JP2003101905A - 映像表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏芯自由曲面プリズムの組付けを容易化し、部
品点数の削減及び製品の小型化を実現する。 【解決手段】偏芯自由曲面プリズム６の、映像表示素子
４に対峙する第１の光学面６ａの両側に形成される外形
稜線Ｌ３を略直線状に形成し、外形稜線Ｌの両端に形成
されている頂点Ｐ１，Ｐ２を、筐体３の前ケース３ｂに
形成されている前側頂点保持部材１２ａと、後ケース３
ａに形成されている後側頂点保持部材１５ａとで挟持し
て位置決め、或いは保持する。偏芯自由曲面プリズム６
の外形稜線Ｌ３及びその頂点Ｐ１，Ｐ２を利用して、偏
芯自由曲面プリズム６を筐体３に固定するようにしてた
ので、位置決め部を設ける必要が無くなり、形状の簡素
化を実現できると共に、多様な組付けが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、偏芯自由曲面プリ
ズムをその稜線或いは頂点を基準に位置決め或いは保持
するようにした映像表示装置に関する。

【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、高精度で正確に位置決めした状
態で固定する必要がある。

【０００３】この光学素子の代表として偏芯自由曲面プ
リズムがある。この偏芯自由曲面ブリズムは、映像表示
装置に表示された画像を拡大して観察者の眼球へ導くも
ので、ヘッドマウントディスプレイ(ＨＭＤ)等に多く採
用されている。この偏芯自由曲面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。

【０００４】例えば特開平９−７３００５号公報には、
光学的に影響のない両側面に位置決め部を突設し、この
位置決め部を基準として、偏芯自由曲面部リズムを他の
部材或いは筐体内に固定する技術が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、偏芯自由曲面
プリズムに位置決め部を突設すると、偏芯自由曲面プリ
ズム本来の光学性能以外に、この偏芯自由曲面プリズム
を取り付けるための位置決め精度が要求されるため、１
つの製品で多くの寸法精度が要求されてしまい、製造が
煩雑化するばかりでなく、製品コストの高騰を招いてし
まう。

【０００６】又、最近では、装置自体の軽量化や低廉化
を実現するために、プラスチック製の偏芯自由曲面プリ
ズムが多く採用されているが、このような偏芯自由曲面
プリズムに一体形成されている位置決め部を他の部材に
対し、ねじ等を介して固定する場合、締付け過ぎると、
偏芯自由曲面プリズムに必要以上の応力が加えられてし
まい、光学特性が著しく損なわれてしまう不都合があ
り、組付けに際しても細心の注意が必要となり、製造組
み立てが煩雑化し、生産性を向上させる上での障害とな
る。

【０００７】更に、偏芯自由曲面プリズムに位置決め部
を形成すると、この位置決め部を支持する受け部を他の
部材、或いは筐体に形成する必要があり、製品全体が大
型化してしまい、小型化を実現する上で支障を来してし
まう不具合がある。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑み、偏芯自由曲面
プリズムに対して寸法精度の要求する部位を減少させ
て、製品の低コスト化を実現すると共に、光学的特性に
影響を及ぼすことなく比較的容易に組み立てることが出
来て生産性の向上を図ることができるばかりでなく、製
品の小型化を実現することの可能な映像表示装置を提供
することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明による映像表示装置は、映像を表示するための映
像表示素子と、映像を拡大して観察者に映像を導くため
の少なくとも１つの偏芯自由曲面プリズムと、上記映像
表示素子と上記偏芯自由曲面プリズムとを保持する保持
部材と、上記映像表示素子と上記偏芯自由曲面プリズム
とを囲む外装部材とを有し、上記偏芯自由曲面プリズム
は、該偏芯自由曲面プリズムの少なくとも１つの稜線或
いは頂点を用いて、他の偏芯自由曲面プリズムと上記保
持部材と上記外装部材との少なくとも１つに位置決め或
いは保持されることを特徴とする。

【００１０】この場合、好ましくは、１）上記位置決め
は上記映像表示素子の映像表示面に対峙する面の周囲に
設けられている稜線或いは頂点で行なわれることを特徴
とする。

【００１１】２）上記自由曲面ブリズムの位置決めは、
該偏芯自由曲面プリズムを形成する際の金型の型割り方
向と略平行或いは略直角に形成される稜線を用いて行な
われることを特徴とする。

