JPH0973005A - 光学素子及びそれを用いた観察系 - Google Patents
光学素子及びそれを用いた観察系Info
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- JPH0973005A JPH0973005A JP8183955A JP18395596A JPH0973005A JP H0973005 A JPH0973005 A JP H0973005A JP 8183955 A JP8183955 A JP 8183955A JP 18395596 A JP18395596 A JP 18395596A JP H0973005 A JPH0973005 A JP H0973005A
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- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
- G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
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- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Lenses (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 光学素子（プリズム素子）を他の部材と精度
良く位置決め固定し、該光学素子を用いて画像観察を行
うようにした光学素子及びそれを用いた観察系を得るこ
と。 【解決手段】 光学的作用をする第１面，第２面そして
第３面の３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該
３つの面のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つ
は反射面より成り、該２つの側面には位置決め部が設け
られていること。
良く位置決め固定し、該光学素子を用いて画像観察を行
うようにした光学素子及びそれを用いた観察系を得るこ
と。 【解決手段】 光学的作用をする第１面，第２面そして
第３面の３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該
３つの面のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つ
は反射面より成り、該２つの側面には位置決め部が設け
られていること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光学素子及びそれを
用いた観察系に関し、特に光学素子を例えばプリズム素
子等の複数の平面又は曲面より成る反射面及び屈折面よ
り構成し、該光学素子を用いて表示手段に表示した画像
情報を観察する観察系の一部に用いるときに該光学素子
の一部に設けた位置決め部、例えば突出部（鍔）を利用
することにより、該光学素子と他の光学部材とを適切に
保持し、又は所定の筐体内に精度良く保持する際に好適
なものである。
用いた観察系に関し、特に光学素子を例えばプリズム素
子等の複数の平面又は曲面より成る反射面及び屈折面よ
り構成し、該光学素子を用いて表示手段に表示した画像
情報を観察する観察系の一部に用いるときに該光学素子
の一部に設けた位置決め部、例えば突出部（鍔）を利用
することにより、該光学素子と他の光学部材とを適切に
保持し、又は所定の筐体内に精度良く保持する際に好適
なものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、プリズム素子は入射光束を反
射させたり集光させたりして所定方向に導光する為の光
学素子の１つとして望遠鏡や観察系、そして撮影系等の
各種の光学機器に用いられている。
射させたり集光させたりして所定方向に導光する為の光
学素子の１つとして望遠鏡や観察系、そして撮影系等の
各種の光学機器に用いられている。
【０００３】一般にプリズム素子を用いた光学機器とし
て良好なる光学性能を得るにはプリズム素子を筐体内や
他の光学素子等に精度良く取り付ける必要がある。
て良好なる光学性能を得るにはプリズム素子を筐体内や
他の光学素子等に精度良く取り付ける必要がある。
【０００４】プリズムの取り付け方法としては従来よ
り、例えば実公昭６１−３１２９０号公報では直角プリ
ズムをプリズムシートに板バネを用いて押圧して筐体内
に取り付けている。又複数の光学素子より成る組み合わ
せ光学素子である複数のプリズムより成る組み合わせプ
リズムは、例えば双眼鏡等に正立正像用のダハ式プリズ
ムとして用いているが、このような組み合わせプリズム
は、まずプリズムホルダーに収納して、その後板バネ等
で押圧して筐体内に取り付けている。
り、例えば実公昭６１−３１２９０号公報では直角プリ
ズムをプリズムシートに板バネを用いて押圧して筐体内
に取り付けている。又複数の光学素子より成る組み合わ
せ光学素子である複数のプリズムより成る組み合わせプ
リズムは、例えば双眼鏡等に正立正像用のダハ式プリズ
ムとして用いているが、このような組み合わせプリズム
は、まずプリズムホルダーに収納して、その後板バネ等
で押圧して筐体内に取り付けている。
【０００５】又２つのプリズムを対向して筐体内に収納
するときは０．００５〜０．０１ｍｍ程度に隙間をあけ
て対向配置し、該対向する面で形成される空隙間に透明
な接着剤を充填して双方を固定して取り付けている。
するときは０．００５〜０．０１ｍｍ程度に隙間をあけ
て対向配置し、該対向する面で形成される空隙間に透明
な接着剤を充填して双方を固定して取り付けている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】光学素子や組み合わせ
光学素子としてのプリズム素子や組み合わせプリズム等
を筐体内に保持する際に位置決めを行う為のプリズムシ
ートや取り付ける為の板バネを用いる方法は、プリズム
に押圧力が掛かり、光入射面や反射面等が光学的に歪ん
でくるという問題点があった。
光学素子としてのプリズム素子や組み合わせプリズム等
を筐体内に保持する際に位置決めを行う為のプリズムシ
ートや取り付ける為の板バネを用いる方法は、プリズム
に押圧力が掛かり、光入射面や反射面等が光学的に歪ん
でくるという問題点があった。
【０００７】この他、プリズム素子として入射光束を単
に所定方向に偏向させるだけではなく、プリズム素子を
構成する面を球面や非球面等で形成して、集光作用や結
像作用を持たせたものが知られている。このようなプリ
ズム素子では、該プリズム素子を筐体内や他の光学部材
と精度良く位置決めして安定して取り付けることが重要
になってくる。
に所定方向に偏向させるだけではなく、プリズム素子を
構成する面を球面や非球面等で形成して、集光作用や結
像作用を持たせたものが知られている。このようなプリ
ズム素子では、該プリズム素子を筐体内や他の光学部材
と精度良く位置決めして安定して取り付けることが重要
になってくる。
【０００８】しかしながら、このような集光作用や結像
作用を有したプリズム素子の精度良い位置決め方法は知
られていなかった。
作用を有したプリズム素子の精度良い位置決め方法は知
られていなかった。
【０００９】本発明は、集光作用や結像作用を有した光
学素子を画像情報を観察する為の観察系の一部として用
いる際に該光学素子の一部に適切に設けた位置決め部を
利用することにより他の光学部材や観察系の筐体内に精
度良く位置決めすることができ、良好なる光学性能が容
易に得られる光学素子及びそれを用いた観察系の提供を
目的とする。
学素子を画像情報を観察する為の観察系の一部として用
いる際に該光学素子の一部に適切に設けた位置決め部を
利用することにより他の光学部材や観察系の筐体内に精
度良く位置決めすることができ、良好なる光学性能が容
易に得られる光学素子及びそれを用いた観察系の提供を
目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光学素子は、 (1-1) 光学的作用をする第１面，第２面そして第３面の
３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該３つの面
のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つは反射面
より成り、該２つの側面には位置決め部が設けられてい
ることを特徴としている。
３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該３つの面
のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つは反射面
より成り、該２つの側面には位置決め部が設けられてい
ることを特徴としている。
【００１１】特に、(1-1-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であること。
に対してのみ面対称な形状であること。
【００１２】(1-1-2) 前記光学素子は前記第１面から入
