察することが可能となる。 By joining the other transparent base material 23 to the one transparent base material 22 to which the hologram 24 is attached in this way via an adhesive 26 and an adhesive 25 (see FIG. 8) so as to sandwich the hologram 24, As shown in FIG. 7E, an eyepiece optical system 21 is formed. By using this eyepiece optical system 21, it is possible to observe an external image through the see-through through the joint surfaces (surfaces 22a, 22b, and 22c, surfaces 23a, 23b, and 23c) of the transparent base materials 22 and 23. .

また、透明基材２２の接合面は、法線方向の異なる複数の面（面２２ａ・２２ｂ・２２ｃ）を含んでおり、透明基材２３の接合面は、法線方向の異なる複数の面（面２３ａ・２３ｂ・２３ｃ）を含んでいる。これにより、透明基材２２の面２２ａ・２２ｂ・２２ｃには、互いに異なる方向に接着剤２５の接着力が働く。また、透明基材２３においても同様に、面２３ａ・２３ｂ・２３ｃには、互いに異なる方向に接着剤２５の接着力が働く。その結果、透明基材２２・２３同士の接着強度をさらに高めて、破壊に対してより強くすることができる。 Moreover, the joint surface of the transparent base material 22 includes a plurality of surfaces (surfaces 22a, 22b, and 22c) having different normal directions, and the joint surface of the transparent base material 23 includes a plurality of surfaces having different normal directions ( Surface 23a, 23b, 23c). Thereby, the adhesive force of the adhesive agent 25 acts on the surfaces 22a, 22b, and 22c of the transparent base material 22 in different directions. Similarly, in the transparent substrate 23, the adhesive force of the adhesive 25 acts on the surfaces 23a, 23b, and 23c in different directions. As a result, the adhesive strength between the transparent base materials 22 and 23 can be further increased to be stronger against breakage.

このような接合面が複数面あるような複雑な形状の場合、それぞれの面間隔を数ミクロンオーダーで均一に保つことは透明基材２２・２３を成形或いは削り加工する上で非常にコストがかかる。そこで、透明基材２２・２３を安価で簡単に成形した場合、各接合面どうしの間隔が、例えば、面２２ａと面２３ａ間で７０μｍ、面２２ｂと面２３ｂ間で１００μｍ、面２２ｃと面２３ｃ間で２００μｍのように、ばらつきが生じる。通常、接合面の場所によって間隔の差が１０μｍ以上である場合、流動性のない粘着シートのみで気泡なく密着して接合させることは難しい。接着剤を用いれば、その流動性により容易に密着して接合することができるが、接着剤２５とホログラム２４とが直接接触することで、接着剤中の低分子がホログラム２４へ浸透し、ホログラム２４にダメージを与える可能性がある。なお、接着剤とは、貼り合わせ前は流動性のある液体であり、その後、光照射や加熱などにより化学反応して硬化し、固体となって強く密着するものである。 In the case of a complicated shape having a plurality of such joint surfaces, it is very costly to form or scrape the transparent base materials 22 and 23 by keeping the distance between the surfaces uniform on the order of several microns. . Therefore, when the transparent base materials 22 and 23 are formed easily and inexpensively, the intervals between the bonding surfaces are, for example, 70 μm between the surfaces 22a and 23a, 100 μm between the surfaces 22b and 23b, and the surfaces 22c and 23c. Variation occurs between 200 μm. Usually, when the difference in the interval is 10 μm or more depending on the location of the joining surface, it is difficult to make a close contact without bubbles only with a non-fluid adhesive sheet. If an adhesive is used, it can be easily intimately bonded due to its fluidity. However, when the adhesive 25 and the hologram 24 are in direct contact, the low molecules in the adhesive penetrate into the hologram 24, and the hologram 24 may be damaged. The adhesive is a fluid liquid before bonding, and then hardens by being chemically reacted by light irradiation or heating to become a solid and strongly adhered.

そこで本発明では粘着剤を用いる。粘着剤とは、ゲル状の軟らかい固体であり、貼り合わせ前後において形態の変化を起こさず強く密着するものである。図８に図７（ｅ）のＡ−Ａ線断面図を示す。透明基材２２の面２２ｂに形成されたホログラム２４上に、粘着剤２６を貼り付け、更にその上及び接合面全体に接着剤２５を塗布し、透明基材２３を貼り合わせる。 Therefore, an adhesive is used in the present invention. The pressure-sensitive adhesive is a gel-like soft solid and adheres strongly without causing a change in form before and after bonding. FIG. 8 is a sectional view taken along line AA in FIG. An adhesive 26 is applied onto the hologram 24 formed on the surface 22b of the transparent substrate 22, and an adhesive 25 is applied to the entire surface and the bonding surface, and the transparent substrate 23 is bonded together.

