JP3394762B2 - Optical system of video display device - Google Patents

Optical system of video display device

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JP3394762B2 JP2001039458A JP2001039458A JP3394762B2 JP 3394762 B2 JP3394762 B2 JP 3394762B2 JP 2001039458 A JP2001039458 A JP 2001039458A JP 2001039458 A JP2001039458 A JP 2001039458A JP 3394762 B2 JP3394762 B2 JP 3394762B2
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correction
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、映像表示装置の光学系
に関し、特に、観察者の頭部又は顔面に保持することが
可能な頭部又は顔面装着式映像表示装置の光学系に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical system for an image display device, and more particularly to an optical system for a head- or face-mounted image display device that can be held on the observer's head or face.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、テレビジョン、コンピュータ
の映像を表示するCRT、LCD等のディスプレイは、
観察者の没入感、迫力感をより大きく体感したいという
要求のために、表示画面はより大きく、より高解像のも
のが要求されている。また、近年では、仮想現実感(バ
ーチャルリアリティ)の効果を得るために大型のディス
プレイが種々開発されており、その条件としても、ま
た、広画角、高解像があげられる。
2. Description of the Related Art Conventionally, displays such as televisions, CRTs for displaying images on a computer, LCDs, etc.
Due to the demand for the viewer to experience a greater sense of immersion and power, a display screen with a larger size and a higher resolution is required. Further, in recent years, various large-sized displays have been developed in order to obtain the effect of virtual reality, and the conditions are also wide angle of view and high resolution.

【0003】他方、小さいディスプレイであっても画面
を拡大視して観察することができれば、観察画角は大き
くなり、没入感、迫力感が増大し、さらにバーチャルリ
アリティ等の効果を得ることができるため、頭部装着式
の小型の映像表示装置が種々開発されている。
On the other hand, even if the display is small, if the user can observe the screen by enlarging it, the observation angle of view becomes large, the immersive feeling and the feeling of power increase, and the effects such as virtual reality can be obtained. Therefore, various small head-mounted image display devices have been developed.

【0004】このような背景の中、本出願人は、偏心し
て配置した接眼光学系と、偏心して配置したリレー光学
系と、偏心補正光学系を利用した映像表示装置を発明
し、既に特願平5−21208号として出願している。
この実施例を図21に示す。図において、22は観察者
瞳位置、23は接眼凹面鏡、24は観察者の視軸、28
は偏心補正光学系、34は2次元画像表示素子、35は
リレー光学系である。
Against this background, the applicant of the present invention has invented a video display device utilizing an eccentrically arranged eyepiece optical system, a eccentrically arranged relay optical system, and an eccentricity correction optical system. I have applied for it as Japanese Patent No. 5-21208.
This embodiment is shown in FIG. In the figure, 22 is the observer's pupil position, 23 is the ocular concave mirror, 24 is the observer's visual axis, 28
Is a decentering correction optical system, 34 is a two-dimensional image display element, and 35 is a relay optical system.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本出願人は、先に出願
した上記特願平5−21208号の映像表示装置の更な
る改良の必要性を見出した。これを以下に説明する。
The present applicant has found the need for further improvement of the video display device of the above-mentioned Japanese Patent Application No. 5-21208. This will be explained below.

【0006】頭部に装着する映像表示装置の接眼光学系
として偏心した拡大鏡を用いた場合、観察者の瞳位置か
ら接眼光学系までの距離は、観察者の眼の回りに干渉せ
ず、圧迫感が生じない程度の間隔である30mm以上が
好ましいが、一方、小型で広画角、高解像を実現するた
めには、できるだけ短い方がよい。また、観察者の瞳の
直後の視軸と接眼光学系で反射した後の視軸のなす角度
は、顔面又は頭部に干渉しないためには、40°以上は
必要となるが、できるだけこの角度が小さい方が収差の
発生は少なくなる。
When an eccentric magnifying glass is used as the eyepiece optical system of the image display device mounted on the head, the distance from the observer's pupil position to the eyepiece optical system does not interfere around the observer's eyes, The distance is preferably 30 mm or more, which is an interval that does not cause a feeling of pressure, but on the other hand, in order to realize a small size, a wide angle of view, and a high resolution, it is preferable that the length be as short as possible. Further, the angle formed by the visual axis immediately after the observer's pupil and the visual axis after being reflected by the eyepiece optical system must be 40 ° or more in order not to interfere with the face or the head, but this angle is as much as possible. The smaller the value, the less the occurrence of aberration.

【0007】このような条件を有する接眼光学系を用い
た映像表示装置の場合、観察者が掛けた眼鏡と光学系が
干渉したり、光路が遮断されることがある程度予想され
るため、眼鏡を掛けたまま2次元画像表示素子の電子像
を観察することは、困難な場合が考えられる。そのた
め、観察者の視力に合わせて映像表示装置の視度を補正
することが重要である。しかしながら、上述の従来の技
術に示したような接眼光学系、偏心補正光学系、リレー
光学系、及び、2次元画像表示素子によって構成され
た、広画角、高解像力を有する比較的複雑な光学系の構
成による映像表示装置における視度補正方法は実現され
ていなかった。
In the case of an image display apparatus using an eyepiece optical system having such a condition, it is expected that the eyeglasses worn by an observer and the optical system may interfere with each other, or the optical path may be blocked. It may be difficult to observe the electronic image of the two-dimensional image display device while it is worn. Therefore, it is important to correct the diopter of the image display device according to the eyesight of the observer. However, a relatively complex optical having a wide angle of view and high resolution, which is configured by the eyepiece optical system, the decentering correction optical system, the relay optical system, and the two-dimensional image display element as shown in the above-mentioned conventional technique. The diopter correction method in the image display device by the system configuration has not been realized.

【0008】本発明は上記の問題点を解決するためにな
されたものであり、その目的は、映像表示装置の光学系
を構成する光学要素である接眼光学系、偏心補正光学
系、リレー光学系、及び、2次元画像表示素子の少なく
とも1つの光学要素を移動させるという簡単な方法によ
って、視度補正を実現することができる映像表示装置の
光学系を提供することである。
The present invention has been made to solve the above problems, and its object is to provide an eyepiece optical system, an eccentricity correction optical system, and a relay optical system which are optical elements constituting an optical system of an image display device. And an optical system of a video display device capable of realizing diopter correction by a simple method of moving at least one optical element of a two-dimensional image display element.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の映像表示装置の光学系は、瞳面と、像面と、前記瞳
面と像面との間に配置され、前記瞳面と像面との位置を
光学的に形成する光学系とを有し、前記光学系は、少な
くとも、偏心配置された凹面でかつ非回転対称の非球面
形状にて構成された反射光学面と、偏心配置された曲面
でかつ非回転対称の非球面形状にて構成された透過光学
面とを含み、前記反射光学面若しくは前記透過光学面の
中の少なくとも1つの光学要素が視度補正のために移動
するように構成されたことを特徴とするものである。
An optical system of an image display apparatus according to the present invention which achieves the above object, is arranged between a pupil plane, an image plane, and the pupil plane and the image plane. An optical system for optically forming a position with respect to the image plane, wherein the optical system is at least a concave eccentrically arranged concave surface and a reflection optical surface constituted by an aspherical shape of non-rotational symmetry, and eccentricity. And a transmissive optical surface having a curved surface and having an aspherical shape of non-rotational symmetry, wherein at least one optical element in the reflective optical surface or the transmissive optical surface moves for diopter correction. It is characterized in that it is configured to.

【0010】この場合、移動可能な少なくとも1つの光
学要素は、光軸から偏心して移動することが望ましい。
In this case, it is desirable that at least one movable optical element moves eccentrically from the optical axis.

【0011】また、移動可能な少なくとも1つの光学要
素を移動させても、瞳面から像面までの距離が変化しな
いように構成することができる。
Further, the distance from the pupil plane to the image plane does not change even if at least one movable optical element is moved.

【0012】[0012]

【作用】以下、上記構成をとる理由と作用を、本発明の
原理の説明に基づいて説明する。
The reason and operation of the above construction will be described below based on the explanation of the principle of the present invention.

【0013】図8に本発明の映像表示装置(後記の実施
例1)の光学系の光路図を示す。図8に示す通り、光学
系全体の構成は、観察像を表示する2次元画像表示素子
5と、この2次元画像表示素子5の実像を空中に投影す
るリレー光学系4と、その実像を空中に拡大投影する接
眼光学系2と、上記リレー光学系4と接眼光学系2の間
に配備され、それぞれの面が偏心している偏心補正光学
系3とからなる。ここで、上記偏心補正光学系3は、反
射後の視軸7から偏心して配備された接眼光学系2によ
る像面の傾き及び湾曲の補正、及び、光軸を傾けるため
のものである。
FIG. 8 shows an optical path diagram of the optical system of the image display apparatus of the present invention (Example 1 described later). As shown in FIG. 8, the overall configuration of the optical system is as follows: a two-dimensional image display element 5 that displays an observation image, a relay optical system 4 that projects a real image of the two-dimensional image display element 5 into the air, and the real image in the air. And an eccentricity correction optical system 3 provided between the relay optical system 4 and the eyepiece optical system 2 and each surface of which is decentered. Here, the eccentricity correction optical system 3 is for correcting the inclination and curvature of the image plane by the eyepiece optical system 2 arranged eccentrically from the visual axis 7 after reflection and for inclining the optical axis.

【0014】ところで、視度補正を行うには、視度補正
用のレンズ等を光路中に挿入する方法も考えられるが、
上記の構成による映像表示装置においては困難である。
観察者の瞳1と接眼光学系2の間には、コンタクトレン
ズ以外のものを挿入することは無理である。接眼光学系
2と偏心補正光学系3の間は、光線が縦横無尽に通って
いるため、何も挿入することはできない。偏心補正光学
系3とリレー光学系4の間、及び、リレー光学系4と2
次元画像表示素子5の間も空間的な余裕がなく、逆に、
何れかの間隔にその余裕を作ると、装置がより大きく、
複雑になってしまう。
Incidentally, in order to perform diopter correction, a method of inserting a diopter correction lens or the like into the optical path can be considered.
This is difficult in the video display device having the above configuration.
It is impossible to insert anything other than a contact lens between the observer's pupil 1 and the eyepiece optical system 2. No light can be inserted between the eyepiece optical system 2 and the eccentricity correction optical system 3 because the light rays pass through it in the vertical and horizontal directions. Between the eccentricity correction optical system 3 and the relay optical system 4, and between the relay optical systems 4 and 2.
There is no space between the three-dimensional image display elements 5, and conversely,
If you make that allowance in any of the intervals, the device gets bigger,
It gets complicated.