【００１２】３）上記偏芯自由曲面プリズムは、射出面
の周囲の稜線で上記外装部材と位置決め或いは保持され
ることを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の一
実施の形態を説明する。図１〜図６に本発明の第１実施
の形態を示す。ここで、図１は映像表示装置の断面正面
図、図２は図１のII-II断面図、図３は図１のIII-III断
面図、図４は偏芯自由曲面プリズムの平面図、側面図、
背面図、図５は偏芯自由曲面プリズムを用いた拡大画像
を観察する際の説明図、図６は他の態様による偏芯自由
曲面プリズムを用いた拡大画像を観察する際の説明図で
ある。

【００１４】図１〜図３の符号１は映像表示装置であ
り、本実施の形態では携帯端末機２に併設されている。
尚、この携帯端末機２としては携帯電話機、モバイル機
器等があるが、本実施の形態では携帯端末機２の一例と
して携帯電話機を示しているため、以下においては、携
帯端末機２を携帯電話機２と読み替えて説明する。

【００１５】携帯電話機２の底面に固設されている映像
表示装置１の外装部材としての筐体３内には、画像を表
示する映像表示素子４、映像表示素子４に表示された画
像を拡大する偏芯自由曲面プリズムとしての偏芯自由曲
面プリズム６等が内装されている。尚、映像表示素子４
は、液晶表示素子以外に、ＥＬ(Electronic Luminescen
t）素子、プラズマディスプレイ、ＬＥＤ(Light Emitti
ng Diode)アレイなどであっても良いが、本実施の形態
では、液晶表示素子を採用しているため、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５が配設されている。更に、筐体３の
前面に、映像表示素子４に表示され、偏芯自由曲面プリ
ズム６で拡大された画像を出射する観察窓７が設けられ
ている。

【００１６】図４に示すように、偏芯自由曲面プリズム
６はプラスチック成型品であり、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第１の光学面
６ａ、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第２の光学面６
ｂ、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第３の光学面６ｃの全体
として光学的作用をする３つの光学面６ａ〜６ｃと、光
学的作用（反射及び屈折作用）に寄与しない互いに対向
する平行な一対の側面６ｄとを有している。更に、各光
学面６ａ〜６ｃ、及び側面６ｄとで外形稜線Ｌ１，Ｌ
１’，Ｌ２〜Ｌ４が形成されている。

【００１７】そして、図５に示すように、偏芯自由曲面
プリズム６の第１の光学面６ａから、映像表示素子４に
表示された画像に基づく光線が素子内部に導入される
と、第２の光学面６ｂで全反射された後、第３の光学面
６ｃで反射集光して、第２の光学面６ｂを透過して、観
察者の眼球Ｕｅｙに導光される。このとき、第２の光学
面６ｂと第３の光学面６ｃとの曲率により、映像表示素
子４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。

【００１８】この場合、他の態様として、図６に示す偏
芯自由曲面プリズム６’のように、第１の光学面６ａか
ら素子内部に導入された光線を第３の光学面６ｃへ導
き、この第３の光学面６ｃで一旦全反射させた後、第２
の光学面６ｂで全反射させ、更に、第３の光学面６ｃで
反射集光させた後、第２の光学面６ｂから観察者の眼球
Ｕｅｙに導光させるよう、すなわち、第３の光学面６ｃ
で光線を２度全反射させるようにしても良い。

【００１９】ところで、偏芯自由曲面プリズム６は基準
面となる平面が少なく、この偏芯自由曲面プリズム６
を、筐体３に所定に位置決めした状態で固定することが
困難であるが、本実施の形態では、偏芯自由曲面プリズ
ム６の外形稜線或いは頂点を基準として位置決め、或い
は保持することで、従来のような、偏芯自由曲面プリズ
ム６に突設する位置決め部を廃止し、高精度な位置決め
を可能にしている。

【００２０】この場合、筐体３に対して偏芯自由曲面プ
リズム６の何れの外形稜線或いは頂点を位置決めするか
は、この偏芯自由曲面プリズム６を成形する金型の構造
に基づいて設定する。

【００２１】すなわち、図４（ｂ）に示すように、本実
施の形態で採用する偏芯自由曲面プリズム６は、矢印
Ａ，Ｂ，Ｃの３つの方向に型割りされる金型を用いて形
成されている。この中で、矢印Ａ，Ｂの型割り方向は、
第１の光学面６ａと側面６ｄとで形成される外形稜線Ｌ
３に沿った方向に設定されており、又、第１の光学面６
ａは、矢印Ａ，Ｂに示す型割り方向に対して対称となる
ように設定されている。