この構成によると、ホログラム２４は粘着剤２６で覆われるのでその特性が劣化することはない。また透明基材２２・２３の接合面は接着剤２５で満たされるので気泡の混入がなくなる。更に、粘着剤２６はホログラム２４に強く密着するので透明基材２２・２３同士の接着強度が高い光学デバイスを提供することができる。 According to this configuration, since the hologram 24 is covered with the adhesive 26, its characteristics are not deteriorated. Further, since the joint surfaces of the transparent base materials 22 and 23 are filled with the adhesive 25, there is no mixing of bubbles. Furthermore, since the adhesive 26 is strongly adhered to the hologram 24, an optical device having a high adhesive strength between the transparent substrates 22 and 23 can be provided.

ここで、粘着剤２６はホログラム２４の表面を全て覆うことが望ましい。図９に、粘着剤２６でホログラム２４の表面を全て覆った場合の図７（ｅ）のＡ−Ａ線断面図を示す。ホログラム２４の側面まで粘着剤２６で覆うことにより、ホログラム２４が完全に粘着剤２６で覆われるのでより確実にその特性が劣化することはない。 Here, the adhesive 26 desirably covers the entire surface of the hologram 24. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 7E when the entire surface of the hologram 24 is covered with the adhesive 26. By covering the side surface of the hologram 24 with the adhesive 26, the hologram 24 is completely covered with the adhesive 26, so that the characteristics are not deteriorated more reliably.

なお、ホログラム２４を設ける透明基材２２・２３の接合面は、透明基材に対して平行であってもよいし、垂直であってもよい。この場合でも図８や図９と同様の層構成とすることができる。 In addition, the joint surface of the transparent base materials 22 and 23 on which the hologram 24 is provided may be parallel to or perpendicular to the transparent base material. Even in this case, the same layer structure as in FIGS.

粘着剤２６は、シート状であり、膜厚が３〜１００μｍである。シート状の粘着剤２６を用いることにより、取り扱いが容易となりホログラム２４へ簡単に貼り付けることができる。また膜厚を３μｍ以上にすることで、接合時に仮に接着剤２５が粘着剤２６に浸透してもホログラム２４まで到達することがなく、ホログラム２４へのダメージを防ぐことができる。一方、膜厚を１００μｍ以下にすることで、接合間隔を比較的狭くすることが可能となり、透過光の光学性能及び接合部の外観品質を向上させることができる。また接合部を通して外界像を観察する際、接合部による映像くずれを最小限に抑えることができる。また、透過率が９８％以上の粘着剤２６を用いることで、透明性が高い接合部を得ることができる。これにより、接合部を透過した光をロスなく利用でき、シースルーで明るさの低下が少ない外界像を観察することができる。 The pressure-sensitive adhesive 26 has a sheet shape and a film thickness of 3 to 100 μm. By using the sheet-like pressure-sensitive adhesive 26, it becomes easy to handle and can be easily attached to the hologram 24. Further, by setting the film thickness to 3 μm or more, even if the adhesive 25 permeates the pressure-sensitive adhesive 26 at the time of bonding, the hologram 24 is not reached and damage to the hologram 24 can be prevented. On the other hand, by setting the film thickness to 100 μm or less, the bonding interval can be made relatively narrow, and the optical performance of transmitted light and the appearance quality of the bonded portion can be improved. In addition, when observing an external image through the joint, it is possible to minimize image loss due to the joint. Further, by using the pressure-sensitive adhesive 26 having a transmittance of 98% or more, a highly transparent joint can be obtained. As a result, the light transmitted through the joint can be used without loss, and an external image with little see-through reduction can be observed.

勿論、粘着剤２６としては、溶媒・モノマーのような低分子成分を含有しないものを用いる。溶媒・モノマーのような低分子成分がホログラム２４に浸透すると、ホログラム２４の体積や屈折率が変化し、記録された干渉縞の間隔がくずれることにより、光学特性が劣化するからである。 Of course, the pressure-sensitive adhesive 26 is one that does not contain a low molecular component such as a solvent / monomer. This is because when a low molecular component such as a solvent / monomer penetrates into the hologram 24, the volume or refractive index of the hologram 24 changes, and the recorded interference fringe spacing is lost, thereby degrading the optical characteristics.