射した光が前記第２面で全反射し、該第２面で全反射し
た光が前記第３面で反射し、該第３面で反射した光が該
第２面より通過するような形状より成っていること。
射した光が前記第２面で全反射し、該第２面で全反射し
た光が前記第３面で反射し、該第３面で反射した光が該
第２面より通過するような形状より成っていること。
【００１３】(1-1-3) 前記光学素子は射出成型されたも
のであり、前記位置決め部は該射出成型する際のゲート
を有していること。
のであり、前記位置決め部は該射出成型する際のゲート
を有していること。
【００１４】(1-1-4) 前記光学素子は射出成型されたも
のであり、前記位置決め部は該射出成型する際のイジェ
クターピンの突き出し部を有していること。等を特徴と
している。
のであり、前記位置決め部は該射出成型する際のイジェ
クターピンの突き出し部を有していること。等を特徴と
している。
【００１５】(1-2) 光学的作用をする第１面，第２面そ
して第３面の３つの面を有し、該３つの面の少なくとも
１つは曲面、少なくとも１つは反射面より成り、該３つ
の面のうち光学性能への影響が少ない箇所に位置決め部
が設けられていることを特徴としている。
して第３面の３つの面を有し、該３つの面の少なくとも
１つは曲面、少なくとも１つは反射面より成り、該３つ
の面のうち光学性能への影響が少ない箇所に位置決め部
が設けられていることを特徴としている。
【００１６】特に、(1-2-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であること。
に対してのみ面対称な形状であること。
【００１７】(1-2-2) 前記光学素子は前記第１面から入
射した光が前記第２面で全反射し、該第２面で全反射し
た光が前記第３面で反射し、該第３面で反射した光が該
第２面より通過するような形状より成っていること。
射した光が前記第２面で全反射し、該第２面で全反射し
た光が前記第３面で反射し、該第３面で反射した光が該
第２面より通過するような形状より成っていること。
【００１８】(1-2-3) 前記光学素子は射出成型されてお
り、前記位置決め部は、射出成型する際のゲートを兼ね
ていること。等を特徴としている。
り、前記位置決め部は、射出成型する際のゲートを兼ね
ていること。等を特徴としている。
【００１９】本発明の組み合わせ光学素子は、 (2-1) 光入射用の第１面、該第１面からの光を全反射さ
せる第２面、該第２面で全反射した光の一部を該第２面
側に反射させる第３面、該第３面からの光を該第２面よ
り射出させるようにした３つの面と、対向する２つの側
面Ｔ１，Ｔ２とを有し、該３つの面のうち少なくとも１
つは曲面より成り、該２つの側面Ｔ１，Ｔ２には第１位
置決め部が設けられている第１光学素子、光入射用の第
４面、該第４面からの光を通過させるとともに該第３面
と略同一形状の第５面の２つの面と、対向する２つの側
面Ｙ１，Ｙ２とを有し、該２つの側面Ｙ１，Ｙ２には第
２位置決め部が設けられている第２光学素子の２つの光
学素子を有し、該第１光学素子の第３面と該第２光学素
子の第５面は対向配置されており、該第１光学素子と該
第２光学素子は該第１位置決め部と該第２位置決め部に
よって位置決めされていることを特徴としている。
せる第２面、該第２面で全反射した光の一部を該第２面
側に反射させる第３面、該第３面からの光を該第２面よ
り射出させるようにした３つの面と、対向する２つの側
面Ｔ１，Ｔ２とを有し、該３つの面のうち少なくとも１
つは曲面より成り、該２つの側面Ｔ１，Ｔ２には第１位
置決め部が設けられている第１光学素子、光入射用の第
４面、該第４面からの光を通過させるとともに該第３面
と略同一形状の第５面の２つの面と、対向する２つの側
面Ｙ１，Ｙ２とを有し、該２つの側面Ｙ１，Ｙ２には第
２位置決め部が設けられている第２光学素子の２つの光
学素子を有し、該第１光学素子の第３面と該第２光学素
子の第５面は対向配置されており、該第１光学素子と該
第２光学素子は該第１位置決め部と該第２位置決め部に
よって位置決めされていることを特徴としている。
【００２０】特に、(2-1-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であること。
に対してのみ面対称な形状であること。
【００２１】(2-1-2) 前記第３面と前記第５面は所定間
隔離して位置決めされていること。
隔離して位置決めされていること。
【００２２】(2-1-3) 前記第３面と前記第５面の間の空
隙には、接着剤が充填されていること。
隙には、接着剤が充填されていること。
【００２３】(2-1-4) 前記第１位置決め部と第２位置決
め部の間には、スペーサーが挟まれていること。等を特
徴としている。
め部の間には、スペーサーが挟まれていること。等を特
徴としている。
【００２４】(2-2) 光入射用の第１面、該第１面からの
光を全反射させる第２面、該第２面で全反射した光の一
部を該第２面側に反射させる第３面、該第３面からの光
を該第２面より射出させるようにした３つの面を有し、
該３つの面のうち少なくとも１つは曲面より成り、該第
３面上の光学性能への影響が少ない箇所に第１位置決め
部が設けられている第１光学素子、光入射用の第４面、
該第４面からの光を通過させるとともに該第３面と略同
一形状の第５面の２つの面を有し、該第５面上の光学性
能への影響が少ない箇所に第２位置決め部が設けられて
いる第２光学素子の２つの光学素子を有し、該第１光学
素子の第３面と該第２光学素子の第５面は対向配置され
ており、該第１光学素子と該第２光学素子は該第１位置
決め部と該第２位置決め部によって位置決めされている
ことを特徴としている。
光を全反射させる第２面、該第２面で全反射した光の一
部を該第２面側に反射させる第３面、該第３面からの光
を該第２面より射出させるようにした３つの面を有し、
該３つの面のうち少なくとも１つは曲面より成り、該第
３面上の光学性能への影響が少ない箇所に第１位置決め
部が設けられている第１光学素子、光入射用の第４面、
該第４面からの光を通過させるとともに該第３面と略同
一形状の第５面の２つの面を有し、該第５面上の光学性
能への影響が少ない箇所に第２位置決め部が設けられて
いる第２光学素子の２つの光学素子を有し、該第１光学
素子の第３面と該第２光学素子の第５面は対向配置され
ており、該第１光学素子と該第２光学素子は該第１位置
決め部と該第２位置決め部によって位置決めされている
ことを特徴としている。
【００２５】特に、(2-2-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であること。
に対してのみ面対称な形状であること。
【００２６】(2-2-2) 前記第３面と前記第５面は所定間
隔離して位置決めされていること。
隔離して位置決めされていること。
【００２７】(2-2-3) 前記第３面と前記第５面の間の空
隙には、接着剤が充填されていること。等を特徴として
いる。
隙には、接着剤が充填されていること。等を特徴として
いる。
【００２８】本発明の観察系は、 (3-1) 光学的作用をする第１面，第２面そして第３面の
３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該３つの面
のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つは反射面
より成り、該２つの側面には位置決め部が設けられてい
る光学素子の該第１面近傍に表示手段を設け、該表示手
段で表示された画像情報からの光が該光学素子の第１面
より入射し、該第２面で全反射して該第３面で反射した
後に該第２面より通過して観察者側に導光するようにし
たことを特徴としている。
３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該３つの面
のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つは反射面
より成り、該２つの側面には位置決め部が設けられてい
る光学素子の該第１面近傍に表示手段を設け、該表示手
段で表示された画像情報からの光が該光学素子の第１面
より入射し、該第２面で全反射して該第３面で反射した
後に該第２面より通過して観察者側に導光するようにし
たことを特徴としている。
【００２９】特に、(3-1-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
【００３０】(3-2) 表示手段に表示された画像情報を第
１光学素子と第２光学素子とを有する組み合わせ光学素
子を介して観察する観察系において、該第１光学素子は
該表示手段に表示された画像情報からの光を入射させる
第１面、該第１面からの光を全反射させる第２面、該第
２面で全反射した光の一部を該第２面側に反射させる第
３面、該第３面からの光を該第２面より射出させて観察
者側に導光するようにした３つの面と、対向する２つの
側面Ｔ１，Ｔ２とを有し、該３つの面のうち少なくとも
１つは曲面より成り、該２つの側面Ｔ１，Ｔ２には第１
位置決め部が設けられており、該第２光学素子は外界か
らの光が入射する第４面、該第４面からの光を通過させ
るとともに該第３面と略同一形状の第５面の２つの面
