JP2010044177A - Visual display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視覚表示装置に関し、広い観察画角を表示することが可能な視覚表示装置に関するものである。 The present invention relates to a visual display device, and more particularly to a visual display device capable of displaying a wide observation angle of view.
従来、虚像や実像を観察する光学系として特許文献1〜6のようなものが知られている。
しかしながら、特許文献1において知られている技術は、観察画角が狭かった。また、特許文献2〜6において知られている技術は、スクリーンに映像を投影するものであり、観察画角は水平方向で360度が可能であるが、スクリーンの大きさを大きくしないと観察する映像が近くに見えてしまう問題があった。また、スクリーン相互の反射により、映像のコントラストが悪くなる問題があった。
However, the technique known in
本発明は、従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、広い観察画角を鮮明に且つ遠方の映像として観察することが可能な小型の視覚表示装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation in the prior art, and an object of the present invention is to provide a small-sized visual display device capable of observing a wide observation angle of view clearly and as a distant image. That is.
上記課題を解決するために、本発明は、映像表示素子と、前記映像表示素子に表示された映像を投影する投影光学系と、前記投影光学系により投影された映像を遠方からの映像とする正の反射パワーを有する接眼光学系と、前記投影光学系により投影された映像の近傍に配置された拡散面と、からなる視覚表示装置において、前記投影光学系により投影された映像は、前記投影光学系の光軸に直交する面内の任意の位置で円弧を描くように配置されることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the present invention provides an image display element, a projection optical system that projects an image displayed on the image display element, and an image projected by the projection optical system as an image from a distance. In a visual display device comprising an eyepiece optical system having a positive reflection power and a diffusing surface arranged in the vicinity of an image projected by the projection optical system, the image projected by the projection optical system is the projection It is arranged so as to draw an arc at an arbitrary position in a plane orthogonal to the optical axis of the optical system.
また、前記画像表示素子は、円環状又は円弧状の映像を表示することを特徴とする。 Further, the image display element displays an annular or arcuate image.
また、観察者前方又は観察画角中心に当たる視軸と前記投影光学系の光軸は交差することを特徴とする。 Further, the visual axis corresponding to the front of the observer or the center of the viewing angle of view and the optical axis of the projection optical system intersect with each other.
また、観察者前方又は観察画角中心に当たる視軸と前記投影光学系の光軸は直交することを特徴とする。 Further, the visual axis corresponding to the front of the observer or the center of the viewing angle of view and the optical axis of the projection optical system are perpendicular to each other.
また、前記接眼光学系は、観察者前方又は観察画角中心に当たる視軸に対して傾斜して配置されることを特徴とする。 Further, the eyepiece optical system is arranged to be inclined with respect to a visual axis corresponding to the front of the observer or the center of the observation angle of view.
また、前記投影光学系により投影された像は、前記投影光学系の射出瞳に向けて凹面を向けた形状であることを特徴とする。 Further, the image projected by the projection optical system has a shape with a concave surface directed toward an exit pupil of the projection optical system.
また、前記投影光学系は、光軸上の映像を投影しないことを特徴とする。 Further, the projection optical system does not project an image on the optical axis.
また、前記接眼光学系は、球面であることを特徴とする。 The eyepiece optical system may be a spherical surface.
また、前記接眼光学系は、トーリック面であることを特徴とする。 The eyepiece optical system is a toric surface.
また、前記接眼光学系は、前記投影光学系の射出瞳位置と観察者眼球位置を2つの焦点とする楕円面の一部であることを特徴とする。 The eyepiece optical system may be a part of an ellipsoid having two focal points, ie, an exit pupil position and an observer eyeball position of the projection optical system.
また、前記接眼光学系は、自由曲面であることを特徴とする。 The eyepiece optical system is a free-form surface.
また、前記接眼光学系は、拡張回転自由曲面であることを特徴とする。 Further, the eyepiece optical system is an extended rotation free-form surface.
また、前記投影光学系は透過面のみで構成された光学系で、前記投影光学系内で結像することが無く、光軸上で不連続な面を少なくとも1面有する投影光学系を用いることを特徴とする。 Further, the projection optical system is an optical system composed of only a transmissive surface, does not form an image in the projection optical system, and uses a projection optical system having at least one discontinuous surface on the optical axis. It is characterized by.
また、前記投影光学系は反射面を2面有する2回反射の光学系で、絞り以外で光軸を光路が交差することがなく、かつ前記投影光学系内で結像することが無く、前記2面の反射面は投影像から前記映像表示素子に向かう逆追跡の光路の順番で、投影像側に凹面を向けた第1の反射面、第1の反射面により前記映像表示素子と反対側に反射された光路を前記映像表示素子側に反射する第2の反射面を有する光学系であることを特徴とする。 Further, the projection optical system is a two-reflection optical system having two reflecting surfaces, the optical path does not cross the optical axis other than the stop, and the image does not form an image in the projection optical system. The two reflecting surfaces are in the order of the reverse tracking optical path from the projected image to the image display element, the first reflecting surface with the concave surface facing the projected image side, and the first reflecting surface opposite to the image display element. It is an optical system having a second reflecting surface that reflects the optical path reflected on the image display element side.
また、前記投影光学系は反射面を2面有する2回反射の光学系で、絞り以外で光軸を光路が1回交差し、かつ前記投影光学系内に1回中間像を形成し、前記2面の反射面は前記投影光学系から前記映像表示素子に向かう逆追跡の光路の順番で、光軸と交差した光線は、投影像側に凹面を向けた第1の反射面で前記映像表示素子と反対側に反射され、次に光路を前記映像表示素子側に反射する第2の反射面で反射され、絞りを通過して前記投影光学系後群に入射することを特徴とする。 The projection optical system is a two-reflection optical system having two reflecting surfaces, the optical path intersects the optical axis once except for the stop, and forms an intermediate image once in the projection optical system, The two reflecting surfaces are in the order of the backward tracking optical path from the projection optical system to the image display element, and the light beam crossing the optical axis is displayed on the image by the first reflecting surface with the concave surface facing the projection image side. The light beam is reflected on the side opposite to the element, then reflected by a second reflecting surface that reflects the optical path toward the image display element side, passes through the stop, and enters the rear group of the projection optical system.