【0015】そこで、基本的に光学系を構成する光学要
素の何れか1つを移動することで、光学系の全体のパワ
ー配置を変化させて簡単に視度補正を行うことができれ
ば、装置全体を大きくすることなく、安価に映像表示装
置に付加価値を与えることができる。
Therefore, basically, if any one of the optical elements constituting the optical system is moved to change the power arrangement of the entire optical system and the diopter correction can be easily performed, the entire apparatus can be corrected. It is possible to add value to the image display device at low cost without increasing the size.

【0016】ここで、本発明の視度補正機能を有する映
像表示装置の視度補正要素であるパワーを持った光学要
素を移動させる場合の光線の挙動を、薄肉レンズによる
近軸理論を用いて説明する。図7に薄肉レンズによる近
軸光線追跡を示す。薄肉レンズLの焦点距離をf、パワ
ーをφとする。図7に示すように、物点Pと像点P’は
共役であり、レンズLから物点P、像点P’までの距離
をs(ただし、図ではマイナス)、s’、物点P、像点
P’での近軸光線の傾角をu(ただし、図ではマイナ
ス)、u’、レンズLでの光線高をhとすると、この場
合の結像の基本式は、 u’=u+hφ ・・・・・(1) 1/s’=1/s+1/f ・・・・・(2) で表される。
Here, the behavior of light rays when an optical element having power, which is a diopter correction element of the image display apparatus having the diopter correction function of the present invention, is moved by using paraxial theory by a thin lens. explain. FIG. 7 shows paraxial ray tracing with a thin lens. The focal length of the thin lens L is f and the power is φ. As shown in FIG. 7, the object point P and the image point P ′ are conjugate, and the distances from the lens L to the object point P and the image point P ′ are s (however, minus in the figure), s ′, and the object point P. , U is the tilt angle of the paraxial ray at the image point P ′ (however, minus in the figure), u ′ is the ray height at the lens L, and the basic expression for imaging in this case is: u ′ = u + hφ ... (1) 1 / s' = 1 / s + 1 / f is expressed by (2).

【0017】例えば、レンズLをΔsだけ物点側に移動
した場合の光線を図7に破線で示す。光線高がΔh低く
なり、像点側の傾角がu”、レンズLから像点までの距
離がs”になるとする。傾角について、式(1)のhが
h−Δhとなるため、u”は、 u”=u+(h−Δh)φ ・・・・・(3) で表され、h>0,Δh>0,φ>0であるから、式
(1)と式(3)を比べると、 u’>u” ・・・・・(4) が言える。
For example, a light ray when the lens L is moved to the object point side by Δs is shown by a broken line in FIG. It is assumed that the ray height is reduced by Δh, the tilt angle on the image point side is u ″, and the distance from the lens L to the image point is s ″. Regarding the tilt angle, since h in Expression (1) is h-Δh, u ″ is represented by u ″ = u + (h−Δh) φ (3), and h> 0, Δh> 0 , Φ> 0, the following can be said by comparing equation (1) and equation (3): u ′> u ″ (4).

【0018】一方、レンズLから像点までの距離につい
ては、式(2)のsがs−Δsとなるため、s”は、 1/s”=1/(s−Δs)+1/f ・・・・・(5) で表され、s<0,Δs<0であるから、式(2)と式
(5)を比べると、 s’<s” ・・・・・(6) が言える。
On the other hand, with respect to the distance from the lens L to the image point, s ″ is 1 / s ″ = 1 / (s−Δs) + 1 / f since s in the equation (2) is s−Δs. .. (5) and s <0 and Δs <0. Therefore, comparing equation (2) and equation (5), s'<s"(6) can be said. .

【0019】上述の例と同様に、それぞれの光学要素の
移動に伴う光線高、傾角等も式(1)、(2)に基づい
て変化すると考えればよい。
Similar to the above-mentioned example, it can be considered that the ray height, the tilt angle, etc. accompanying the movement of each optical element also change based on the equations (1) and (2).

【0020】次に、視度補正の補正量に応じて補正要素
の移動量の目安はどのように決められるかを、リレー光
学系を例にして説明する。全光学系の焦点距離をfa
物側焦点位置から物点までをz(ただし、図ではマイナ
ス)、像側焦点位置から像点までをz’とする。図7に
おいて、レンズLを本発明の映像表示装置の全光学系と
みなして、fa とzの関係を示した。焦点基準の結像式
は、 z・z’=−fa 2 ・・・・・(7) で表される。ここで、リレー光学系の焦点距離をf1
その他の光学要素の倍率をβとすると、 fa =f1 ×β ・・・・・(8) で表される。また、視度を表すジオプターDは、 D=−z’/1000 ・・・・・(9) と表される。リレー光学系を視度補正要素として、その
補正移動量をΔzとすると、式(7)のzをΔzと置き
換え、式(8)、(9)より、 Δz=−fa 2 /z’=−D×(f1 ×β)2 /1000 ・・・(10) となり、例えば−2ジオプターの視度補正をするために
は、f1 =30mm、β=0.7とすれば、リレー光学
系は約0.9mm像側に移動させればよいことになる。
Next, how the standard of the movement amount of the correction element is determined according to the correction amount of the diopter correction will be described by taking the relay optical system as an example. The focal length of the whole optical system is f a ,
It is assumed that the distance from the object-side focal position to the object point is z (minus in the figure), and the distance from the image-side focal position to the image point is z ′. In FIG. 7, the relationship between f a and z is shown by regarding the lens L as the entire optical system of the image display device of the present invention. Imaging type focus criterion, z · z '= - represented by f a 2 ····· (7). Here, the focal length of the relay optical system is f 1 ,
Assuming that the magnification of other optical elements is β, it can be expressed as follows : fa = f 1 × β (8) Further, the diopter D representing the diopter is expressed as D = −z ′ / 1000 (9). As diopter correction element a relay optical system, when the correction amount of movement Delta] z, replaced by Delta] z a z of formula (7), equation (8), from (9), Δz = -f a 2 / z '= -D × (f 1 × β) 2/1000 ··· (10) becomes, for example, to the diopter correction -2 diopters is, f 1 = 30 mm, if beta = 0.7, relay optical The system should be moved to the image side by about 0.9 mm.

【0021】次に、本発明における映像表示装置の光学
系全体のパワー配置について説明し、近視及び遠視に対
応する視度補正方法を説明する。
Next, the power distribution of the entire optical system of the image display apparatus according to the present invention will be described, and the diopter correction method for myopia and hyperopia will be described.

【0022】図1に光学系全体のパワー配置と近軸光線
追跡を示す。図において、1は瞳、2は接眼反射光学
系、3は偏心補正光学系、4はリレー光学系、5は2次
元画像表示素子面(物体面)、10はリレー光学系によ
って形成された実像、11は物体近軸光線、12は瞳近
軸光線である。説明の都合上、光線は瞳1から2次元画
像表示素子5に向かう逆追跡としている。
FIG. 1 shows the power arrangement of the entire optical system and paraxial ray tracing. In the figure, 1 is a pupil, 2 is an eyepiece reflection optical system, 3 is a decentering correction optical system, 4 is a relay optical system, 5 is a two-dimensional image display element surface (object surface), and 10 is a real image formed by the relay optical system. , 11 is an object paraxial ray, and 12 is a pupil paraxial ray. For convenience of explanation, light rays are traced backward from the pupil 1 toward the two-dimensional image display element 5.

【0023】近視の場合は、眼球内の水晶体の屈折力が
強すぎて、近くの物体しか網膜上に結像しない状態であ
り、瞳であたかも正の屈折力を持つような光線を光学系
で作る必要がある。逆に、遠視の場合は瞳であたかも負
の屈折力を持つような光線を作る必要がある。近視の場
合の光線追跡を図2に、遠視の場合の光線追跡を図3に
示す。図2、図3より明らかなように、近視の場合は、
正常に比べて瞳に近い位置に物体位置51があり、反対
に遠視の場合は、遠い位置に物体位置52がある。視度
補正とは、これらのずれた物体位置51、52を光学系
を移動して、2次元画像表示素子がある正常の場合の物
体位置50に合わせることである。
In the case of myopia, the refractive power of the crystalline lens in the eyeball is so strong that only a nearby object can form an image on the retina, and the optical system produces a ray having a positive refractive power in the pupil. Need to make. On the contrary, in the case of hyperopia, it is necessary to make a light ray having a negative refractive power in the pupil. FIG. 2 shows ray tracing for myopia and FIG. 3 shows ray tracing for hyperopia. As is clear from FIGS. 2 and 3, in the case of myopia,
The object position 51 is closer to the pupil than the normal position, and conversely, in the case of hyperopia, the object position 52 is farther away. The diopter correction is to move the displaced object positions 51 and 52 to the object position 50 when the two-dimensional image display element is normal by moving the optical system.

【0024】以下に示す視度補正の説明は、近視の場合
のみとする。遠視についての視度補正は、近軸において
は通常その逆の移動になると考えてよいためである。
The following description of diopter correction will be made only for myopia. This is because the diopter correction for hyperopia is usually considered to be the opposite movement on the paraxial line.

【0025】接眼光学系2を視度補正要素とした場合の
光線追跡を図4に示すが、補正前の光線追跡を実線1
5、補正後の光線追跡を点線16で示す。ただし、移動
後の各要素の位置は「’」又は「”」記号を付けて記述
することにする。図に示すように、接眼光学系2の瞳1
から離れるような移動は、瞳1と接眼光学系2、偏心補
正光学系3と接眼光学系2の距離を長くすることにな
る。接眼光学系2での、光線高は低くなり、屈折角は小
さくなる。偏心補正光学系3は3’の位置になり、入射
角が小さいため、屈折角は小さくなる。その後のリレー
光学系は4が4’に、2次元画像表示素子は5が5’に
なっているが、パワー配置は変わっていないので、図の
点線16のように元の物体位置5’(図2)になる。
FIG. 4 shows ray tracing when the eyepiece optical system 2 is used as a diopter correction element. The ray tracing before correction is indicated by the solid line 1
5. The ray trace after correction is shown by the dotted line 16. However, the position of each element after the movement will be described by adding a "'" or """symbol. As shown in the figure, the pupil 1 of the eyepiece optical system 2
The movement away from the distance increases the distance between the pupil 1 and the eyepiece optical system 2 and between the decentering correction optical system 3 and the eyepiece optical system 2. In the eyepiece optical system 2, the ray height becomes low and the refraction angle becomes small. The decentering correction optical system 3 is at the position 3 ', and the angle of incidence is small, so that the refraction angle is small. After that, the relay optical system is changed from 4 to 4'and the two-dimensional image display element is changed from 5 to 5 '. However, since the power arrangement is not changed, the original object position 5' ( 2).

