JP4790553B2 - Visual display device - Google Patents
Visual display device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4790553B2 JP4790553B2 JP2006256837A JP2006256837A JP4790553B2 JP 4790553 B2 JP4790553 B2 JP 4790553B2 JP 2006256837 A JP2006256837 A JP 2006256837A JP 2006256837 A JP2006256837 A JP 2006256837A JP 4790553 B2 JP4790553 B2 JP 4790553B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical system
- central axis
- display device
- visual display
- sub
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Description
本発明は、視覚表示装置に関し、特に、周囲の全方位から眼鏡等を用いることなく立体観察することが可能な観察装置や、見る角度や個々別人によって異なる観察像を表示可能な表示装置に適した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 in particular, suitable for an observation device capable of stereoscopic observation from all surrounding directions without using glasses or the like, and a display device capable of displaying different observation images depending on viewing angles and individual persons. The present invention relates to a visual display device.
従来、視野角制限フィルターを備えたスクリーンを中心軸の周りで回転させながら、例えば1つの物体を360°周辺方向から見た映像をそのスクリーン上に投影することにより、任意の方向から観察する場合に見る方向により観察画像が変化し、立体表示が可能な表示装置が特許文献1〜3において知られている。
しかしながら、特許文献1〜3において知られている従来例の場合、視野角制限フィルターを備えたスクリーンを機械的に回転させる機構が必要であり、また、特定の方向から見る場合にその方向において観察可能な画像を断続的にしか見ることができない。さらに、表示素子やスクリーン面を回転させることなく、また、眼鏡等を用いることなく裸眼で立体視が可能で、さらに、周辺の360°どの方向からでも観察することが可能な表示装置は存在しなかった。 However, in the case of the conventional examples known in Patent Documents 1 to 3, a mechanism for mechanically rotating a screen provided with a viewing angle limiting filter is necessary, and observation is performed in that direction when viewed from a specific direction. Possible images can only be seen intermittently. Furthermore, there is a display device that can be viewed stereoscopically with the naked eye without rotating the display element or the screen surface, without using glasses or the like, and capable of observing from any direction around 360 °. There wasn't.
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、機械的な複雑な回転機構や眼鏡等を用いなくても、周囲の全方位から立体観察することが可能な観察装置や、見る角度や個々別人よって異なる観察像を表示可能な表示装置に適した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 the object thereof is to enable stereoscopic observation from all directions without using a complicated mechanical rotation mechanism or glasses. And a visual display device suitable for a display device capable of displaying different observation images depending on viewing angles and individual persons.
上記課題を解決するために、本発明は、中心軸に同心に回転対称な主光学系が配置され、前記中心軸に同心な円周上に複数の同一構成の副光学系が並列して配置され、さらに、前記主光学系を挟んで、前記各副光学系の反対側に、前記中心軸に同心に回転対称な第3光学系が配置され、前記各副光学系、前記主光学系及び前記第3光学系により構成される合成光学系の射出瞳が前記第3光学系の前記主光学系側とは反対側であって前記中心軸に対して対応する前記副光学系とは反対側に位置し、前記各副光学系の前記主光学系とは反対側に表示面が配置され、前記各合成光学系による前記表示面の虚像が前記中心軸近傍に結像され、かつ、前記各合成光学系の前記射出瞳が前記中心軸に同心に略連続的に形成され、前記表示面は前記中心軸に垂直な共通の平面上に回転対称に配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention is arranged such that a main optical system that is rotationally symmetric with respect to a central axis is arranged, and a plurality of sub optical systems having the same configuration are arranged in parallel on a circumference that is concentric with the central axis. Further, a third optical system that is rotationally symmetric with respect to the central axis is disposed on the opposite side of each of the sub optical systems across the main optical system, and each of the sub optical systems, the main optical system, and The exit pupil of the combining optical system constituted by the third optical system is opposite to the main optical system side of the third optical system and opposite to the sub optical system corresponding to the central axis. And a display surface is disposed on the opposite side of each sub optical system from the main optical system, and a virtual image of the display surface by each combining optical system is formed in the vicinity of the central axis, and The exit pupil of the combining optical system is formed substantially continuously and concentrically with the central axis, and the display surface is perpendicular to the central axis. It is characterized by being arranged rotationally symmetrical on a straight common plane.
また、前記各副光学系と前記主光学系との組み合わせによる前記表示面の中間像が前記中心軸近傍に重層して投影されることを特徴とする。 Further, an intermediate image of the display surface by a combination of each of the sub optical systems and the main optical system is projected in a layered manner in the vicinity of the central axis.
また、前記第3光学系は前記重層され投影された前記中間像を360°全方位に向けて画角を変換する変換作用を有し、前記重層されて投影される前記中間像は画角変換後正立した前記虚像になるように回転して重層されていることを特徴とする。 In addition, the third optical system has a conversion function of converting the angle of view of the superimposed and projected intermediate image in all directions of 360 °, and the intermediate image projected as superimposed is converted to an angle of view. It is characterized by being layered by rotating so as to become the above-mentioned erect virtual image.
また、前記表示面各々は、複数の異なる映像を表示することを特徴とする。 Each of the display surfaces displays a plurality of different videos.
また、前記複数の異なる映像は、同一物体について複数の視点から撮影された映像であることを特徴とする。 Further, the plurality of different videos are videos taken from a plurality of viewpoints of the same object.
