【手続補正書】
【提出日】平成19年11月20日(2007.11.20)
【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】  瞳面と像面との間に配置された光学系において、
前記光学系は、少なくともプリズムと、導光板とを含み、
前記導光板は、入射領域及び射出領域において夫々両面にホログラフィック素子を有し、且つ、光束を前記導光板内部で１０回以上全反射して前記入射領域から前記射出領域に至らせるように構成され、
前記導光板の前記入射領域の両面に設けられた前記ホログラフィック素子は、夫々所定位置において所定波長で入射した光束を夫々回折して、該光束の入射角が前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となるように形成され、
前記導光板の前記射出領域の両面に設けられた前記ホログラフィック素子は、夫々所定位置において前記入射領域から前記射出領域に導かれた光束を夫々回折して、該光束の入射角が前記導光板の全反射臨界角を超えない角度となって、前記導光板から光束が射出されるように形成され、
前記プリズムは、少なくとも一つの面に前記導光板を射出した光束の偏心収差を補正するための曲面を備えていることを特徴とする光学系。
【請求項２】  請求項１に記載の光学系を含んだ観察光学系において、
前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、
前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、
前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記回折素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えない角度となって、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるように構成したことを特徴とする観察光学系。
【請求項３】  請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、
前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、
前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、
前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記プリズム側に設けられた前記回折素子を透過して前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。
【請求項４】  請求項１に記載の光学系を含んだ観察光学系において、
前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、
前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、
前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えない角度となって、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるように構成したことを特徴とする観察光学系。
【請求項５】  請求項１に記載の光学系を含んだ観察光学系において、
前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、
前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、
前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるように構成したことを特徴とする観察光学系。
【請求項６】  請求項１に記載の光学系を含んだ観察光学系において、
前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、
前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、
前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記回折素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるように構成したことを特徴とする観察光学系。
【請求項７】  請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、
前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、
前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、
前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で透過され、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。
【請求項８】  請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、
前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、
前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、
前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２の領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子を回折透過し、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。
【請求項９】  請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、
前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、
前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、
前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記プリズム側に設けられた前記回折素子を透過して前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明は、観察光学系として構成する場合には、前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記回折素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えない角度となって、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるようにするのが好ましい。
また、本発明は、観察光学系として構成する場合には、前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えない角度となって、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるようにするのが好ましい。
また、本発明は、観察光学系として構成する場合には、前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるようにするのが好ましい。
また、本発明は、観察光学系として構成する場合には、前記像面に観察者が観察する画像を表示する画像表示素子を配置し、前記瞳面に観察者の眼球が位置するように射出瞳を形成し、前記画像表示素子から射出された光束が、前記プリズムを経由した後に、前記導光板の第１の領域に入射し、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記回折素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら前記導光板の第２の領域へと向かい、前記第２の領域において前記導光板の前記射出瞳とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記射出瞳側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出して前記射出瞳に導かれるようにするのが好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明の光学系は、撮像光学系として構成する場合には、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２の領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子を透過し、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記プリズム側に設けられた前記回折素子を透過して前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるようにするのが好ましい。
また、本発明の光学系は、撮像光学系として構成する場合には、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で透過され、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるようにするのが好ましい。
また、本発明の光学系は、撮像光学系として構成する場合には、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２の領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子を回折透過し、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるようにするのが好ましい。
また、本発明の光学系は、撮像光学系として構成する場合には、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記プリズム側に設けられた前記回折素子を透過して前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるようにするのが好ましい。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６６】
（４）請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で透過され、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６７】
（５）請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２の領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子を回折透過し、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過されて、前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１６８】
（６）請求項１に記載の光学系を含んだ撮像光学系において、前記像面に物体像を撮像する撮像素子を配置し、前記瞳面に物体からの光束の明るさを絞る明るさ絞りを配置し、前記明るさ絞りを通過した物体からの光束が、前記導光板の第２領域に入射し、前記導光板の前記物体側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折透過され、前記導光板の前記物体とは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記導光板の全反射臨界角を超えた角度となって、前記導光板内部で１０回以上全反射されながら第１の領域へと向かい、前記第１の領域において前記導光板の前記プリズム側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射され、前記導光板の前記プリズムとは反対側に設けられた前記ホログラフィック素子で回折反射されて、前記プリズム側に設けられた前記回折素子を透過して前記導光板から射出し、前記プリズムを経由して前記撮像素子に導かれるように構成したことを特徴とする撮像光学系。