と、対向する２つの側面Ｙ１，Ｙ２とを有し、該２つの
側面Ｙ１，Ｙ２には第２位置決め部が設けられており、
該第１光学素子の第３面と該第２光学素子の第５面は対
向配置されており、該第１光学素子と該第２光学素子は
該第１位置決め部と該第２位置決め部によって位置決め
されており、外界からの光は該第２光学素子の第４面と
第５面を通過した後に第１光学素子の第３面と第２面を
順に通過して観察者側に導光するようにしたことを特徴
としている。
１光学素子と第２光学素子とを有する組み合わせ光学素
子を介して観察する観察系において、該第１光学素子は
該表示手段に表示された画像情報からの光を入射させる
第１面、該第１面からの光を全反射させる第２面、該第
２面で全反射した光の一部を該第２面側に反射させる第
３面、該第３面からの光を該第２面より射出させて観察
者側に導光するようにした３つの面と、対向する２つの
側面Ｔ１，Ｔ２とを有し、該３つの面のうち少なくとも
１つは曲面より成り、該２つの側面Ｔ１，Ｔ２には第１
位置決め部が設けられており、該第２光学素子は外界か
らの光が入射する第４面、該第４面からの光を通過させ
るとともに該第３面と略同一形状の第５面の２つの面
と、対向する２つの側面Ｙ１，Ｙ２とを有し、該２つの
側面Ｙ１，Ｙ２には第２位置決め部が設けられており、
該第１光学素子の第３面と該第２光学素子の第５面は対
向配置されており、該第１光学素子と該第２光学素子は
該第１位置決め部と該第２位置決め部によって位置決め
されており、外界からの光は該第２光学素子の第４面と
第５面を通過した後に第１光学素子の第３面と第２面を
順に通過して観察者側に導光するようにしたことを特徴
としている。
【００３１】特に、(3-2-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
【００３２】(3-3) 光学的作用をする第１面，第２面そ
して第３面の３つの面を有し、該３つの面のうち少なく
とも１つは曲面より成り、該３つの面のうち光学性能へ
の影響が少ない箇所に位置決め部が設けられている光学
素子の該第１面近傍に表示手段を設け、該表示手段で表
示された画像情報からの光が該光学素子の第１面より入
射し、該第２面で全反射して該第３面で反射した後に該
第２面より通過して観察者側に導光するようにしたこと
を特徴としている。
して第３面の３つの面を有し、該３つの面のうち少なく
とも１つは曲面より成り、該３つの面のうち光学性能へ
の影響が少ない箇所に位置決め部が設けられている光学
素子の該第１面近傍に表示手段を設け、該表示手段で表
示された画像情報からの光が該光学素子の第１面より入
射し、該第２面で全反射して該第３面で反射した後に該
第２面より通過して観察者側に導光するようにしたこと
を特徴としている。
【００３３】特に、(3-3-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
【００３４】(3-4) 表示手段に表示された画像情報を第
１光学素子と第２光学素子とを有する組み合わせ光学素
子を介して観察する観察系において、該第１光学素子は
該表示手段に表示された画像情報からの光を入射させる
第１面、該第１面からの光を全反射させる第２面、該第
２面で全反射した光の一部を該第２面側に反射させる第
３面、該第３面からの光を該第２面より射出させて観察
者側に導光するようにした３つの面を有し、該３つの面
のうち少なくとも１つは曲面より成り、該第３面上の光
学性能への影響が少ない箇所に第１位置決め部が設けら
れており、該第２光学素子は外界からの光が入射する第
４面、該第４面からの光を通過させるとともに該第３面
と略同一形状の第５面の２つの面を有し、該第５面上の
光学性能への影響が少ない箇所に第２位置決め部が設け
られており、該第１光学素子の第３面と該第２光学素子
の第５面は対向配置されており、該第１光学素子と該第
２光学素子は該第１位置決め部と該第２位置決め部によ
って位置決めされており、外界からの光は該第２光学素
子の第４面と第５面を通過した後に第１光学素子の第３
面と第２面を順に通過して観察者側に導光するようにし
たことを特徴としている。
１光学素子と第２光学素子とを有する組み合わせ光学素
子を介して観察する観察系において、該第１光学素子は
該表示手段に表示された画像情報からの光を入射させる
第１面、該第１面からの光を全反射させる第２面、該第
２面で全反射した光の一部を該第２面側に反射させる第
３面、該第３面からの光を該第２面より射出させて観察
者側に導光するようにした３つの面を有し、該３つの面
のうち少なくとも１つは曲面より成り、該第３面上の光
学性能への影響が少ない箇所に第１位置決め部が設けら
れており、該第２光学素子は外界からの光が入射する第
４面、該第４面からの光を通過させるとともに該第３面
と略同一形状の第５面の２つの面を有し、該第５面上の
光学性能への影響が少ない箇所に第２位置決め部が設け
られており、該第１光学素子の第３面と該第２光学素子
の第５面は対向配置されており、該第１光学素子と該第
２光学素子は該第１位置決め部と該第２位置決め部によ
って位置決めされており、外界からの光は該第２光学素
子の第４面と第５面を通過した後に第１光学素子の第３
面と第２面を順に通過して観察者側に導光するようにし
たことを特徴としている。
【００３５】特に、(3-4-1) 前記曲面は、１つの対称面
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
に対してのみ面対称な形状であることを特徴としてい
る。
【００３６】(3-5) 平面又は曲面より成る光入射用の第
１面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面
より成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部
を該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３
面、該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない
互いに対向した２つの側面、そして該側面に光学的位置
決め用の突出した鍔とを有しているプリズム素子の該第
１面近傍に表示手段を設け、該表示手段で表示した画像
情報に基づく光束を該第１面より入射させ、該第２面で
全反射させ、該第３面で反射させて該第２面より射出さ
せて観察者側に導光し、該画像情報を観察することを特
徴としている。
１面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面
より成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部
を該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３
面、該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない
互いに対向した２つの側面、そして該側面に光学的位置
決め用の突出した鍔とを有しているプリズム素子の該第
１面近傍に表示手段を設け、該表示手段で表示した画像
情報に基づく光束を該第１面より入射させ、該第２面で
全反射させ、該第３面で反射させて該第２面より射出さ
せて観察者側に導光し、該画像情報を観察することを特
徴としている。
【００３７】特に、(3-5-1) 前記第３面を半透過面より
構成し、該第３面を介して外景と前記画像情報とを空間
的に重畳して同一視野で観察していることを特徴として
いる。
構成し、該第３面を介して外景と前記画像情報とを空間
的に重畳して同一視野で観察していることを特徴として
いる。
【００３８】(3-6) 平面又は曲面より成る光入射用の第
１面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面
より成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部
を該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３
面、該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない
互いに対向した２つの側面Ｔ１，Ｔ２、そして該側面Ｔ
１，Ｔ２に光学的位置決め用の突出した第１鍔とを有し
ている第１プリズムと該第１プリズムの第３面と略同形
状の光透過面、平面又は曲面より成る光入射面、光学的
作用を行わない互いに対向した２つの側面Ｙ１，Ｙ２、
そして該側面Ｙ１，Ｙ２に光学的位置決め用の突出した
第２鍔とを有した第２プリズムの２つのプリズムを該第
１プリズムの第３面と第２プリズムの光透過面とを近接
対向配置し、該第１鍔と該第２鍔とを用いて位置決め
し、組み合わせた組み合わせプリズムの該第１面近傍に
表示手段を設け、該表示手段で表示した画像情報に基づ
く光束を該第１面より入射させ、該第２面で全反射さ
せ、該第３面で反射させて該第２面より射出させて観察
者側に導光し、該画像情報を観察することを特徴として
いる。
１面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面
