JP2001154596A - ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ - Google Patents

ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ

Info

Publication number
JP2001154596A
JP2001154596A JP33735799A JP33735799A JP2001154596A JP 2001154596 A JP2001154596 A JP 2001154596A JP 33735799 A JP33735799 A JP 33735799A JP 33735799 A JP33735799 A JP 33735799A JP 2001154596 A JP2001154596 A JP 2001154596A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fresnel lens
display screen
optical axis
annular prism
prism elements
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33735799A
Other languages
English (en)
Inventor
Kashichi Hirota
嘉七 廣田
Junji Fukuda
順二 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyowa Electric and Chemical Co Ltd
Original Assignee
Kyowa Electric and Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyowa Electric and Chemical Co Ltd filed Critical Kyowa Electric and Chemical Co Ltd
Priority to JP33735799A priority Critical patent/JP2001154596A/ja
Publication of JP2001154596A publication Critical patent/JP2001154596A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光の反射によりレンズ上に写ってしまうディ
スプレイ画面の外部の反射像を軽減可能なディスプレイ
画面の拡大観察用フレネルレンズの提供。 【解決手段】 光軸に対して同軸に複数の環状プリズム
要素が所定のピッチで配置され、該複数の環状プリズム
要素により所望の焦点距離のレンズが構成されるように
なったディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズに
おいて、フレネルレンズがディスプレイ画面の前面の所
定の位置に装着されるとき、光軸は、ディスプレイ画面
中心から下方もしくは上方に偏心して位置するようにな
っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、フレネルレンズ、
特にコンピュータのディスプレイ画面やテレビ画面の前
面に配置して、その画像を拡大して観察できるようにす
るディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズに関す
る。
【0002】
【従来の技術】フレネルレンズは、通常のレンズと同一
の光学的性能を通常のレンズよりも非常に薄く軽量に実
現できることを特徴とし、図1に示すような断面形状を
有する。すなわち、光軸Oに対して同軸に、複数の環状
プリズム要素Liが所定のピッチPで配置されている。
環状プリズム要素Liの上面は、フレネルレンズの焦点
距離fに対応する局率半径の球面の一部を構成するよう
に、水平面に対して角θ iだけ傾斜している。光軸Oか
らhiの距離にある環状プリズム要素の高さをdiで表す
と、この高さdiは、距離hiが小さくなるほど、小さく
なる。従って、光軸まわりの中央部には、極めて小さい
直径で、円形の平坦部が形成されている。
【0003】ディスプレイ画面の画像を拡大して観察で
きるようにするために、上記のようなフレネルレンズを
ディスプレイ画面の前面の所定の位置に装着することが
一つの方策として考えられる。このような用途で使用さ
れるフレネルレンズとしては、図2に示すように、モア
レ縞の発生を防止するために、複数の環状プリズム要素
iが0.25mm以下のピッチPで配置され、また、
回折現象による光軸まわりの特定の範囲内での虹目模様
の発生を防止するために、虹目模様が現われる環状プリ
ズム要素の高さdiが5μm以下、好ましくは7μm以
下となるような光軸Oを中心とする所定の直径φの円形
範囲内に、フレネルレンズの焦点距離に対応する曲率半
径rの球面Sが形成されているようなものが、特願平1
0−289418号により提案されている。このよう
に、フレネルレンズをディスプレイ画面に対して所定の
位置に装着するとき、その光軸はディスプレイ画面の中
心に位置するように配置するのが普通の考え方である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにフレネルレンズをディスプレイ画面の前面の所定
の位置に装着して使用すると、そのレンズ上に、光の反
射により、天井の蛍光灯やディスプレイ画面に対向する
人影等のディスプレイ画面の外部の反射像が写ってしま
う傾向がある。
【0005】本発明は、この従来のディスプレイ画面の
拡大観察用フレネルレンズの問題点を解消して、フレネ
ルレンズをディスプレイ画面の前面の所定の位置に装着
して使用したときに光の反射によりレンズ上に写ってし
まうディスプレイ画面の外部の反射像を軽減することを
解決すべき課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの観点よれ
ば、フレネルレンズが、複数の環状プリズム要素が形成
されている面を前記ディスプレイ画面に向けて、ディス
プレイ画面の前面の所定の位置に装着されるとき、光軸
は、ディスプレイ画面中心から下方に偏心して位置する
ようになったディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレ
ンズが提供される。本発明の一つの実施の形態によれ
ば、光軸は、ディスプレイ画面の中心から下方に約15
mmから約25mm偏心して位置するようになってい
る。
