JP2003066365A - Optical element - Google Patents

Optical element

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JP2003066365A
JP2003066365A JP2001251849A JP2001251849A JP2003066365A JP 2003066365 A JP2003066365 A JP 2003066365A JP 2001251849 A JP2001251849 A JP 2001251849A JP 2001251849 A JP2001251849 A JP 2001251849A JP 2003066365 A JP2003066365 A JP 2003066365A
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JP
Japan
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optical
prism
free
optical surface
housing
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001251849A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Ichikawa
博敏 市川
Yoshihiro Maeda
義浩 前田
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively utilize a space by simplifying the structure of a free- form surface prism. SOLUTION: A mounting part 23 for fixing an element is formed in a bridge girder shape at both sides of a first optical surface 21a of a free-form surface prism 21, a boss 23a to be positioning when attached to a housing is provided projectingly, and a screw insertion hole 23b is also bored at an end part projecting toward a second optical surface 21b. In assembling these parts, positioning is performed by engaging and inserting the bosses 23a provided projectingly on the mounting parts 23 for fixing an element with/into recessed parts for positioning provided in the housing, and screws inserted into the screw insertion holes 23b are subsequently screwed into the housing to fix the free-form surface prism 21 to the housing. Space can be effectively utilized because the end parts of the mounting parts 23 are prevented from projecting toward side faces 21d that do not contribute to optical action.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示素子に表示
された画像を拡大する光学素子に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical element for enlarging an image displayed on an image display element.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般にプリズム等の光学素子を用いた光
学機器として良好な光学性能を得るには光学素子を筐体
内や他の光学素子等に対し、高精度でしかも正確に位置
決め固定する必要がある。
2. Description of the Related Art Generally, in order to obtain good optical performance as an optical device using an optical element such as a prism, it is necessary to position and fix the optical element with high precision in a housing or other optical elements. is there.

【0003】この光学素子の代表として光学プリズムが
ある。この光学プリズムは基準となる平面が少ないた
め、その固定方法に関しては従来から種々のものが提案
されている。
An optical prism is a typical example of this optical element. Since this optical prism has few reference planes, various fixing methods have been conventionally proposed.

【0004】例えば、図31に示す光学プリズム1は、
この光学プリズム1の光学的作用に寄与しない2つの対
向面にフランジ部1aが突設され、このフランジ部1a
にねじ挿通孔1bが穿設されていると共に、位置決めピ
ン1cが背面に突設されている。
For example, the optical prism 1 shown in FIG.
A flange portion 1a is provided so as to project from two opposing surfaces that do not contribute to the optical action of the optical prism 1.
A screw insertion hole 1b is formed in the base plate, and a positioning pin 1c is provided on the rear surface.

【0005】一方、光学プリズム1を固設する筐体2に
は、光学プリズム1に設けられたフランジ部1aが当接
する接合面2aが設けられており、この接合面2aのね
じ挿通孔1bに対応する位置にねじ穴2bが螺設されて
おり、又、位置決めピン1cが係入される位置決め凹部
2cが穿設されている。
On the other hand, the housing 2 in which the optical prism 1 is fixedly provided is provided with a joint surface 2a with which the flange portion 1a provided on the optical prism 1 abuts, and the screw insertion hole 1b of the joint surface 2a is provided. A screw hole 2b is screwed at a corresponding position, and a positioning recess 2c into which the positioning pin 1c is inserted is bored.

【0006】組付けに際しては、光学プリズム1の両側
面に突設されているフランジ部1aの背面を筐体2に設
けられている接合面2aに当接し、フランジ部1aの背
面に突設されている位置決めピン1cを、接合面2aに
穿設されている位置決め凹部2cに係入させて、光学プ
リズム1を筐体2に位置決めし、ねじ挿通孔1bに挿通
したねじ3を接合面2aに螺設されているねじ穴2bに
螺入させて、光学プリズム1を筐体2に固定する。
At the time of assembly, the back surfaces of the flange portions 1a projecting on both side surfaces of the optical prism 1 are brought into contact with the joint surfaces 2a provided on the housing 2 so as to project on the back surfaces of the flange portions 1a. The positioning pin 1c is inserted into the positioning recess 2c formed in the joint surface 2a to position the optical prism 1 in the housing 2, and the screw 3 inserted into the screw insertion hole 1b is attached to the joint surface 2a. The optical prism 1 is fixed to the housing 2 by being screwed into the screw hole 2b that is screwed.

【0007】この場合、図32、図33に示すように、
フランジ部1aをねじ挿通孔1bが半割となる位置まで
短く切断し、一方、筐体2の接合面2aの外側面に、フ
ランジ部1aの板厚よりも若干低い突起部2dを突設す
るようにしても良い。
In this case, as shown in FIGS. 32 and 33,
The flange portion 1a is cut to a position where the screw insertion hole 1b is halved, and on the other hand, a protruding portion 2d slightly lower than the plate thickness of the flange portion 1a is provided on the outer surface of the joint surface 2a of the housing 2. You may do it.

【0008】すなわち、図32、図33に示されている
構成では、光学プリズム1の両側に突設されているフラ
ンジ部1aを筐体2の突起部2d間に嵌挿すると、フラ
ンジ部1aに穿設されている半割り状のねじ挿通孔1b
と突起部2dの内側面に形成されている半割り状のねじ
挿通孔2eとで円形のねじ挿通孔が形成され、このねじ
挿通孔に挿通したねじ3を筐体2の接合面2aに螺設さ
れているねじ穴2bに螺入し、光学プリズム1を筐体2
に固定する。
That is, in the configuration shown in FIGS. 32 and 33, when the flange portions 1a protruding on both sides of the optical prism 1 are fitted between the protrusion portions 2d of the housing 2, the flange portion 1a is inserted into the flange portion 1a. Half-threaded screw insertion hole 1b
A circular screw insertion hole is formed by the half-shaped screw insertion hole 2e formed on the inner surface of the protrusion 2d, and the screw 3 inserted through the screw insertion hole is screwed into the joint surface 2a of the housing 2. The optical prism 1 is screwed into the provided screw hole 2b to mount the optical prism 1 on the housing 2
Fixed to.

【0009】このように、図32、図33では、フラン
ジ部1aを半割り状にしたので、図31に示す自由曲面
プリズム1に比し、フランジ部1aの形状を小型化する
ことができる。又、ねじ3を螺締すると、ねじ頭が筐体
2側の突起部2dに当接して、それ以上の締結が阻止さ
れるため、光学プリズム1に対する内部応力の発生が抑
制され、光学プリズム1の変形を防止することができ
る。
As described above, in FIGS. 32 and 33, since the flange portion 1a is formed in half, the shape of the flange portion 1a can be made smaller than that of the free curved surface prism 1 shown in FIG. Further, when the screw 3 is screwed, the screw head comes into contact with the protrusion 2d on the housing 2 side, and further tightening is prevented, so that the generation of internal stress on the optical prism 1 is suppressed, and the optical prism 1 is prevented. Can be prevented from being deformed.

【0010】又、図34に示すように、筐体2の側面に
ねじ孔2fを螺設し、このねじ孔2fに螺入したセット
ねじ3の先端で光学プリズム1の側面を押圧すること
で、この光学プリズム1を筐体2に固定する、技術も知
られている。
Further, as shown in FIG. 34, a screw hole 2f is screwed on the side surface of the housing 2 and the side surface of the optical prism 1 is pressed by the tip of the set screw 3 screwed into the screw hole 2f. A technique of fixing the optical prism 1 to the housing 2 is also known.

【0011】この技術によれば、光学プリズム1のフラ
ンジ部1aにねじ止めのためのねじ挿通孔を穿設する必
要がないので、フランジ部1aの形状をより一層縮小さ
せることができる。その結果、それを保持する筐体2の
小型化が実現でき、従って、装置全体の小型化を実現す
ることができる。
According to this technique, it is not necessary to form a screw insertion hole for screwing in the flange portion 1a of the optical prism 1, so that the shape of the flange portion 1a can be further reduced. As a result, it is possible to reduce the size of the housing 2 that holds it, and thus to reduce the size of the entire device.

【0012】この場合、図35に示すように、コの字状
に曲げ形成した板材4を、筐体2の内面に挿着し、光学
プリズム1の側面を板材4の側面4aを介してセットね
じ3により押圧することで、セットねじ3の先端が、直
接、光学プリズム1の側面を押圧することがなくなるた
め、光学プリズム1に発生する内部応力を抑制すること
ができる。
In this case, as shown in FIG. 35, a plate member 4 bent in a U-shape is inserted into the inner surface of the housing 2 and the side surface of the optical prism 1 is set via the side surface 4 a of the plate member 4. By pressing with the screw 3, the tip of the set screw 3 does not directly press the side surface of the optical prism 1, so that the internal stress generated in the optical prism 1 can be suppressed.

【0013】一方、図36に示すように、セットねじ3
を剣先止めねじ(3)とし、光学プリズム1の側面に
は、剣先止めねじ3の先端が係入されるV溝1dを形成
し、剣先止めねじ3を筐体2に螺設されているねじ孔2
fに螺入することで、剣先止めねじ3の先端が、光学プ
リズム1の側面に形成したV溝1dの斜面に突き当た
り、更に、螺入すると、この光学プリズム1が突き当面
方向に引き込まれて押圧されると共に筐体2に固定させ
ることができる。尚、符号2gはフランジ部1aに穿設
されたガイド孔に挿入されて、光学プリズム1の幅方向
への移動を規制するピンである。
On the other hand, as shown in FIG. 36, the set screw 3
Is a sword set screw (3), a V groove 1d into which the tip of the sword set screw 3 is engaged is formed on the side surface of the optical prism 1, and the sword set screw 3 is screwed to the housing 2. Hole 2
By screwing into the f, the tip of the sword set screw 3 abuts on the slope of the V groove 1d formed on the side surface of the optical prism 1, and when further screwing in, the optical prism 1 is pulled in the abutting surface direction. It can be pressed and fixed to the housing 2. Reference numeral 2g is a pin which is inserted into a guide hole formed in the flange portion 1a and regulates the movement of the optical prism 1 in the width direction.

【0014】又、図37に示すように、光学プリズム1
の両側面と筐体2の内面との間に、ばね等の弾性固定部
材5を介装した技術も知られている。
Further, as shown in FIG. 37, the optical prism 1
There is also known a technique in which an elastic fixing member 5 such as a spring is interposed between both side surfaces of and the inner surface of the housing 2.

【0015】この技術によれば、光学プリズム1に対す
る固定押圧力が一定となり、且つ温度変化等による光学
プリズム1の膨張、収縮に対しても弾性固定部材5の弾
性変形により変形が許容されるので、内部応力の発生が
防止され、光学プリズム1の破損を未然に防止すること
ができる。
According to this technique, the pressing force for fixing the optical prism 1 becomes constant, and the elastic fixing member 5 is elastically deformable even when the optical prism 1 expands or contracts due to a temperature change or the like. It is possible to prevent the generation of internal stress and prevent damage to the optical prism 1.

