JP2002228970A - 光学系及びそれを用いた画像表示装置 - Google Patents
光学系及びそれを用いた画像表示装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B17/00—Systems with reflecting surfaces, with or without refracting elements
- G02B17/08—Catadioptric systems
- G02B17/0856—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors
- G02B17/086—Catadioptric systems comprising a refractive element with a reflective surface, the reflection taking place inside the element, e.g. Mangin mirrors wherein the system is made of a single block of optical material, e.g. solid catadioptric systems
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 液晶ディスプレイ等の表示手段に表示した画
像情報を観察する際に、装置全体のコンパクト性・軽量
性と広画角化が容易な光学系及びそれを用いた画像表示
装置を得ること 【解決手段】 表示手段からの光束を所定位置に導い
て、観察者が該表示手段の画像情報を観察することがで
きる光学系であって、該表示手段の表示面中心より射出
し、該光学系の射出瞳中心を通る光線を中心画角主光線
としたときに、該光学系は、同一部材上に該中心画角主
光線に対して偏心し且つパワーを有した偏心反射面を複
数有する第１光学素子と、該中心画角主光線に対して偏
心し且つパワーを有する少なくとも１枚の偏心ミラーよ
り成る偏心ミラー系とを有し、該偏心ミラー系を介して
該表示手段からの光束を該第１光学素子に導き該第１光
学素子を射出した光束を該所定位置に導いている。
像情報を観察する際に、装置全体のコンパクト性・軽量
性と広画角化が容易な光学系及びそれを用いた画像表示
装置を得ること 【解決手段】 表示手段からの光束を所定位置に導い
て、観察者が該表示手段の画像情報を観察することがで
きる光学系であって、該表示手段の表示面中心より射出
し、該光学系の射出瞳中心を通る光線を中心画角主光線
としたときに、該光学系は、同一部材上に該中心画角主
光線に対して偏心し且つパワーを有した偏心反射面を複
数有する第１光学素子と、該中心画角主光線に対して偏
心し且つパワーを有する少なくとも１枚の偏心ミラーよ
り成る偏心ミラー系とを有し、該偏心ミラー系を介して
該表示手段からの光束を該第１光学素子に導き該第１光
学素子を射出した光束を該所定位置に導いている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学系及びそれを
用いた画像表示装置に関し、液晶表示素子等の表示手段
に表示された画像情報を適切に設定した自由曲面を有す
る光学素子を介して拡大して観察させるようにしたヘッ
ドマウントディスプレイ等に好適なものである。特に薄
型で広画角の表示が容易で自由曲面を有する光学素子を
用いてレイアウト自由度を高めた画像情報を撮像する撮
像装置等に好適な光学系に関する。
用いた画像表示装置に関し、液晶表示素子等の表示手段
に表示された画像情報を適切に設定した自由曲面を有す
る光学素子を介して拡大して観察させるようにしたヘッ
ドマウントディスプレイ等に好適なものである。特に薄
型で広画角の表示が容易で自由曲面を有する光学素子を
用いてレイアウト自由度を高めた画像情報を撮像する撮
像装置等に好適な光学系に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来よりＣＲＴやＬＣＤ等の表示素子を
用い、これらの表示素子に表示された画像を光学系を介
して拡大して観察させるようにした頭部装着型の画像表
示装置（ヘッドマウントディスプレイ）が良く知られて
いる。
用い、これらの表示素子に表示された画像を光学系を介
して拡大して観察させるようにした頭部装着型の画像表
示装置（ヘッドマウントディスプレイ）が良く知られて
いる。
【０００３】図７は従来の共軸凹面鏡を用いた画像表示
装置の要部概略図である。同図では表示素子６１に表示
された画像からの光束をハーフミラー６２で反射させ、
凹面鏡６３に入射させている。凹面鏡６３で反射した光
束をハーフミラー６２を介して観察者Ｅに導光してい
る。表示素子６１に表示した画像は凹面鏡６３によって
拡大した虚像として形成される。これにより、観察者は
表示素子６１に表示した画像の拡大虚像を観察してい
る。
装置の要部概略図である。同図では表示素子６１に表示
された画像からの光束をハーフミラー６２で反射させ、
凹面鏡６３に入射させている。凹面鏡６３で反射した光
束をハーフミラー６２を介して観察者Ｅに導光してい
る。表示素子６１に表示した画像は凹面鏡６３によって
拡大した虚像として形成される。これにより、観察者は
表示素子６１に表示した画像の拡大虚像を観察してい
る。
【０００４】また、例えば特開平７−３３３５５１号公
報，特開平８−５０２５６号公報，特開平８−１６０３
４０号公報，特開平８−１７９２３８号公報等において
は、画像を表示する表示手段としてのＬＣＤ（液晶）と
観察光学系としての薄型プリズムとを使用し、装置全体
の薄型化を図った画像表示装置が提案されている。
報，特開平８−５０２５６号公報，特開平８−１６０３
４０号公報，特開平８−１７９２３８号公報等において
は、画像を表示する表示手段としてのＬＣＤ（液晶）と
観察光学系としての薄型プリズムとを使用し、装置全体
の薄型化を図った画像表示装置が提案されている。
【０００５】図８は、特開平７−３３３５５１号公報で
提案している画像表示装置の要部概略図である。図８に
おいて、ＬＣＤ５１から発せられた光を、小型プリズム
５２の入射面５３に入射させている。そして該小型プリ
ズム５２に形成した曲率を有した全反射面５４、そして
反射面５５との間で光束を折り畳み、その後、面５４よ
り小型プリズム５２を射出させて観察者Ｅに導光してい
る。これによって表示手段（ＬＣＤ）５１に表示した画
像の虚像を形成し、該虚像を観察者Ｅが観察するように
している。小型プリズム５２の反射面５５は、偏心非回
転対称面（アジムス角度により光学的パワーの異なる
面、所謂自由曲面）で構成された偏心自由曲面より成っ
ている。
提案している画像表示装置の要部概略図である。図８に
おいて、ＬＣＤ５１から発せられた光を、小型プリズム
５２の入射面５３に入射させている。そして該小型プリ
ズム５２に形成した曲率を有した全反射面５４、そして
反射面５５との間で光束を折り畳み、その後、面５４よ
り小型プリズム５２を射出させて観察者Ｅに導光してい
る。これによって表示手段（ＬＣＤ）５１に表示した画
像の虚像を形成し、該虚像を観察者Ｅが観察するように
している。小型プリズム５２の反射面５５は、偏心非回
転対称面（アジムス角度により光学的パワーの異なる
面、所謂自由曲面）で構成された偏心自由曲面より成っ
ている。
【０００６】図８に示す光学系のタイプは図７に示した
従来の共軸凹面鏡を用いたタイプに比べ、装置全体の薄
型化及び観察視野の広画角化が容易であるという特徴を
有している。
従来の共軸凹面鏡を用いたタイプに比べ、装置全体の薄
型化及び観察視野の広画角化が容易であるという特徴を
有している。
【０００７】従来よりヘッドマウントディスプレイやメ
ガネ型ディスプレイ等の画像表示装置は、これらの装置
を頭部に装着するため、特に装置全体の小型化，軽量化
が要望されている。特に、重量バランス、外観等を考慮
すると、観察者の視軸方向に薄型であることが好まし
い。また、表示手段に表示した画像の観察に迫力を持た
せるために観察画角を広げることが重要な課題となって
いる。
ガネ型ディスプレイ等の画像表示装置は、これらの装置
を頭部に装着するため、特に装置全体の小型化，軽量化
が要望されている。特に、重量バランス、外観等を考慮
すると、観察者の視軸方向に薄型であることが好まし
い。また、表示手段に表示した画像の観察に迫力を持た
せるために観察画角を広げることが重要な課題となって
いる。
【０００８】近年、画像を表示する表示手段であるＬＣ
Ｄ等の高精細化が進み、従来と同程度の画素数を有し、
且つ従来品より小型化されたＬＣＤが開発されている。
このような小型化された表示手段を用いる場合において
も、従来と同様の画角を達成することが望まれている。
Ｄ等の高精細化が進み、従来と同程度の画素数を有し、
且つ従来品より小型化されたＬＣＤが開発されている。
このような小型化された表示手段を用いる場合において
も、従来と同様の画角を達成することが望まれている。
【０００９】特開平１０−１５３７４８号公報において
は、屈折力のある偏心プリズム光学系とリレーレンズ系
とを組み合わせ、表示手段に表示した画像情報をリレー
レンズ系により一旦中間像として形成してから表示手段
に表示された画像を観察者に導くことで、パネルサイズ
に対して光学系の広画角化を図っている。
は、屈折力のある偏心プリズム光学系とリレーレンズ系
とを組み合わせ、表示手段に表示した画像情報をリレー
レンズ系により一旦中間像として形成してから表示手段
に表示された画像を観察者に導くことで、パネルサイズ
に対して光学系の広画角化を図っている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】該公報の更なる光学性
能向上を図ったものとして、偏心プリズムの内部反射面
を増加させ偏心プリズムの光学作用のみで表示手段に表
示した画像情報の中間像を形成しその中間像を観察者に
導くタイプや、第１の偏心プリズム光学系に第２の偏心
プリズムを設けたタイプ等の光学系が、特開２０００−
０６６１０６号公報、特開２０００−１０５３３８号公
報、特開２０００−１３１６１４号公報、特開２０００
−１９９８５３号公報等に開示されている。
能向上を図ったものとして、偏心プリズムの内部反射面
を増加させ偏心プリズムの光学作用のみで表示手段に表
示した画像情報の中間像を形成しその中間像を観察者に
導くタイプや、第１の偏心プリズム光学系に第２の偏心
プリズムを設けたタイプ等の光学系が、特開２０００−
０６６１０６号公報、特開２０００−１０５３３８号公
報、特開２０００−１３１６１４号公報、特開２０００
−１９９８５３号公報等に開示されている。
【００１１】これらはいずれも光学系を全てプリズム部
材で構成している。また、特開２０００−２０６４４６
号公報、特開２０００−２２１４４０号公報等には、リ
レー光学系にプリズムを用い接眼光学系にミラーを用い
る光学系が開示されている。特開２０００−２０６４４
６号公報は接眼光学系をハーフミラー及び凹面鏡で構成
しているため、薄型が難しく、光量損失が大きくなる傾
向があった。また、特開２０００−２２１４４０号公報
では接眼光学系を１枚の偏心ミラーで構成しているた
め、系全体の薄型化が難しい。
材で構成している。また、特開２０００−２０６４４６
号公報、特開２０００−２２１４４０号公報等には、リ
レー光学系にプリズムを用い接眼光学系にミラーを用い
る光学系が開示されている。特開２０００−２０６４４
６号公報は接眼光学系をハーフミラー及び凹面鏡で構成
しているため、薄型が難しく、光量損失が大きくなる傾
向があった。また、特開２０００−２２１４４０号公報
では接眼光学系を１枚の偏心ミラーで構成しているた
め、系全体の薄型化が難しい。
【００１２】本発明は、液晶ディスプレイ等の表示手段
に表示した画像情報を観察する際に、装置全体のコンパ
クト性・軽量性と広画角化が容易な光学系及びそれを用
いた画像表示装置の提供を目的とする。
に表示した画像情報を観察する際に、装置全体のコンパ
クト性・軽量性と広画角化が容易な光学系及びそれを用
いた画像表示装置の提供を目的とする。
【００１３】又、本発明は、ＣＣＤカメラ等の撮像装置
において、レイアウト自由度を高め薄型・軽量化を達成
した撮像光学系を提供することを目的としている。
において、レイアウト自由度を高め薄型・軽量化を達成
した撮像光学系を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の光学系
