JP2008165016A - Optical prism, manufacturing method of optical prism, cemented prism, video display apparatus, head mounted display, and video imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムと、その光学プリズムの製造方法と、その光学プリズムと他の光学プリズムとを接合してなる接合プリズムと、その接合プリズムを備えた映像表示装置と、その映像表示装置を備えたヘッドマウントディスプレイ(以下、HMDとも称する)と、上記接合プリズムを備えた映像撮像装置とに関するものである。 The present invention includes an optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface, a method for manufacturing the optical prism, and joining the optical prism and another optical prism. The present invention relates to a cemented prism, a video display device including the cemented prism, a head mounted display (hereinafter also referred to as an HMD) including the video display device, and a video imaging device including the cemented prism. .
従来から、入射面、反射面、射出面の3面を少なくとも有する光学プリズムが種々提案されている。このような光学プリズムは、例えば射出成形により製造されるが、射出成形の際には、成形される光学プリズムのどこかにゲートを設け、このゲートを介して樹脂を金型に流し込む必要がある。この点、例えば特許文献1および2では、光学プリズムの側面(入射面、反射面、射出面と交差する面)にゲートを設け、このゲートから樹脂を金型に流し込むようにしている。
Conventionally, various optical prisms having at least three surfaces of an entrance surface, a reflection surface, and an exit surface have been proposed. Such an optical prism is manufactured by, for example, injection molding, but at the time of injection molding, it is necessary to provide a gate somewhere in the optical prism to be molded and to flow resin into the mold through the gate. . In this regard, for example, in
ところで、光学プリズムが入射面、反射面および射出面の3面を光学面として有する場合、入射面、反射面および射出面を横切る面(以下、基準面とも称する)に対して略対称な形状で光学プリズムを製造することが望ましい。これは、光学プリズムの入射面に例えばLCDのような映像表示素子からの映像光が入射し、その映像光が反射面および射出面を介して観察者の瞳に入射する構成では、光学プリズムが基準面に対して略対称形状でないと、観察者が観察する映像に歪みが生じるからである。 By the way, when the optical prism has three surfaces, that is, an incident surface, a reflective surface, and an exit surface, as an optical surface, the optical prism has a substantially symmetrical shape with respect to a surface (hereinafter also referred to as a reference surface) that intersects the entrance surface, the reflective surface, and the exit surface. It is desirable to manufacture an optical prism. This is because the image light from an image display element such as an LCD is incident on the incident surface of the optical prism, and the image light is incident on the observer's pupil via the reflecting surface and the exit surface. This is because the image observed by the observer is distorted unless the shape is substantially symmetrical with respect to the reference plane.
しかし、特許文献1および2のように、光学プリズムの側面から樹脂を流し込む構成では、基準面に対して一方の側はゲートに近く、他方の側はゲートから遠い。つまり、基準面に対して両側で樹脂流動長が異なる。この場合、樹脂流動長がより短い部分(ゲート付近)では、比較的樹脂は流れやすいが、樹脂流動長がより長い部分(ゲートから遠い部分)では、その先端部での温度が低くなり、硬くなるため、樹脂が流れにくくなる。その結果、基準面に対して略対称な形状に光学プリズムを成形することが難しく、成形精度の高い光学プリズムを実現することができないという問題が生ずる。
However, as in
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ゲートの位置を工夫することにより、入射面、反射面、射出面を横切る基準面に対して略対称な形状に確実に成形することができ、高い成形精度を実現することができる光学プリズムと、その光学プリズムの製造方法と、その光学プリズムと他の光学プリズムとを接合してなる接合プリズムと、その接合プリズムを備えた映像表示装置と、その映像表示装置を備えたHMDと、上記接合プリズムを備えた映像撮像装置とを提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its purpose is to make the gate position substantially symmetric with respect to a reference plane crossing the entrance surface, the reflection surface, and the exit surface. An optical prism that can be reliably molded into a precise shape and can achieve high molding accuracy, a method of manufacturing the optical prism, a cemented prism formed by bonding the optical prism and another optical prism, An object of the present invention is to provide a video display device including the cemented prism, an HMD including the video display device, and a video imaging device including the cemented prism.
本発明の光学プリズムは、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムであって、入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに設けられたゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されていることを特徴としている。また、本発明の光学プリズムは、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムであって、入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに、金型に樹脂を流し込む際の入口となるゲートが設けられていることを特徴としている。 An optical prism according to the present invention is an optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface, and includes an entrance surface, a reflective surface, and an intersection of each surface of the exit surface. It is characterized in that it is formed by pouring a resin into a mold through a gate provided at any one of them and curing the resin. The optical prism of the present invention is an optical prism that reflects light incident from the incident surface on the reflecting surface and emits the light to the outside through the emitting surface, and intersects each surface of the incident surface, the reflecting surface, and the emitting surface. One of the parts is provided with a gate serving as an inlet when the resin is poured into the mold.
また、本発明の光学プリズムの製造方法は、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムの製造方法であって、入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに設けられるゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることを特徴としている。 The optical prism manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an optical prism in which light incident from the incident surface is reflected by the reflecting surface and is emitted to the outside through the emitting surface, and includes the incident surface, the reflecting surface, and the emitting surface. It is characterized in that a resin is poured into a mold through a gate provided at any of the intersections of the surfaces, and the resin is cured.
上記の構成によれば、入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに設けられたゲートを介して金型に樹脂を流し込むことにより、入射面、反射面および射出面を横切る基準面に対して両側に均等に樹脂を流し込むことができる。つまり、樹脂の流れ方、広がり方を基準面に対して両側で等しくすることができる。これにより、対応する金型を用いて、全体の形状が基準面に対して略対称な光学プリズムを確実に得ることができ、成形精度の高い光学プリズムを実現することができる。 According to the above configuration, the entrance surface, the reflection surface, and the exit surface can be obtained by pouring the resin into the mold through the gate provided at any of the intersections of the entrance surface, the reflection surface, and the exit surface. The resin can be poured evenly on both sides with respect to the crossing reference plane. That is, the flow and spread of the resin can be made equal on both sides with respect to the reference plane. Accordingly, an optical prism whose overall shape is substantially symmetric with respect to the reference plane can be reliably obtained using the corresponding mold, and an optical prism with high molding accuracy can be realized.
本発明の光学プリズムは、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムであって、入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに設けられたゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されていることを特徴としている。また、本発明の光学プリズムは、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムであって、入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに、金型に樹脂を流し込む際の入口となるゲートが設けられていることを特徴としている。 An optical prism of the present invention is an optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface, and includes an entrance surface, a reflective surface, and ridges on each surface of the exit surface. Among them, it is characterized in that it is formed by pouring a resin into a mold through a gate provided on any of the ridge lines intersecting the reference plane crossing each of the above surfaces, and curing the resin. The optical prism of the present invention is an optical prism that reflects light incident from the incident surface on the reflecting surface and emits the light to the outside through the emitting surface, and the ridgeline of each surface of the incident surface, the reflecting surface, and the emitting surface Among the portions, a gate serving as an entrance when the resin is poured into the mold is provided at any one of the ridge lines intersecting the reference plane crossing each of the above surfaces.
また、本発明の光学プリズムの製造方法は、入射面から入射した光を反射面で反射させ、射出面を介して外部に射出する光学プリズムの製造方法であって、入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに設けられるゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることを特徴としている。 The optical prism manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an optical prism in which light incident from the incident surface is reflected by the reflecting surface and is emitted to the outside through the emitting surface, and includes the incident surface, the reflecting surface, and the emitting surface. A resin is poured into a mold through a gate provided at any of the ridge line portions intersecting the reference plane crossing each surface among the ridge line portions of each surface, and the resin is cured. .
上記の構成によれば、金型に樹脂を流し込むための入口となるゲートが、入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに設けられているので、上記ゲートを介して金型に樹脂を流し込むことにより、基準面に対して両側に均等に樹脂を流し込むことができる。つまり、樹脂の流れ方、広がり方を基準面に対して両側で等しくすることができる。これにより、対応する金型を用いて、全体の形状が基準面に対して略対称な光学プリズムを確実に得ることができ、成形精度の高い光学プリズムを実現することができる。 According to said structure, the gate used as the entrance for flowing resin into a metal mold | die is a ridgeline which cross | intersects the reference plane which crosses each said surface among the ridgeline parts of each surface of an incident surface, a reflective surface, and an output surface Since the resin is provided in any one of the portions, the resin can be poured uniformly on both sides of the reference surface by pouring the resin into the mold through the gate. That is, the flow and spread of the resin can be made equal on both sides with respect to the reference plane. Accordingly, an optical prism whose overall shape is substantially symmetric with respect to the reference plane can be reliably obtained using the corresponding mold, and an optical prism with high molding accuracy can be realized.
本発明の光学プリズムにおいて、入射面、反射面および射出面は、これらを横切る基準面に対して略対称に形成されていることが望ましい。この場合、光学プリズムの全体形状を基準面に対して確実に略対称にすることができる。 In the optical prism of the present invention, it is desirable that the entrance surface, the reflection surface, and the exit surface are formed substantially symmetrically with respect to a reference surface that crosses them. In this case, the overall shape of the optical prism can be reliably made substantially symmetrical with respect to the reference plane.
