JP2000333098A - 光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のプリズム同士を精度良く位置決めする
ことができる光学系を提供する。 【解決手段】 第２プリズム７の入射面７ａの左右側面
に該入射面７ａよりも上に段差をもって一体成形されビ
ス孔１１ａ及び位置決めピン１１ｂを有する位置決め連
結部１１と、第１プリズム８の出射面の左右両側に張り
出すように一体成形されビス孔１２ａ及びピン嵌入孔１
２ｂを有する位置決め連結部１２と、を備える構成にお
いて、位置決めピン１１ｂを位置決めピン嵌入孔１２ｂ
に嵌め込んで、位置決め連結部１２の下面と位置決め連
結部１１の上面を当接させた後に、ビス孔１２ａを貫通
させてビス１３をビス孔１１ａに締結することにより、
第１プリズム８と第２プリズム７とを位置合わせして一
体的に連結する光学系。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学系、より詳し
くは、表示素子の画像を複数のプリズムを介して観察者
の眼球に導く光学系に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、頭部に装着して映像や音声を楽し
むことができる頭部装着型映像表示装置が製品化されて
いて、例えば眼鏡に類似した方法で装着し、大画面の映
像を観察することができるようになっている。

【０００３】このような頭部装着型映像表示装置では、
小型のＬＣＤ等により画像を表示して、その画像を光学
系を介して拡大した後に、観察者の眼球に投影するよう
になっており、頭部に装着する使用形態を考慮して、光
学系についても小型で高性能化を図る努力がなされてい
る。

【０００４】このような光学系の一例として、特開平７
−３３３５５１号公報には、ＬＣＤ等により表示された
画像を、全反射面や光学的パワーを有する曲面でなる反
射面などの複数の反射面で反射させて、観察者の眼球に
導く単一のプリズムでなる観察光学系が記載されてい
る。

【０００５】また、特開平９−７３００５号公報には、
複数の反射面を有するプリズム素子の例えば両側面から
位置決め部を突設して、これらの位置決め部に設けた形
状部により、他の部材と精度良く位置決め固定する技術
が記載されている。該公報にはさらに、ＬＣＤ等の表示
手段により表示された画像を観察者の眼球に導く第１の
光学素子に、外景を観察者の眼球に導くために透過させ
る第２の光学素子を組み合わせる技術が記載されてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述したような特開平
７−３３３５５１号公報や特開平９−７３００５号公報
に記載されたものでは、ＬＣＤ等の表示素子により表示
された画像を観察者の眼球に導くための光学素子は、何
れも単一のプリズムとなっている。しかしながら、近
年、表示素子の高画素化、高精細化が望まれていて、こ
うした高精細な表示素子に対応するためには、単一のプ
リズムのみで画像を観察者の眼球に導く光学系を用いる
のが必ずしも最適とはいえなくなっており、複数のプリ
ズムを組み合わせて光学系を構成することも考慮に入れ
る必要が生じている。この場合には、これらのプリズム
同士も互いの位置関係を高精度に決定しなければなら
ず、こうした需要を満足することができる技術の実現が
望まれている。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、複数のプリズム同士を精度良く位置決めすること
ができる光学系を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明による光学系は、表示素子の画像を観
察可能となるように観察者の眼球に対して結像する光学
系であって、第１の接続部を有しかつ上記表示素子から
の光線が通過する第１のプリズムと、第２の接続部を有
しかつ上記第１のプリズムから出射する光線が通過する
第２のプリズムと、を有してなり、上記第１の接続部と
上記第２の接続部とは、上記表示素子を固定する鏡枠に
設けられた結合部位を介して結合されかつ位置合わせさ
れるものである。

【０００９】また、第２の発明による光学系は、上記第
１の発明による光学系において、上記結合部位が上記第
１の接続部と第２の接続部とに各対応する位置決め凸部
と締結用孔とを有してなるとともに、上記第１の接続部
と第２の接続部が上記位置決め凸部に対応する位置決め
孔をそれぞれ有してなり、これらの位置決め孔に上記位
置決め凸部をそれぞれ挿入することによって、上記結合
部位に対して上記第１の接続部と上記第２の接続部とを
位置合わせし、上記締結用孔に締結部材を螺合すること
によって上記第１の接続部と上記第２の接続部とを固定
するものである。

【００１０】さらに、第３の発明による光学系は、上記
第１の発明による光学系において、上記鏡枠が上記第１
の接続部と上記第２の接続部とに対応した凹部を有して
なり、上記第１の接続部と上記第２の接続部とをこの凹
部に嵌入することによって、上記第１のプリズムと第２
のプリズムとを位置合わせするものである。

【００１１】第４の発明による光学系は、表示素子の画
像を観察可能となるように観察者の眼球に対して結像す
る光学系であって、第１の接続部を有しかつ上記表示素
子からの光線が通過する第１のプリズムと、第２の接続
部を有しかつ上記第１のプリズムから出射する光線が通
過する第２のプリズムと、を有してなり、上記第１のプ
リズムと上記第２のプリズムとは、上記第１の接続部と
上記第２の接続部とを結合することによって位置合わせ
されるものである。

【００１２】第５の発明による光学系は、上記第４の発
明による光学系において、上記第２の接続部が上記第１
の接続部を嵌合するための凹部を有してなり、上記第１
の接続部をこの凹部に嵌め込むことにより、上記第１の
プリズムと第２のプリズムとを位置合わせするものであ
る。

【００１３】第６の発明による光学系は、上記第４の発
明による光学系において、上記第１のプリズムと第２の
プリズムが、上記第１の接続部と第２の接続部とを超音
波溶着することにより、一体的に結合されるものであ
る。

【００１４】第７の発明による光学系は、上記第４の発
明による光学系において、上記第２の接続部が、上記第
１のプリズムから出射する光線が入射する上記第２のプ
リズムの入射面上の、光学有効範囲外に設けられたもの
である。

【００１５】第８の発明による光学系は、表示素子の画
像を観察可能となるように観察者の眼球に対して結像す
る光学系であって、上記表示素子からの光線が通過する
第１のプリズムと、上記第１のプリズムから出射する光
線が通過する第２のプリズムと、を有してなり、上記第
１のプリズムと上記第２のプリズムは、接続部を介して
一体成形により形成されたものである。

【００１６】第９の発明による光学系は、上記第１、第
４、または第８の発明による光学系において、上記光学
系が、上記第１のプリズムと第２のプリズムとの間に光
学的像面を有するものである。

【００１７】第１０の発明による光学系は、表示素子の
画像と外界像とを重ね合わせて観察可能な光学系であっ
て、光を反射する表面を複数有することにより結像光学
系を構成するものであってこれら複数の表面の内の少な
くとも一つの表面の少なくとも一部をハーフミラー面と
するプリズムと、上記ハーフミラー面に複合成形によっ
て形成された外界像観察用の光学部材と、を有して構成
されたものである。

