JP2000241705A - 映像表示光学系 - Google Patents

映像表示光学系

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JP2000241705A
JP2000241705A JP11044284A JP4428499A JP2000241705A JP 2000241705 A JP2000241705 A JP 2000241705A JP 11044284 A JP11044284 A JP 11044284A JP 4428499 A JP4428499 A JP 4428499A JP 2000241705 A JP2000241705 A JP 2000241705A
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JP
Japan
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optical system
reflection
pupil
transmission
transmission surface
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JP11044284A
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English (en)
Inventor
Satoshi Osawa
聡 大澤
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01Head-up displays
    • G02B27/017Head mounted
    • G02B27/0172Head mounted characterised by optical features
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 表示素子の小型化と高精細な映像表示が可能
な、視野角の広い映像表示光学系を提供する。 【解決手段】 リレー光学系OP2は2次元映像Iの中間像
I'を形成し、接眼光学系OP1は中間像I'の拡大虚像を観
察者の瞳EPに投影する。中間像面I'は瞳EPに対して凸形
状を成し、接眼光学系OP1は瞳EP側から順に第1の反射
透過面R1と瞳EP側に凹の第2の反射透過面R2とを含む。
条件式:0.4<dR/fs<1.8(dR:反射透過面R1,R2間の軸
上面間隔,fs:接眼光学系OP1の焦点距離)を満たす。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は映像表示光学系に関
するものであり、例えば、LCD(liquid crystal disp
lay)に表示される2次元映像を観察者の瞳に投影してそ
の拡大虚像を観察させる、HMD(head mounted displa
y)等の映像表示装置に好適な映像表示光学系に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】平面状の2次元映像を反射透過面を用い
て拡大観察させる、いわゆるパンケーキ構造の接眼光学
系が従来よりいくつか提案されている。例えば、米国特
許第3,443,858号明細書では平面状の反射透過面と瞳側
に凹形状の反射透過面とを有する接眼光学系が開示され
ており、特開平7-120679号公報では瞳側にきつい凹形状
の反射透過面を2つ有する接眼光学系が開示されてい
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、米国特
許第3,443,858号明細書で提案されている反射透過面の
組み合わせでは、像面湾曲と球面収差の制約から広い視
野角をとることが困難である。像面湾曲を補正するため
に湾曲した空中像を投影リレー系によって形成する例も
提案されているが、投影リレー系の構成は具体的に示さ
れておらず、その配置によれば60度を越える広い視野
角を得ることは困難である。一方、特開平7-120679号公
報で提案されている反射透過面の組み合わせによれば、
広い視野角を達成することはできるが、2次元映像表示
素子として大きなものが必要となるためコストは高くな
る。また、偏光を利用して直接光を除去するために波長
板やコレステリック液晶面を反射透過面に形成しようと
しても、2つの反射透過面が両方とも曲面であるため、
その形成は困難である。
【0004】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、表示素子の小型化と高精細な映像表示が
可能な、視野角の広い映像表示光学系を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第1の発明の映像表示光学系は、2次元映像の中間
像を形成するリレー光学系と、前記中間像の拡大虚像を