また、接着剤２５としては、紫外線硬化型接着剤を用いることが好ましい。一般的に、紫外線硬化型接着剤は、溶剤を含まず、収縮率が小さい接着剤であるので、ホログラム２４に与えるダメージが非常に小さい。また、紫外線硬化型接着剤は、熱硬化型接着剤のように硬化時に熱を必要としないので、透明基材２２・２３が例えばプラスチックからなる場合には特に有利である。また、紫外線照射により即座に硬化するので作業性が良好である。 Further, as the adhesive 25, it is preferable to use an ultraviolet curable adhesive. In general, since the ultraviolet curable adhesive does not contain a solvent and has a small shrinkage rate, damage to the hologram 24 is very small. In addition, since the ultraviolet curable adhesive does not require heat during curing unlike the thermosetting adhesive, it is particularly advantageous when the transparent substrates 22 and 23 are made of plastic, for example. Moreover, since it hardens | cures immediately by ultraviolet irradiation, workability | operativity is favorable.

また、透明基材２２・２３の屈折率と接着剤２５の屈折率との差が、０．０２以下であることが望ましい。接合に使用する接着剤２５の屈折率を透明基材２２・２３の屈折率と限りなく近づけることにより、接着剤２５と透明基材２２・２３との界面での光の屈折・散乱が少なくなり、観察者は接合部を通して外界像を問題なく視認することが可能となる。このような条件を満足する透明基材２２・２３と接着剤２５との組み合わせとしては、例えば、三菱レイヨン製のアクリペット（屈折率１．４９）と東亞合成社のLCR0628A（屈折率１．５０）とがある。 The difference between the refractive index of the transparent base materials 22 and 23 and the refractive index of the adhesive 25 is preferably 0.02 or less. By making the refractive index of the adhesive 25 used for bonding as close as possible to the refractive index of the transparent base materials 22 and 23, light refraction and scattering at the interface between the adhesive 25 and the transparent base materials 22 and 23 are reduced. The observer can visually recognize the external image through the joint without any problem. As a combination of the transparent base materials 22 and 23 and the adhesive 25 satisfying such conditions, for example, Mitsubishi Rayon acripet (refractive index 1.49) and Toagosei LCR0628A (refractive index 1.50). )

ところで、透明基材２２・２３としては、透明性・成型性に優れたアクリル系の材料を用い、ホログラム２４としては、優れた屈折率変化を示すアクリル系材料（アクリレート誘導体）からなるフォトポリマーを用いることが望ましい。そこで、このような材料で透明基材２２・２３およびホログラム２４を構成して光学デバイスを作製する場合、透明基材２２・２３を接合する接着剤２５及び粘着剤２６には、アクリル系の材料（アクリレート誘導体）を用いることが望ましい。 By the way, as the transparent base materials 22 and 23, an acrylic material having excellent transparency and moldability is used, and as the hologram 24, a photopolymer made of an acrylic material (acrylate derivative) showing an excellent refractive index change is used. It is desirable to use it. Therefore, when the transparent base materials 22 and 23 and the hologram 24 are made of such a material to produce an optical device, the adhesive 25 and the pressure-sensitive adhesive 26 for joining the transparent base materials 22 and 23 are acrylic materials. It is desirable to use (acrylate derivative).

より具体的には、透明基材２２・２３の材料としては、例えばメタクリル樹脂を含むもの（例えば三菱レイヨン製のアクリペット、旭化成社のデルペット）を用いることができる。また、ホログラム２４の材料（感光材料）としては、例えばポリメチルメタクリレート、フェノキシエチルアクリレート、クロロフェニルアクリレートを含むもの（例えばDuPont社のOmniDex）を用いることができる。この場合、接着剤２５としては、例えばアクリル変性オリゴマーを含むもの（例えば東亞合成社のLCR0628A）、テトラヒドロフルヒルメタクリレートを含むもの（例えばNorland Optical社のNOA68）、テトラヒドロフルヒルメタクリレート、置換エチルアクリレート、置換ウレタンアクリレートを含むもの（例えばNorland Optical社のNOA76）を用いることができる。また粘着剤２６としてはアクリル酸エステルポリマーを含むもの（例えば積水化学製両面テープ#5511、日東電工製両面テープCS9621）を用いることができる。 More specifically, as the material of the transparent base materials 22 and 23, for example, a material containing a methacrylic resin (for example, an acrypet manufactured by Mitsubishi Rayon, a Delpet manufactured by Asahi Kasei Corporation) can be used. As the material (photosensitive material) of the hologram 24, for example, a material containing polymethyl methacrylate, phenoxyethyl acrylate, or chlorophenyl acrylate (for example, OmniDex manufactured by DuPont) can be used. In this case, the adhesive 25 includes, for example, an acrylic modified oligomer (for example, LCR0628A from Toagosei Co., Ltd.), a tetrahydrofuruyl methacrylate (for example, NOA68 from Norland Optical), tetrahydrofuruyl methacrylate, substituted ethyl acrylate, Those containing a substituted urethane acrylate (for example, NOA76 from Norland Optical) can be used. As the adhesive 26, one containing an acrylate polymer (for example, Sekisui Chemical double-sided tape # 5511, Nitto Denko double-sided tape CS9621) can be used.

