【手続補正書】
【提出日】平成16年2月26日(2004.2.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示素子と、前記画像表示素子により形成された画像を虚像として観察できるように導く接眼光学系とを有する画像表示装置において、
前記接眼光学系は、偏心プリズムと収差補正手段を含んで構成され、
前記偏心プリズムは、少なくとも２面で形成される空間が屈折率が１より大きい媒質で満たされており、観察者眼球直前に位置している第１面と、前記第１面に対向した反射面である第２面のうち、少なくとも１面が、観察者視軸に対して偏心するかあるいは傾いた曲面で構成され、
前記収差補正手段は、前記第２面の外側に配備され、外界光に対して前記第１面と前記第２面で発生する偏心による収差の補正作用を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項２】
請求項１において、前記収差補正手段がフレネルレンズによって構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項３】
請求項２において、前記フレネルレンズの輪帯の中心が、前記画像表示素子からの軸上主光線の光路を含む面内にあり、前記フレネルレンズが軸上主光線の光路を含む面内において視軸に対し垂直に偏心していることを特徴とする画像表示装置。
【請求項４】
請求項２において、前記フレネルレンズの輪帯の中心が、前記軸上主光線の光路を含む面上にあり、前記フレネルレンズが視軸に対して傾いて配置され、その傾き方向が前記第２面の面形状に沿うような方向に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項５】
請求項１において、前記収差補正手段が回折光学素子によって構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項６】
請求項１において、前記収差補正手段がホログラムフィック光学素子によって構成されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項７】
画像表示素子と、前記画像表示素子により形成された画像を虚像として観察できるように導く接眼光学系とを有する画像表示装置において、
前記接眼光学系は、偏心プリズムと収差補正手段を含んで構成され、
前記偏心プリズムは、少なくとも３面で形成される空間が屈折率が１より大きい媒質で満たされており、前記少なくとも３面は、観察者眼球直前に位置している屈折及び内部反射面と、前記屈折及び内部反射面に対向し前記接眼光学系の外界側に配置された外界側内部反射面と、前記画像表示素子の発する光束を入射する屈折面とからなり、
そのうちの少なくとも１面が、観察者視軸に対して偏心あるいは傾いた面で構成され、少なくとも３回の内部反射を生じ、
前記第２光学素子は、前記観察者眼球直前に位置している屈折及び内部反射面と前記外界側内部反射面とを介して外界を観察する場合、外界光に対して前記外界側内部反射面で発生するパワーを打ち消す作用を有し、
前記第２光学素子は前記外界側内部反射面の外界側に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項８】
請求項７において、前記偏心プリズムは、４面で形成される空間を屈折率が１より大きい媒質で満たされ、
前記４面は、観察者眼球側に位置している屈折面かつ反射面である第１面、前記第１面に対向した反射面である第２面、前記第１面に対向し前記第２面に隣接した反射面である第３面、前記画像表示素子に最も近接している屈折面である第４面で構成され、
少なくとも１面が観察者視軸に対して偏心するかあるいは傾いた面を含む偏心プリズムからなることを特徴とする画像表示装置。
【請求項９】
請求項８において、前記第１面と前記第２面と前記第２光学素子、若しくは、前記第１面と前記第３面と前記第２光学素子を介して外界を観察できるように、少なくとも１つの第２光学素子が前記第２面又は前記第３面の外界側に配置されていることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
請求項９において、前記第２光学素子は、外界光に対する前記第１面と前記第２面、前記第１面と前記第３面のそれぞれの合成パワーを同時に打ち消す作用を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項１０の何れか１項において、前記画像表示素子と前記接眼光学系を観察者頭部に対して位置決めする位置決め手段を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項１０の何れか１項において、前記画像表示素子と前記接眼光学系を観察者頭部に対して支持する支持手段を有し、観察者頭部に装着できることを特徴とする画像表示装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２の何れか１項において、前記画像表示装置の少なくとも２組を一定の間隔で支持する支持手段を