観察者の瞳に投影する接眼光学系と、を備えた映像表示
光学系であって、前記中間像の像面が前記瞳に対して凸
形状を成し、前記接眼光学系が前記瞳の側から順に第1
の反射透過面と瞳側に凹の第2の反射透過面とを含むと
ともに、以下の条件式を満たすことを特徴とする。 0.4<dR/fs<1.8 ただし、 dR:第1の反射透過面と第2の反射透過面との軸上面間
隔、 fs:接眼光学系の焦点距離、 である。
【0006】第2の発明の映像表示光学系は、上記第1
の発明の構成において、更に以下の条件式を満たすこと
を特徴とする。 0.8≦fs/fr<1.5 ただし、 fs:接眼光学系の焦点距離、 fr:リレー光学系の焦点距離、 である。
【0007】第3の発明の映像表示光学系は、上記第1
の発明の構成において、前記第1の反射透過面が、中心
部分に偏光選択反射透過機能を有し、周辺部分にハーフ
ミラー特性を有することを特徴とする。
【0008】第4の発明の映像表示光学系は、上記第1
の発明の構成において、前記第2の反射透過面が、中心
部分に反射透過特性を有し、周辺部分に単なる反射特性
を有することを特徴とする。
【0009】第5の発明の映像表示光学系は、上記第1
の発明の構成において、前記第1の反射透過面が以下の
条件式を満たすことを特徴とする。 -0.05≦fL/CRs<0.1 ただし、 CRs:第1の反射透過面の曲率半径、 fL :映像表示光学系全体の焦点距離、 である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した映像表示
光学系を、図面を参照しつつ説明する。図1〜図4は、
第1〜第4の実施の形態にそれぞれ対応する光学構成図
である。光学構成図中のIは像面であり、この像面(I)が
2次元映像を表示する表示部(例えばLCD等の2次元
表示素子)の表示面に相当する。また、面Si(i=1,2,
3,...)は、瞳(EP)を含めた系において瞳(EP)側から数え
てi番目の面、*印が付された面Siは非球面である。
【0011】いずれの実施の形態も、2次元映像{すな
わち像面(I)}の中間像(I')を形成するリレー光学系(OP
2)と、中間像(I')の拡大虚像を観察者の瞳(EP)に投影す
る接眼光学系(OP1)と、を備えている。そして接眼光学
系(OP1)内には、中間像面(I')が瞳(EP)に対して凸形状
を成すように形成されている。また接眼光学系(OP1)
は、瞳(EP)の側から順に、第1の反射透過面(R1)と、瞳
(EP)側に凹の第2の反射透過面(R2)と、を含んでいる。
【0012】上記のように中間像(I')を形成するリレー
光学系(OP2)を備えることにより、リレー光学系(OP2)で
の倍率調整が可能となるため、小さい2次元表示素子を
用いてその映像を拡大投影することが可能である。した
がって、2次元表示素子のコスト低減が可能になるとと
もに、表示部が小さくても視野角を広くすることが可能
になる。また、中間像面(I')が観察者の瞳(EP)に対して
凸形状を成すようにすることで、接眼光学系(OP1)のパ
ンケーキ部分での像面湾曲を補正することができる。そ
して、反射透過面(R1,R2)が両方とも曲面である必要は
ないので、反射透過面(R1,R2)に波長板やコレステリッ
ク液晶面を形成することが可能であり、したがって、構
成の簡単な接眼光学系(OP1)でも広い視野角を達成する
ことができる。
【0013】各実施の形態のように、リレー光学系(OP
2)と接眼光学系(OP1)とを備え、中間像面(I')が瞳(EP)
に対して凸形状を成し、接眼光学系(OP1)が瞳(EP)側か
ら順に第1の反射透過面(R1)と瞳(EP)側に凹の第2の反
射透過面(R2)とを含む映像表示光学系においては、以下
の条件式(1)を満たすことが望ましい。 0.4<dR/fs<1.8 …(1) ただし、 dR:第1の反射透過面(R1)と第2の反射透過面(R2)との
軸上面間隔、 fs:接眼光学系(OP1)の焦点距離、 である。
【0014】条件式(1)は、接眼光学系(OP1)のコンパク
トさと適正なアイレリーフとを確保しつつ広い視野角を
達成するための条件を規定している。条件式(1)の下限
を超えると、2つの反射透過面(R1,R2)の間隔が狭すぎ
て、広い視野角を得るためには接眼光学系(OP1)の径が
大きくなりすぎてしまう。条件式(1)の上限を超える
と、2つの反射透過面(R1,R2)間の光路長が長くなりす
ぎて、瞳(EP)位置が第1の反射透過面(R1)に近くなるた
め、2次元映像の観察が困難になる。
【0015】以下の条件式(1')を満たすことが更に望ま
しい。条件式(1')の下限を超えると、2つの反射透過面
(R1,R2)で光路を折り返す効果が小さくなるため、映像
表示光学系の全長が大きくなる。条件式(1')の上限を超
えると、中間像面(I')がリレー光学系(OP2)から離れる
ため、光束幅が大きくなる。したがって、リレー光学系
(OP2)の径が大きくなりすぎて、映像表示光学系の軽量