また、本発明の光学プリズムにおいて、上記ゲートは、入射面、反射面および射出面を横切る基準面に対して略対称に形成されていることが望ましい。この場合、ゲートを介して、基準面に対して両側に確実に樹脂を均等に流し込むことができ、成形精度の高い光学プリズムを確実に実現することができる。 In the optical prism of the present invention, it is desirable that the gate is formed substantially symmetrically with respect to a reference plane that crosses the entrance surface, the reflection surface, and the exit surface. In this case, the resin can be poured evenly on both sides with respect to the reference surface through the gate, and an optical prism with high molding accuracy can be reliably realized.
また、本発明の光学プリズムは、射出面と対向して配置される対向面をさらに有しており、反射面の一端は射出面と連結されている一方、その他端は対向面と連結されており、対向面における反射面との連結側とは反対側は、連結面を介して入射面と連結されており、上記ゲートは、入射面と連結面との交差部に形成されている構成であってもよい。 The optical prism of the present invention further includes a facing surface disposed to face the exit surface, and one end of the reflecting surface is connected to the exit surface while the other end is connected to the facing surface. The opposite side of the opposing surface to the connecting surface with the reflecting surface is connected to the incident surface via the connecting surface, and the gate is formed at the intersection of the incident surface and the connecting surface. There may be.
例えば、本発明の光学プリズムを、映像表示素子(例えばLCD)を有する映像表示装置に適用した場合、つまり、映像表示素子からの光を光学プリズムを介して観察者の瞳に導く構成とした場合に、ゲートが映像表示素子に近いところに位置することになる。映像表示素子に近い位置ほど光学プリズムへの入射光束は小さい(光束幅が狭い)ので、ゲート付近の面が光学性能(例えば解像度)に与える影響が小さくなり、光学性能の良い映像表示装置を実現することが可能となる。 For example, when the optical prism of the present invention is applied to a video display device having a video display element (for example, LCD), that is, when the light from the video display element is guided to the observer's pupil via the optical prism. In addition, the gate is located near the image display element. The closer to the image display element, the smaller the incident light beam to the optical prism (the light beam width is narrow), so the influence of the surface near the gate on the optical performance (for example, resolution) is reduced, realizing an image display device with good optical performance. It becomes possible to do.
また、本発明の光学プリズムにおいて、上記ゲートと射出面との間の距離は、対向面と射出面との間の距離よりも大きいことが望ましい。この場合、光学プリズムにおけるゲート付近の形状(厚さ)が、対向面と射出面との間よりも厚いので、成形時のゲート付近の樹脂の硬化速度が遅くなる。これにより、ゲートから遠い位置にまで樹脂を確実に流し込むことができ、ゲートから遠い反射面側の端部についても精度良く成形することが可能となる。 In the optical prism of the present invention, it is preferable that the distance between the gate and the exit surface is larger than the distance between the facing surface and the exit surface. In this case, since the shape (thickness) in the vicinity of the gate in the optical prism is thicker than between the facing surface and the exit surface, the curing rate of the resin in the vicinity of the gate during molding is slow. As a result, the resin can be surely poured into a position far from the gate, and the end on the reflection surface side far from the gate can be accurately molded.
また、本発明の光学プリズムにおいて、上記ゲートは、入射面および対向面の両者に対して傾斜して設けられていることが望ましい。この場合、成形時には、ゲートを介して入射面および対向面の両者に沿うように金型に樹脂を流し込むことができるので、上記2面の成形精度をともに確保することができる。 In the optical prism of the present invention, it is desirable that the gate is provided to be inclined with respect to both the incident surface and the opposing surface. In this case, at the time of molding, since the resin can be poured into the mold along both the incident surface and the opposing surface via the gate, it is possible to ensure both the molding accuracy of the two surfaces.
また、本発明の光学プリズムにおいて、対向面は、反射面と鈍角で交差しており、上記ゲートは、反射面と相対的になす角度が45度よりも小さくなるように形成されていることが望ましい。この場合、ゲートが反射面に対して平行に近づくので、成形時に樹脂を反射面の端部(プリズム先端部)まで確実に流し込むことができ、反射面の成形精度を良好に確保することができる。反射面は透過面に比べて光学性能に与える影響が大きいので、上記構成によれば、光学性能のよい光学プリズムを実現することができる。 In the optical prism of the present invention, the facing surface intersects the reflecting surface at an obtuse angle, and the gate is formed so that an angle formed relative to the reflecting surface is smaller than 45 degrees. desirable. In this case, since the gate approaches parallel to the reflecting surface, the resin can be surely poured into the end of the reflecting surface (prism tip) at the time of molding, and the molding accuracy of the reflecting surface can be ensured satisfactorily. . Since the reflective surface has a larger influence on the optical performance than the transmissive surface, according to the above configuration, an optical prism with good optical performance can be realized.
また、本発明の光学プリズムは、入射面を含む第1プリズム部と、射出面を含む第2プリズム部とを含み、第1プリズム部は、入射面側に位置し、かつ、入射面、反射面および射出面を横切る基準面に垂直な方向の幅が第2プリズム部よりも狭い幅狭部と、第2プリズム部側に位置し、かつ、上記基準面に垂直な方向の幅が第2プリズム部と同じである等幅部とで構成されており、幅狭部の側面と、等幅部における幅狭部側の面とは、曲面部を介して連結されている構成であってもよい。 The optical prism of the present invention includes a first prism portion including an entrance surface and a second prism portion including an exit surface, and the first prism portion is located on the entrance surface side and includes the entrance surface and the reflection surface. The width in the direction perpendicular to the reference plane crossing the surface and the exit surface is narrower than the second prism portion, and the width in the direction perpendicular to the reference surface is located on the second prism portion side. Even with a configuration in which the side surface of the narrow portion and the surface on the narrow portion side in the constant width portion are connected via a curved surface portion. Good.
この構成では、成形時にゲートから流し込まれて上記曲面部付近を流れる樹脂を、上記曲面部の形状に沿って流れるようにすることができる。これにより、幅方向の隅々まで樹脂を行き渡らせることができ、幅方向に成形精度の高い光学プリズムを実現することができる。それゆえに、光学的に必要な大きさに応じて異なる大きさの入射面と射出面を形成することが可能となり、光学プリズムをより小型軽量にすることができる。 In this configuration, the resin that flows from the gate and flows in the vicinity of the curved surface portion during molding can flow along the shape of the curved surface portion. Thereby, resin can be spread to every corner in the width direction, and an optical prism with high molding accuracy in the width direction can be realized. Therefore, it is possible to form the incident surface and the exit surface having different sizes according to the optically required size, and the optical prism can be made smaller and lighter.
このとき、上記曲面部は、第1プリズム部側から第2プリズム部側に向かうにつれて幅が広くなる曲率を有する形状であることが望ましい。この場合、成形時に確実に上記曲面部の形状に沿って樹脂を流すことができ、幅方向に成形精度の高い光学プリズムを確実に実現することができる。 At this time, it is desirable that the curved surface portion has a shape having a curvature that increases in width from the first prism portion side toward the second prism portion side. In this case, it is possible to reliably flow the resin along the shape of the curved surface portion at the time of molding, and it is possible to reliably realize an optical prism with high molding accuracy in the width direction.
また、本発明の光学プリズムは、金型に流し込んだ樹脂の硬化後、上記ゲートをイジェクトピンで突き出すことにより、金型から分離されることが望ましい。また、本発明の光学素子の製造方法は、上記樹脂の硬化後、上記ゲートをイジェクトピンで突き出すことにより、金型から光学プリズムを分離することが望ましい。 The optical prism of the present invention is preferably separated from the mold by curing the resin poured into the mold and protruding the gate with an eject pin. In the method for producing an optical element of the present invention, it is preferable that the optical prism is separated from the mold by protruding the gate with an eject pin after the resin is cured.
金型から光学プリズムを分離する際に、例えば、入射面、反射面、射出面のいずれかの面の中央をイジェクタピンで突き出すと、その面に突き出された跡が残り、その外観品質が損なわれるとともに、その面の光学特性が低下する。特に、光学プリズムを例えば映像表示装置に適用した場合には、上記面の光学特性の低下により、映像品質が劣化する。また、本発明の光学プリズムを例えば他の光学プリズムと接合して接合プリズムを構成する場合、本発明の光学プリズムにおける入射面、反射面、射出面以外の面であって、他の光学プリズムとの接合面をイジェクタピンで突き出すと、上記面の外観品質が損なわれるとともに、上記面における接合強度も十分に得られなくなる。 When separating the optical prism from the mold, for example, if the center of any of the entrance surface, reflection surface, and exit surface is ejected with an ejector pin, the projected surface remains and the quality of the appearance is impaired. At the same time, the optical properties of the surface deteriorate. In particular, when an optical prism is applied to, for example, an image display device, the image quality deteriorates due to a decrease in the optical characteristics of the surface. In addition, when the optical prism of the present invention is joined to, for example, another optical prism to form a cemented prism, the optical prism of the present invention is a surface other than the entrance surface, the reflective surface, and the exit surface, When the joint surface is protruded with an ejector pin, the appearance quality of the surface is impaired, and the joint strength on the surface cannot be sufficiently obtained.