また、前記投影光学系は反射面を2面有する2回反射の光学系で、絞り以外で光軸を光路が2回交差し、かつ前記投影光学系内に1回中間像を形成し、前記2面の反射面は前記投影光学系から前記映像表示素子に向かう逆追跡の光路の順番で、光軸と交差した光線は、投影像側に凹面を向けた第1の反射面で前記映像表示素子と反対側に反射され、再び光軸と交差し、次に光路を前記映像表示素子側に反射する前記映像表示素子側に凹面を向けた第2の凹面反射面で反射され、絞りを通過して前記投影光学系後群に入射することを特徴とする。 The projection optical system is a two-reflection optical system having two reflecting surfaces, the optical path intersects the optical axis twice except for the stop, and forms an intermediate image once in the projection optical system, The two reflecting surfaces are in the order of the backward tracking optical path from the projection optical system to the image display element, and the light beam crossing the optical axis is displayed on the image by the first reflecting surface with the concave surface facing the projection image side. Reflected on the opposite side of the element, crosses the optical axis again, and then reflects on the second concave reflecting surface facing the image display element side reflecting the optical path toward the image display element side, and passes through the stop Then, it is incident on the rear group of the projection optical system.
以上の本発明の視覚表示装置においては、小型でありながら、広い観察画角を鮮明に観察することが可能となる。 In the above-described visual display device of the present invention, it is possible to clearly observe a wide observation angle of view while being small.
以下、実施例に基づいて本発明にかかる視覚表示装置について説明する。図1は本発明にかかる視覚表示装置1の概念図、図2は図1の平面図、である。
Hereinafter, a visual display device according to the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a conceptual diagram of a
本発明にかかる視覚表示装置1は、図1及び図2に示すように、映像表示素子3と、映像表示素子3に表示された映像を投影する投影光学系4と、投影光学系4により投影された映像を遠方からの映像とする正の反射パワーを有する接眼光学系5と、投影光学系4により投影された映像の近傍に配置された拡散面11と、からなる視覚表示装置1において、投影光学系4により投影された映像は、投影光学系4の光軸2に直交する面内の任意の位置で円弧を描くように配置される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
従来、リレー光学系を用いて小型の表示素子の映像を接眼光学系の前側焦点位置にリレーして、接眼光学系により広い観察画角の映像を提供する構成があるが、広角の観察像を得るためには、投影光学系と接眼光学系の合成焦点距離が非常に短くなってしまい、接眼光学系で広い射出瞳を得るためには映像表示素子側の投影光学系のNAが非常に大きくなってしまい、投影光学系が複雑で大型になる問題があった。 Conventionally, a relay optical system is used to relay the image of a small display element to the front focal position of the eyepiece optical system, and the eyepiece optical system provides an image with a wide observation angle of view. In order to obtain this, the combined focal length of the projection optical system and the eyepiece optical system becomes very short, and in order to obtain a wide exit pupil in the eyepiece optical system, the NA of the projection optical system on the image display element side is very large. As a result, the projection optical system is complicated and large.
そこで、本発明では投影光学系4の像面近傍に拡散性のある拡散面11を配置し、この拡散面11で投影された映像を拡散することにより、接眼光学系5の入射瞳を大きくすることが可能となり、観察者が多少動いても、常に映像を観察することが可能となる。
Therefore, in the present invention, a
さらに、非常に広い観察画角を提供する接眼光学系5では強い像面湾曲が発生する。この像面湾曲に沿って投影面を湾曲させることも従来行われていたが、本発明は投影光学系4の光軸2と直交する面内の任意位置で円弧を描くように投影面を配置することが重要である。
Furthermore, a strong curvature of field occurs in the eyepiece
特に、45度を超える観察画角の場合接眼光学系5の像面湾曲も45度を超えるものとなり、投影光学系4で円弧の角度が45度の像湾曲を発生させることは、投影光学系4に大きな負担が掛かり小型の投影光学系4を構成することは不可能になる。そこで本発明では投影光学系4の光軸2と直行する面内で円弧を描くように投影像が投影されるような投影光学系4を用い、この円弧の部分の像面を接眼光学系5の中間像として用いることにより非常に大きな像面湾曲を相殺することに成功したものである。
In particular, when the viewing angle of view exceeds 45 degrees, the field curvature of the eyepiece
また、図3及び図4に示すように、映像表示素子3は、円環状又は円弧状の映像を表示することが好ましい。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
本発明では像周辺の映像を投影光学系4により接眼光学系5に投影する構成を取っているため、表示映像もこれに合わせたものにする必要がある。そのためには図3及び図4に示すように円環状又は円弧状の中心方向を観察映像の下方向になるような円環状又は円弧状の映像を表示する必要がある。又は投影光学系4の種類によっては中心方向を観察像の上方向になるような円環状又は円弧状の映像を表示する必要がある。
In the present invention, since the image around the image is projected onto the eyepiece
さらに好ましくは、観察者後方に当る映像を表示しない例えば240度の場合には、表示素子の画素を有効に利用する為に略半円形に表示することが好ましく、例えば120度の表示を行う場合は扇形の表示を行うことが好ましい。また、図4に示すように、映像表示素子3の画素数を有効に使うために、円環状又は円弧状の表示映像の観察可能な部分のみ拡大して映像表示素子3に表示することが良い。
More preferably, in the case of 240 degrees, for example, in which the image behind the observer is not displayed, it is preferable to display in a substantially semicircular shape in order to effectively use the pixels of the display element, for example, when displaying 120 degrees It is preferable to display a fan shape. Also, as shown in FIG. 4, in order to use the number of pixels of the
また、観察者前方又は観察画角中心に当る視軸101と投影光学系4の光軸2が交差することが好ましい。
In addition, it is preferable that the