は表示手段からの光束を所定位置に導いて、観察者が該
表示手段の画像情報を観察することができる光学系であ
って、該表示手段の表示面中心より射出し、該光学系の
射出瞳中心を通る光線を中心画角主光線としたときに、
該光学系は、同一部材上に該中心画角主光線に対して偏
心し且つパワーを有した偏心反射面を複数有する第１光
学素子と、該中心画角主光線に対して偏心し且つパワー
を有する少なくとも１枚の偏心ミラーより成る偏心ミラ
ー系とを有し、該偏心ミラー系を介して該表示手段から
の光束を該第１光学素子に導き該第１光学素子を射出し
た光束を該所定位置に導いていることを特徴としてい
る。
は表示手段からの光束を所定位置に導いて、観察者が該
表示手段の画像情報を観察することができる光学系であ
って、該表示手段の表示面中心より射出し、該光学系の
射出瞳中心を通る光線を中心画角主光線としたときに、
該光学系は、同一部材上に該中心画角主光線に対して偏
心し且つパワーを有した偏心反射面を複数有する第１光
学素子と、該中心画角主光線に対して偏心し且つパワー
を有する少なくとも１枚の偏心ミラーより成る偏心ミラ
ー系とを有し、該偏心ミラー系を介して該表示手段から
の光束を該第１光学素子に導き該第１光学素子を射出し
た光束を該所定位置に導いていることを特徴としてい
る。
【００１５】請求項２の発明は請求項１の発明において
前記光学系は、前記表示手段から前記所定位置に至る光
路中に中間像を形成することができる屈折力を有してい
ることを特徴としている。
前記光学系は、前記表示手段から前記所定位置に至る光
路中に中間像を形成することができる屈折力を有してい
ることを特徴としている。
【００１６】請求項３の発明は請求項２の発明において
前記偏心ミラー系は、正のパワーを有していることを特
徴としている。
前記偏心ミラー系は、正のパワーを有していることを特
徴としている。
【００１７】請求項４の発明は請求項３の発明において
前記偏心ミラー系は、前記中心画角主光線によって形成
される面において、前記表示手段の表示面中心より前記
射出瞳の両端に至る光線が該表示手段からの出射して前
記偏心ミラー系の第１ミラーに入射するときになす角度
をθｉｎ、とし、前記表示手段の表示面中心より前記射
出瞳の両端に至る光線が前記偏心ミラー系の最終偏心ミ
ラーを射出するときになす角度をθｏｕｔ、前記表示手
段の表示面中心より前記射出瞳の両端に至る光線を延長
した際に交点が反射される側に出来るときになす角度を
正、逆側にできるときになす角度を負としたとき、 ０≦θｏｕｔ／θｉｎ≦１ を満足するよう構成されていることを特徴としている。
前記偏心ミラー系は、前記中心画角主光線によって形成
される面において、前記表示手段の表示面中心より前記
射出瞳の両端に至る光線が該表示手段からの出射して前
記偏心ミラー系の第１ミラーに入射するときになす角度
をθｉｎ、とし、前記表示手段の表示面中心より前記射
出瞳の両端に至る光線が前記偏心ミラー系の最終偏心ミ
ラーを射出するときになす角度をθｏｕｔ、前記表示手
段の表示面中心より前記射出瞳の両端に至る光線を延長
した際に交点が反射される側に出来るときになす角度を
正、逆側にできるときになす角度を負としたとき、 ０≦θｏｕｔ／θｉｎ≦１ を満足するよう構成されていることを特徴としている。
【００１８】請求項５の発明は請求項３の発明において
前記偏心ミラー系の母線断面の合成焦点距離をｆｙ、前
記偏心ミラー系を構成する偏心ミラーの中で母線断面ロ
ーカル焦点距離が最も短いものをｆｙｍｉｎとすると
き、 ０．５＜ｆｙｍｉｎ／ｆｙ＜２ を満たすことを特徴としている。
前記偏心ミラー系の母線断面の合成焦点距離をｆｙ、前
記偏心ミラー系を構成する偏心ミラーの中で母線断面ロ
ーカル焦点距離が最も短いものをｆｙｍｉｎとすると
き、 ０．５＜ｆｙｍｉｎ／ｆｙ＜２ を満たすことを特徴としている。
【００１９】請求項６の発明は請求項３の発明において
前記第１光学素子は、偏心反射面と透過面とを兼用した
パワーを有する反射・透過兼用面を有することを特徴と
している。
前記第１光学素子は、偏心反射面と透過面とを兼用した
パワーを有する反射・透過兼用面を有することを特徴と
している。
【００２０】請求項７の発明は請求項６の発明において
前記反射・透過兼用面は反射光束と透過光束との両方が
面に当たる共用領域を有し、少なくとも該共用領域にお
いての反射が前記第１光学素子での内部全反射している
ことを特徴としている。
前記反射・透過兼用面は反射光束と透過光束との両方が
面に当たる共用領域を有し、少なくとも該共用領域にお
いての反射が前記第１光学素子での内部全反射している
ことを特徴としている。
【００２１】請求項８の発明は請求項７の発明において
前記反射・透過兼用面の一部に反射膜を形成したことを
特徴としている。
前記反射・透過兼用面の一部に反射膜を形成したことを
特徴としている。
【００２２】請求項９の発明は請求項３または６の発明
において前記中間像は表示手段上に表示された画像より
拡大結像されていることを特徴としている。
において前記中間像は表示手段上に表示された画像より
拡大結像されていることを特徴としている。
【００２３】請求項１０の発明は請求項３または６の発
明において前記中間像の少なくとも一部が第１光学素子
内に形成されることを特徴としている。
明において前記中間像の少なくとも一部が第１光学素子
内に形成されることを特徴としている。
【００２４】請求項１１の発明は請求項３または６の発
明において前記表示手段の表示面は平面であり、前記中
間像は湾曲して形成されていることを特徴としている。
明において前記表示手段の表示面は平面であり、前記中
間像は湾曲して形成されていることを特徴としている。
【００２５】請求項１２の発明は請求項３または６の発
明において前記偏心反射面の少なくとも１面は唯一の対
称面のみを有する非回転対称形状であることを特徴とし
ている。
明において前記偏心反射面の少なくとも１面は唯一の対
称面のみを有する非回転対称形状であることを特徴とし
ている。
【００２６】請求項１３の発明は請求項３または６の発
明において前記第１光学素子内での反射回数が３回以下
であることを特徴としている。
明において前記第１光学素子内での反射回数が３回以下
であることを特徴としている。
【００２７】請求項１４の発明の画像表示装置は請求項
１から１３のいずれか１項の光学系と、画像情報を表示
する表示手段とを有していることを特徴としている。
１から１３のいずれか１項の光学系と、画像情報を表示
する表示手段とを有していることを特徴としている。
【００２８】請求項１５の発明の光学系は光束を結像さ
せる光学系であって、該光学系の入射瞳より入射し、結
像面中心に至る光線を中心画角主光線としたとき、該光
学系は、同一部材上に該中心画角主光線に対して偏心し
且つパワーを有した偏心反射面を複数有する第１光学素
子と、該中心画角主光線に対して偏心し且つパワーを有
する少なくとも１枚の偏心ミラーとを有し、入射瞳を通
った光束を該第１光学素子を介して該偏心ミラーに導い
ていることを特徴としている。
せる光学系であって、該光学系の入射瞳より入射し、結
像面中心に至る光線を中心画角主光線としたとき、該光
学系は、同一部材上に該中心画角主光線に対して偏心し
且つパワーを有した偏心反射面を複数有する第１光学素
子と、該中心画角主光線に対して偏心し且つパワーを有
する少なくとも１枚の偏心ミラーとを有し、入射瞳を通
った光束を該第１光学素子を介して該偏心ミラーに導い
ていることを特徴としている。
【００２９】請求項１６の発明の光学系は表示手段から
の光束を所定位置に導く光学系であって、該表示手段の
表示面中心より射出し該光学系の射出瞳中心を通る光線
を中心画角主光線とするとき、同一部材上に該中心画角
主光線に対して偏心し且つパワーを有した偏心反射面を
複数有する第１光学素子と、該中心画角主光線に対して
偏心し且つパワーを有する少なくとも１枚の偏心ミラー
を有する偏心ミラー系とを有し、該偏心ミラーを介して
該表示手段からの光束を該第１光学素子に導き、該第１
光学素子を射出した光束を該所定位置に導いて観察者に
該表示手段上に表示した画像の拡大像を提示するよう構
成されたことを特徴としている。
の光束を所定位置に導く光学系であって、該表示手段の
表示面中心より射出し該光学系の射出瞳中心を通る光線
を中心画角主光線とするとき、同一部材上に該中心画角
主光線に対して偏心し且つパワーを有した偏心反射面を
複数有する第１光学素子と、該中心画角主光線に対して
偏心し且つパワーを有する少なくとも１枚の偏心ミラー
を有する偏心ミラー系とを有し、該偏心ミラーを介して
該表示手段からの光束を該第１光学素子に導き、該第１
光学素子を射出した光束を該所定位置に導いて観察者に
該表示手段上に表示した画像の拡大像を提示するよう構
成されたことを特徴としている。
【００３０】請求項１７の発明の撮像装置は請求項１５
又は１６の光学系と、該光学系によって形成した画像情
報を撮像する撮像手段とを有していることを特徴として
いる。
又は１６の光学系と、該光学系によって形成した画像情
報を撮像する撮像手段とを有していることを特徴として
いる。
【００３１】請求項１８の発明のヘッドマウントディス
プレイは請求項１４の画像表示装置を有したことを特徴
としている。
プレイは請求項１４の画像表示装置を有したことを特徴
としている。
【００３２】
【発明の実施の形態】［実施形態１］図１は、本発明の
光学系を用いた画像表示装置の実施形態１の要部概略図
である。
光学系を用いた画像表示装置の実施形態１の要部概略図
である。
【００３３】図中、１は第１光学素子、２は反射面Ｓ７
を有する偏心ミラー（表面反射鏡）系であり、本実施形
態においては第１光学素子１と偏心ミラー系２が光学系
の一要素を構成している。３は本実施形態の表示手段で
あるＬＣＤ（液晶表示素子）である。ＬＣＤ３には撮像
手段（不図示）で得られた画像情報やコンピュータ等で
作られた画像情報が画像表示面Ｓｉに表示されている。
を有する偏心ミラー（表面反射鏡）系であり、本実施形
態においては第１光学素子１と偏心ミラー系２が光学系
の一要素を構成している。３は本実施形態の表示手段で
あるＬＣＤ（液晶表示素子）である。ＬＣＤ３には撮像
手段（不図示）で得られた画像情報やコンピュータ等で
作られた画像情報が画像表示面Ｓｉに表示されている。
【００３４】また、図中のＳ１は本実施形態の光学系に
よって形成される射出瞳を示しており、該射出瞳Ｓ１か
らＬＣＤ３の画像表示面ＳＩに至る逆トレースの順に後
述する表１に光学データ（各面の配置及び面形状）を示
している。
よって形成される射出瞳を示しており、該射出瞳Ｓ１か
らＬＣＤ３の画像表示面ＳＩに至る逆トレースの順に後
述する表１に光学データ（各面の配置及び面形状）を示
している。
【００３５】ＬＣＤ３から発せられた画像情報に基づく
光束を、偏心ミラー２で反射させて第１光学素子１の入
射面Ｓ６より、第１光学素子１内に導光している。そし
て第１光学素子１は入射面Ｓ６からの光束を順に反射面
Ｓ５、反射面（全反射面）Ｓ４、反射面Ｓ３で反射させ
た後に反射面Ｓ４と同一形状の透過面Ｓ２より射光させ
て、観察用の瞳Ｓ１に導光している。
光束を、偏心ミラー２で反射させて第１光学素子１の入
射面Ｓ６より、第１光学素子１内に導光している。そし
て第１光学素子１は入射面Ｓ６からの光束を順に反射面
Ｓ５、反射面（全反射面）Ｓ４、反射面Ｓ３で反射させ
た後に反射面Ｓ４と同一形状の透過面Ｓ２より射光させ
て、観察用の瞳Ｓ１に導光している。
【００３６】これによって表示手段（ＬＣＤ）３に表示
した画像の虚像（拡大像）を形成し、該虚像を観察者Ｅ
の瞳Ｓ１より観察するようにしている。面Ｓ２〜Ｓ７は
偏心非回転対称面（アジムス角度により光学的パワーの
異なる面、所謂自由曲面）で構成された偏心自由曲面よ
りなっている。
した画像の虚像（拡大像）を形成し、該虚像を観察者Ｅ
の瞳Ｓ１より観察するようにしている。面Ｓ２〜Ｓ７は
偏心非回転対称面（アジムス角度により光学的パワーの
異なる面、所謂自由曲面）で構成された偏心自由曲面よ
りなっている。
【００３７】本実施形態においては、後述する表の数値
を全てｍｍ単位で表わしたとき該拡大像が射出瞳Ｓ１か
ら２０００ｍｍの距離に形成され、ＬＣＤ３の表示画面
Ｓｉのサイズは１１．４ｍｍ×１０．４ｍｍ、ｘ方向画
角５０°、ｙ方向画角３８．６°、瞳径φ８ｍｍであ
る。