しかし、本発明では、ゲートは、各光学面(入射面、反射面、射出面)の交差部のいずれか(または各光学面の稜線部のうちで、各光学面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれか)に設けられている。つまり、ゲートは、光学プリズムにおいて外観品質や映像品質、接合強度に影響を与えない部位に設けられている。したがって、そのような位置に設けられたゲートをイジェクトピンで突き出すことにより、外観品質、映像品質および接合強度の低下を回避することができる。 However, in the present invention, the gate intersects any of the intersections of the optical surfaces (incidence surface, reflection surface, exit surface) (or the reference surface that crosses each optical surface in the ridge line portion of each optical surface). One of the ridge lines). That is, the gate is provided in a portion of the optical prism that does not affect the appearance quality, the image quality, and the bonding strength. Accordingly, by projecting the gate provided at such a position with the eject pin, it is possible to avoid a decrease in appearance quality, video quality and bonding strength.
本発明の接合プリズムは、第1の光学プリズムと第2の光学プリズムとを接合してなる接合プリズムであって、上記第1の光学プリズムは、上述した本発明の光学プリズムで構成されていることを特徴としている。このように、成形精度の高い光学プリズムで第1の光学プリズムを構成し、これに第2の光学プリズムを接合することにより、光学特性の良好な接合プリズムを実現することができる。 The cemented prism of the present invention is a cemented prism formed by cementing a first optical prism and a second optical prism, and the first optical prism is composed of the above-described optical prism of the present invention. It is characterized by that. In this way, by forming the first optical prism with an optical prism having high molding accuracy and bonding the second optical prism to the first optical prism, it is possible to realize a cemented prism with good optical characteristics.
また、本発明の接合プリズムにおいて、第1の光学プリズムは、その反射面に配置される光学素子を介して第2の光学プリズムと接合されている構成であってもよい。この場合、光学素子として、例えば回折反射機能を有するホログラム光学素子を用いれば、第1の光学プリズムの反射面に反射機能を確実に持たせることができる。 In the cemented prism of the present invention, the first optical prism may be configured to be joined to the second optical prism via an optical element disposed on the reflection surface. In this case, for example, if a hologram optical element having a diffraction reflection function is used as the optical element, the reflection surface of the first optical prism can surely have a reflection function.
本発明の映像表示装置は、映像を表示する映像表示素子と、上記映像表示素子からの映像光を観察者の瞳に導く接眼光学系とを有する映像表示装置であって、上記接眼光学系は、上述した本発明の接合プリズムで構成されており、上記接合プリズムの光学素子は、上記映像光と外光とを同時に観察者の瞳に導くコンバイナであることを特徴としている。 The video display device of the present invention is a video display device having a video display element that displays video and an eyepiece optical system that guides video light from the video display element to an observer's pupil, wherein the eyepiece optical system includes: The optical element of the cemented prism is a combiner that simultaneously guides the image light and the external light to the observer's pupil.
上記の構成によれば、観察者は、映像表示素子から提供される映像を接合プリズムを介して観察することができるのと同時に、接合プリズムを介してシースルーで外界像を観察することができる。 According to the above configuration, the observer can observe the image provided from the image display element through the cemented prism, and at the same time, can observe the external image through the cemented prism.
このとき、上記接合プリズムの光学素子は、体積位相型の反射型ホログラム光学素子であることが望ましい。この場合、映像表示素子から提供される映像光は、上記ホログラム光学素子にて観察者の方向に回折反射されるので、観察者に虚像を観察させることができる。しかも、体積位相型の反射型ホログラム光学素子は、外界像の光の透過率が高いので、観察者は外界像を明瞭に観察することができる。 In this case, it is desirable that the optical element of the cemented prism is a volume phase type reflection hologram optical element. In this case, since the image light provided from the image display element is diffracted and reflected by the hologram optical element in the direction of the observer, the observer can observe a virtual image. Moreover, since the volume phase type reflection hologram optical element has a high light transmittance of the external field image, the observer can clearly observe the external field image.
また、上記ホログラム光学素子は、軸非対称な光学パワーを有していることが望ましい。この場合、良好に収差補正された映像を観察者に提供することができるとともに、装置を構成する各光学部材の配置の自由度を高めることができ、装置を小型化することが容易となる。 The hologram optical element preferably has an axially asymmetric optical power. In this case, it is possible to provide an observer with a well-corrected aberration image, and to increase the degree of freedom of arrangement of each optical member constituting the apparatus, and it is easy to downsize the apparatus.
また、本発明の映像表示装置において、上記第1の光学プリズムは、入射面から入射する上記映像表示素子からの映像光を、射出面およびこれと対向する対向面で全反射して反射面に導く構成であってもよい。この構成では、第1の光学プリズム内での全反射を利用しているので、第1の光学プリズムひいては接合プリズムを小型軽量にすることができる。また、映像表示素子からの映像を観察可能としながらも、外光の透過率が高くなるので、明るい外界像を観察することができる。 In the image display device according to the aspect of the invention, the first optical prism may totally reflect the image light from the image display element incident from the incident surface on the exit surface and the facing surface facing the reflected surface. The structure which guides may be sufficient. In this configuration, since the total reflection in the first optical prism is used, the first optical prism and thus the cemented prism can be reduced in size and weight. In addition, since the image from the image display element can be observed, the external light transmittance is increased, so that a bright external image can be observed.
本発明のヘッドマウントディスプレイは、上述した本発明の映像表示装置と、上記映像表示装置を観察者の眼前で支持する支持手段とを有していることを特徴としている。この構成では、映像表示装置が支持手段にて支持されるので、観察者は映像表示装置から提供される映像をハンズフリーで観察することができる。 The head-mounted display of the present invention includes the above-described video display device of the present invention and support means for supporting the video display device in front of an observer's eyes. In this configuration, since the video display device is supported by the support means, the observer can observe the video provided from the video display device in a hands-free manner.
本発明の映像撮像装置は、被写体像を撮像する撮像素子と、被写体像の光を上記撮像素子に導く接合プリズムとを有し、上記接合プリズムは、第1の光学プリズムと第2の光学プリズムとを接合してなり、上記第1の光学プリズムは、上述した本発明の光学プリズムで構成されているとともに、その反射面に配置される光学素子を介して第2の光学プリズムと接合されており、上記光学素子は、体積位相型の反射型ホログラム光学素子であり、上記接合プリズムの第1の光学プリズムに入射する被写体像の光を上記ホログラム光学素子にて反射させた後、内部で複数回全反射させて外部に射出し、上記撮像素子に導くと同時に、上記ホログラム光学素子を透過した外界像の光を観察者の眼に導くことを特徴としている。 An image pickup apparatus according to the present invention includes an image pickup device that picks up a subject image and a cemented prism that guides light of the subject image to the image sensor, and the joint prism includes a first optical prism and a second optical prism. The first optical prism is composed of the above-described optical prism of the present invention, and is joined to the second optical prism via an optical element disposed on the reflection surface thereof. The optical element is a volume phase type reflection hologram optical element, and after reflecting light of a subject image incident on the first optical prism of the cemented prism by the hologram optical element, a plurality of optical elements are internally provided. It is characterized in that the light of the external image transmitted through the hologram optical element is guided to the observer's eye at the same time as being reflected by the total reflection and emitted to the outside.
上記の構成によれば、成形精度の高い第1の光学プリズムを用いて接合プリズムが構成されているので、光学特性の良好な映像撮像装置を実現することができる。また、HOEを用いているので、装置を小型軽量にできる。さらに、全反射を用いたので、接合プリズムを小型軽量にできるとともに、外界像の光の透過率が高くなり、外界像を良好に観察することができる。また、撮像素子を視野の周辺に配置することが可能となり、広い外界視野角を確保することができる。 According to the above configuration, since the cemented prism is configured by using the first optical prism with high molding accuracy, it is possible to realize a video imaging apparatus with good optical characteristics. In addition, since the HOE is used, the apparatus can be reduced in size and weight. Furthermore, since total reflection is used, the cemented prism can be made small and light, the light transmittance of the external image can be increased, and the external image can be observed well. Moreover, it becomes possible to arrange | position an image pick-up element to the periphery of a visual field, and can ensure a wide external field viewing angle.
本発明によれば、入射面、反射面および射出面を横切る基準面に対して両側に均等に樹脂を流し込むことができるので、対応する金型を用いて、全体の形状が基準面に対して略対称な光学プリズムを確実に得ることができ、成形精度の高い光学プリズムを実現することができる。 According to the present invention, since the resin can be poured evenly on both sides with respect to the reference surface crossing the entrance surface, the reflection surface, and the exit surface, the entire shape is relative to the reference surface using a corresponding mold. A substantially symmetric optical prism can be reliably obtained, and an optical prism with high molding accuracy can be realized.