本発明では、投影光学系4の投影面は投影光学系4の光軸2と任意の位置で直交する面内で円弧を描くように投影された映像、つまり投影光学系4の光軸2周りに筒状に投影された映像を接眼光学系5で拡大する構成であり、通常行われる投影光学系4の光軸2と接眼光学系5の光軸を一致させる方法では観察像を形成することが出来ない。そこで、本発明では投影光学系4の光軸2と視軸101が交差するように構成することにより、投影光学系4の光軸2周りに投影された投影像を接眼光学系5で観察することが可能となったものである。
In the present invention, the projection surface of the projection
また、観察者前方又は観察画角中心に当る視軸101と投影光学系4の光軸2は直交することが好ましい。
In addition, it is preferable that the
視軸101と投影光学系4の光軸2を直交させることにより、映像表示素子3上の任意の像高の円が観察像の視軸101を含めた水平方向に一致し、像の歪みを低減させる効果がある。
By making the
また、接眼光学系5は観察者前方又は観察画角中心に当たる視軸101に対して傾斜して配置されていることが好ましい。
The eyepiece
接眼光学系5を視軸101に対して傾斜して配置させることにより、投影光学系4を観察者の頭上に配置することが可能となり、観察者頭部と投影光学系4の干渉を避けることができる。
By disposing the eyepiece
また、投影光学系4により投影された像は、前記投影光学系の射出瞳に向けて凹面を向けた形状であることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the image projected by the projection
接眼光学系5の像面湾曲を打ち消すには、凹面形状を投影光学系4側に向けた形状が接眼光学系5の像面湾曲と一致して好ましい。さらに好ましくは、投影面の形状と同一の形状に拡散面11をすることにより、最も鮮明な観察像を観察することが可能となる。
In order to cancel the curvature of field of the eyepiece
また、投影光学系4は、光軸上の映像を投影しないことが好ましい。
Moreover, it is preferable that the projection
本発明では投影光学系4の光軸2外の映像を接眼光学系5により観察者に提示するものであり、光軸2上の映像は本来使用しない構造である。そこで、この光軸2上の映像は不要光となり、観察の邪魔になることや、観察映像のコントラストを低下させる原因になる。そこで、光軸2上の映像は何も表示しないことが好ましい。さらに好ましくは、遮光部材等により光軸2上の光線を遮光することが望ましい。また、さらに好ましくは、拡散面11で反射拡散され接眼光学系5を介さずに直接観察者の目に入る光線も遮光部材により遮光することが鮮明な観察像を得る為に望ましい。
In the present invention, an image outside the
また、接眼光学系5は、球面であることが好ましい。
The eyepiece
接眼光学系5を球面で構成することにより、既存のプラスチック球を使用することが可能となり、製作性が向上し安価に製造できる。また、凹面鏡の反射面はプラスチック球の内面で構成して表面鏡としても、外面で構成して裏面鏡として構成してもよい。
By configuring the eyepiece
また、接眼光学系5はトーリック面であることが好ましい。
The eyepiece
接眼光学系5をトーリック面で構成すると、接眼光学系5の瞳収差、特に非点収差をなくすことが可能となり、拡散面11の拡散特性を下げることにより明るい観察像を観察できるようになる。さらに、映像表示素子3の照明の光源の明るさを下げることが可能となり、少ない電力で明るい観察像を得ることができる。
If the eyepiece
また、接眼光学系5は投影光学系4の射出瞳位置と観察者眼球位置を2つの焦点とする楕円面の一部であることが好ましい。
Further, the eyepiece
接眼光学系5を楕円にすることにより瞳収差の発生が無くなり、トーリック面と同様の効果がある。
By making the eyepiece
また、接眼光学系5は自由曲面であることが好ましい。
The eyepiece
自由曲面を使用することにより接眼光学系5の像湾曲を低減することが可能となり、特に画角が狭い場合に効果がある。
By using a free-form surface, it is possible to reduce the image curvature of the eyepiece
また、接眼光学系5は拡張回転自由曲面であることが好ましい。
The eyepiece
拡張回転自由曲面を使用することにより接眼光学系5のメリジオナル断面(上下方向の)像湾曲を低減することが可能となり、特に画角が広い場合に効果がある。
By using the extended rotation free-form surface, it becomes possible to reduce the meridional section (vertical direction) image curvature of the eyepiece
また、図5に示すように、投影光学系4は透過面のみで構成された光学系で、投影光学系4内で結像することが無く、光軸2上で不連続な面を少なくとも1面有する投影光学系4を用いることが好ましい。
As shown in FIG. 5, the projection
この回転対称軸上で不連続な面を用いることにより、円環状の映像の中心の観察されない部分を小さくすることが可能となり、映像表示素子3の画素を有効に使用することが可能となる。
By using a discontinuous surface on the rotationally symmetric axis, it becomes possible to reduce a portion where the center of the annular image is not observed, and to effectively use the pixels of the
また、図6に示すように、投影光学系4は反射面を2面有する2回反射の光学系で、絞り以外で光軸2を光路が交差することがなく、かつ投影光学系4内で結像することが無く、2面の反射面は投影像から映像表示素子3に向かう逆追跡の光路の順番で、投影像側に凹面を向けた第1の反射面21、第1の反射面21により映像表示素子3と反対側に反射された光路を映像表示素子3側に反射する第2の反射面22を有する光学系であることが好ましい。
As shown in FIG. 6, the projection
この2つの反射面により反射面で発生する非点収差を良好に補正することが可能となる。また、光路を折り返しているため、小型の投影光学系4を構成することが可能となる。
Astigmatism generated on the reflecting surface can be satisfactorily corrected by the two reflecting surfaces. Further, since the optical path is folded, a small projection
また、図7に示すように、投影光学系4は反射面を2面有する2回反射の光学系で、絞り以外で光軸2を光路が1回交差し、かつ投影光学系4内に1回中間像を形成し、2面の反射面は投影光学系4から映像表示素子3に向かう逆追跡の光路の順番で、光軸2と交差した光線は、投影像側に凹面を向けた第1の反射面21で映像表示素子3と反対側に反射され、次に光路を映像表示素子3側に反射する第2の反射面22で反射され、絞りを通過して投影光学系4後群に入射することが好ましい。
As shown in FIG. 7, the projection
この光路では投影光学系4内に中間像を形成するため光学系全体の焦点距離を無理なく短くすることが可能となり、明るい光学系を得ることが出来る。
In this optical path, since an intermediate image is formed in the projection
また、図8に示すように、投影光学系4は反射面を2面有する2回反射の光学系で、絞り以外で光軸2を光路が2回交差し、かつ投影光学系4内に1回中間像を形成し、2面の反射面は投影光学系4から映像表示素子3に向かう逆追跡の光路の順番で、光軸2と交差した光線は、投影像側に凹面を向けた第1の反射面21で映像表示素子3と反対側に反射され、再び光軸2と交差し、次に光路を映像表示素子3側に反射する映像表示素子3側に凹面を向けた第2の反射面22で反射され、絞りを通過して投影光学系4後群に入射することが好ましい。
As shown in FIG. 8, the projection
この光路も投影光学系4内に中間像を形成するため、光学系全体の焦点距離を無理なく短くすることが可能となり、明るい光学系を得ることが出来る。
Since this optical path also forms an intermediate image in the projection
本発明にかかる投影光学系4は広角の魚眼レンズを使うことも可能である、例えば、特公平2−14684号公報の第1実施例を用いることが可能である。また、これに限らず一般的な魚眼レンズを用いることが可能であり、投影光学系4の射出瞳と接眼光学系5の入射瞳を一致させることが重要である。
The projection
また、凸面鏡1面と通常の投影光学系4で投影光学系4を構成することも可能である。
Further, the projection
さらに好ましくは、魚眼レンズは像周辺の映像が小さく写るような歪を持つため歪みの小さいF−θ特性を持った魚眼レンズが好ましい。 More preferably, the fish-eye lens has a distortion such that an image around the image is small, so that a fish-eye lens having a small F-θ characteristic is preferable.