【0026】偏心補正光学系3を視度補正要素とした場
合の光線追跡を図5に示す。図の構成は図4と同じであ
る。図に示すように、偏心補正光学系3を瞳側の位置
3”に移動することで、実像位置が偏心補正光学系3に
近くなり、光線高が低くなるため、屈折角が小さくな
り、物体位置を遠くにすることができる。
FIG. 5 shows ray tracing when the eccentricity correction optical system 3 is used as a diopter correction element. The configuration of the figure is the same as that of FIG. As shown in the figure, by moving the eccentricity correction optical system 3 to the position 3 ″ on the pupil side, the real image position becomes closer to the eccentricity correction optical system 3 and the ray height becomes lower, so the refraction angle becomes smaller and the object The position can be far away.

【0027】リレー光学系4を視度補正要素とした場合
の光線追跡を図6に示す。図に示すように、リレー光学
系4を瞳側の位置4”に移動することで、屈折位置が実
像10(図1〜図3)に近くなるため、屈折角が小さく
なり、物体位置を遠くにすることができる。また、リレ
ー光学系4の各レンズをそれぞれ組み合わせるか、ある
いは、単独に移動させることも視度の補正に有効であ
る。リレー光学系4のあるレンズを移動することは、リ
レー光学系4の主点位置を変えることとなり、物体位置
を移動させ、視度補正が可能となる。
FIG. 6 shows ray tracing when the relay optical system 4 is used as a diopter correction element. As shown in the figure, by moving the relay optical system 4 to the position 4 ″ on the pupil side, the refraction position becomes closer to the real image 10 (FIGS. 1 to 3), so the refraction angle becomes smaller and the object position becomes far In addition, it is effective to correct the diopter by combining each lens of the relay optical system 4 or moving each lens independently. By changing the principal point position of the relay optical system 4, it becomes possible to move the object position and correct the diopter.

【0028】2次元画像素子5を視度補正要素とした場
合は、図2〜図3に示すように、近視の場合は瞳1側
に、遠視の場合はその逆側にできる物体位置51、52
に2次元画像表示素子5を移動すればよいことは明らか
である。
When the two-dimensional image element 5 is used as a diopter correction element, as shown in FIGS. 2 and 3, an object position 51 formed on the pupil 1 side in the case of myopia and on the opposite side in the case of hyperopia, 52
It is obvious that the two-dimensional image display element 5 may be moved to the above position.

【0029】上述した以外に、それぞれの視度補正要素
を組み合わせて視度補正を行うことは当然可能である。
また、観察画角が広く、それぞれの光学要素が偏心して
いるような場合は、特に近軸理論に当てはまらないこと
が多く、視度補正要素を複数にしなければ、発生する収
差量が大きくなることも考えられる。また、それぞれの
光学要素が偏心して配備されている場合は、視度補正要
素も偏心して移動する方が収差の発生を抑えるのに有効
である。
Besides the above, it is naturally possible to combine the respective diopter correction elements to perform diopter correction.
In addition, when the observation angle of view is wide and each optical element is decentered, it often does not particularly apply to the paraxial theory, and unless a plurality of diopter correction elements are used, the amount of aberration that occurs is large. Can also be considered. Further, when each optical element is eccentrically provided, it is more effective to decenter the diopter correction element and to suppress the occurrence of aberration.

【0030】また、瞳位置1から2次元画像表示素子5
までの距離を変えずに、視度補正要素だけを移動して視
度補正を行うことができれば、装置全体の大きさが変わ
らないため、装置の外観はシンプルであり、視度補正の
ための可動部分を小さくできるのでさらに望ましい。
Further, from the pupil position 1 to the two-dimensional image display element 5
If only the diopter correction element can be moved without changing the distance to the diopter correction, the overall size of the device does not change and the appearance of the device is simple. It is more desirable because the moving part can be made smaller.

【0031】[0031]

【実施例】以下に、図9〜図20を参照して、実施例1
〜8を用いて本発明の映像表示装置の光学系を説明する
が、座標系は、観察者の瞳1を原点として、水平方向の
右から左を正方向とするY軸、観察者の視軸方向の眼球
側から接眼光学系2側を正方向とするZ軸、上下方向の
上から下を正方向とするX軸と定義される。
EXAMPLES Example 1 will be described below with reference to FIGS. 9 to 20.
The optical system of the image display device of the present invention will be described with reference to FIGS. 8 to 8. The coordinate system uses the observer's pupil 1 as the origin, and the Y-axis in which the right to left in the horizontal direction is the positive direction, It is defined as a Z-axis having a positive direction from the eyeball side in the axial direction to the eyepiece optical system 2 side and an X-axis having a vertical direction from top to bottom in the positive direction.

【0032】各実施例において、光学系全体の構成は、
瞳側より、1は観察者の瞳、2は接眼光学系、3は偏心
補正光学系、4はリレー光学系、5は2次元画像表示素
子である。
In each embodiment, the structure of the entire optical system is as follows.
From the pupil side, 1 is an observer's pupil, 2 is an eyepiece optical system, 3 is a decentering correction optical system, 4 is a relay optical system, and 5 is a two-dimensional image display element.

【0033】図9に実施例1の光学系の構成を示す。図
においては、実線が0ジオプターにおける光学系の配置
を、点線が−6ジオプターにおける光学系の配置を示
し、光線追跡は何れについても実線で行っている。この
実施例において、視度補正要素は、接眼光学系2のみで
あり、視度によってY−Z面内を移動することで視度補
正を行う。図において、近視の場合は瞳1からの距離は
短く(Zはマイナス)、上方向(Yはプラス)に移動
し、遠視の場合は、Z,Y共に逆に移動する。
FIG. 9 shows the configuration of the optical system of Example 1. In the figure, the solid line indicates the arrangement of the optical system at 0 diopter, the dotted line indicates the arrangement of the optical system at −6 diopter, and ray tracing is performed by the solid line in all cases. In this embodiment, the diopter correction element is only the eyepiece optical system 2, and the diopter correction is performed by moving in the YZ plane according to the diopter. In the figure, in the case of myopia, the distance from the pupil 1 is short (Z is negative) and moves upward (Y is positive), and in the case of hyperopia, both Z and Y move in reverse.

【0034】この実施例においては、接眼光学系2を視
度補正要素とした場合、Z方向にのみ移動することで
も、有効に視度補正を行うことができる。
In this embodiment, when the eyepiece optical system 2 is used as a diopter correction element, the diopter correction can be effectively performed by moving only in the Z direction.

【0035】図10に実施例2の光学系の構成を示す。
図においては、実線が0ジオプターにおける光学系の配
置を、点線が−6ジオプターにおける光学系の配置を示
し、光線追跡は何れについても実線で行っている。この
実施例において、視度補正要素は、偏心補正光学系3の
みであり、Y−Z面内を移動することで視度補正を行
う。図において、近視の場合は接眼光学系2側(Zはプ
ラス)、及び、下方向(Yはマイナス)に移動し、遠視
の場合は、Z,Y共に逆に移動する。つまり、ある点を
中心に偏心補正光学系3を傾けることで、視度補正を行
うことができる。
FIG. 10 shows the configuration of the optical system of Example 2.
In the figure, the solid line indicates the arrangement of the optical system at 0 diopter, the dotted line indicates the arrangement of the optical system at −6 diopter, and ray tracing is performed by the solid line in all cases. In this embodiment, the diopter correction element is only the eccentricity correction optical system 3, and the diopter correction is performed by moving in the YZ plane. In the figure, in the case of myopia, the eyepiece optical system 2 side (Z is plus) and downward (Y is minus) moves, and in the case of hyperopia, both Z and Y move in reverse. That is, diopter correction can be performed by inclining the eccentricity correction optical system 3 around a certain point.

【0036】図11〜図14に実施例3の光学系の構成
を示す。図11は0ジオプター、図12は−3ジオプタ
ー、図13は−6ジオプター、図14は+2ジオプター
における光学系のそれぞれの配置を示し、光線は視軸上
の光線と瞳1周辺を通り視軸上の2次元画像表示素子5
の点に到る光線のみを示してある。この実施例におい
て、視度補正要素は、偏心補正光学系3、リレー光学系
4、2次元画像表示素子5であり、これらを同時に移動
することで視度補正を行う。近視の場合(図12、図1
3)は接眼光学系2側(Zはプラス)、及び、上方向
(Yはプラス)に移動し、遠視の場合(図14)は、
Z,Y共に逆に移動する。
11 to 14 show the configuration of the optical system of Example 3. 11 shows 0 diopter, FIG. 12 shows −3 diopter, FIG. 13 shows −6 diopter, and FIG. 14 shows respective arrangements of optical systems at +2 diopter. Rays pass through the ray on the visual axis and around the pupil 1 and the visual axis. Upper two-dimensional image display element 5
Only the rays that reach the point are shown. In this embodiment, the diopter correction elements are the eccentricity correction optical system 3, the relay optical system 4, and the two-dimensional image display element 5, and the diopter correction is performed by moving these at the same time. In case of myopia (Fig. 12, Fig. 1)
3) moves to the eyepiece optical system 2 side (Z is plus) and upward (Y is plus), and in the case of hyperopia (FIG. 14),
Both Z and Y move in reverse.

【0037】実施例3においては、偏心補正光学系3か
ら2次元画像表示素子5までをリレー光学系4の光軸に
沿って平行に移動することでも、視度補正を行うことが
可能である。
In the third embodiment, diopter correction can also be performed by moving the eccentricity correction optical system 3 to the two-dimensional image display element 5 in parallel along the optical axis of the relay optical system 4. .

【0038】図15に実施例4の光学系の構成を示す。
図においては、実線が0ジオプターにおける光学系の配
置を、点線が−6ジオプターにおける光学系の配置を示
し、光線追跡は何れについても実線で行っている。この
実施例において、視度補正要素は、リレー光学系4の第
1レンズのみであり、視度によって軸からずれて移動す
ることで視度補正を行うが、光学系の全長は変化しな
い。図において、近視の場合は、2次元画像表示素子5
側(Zはプラス)、及び、上方向(Yはプラス)に移動
し、遠視の場合はZ,Y共に逆に移動する。
FIG. 15 shows the configuration of the optical system of Example 4.
In the figure, the solid line indicates the arrangement of the optical system at 0 diopter, the dotted line indicates the arrangement of the optical system at −6 diopter, and ray tracing is performed by the solid line in all cases. In this embodiment, the diopter correction element is only the first lens of the relay optical system 4, and the diopter correction is performed by shifting from the axis according to the diopter, but the total length of the optical system does not change. In the figure, in the case of myopia, the two-dimensional image display element 5
It moves to the side (Z is plus) and upward (Y is plus), and in the case of hyperopia, both Z and Y move in the opposite direction.