一般的に、材料の密着性（接着力）は、異種材料同士よりも同種の材料同士のほうが強い。したがって、ホログラム２４（感光材料）および透明基材２２・２３ともにアクリル系の材料を用いる場合には、接着剤２５及び粘着剤２６もアクリル系の材料を用いる方が、必然的にこれらをより強力に接合することが可能となる。 Generally, the same kind of material is stronger than the dissimilar material in terms of adhesion (adhesive force) of the material. Therefore, when an acrylic material is used for both the hologram 24 (photosensitive material) and the transparent base materials 22 and 23, it is inevitably stronger to use an acrylic material for the adhesive 25 and the adhesive 26. It becomes possible to join to.

ところで、各透明基材２２・２３の接合面が法線方向の異なる複数の面（面２２ａ・２２ｂ・２２ｃ、面２３ａ・２３ｂ・２３ｃ）を含んでいる構成について上述したが、接合面は１面のみであってもよい。 By the way, although the joint surface of each transparent base material 22 and 23 was mentioned above about the structure containing the several surface (surface 22a * 22b * 22c, surface 23a * 23b * 23c) from which a normal line direction differs, a joint surface is 1 Only the surface may be used.

例えば、図１０（ａ）は、透明基材２２の他の構成例を示す平面図であり、図１０（ｂ）は、透明基材２３の他の構成例を示す平面図であり、図１０（ｃ）は、透明基材２２・２３を接合させた接眼光学系２１の他の構成例を示す平面図である。透明基材２２の接合面は、面２２ｆの１面だけであり、透明基材２３の接合面は、面２３ｆの１面だけである。そして、透明基材２２・２３は、面２２ｆと面２３ｆとが対向するように接着剤２５及び粘着剤２６を介して接合され、これによって接眼光学系２１が構成されている。 For example, FIG. 10A is a plan view illustrating another configuration example of the transparent base material 22, and FIG. 10B is a plan view illustrating another configuration example of the transparent base material 23. (C) is a top view which shows the other structural example of the eyepiece optical system 21 to which the transparent base materials 22 and 23 were joined. The bonding surface of the transparent substrate 22 is only one surface 22f, and the bonding surface of the transparent substrate 23 is only one surface 23f. And the transparent base materials 22 and 23 are joined via the adhesive 25 and the adhesive 26 so that the surface 22f and the surface 23f may oppose, and the eyepiece optical system 21 is comprised by this.

この場合、面２２ｆと面２３ｆ間の隙間は、部品精度により例えば中央部（ホログラム２４付近）が約１００μｍ、両端部が約５０μｍなど、同一面であっても場所によって異なる。このように接合面を有する構成でも、粘着剤２６を用いることにより、強い密着力でホログラム２４を劣化させずに均一に接合することができる。 In this case, the gap between the surface 22f and the surface 23f varies depending on the location, even if they are on the same surface, such as about 100 μm at the center (near the hologram 24) and about 50 μm at both ends, depending on the component accuracy. Even in such a configuration having a bonding surface, by using the pressure-sensitive adhesive 26, the hologram 24 can be bonded uniformly with a strong adhesion without deteriorating.