また、前記表示面各々は、各副光学系と対応して配置された複数の表示素子の表示面であることを特徴とする。 In addition, each of the display surfaces is a display surface of a plurality of display elements arranged corresponding to each sub optical system.
また、前記表示面各々は、各副光学系と対応して一つの表示素子を各領域に区分した表示面であることを特徴とする。 Further, each of the display surfaces is a display surface in which one display element is divided into regions corresponding to each sub optical system.
また、前記第3光学系の少なくとも1つの面は、回転対称軸を含む縦断面と回転対称軸と直交する横断面での曲率が異なることを特徴とする。 Further, at least one surface of the third optical system has a different curvature in a longitudinal section including a rotational symmetry axis and a transverse section orthogonal to the rotational symmetry axis.
また、前記合成光学系の中心軸と直交する方向の半径をRsとするとき、
10<Rs ・・・(1)
なる条件を満足することを特徴とする。
When the radius in the direction orthogonal to the central axis of the composite optical system is Rs,
10 <Rs (1)
It satisfies the following condition.
また、前記第3光学系の少なくとも1つの面は、対称面を持たない任意形状の曲線を回転対称軸の周りで回転させて形成される回転対称な形状を有することを特徴とする。 In addition, at least one surface of the third optical system has a rotationally symmetric shape formed by rotating an arbitrary-shaped curve having no symmetrical surface around a rotational symmetry axis.
また、前記第3光学系の少なくとも1つの面は、奇数次項を含む任意形状の曲線を回転対称軸の周りで回転させて形成される回転対称な形状を有することを特徴とする。 In addition, at least one surface of the third optical system has a rotationally symmetric shape formed by rotating an arbitrarily shaped curve including an odd-order term around a rotationally symmetric axis.
以上の本発明の視覚表示装置においては、機械的に複雑な回転機構や眼鏡等を用いなくても、周辺から観察したときに視差のある画像を観察することにより立体像を観察することが可能な視覚表示装置を提供することができる。また、見る角度や見る方向によって異なる観察像を表示可能な視覚表示装置を提供することができる。さらに、表示面が、共通な平面上に形成されるので、表示素子の虚像が中心軸近傍に結像され、虚像の位置を移動させるフォーカス機構が直線移動の構造でできると共に、表示面の組立が容易になる。 In the visual display device of the present invention described above, it is possible to observe a stereoscopic image by observing an image with parallax when viewed from the periphery without using a mechanically complicated rotating mechanism or glasses. A visual display device can be provided. Further, it is possible to provide a visual display device that can display different observation images depending on the viewing angle and the viewing direction. Further, since the display surface is formed on a common plane, a virtual image of the display element is formed near the central axis, and a focus mechanism for moving the position of the virtual image can be formed by a linear movement structure. Becomes easier.
以下、実施例に基づいて本発明の視覚表示装置について説明する。 The visual display device of the present invention will be described below based on examples.
本発明の視覚表示装置の基本原理は、図1に示すように、中心軸1に同心に回転対称な主光学系2が配置され、中心軸1に同心な円周上に複数の同一構成の副光学系3が並列して配置され、さらに、主光学系2を挟んで副光学系3の反対側に中心軸1に同心に回転対称な第3光学系4が配置され、各副光学系3、主光学系2及び第3光学系4により構成される合成光学系の射出瞳5が第3光学系4の主光学系2側とは反対側であって中心軸1に対して対応する副光学系3とは反対側に位置し、各副光学系3の主光学系2とは反対側に表示面16が配置され、各合成光学系による虚像8が中心軸1近傍に結像され、かつ、各合成光学系の射出瞳5が中心軸1に同心に略連続的に形成され、表示面16は、中心軸1に垂直の共通な平面上に回転対称に配置されものである。
As shown in FIG. 1, the basic principle of the visual display device of the present invention is that a main
中心軸1に対してその周囲から中心軸1方向を観察する光学系の場合、従来の回転対称で像面が中心軸1に直交する光学系では、光線を大きく屈曲させる必要があり、周辺からの観察像の歪みが大きく発生してしまい、比較的大きな観察領域をとることはできなかった。 In the case of an optical system that observes the central axis 1 direction from the periphery with respect to the central axis 1, in the conventional optical system in which the image plane is orthogonal to the central axis 1 with a rotational symmetry, it is necessary to bend the light beam greatly. The observed image was greatly distorted, and a relatively large observation area could not be taken.
一方、特許文献1〜3に開示されているスクリーンに投影する方法では、スクリーンを回転させる必要があった。 On the other hand, in the method of projecting onto the screen disclosed in Patent Documents 1 to 3, it is necessary to rotate the screen.
そこで、本発明では、中心軸周辺のどの方向からも拡大光学系として機能する光学系を、回転対称軸(中心軸)を上下方向として配置し、観察方向は回転対称軸と略垂直な水平方向の全方位から観察可能なようにすることが最大の特徴である。 Therefore, in the present invention, an optical system that functions as a magnifying optical system from any direction around the central axis is arranged with the rotational symmetry axis (central axis) as the vertical direction, and the observation direction is a horizontal direction substantially perpendicular to the rotational symmetry axis. It is the biggest feature to be able to observe from all directions.
このような構成により、回転対称軸を上下方向として、水平方向のどの方向からでも拡大観察光学系(視覚表示装置)として機能させることに成功したものである。 With such a configuration, it has succeeded in functioning as a magnifying observation optical system (visual display device) from any horizontal direction with the rotational symmetry axis as the vertical direction.