〔実施の形態1〕
本発明の実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1.HMDについて)
図2(a)は、本実施形態に係るHMDの概略の構成を示す平面図であり、図2(b)は、HMDの側面図であり、図2(c)は、HMDの正面図である。HMDは、映像表示装置1と、それを支持する支持手段2とを有しており、全体として、一般の眼鏡から一方(例えば左目用)のレンズを取り除いたような外観となっている。
(1. About HMD)
2A is a plan view showing a schematic configuration of the HMD according to the present embodiment, FIG. 2B is a side view of the HMD, and FIG. 2C is a front view of the HMD. is there. The HMD has an
映像表示装置1は、観察者に外界像をシースルーで観察させるとともに、映像を表示して観察者にそれを虚像として提供するものである。図2(c)で示す映像表示装置1において、眼鏡の右目用レンズに相当する部分は、後述する接眼プリズム22および偏向プリズム23(ともに図3参照)の貼り合わせによって構成されている。なお、映像表示装置1の詳細な構成については後述する。
The
支持手段2は、映像表示装置1を観察者の眼前(例えば右目の前)で支持するものであり、ブリッジ3と、フレーム4と、テンプル5と、鼻当て6と、ケーブル7とを有している。なお、フレーム4、テンプル5および鼻当て6は、左右一対設けられているが、これらを左右で区別する場合は、右フレーム4R、左フレーム4L、右テンプル5R、左テンプル5L、右鼻当て6R、左鼻当て6Lのように表現するものとする。
The
映像表示装置1の一端は、ブリッジ3に支持されている。このブリッジ3は、映像表示装置1のほかにも左フレーム4Lおよび鼻当て6を支持している。左フレーム4Lは、左テンプル5Lを回動可能に支持している。一方、映像表示装置1の他端は、右フレーム4Rに支持されている。右フレーム4Rにおいて映像表示装置1の支持側とは反対側端部は、右テンプル5Rを回動可能に支持している。ケーブル7は、外部信号(例えば映像信号、制御信号)や電力を映像表示装置1に供給するための配線であり、右フレーム4Rおよび右テンプル5Rに沿って設けられている。
One end of the
観察者がHMDを使用するときは、右テンプル5Rおよび左テンプル5Lを観察者の右側頭部および左側頭部に接触させるとともに、鼻当て6を観察者の鼻に当て、一般の眼鏡をかけるようにHMDを観察者の頭部に装着する。この状態で、映像表示装置1にて映像を表示すると、観察者は、映像表示装置1の映像を虚像として観察することができるとともに、この映像表示装置1を介して外界像をシースルーで観察することができる。
When the observer uses the HMD, the
なお、図2(a)(b)(c)で示したHMDは、映像表示装置1を1個だけ備えた構成であるが、左右の両眼に対応して映像表示装置1を2個備えた構成であっても勿論構わない。
Note that the HMD shown in FIGS. 2A, 2B, and 2C has a configuration including only one
(2.映像表示装置について)
次に、上述した映像表示装置1の詳細について説明する。
図3は、映像表示装置1の概略の構成を示す断面図である。映像表示装置1は、映像表示部11と、接眼光学系21とで構成されている。映像表示部11は、光源12と、一方向拡散板13と、集光レンズ14と、LCD15とを有している。
(2. About video display device)
Next, details of the above-described
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the
光源12は、中心波長が例えば465nm、520nm、635nmとなる3つの波長帯域の光を発するRGB一体型のLEDで構成されている。一方向拡散板13は、光源12からの照明光を拡散させるものであるが、その拡散度は方向によって異なっている。より詳細には、一方向拡散板13は、HMDを観察者が装着したときの左右方向に対応する方向(図3の紙面に垂直な方向)には、入射光を約40゜拡散させ、HMDを観察者が装着したときの上下方向(図3の紙面に平行な方向)には、入射光を約0.2゜拡散させる。集光レンズ14は、一方向拡散板13にて拡散された光を集光するものである。集光レンズ14は、上記拡散光が効率よく光学瞳Eを形成するように配置されている。
The
LCD15は、映像信号に基づいて光源12からの光を変調することにより、映像を表示する映像表示素子である。なお、本実施形態では、LCD15は、透過型であるが、反射型で構成されていてもよい(この場合、光源12などの他の光学素子の配置位置を工夫する必要がある)。また、LCD以外の光変調素子(例えばDMD(Digital Micromirror Device;米国テキサスインスツルメント社製))を映像表示素子として用いてもよい。
The
一方、接眼光学系21は、接合プリズムで構成されている。この接合プリズムは、接眼プリズム22(第1の光学プリズム)と偏向プリズム23(第2の光学プリズム)とを、光学素子24を挟んで接合してなっている。
On the other hand, the eyepiece
接眼プリズム22および偏向プリズム23は、例えばアクリル系樹脂で構成されており、これらは接着剤で接合されている。接眼プリズム22は、平行平板の下端部を楔状にし、その上端部を厚くした形状で構成されており、面22a・22b・22cを有している。面22aは、映像表示部11からの映像光が入射する入射面であり、面22b・22cは互いに対向する面(対向面)である。このうち、面22bは、さらに全反射面兼射出面となっている。
The
偏向プリズム23は、平行平板の上端部を接眼プリズム22の下端部に沿った形状とすることによって、接眼プリズム22と一体となって略平行平板となるように構成されている。接眼プリズム22に偏向プリズム23を接合させない場合、外界像の光が接眼プリズム22の楔状の下端部を透過するときに屈折するので、接眼プリズム22を介して観察される外界像に歪みが生じる。しかし、接眼プリズム22に偏向プリズム23を接合させて一体的な略平行平板を形成することで、外界像の光が接眼プリズム22の楔状の下端部を透過するときの屈折を偏向プリズム23でキャンセルすることができる。その結果、シースルーで観察される外界像に歪みが生じるのを防止することができる。
The
光学素子24は、特定の入射角で入射する例えば465±10nm、520±10nm、635±10nmの3つの波長帯域の光を回折させる体積位相型の反射型ホログラム光学素子(HOE)で構成されている。光学素子24は、接眼プリズム22の下端部の傾斜面(後述する面22e(図4(a)参照))に貼り付けられており、この結果、接眼プリズム22と偏向プリズム23とで挟まれている。体積位相型の反射型ホログラムは、例えば、フォトポリマーからなる感光層を含む光学フィルムを接眼プリズム22上に貼り付け、これをレーザ光で露光することによって作製される。
The
このような映像表示装置1の構成により、映像表示部11の光源12から出射された光は、一方向拡散板13にて拡散され、集光レンズ14にて集光されてLCD15に入射する。LCD15に入射した光は、映像信号に基づいて変調され、映像光として出射される。このとき、LCD15には、その映像自体が表示される。
With such a configuration of the
LCD15からの映像光は、接眼光学系21の接眼プリズム22の内部にその上端面(面22a)から入射し、対向する2つの面22b・22cで複数回(少なくとも2回)全反射されて、面22e上に配置された光学素子24に入射する。光学素子24に入射した光はそこで反射され、面22bを介して射出され、光学瞳Eに達する。光学瞳Eの位置では、観察者は、LCD15に表示された映像の拡大虚像を観察することができる。光学瞳Eから虚像までの距離は数m程度であり、また、虚像の大きさはLCD15に表示された映像の10倍以上である。
Image light from the
一方、接眼プリズム22、偏向プリズム23および光学素子24は、外界からの光をほとんど全て透過させるので、観察者は外界像を観察することができる。したがって、LCD15に表示された映像の虚像は、外界像の一部に重なって観察されることになる。以上のことから、光学素子24は、映像表示部11から提供される映像(映像光)と外界像(外光)とを同時に観察者の目に導くコンバイナとして機能していると言える。
On the other hand, the
以上のように、映像表示装置1では、LCD15から出射される映像光を、接眼プリズム22の面22b(全反射面兼射出面)と面22c(対向面)での全反射によって面22eおよび光学素子24に導く構成としている。これにより、通常の眼鏡レンズと同様に接眼プリズム22および偏向プリズム23の厚さを3mm程度にすることができ、接眼光学系21ひいては映像表示装置1を小型化、軽量化することができる。また、外界像の光の透過率が高くなり、外界像を良好に観察することができる。さらに、映像表示部11を観察者の眼の直前から大きく離れた位置に配置することができ、観察者の外界に対する視野を広く確保することができる。また、光学素子24としてHOEを用いているので、LEDの発光波長とHOEの回折波長とを合わせれば、明るい映像を観察者に提供することができる。
As described above, in the
また、光学素子24は、上述したように特定入射角の特定波長の光のみを回折させる体積位相型の反射型ホログラム光学素子で構成されているので、LCD15からの映像光が接眼プリズム22、偏向プリズム23および光学素子24を透過する外界像の光に影響を与えることがない。それゆえ、観察者は、光学素子24を介してLCD15の表示映像の虚像を観察しながら、接眼プリズム22、偏向プリズム23および光学素子24を介して外界像を通常通り観察することができる。
Further, as described above, since the
また、光学素子24は、映像光と外光とを同時に観察者の瞳に導くコンバイナであるので、観察者は、LCD15から提供される映像を接眼光学系21を介して観察することができるのと同時に、接眼光学系21を介してシースルーで外界像を観察することができる。
Further, since the
また、光学素子24を構成するホログラム光学素子は、LCD15にて表示された映像を拡大する正の軸非対称な光学パワーを有しており、上記表示映像を観察者の眼に虚像として導く接眼光学系21の少なくとも一部を構成しているので、接眼光学系21を小型にできるとともに、良好に収差補正された映像を観察者に提供することができる。
Further, the hologram optical element constituting the
(3.接眼光学系の詳細について)
次に、接眼光学系21を構成する接眼プリズム22および偏向プリズム23の詳細について説明する。なお、以下では、説明の便宜上、接眼プリズム22および偏向プリズム23の各面は、後述する曲面部22kおよび面23hを除いて平面であるとする。
(3. Details of eyepiece optical system)
Next, the details of the