【００２２】第１の光学面６ａの両側に形成される外形
稜線Ｌ３は略直線で且つ対称であるため、この両外形稜
線Ｌ３は互いに略平行で、又、頂点Ｐ１，Ｐ２は各々高
さ方向がほぼ一致している。従って、この外形稜線Ｌ
３、或いはその頂点Ｐ１．Ｐ２を筐体３に対する位置決
め部位として設定することで、筐体３に形成する保持部
材の精度が出し易くなり、偏芯自由曲面プリズム６を高
精度に位置決めすることが可能となる。

【００２３】そのため、本実施の形態では、第１の光学
面６ａの両側に形成されている外形稜線Ｌ３、及び、こ
の両外形稜線Ｌ３の各頂点Ｐ１，Ｐ２を基準として、偏
芯自由曲面プリズム６を筐体３に固設するようにしてい
る。

【００２４】具体的には、図１〜図３に示すように、筐
体３が後ケース３ａと前ケース３ｂとに分割されてお
り、後ケース３ａには、偏芯自由曲面プリズム６の外形
稜線Ｌ３の頂点Ｐ１を位置決め、或いは保持する後側頂
点保持部材１１が一体形成されている。一方、前ケース
３ｂには、偏芯自由曲面プリズム６の外形稜線Ｌ３の頂
点Ｐ２を位置決め、或いは保持する前側頂点保持部材１
２ａが一体形成されている。

【００２５】更に、この前ケース３ｂには、偏芯自由曲
面プリズム６の第２の光学面６ｂの両側で、この第２の
光学面６ｂと側面６ｄとが交差する外形稜線Ｌ２(図４
参照)を保持する前側稜線保持部材１２ｂが前側頂点保
持部材１２ａに連続して形成されていると共に、偏芯自
由曲面プリズム６の第２の光学面６ｂと第３の光学面６
ｃとの収束する先端部を嵌合する凹部を有する先端側保
持部材１３が一体形成されている。

【００２６】このような構成では、筐体３の前ケース３
ｂに形成されている前側稜線保持部材１２ｂと前側頂点
保持部材１２ａとに偏芯自由曲面プリズム６の第２の光
学面６ｂの両側に形成された外形稜線Ｌ２と、第１の光
学面６ａの両側に形成された外形稜線Ｌ３の両端部に形
成されている頂点Ｐ２を装着すると共に、先端側保持部
材１３に形成されている凹部に、第２の光学面６ｂと第
３の光学面６ｃとの収束する先端部を係合させる。尚、
このとき接着剤などを用いて偏芯自由曲面プリズム６を
各保持部材１２ａ，１２ｂ．１３に仮止めするようにし
ても良い。

【００２７】その後、前ケース３ｂとケース３ａとを嵌
着させると、偏芯自由曲面プリズム６の外形稜線Ｌ３の
他端に形成されている頂点Ｐ１が、後ケース３ａに一体
形成されている後側頂点保持部材１１に嵌着されて位置
決め、或いは保持される。

【００２８】その結果、後側頂点保持部材１１と前側頂
点保持部材１２ａとで、偏芯自由曲面プリズム６の第１
の光学面６ａが位置決めされ、更に、外形稜線Ｌ２が前
側頂点保持部材１２ｂに押し付けられて固定される。

【００２９】このように、本実施の形態によれば、偏芯
自由曲面プリズム６の高精度に加工された第１の光学面
６ａの外形稜線Ｌ３を筐体３に対する位置決め部とし、
しかも、この外形稜線Ｌ３を金型の型割り方向へ沿って
略直線状に形成すると共に左右対称形状としたので、こ
の両外形稜線Ｌ３の各頂点Ｐ１，Ｐ２の高さ方向が一致
されるため、この両頂点Ｐ１，Ｐ２を位置決め、或いは
保持する後側頂点保持部材１１と前側頂点保持部材１２
ａとを高い寸法精度で形成することが可能となり、従っ
て、偏芯自由曲面プリズム６を筐体３に対し高精度に位
置決めさせることができる。

【００３０】又、偏芯自由曲面プリズム６の第１の光学
面６ａの両側に形成されている外形稜線Ｌ３の頂点Ｐ
１，Ｐ２を、筐体３の各頂点保持部材１１，１２ａで位
置決め、或いは保持すると共に、先端を先端側保持部材
１３で保持するようにしたので、前ケース３ｂを後ケー
ス３ａに装着することで、偏芯自由曲面プリズム６が筐
体３内で位置決めされるようになるため、組み立てが容
易となり、組立て工数を削減することが出来る。