【００１８】第１１の発明による光学系は、上記第１０
の発明による光学系において、上記光学部材が紫外線硬
化型樹脂を用いて複合成形によって形成されたものであ
る。

【００１９】第１２の発明による光学系は、上記第１１
の発明による光学系において、上記ハーフミラー面が複
数層コーティングにより形成されたものであり、このハ
ーフミラー面を構成する複数のコート構成素材の内の上
記光学部材と接するコート構成素材は、二酸化珪素また
は三酸化タングステンにより構成されたものである。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図２３は本発明の一実施
形態を示したものであり、図１は光学系が適用される両
眼式眼鏡型ディスプレイ１の使用時の様子を示す斜視図
である。

【００２１】頭部装着型映像表示装置の一例としてのこ
の両眼式眼鏡型ディスプレイ１は、観察者が通常の眼鏡
とほぼ同様にして眼前から側頭部にかけて装着して用い
るものであり、左右一対の光学系や映像表示回路等を内
蔵してなる本体１ａの両側部から、眼鏡のつる状をなす
側頭保持アーム１ｂをそれぞれ突設している。さらに、
この両眼式眼鏡型ディスプレイ１は、イヤホン１ｃを耳
内に装着することにより、音声も楽しむことができるよ
うになっている。

【００２２】また、図２は、光学系が適用される単眼式
眼鏡型ディスプレイ２の使用時の様子を示す斜視図であ
る。

【００２３】頭部装着型映像表示装置の他の例としての
この図２に示す単眼式眼鏡型ディスプレイ２は、右眼で
映像を見るものとなっており、左眼でそのまま通常の視
野を確保することができる点を除いては、上記図１に示
したものとほぼ同様の構成となっていて、本体２ａの両
側部から側頭保持アーム２ｂをそれぞれ突設するととも
に、イヤホン２ｃにより音声を聴取するようになってい
る。

【００２４】なお、この例では右眼用のものを示してい
るが、左眼用のものであってももちろん構わない。

【００２５】次に、図３は、上記図１や図２に示した眼
鏡型ディスプレイの内部構成を示す斜視図であり、ここ
では例えば図２の内部の例について示す。

【００２６】上記本体２ａ内には、例えばＴＶチューナ
やＤＶＤプレーヤ等の映像ソースから出力される映像信
号を受けて表示素子用の駆動信号を生成する電装基板３
と、この電装基板３に接続されているフレキシブルプリ
ント基板４と、このフレキシブルプリント基板４に取り
付けられている表示素子と、この表示素子により表示さ
れる画像を観察者の眼球に導く鏡枠ユニット１０と、が
配設されている。

【００２７】上記鏡枠ユニット１０は、上記表示素子に
より表示される画像を導く第１プリズム８と、この第１
プリズム８と所定の位置関係に配設されることにより、
該第１プリズム８を射出した画像の光束を内部で複数回
反射させた後に観察者の眼球に導く第２プリズム７と、
上記表示素子を固定するものであってこれら第１プリズ
ム８と第２プリズム７を所定の位置関係に保持しながら
上記本体２ａに固定される鏡枠９と、を有して構成され
ている。

【００２８】図４は上記表示素子から射出された画像の
光線が第１プリズム８および第２プリズム７内を通過す
る様子を示す側面図である。

【００２９】上記表示素子は、赤（Ｒ），緑（Ｇ），青
（Ｂ）の三原色による発光を時系列的に順次行うＬＥＤ
ユニット５と、このＬＥＤユニット５により発光された
光を受けて画素毎に制御された所定の反射率により反射
する反射型ＬＣＤ６と、を有して構成されている。

【００３０】すなわち、上記ＬＥＤユニット５内のＬＥ
Ｄにより発光されて均一に拡散された光は、入射反射面
８ａから第１プリズム８内に入った後に、第１反射面８
ｂで反射され、透過面８ｃを介して上記ＬＣＤ６を照明
する。

【００３１】ＬＣＤ６は、各画素の反射率を、照明光が
上記ＲＧＢの何れであるかに応じて制御するようになっ
ており、上記ＬＥＤユニット５と協働して、面順次式の
表示素子を構成している。

【００３２】このＬＣＤ６により反射された光は、上記
透過面８ｃから再び入射して、上記第１反射面８ｂで反
射された後に、上記入射反射面８ａの内面側で反射し
て、出射面８ｄから該第１プリズム８の外部に出る。

【００３３】この第１プリズム８からプリズム同士の間
の空間に射出された光は、一旦光学的像面に結像した後
に、続いて、入射面７ａから第２プリズム７内に入り、
反射出射面７ｂの内面側で反射され、第２反射面７ｃで
反射された後に、上記反射出射面７ｂから射出されて、
観察者の眼球に像を結像するようになっている。

【００３４】このように、反射型のＬＣＤ６をＬＥＤユ
ニット５により面順次に照明することによって、カラー
フィルタ等を用いる従来のＬＣＤに比して、同一の画素
数でも約３倍の高精細な画像を表示することが可能とな
る。

【００３５】すなわち、このような高精細な画像を実現
するために、さらには観察者がより広い画面を観察する
ことができるようにするために、２つのプリズムにより
構成される光学系を採用したものである。

【００３６】こうした高精細な画像が精度良く観察者の
眼球に結像されるように、以下で説明するような手段を
用いて、プリズム同士を精度良く位置決めするようにな
っている。

【００３７】図５は、光学系の第１の例を示す分解斜視
図であり、第１プリズム８と第２プリズム７を位置決め
しながら互いに組み付ける構成を示している。

【００３８】第２プリズム７の入射面７ａの外側となる
左右の側面には、第２の接続部たる位置決め連結部１１
が一体成形により各設けられている。この位置決め連結
部１１の上面は、第１プリズム８と第２プリズム７との
距離を確保するために、上記入射面７ａよりも第１プリ
ズム８に向かって突出している。そして、この位置決め
連結部１１の上面には、締結用孔たるビス孔１１ａと、
位置決め凸部たる位置決めピン１１ｂとが設けられてい
る。

【００３９】また、第１プリズム８の出射面８ｄ（上記
図４参照）の外側となる左右の両側には、上記位置決め
連結部１１に対応する第１の接続部たる位置決め連結部
１２が一体成形により各設けられており、第２プリズム
７に比べて第１プリズム８が小型であることから、左右
にやや張り出すように形成されている。この位置決め連
結部１２には、上記位置決めピン１１ｂに対応する位置
に位置決め孔たる位置決めピン嵌入孔１２ｂが、上記ビ
ス孔１１ａに対応する位置に締結用孔たるビス孔１２ａ
がそれぞれ穿設されている。