このように本発明は、２つの透明基材間の接合部間隔が異なっている場合でも強い密着力でホログラム２４を劣化させずに均一に接合させることができるので、接合する２つの透明基材２２・２３の接合面の形状や面精度の自由度が増す。即ち、接合面の形状や面精度に制約が少ないため、透明基材２２・２３を射出成形や削り加工など様々な方法で成形可能となる。従って、非常に安価で容易に成形した材料を用いることができ、コストダウンという点でも有利である。上記の実施形態では透明基材２２・２３の接合面は、平面である場合について説明したが、これに限定されるわけではなく、例えば曲面であってもよい。 As described above, the present invention can uniformly join the hologram 24 without deteriorating the hologram 24 with a strong adhesive force even when the joint interval between the two transparent substrates is different. The degree of freedom of the shape and surface accuracy of the joining surfaces 22 and 23 is increased. That is, since there are few restrictions on the shape and surface accuracy of the joint surface, the transparent base materials 22 and 23 can be formed by various methods such as injection molding and cutting. Therefore, it is possible to use a material that is very inexpensive and easily molded, which is advantageous in terms of cost reduction. In the above embodiment, the case where the bonding surfaces of the transparent base materials 22 and 23 are flat has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be, for example, a curved surface.

次に、透明基材２２・２３の接合部の角度と応力との関係について説明する。図１１は透明基材２２・２３の接合部の断面図である。図１１（ａ）は透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面と接合面との角度が小さい場合の断面図であり、図１１（ｂ）は透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面と接合面との角度が大きい場合の断面図、図１１（ｃ）は透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面と接合面とが垂直である場合の断面図、図１１（ｄ）は透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面と接合面とが平行である場合の断面図である。図中の矢印は外部からの応力を示す。 Next, the relationship between the joint angle of the transparent base materials 22 and 23 and the stress will be described. FIG. 11 is a cross-sectional view of the joint portion of the transparent base materials 22 and 23. 11A is a cross-sectional view when the angle between the surface of the transparent base materials 22 and 23 facing the eyes of the observer and the joint surface is small, and FIG. 11B is an observation of the transparent base materials 22 and 23. FIG. 11C is a cross-sectional view when the angle between the surface facing the viewer's eyes and the bonding surface is large, and FIG. 11C shows the case where the surface facing the viewer's eyes of the transparent base materials 22 and 23 is perpendicular to the bonding surface. FIG. 11D is a cross-sectional view when the surface of the transparent base materials 22 and 23 facing the eyes of the observer is parallel to the bonding surface. The arrows in the figure indicate external stress.

図１１（ａ）において、透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面２２ｇ、２３ｇと接合面との角度は約３０°である。ここで、例えば面２３ｇに対して垂直方向に外部から応力Ｓが加わり、透明基材２２の反対側面２２ｈから応力Ｓを打ち消す応力Ｓ’が加わるとする。この応力Ｓは、ホログラム２４の接合面に対して平行方向の成分Ｓ₁とホログラム２４の接合面に対して垂直方向の成分Ｓ₂とに分けられる。 In FIG. 11A, the angle between the surfaces 22g and 23g of the transparent base materials 22 and 23 facing the eyes of the observer and the joint surface is about 30 °. Here, for example, it is assumed that a stress S is applied from the outside in a direction perpendicular to the surface 23 g and a stress S ′ that cancels the stress S is applied from the opposite side surface 22 h of the transparent substrate 22. The stress S is divided into a component S ₁ parallel to the joint surface of the hologram 24 and a component S ₂ perpendicular to the joint surface of the hologram 24.

この場合、成分Ｓ₁は接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を滑らせる方向にはたらくので、成分Ｓ₁よりも各層間の密着力が弱いと層間剥離が生じる。一方、成分Ｓ₂は接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を引き剥がす方向にはたらくので、成分Ｓ₂よりも各層間の密着力が弱いと層間剥離が生じる。 In this case, since the component S ₁ acts in a direction of sliding between layers of the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 of the joint, delamination and adhesion between the layers than component S ₁ is low occurs. On the other hand, since the component S ₂ acts in a direction to peel the respective layers of the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 of the joint, delamination and adhesion of each than component S ₂ layers is weak occurs.