さらに好ましくは、本出願人の特開2004−102204号公報に記載の拡散板を拡散面11に用いることが好ましい。
More preferably, the diffusion plate described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-102204 of the present applicant is used for the
さらに好ましくは、図9に示すように、左右の眼球(入射瞳)Eに対応した2つの投影光学系4を配置し、2つの投影光学系4の投影像を拡散面11に投影すると同時に、2つの映像のクロストークが起きないように拡散面11の拡散角をコントロールして立体像を観察することも可能である。
More preferably, as shown in FIG. 9, two projection
また、拡散面11をホログラフィックな拡散面11にすることにより拡散面11自体が観察されてしまう問題を回避することが可能となる。
Moreover, it becomes possible to avoid the problem that the
さらに、拡散面11を回転又は振動させることにより上記問題を解決することが可能である。さらに、接眼光学系5は半透過面にすることにより、外界の映像と電子像を重層表示する所謂コンバイナーとして構成することが可能である。この場合、円環状の基盤にホログラフィック素子を貼り付けた、凹面鏡の作用を有するコンバイナーとすることが望ましい。
Furthermore, the above problem can be solved by rotating or vibrating the diffusing
図10は、視覚表示装置1を座席Sと組み合わせて適用した図を示す。座席Sは、ソファや乗り物等の座席Sであり、座席Sの背面部S1の角度にあわせて、視覚表示装置1は、傾斜して配置される。また、座席Sがリクライニング機構を有し、リクライニング機構により傾斜した背面部S1の角度に応じて、視覚表示装置1の角度を傾斜させる構造とすると好ましい。
FIG. 10 shows a diagram in which the
図11は、接眼光学系5及び拡散面11を円環状に形成した視覚表示装置1の断面図である。接眼光学系5及び拡散面11を円環状に形成した視覚表示装置1は、図11に示すように、観察者の顔を円環状の接眼光学系5及び拡散面11の中央の空間に挿入することにより、360度の映像を観察することができる構造となっている。
FIG. 11 is a cross-sectional view of the
以下に、本発明の視覚表示装置1の光学系の実施例を説明する。これら光学系の構成パラメータは後記する。これら実施例等の構成パラメータは、例えば図12に示すように、観察者の観察する位置を接眼光学系5の入射瞳Eとし、入射瞳Eを通り映像表示素子3に向かう光線が、接眼光学系5と、投影光学系4とを順に経て映像表示素子3に至る逆光線追跡の結果に基づくものである。
Below, the Example of the optical system of the
座標系は、例えば図12に示すように、接眼光学系5の入射瞳Eと接眼光学系5とを結ぶ視軸101と投影光学系4の光軸2との交点Oを偏心光学系の偏心光学面の原点Oとし、光軸2の原点Oから映像表示素子3へ向かう方向をY軸正方向とし、図12の紙面内をY−Z平面とする。そして、図12の原点Oから右方向をZ軸正方向とし、Y軸、Z軸と右手直交座標系を構成する軸をX軸正方向とする。
For example, as shown in FIG. 12, the coordinate system uses an eccentric point of the decentered optical system at an intersection point O between the
偏心面については、その面が定義される座標系の上記光学系の原点の中心からの偏心量(X軸方向、Y軸方向、Z軸方向をそれぞれX,Y,Z)と、光学系の原点に定義される座標系のX軸、Y軸、Z軸それぞれを中心とする各面を定義する座標系の傾き角(それぞれα,β,γ(°))とが与えられている。その場合、αとβの正はそれぞれの軸の正方向に対して反時計回りを、γの正はZ軸の正方向に対して時計回りを意味する。なお、面の中心軸のα,β,γの回転のさせ方は、各面を定義する座標系を光学系の原点に定義される座標系のまずX軸の回りで反時計回りにα回転させ、次に、その回転した新たな座標系のY軸の回りで反時計回りにβ回転させ、次いで、その回転した別の新たな座標系のZ軸の回りで時計回りにγ回転させるものである。 For the decentered surface, the amount of decentering from the center of the origin of the optical system in the coordinate system in which the surface is defined (X-axis direction, Y-axis direction, and Z-axis direction are X, Y, Z, respectively) and the optical system The inclination angles (α, β, γ (°), respectively) of the coordinate system defining each surface centered on the X axis, Y axis, and Z axis of the coordinate system defined at the origin are given. In this case, positive α and β mean counterclockwise rotation with respect to the positive direction of each axis, and positive γ means clockwise rotation with respect to the positive direction of the Z axis. Note that the α, β, and γ rotations of the central axis of the surface are performed by rotating the coordinate system defining each surface counterclockwise around the X axis of the coordinate system defined at the origin of the optical system. Then rotate it around the Y axis of the new rotated coordinate system by β and then rotate it around the Z axis of another rotated new coordinate system by γ. It is.
また、各実施例の光学系を構成する光学作用面の中、特定の面とそれに続く面が共軸光学系を構成する場合には面間隔が与えられており、その他、面の曲率半径、媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられている。 Further, among the optical action surfaces constituting the optical system of each embodiment, when a specific surface and a subsequent surface constitute a coaxial optical system, a surface interval is given, in addition, the curvature radius of the surface, The refractive index and Abbe number of the medium are given according to conventional methods.