を全てｍｍ単位で表わしたとき該拡大像が射出瞳Ｓ１か
ら２０００ｍｍの距離に形成され、ＬＣＤ３の表示画面
Ｓｉのサイズは１１．４ｍｍ×１０．４ｍｍ、ｘ方向画
角５０°、ｙ方向画角３８．６°、瞳径φ８ｍｍであ
る。
【００３８】以下、表１に示した数値について説明す
る。
る。
【００３９】最も左の項目Ｓは面番号を示している。Ｓ
１は瞳面、Ｓ２は面Ｓ２を示している。以下同様であ
る。面番号ｉは本実施形態の画像表示面である。
１は瞳面、Ｓ２は面Ｓ２を示している。以下同様であ
る。面番号ｉは本実施形態の画像表示面である。
【００４０】ｘ，ｙ，ｚ及びａは、射出瞳面Ｓ１の中心
を原点（０，０，０）とし、図中に示したｙ軸，ｚ軸と
紙面奥向きにｘ軸をとった座標系における各面の面頂点
の位置（ｘ，ｙ，ｚ）、並びに、図面上で反時計まわり
を正方向とするｘ軸まわりの回転角度ａ（単位：度）で
ある。面形状の欄においては、球面形状を持つ面に対し
てはＳＰＨの記号を付し、その横の括弧中に曲率半径ｒ
の数値を示している。同欄にＦＦＳとして示した面は非
回転対称面であり、本実施形態においては以下の式
（１）に従った形状であり、そのうち０でない係数のみ
をＣ＊＊として示している。 z=1/2*(1/A+1/B)*(y2*cos(W)2+x2)/cos(W)/(1+1/2*(1/A-1/B)*y*sin(W)+(1+(1/A -1/B)*y*sin(W)-(1/A/B+1/4*tan(W)2*(1/A+1/B)2)*x2)(1/2)) +C20*x2+C11*x*y+C02*y2 +C30*x3+C21*x2*y+C12*x*y2+C03*y3 +C40*x4+C31*x3*y+C22*x2*y2+C13*x*y3+C04*y4 +C50*x5+C41*x4*y+C32*x3*y2+C23*x2*y3+C14*x*y4+C05*y5 +C60*x6+C51*x5*y+C42*x4*y2+C33*x3*y3+C24*x2*y4+C15*x*y5+C06*y6+・・・… …(1) 即ち、上式においてCｍｎはxm*ynの係数を表している。
を原点（０，０，０）とし、図中に示したｙ軸，ｚ軸と
紙面奥向きにｘ軸をとった座標系における各面の面頂点
の位置（ｘ，ｙ，ｚ）、並びに、図面上で反時計まわり
を正方向とするｘ軸まわりの回転角度ａ（単位：度）で
ある。面形状の欄においては、球面形状を持つ面に対し
てはＳＰＨの記号を付し、その横の括弧中に曲率半径ｒ
の数値を示している。同欄にＦＦＳとして示した面は非
回転対称面であり、本実施形態においては以下の式
（１）に従った形状であり、そのうち０でない係数のみ
をＣ＊＊として示している。 z=1/2*(1/A+1/B)*(y2*cos(W)2+x2)/cos(W)/(1+1/2*(1/A-1/B)*y*sin(W)+(1+(1/A -1/B)*y*sin(W)-(1/A/B+1/4*tan(W)2*(1/A+1/B)2)*x2)(1/2)) +C20*x2+C11*x*y+C02*y2 +C30*x3+C21*x2*y+C12*x*y2+C03*y3 +C40*x4+C31*x3*y+C22*x2*y2+C13*x*y3+C04*y4 +C50*x5+C41*x4*y+C32*x3*y2+C23*x2*y3+C14*x*y4+C05*y5 +C60*x6+C51*x5*y+C42*x4*y2+C33*x3*y3+C24*x2*y4+C15*x*y5+C06*y6+・・・… …(1) 即ち、上式においてCｍｎはxm*ynの係数を表している。
【００４１】尚、本発明の実施形態においては、各面は
ｙｚ面を対称面として持つ非回転対称面であるため、ｘ
の奇数次の項は生じず、これをあらかじめ省いた式で定
義しても良い。また、本発明の実施形態においては、全
て上式（１）によって面形状を表現しているが、その他
の式で表して良いことは当然である。例えば、下の
（２）式による面形状の表現があるが、本発明の実施形
態をそれぞれ（２）式で表現しても良い。尚、（２）式
は、あらかじめｘの奇数次の項を省いたものである。 z=(1/R)*(x2+y2)/(1+(1-(1+k)*(1/R)2*(x2+y2))(1/2))+Z1+Z3*y+Z4*(x2-y2)+Z5* (-1+2*x2+2*y2)+Z9*(-2*y+3*x2*y+3*y3)+Z10*(3*x2*y-y3)+Z11*(x4-6*x2*y2+y4) +Z12*(-3*x2+4*x4+3*y2-4*y4)+Z13*(1-6*x2+6*x4-6*y2+12*x2*y2+6*y4)+Z19*(3* y-12*x2*y+10*x4*y-12*y3+20*x2*y3+10*y5)+Z20*(-12*x2*y+15*x4*y+4*y3+10*x2 *y3-5*y5)+Z21*(5*x4*y-10*x2*y3+y5)+Z22*(x6-15*x4*y2+15*x2*y4-y6)+Z23*(-5 *x4+6*x6+30*x2*y2-30*x4*y2-5*y4-30*x2*y4+6*y6)+Z24*(6*x2-20*x4+15*x6-6*y 2 +15*x4*y2+20*y4-15*x2*y4-15*y6)+Z25*(-1+12*x2-30*x4+20*x6+12*y2-60*x2*y 2 +60*x4*y2-30*y4+60*x2*y4+20*y6) (2) 表１の媒質の欄には、その面以降の媒質の屈折率をｎ
ｄ、アッベ数をνｄで示している。媒質が空気の場合は
ｎｄ：１として表し、アッベ数νｄは省略している。媒
質欄にＲＥＦＬとして示された面は反射面で、その前の
媒質を引き継ぐことを前提として表している。また、像
面ｓｉ以降の媒質は光学的に意味を持たないため、不指
示としている。
ｙｚ面を対称面として持つ非回転対称面であるため、ｘ
の奇数次の項は生じず、これをあらかじめ省いた式で定
義しても良い。また、本発明の実施形態においては、全
て上式（１）によって面形状を表現しているが、その他
の式で表して良いことは当然である。例えば、下の
（２）式による面形状の表現があるが、本発明の実施形
態をそれぞれ（２）式で表現しても良い。尚、（２）式
は、あらかじめｘの奇数次の項を省いたものである。 z=(1/R)*(x2+y2)/(1+(1-(1+k)*(1/R)2*(x2+y2))(1/2))+Z1+Z3*y+Z4*(x2-y2)+Z5* (-1+2*x2+2*y2)+Z9*(-2*y+3*x2*y+3*y3)+Z10*(3*x2*y-y3)+Z11*(x4-6*x2*y2+y4) +Z12*(-3*x2+4*x4+3*y2-4*y4)+Z13*(1-6*x2+6*x4-6*y2+12*x2*y2+6*y4)+Z19*(3* y-12*x2*y+10*x4*y-12*y3+20*x2*y3+10*y5)+Z20*(-12*x2*y+15*x4*y+4*y3+10*x2 *y3-5*y5)+Z21*(5*x4*y-10*x2*y3+y5)+Z22*(x6-15*x4*y2+15*x2*y4-y6)+Z23*(-5 *x4+6*x6+30*x2*y2-30*x4*y2-5*y4-30*x2*y4+6*y6)+Z24*(6*x2-20*x4+15*x6-6*y 2 +15*x4*y2+20*y4-15*x2*y4-15*y6)+Z25*(-1+12*x2-30*x4+20*x6+12*y2-60*x2*y 2 +60*x4*y2-30*y4+60*x2*y4+20*y6) (2) 表１の媒質の欄には、その面以降の媒質の屈折率をｎ
ｄ、アッベ数をνｄで示している。媒質が空気の場合は
ｎｄ：１として表し、アッベ数νｄは省略している。媒
質欄にＲＥＦＬとして示された面は反射面で、その前の
媒質を引き継ぐことを前提として表している。また、像
面ｓｉ以降の媒質は光学的に意味を持たないため、不指
示としている。
【００４２】本発明の画像表示装置の説明の前に、本発
明で使用される母線断面、子線断面、ローカル母線断
面、ローカル子線断面の定義について説明する。偏心系
に対応していない従来系の定義では、各面頂点座標系で
z軸を光軸とすると、yz断面が従来の母線断面（メリジ
オナル断面）、xz断面が子線断面（サジタル断面）とな
る。本発明は偏心系なので偏心系に対応したローカル母
線断面、ローカル子線断面を新たに定義する。中心画角
主光線Ｌ０と各面とのヒットポイント上で、中心画角主
光線の入射光と射出光を含む面をローカル母線断面と
し、ヒットポイントを含みローカル母線断面と垂直で、
各面頂点座標系の子線断面（通常の子線断面）と平行な
面をローカル子線断面として定義する。ローカル母線断
面の曲率をｒｙ、ローカル子線断面の曲率をｒｘとし
て、該当する面の前後の屈折率をそれぞれｎｄ、ｎｄ'
とするときに、ｆｙ＝ｒｙ／（ｎｄ'−ｎｄ）で与えら
れるｆｙをローカル母線断面焦点距離、ｆｘ＝ｒｘ／
（ｎｄ'−ｎｄ）で与えられるｆｘをローカル子線断面
焦点距離と定義する。また、φｙ＝１／ｆｙ、φｘ＝１
／ｆｘで与えられるφｙ、φｘをそれぞれ各面のローカ
ル母線断面パワー、ローカル子線断面パワーとする。
今、第ｉ番目のローカル母線断面パワーをφｙｉ、第ｉ
番目の光学面と中心画角主光線Ｌ０とのヒットポイント
と第ｉ＋１番目の光学面と中心画角主光線Ｌ０とのヒッ
トポイント間の距離をその間の媒質の屈折率で割った値
を換算面間隔ｅｉ’とした場合に、第ｍ面から第ｎ面ま
で通常の近軸追跡計算と同様にして求めた合成パワーφ
ｙｍｎの逆数ｆｙｍｎを第ｍ面から第ｎ面までの母線断
面合成焦点距離とする。
明で使用される母線断面、子線断面、ローカル母線断
面、ローカル子線断面の定義について説明する。偏心系
に対応していない従来系の定義では、各面頂点座標系で
z軸を光軸とすると、yz断面が従来の母線断面（メリジ
オナル断面）、xz断面が子線断面（サジタル断面）とな
る。本発明は偏心系なので偏心系に対応したローカル母
線断面、ローカル子線断面を新たに定義する。中心画角
主光線Ｌ０と各面とのヒットポイント上で、中心画角主
光線の入射光と射出光を含む面をローカル母線断面と
し、ヒットポイントを含みローカル母線断面と垂直で、
各面頂点座標系の子線断面（通常の子線断面）と平行な
面をローカル子線断面として定義する。ローカル母線断
面の曲率をｒｙ、ローカル子線断面の曲率をｒｘとし
て、該当する面の前後の屈折率をそれぞれｎｄ、ｎｄ'
とするときに、ｆｙ＝ｒｙ／（ｎｄ'−ｎｄ）で与えら
れるｆｙをローカル母線断面焦点距離、ｆｘ＝ｒｘ／
（ｎｄ'−ｎｄ）で与えられるｆｘをローカル子線断面
焦点距離と定義する。また、φｙ＝１／ｆｙ、φｘ＝１
／ｆｘで与えられるφｙ、φｘをそれぞれ各面のローカ
ル母線断面パワー、ローカル子線断面パワーとする。
今、第ｉ番目のローカル母線断面パワーをφｙｉ、第ｉ
番目の光学面と中心画角主光線Ｌ０とのヒットポイント
と第ｉ＋１番目の光学面と中心画角主光線Ｌ０とのヒッ
トポイント間の距離をその間の媒質の屈折率で割った値
を換算面間隔ｅｉ’とした場合に、第ｍ面から第ｎ面ま
で通常の近軸追跡計算と同様にして求めた合成パワーφ
ｙｍｎの逆数ｆｙｍｎを第ｍ面から第ｎ面までの母線断
面合成焦点距離とする。
【００４３】尚、上述の表１を説明した定義は、以降の
実施形態においても全て同様に成り立つものである。
実施形態においても全て同様に成り立つものである。
【００４４】以下、本実施形態における各部材の光学作
用を説明する。尚、ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉ上の中心
３ａより射出し本実施形態の光学系を介して該光学系の
形成する射出瞳Ｓ１の中心Ｓ１ｂに至る光線を中心画角
主光線Ｌ０と呼ぶ。ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉより射出
した光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパ
ワーを有した偏心ミラー２の鏡面Ｓ７で反射されて第１
光学素子１に向かう。光束は面Ｓ６より第１光学素子１
に入射し、曲面Ｓ５へ向かう。面Ｓ５は中心画角主光線
Ｌ０に対して偏心して配置されているため、光束を入射
側と異なる方向に向かって光束を反射する。面Ｓ５で反
射された光束は、光束の一部が内部全反射するような角
度で入射するように中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し
て配置された曲面Ｓ４で反射される。面Ｓ４で反射され
た光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心して配置さ