【0016】又、図38に示すような光学プリズム11
も知られている。この光学プリズム11は、例えば、特
開平9−73005号公報に開示されている。同図に示
す光学プリズム11は、小型の画像表示素子に表示され
た画像を拡大して観察する、ヘッドマウントディスプレ
イ(HMD)等の画像観察装置に用いられるもので、平
面又は曲面よりなる光入射用の第1の光学面11a、こ
の第1の光学面11aから素子内に入射した光束を全反
射させる平面又は曲面よりなる第2の光学面11b、こ
の第2の光学面11bからの光束の少なくとも一部を第
2の光学面11b側へ反射させる第3の光学面11c、
第1〜第3の光学面11a〜11c以外の光学的作用を
行わない互いに対向する2つの側面に光学的位置決め用
のフランジ部11dを有しており、このフランジ部11
dを介して光学プリズム11を保持することで、光学的
な歪みを発生させることなく、光学プリズム11を精度
よく保持させる技術が開示されている。
Also, an optical prism 11 as shown in FIG.
Is also known. The optical prism 11 is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 9-73005. The optical prism 11 shown in the figure is used for an image observing device such as a head mounted display (HMD) that magnifies and observes an image displayed on a small image display element, and has a flat or curved light incidence. First optical surface 11a for use, a second optical surface 11b formed of a flat surface or a curved surface for totally reflecting the light beam incident on the element from the first optical surface 11a, and a light beam from the second optical surface 11b. A third optical surface 11c that reflects at least a part to the second optical surface 11b side,
Except for the first to third optical surfaces 11a to 11c, there are two flanges 11d for optical positioning, which are opposed to each other and do not perform optical action.
There is disclosed a technique in which the optical prism 11 is held via the d, and the optical prism 11 is held accurately without causing optical distortion.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の技術には、以下のような問題点がある。
However, the above-mentioned conventional techniques have the following problems.

【0018】図31、図38に示す光学プリズム1,1
1は、光学プリズム1,11の側面にフランジ部1b,
11dを突設しているため、同図に示すY方向の寸法が
大きくなり、装置全体の小型化を実現する上での障害と
なる。
Optical prisms 1, 1 shown in FIGS. 31 and 38
1 is a flange portion 1b on the side surface of the optical prism 1, 11.
Since 11d is provided in a protruding manner, the dimension in the Y direction shown in the figure becomes large, which is an obstacle to realizing the miniaturization of the entire apparatus.

【0019】又、図32,図33に示す光学プリズム1
は、筐体2に形成されている突起部2dにより螺締時の
締結力がある程度規制されて、光学プリズム1に無理な
力が作用することを抑制することはできるが、完全に防
止することは困難である。その結果、各部材の寸法、設
定、組立条件を誤ると光学プリズム1に歪みが発生し、
光学的性能を劣化が早められてしまう不都合がある。
Further, the optical prism 1 shown in FIGS. 32 and 33.
Can restrain the fastening force at the time of screwing to a certain extent by the protrusion 2d formed on the housing 2 to prevent an unreasonable force from acting on the optical prism 1, but it should be completely prevented. It is difficult. As a result, if the dimensions, settings, and assembly conditions of each member are incorrect, the optical prism 1 is distorted,
There is an inconvenience that deterioration of optical performance is accelerated.

【0020】一方、図34〜図36に示す各光学プリズ
ム1は、セットねじ3を用い、光学プリズム1の側面を
直接押圧することで光学プリズム1を筐体2に固定する
ようにしているため、セットねじ3の締結力で光学プリ
ズム1に内部応力が発生し易くなり、光学的性能を低下
させてしまう不都合がある。又、光学プリズム1と筐体
2との膨張率が相異するため、温度変化の影響を受ける
と歪みが生じ易くなり、光学的性能が低下してしまう不
都合がある。
On the other hand, in each of the optical prisms 1 shown in FIGS. 34 to 36, the set screw 3 is used to fix the optical prism 1 to the housing 2 by directly pressing the side surface of the optical prism 1. However, the fastening force of the set screw 3 tends to cause an internal stress in the optical prism 1, which causes a problem that the optical performance is deteriorated. Further, since the optical prism 1 and the housing 2 have different expansion coefficients, there is a disadvantage that distortion is likely to occur when the optical prism 1 and the housing 2 are affected by a temperature change, and the optical performance is deteriorated.

【0021】又、図37に示す光学プリズム1では、弾
性固定部材5の有する弾性にて、光学プリズム1の側面
を筐体の内面に固定するようにしているため、光学プリ
ズム1と筐体2の膨張率の相異による影響は、弾性固定
部材5の弾性変形により吸収することができるため、温
度変化の影響は受け難いが、光学プリズム1に振動、衝
撃等の外力が印加された場合、弾性固定部材5が塑性変
形し、光学プリズム1の位置がずれ易くなる不都合があ
る。
In the optical prism 1 shown in FIG. 37, the elasticity of the elastic fixing member 5 fixes the side surface of the optical prism 1 to the inner surface of the housing. The influence due to the difference in expansion coefficient can be absorbed by the elastic deformation of the elastic fixing member 5, so that it is hardly affected by the temperature change, but when an external force such as vibration or impact is applied to the optical prism 1, There is a disadvantage that the elastic fixing member 5 is plastically deformed and the position of the optical prism 1 is easily displaced.

【0022】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、光学素子と筐体との間のスペースを有効利用するこ
とで装置全体の小型を実現し、しかも光学的に有害な歪
みを発生させることなく筐体に固定することの可能な光
学素子を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and by effectively utilizing the space between the optical element and the housing, the overall size of the apparatus is reduced, and optically harmful distortion is generated. It is an object of the present invention to provide an optical element that can be fixed to a housing without causing it.

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による第1の光学素子は、小型の画像表示素子に
表示された画像を拡大する光学素子において、前記画像
表示素子の表示面に概略対向し画像を取り込む第1の光
学面と、前記第1の光学面から入射した光線を素子内部
で反射すると共に、最終的に観察者の眼球へ拡大像光線
を射出する第2の光学面と、前記第1の光学面からの入
射光が前記第2の光学面に至るよう、少なくとも1回以
上内部反射に寄与する一面以上の反射光学面と、光学的
作用に寄与しない側面と、を有し、前記第1〜第2の光
学面及び前記反射光学面の何れかに素子固定用取付け部
を設けたたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the first optical element according to the present invention is an optical element for enlarging an image displayed on a small image display element, and is provided on the display surface of the image display element. A first optical surface which is substantially opposed to and captures an image, and a second optical surface which reflects a light ray incident from the first optical surface inside the element and finally emits a magnified image light ray to an eyeball of an observer. And one or more reflective optical surfaces that contribute to internal reflection at least once so that incident light from the first optical surface reaches the second optical surface, and side surfaces that do not contribute to optical action. In addition, an element fixing attachment portion is provided on any of the first and second optical surfaces and the reflection optical surface.

【0024】第2の光学素子は、小型の画像表示素子に
表示された画像を拡大する光学素子において、前記画像
表示素子の表示面に概略対向し画像を取り込む第1の光
学面と、前記第1の光学面から入射した光線を素子内部
で反射すると共に、最終的に観察者の眼球へ拡大像光線
を射出する第2の光学面と、前記第1の光学面からの入
射光が前記第2の光学面に至るよう、少なくとも1回以
上内部に反射寄与する一面以上の反射光学面と、光学的
作用に寄与しない側面と、を有すると共に、素子固定用
取付け部を備え、前記素子固定用取付け部は、素子を形
成する各面のうち何れか2つ以上の面に形成された溝に
より該素子から分離形成されることを特徴とする。
The second optical element is an optical element for enlarging an image displayed on a small-sized image display element, and a first optical surface which substantially opposes a display surface of the image display element to capture an image, and the first optical surface. The second optical surface that reflects the light ray incident from the first optical surface inside the element and finally emits a magnified image light ray to the eyeball of the observer, and the incident light from the first optical surface is the first optical surface. 2 has at least one reflection optical surface that contributes to the inside at least once so as to reach the optical surface 2, and a side surface that does not contribute to an optical action, and further includes an element fixing attachment portion, The mounting portion is characterized in that it is separated from the element by a groove formed in any two or more of the surfaces forming the element.

【0025】この場合、好ましくは1)前記第1〜第2
の光学面及び前記反射光学面のうち、少なくとも1つは
1つの対象面に対してのみ面対称な形状であることを特
徴とする。
In this case, preferably 1) the first and second
At least one of the optical surface and the reflective optical surface has a shape symmetrical with respect to only one target surface.

【0026】2)前記素子固定用取付け部が前記第1の
光学面から前記画像表示素子へ向けて筒状に形成された
スペーサ部に設けられていることを特徴とする。
2) The element fixing attachment portion is provided on a spacer portion formed in a cylindrical shape from the first optical surface toward the image display element.

【0027】3)前記スペーサ部の少なくとも一部が前
記第1の光学面に入射される光軸に略平行な方向のガイ
ド部を形成すると共に前記画像表示素子を保持する素子
保持部材が前記ガイド部に沿って移動可能に構成されて
いることを特徴とする。
3) At least a part of the spacer portion forms a guide portion in a direction substantially parallel to the optical axis incident on the first optical surface, and an element holding member for holding the image display element is the guide. It is characterized in that it is movable along the section.

【0028】4)前記素子固定用取付け部は前記第1の
光学面に入射される光軸と平行或いは直交する面に形成
されていることを特徴とする。
4) The element fixing mounting portion is formed on a surface parallel or orthogonal to the optical axis incident on the first optical surface.

【0029】5)前記素子固定用取付け部は前記第2の
光学面から出射される光軸と平行或いは直交する面に形
成されていることを特徴とする。
5) The device fixing mounting portion is formed on a surface parallel or orthogonal to the optical axis emitted from the second optical surface.

【0030】[0030]

【発明の実施の形態】図1に画像観察装置の概略構成
図、図2に自由曲面プリズムの構成図を示す。同図の符
号21は、樹脂を素材として射出成型された光学素子と
しての自由曲面プリズムであり、光入射面としての第1
の光学面21a、一部に全反射を利用した反射及び屈
折、透過面として作用する第2の光学面21b、半透過
又は反射を行う第3の光学面たる反射光学面21cの全
体として光学的作用をする3つの光学面21a〜21c
と、光学作用に寄与しない互いに対向する一対の側面2
1dとを有している。ここで光学面21a〜21cは平
面、球面、非球面、1つの対称面に対してのみ面対称な
非球面などから成る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image observing apparatus, and FIG. 2 is a configuration diagram of a free-form surface prism. Reference numeral 21 in the figure is a free-form surface prism as an optical element injection-molded from a resin material, which is a first light-incident surface.
Optical surface 21a, a second optical surface 21b that partially acts as a reflection and refraction and transmission surface using total reflection, and a reflective optical surface 21c that is a third optical surface that performs semi-transmission or reflection are optically as a whole. Three optical surfaces 21a to 21c that operate
And a pair of side surfaces 2 facing each other that do not contribute to the optical action.
1d and. Here, the optical surfaces 21a to 21c are planes, spherical surfaces, aspherical surfaces, aspherical surfaces that are plane-symmetrical with respect to only one plane of symmetry, and the like.