化が困難になる。 0.6<dR/fs<1.4 …(1')
【0016】また、以下の条件式(2)を満たすことが望
ましい。 0.8≦fs/fr<1.5 …(2) ただし、 fs:接眼光学系(OP1)の焦点距離、 fr:リレー光学系(OP2)の焦点距離、 である。
【0017】条件式(2)は、リレー光学系(OP2)と接眼光
学系(OP1)との望ましい焦点距離比を規定している。リ
レー光学系(OP2)のパワーが強くなりすぎて条件式(2)の
上限を超えると、リレー光学系(OP2)で発生する収差の
補正が困難になる。また、接眼光学系(OP1)のパワーが
弱くなりすぎて条件式(2)の上限を超えると、広い視野
角を得るためには接眼光学系(OP1)の径が大きくなりす
ぎてしまい、映像表示光学系がコンパクトでなくなる。
リレー光学系(OP2)のパワーが弱くなりすぎて条件式(2)
の下限を超えると、リレー光学系(OP2)の全長が長くな
ってしまい、映像表示光学系がコンパクトでなくなる。
また、接眼光学系(OP1)のパワーが強くなりすぎて条件
式(2)の下限を超えると、有効なアイレリーフをとるこ
とが困難になる。
【0018】第1,第2の実施の形態は、リレー光学系
(OP2)中に面S8〜S13から成る正・負・正の3枚のレンズ
の並びを有しており、第3,第4の実施の形態は、リレ
ー光学系(OP2)中に面S12〜S17から成る正・負・正の3
枚のレンズの並びを有している。このように、リレー光
学系(OP2)内には正・負・正のレンズの並びがあること
が望ましい。このレンズ構成をとることで、リレー光学
系(OP2)による瞳(EP)に対して凸形状の像面湾曲量の制
御が容易になり、広い視野角で良好な像面性を得ること
が可能になる。
【0019】第1の反射透過面(R1)が、中心部分に偏光
選択反射透過機能を有し、周辺部分にハーフミラー特性
を有する構成を採用することが望ましい。つまり、入射
光の角度によって特性が大きく変化する偏光選択反射透
過膜を、視野中心の光線入射角度が小さい領域でのみ利
用することが望ましい。視野周辺の光線入射角度が大き
い領域では、直接光が瞳(EP)から外れるため、偏光選択
反射透過機能は特に必要とされない。したがって、第1
の反射透過面(R1)の周辺部分を角度特性の変化の少ない
ハーフミラー構成とすればよい。このような構成で良好
な映像を得ることができるため、偏光選択反射透過膜の
特性を中心部分と周辺部分とで変化させるといった特殊
な製造方法を採用する必要はなくなり、コストダウンが
可能となる。なお、上記偏光選択反射透過機能は、コレ
ステリック液晶や1/4波長板を用いることにより実現
可能である。
【0020】第2の反射透過面(R2)が、中心部分に反射
透過特性を有し、周辺部分に単なる反射特性を有する構
成を採用することが望ましい。第2の反射透過面(R2)の
周辺部分では単なる反射面としての機能しか必要ないの
で、このような構成を採用すれば、第2の反射透過面(R
2)の周辺部分の反射率を上げて、映像表示光学系全体で
の周辺光量の減少を補償し、視野全体を明るくすること
が可能となる。
【0021】第1の反射透過面(R1)が以下の条件式(3)
を満たすことが望ましい。条件式(3)の下限を超える
と、第1の反射透過面(R1)の瞳(EP)側に凸の形状が強く
なりすぎて、像面湾曲の補正が困難になる。条件式(3)
の上限を超えると、第1の反射透過面(R1)の凹面形状が
強くなりすぎて、偏光選択反射透過膜の形成が困難にな
る。 -0.05≦fL/CRs<0.1 …(3) ただし、 CRs:第1の反射透過面(R1)の曲率半径、 fL :映像表示光学系全体の焦点距離、 である。
【0022】第3,第4の実施の形態のように、第1の
反射透過面(R1)と第2の反射透過面(R2)とで囲まれた領
域は、屈折率が1を超える媒質で満たされた1つの部材
で形成されることが望ましい。この構成をとることによ
り、接眼光学系(OP1)を1つの部材で形成することがで
きるため、製造コストを低減することができる。さら
に、反射透過面(R1,R2)のうちの少なくとも1つがコレ
ステリック液晶で形成されることが望ましい。この構成
をとることにより、偏光選択反射透過膜を容易に形成す
ることが可能となる。
【0023】
【実施例】以下、本発明を実施した映像表示光学系の構
成を、コンストラクションデータ等を挙げて更に具体的
に説明する。ここで挙げる実施例1〜4は、前述した第
1〜第4の実施の形態にそれぞれ対応しており、各実施
の形態を表す光学構成図(図1〜図4)は、対応する実施
例の光学構成をそれぞれ示している。各実施例のコンス
トラクションデータにおいて、Si(i=0,1,2,3,...)は、
瞳(EP)及び像面(I)を含めた系において、物点(OP,S0)側
から数えてi番目の面であり、ri(i=0,1,2,3,...)は面Si
の曲率半径(mm)である。また、di(i=0,1,2,3,...)は、
瞳(EP)及び像面(I)を含めた系において、物点(OP,S0)側