図１１（ｂ）において、透明基材２２・２３の観察者の目に対向する面２２ｇ、２３ｇと接合面との角度は約６０°である。ここで図１１（ａ）と同様に、面２３ｇに応力Ｓが加わり、面２２ｈに応力Ｓ’が加わるとすると、応力Ｓは、ホログラム２４の接合面に対して平行方向の成分Ｓ₃とホログラム２４の接合面に対して垂直方向の成分Ｓ₄とに分けられる。このとき、成分Ｓ₃、Ｓ₄と成分Ｓ₁、Ｓ₂との関係は、Ｓ₃＞Ｓ₁、Ｓ₄＜Ｓ₂である。 In FIG.11 (b), the angle of the surfaces 22g and 23g which oppose the eyes of an observer of the transparent base materials 22 and 23, and a joining surface is about 60 degrees. 11A, if the stress S is applied to the surface 23g and the stress S ′ is applied to the surface 22h, the stress S includes the component S _{3 in the} direction parallel to the joint surface of the hologram 24 and the hologram. It is divided into a component S ₄ perpendicular to the 24 joint surfaces. At this time, the relationship between the components S ₃ and S ₄ and the components S ₁ and S ₂ is S ₃ > S ₁ and S ₄ <S ₂ .

また図１１（ｃ）において、図１１（ａ）と同様に、面２３ｇに応力Ｓが加わり、面２２ｈに応力Ｓ’が加わるとする。この場合、応力Ｓが接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を滑らせる方向にはたらくので、応力Ｓよりも各層間の密着力が弱いと層間剥離が生じる。一方、接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を引き剥がす方向には作用しない。 Further, in FIG. 11C, similarly to FIG. 11A, it is assumed that the stress S is applied to the surface 23g and the stress S 'is applied to the surface 22h. In this case, since the stress S acts in the direction of sliding between the layers of the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 at the joint, delamination occurs when the adhesion between the layers is weaker than the stress S. On the other hand, it does not act in the direction of peeling off the layers of the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 at the joint.

また図１１（ｄ）において、面２２ｇに応力Ｓが加わり、面２３ｈに応力Ｓ’が加わるとする。この場合、応力Ｓは接合面を押しつける方向に作用し、接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を滑らせる方向や接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を引き剥がす方向には作用しない。 In FIG. 11D, it is assumed that the stress S is applied to the surface 22g and the stress S 'is applied to the surface 23h. In this case, the stress S acts in the direction of pressing the joining surface, and the direction of sliding between the layers of the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 in the joint or the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 in the joint. It does not act in the direction of peeling each layer.

図１１（ａ）〜（ｄ）からわかるように、接合面の傾きが大きくなる程、接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を滑らせる方向に作用する力は大きくなる（Ｓ₁＜Ｓ₃＜Ｓ）。従って、各層間はこれらの滑らせる力よりも強く密着させなければならない。一方、接合面の傾きが小さくなる程、接合部のホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５の各層間を引き剥がす方向に作用する力は大きくなる（Ｓ₄＜Ｓ₂）。従って、各層間はこれらの引き剥がす力よりも強く密着させなければならない。但し、図１１（ｄ）のように接合面の傾きが０°であるか、０°に近い場合は、応力Ｓは接合面を押しつける方向に作用する。 As can be seen from FIGS. 11A to 11D, as the inclination of the joint surface increases, the force acting in the direction of sliding between the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 layers of the joint increases. (S ₁ <S ₃ <S). Therefore, each layer must be tightly attached more than these sliding forces. On the other hand, as the inclination of the bonding surface becomes smaller, the force acting in the direction of peeling off each layer of the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 at the bonding portion increases (S ₄ <S ₂ ). Therefore, it is necessary to make each layer adhere more strongly than these peeling forces. However, when the inclination of the joint surface is 0 ° or close to 0 ° as shown in FIG. 11D, the stress S acts in the direction of pressing the joint surface.

このことから、車のフロントガラス等にホログラムを埋め込むような場合、つまり図１１（ｄ）のような場合は、外部から応力を加えてもホログラムの接合面を滑らせたり引き剥がしたりする力が非常に弱いので、各層間の密着性をそれほど高める必要がない。また、フロントガラス等が枠にしっかりと固定されており、ホログラムの接合面に応力が加わりにくい用途であった。更に、ガラスを用いているので変形に強く、接合面を引き剥がすほどの大きな力が加わることは考えられない。従って、従来のようにホログラムと密着性の弱いバリア層などを用いることも可能である。 Therefore, in the case of embedding a hologram in a car windshield or the like, that is, in the case of FIG. 11 (d), the force to slide or peel off the bonded surface of the hologram even when stress is applied from the outside. Since it is very weak, it is not necessary to increase the adhesion between each layer so much. Further, since the windshield and the like are firmly fixed to the frame, it is an application in which stress is not easily applied to the bonded surface of the hologram. Furthermore, since glass is used, it is resistant to deformation, and it is impossible to apply such a large force as to peel off the joint surface. Therefore, it is also possible to use a barrier layer having a low adhesion to the hologram as in the conventional case.