【0031】第1の光学面21aには、小型の画像表示
素子22の表示面が概略対向されている。そして、この
画像表示素子22に表示さた画像が、自由曲面プリズム
21の第1の光学面21aから素子内に取り込まれる
と、この画像に基づく光束が第2の光学面21bで全反
射された後、反射光学面21cで反射集光して、第2の
光学面21bを透過して、観察者の眼球Ueyに導光さ
れる。
The display surface of the small-sized image display element 22 is substantially opposed to the first optical surface 21a. When the image displayed on the image display element 22 is taken into the element from the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21, the light flux based on this image is totally reflected by the second optical surface 21b. After that, the light is reflected and condensed by the reflective optical surface 21c, transmitted through the second optical surface 21b, and guided to the eyeball Uey of the observer.

【0032】このとき、第2の光学面21bと反射光学
面21cとの曲率により、画像表示素子22に表示され
た画像を途中で結像させることなく、観察者の前方に拡
大された虚像を表示させる。
At this time, due to the curvatures of the second optical surface 21b and the reflective optical surface 21c, the virtual image magnified in front of the observer is formed without forming the image displayed on the image display element 22 on the way. Display it.

【0033】尚、画像表示素子22は、液晶表示素子以
外に、EL(Electronic Luminescent)素子、プラズマ
ディスプレイ、LED(Light Emitting Diode)アレイな
どであっても良いが、画像表示素子22として液晶表示
素子を採用した場合は、その背面に液晶表示素子に表示
された画像を十分な明るさで観察させるための照明素子
22aを配設する。
The image display element 22 may be an EL (Electronic Luminescent) element, a plasma display, an LED (Light Emitting Diode) array, etc. in addition to the liquid crystal display element. In the case of adopting, the illumination element 22a for observing the image displayed on the liquid crystal display element with sufficient brightness is provided on the back surface thereof.

【0034】又、他の態様として、図3に示す自由曲面
プリズム21’のように、第1の光学面21aから素子
内部に導入された光束を第3の光学面たる反射面21c
へ導き、この反射面21cで一旦反射させた後、第2の
光学面21bで全反射させ、更に第3の光学面たる反射
面21cにつらなり、且つ別の定義面を有する第4の光
学面たる反射光学面21c’で反射集光させた後、第2
の光学面21bから観察者の眼球Ueyに導光させるよ
うにしても良い。
As another embodiment, like the free-form surface prism 21 'shown in FIG. 3, the light flux introduced into the inside of the element from the first optical surface 21a is the reflecting surface 21c which is the third optical surface.
To the fourth optical surface which is once reflected by the reflecting surface 21c, is totally reflected by the second optical surface 21b, and is further connected to the reflecting surface 21c which is the third optical surface, and has another defining surface. After the light is reflected and condensed by the barrel reflection optical surface 21c ′, the second
The light may be guided from the optical surface 21b to the eyeball Uey of the observer.

【0035】ところで、図2(b)にハッチングで示すよ
うに、第1の光学面21aにおける有効光束範囲は、同
図(c)にハッチングで示す第2の光学面21bや、同図
(d)にハッチングで示す反射光学面21cの有効光束範
囲よりも狭く、従って、第2の光学面21b、反射光学
面21cの有効光束範囲により決定されるプリズム幅の
全てが使用されている訳ではない。このことは、図3に
示す他の態様による自由曲面プリズム21’においても
同様である。
By the way, as shown by hatching in FIG. 2B, the effective luminous flux range on the first optical surface 21a is the same as the second optical surface 21b shown by hatching in FIG.
It is narrower than the effective light flux range of the reflection optical surface 21c shown by hatching in (d), and therefore, the entire prism width determined by the effective light flux ranges of the second optical surface 21b and the reflection optical surface 21c is used. is not. This also applies to the free-form surface prism 21 'according to another embodiment shown in FIG.

【0036】そのため、こうした光学面でありながら、
実際には光束が通過しない領域、すなわち、図2のハッ
チングで示す有効光束範囲外の領域(以下「無効光束範
囲」と称する)に素子固定用取付け部(以下「取付け部」
と略称)を設けることで、自由曲面プリズム21と、こ
の自由曲面プリズム21を固設する筐体との間のスペー
スを有効利用することができる。
Therefore, despite such an optical surface,
In the area where the light flux does not actually pass, that is, in the area outside the effective light flux range shown by hatching in FIG. 2 (hereinafter referred to as “ineffective light flux range”), the element fixing mounting portion (hereinafter “mounting portion”)
Is provided, it is possible to effectively use the space between the free-form curved surface prism 21 and the housing in which the free-form surface curved prism 21 is fixed.

【0037】以下、図4〜図30の図面に基づいて、自
由曲面プリズム21の無効光束範囲に取付け部を設けた
態様を、実施の形態毎に説明する。
Hereinafter, a mode in which the mounting portion is provided in the invalid light flux range of the free-form surface prism 21 will be described for each embodiment with reference to the drawings of FIGS. 4 to 30.

【0038】ここで、各実施の形態の概要について説明
する。図4〜図15に示す第1〜第9実施の形態には、
自由曲面プリズム21の第1の光学面21aの無効光束
範囲に取付け部を形成した態様が示されている。
Here, the outline of each embodiment will be described. In the first to ninth embodiments shown in FIGS. 4 to 15,
A mode in which a mounting portion is formed in the invalid light flux range of the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21 is shown.

【0039】又、図16〜図27に示す第10〜第16
実施の形態には、第1の光学面21aの無効光束範囲か
ら延長形成された面に取付け部を設けた態様が示されて
いる。
The tenth to sixteenth parts shown in FIGS.
The embodiment shows a mode in which a mounting portion is provided on the surface extended from the ineffective light flux range of the first optical surface 21a.

【0040】又、図28〜図30に示す第17、第18
実施の形態には、第2の光学面21b、或いは反射光学
面21cの無効光束範囲に取付け部を設けた態様が示さ
れている。
The seventeenth and eighteenth parts shown in FIGS.
The embodiment shows a mode in which the mounting portion is provided in the invalid light flux range of the second optical surface 21b or the reflective optical surface 21c.

【0041】先ず、図4に基づき本発明による第1実施
の形態について説明する。本実施の形態では、自由曲面
プリズム21の第1の光学面21aにおける両側面21
d側の無効光束範囲に、互いに平行な取付け部23を橋
桁状に一体形成し、その両端を第2の光学面21b側及
び反射光学面21c側へ突出させたものである。
First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, both side surfaces 21 of the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21 are formed.
In the invalid light flux range on the d side, mutually parallel mounting portions 23 are integrally formed in a bridge girder shape, and both ends thereof are projected to the second optical surface 21b side and the reflective optical surface 21c side.

【0042】更に、この両取付け部23に、図示しない
筐体の被取付け面に形成されている位置決め用凹部に係
入されて位置決めされるボス23aが突設されていると
共に、取付け部23の第2の光学面21b側に突出され
ている先端部に、ねじ挿通孔23bが穿設されている。
尚、このねじ挿通孔23bに対応する筐体側の被取付け
面にはねじ穴(図示せず)が穿設されている。又、図中の
一点鎖線は、画像表示素子22から観察者の眼球Uey
へ至る光軸を示すものであり、図5以下の図面において
も共通している。
Further, a boss 23a, which is engaged and positioned in a positioning recess formed on a mounting surface of a casing (not shown), is provided to project from both of the mounting portions 23, and the mounting portion 23 has A screw insertion hole 23b is formed in the tip portion protruding toward the second optical surface 21b.
A screw hole (not shown) is formed in the mounting surface of the housing corresponding to the screw insertion hole 23b. Further, the alternate long and short dash line in the figure indicates the eyeball Uey of the observer from the image display element 22.
It shows the optical axis leading to, and is common to the drawings starting from FIG.

【0043】このような構成によれば、自由曲面プリズ
ム21の第1の光学面21aの両側に橋桁状に形成され
ている取付け部23を、筐体の被取付け面(図示せず)に
取付けるに際し、取付け部23に突設されているボス2
3aを、被取付け面に穿設されている位置決め用凹部に
係入させて位置決めした後、取付け部23の第2の光学
面21b側に突出されている先端部に穿設されているね
じ挿通孔23bに対して、図面下方から挿通したねじ
を、被取付け面に螺設されているねじ穴に螺入させるこ
とで、自由曲面プリズム21を筐体に固設する。
According to this structure, the mounting portions 23 formed in the shape of bridge girders on both sides of the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21 are mounted on the mounting surface (not shown) of the housing. At this time, the boss 2 protruding from the mounting portion 23
3a is inserted into a positioning recess formed in the surface to be mounted and positioned, and then a screw insertion hole is formed in the tip of the mounting portion 23 protruding toward the second optical surface 21b. The free curved surface prism 21 is fixed to the housing by screwing a screw inserted into the hole 23b from the lower side of the drawing into a screw hole that is screwed on the mounting surface.

【0044】このように、本実施の形態では、取付け部
23を、第1の光学面21aの両側面21d側の無効光
束範囲に形成したので、光学的作用に支障を来すことは
ない。又、取付け部23の両端を第2の光学面21b及
び反射光学面21c側へ突出させ、側面21d側へは突
出させないようにしたので、自由曲面プリズム21と、
これを固設する筐体の間のスペースを有効利用すること
ができる。
As described above, in the present embodiment, since the mounting portion 23 is formed in the ineffective light flux range on the both side surfaces 21d side of the first optical surface 21a, the optical function is not hindered. Further, both ends of the mounting portion 23 are projected toward the second optical surface 21b and the reflective optical surface 21c side, and are not projected toward the side surface 21d side.
It is possible to effectively use the space between the housings where this is fixed.

【0045】尚、この場合、ねじ挿通孔23bは、反射
光学面21c側に突出されている取付け部23の先端部
側に穿設されていても良く、或いは、各光学面21b,
21cに突出されている両端部の双方に穿設されていて
も良い。当然、筐体の被取付け面の、各ねじ挿通孔23
bに対応する部位には、ねじ穴が穿設されているものと
する。
In this case, the screw insertion hole 23b may be formed on the tip end side of the mounting portion 23 projecting to the reflection optical surface 21c side, or each optical surface 21b,
It may be formed on both ends of the protrusion 21c. Of course, each screw insertion hole 23 on the mounting surface of the housing
It is assumed that a screw hole is bored in a portion corresponding to b.

【0046】又、図5に本発明の第2実施の形態による
自由曲面プリズムの斜視図を示す。第1実施の形態で
は、取付け部23の両端部が、各光学面21b,21c
から突出されているが、本実施の形態では、取付け部2
3を第2の光学面21b側のみから突出させ、その突出
されている先端部にねじ挿通孔23bを穿設するように
したものである。
FIG. 5 shows a perspective view of a free-form surface prism according to the second embodiment of the present invention. In the first embodiment, both end portions of the mounting portion 23 have the optical surfaces 21b and 21c.
Although it is projected from the mounting portion 2 in the present embodiment,
3 is projected only from the second optical surface 21b side, and a screw insertion hole 23b is bored in the protruding tip portion.