以下、図面を参照して説明する。図10は、後記する本発明の実施例1の視覚表示装置の光学系の中心軸に沿ってとった断面図であり、図11はその光学系内の光路を示す中心軸に沿う方向に見た平面図であり、図12は図10の主要部の拡大図であり、図13は図11の主要部の拡大図である。なお、図10及び図12においては、一部の副光学系3、表示素子6しか図示していない。
Hereinafter, description will be given with reference to the drawings. FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the central axis of the optical system of the visual display device according to the first embodiment of the present invention, which will be described later, and FIG. 11 is viewed in the direction along the central axis indicating the optical path in the optical system. 12 is an enlarged view of the main part of FIG. 10, and FIG. 13 is an enlarged view of the main part of FIG. 10 and 12, only a part of the sub
以下、これら図10〜図13を参照して、本発明の視覚表示装置を説明する。 Hereinafter, the visual display device of the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明の視覚表示装置の光学系は、中心軸1に同心で回転対称な主光学系2が配置される。この主光学系2は、この実施例の場合、両凸レンズを用いているが、正パワーを持った単体のレンズに限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよく、要件としては、中心軸1に向かって進む光束に正のパワーを与え、かつ、中心軸1に対して回転対称な形状を持っていることである。
In the optical system of the visual display device of the present invention, a main
そして、特に図13から明らかなように、中心軸1に同心な円周上に複数の同一構成の副光学系3が並列して配置される。この副光学系3も、単体のレンズに限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよい。また、各副光学系3の主光学系2とは反対側に、表示素子6からなる表示面16が中心軸1と垂直な共通な平面上に配置されている。そして、表示素子6の中間像7が各副光学系3と主光学系2との組み合わせによって結像される。
As is apparent from FIG. 13 in particular, a plurality of sub
また、主光学系2を挟んで副光学系3の反対側に中心軸1に同心で回転対称な第3光学系4が配置される。この第3光学系4も、単体の屈折体に限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよい。
A third
さらに、各合成光学系の射出瞳5が中心軸1に同心に並列配置される。各射出瞳5の大きさとしては、並列配置されたときにその円周上に略連続的に繋がるようにする。
Further, the
このような構成であるので、観察者はその眼を何れかの射出瞳5位置近傍に持って行くと、合成光学系(副光学系3、主光学系2及び第3光学系4)の副光学系3と主光学系2との組み合わせによって表示素子6の中間像7が中心軸1近傍に結像され、その中間像7の虚像8が第3光学系4によって中心軸1近傍に結像され観察することができる。そして、副光学系3、主光学系2及び第3光学系4からなる合成光学系は、中心軸1を中心としてその周りに一定角度毎に配置されているのに等しいため、中心軸1を上下方向として設定すると、中心軸1の周囲の360°のどの方向から観察しても、観察者の眼が位置する射出瞳5と中心軸1を挟んで反対側の表示素子6の虚像8を観察することができる。
With such a configuration, when the observer brings his / her eyes in the vicinity of any
本発明では、表示面16は中心軸1に垂直な共通な平面上に配置されているため、表示素子6の虚像8は中心軸1近傍に結像され、虚像8の位置を移動させるフォーカス機構が直線移動の構造でできると共に、表示素子の組立が容易になる。
In the present invention, since the
さらに、複数の同一の副光学系3を同心に並列に配置して、中心軸1に同心に略連続的に射出瞳5が並列されることにより、広い観察領域を形成することができる。並列の連続して投影された射出瞳5により、拡散板等を用いることなく、広い観察領域を確保することが可能となる。さらに、表示素子6の像は副光学系3と主光学系2との組み合わせにより中心軸1近傍に中間像7として拡大投影される。観察者は、この投影された中間像7を、第3光学系4を通して観察することになり、大きい虚像8を観察することが可能となる。
Furthermore, a plurality of identical sub
さらに、虚像8を中心軸1近傍に配置するようにすると、少なくとも合成光学系により投影された虚像8の輻輳と両眼の輻輳点とを一致させることが可能となり、融像しやすい立体表示が可能となる。
Further, if the
さらに好ましくは、表示素子6各々には同一物体について複数の視点から撮影された映像を表示するようにすることが望ましい。すなわち、図2に示すように、物体100についての視差画像は、全周360°を例えば16分割する場合には、22.5°毎に物体100を回転させてカメラ101で撮影された静止画でもよいし、CG等で作成した3次元物体を同様に22.5°毎に視点を回転させた生成した動画でもよい。さらに、16台のカメラを中心点に向けて設置した撮像装置からの動画でもよい。
More preferably, it is desirable that each
このようにして作成した16視点の静止画や動画は、図3に物体100についての16個の画像を並べて示すように、16視点の映像となる。このような映像を個々の表示素子6を並べて形成される全体の表示面16に、図4に示すように、撮影された角度順に同心となるように表示する。
The still images and moving images with 16 viewpoints created in this way become 16 viewpoint videos as shown in FIG. 3 with 16 images of the
このような視差画像を中心軸の周りで撮影された角度順に各表示素子6に配置すると、図5に示すように、隣接した射出瞳5に観察者の左右の眼球EL、ERが位置するとき、左右の眼球EL、ERに両眼視差像の虚像8が見えることになり、撮影した物体100の立体像が見えることになる。
When such parallax images are arranged on the