【００４０】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７を一体的に連結する際には、まず位置
決めピン１１ｂを位置決めピン嵌入孔１２ｂに嵌め込ん
で、位置決め連結部１２の下面と位置決め連結部１１の
上面を当接させた後に、ビス孔１２ａを貫通するように
して締結部材たるビス１３をビス孔１１ａに締結するこ
とにより行うようになっている。

【００４１】こうして、第１プリズム８の位置決め連結
部１２と第２プリズム７の位置決め連結部１１に互いの
位置決めをするための凹凸を設けるようにしたために組
立作業時の位置合わせが容易となり、さらに、位置決め
連結部１１と位置決め連結部１２をビス１３を介して締
結するようにしたために、固定作業も容易となる。

【００４２】図６は光学系の第２の例を示す分解斜視
図、図７は組み立てた状態の光学系の第２の例を示す斜
視図であり、第１プリズム８と第２プリズム７と鏡枠９
Ａを位置決めしながら互いに組み付ける構成を示してい
る。

【００４３】第２プリズム７の入射面７ａの外側となる
左右の側面には、第２の接続部たる位置決め連結部１５
が一体成形により各設けられている。この位置決め連結
部１５の上面は、上記図５の例とは異なり、上記入射面
７ａよりも低くなった位置、つまり第１プリズム８から
遠ざかった位置となっている。そして、この位置決め連
結部１５の上面には、締結用孔たるビス孔１５ａと、位
置決め孔たる位置決めピン嵌入孔１５ｂとが設けられて
いる。

【００４４】この第２プリズム７の上部には、上記ＬＥ
Ｄユニット５やＬＣＤ６を備える鏡枠９Ａが固定される
ようになっており、その左右両側からは、断面略Ｌ字状
をなす結合部位たる位置決め連結部１６が延出されてい
る。

【００４５】この位置決め連結部１６は、上記ビス孔１
５ａに対応する位置に締結用孔たるビス孔１６ａが形成
されるとともに、その下面からは上記位置決めピン嵌入
孔１５ｂに対応する位置に位置決め凸部たる位置決めピ
ン１６ｂが下方に向けて突設され、さらに上面からは位
置決め凸部たる位置決めピン１６ｃが上方に向けて突設
されている。

【００４６】また、第１プリズム８の出射面８ｄ（上記
図４参照）の外側となる左右の両側には、上記位置決め
連結部１６に対応する第１の接続部たる位置決め連結部
１７が各設けられている。第１プリズム８と第２プリズ
ム７との大きさの違いは、上記断面略Ｌ字状をなす位置
決め連結部１６により調節するようになっているため
に、上記図５の例とは異なり、左右に多めに張り出すよ
うにはなっていない。

【００４７】上記位置決め連結部１７には、上記ビス孔
１５ａおよびビス孔１６ａに対応する位置に締結用孔た
るビス孔１７ａが、上記位置決めピン１６ｃに対応する
位置に位置決め孔たる位置決めピン嵌入孔１７ｂがそれ
ぞれ穿設されている。

【００４８】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７と鏡枠９Ａを一体的に連結する際に
は、まず位置決めピン１６ｂを位置決めピン嵌入孔１５
ｂに嵌め込み、さらに、位置決めピン１６ｃを位置決め
ピン嵌入孔１７ｂに嵌め込んで、ビス孔１７ａおよびビ
ス孔１６ａを貫通するようにしてビス１３をビス孔１５
ａに締結することにより行うようになっている。

【００４９】こうしてこの図６および図７に示した例に
おいては、鏡枠９Ａの位置決め連結部１６を挟んで第１
プリズム８と第２プリズム７を取り付けるようになって
おり、このときのプリズム同士の大きさの差を、該位置
決め連結部１６の形状により調節している。

【００５０】このような構成によれば、さらに鏡枠も精
度良く位置決め固定されるために、第１プリズム８と第
２プリズム７とＬＥＤユニット５およびＬＣＤ６との位
置合わせを精度良く、かつ作業性良く行うことができ
る。

【００５１】図８は、光学系の第３の例を示す分解斜視
図および要部断面図であり、第１プリズム８と第２プリ
ズム７を位置決めしながら互いに組み付ける構成を示し
ている。

【００５２】図８（Ａ）に示すように、第２プリズム７
の入射面７ａには、左右の両側にやや張り出すようにし
て、第２の接続部たる位置決め連結部２１が一体成形に
より各設けられている。この位置決め連結部２１には、
内側および上側に向けて開口する凹部２１ｂが設けられ
ており、この凹部２１ｂの底面は上記入射面７ａに対し
て段差を有することにより、第１プリズム８と第２プリ
ズム７とのスペーサとしての機能を果たすようになって
いる。

【００５３】この凹部２１ｂの長手方向の中央部の側壁
側には、該側壁の一部を削るようにして締結用孔たるビ
ス孔２１ａが穿設されている。

【００５４】また、第１プリズム８の出射面８ｄ（上記
図４参照）の外側となる左右の両側には、上記位置決め
連結部２１に対応する第１の接続部たる位置決め連結部
２２が各設けられている。この位置決め連結部２２に
は、上記ビス孔２１ａに対応する位置に略半円形をなす
ビス用切欠２２ａが形成されている。

【００５５】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７を一体的に連結する際には、まず位置
決め連結部２２を凹部２１ｂに嵌め込み、さらに、図８
（Ｂ）に示すように、上記ビス孔２１ａおよびビス用切
欠２２ａを組み合わせて構成される位置決め孔に、ビス
を締結することにより行うようになっている。

【００５６】このときには、上記位置決め連結部２２の
外側の端面と位置決め連結部２１の側壁の図８（Ａ）の
左右の内側面との当接により第１プリズム８が第２プリ
ズム７に対して左右方向に位置決めされ、上記位置決め
連結部２２の長手方向の両端面と位置決め連結部２１の
側壁の図８（Ａ）の前後の内側面との当接により第１プ
リズム８が第２プリズム７に対して前後方向に位置決め
され、さらに、上記位置決め連結部２２の厚さ方向の下
端面と、位置決め連結部２１の凹部２１ｂの底面によっ
て位置決めされ、上記３方向の位置決めについてはビス
を締結することによって保持されるようになっている。

【００５７】図９は、光学系の第４の例を示す分解斜視
図および要部断面図であり、第１プリズム８と第２プリ
ズム７を位置決めしながら互いに組み付ける構成を示し
ている。

【００５８】図９（Ａ）に示すように、第２プリズム７
の入射面７ａには、左右の両側にやや張り出すようにし
て、第２の接続部たる位置決め連結部２５が一体成形に
より各設けられている。この位置決め連結部２５には、
図９（Ｂ）に示すように、上側に向けて開口する凹部２
５ａが設けられており、この凹部２５ａの底面には位置
決め段部２５ｂが設けられるとともに、さらに該位置決
め段部２５ｂよりもやや低い面を有する溶着用凹部２５
ｃが、該凹部２５ａの長手方向に沿って設けられてい
る。