【0039】図16、図17に実施例5の光学系の構成
を示す。図16は0ジオプター、図17は−6ジオプタ
ーにおける光学系のそれぞれの配置を示し、光線は視軸
上の光線と瞳1周辺を通り視軸上の2次元画像表示素子
5の点に到る光線のみを示してある。この実施例におい
て、視度補正要素は、リレー光学系4全体であり、リレ
ー光学系4内の間隔は変えずにY−Z面内でリレー光学
系4の中心軸に沿って移動することで視度補正を行う。
近視の場合(図17)は、接眼光学系2側(Zはプラ
ス)、上方向(Yはプラス)に移動し、遠視の場合は、
Z,Y共に逆に移動する。
16 and 17 show the structure of the optical system of the fifth embodiment. FIG. 16 shows the arrangement of the optical system in 0 diopter, and FIG. 17 shows the arrangement of the optical system in −6 diopter. The ray passes through the ray on the visual axis and the periphery of the pupil 1 and reaches the point of the two-dimensional image display element 5 on the visual axis. Only the rays are shown. In this embodiment, the diopter correction element is the entire relay optical system 4, and by moving along the central axis of the relay optical system 4 in the YZ plane without changing the interval in the relay optical system 4. Perform diopter correction.
In the case of myopia (FIG. 17), the eyepiece optical system 2 side (Z is plus) moves upward (Y is plus), and in the case of hyperopia,
Both Z and Y move in reverse.

【0040】図18に実施例6の光学系の構成を示す。
図においては、実線が0ジオプターにおける光学系の配
置を、点線が−6ジオプターにおける光学系の配置を示
し、光線追跡は何れについても実線で行っている。この
実施例において、視度補正要素は、リレー光学系4の第
2〜第5レンズのみであり、リレー光学系4の中心軸に
沿って平行に移動することで視度補正を行うが、光学系
の全長は変化しない。図において、近視の場合は2次元
画像表示素子5側に移動し、遠視の場合はその逆に移動
する。
FIG. 18 shows the structure of the optical system of Example 6.
In the figure, the solid line indicates the arrangement of the optical system at 0 diopter, the dotted line indicates the arrangement of the optical system at −6 diopter, and ray tracing is performed by the solid line in all cases. In this embodiment, the diopter correction element is only the second to fifth lenses of the relay optical system 4, and the diopter correction is performed by moving in parallel along the central axis of the relay optical system 4. The total length of the system does not change. In the figure, in the case of myopia, it moves to the two-dimensional image display element 5 side, and in the case of hyperopia, it moves to the opposite.

【0041】図19に実施例7の光学系の構成を示す。
図においては、実線が0ジオプターにおける光学系の配
置を、点線が−6ジオプターにおける光学系の配置を示
し、光線追跡は何れについても実線で行っている。この
実施例において、視度補正要素は、リレー光学系4の第
2、第3レンズの接合レンズのみであり、リレー光学系
4の中心軸に沿って移動することで視度補正を行う。光
学系の全長は変化しない。図において、近視の場合は2
次元画像表示素子5側に移動し、遠視の場合はその逆に
移動する。
FIG. 19 shows the configuration of the optical system of Example 7.
In the figure, the solid line indicates the arrangement of the optical system at 0 diopter, the dotted line indicates the arrangement of the optical system at −6 diopter, and ray tracing is performed by the solid line in all cases. In this embodiment, the diopter correction element is only the cemented lens of the second and third lenses of the relay optical system 4, and the diopter correction is performed by moving along the central axis of the relay optical system 4. The total length of the optical system does not change. In the figure, 2 for myopia
It moves to the side of the three-dimensional image display element 5 and vice versa in the case of hyperopia.

【0042】図20に実施例8の光学系の構成を示す。
図においては、実線が0ジオプターにおける光学系の配
置を、点線が−6ジオプターにおける光学系の配置を示
し、光線追跡は何れについても実線で行っている。この
実施例において、視度補正要素は、2次元画像表示素子
5のみであり、偏心して移動することで視度補正を行
う。図において、近視の場合はリレー光学系4から2次
元画像表示素子5までの距離は短くなり、時計回りに回
転(Aはマイナス)するように移動し、遠視の場合はリ
レー光学系4から2次元画像表示素子5までの距離は長
くなり、反時計回りに回転(Aはプラス)するように移
動する。
FIG. 20 shows the configuration of the optical system of Example 8.
In the figure, the solid line indicates the arrangement of the optical system at 0 diopter, the dotted line indicates the arrangement of the optical system at −6 diopter, and ray tracing is performed by the solid line in all cases. In this embodiment, the diopter correction element is only the two-dimensional image display element 5, and eccentrically moves to perform diopter correction. In the figure, in the case of myopia, the distance from the relay optical system 4 to the two-dimensional image display element 5 is shortened, and it moves so as to rotate clockwise (A is minus). In the case of hyperopia, the relay optical system 4 to 2 is moved. The distance to the three-dimensional image display element 5 increases, and the three-dimensional image display element 5 moves so as to rotate counterclockwise (A is plus).

【0043】実施例8においては、2次元画像表示素子
5をリレー光学系4の後の屈折した光軸に沿って平行に
移動することでも、視度補正を行うことが可能である。
In the eighth embodiment, the diopter correction can also be performed by moving the two-dimensional image display element 5 in parallel along the refracted optical axis after the relay optical system 4.

【0044】以下、各実施例の構成パラメータを示す
が、面番号は観察者虹彩位置1から2次元画像表示素子
5へ向かう逆追跡の面番号として示してある。
The constituent parameters of each embodiment are shown below, but the surface number is shown as the surface number of the backward tracking from the observer iris position 1 to the two-dimensional image display element 5.

【0045】また、構成パラメータ中の偏心量と傾き角
は、接眼光学系2については、Y軸方向及びZ軸方向へ
の偏心量が与えられ、Y軸方向への偏心量はその面頂が
射出瞳1中心を通る視軸(Z軸方向)からY軸方向へ偏
心している距離であり、Z軸方向への偏心量はその面頂
が面間隔で与えられた基準位置からZ軸方向へ偏心して
いる距離であり、偏心補正光学系3については、各面の
面頂の射出瞳1中心からのY軸正方向及びZ軸正方向へ
の偏心量と、その面頂を通る中心軸のZ軸方向からの傾
き角が与えられている。面の中心軸の傾き角は、Z軸正
方向からY軸正方向へ向かう回転角(図で、反時計回
り)が正方向の角度として与えられる。リレー光学系4
については、その第1面の面頂が偏心補正光学系3の各
面と同様に与えられ、その面頂を通る中心軸が光軸とな
り、その光軸の傾き角が同様に与えられる。また、2次
元画像表示素子5については、リレー光学系4の光軸が
2次元画像表示素子5から接眼光学系2に向かう方向を
正とするZ軸となり、紙面でZ軸に直交し、2次元画像
表示素子5の右から左を正とする軸がY軸、紙面の上か
ら下を正とする軸がX軸になり、その座標系におけるY
軸正方向へのその中心の偏心量と、その面の法線のZ軸
からの傾き角とで与えられる。
As for the eccentricity amount and the tilt angle in the constituent parameters, the eccentricity amounts in the Y-axis direction and the Z-axis direction are given to the eyepiece optical system 2, and the eccentricity amount in the Y-axis direction is at the apex. It is the distance eccentric in the Y-axis direction from the visual axis (Z-axis direction) passing through the center of the exit pupil 1. The amount of eccentricity in the Z-axis direction is from the reference position where the apex of the surface is given by the surface distance to the Z-axis direction. The eccentricity correction optical system 3 is an eccentric distance, and in the eccentricity correction optical system 3, the amount of eccentricity in the Y-axis positive direction and the Z-axis positive direction from the center of the exit pupil 1 of the surface apex of each surface The tilt angle from the Z-axis direction is given. The inclination angle of the central axis of the surface is given as the angle of the positive direction of the rotation angle (counterclockwise in the figure) from the positive direction of the Z axis to the positive direction of the Y axis. Relay optical system 4
With respect to, the first surface is given a vertex like the respective surfaces of the decentering correction optical system 3, the central axis passing through the vertex is the optical axis, and the inclination angle of the optical axis is similarly given. Regarding the two-dimensional image display element 5, the optical axis of the relay optical system 4 is the Z axis with the positive direction in the direction from the two-dimensional image display element 5 to the eyepiece optical system 2, and is orthogonal to the Z axis on the paper surface. The right-to-left positive axis of the three-dimensional image display element 5 is the Y-axis, and the top-to-bottom positive axis of the paper is the X-axis.
It is given by the amount of eccentricity of the center in the positive direction of the axis and the angle of inclination of the normal line of the surface from the Z axis.

【0046】接眼光学系2及び偏心補正光学系3の各面
において、非回転対称の非球面形状は、Ry 、Rx はそ
れぞれY−Z面(紙面)内の近軸曲率半径、X−Z面内
での近軸曲率半径、Kx 、Ky はそれぞれX方向、Y方
向の円錐係数、AR、BRはそれぞれ回転対称な4次、
6次の非球面係数、AP、BPはそれぞれ非対称な4
次、6次の非球面係数とすると、非球面式は以下に示す
通りである。
In each of the surfaces of the eyepiece optical system 2 and the decentering correction optical system 3, the non-rotationally symmetric aspherical shape has R y and R x respectively, a paraxial radius of curvature in the YZ plane (paper surface), X-. Paraxial radii of curvature in the Z plane, K x and K y are conical coefficients in the X direction and Y direction, AR and BR are rotationally symmetric fourth orders,
The 6th-order aspherical coefficients, AP and BP, are asymmetrical 4
Assuming the following 6th order aspherical coefficients, the aspherical expression is as follows.

【0047】Z =[( X2/Rx )+ (Y2/Ry ) ]/[1+
{ 1-(1+Kx ) ( X2/Rx 2)-(1+Ky ) ( Y2/Ry 2)}
1/2 ]+AR[ (1-AP) X2+( 1+AP) Y2 2+B
R[ (1-BP) X2+( 1+BP) Y2 3 また、面間隔は、射出瞳1と接眼光学系2の間について
はZ軸方向の間隔、リレー光学系4の第1面からその像
面(2次元画像表示素子8)に到る間隔は、その光軸に
間隔で示してある。リレー光学系4については、面の曲
率半径をr1 〜ri で、面間隔をd1 〜di で、d線の
屈折率をn1 〜ni で、アッベ数をν1〜νi で示す。
なお、偏心補正光学系3の媒質のd線の屈折率をnで、
アッベ数をνで示す。
Z = [(X 2 / R x ) + (Y 2 / R y )] / [1+
{1- (1 + K x ) (X 2 / R x 2 )-(1 + K y ) (Y 2 / R y 2 )}
1/2 ] + AR [(1-AP) X 2 + (1 + AP) Y 2 ] 2 + B
R [(1-BP) X 2 + (1 + BP) Y 2 ] 3 Further , the surface distance is the distance between the exit pupil 1 and the eyepiece optical system 2 in the Z-axis direction, and the first distance of the relay optical system 4 The distance from the surface to the image surface (two-dimensional image display element 8) is indicated by the distance along the optical axis. The relay optical system 4, the radius of curvature of the surface at r 1 ~r i, the surface interval d 1 to d i, the refractive index of the d line with n 1 ~n i, an Abbe number ν 1i Indicate.
In addition, the refractive index of the d-line of the medium of the eccentricity correction optical system 3 is n,
The Abbe number is shown by ν.