ここで、観察位置での射出瞳5と観察者の左右の眼球EL、ERの位置については、図6に示すように、少なくとも、眼幅の標準が65mmなので、本発明の視覚表示装置の光学系50の投影された射出瞳5も65mm間隔となることが望ましい。また、射出瞳5の形状は、図5に示すような正方形に限らず、楕円や長方形でも可能である。
Here, as for the position of the
また、図6に示すように、観察位置を明視の距離30cmとすると、標準眼幅65mmであるから、本発明の視覚表示装置の光学系50の1つの合成光学系による観察領域は、12.37°以上あることが好ましい。さらに、観察者Eが頭を動かした場合は、図7に示すように、順次隣の合成光学系による観察領域へ移っていって、やがて360°の全方位からの立体映像を観察することが可能となる。また、機械的に光学系50を回転させて全方位の立体映像を観察をすることも可能であるし、各表示素子6の表示映像を電子的に切り替えて全方位からの立体映像を観察するようにすることも可能である。
Also, as shown in FIG. 6, when the observation position is a clear vision distance of 30 cm, the standard eye width is 65 mm. Therefore, the observation region by one synthetic optical system of the
なお、各表示素子6に配置する画像として上記のような視差画像を角度順に配置したものに限定されず、例えば、ある角度を境にして全く別の画像とすることで、見る角度や個々別人よって異なる像が観察可能になる。
Note that the image to be arranged on each
また、各射出瞳5は、連続的に配置されることが好ましいが、これに限らず、図8に示すように、各射出瞳5が多少離れていても、視差画像を中心軸の周りで撮影された角度順に各射出瞳5に配置すると、隣接した射出瞳5に観察者の左右の眼球EL、ERが位置するとき、左右の眼球EL、ERに両眼視差像の虚像8が見えることになり、撮影した物体100の立体像が見えることは同様である。
The
以上の本発明の視覚表示装置の第3光学系4及び虚像8の位置関係を示すイメージを図9の模式図に示す。
An image showing the positional relationship between the third
また、好ましくは、副光学系3と主光学系2との組み合わせによる表示面16の中間像7が中心軸1近傍に重層して投影されることで、視覚表示装置の外径に対して比較的大きな虚像を表示することができる。
Further, preferably, the
さらに好ましくは、第3光学系4は重層され投影された虚像を360°全方位に向けて画角を変換する変換作用を有し、重層されて投影される虚像は画角変換後正立した虚像になるように回転して重層されているので、画角変換作用により回転対称軸に対して任意の角度の全周から観察することが可能となる。
More preferably, the third
また、表示面16各々には、複数の異なる映像を表示するので、同一領域にでも見る角度により異なる映像を表示することができる。
Further, since a plurality of different images are displayed on each
また、好ましくは、複数の異なる映像は、同一物体について複数の視点から撮影された映像であるので、立体観察をすることができる。 Preferably, the plurality of different images are images taken from a plurality of viewpoints of the same object, so that stereoscopic observation can be performed.
さらに好ましくは、表示面16各々を各副光学系3と対応して配置された複数の表示素子6の表示面16とするので、特殊な表示素子6を新たに製作することなく、汎用の平面表示素子6により表示面16を区分することで、各々の表示素子6を構成することが可能となり、安価に装置を構成することが可能となる。
More preferably, each
また、表示面16各々を各副光学系3と対応して一つの表示素子6を各領域に区分した表示面16とするので、一つの表示素子6により表示面16を形成することが可能となり、簡単な構造で構成することが可能となる。
また、第3光学系4の少なくとも1つの面は、回転対称軸(中心軸)1を含む縦断面と回転対称軸1と直交する横断面での曲率が異なるように構成されていることが望ましい。本発明の光学系においては、副光学系3は、中心軸1に対して同心な円周上に複数並列に配置される。そのため、主光学系2に対して副光学系3は偏心して配置されることになり、偏心収差が発生する。これを少なくするためには、第3光学系4の少なくとも1つの面は、回転対称軸(中心軸)1を含む縦断面と回転対称軸1と直交する横断面での曲率が異なるように構成することにより、この偏心収差を補正することが可能となる。
Further, since each
Further, it is desirable that at least one surface of the third
また、好ましくは、合成光学系の中心軸1を直交する方向の半径をRsをするとき、10<Rsなる条件を満足することが望ましい。下限を超えると観察像が小さくなってしまい、臨場感のある観察をすることが困難になってしまう。 Preferably, when the radius in the direction orthogonal to the central axis 1 of the combining optical system is Rs, it is desirable to satisfy the condition of 10 <Rs. If the lower limit is exceeded, the observation image becomes small, and it becomes difficult to make a realistic observation.
さらに好ましくは、第3光学系4の少なくとも1つの面は、対称面を持たない任意形状の曲線を回転対称軸1の周りで回転させて形成される回転対称な形状を有することにより、さらに偏心収差、例えば偏心により発生するコマ収差を補正することが可能となる。
More preferably, at least one surface of the third
さらに好ましくは、第3光学系4の少なくとも1つの面は、奇数次項を含む任意形状の曲線を回転対称軸1の周りで回転させて形成される回転対称な形状を有することにより、さらに自由度の高い収差補正を行うことが可能となり、収差補正上好ましい。
More preferably, at least one surface of the third
なお、以下に説明する実施例1及び実施例2の光学系のRsは次の通りである。ただし、Rsは光学系の中心軸に直交する方向の半径を示す。 In addition, Rs of the optical system of Example 1 and Example 2 demonstrated below is as follows. Here, Rs indicates a radius in a direction orthogonal to the central axis of the optical system.