【００３１】更に、偏芯自由曲面プリズム６に従来のよ
うな位置決め部を突設する必要が無いため、偏芯自由曲
面プリズム６の製造を簡略化することができると共に軽
量化が実現できる。

【００３２】更に、組立てにおいては、ねじ等を用いて
偏芯自由曲面プリズム６を固設する必要がないため、こ
の偏芯自由曲面プリズム６に必要以上の応力が加えられ
てしまうことが無く、光学特性が損なわれることがな
く、組立て品質が向上し、製品の信頼性が向上するばか
りか、ねじ等が不要となり、部品点数の削減が図れ、更
に装置全体の小型化、軽量化を実現することができる。

【００３３】又、図７〜図９に本発明の第２実施の形態
を示す。ここで、図７は観察装置の前ケースを外した状
態の正面図、図８は図７のVIII−VIII断面図、図９は図
７のIX-IX断面図である。

【００３４】本実施の形態では、後ケース３ａの内面
に、第１実施の形態で示した偏芯自由曲面プリズム６
（図４参照）の第１の光学面６ａの両側に形成した外形
稜線Ｌ３の頂点Ｐ１を受ける後側頂点保持部材１１を一
体形成し、一方、前ケース３ｂの内面に、外形稜線Ｌ３
の他方の頂点Ｐ２を受ける前側保持部材１４を一体形成
すると共に、両保持部材１１，１４を、後ケース３ａと
前ケース３ｂとの接合面まで延出させたものである。

【００３５】すなわち、組立てに際しては、後ケース３
ａに形成されている後側頂点保持部材１１と、前ケース
３ｂに形成されている前側保持部材１４との一方に、偏
芯自由曲面プリズム６の頂点Ｐ１或いはＰ２を取付ける
と共に、両頂点Ｐ１，Ｐ２間を結ぶ外形稜線Ｌ３を当接
させ、接着剤などを用いて位置決め、或いは保持する。

【００３６】次いで、両ケース３ａ，３ｂを閉じると、
両ケース３ａ，３ｂの内面に形成されている保持部材１
１，１４間に、偏芯自由曲面プリズム６に設けられてい
る第１の光学面６ａの４カ所の頂点Ｐ１．Ｐ２が挟持さ
れ、更に、外形稜線Ｌ３にて位置決め、或いは保持され
る。

【００３７】このように、本実施の形態によれば、後ケ
ース３ａと前ケース３ｂとを閉じるだけで、偏芯自由曲
面プリズム６の第１の光学面６ａの４カ所の頂点Ｐ１．
Ｐ２が後ケース３ａと前ケース３ｂとの内面に突設した
保持部材１１，１４に挟まれて固定されると共に、この
頂点Ｐ１．Ｐ２間を結ぶ外形稜線Ｌ３が保持部材１１，
１４の内面に当接して位置決め、或いは保持されるた
め、第１実施の形態に比し構造がより簡素化されると共
に、製造組み立てがより一層容易になる。

【００３８】更に、偏芯自由曲面プリズム６の外形稜線
Ｌ３は、略直線状で且つ対称に形成されているため、筐
体３に形成された保持部材１１，１４に対して高精度に
位置決めさせることができる。

【００３９】又、図１０〜図１２に本発明の第３実施の
形態を示す。ここで、図１０は観察装置の図１２のXIII
-XIII断面に相当する正面図、図１１は図１０のXI-XI断
面図、図１２は図１０のX-X断面図である。

【００４０】本実施の形態では、偏芯自由曲面プリズム
６の外形稜線Ｌ２と頂点Ｐ２とを、前ケース３ｂに形成
した前側稜線保持部材１２ｂ、及びこの前側稜線保持部
材１２ｂに連続する前側頂点保持部材１２ａで位置決
め、或いは保持した状態で、前ケース３ｂに固着するよ
うにしたものである。

【００４１】すなわち、前ケース３ｂの内面に、偏芯自
由曲面プリズム６の外形稜線Ｌ２を位置決め、或いは保
持すると共に頂点Ｐ２を位置決め、或いは保持する前側
稜線保持部材１２ｂ及び前側頂点保持部材１２ａを一体
形成する。