【0007】本発明の別の観点によれば、フレネルレン
ズが、複数の環状プリズム要素が形成されていない面を
ディスプレイ画面に向けて、ディスプレイ画面の前面の
所定の位置に装着されるとき、光軸は、ディスプレイ画
面中心から上方に偏心して位置するようになったディス
プレイ画面の拡大観察用フレネルレンズが提供される。
本発明の一つの実施の形態によれば、光軸は、ディスプ
レイ画面の中心から上方に約15mmから約25mm偏
心して位置するようになっている。
【0008】本発明の別の実施の形態によれば、複数の
環状プリズム要素は0.25mm以下のピッチで配置さ
れ、光軸を中心として該光軸から所定の半径の、回折現
象により虹目模様が現れる範囲内の円形部分に、複数の
環状プリズム要素により形成されるレンズの焦点距離に
対応する曲率半径の球面が形成されている。そして、円
形部分は前記環状プリズム要素の高さが5μm以下、好
ましくは7μm以下になる部分である。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適な実施例を
実験的検証に基づいて説明する。
【0010】本発明の発明者らは、モデル的なコンピュ
ータの操作環境において、コンピュータのディスプレイ
画面の前面にフレネルレンズを装着し、ディスプレイ画
面の使用角度及びフレネルレンズの光軸の位置を様々に
変更して、ディスプレイ画面に対向するオペレータによ
りフレネルレンズ上で視認される反射像の発生状況に関
して実験的検証を行った。
【0011】図3は、本発明の実験的検証が行われたモ
デル的なコンピュータの操作環境を示す断面図であり、
図4はその上面図である。これらの図に示されるよう
に、ディスプレイ画面2の前面には、フレネルレンズ1
が、環状プリズム要素Liが形成されている面をディス
プレイ画面2に向けて配置されており、ディスプレイ画
面2に対向して、フレネルレンズ1の前面から水平方向
に55cmの距離を置いてオペレータ3が位置する。オ
ペレータ3の目線はディスプレイ画面中心に向いてい
る。フレネルレンズとしては、上述の光軸を中心として
所定の直径の円形範囲内に球面が形成されたものを使用
する。また、オペレータ3の後方の天井には、6組の蛍
光灯4がディスプレイ画面に対して垂直に延びる。蛍光
灯4bは、フレネルレンズの前面から水平方向に2m5
0cm離れ、且つ、オペレータ3の目線の高さから垂直
上方に1m53cm離れて位置し、蛍光灯4bの後方に
は2m50cmの距離を置いて、蛍光灯4eが位置す
る。蛍光灯4b及び4eの左右には2mの間隔を置い
て、蛍光灯4aと4c、及び、4dと4fがそれぞれ位
置する。
【0012】図5は、図3及び図4に示したモデル的な
コンピュータの操作環境において、ディスプレイ画面の
使用角度が垂直である場合の、フレネルレンズの光軸の
位置とフレネルレンズ上での反射像の視認状況との関係
を示す正面図であり、同様に、図6はディスプレイ画面
の使用角度が下向き5度である場合、図7はディスプレ
イ画面の使用角度が上向き5度である場合、図8はディ
スプレイ画面の使用角度が上向き10度である場合の正
面図である。これらの図に示されるように、ディスプレ
イ画面2の使用角度がいずれの角度である場合にも、光
軸Oがディスプレイ画面Cから下方に偏心するに従っ
て、フレネルレンズ1上で視認される反射像IM及び正
面反射像IMfは軽減することが確認された。従って、
反射像IM及び正面反射像IMfの軽減という観点から
は、光軸Oはできる限り下方に位置するのが好ましい
が、一方、これに伴って、環状プリズム要素Liによる
光の屈折のために、フレネルレンズ1を通して視認され
るディスプレイ画面2の画像は劣化してしまうこととな
る。発明者らが行った上述のモデル的なコンピュータの
操作環境における実験的検証の結果では、光軸Oがディ
スプレイ画面の中心Cから下方に約15mmから約25
mm偏心している程度であれば、画像の劣化は生じず、
また、特に、ディスプレイ画面の使用角度が下向き5度
である場合には、反射像IM及び正面反射像IMfはデ
ィスプレイ画面2上で全く視認されないことが確認され
た。
【0013】尚、上述した実施例とは反対に、フレネル
レンズ1が、環状プリズム要素Liが形成されていない
面をディスプレイ画面2に向けて、ディスプレイ画面2
の前面に配置される場合には、光軸Oをディスプレイ画
面2から上方に偏心させることによって、本実施例と同
様に、フレネルレンズ1上で視認される反射像IM及び
正面反射像IMfが軽減されることも確認された。
【0014】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のディスプ
レイ画面の拡大観察用フレネルレンズによれば、フレネ
ルレンズがディスプレイ画面の前面の所定の位置に装着
されるとき、フレネルレンズの光軸はディスプレイ画面
の中心よりも下方もしくは上方に位置するようになって
いるので、光の反射によりレンズ上に写ってしまうディ
スプレイ画面の外部の反射像を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来のフレネルレンズの一例を示す断面図であ
る。
【図2】従来のフレネルレンズの別の一例を示す断面図
である。
【図3】本発明の実験的検証が行われたモデル的なコン
ピュータの操作環境を示す断面図である。
【図4】図3に示したモデル的なコンピュータの操作環
境を示す上面図である。
【図5】図3及び図4に示したモデル的なコンピュータ
の操作環境において、ディスプレイ画面の使用角度が垂
直である場合の、フレネルレンズの光軸の位置とフレネ
ルレンズ上での反射像の視認状況との関係を示す正面図
である。
【図6】図3及び図4に示したモデル的なコンピュータ
の操作環境において、ディスプレイ画面の使用角度が下
向き5度である場合の、フレネルレンズの光軸の位置と
フレネルレンズ上での反射像の視認状況との関係を示す
正面図である。
【図7】図3及び図4に示したモデル的なコンピュータ
の操作環境において、ディスプレイ画面の使用角度が上
向き5度である場合の、フレネルレンズの光軸の位置と
フレネルレンズ上での反射像の視認状況との関係を示す
正面図である。
【図8】図3及び図4に示したモデル的なコンピュータ
の操作環境において、ディスプレイ画面の使用角度が上
向き10度である場合の、フレネルレンズの光軸の位置
とフレネルレンズ上での反射像の視認状況との関係を示
す正面図である。
【符号の説明】
1 フレネルレンズ O 光軸 Li 環状プリズム要素 P ピッチ f 焦点距離 S 球面 2 ディスプレイ画面 3 オペレータ SL 目線 C ディスプレイ画面の中心 4 蛍光灯 IM 反射像 IMf 正面反射像