実施例 1
Rs(mm) 32.00
実施例 2
Rs(mm) 30.00
上記Rsは、
10<Rs ・・・(1)
なる条件を満足することが望ましい。さらに好ましくは、
20<Rs ・・・(1−1)
なる条件を満足することが望ましい。下限を超えると観察像が小さくなってしまい、臨場感のある観察をすることが困難になってしまう。
Example 1
Rs (mm) 32.00
Example 2
Rs (mm) 30.00
Rs is
10 <Rs (1)
It is desirable to satisfy the following conditions. More preferably,
20 <Rs (1-1)
It is desirable to satisfy the following conditions. If the lower limit is exceeded, the observation image becomes small, and it becomes difficult to make a realistic observation.
ところで、本発明の視覚表示装置においては、副光学系3各々に対応して表示素子6が配置されるが、各表示素子6を並列させた全体の表示面16は、上記のように、平面状になる。これを1個の表示素子6で構成してもよいし、複数の平面表示素子6を回転対称に配置して構成してもよい。
By the way, in the visual display device of the present invention, the
以下に、本発明の視覚表示装置の光学系の実施例1及び実施例2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、図13に示すように、虚像8のできる面を物体面8とし、虚像8と共役な面を表示面6である像面6とし、射出瞳5を通り物体面8に向かう光線が、第3光学系4の光学面41,42と、主光学系2の光学面21、22と、副光学系3の光学面31、32とを順に経て表示素子6及び表示面16に至る逆光線追跡の結果に基づくものである。
Examples 1 and 2 of the optical system of the visual display device of the present invention will be described below. The configuration parameters of these optical systems will be described later. For example, as shown in FIG. 12 and FIG. 13, the configuration parameters of these embodiments are such that the surface where the
座標系は、逆光線追跡において、例えば図12に示すように、物体面8の中心(中心軸1上に位置する。)を偏心光学系の偏心光学面の原点とし、中心軸1の表示素子6と反対側の方向を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の右側の表示素子6の方向を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 the center of the object plane 8 (located on the central axis 1) as the origin of the decentered optical surface of the decentered optical system, and 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, and 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。なお、実施例1の6面以降の面及び実施例2の10面以降の面は、中心軸1に対してそれぞれの偏心(6)で定義される値だけ平行移動されている。 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. In addition, the surface after the 6th surface of Example 1 and the surface after the 10th surface of Example 2 are translated with respect to the central axis 1 by a value defined by each eccentricity (6).
なお、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、Y−Z座標面上で原点を通る下記の曲線(d)が定められる。 First, the following curve (d) passing through the origin on the YZ coordinate plane is determined.
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 +・・・
・・・(d)
次いで、この曲線(d)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。
Z = (Y 2 / RY) / [1+ {1- (C 1 +1)
+ C 2 Y + C 3 Y 2 + C 4 Y 3 + C 5 Y 4 + C 6 Y 5 + C 7 Y 6
+ ··· + C 21 Y 20 + ··· + C n + 1 Y n + ···
... (d)
Next, a curve F (Y) obtained by rotating the curve (d) in the positive direction of the X axis and rotating 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Z正方向に距離R(負のときはZ負方向)だけ平行移動し、その後にY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とする。 The curve F (Y) is translated in the positive Z direction by a distance R (or negative Z direction if negative), and then the rotationally symmetric surface formed by rotating the translated curve around the Y axis is expanded and rotated. Let it be a 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−Z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 XZ plane.
この定義からY軸が拡張回転自由曲面の軸(回転対称軸)となる。 From this definition, the Y-axis becomes the axis of the extended rotation free-form surface (rotation symmetry axis).
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。 Where RY is the radius of curvature of the spherical term in the YZ section, C 1 is the conic constant, C 2 , C 3 , C 4 , C 5 . Aspheric coefficient.
なお、Y軸に平行な軸を中心軸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 an axis parallel to the Y axis as a central axis is given as one of the extended rotation free-form surfaces, and RY = ∞, C 1 , C 2 , C 3 , C 4 , C 5 ,. , Θ = (conical surface inclination angle), R = (radius of bottom surface in XZ plane).