これに対して、ＨＭＤやヘッドアップディスプレイ等、頭部搭載型装置にホログラムを埋め込むような場合、つまり図１１（ａ）、（ｂ）のような場合は、外部からの応力がホログラムの接合面を滑らせたり引き剥がしたりする方向に作用するので、各層間の密着性を高める必要がある。また、透明基材２２・２３はブリッジ３やフレーム４によって部分的に支持されているだけなので、頭部に装着した際にフレーム４やテンプル５や鼻当て６に加わる応力が、透明基材２２・２３の接合面にひねりや押しといった力として伝わる。更に、透明基材２２・２３の接合部が目の前に配置される構成となるため、目に対する安全性を確保しなければならず、接合部が剥離や破損してはならない。そこで、透明基材２２・２３としてはガラスよりもプラスチックが好まれる。しかし、プラスチックは変形や歪みが生じやすい。従って、頭部搭載型装置にホログラムを埋め込む場合は、本発明のように粘着剤２６を用いてホログラム２４／粘着剤２６／接着剤２５間の密着性を高くする必要がある。 On the other hand, when a hologram is embedded in a head-mounted device such as an HMD or a head-up display, that is, in the cases shown in FIGS. Since it acts in the direction of sliding or peeling, it is necessary to improve the adhesion between the layers. Further, since the transparent base materials 22 and 23 are only partially supported by the bridge 3 and the frame 4, stress applied to the frame 4, the temple 5, and the nose pad 6 when mounted on the head is used.・ It is transmitted to the joint surface of 23 as a force such as twisting and pushing. Furthermore, since it becomes the structure by which the junction part of the transparent base materials 22 and 23 is arrange | positioned in front of eyes, the safety | security with respect to eyes must be ensured and a junction part must not peel or break. Therefore, plastics are preferred over glass as the transparent base materials 22 and 23. However, plastic is prone to deformation and distortion. Therefore, when embedding a hologram in a head-mounted device, it is necessary to increase the adhesion between the hologram 24 / adhesive 26 / adhesive 25 using the adhesive 26 as in the present invention.

なお、上記の実施形態では、映像表示装置１をＨＭＤに適用した例について説明したが、例えばヘッドアップディスプレイに適用することも可能である。 In the above-described embodiment, the example in which the video display device 1 is applied to the HMD has been described. However, for example, the video display device 1 may be applied to a head-up display.

（ａ）は、本発明の実施の一形態に係るヘッドマウントディスプレイの概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、上記ヘッドマウントディスプレイの側面図であり、（ｃ）は、上記ヘッドマウントディスプレイの正面図である。(A) is a top view which shows the schematic structure of the head mounted display which concerns on one Embodiment of this invention, (b) is a side view of the said head mounted display, (c) is the said head It is a front view of a mount display. （ａ）は、上記ヘッドマウントディスプレイの他の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、上記ヘッドマウントディスプレイの側面図であり、（ｃ）は、上記ヘッドマウントディスプレイの正面図である。(A) is a top view which shows the other structure of the said head mounted display, (b) is a side view of the said head mounted display, (c) is a front view of the said head mounted display. 上記ヘッドマウントディスプレイに用いられる映像表示装置の概略の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the schematic structure of the video display apparatus used for the said head mounted display. 本発明の他の実施形態に係るヘッドマウントディスプレイの概略の構成を示す平面図である。It is a top view which shows the schematic structure of the head mounted display which concerns on other embodiment of this invention. 上記ヘッドマウントディスプレイに用いられる他の構成の矯正眼鏡レンズを採用した場合の光学系の平面図である。It is a top view of an optical system at the time of employ | adopting the correction | amendment spectacles lens of the other structure used for the said head mounted display. 上記ヘッドマウントディスプレイに用いられる他の構成の眼鏡レンズを採用した場合の光学系の平面図である。It is a top view of an optical system at the time of employ | adopting the spectacles lens of the other structure used for the said head mounted display. （ａ）は、上記ヘッドマウントディスプレイに用いられる接眼光学系を構成する２種の透明基材のうちの一方の概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、上記透明基材の正面図であり、（ｃ）は、他方の透明基材の概略の構成を示す平面図であり、（ｄ）は、上記透明基材の正面図であり、（ｅ）は、上記接眼光学系の平面図である。(A) is a top view which shows one schematic structure of the two types of transparent base materials which comprise the eyepiece optical system used for the said head mounted display, (b) is the front of the said transparent base material (C) is a plan view showing a schematic configuration of the other transparent substrate, (d) is a front view of the transparent substrate, and (e) is a view of the eyepiece optical system. It is a top view. 図７（ｅ）のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG.7 (e). 粘着剤でホログラムの表面を全て覆った場合の図７（ｅ）のＡ−Ａ線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG.7 (e) at the time of covering all the surfaces of a hologram with an adhesive. （ａ）は、上記一方の透明基材の他の構成例を示す平面図であり、（ｂ）は、上記他方の透明基材の他の構成例を示す平面図であり、（ｃ）は、上記接眼光学系の他の構成例を示す平面図である。(A) is a top view which shows the other structural example of said one transparent base material, (b) is a top view which shows the other structural example of said other transparent base material, (c) is FIG. 10 is a plan view showing another configuration example of the eyepiece optical system. （ａ）は、透明基材の観察者の目に対向する面と接合面との角度が小さい場合の断面図であり、（ｂ）は、透明基材の観察者の目に対向する面と接合面との角度が大きい場合の断面図であり、（ｃ）は、透明基材の観察者の目に対向する面と接合面とが垂直である場合の断面図であり、（ｄ）は、透明基材の観察者の目に対向する面と接合面とが平行である場合の断面図である。(A) is sectional drawing in case the angle of the surface facing the observer's eyes of a transparent base material and a joining surface is small, (b) is the surface facing the eyes of the observer of a transparent base material, It is sectional drawing in case an angle with a joining surface is large, (c) is sectional drawing in case the surface facing the observer's eyes of a transparent base material and a joining surface are perpendicular, (d) is It is sectional drawing in the case where the surface facing the observer's eyes of a transparent base material and a joint surface are parallel.