【００４２】そして、組立てに際しては、偏芯自由曲面
プリズム６の外形稜線Ｌ２を前ケース３ｂの内面に形成
した前側稜線保持部材１２ｂに装着すると共に、頂点Ｐ
１を前側頂点保持部材１２ａに当接させて、図１０の紙
面上下及び左右方向を位置決め、或いは保持し、接着剤
などを用いて固定する。

【００４３】このように、本実施の形態では、前ケース
３ｂに形成した前側稜線保持部材１２ｂ及び前側頂点保
持部材１２ａに偏芯自由曲面プリズム６を接着させて位
置決め、或いは保持するようにしたので、製造が容易と
なり、組立て性がより一層向上する。

【００４４】又、図１３〜図１５に本発明の第４実施の
形態を示す。ここで、図１３は観察装置の図１５のXIII
-XIII断面に相当する正面図、図１４は図１３のXIV-XIV
断面図、図１５は図１３のXV-XV断面図である。

【００４５】本実施の形態では、後ケース３ａと前ケー
ス３ｂの内面に、偏芯自由曲面プリズム６の側面６ｄに
当接して、この偏芯自由曲面プリズム６の側面６ｄを位
置決め、或いは保持する保持部材１５，１６を各々突設
させ、更に、この各保持部材１５，１６の対向面に、外
形稜線Ｌ３の両端に形成された頂点Ｐ１，Ｐ２を保持す
る後側頂点保持部材１５ａと前側頂点保持部材１６ａと
を突設すると共に、各保持部材１５，１６から内方へ、
偏芯自由曲面プリズム６の第３の光学面６ｃと側面６ｄ
とが交差して形成されて外形稜線Ｌ４に当接するフラン
ジ部１５ｂと、第２の光学面６ｂと側面６ｄとが交差し
て形成されて外形稜線Ｌ２に当接するフランジ部１６ｂ
とを突設したものである。

【００４６】後ケース３ａと前ケース３ｂとを閉じる
と、この両ケース３ａ，３ｂに形成されている保持部材
１５，１６、各頂点保持部材１５ａ，１６ａ、及びフラ
ンジ部１５ｂ，１６ｂにより、偏芯自由曲面プリズム６
の側面６ｄと外形稜線Ｌ３の両端に形成された頂点Ｐ
１，Ｐ２と、各外形稜線Ｌ２，Ｌ４が位置決め、或いは
保持され、更に、第２の光学面６ｂと第３の光学面６ｃ
との収束する先端が先端側保持部材１３に当接して位置
決め、或いは保持される。

【００４７】その結果、本実施の形態では、接着剤など
を用いることなく、後ケース３ａと前ケース３ｂとを閉
じるだけで、偏芯自由曲面プリズム６を位置決め、或い
は保持することができるため、組立て性が著しく向上す
る。勿論、組立てに際しては接着剤を用いて偏芯自由曲
面プリズム６を一方のケース３ａ或いは３ｂに仮固定す
るようにしても良い。

【００４８】又、図１６〜図１８に本発明の第５実施の
形態を示す。ここで、図１６は映像表示装置の図１７の
XVI-XVI断面に相当する正面図、図１７は図１６のXVII-
XVII断面図、図１８は図１６のXVIII-XVIII断面図であ
る。

【００４９】本実施の形態では、筐体３を袋状に一体形
成し、内部に、偏芯自由曲面プリズム６の第１の光学面
６ａの４カ所の頂点Ｐ１，Ｐ２、及び外形稜線Ｌ１を受
ける壁面部１７ａと、偏芯自由曲面プリズム６の側面６
ｄに当接して、この側面６ｄを位置決め、或いは保持す
る側壁１７ｂとを有する保持部材１７を一体形成するこ
とで、筐体３にプリズム収容室３ｃを形成し、更に、こ
のプリズム収容室３ｃの側面を筐体３に開口し、この開
口部を蓋体１７ｃで閉塞したものである。

【００５０】組立てに際しては、プリズム収容室３ｃに
対して、筐体３の側面に開口されている開口部から偏芯
自由曲面プリズム６を装着する。すると、この偏芯自由
曲面プリズム６の側面６ｄが側壁１７ｂに位置規制され
た状態でガイドされ、最深部まで挿入すると、第１の光
学面６ａに形成されている４カ所の頂点Ｐ１，Ｐ２、及
び外形稜線Ｌ１が、後方の壁面１７ａに当接されて位置
決め、或いは保持される。従って、この４カ所の頂点Ｐ
１，Ｐ２、及び外形稜線Ｌ１を壁面１７ａに接着するこ
とで、偏芯自由曲面プリズム６を位置決め、或いは保持
することができる。