れた曲面Ｓ３で反射され、内部全反射を起こさない角度
で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射し、面Ｓ２より第１
光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を形成する。本実施形
態における所定位置に対応する射出瞳Ｓ１付近に観察者
Ｅが瞳Ｓ１をおくことで、ＬＣＤ３上に表示した画像の
拡大された像を見ることを可能としている。
用を説明する。尚、ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉ上の中心
３ａより射出し本実施形態の光学系を介して該光学系の
形成する射出瞳Ｓ１の中心Ｓ１ｂに至る光線を中心画角
主光線Ｌ０と呼ぶ。ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉより射出
した光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパ
ワーを有した偏心ミラー２の鏡面Ｓ７で反射されて第１
光学素子１に向かう。光束は面Ｓ６より第１光学素子１
に入射し、曲面Ｓ５へ向かう。面Ｓ５は中心画角主光線
Ｌ０に対して偏心して配置されているため、光束を入射
側と異なる方向に向かって光束を反射する。面Ｓ５で反
射された光束は、光束の一部が内部全反射するような角
度で入射するように中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し
て配置された曲面Ｓ４で反射される。面Ｓ４で反射され
た光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心して配置さ
れた曲面Ｓ３で反射され、内部全反射を起こさない角度
で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射し、面Ｓ２より第１
光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を形成する。本実施形
態における所定位置に対応する射出瞳Ｓ１付近に観察者
Ｅが瞳Ｓ１をおくことで、ＬＣＤ３上に表示した画像の
拡大された像を見ることを可能としている。
【００４５】尚、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心して
配置され且つパワーを有する第１光学素子１の内部反射
面Ｓ５，Ｓ４，Ｓ３は、本実施形態においてはいずれも
金属若しくは誘電体の反射膜が形成されており、これに
よって光束を反射している。但し、面Ｓ４は光束の一部
が内部全反射するような角度に偏心させることで、少な
くとも面Ｓ２から射出する光束が通る部分は前記反射膜
を施さないようにしており、これにより光学系のコンパ
クト化と光利用効率の向上を図っている。即ち、前記反
射・透過兼用面である面の一部に反射膜を形成して、全
反射条件を有効な全光束に対して成り立たなくても良い
様に条件緩和することで設計の自由度を向上させてい
る。また、反射面Ｓ４と透過面Ｓ２とを同一面として必
要面数を削減させており、作製時の工数を減らしてコス
ト削減にも寄与している。
配置され且つパワーを有する第１光学素子１の内部反射
面Ｓ５，Ｓ４，Ｓ３は、本実施形態においてはいずれも
金属若しくは誘電体の反射膜が形成されており、これに
よって光束を反射している。但し、面Ｓ４は光束の一部
が内部全反射するような角度に偏心させることで、少な
くとも面Ｓ２から射出する光束が通る部分は前記反射膜
を施さないようにしており、これにより光学系のコンパ
クト化と光利用効率の向上を図っている。即ち、前記反
射・透過兼用面である面の一部に反射膜を形成して、全
反射条件を有効な全光束に対して成り立たなくても良い
様に条件緩和することで設計の自由度を向上させてい
る。また、反射面Ｓ４と透過面Ｓ２とを同一面として必
要面数を削減させており、作製時の工数を減らしてコス
ト削減にも寄与している。
【００４６】また、本実施形態の偏心ミラー系を構成す
る唯一の偏心ミラー２の鏡面Ｓ７は正のパワーを有して
おり、画像表示面Ｓｉより射出した光束を集光して第１
光学素子１に導くようにして、第１光学素子１の入射面
Ｓ７の有効面積を小さくし、光学系全系の小型化に寄与
している。特に、図５に示すように前記中心画角主光線
Ｌ０によって形成されるｙｚ面において、前記表示手段
３の表示面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ，
Ｓ１ｃに至る光線がＬＣＤ３からの出射して偏心ミラー
系の第１ミラーである偏心ミラー２に入射するときにな
す角度をθinとし、前記表示手段の表示面中心３ａより
前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ，Ｓ１ｃに至る光線が前記
偏心ミラー系の最終偏心ミラーである偏心ミラー２を射
出するときになす角度をθout、前記表示手段の表示面
中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ，Ｓ１ｃに至
る光線を延長した際に交点が反射される側に出来るとき
になす角度を正、逆側にできるときになす角度を負とし
て定義するときに、 ０≦θout／θin≦１・・・・・・（１） を満足するよう構成することにより、第１光学素子１の
入射面Ｓ６の有効面積を小さくし、光学系全系を小型化
する効果をより一層発揮させている。（１）式の下限を
超えると、ＬＣＤ３から射出した発散光束が発散した状
態で第１光学素子１に入射することになり、第１光学素
子１の入射面Ｓ６の有効面積を小さく抑えることが難し
くなる。また、（１）式の上限を超えると、第１光学素
子１の最もパワーの強い面であるＳ３面に対して遠い位
置に中間像が形成されることになり、第１光学素子１の
射出面であるＳ２面に対して射出瞳位置が近くなり、ア
イレリーフの確保が困難になる。
る唯一の偏心ミラー２の鏡面Ｓ７は正のパワーを有して
おり、画像表示面Ｓｉより射出した光束を集光して第１
光学素子１に導くようにして、第１光学素子１の入射面
Ｓ７の有効面積を小さくし、光学系全系の小型化に寄与
している。特に、図５に示すように前記中心画角主光線
Ｌ０によって形成されるｙｚ面において、前記表示手段
３の表示面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ，
Ｓ１ｃに至る光線がＬＣＤ３からの出射して偏心ミラー
系の第１ミラーである偏心ミラー２に入射するときにな
す角度をθinとし、前記表示手段の表示面中心３ａより
前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ，Ｓ１ｃに至る光線が前記
偏心ミラー系の最終偏心ミラーである偏心ミラー２を射
出するときになす角度をθout、前記表示手段の表示面
中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ，Ｓ１ｃに至
る光線を延長した際に交点が反射される側に出来るとき
になす角度を正、逆側にできるときになす角度を負とし
て定義するときに、 ０≦θout／θin≦１・・・・・・（１） を満足するよう構成することにより、第１光学素子１の
入射面Ｓ６の有効面積を小さくし、光学系全系を小型化
する効果をより一層発揮させている。（１）式の下限を
超えると、ＬＣＤ３から射出した発散光束が発散した状
態で第１光学素子１に入射することになり、第１光学素
子１の入射面Ｓ６の有効面積を小さく抑えることが難し
くなる。また、（１）式の上限を超えると、第１光学素
子１の最もパワーの強い面であるＳ３面に対して遠い位
置に中間像が形成されることになり、第１光学素子１の
射出面であるＳ２面に対して射出瞳位置が近くなり、ア
イレリーフの確保が困難になる。
【００４７】偏心ミラー系２の母線断面合成焦点距離を
ｆｙとし、偏心ミラー系２を構成する偏心ミラー中で母
線断面ローカル焦点距離が最も短いものをｆｙminとす
るときに、 ０．５＜ｆｙmin／ｆｙ＜２・・・・・・（２） を満たすよう構成することにより、適切なパワー配置と
している。本実施形態においては、偏心ミラー系が唯一
の偏心ミラー２（Ｓ９面）のみで構成されているため、
（尚、複数の偏心ミラーで構成してもよい）ｆｙ＝ｆ９
９＝ｆ９であり、且つ母線断面ローカル焦点距離が最も
短い即ち最もパワーが強い面の焦点距離ｆｙmin＝ｆ９
であるため、上述の条件式は自ずから１となる。
ｆｙとし、偏心ミラー系２を構成する偏心ミラー中で母
線断面ローカル焦点距離が最も短いものをｆｙminとす
るときに、 ０．５＜ｆｙmin／ｆｙ＜２・・・・・・（２） を満たすよう構成することにより、適切なパワー配置と
している。本実施形態においては、偏心ミラー系が唯一
の偏心ミラー２（Ｓ９面）のみで構成されているため、
（尚、複数の偏心ミラーで構成してもよい）ｆｙ＝ｆ９
９＝ｆ９であり、且つ母線断面ローカル焦点距離が最も
短い即ち最もパワーが強い面の焦点距離ｆｙmin＝ｆ９
であるため、上述の条件式は自ずから１となる。
【００４８】また、本実施形態においては、ＬＣＤ３の
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳１か
ら中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ７面と射出瞳から１つ目の
光学面である面Ｓ２の間に形成している。更に、表示面
Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面である面Ｓ６と射出
瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面Ｓ３との間に中間
像を形成することが好ましい。前者は表示面Ｓｉの中間
像を少なくとも２つの面を使用して形成することにより
中間像形成のためのパワーを分担させ必要以上の収差の
発生を抑える効果があるためで、後者は射出瞳面Ｓ１に
導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わせると第１光学素
子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐためである。従っ
て、本実施形態では第１光学素子１内、詳しくは第１光
学素子１の入射面である面Ｓ６と第１光学素子１の最終
内部反射面Ｓ３との間に中間像を湾曲して形成している
構成となっている。
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳１か
ら中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ７面と射出瞳から１つ目の
光学面である面Ｓ２の間に形成している。更に、表示面
Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面である面Ｓ６と射出
瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面Ｓ３との間に中間
像を形成することが好ましい。前者は表示面Ｓｉの中間
像を少なくとも２つの面を使用して形成することにより
中間像形成のためのパワーを分担させ必要以上の収差の
発生を抑える効果があるためで、後者は射出瞳面Ｓ１に
導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わせると第１光学素
子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐためである。従っ
て、本実施形態では第１光学素子１内、詳しくは第１光
学素子１の入射面である面Ｓ６と第１光学素子１の最終
内部反射面Ｓ３との間に中間像を湾曲して形成している
構成となっている。
【００４９】また、本実施形態においては、複数のパワ
ーを有する光学面を偏心して配置しているため、共軸光
学系では発生しない偏心収差が発生するが、光学面を非
回転対称面とすることで該偏心収差を良好に補正してい
る。少なくとも偏心した反射面のうちの中間像以前の面
に一つ、中間像以降の面に一つの非回転対称面を設けて
偏心収差を補正することが望ましい。特に望ましくは全