図4(a)(b)(c)(d)(e)は、それぞれ接眼プリズム22の平面図、底面図、正面図、背面図および側面図を示している。なお、これらの図では、説明の便宜上、後述するゲート31(図1(a)参照)の図示を省略している。接眼プリズム22は、全体として略四角錐台の形状をしており、その上面は先に示した面22cであり、下面(底面)は先に示した面22bである。面22b・22cの周囲には、少なくとも4つの側面が位置している。これらの4つの側面は、図4(a)の平面図において、上面を中心として反時計回りに配置される面22d・22e・22f・22gである。面22d・22e・22f・22gは、その法線方向が互いに異なっている。
FIGS. 4A, 4B, 4C, 4D, and 4E are a plan view, a bottom view, a front view, a rear view, and a side view of the
また、面22d・22e・22fは、面22b・22cに対してそれぞれ傾斜しており、偏向プリズム23との接合面となる。面22d・22e・22fは、面22bに対しては鋭角(例えば10度以上80度以下)で傾斜しており、面22cに対しては鈍角(例えば110度以上170度以下)で傾斜している。つまり、面22d・22e・22fは、各々の一端が面22bと連結されている一方、各々の他端が面22cと連結され、一端側が他端側よりも面22bに近づくように配置された傾斜面である。また、面22gには、上記上面よりも上方に突出する突出部22hが形成されており、この突出部22hにおいて、面22gとは反対側には、映像光の入射面となる面22aが位置している。
Further, the
上述した光学素子24は、接眼プリズム22の面22eに貼り付けられている。光学素子24は上述したように回折反射機能を有することから、光学素子24が貼り付けられた面22eは、傾斜面(接合面)の1つでもありながら、面22aから入射した光(映像光)を反射させて面22bに導く反射面も兼ねていることになる。したがって、接眼プリズム22は、面22aから入射した光を面22eにて反射させ、面22bを介して外部に射出する光学プリズムであるとも言うことができる。
The
また、面22a、面22b、面22eは、これらを垂直に横切る面(以下、この面のことを基準面とも称する)Sに対して略対称に形成されており、この結果、接眼プリズム22の全体形状が基準面Sに対して略対称となっている。
Further, the
また、面22cにおける面22eとの連結側とは反対側の端部は、面22iを介して面22aと連結されている。つまり、面22iは、突出部22hの上面を構成するとともに、面22cと面22aとを連結する連結面を構成している。面22iは、少なくとも1面で構成されればよく、本実施形態では折れ曲がるように連結された3面で構成されている。この結果、接眼プリズム22は、面22aを含み、面22iと面22bとが対向する第1プリズム部22Aと、面22bを含み、面22b・22cが対向する第2プリズム部22Bと、面22eと面22bとが対向する第3プリズム部22Cとで構成されていることにもなる。
Further, the end of the
ここで、第1プリズム部22Aは、さらに幅狭部22A1と等幅部22A2とで構成されている。幅狭部22A1は、面22a側に位置しており、基準面Sに垂直な方向の幅が第2プリズム部22Bよりも狭くなるように形成されている。一方、等幅部22A2は、第2プリズム部22B側に位置しており、基準面Sに垂直な方向の幅が第2プリズム部22Bと同じになるように形成されている。
Here, the
幅狭部22A1の側面を構成する面22jと、等幅部22A2における幅狭部22A1側の面(すなわち、面22g)とは、曲面部22kを介して連結されている。この曲面部22kは、第1プリズム部22A側から第2プリズム部22B側に向かうにつれて幅が広くなる曲率を有する形状となっている。
The width and
このように、面22jが面22gと曲面部22kを介して連結されていることにより、成形時に後述するゲート31(図1(a)参照)から流し込まれて曲面部22k付近を流れる樹脂を、その曲面部22kの形状に沿って流れるようにすることができる。これにより、基準面Sに垂直な幅方向の隅々まで樹脂を行き渡らせることができ、幅方向に成形精度の高い接眼プリズム22を実現することができる。特に、曲面部22kが第1プリズム部22A側から第2プリズム部22B側に向かうにつれて幅が広くなる曲率を有しているので、そのような効果を確実に得ることができる。
Thus, since the
一方、図5(a)は、偏向プリズム23の平面図を示し、図5(b)は、偏向プリズム23の正面図を示している。さらに、図6(a)は、接眼プリズム22および偏向プリズム23を接合させた接眼光学系21の平面図を示し、図6(b)は、図6(a)の接眼光学系21のB−B’線矢視断面図を示している。なお、図5(a)(b)では、説明の便宜上、後述するゲート61(図11(a)参照)の図示を省略している。また、図3で示した接眼光学系21の断面図は、図6(a)の接眼光学系21のA−A’線矢視断面図に相当する。
On the other hand, FIG. 5A shows a plan view of the
偏向プリズム23は、接眼プリズム22が接合することで平行平板が形成されるような形状となっている。つまり、偏向プリズム23は、平行平板から接眼プリズム22をその形状に沿ってくり抜いた形状(略U字形)をしている。この偏向プリズム23は、互いに対向する面23b・23cを有している。これらの面23b・23cは、接眼プリズム22との接合時に面22b・22cを含む面と同一平面上に位置する。つまり、この場合、接眼光学系21の互いに対向する2つの対向面の一方は、接眼プリズム22の面22bおよび偏向プリズム23の面23bの2つの面で形成され、他方の対向面は接眼プリズム22の面22cおよび偏向プリズム23の面23cの2つの面で形成される。面23b・23cは、各面内に凹部23p・23qを有している。
The
また、偏向プリズム23は、接眼プリズム22との接合時に面22d・22e・22fと接合される面23d・23e・23fを有している。これらの面23d・23e・23fは、その法線方向が互いに異なっており、面23bに対しては鈍角(例えば110度以上170度以下)で傾斜し、面23cに対しては鋭角(例えば10度以上80度以下)で傾斜している。つまり、面23d・23e・23fは、各々の一端側が他端側よりも面23cに近づくように配置された傾斜面である。
The
また、面23b・23cの縁同士は、面23g(連結面)を介して連結されている。この面23gは、凹部23p・23qを構成する縁同士を連結するとともに、接眼プリズム22と接合される上記の面23d・23e・23fと、凹部23p・23q以外の縁同士を連結する外周面としての面23hとで構成されている。
The edges of the
光学素子24を貼り付けた接眼プリズム22に上記構成の偏向プリズム23を、上記光学素子24を挟むように接着剤を介して接合することにより、図6(a)に示すように、接眼光学系21が形成される。この接眼光学系21は、平面視で眼鏡のレンズのような形状をしている。この接眼光学系21を用いることにより、接眼プリズム22および偏向プリズム23の接合面(面22d・22e・22f、面23d・23e・23f)を介して、シースルーで外界像を観察することが可能となる。また、後述する製法により、接眼プリズム22および偏向プリズム23を精度良く成形することができるので、そのような接眼プリズム22と偏向プリズム23とを接合させて接眼光学系21を構成することにより、光学特性の良好な接眼光学系21を実現することができる。
As shown in FIG. 6A, the deflecting
また、接眼プリズム22は、面22eに光学素子24を配置して偏向プリズム23と接合されるので、接合面を介して外界像をシースルーで観察者に提供しつつ、光学素子24の回折反射機能も併せ持つ接眼光学系21を実現することができる。
Further, since the
ところで、接眼プリズム22の面22d・22fは、面22bに略垂直であってもよく、偏向プリズム23の面23d・23fは、面23bに略垂直であってもよい。接眼プリズム22の面22d・22e・22fの少なくとも1つを面22bに対して傾斜させたり、偏向プリズム23の面23d・23e・23fの少なくとも1つを面23bに対して傾斜させることにより、図6(b)に示すように、接合面における界面(例えば面22fと面23fとの界面)で反射される外界像の光が観察者の目に入るのを回避することができる。また、接合面の接合面積(接着剤の接着面積)を増大させることができるとともに、接着剤の収縮を斜め方向に逃がして接着強度を増大させることができる。
By the way, the
(4.接眼プリズムの製造方法について)
次に、接眼プリズム22の製造方法について説明する。本実施形態では、接眼プリズム22は、射出成形によって形成される。図1(a)は、射出成形時の接眼プリズム22の断面図であり、図1(b)は、射出成形時の接眼プリズム22の平面図であり、図1(c)は、金型から接眼プリズム22を分離する手法を示す説明図である。なお、図1(c)における太線は、複数の金型の割り線(金型と樹脂との接触部分も含む)であるパーティングラインPLを示す。
(4. About manufacturing method of eyepiece prism)
Next, a method for manufacturing the
本実施形態では、接眼プリズム22は、面22aにおいて基準面Sと交差する稜線部22a1に設けられたゲート31を介してランナー32から金型に樹脂(例えば熱可塑性樹脂)を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されている。つまり、ゲート31は、金型に樹脂を流し込む際の入口となるものであるが、このゲート31が面22aの中央ではなく、面22aの端部に位置する複数の稜線部のうちで基準面Sと交差する稜線部22a1に設けられている。しかも、ゲート31は、基準面Sに対して略対称に形成されている(図1(b)参照)。
In this embodiment, the
なお、上記複数の稜線部としては、ここでは、隣接する2面が交差することによって生じる線(稜線)に若干の幅(面積)を持たせた部位を想定することができ、上記の稜線部22a1は、面22aと面22iとの交差部の稜線を含む部位を指している。
In addition, as said some ridgeline part here, the site | part which gave some width | variety (area) to the line | wire (ridgeline) produced when two adjacent surfaces cross | intersect can be assumed, Said
また、上記の金型は、固定側の金型と可動側の金型とを含む複数の金型からなり、例えば可動側の金型にはイジェクトピン41が設けられている。したがって、金型内で樹脂が硬化した後は、固定側金型に対して可動側金型を分離し、可動側金型に引っ付いている成形品(接眼プリズム22)のゲート31をイジェクトピン41で突き出すことにより、可動側金型から成形品を分離することができる。その後は、ゲート31を所定箇所で切断すればよい。
The above-mentioned mold is composed of a plurality of molds including a fixed mold and a movable mold. For example, an