【００５１】そして、プリズム収容室３ｃに偏芯自由曲
面プリズム６を所定に位置決め、或いは保持した後、筐
体３の側面に開口されている開口部を蓋体１７ｃにて閉
塞すると共に、接着剤等を用いて固着する。

【００５２】このように、本実施の形態によれば、筐体
３が袋状に一体形成されており、外部からの取り付けが
困難な場合であっても、偏芯自由曲面プリズム６を外部
から簡単で、しかも高精度に取付けることができる。そ
のため、例えば防水構造を要求される製品に対しても簡
単に取付けることが可能となり、製品の適用範囲を拡大
させることができる。

【００５３】又、図１９〜図２１に本発明の第６実施の
形態を示す。ここで、図１９は映像表示装置の前ケース
を取り外した状態の正面図、図２０は図１９のXX-XX断
面図、図２１は図１９のXXI-XXI断面図である。

【００５４】本実施の形態では、保持部材１９を枠状に
形成し、枠状に形成した保持部材(以下「枠体」と称す
る)１９に偏芯自由曲面プリズム６を収納し、この枠体
１９を筐体３に収容するものである。枠体１９は、偏芯
自由曲面プリズム６の第１の光学面６ａに対向する面が
開口されており、又、側壁１９ａの内面が偏芯自由曲面
プリズム６の側面６ｄを位置決め、或いは保持すると共
に、この側壁１９ａから内方へ、第３の光学面６ｃと側
面６ｄとが交差して形成される外形稜線Ｌ４と、第２の
光学面６ｂと側面６ｄとが交差して形成される外形稜線
Ｌ２とを位置決め、或いは保持するフランジ部１９ｂ，
１９ｃが各々形成されている。

【００５５】偏芯自由曲面プリズム６を枠体１９に形成
されている開口部から挿入すると、外形稜線Ｌ４，Ｌ２
がフランジ部１９ｂ，１９ｃに挟持されて位置決め、或
いは保持されると共に、側壁１９ａにより側面６ｄが位
置決め、或いは保持され、更に先端部が枠体１９の内面
に当接して位置決め、或いは保持される。

【００５６】その結果、偏芯自由曲面プリズム６を枠体
１９に装着するだけで、自動的に位置が固定される。

【００５７】そして、偏芯自由曲面プリズム６を枠体１
９に所定に装着した後、この枠体１９の開口部を蓋体１
７ｃで閉塞し、接着剤などを用いて固着すると、偏芯自
由曲面プリズム６の第１の光学面６ａの４カ所の頂点Ｐ
１，Ｐ２、及び外形稜線Ｌ１が位置決め、或いは保持さ
れる。

【００５８】この枠体１９の側壁１９ａの前ケース３ｂ
と後ケース３ａとの内面に各々当接する端縁には、外方
へ突出する取付け部１９ｅが対向一対形成されており、
この各取付け部１９ｅに取付け孔１９ｆが穿設されてい
る。

【００５９】この枠体１９を筐体３に組み付けるに際し
ては、先ず、後ケース３ａと前ケース３ｂとの一方の内
面に突設されている突起部３ｄに、枠体１９の一方の取
付け部１９ｅに穿設されている取付け孔１９ｆを嵌入さ
せて位置決め、或いは保持する。次いで、後ケース３ａ
と前ケース３ｂとを閉じると、他方のケース３ａ或いは
３ｂの内面に突設されている突起部３ｄが、他方の取付
け部１９ｅに穿設されている取付け孔１９ｆに嵌入され
て位置決め、或いは保持される。

【００６０】このように、本実施の形態では、偏芯自由
曲面プリズム６を枠体１９を介して筐体３に固定するよ
うにしたので、偏芯自由曲面プリズム６を直接触れるこ
となく組立てることができる。又、偏芯自由曲面プリズ
ム６を予め枠体１９に収納させておくことで、部品搬送
等の際に偏芯自由曲面プリズム６を傷、欠損等から有効
に保護することができ、取扱性が良くなる。特に、第３
の光学面６ｃは全反射させるために反射コーティング処
理が施されているため、この反射面を傷等から有効に保
護することができ、製品の不良率を低減させることがで
きる。