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光軸に対して同軸に複数の環状プリズム
    要素が所定のピッチで配置され、該複数の環状プリズム
    要素により所望の焦点距離のレンズが構成されるように
    なったディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズに
    おいて、 前記フレネルレンズが、前記複数の環状プリズム要素が
    形成されている面をディスプレイ画面に向けて、ディス
    プレイ画面の前面の所定の位置に装着されるとき、前記
    光軸は、ディスプレイ画面中心から下方に偏心して位置
    するようになったことを特徴とするフレネルレンズ。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載したフレネルレンズにお
    いて、前記光軸は、ディスプレイ画面の中心から下方に
    約15mmから約25mm偏心して位置するようになっ
    たことを特徴とするフレネルレンズ。
  3. 【請求項3】 光軸に対して同軸に複数の環状プリズム
    要素が所定のピッチで配置され、該複数の環状プリズム
    要素により所望の焦点距離のレンズが構成されるように
    なったディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズに
    おいて、 前記フレネルレンズが、前記複数の環状プリズム要素が
    形成されていない面をディスプレイ画面に向けて、ディ
    スプレイ画面の前面の所定の位置に装着されるとき、前
    記光軸は、ディスプレイ画面中心から上方に偏心して位
    置するようになったことを特徴とするフレネルレンズ。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載したフレネルレンズにお
    いて、前記光軸は、ディスプレイ画面の中心から上方に
    約15mmから約25mm偏心して位置するようになっ
    たことを特徴とするフレネルレンズ。
  5. 【請求項5】 請求項1から請求項4のいずれか1項に
    記載したフレネルレンズにおいて、前記複数の環状プリ
    ズム要素は0.25mm以下のピッチで配置され、前記
    光軸を中心として該光軸から所定の半径の、回折現象に
    より虹目模様が現れる範囲内の円形部分に、前記複数の
    環状プリズム要素により形成されるレンズの焦点距離に
    対応する曲率半径の球面が形成されていることを特徴と
    するフレネルレンズ。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載したフレネルレンズにお
    いて、前記円形部分は前記環状プリズム要素の高さが5
    μm以下になる部分であることを特徴とするフレネルレ
    ンズ。
  7. 【請求項7】 請求項5に記載したフレネルレンズにお
    いて、前記円形部分は前記環状プリズム要素の高さが7
    μm以下になる部分であることを特徴とするフレネルレ
    ンズ。
JP33735799A 1999-11-29 1999-11-29 ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ Pending JP2001154596A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33735799A JP2001154596A (ja) 1999-11-29 1999-11-29 ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33735799A JP2001154596A (ja) 1999-11-29 1999-11-29 ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001154596A true JP2001154596A (ja) 2001-06-08