【００５９】上記位置決め段部２５ｂは、入射面７ａに
対して段差を有することにより、後述するように、第１
プリズム８と第２プリズム７とのスペーサとしての機能
を果たすようになっている。

【００６０】また、第１プリズム８の出射面８ｄ（上記
図４参照）の外側となる左右の両側には、上記位置決め
連結部２５に対応する第１の接続部たる位置決め連結部
２６が各設けられている。この位置決め連結部２６は、
断面略Ｌ字形状をなし、該Ｌ字形状の下面２６ａに溶着
用のエネルギーディレクター２６ｂが突設されている。

【００６１】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７を一体的に連結する際には、図９
（Ｃ）に示すように、まず位置決め連結部２６のＬ字形
状をなす先端部を凹部２５ａに嵌め込み、上記エネルギ
ーディレクター２６ｂと溶着用凹部２５ｃを当接させた
後に、超音波振動を印加することにより、これらエネル
ギーディレクター２６ｂと溶着用凹部２５ｃが溶着され
て、図９（Ｄ）に示すような溶着層２６ｂ’が形成され
一体化されるようになっている。

【００６２】このときには、上記位置決め連結部２６の
Ｌ字形状の下面２６ａが、上記位置決め段部２５ｂに当
接することで、上下方向に位置決めされる。

【００６３】このような構成によれば、超音波溶着を用
いることにより、第１プリズム８と第２プリズム７とを
強固に一体化することができる。

【００６４】図１０は、光学系の第５の例を示す分解斜
視図であり、第１プリズム８と第２プリズム７を位置決
めしながら互いに組み付ける構成を示している。

【００６５】第２プリズム７の入射面７ａには、第２の
接続部たる位置決め連結部３１が一体成形により左右に
それぞれ設けられていて、該第プリズム７の幅からは、
はみ出すことのないように構成されている。また、これ
ら一対の位置決め連結部３１は、その内側においては、
第１プリズム８から第２プリズム７に射出される光束の
有効通過範囲（光学有効範囲）３３を覆うことのないよ
うに形成されていることは勿論である。

【００６６】さらに、上記位置決め連結部３１には、内
側および上側に向けて開口する凹部３１ａが設けられて
おり、この凹部３１ａの底面は上記入射面７ａに対して
段差を有することにより、第１プリズム８と第２プリズ
ム７とのスペーサとしての機能を果たすようになってい
る。

【００６７】一方、第１プリズム８の出射面８ｄ（上記
図４参照）の外側となる左右の両側には、上記位置決め
連結部３１の凹部３１ａに嵌合する形状の第１の接続部
たる位置決め連結部３２が各設けられている。

【００６８】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７を一体的に連結する際には、位置決め
連結部３２を凹部３１ａに嵌め込んだ後に、例えば接着
剤を用いて固定しても良いし、上述したような超音波溶
着を用いて固定しても良いし、あるいはビス等を用いて
固定しても構わない。

【００６９】このように、この図１０に示した例におい
ては、位置決め連結部３１，３２の何れもが、大きい方
のプリズムである第１プリズム８の幅を越えることのな
いように形成されていて、これにより、光学系の小型化
を図ることができるようになっている。

【００７０】図１１は、光学系の第６の例を示す分解斜
視図および要部断面図であり、第１プリズム８と第２プ
リズム７と鏡枠９Ｂを位置決めしながら互いに組み付け
る構成を示している。

【００７１】この図１１に示す第２プリズム７に設けら
れた位置決め連結部２１と、第１プリズム８に設けられ
た位置決め連結部２２の構成は、上記図８に示したもの
と同様である。

【００７２】また、鏡枠９Ｂは、図１１（Ａ）に示すよ
うに、第２プリズム７上に取り付けた第１プリズム８
の、さらに上から該第１プリズム８を覆うようにして取
り付けるようになっているものである。

【００７３】この鏡枠９Ｂは、上述したようにＬＥＤユ
ニット５やＬＣＤ６を内部に固定するものであり、その
左右両側からは結合部位たる位置決め連結部３５が延出
されている。

【００７４】この位置決め連結部３５には、内側および
下側に向けて開口する凹部３５ａが設けられており、そ
の略中央部には、上記ビス孔２１ａやビス用切欠２２ａ
に対応する位置に、図１１（Ｂ）に示すように、締結用
孔たるビス孔３５ｂが穿設されている。

【００７５】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７と鏡枠９Ｂを一体的に連結する際に
は、まず位置決め連結部２２を凹部２１ｂに嵌め込み、
さらに、上側からこれら位置決め連結部２２と凹部２１
ｂを覆うように位置決め連結部３５の凹部３５ａを嵌合
し、図１１（Ｂ）に示すように、上記ビス孔２１ａ、ビ
ス用切欠２２ａおよびビス孔３５ｂを合わせて構成され
る位置決め孔に、ビス１３を締結することにより行うよ
うになっている。

【００７６】図１２は、光学系の第７の例を示す分解斜
視図であり、第１プリズム８と第２プリズム７と鏡枠９
Ｃを位置決めしながら、互いに組み付ける構成を示して
いる。

【００７７】第２プリズム７の入射面７ａには、左右の
両側にやや張り出すようにして、第２の接続部たる位置
決め連結部４１が一体成形により各設けられている。こ
の位置決め連結部４１には、位置決め孔たる位置決めピ
ン嵌入孔４１ａが穿設されている。

【００７８】上記位置決め連結部４１の上面は、上記入
射面７ａに対して段差を有することにより、第１プリズ
ム８と第２プリズム７とのスペーサとしての機能を果た
すようになっている。

【００７９】一方、第１プリズム８の出射面８ｄ（上記
図４参照）の外側となる左右の両側には、上記位置決め
連結部４１に対応する位置に、第１の接続部たる位置決
め連結部４２が各設けられている。この位置決め連結部
４２にも、上記位置決めピン嵌入孔４１ａに対応する位
置に、位置決め孔たる位置決めピン嵌入孔４２ａが穿設
されている。

【００８０】さらに、鏡枠９Ｃの左右両側からは、結合
部位たる位置決め連結部４３が延出されていて、その下
端面からは、位置決め凸部たる位置決めピン４３ａが下
方に向けて突設されている。

【００８１】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７と鏡枠９Ｃを一体的に連結する際に
は、位置決め連結部４１と位置決め連結部４２を、各位
置決めピン嵌入孔４１ａ，４２ａの位置が一致するよう
に当接させた後に、鏡枠９Ｃを上側から覆い被せて、位
置決めピン４３ａが各位置決めピン嵌入孔４１ａ，４２
ａを共通して貫通するように嵌合させる。これらを固定
するには、上述と同様に、接着剤や、超音波溶着や、ビ
ス等を用いれば良い。