から数えてi番目の軸上面間隔(mm)を示しており、Ni(i=
1,2,3,...),νi(i=1,2,3,...)は物点(OP,S0)側から数え
てi番目の光学要素のd線に対する屈折率(Nd),アッベ数
(νd)をそれぞれ示している。
【0024】*印が付された面Siは、非球面で構成され
た面であることを示し、非球面の面形状を表わす以下の
式(AS)で定義されるものとする。各非球面データ,瞳(E
P)の直径(瞳径)及び視野角を他のデータと併せて示し、
表1に各実施例の条件式対応値及びその関連データを示
す。 Z(H)=(C0・H2)/{1+√(1-ε・C02・H2)}+(A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10) …( AS) ただし、式(AS)中、 Z(H):高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基
準)、 H :光軸からの高さ(光軸垂直方向高さ)、 C0 :近軸曲率、 ε :2次曲面パラメータ、 Ai :i次の非球面係数(i=4,6,8,10)、 である。
【0025】図5〜図8は実施例1〜実施例4にそれぞ
れ対応する収差図であり、各々左から順に、球面収差,
非点収差(像面湾曲),歪曲収差を示している。球面収差
図において、縦軸は瞳(EP)への入射高さをその最大高さ
で規格化した値(すなわち入射瞳平面を切る相対高さ)で
あり、横軸は近軸結像位置からの光軸方向のズレ量(mm)
である。また、ライン(c)はc線(波長:λc=656.3nm)に
対する球面収差量、ライン(d)はd線(波長:λd=587.6n
m)に対する球面収差量、ライン(g)はg線(波長:λg=43
5.8nm)に対する球面収差量を表している。非点収差図に
おいて、縦軸は半視野角(°)であり、横軸は近軸結像位
置からの光軸方向のズレ量(mm)である。また、実線(S)
はサジタル面での非点収差を表しており、点線(T)はタ
ンジェンシャル面での非点収差を表している。歪曲収差
図において、縦軸は半視野角(°)であり、横軸は歪曲収
差量(%)である。なお、本来は像面(I)が物体面である
が、ここでは光学設計上、像面(I)で光学性能を評価し
ている。
【0026】 《実施例1》 瞳径=φ10.0(mm),視野角=110(°) [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(OP) r0= ∞ d0= ∞ S1(EP) r1= ∞ d1= 16.000 S2 r2= ∞ d2= 2.500 N1=1.5160 ν1=64.20 S3(R1) r3= ∞ …(透過) d3= 17.500 S4(R2)*r4= -43.028 …(反射) d4=-17.500 S5(R1) r5= ∞ …(反射) d5= 17.500 S6(R2)*r6= -43.028 …(透過) d6= 9.000 N2=1.4914 ν2=59.93 S7 r7= -53.926 d7= 0.100 S8* r8= 186.453 d8= 36.000 N3=1.8487 ν3=31.57 S9 r9= -30.637 d9= 2.235 S10 r10= -26.440 d10= 1.200 N4=1.7985 ν4=22.60 S11 r11= 50.518 d11= 0.263 S12 r12= 69.066 d12= 3.296 N5=1.7545 ν5=51.57 S13 r13= -37.064 d13= 0.100 S14 r14= 59.972 d14= 2.679 N6=1.7545 ν6=51.57 S15 r15=-148.940 d15= 0.100 S16 r16= 29.130 d16=22.161 N7=1.4875 ν7=70.44 S17 r17=-524.117 d17= 0.100 S18 r18= 19.530 d18= 9.081 N8=1.4875 ν8=70.44 S19 r19= 47.511 d19= 0.100 S20 r20= 18.326 d20= 3.586 N9=1.6657 ν9=55.17 S21 r21= 28.709 d21= 5.000 S22(I) r22= ∞
【0027】 [第4面(S4),第6面(S6)の非球面データ] ε= 1.000000 A4= 0.254740×10-7 A6=-0.254026×10-9 A8= 0.133218×10-12 A10=-0.607125×10-16
【0028】 [第8面(S8)の非球面データ] ε= 1.000000 A4=-0.172592×10-4 A6=-0.264225×10-7 A8= 0.161764×10-9 A10=-0.311702×10-12