【0047】取付け部23を第2の光学面21b側のみ
から突出させたので、自由曲面プリズム21と、この自
由曲面プリズム21を固設する筐体との双方の形状をよ
り一層小型化することができる。
Since the mounting portion 23 is projected only from the second optical surface 21b side, it is possible to further reduce the sizes of both the free-form surface prism 21 and the housing in which the free-form surface prism 21 is fixedly mounted. You can

【0048】又、図6に本発明の第3実施の形態による
自由曲面プリズムの斜視図を示す。上述した第2実施の
形態では、取付け部23を第2の光学面21b側に突出
させたが、本実施の形態では、取付け部23を反射光学
面21c側のみから突出させ、その先端部にねじ挿通孔
23bを穿設したもので、第2実施の形態と同様の作用
効果を得ることができる。
FIG. 6 shows a perspective view of a free-form surface prism according to the third embodiment of the present invention. In the above-described second embodiment, the mounting portion 23 is projected to the second optical surface 21b side. However, in the present embodiment, the mounting portion 23 is projected only from the reflective optical surface 21c side and the tip portion thereof is provided. Since the screw insertion hole 23b is formed, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.

【0049】又、図7に本発明の第4実施の形態による
自由曲面プリズムの斜視図を示す。上述した第1実施の
形態(図5参照)では、取付け部23を第1の光学面21
aと略平行に配設したが、本実施の形態では、第1の光
学面21aに入射される光軸に対し、取付け部23を直
交する方向へ傾斜させたものである。
FIG. 7 shows a perspective view of a free-form surface prism according to the fourth embodiment of the present invention. In the above-described first embodiment (see FIG. 5), the mounting portion 23 is attached to the first optical surface 21.
Although it is arranged substantially parallel to a, in the present embodiment, the mounting portion 23 is tilted in a direction orthogonal to the optical axis incident on the first optical surface 21a.

【0050】取付け部23を第1の光学面21aに入射
される光軸に直交させることで、この取付け部23と画
像表示素子22とが平行になるため、自由曲面プリズム
21と画像表示素子22とを、共通の連結部材を介して
光学的に正しい位置で固設しようとする場合、この連結
部材の形状を簡素化することができる。尚、この場合、
取付け部23は第1の光学面21aに入射される光軸に
対して平行であっても良い。
By making the mounting portion 23 orthogonal to the optical axis incident on the first optical surface 21a, the mounting portion 23 and the image display element 22 become parallel to each other, so that the free-form surface prism 21 and the image display element 22. When it is attempted to fix and to be fixed at optically correct positions via a common connecting member, the shape of this connecting member can be simplified. In this case,
The mounting portion 23 may be parallel to the optical axis incident on the first optical surface 21a.

【0051】又、図8に本発明の第5実施の形態による
自由曲面プリズムの斜視図を示す。上述した第5実施の
形態では。取付け部23を第1の光学面21aの両側に
橋桁状に配設したが、本実施の形態では、取付け部23
を第1の光学面21aの両側の無効光束範囲の一段低い
位置に形成したものであり、作用効果は第5実施の形態
と同様である。
FIG. 8 shows a perspective view of a free-form surface prism according to the fifth embodiment of the present invention. In the above-described fifth embodiment. Although the mounting portions 23 are arranged in a bridge girder shape on both sides of the first optical surface 21 a, in the present embodiment, the mounting portions 23 are arranged.
Is formed at a position one step lower on both sides of the first optical surface 21a, and the effect is the same as that of the fifth embodiment.

【0052】又、図9に本発明の第6実施の形態による
自由曲面プリズムの斜視図を示す。本実施の形態では、
互いに平行な一対の取付け部23を、自由曲面プリズム
21の第1の光学面21aの両側に形成される無効光束
範囲の内、反射光学面21c側の両稜部から、図の上方
へ延出させ、且つこの取付け部23の背面(反射光学面
21c側)にボス23aを突設したものである。
FIG. 9 shows a perspective view of a free-form surface prism according to the sixth embodiment of the present invention. In this embodiment,
A pair of mounting portions 23 that are parallel to each other extend upward in the figure from both ridges on the reflective optical surface 21c side within the invalid light flux range formed on both sides of the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21. In addition, a boss 23a is provided on the rear surface (on the side of the reflective optical surface 21c) of the mounting portion 23.

【0053】このような構成では、図示しない筐体の取
付け面に対し、自由曲面プリズム21の取付け部23の
背面(反射光学面21c側)を当接し、取付け部23に突
設されているボス23aを、被取付け面に形成されてい
る位置決め用凹部に係入させて、位置決めした後、ねじ
挿通孔23bに挿通したねじを、筐体の被取付け面に螺
設されているねじ穴に螺入させて、自由曲面プリズム2
1を筐体に固定する。
In such a structure, the back surface (the reflection optical surface 21c side) of the mounting portion 23 of the free-form curved surface prism 21 is brought into contact with the mounting surface of the housing (not shown), and the boss protruding from the mounting portion 23 is provided. 23a is inserted into the positioning recess formed on the mounting surface and positioned, and then the screw inserted into the screw insertion hole 23b is screwed into the screw hole screwed on the mounting surface of the housing. Free-form surface prism 2
1 is fixed to the housing.

【0054】尚、筐体の被取付け面が、自由曲面プリズ
ム21の取付け部23に対して、前面側(第2の光学面
21b側)に対峙する場合は、ボス23aを取付け部2
3の前面側に突設し、取付け部23の前面を筐体の被取
付け面に当接させて位置決めし、ねじ挿通孔23bに対
し背面から挿通したねじにより固定する。
When the mounting surface of the housing faces the front surface side (second optical surface 21b side) of the mounting portion 23 of the free-form surface prism 21, the boss 23a is mounted on the mounting portion 2.
3 is provided so as to project from the front surface side of the housing 3, the front surface of the mounting portion 23 is brought into contact with the mounting surface of the housing for positioning, and is fixed to the screw insertion hole 23b by a screw inserted from the rear surface.

【0055】このように、本実施の形態によれば、取付
け部23を自由曲面プリズム21の第1の光学面21a
から、図の上方へ延出させるように形成したので、自由
曲面プリズム21の取付け部23が第2の光学面21
b、反射光学面21c、或いは側面21dから外方へ突
出することが無く、スペースの有効利用が図れる。その
結果、自由曲面プリズム21を固設する筐体を含む装置
全体の小型化が実現できる。
As described above, according to the present embodiment, the mounting portion 23 is attached to the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21.
Since it is formed so as to extend upward from the drawing, the mounting portion 23 of the free-form curved surface prism 21 has the second optical surface 21.
The space can be effectively used without protruding outward from the b, the reflection optical surface 21c, or the side surface 21d. As a result, it is possible to reduce the size of the entire device including the housing in which the free-form surface prism 21 is fixedly installed.

【0056】尚、上述した第1〜第6実施の形態におい
て、例えば取付け部23に穿設されているねじ挿通孔2
3bは、図32に示されているねじ挿通孔1bのように
半割り状に切り欠かれていても良い。又、ボス23aに
代えて位置決め用嵌合孔部を形成し、この位置決め用嵌
合孔部に嵌合するボスを筐体側の被取付け面に設けるよ
うにしても良い。
In the above-described first to sixth embodiments, for example, the screw insertion hole 2 formed in the mounting portion 23, for example.
3b may be cut in half like the screw insertion hole 1b shown in FIG. Further, instead of the boss 23a, a positioning fitting hole portion may be formed, and a boss that fits into this positioning fitting hole portion may be provided on the mounting surface on the housing side.

【0057】又、図10、図11に本発明の第7実施の
形態を示す。ここで、図10は自由曲面プリズムの斜視
図、図11は自由曲面プリズムを筐体に固設した状態の
一部断面正面図である。
10 and 11 show a seventh embodiment of the present invention. Here, FIG. 10 is a perspective view of the free-form curved prism, and FIG. 11 is a partial cross-sectional front view of the free-form curved prism fixed to the housing.

【0058】本実施の形態では、自由曲面プリズム21
の第1の光学面21aの両側に形成される無効光束範囲
と有効光束範囲(図2(b)参照)との境界線上、或いはこ
の境界線上よりもやや無効光束範囲側に溝としての第1
のスリット21eを形成すると共に、側面21dの第1
の光学面21a側に、溝としての第2のスリット21f
を形成し、この両スリット21e,21fにより、自由
曲面プリズム21の第1の光学面21aと側面21dと
で形成される稜部に、取付け部23を分離形成したもの
である。尚、このスリット21e,21fは、自由曲面
プリズム21を射出成型する際に形成するようにしても
良い。
In this embodiment, the free-form surface prism 21 is used.
The first groove as a groove on the boundary line between the ineffective light flux range and the effective light flux range (see FIG. 2B) formed on both sides of the first optical surface 21a of the first optical surface 21a.
The slit 21e of the first side 21d
On the optical surface 21a side of the second slit 21f as a groove.
The slits 21e and 21f form the mounting portion 23 separately on the ridge portion formed by the first optical surface 21a and the side surface 21d of the free-form surface prism 21. The slits 21e and 21f may be formed when the free-form surface prism 21 is injection molded.

【0059】又、この取付け部23の第1の光学面21
a側に、ボス23aが突設されていると共にねじ穴23
cが螺設されている。
Further, the first optical surface 21 of the mounting portion 23
A boss 23a is provided on the a side, and the screw hole 23
c is screwed.

【0060】一方、この自由曲面プリズム21を固設す
る筐体24の両側に形成された被取付け面24aには、
ボス23aを嵌合する位置決め用凹部(図示せず)が穿設
されていると共に、ねじ穴23cに対応する位置にねじ
挿通孔24bが穿設されている。
On the other hand, on the mounting surfaces 24a formed on both sides of the housing 24 in which the free-form curved surface prism 21 is fixedly mounted,
A positioning recess (not shown) for fitting the boss 23a is formed, and a screw insertion hole 24b is formed at a position corresponding to the screw hole 23c.

【0061】このような構成では、自由曲面プリズム2
1に設けられている取付け部23を筐体24に設けられ
ている被取付け面24aに当接すると、取付け部23か
ら突出されているボス23aが、筐体24の被取付け面
24aに形成されている位置決め用凹部(図示せず)に嵌
合して位置決めされる。
In such a structure, the free-form surface prism 2
When the mounting portion 23 provided in 1 is brought into contact with the mounted surface 24a provided in the housing 24, the boss 23a protruding from the mounting portion 23 is formed in the mounted surface 24a of the housing 24. It is positioned by fitting it into a positioning recess (not shown).

【0062】次いで、筐体24に穿設されているねじ挿
通孔24bに挿通したねじ3をねじ穴23cに螺入させ
て、自由曲面プリズム21を筐体24に位置決め固定す
る。
Next, the screw 3 inserted in the screw insertion hole 24b formed in the housing 24 is screwed into the screw hole 23c, and the free-form curved surface prism 21 is positioned and fixed to the housing 24.