【００８２】図１３は、光学系の第８の例を示す分解斜
視図およびＡ−Ａ断面図であり、第１プリズム８と第２
プリズム７と２体でなる鏡枠９Ｄ1，９Ｄ2とを、位置決
めしながら互いに組み付ける構成を示している。

【００８３】図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）に示すよ
うに、第２プリズム７の両側面には、嵌合して位置決め
を行うための第２の接続部たる位置決め連結部４５が、
同様に、第１プリズム８の両側面には、嵌合して位置決
めを行うための第１の接続部たる位置決め連結部４６
が、それぞれ突設されている。

【００８４】この図１３に示す鏡枠は、２つの部材を組
み合わせることにより構成されるようになっており、第
１鏡枠９Ｄ1 と第２鏡枠９Ｄ2 とを結合してなる。

【００８５】上記第１鏡枠９Ｄ1 には、第１プリズム８
の略半分を収納するスペースと、第２プリズム７の上部
の略半分を収納するスペースとが設けられており、上記
位置決め連結部４５，４６をそれぞれ嵌合するための結
合部位たる嵌合凹部４９ａ，４９ｂが形成されると共
に、締結用孔たるビス孔４７が穿設されている。

【００８６】上記第２鏡枠９Ｄ2 には、第１プリズム８
の残り略半分を収納するスペースと、第２プリズム７の
上部の残り略半分を収納するスペースとが設けられてお
り、同様に、上記位置決め連結部４５，４６をそれぞれ
嵌合するための結合部位たる嵌合凹部４９ｃ，４９ｄが
形成されると共に、深孔でなる締結用孔たるビス孔４８
が穿設されている。

【００８７】このような構成において、第１プリズム８
と第２プリズム７と鏡枠９Ｄ1 ，９Ｄ2 を一体的に連結
する際には、例えば一方の第１鏡枠９Ｄ1 に第１プリズ
ム８と第２プリズム７を落とし込んで、嵌合凹部４９
ａ，４９ｂに位置決め連結部４５，４６を嵌合させ、次
に、他方の第２鏡枠９Ｄ2 を覆い被せて該位置決め連結
部４５，４６に嵌合凹部４９ｃ，４９ｄを嵌合させ、さ
らに、上記ビス孔４８およびビス孔４７に共通してビス
１３を締結させることにより行うようになっている。

【００８８】このような構成により、図１３（Ｂ）に示
したように、第２プリズム７と第１鏡枠９Ｄ1 および第
２鏡枠９Ｄ2 との間のクリアランスをなくすことがで
き、外部からの異物（例えばゴミなど）の進入を防ぐこ
とができる。

【００８９】図１４は光学系の第９の例を示す斜視図、
図１５は光学系の第９の例を示す正面図、図１６は光学
系の第９の例における型割を示すための側面図である。

【００９０】この第９の例の光学系は、所定の距離を離
して配置される第１プリズム８と第２プリズム７を、型
割により一体成形したものである。

【００９１】すなわち、この光学系においては、第１プ
リズム８と第２プリズム７は、これらと一体に成形され
た断面略コの字形状をなす左右の接続部たる位置決め連
結部５１により互いに接続されている。

【００９２】この光学系を成形する際には、図１６に示
すように行う。

【００９３】すなわち、成形の型は、固定側の型と可動
側の型に分かれており、これらの境界が図１６において
２点差線で示す型割線Ｐ．Ｌである。

【００９４】固定側の型と可動側の型は、プリズムの各
面をそれぞれ成形するための複数の型部材より構成され
ており、型割線Ｐ．Ｌの左側に示す固定側の型において
は、面Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ８，Ｒ１１は、それぞれ異
なる型部材により形成されている。なお、面Ｒ８は、可
動側に延出した形状となっているが、固定側の一つの型
部材により成形されている。

【００９５】また、型割線Ｐ．Ｌの右側に示す可動側の
型においては、面Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６，Ｒ７，Ｒ１２が、
それぞれ異なる型部材により形成されるようになってい
る。

【００９６】なお、このプリズムは図１５に示すような
中心線に対して左右対称に設けられており、この図１６
に示す側の反対側にある各面も、同様にそれぞれの型部
材により成形される。

【００９７】このようにプリズムの形状や成形用の型を
工夫することにより、第１プリズム８と第２プリズム７
を所定の位置関係を保たせながら一体に成形することが
できるために、プリズム同士を組み付ける作業が不要と
なり、作業工程を少なくして生産性を向上させることが
可能となる。

【００９８】図１７は光学系の第１０の例を示す斜視
図、図１８は光学系の第１０の例を示す正面図、図１９
は光学系の第１０の例を示す側面図である。

【００９９】この第１０の例の光学系も、上記第９の例
の光学系と同様に、所定の距離を離して配置される第１
プリズム８と第２プリズム７を、型割により一体成形し
たものである。

【０１００】すなわち、この光学系においても、第１プ
リズム８と第２プリズム７が、これらと一体に成形され
た略直方体形状の左右の接続部たる位置決め連結部５６
により互いに接続されている。

【０１０１】このとき上記図１４から図１６に示した例
との相違点は、該位置決め連結部５６が、大きい方のプ
リズムである第２プリズム７の幅をはみ出ることのない
ように形成されている点である。

【０１０２】これにより、光学系の小型化や軽量化を図
ることが可能となる。

【０１０３】図２０はシースルー表示可能に構成された
第２プリズム７を示す斜視図、図２１はシースルー表示
可能に構成された第２プリズム７を示す側面図である。

【０１０４】光学系を頭部装着型映像表示装置などに用
いる場合には、映像ソースからの映像を見ることができ
るだけでなく、さらに、外部を観察することができるよ
うにすることが望まれる場合もある。この図２０，図２
１に示す第２プリズム７は、そうした需要に対応するた
めの構成を示したものである。

【０１０５】すなわち、第２プリズム７の上記第２反射
面７ｃには、例えば蒸着等の手段によりハーフミラー面
６１が形成されている。

【０１０６】そして、このハーフミラー面６１を覆うよ
うにして、光学部材たる透過光学系部６２が例えばＵＶ
（紫外線）硬化型樹脂により形成されている。

【０１０７】こうして、第２反射面７ｃをハーフミラー
面６１として形成することにより、ＬＣＤ６からの映像
を反射して見ることができるとともに、上記透過光学系
部６２から入射する外景を、該ハーフミラー面６１を透
過させて見ることが可能となる。この場合、本体１ａに
は、外景を観察可能なシースルー窓（図示はしない）が
設けられている。