【0048】全ての実施例において、基本設計は0ジオ
プターである。視度補正量は、−6ジオプター、−3ジ
オプター、+2ジオプターとした。視度補正要素の移動
量は、それぞれの視度補正量に対応して面間隔あるいは
偏心量、傾き角を順番に表示する。
In all examples, the basic design is 0 diopters. The diopter correction amount was -6 diopters, -3 diopters, and +2 diopters. As the amount of movement of the diopter correction element, the surface spacing, the amount of eccentricity, and the tilt angle are displayed in order corresponding to each amount of diopter correction.

【0049】 実施例1 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 53.035 2(2)Ry -73.261(反射面) 0.000 Y: -31.020 A: 0.000° Rx -57.4666 Z: 0.000 Ky 0.042534 Kx 0.158972 AR 0.194999 ×10-6 BR -0.121401 ×10-10 AP -0.716898 BP -1.87289 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -31.020 -30.836 -30.898 -31.056 Z: 0.000 -1.627 -3.651 1.165 3(3)Ry -13.488 0.000 n =1.48700 ν = 70.4 Rx -34.244 Y: -29.708 A: 51.600° Ky -1.881629 Z: 4.659 Kx -1.761358 AR -0.330456 ×10-5 BR 0.305923 ×10-13 AP -1.90466 BP 0.189389 ×10+2 4 Ry -24.745 0.000 Y: -53.649 A: 27.011° Rx -48.961 Z: 9.443 Ky -0.433533 Kx 8.516905 AR -0.188793 ×10-4 BR -0.254236 ×10-8 AP -0.364870 BP 1.26182 5(r1 ) -75.875 (d1 ) -13.313 n1=1.65506 ν1= 54.2 Y: -62.441 A: 28.541° Z: -11.132 6(r2 ) 47.757 (d2 ) -6.630 7(r3 ) -43.357 (d3 ) -14.180 n2=1.60730 ν2= 61.0 8(r4 ) 14.881 (d4 ) -1.768 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 77.898 (d5 ) -1.922 10(r6 ) -60.167 (d6 ) -6.740 n4=1.52422 ν4= 66.7 11(r7 ) 45.128 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -26.477 (d8 ) -8.783 n5=1.64862 ν5= 55.2 13(r9 ) 542.733 (d9 ) -8.575 14(5) ∞(表示素子) Y: -3.299 A: 20.069°。Example 1 Surface number Curvature radius Spacing Refractive index Abbe number (amount of eccentricity) (tilt angle) 1 (1) ∞ (pupil) 53.035 2 (2) R y -73.261 (reflecting surface) 0.000 Y: -31.020 A : 0.000 ° R x -57.4666 Z: 0.000 K y 0.042534 K x 0.158972 AR 0.194999 × 10 -6 BR -0.121401 × 10 -10 AP -0.716898 BP -1.87289 Diopter correction 0D -3D -6D + 2D Y: -31.020- 30.836 -30.898 -31.056 Z: 0.000 -1.627 -3.651 1.165 3 (3) R y -13.488 0.000 n = 1.48700 ν = 70.4 R x -34.244 Y: -29.708 A: 51.600 ° K y -1.881629 Z: 4.659 K x- 1.761358 AR -0.330456 × 10 -5 BR 0.305923 × 10 -13 AP -1.90466 BP 0.189389 × 10 +2 4 R y -24.745 0.000 Y: -53.649 A: 27.011 ° R x -48.961 Z: 9.443 K y -0.433533 K x 8.516905 AR -0.188793 × 10 -4 BR -0.254236 × 10 -8 AP -0.364870 BP 1.26182 5 (r 1 ) -75.875 (d 1 ) -13.313 n 1 = 1.65506 ν 1 = 54.2 Y: -62.441 A: 28.541 ° Z : -11.132 6 (r 2 ) 47.757 (d 2 ) -6.630 7 (r 3 ) -43.357 (d 3 ) -14.180 n 2 = 1.60730 ν 2 = 61.0 8 (r 4 ) 14.881 (d 4 ) -1.768 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 ( r 5 ) 77.898 (d 5 ) -1.922 10 (r 6 ) -60.167 (d 6 ) -6.740 n 4 = 1.52422 ν 4 = 66.7 11 (r 7 ) 45.128 (d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -26.477 (D 8 ) -8.783 n 5 = 1.64862 ν 5 = 55.2 13 (r 9 ) 542.733 (d 9 ) -8.575 14 (5) ∞ (display element) Y: -3.299 A: 20.069 °.

【0050】 実施例2 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 53.076 2(2)Ry -73.399(反射面) 0.000 Y: -31.160 A: 0.000° Rx -55.786 Z: 0.000 Ky 0.025030 Kx 0.105299 AR 0.192134 ×10-6 BR -0.845925 ×10-11 AP -0.679221 BP -1.99742 3(3)Ry -13.871 0.000 n =1.48757 ν = 70.4 Rx -50.632 Y: -30.520 A: 52.349° Ky -1.760226 Z: 5.033 Kx -1.980652 AR -0.327338 ×10-5 BR 0.168168 ×10-14 AP -1.85576 BP 0.184379 ×10+2 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -30.520 -31.203 -32.056 -29.810 Z: 5.033 6.051 6.586 4.973 4 Ry -26.601 0.000 Y: -54.878 A: 30.078° Rx -46.355 Z: 9.483 Ky -0.323741 Kx 9.225767 AR -0.171300 ×10-4 BR -0.225926 ×10-8 AP -0.280508 BP 1.21717 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -54.878 -55.561 -56.414 -54.168 Z: 9.483 10.501 11.037 9.424 5(r1 ) -127.947 (d1 ) -15.585 n1=1.65610 ν1= 51.4 Y: -62.930 A: 23.299° Z: -11.047 6(r2 ) 38.998 (d2 ) -7.840 7(r3 ) -41.886 (d3 ) -11.552 n2=1.60813 ν2= 60.9 8(r4 ) 15.524 (d4 ) -1.024 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 115.961 (d5 ) -2.833 10(r6 ) -46.408 (d6 ) -6.991 n4=1.538969 ν4= 65.5 11(r7 ) 54.373 (d7 ) -0.100 12(r8 ) -22.182 (d8 ) -8.670 n5=1.67345 ν5= 51.7 13(r9 )-286.952 (d9 ) -8.108 14(5) ∞(表示素子) Y: -4.107 A: 17.591°。Example 2 Surface number Curvature radius Spacing Refractive index Abbe number (Eccentricity) (Tilt angle) 1 (1) ∞ (Pupil) 53.076 2 (2) R y -73.399 (Reflecting surface) 0.000 Y: -31.160 A : 0.000 ° R x -55.786 Z: 0.000 K y 0.025030 K x 0.105299 AR 0.192134 × 10 -6 BR -0.845925 × 10 -11 AP -0.679221 BP -1.99742 3 (3) R y -13.871 0.000 n = 1.48757 ν = 70.4 R x -50.632 Y: -30.520 A: 52.349 ° K y -1.760226 Z: 5.033 K x -1.980652 AR -0.327338 × 10 -5 BR 0.168168 × 10 -14 AP -1.85576 BP 0.184379 × 10 +2 diopter correction amount 0D -3D-6D + 2D Y: -30.520 -31.203 -32.056 -29.810 Z: 5.033 6.051 6.586 4.973 4 R y -26.601 0.000 Y: -54.878 A: 30.078 ° R x -46.355 Z: 9.483 K y -0.323741 K x 9.225767 AR -0.171300 × 10 -4 BR -0.225926 × 10 -8 AP -0.280508 BP 1.21717 diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -54.878 -55.561 -56.414 -54.168 Z: 9.483 10.501 11.037 9.424 5 ( 1) -127.947 (d 1) -15.585 n 1 = 1.65610 ν 1 = 51.4 Y: -62.930 A: 23.299 ° Z: -11.047 6 (r 2) 38.998 (d 2) -7.840 7 (r 3) -41.886 ( d 3 ) -11.552 n 2 = 1.60813 ν 2 = 60.9 8 (r 4 ) 15.524 (d 4 ) -1.024 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 (r 5 ) 115.961 (d 5 ) -2.833 10 (r 6 ) -46.408 (d 6 ) -6.991 n 4 = 1.538969 ν 4 = 65.5 11 (r 7 ) 54.373 (d 7 ) -0.100 12 (r 8 ) -22.182 (d 8 ) -8.670 n 5 = 1.67345 ν 5 = 51.7 13 (R 9 ) -286.952 (d 9 ) -8.108 14 (5) ∞ (display element) Y: -4.107 A: 17.591 °.