また、拡張回転自由曲面は、以下の定義で与えられる回転対称面である。 The extended rotation free-form surface is a rotationally symmetric surface given by the following definition.
まず、図13に示すように、Y−Z座標面上で原点を通る下記の曲線(a)が定められる。
Z=(Y2 /RY)/[1+{1−(C1 +1)Y2 /RY2 }1 /2]
+C2 Y+C3 Y2 +C4 Y3 +C5 Y4 +C6 Y5 +C7 Y6
+・・・・+C21Y20+・・・・+Cn+1 Yn +・・・・
・・・(a)
First, as shown in FIG. 13, the following curve (a) passing through the origin on the YZ coordinate plane is determined.
Z = (Y 2 / RY) / [1+ {1- (C1 +1)
+ C2 Y + C3 Y 2 +
+ ··· + C21Y 20 + ··· + Cn + 1 Y n + ····
... (a)
次いで、この曲線(a)をX軸正方向を向いて左回りを正として角度θ(°)回転した曲線F(Y)が定められる。この曲線F(Y)もY−Z座標面上で原点を通る。 Next, a curve F (Y) obtained by rotating the curve (a) in the positive direction of the X axis and turning the counterclockwise to the positive angle θ (°) is determined. This curve F (Y) also passes through the origin on the YZ coordinate plane.
その曲線F(Y)をY正方向に距離R(負のときはY負方向)だけ平行移動し、その後にZ軸の周りでその平行移動した曲線を回転させてできる回転対称面を拡張回転自由曲面 The curve F (Y) is translated in the Y positive direction by a distance R (Y negative direction if negative), and then the rotationally symmetric surface is rotated by rotating the translated curve around the Z axis. Free-form surface
その結果、拡張回転自由曲面はY−Z面内で自由曲面(自由曲線)になり、X−Y面内で半径|R|の円になる。 As a result, the extended rotation free-form surface becomes a free-form surface (free-form curve) in the YZ plane and a circle with a radius | R | in the XY plane.
この定義からZ軸が拡張回転自由曲面の軸(回転対称軸)となる。
ここで、RYはY−Z断面での球面項の曲率半径、C1 は円錐定数、C2 、C3 、C4 、C5 …はそれぞれ1次、2次、3次、4次…の非球面係数である。
From this definition, the Z-axis becomes the axis of the extended rotation free-form surface (rotation symmetry axis).
Here, RY is the radius of curvature of the spherical term in the YZ section, C1 is the conic constant, C2, C3, C4, C5... Are the first, second, third, fourth,. .
なお、Z軸を中心軸2に持つ円錐面は拡張回転自由曲面の1つとして与えられ、RY=∞,C1 ,C2 ,C3 ,C4 ,C5 ,…=0とし、θ=(円錐面の傾き角)、R=(X−Z面内での底面の半径)として与えられる。
A conical surface having the Z axis as the
また、本発明で用いられる自由曲面の面の形状は、以下の式(b)で定義されるものである。なお、その定義式のZ軸が自由曲面 の軸となる。 The shape of the free-form surface used in the present invention is defined by the following formula (b). Note that the Z axis of the defining formula is the axis of the free-form surface.
Z=(r2 /R)/[1+√{1−(1+k)(r/R)2 }]
∞
+Σ Cj Xm Yn ・・・(b)
j=1
ここで、(b)式の第1項は球面項、第2項は自由曲面項である。
Z = (r 2 / R) / [1 + √ {1- (1 + k) (r / R) 2 }]
∞
+ Σ Cj X m Y n (b)
j = 1
Here, the first term of the equation (b) is a spherical term, and the second term is a free-form surface term.
球面項中、
R:頂点の曲率半径
k:コーニック定数(円錐定数)
r=√(X2 +Y2 )
である。
In the spherical term,
R: radius of curvature of apex k: conic constant (conical constant)
r = √ (X 2 + Y 2 )
It is.
自由曲面項は、
66
Σ Cj Xm Yn
j=1
=C1
+C2 X+C3 Y
+C4 X2 +C5 XY+C6 Y2
+C7 X3 +C8 X2 Y+C9 XY2 +C10Y3
+C11X4 +C12X3 Y+C13X2 Y2 +C14XY3 +C15Y4
+C16X5 +C17X4 Y+C18X3 Y2 +C19X2 Y3 +C20XY4
+C21Y5
+C22X6 +C23X5 Y+C24X4 Y2 +C25X3 Y3 +C26X2 Y4
+C27XY5 +C28Y6
+C29X7 +C30X6 Y+C31X5 Y2 +C32X4 Y3 +C33X3 Y4
+C34X2 Y5 +C35XY6 +C36Y7
・・・・・・
ただし、Cj (jは1以上の整数)は係数である。
The free-form surface term is
66
Σ Cj X m Y n
j = 1
= C1
+ C2 X + C3 Y
+ C4 X 2 + C5 XY +
+ C7 X 3 + C8 X 2 Y +
+ C11X 4 + C12X 3 Y + C13X 2
+ C16X 5 + C17X 4 Y + C18X 3 Y 2 + C19X 2 Y 3 + C20XY 4
+ C21Y 5
+ C22X 6 + C23X 5 Y + C24X 4 Y 2 + C25X 3 Y 3 + C26X 2 Y 4
+ C27XY 5 + C28Y 6
+ C29X 7 + C30X 6 Y + C31X 5
+ C34X 2 Y 5 + C35XY 6 + C36Y 7
・ ・ ・ ・ ・ ・
However, Cj (j is an integer of 1 or more) is a coefficient.
上記自由曲面は、一般的には、X−Z面、Y−Z面共に対称面を持つことはないが、本発明ではXの奇数次項を全て0にすることによって、Y−Z面と平行な対称面が1つだけ存在する自由曲面となる。例えば、上記定義式(b)においては、C2 、C5 、C7 、C9 、C12、C14、C16、C18、C20、C23、C25、C27、C29、C31、C33、C35・・・の各項の係数を0にすることによって可能である。 In general, the free-form surface does not have a symmetric surface in both the XZ plane and the YZ plane. However, in the present invention, by setting all odd-order terms of X to 0, the free-form surface is parallel to the YZ plane. This is a free-form surface with only one symmetrical plane. For example, in the above definition (b), the coefficients of each term of C2, C5, C7, C9, C12, C14, C16, C18, C20, C23, C25, C27, C29, C31, C33, C35. It is possible by setting 0 to 0.