【０１０８】なお、上記透過光学系部６２は、もし存在
しないと、ハーフミラー面６１から入射する外光が第２
プリズム７により屈折してしまうために、第２プリズム
７と重ねることで外光をほぼそのまま透過させて観察者
の眼球に到達させることができるようにするためのもの
である。

【０１０９】図２２は視野の上部のみをシースルー表示
可能に構成した第２プリズム７を示す斜視図および要部
断面図、図２３は上記図２２に示した第２プリズム７を
製造する過程を示す図である。

【０１１０】図２２（Ａ）に示すように、第２プリズム
７の上記第２反射面７ｃには、上部にハーフミラー面６
６が形成されると共に、その他の部分が通常の反射ミラ
ー面６５となっている。

【０１１１】さらに、上記ハーフミラー面６６を覆うよ
うにして、光学部材たる透過光学系部６７が例えばＵＶ
（紫外線）硬化型樹脂により形成されている。

【０１１２】上記ハーフミラー面６６は、複数層コーテ
ィングにより構成されていて、例えば図２２（Ｂ）に示
すような積層構造となっている。

【０１１３】すなわち、例えばアモルファスポリオレフ
ィンにより形成された第２プリズム７には、酸化ジルコ
ニウムと五酸化タンタルとの化合物でなるＺＴのコート
面が形成され、その上に銀Ａｇのコート面が蒸着等によ
り形成されている。

【０１１４】そして、さらにこの銀Ａｇのコート面の上
に、二酸化珪素ＳｉＯ2 のコート面（または、三酸化タ
ングステンＷＯ3 のコート面でも良い）が形成され、そ
の状態のハーフミラー面６６に、ＵＶ硬化型樹脂でなる
透過光学系部６７が形成されるようになっている。

【０１１５】上記二酸化珪素ＳｉＯ2 はＵＶ硬化型樹脂
との密着性が良いために、このような構成とすることに
より、剥離や欠損、脱落等を招くことなく、確実に透過
光学系部６７を形成することが可能となる。

【０１１６】次に、ハーフミラー面６６が形成された状
態の第２プリズム７に、透過光学系部６７を形成すると
きの手順について、図２３を参照して説明する。

【０１１７】透過光学系部６７を形成するための型６８
は、紫外線を透過する素材により形成されていて、該透
過光学系部６７の形状に対応した凹部６８ｂが設けられ
ており、この凹部６８ｂの一端部６８ａは上記第２反射
面７ｃの上端部との合わせ位置となっている。

【０１１８】また、上記凹部６８ｂに隣接して、透過光
学系部６７の通常の反射面を密着して載置するための載
置用曲面６８ｃが形成されている。

【０１１９】さらに、該凹部６８ｂの一側部には、固化
する前の例えば液状をなすＵＶ硬化型樹脂を外部から注
入するための注入部６８ｄが形成されている。

【０１２０】このような型６８を用いて透過光学系部６
７を形成する際には、まず、図２３（Ａ）に示すよう
に、上記第２反射面７ｃの上端部を型６８の一端部６８
ａに合わせるようにして、型６８上に第２プリズム７を
載置し、さらに、透過光学系部６７の通常の反射面が載
置用曲面６８ｃに密着するようにする。

【０１２１】次に、図２３（Ｂ）に示すように、上記注
入部６８ｄから液状のＵＶ硬化型樹脂を規定量注入し、
図２３（Ｃ）に示すように、紫外線を照射して、樹脂を
固化させる。

【０１２２】完全に固化されたところで型６８から外す
ことにより、図２３（Ｄ）に示すように透過光学系部６
７を備えた第２プリズム７が完成する。

【０１２３】このように、視野の一部、例えば上部のみ
を外光を透過させ得る構成とすることにより、見易さを
ほぼ低下させることなく、ＬＣＤ６からの映像を観察す
ることができると共に、外景を観察することも可能とな
る。

【０１２４】以上説明したように、このような実施形態
によれば、複数のプリズムでなる光学系において、プリ
ズム同士を、低コストかつ少ない作業工程で、精度良く
位置決めすることが可能となる。

【０１２５】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

【０１２６】［付記］以上詳述したような本発明の上記
実施形態によれば、以下のごとき構成を得ることができ
る。

【０１２７】（１） 表示素子の画像を観察可能となる
ように結像させる光学系であって、上記表示素子から入
射した光線が内部を通過した後に出射する出射面を有す
る第１のプリズムと、上記第１のプリズムから出射され
た光線が入射する入射面を有する第２のプリズムと、上
記第１のプリズムと第２のプリズムとが所定の位置関係
を有して配置されるように、これら第１のプリズムと第
２のプリズムとを連結する接続部と、を具備したことを
特徴とする光学系。

【０１２８】（２） 上記接続部は、上記第１のプリズ
ムの上記出射面または該出射面の近傍に形成された第１
の接続部と、上記第１の接続部と直接または間接に結合
することにより上記第２のプリズムと第１のプリズムと
を位置合わせしながら連結するための、該第２のプリズ
ムの上記入射面または該入射面の近傍に形成された第２
の接続部と、を有してなることを特徴とする付記（１）
に記載の光学系。

【０１２９】（３） 上記第１の接続部は第１のプリズ
ムと一体成形され、上記第２の接続部は上記第２のプリ
ズムと一体成形されたものであることを特徴とする付記
（２）に記載の光学系。

【０１３０】（４） 上記第１の接続部には位置決め用
の凸部または凹部の何れか一方が設けられると共に、上
記第２の接続部には位置決め用の凸部または凹部の他方
が設けられており、これら第１の接続部と第２の接続部
は、締結部材を用いることにより、直接に結合されかつ
位置合わせされるものであることを特徴とする付記
（２）に記載の光学系。

【０１３１】（５） 上記表示素子を固定するものであ
って、かつ上記第１のプリズムと第２のプリズムを保持
するための鏡枠をさらに具備し、上記第１の接続部と第
２の接続部は、該鏡枠に設けられた結合部位を介するこ
とにより、間接に結合されかつ位置合わせされるもので
あることを特徴とする付記（２）に記載の光学系。

【０１３２】（６） 上記第１のプリズムと上記第２の
プリズムと上記接続部とは、一体成形により形成された
ものであることを特徴とする付記（１）に記載の光学
系。

【０１３３】（７） 上記所定の位置関係は、上記第１
のプリズムの出射面と第２のプリズムの入射面との間に
空間を有するように構成され、かつ該空間内に光学的像
面が位置する位置関係であることを特徴とする付記
（１）に記載の光学系。