【0063】このように、本実施の形態では、自由曲面
プリズム21にスリット21e,21fを形成すること
で、取付け部23を分離形成したので、自由曲面プリズ
ム21に突出部が形成されず、スペースの有効利用を図
ることができ、筐体24を含む装置全体の小型化が実現
できる。
As described above, in the present embodiment, since the mounting portion 23 is formed separately by forming the slits 21e and 21f in the free-form curved surface prism 21, no protruding portion is formed in the free-form curved surface prism 21 and the space is reduced. Can be effectively used, and the entire apparatus including the housing 24 can be downsized.

【0064】又、取付け部23を、自由曲面プリズム2
1の本体側に対し、スリット21e,21fを介して分
離したので、観察者から、第2の光学面21bを通して
ねじ3が直接観察されてしまうことが無く、製品の品位
を保つことができる。
The mounting portion 23 is attached to the free-form surface prism 2
Since the main body 1 is separated via the slits 21e and 21f, the screw 3 is not directly observed by the observer through the second optical surface 21b, and the product quality can be maintained.

【0065】更に、このスリット21e,21fによ
り、取付け部23を筐体24の被取付け面24aに固定
する際に生じる歪みが吸収されるため、自由曲面プリズ
ム21に内部応力が発生せず、光学的性能を長期的に保
証することができる。
Further, since the slits 21e and 21f absorb the distortion generated when the mounting portion 23 is fixed to the mounting surface 24a of the housing 24, internal stress is not generated in the free-form curved surface prism 21, and the Performance can be guaranteed in the long run.

【0066】又、図12、図13に本発明の第8実施の
形態を示す。ここで、図12は自由曲面プリズムの斜視
図、図13は自由曲面プリズムを筐体に固設した状態の
一部断面正面図である。
Further, FIGS. 12 and 13 show an eighth embodiment of the present invention. Here, FIG. 12 is a perspective view of the free-form curved prism, and FIG. 13 is a partial cross-sectional front view of the free-form curved prism fixed to the housing.

【0067】本実施の形態では、自由曲面プリズム21
の第1の光学面21aの両側に形成される無効光束範囲
と有効光束範囲(図2(b)参照)との境界線上、或いはこ
の境界線上よりもやや無効光束範囲側に第1のざぐり溝
21gを形成すると共に、側面21dの第1の光学面2
1a側に、第2のざぐり溝21hを形成し、この両ざぐ
り溝21g,21hを、自由曲面プリズム21内で連通
させたものである。尚、このざぐり溝21g,21h
は、自由曲面プリズム21を射出成型する際に形成する
ようにしても良い。
In the present embodiment, the free-form surface prism 21
The first counterbore groove is formed on the boundary line between the ineffective light flux range and the effective light flux range (see FIG. 2B) formed on both sides of the first optical surface 21a, or on the ineffective light flux range side of the boundary line. 21g is formed and the first optical surface 2 of the side surface 21d is formed.
A second counterbore groove 21h is formed on the side of 1a, and both counterbore grooves 21g and 21h are made to communicate in the free-form curved surface prism 21. In addition, these counterbores 21g, 21h
May be formed when the free-form surface prism 21 is injection molded.

【0068】一方、この自由曲面プリズム21を固設す
る筐体24の両側に形成された被取付け面24aには、
第1のざぐり溝21gから係入して、第2のざぐり溝2
1hに係合する係止爪部24cが形成されている。
On the other hand, on the mounting surfaces 24a formed on both sides of the housing 24 in which the free-form curved surface prism 21 is fixedly mounted,
Engage from the first counterbore groove 21g to the second counterbore groove 2
A locking claw portion 24c that engages with 1h is formed.

【0069】このような構成では、筐体24の被取付け
面24aに形成されている係止爪部24cを、自由曲面
プリズム21の第1の光学面21aの両側に形成されて
いる第1のざぐり溝21gに係入し、先端の爪部を第2
のざぐり溝21hの縁部に掛止させると、この係止爪部
24cの先端に形成した爪部と被取付け面24aに形成
されている突部24dとで、取付け部23が挟持され、
この自由曲面プリズム21が筐体24に固定される。
In such a configuration, the locking claw portions 24c formed on the mounting surface 24a of the housing 24 are formed on both sides of the first optical surface 21a of the free-form surface prism 21. Engage in the counterbore groove 21g and set the claw at the tip to the second position.
When hooked on the edge of the countersunk groove 21h, the mounting portion 23 is sandwiched by the claw portion formed at the tip of the locking claw portion 24c and the projection 24d formed on the mounting surface 24a.
The free curved surface prism 21 is fixed to the housing 24.

【0070】この場合、筐体24と自由曲面プリズム2
1との位置決めは、自由曲面プリズム21に設けた取付
け部23と筐体24に設けた被取付け面24aとの一方
にボスを突設し、他方に位置決め用凹部を形成させ、こ
のボスと位置決め用凹部との嵌合により行なう。或い
は、係止爪部24cと第1のざぐり溝21gとの嵌合に
よって位置決めするようにしても良い。或いは、自由曲
面プリズム21に設けた取付け部23と筐体24に設け
た被取付け面24aとの少なくとも一方に突当て面を別
途形成し、この突当て面で位置決めするようにしても良
い。
In this case, the housing 24 and the free-form surface prism 2
The positioning with respect to No. 1 is performed by forming a boss on one of the mounting portion 23 provided on the free-form curved surface prism 21 and the mounting surface 24a provided on the housing 24, and forming a positioning recess on the other. This is done by fitting with the recess for use. Alternatively, positioning may be performed by fitting the locking claw portion 24c and the first counterbore groove 21g. Alternatively, an abutting surface may be separately formed on at least one of the attachment portion 23 provided on the free-form surface prism 21 and the attached surface 24a provided on the housing 24, and the abutting surface may be used for positioning.

【0071】このように、本実施の形態によれば、筐体
24と自由曲面プリズム21とをワンタッチで連結固定
させることができるため、組立てが容易となり、製造工
数の削減をはかることが出来る。又、組付けに際し、ね
じ等の締結部材が不要となるため、部品点数の削減が図
れる。更に、締結部材が不要であるため締付け時のトル
ク管理が不要となり、組み立て作業の効率化を実現する
ことができる。
As described above, according to the present embodiment, the housing 24 and the free-form curved surface prism 21 can be connected and fixed to each other with one touch, so that the assembly is facilitated and the number of manufacturing steps can be reduced. In addition, since a fastening member such as a screw is not required at the time of assembly, the number of parts can be reduced. Furthermore, since the fastening member is not required, torque management at the time of fastening is not required, and the efficiency of assembly work can be realized.

【0072】又、図14、図15に本発明の第9実施の
形態を示す。ここで、図14は自由曲面プリズムの斜視
図、図15は自由曲面プリズムを筐体に固設した状態の
一部断面正面図である。
Further, FIGS. 14 and 15 show a ninth embodiment of the present invention. Here, FIG. 14 is a perspective view of the free-form curved prism, and FIG. 15 is a partial cross-sectional front view of the free-form curved prism fixed to the housing.

【0073】本実施の形態では、自由曲面プリズム21
の第1の光学面21aの両側に形成される無効光束範囲
と有効光束範囲(図2(b)参照)との境界線上、或いはこ
の境界線上よりもやや無効光束範囲側に、溝としてのス
リット21jを形成したもので、このスリット21jの
最深部が、側面21d方向へL字状に切り込み形成され
ている。
In this embodiment, the free-form surface prism 21
A slit as a groove on the boundary line between the ineffective light flux range and the effective light flux range (see FIG. 2 (b)) formed on both sides of the first optical surface 21a, or slightly on the invalid light flux range side of this boundary line. 21j is formed, and the deepest part of this slit 21j is cut and formed in an L shape in the direction of the side surface 21d.

【0074】このスリット21jは、自由曲面プリズム
21を射出成型する際に形成される。この射出成型に用
いる金型は、自由曲面プリズム21の第2の光学面21
bと反射光学面21cとの方向で型割りされるように設
定されており、スリット21jは型割り方向に沿って形
成されている。
The slit 21j is formed when the free-form surface prism 21 is injection-molded. The mold used for this injection molding is the second optical surface 21 of the free-form surface prism 21.
The slit 21j is formed so as to be divided in the direction of b and the reflective optical surface 21c, and the slit 21j is formed along the dividing direction.

【0075】尚、この自由曲面プリズム21を装着する
筐体24の構成は、上述した第8実施の形態と同様であ
るため、説明を省略する。
The structure of the housing 24 in which the free-form surface prism 21 is mounted is similar to that of the eighth embodiment described above, and the description thereof will be omitted.

【0076】このような構成では、スリット21jを成
形金型の型割り方向に形成したので、自由曲面プリズム
21の形状を複雑にすることなく、取付け部23を高精
度に形成することが可能となる。
In this structure, since the slit 21j is formed in the mold splitting direction of the molding die, the mounting portion 23 can be formed with high precision without complicating the shape of the free-form surface prism 21. Become.

【0077】又、図16に本発明の第10実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。
FIG. 16 is a perspective view of the free-form surface prism according to the tenth embodiment of the present invention.

【0078】本実施の形態に示す自由曲面プリズム25
は、第1の光学面21aから第2の光学面21bと反射
光学面21cとの方向へフランジ部25a,25bを形
成して、第1の光学面21aの有効光束範囲(図2(b)
参照)の周囲に無効光束範囲を形成し、この無効光束範
囲から、画像表示素子22の方向へ延出する筒状のスペ
ーサ部26を一体形成し、このスペーサ部26の端面
に、画像表示素子22を直接固設するようにしたもので
ある。
Free-form surface prism 25 shown in this embodiment
Forms flange portions 25a and 25b from the first optical surface 21a toward the second optical surface 21b and the reflective optical surface 21c, and the effective light flux range of the first optical surface 21a (see FIG. 2B).
(Refer to FIG. 3), an ineffective light flux range is formed, and a cylindrical spacer portion 26 extending in the direction of the image display element 22 is integrally formed from the ineffective light flux range. 22 is directly fixed.

【0079】このような構成によれば、画像表示素子2
2を自由曲面プリズム25に一体形成されているスペー
サ部26に直接取り付けるようにしたので、画像表示素
子22と自由曲面プリズム25の第1の光学面21aと
の位置関係が、常に、一定となるため、良好な光学特性
を得ることができる。
According to such a configuration, the image display element 2
Since 2 is directly attached to the spacer portion 26 formed integrally with the free-form surface prism 25, the positional relationship between the image display element 22 and the first optical surface 21a of the free-form surface prism 25 is always constant. Therefore, good optical characteristics can be obtained.

【0080】更に、筒状に形成されたスペーサ部26に
より、画像表示素子22から第1の光学面21aに至る
空間が略密閉されるため、この空間への塵埃の侵入付着
を防止することができる。
Further, since the space from the image display element 22 to the first optical surface 21a is substantially sealed by the spacer portion 26 formed in a cylindrical shape, it is possible to prevent dust from entering and adhering to this space. it can.