有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項１０の何れか１項において、前記画像表示装置における接眼光学系を結像光学系として用いることを特徴とする画像表示装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、画像表示素子と、前記画像表示素子により形成された画像を虚像として観察できるように導く接眼光学系とを有する画像表示装置において、前記接眼光学系は、偏心プリズムと収差補正手段を含んで構成され、前記偏心プリズムは、少なくとも２面で形成される空間が屈折率が１より大きい媒質で満たされており、観察者眼球直前に位置している第１面と、前記第１面に対向した反射面である第２面のうち、少なくとも１面が、観察者視軸に対して偏心するかあるいは傾いた曲面で構成され、前記収差補正手段は、前記第２面の外側に配備され、外界光に対して前記第１面と前記第２面で発生する偏心による収差の補正作用を有することを特徴とするものである。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
本発明のもう１つの画像形成装置は、画像表示素子と、前記画像表示素子により形成された画像を虚像として観察できるように導く接眼光学系とを有する画像表示装置において、前記接眼光学系は、偏心プリズムと収差補正手段を含んで構成され、前記偏心プリズムは、少なくとも３面で形成される空間が屈折率が１より大きい媒質で満たされており、前記少なくとも３面は、観察者眼球直前に位置している屈折及び内部反射面と、前記屈折及び内部反射面に対向し前記接眼光学系の外界側に配置された外界側内部反射面と、前記画像表示素子の発する光束を入射する屈折面とからなり、そのうちの少なくとも１面が、観察者視軸に対して偏心あるいは傾いた面で構成され、少なくとも３回の内部反射を生じ、前記第２光学素子は、前記観察者眼球直前に位置している屈折及び内部反射面と前記外界側内部反射面とを介して外界を観察する場合、外界光に対して前記外界側内部反射面で発生するパワーを打ち消す作用を有し、前記第２光学素子は前記外界側内部反射面の外界側に配置されていることを特徴とするものである。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
本発明による画像形成装置は、画像表示素子と、前記画像表示素子により形成された画像を虚像として観察できるように導く接眼光学系とを有する画像表示装置において、前記接眼光学系は、偏心プリズムと収差補正手段を含んで構成され、前記偏心プリズムは、少なくとも２面で形成される空間が屈折率が１より大きい媒質で満たされており、観察者眼球直前に位置している第１面と、前記第１面に対向した反射面である第２面のうち、少なくとも１面が、観察者視軸に対して偏心するかあるいは傾いた曲面で構成され、前記収差補正手段は、前記第２面の外側に配備され、外界光に対して前記第１面と前記第２面で発生する偏心による収差の補正作用を有することを特徴とするものである。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
本発明のもう１つの画像形成装置は、画像表示素子と、前記画像表示素子により形成された画像を虚像として観察できるように導く接眼光学系とを有する画像表示装置において、前記接眼光学系は、偏心プリズムと収差補正手段を含んで構成され、前記偏心プリズムは、少なくとも３面で形成される空間が屈折率が１より大きい媒質で満たされており、前記少なくとも３面は、観察者眼球直前に位置している屈折及び内部反射面と、前記屈折及び内部反射面に対向し前記接眼光学系の外界側に配置された外界側内部反射面と、前記画像表示素子の発する光束を入射する屈折面とからなり、そのうちの少なくとも１面が、観察者視軸に対して偏心あるいは傾いた面で構成され、少なくとも３回の内部反射を生じ、前記第２光学素子は、前記観察者眼球直前に位置している屈折及び内部反射面と前記外界側内部反射面とを介して外界を観察する場合、外界光に対して前記外界側内部反射面で発生するパワーを打ち消す作用を有し、前記第２光学素子は前記外界側内部反射面の外界側に配置されていることを特徴とするものである。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、以上において、画像表示素子と接眼光学系を観察者頭部に対して位置決めする位置決め手段を有するようにすることができる。画像表示素子と接眼光学系を観察者頭部に対して位置決めする位置決め手段を有することより、観察者は安定した電子像を観察することが可能となる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
また、画像表示素子と接眼光学系を観察者頭部に対して支持する支持手段を有し、観察者頭部に装着できるようにすることができる。画像表示素子と接眼光学系を観察者頭部に対して支持する支持手段を有し、観察者頭部に装着できるようにしたことによって、観察者は自由な観察姿勢や、観察方向で電子像を観察することが可能となる。