ての反射面を非回転対称面とすることで偏心収差を更に
良好に補正することが容易となる。本実施形態では全て
の光学面をｙ-ｚ面を唯一の対称面として持つ非回転対
称形状とすることで偏心収差を補正し、良好な光学性能
を得ている。
ーを有する光学面を偏心して配置しているため、共軸光
学系では発生しない偏心収差が発生するが、光学面を非
回転対称面とすることで該偏心収差を良好に補正してい
る。少なくとも偏心した反射面のうちの中間像以前の面
に一つ、中間像以降の面に一つの非回転対称面を設けて
偏心収差を補正することが望ましい。特に望ましくは全
ての反射面を非回転対称面とすることで偏心収差を更に
良好に補正することが容易となる。本実施形態では全て
の光学面をｙ-ｚ面を唯一の対称面として持つ非回転対
称形状とすることで偏心収差を補正し、良好な光学性能
を得ている。
【００５０】尚、本実施形態において面Ｓ３を半透過面
とし、外界情報と表示手段３に表示した画像情報とを空
間的に重畳して観察するようにしてもよい。このとき、
外界情報を歪みなく観察できるような補正光学素子を用
いるのがさらに好ましい。これは以下の各実施形態にお
いても同様である。
とし、外界情報と表示手段３に表示した画像情報とを空
間的に重畳して観察するようにしてもよい。このとき、
外界情報を歪みなく観察できるような補正光学素子を用
いるのがさらに好ましい。これは以下の各実施形態にお
いても同様である。
【００５１】［実施形態２］図２は本発明の画像表示装
置の実施形態２の要部概略図である。図中、１は第１光
学素子、２１及び２２はそれぞれ反射面Ｓ７及びＳ６を
有する偏心ミラー（表面反射鏡）であり、本実施形態に
おいては光学素子１と偏心ミラー２１，２２が光学系の
一要素を構成している。３は本実施形態の表示手段であ
るＬＣＤである。
置の実施形態２の要部概略図である。図中、１は第１光
学素子、２１及び２２はそれぞれ反射面Ｓ７及びＳ６を
有する偏心ミラー（表面反射鏡）であり、本実施形態に
おいては光学素子１と偏心ミラー２１，２２が光学系の
一要素を構成している。３は本実施形態の表示手段であ
るＬＣＤである。
【００５２】また、図中のＳ１は本実施形態の光学系に
よって形成される射出瞳を示しており、該射出瞳Ｓ１か
らＬＣＤ３の画像表示面であるＳｉに至る逆トレースの
順に表２に光学データ（各面の配置及び面形状）を示し
ている。
よって形成される射出瞳を示しており、該射出瞳Ｓ１か
らＬＣＤ３の画像表示面であるＳｉに至る逆トレースの
順に表２に光学データ（各面の配置及び面形状）を示し
ている。
【００５３】本実施形態においては、該拡大像が射出瞳
Ｓ１から２０００ｍｍの距離に形成され、ＬＣＤ３の表
示画面Ｓｉのサイズは１０．９ｍｍ×６．１ｍｍ、ｘ方
向画角４０°、ｙ方向画角３０．５°、瞳径φ４ｍｍで
ある。
Ｓ１から２０００ｍｍの距離に形成され、ＬＣＤ３の表
示画面Ｓｉのサイズは１０．９ｍｍ×６．１ｍｍ、ｘ方
向画角４０°、ｙ方向画角３０．５°、瞳径φ４ｍｍで
ある。
【００５４】表２の各項目の定義に関しては、表１で説
明したものと同じであるので説明を割愛する。
明したものと同じであるので説明を割愛する。
【００５５】以下、本実施形態における光学作用を説明
する。ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉより射出した光束は、
中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパワーを有した
偏心ミラー２２の鏡面Ｓ７で反射される。面Ｓ７で反射
された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つ
パワーを有した偏心ミラー２１の鏡面Ｓ６で反射され第
１光学素子１に向かう。
する。ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉより射出した光束は、
中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパワーを有した
偏心ミラー２２の鏡面Ｓ７で反射される。面Ｓ７で反射
された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つ
パワーを有した偏心ミラー２１の鏡面Ｓ６で反射され第
１光学素子１に向かう。
【００５６】光束は面Ｓ５より第１光学素子１に入射
し、曲面Ｓ４へ向かう。面Ｓ４は中心画角主光線Ｌ０に
対して偏心して配置されており、第１光学素子１の媒質
に対して有効光束を内部全反射する角度に傾いている。
面Ｓ４で全反射された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対
して偏心して配置された曲面Ｓ３で反射され、内部全反
射を起こさない角度で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射
し、面Ｓ２より第１光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を
形成する。射出瞳Ｓ１付近に観察者Ｅが瞳Ｓ１をおくこ
とで、ＬＣＤ３上に表示した画像の拡大された像を見る
ことを可能としている。
し、曲面Ｓ４へ向かう。面Ｓ４は中心画角主光線Ｌ０に
対して偏心して配置されており、第１光学素子１の媒質
に対して有効光束を内部全反射する角度に傾いている。
面Ｓ４で全反射された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対
して偏心して配置された曲面Ｓ３で反射され、内部全反
射を起こさない角度で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射
し、面Ｓ２より第１光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を
形成する。射出瞳Ｓ１付近に観察者Ｅが瞳Ｓ１をおくこ
とで、ＬＣＤ３上に表示した画像の拡大された像を見る
ことを可能としている。
【００５７】尚、本実施形態においては、第１光学素子
１の内部反射面のうち面Ｓ３には金属若しくは誘電体の
反射膜が形成されており、これによって光束を反射して
いる。面Ｓ４は射出瞳に導かれる光束が全て内部全反射
するような角度に偏心させることで、反射膜を施さなく
てもよいようにしており、これにより光学系のコンパク
ト化と光利用効率の向上を図っている。また、反射面Ｓ
４と透過面Ｓ２とを同一面として必要面数を削減させて
おり、作製時の工数を減らしてコスト削減にも寄与して
いる。
１の内部反射面のうち面Ｓ３には金属若しくは誘電体の
反射膜が形成されており、これによって光束を反射して
いる。面Ｓ４は射出瞳に導かれる光束が全て内部全反射
するような角度に偏心させることで、反射膜を施さなく
てもよいようにしており、これにより光学系のコンパク
ト化と光利用効率の向上を図っている。また、反射面Ｓ
４と透過面Ｓ２とを同一面として必要面数を削減させて
おり、作製時の工数を減らしてコスト削減にも寄与して
いる。
【００５８】また、偏心ミラー２２の鏡面Ｓ７および偏
心ミラー２１の鏡面Ｓ６よりなる本実施形態の偏心ミラ
ー系は全体として正のパワーを有しており、画像表示面
Ｓｉより射出した光束を集光して第１光学素子１に導く
ようにして、第１光学素子１の入射面Ｓ５の有効面積を
小さくし、光学系全系の小型化に寄与している。特に、
前記中心画角主光線Ｌ０によって形成されるｙｚ面にお
いて、前記表示手段３の表示面中心３ａより前記射出瞳
Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃに至る光線がＬＣＤからの出
射して偏心ミラー系の第１ミラーである偏心ミラー２２
に入射するときになす角度をθinとし、前記表示手段３
の表示面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ
１ｃに至る光線が前記偏心ミラー系の最終偏心ミラーで
ある偏心ミラー２１を射出するときになす角度をθou
t、前記表示手段の表示面中心より前記射出瞳の両端に
至る光線を延長した際に交点が反射される側に出来ると
きになす角度を正、逆側にできるときになす角度を負と
して定義するときに、 ０≦θout／θin≦１・・・・・・（１） を満足するよう構成することにより、第１光学素子１の
入射面Ｓ５の有効面積を小さくし、光学系全系を小型化
する効果をより一層発揮させている。（１）式の下限を
超えると、ＬＣＤ３から射出した発散光束が発散した状
態で第１光学素子に入射することになり、第１光学素子
１の入射面Ｓ５の有効面積を小さく抑えることが難しく
なる。また、（１）式の上限を超えると、第１光学素子
１の最もパワーの強い面であるＳ３面に対して遠い位置
に中間像が形成されることになり、第１光学素子１の射
出面であるＳ２面に対して射出瞳位置が近くなり、アイ
レリーフの確保が困難になる。偏心ミラー系の母線断面
合成焦点距離をｆｙとし、偏心ミラー系を構成する偏心
ミラー中で母線断面ローカル焦点距離が最も短いものを
ｆｙminとするときに、 ０．５＜ｆｙmin／ｆｙ＜２・・・・・・（２） を満たすよう構成することにより、適切なパワー配置と
している。本実施形態においては、偏心ミラー系が２つ
の偏心ミラー２１（Ｓ６面）、２２（Ｓ７面）で構成さ
れており、ｆｙ＝ｆｙ６７であり、且つ母線断面ローカ
ル焦点距離が最も短い即ち最もパワーが強い面の焦点距
離ｆｙmin＝ｆｙ７である。（２）式の下限を超える
と、偏心ミラー系における一方の偏心ミラーのパワーが
強くなりすぎ、この面での偏心収差の発生が増大してし
まい好ましくない。また、（２）式の上限を超えると、
偏心ミラー系を構成する複数の偏心ミラー間の光路長を
確保することが難しくなり、光学系全体として薄型のレ
イアウトとすることが困難になる。
心ミラー２１の鏡面Ｓ６よりなる本実施形態の偏心ミラ
ー系は全体として正のパワーを有しており、画像表示面
Ｓｉより射出した光束を集光して第１光学素子１に導く
ようにして、第１光学素子１の入射面Ｓ５の有効面積を
小さくし、光学系全系の小型化に寄与している。特に、
前記中心画角主光線Ｌ０によって形成されるｙｚ面にお
いて、前記表示手段３の表示面中心３ａより前記射出瞳
Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃに至る光線がＬＣＤからの出
射して偏心ミラー系の第１ミラーである偏心ミラー２２
に入射するときになす角度をθinとし、前記表示手段３
の表示面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ
１ｃに至る光線が前記偏心ミラー系の最終偏心ミラーで
ある偏心ミラー２１を射出するときになす角度をθou
t、前記表示手段の表示面中心より前記射出瞳の両端に
至る光線を延長した際に交点が反射される側に出来ると
きになす角度を正、逆側にできるときになす角度を負と
して定義するときに、 ０≦θout／θin≦１・・・・・・（１） を満足するよう構成することにより、第１光学素子１の
入射面Ｓ５の有効面積を小さくし、光学系全系を小型化
する効果をより一層発揮させている。（１）式の下限を
超えると、ＬＣＤ３から射出した発散光束が発散した状
態で第１光学素子に入射することになり、第１光学素子
１の入射面Ｓ５の有効面積を小さく抑えることが難しく
なる。また、（１）式の上限を超えると、第１光学素子
１の最もパワーの強い面であるＳ３面に対して遠い位置
に中間像が形成されることになり、第１光学素子１の射
出面であるＳ２面に対して射出瞳位置が近くなり、アイ
レリーフの確保が困難になる。偏心ミラー系の母線断面
合成焦点距離をｆｙとし、偏心ミラー系を構成する偏心
ミラー中で母線断面ローカル焦点距離が最も短いものを
ｆｙminとするときに、 ０．５＜ｆｙmin／ｆｙ＜２・・・・・・（２） を満たすよう構成することにより、適切なパワー配置と
している。本実施形態においては、偏心ミラー系が２つ
の偏心ミラー２１（Ｓ６面）、２２（Ｓ７面）で構成さ
れており、ｆｙ＝ｆｙ６７であり、且つ母線断面ローカ
ル焦点距離が最も短い即ち最もパワーが強い面の焦点距
離ｆｙmin＝ｆｙ７である。（２）式の下限を超える
と、偏心ミラー系における一方の偏心ミラーのパワーが
強くなりすぎ、この面での偏心収差の発生が増大してし
まい好ましくない。また、（２）式の上限を超えると、