より成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部
を該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３
面、該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない
互いに対向した２つの側面Ｔ１，Ｔ２、そして該側面Ｔ
１，Ｔ２に光学的位置決め用の突出した第１鍔とを有し
ている第１プリズムと該第１プリズムの第３面と略同形
状の光透過面、平面又は曲面より成る光入射面、光学的
作用を行わない互いに対向した２つの側面Ｙ１，Ｙ２、
そして該側面Ｙ１，Ｙ２に光学的位置決め用の突出した
第２鍔とを有した第２プリズムの２つのプリズムを該第
１プリズムの第３面と第２プリズムの光透過面とを近接
対向配置し、該第１鍔と該第２鍔とを用いて位置決め
し、組み合わせた組み合わせプリズムの該第１面近傍に
表示手段を設け、該表示手段で表示した画像情報に基づ
く光束を該第１面より入射させ、該第２面で全反射さ
せ、該第３面で反射させて該第２面より射出させて観察
者側に導光し、該画像情報を観察することを特徴として
いる。
【００３９】特に、(3-6-1) 前記第３面を半透過面より
構成し、前記光入射面と光透過面、そして該第３面を介
して外景と前記画像情報とを空間的に重畳して同一視野
で観察していることを特徴としている。
構成し、前記光入射面と光透過面、そして該第３面を介
して外景と前記画像情報とを空間的に重畳して同一視野
で観察していることを特徴としている。
【００４０】本発明のプリズム素子は、 (4-1) 平面又は曲面より成る光入射用の第１面、該第１
面からの光束を全反射させる平面又は曲面より成る第２
面、該第２面からの光束の少なくとも一部を該第２面側
に反射させる平面又は曲面より成る第３面、該第１，第
２，第３面以外の光学的作用を行わない互いに対向した
２つの側面、そして該側面に光学的位置決め用の突出し
た鍔とを有していることを特徴としている。
面からの光束を全反射させる平面又は曲面より成る第２
面、該第２面からの光束の少なくとも一部を該第２面側
に反射させる平面又は曲面より成る第３面、該第１，第
２，第３面以外の光学的作用を行わない互いに対向した
２つの側面、そして該側面に光学的位置決め用の突出し
た鍔とを有していることを特徴としている。
【００４１】特に、(4-1-1) 前記プリズム素子は射出成
形加工されたものであり、前記鍔には成形加工用のイジ
ェクターピンによる突出部が設けられていること。
形加工されたものであり、前記鍔には成形加工用のイジ
ェクターピンによる突出部が設けられていること。
【００４２】(4-1-2) 前記鍔には成形加工用のゲートが
設けられていること。等を特徴としている。
設けられていること。等を特徴としている。
【００４３】本発明の組み合わせプリズムは、 (5-1) 平面又は曲面より成る光入射用の第１面、該第１
面からの光束を全反射させる平面又は曲面より成る第２
面、該第２面からの光束の少なくとも一部を該第２面側
に反射させる平面又は曲面より成る第３面、該第１，第
２，第３面以外の光学的作用を行わない互いに対向した
２つの側面Ｔ１，Ｔ２、そして該側面Ｔ１，Ｔ２に光学
的位置決め用の突出した第１鍔とを有している第１プリ
ズムと該第１プリズムの第３面と略同形状の光透過面、
平面又は曲面より成る光入射面、光学的作用を行わない
互いに対向した２つの側面Ｙ１，Ｙ２、そして該側面Ｙ
１，Ｙ２に光学的位置決め用の突出した第２鍔とを有し
た第２プリズムの２つのプリズムを該第１プリズムの第
３面と第２プリズムの光透過面とを近接対向配置し、該
第１鍔と該第２鍔とを用いて位置決めし、組み合わせた
ことを特徴としている。
面からの光束を全反射させる平面又は曲面より成る第２
面、該第２面からの光束の少なくとも一部を該第２面側
に反射させる平面又は曲面より成る第３面、該第１，第
２，第３面以外の光学的作用を行わない互いに対向した
２つの側面Ｔ１，Ｔ２、そして該側面Ｔ１，Ｔ２に光学
的位置決め用の突出した第１鍔とを有している第１プリ
ズムと該第１プリズムの第３面と略同形状の光透過面、
平面又は曲面より成る光入射面、光学的作用を行わない
互いに対向した２つの側面Ｙ１，Ｙ２、そして該側面Ｙ
１，Ｙ２に光学的位置決め用の突出した第２鍔とを有し
た第２プリズムの２つのプリズムを該第１プリズムの第
３面と第２プリズムの光透過面とを近接対向配置し、該
第１鍔と該第２鍔とを用いて位置決めし、組み合わせた
ことを特徴としている。
【００４４】特に、(5-1-1) 前記第１プリズムと第２プ
リズムは射出成形されたものであること。
リズムは射出成形されたものであること。
【００４５】(5-1-2) 前記第１プリズムと第２プリズム
は前記第１鍔と第２鍔との間に設けたスペーサーを介し
て固定されていること。
は前記第１鍔と第２鍔との間に設けたスペーサーを介し
て固定されていること。
【００４６】(5-1-3) 前記第１プリズムの第３面と前記
第２プリズムの光透過面との間は０．００５〜０．５ｍ
ｍの空隙を有していること。
第２プリズムの光透過面との間は０．００５〜０．５ｍ
ｍの空隙を有していること。
【００４７】(5-1-4) 前記空隙には接着剤が充填されて
いること。等を特徴としている。
いること。等を特徴としている。
【００４８】
【発明の実施の形態】図１は本発明の光学素子の実施形
態１の要部斜視図、図２は図１の光学素子を用いたとき
の観察系の実施形態１の要部概略図である。
態１の要部斜視図、図２は図１の光学素子を用いたとき
の観察系の実施形態１の要部概略図である。
【００４９】図中、１は光学素子でありプリズム素子よ
り成っており、プラスチック成形により製造している。
プリズム素子１は平面又は球面若しくは非球面等の曲面
より成る光入射面としての上面（第１面）１ｅ，球面又
はトーリック面より成る一部に全反射を利用した反射及
び屈折面として作用する前面（第２面）１ｆ，半透過又
は鏡面反射のアジマス角度によって曲率の異なる回転非
対称な非球面等、即ち１つの対称面に対してのみ面対称
な面形状より成る後面（第３面）１ｇの全体として光学
的作用をする３つの面１ｆ，１ｇ，１ｅと光学的作用
（反射及び屈折作用）をしない２つの面１ｈ，１ｉ（側
面Ｔ１，Ｔ２）を有している。
り成っており、プラスチック成形により製造している。
プリズム素子１は平面又は球面若しくは非球面等の曲面
より成る光入射面としての上面（第１面）１ｅ，球面又
はトーリック面より成る一部に全反射を利用した反射及
び屈折面として作用する前面（第２面）１ｆ，半透過又
は鏡面反射のアジマス角度によって曲率の異なる回転非
対称な非球面等、即ち１つの対称面に対してのみ面対称
な面形状より成る後面（第３面）１ｇの全体として光学
的作用をする３つの面１ｆ，１ｇ，１ｅと光学的作用
（反射及び屈折作用）をしない２つの面１ｈ，１ｉ（側
面Ｔ１，Ｔ２）を有している。
【００５０】本実施形態において前面１ｆと後面１ｇは
中心軸（眼球３ａの中心軸）Ｌａに対して偏心している
ために偏心収差が発生する為に前面１ｆ又は後面１ｇを
回転非対称な非球面として該偏心収差を補正している。
１ａ（１ａ１，１ａ２）はプリズム素子１の面１ｈ，１
ｉに突出して設けた位置決め部であり、例えば鍔（突出
部）から成っている。
中心軸（眼球３ａの中心軸）Ｌａに対して偏心している
ために偏心収差が発生する為に前面１ｆ又は後面１ｇを
回転非対称な非球面として該偏心収差を補正している。
１ａ（１ａ１，１ａ２）はプリズム素子１の面１ｈ，１
ｉに突出して設けた位置決め部であり、例えば鍔（突出
部）から成っている。
【００５１】本実施形態のプリズム素子１は基準面とな
る平面が少ない為に面１ｈ，１ｉに設けた突出部１ａを
利用して他の部材に対する位置決めを行い、観察系の筐
体内の所定位置に配置するようにしている。１ｂはゲー
トであり、突出部１ａの側面に設けている。１ｃは突出
部１ａのイジェクターピン跡、１ｄは突出部１ａに設け
た位置決め用の穴部である。
る平面が少ない為に面１ｈ，１ｉに設けた突出部１ａを
利用して他の部材に対する位置決めを行い、観察系の筐
体内の所定位置に配置するようにしている。１ｂはゲー
トであり、突出部１ａの側面に設けている。１ｃは突出
部１ａのイジェクターピン跡、１ｄは突出部１ａに設け
た位置決め用の穴部である。
【００５２】本実施形態ではプリズム素子１を筐体内の
他部材へ固定する場合に突出部１ａに設けた位置決め穴
部１ｄを用いることにより、光学的作用面（１ｅ，１
ｆ，１ｇ）に歪等の悪影響を与えずに高精度に位置決め
し、保持している。
他部材へ固定する場合に突出部１ａに設けた位置決め穴
部１ｄを用いることにより、光学的作用面（１ｅ，１
ｆ，１ｇ）に歪等の悪影響を与えずに高精度に位置決め
し、保持している。
【００５３】又本実施形態ではプリズム素子１をプラス
チック射出成形で製造する際に突出部１ａにゲート１ｂ
を設けており、これによってプラスチック材料が均一に
型内に充填できるようにしている。
チック射出成形で製造する際に突出部１ａにゲート１ｂ
を設けており、これによってプラスチック材料が均一に
型内に充填できるようにしている。
【００５４】又、突出部１ａをイジェクターピンで突き