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の視覚表示装置の光学系の中心軸1に沿ってとった断面図を図10に、その光学系内の光路を示す中心軸1に沿う方向に見た平面図を図11に、図10の主要部の拡大図を図12に、図11の主要部の拡大図を図13に示す。ただし図示を簡単にするため主光学系の図示は省略する。なお、図10及び図12においては、一部の副光学系3、表示素子6しか図示していない。また、この実施例の光学系全体の横収差図を図14に示す。この横収差図において、中央に示された角度は、(水平方向画角、垂直方向の画角)を示し、その画角におけるY方向(メリジオナル方向)とX方向(サジタル方向)の横収差を示す。なお、マイナスの画角は、水平方向画角については、Y軸正方向を向いて右回りの角度、垂直方向画角については、X軸正方向を向いて右回りの角度を意味する。以下、同じ。
FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the central axis 1 of the optical system of the visual display device of Example 1, and FIG. 11 is a plan view seen in the direction along the central axis 1 showing the optical path in the optical system. An enlarged view of the main part of FIG. 10 is shown in FIG. 12, and an enlarged view of the main part of FIG. 11 is shown in FIG. However, the main optical system is not shown for the sake of simplicity. 10 and 12, only a part of the sub
本実施例1は、中心軸1に同心で回転対称な主光学系2が配置される。この主光学系2は、この実施例の場合、両凸レンズを用いているが、正パワーを持った単体のレンズに限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよく、要件としては、中心軸1に向かって進む光束に正のパワーを与え、かつ、中心軸1に対して回転対称な形状を持っていることである。
In the first embodiment, a main
そして、特に図13から明らかなように、中心軸1に同心な円周上に複数の同一構成の副光学系3が並列して配置される。この各副光学系3も、単体のレンズに限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよい。
As is apparent from FIG. 13 in particular, a plurality of sub
また、各副光学系3の主光学系2とは反対側に、表示素子6からなる表示面16が中心軸1と垂直な共通な平面上に配置されている。そして、表示素子6の中間像7が各副光学系3と主光学系2との組み合わせによって中心軸1近傍に重層して投影される。
Further, on the side opposite to the main
また、主光学系2を挟んで副光学系3の反対側に中心軸1に同心で回転対称な第3光学系4が配置される。この第3光学系4も、単体の屈折体に限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよい。
A third
さらに、各合成光学系の射出瞳5が中心軸1に同心に並列配置される。各射出瞳5の大きさとしては、並列配置されたときにその円周上に略連続的に繋がるようにする。
Further, the
このような構成であるので、観察者はその眼を何れかの射出瞳5位置近傍に持って行くと、合成光学系(副光学系3、主光学系2及び第3光学系4)の副光学系3と主光学系2との組み合わせによって表示素子6の中間像7が中心軸1近傍に重層して投影され、その中間像7各々は第3光学系4によって360°全方位に向けて画角変換され、中心軸1近傍に画角変換後正立した虚像として結像され観察することができる。そして、副光学系3、主光学系2及び第3光学系4からなる合成光学系は、中心軸1を中心としてその周りに一定角度毎に配置されているのに等しいため、中心軸1を上下方向として設定すると、中心軸1の周囲の360°のどの方向から観察しても、観察者の眼が位置する射出瞳5と中心軸1を挟んで反対側の表示素子6の虚像8を観察することができる。
With such a configuration, when the observer brings his / her eyes in the vicinity of any
なお、この実施例において、表示面16は大きい平面としており、これを1個の表示素子6で構成してもよいが、22個の平面表示素子6を回転対称に並列に配置して構成してもよい。
In this embodiment, the
この実施例1の仕様は、
射出瞳径 φ60mm
表示面の大きさ X4.67mm×Y6.03mm
像の大きさ □10mm×10mm
である。
The specification of this Example 1 is
Exit pupil diameter 60mm
Display size X4.67mm x Y6.03mm
Image size □ 10mm × 10mm
It is.
次に、実施例1の表示素子6を円筒上に配置するようにした変形例1の視覚表示装置の光学系の主要部の中心軸1に沿ってとった断面図を図15に、その主要部の光学系内の光路を示す中心軸1に沿う方向に見た平面図を図16に示す。ただし図示を簡単にするため主光学系の図示は省略する。また、円筒上に配置した表示面及び表示素子6のイメージを図17に示す。なお、図15及び図16においては、一部の副光学系3、表示素子6しか図示しておらず、また、射出瞳5(図13)は欄外になるため、図示は省く。さらに、この変形例1の光学系全体の横収差図は省略する。
Next, FIG. 15 is a cross-sectional view taken along the central axis 1 of the main part of the optical system of the visual display device of Modification 1 in which the
本変形例1は、中心軸1に同心で回転対称な主光学系2が配置される。この主光学系2は、この実施例の場合、両凸レンズを用いているが、正パワーを持った単体のレンズに限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよく、要件としては、中心軸1に向かって進む光束に正のパワーを与え、かつ、中心軸1に対して回転対称な形状を持っていることである。
In the first modification, a main
本変形例1では、図17に示すように、表示素子6を円筒状に配置して表示面16とし、その内側に中心軸に同心な両凸レンズ3aを22個並列に円筒状に配置し、その両凸レンズ3aと主光学系2との間に平面鏡3bを配置し、各両凸レンズ3aと各平面鏡3bとにより副光学系3を形成したものである。したがって、平面鏡3bは、中心軸1に同心な頂角90°の二十二角錐面上に配置される。そして、表示素子6の中間像7が各副光学系3と主光学系2との組み合わせによって中心軸1近傍に重層して投影される。
In the first modification, as shown in FIG. 17, the
また、主光学系2を挟んで副光学系3の反対側に中心軸1に同心で回転対称な第3光学系4が配置される。この第3光学系4も、単体の屈折体に限定されず、反射光学系あるいは反射屈折光学系、複合光学系何れでもよい。
A third
さらに、各合成光学系の射出瞳5が中心軸1に同心に並列配置される。各射出瞳5の大きさとしては、並列配置されたときにその円周上に略連続的に繋がるようにする。
Further, the
このような構成であるので、観察者はその眼を何れかの射出瞳5位置近傍に持って行くと、合成光学系(副光学系3、主光学系2及び第3光学系4)の副光学系3と主光学系2との組み合わせによって表示素子6の中間像7が中心軸1近傍に重層して投影され、その中間像7各々は第3光学系4によって360°全方位に向けて画角変換され、中心軸1近傍に画角変換後正立した虚像として結像され観察することができる。そして、副光学系3、主光学系2及び第3光学系4からなる合成光学系は、中心軸1を中心としてその周りに一定角度毎に配置されているのに等しいため、中心軸1を上下方向として設定すると、中心軸1の周囲の360°のどの方向から観察しても、観察者の眼が位置する射出瞳5と中心軸1を挟んで反対側の表示素子6の虚像8を観察することができる。
With such a configuration, when the observer brings his / her eyes in the vicinity of any
なお、この変形例において、表示面16は円筒面の内面としており、これを1個の表示素子6で構成してもよいが、22個の平面表示素子6を二十二角柱の各側面に回転対称に配置して構成してもよい。