【0081】尚、この場合、フランジ部25a,25b
を第2の光学面21bから出射する光軸と平行に形成す
るようにしても良い。このようにすることで、組付け時
の位置調整が容易になる。
In this case, the flange portions 25a, 25b
May be formed in parallel with the optical axis emitted from the second optical surface 21b. This makes it easy to adjust the position during assembly.

【0082】又、図17に本発明の第11実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。本実施の形態
は、上述した第10実施の形態の変形例であり、スペー
サ部26に取付け部27を形成した態様を示す。
FIG. 17 is a perspective view of the free-form surface prism according to the eleventh embodiment of the present invention. The present embodiment is a modification of the tenth embodiment described above, and shows a mode in which a mounting portion 27 is formed on the spacer portion 26.

【0083】この取付け部27は、第1の光学面21a
から反射光学面21c側へ延出するフランジ部25bの
端面に形成されており、この取付け部27にねじ穴27
aが螺設されている。
The mounting portion 27 has the first optical surface 21a.
Is formed on the end surface of the flange portion 25b extending from the side toward the reflection optical surface 21c side.
a is screwed.

【0084】このような構成では、図示しない筐体に対
して自由曲面プリズム25に形成されている取付け部2
7を当接し、筐体に穿設されているねじ挿通孔から挿通
したねじを取付け部27に螺設されているねじ穴27a
に螺入して、自由曲面プリズム25を筐体に固定する。
With such a structure, the mounting portion 2 formed on the free-form curved surface prism 25 with respect to the casing (not shown)
7 is abutted, and a screw inserted through a screw insertion hole formed in the housing is screwed into the mounting portion 27 in a screw hole 27a.
And the free-form curved surface prism 25 is fixed to the housing.

【0085】この場合、図18に示すように、取付け部
27を、第2の光学面21bから出射する光軸に直交す
る平面とすることで、筐体24の被取付け面24aに対
する位置出しが容易になる。
In this case, as shown in FIG. 18, by making the mounting portion 27 a plane orthogonal to the optical axis emitted from the second optical surface 21b, the housing 24 can be positioned with respect to the mounted surface 24a. It will be easier.

【0086】又、図19、図20に本発明の第12実施
の形態を示す。ここで、図19は自由曲面プリズムの斜
視図、図20は自由曲面プリズムの断面図である。本実
施の形態は、上述した第11実施の形態の変形例であ
り、筒状に形成したスペーサ部26の端面、及び取付け
部27に、位置決め用ピン26a,27bを突設したも
のである。
Further, FIGS. 19 and 20 show a twelfth embodiment of the present invention. Here, FIG. 19 is a perspective view of the free-form surface prism, and FIG. 20 is a cross-sectional view of the free-form surface prism. The present embodiment is a modification of the eleventh embodiment described above, in which positioning pins 26a and 27b are projectingly provided on the end surface of the cylindrical spacer portion 26 and the mounting portion 27.

【0087】又、画像表示素子22を予め固設する素子
保持部材28の、位置決め用ピン26aに対応する位置
には嵌合孔部28aが穿設されており、一方、取付け部
25cが当接する筐体24の被取付け面24aの、位置
決め用ピン27bに対応する位置に嵌合孔部24eが穿
設されている。
A fitting hole 28a is formed at a position corresponding to the positioning pin 26a of the element holding member 28 to which the image display element 22 is fixed in advance, while the mounting portion 25c abuts on the fitting hole 28a. A fitting hole 24e is formed in a position on the mounting surface 24a of the housing 24 corresponding to the positioning pin 27b.

【0088】このような構成によれば、画像表示素子2
2を予め固設する素子保持部材28に穿設されている嵌
合孔部28aを、自由曲面プリズム25に一体形成され
ているスペーサ部26の端面に突設されている位置決め
用ピン26aに組み付けて、この素子保持部材28を位
置決めする。その後、素子保持部材28の背面から突出
されている位置決め用ピン26aを加熱して熱溶着さ
せ、この素子保持部材28をスペーサ部26に固定す
る。
According to this structure, the image display element 2
The fitting hole portion 28a formed in the element holding member 28 for preliminarily fixing 2 is assembled to the positioning pin 26a protruding from the end surface of the spacer portion 26 integrally formed with the free-form surface prism 25. Then, the element holding member 28 is positioned. After that, the positioning pin 26 a protruding from the back surface of the element holding member 28 is heated and heat-welded to fix the element holding member 28 to the spacer portion 26.

【0089】又、自由曲面プリズム25の取付け部25
cから突出されている位置決め用ピン27bを筐体24
の被取付け面24aに穿設されている嵌合孔部24eに
組み付けて、筐体24と自由曲面プリズム25とを位置
決めする。その後、筐体24の背面から突出されている
位置決め用ピン27bを加熱して熱溶着させ、筐体24
に自由曲面プリズム25を固定する。
Further, the mounting portion 25 of the free-form surface prism 25
The positioning pin 27b protruding from the
The housing 24 and the free-form curved surface prism 25 are positioned by assembling into the fitting hole portion 24e formed in the mounting surface 24a. After that, the positioning pin 27b protruding from the back surface of the housing 24 is heated and heat-welded to the housing 24.
The free-form surface prism 25 is fixed to.

【0090】このように、本実施の形態では、位置決め
用ビン26a,27bを加熱させることで、各部品を熱
溶着させるようにしたので、組立てが容易となり、作業
の効率化が実現できる。尚、この場合、位置決め用ピン
26a,27bは光学的作用面から充分、離間された位
置に形成されているので、この位置決め用ピン26a,
27bを加熱しても、光学的性能に影響を及ぼすことは
ない。
As described above, in this embodiment, the positioning bins 26a and 27b are heated so that the respective components are heat-welded, so that the assembly is facilitated and the work efficiency can be realized. In this case, since the positioning pins 26a, 27b are formed at positions sufficiently separated from the optically acting surface, the positioning pins 26a, 27b are
Heating 27b does not affect the optical performance.

【0091】又、図21〜図23に本発明の第13実施
の形態を示す。ここで、図21は自由曲面プリズムを中
心とする光学系の概略分解斜視図、図22は自由曲面プ
リズムの断面図、図23は自由曲面プリズムに素子保持
部材を装着した状態の断面図である。
21 to 23 show a thirteenth embodiment of the present invention. Here, FIG. 21 is a schematic exploded perspective view of an optical system centering on a free-form curved prism, FIG. 22 is a cross-sectional view of the free-form curved prism, and FIG. 23 is a cross-sectional view of a state in which an element holding member is attached to the free-form curved prism. .

【0092】本実施の形態では、自由曲面プリズム25
に一体形成されているスペーサ部26の内壁26bを、
画像表示素子22と第1の光学面21aとを結ぶ、予め
設定されている光軸に沿って形成すると共に、この内壁
26bの内寸を、画像表示素子22を保持する素子保持
部材28の外寸が摺動自在に嵌合するサイズに形成し、
素子保持部材28を内壁26bに沿って進退動作させる
ことで、視度調整を可能にしたものである。
In this embodiment, the free-form surface prism 25 is used.
The inner wall 26b of the spacer portion 26 integrally formed with
It is formed along a preset optical axis that connects the image display element 22 and the first optical surface 21a, and the inner size of the inner wall 26b is outside the element holding member 28 that holds the image display element 22. The size is formed so that it fits slidably,
By moving the element holding member 28 forward and backward along the inner wall 26b, the diopter can be adjusted.

【0093】すなわち、スペーサ部26の一側(図にお
いては側面25d側)には支持孔26cが穿設されてお
り、この支持孔26cに、ダイヤル式つまみ30の軸部
30aを嵌入すると共に、この軸部30aに対し外部か
ら挿通したねじ31をスペーサ部26に螺入させること
により、このダイヤル式つまみ30をスペーサ部26の
側面に回動自在に支持する。
That is, a support hole 26c is formed in one side (the side surface 25d side in the figure) of the spacer portion 26, and the shaft portion 30a of the dial type knob 30 is fitted into the support hole 26c. The dial type knob 30 is rotatably supported on the side surface of the spacer portion 26 by screwing the screw 31 inserted into the spacer portion 26 into the spacer portion 26 from the outside.

【0094】又、このダイヤル式つまみ30の、軸部3
0aから所定距離だけ離れた位置にピン30bが突設さ
れており、スペーサ部26には、このピン30bの揺動
を許容する円弧状のガイド孔26dが穿設されている。
一方、素子保持部材28の側面には、ピン30bが係入
される溝部28bが横長に形成されている。更に、ダイ
ヤル式つまみ30の内面と、この内面に対向するスペー
サ部26の側面との間にクリック機構33が介装されて
いる。このクリック機構33は、スペーサ部26に形成
した凹部26eに装着した圧縮ばね33aと、この圧縮
ばね33aに支持されているクリックボール33bとを
備え、ダイヤル式つまみ30の内面には、クリックボー
ル33bに係合自在な複数のクリック溝33cが放射状
に形成されている。
Also, the shaft portion 3 of the dial type knob 30.
0a is provided with a pin 30b protruding at a predetermined distance, and the spacer portion 26 is provided with an arc-shaped guide hole 26d that allows the pin 30b to swing.
On the other hand, on the side surface of the element holding member 28, a groove 28b into which the pin 30b is engaged is formed horizontally long. Further, a click mechanism 33 is interposed between the inner surface of the dial knob 30 and the side surface of the spacer portion 26 facing the inner surface. The click mechanism 33 includes a compression spring 33a mounted in a recess 26e formed in the spacer portion 26 and a click ball 33b supported by the compression spring 33a. The click ball 33b is provided on the inner surface of the dial type knob 30. A plurality of click grooves 33c that can be engaged with are radially formed.

【0095】このような構成では、スペーサ部26の一
側に回動自在に装着したダイヤル式つまみ30を回動さ
せると、このダイヤル式つまみ30に突設されているピ
ン30bが揺動する。このピン30bの先端は、素子保
持部材28の側面に横長に形成されている溝部28bに
係入されているため、ダイヤル式つまみ30を回動させ
ると、ピン30bが溝部28bを揺動方向へ押圧する。
In such a structure, when the dial type knob 30 rotatably attached to one side of the spacer portion 26 is rotated, the pin 30b protruding from the dial type knob 30 swings. Since the tip of the pin 30b is engaged with a groove 28b formed in a laterally long shape on the side surface of the element holding member 28, when the dial knob 30 is rotated, the pin 30b moves the groove 28b in the swinging direction. Press.

【0096】その結果、素子保持部材28が、スペーサ
部26の内壁26bに沿って移動し、画像表示素子22
と第1の光学面21aとの相対位置が可変され、視度調
整が行なわれる。
As a result, the element holding member 28 moves along the inner wall 26b of the spacer portion 26, and the image display element 22
The relative position between the first optical surface 21a and the first optical surface 21a is changed, and diopter adjustment is performed.