出すことによって成形品を離型させ、これによって光学
的作用面（１ｅ，１ｆ，１ｇ）に歪等の悪影響を与えな
いようにしている。
出すことによって成形品を離型させ、これによって光学
的作用面（１ｅ，１ｆ，１ｇ）に歪等の悪影響を与えな
いようにしている。
【００５５】尚本実施形態において位置決め部としての
突出部１ａは突出させなくても他部材の突出部と嵌挿し
て固定するような形成より構成しても良い。これは以下
の各実施形態においても同様である。
突出部１ａは突出させなくても他部材の突出部と嵌挿し
て固定するような形成より構成しても良い。これは以下
の各実施形態においても同様である。
【００５６】次に本実施形態のプリズム素子１を図２に
示すような観察系の一部に利用した構成について説明す
る。尚、図２ではプリズム素子１に設けた突出部１ａは
省略している。図中、３は観察者、２は表示手段であ
り、例えば液晶表示素子等から成り、可視域の映像情報
（画像情報）を表示している。表示手段２は、例えばＣ
Ｄ−ＲＯＭやビデオカメラ等の映像情報供給手段（不図
示）からの信号に基づいて映像情報を表示している。
示すような観察系の一部に利用した構成について説明す
る。尚、図２ではプリズム素子１に設けた突出部１ａは
省略している。図中、３は観察者、２は表示手段であ
り、例えば液晶表示素子等から成り、可視域の映像情報
（画像情報）を表示している。表示手段２は、例えばＣ
Ｄ−ＲＯＭやビデオカメラ等の映像情報供給手段（不図
示）からの信号に基づいて映像情報を表示している。
【００５７】本実施形態では表示手段２で表示された映
像情報に基づく光束（可視光束）をプリズム素子２にそ
の入射面１ｅより導入している。そしてプリズム素子１
の前面１ｆで全反射させた後に後面１ｇで反射集光して
前面１ｆを通過させて観察者３の眼球（アイポイント）
３ａに導光している。このとき前面１ｆと後面１ｇの曲
率（形状）を適切に設定することにより、表示手段２に
表示した映像情報を途中結像させることなく、即ち１次
結像面を設けずに該映像情報の虚像を観察者３の前方に
表示している。
像情報に基づく光束（可視光束）をプリズム素子２にそ
の入射面１ｅより導入している。そしてプリズム素子１
の前面１ｆで全反射させた後に後面１ｇで反射集光して
前面１ｆを通過させて観察者３の眼球（アイポイント）
３ａに導光している。このとき前面１ｆと後面１ｇの曲
率（形状）を適切に設定することにより、表示手段２に
表示した映像情報を途中結像させることなく、即ち１次
結像面を設けずに該映像情報の虚像を観察者３の前方に
表示している。
【００５８】このように本実施形態ではプリズム素子１
を観察系の一部に用い、該観察系を例えば虚像タイプよ
り構成し、これにより観察者３は該映像情報の虚像を観
察するようにしている。尚、本実施形態において後面１
ｇを半透過面とし、外景の画像情報と表示手段２の映像
情報の虚像とを空間的に重畳して、所謂シースルーとし
て双方を同一視野で同一視度として観察するようにして
も良い。
を観察系の一部に用い、該観察系を例えば虚像タイプよ
り構成し、これにより観察者３は該映像情報の虚像を観
察するようにしている。尚、本実施形態において後面１
ｇを半透過面とし、外景の画像情報と表示手段２の映像
情報の虚像とを空間的に重畳して、所謂シースルーとし
て双方を同一視野で同一視度として観察するようにして
も良い。
【００５９】図３は本発明の図１に示す形状の光学素子
（第１光学素子）１０と他の光学素子（第２光学素子）
１１とを組み合わせた組み合わせ光学素子の実施形態１
の要部斜視図、図４は図３の組み合わせ光学素子を用い
たときの観察系の実施形態２の要部概略図である。
（第１光学素子）１０と他の光学素子（第２光学素子）
１１とを組み合わせた組み合わせ光学素子の実施形態１
の要部斜視図、図４は図３の組み合わせ光学素子を用い
たときの観察系の実施形態２の要部概略図である。
【００６０】図３，図４に示した第１光学素子（第１プ
リズム素子）１０の上面１０ｅ，前面１０ｆ，後面１０
ｇは各々図１，図２の上面１ｅ，前面１ｆ，後面１ｇに
相当している。第２光学素子（第２プリズム素子）１１
は第１プリズム素子１０の後面１０ｇと略同形状の光透
過面１１ｆ、回転非対称な非球面又は回転非球面より成
る透明な光入射面１１ｇ，光学的作用を行わない対向し
た側面１１ｈ，１１ｉより成っている。
リズム素子）１０の上面１０ｅ，前面１０ｆ，後面１０
ｇは各々図１，図２の上面１ｅ，前面１ｆ，後面１ｇに
相当している。第２光学素子（第２プリズム素子）１１
は第１プリズム素子１０の後面１０ｇと略同形状の光透
過面１１ｆ、回転非対称な非球面又は回転非球面より成
る透明な光入射面１１ｇ，光学的作用を行わない対向し
た側面１１ｈ，１１ｉより成っている。
【００６１】図３において１０ａ（１０ａ１，１０ａ
２）は第１プリズム素子１０の側面（光学的作用をしな
い面）１１ｈ，１１ｉに設けた第１位置決め部としての
第１突出部（第１鍔）であり、１１ａ（１１ａ１，１１
ａ２）は第２プリズム素子１１の側面１１ｈ，１１ｉに
設けた第２位置決め部としての第２突出部（第２鍔）で
ある。第１突出部１０ａと第２突出部１１ａとを用いて
２つのプリズム素子１０，１１の位置合わせを行い、双
方を固定している。尚第１プリズム素子１０の後面１０
ｇと第２プリズム素子１１の曲面１１ｆとは０．００５
〜０．５ｍｍ程度の空隙を有して固定している。
２）は第１プリズム素子１０の側面（光学的作用をしな
い面）１１ｈ，１１ｉに設けた第１位置決め部としての
第１突出部（第１鍔）であり、１１ａ（１１ａ１，１１
ａ２）は第２プリズム素子１１の側面１１ｈ，１１ｉに
設けた第２位置決め部としての第２突出部（第２鍔）で
ある。第１突出部１０ａと第２突出部１１ａとを用いて
２つのプリズム素子１０，１１の位置合わせを行い、双
方を固定している。尚第１プリズム素子１０の後面１０
ｇと第２プリズム素子１１の曲面１１ｆとは０．００５
〜０．５ｍｍ程度の空隙を有して固定している。
【００６２】又この空隙には第１，第２プリズム素子と
略同じ屈折率の接着剤を充填している。接着剤を充填す
れば面１１ｆを面１０ｇに完全に一致させなくても適当
な面であっても良くなるという効果がある。尚第１プリ
ズム素子１０と第２プリズム素子１１との中心軸回転方
向の位置決めは第１突出部１０ａと第２突出部１１ａの
合わさる部分に設けた穴部とピン（不図示）により行っ
ている。
略同じ屈折率の接着剤を充填している。接着剤を充填す
れば面１１ｆを面１０ｇに完全に一致させなくても適当
な面であっても良くなるという効果がある。尚第１プリ
ズム素子１０と第２プリズム素子１１との中心軸回転方
向の位置決めは第１突出部１０ａと第２突出部１１ａの
合わさる部分に設けた穴部とピン（不図示）により行っ
ている。
【００６３】図４に示した本実施形態の観察系は表示手
段１２に表示した画像情報を第１プリズム素子１０を介
して観察者の眼球（アイポイント）３ａに導光すると共
に外界の景色等の画像情報Ｇを第２プリズム素子１１，
第１プリズム素子１０を介してアイポイント３ａに導光
している。観察者は２つの画像情報を空間的に重畳（ス
ーパーインポーズ）させて同一視野で観察する眼鏡型の
観察系に好適なものである。
段１２に表示した画像情報を第１プリズム素子１０を介
して観察者の眼球（アイポイント）３ａに導光すると共
に外界の景色等の画像情報Ｇを第２プリズム素子１１，
第１プリズム素子１０を介してアイポイント３ａに導光
している。観察者は２つの画像情報を空間的に重畳（ス
ーパーインポーズ）させて同一視野で観察する眼鏡型の
観察系に好適なものである。
【００６４】次に図４の観察系について説明する。尚、
図４では第１，第２プリズム素子１１に設けた突出部１
０ａ，１１ａは省略している。図４の観察系において表
示手段１２に表示した画像情報に基づく光束は図２の観
察系と同様に第１プリズム素子１０の上面１０ｅより入
射し、前面１０ｆの一部で全反射してハーフミラー面を
形成した後面１０ｇで反射し、前面１０ｆより射出して
いる。
図４では第１，第２プリズム素子１１に設けた突出部１
０ａ，１１ａは省略している。図４の観察系において表
示手段１２に表示した画像情報に基づく光束は図２の観
察系と同様に第１プリズム素子１０の上面１０ｅより入
射し、前面１０ｆの一部で全反射してハーフミラー面を
形成した後面１０ｇで反射し、前面１０ｆより射出して
いる。
【００６５】本実施形態では該表示手段１２に表示した
画像情報をアイポイント１３ａで観察する光路は図２の
実施形態と同じである。
画像情報をアイポイント１３ａで観察する光路は図２の
実施形態と同じである。
【００６６】外界の景色等の画像情報Ｇからの光束は、
第２プリズム素子１１の面１１ｇより入射し、曲面１１
ｆ，１０ｇ、そして前面１０ｆを介してアイポイント１
３ａに入射する。これにより表示手段１２に表示した画
像情報と外界とを空間的に重畳して同一視野で観察して
いる。
第２プリズム素子１１の面１１ｇより入射し、曲面１１
ｆ，１０ｇ、そして前面１０ｆを介してアイポイント１
３ａに入射する。これにより表示手段１２に表示した画
像情報と外界とを空間的に重畳して同一視野で観察して
いる。
【００６７】本実施形態の観察系では、外界からの光束
が第１プリズム素子１０の後面１０ｇ及び前面１０ｆを