【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また、第３面における反射角が大きすぎると、プリズム光学素子が視軸の垂直方向（タンジェンシャル方向）に長いものになってしまう。特に、広画角な画像表示装置の場合は、軸外光線が次に反射する第１面に到達できない程広がり、実現不能になる。したがって、画像表示素子から発した任意の光線は第３面において（１）式の上限である６０°以下に設定されていることが望ましい。


【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、像観察装置は、像形成手段と、前記像形成手段によって形成された像を観察眼球に導く作用を持った接眼光学系とを有する像観察装置において、前記接眼光学系が、間を屈折率（ｎ）が１よりも大きい（ｎ＞１）単体媒質で埋めた少なくとも３つの面を備えた面構成を持つプリズム部材を有すると共に、前記プリズム部材が前記像形成手段から射出された光線を少なくとも３回内部反射させる作用を有し、かつ、その少なくとも３回の内部反射作用の中の少なくとも２回の内部反射は全反射作用による反射となるように構成されており、前記少なくとも２回の全反射作用の中の少なくとも１回の反射は前記プリズム部材の単体媒質の観察者側に配置された面によって行われ、かつ、その面は前記プリズム部材の内部反射によって生じる収差を補正する作用を持った曲面形状に形成され、さらに、前記プリズム部材の少なくとも３つの面の中少なくとも２つの面を通して外界観察を行うことができるように、前記少なくとも２つの面の配置が前記単体媒質を挟んで外界を観察するときに発生する歪みを低下させるような対向配置になっていてもよい。


【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５１】
また、像観察装置は、像形成手段と、前記像形成手段によって形成された像を観察眼球に導く作用を持った接眼光学系とを有する像観察装置において、前記接眼光学系が少なくともプリズム部材を含み、前記プリズム部材は、その面構成の中、透過又は反射の広角作用を持った光学作用面が少なくとも４つ設けられ、かつ、その４つの光学作用面とそれ以外の面で囲まれた間を屈折率（ｎ）が１よりも大きい（ｎ＞１）単体媒質で埋めて構成され、前記４つの光学作用面は、透過作用と反射作用とを有し観察者眼球側に配置された第１面と、前記第１面に対して前記媒質を挟んで対向配置されかつ観察者視軸に対して少なくとも偏心あるいは傾いて配置された反射作用を有する第２面と、前記第１面に対して前記媒質を挟んで対向配置されかつ前記第２面に略隣接配置された反射作用を有する第３面と、一方の端部を前記第１面に略隣接させ他方の端部を前記第３面に略近接させるように配置した第４面とからなり、少なくとも前記第３面は全反射作用を有するように前記プリズム部材が構成されていると共に、前記第１面と前記単体媒質と前記第３面とを通して外界を観察することが可能な外界観察作用を有するように前記第１面と前記単体媒質と前記第３面とが構成されていてもよい。なお、上記において、４つの光学作用面以外の面とは、光学作用のないプリズム側面やカット面を意味する。


【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
また、像観察装置は、第３面５は全反射面であり反射コーティングをしていないため、第３面５と第１面３を透過する外界光は観察者眼球１５に到達する。したがって、電子像の観察範囲βと異なる範囲αで外界を観察可能となる。このように、観察者が外界像と電子像を部分領域別に観察できることは、例えば、観察者が観察者視界の中で、上側領域で外界を観察し、下側領域で電子像を同時に観察することができることである。ただし、この部分領域別とは、上下、左右等、観察者が部分的にそれぞれを観察できればどのような方向、領域に分かれていても構わない。このような機能を備えることで、観察者が画像表示装置を装着したまま外界を認識できるため、危険防止と緊急時に対応できる安全な画像表示装置を提供することができる。そのため、画像表示装置としてのアプリケーションの幅が広がることとなる。さらに、観察者が画像表示装置を装着したまま外界を認識することができるため、危険防止と緊急時にも対応できるため、安全な画像表示装置を提供することができる。


【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
この像形成装置において、像形成手段としては、第４面に像形成画面を対向配置させたＬＣＤ、ＣＲＴ等の画像表示素子（リレー光学系によってリレーされるものは予定していない。）であり、第２面は曲面にて形成されていることが望ましい。


【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９５】
また、前フレーム３２における上記の後フレーム３３との接合近傍には、弾性体からなり例えば金属板バネ等で構成されたリヤプレート３５が接合されている。このリヤプレート３５は、上記支持部材の一翼を担うリヤカバー３６が観察者の後頭部から首のつけねにかかる部分で耳の後方に位置して支持可能となるように接合されている（図１８の場合）。リヤプレート３５又はリヤカバー３６内側の観察者の耳に対応する位置にスピーカ３９が取り付けられている。