また、Yの奇数次項を全て0にすることによって、X−Z面と平行な対称面が1つだけ存在する自由曲面となる。例えば、上記定義式においては、C3 、C5 、C8 、C10、C12、C14、C17、C19、C21、C23、C25、C27、C30、C32、C34、C36・・・の各項の係数を0にすることによって可能である。 Further, by setting all odd-numbered terms of Y to 0, a free-form surface having only one symmetry plane parallel to the XZ plane is obtained. For example, in the above definition formula, the coefficient of each term of C3, C5, C8, C10, C12, C14, C17, C19, C21, C23, C25, C27, C30, C32, C34, C36. Is possible.
また、上記対称面の方向の何れか一方を対称面とし、それに対応する方向の偏心、例えば、Y−Z面と平行な対称面に対して光学系の偏心方向はY軸方向に、X−Z面と平行な対称面に対しては光学系の偏心方向はX軸方向にすることで、偏心により発生する回転非対称な収差を効果的に補正しながら同時に製作性をも向上させることが可能となる。 Further, any one of the directions of the symmetry plane is set as a symmetry plane, and the eccentricity in the corresponding direction, for example, the eccentric direction of the optical system with respect to the symmetry plane parallel to the YZ plane is in the Y-axis direction, For the symmetry plane parallel to the Z plane, the decentering direction of the optical system is set to the X-axis direction, so that it is possible to improve the manufacturability while effectively correcting the rotationally asymmetric aberration caused by the decentering. It becomes.
また、上記定義式(b)は、前述のように1つの例として示したものであり、本発明は、対称面を1面のみ有する回転非対称な面を用いることで偏心により発生する回転非対称な収差を補正し、同時に製作性も向上させるということが特徴であり、他のいかなる定義式に対しても同じ効果が得られることは言うまでもない。 Further, the definition formula (b) is shown as an example as described above, and the present invention uses a rotationally asymmetric surface generated by eccentricity by using a rotationally asymmetric surface having only one symmetry surface. It is characterized by correcting aberrations and improving manufacturability at the same time, and it goes without saying that the same effect can be obtained for any other defining formula.
また、後記の構成パラメータ中にデータの記載されていない非球面に関する項は0である。屈折率、アッベ数については、d線(波長587.56nm)に対するものを表記してある。長さの単位はmmである。各面の偏心は、上記のように、基準面からの偏心量で表わす。 In addition, a term relating to an aspheric surface for which no data is described in the constituent parameters described later is zero. The refractive index and the Abbe number are shown for the d-line (wavelength 587.56 nm). The unit of length is mm. As described above, the eccentricity of each surface is expressed by the amount of eccentricity from the reference surface.
実施例1の視覚表示装置1の投影光学系4の光軸2に沿ってとった断面図を図14に、平面図を図15に示す。なお、図15においては、投影光学系4は省略し、図示していない。
FIG. 14 is a cross-sectional view taken along the
本実施例1は、映像表示素子3と、映像表示素子3に表示された映像を投影する投影光学系4と、投影光学系4により投影された映像を遠方からの映像とする正の反射パワーを有する接眼光学系5と、投影光学系4により投影された映像の近傍に配置された拡散面11と、からなる視覚表示装置1において、投影光学系4により投影された映像は、投影光学系4の光軸2に直交する面内の任意の位置で円弧を描くように配置される。
The first embodiment includes an
接眼光学系5は、正のパワーを有し、球面からなる接眼反射面5aを有する。なお、接眼光学系5により、遠方の虚像を画像として見ることが可能となる。
The eyepiece
拡散面11は、球面からなり、投影光学系4により投影された映像は、拡散面11の近傍に球面状に投影される。
The diffusing
投影光学系4は、映像表示素子3を有する。
The projection
また、観察者前方又は観察画角中心に当る視軸101と投影光学系4の光軸2は直交する。
Further, the
光路Aとして入射瞳Eから出射した光束は、逆光線追跡において、接眼光学系5の接眼反射面5aで反射され、拡散面11で中間結像する。拡散面11を出た光束は、投影光学系4に入る。そして、映像表示素子3の光軸2から外れた半径方向の所定位置に結像する。
The light beam emitted from the entrance pupil E as the optical path A is reflected by the
この実施例1の仕様は、
画角 上下30.000°
である。
The specification of this Example 1 is
Angle of view up and down 30.000 °
It is.
実施例2の視覚表示装置1の投影光学系4の光軸2に沿ってとった断面図を図16に、平面図を図17に示す。なお、図17においては、投影光学系4は省略し、図示していない。
FIG. 16 is a sectional view taken along the
本実施例2は、映像表示素子3と、映像表示素子3に表示された映像を投影する投影光学系4と、投影光学系4により投影された映像を遠方からの映像とする正の反射パワーを有する接眼光学系5と、投影光学系4により投影された映像の近傍に配置された円筒又は円錐状の拡散面11と、からなる視覚表示装置1において、投影光学系4により投影された映像は、投影光学系4の光軸2に直交する面内の任意の位置で円弧を描くように配置される。
In the second embodiment, the
接眼光学系5は、正のパワーを有し、自由曲面からなる接眼反射面5aを有する。なお、接眼光学系5により、遠方の虚像を画像として見ることが可能となる。
The eyepiece
拡散面11は、球面からなり、投影光学系4により投影された映像は、拡散面11の近傍に球面状に投影される。
The diffusing
投影光学系4は、映像表示素子3を有する。
The projection
また、観察者前方又は観察画角中心に当る視軸101と投影光学系4の光軸2は直交する。
Further, the
光路Aとして入射瞳Eから出射した光束は、逆光線追跡において、接眼光学系5の接眼反射面5aで反射され、拡散面11を透過する。拡散面11を出た光束は、投影光学系4に入る。そして、映像表示素子3の光軸2から外れた半径方向の所定位置に結像する。
The light beam emitted from the entrance pupil E as the optical path A is reflected by the
この実施例2の仕様は、
画角 上下30.000°
である。
The specification of Example 2 is
Angle of view up and down 30.000 °
It is.