介したことによって生ずるプリズム作用や各収差、そし
て屈折力を第２プリズム素子１１自身、特に収差、屈折
力に関しては面１１ｇで補正し、これによって等倍の所
謂シースルー観察系を構成している。
が第１プリズム素子１０の後面１０ｇ及び前面１０ｆを
介したことによって生ずるプリズム作用や各収差、そし
て屈折力を第２プリズム素子１１自身、特に収差、屈折
力に関しては面１１ｇで補正し、これによって等倍の所
謂シースルー観察系を構成している。
【００６８】図５は本発明の組み合わせ光学素子の実施
形態２の要部斜視図である。図５の実施形態２では図３
の実施形態に比べて第１プリズム素子２０の第１突出部
２０ａと第２プリズム素子２１の第２突出部２１ａとの
間にスペーサー２２を挟んで第１突出部２０ａと第２突
出部２１ａとを固定することにより第１プリズム素子２
０と第２プリズム素子２１を組み合わせて構成している
点が異なっており、その他の構成は同じである。
形態２の要部斜視図である。図５の実施形態２では図３
の実施形態に比べて第１プリズム素子２０の第１突出部
２０ａと第２プリズム素子２１の第２突出部２１ａとの
間にスペーサー２２を挟んで第１突出部２０ａと第２突
出部２１ａとを固定することにより第１プリズム素子２
０と第２プリズム素子２１を組み合わせて構成している
点が異なっており、その他の構成は同じである。
【００６９】図６は本発明の光学素子の実施形態２の要
部斜視図、図７は図６の光学素子を用いた観察系の実施
形態３の要部概略図である。本実施形態の光学素子（プ
リズム素子）３０を構成する光学作用面（上面３０ｅ，
前面３０ｆ，後面３０ｇ）の機能は図１に示した実施形
態１と同様なので説明を省略する。
部斜視図、図７は図６の光学素子を用いた観察系の実施
形態３の要部概略図である。本実施形態の光学素子（プ
リズム素子）３０を構成する光学作用面（上面３０ｅ，
前面３０ｆ，後面３０ｇ）の機能は図１に示した実施形
態１と同様なので説明を省略する。
【００７０】本実施形態では後面３０ｇの光学的作用を
行う有効部３０ｋ以外の部分（光学性能への影響がない
箇所）に位置決め部としての突起３０ｊを設けたことが
実施形態１と異なっている。この突起３０ｊを利用して
光学素子（プリズム素子）３０と他の部材との位置決め
を行っている。突起３０ｊはプリズム素子３０をプラス
チック射出成形で製造する際のゲートを利用してもよ
い。これは後に示す実施形態でも同様である。
行う有効部３０ｋ以外の部分（光学性能への影響がない
箇所）に位置決め部としての突起３０ｊを設けたことが
実施形態１と異なっている。この突起３０ｊを利用して
光学素子（プリズム素子）３０と他の部材との位置決め
を行っている。突起３０ｊはプリズム素子３０をプラス
チック射出成形で製造する際のゲートを利用してもよ
い。これは後に示す実施形態でも同様である。
【００７１】次に本実施形態のプリズム素子３０を図７
に示すような観察系の一部に利用した構成について説明
する。本実施形態において表示手段２に表示した画像情
報をアイポイント３ａで観察する光路は図２の実施形態
１と同じである。
に示すような観察系の一部に利用した構成について説明
する。本実施形態において表示手段２に表示した画像情
報をアイポイント３ａで観察する光路は図２の実施形態
１と同じである。
【００７２】本実施形態で特徴的な構成はプリズム素子
３０と表示手段２等を収納する筐体３４の内側の位置決
め穴３４ａにプリズム素子３０の突起３０ｊが嵌入して
いてプリズム素子３０の位置決めを行っている点であ
る。この時弾性部材３５によってプリズム素子３０は変
形しない程度の力で位置決め穴３４ａの方向に付勢され
ている。
３０と表示手段２等を収納する筐体３４の内側の位置決
め穴３４ａにプリズム素子３０の突起３０ｊが嵌入して
いてプリズム素子３０の位置決めを行っている点であ
る。この時弾性部材３５によってプリズム素子３０は変
形しない程度の力で位置決め穴３４ａの方向に付勢され
ている。
【００７３】尚本実施形態において位置決め穴３４ａと
突起３０ｊの関係を逆に構成し、プリズム素子３０側に
位置決め穴を設けても良い。
突起３０ｊの関係を逆に構成し、プリズム素子３０側に
位置決め穴を設けても良い。
【００７４】図８は本発明の組み合わせ光学素子の実施
形態３の要部概略図であり、第１光学素子（第１プリズ
ム素子）４０と第２光学素子（第２プリズム素子）４１
とを有している。図９は図８の組み合わせ光学素子を用
いた本発明の観察系の実施形態４の要部概略図である。
形態３の要部概略図であり、第１光学素子（第１プリズ
ム素子）４０と第２光学素子（第２プリズム素子）４１
とを有している。図９は図８の組み合わせ光学素子を用
いた本発明の観察系の実施形態４の要部概略図である。
【００７５】図８，図９において略同形状の第１プリズ
ム素子４０の後面４０ｇと第２プリズム素子４１の曲面
４１ｆとは第１位置決め部としての突起４０ｊと第２位
置決め部としての穴４１ｊで結合し、相互の位置決めを
行っている。後面４０ｇと曲面４１ｆとは０．００５〜
０．５ｍｍ程度の空隙を有して配置している。
ム素子４０の後面４０ｇと第２プリズム素子４１の曲面
４１ｆとは第１位置決め部としての突起４０ｊと第２位
置決め部としての穴４１ｊで結合し、相互の位置決めを
行っている。後面４０ｇと曲面４１ｆとは０．００５〜
０．５ｍｍ程度の空隙を有して配置している。
【００７６】又この空隙には第１，第２プリズム素子と
略同じ屈折率の接着剤を充填している。接着剤を充填す
れば面４１ｆの形状を面４０ｇに完全に一致させず適当
な面であってもよいという効果がある。
略同じ屈折率の接着剤を充填している。接着剤を充填す
れば面４１ｆの形状を面４０ｇに完全に一致させず適当
な面であってもよいという効果がある。
【００７７】本実施形態の観察系は図４に示した実施形
態２と同様に表示手段２と外界Ｇからの２種の画像情報
を空間的に重畳（スーパーインポーズ）させて同一視野
で観察する眼鏡型の観察系に好適なものである。
態２と同様に表示手段２と外界Ｇからの２種の画像情報
を空間的に重畳（スーパーインポーズ）させて同一視野
で観察する眼鏡型の観察系に好適なものである。
【００７８】図１０は図８に示した第１プリズム素子４
０の要部斜視図である。図１１は図８の第１プリズム素
子４０と第２プリズム素子４１の位置決め部のみの断面
図である。
０の要部斜視図である。図１１は図８の第１プリズム素
子４０と第２プリズム素子４１の位置決め部のみの断面
図である。
【００７９】本実施形態において位置決め用の突起４０
ｊは２段構造をしているため、径小部が第２プリズム素
子４１の位置決め穴４１ｊに嵌入して位置決めをすると
ともに径大部が第２プリズム素子４１の曲面４１ｆに当
接して、後面４０ｇと曲面４１ｆの間に所定の空隙を設
けることができる。
ｊは２段構造をしているため、径小部が第２プリズム素
子４１の位置決め穴４１ｊに嵌入して位置決めをすると
ともに径大部が第２プリズム素子４１の曲面４１ｆに当
接して、後面４０ｇと曲面４１ｆの間に所定の空隙を設
けることができる。
【００８０】図１２は本発明の組み合わせ光学素子の実
施形態４の一部分の正面図である。図１２は、図１０に
示したプリズム素子４０と同形状をしたプリズム素子５
０の後面５０ｇ側からの正面図を示している。
施形態４の一部分の正面図である。図１２は、図１０に
示したプリズム素子４０と同形状をしたプリズム素子５
０の後面５０ｇ側からの正面図を示している。
【００８１】本実施形態はプリズム素子５０と熱膨張率
の異なる他部材との間で位置決めを行う場合の一例であ
る。
の異なる他部材との間で位置決めを行う場合の一例であ
る。
【００８２】本実施形態ではプリズム素子５０に１ヶ所
の穴５１ａと２ヶ所の長穴５１ｂを設けている。このよ
うな構成によりプリズム素子５０と他部材とを突起５０
ｊと穴５１ａとで位置決めするとともに双方が熱変形を
起こした場合には、長穴５１ｂの長手方向に自由度があ
るため、熱変形の影響を吸収することができるようにし
ている。尚、他部材の方に突起を設け、プリズム素子５
０の方に位置決め用の穴及び長穴を設けてもよい。
の穴５１ａと２ヶ所の長穴５１ｂを設けている。このよ
うな構成によりプリズム素子５０と他部材とを突起５０
ｊと穴５１ａとで位置決めするとともに双方が熱変形を
起こした場合には、長穴５１ｂの長手方向に自由度があ
るため、熱変形の影響を吸収することができるようにし
ている。尚、他部材の方に突起を設け、プリズム素子５
０の方に位置決め用の穴及び長穴を設けてもよい。
【００８３】尚本発明では以上の各実施形態においてプ
リズム素子（１，１０，２０，３０，４０，５０）は後
面のみを回転非対称な非球面としたが、後面以外の面、
あるいは複数の面を回転非対称な非球面としても良く、
特に全ての面を回転非対称な非球面形状としても良く、
これによれば、より良好に諸収差を補正することができ
る。
リズム素子（１，１０，２０，３０，４０，５０）は後
面のみを回転非対称な非球面としたが、後面以外の面、
あるいは複数の面を回転非対称な非球面としても良く、
特に全ての面を回転非対称な非球面形状としても良く、
これによれば、より良好に諸収差を補正することができ
る。
【００８４】
【発明の効果】本発明によれば以上のように、集光作用