Family

ID=18307872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP33735799A Pending JP2001154596A (ja) 1999-11-29 1999-11-29 ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001154596A (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009050812A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Fujitsu Limited 表示装置および表示システム
JP2012027269A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Nikon Corp 表示システム、虚像生成装置および表示方法
JP2015072475A (ja) * 2014-10-01 2015-04-16 大日本印刷株式会社 リニアフレネルレンズシート及びリニアフレネルレンズシートを製造するためのロール状の型
JP2015168388A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 車載表示装置
CN108287397A (zh) * 2018-01-15 2018-07-17 歌尔股份有限公司 头戴显示设备的光轴校准方法
CN114683448A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 光耀科技股份有限公司 用于头戴式显示器的光学透镜装置及其制造方法与模具
CN116879986A (zh) * 2023-09-08 2023-10-13 山东宇影光学仪器有限公司 一种反射式菲涅尔透镜及制作方法

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009050812A1 (ja) * 2007-10-18 2009-04-23 Fujitsu Limited 表示装置および表示システム
JP2012027269A (ja) * 2010-07-23 2012-02-09 Nikon Corp 表示システム、虚像生成装置および表示方法
JP2015168388A (ja) * 2014-03-10 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 車載表示装置
JP2015072475A (ja) * 2014-10-01 2015-04-16 大日本印刷株式会社 リニアフレネルレンズシート及びリニアフレネルレンズシートを製造するためのロール状の型
CN108287397A (zh) * 2018-01-15 2018-07-17 歌尔股份有限公司 头戴显示设备的光轴校准方法
CN114683448A (zh) * 2020-12-25 2022-07-01 光耀科技股份有限公司 用于头戴式显示器的光学透镜装置及其制造方法与模具
CN114683448B (zh) * 2020-12-25 2023-12-22 光耀科技股份有限公司 用于头戴式显示器的光学透镜装置及其制造方法
CN116879986A (zh) * 2023-09-08 2023-10-13 山东宇影光学仪器有限公司 一种反射式菲涅尔透镜及制作方法
CN116879986B (zh) * 2023-09-08 2023-11-21 山东宇影光学仪器有限公司 一种反射式菲涅尔透镜及制作方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6175454B1 (en) Panoramic imaging arrangement
US6805447B2 (en) Rear projection display device and projecting method used for the same
JP2003161885A5 (ja)
JP2008177070A (ja) 光制御素子、面光源装置および液晶表示装置
JP2006504120A (ja) リアプロジェクション表示装置
JP2003161885A (ja) 斜め投影光学系
JPH07191274A (ja) 画像表示装置
JPH09189880A (ja) 画像表示装置
JPWO2018163945A1 (ja) 画像表示装置
JP2019164176A (ja) 投射光学系ユニット、投射光学系、及び投射光学装置
CN106154704A (zh) 光学元件及投影装置
JP2021184077A (ja) フローティング映像ディスプレイ装置及びこれを含む車両用ディスプレイモジュール
JP2001523352A (ja) 投写型ディスプレイ用プリズム光ビーム・ホモジナイザー
JP2001154596A (ja) ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ
US4766684A (en) Lenticular screen for outdoor display
JP3061779B2 (ja) ディスプレイ画面の拡大観察用フレネルレンズ
US20040075900A1 (en) Transmissive screen and rear projector
JP2006011457A (ja) アレイミラーを備えた反射部ユニット及びそれを採用したプロジェクションディスプレイシステム
JP2003287682A (ja) 斜め投影光学系およびその設定方法
KR102140733B1 (ko) 증강 현실용 광학 장치
CN220399740U (zh) 一种远像投影系统
JP3399177B2 (ja) 広角カメラ
JPH0219930B2 (ja)
JP2019184872A (ja) 表示装置
JP2559731Y2 (ja) 鏡筒光学系