(57)【要約】【課題】ゲート３１の位置を工夫することにより、接眼プリズム２２を基準面Ｓに対して略対称な形状に成形し、高い成形精度を実現する。【解決手段】接眼プリズム２２の入射面（面２２ａ）、反射面（面２２ｅ）、射出面（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（例えば稜線部２２ａ1）に、金型に樹脂を流し込む際の入口となるゲート３１を設ける。そして、このゲート３１を介して金型に樹脂を流し込み、該樹脂を硬化させる。このように位置するゲート３１を介して金型に樹脂を流し込むことにより、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、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を得ることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する光学プリズム。
【請求項２】
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する光学プリズム。
【請求項３】
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する光学プリズム。
【請求項４】
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する光学プリズム。
【請求項５】
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を特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の光学プリズム。
【請求項６】
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を特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の光学プリズム。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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を特徴とする請求項７に記載の光学プリズム。
【請求項９】
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を特徴とする請求項７または８に記載の光学プリズム。
【請求項１０】
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を特徴とする請求項９に記載の光学プリズム。
【請求項１１】
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。
【請求項１２】
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を特徴とする請求項１１に記載の光学プリズム。
【請求項１３】
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を特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載の光学プリズム。
【請求項１４】
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する光学プリズムの製造方法。
【請求項１５】
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する光学プリズムの製造方法。
【請求項１６】
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を特徴とする請求項１４または１５に記載の光学プリズムの製造方法。
【請求項１７】
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、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。
【請求項１８】
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ことを特徴とする請求項１７に記載の接合プリズム。
【請求項１９】
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、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。
【請求項２０】
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を特徴とする請求項１９に記載の映像表示装置。
【請求項２１】
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を特徴とする請求項２０に記載の映像表示装置。
【請求項２２】
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ことを特徴とする請求項１９から２１のいずれかに記載の映像表示装置。
【請求項２３】
請求項１９から２２のいずれかに記載の映像表示装置と、
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するヘッドマウントディスプレイ。
【請求項２４】
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、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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−７３００５号公報（請求項４、段落〔００５１〕〜〔００５３〕、図１参照）
【特許文献２】特開平１１−１４９００３号公報（請求項１１、段落〔００９０〕〜〔００９３〕、図１（ａ）参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【発明の効果】
【００３６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
〔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。
【００３８】
（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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
（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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
（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。
【００７５】
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）。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
（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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
〔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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
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。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】（ａ）は、本発明の実施の一形態に係るＨＭＤの映像表示装置を構成する接眼光学系の接眼プリズムの射出成形時の断面図であり、（ｂ）は、上記接眼プリズムの射出成形時の平面図であり、（ｃ）は、金型から上記接眼プリズムを分離する手法を示す説明図である。
【図２】（ａ）は、ＨＭＤの概略の構成を示す平面図であり、（ｂ）は、ＨＭＤの側面図であり、（ｃ）は、ＨＭＤの正面図である。
【図３】上記映像表示装置の概略の構成を示す断面図である。
【図４】（ａ）は、上記接眼プリズムの平面図であり、（ｂ）は、上記接眼プリズムの底面図であり、（ｃ）は、上記接眼プリズムの正面図であり、（ｄ）は、上記接眼プリズムの背面図であり、（ｅ）は、上記接眼プリズムの側面図である。
【図５】（ａ）は、上記接眼光学系の偏向プリズムの平面図であり、（ｂ）は、上記偏向プリズムの正面図である。
【図６】（ａ）は、上記接眼光学系の平面図であり、（ｂ）は、（ａ）の接眼光学系のＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【図７】金型から上記接眼プリズムを分離する手法の他の例を示す説明図である。
【図８】金型から上記接眼プリズムを分離する手法のさらに他の例を示す説明図である。
【図９】金型から上記接眼プリズムを分離する手法のさらに他の例を示す説明図である。
【図１０】（ａ）は、上記接眼プリズムの他の構成例を示す平面図であり、（ｂ）は、上記接眼プリズムを金型から分離する手法を示す説明図である。
【図１１】（ａ）は、上記接眼光学系の、ゲートを図示した偏向プリズムの平面図であり、（ｂ）は、上記偏向プリズムの正面図であり、（ｃ）は、射出成形時の上記偏向プリズムの断面図である。
【図１２】本発明の他の実施の形態に係る映像撮像装置の概略の構成を示すとともに、上記映像撮像装置に対する外界像と観察者の瞳との位置関係の一例を示す説明図である。
【図１３】上記映像撮像装置に対する外界像と観察者の瞳との位置関係の他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１１８】
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
【図１】
2008165016.tif 000003
【図２】
2008165016.tif 000004
【図３】
2008165016.tif 000005
【図４】
2008165016.tif 000006
【図５】
2008165016.tif 000007
【図６】
2008165016.tif 000008
【図７】
2008165016.tif 000009
【図８】
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【図９】
2008165016.tif 000011
【図１０】
2008165016.tif 000012
【図１１】
2008165016.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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