実施例3の視覚表示装置1の投影光学系4の光軸2に沿ってとった断面図を図18に、平面図を図19に示す。なお、図19においては、投影光学系4は省略し、図示していない。
FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the
本実施例3は、映像表示素子3と、映像表示素子3に表示された映像を投影する投影光学系4と、投影光学系4により投影された映像を遠方からの映像とする正の反射パワーを有する接眼光学系5と、投影光学系4により投影された映像の近傍に配置された円筒又は円錐状の拡散面11と、からなる視覚表示装置1において、投影光学系4により投影された映像は、投影光学系4の光軸2に直交する面内の任意の位置で円弧を描くように配置される。
In the third embodiment, the
接眼光学系5は、正のパワーを有し、拡張回転自由曲面(ERFS)からなる接眼反射面5aを有する。なお、接眼光学系5により、遠方の虚像を画像として見ることが可能となる。
The eyepiece
拡散面11は、球面からなり、投影光学系4により投影された映像は、拡散面11の近傍に球面状に投影される。
The diffusing
投影光学系4は、映像表示素子3を有する。
The projection
また、観察者前方又は観察画角中心に当る視軸101と投影光学系4の光軸2は直交する。
Further, the
光路Aとして入射瞳Eから出射した光束は、逆光線追跡において、接眼光学系5の接眼反射面5aで反射され、拡散面11を透過する。拡散面11を出た光束は、投影光学系4に入る。そして、映像表示素子3の光軸2から外れた半径方向の所定位置に結像する。
The light beam emitted from the entrance pupil E as the optical path A is reflected by the
この実施3の仕様は、
画角 上下30.000°
である。
The specification of this
Angle of view up and down 30.000 °
It is.
以下に、上記実施例1〜3の構成パラメータを示す。なお、以下の表中の“ERFS”は拡張回転自由曲面、“FFS”は自由曲面を示す。また、投影光学系4に関するデータは省略する。
The configuration parameters of Examples 1 to 3 are shown below. In the table below, “ERFS” indicates an extended rotation free-form surface, and “FFS” indicates a free-form surface. Further, data regarding the projection
実施例1
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ -2000.00
1 ∞(入射瞳) 0.00
2 -500.00 0.00 偏心(1)
3 -350.00 0.00 偏心(2) 1.5163 64.1
4 -345.00 0.00 偏心(3)
5 ∞(射出瞳) 0.00 偏心(4)
像 面 -345.00 0.00 偏心(3)
偏心[1]
X 0.00 Y 150.35 Z 500.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y 333.90 Z 350.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 333.90 Z 345.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 290.00 Z 65.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Example 1
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ -2000.00
1 ∞ (entrance pupil) 0.00
2 -500.00 0.00 Eccentricity (1)
3 -350.00 0.00 Eccentricity (2) 1.5163 64.1
4 -345.00 0.00 Eccentricity (3)
5 ∞ (exit pupil) 0.00 Eccentricity (4)
Image plane -345.00 0.00 Eccentricity (3)
Eccentric [1]
X 0.00 Y 150.35 Z 500.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y 333.90 Z 350.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 333.90 Z 345.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 290.00 Z 65.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施例2
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ -2000.00
1 ∞(入射瞳) 0.00
2 FFS[1] 0.00 偏心(1)
3 -350.00 0.00 偏心(2) 1.5163 64.1
4 -345.00 0.00 偏心(3)
5 ∞(射出瞳) 0.00 偏心(4)
像 面 -345.00 0.00 偏心(3)
FFS[1]
RY -500.00
C6 1.5646E-005 C10 -2.1369E-007 C19 -7.9508E-012
偏心[1]
X 0.00 Y 159.51 Z 500.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y 332.70 Z 350.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 332.70 Z 345.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 332.70 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Example 2
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ -2000.00
1 ∞ (entrance pupil) 0.00
2 FFS [1] 0.00 Eccentricity (1)
3 -350.00 0.00 Eccentricity (2) 1.5163 64.1
4 -345.00 0.00 Eccentricity (3)
5 ∞ (exit pupil) 0.00 Eccentricity (4)
Image plane -345.00 0.00 Eccentricity (3)
FFS [1]
RY -500.00
C6 1.5646E-005 C10 -2.1369E-007 C19 -7.9508E-012
Eccentric [1]
X 0.00 Y 159.51 Z 500.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y 332.70 Z 350.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 332.70 Z 345.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 332.70 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
実施例3
面番号 曲率半径 面間隔 偏心 屈折率 アッベ数
物体面 ∞ -2000.00
1 ∞(入射瞳) 0.00
2 ERFS[1] 0.00 偏心(1)
3 -350.00 0.00 偏心(2) 1.5163 64.1
4 -345.00 0.00 偏心(3)
5 ∞(射出瞳) 0.00 偏心(4)
像 面 -345.00 0.00 偏心(3)
ERFS[1]
RY -550.00
θ -17.50
R 476.86
C4 5.8293E-009
偏心[1]
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α -17.50 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y 333.90 Z 350.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 333.90 Z 345.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 333.90 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Example 3
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ -2000.00
1 ∞ (entrance pupil) 0.00
2 ERFS [1] 0.00 Eccentricity (1)
3 -350.00 0.00 Eccentricity (2) 1.5163 64.1
4 -345.00 0.00 Eccentricity (3)
5 ∞ (exit pupil) 0.00 Eccentricity (4)
Image plane -345.00 0.00 Eccentricity (3)
ERFS [1]
RY -550.00
θ -17.50
R 476.86
C4 5.8293E-009
Eccentric [1]
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α -17.50 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y 333.90 Z 350.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 333.90 Z 345.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 333.90 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
なお、実施例1〜3では、水平方向20度の光線しか追跡していないが、回転対称な光学系なので、360度の観察画角がそのままの構成で得られる。 In the first to third embodiments, only the light beam of 20 degrees in the horizontal direction is traced. However, since the optical system is rotationally symmetric, an observation angle of view of 360 degrees can be obtained as it is.
また、拡散面11での拡散は光線追跡上省略している。
Further, the diffusion on the
観察者両眼の眼幅はデータ上省略しているが、水平断面での光路図では50mmとして追跡している。 The eye width of the observer's eyes is omitted from the data, but is tracked as 50 mm in the optical path diagram in the horizontal section.