【００６１】又、図２２〜図２４に本発明の第７実施の
形態を示す。ここで、図２２は映像表示装置の前ケース
を取り外した状態の正面図、図２３は図２２のXXIII-XX
III断面図、図２４は図２２のXXIV-XXIV断面図である。

【００６２】本実施の形態では、偏芯自由曲面プリズム
６を両面から三点支持するようにしたものである。

【００６３】すなわち、後ケース３ａと前ケース３ｂと
の内面に、偏芯自由曲面プリズム６の第１の光学面６ａ
に平行で、且つ偏芯自由曲面プリズム６の中心に対して
線対称な位置に一対の突部２０ａ，２０ｂが突設され、
又、偏芯自由曲面プリズム６の先端部の中央に他の突部
２０ｂが突設されている。

【００６４】後ケース３ａと前ケース３ｂとを閉じる
と、両ケース３ａ，３ｂに突設されている突部２０ａ，
２０ｂが偏芯自由曲面プリズム６の第３の光学面６ｃと
第２の光学面６ｂとに点接触し、この両光学面６ｃ，６
ｂを三点支持する。この場合、この両光学面６ｃ，６ｂ
の突部２０ａ，２０ｂに対応する位置に凹部を形成する
ことで、より高精度な位置決めを行なうことができる。

【００６５】以上、各実施の形態において説明したよう
に、本実施の形態においては、偏芯自由曲面プリズム６
の外形稜線、及びその頂点を利用して筐体に位置決め、
或いは保持するようにしたので、取付け方法を多様化さ
せることができ、あらゆる筐体に対して最適な取付け方
を選択することが可能となり、設計の自由度が増すばか
りでなく、筐体内のスペースを有効利用することができ
る。

【００６６】又、図２５に本発明の第８実施の形態によ
る頭部装着型映像表示装置(ＨＭＤ)の要部斜視図を示
す。

【００６７】頭部装着型映像表示装置に内蔵されている
光学系保持部材２１は、光学系保持部２１ａが左右一対
設けられており、この両光学系保持部２１ａが連結部２
１ｂを介して連結されている。

【００６８】この光学系保持部２１ａに装着される偏芯
自由曲面プリズム６の第１の光学面６ａの側面６ｄ側に
は、段部６ｅが形成されている。この段部６ｅは、金型
の型型割り方向に沿って略直線状に形成されており、各
光学系保持部２１ａには、この段部６ｅ間を嵌着すると
共に位置決め、或いは保持する凹部２２が形成されてい
る。更に、この凹部２２の下端に、外方へ突出するフラ
ンジ部２１ｃが曲げ形成されている。

【００６９】偏芯自由曲面プリズム６は、第１の光学面
６ａを各光学系保持部２１ａに形成された凹部２２に嵌
着し、略直線状に形成されている段部６ｅをフランジ部
２１ｃに当接させることで位置決め、或いは保持され、
この状態で接着剤等を用いて固着する。

【００７０】このように、本実施の形態では、偏芯自由
曲面プリズム６を光学系保持部２１ａに対し、ねじ等を
用いることなく固着するようにしたので、ねじを取付け
るためのスペースが不要となり、相対的に、光学系保持
部材２１の幅Ｗを縮小することができる。

【００７１】因みに、図２６に従来の取付け方法を採用
する頭部装着型映像表示装置(ＨＭＤ)の要部斜視図を示
す。同図に示すように、偏芯自由曲面プリズム６には、
ねじ２３を挿通する孔部６ｇを確保するために段部６ｅ
から外方へフランジ部が突設されており、一方、光学系
保持部材２１のフランジ部２１ｃは、段部６ｅから突出
されたフランジ部を受けるために外方へ長く突出させな
ければならず、その分、光学系保持部材２１の幅Ｗ’が
大きくなり、形状の大型化が助長される。

【００７２】更に、このフランジ部２１ｃには、ねじを
螺入させるための受け部２１ｃを突設したり、一方偏芯
自由曲面プリズム６の段部６ｅには位置決め用の突起６
ｆを形成するなど、形状、構造が複雑で、製造組み立て
が煩雑化するばかりでなく、装置全体の重量が増加する
不都合があった。

【００７３】尚、本発明は、上述した各実施の形態に限
るものではなく、例えば偏芯自由曲面プリズム６の第３
の光学面６ｃの表面にゴム塗装処理を施して、この第３
の光学面６ｃの反射コーティング層を保護するようにし
ても良く、或いは反射コート面の周辺をゴム塗装するこ
とで保護するようにしても良い。