偏心ミラー系を構成する複数の偏心ミラー間の光路長を
確保することが難しくなり、光学系全体として薄型のレ
イアウトとすることが困難になる。
【００５９】更に好ましくは、 ０．７５＜ｆｙmin／ｆｙ＜１．５・・・・・・（２ａ） を満足するように構成することが好ましい。上限、下限
を超えた場合に生じる問題は上述した内容と同様である
が、制限を狭めたことでより効果が高くなる。
を超えた場合に生じる問題は上述した内容と同様である
が、制限を狭めたことでより効果が高くなる。
【００６０】また、本実施形態においては、ＬＣＤ３の
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳１か
ら中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ７面と射出瞳Ｓ１から１つ
目の光学面である面Ｓ２の間に形成している。更に、表
示面Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面である面Ｓ６と
射出瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面Ｓ３との間に
中間像を形成することが好ましい。前者は表示面Ｓｉの
中間像を少なくとも２つの面を使用して形成することに
より中間像形成のためのパワーを分担させ必要以上の収
差の発生を抑える効果があるためで、後者は射出瞳面Ｓ
１に導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わせると第１光
学素子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐためである。
従って、本実施形態では偏心ミラー２１の反射面Ｓ６と
第１光学素子１の最終内部反射面Ｓ３との間に中間像を
形成していることが好ましい。本実施形態では特に第１
光学素子１内、即ち入射面Ｓ５と内部全反射面Ｓ４との
間に中間像を形成し、中間結像前後の各面での収差補正
を適切に分担させた構成となっている。また、中間像を
図のようにあらかじめ湾曲させて形成することによっ
て、中間結像以降の接眼光学系を構成する各要素におけ
る収差補正の負担を少なくしている。また、本実施形態
においては表示面Ｓｉ上に表示した像に対し中間像の方
が大きくなるように拡大結像させることで、接眼光学系
のパワー低減に寄与し、特に薄型の光学系を構成してい
る。
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳１か
ら中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ７面と射出瞳Ｓ１から１つ
目の光学面である面Ｓ２の間に形成している。更に、表
示面Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面である面Ｓ６と
射出瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面Ｓ３との間に
中間像を形成することが好ましい。前者は表示面Ｓｉの
中間像を少なくとも２つの面を使用して形成することに
より中間像形成のためのパワーを分担させ必要以上の収
差の発生を抑える効果があるためで、後者は射出瞳面Ｓ
１に導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わせると第１光
学素子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐためである。
従って、本実施形態では偏心ミラー２１の反射面Ｓ６と
第１光学素子１の最終内部反射面Ｓ３との間に中間像を
形成していることが好ましい。本実施形態では特に第１
光学素子１内、即ち入射面Ｓ５と内部全反射面Ｓ４との
間に中間像を形成し、中間結像前後の各面での収差補正
を適切に分担させた構成となっている。また、中間像を
図のようにあらかじめ湾曲させて形成することによっ
て、中間結像以降の接眼光学系を構成する各要素におけ
る収差補正の負担を少なくしている。また、本実施形態
においては表示面Ｓｉ上に表示した像に対し中間像の方
が大きくなるように拡大結像させることで、接眼光学系
のパワー低減に寄与し、特に薄型の光学系を構成してい
る。
【００６１】また、本実施形態においても、複数のパワ
ーを有する光学面を偏心して配置しているため、共軸光
学系では発生しない偏心収差が発生するが、光学面を非
回転対称面とすることで該偏心収差を良好に補正するこ
とができる。少なくとも偏心した反射面のうちの中間像
以前の面に一つ、中間像以降の面に一つの非回転対称面
を設けて偏心収差を補正することが望ましい。特に望ま
しくは全ての反射面を非回転対称面とすることで偏心収
差を更に良好に補正することが可能となる。本実施形態
では全ての光学面をｙ-ｚ面を唯一の対称面として持つ
非回転対称形状とすることで偏心収差を補正し、良好な
光学性能を得ている。
ーを有する光学面を偏心して配置しているため、共軸光
学系では発生しない偏心収差が発生するが、光学面を非
回転対称面とすることで該偏心収差を良好に補正するこ
とができる。少なくとも偏心した反射面のうちの中間像
以前の面に一つ、中間像以降の面に一つの非回転対称面
を設けて偏心収差を補正することが望ましい。特に望ま
しくは全ての反射面を非回転対称面とすることで偏心収
差を更に良好に補正することが可能となる。本実施形態
では全ての光学面をｙ-ｚ面を唯一の対称面として持つ
非回転対称形状とすることで偏心収差を補正し、良好な
光学性能を得ている。
【００６２】［実施形態３］図３は本発明の画像表示装
置の実施形態３の要部概略図である。図中、１は第１光
学素子、２３，２４及び２５はそれぞれ反射面Ｓ８，Ｓ
７，Ｓ６を有する偏心ミラー（表面反射鏡）であり、本
実施形態においては光学素子１と偏心ミラー２３，２
４，２５が光学系の一要素を構成している。３は本実施
形態の表示手段であるＬＣＤである。
置の実施形態３の要部概略図である。図中、１は第１光
学素子、２３，２４及び２５はそれぞれ反射面Ｓ８，Ｓ
７，Ｓ６を有する偏心ミラー（表面反射鏡）であり、本
実施形態においては光学素子１と偏心ミラー２３，２
４，２５が光学系の一要素を構成している。３は本実施
形態の表示手段であるＬＣＤである。
【００６３】また、図中のＳ１は本実施形態の光学系に
よって形成される射出瞳を示しており、該射出瞳Ｓ１か
らＬＣＤ３の画像表示面であるＳｉに至る逆トレースの
順に表３に光学データ（各面の配置及び面形状）を示し
ている。
よって形成される射出瞳を示しており、該射出瞳Ｓ１か
らＬＣＤ３の画像表示面であるＳｉに至る逆トレースの
順に表３に光学データ（各面の配置及び面形状）を示し
ている。
【００６４】本実施形態においては、該拡大像が射出瞳
Ｓ１から２０００ｍｍの距離に形成され、ＬＣＤ３の表
示画面Ｓｉのサイズは１０．６ｍｍ×７．２ｍｍ、ｘ方
向画角４５°、ｙ方向画角３４．５°、瞳径φ６ｍｍで
ある。
Ｓ１から２０００ｍｍの距離に形成され、ＬＣＤ３の表
示画面Ｓｉのサイズは１０．６ｍｍ×７．２ｍｍ、ｘ方
向画角４５°、ｙ方向画角３４．５°、瞳径φ６ｍｍで
ある。
【００６５】表３の各項目の定義に関しては、表１で説
明したものと同じであるので説明を割愛する。
明したものと同じであるので説明を割愛する。
【００６６】以下、本実施形態における作用を説明す
る。ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉより射出した光束は、中
心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパワーを有した偏
心ミラー２５の鏡面Ｓ８で反射される。面Ｓ８で反射さ
れた光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパ
ワーを有した偏心ミラー２４の鏡面Ｓ７で反射され、更
に中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパワーを有し
た偏心ミラー２３の鏡面Ｓ６で反射されて第１光学素子
１に向かう。
る。ＬＣＤ３の画像表示面Ｓｉより射出した光束は、中
心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパワーを有した偏
心ミラー２５の鏡面Ｓ８で反射される。面Ｓ８で反射さ
れた光束は、中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパ
ワーを有した偏心ミラー２４の鏡面Ｓ７で反射され、更
に中心画角主光線Ｌ０に対して偏心し且つパワーを有し
た偏心ミラー２３の鏡面Ｓ６で反射されて第１光学素子
１に向かう。
【００６７】光束は面Ｓ５より第１光学素子１に入射
し、曲面Ｓ４へ向かう。面Ｓ４は中心画角主光線Ｌ０に
対して偏心して配置されており、第１光学素子１の媒質
に対して有効光束を内部全反射する角度に傾いている。
面Ｓ４で全反射された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対
して偏心して配置された曲面Ｓ３で反射され、内部全反
射を起こさない角度で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射
し、面Ｓ２より第１光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を
形成する。
し、曲面Ｓ４へ向かう。面Ｓ４は中心画角主光線Ｌ０に
対して偏心して配置されており、第１光学素子１の媒質
に対して有効光束を内部全反射する角度に傾いている。
面Ｓ４で全反射された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対
して偏心して配置された曲面Ｓ３で反射され、内部全反
射を起こさない角度で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射
し、面Ｓ２より第１光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を
形成する。
【００６８】射出瞳Ｓ１付近に観察者Ｅが瞳をおくこと
で、ＬＣＤ３上に表示した画像の拡大された像を見るこ
とを可能としている。
で、ＬＣＤ３上に表示した画像の拡大された像を見るこ
とを可能としている。
【００６９】尚、本実施形態においては、第１光学素子
１の内部反射面のうち面Ｓ３には金属若しくは誘電体の
反射膜が形成されており、これによって光束を反射して
いる。面Ｓ４は射出瞳に導かれる光束が全て内部全反射
するような角度に偏心させることで、反射膜を施さなく
てもよいようにしており、これにより光学系のコンパク
ト化と光利用効率の向上を図っている。また、反射面Ｓ
４と透過面Ｓ２とを同一面として必要面数を削減させて
おり、作製時の工数を減らしてコスト削減にも寄与して
いる。
１の内部反射面のうち面Ｓ３には金属若しくは誘電体の
反射膜が形成されており、これによって光束を反射して
いる。面Ｓ４は射出瞳に導かれる光束が全て内部全反射
するような角度に偏心させることで、反射膜を施さなく
てもよいようにしており、これにより光学系のコンパク
ト化と光利用効率の向上を図っている。また、反射面Ｓ
４と透過面Ｓ２とを同一面として必要面数を削減させて
おり、作製時の工数を減らしてコスト削減にも寄与して
いる。
【００７０】また、偏心ミラー２５の鏡面Ｓ８，偏心ミ
ラー２４の鏡面Ｓ７および偏心ミラー２３の鏡面Ｓ６よ
りなる本実施形態の偏心ミラー系は全体として正のパワ
ーを有しており、画像表示面Ｓｉより射出した光束を集
光して第１光学素子１に導くようにして、第１光学素子
１の入射面Ｓ５の有効面積を小さくし、光学系全系の小
型化に寄与している。特に、前記中心画角主光線Ｌ０に
よって形成されるｙｚ面において、前記表示手段３の表
示面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃ
に至る光線がＬＣＤ３からの出射して偏心ミラー系の第
１ミラーである偏心ミラー２５に入射するときになす角
度をθinとし、前記表示手段３の表示面中心３ａより前
記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃに至る光線が前記偏
心ミラー系の最終偏心ミラーである偏心ミラー２３を射