や結像作用を有した光学素子を画像情報を観察する為の
観察系の一部として用いる際に該光学素子の一部に適切
に設けた位置決め部を利用することにより他の光学部材
や観察系の筐体内に精度良く位置決めすることができ、
良好なる光学性能が容易に得られる光学素子及びそれを
用いた観察系を達成することができる。
や結像作用を有した光学素子を画像情報を観察する為の
観察系の一部として用いる際に該光学素子の一部に適切
に設けた位置決め部を利用することにより他の光学部材
や観察系の筐体内に精度良く位置決めすることができ、
良好なる光学性能が容易に得られる光学素子及びそれを
用いた観察系を達成することができる。
【図１】本発明の光学素子の実施形態１の要部斜視図
【図２】図１の光学素子を用いた本発明の観察系の実施
形態１の要部概略図
形態１の要部概略図
【図３】本発明の組み合わせ光学素子の実施形態１の要
部斜視図
部斜視図
【図４】図３の組み合わせ光学素子を用いた本発明の観
察系の実施形態２の要部概略図
察系の実施形態２の要部概略図
【図５】本発明の組み合わせ光学素子の実施形態２の要
部斜視図
部斜視図
【図６】本発明の光学素子の実施形態２の要部斜視図
【図７】図６の光学素子を用いた本発明の観察系の実施
形態３の要部概略図
形態３の要部概略図
【図８】本発明の組み合わせ光学素子の実施形態３の要
部斜視図
部斜視図
【図９】図８の組み合わせ光学素子を用いた本発明の観
察系の実施形態４の要部概略図
察系の実施形態４の要部概略図
【図１０】図８の第１光学素子の要部平面図
【図１１】図８の一部分の拡大断面図
【図１２】本発明の組み合わせ光学素子の実施形態４の
一部分の要部概略図
一部分の要部概略図
１，３０ 光学素子 １ｅ 第１面 １ｆ 第２面 １ｇ 第３面 １ｈ，１ｉ 側面 １ａ，３０ｊ，５０ｊ 位置決め部 １０ａ，２０ａ，４０ｊ 第１位置決め部 １１ａ，２１ａ，４１ｊ 第２位置決め部 １ｂ ゲート １ｃ イジェクターピン １ｄ 突部 ２，１２ 表示手段 １０，２０，４０，５０ 第１光学素子 １１，２１，４１ 第２光学素子 ３ 観察者 ２２ スペーサー １１ｇ 第４面 １１ｆ 第５面 ３５ 弾性部材
Claims (38)
- 【請求項１】 光学的作用をする第１面，第２面そして
第３面の３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該
３つの面のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つ
は反射面より成り、該２つの側面には位置決め部が設け
られていることを特徴とする光学素子。 - 【請求項２】 前記曲面は、１つの対称面に対してのみ
面対称な形状であることを特徴とする請求項１の光学素
子。 - 【請求項３】 前記光学素子は前記第１面から入射した
光が前記第２面で全反射し、該第２面で全反射した光が
前記第３面で反射し、該第３面で反射した光が該第２面
より通過するような形状より成っていることを特徴とす
る請求項１又は２の光学素子。 - 【請求項４】 前記光学素子は射出成型されたものであ
り、前記位置決め部は該射出成型する際のゲートを有し
ていることを特徴とする請求項１，２又は３の光学素
子。 - 【請求項５】 前記光学素子は射出成型されたものであ
り、前記位置決め部は該射出成型する際のイジェクター
ピンの突き出し部を有していることを特徴とする請求項
１，２又は３の光学素子。 - 【請求項６】 光学的作用をする第１面，第２面そして
第３面の３つの面と，対向する２つの側面とを有し、該
３つの面のうち少なくとも１つは曲面、少なくとも１つ
は反射面より成り、該２つの側面には位置決め部が設け
られている光学素子の該第１面近傍に表示手段を設け、
該表示手段で表示された画像情報からの光が該光学素子
の第１面より入射し、該第２面で全反射して該第３面で
反射した後に該第２面より通過して観察者側に導光する
ようにしたことを特徴とする観察系。 - 【請求項７】 前記曲面は、１つの対称面に対してのみ
面対称な形状であることを特徴とする請求項６の観察
系。 - 【請求項８】 光入射用の第１面、該第１面からの光を
全反射させる第２面、該第２面で全反射した光の一部を
該第２面側に反射させる第３面、該第３面からの光を該
第２面より射出させるようにした３つの面と、対向する
２つの側面Ｔ１，Ｔ２とを有し、該３つの面のうち少な
くとも１つは曲面より成り、該２つの側面Ｔ１，Ｔ２に
は第１位置決め部が設けられている第１光学素子、光入
射用の第４面、該第４面からの光を通過させるとともに
該第３面と略同一形状の第５面の２つの面と、対向する
２つの側面Ｙ１，Ｙ２とを有し、該２つの側面Ｙ１，Ｙ
２には第２位置決め部が設けられている第２光学素子の
２つの光学素子を有し、該第１光学素子の第３面と該第
２光学素子の第５面は対向配置されており、該第１光学
素子と該第２光学素子は該第１位置決め部と該第２位置
決め部によって位置決めされていることを特徴とする組
み合わせ光学素子。 - 【請求項９】 前記曲面は、１つの対称面に対してのみ
面対称な形状であることを特徴とする請求項８の組み合
わせ光学素子。 - 【請求項１０】 前記第３面と前記第５面は所定間隔離
して位置決めされていることを特徴とする請求項８の組
み合わせ光学素子。 - 【請求項１１】 前記第３面と前記第５面の間の空隙に
は、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項８
の組み合わせ光学素子。 - 【請求項１２】 前記第１位置決め部と第２位置決め部
の間には、スペーサーが挟まれていることを特徴とする
請求項８の組み合わせ光学素子。 - 【請求項１３】 表示手段に表示された画像情報を第１
光学素子と第２光学素子とを有する組み合わせ光学素子
を介して観察する観察系において、該第１光学素子は該
表示手段に表示された画像情報からの光を入射させる第
１面、該第１面からの光を全反射させる第２面、該第２
面で全反射した光の一部を該第２面側に反射させる第３
面、該第３面からの光を該第２面より射出させて観察者
側に導光するようにした３つの面と、対向する２つの側
面Ｔ１，Ｔ２とを有し、該３つの面のうち少なくとも１
つは曲面より成り、該２つの側面Ｔ１，Ｔ２には第１位
置決め部が設けられており、該第２光学素子は外界から
の光が入射する第４面、該第４面からの光を通過させる
とともに該第３面と略同一形状の第５面の２つの面と、
対向する２つの側面Ｙ１，Ｙ２とを有し、該２つの側面
Ｙ１，Ｙ２には第２位置決め部が設けられており、該第
１光学素子の第３面と該第２光学素子の第５面は対向配
置されており、該第１光学素子と該第２光学素子は該第
１位置決め部と該第２位置決め部によって位置決めされ
ており、外界からの光は該第２光学素子の第４面と第５
面を通過した後に第１光学素子の第３面と第２面を順に
通過して観察者側に導光するようにしたことを特徴とす
る観察系。 - 【請求項１４】 前記曲面は、１つの対称面に対しての
み面対称な形状であることを特徴とする請求項１３の観
察系。 - 【請求項１５】 光学的作用をする第１面，第２面そし
て第３面の３つの面を有し、該３つの面の少なくとも１
つは曲面、少なくとも１つは反射面より成り、該３つの
面のうち光学性能への影響が少ない箇所に位置決め部が
設けられていることを特徴とする光学素子。 - 【請求項１６】 前記曲面は、１つの対称面に対しての
み面対称な形状であることを特徴とする請求項１５の光
学素子。 - 【請求項１７】 前記光学素子は前記第１面から入射し
た光が前記第２面で全反射し、該第２面で全反射した光
が前記第３面で反射し、該第３面で反射した光が該第２
面より通過するような形状より成っていることを特徴と
する請求項１５又は１６の光学素子。 - 【請求項１８】 前記光学素子は射出成型されており、
前記位置決め部は、射出成型する際のゲートを兼ねてい
ることを特徴とする請求項１５の光学素子。 - 【請求項１９】 光学的作用をする第１面，第２面そし
て第３面の３つの面を有し、該３つの面のうち少なくと
も１つは曲面より成り、該３つの面のうち光学性能への
影響が少ない箇所に位置決め部が設けられている光学素
子の該第１面近傍に表示手段を設け、該表示手段で表示
された画像情報からの光が該光学素子の第１面より入射
し、該第２面で全反射して該第３面で反射した後に該第
２面より通過して観察者側に導光するようにしたことを
特徴とする観察系。 - 【請求項２０】 前記曲面は、１つの対称面に対しての
み面対称な形状であることを特徴とする請求項１９の観
察系。 - 【請求項２１】 光入射用の第１面、該第１面からの光
を全反射させる第２面、該第２面で全反射した光の一部
を該第２面側に反射させる第３面、該第３面からの光を
該第２面より射出させるようにした３つの面を有し、該
３つの面のうち少なくとも１つは曲面より成り、該第３
面上の光学性能への影響が少ない箇所に第１位置決め部
が設けられている第１光学素子、光入射用の第４面、該
第４面からの光を通過させるとともに該第３面と略同一
形状の第５面の２つの面を有し、該第５面上の光学性能
への影響が少ない箇所に第２位置決め部が設けられてい
る第２光学素子の２つの光学素子を有し、該第１光学素