【００７４】更に、偏芯自由曲面プリズム６の外形稜線
と、この外形稜線を保持する保持部材との間に傷防止部
材を介装するようにしても良い。この場合、この傷防止
部材として、保持部材に貼付する緩衝材、或いは保持部
材に塗布する塗料を用いるようにしても良い。

【００７５】

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
偏芯自由曲面プリズムに対し寸法精度の要求される部位
を減少させて、製品の低コスト化を実現することができ
ると共に、光学的特性に影響を及ぼすことなく比較的容
易に組み立てることが可能となり、生産性の向上を図る
ことができるばかりでなく、製品の小型化、軽量化を実
現するができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施の形態による映像表示装置の断面正面
図

【図２】同、図１のII-II断面図

【図３】同、図１のIII-III断面図

【図４】同、偏芯自由曲面プリズムの(ａ)平面図、(ｂ)
側面図、(ｃ)背面図

【図５】同、偏芯自由曲面プリズムを用いた拡大画像を
観察する際の説明図

【図６】同、他の態様による偏芯自由曲面プリズムを用
いた拡大画像を観察する際の説明図

【図７】第２実施の形態による観察装置の前ケースを外
した状態の正面図

【図８】同、図７のVIII−VIII断面図

【図９】同、図７のIX-IX断面図

【図１０】第３実施の形態による観察装置の図１２のXI
II-XIII断面に相当する正面図

【図１１】同、図１０のXI-XI断面図

【図１２】同、図１０のX-X断面図

【図１３】第４実施の形態による観察装置の図１５のXI
II-XIII断面に相当する正面図

【図１４】同、図１３のXIV-XIV断面図

【図１５】同、図１５は図１３のXV-XV断面図

【図１６】第５実施の形態による映像表示装置の図１７
のXVI-XVI断面に相当する正面図

【図１７】同、図１６のXVII-XVII断面図

【図１８】同、図１６のXVIII-XVIII断面図

【図１９】第６実施の形態による映像表示装置の前ケー
スを取り外した状態の正面図

【図２０】同、図１９のXX-XX断面図

【図２１】同、図１９のXXI-XXI断面図

【図２２】第７実施の形態による映像表示装置の前ケー
スを取り外した状態の正面図

【図２３】同、図２２のXXIII-XXIII断面図

【図２４】同、図２２のXXIV-XXIV断面図

【図２５】第８実施の形態による頭部装着型映像表示装
置の要部斜視図

【図２６】従来の頭部装着型映像表示装置の要部斜視図

【符号の説明】

３ 筐体（外装部材） ４ 映像表示素子 ６，６’ 偏芯自由曲面プリズム ６ａ 第１の光学面 ６ｂ 第２の光学面 ６ｃ 第３の光学面 １１，１２ａ，１２ｂ，１３，１４，１５，１６，１
７，１９，２１ 保持部材 Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ２，Ｌ３，Ｌ４ 外形稜線 Ｐ１，Ｐ２ 頂点 Ｕｅｙ 眼球

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】映像を表示するための映像表示素子と、 映像を拡大して観察者に映像を導くための少なくとも１
   つの偏芯自由曲面プリズムと、 上記映像表示素子と上記偏芯自由曲面プリズムとを保持
   する保持部材と、 上記映像表示素子と上記偏芯自由曲面プリズムとを囲む
   外装部材と、を有し、 上記偏芯自由曲面プリズムは、該偏芯自由曲面プリズム
   の少なくとも１つの稜線或いは頂点を用いて、他の光学
   素子と上記保持部材と上記外装部材との少なくとも１つ
   に位置決め或いは保持されることを特徴とする映像表示
   装置。
2. 【請求項２】上記位置決めは上記映像表示素子の映像表
   示面に対峙する面の周囲に設けられている稜線或いは頂
   点で行なわれることを特徴とする請求項１記載の映像表
   示装置。
3. 【請求項３】上記自由曲面ブリズムの位置決めは、該偏
   芯自由曲面プリズムを形成する際の金型の型割り方向と
   略平行或いは略直角に形成される稜線を用いて行なわれ
   ることを特徴とする請求項１或いは２記載の映像表示装
   置。
4. 【請求項４】上記偏芯自由曲面プリズムは、射出面の周
   囲の稜線で上記外装部材と位置決め或いは保持されるこ
   とを特徴とする請求項１記載の映像表示装置。