出するときになす角度をθout、前記表示手段３の表示
面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃに
至る光線を延長した際に交点が反射される側に出来ると
きになす角度を正、逆側にできるときになす角度を負と
して定義するときに、 ０≦θout／θin≦１・・・・・・（１） を満足するよう構成することにより、第１光学素子１の
入射面Ｓ５の有効面積を小さくし、光学系全系を小型化
する効果をより一層発揮させている。
ラー２４の鏡面Ｓ７および偏心ミラー２３の鏡面Ｓ６よ
りなる本実施形態の偏心ミラー系は全体として正のパワ
ーを有しており、画像表示面Ｓｉより射出した光束を集
光して第１光学素子１に導くようにして、第１光学素子
１の入射面Ｓ５の有効面積を小さくし、光学系全系の小
型化に寄与している。特に、前記中心画角主光線Ｌ０に
よって形成されるｙｚ面において、前記表示手段３の表
示面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃ
に至る光線がＬＣＤ３からの出射して偏心ミラー系の第
１ミラーである偏心ミラー２５に入射するときになす角
度をθinとし、前記表示手段３の表示面中心３ａより前
記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃに至る光線が前記偏
心ミラー系の最終偏心ミラーである偏心ミラー２３を射
出するときになす角度をθout、前記表示手段３の表示
面中心３ａより前記射出瞳Ｓ１の両端Ｓ１ａ、Ｓ１ｃに
至る光線を延長した際に交点が反射される側に出来ると
きになす角度を正、逆側にできるときになす角度を負と
して定義するときに、 ０≦θout／θin≦１・・・・・・（１） を満足するよう構成することにより、第１光学素子１の
入射面Ｓ５の有効面積を小さくし、光学系全系を小型化
する効果をより一層発揮させている。
【００７１】（１）式の下限を超えると、ＬＣＤ３から
射出した発散光束が発散した状態で第１光学素子１に入
射することになり、第１光学素子１の入射面Ｓ５の有効
面積を小さく抑えることが難しくなる。また、（１）式
の上限を超えると、第１光学素子１の最もパワーの強い
面であるＳ３面に対して遠い位置に中間像が形成される
ことになり、第１光学素子１の射出面であるＳ２面に対
して射出瞳位置が近くなり、アイレリーフの確保が困難
になる。偏心ミラー系の母線断面合成焦点距離をｆｙと
し、偏心ミラー系を構成する偏心ミラー中で母線断面ロ
ーカル焦点距離が最も短いものをｆｙminとするとき
に、 ０．５＜ｆｙmin／ｆｙ＜２・・・・・・（２） を満たすよう構成することにより、適切なパワー配置と
している。本実施形態においては、偏心ミラー系が２つ
の偏心ミラー２３（Ｓ６面）、２４（Ｓ７面）、２５
（Ｓ８面）で構成されており、ｆｙ＝ｆｙ６８であり、
且つ母線断面ローカル焦点距離が最も短い即ち最もパワ
ーが強い面の焦点距離ｆｙmin＝ｆｙ８である。（２）
式の下限を超えると、偏心ミラー系における一つの偏心
ミラーのパワーが強くなりすぎ、この面での偏心収差の
発生が増大してしまい好ましくない。また、（２）式の
上限を超えると、偏心ミラー系を構成する複数の偏心ミ
ラー間の光路長を確保することが難しくなり、光学系全
体として薄型のレイアウトとすることが困難になる。
射出した発散光束が発散した状態で第１光学素子１に入
射することになり、第１光学素子１の入射面Ｓ５の有効
面積を小さく抑えることが難しくなる。また、（１）式
の上限を超えると、第１光学素子１の最もパワーの強い
面であるＳ３面に対して遠い位置に中間像が形成される
ことになり、第１光学素子１の射出面であるＳ２面に対
して射出瞳位置が近くなり、アイレリーフの確保が困難
になる。偏心ミラー系の母線断面合成焦点距離をｆｙと
し、偏心ミラー系を構成する偏心ミラー中で母線断面ロ
ーカル焦点距離が最も短いものをｆｙminとするとき
に、 ０．５＜ｆｙmin／ｆｙ＜２・・・・・・（２） を満たすよう構成することにより、適切なパワー配置と
している。本実施形態においては、偏心ミラー系が２つ
の偏心ミラー２３（Ｓ６面）、２４（Ｓ７面）、２５
（Ｓ８面）で構成されており、ｆｙ＝ｆｙ６８であり、
且つ母線断面ローカル焦点距離が最も短い即ち最もパワ
ーが強い面の焦点距離ｆｙmin＝ｆｙ８である。（２）
式の下限を超えると、偏心ミラー系における一つの偏心
ミラーのパワーが強くなりすぎ、この面での偏心収差の
発生が増大してしまい好ましくない。また、（２）式の
上限を超えると、偏心ミラー系を構成する複数の偏心ミ
ラー間の光路長を確保することが難しくなり、光学系全
体として薄型のレイアウトとすることが困難になる。
【００７２】更に好ましくは、 ０．７５＜ｆｙmin／ｆｙ＜１．５・・・・・・（２ａ） を満足するように構成することが好ましい。上限、下限
を超えた場合に生じる問題は上述した内容と同様である
が、制限を狭めたことでより効果が高くなる。
を超えた場合に生じる問題は上述した内容と同様である
が、制限を狭めたことでより効果が高くなる。
【００７３】また、本実施形態においては、ＬＣＤ３の
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳１か
ら中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ８面と射出瞳Ｓ１から１つ
目の光学面である面Ｓ２の間に形成されなければならな
い。更に、表示面Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面で
ある面Ｓ７と射出瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面
Ｓ３との間に中間像を形成することが好ましい。前者は
表示面Ｓｉの中間像を少なくとも２つの面を使用して形
成することにより中間像形成のためのパワーを分担させ
必要以上の収差の発生を抑える効果があるためで、後者
は射出瞳面Ｓ１に導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わ
せると第１光学素子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐ
ためである。従って、本実施形態では偏心ミラー２４の
反射面Ｓ７と第１光学素子１の最終内部反射面Ｓ３との
間に中間像を形成していることが好ましい。本実施形態
では更に偏心ミラー２３の反射面Ｓ６と内部全反射面Ｓ
４との間に中間像を形成し、第１光学素子１の入射面Ｓ
５の前後にまたがって中間像を形成している。即ち中間
像形成を主に３つの偏心ミラー２５，２４，２３によっ
て行い、該中間像を全反射面Ｓ４と反射面Ｓ３透過面Ｓ
２とを介して射出瞳に導くようにし、中間結像前後の各
面での収差補正を適切に分担させた構成となっている。
また、中間像を図のようにあらかじめ湾曲させて形成す
ることによって、中間結像以降の接眼光学系要素におけ
る収差補正の負担を少なくしている。また、本実施形態
においても表示面Ｓｉ上に表示した像に対し中間像の方
が大きくなるように結像させることで、接眼光学系のパ
ワー低減に寄与し、特に薄型の光学系を構成している。
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳１か
ら中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ８面と射出瞳Ｓ１から１つ
目の光学面である面Ｓ２の間に形成されなければならな
い。更に、表示面Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面で
ある面Ｓ７と射出瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面
Ｓ３との間に中間像を形成することが好ましい。前者は
表示面Ｓｉの中間像を少なくとも２つの面を使用して形
成することにより中間像形成のためのパワーを分担させ
必要以上の収差の発生を抑える効果があるためで、後者
は射出瞳面Ｓ１に導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わ
せると第１光学素子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐ
ためである。従って、本実施形態では偏心ミラー２４の
反射面Ｓ７と第１光学素子１の最終内部反射面Ｓ３との
間に中間像を形成していることが好ましい。本実施形態
では更に偏心ミラー２３の反射面Ｓ６と内部全反射面Ｓ
４との間に中間像を形成し、第１光学素子１の入射面Ｓ
５の前後にまたがって中間像を形成している。即ち中間
像形成を主に３つの偏心ミラー２５，２４，２３によっ
て行い、該中間像を全反射面Ｓ４と反射面Ｓ３透過面Ｓ
２とを介して射出瞳に導くようにし、中間結像前後の各
面での収差補正を適切に分担させた構成となっている。
また、中間像を図のようにあらかじめ湾曲させて形成す
ることによって、中間結像以降の接眼光学系要素におけ
る収差補正の負担を少なくしている。また、本実施形態
においても表示面Ｓｉ上に表示した像に対し中間像の方
が大きくなるように結像させることで、接眼光学系のパ
ワー低減に寄与し、特に薄型の光学系を構成している。
【００７４】また、本実施形態においても、複数のパワ
ーを有する光学面を偏心して配置しているため、共軸光
学系では発生しない偏心収差が発生するが、光学面を非
回転対称面とすることで該偏心収差を良好に補正するこ
とができる。少なくとも偏心した反射面のうちの中間像
以前の面に一つ、中間像以降の面に一つの非回転対称面
を設けて偏心収差を補正することが望ましい。特に望ま
しくは全ての反射面を非回転対称面とすることで偏心収
差を更に良好に補正することが可能となる。本実施形態
においても全ての光学面をｙ-ｚ面を唯一の対称面とし
て持つ非回転対称形状とすることで偏心収差を補正し、
良好な光学性能を得ている。
ーを有する光学面を偏心して配置しているため、共軸光
学系では発生しない偏心収差が発生するが、光学面を非
回転対称面とすることで該偏心収差を良好に補正するこ
とができる。少なくとも偏心した反射面のうちの中間像
以前の面に一つ、中間像以降の面に一つの非回転対称面
を設けて偏心収差を補正することが望ましい。特に望ま
しくは全ての反射面を非回転対称面とすることで偏心収
差を更に良好に補正することが可能となる。本実施形態
においても全ての光学面をｙ-ｚ面を唯一の対称面とし
て持つ非回転対称形状とすることで偏心収差を補正し、
良好な光学性能を得ている。
【００７５】尚、以上の各実施形態において、ＬＣＤ３
の代わりにＣＣＤ等の撮像素子をおき、光学系の瞳Ｓ１
から入射した光の最良結像点に撮像面Ｓｉが来るように
適宜面Ｓｉの配置をずらすことで、本発明の光学系をＳ
１を入射瞳、Ｓｉを結像面とする撮像装置としても使用
可能である。
の代わりにＣＣＤ等の撮像素子をおき、光学系の瞳Ｓ１
から入射した光の最良結像点に撮像面Ｓｉが来るように
適宜面Ｓｉの配置をずらすことで、本発明の光学系をＳ
１を入射瞳、Ｓｉを結像面とする撮像装置としても使用
可能である。
【００７６】また、図４に示すように、実施形態１のＬ
ＣＤ３を反射型ＬＣＤで構成し、照明光源６と集光レン
ズ５とハーフミラー４とを配置して、照明光源６からの
光で照明し、反射型ＬＣＤ３からの画像光を射出瞳位置
Ｓ１に導いて観察者に拡大像を提示することも可能であ
る。ここでは実施形態１の場合について示したが、その
他の実施形態に関しても同様に構成できる。
ＣＤ３を反射型ＬＣＤで構成し、照明光源６と集光レン
ズ５とハーフミラー４とを配置して、照明光源６からの
光で照明し、反射型ＬＣＤ３からの画像光を射出瞳位置
Ｓ１に導いて観察者に拡大像を提示することも可能であ
る。ここでは実施形態１の場合について示したが、その
他の実施形態に関しても同様に構成できる。
【００７７】
【表１】
【００７８】
【表２】
【００７９】
【表３】
【００８０】図６は本発明の各実施形態の画像表示装置
Ｓを観察者ＳＡの左右眼用に一対設けるように構成する
ことにより、両眼式のヘッドマウントディスプレイを構
成したときの説明図である。
Ｓを観察者ＳＡの左右眼用に一対設けるように構成する
ことにより、両眼式のヘッドマウントディスプレイを構
成したときの説明図である。