【0051】 実施例3 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 52.110 2(2)Ry -73.386(反射面) 0.000 Y: -30.399 A: 0.000° Rx -57.821 Z: 0.000 Ky -0.013413 Kx 0.187077 AR 0.211715 ×10-6 BR -0.123706 ×10-10 AP -0.699451 BP -1.87248 3(3)Ry -13.448 0.000 n =1.49557 ν = 68.1 Rx -33.307 Y: -29.775 A: 51.842° Ky -1.812411 Z: 3.756 Kx -1.78282 AR -0.333342 ×10-5 BR 0.172171 ×10-10 AP -1.88807 BP 0.245019 ×10-2 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -29.775 -28.894 -28.444 -31.073 Z: 3.756 6.369 7.904 2.578 4 Ry -24.579 0.000 Y: -54.132 A: 27.011° Rx -48.534 Z: 8.204 Ky -0.454147 Kx 8.753754 AR -0.173802 ×10-4 BR -0.221562 ×10-10 AP -0.363497 BP 1.21388 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -54.132 -53.251 -52.802 -55.431 Z: 8.204 10.820 12.355 7.028 5(r1 ) -74.068 (d1 ) -12.780 n1=1.65830 ν1= 53.4 Y: -63.115 A: 28.141° Z: -12.357 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -63.115 -62.234 -61.785 -64.414 Z: -12.357 -9.741 -8.206 -13.533 6(r2 ) 48.464 (d2 ) -6.953 7(r3 ) -43.580 (d3 ) -14.638 n2=1.60673 ν2= 61.0 8(r4 ) 14.806 (d4 ) -1.090 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 77.638 (d5 ) -1.930 10(r6 ) -57.886 (d6 ) -6.840 n4=1.52095 ν4= 67.0 11(r7 ) 47.786 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -26.205 (d8 ) -8.790 n5=1.64407 ν5= 55.9 13(r9 ) 633.324 (d9 ) -8.587 14(5) ∞(表示素子) Y: -3.335 A: 20.331°。Example 3 Surface Number Curvature Radius Spacing Refractive Index Abbe's Number (Eccentricity) (Tilt Angle) 1 (1) ∞ (Pupil) 52.110 2 (2) R y -73.386 (Reflecting Surface) 0.000 Y: -30.399 A : 0.000 ° R x -57.821 Z: 0.000 K y -0.013413 K x 0.187077 AR 0.211715 × 10 -6 BR -0.123706 × 10 -10 AP -0.699451 BP -1.87248 3 (3) R y -13.448 0.000 n = 1.49557 ν = 68.1 R x -33.307 Y: -29.775 A: 51.842 ° K y -1.812411 Z: 3.756 K x -1.78282 AR -0.333342 × 10 -5 BR 0.172171 × 10 -10 AP -1.88807 BP 0.245019 × 10 -2 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -29.775 -28.894 -28.444 -31.073 Z: 3.756 6.369 7.904 2.578 4 R y -24.579 0.000 Y: -54.132 A: 27.011 ° R x -48.534 Z: 8.204 K y -0.454147 K x 8.753754 AR -0.173802 × 10 -4 BR -0.221562 × 10 -10 AP -0.363497 BP 1.21388 diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -54.132 -53.251 -52.802 -55.431 Z: 8.204 10.820 12.355 7.028 5 ( 1) -74.068 (d 1) -12.780 n 1 = 1.65830 ν 1 = 53.4 Y: -63.115 A: 28.141 ° Z: -12.357 diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -63.115 -62.234 -61.785 -64.414 Z: -12.357 -9.741 -8.206 -13.533 6 (r 2 ) 48.464 (d 2 ) -6.953 7 (r 3 ) -43.580 (d 3 ) -14.638 n 2 = 1.60673 ν 2 = 61.0 8 (r 4 ) 14.806 ( d 4 ) -1.090 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 (r 5 ) 77.638 (d 5 ) -1.930 10 (r 6 ) -57.886 (d 6 ) -6.840 n 4 = 1.52095 ν 4 = 67.0 11 (r 7) ) 47.786 (d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -26.205 (d 8 ) -8.790 n 5 = 1.64407 ν 5 = 55.9 13 (r 9 ) 633.324 (d 9 ) -8.587 14 (5) ∞ (display element) Y: -3.335 A: 20.331 °.

【0052】 実施例4 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 50.101 2(2)Ry -73.598(反射面) 0.000 Y: -31.260 A: 0.000° Rx -56.177 Z: 0.000 Ky 0.016637 Kx 0.032646 AR 0.139699 ×10-6 BR -0.317892 ×10-11 AP -0.657673 BP -2.44464 3(3)Ry -13.756 0.000 n =1.487000 ν = 70.4 Rx -34.115 Y: -29.353 A: 54.266° Ky -1.632557 Z: 6.699 Kx -2.108747 AR -0.290348 ×10-5 BR 0.255039 ×10-13 AP -1.92215 BP 0.188898 ×10+2 4 Ry -26.430 0.000 Y: -53.886 A: 30.281° Rx -48.040 Z: 10.034 Ky -0.313689 Kx 9.414019 AR -0.175022 ×10-4 BR -0.244922 ×10-8 AP -0.14822 BP 1.11464 5(r1 ) -108.846 (d1 ) -13.314 n1=1.65830 ν1= 53.4 Y: -60.686 A: 23.279° Z: -11.426 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -60.686 -60.916 -60.231 -60.688 Z: -11.426 -9.596 -8.022 -12.485 A: 23.279 ° 23.317° 23.141° 22.974° 6(r2 ) 43.058 (d2 ) -0.100 7(r3 ) -42.178 (d3 ) -15.611 n2=1.60862 ν2= 60.9 8(r4 ) 16.393 (d4 ) -1.000 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 86.440 (d5 ) -1.840 10(r6 ) -46.337 (d6 ) -7.033 n4=1.53277 ν4= 66.0 11(r7 ) 57.156 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -23.786 (d8 ) -8.478 n5=1.60729 ν5= 59.4 13(r9 ) ∞ (d9 ) -8.124 14(5) ∞(表示素子) Y: -4.261 A: 20.851°。Example 4 Surface number Curvature radius Spacing Refractive index Abbe number (eccentricity) (tilt angle) 1 (1) ∞ (pupil) 50.101 2 (2) R y -73.598 (reflecting surface) 0.000 Y: -31.260 A : 0.000 ° R x -56.177 Z: 0.000 K y 0.016637 K x 0.032646 AR 0.139699 × 10 -6 BR -0.317892 × 10 -11 AP -0.657673 BP -2.44464 3 (3) R y -13.756 0.000 n = 1.487000 ν = 70.4 R x -34.115 Y: -29.353 A: 54.266 ° K y -1.632557 Z: 6.699 K x -2.108747 AR -0.290348 × 10 -5 BR 0.255039 × 10 -13 AP -1.92215 BP 0.188898 × 10 +2 4 R y -26.430 0.000 Y: -53.886 A: 30.281 ° R x -48.040 Z: 10.034 K y -0.313689 K x 9.414019 AR -0.175022 × 10 -4 BR -0.244922 × 10 -8 AP -0.14822 BP 1.11464 5 (r 1 ) -108.846 ( d 1 ) -13.314 n 1 = 1.65830 ν 1 = 53.4 Y: -60.686 A: 23.279 ° Z: -11.426 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -60.686 -60.916 -60.231 -60.688 Z: -11.426- 9.596 -8.022 -12.485 A: 23.279 ° 23.317 ° 23.141 ° 22.974 ° 6 (r 2 ) 43.058 (d 2 ) -0.100 7 (r 3 ) -42.178 (d 3 ) -15.611 n 2 = 1.60862 ν 2 = 60.9 8 (r 4 ) 16.393 (d 4 ) -1.000 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 (r 5 ) 86.440 (d 5 ) -1.840 10 (r 6 ) -46.337 (d 6 ) -7.033 n 4 = 1.53277 ν 4 = 66.0 11 (r 7 ) 57.156 ( d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -23.786 (d 8 ) -8.478 n 5 = 1.60729 ν 5 = 59.4 13 (r 9 ) ∞ (d 9 ) -8.124 14 (5) ∞ (display element) Y:- 4.261 A: 20.851 °.

【0053】 実施例5 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 53.097 2(2)Ry -73.663(反射面) 0.000 Y: -31.260 A: 0.000° Rx -57.403 Z: 0.000 Ky 0.013905 Kx 0.161335 AR 0.198843 ×10-6 BR -0.121967 ×10-10 AP -0.7245 BP -1.82362 3(3)Ry -13.710 0.000 n =1.48727 ν = 70.4 Rx -35.716 Y: -29.254 A: 51.817° Ky -1.815291 Z: 5.283 Kx -2.465664 AR -0.317435 ×10-5 BR 0.762415 ×10-14 AP -1.92706 BP 0.326050 ×10+2 4 Ry -25.618 0.000 Y: -53.360 A: 28.030° Rx -48.338 Z: 9.244 Ky -0.277791 Kx 9.212224 AR -0.189344 ×10-4 BR -0.269312 ×10-8 AP -0.249264 BP 1.118061 5(r1 ) -88.343 (d1 ) -13.657 n1=1.65283 ν1= 54.6 Y: -63.000 A: 27.694° Z: -11.353 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -63.000 -61.983 -60.790 -63.790 Z: -11.353 -9.207 -7.127 -12.508 6(r2 ) 44.464 (d2 ) -6.464 7(r3 ) -42.982 (d3 ) -13.850 n2=1.60668 ν2= 61.0 8(r4 ) 14.998 (d4 ) -1.659 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 80.629 (d5 ) -1.906 10(r6 ) -55.103 (d6 ) -7.029 n4=1.52606 ν4= 66.5 11(r7 ) 49.694 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -25.903 (d8 ) -8.681 n5=1.65437 ν5= 54.3 13(r9 ) 465.261 (d9 ) -8.482 14(5) ∞(表示素子) Y: -3.757 A: 19.959°。Example 5 Surface number Curvature radius Spacing Refractive index Abbe number (Eccentricity) (Tilt angle) 1 (1) ∞ (Pupil) 53.097 2 (2) R y -73.663 (Reflecting surface) 0.000 Y: -31.260 A : 0.000 ° R x -57.403 Z: 0.000 K y 0.013905 K x 0.161335 AR 0.198843 × 10 -6 BR -0.121967 × 10 -10 AP -0.7245 BP -1.82362 3 (3) R y -13.710 0.000 n = 1.48727 ν = 70.4 R x -35.716 Y: -29.254 A: 51.817 ° K y -1.815291 Z: 5.283 K x -2.465664 AR -0.317435 × 10 -5 BR 0.762415 × 10 -14 AP -1.92706 BP 0.326050 × 10 +2 4 R y -25.618 0.000 Y: -53.360 A: 28.030 ° R x -48.338 Z: 9.244 K y -0.277791 K x 9.212224 AR -0.189344 × 10 -4 BR -0.269312 × 10 -8 AP -0.249264 BP 1.118061 5 (r 1 ) -88.343 ( d 1 ) -13.657 n 1 = 1.65283 ν 1 = 54.6 Y: -63.000 A: 27.694 ° Z: -11.353 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -63.000 -61.983 -60.790 -63.790 Z: -11.353- 9.207 -7.127 -12.508 6 (r 2 44.464 (d 2) -6.464 7 ( r 3) -42.982 (d 3) -13.850 n 2 = 1.60668 ν 2 = 61.0 8 (r 4) 14.998 (d 4) -1.659 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 ( r 5 ) 80.629 (d 5 ) -1.906 10 (r 6 ) -55.103 (d 6 ) -7.029 n 4 = 1.52606 ν 4 = 66.5 11 (r 7 ) 49.694 (d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -25.903 (D 8 ) -8.681 n 5 = 1.65437 ν 5 = 54.3 13 (r 9 ) 465.261 (d 9 ) -8.482 14 (5) ∞ (display element) Y: -3.757 A: 19.959 °.