なお、本実施形態では、図1(c)に示すように、パーティングラインPLの一部(この部分をパーティングラインPL1と称する)に対応する固定側金型の面であって、成形品(接眼プリズム22)の光学面(例えば面22b)と接触する面が、金型分離方向に垂直な面に対して傾斜するように、金型が構成されている。このように金型を構成することにより、例えば、接眼プリズム22の面22aが面22bに対して鋭角で傾斜している場合でも、金型の上記方向への分離時に、成形品がつっかえて固定側金型から取り出せなくなるのを防止することができる。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1 (c), a portion of the parting line PL and a surface of the stationary mold corresponding to (this portion is referred to as the parting line PL 1 a), molding The mold is configured such that the surface that contacts the optical surface (for example, the
以上のように、ゲート31が接眼プリズム22の面22aの稜線部22a1に設けられていることにより、ゲート31を介して金型に樹脂を流し込む際には、基準面Sに対して両側に均等に樹脂を流し込むことができる。つまり、樹脂の流れ方、広がり方を基準面Sに対して両側で等しく(略対称に)することができる。これにより、対応する金型を用いて、全体の形状が基準面Sに対して略対称な接眼プリズム22を確実に得ることができ、成形精度の高い接眼プリズム22を実現することができる。
As described above, since the
しかも、ゲート31は、面22aの中央ではなく、その稜線部22a1に設けられているので、面22aにおける光学特性(透過特性)に影響を与えることはない。したがって、面22aにおける光学特性の低下を回避しつつ、成形精度の高い接眼プリズム22を得ることができる。
Moreover, the
なお、ゲート31を設ける位置は、基準面Sと交差する稜線部であればよく、上記した面22aの稜線部22a1に限定されるわけではない。例えば、面22aと面22bとの交差部(面22aにおける面22b側の稜線部)、面22bと面22eとの交差部(面22bにおける面22e側の稜線部)、面22eと面22cとの交差部(面22eにおける面22c側の稜線部)にゲート31を設けて金型に樹脂を流し込むようにしてもよい。これらのいずれの場合でも、基準面Sに対して両側に均等に樹脂を流し込むことができるので、基準面Sに対して略対称な接眼プリズム22を確実に得ることができ、成形精度の高い接眼プリズム22を実現することができる。また、上記のようにゲート31を設けても、ゲート31が面22eや面22bにおける光学特性(反射特性、透過特性)に影響を与えることはなく、これらの面の光学特性の低下が生じることはない。
The position where the
以上のことから、接眼プリズム22は、面22a、面22eおよび面22bの各面の交差部(上記した稜線部22a1は面22aと面22eとの交差部と考えることができる)のいずれかに設けられたゲート31を介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されていればよいと言える。また、接眼プリズム22は、面22a、面22eおよび面22bの各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面Sと交差する稜線部のいずれかに設けられたゲート31を介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されてもよいと言える。
From the above, the
特に、上述したように、ゲート31を稜線部22a1、すなわち、面22aと面22iとの交差部に設ける構成とすれば、映像表示装置1において、ゲート31がLCD15に比較的近いところに位置することになり、光学性能の良い映像表示装置1を実現することができるので望ましい。つまり、LCD15に近い位置ほど接眼プリズム22への入射光束は小さくなる(光束幅が狭い)ので、ゲート31付近の面が光学性能(例えば解像度)に与える影響が小さくなり、光学性能の良い映像表示装置1を実現することができる。
In particular, as described above, if the
また、ゲート31は、基準面Sに対して略対称に形成されているので、ゲート31を介して、基準面Sに対して両側に確実に樹脂を均等に流し込むことができ、成形精度の高い接眼プリズム22を確実に実現することができる。
Further, since the
ところで、ゲート31が稜線部22a1に設けられている場合、ゲート31と面22bとの間の距離は、面22cと面22bとの間の距離よりも大きくなる。つまり、接眼プリズム22は、ゲート31付近の形状(厚さ)が、面22cと面22bとの間よりも厚くなる。この場合、ゲート31を介して金型に樹脂を流し込んだ際に、ゲート31付近の樹脂の硬化速度が遅くなる。したがって、ゲート31から遠い端部(面22eにおける面22bとの交差部)にまで樹脂を確実に流し込むことができ、そのような端部についても精度良く成形することが可能となる。
Incidentally, when the
また、本実施形態では、図1(a)に示すように、ゲート31は、面22aおよび面22cの両者に対して傾斜して設けられている。この場合、成形時には、ゲート31を介して面22aおよび面22cの両者に沿うように金型に樹脂を流し込むことができるので、上記2面の成形精度をともに確保することができる。
Moreover, in this embodiment, as shown to Fig.1 (a), the
また、本実施形態では、面22cが面22eと鈍角で交差しており、ゲート31は、面22eと相対的になす角度が45度よりも小さくなるように形成されている。この場合、ゲート31が面22eに対して平行に近づくので、成形時に樹脂を面22eの端部(プリズム先端部)まで確実に流し込むことができ、面22eの成形精度を良好に確保することができる。面22eは、上述したように反射面としての機能を有しているが、反射面は透過面に比べて光学性能に与える影響が大きいので、上記のようにゲート31と面22eとの相対角度を設定することにより、光学性能のよい接眼プリズム22を実現することができる。
In the present embodiment, the
また、本実施形態では、金型に流し込んだ樹脂の硬化後、ゲート31をイジェクトピン41で突き出すことにより、接眼プリズム22を金型から分離している。本実施形態では、ゲート31は、各光学面(面22a・22e・22b)の交差部のいずれか(または光学面における基準面Sと交差する稜線部のいずれか)に設けられており、元々、接眼プリズム22において外観品質や映像品質、偏向プリズム23との接合強度に影響を与えない部位に設けられている。したがって、そのような位置に設けられたゲート31をイジェクトピン41で突き出すことにより、外観品質、映像品質および接合強度の低下を回避することができる。
In this embodiment, the
ところで、金型から接眼プリズム22を分離する際には、以下の手法を採ってもよい。つまり、図7に示すように、固定側金型にもイジェクトピン51を設けておき、固定側金型からはイジェクトピン51で接眼プリズム22の例えば面22gを突き出し、可動側金型からはイジェクトピン41で接眼プリズム22のゲート31を突き出す。このようにすれば、可動側金型を固定側金型から引き離したときに、接眼プリズム22が可動側金型に引っ付いていても、固定側金型に引っ付いていても、どちらかのイジェクトピンで接眼プリズム22を突き出すことができ、金型から接眼プリズム22を確実に分離することができる。なお、図8に示すように、固定側金型にのみイジェクトピン51を設けておき、固定側金型からイジェクトピン51で接眼プリズム22の面22gを突き出すことで、金型から接眼プリズム22を分離する手法を採っても勿論構わない。
By the way, when separating the
また、図1(c)で示した固定側金型および可動側金型を、それぞれ可動側金型および固定側金型としてもよい。つまり、この場合は、図9に示すように、可動側金型にイジェクトピン42が設けられ、このイジェクトピン42で接眼プリズム22の面22gを突き出すことにより、可動側金型から接眼プリズム22を分離することになる。
Further, the fixed side mold and the movable side mold shown in FIG. 1C may be a movable side mold and a fixed side mold, respectively. In other words, in this case, as shown in FIG. 9, the movable pin is provided with an
また、図10(a)は、接眼プリズム22の他の構成例を示す平面図であり、図10(b)は、その接眼プリズム22を金型から分離する手法を示す説明図である。同図(a)の接眼プリズム22は、第1プリズム部22Aと第2プリズム部22Bの幅が同じになるように、面22d・22fを面22a側に延長して形成した以外は、図1(a)の接眼プリズム22と同様の構成である。
FIG. 10A is a plan view showing another configuration example of the
図10(a)の接眼プリズム22の構成では、面22d・22fにおいて、偏向プリズム23との接合時に面23d・23fと接触せずに外部に露出する露出部22d1・22f1が存在する。これら露出部22d1・22f1においては、偏向プリズム23の面23d・23fと接触しない部分である以上、平面度を要求する必要がない。したがって、このような接眼プリズム22の成形時は、金型に流し込んだ樹脂の硬化後、露出部22d1・22f1をイジェクトピン43で突き出すことにより、接眼プリズム22を可動側金型から分離するようにしてもよい。
In the configuration of the
なお、上述した本実施形態の効果は、接眼プリズム22が最低限、入射面である面22aと、反射面である面22eと、射出面である面22bとを有していれば得ることができる。つまり、例えば、接眼プリズム22において射出面と対向する面22cがなく、基準面Sと交差する面が入射面、反射面、射出面の3面のみであり、この接眼プリズム22単独で接眼光学系21を構成する場合でも、所定の稜線部にゲート31を設ける本発明を適用することができ、この場合であっても、上述した本実施形態の効果を得ることができる。
The effects of the present embodiment described above can be obtained if the
(5.偏向プリズムの製造方法について)
次に、偏向プリズム23の製造方法について説明する。図11(a)は、ゲート61を図示した偏向プリズム23の平面図であり、図11(b)は、上記偏向プリズム23の正面図であり、図11(c)は、射出成形時の上記偏向プリズム23の断面図である。
(5. About manufacturing method of deflection prism)
Next, a method for manufacturing the