【０１３４】（８） 上記第２のプリズムは、上記入射
面から入射した光線を内面で反射するとともにその後該
第２のプリズム内を通過した光線を観察者の眼球に向け
て出射する反射出射面と、この反射出射面で反射された
光線を該反射出射面から出射させるべく反射する反射面
と、を有してなり、上記反射面の少なくとも一部にハー
フミラー面を形成するとともに、該ハーフミラー面を覆
うようにして外界像を観察者の眼球に向けて導くための
光学部材を複合成形したことを特徴とする付記（１）に
記載の光学系。

【０１３５】従って、付記（１）に記載の発明によれ
ば、第１のプリズムと第２のプリズムとを接続部を介し
て連結することにより、プリズム同士を精度良く位置決
めすることができる。

【０１３６】また、付記（２）に記載の発明によれば、
第１のプリズムに形成された第１の接続部と、第２のプ
リズムに形成された第２の接続部とを用いて、付記
（１）に記載の発明と同様の効果を奏することができ
る。

【０１３７】さらに、付記（３）に記載の発明によれ
ば、付記（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、第１、第２の接続部を第１、第２のプリズムと各
一体成形したために、精度の向上や作業工程の簡略化を
図ることが可能となる。

【０１３８】付記（４）に記載の発明によれば、付記
（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、位
置決め用の凸部と凹部の組み合わせを用いることによっ
て、位置合わせが容易になり、締結部材を用いることに
よって、容易に固定することができる。

【０１３９】付記（５）に記載の発明によれば、付記
（２）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、第
１の接続部と第２の接続部とを鏡枠に設けた結合部位を
介して結合することにより、表示素子も精度良く位置決
めすることが可能となる。

【０１４０】付記（６）に記載の発明によれば、付記
（１）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、第
１のプリズムと第２のプリズムと接続部とを一体成形す
ることにより、プリズム同士を接続する作業工程が不要
となって生産性を向上することができる。

【０１４１】付記（７）に記載の発明によれば、第１の
プリズムの出射面と第２のプリズムの入射面との間に空
間を有するように構成されかつ該空間内に光学的像面が
位置する光学系において、付記（１）に記載の発明と同
様の効果を奏することができる。

【０１４２】付記（８）に記載の発明によれば、付記
（１）に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、第
２のプリズムにハーフミラー面を形成してそこに光学部
材を複合成形したために、表示素子の画像だけでなく外
界像も観察することが可能となり、使い易い光学系とな
る。

【０１４３】

【発明の効果】以上説明したように請求項１による本発
明の光学系によれば、第１のプリズムと第２のプリズム
とを、それぞれに設けた接続部により、鏡枠の結合部位
を介して結合しているために、プリズム同士や鏡枠を精
度良く位置決めすることができる。

【０１４４】また、請求項２による本発明の光学系によ
れば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、位置決め凸部と位置決め孔との組み合わせを用い
ることにより位置合わせが容易になり、締結部材を用い
ることにより容易に固定することができる。

【０１４５】さらに、請求項３による本発明の光学系に
よれば、請求項１に記載の発明と同様の効果を奏すると
ともに、鏡枠の凹部に第１の接続部と第２の接続部を嵌
入することにより、第１のプリズムと第２のプリズムと
を容易に位置合わせすることができる。

【０１４６】請求項４による本発明の光学系によれば、
第１のプリズムと第２のプリズムとを、それぞれに設け
た接続部により結合しているために、プリズム同士を精
度良く位置決めすることができる。

【０１４７】請求項５による本発明の光学系によれば、
請求項４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、
第１の接続部を第２の接続部の凹部に嵌め込むことによ
り、第１のプリズムと第２のプリズムとを容易に位置合
わせすることができる。

【０１４８】請求項６による本発明の光学系によれば、
請求項４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、
超音波溶着を用いることにより、第１のプリズムと第２
のプリズムとを強固に一体化することができる。

【０１４９】請求項７による本発明の光学系によれば、
請求項４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、
第２のプリズムの入射面上の光学有効範囲外に接続部を
設けているために、表示素子の画像を欠けることなく観
察することができる。

【０１５０】請求項８による本発明の光学系によれば、
第１のプリズムと第２のプリズムとを接続部を介して一
体成形により形成したために、プリズム同士を精度良く
位置決めすることができるとともに、プリズム同士を接
続する作業工程が不要となって生産性を向上することが
できる。

【０１５１】請求項９による本発明の光学系によれば、
第２のプリズムと第２のプリズムとの間に光学的像面を
有する光学系において、上記請求項１、請求項４、また
は請求項８に記載の発明と同様の効果を奏することがで
きる。

【０１５２】請求項１０による本発明の光学系によれ
ば、プリズムにハーフミラー面を設けてそこに光学部材
を複合成形したために、表示素子の画像だけでなく外界
像も観察することが可能となり、使い易い光学系とな
る。

【０１５３】請求項１１による本発明の光学系によれ
ば、請求項１０に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、光学部材を紫外線硬化型樹脂を用いて形成するこ
とにより、容易に複合成形することが可能となる。

【０１５４】請求項１２による本発明の光学系によれ
ば、請求項１１に記載の発明と同様の効果を奏するとと
もに、ハーフミラー面の光学部材と接するコート構成素
材を二酸化珪素または三酸化タングステンにより構成し
たために、紫外線硬化型樹脂でなる光学部材との密着性
が向上し、剥離等を招くことのない、確実な構成とする
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の光学系が適用される、両
眼式眼鏡型ディスプレイの使用時の様子を示す斜視図。