また、光線追跡は観察者眼球から投影光学系の射出瞳に向かう逆光線追跡で追跡している。なお、小型の光学系を左右の眼にそれぞれ配置してもよい。 In addition, ray tracing is performed by tracing back rays from the observer's eyeball toward the exit pupil of the projection optical system. A small optical system may be disposed in each of the left and right eyes.
1…視覚表示装置
2…光軸
3…映像表示素子
4…投影光学系
5…接眼光学系
11…拡散面
E…入射瞳
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記映像表示素子に表示された映像を投影する投影光学系と、
前記投影光学系により投影された映像を遠方からの映像とする正の反射パワーを有する接眼光学系と、
前記投影光学系により投影された映像の近傍に配置された拡散面と、
からなる視覚表示装置において、
前記投影光学系により投影された映像は、前記投影光学系の光軸に直交する面内の任意の位置で円弧を描くように配置される
ことを特徴とする視覚表示装置。 An image display element;
A projection optical system for projecting an image displayed on the image display element;
An eyepiece optical system having a positive reflection power that makes the image projected by the projection optical system an image from a distance;
A diffusion surface disposed in the vicinity of the image projected by the projection optical system;
In a visual display device comprising:
The visual display device, wherein the image projected by the projection optical system is arranged to draw an arc at an arbitrary position in a plane orthogonal to the optical axis of the projection optical system.
ことを特徴とする請求項1に記載の視覚表示装置。 The visual display device according to claim 1, wherein the image display element displays an annular or arc-shaped image.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の視覚表示装置。 The visual display device according to claim 1, wherein a visual axis corresponding to the front of the observer or the center of an observation angle of view intersects with the optical axis of the projection optical system.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The visual display device according to any one of claims 1 to 3, wherein a visual axis corresponding to an observer's front or the center of an observation angle of view and an optical axis of the projection optical system are orthogonal to each other.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 5. The visual display device according to claim 1, wherein the eyepiece optical system is disposed to be inclined with respect to a visual axis corresponding to a front of an observer or a center of an observation angle of view.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 6. The visual display according to claim 1, wherein the image projected by the projection optical system has a shape in which a concave surface is directed toward an exit pupil of the projection optical system. apparatus.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The visual display device according to claim 1, wherein the projection optical system does not project an image on an optical axis.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The visual display device according to claim 1, wherein the eyepiece optical system is a spherical surface.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The visual display device according to claim 1, wherein the eyepiece optical system is a toric surface.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 9. The eyepiece optical system according to any one of claims 1 to 8, wherein the eyepiece optical system is a part of an ellipsoid whose two focal points are an exit pupil position and an observer eyeball position of the projection optical system. The visual display device described.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The visual display device according to any one of claims 1 to 8, wherein the eyepiece optical system is a free-form surface.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The visual display device according to any one of claims 1 to 8, wherein the eyepiece optical system is an extended rotation free-form surface.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The projection optical system is an optical system composed of only a transmissive surface, does not form an image in the projection optical system, and uses a projection optical system having at least one discontinuous surface on the optical axis. The visual display device according to any one of claims 1 to 12.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The projection optical system is a two-reflection optical system having two reflecting surfaces, the optical path does not cross the optical axis except for the stop, and no image is formed in the projection optical system. Are reflected in the order of the reverse tracking optical path from the projected image to the image display element, the first reflecting surface with the concave surface facing the projected image side, and the first reflecting surface is reflected to the opposite side of the image display element. 13. The visual display device according to claim 1, wherein the visual display device is an optical system having a second reflecting surface that reflects the optical path formed toward the image display element.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The projection optical system is a two-reflection optical system having two reflecting surfaces, the optical path intersects the optical axis once except for the stop, and forms an intermediate image once in the projection optical system. Are reflected in the order of the backward tracking optical path from the projection optical system to the image display element, and the light beam crossing the optical axis is the first reflection surface with the concave surface facing the projection image side and the image display element. 2. The light beam reflected on the opposite side, then reflected by a second reflecting surface that reflects the optical path toward the image display element side, passes through a stop, and enters the rear group of the projection optical system. The visual display device according to claim 12.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項12のいずれか1つに記載の視覚表示装置。 The projection optical system is a two-reflection optical system having two reflecting surfaces. The optical path crosses the optical axis twice except for the stop, and forms an intermediate image once in the projection optical system. The reflecting surface is in the order of the optical path of the backward tracking from the projection optical system to the display element, and the light beam crossing the optical axis is reflected to the opposite side of the display element by the first reflecting surface with the concave surface facing the projection image side, Crossed with the optical axis again, then reflected by the second concave reflecting surface with the concave surface facing the display element reflecting the optical path to the display element side, passing through the stop and entering the rear group of the projection optical system The visual display device according to any one of claims 1 to 12, wherein the visual display device is characterized in that:
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011209616A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Denso Corp | Method for manufacturing head-up display device |
JP2016031401A (en) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display system |
JP2019031377A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 株式会社タダノ | Overload preventing device |
WO2022075207A1 (en) * | 2020-10-05 | 2022-04-14 | 株式会社小糸製作所 | Image projection device and vehicle information display device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08190072A (en) * | 1994-09-29 | 1996-07-23 | Texas Instr Inc <Ti> | Picture-display device |
JP2002277824A (en) * | 2000-12-15 | 2002-09-25 | Eastman Kodak Co | Monocentric automatic three-dimensional optical apparatus |
-
2008
- 2008-08-12 JP JP2008207587A patent/JP2010044177A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08190072A (en) * | 1994-09-29 | 1996-07-23 | Texas Instr Inc <Ti> | Picture-display device |
JP2002277824A (en) * | 2000-12-15 | 2002-09-25 | Eastman Kodak Co | Monocentric automatic three-dimensional optical apparatus |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011209616A (en) * | 2010-03-30 | 2011-10-20 | Denso Corp | Method for manufacturing head-up display device |
JP2016031401A (en) * | 2014-07-28 | 2016-03-07 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Display system |
JP2019031377A (en) * | 2017-08-08 | 2019-02-28 | 株式会社タダノ | Overload preventing device |
US10919739B2 (en) | 2017-08-08 | 2021-02-16 | Tadano Ltd. | Overload preventing device |
WO2022075207A1 (en) * | 2020-10-05 | 2022-04-14 | 株式会社小糸製作所 | Image projection device and vehicle information display device |
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