【0097】又、ダイヤル式つまみ30とスペーサ部2
6の側面との間には、クリック機構33が介装されてい
るため、ダイヤル式つまみ30を回動させる際に節度感
があり、加えて、このクリック機構33により、ダイヤ
ル式つまみ30を回動させた後の位置が保持される。
Also, the dial type knob 30 and the spacer portion 2
Since the click mechanism 33 is interposed between the side surface of 6 and the dial 6, there is a feeling of moderation when the dial type knob 30 is rotated. In addition, the click mechanism 33 rotates the dial type knob 30. The position after movement is retained.

【0098】このように、本実施の形態では、画像表示
素子22を光軸に沿って移動できるようにしたので、組
付け後に視度調整を行なうことができ、使い勝手がよ
い。又、クリック機構33を用いてダイヤル式つまみ3
0の回動角が段階的に位置決めされるようにしたので、
操作性がよい。
As described above, in the present embodiment, since the image display element 22 can be moved along the optical axis, the diopter adjustment can be performed after the assembly, which is convenient. In addition, using the click mechanism 33, the dial type knob 3
Since the rotation angle of 0 is positioned stepwise,
Operability is good.

【0099】尚、この場合、例えばスペーサ部26の内
壁26bと素子保持部材28の外壁との一方に突条部を
形成し、他方にこの突条部に摺動自在に係合するガイド
溝部を形成し、素子保持部材28を突条部とガイド溝部
とのスプライン係合により、光軸方向に沿って進退動作
させるようにしても良い。スペーサ部26の内壁26b
と素子保持部材28の外壁とをスプライン係合させるこ
とで、素子保持部材28の外壁全体を、スペーサ部26
の内壁26bに摺接させる必要が無くなるため、成形が
容易になると共に、摺動抵抗が軽減される。
In this case, for example, a protrusion is formed on one of the inner wall 26b of the spacer 26 and the outer wall of the element holding member 28, and a guide groove is slidably engaged with the protrusion on the other. Alternatively, the element holding member 28 may be moved forward and backward along the optical axis direction by spline engagement between the ridge and the guide groove. Inner wall 26b of the spacer portion 26
And the outer wall of the element holding member 28 are spline-engaged with each other, so that the entire outer wall of the element holding member 28 is covered with the spacer portion 26.
Since it is not necessary to make sliding contact with the inner wall 26b, the molding is facilitated and the sliding resistance is reduced.

【0100】尚、このとき一方に突条部のみを設け、該
突条部が摺動、勘合する他方の面を特に溝形状とせず、
面精度のみ確保するよう構成しても同様の効果が得られ
る。更に、スペーサ部26の外壁面に、素子保持部材2
8の内側面を摺接させることで、この素子保持部材28
を光軸に沿って進退動作させるようにしても良い。
At this time, only one ridge portion is provided on one side, and the other surface on which the ridge portion slides and fits is not particularly grooved.
The same effect can be obtained even if only the surface accuracy is ensured. Further, on the outer wall surface of the spacer portion 26, the element holding member 2
By slidingly contacting the inner surface of the element 8, the element holding member 28
May be moved back and forth along the optical axis.

【0101】又、図24に本発明の第14実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。本実施の形態で
は、自由曲面プリズム25に一体形成されているスペー
サ部26の、第2の光学面21b側に位置する面に、所
定間隔を開けて図の上方へ延出する互いに平行な一対の
取付け部34を一体形成したものであり、この取付け部
34は、第2の光学面21bから出射する光軸に直交す
る方向へ延出されている。尚、符号34aは取付け用ね
じ穴である。
FIG. 24 shows a perspective view of a free-form surface prism according to the fourteenth embodiment of the present invention. In the present embodiment, a pair of parallel spacers 26 formed integrally with the free-form surface prism 25, which are parallel to each other and extend upward in the figure at a predetermined interval, are provided on the surface located on the second optical surface 21b side. The mounting portion 34 is integrally formed, and the mounting portion 34 extends in a direction orthogonal to the optical axis emitted from the second optical surface 21b. Reference numeral 34a is a mounting screw hole.

【0102】又、この場合、図25に示すように、互い
に平行な一対の取付け部34を画像表示素子22と第1
の光学面21aとを結ぶ光軸に沿う方向へ延出させるよ
うにしても良い。
In this case, as shown in FIG. 25, a pair of mounting portions 34, which are parallel to each other, are provided on the image display element 22 and the first mounting portion 34.
You may make it extend in the direction along the optical axis which connects with the optical surface 21a.

【0103】又、図26に本発明の第15実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。本実施の形態で
は、取付け部34を、スペーサ部26の底部を構成す
る、第1の光学面21aから反射光学面21c側へ延出
するフランジ部25bの底面に形成したものである。
FIG. 26 is a perspective view of the free-form surface prism according to the fifteenth embodiment of the present invention. In the present embodiment, the mounting portion 34 is formed on the bottom surface of the flange portion 25b that forms the bottom portion of the spacer portion 26 and extends from the first optical surface 21a to the reflective optical surface 21c side.

【0104】この場合、取付け部34を、スペーサ部2
6の底部を構成する、第1の光学面21aから第2の光
学面21b方向へ延出するフランジ部25aの底面に形
成するようにしても良い。又、この取付け部34を第2
の光学面21bから出射される光軸と平行に形成するこ
とで、取付け時の位置調整が容易になる。
In this case, the mounting portion 34 is replaced by the spacer portion 2
It may be formed on the bottom surface of the flange portion 25a that constitutes the bottom portion of the No. 6 and extends in the direction from the first optical surface 21a to the second optical surface 21b. In addition, this mounting portion 34
By forming it in parallel with the optical axis emitted from the optical surface 21b, the position adjustment at the time of mounting becomes easy.

【0105】又、図27に本発明の第16実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。上述した第15
実施の形態では、第1の光学面21aから反射光学面2
1c側へ延出するフランジ部25bの底面に取り付け部
34を設けたが、本実施の形態では、スペーサ部26の
底部を構成する、第1の光学面21aから両側面21d
の方向へ延出するフランジ部の底面に、取付け部34を
形成したものである。
FIG. 27 is a perspective view of the free-form surface prism according to the sixteenth embodiment of the present invention. 15th mentioned above
In the embodiment, from the first optical surface 21a to the reflective optical surface 2
Although the mounting portion 34 is provided on the bottom surface of the flange portion 25b extending to the 1c side, in the present embodiment, the first optical surface 21a to the both side surfaces 21d constituting the bottom portion of the spacer portion 26 are provided.
The mounting portion 34 is formed on the bottom surface of the flange portion extending in the direction.

【0106】この場合、取付け部34を第2の光学面2
1bから出射される光軸と平行に形成することで、取付
け時の位置調整が容易になる。
In this case, the mounting portion 34 is attached to the second optical surface 2
By forming it in parallel with the optical axis emitted from 1b, the position adjustment at the time of mounting becomes easy.

【0107】又、図28に本発明の第17実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。本実施の形態
は、上述した第6実施の形態(図9参照)の変形例であ
る。すなわち、第6実施の形態では、互いに平行な一対
の取付け部23を第1の光学面21aの無効光束範囲で
反射光学面21c側の両稜部から延出させたが、本実施
の形態では、反射光学面21cの無効光束範囲で第1の
光学面21a側の両稜部から図の上方へ延出させたもの
であり、第6実施の形態と同様の作用効果を得ることが
できる。
FIG. 28 is a perspective view of the free-form surface prism according to the seventeenth embodiment of the present invention. The present embodiment is a modification of the above-described sixth embodiment (see FIG. 9). That is, in the sixth embodiment, the pair of mounting portions 23 that are parallel to each other extend from both ridges on the reflecting optical surface 21c side in the invalid light flux range of the first optical surface 21a, but in the present embodiment, In the invalid light flux range of the reflection optical surface 21c, the projections are extended from both ridges on the first optical surface 21a side to the upper side of the drawing, and the same effect as that of the sixth embodiment can be obtained.

【0108】又、図29に本発明の第18実施の形態に
よる自由曲面プリズムの斜視図を示す。本実施の形態
は、上述した第3実施の形態(図6参照)の変形例であ
る。
FIG. 29 is a perspective view of a free-form surface prism according to the eighteenth embodiment of the present invention. The present embodiment is a modification of the above-described third embodiment (see FIG. 6).

【0109】すなわち、第3実施の形態では、第1の光
学面21aの上面に、互いに平行な一対の取付け部23
を橋桁状に形成したが、本実施の形態では、取付け部3
6を反射光学面21cの第1の光学面21a側の端縁か
ら、第2の光学面21bから出射される光軸と平行に突
出させたものであり、この取付け部36に、一対のねじ
挿通孔36aが一定の間隔を開けて穿設されている。
That is, in the third embodiment, a pair of mounting portions 23 parallel to each other are provided on the upper surface of the first optical surface 21a.
Although the bridge is formed in a bridge girder shape, in the present embodiment, the mounting portion 3
6 is made to project from the edge of the reflection optical surface 21c on the first optical surface 21a side in parallel with the optical axis emitted from the second optical surface 21b. The insertion holes 36a are formed at regular intervals.

【0110】そして、この取付け部36の上面或いは底
面を、筐体の被取付け面(図示せず)に当接し、ねじ挿通
孔36aに挿通したねじを筐体に螺入することで、自由
曲面プリズム21を筐体に固定する。
Then, the upper surface or the bottom surface of the mounting portion 36 is brought into contact with a mounting surface (not shown) of the housing, and the screw inserted into the screw insertion hole 36a is screwed into the housing to form a free-form surface. The prism 21 is fixed to the housing.

【0111】この場合、図30に示すように、取付け部
36を第2の光学面21bの方向へ突出させるようにし
ても良い。
In this case, as shown in FIG. 30, the mounting portion 36 may be projected in the direction of the second optical surface 21b.

【0112】このように、本実施の形態によれば、取付
け部36を第1の光学面21aから反射光学面21c或
いは第2の光学面21bの方向へ突出させ、側面21d
に突出させないようにしたので、自由曲面プリズム21
と、この自由曲面プリズム21を固設する筐体との間の
スペースを有効利用することができる。
As described above, according to this embodiment, the mounting portion 36 is projected from the first optical surface 21a toward the reflective optical surface 21c or the second optical surface 21b, and the side surface 21d is formed.
The free curved surface prism 21
The space between the housing and the housing on which the free-form surface prism 21 is fixed can be effectively used.

【0113】尚、本実施形態は、図1に示した自由曲面
プリズムに適応した場合をもとに説明したが、図3に示
したような自由曲面プリズムにおいても同様に実施可能
である。
The present embodiment has been described based on the case where it is applied to the free-form surface prism shown in FIG. 1, but it can be similarly applied to the free-form surface prism as shown in FIG.

【0114】[0114]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
素子固定用取付け部を光学素子の光学的作用に寄与しな
い側面から突出させないようにしたので、構造が簡素化
され、しかもスペースの有効利用を図ることができ、装
置全体の小型を実現することができる。
As described above, according to the present invention,
Since the element fixing attachment part is not projected from the side surface that does not contribute to the optical action of the optical element, the structure is simplified and the space can be effectively used, and the overall size of the device can be reduced. it can.