偏向プリズム23は、面23hに設けられたゲート61を介して金型に樹脂(例えば熱可塑性樹脂)を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されている。上記のゲート61は、面23h上で、各凹部23p・23qの底部23p1・23q1同士を連結する接合面、すなわち面23eと対向する領域に設けられている。より詳しくは、ゲート61は、面23h上で、各凹部23p・23qの底部23p1・23q1に沿った方向における偏向プリズム23の中央位置C1と、上記方向における底部23p1・23q1の中央位置C2とをまたぐように設けられている。
The deflecting
また、偏向プリズム23の射出成形時に用いる金型は、固定側の金型と可動側の金型71・72とを含む複数の金型からなっている。したがって、金型内で樹脂が硬化した後は、固定側金型に対して可動側金型71・72を分離するとともに、可動側の金型71・72に引っ付いている成形品(偏向プリズム23)の接合面(例えば面23e)の面全体を、対応する金型71で突き出すことにより、金型71・72から偏向プリズム23を分離することができる。
The mold used for the injection molding of the
また、可動側の金型72には、ゲート61と対応する位置にイジェクトピン73が設けられている。したがって、金型71・72から偏向プリズム23を分離する際に、金型71による突き出しに加えて、ゲート61をイジェクトピン73で突き出すことにより、金型71・72から成形品を分離することが容易となる。その後は、ゲート61を所定箇所で切断すればよい。
The
なお、ゲート61は、光学面(面23c)や接合面(面23d・23e・23f)には設けられておらず、面23h上において、外観品質や外界像の品質、接合強度に影響を与えない部位に設けられているので、ゲート61をイジェクトピン73で突き出しても、外観品質、映像品質および接合強度が低下することはない。
The
以上のように、本実施形態では、偏向プリズム23の面23h上の領域であって、最も内部に入り込んだ接合面(面23e)と対向する領域にゲート61が設けられており、このゲート61を介して金型に樹脂を流し込むので、その樹脂が面23hから最も短い樹脂流動長で面23eに達するとともに、その両サイドを通って比較的短い樹脂流動長で各凹部23p・23qの開口部付近の端部まで達する。したがって、偏向プリズム23における先鋭部(例えば面23eと面23cとの交差部)にまで樹脂が入り込みやすくなり、シャープエッジの転写性(先鋭部の先鋭度)と、接合面(面23d・23e・23f)および対向面(面23c)の面精度とを両方とも同時に確保することができる。その結果、成形精度の高い偏向プリズム23を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the
また、ゲート61は、接合面や対向面には設けられていないので、ゲート61に起因して上記各面における光学特性(例えば透過特性)の低下や接合面における接眼プリズム22との接合強度の低下が生じることはない。
Further, since the
また、ゲート61は、面23h上で上記位置C1と上記位置C2とをまたぐように設けられているので、ゲート61が面23h上の他の領域に設けられている場合に比べて、ゲート61から各面23d・23e・23fへの樹脂流動長をともに短くすることができる。その結果、成形精度の高い偏向プリズム23を確実に実現することができる。
Further, since the
また、本実施形態では、樹脂の硬化後、面23eの面全体を対応する金型71で突き出すことにより、金型71・72から偏向プリズム23を分離しているので、面の一部をイジェクタピンで突き出したときに生ずる突き出し痕が面23eに残らず、その面に部分的な歪みが生じることもない。したがって、外観品質、外界像の品質および接合強度の低下をともに回避することができる。
Further, in this embodiment, after the resin is cured, the
ところで、金型71・72から偏向プリズム23を分離する際には、上記の面23eのみならず、他の接合面(例えば面23dや面23f)も、対応する金型でその面全体を突き出すようにすることが望ましい。このように、複数の接合面を対応する金型で突き出すことにより、一部の接合面への力の集中を回避して、各接合面のそれぞれを均等な力で突き出すことができる。その結果、接合面の不要な傾きを防止することができ、接合強度の低下を確実に回避することができる。特に、金型71・72から偏向プリズム23を分離する際に、複数の接合面の全てについて、その面全体を対応する金型で突き出せば、上記の効果を最も有効に得ることができる。
By the way, when the
なお、上述した光学プリズムのゲート(接眼プリズム22のゲート31、偏向プリズム23のゲート61)は、研磨等によってある程度削り取ることができるものであるが、その場合であっても、例えば偏光板を介して光学プリズムに光(直線偏光)を当てれば、光学プリズムの透過光に基づいて光学プリズムでの複屈折の発生の仕方を知ることができる。その結果、削り取られたゲートの位置および樹脂の流動性(樹脂がどのように流れたか)を知ることができる。
The above-described optical prism gates (the
なお、以上では、接眼プリズム22および偏向プリズム23の各面(曲面部22k・面23hを除く)が平面である場合について説明したが、上記各面を曲面で構成してもよい。例えば面22b・22c、面23b・23cに曲率を持たせることにより、接眼光学系21に矯正眼鏡レンズとしての機能を持たせることも可能となる。
In the above description, the case where each surface of the
〔実施の形態2〕
本発明の他の実施の形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態1と同一の構成には同一の部材番号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
The following will describe another embodiment of the present invention with reference to the drawings. For convenience of explanation, the same components as those in the first embodiment are denoted by the same member numbers, and the description thereof is omitted.
図12は、本実施形態の映像撮像装置81の概略の構成を示すとともに、外界像と観察者の瞳との位置関係を示す説明図である。この映像撮像装置81は、接合光学プリズム82と、撮像光学系83と、撮像素子84とで構成されている。
FIG. 12 is an explanatory diagram showing a schematic configuration of the
接合光学プリズム82は、第1の光学プリズム91と、第2の光学プリズム92とを光学素子93を間に挟んで接合したものであり、被写体像の光を撮像光学系83を介して撮像素子84に導く。光学素子93は、第1の光学プリズム91の接合面に配置されている。本実施形態の第1の光学プリズム91、第2の光学プリズム92および光学素子93は、実施の形態1で示した接眼プリズム22、偏向プリズム23および光学素子24と全く同様の構成である。ただし、第1の光学プリズム91の面91b・91aは、接眼プリズム22の面22b・22aに対応するが、本実施形態ではそれぞれ入射面および射出面として機能している。なお、第1の光学プリズム91の面91cは、接眼プリズム22の面22cに対応している。
The cemented
撮像光学系83は、接合光学プリズム82から射出された光を撮像素子84に導く光学系であり、例えば撮影レンズで構成されている。撮像素子84は、撮像光学系83を介して得られる光を受光することにより、被写体像を撮像するものであり、例えばCCDやCMOSなどのイメージセンサで構成されている。
The imaging
つまり、本実施形態の映像撮像装置81は、実施の形態1の映像表示装置1において、光源12およびLCD15が撮影素子84に置き換わり、集光レンズ14が撮像光学系83に置き換わり、接眼光学系21が接合光学プリズム82に置き換わっただけである。その他、プリズムの形状や特性などは全て、上述の映像表示装置1の場合と同様である。
That is, in the video
上記の構成によれば、被写体像(例えば観察者の瞳の像)の光は、第1の光学プリズム91の面91bから入射し、光学素子93にて回折反射された後、内部で複数回全反射して面91aから射出され、撮像光学系83を介して撮像素子84に導かれる。また、これと同時に、光学素子93を透過した外界像の光は、観察者の眼に導かれる。つまり、この映像撮像装置81の配置では、光学素子93を通して外界像を見ている観察者の瞳像を撮像することができる。
According to the configuration described above, the light of the subject image (for example, the image of the observer's pupil) is incident from the
また、図13に示すように、映像撮像装置81に対する外界像と観察者の瞳との位置関係を図12の場合と逆にすれば、映像撮像装置81では、光学素子93を通して観察者が見ている外界像を撮像することができる。
As shown in FIG. 13, if the positional relationship between the external image and the observer's pupil with respect to the
このように、本実施形態では、実施の形態1の接合プリズム(接眼光学系21)の構成を、映像撮像装置81の接合光学プリズム82に適用している。したがって、光学特性の良好な映像撮像装置81を実現することができる。
As described above, in the present embodiment, the configuration of the cemented prism (the eyepiece optical system 21) according to the first embodiment is applied to the cemented
また、光学素子93としてHOEを用いることにより、映像撮像装置81を小型軽量にできる。また、第1の光学プリズム91での全反射を用いた構成なので、接合光学プリズム82を小型軽量にできるとともに、外界像の光の透過率が高くなり、外界像を良好に観察することができる。また、撮像素子84を視野の周辺に配置することが可能となり、広い外界視野角を確保することができる。
Further, by using HOE as the
なお、各実施の形態で説明した手法や構成を適宜組み合わせて各種装置を構成することも勿論可能である。 Of course, various devices can be configured by appropriately combining the methods and configurations described in the embodiments.