In this modification, the
次に、実施例2の視覚表示装置の光学系の主要部の中心軸1に沿ってとった断面図を図18に、その主要部の光学系内の光路を示す中心軸1に沿う方向に見た平面図を図19に示す。ただし図示を簡単にするため主光学系の図示は省略する。なお、射出瞳5は欄外になるため、図示は省く。この実施例の光学系全体の横収差図を図20に示す。
Next, FIG. 18 is a cross-sectional view taken along the central axis 1 of the main part of the optical system of the visual display device of Example 2, and in the direction along the central axis 1 showing the optical path in the optical system of the main part. A plan view is shown in FIG. However, the main optical system is not shown for the sake of simplicity. Since the
本実施例は、主光学系2を、逆追跡の順に、中心軸1に同心な両凹負レンズ2L1、両凸正レンズ2L2及び両凸正レンズ2L3の順で構成した例であり、光線は各レンズで屈折され、主光学系2外に出る。そして、主光学系2の両凸正レンズ2L3に面して、中心軸1に同心な円周上に30個の同一構成の副光学系3が並列配置されている。
This embodiment is an example in which the main
副光学系3は、中心軸に対して偏心配置のレンズ群からなり、中心軸1に同心な円周上に並列配置されている。各副光学系3は、逆追跡の順に、凹面を表示素子6側に向けた負メニスカスレンズ3L1と両凸正レンズ3L2との接合レンズ、及び、両凸正レンズ3L2と表示素子6側に凸面を向けた負メニスカスレンズ3L4との接合レンズからなる。
The sub
また、各副光学系3の主光学系2とは反対側に、表示素子6からなる表示面16が中心軸1と垂直な共通な平面上に配置されている。そして、表示素子6の中間像7が各副光学系3と主光学系2との組み合わせによって重層して投影される。
Further, on the side opposite to the main
第3光学系4は、中心軸1に同心に回転対称に配置され、第1自由曲面41及び第2自由曲面42を有する断面略三角プリズム形状の屈折体である。
The third
さらに、各合成光学系の射出瞳5が中心軸1に同心に並列配置される。各射出瞳5の大きさとしては、並列配置されたときにその円周上に略連続的に繋がるようにする。
Further, the
このような構成であるので、観察者はその眼を何れかの射出瞳5位置近傍に持って行くと、合成光学系(副光学系3、主光学系2及び第3光学系4)の副光学系3と主光学系2との組み合わせによって表示素子6の中間像7が中心軸1近傍に重層して投影され、その中間像7各々は第3光学系4によって360°全方位に向けて画角変換され、中心軸1近傍に画角変換後正立した虚像として結像され観察することができる。そして、副光学系3、主光学系2及び第3光学系4からなる合成光学系は、中心軸1を中心としてその周りに一定角度毎に配置されているのに等しいため、中心軸1を上下方向として設定すると、中心軸1の周囲の360°のどの方向から観察しても、観察者の眼が位置する射出瞳5と中心軸1を挟んで反対側の表示素子6の虚像8を観察することができる。
With such a configuration, when the observer brings his / her eyes in the vicinity of any
なお、この実施例において、表示面16は大きい平面としており、これを1個の表示素子6で構成してもよいが、22個の平面表示素子6を回転対称に並列に配置して構成してもよい。
In this embodiment, the
この実施例2の仕様は、
射出瞳径 φ60mm
表示面の大きさ X3.87mm×Y6.42mm
像の大きさ □10mm×10mm
以下に、上記実施例1及び実施例2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を示す。
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 ∞ (1)
1 ∞(瞳面) (2)
2 ERFS[1] (3) 1.5163 64.1
3 ERFS[2] (4)
4 389.66 10.00 (5) 1.8830 40.7
5 -35.83 46.63
6 18.78 3.00 (6) 1.8830 40.7
7 -22.90 11.94
像 面 ∞
ERFS[1]
RY 38.05
θ -65.32
R -24.59
C4 -1.6653 ×10-4
ERFS[2]
RY 19.37
θ -33.64
R -20.99
C4 -2.7966 ×10-4
偏心[1]
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α -45.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[2]
X 0.00 Y 212.13 Z -212.13
α -45.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[3]
X 0.00 Y 24.59 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[4]
X 0.00 Y 19.97 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[5]
X 0.00 Y -33.30 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心[6]
X 0.00 Y 0.00 Z 18.04
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 ∞ (1)
1 ∞(瞳面) (2)
2 ERFS[1] (3) 1.5163 64.1
3 ERFS[2] (4)
4 -117.07 3.00 (5) 1.4940 66.6
5 22.21 1.00
6 24.43 9.35 1.4875 70.4
7 -31.78 1.00
8 69.27 5.73 1.4875 70.4
9 -35.93 44.68
10 23.63 1.00 (6) 1.7552 27.6
11 8.93 8.21 1.6099 55.9
12 -14.09 1.00
13 12.69 9.52 1.7518 31.2
14 -10.00 1.00 1.7493 27.8
15 -84.18 3.00
像 面 ∞
ERFS[1]
RY 37.29
θ -73.29
R -21.29
C4 2.8026 ×10-13
ERFS[2]
RY -18.22
θ -20.57
R -14.31
C4 4.1927 ×10-13
偏心(1)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α -28.89 β 0.00 γ 0.00
偏心(2)
X 0.00 Y 150.00 Z -259.81
α -30.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(3)
X 0.00 Y 12.29 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(4)
X 0.00 Y 4.95 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(5)
X 0.00 Y -14.12 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
偏心(6)
X 0.00 Y 0.00 Z 18.75
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
図21(a)は、図10〜図14に示した実施例1の第3光学系4の一例としての回転対称プリズム体40の代わりに、そのプリズム面を中心軸1の周りで回転対称なフレネルプリズム面とした回転対称フレネルプリズム体45を使用して、観察方向を略水平方向にした実施例1の変形例を示す図である。その回転対称フレネルプリズム体45の中心軸1を含む断面の形状は、図21(b)に示すようになっている。ただし、図21(b)は図21(a)のA部の拡大断面図である。
The specification of Example 2 is
Exit pupil diameter 60mm
Display size X 3.87mm x Y 6.42mm
Image size □ 10mm × 10mm
The configuration parameters of Example 1 and Example 2 are shown below. In the table below, “ERFS” indicates an extended rotation free-form surface.