【0115】又、光学的に有害な歪みを発生させること
なく筐体に固定することができるため、光学素子に内部
応力が発生せず、光学的特性を長期的に保証することが
できる。
Further, since the optical element can be fixed to the housing without causing any harmful optical distortion, no internal stress is generated in the optical element and the optical characteristics can be guaranteed for a long time.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】画像観察装置の概略構成図FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image observation apparatus.

【図2】自由曲面プリズムの構成図[Fig. 2] Configuration diagram of free-form surface prism

【図3】他の態様による画像観察装置の概略構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an image observation apparatus according to another aspect.

【図4】第1実施の形態による自由曲面プリズムの斜視
FIG. 4 is a perspective view of a free-form surface prism according to the first embodiment.

【図5】第2実施の形態による自由曲面プリズムの斜視
FIG. 5 is a perspective view of a free-form surface prism according to a second embodiment.

【図6】第3実施の形態による自由曲面プリズムの斜視
FIG. 6 is a perspective view of a free-form surface prism according to a third embodiment.

【図7】第4実施の形態による自由曲面プリズムの斜視
FIG. 7 is a perspective view of a free-form surface prism according to a fourth embodiment.

【図8】第5実施の形態による自由曲面プリズムの斜視
FIG. 8 is a perspective view of a free-form surface prism according to a fifth embodiment.

【図9】第6実施の形態による自由曲面プリズムの斜視
FIG. 9 is a perspective view of a free-form surface prism according to a sixth embodiment.

【図10】第7実施の形態による自由曲面プリズムの斜
視図
FIG. 10 is a perspective view of a free-form surface prism according to a seventh embodiment.

【図11】同、自由曲面プリズムを筐体に固設した状態
の一部断面正面図
FIG. 11 is a partial cross-sectional front view of the same in which the free-form surface prism is fixed to the housing.

【図12】第8実施の形態による自由曲面プリズムの斜
視図
FIG. 12 is a perspective view of a free-form surface prism according to an eighth embodiment.

【図13】同、自由曲面プリズムを筐体に固設した状態
の一部断面正面図
FIG. 13 is a partially sectional front view of the same in which the free-form surface prism is fixed to the housing.

【図14】第9実施の形態による自由曲面プリズムの斜
視図
FIG. 14 is a perspective view of a free-form surface prism according to a ninth embodiment.

【図15】同、自由曲面プリズムを筐体に固設した状態
の一部断面正面図
FIG. 15 is a partial cross-sectional front view of the same in which the free-form curved prism is fixed to the housing.

【図16】第10実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 16 is a perspective view of a free-form curved surface prism according to a tenth embodiment.

【図17】第11実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 17 is a perspective view of a free-form surface prism according to an eleventh embodiment.

【図18】図17の変形例による自由曲面プリズムの斜
視図
FIG. 18 is a perspective view of a free-form surface prism according to the modification of FIG.

【図19】第12実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 19 is a perspective view of a free-form surface prism according to a twelfth embodiment.

【図20】同、自由曲面プリズムの断面図FIG. 20 is a sectional view of the free-form curved prism of the same.

【図21】第13実施の形態による自由曲面プリズムを
中心とする光学系の概略分解斜視図
FIG. 21 is a schematic exploded perspective view of an optical system centering on a free-form surface prism according to a thirteenth embodiment.

【図22】同、自由曲面プリズムの断面図FIG. 22 is a sectional view of the free-form curved prism of the same.

【図23】同、自由曲面プリズムに素子保持部材を装着
した状態の断面図
FIG. 23 is a sectional view showing a state where an element holding member is attached to the free-form surface prism.

【図24】第14実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 24 is a perspective view of a free-form surface prism according to a fourteenth embodiment.

【図25】図24の変形例による自由曲面プリズムの斜
視図
FIG. 25 is a perspective view of a free-form surface prism according to a modification of FIG.

【図26】第15実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 26 is a perspective view of a free-form surface prism according to a fifteenth embodiment.

【図27】第16実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 27 is a perspective view of a free-form surface prism according to a sixteenth embodiment.

【図28】第17実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 28 is a perspective view of a free-form surface prism according to a seventeenth embodiment.

【図29】第18実施の形態による自由曲面プリズムの
斜視図
FIG. 29 is a perspective view of a free-form surface prism according to the eighteenth embodiment.

【図30】図29の変形例による自由曲面プリズムの斜
視図
FIG. 30 is a perspective view of a free-form surface prism according to a modification of FIG.

【図31】従来の画像観察装置の要部分解斜視図FIG. 31 is an exploded perspective view of essential parts of a conventional image observation apparatus.

【図32】従来の他の態様による画像観察装置の要部分
解斜視図
FIG. 32 is an exploded perspective view of a main part of an image observation apparatus according to another conventional mode.

【図33】同、組立てた状態の図32の一部断面右側面
FIG. 33 is a right side view, partly in section, of FIG. 32 in the same assembled state.

【図34】従来の別の態様による画像観察装置の要部斜
視図
FIG. 34 is a perspective view of a main part of an image observation apparatus according to another conventional mode.

【図35】同、画像観察装置の要部分解斜視図FIG. 35 is an exploded perspective view of the main part of the image observation apparatus of the same.

【図36】同、図34の一部断面右側面図FIG. 36 is a right side view, partly in section of FIG.

【図37】従来の更に他の態様による画像観察装置の要
部斜視図
FIG. 37 is a perspective view of a main part of an image observation apparatus according to still another aspect of the related art.

【図38】従来の自由曲面プリズムの斜視図FIG. 38 is a perspective view of a conventional free-form surface prism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21,21’25 自由曲面プリズム(光学素子) 21a 第1の光学面 21b 第2の光学面 21c、21c’反射光学面 21d 側面 21e,21f スリット(溝) 21g,21h ざぐり溝 21j スリット(溝) 22 画像表示素子 23,25c,27,34,36 素子固定用取付け部 26 スペーサ部 26b 内壁(ガイド部) 28 素子保持部材 21,21'25 Free-form surface prism (optical element) 21a First optical surface 21b Second optical surface 21c, 21c 'reflective optical surface 21d side 21e, 21f Slit (groove) 21g, 21h counterbore 21j Slit (groove) 22 Image display device 23, 25c, 27, 34, 36 Element fixing attachment part 26 Spacer 26b Inner wall (guide part) 28 element holding member

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G02B 25/00 H04N 5/64 511A H04N 5/64 511 G02B 7/18 A Fターム(参考) 2H043 AE07 AE22 BA01 2H087 KA14 KA23 RA06 RA41 TA01 TA04 TA05 TA06 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 25/00 H04N 5/64 511A H04N 5/64 511 G02B 7/18 A F term (reference) 2H043 AE07 AE22 BA01 2H087 KA14 KA23 RA06 RA41 TA01 TA04 TA05 TA06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 小型の画像表示素子に表示された画像を
拡大する光学素子において、 前記画像表示素子の表示面に概略対向し画像を取り込む
第1の光学面と、 前記第1の光学面から入射した光線を素子内部で反射す
ると共に、最終的に観察者の眼球へ拡大像光線を射出す
る第2の光学面と、 前記第1の光学面からの入射光が前記第2の光学面に至
るよう、少なくとも1回以上内部反射に寄与する一面以
上の反射光学面と、 光学的作用に寄与しない側面と、 を有し、 前記第1〜第2の光学面及び前記反射光学面の何れかに
素子固定用取付け部を設けたたことを特徴とする光学素
子。
1. An optical element for enlarging an image displayed on a small image display element, comprising: a first optical surface that substantially opposes a display surface of the image display element to capture an image; A second optical surface that reflects an incident light ray inside the element and finally emits a magnified image light ray to an eyeball of an observer, and an incident light from the first optical surface is incident on the second optical surface. Any one of the first to second optical surfaces and the reflective optical surface having at least one reflective optical surface that contributes to internal reflection at least once and a side surface that does not contribute to an optical action. An optical element characterized in that a mounting portion for fixing the element is provided on the.
【請求項2】 小型の画像表示素子に表示された画像を
拡大する光学素子において、 前記画像表示素子の表示面に概略対向し画像を取り込む
第1の光学面と、 前記第1の光学面から入射した光線を素子内部で反射す
ると共に、最終的に観察者の眼球へ拡大像光線を射出す
る第2の光学面と、 前記第1の光学面からの入射光が前記第2の光学面に至
るよう、少なくとも1回以上内部反射に寄与する一面以
上の反射光学面と、 光学的作用に寄与しない側面と、を有すると共に、 素子固定用取付け部を備え、 前記素子固定用取付け部は、素子を形成する各面のうち
何れか2つ以上の面に形成された溝により該素子から分
離形成されることを特徴とする光学素子。
2. An optical element for enlarging an image displayed on a small image display element, comprising: a first optical surface which substantially opposes a display surface of the image display element to capture an image; A second optical surface that reflects an incident light ray inside the element and finally emits a magnified image light ray to an eyeball of an observer, and an incident light from the first optical surface is incident on the second optical surface. It has at least one reflection optical surface that contributes to internal reflection at least once, and a side surface that does not contribute to optical action, and further comprises an element fixing attachment part, wherein the element fixing attachment part is an element. An optical element characterized by being formed separately from the element by a groove formed in any two or more of the surfaces forming the element.
【請求項3】 前記第1〜第2の光学面及び前記反射光
学面のうち、少なくとも1つは1つの対象面に対しての
み面対称な形状であることを特徴とする請求項1或いは
2記載の光学素子。
3. The at least one of the first and second optical surfaces and the reflective optical surface has a shape that is plane-symmetric with respect to only one target surface. The optical element described.
【請求項4】 前記素子固定用取付け部が前記第1の光
学面から前記画像表示素子へ向けて筒状に形成されたス
ペーサ部に設けられていることを特徴とする請求項1〜
3の何れかに記載の光学素子。
4. The element fixing attachment portion is provided on a spacer portion formed in a cylindrical shape from the first optical surface toward the image display element.
3. The optical element according to any one of 3 above.
【請求項5】 前記スペーサ部の少なくとも一部が前記
第1の光学面に入射される光軸に略平行な方向のガイド
部を形成すると共に前記画像表示素子を保持する素子保
持部材が前記ガイド部に沿って移動可能に構成されてい
ることを特徴とする請求項4記載の光学素子。
5. At least a part of the spacer portion forms a guide portion in a direction substantially parallel to an optical axis incident on the first optical surface, and an element holding member that holds the image display element is the guide. The optical element according to claim 4, wherein the optical element is configured to be movable along the portion.
【請求項6】 前記素子固定用取付け部は前記第1の光
学面に入射される光軸と平行或いは直交する面に形成さ
れていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載
の光学素子。
6. The element fixing mounting portion is formed on a surface parallel or orthogonal to an optical axis incident on the first optical surface. Optical element.
【請求項7】 前記素子固定用取付け部は前記第2の光
学面から出射される光軸と平行或いは直交する面に形成
されていることを特徴とする請求項1〜5の何れかに記
載の光学素子。
7. The element fixing mounting portion is formed on a surface parallel or orthogonal to an optical axis emitted from the second optical surface. Optical element.
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