本発明の光学プリズム(接眼プリズム)は、偏向プリズムとの接合プリズム、映像表示装置、映像撮像装置、HMDなどに利用可能である。 The optical prism (eyepiece prism) of the present invention can be used for a cemented prism with a deflection prism, a video display device, a video imaging device, an HMD, and the like.
1 映像表示装置
2 支持手段
15 LCD(映像表示素子)
21 接眼光学系(接合プリズム)
22 接眼プリズム(第1の光学プリズム)
22a 面(入射面)
22a1 稜線部(交差部)
22b 面(射出面)
22c 面(対向面)
22e 面(反射面)
22g 面
22i 面(連結面)
22j 面
22k 曲面部
22A 第1プリズム部
22A1 幅狭部
22A2 等幅部
22B 第2プリズム部
23 偏向プリズム(第2の光学プリズム)
24 光学素子
31 ゲート
41 イジェクトピン
81 映像撮像装置
82 接合光学プリズム(接合プリズム)
84 撮像素子
91 第1の光学プリズム
92 第2の光学プリズム
93 光学素子
S 基準面
DESCRIPTION OF
21 Eyepiece optical system (joint prism)
22 Eyepiece prism (first optical prism)
22a surface (incident surface)
22a 1 ridgeline (intersection)
22b surface (exit surface)
22c surface (opposite surface)
22e surface (reflective surface)
22g surface 22i surface (connection surface)
24
84
Claims (24)
入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに設けられたゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されていることを特徴とする光学プリズム。 An optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface,
An optical prism formed by pouring a resin into a mold through a gate provided at any of intersections of the incident surface, the reflecting surface, and the exit surface, and curing the resin .
入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに、金型に樹脂を流し込む際の入口となるゲートが設けられていることを特徴とする光学プリズム。 An optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface,
An optical prism characterized in that a gate serving as an entrance when a resin is poured into a mold is provided at any of intersections of the incident surface, the reflecting surface, and the exit surface.
入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに設けられたゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることによって形成されていることを特徴とする光学プリズム。 An optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface,
A resin is poured into a mold through a gate provided on any one of the ridge line portions of each of the incident surface, the reflection surface, and the emission surface that intersects the reference surface that crosses each of the surfaces. An optical prism formed by curing.
入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに、金型に樹脂を流し込む際の入口となるゲートが設けられていることを特徴とする光学プリズム。 An optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface,
Of the ridge line portions of each of the incident surface, the reflective surface, and the exit surface, a gate serving as an entrance for pouring the resin into the mold is provided at any of the ridge line portions intersecting with the reference surface crossing each of the above surfaces. An optical prism characterized by that.
反射面の一端は射出面と連結されている一方、その他端は対向面と連結されており、
対向面における反射面との連結側とは反対側は、連結面を介して入射面と連結されており、
上記ゲートは、入射面と連結面との交差部に形成されていることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の光学プリズム。 It further has a facing surface that is disposed to face the emission surface,
One end of the reflective surface is connected to the exit surface, while the other end is connected to the opposing surface,
The opposite side of the opposite surface to the connection side with the reflection surface is connected to the incident surface through the connection surface,
7. The optical prism according to claim 1, wherein the gate is formed at an intersection between the incident surface and the coupling surface.
上記ゲートは、反射面と相対的になす角度が45度よりも小さくなるように形成されていることを特徴とする請求項9に記載の光学プリズム。 The facing surface intersects the reflecting surface at an obtuse angle,
10. The optical prism according to claim 9, wherein the gate is formed so that an angle formed relative to the reflecting surface is smaller than 45 degrees.
射出面を含む第2プリズム部とを含み、
第1プリズム部は、入射面側に位置し、かつ、入射面、反射面および射出面を横切る基準面に垂直な方向の幅が第2プリズム部よりも狭い幅狭部と、第2プリズム部側に位置し、かつ、上記基準面に垂直な方向の幅が第2プリズム部と同じである等幅部とで構成されており、
幅狭部の側面と、等幅部における幅狭部側の面とは、曲面部を介して連結されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の光学プリズム。 A first prism portion including an incident surface;
A second prism portion including an exit surface,
The first prism unit is located on the incident surface side and has a narrower width in the direction perpendicular to the reference surface that intersects the incident surface, the reflective surface, and the exit surface, and is narrower than the second prism unit, and the second prism unit And a constant width portion whose width in the direction perpendicular to the reference plane is the same as that of the second prism portion,
11. The optical prism according to claim 1, wherein the side surface of the narrow portion and the surface on the narrow portion side in the equal width portion are connected via a curved surface portion.
入射面、反射面および射出面の各面の交差部のいずれかに設けられるゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることを特徴とする光学プリズムの製造方法。 A method of manufacturing an optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface,
A method for manufacturing an optical prism, comprising: pouring a resin into a mold through a gate provided at any of intersections of an incident surface, a reflective surface, and an exit surface, and curing the resin.
入射面、反射面および射出面の各面の稜線部のうちで、上記各面を横切る基準面と交差する稜線部のいずれかに設けられるゲートを介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させることを特徴とする光学プリズムの製造方法。 A method of manufacturing an optical prism that reflects light incident from an incident surface on a reflecting surface and emits the light to the outside through an exit surface,
The resin is poured into the mold through a gate provided at any of the ridge line portions intersecting with the reference surface crossing each of the ridge line portions of the incident surface, the reflection surface, and the exit surface, A method for producing an optical prism, characterized by curing.
上記第1の光学プリズムは、請求項1から13のいずれかに記載の光学プリズムで構成されていることを特徴とする接合プリズム。 A cemented prism formed by cementing a first optical prism and a second optical prism,
The cemented prism, wherein the first optical prism is configured by the optical prism according to any one of claims 1 to 13.
上記映像表示素子からの映像光を観察者の瞳に導く接眼光学系とを有する映像表示装置であって、
上記接眼光学系は、請求項18に記載の接合プリズムで構成されており、
上記接合プリズムの光学素子は、上記映像光と外光とを同時に観察者の瞳に導くコンバイナであることを特徴とする映像表示装置。 An image display element for displaying an image;
An image display device having an eyepiece optical system for guiding image light from the image display element to an observer's pupil,
The eyepiece optical system includes the cemented prism according to claim 18,
The image display device, wherein the optical element of the cemented prism is a combiner that simultaneously guides the image light and the external light to an observer's pupil.
上記映像表示装置を観察者の眼前で支持する支持手段とを有していることを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。 The video display device according to any one of claims 19 to 22,
A head-mounted display comprising support means for supporting the video display device in front of an observer's eyes.
被写体像の光を上記撮像素子に導く接合プリズムとを有し、
上記接合プリズムは、第1の光学プリズムと第2の光学プリズムとを接合してなり、
上記第1の光学プリズムは、請求項1から6のいずれかに記載の光学プリズムで構成されているとともに、その反射面に配置される光学素子を介して第2の光学プリズムと接合されており、
上記光学素子は、体積位相型の反射型ホログラム光学素子であり、
上記接合プリズムの第1の光学プリズムに入射する被写体像の光を上記ホログラム光学素子にて反射させた後、内部で複数回全反射させて外部に射出し、上記撮像素子に導くと同時に、上記ホログラム光学素子を透過した外界像の光を観察者の眼に導くことを特徴とする映像撮像装置。 An image sensor for capturing a subject image;
A cemented prism for guiding the light of the subject image to the image sensor,
The junction prism is formed by joining a first optical prism and a second optical prism,
The first optical prism is constituted by the optical prism according to any one of claims 1 to 6, and is joined to the second optical prism via an optical element disposed on a reflection surface thereof. ,
The optical element is a volume phase reflection hologram optical element,
After the light of the subject image incident on the first optical prism of the cemented prism is reflected by the hologram optical element, it is totally internally reflected a plurality of times and emitted to the outside, and is guided to the imaging element. An image pickup apparatus for guiding light of an external image transmitted through a hologram optical element to an observer's eye.
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