【0054】 実施例6 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 53.100 2(2)Ry -73.606(反射面) 0.000 Y: -31.260 A: 0.000° Rx -57.661 Z: 0.000 Ky 0.015884 Kx 0.170305 AR 0.209773 ×10-6 BR -0.123045 ×10-10 AP -0.712283 BP -1.87849 3(3)Ry -13.519 0.000 n =1.499128 ν = 66.9 Rx -32.574 Y: -28.940 A: 52.275° Ky -1.762494 Z: 5.282 Kx -1.699031 AR -0.339816 ×10-5 BR 0.350594 ×10-13 AP -1.92936 BP 0.187523 ×10+2 4 Ry -24.789 0.000 Y: -53.723 A: 27.023° Rx -48.321 Z: 9.562 Ky -0.416644 Kx 9.042948 AR -0.167185 ×10-4 BR -0.223181 ×10-8 AP -0.350362 BP 1.21427 5(r1 ) -77.812 (d1 ) -13.018 n1=1.65830 ν1= 53.4 Y: -62.540 A: 28.249° Z: -11.013 6(r2 ) 46.896 (d2 ) -7.184 視度補正量 0D −3D −6D +2D d2: -7.184 -7.585 -7.990 -6.906 7(r3 ) -43.477 (d3 ) -13.915 n2=1.60691 ν2= 61.0 8(r4 ) 14.861 (d4 ) -1.711 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 78.040 (d5 ) -1.714 10(r6 ) -57.351 (d6 ) -6.712 n4=1.52154 ν4= 66.5 11(r7 ) 48.030 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -26.135 (d8 ) -8.719 n5=1.64277 ν5= 56.1 13(r9 ) 738.733 (d9 ) -8.719 視度補正量 0D −3D −6D +2D d9: -8.719 -8.318 -7.913 -8.997 14(5) ∞(表示素子) Y: -3.484 A: 19.864°。Example 6 Surface number Curvature radius Spacing Refractive index Abbe number (Decentering amount) (Inclination angle) 1 (1) ∞ (Pupil) 53.100 2 (2) R y -73.606 (Reflecting surface) 0.000 Y: -31.260 A : 0.000 ° R x -57.661 Z: 0.000 K y 0.015884 K x 0.170305 AR 0.209773 × 10 -6 BR -0.123045 × 10 -10 AP -0.712283 BP -1.87849 3 (3) R y -13.519 0.000 n = 1.499128 ν = 66.9 R x -32.574 Y: -28.940 A: 52.275 ° K y -1.762494 Z: 5.282 K x -1.699031 AR -0.339816 × 10 -5 BR 0.350594 × 10 -13 AP -1.92936 BP 0.187523 × 10 +2 4 R y -24.789 0.000 Y: -53.723 A: 27.023 ° R x -48.321 Z: 9.562 K y -0.416644 K x 9.042948 AR -0.167185 × 10 -4 BR -0.223181 × 10 -8 AP -0.350362 BP 1.21427 5 (r 1 ) -77.812 ( d 1 ) -13.018 n 1 = 1.65830 ν 1 = 53.4 Y: -62.540 A: 28.249 ° Z: -11.013 6 (r 2 ) 46.896 (d 2 ) -7.184 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D d 2 : -7.184 -7.585 -7.990 -6.906 7 (r 3 ) -43.477 (d 3 ) -13.915 n 2 = 1.60691 ν 2 = 61.0 8 (r 4 ) 14.861 (d 4 ) -1.711 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 (r 5 ) 78.040 (d 5 ) -1.714 10 (r 6 ) -57.351 (d 6 ) -6.712 n 4 = 1.52154 ν 4 = 66.5 11 (r 7 ) 48.030 (d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -26.135 (d 8 ) -8.719 n 5 = 1.64277 ν 5 = 56.1 13 (r 9 ) 738.733 (d 9 ) -8.719 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D d 9 : -8.719 -8.318 -7.913 -8.997 14 (5) ∞ (display element) Y : -3.484 A: 19.86 4 °.

【0055】 実施例7 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 53.085 2(2)Ry -73.924(反射面) 0.000 Y: -31.260 A: 0.000° Rx -56.952 Z: 0.000 Ky 0.058605 Kx 0.160130 AR 0.182638 ×10-6 BR -0.104505 ×10-10 AP -0.746331 BP -2.00536 3(3)Ry -13.612 0.000 n =1.50290 ν = 68.7 Rx -45.101 Y: -31.408 A: 53.699° Ky -1.724643 Z: 5.778 Kx -1.72200 AR -0.342277 ×10-5 BR -0.137301 ×10-13 AP -1.98932 BP -0.301739 ×10+2 4 Ry -25.089 0.000 Y: -54.154 A: 29.313° Rx -46.811 Z: 8.646 Ky -0.530464 Kx 9.488797 AR -0.171237 ×10-4 BR -0.258917 ×10-8 AP -0.347729 BP 1.27900 5(r1 ) -88.462 (d1 ) -14.712 n1=1.65830 ν1= 53.4 Y: -62.952 A: 28.218° Z: -11.834 6(r2 ) 43.684 (d2 ) -5.446 視度補正量 0D −3D −6D +2D d2: -5.446 -7.123 -8.516 -4.296 7(r3 ) -44.951 (d3 ) -12.595 n2=1.60994 ν2= 60.8 8(r4 ) 14.874 (d4 ) -2.376 n3=1.75327 ν3= 27.7 9(r5 ) 51.059 (d5 ) -3.170 視度補正量 0D −3D −6D +2D d5: -3.170 -1.493 -0.100 -4.320 10(r6 ) -61.976 (d6 ) -5.987 n4=1.50649 ν4= 68.3 11(r7 ) 94.648 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -24.786 (d8 ) -8.420 n5=1.62119 ν5= 60.1 13(r9 ) 163.122 (d9 ) -8.337 14(5) ∞(表示素子) Y: -3.568 A: 17.761°。Example 7 Surface Number Curvature Radius Spacing Refractive Index Abbe Number (Eccentricity) (Tilt Angle) 1 (1) ∞ (Pupil) 53.085 2 (2) R y -73.924 (Reflecting Surface) 0.000 Y: -31.260 A : 0.000 ° R x -56.952 Z: 0.000 K y 0.058605 K x 0.160130 AR 0.182638 × 10 -6 BR -0.104505 × 10 -10 AP -0.746331 BP -2.00536 3 (3) R y -13.612 0.000 n = 1.50290 ν = 68.7 R x -45.101 Y: -31.408 A: 53.699 ° K y -1.724643 Z: 5.778 K x -1.72200 AR -0.342277 × 10 -5 BR -0.137301 × 10 -13 AP -1.98932 BP -0.301739 × 10 +2 4 R y -25.089 0.000 Y: -54.154 A: 29.313 ° R x -46.811 Z: 8.646 K y -0.530464 K x 9.488797 AR -0.171237 × 10 -4 BR -0.258917 × 10 -8 AP -0.347729 BP 1.27900 5 (r 1 )- 88.462 (d 1 ) -14.712 n 1 = 1.65830 ν 1 = 53.4 Y: -62.952 A: 28.218 ° Z: -11.834 6 (r 2 ) 43.684 (d 2 ) -5.446 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D d 2 : -5.446 -7.123 -8.516 -4.296 7 (r 3 ) -44.951 (d 3 ) -12.595 n 2 = 1.60994 ν 2 = 60.8 8 (r 4 ) 14.874 (d 4 ) -2.376 n 3 = 1.75327 ν 3 = 27.7 9 (r 5 ) 51.059 (d 5 ) -3.170 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D d 5 : -3.170 -1.493 -0.100 -4.320 10 (r 6 ) -61.976 (d 6 ) -5.987 n 4 = 1.50649 ν 4 = 68.3 11 (r 7 ) 94.648 (d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -24.786 (d 8 ) -8.420 n 5 = 1.62119 ν 5 = 60.1 13 (r 9 ) 163.122 (d 9 ) -8.337 14 (5) ∞ (display element) Y : -3.568 A: 17.761 °.

【0056】 実施例8 面番号 曲率半径 間隔 屈折率 アッベ数 (偏心量) (傾き角) 1(1) ∞(瞳) 53.065 2(2)Ry -74.342(反射面) 0.000 Y: -31.260 A: 0.000° Rx -56.047 Z: 0.000 Ky 0.109508 Kx 0.074377 AR 0.152766 ×10-6 BR -0.816826 ×10-11 AP -0.768729 BP -2.05126 3(3)Ry -13.925 0.000 n =1.48790 ν = 70.4 Rx -50.846 Y: -30.694 A: 53.108° Ky -1.847003 Z: 6.291 Kx -1.515165 AR -0.314470 ×10-5 BR 0.124164 ×10-10 AP -1.99405 BP 1.19458 4 Ry -26.418 0.000 Y: -53.926 A: 30.697° Rx -47.419 Z: 9.510 Ky -0.123396 Kx 9.710738 AR -0.183304 ×10-4 BR -0.331076 ×10-8 AP -0.254281 BP 1.24106 5(r1 ) -101.150 (d1 ) -15.559 n1=1.65830 ν1= 53.4 Y: -63.452 A: 25.215° Z: -9.946 6(r2 ) 41.905 (d2 ) -5.749 7(r3 ) -41.227 (d3 ) -12.741 n2=1.60849 ν2= 60.9 8(r4 ) 15.255 (d4 ) -1.000 n3=1.75500 ν3= 27.6 9(r5 ) 92.419 (d5 ) -2.122 10(r6 ) -44.796 (d6 ) -7.472 n4=1.53638 ν4= 65.7 11(r7 ) 58.162 (d7 ) -0.500 12(r8 ) -25.005 (d8 ) -8.807 n5=1.66520 ν5= 52.8 13(r9 )3628.295 (d9 ) -7.748 視度補正量 0D −3D −6D +2D d9: -7.748 -8.409 -8.195 -8.745 14(5) ∞(表示素子) Y: -4.891 A: 20.999° 視度補正量 0D −3D −6D +2D Y: -4.891 -2.109 -1.580 -2.947 A: 20.999 ° 19.946° 18.887° 21.673° 。Example 8 Surface Number Curvature Radius Spacing Refractive Index Abbe Number (Eccentricity) (Tilt Angle) 1 (1) ∞ (Pupil) 53.065 2 (2) R y -74.342 (Reflecting Surface) 0.000 Y: -31.260 A : 0.000 ° R x -56.047 Z: 0.000 K y 0.109508 K x 0.074377 AR 0.152766 × 10 -6 BR -0.816826 × 10 -11 AP -0.768729 BP -2.05126 3 (3) R y -13.925 0.000 n = 1.48790 ν = 70.4 R x -50.846 Y: -30.694 A: 53.108 ° K y -1.847003 Z: 6.291 K x -1.515165 AR -0.314470 × 10 -5 BR 0.124164 × 10 -10 AP -1.99405 BP 1.19458 4 R y -26.418 0.000 Y:- 53.926 A: 30.697 ° R x -47.419 Z: 9.510 K y -0.123396 K x 9.710738 AR -0.183304 × 10 -4 BR -0.331076 × 10 -8 AP -0.254281 BP 1.24106 5 (r 1 ) -101.150 (d 1 )- 15.559 n 1 = 1.65830 ν 1 = 53.4 Y: -63.452 A: 25.215 ° Z: -9.946 6 (r 2 ) 41.905 (d 2 ) -5.749 7 (r 3 ) -41.227 (d 3 ) -12.741 n 2 = 1.60849 ν 2 = 60.9 8 (r 4 ) 15.255 ( 4) -1.000 n 3 = 1.75500 ν 3 = 27.6 9 (r 5) 92.419 (d 5) -2.122 10 (r 6) -44.796 (d 6) -7.472 n 4 = 1.53638 ν 4 = 65.7 11 (r 7) 58.162 (d 7 ) -0.500 12 (r 8 ) -25.005 (d 8 ) -8.807 n 5 = 1.66520 ν 5 = 52.8 13 (r 9 ) 3628.295 (d 9 ) -7.748 Diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D d 9: -7.748 -8.409 -8.195 -8.745 14 (5) ∞ ( display device) Y: -4.891 A: 20.999 ° diopter correction amount 0D -3D -6D + 2D Y: -4.891 -2.109 -1.580 -2.947 A: 20.999 ° 19.946 ° 18.887 ° 21.673 °.