【0029】 《実施例2》 瞳径=φ10.0(mm),視野角=110(°) [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(OP) r0= ∞ d0= ∞ S1(EP) r1= ∞ d1= 16.000 S2 r2= -159.812 d2= 2.500 N1=1.5160 ν1=64.20 S3(R1) r3= -310.915 …(透過) d3= 17.500 S4(R2)*r4= -39.233 …(反射) d4=-17.500 S5(R1) r5= -310.915 …(反射) d5= 17.500 S6(R2)*r6= -39.233 …(透過) d6= 9.000 N2=1.4914 ν2=59.93 S7 r7= -40.898 d7= 0.100 S8 r8= 65.853 d8= 35.685 N3=1.8484 ν3=30.33 S9 r9= -29.992 d9= 1.358 S10 r10= -17.145 d10= 1.200 N4=1.7985 ν4=22.60 S11 r11= 69.284 d11= 0.206 S12 r12= 91.614 d12= 3.904 N5=1.7545 ν5=51.57 S13 r13= -30.686 d13= 0.100 S14 r14= 133.926 d14= 3.062 N6=1.7545 ν6=51.57 S15 r15= -57.212 d15= 0.100 S16 r16= 44.381 d16=16.780 N7=1.4875 ν7=70.44 S17 r17= -56.598 d17= 0.100 S18 r18= 24.701 d18=12.705 N8=1.7125 ν8=53.10 S19 r19= 49.723 d19= 0.100 S20 r20= 25.458 d20= 5.600 N9=1.7570 ν9=51.14 S21 r21= 35.671 d21= 5.000 S22(I) r22= ∞
【0030】 [第4面(S4),第6面(S6)の非球面データ] ε= 1.000000 A4= 0.505814×10-6 A6=-0.108683×10-8 A8= 0.174454×10-11 A10=-0.102650×10-14
【0031】 《実施例3》 瞳径=φ10.0(mm),視野角=90(°) [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(OP) r0= ∞ d0= ∞ S1(EP) r1= ∞ d1= 17.500 S2(R1) r2= ∞ …(透過) d2= 17.500 N1=1.4930 ν1=58.34 S3(R2)*r3= -54.643 …(反射) d3=-17.500 N2=1.4930 ν2=58.34 S4(R1) r4= ∞ …(反射) d4= 17.500 N3=1.4930 ν3=58.34 S5(R2)*r5= -54.643 …(透過) d5= 2.500 S6* r6= -37.912 d6= 26.439 N4=1.7985 ν4=22.60 S7 r7= -34.068 d7= 2.987 S8 r8= -19.161 d8= 1.100 N5=1.6668 ν5=28.62 S9 r9= 45.313 d9= 4.098 S10 r10= 302.586 d10=18.620 N6=1.8500 ν6=40.04 S11 r11= -30.597 d11= 0.100 S12 r12= 42.335 d12=26.447 N7=1.7545 ν7=51.57 S13 r13= -33.823 d13= 0.934 S14 r14= -30.075 d14= 1.000 N8=1.7985 ν8=22.60 S15 r15=-204.302 d15=16.383 S16 r16= 20.190 d16= 7.965 N9=1.7545 ν9=51.57 S17 r17= -50.025 d17= 0.129 S18 r18= -46.853 d18=23.698 N10=1.8469 ν10=24.58 S19 r19= ∞ d19= 0.100 S20(I) r20= ∞
【0032】 [第3面(S3),第5面(S5)の非球面データ] ε= 1.000000 A4= 0.106660×10-5 A6= 0.631963×10-9 A8=-0.118029×10-11 A10= 0.963897×10-15
【0033】 [第6面(S6)の非球面データ] ε= 1.000000 A4=-0.119331×10-4 A6= 0.613350×10-7 A8=-0.602400×10-10 A10= 0.134171×10-12