子の第３面と該第２光学素子の第５面は対向配置されて
おり、該第１光学素子と該第２光学素子は該第１位置決
め部と該第２位置決め部によって位置決めされているこ
とを特徴とする組み合わせ光学素子。 - 【請求項２２】 前記曲面は、１つの対称面に対しての
み面対称な形状であることを特徴とする請求項２１の組
み合わせ光学素子。 - 【請求項２３】 前記第３面と前記第５面は所定間隔離
して位置決めされていることを特徴とする請求項２１の
組み合わせ光学素子。 - 【請求項２４】 前記第３面と前記第５面の間の空隙に
は、接着剤が充填されていることを特徴とする請求項２
１の組み合わせ光学素子。 - 【請求項２５】 表示手段に表示された画像情報を第１
光学素子と第２光学素子とを有する組み合わせ光学素子
を介して観察する観察系において、該第１光学素子は該
表示手段に表示された画像情報からの光を入射させる第
１面、該第１面からの光を全反射させる第２面、該第２
面で全反射した光の一部を該第２面側に反射させる第３
面、該第３面からの光を該第２面より射出させて観察者
側に導光するようにした３つの面を有し、該３つの面の
うち少なくとも１つは曲面より成り、該第３面上の光学
性能への影響が少ない箇所に第１位置決め部が設けられ
ており、該第２光学素子は外界からの光が入射する第４
面、該第４面からの光を通過させるとともに該第３面と
略同一形状の第５面の２つの面を有し、該第５面上の光
学性能への影響が少ない箇所に第２位置決め部が設けら
れており、該第１光学素子の第３面と該第２光学素子の
第５面は対向配置されており、該第１光学素子と該第２
光学素子は該第１位置決め部と該第２位置決め部によっ
て位置決めされており、外界からの光は該第２光学素子
の第４面と第５面を通過した後に第１光学素子の第３面
と第２面を順に通過して観察者側に導光するようにした
ことを特徴とする観察系。 - 【請求項２６】 前記曲面は、１つの対称面に対しての
み面対称な形状であることを特徴とする請求項２５の観
察系。 - 【請求項２７】 平面又は曲面より成る光入射用の第１
面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面よ
り成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部を
該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３面、
該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない互い
に対向した２つの側面、そして該側面に光学的位置決め
用の突出した鍔とを有していることを特徴とするプリズ
ム素子。 - 【請求項２８】 前記プリズム素子は射出成形加工され
たものであり、前記鍔には成形加工用のイジェクターピ
ンによる突出部が設けられていることを特徴とする請求
項２７のプリズム素子。 - 【請求項２９】 前記鍔には成形加工用のゲートが設け
られていることを特徴とする請求項２７のプリズム素
子。 - 【請求項３０】 平面又は曲面より成る光入射用の第１
面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面よ
り成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部を
該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３面、
該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない互い
に対向した２つの側面Ｔ１，Ｔ２、そして該側面Ｔ１，
Ｔ２に光学的位置決め用の突出した第１鍔とを有してい
る第１プリズムと該第１プリズムの第３面と略同形状の
光透過面、平面又は曲面より成る光入射面、光学的作用
を行わない互いに対向した２つの側面Ｙ１，Ｙ２、そし
て該側面Ｙ１，Ｙ２に光学的位置決め用の突出した第２
鍔とを有した第２プリズムの２つのプリズムを該第１プ
リズムの第３面と第２プリズムの光透過面とを近接対向
配置し、該第１鍔と該第２鍔とを用いて位置決めし、組
み合わせたことを特徴とする組み合わせプリズム。 - 【請求項３１】 前記第１プリズムと第２プリズムは射
出成形されたものであることを特徴とする請求項３０の
組み合わせプリズム。 - 【請求項３２】 前記第１プリズムと第２プリズムは前
記第１鍔と第２鍔との間に設けたスペーサーを介して固
定されていることを特徴とする請求項３０の組み合わせ
プリズム。 - 【請求項３３】 前記第１プリズムの第３面と前記第２
プリズムの光透過面との間は０．００５〜０．５ｍｍの
空隙を有していることを特徴とする請求項３０の組み合
わせプリズム。 - 【請求項３４】 前記空隙には接着剤が充填されている
ことを特徴とする請求項３３の組み合わせプリズム。 - 【請求項３５】 平面又は曲面より成る光入射用の第１
面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面よ
り成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部を
該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３面、
該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない互い
に対向した２つの側面、そして該側面に光学的位置決め
用の突出した鍔とを有しているプリズム素子の該第１面
近傍に表示手段を設け、該表示手段で表示した画像情報
に基づく光束を該第１面より入射させ、該第２面で全反
射させ、該第３面で反射させて該第２面より射出させて
観察者側に導光し、該画像情報を観察することを特徴と
する観察系。 - 【請求項３６】 前記第３面を半透過面より構成し、該
第３面を介して外景と前記画像情報とを空間的に重畳し
て同一視野で観察していることを特徴とする請求項３５
の観察系。 - 【請求項３７】 平面又は曲面より成る光入射用の第１
面、該第１面からの光束を全反射させる平面又は曲面よ
り成る第２面、該第２面からの光束の少なくとも一部を
該第２面側に反射させる平面又は曲面より成る第３面、
該第１，第２，第３面以外の光学的作用を行わない互い
に対向した２つの側面Ｔ１，Ｔ２、そして該側面Ｔ１，
Ｔ２に光学的位置決め用の突出した第１鍔とを有してい
る第１プリズムと該第１プリズムの第３面と略同形状の
光透過面、平面又は曲面より成る光入射面、光学的作用
を行わない互いに対向した２つの側面Ｙ１，Ｙ２、そし
て該側面Ｙ１，Ｙ２に光学的位置決め用の突出した第２
鍔とを有した第２プリズムの２つのプリズムを該第１プ
リズムの第３面と第２プリズムの光透過面とを近接対向
配置し、該第１鍔と該第２鍔とを用いて位置決めし、組
み合わせた組み合わせプリズムの該第１面近傍に表示手
段を設け、該表示手段で表示した画像情報に基づく光束
を該第１面より入射させ、該第２面で全反射させ、該第
３面で反射させて該第２面より射出させて観察者側に導
光し、該画像情報を観察することを特徴とする観察系。 - 【請求項３８】 前記第３面を半透過面より構成し、前
記光入射面と光透過面、そして該第３面を介して外景と
前記画像情報とを空間的に重畳して同一視野で観察して
いることを特徴とする請求項３７の観察系。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18395596A JP3720464B2 (ja) | 1995-07-03 | 1996-06-25 | 光学素子及びそれを用いた観察系 |
| US08/671,846 US6049429A (en) | 1995-07-03 | 1996-06-28 | Optical element combination optical element and observation system using such optical elements |
| US09/124,745 US5912769A (en) | 1995-07-03 | 1998-07-29 | Optical element, combination optical element, and observation system using such optical elements |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18979895 | 1995-07-03 | ||
| JP7-189798 | 1995-07-03 | ||
| JP18395596A JP3720464B2 (ja) | 1995-07-03 | 1996-06-25 | 光学素子及びそれを用いた観察系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0973005A true JPH0973005A (ja) | 1997-03-18 |
| JP3720464B2 JP3720464B2 (ja) | 2005-11-30 |
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