【００８１】本発明において、例えば表示素子に表示す
る画像として両眼視差を用いれば立体視が可能な画像観
察システムを構築することができる.尚、必ずしも両眼
でなく、左右どちらかの眼用に１ユニットのみ設けた単
眼式ＨＭＤとしてもよいことは勿論である。
る画像として両眼視差を用いれば立体視が可能な画像観
察システムを構築することができる.尚、必ずしも両眼
でなく、左右どちらかの眼用に１ユニットのみ設けた単
眼式ＨＭＤとしてもよいことは勿論である。
【００８２】
【発明の効果】本発明によれば、液晶ディスプレイ等の
表示手段に表示した画像情報を観察する際に、装置全体
のコンパクト性・軽量性と広画角化が容易な光学系及び
それを用いた画像表示装置を達成することができる。
表示手段に表示した画像情報を観察する際に、装置全体
のコンパクト性・軽量性と広画角化が容易な光学系及び
それを用いた画像表示装置を達成することができる。
【００８３】特に本発明によれば薄型・軽量で明るく広
画角の光学系を達成することが容易となり、又該光学系
を用いることで小型・軽量で且つ広画角の画像表示装置
や撮像装置を達成することが容易になる。
画角の光学系を達成することが容易となり、又該光学系
を用いることで小型・軽量で且つ広画角の画像表示装置
や撮像装置を達成することが容易になる。
【図１】 本発明の光学系の実施形態１を用いた画像表
示装置の要部概略図
示装置の要部概略図
【図２】 本発明の光学系の実施形態２を用いた画像表
示装置の要部概略図
示装置の要部概略図
【図３】 本発明の光学系の実施形態３を用いた画像表
示装置の要部概略図
示装置の要部概略図
【図４】 本発明の光学系を用いた画像表示装置の別の
例の要部概略図
例の要部概略図
【図５】 本発明の光学系の一部分の説明図
【図６】 本発明のヘッドマウントディスプレイ説明図
【図７】 従来の画像表示装置の要部概略図
【図８】 従来の画像表示装置の要部概略図
１ 第１光学素子 ２ 偏心ミラー ３ ＬＣＤ（表示手段） ２１，２２，２３，２４，２５ 偏心ミラー ４ ハーフミラー ５ 集光レンズ ６ 照明光源
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年４月１３日（２００１．４．１
３）
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００４８】また、本実施形態においては、ＬＣＤ３の
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳Ｓ１
から中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ７面と射出瞳から１つ目の
光学面である面Ｓ２の間に形成している。更に、表示面
Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面である面Ｓ６と射出
瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面Ｓ３との間に中間
像を形成することが好ましい。前者は表示面Ｓｉの中間
像を少なくとも２つの面を使用して形成することにより
中間像形成のためのパワーを分担させ必要以上の収差の
発生を抑える効果があるためで、後者は射出瞳面Ｓ１に
導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わせると第１光学素
子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐためである。従っ
て、本実施形態では第１光学素子１内、詳しくは第１光
学素子１の入射面である面Ｓ６と第１光学素子１の最終
内部反射面Ｓ３との間に中間像を湾曲して形成している
構成となっている。
表示面Ｓｉから射出瞳Ｓ１に至る光路中に中間像（図中
に点線で示した）を形成することによって、射出瞳Ｓ１
から中間像までの光路長を短くし、広画角化を図ってい
る。中間像の形成位置としては、少なくとも表示面Ｓｉ
から１つ目の光学面であるＳ７面と射出瞳から１つ目の
光学面である面Ｓ２の間に形成している。更に、表示面
Ｓｉから少なくとも２つ目の光学面である面Ｓ６と射出
瞳面Ｓ１から２つ目の光学面である面Ｓ３との間に中間
像を形成することが好ましい。前者は表示面Ｓｉの中間
像を少なくとも２つの面を使用して形成することにより
中間像形成のためのパワーを分担させ必要以上の収差の
発生を抑える効果があるためで、後者は射出瞳面Ｓ１に
導くためのパワーを面Ｓ２のみに負わせると第１光学素
子１の肉厚が厚くなるのでこれを防ぐためである。従っ
て、本実施形態では第１光学素子１内、詳しくは第１光
学素子１の入射面である面Ｓ６と第１光学素子１の最終
内部反射面Ｓ３との間に中間像を湾曲して形成している
構成となっている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００５６】光束は面Ｓ５より第１光学素子１に入射
し、曲面Ｓ４へ向かう。面Ｓ４は中心画角主光線Ｌ０に
対して偏心して配置されており、第１光学素子１の媒質
に対して有効光束を内部全反射する角度に傾いている。
面Ｓ４で全反射された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対
して偏心して配置された曲面Ｓ３で反射され、内部全反
射を起こさない角度で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射
し、面Ｓ２より第１光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を
形成する。射出瞳Ｓ１付近に観察者Ｅが瞳をおくこと
で、ＬＣＤ３上に表示した画像の拡大された像を見るこ
とを可能としている。
し、曲面Ｓ４へ向かう。面Ｓ４は中心画角主光線Ｌ０に
対して偏心して配置されており、第１光学素子１の媒質
に対して有効光束を内部全反射する角度に傾いている。
面Ｓ４で全反射された光束は、中心画角主光線Ｌ０に対
して偏心して配置された曲面Ｓ３で反射され、内部全反
射を起こさない角度で面Ｓ２（面Ｓ４と同一面）に入射
し、面Ｓ２より第１光学素子１を射出して射出瞳Ｓ１を
形成する。射出瞳Ｓ１付近に観察者Ｅが瞳をおくこと
で、ＬＣＤ３上に表示した画像の拡大された像を見るこ
とを可能としている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/64 ５１１ Ｈ０４Ｎ 5/64 ５１１Ａ
Claims (18)
- 【請求項１】 表示手段からの光束を所定位置に導い
て、観察者が該表示手段の画像情報を観察することがで
きる光学系であって、 該表示手段の表示面中心より射出し、該光学系の射出瞳
中心を通る光線を中心画角主光線としたときに、 該光学系は、同一部材上に該中心画角主光線に対して偏
心し且つパワーを有した偏心反射面を複数有する第１光
学素子と、該中心画角主光線に対して偏心し且つパワー
を有する少なくとも１枚の偏心ミラーより成る偏心ミラ
ー系とを有し、 該偏心ミラー系を介して該表示手段からの光束を該第１
光学素子に導き該第１光学素子を射出した光束を該所定
位置に導いていることを特徴とする光学系。 - 【請求項２】 前記光学系は、前記表示手段から前記所
定位置に至る光路中に中間像を形成することができる屈
折力を有していることを特徴とする請求項１に記載の光
学系。 - 【請求項３】 前記偏心ミラー系は、正のパワーを有し
ていることを特徴とする請求項２に記載の光学系。 - 【請求項４】 前記偏心ミラー系は、前記中心画角主光
線によって形成される面において、前記表示手段の表示
面中心より前記射出瞳の両端に至る光線が該表示手段か
らの出射して前記偏心ミラー系の第１ミラーに入射する
ときになす角度をθｉｎ、とし、前記表示手段の表示面
中心より前記射出瞳の両端に至る光線が前記偏心ミラー
系の最終偏心ミラーを射出するときになす角度をθｏｕ
ｔ、前記表示手段の表示面中心より前記射出瞳の両端に
至る光線を延長した際に交点が反射される側に出来ると
きになす角度を正、逆側にできるときになす角度を負と
したとき、 ０≦θｏｕｔ／θｉｎ≦１ を満足するよう構成されていることを特徴とする請求項
３に記載の光学系。 - 【請求項５】 前記偏心ミラー系の母線断面の合成焦点
距離をｆｙ、前記偏心ミラー系を構成する偏心ミラーの
中で母線断面ローカル焦点距離が最も短いものをｆｙｍ
ｉｎとするとき、 ０．５＜ｆｙｍｉｎ／ｆｙ＜２ を満たすことを特徴とする請求項３に記載の光学系。 - 【請求項６】 前記第１光学素子は、偏心反射面と透過
面とを兼用したパワーを有する反射・透過兼用面を有す
ることを特徴とする請求項３に記載の光学系。 - 【請求項７】 前記反射・透過兼用面は反射光束と透過
光束との両方が面に当たる共用領域を有し、少なくとも
該共用領域においての反射が前記第１光学素子での内部
全反射していることを特徴とする請求項６に記載の光学
系。 - 【請求項８】 前記反射・透過兼用面の一部に反射膜を
形成したことを特徴とする請求項７に記載の光学系。 - 【請求項９】 前記中間像は表示手段上に表示された画
像より拡大結像されていることを特徴とする請求項３ま
たは６に記載の光学系。 - 【請求項１０】 前記中間像の少なくとも一部が第１光
学素子内に形成されることを特徴とする請求項３または
６に記載の光学系。 - 【請求項１１】 前記表示手段の表示面は平面であり、
前記中間像は湾曲して形成されていることを特徴とする
請求項３または６に記載の光学系。 - 【請求項１２】 前記偏心反射面の少なくとも１面は唯
一の対称面のみを有する非回転対称形状であることを特
徴とする請求項３または６に記載の光学系。 - 【請求項１３】 前記第１光学素子内での反射回数が３
回以下であることを特徴とする請求項３または６に記載
の光学系。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１項の光
学系と、画像情報を表示する表示手段とを有しているこ
とを特徴とする画像表示装置。 - 【請求項１５】 光束を結像させる光学系であって、該
光学系の入射瞳より入射し、結像面中心に至る光線を中
心画角主光線としたとき、該光学系は、同一部材上に該
中心画角主光線に対して偏心し且つパワーを有した偏心
反射面を複数有する第１光学素子と、該中心画角主光線
に対して偏心し且つパワーを有する少なくとも１枚の偏
心ミラーとを有し、 入射瞳を通った光束を該第１光学素子を介して該偏心ミ
ラーに導いていることを特徴とする光学系。 - 【請求項１６】 表示手段からの光束を所定位置に導く
光学系であって、 該表示手段の表示面中心より射出し該光学系の射出瞳中
心を通る光線を中心画角主光線とするとき、 同一部材上に該中心画角主光線に対して偏心し且つパワ
ーを有した偏心反射面を複数有する第１光学素子と、該
中心画角主光線に対して偏心し且つパワーを有する少な
くとも１枚の偏心ミラーを有する偏心ミラー系とを有
し、 該偏心ミラー系を介して該表示手段からの光束を該第１
光学素子に導き、該第１光学素子を射出した光束を該所
定位置に導いて観察者に該表示手段上に表示した画像の
拡大像を提示するよう構成されたことを特徴とする光学
系。 - 【請求項１７】 請求項１５又は１６の光学系と、該光
学系によって形成した画像情報を撮像する撮像手段とを
有していることを特徴とする撮像装置。 - 【請求項１８】 請求項１４の画像表示装置を有したこ
とを特徴とするヘッドマウントディスプレイ。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2001028299A JP2002228970A (ja) | 2001-02-05 | 2001-02-05 | 光学系及びそれを用いた画像表示装置 |
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|---|---|
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|---|---|
| US (1) | US6853356B2 (ja) |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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