【0057】上述した実施例において、偏心して移動す
ることで視度補正を行っている実施例4、8は、補正効
果が特に良好である。また、瞳位置1と2次元画像表示
素子5位置を変えずに視度補正を行っているのは、実施
例1、2、4、6、7であり、可動部分を小さくするこ
とができ、装置自体の大きさが変わらないため、より小
型にすることが可能である。
In the above-mentioned embodiments, the correction effect is particularly good in the fourth and eighth embodiments in which the diopter correction is performed by eccentrically moving. In addition, it is the first, second, fourth, sixth, and seventh embodiments that perform the diopter correction without changing the position of the pupil position 1 and the position of the two-dimensional image display element 5, and it is possible to reduce the movable portion. Since the size of the device itself does not change, it can be made smaller.

【0058】以上、本発明の映像表示装置の光学系をい
くつかの実施例に基づいて説明してきたが、本発明はこ
れら実施例に限定されることなく種々の変形が可能であ
る。
Although the optical system of the image display device of the present invention has been described above based on some embodiments, the present invention is not limited to these embodiments and various modifications can be made.

【0059】なお、前記の特許請求の範囲の発明を、さ
らに以下のように構成することもできる。 (4) 前記映像表示素子の画面が、視度が補正される
ように移動可能に設けられた請求項1の映像表示装置の
光学系。 (5) 前記リレー光学系の有する少なくとも1つの光
学面が、視度が補正されるように移動可能に設けられた
請求項1、又は、上記(4)の映像表示装置の光学系。 (6) 前記偏心補正光学系の有する少なくとも1つの
光学面が、視度が補正されるように移動可能に設けられ
た請求項1、もしくは、上記(4)又は(5)の映像表
示装置の光学系。 (7) 前記接眼光学系が、視度が補正されるように移
動可能に設けられた請求項1、もしくは、上記(4)、
(5)又は(6)の映像表示装置の光学系。
The inventions in the above claims can be further configured as follows. (4) The optical system of the image display device according to claim 1, wherein the screen of the image display element is movably provided so as to correct the diopter. (5) The optical system of the image display device according to (1), wherein at least one optical surface of the relay optical system is movably provided so as to correct diopter. (6) The image display device according to (1) or (4) or (5) above, wherein at least one optical surface of the eccentricity correction optical system is movably provided so as to correct diopter. Optical system. (7) The eyepiece optical system is movably provided so as to correct diopter, or (4) above.
The optical system of the video display device according to (5) or (6).

【0060】[0060]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、広画角、高解像であり、比較的複雑な光学系
である映像表示装置の光学系の少なくとも1つの光学要
素を移動するという簡単な方法によって、視度補正を実
現できる映像表示装置の光学系を提供することができ
る。
As is apparent from the above description, according to the present invention, at least one optical element of the optical system of the image display device, which is a relatively complicated optical system having a wide angle of view, a high resolution, and an optical element. It is possible to provide an optical system of an image display device capable of realizing diopter correction by a simple method of moving the.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明における映像表示装置の光学系全体のパ
ワー配置と近軸光線追跡を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a power arrangement and paraxial ray tracing of an entire optical system of an image display device according to the present invention.

【図2】近視の場合の近軸光線追跡を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing paraxial ray tracing in the case of myopia.

【図3】遠視の場合の近軸光線追跡を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing paraxial ray tracing in the case of hyperopia.

【図4】接眼光学系を視度補正要素にした場合の近軸光
線追跡を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing paraxial ray tracing when the eyepiece optical system is used as a diopter correction element.

【図5】偏心補正光学系を視度補正要素にした場合の近
軸光線追跡を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing paraxial ray tracing when an eccentricity correction optical system is used as a diopter correction element.

【図6】リレー光学系を視度補正要素にした場合の近軸
光線追跡を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing paraxial ray tracing when a relay optical system is used as a diopter correction element.

【図7】パワーを持つ光学要素を移動させた場合の光線
の挙動を説明するための図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the behavior of light rays when an optical element having power is moved.

【図8】本発明の映像表示装置の光学系の光路図であ
る。
FIG. 8 is an optical path diagram of an optical system of the image display device of the present invention.

【図9】本発明の実施例1の光学的構成を示すY−Z断
面図である。
FIG. 9 is a YZ sectional view showing the optical configuration of Example 1 of the present invention.

【図10】実施例2の光学的構成を示すY−Z断面図で
ある。
FIG. 10 is a YZ sectional view showing the optical configuration of Example 2;

【図11】実施例3の0ジオプターにおける光学的構成
を示すY−Z断面図である。
FIG. 11 is a YZ sectional view showing the optical configuration in 0 diopter of Example 3.

【図12】実施例3の−3ジオプターにおける光学的構
成を示すY−Z断面図である。
FIG. 12 is a YZ sectional view showing the optical configuration in −3 diopter of Example 3.

【図13】実施例3の−6ジオプターにおける光学的構
成を示すY−Z断面図である。
FIG. 13 is a YZ sectional view showing the optical configuration in −6 diopter of Example 3.

【図14】実施例3の+2ジオプターにおける光学的構
成を示すY−Z断面図である。
FIG. 14 is a YZ cross-sectional view showing the optical configuration in +2 diopter of Example 3.

【図15】実施例4の光学的構成を示すY−Z断面図で
ある。
FIG. 15 is a YZ sectional view showing the optical configuration of Example 4;

【図16】実施例5の0ジオプターにおける光学的構成
を示すY−Z断面図である。
FIG. 16 is a YZ sectional view showing the optical configuration in 0 diopter of Example 5.

【図17】実施例5の−6ジオプターにおける光学的構
成を示すY−Z断面図である。
FIG. 17 is a YZ sectional view showing an optical configuration in −6 diopter of Example 5.

【図18】実施例6の光学的構成を示すY−Z断面図で
ある。
FIG. 18 is a YZ sectional view showing the optical configuration of Example 6;

【図19】実施例7の光学的構成を示すY−Z断面図で
ある。
FIG. 19 is a YZ sectional view showing the optical configuration of Example 7.

【図20】実施例8の光学的構成を示すY−Z断面図で
ある。
FIG. 20 is a YZ sectional view showing the optical configuration of Example 8.

【図21】本出願人による先願の頭部装着式映像表示装
置の構成を示す断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the configuration of a head-mounted image display device of the applicant's earlier application.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…観察者の瞳(射出瞳) 2,2’…接眼光学系 3,3’,3”…偏心補正光学系 4,4’,4”…リレー光学系 5,5’…2次元画像表示素子 7…反射後の光軸 10…リレー光学系によって形成された実像位置 11…物体近軸光線 12…瞳近軸光線 15…視度補正前の光線 16…視度補正後の光線 50…通常の物体位置 51…近視の場合の物体位置 52…遠視の場合の物体位置 1 ... Observer's pupil (exit pupil) 2, 2 '... Eyepiece optical system 3, 3 ', 3 "... Decentering correction optical system 4,4 ', 4 "... Relay optical system 5, 5 '... two-dimensional image display device 7 ... Optical axis after reflection 10 ... Real image position formed by relay optical system 11 ... Object paraxial ray 12 ... Eye paraxial ray 15 ... Rays before diopter correction 16 ... Rays after diopter correction 50 ... Normal object position 51 ... Object position in case of myopia 52 ... Object position in case of hyperopia

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 瞳面と、像面と、前記瞳面と像面との間
に配置され、前記瞳面と像面との位置を光学的に形成す
る光学系とを有し、 前記光学系は、少なくとも、偏心配置された凹面でかつ
非回転対称の非球面形状にて構成された反射光学面と、
偏心配置された曲面でかつ非回転対称の非球面形状にて
構成された透過光学面とを含み、 前記反射光学面若しくは前記透過光学面の中の少なくと
も1つの光学要素が視度補正のために移動するように構
成されたことを特徴とする映像表示装置の光学系。
1. A pupil plane, an image plane, and an optical system which is disposed between the pupil plane and the image plane and optically forms a position between the pupil plane and the image plane. The system is at least a reflecting optical surface that is a decentered concave surface and is configured by an aspherical shape that is non-rotationally symmetric,
A decentered curved surface and a transmissive optical surface formed of a non-rotationally symmetric aspherical surface, wherein at least one optical element in the reflective optical surface or the transmissive optical surface is for diopter correction. An optical system of an image display device, which is configured to move.
【請求項2】 前記の移動可能な少なくとも1つの光学
要素は、光軸から偏心して移動することを特徴とする請
求項1記載の映像表示装置の光学系。
2. The optical system of the image display device according to claim 1, wherein the at least one movable optical element moves while decentering from an optical axis.
【請求項3】 前記移動可能な少なくとも1つの光学要
素を移動させても、前記瞳面から前記像面までの距離が
変化しないように構成されていることを特徴とする請求
項1記載の映像表示装置の光学系。
Wherein the be moved at least one optical element movable, video according to claim 1, characterized in that the distance from the pupil surface to the image surface is configured so as not to be changed Display system optics.
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