【図２】上記実施形態の光学系が適用される、単眼式眼
鏡型ディスプレイの使用時の様子を示す斜視図。

【図３】上記実施形態における眼鏡型ディスプレイの内
部構成を示す斜視図。

【図４】上記実施形態において、表示素子から射出され
た画像の光線が第１プリズムおよび第２プリズム内を通
過する様子を示す側面図。

【図５】上記実施形態の光学系の第１の例を示す分解斜
視図。

【図６】上記実施形態の光学系の第２の例を示す分解斜
視図。

【図７】上記実施形態の光学系の第２の例において、組
み立てた状態を示す斜視図。

【図８】上記実施形態の光学系の第３の例を示す分解斜
視図および要部断面図。

【図９】上記実施形態の光学系の第４の例を示す分解斜
視図および要部断面図。

【図１０】上記実施形態の光学系の第５の例を示す分解
斜視図。

【図１１】上記実施形態の光学系の第６の例を示す分解
斜視図および要部断面図。

【図１２】上記実施形態の光学系の第７の例を示す分解
斜視図。

【図１３】上記実施形態の光学系の第８の例を示す分解
斜視図およびＡ−Ａ断面図。

【図１４】上記実施形態の光学系の第９の例を示す斜視
図。

【図１５】上記実施形態の光学系の第９の例を示す正面
図。

【図１６】上記実施形態の光学系の第９の例における型
割を示すための側面図。

【図１７】上記実施形態の光学系の第１０の例を示す斜
視図。

【図１８】上記実施形態の光学系の第１０の例を示す正
面図。

【図１９】上記実施形態の光学系の第１０の例を示す側
面図。

【図２０】上記実施形態において、シースルー表示可能
に構成された第２プリズムを示す斜視図。

【図２１】上記実施形態において、シースルー表示可能
に構成された第２プリズムを示す側面図。

【図２２】上記実施形態において、視野の上部のみをシ
ースルー表示可能に構成した第２プリズムを示す斜視図
および要部断面図。

【図２３】上記図２２に示した第２プリズムを製造する
過程を示す図。

【符号の説明】

１…両眼式眼鏡型ディスプレイ ２…単眼式眼鏡型ディスプレイ ５…ＬＥＤユニット（表示素子の一部） ６…ＬＣＤ（表示素子の一部） ７…第２プリズム（第２のプリズム） ７ａ…入射面 ７ｂ…反射出射面 ７ｃ…第２反射面 ８…第１プリズム（第１のプリズム） ８ｄ…出射面 ９，９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…鏡枠 ９Ｄ1…第１鏡枠 ９Ｄ2…第２鏡枠 11,15,21,25,31,41,45…位置決め連結部（第２の接続
部） 11a,12a,15a,16a,17a,21a,35b,47,48…ビス孔（締結用
孔） １１ｂ，１６ｂ，１６ｃ，４３ａ…位置決めピン（位置
決め凸部） 12,17,22,26,32,42,46…位置決め連結部（第１の接続
部） 12b,15b,17b,41a,42a…位置決めピン嵌入孔（位置決め
孔） １３…ビス（締結部材） １６，３５，４３…位置決め連結部（結合部位） ２１ｂ，２５ａ，３１ａ，３５ａ…凹部 ２２ａ…ビス用切欠（締結用孔の一部） ２５ｂ…位置決め段部 ２５ｃ…溶着用凹部 ２６ｂ…エネルギーディレクター ２６ｂ’…溶着層 ３３…光束の有効通過範囲（光学有効範囲） ４９ａ，４９ｂ，４９ｃ，４９ｄ…嵌合凹部（結合部
位） ５１，５６…位置決め連結部（接続部） ６１，６６…ハーフミラー面 ６２，６７…透過光学系部（光学部材）

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表示素子の画像を観察可能となるように
   観察者の眼球に対して結像する光学系であって、 上記光学系は、 第１の接続部を有しかつ上記表示素子からの光線が通過
   する第１のプリズムと、 第２の接続部を有しかつ上記第１のプリズムから出射す
   る光線が通過する第２のプリズムと、 を有してなり、 上記第１の接続部と上記第２の接続部とは、上記表示素
   子を固定する鏡枠に設けられた結合部位を介して結合さ
   れかつ位置合わせされるものであることを特徴とする光
   学系。
2. 【請求項２】 上記結合部位は、上記第１の接続部と第
   ２の接続部とに各対応する位置決め凸部と、締結用孔
   と、を有してなるとともに、 上記第１の接続部と第２の接続部は、上記位置決め凸部
   に対応する位置決め孔をそれぞれ有してなり、 これらの位置決め孔に上記位置決め凸部をそれぞれ挿入
   することによって、上記結合部位に対して上記第１の接
   続部と上記第２の接続部とを位置合わせし、上記締結用
   孔に締結部材を螺合することによって上記第１の接続部
   と上記第２の接続部とを固定するものであることを特徴
   とする請求項１に記載の光学系。
3. 【請求項３】 上記鏡枠は、上記第１の接続部と上記第
   ２の接続部とに対応した凹部を有してなり、 上記第１の接続部と上記第２の接続部とをこの凹部に嵌
   入することによって、上記第１のプリズムと第２のプリ
   ズムとを位置合わせするものであることを特徴とする請
   求項１に記載の光学系。
4. 【請求項４】 表示素子の画像を観察可能となるように
   観察者の眼球に対して結像する光学系であって、 上記光学系は、 第１の接続部を有しかつ上記表示素子からの光線が通過
   する第１のプリズムと、 第２の接続部を有しかつ上記第１のプリズムから出射す
   る光線が通過する第２のプリズムと、 を有してなり、 上記第１のプリズムと上記第２のプリズムとは、上記第
   １の接続部と上記第２の接続部とを結合することによっ
   て位置合わせされるものであることを特徴とする光学
   系。
5. 【請求項５】 上記第２の接続部は、上記第１の接続部
   を嵌合するための凹部を有してなり、 上記第１の接続部をこの凹部に嵌め込むことにより、上
   記第１のプリズムと第２のプリズムとを位置合わせする
   ものであることを特徴とする請求項４に記載の光学系。
6. 【請求項６】 上記第１のプリズムと第２のプリズム
   は、上記第１の接続部と第２の接続部とを超音波溶着す
   ることにより、一体的に結合されるものであることを特
   徴とする請求項４に記載の光学系。
7. 【請求項７】 上記第２の接続部は、上記第１のプリズ
   ムから出射する光線が入射する上記第２のプリズムの入
   射面上の、光学有効範囲外に設けられたものであること
   を特徴とする請求項４に記載の光学系。
8. 【請求項８】 表示素子の画像を観察可能となるように
   観察者の眼球に対して結像する光学系であって、 上記光学系は、 上記表示素子からの光線が通過する第１のプリズムと、 上記第１のプリズムから出射する光線が通過する第２の
   プリズムと、 を有してなり、 上記第１のプリズムと上記第２のプリズムは、接続部を
   介して一体成形により形成されたものであることを特徴
   とする光学系。
9. 【請求項９】 上記光学系は、上記第１のプリズムと第
   ２のプリズムとの間に光学的像面を有するものであるこ
   とを特徴とする請求項１、請求項４、または請求項８に
   記載の光学系。
10. 【請求項１０】 表示素子の画像と外界像とを重ね合わ
    せて観察可能な光学系であって、 上記光学系は、 光を反射する表面を複数有することにより結像光学系を
    構成するものであって、これら複数の表面の内の少なく
    とも一つの表面の、少なくとも一部をハーフミラー面と
    するプリズムと、 上記ハーフミラー面に複合成形によって形成された外界
    像観察用の光学部材と、 を有して構成されたものであることを特徴とする光学
    系。
11. 【請求項１１】 上記光学部材は、紫外線硬化型樹脂を
    用いて複合成形によって形成されたものであることを特
    徴とする請求項１０に記載の光学系。
12. 【請求項１２】 上記ハーフミラー面は複数層コーティ
    ングにより形成されたものであり、このハーフミラー面
    を構成する複数のコート構成素材の内の上記光学部材と
    接するコート構成素材は、二酸化珪素または三酸化タン
    グステンにより構成されたものであることを特徴とする
    請求項１１に記載の光学系。