Explanation of symbols

１映像表示装置
２支持手段
１１映像表示素子
２１接眼光学系（光学デバイス）
２２透明基材
２２ａ面（接合面）
２２ｂ面（接合面）
２２ｃ面（接合面）
２３透明基材
２３ａ面（接合面）
２３ｂ面（接合面）
２３ｃ面（接合面）
２４ホログラム
２５接着剤
２６粘着剤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image display apparatus 2 Support means 11 Image display element 21 Eyepiece optical system (optical device)
22 transparent substrate 22a surface (joint surface)
22b surface (joint surface)
22c surface (joint surface)
23 transparent substrate 23a surface (joint surface)
23b surface (joint surface)
23c surface (joint surface)
24 Hologram 25 Adhesive 26 Adhesive

Claims

One transparent base material to which the hologram is pasted and the other transparent base material are joined so as to sandwich the hologram, and an external device is seen through through the joint surface, and is an optical device,
The optical device is characterized in that the hologram and the other transparent substrate are joined in the order of an adhesive and an adhesive from the hologram side.

The optical device according to claim 1, wherein a difference in spacing is 10 μm or more depending on a location of the joint surface.

The optical device according to claim 1, wherein the surfaces of the two transparent substrates facing the eyes of an observer form the same surface.

The optical device according to claim 1, wherein the transparent substrates are plastic.

The optical device according to claim 1, wherein the hologram, the two transparent substrates, the pressure-sensitive adhesive, and the adhesive are acrylic materials.

The optical device according to claim 1, wherein the pressure-sensitive adhesive is a transparent sheet and has a thickness of 3 to 100 μm.

The optical device according to any one of claims 1 to 6,
An image display device comprising: an image display element that displays an image and provides the image to the optical device.

The video display device according to claim 7, wherein the hologram is inclined with respect to a surface of the transparent substrate facing an observer's eyes.

9. The video display device according to claim 7, wherein the hologram is a volume phase type reflection hologram.

10. The video display device according to claim 7, wherein the hologram is a combiner that simultaneously guides an image provided from the video display element and an external image to the eyes of an observer.

The said optical device comprises the eyepiece optical system which expands the image | video displayed on the said image | video display element, and guides it as a virtual image to an observer's eyes, The one in any one of Claims 7-10 characterized by the above-mentioned. Video display device.

The image display apparatus according to claim 11, wherein the eyepiece optical system has non-axisymmetric optical power.

The image display device according to claim 7, wherein the transparent base material of the optical device totally reflects the image light provided from the image display element and guides the light to the hologram. .

A video display device according to any one of claims 7 to 13,
A head-mounted display, comprising: support means for supporting the video display device in front of an observer's eyes.