【0034】 《実施例4》 瞳径=φ10.0(mm),視野角=90(°) [面] [曲率半径] [軸上面間隔] [屈折率] [アッベ数] S0(OP) r0= ∞ d0= ∞ S1(EP) r1= ∞ d1= 17.500 S2(R1) r2= 1312.556 …(透過) d2= 17.500 N1=1.4930 ν1=58.34 S3(R2)*r3= -55.466 …(反射) d3=-17.500 N2=1.4930 ν2=58.34 S4(R1) r4= 1312.556 …(反射) d4= 17.500 N3=1.4930 ν3=58.34 S5(R2)*r5= -55.466 …(透過) d5= 2.500 S6* r6= -50.363 d6= 23.171 N4=1.7985 ν4=22.60 S7 r7= -46.639 d7= 1.905 S8 r8= -18.492 d8= 1.000 N5=1.6774 ν5=27.91 S9 r9= 47.231 d9= 1.656 S10 r10=-106.781 d10=19.968 N6=1.8500 ν6=40.04 S11 r11= -30.100 d11= 0.100 S12 r12= 37.898 d12=28.000 N7=1.7545 ν7=51.57 S13 r13= -39.152 d13= 3.416 S14 r14= -27.349 d14= 1.000 N8=1.7985 ν8=22.60 S15 r15= -48.314 d15=10.430 S16 r16= 23.648 d16= 7.112 N9=1.6174 ν9=57.85 S17 r17= -27.552 d17= 0.100 S18 r18= -26.817 d18=26.142 N10=1.8266 ν10=23.31 S19 r19= -43.707 d19= 6.000 S20(I) r20= ∞
【0035】 [第3面(S3),第5面(S5)の非球面データ] ε= 1.000000 A4= 0.121787×10-5 A6= 0.593420×10-9 A8=-0.107595×10-11 A10= 0.100643×10-14
【0036】 [第6面(S6)の非球面データ] ε= 1.000000 A4=-0.117105×10-4 A6= 0.107602×10-6 A8=-0.351782×10-9 A10= 0.734469×10−12
【0037】
【表1】
【0038】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、リ
レー光学系により表示素子の小型化が可能となり、中間
像面が観察者瞳に対して凸形状を成すことにより、接眼
光学系での像面湾曲を補正して高精細な映像表示を行う
ことが可能となる。その上で、第1,第2の反射透過面
間の軸上面間隔が適正に設定されているため、接眼光学
系のコンパクトさと適正なアイレリーフとを確保しつつ
広い視野角を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態(実施例1)の光学構成図。
【図2】第2の実施の形態(実施例2)の光学構成図。
【図3】第3の実施の形態(実施例3)の光学構成図。
【図4】第4の実施の形態(実施例4)の光学構成図。
【図5】実施例1の収差図。
【図6】実施例2の収差図。
【図7】実施例3の収差図。
【図8】実施例4の収差図。
【符号の説明】
OP1 …接眼光学系 OP2 …リレー光学系 R1 …第1の反射透過面 R2 …第2の反射透過面 EP …瞳 I …像面(2次元映像) I' …中間像(中間像面)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2次元映像の中間像を形成するリレー光
    学系と、前記中間像の拡大虚像を観察者の瞳に投影する
    接眼光学系と、を備えた映像表示光学系であって、 前記中間像の像面が前記瞳に対して凸形状を成し、前記
    接眼光学系が前記瞳の側から順に第1の反射透過面と瞳
    側に凹の第2の反射透過面とを含むとともに、以下の条
    件式を満たすことを特徴とする映像表示光学系; 0.4<dR/fs<1.8 ただし、 dR:第1の反射透過面と第2の反射透過面との軸上面間
    隔、 fs:接眼光学系の焦点距離、 である。
  2. 【請求項2】 更に以下の条件式を満たすことを特徴と
    する請求項1記載の映像表示光学系; 0.8≦fs/fr<1.5 ただし、 fs:接眼光学系の焦点距離、 fr:リレー光学系の焦点距離、 である。
  3. 【請求項3】 前記第1の反射透過面が、中心部分に偏
    光選択反射透過機能を有し、周辺部分にハーフミラー特
    性を有することを特徴とする請求項1記載の映像表示光
    学系。
  4. 【請求項4】 前記第2の反射透過面が、中心部分に反
    射透過特性を有し、周辺部分に単なる反射特性を有する
    ことを特徴とする請求項1記載の映像表示光学系。
  5. 【請求項5】 前記第1の反射透過面が以下の条件式を
    満たすことを特徴とする請求項1記載の映像表示光学
    系; -0.05≦fL/CRs<0.1 ただし、 CRs:第1の反射透過面の曲率半径、 fL :映像表示光学系全体の焦点距離、 である。
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