Example 1
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (1)
1 ∞ (Pupil) (2)
2 ERFS [1] (3) 1.5163 64.1
3 ERFS [2] (4)
4 389.66 10.00 (5) 1.8830 40.7
5 -35.83 46.63
6 18.78 3.00 (6) 1.8830 40.7
7 -22.90 11.94
Image plane ∞
ERFS [1]
RY 38.05
θ -65.32
R -24.59
C 4 -1.6653 × 10 -4
ERFS [2]
RY 19.37
θ -33.64
R -20.99
C 4 -2.7966 × 10 -4
Eccentric [1]
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α -45.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [2]
X 0.00 Y 212.13 Z -212.13
α -45.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [3]
X 0.00 Y 24.59 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [4]
X 0.00 Y 19.97 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [5]
X 0.00 Y -33.30 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentric [6]
X 0.00 Y 0.00 Z 18.04
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Example 2
Surface number Curvature radius Surface spacing Eccentricity Refractive index Abbe number Object surface ∞ (1)
1 ∞ (Pupil) (2)
2 ERFS [1] (3) 1.5163 64.1
3 ERFS [2] (4)
4 -117.07 3.00 (5) 1.4940 66.6
5 22.21 1.00
6 24.43 9.35 1.4875 70.4
7 -31.78 1.00
8 69.27 5.73 1.4875 70.4
9 -35.93 44.68
10 23.63 1.00 (6) 1.7552 27.6
11 8.93 8.21 1.6099 55.9
12 -14.09 1.00
13 12.69 9.52 1.7518 31.2
14 -10.00 1.00 1.7493 27.8
15 -84.18 3.00
Image plane ∞
ERFS [1]
RY 37.29
θ -73.29
R -21.29
C 4 2.8026 × 10 -13
ERFS [2]
RY -18.22
θ -20.57
R-14.31
C 4 4.1927 × 10 -13
Eccentricity (1)
X 0.00 Y 0.00 Z 0.00
α -28.89 β 0.00 γ 0.00
Eccentric (2)
X 0.00 Y 150.00 Z -259.81
α -30.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (3)
X 0.00 Y 12.29 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (4)
X 0.00 Y 4.95 Z 0.00
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (5)
X 0.00 Y -14.12 Z 0.00
α -90.00 β 0.00 γ 0.00
Eccentricity (6)
X 0.00 Y 0.00 Z 18.75
α 0.00 β 0.00 γ 0.00
FIG. 21A shows a rotationally symmetric prism surface about the central axis 1 instead of the rotationally symmetric prism body 40 as an example of the third
以上のような回転対称フレネルプリズム体45を本発明の視覚表示装置の光学系に使用することにより、付加する光学素子を薄くすることが可能となり、軽量化のために好ましいものである。
By using the rotationally symmetric
図22は、中間像7の結像面に中心軸1に対して回転対称な拡散板25を配置したものを示す。また、図23(a)は、拡散板25の斜視図、図23(b)は、拡散板25の断面図を示す。拡散板25は、半径方向のみ拡散する回転対称なレンチキュラーシート等を適用し、拡散角をコントロールして重層投影された映像がクロストークを起こさないようにすることが重要である。このように、副光学系3の瞳を小さくしておいて、拡散板25で瞳を拡大することにより、副光学系3の収差補正上の負担を少なくすることができる。
FIG. 22 shows a state in which a
なお、本発明の視覚表示装置の以上のような光学系において、中心軸1の周りで回転対称な光学系(主光学系2+副光学系3+第3光学系4)はそのまま用いることにより、光学系の周辺の360°の全ての方向から表示面(表示素子)16の表示素子6の虚像8を観察できるが、その光学系を、中心軸1を含む断面で切断して2分の1、3分の1、3分の2等にすることにより、中心軸1の周りの180°、120°、240°等の角度範囲で虚像8を観察できるようにしてももちろんよい。
In the optical system as described above of the visual display device of the present invention, the optical system (main
1…中心軸
2…主光学系
21、22…主光学系の光学面
2L1…両凹負レンズ
2L2…両凸正レンズ
2L3…両凸正レンズ
25…拡散板
3…副光学系
31、32…副光学系の光学面
3a…両凸レンズ
3b…平面鏡
3L1…凹面を表示面側に向けた負メニスカスレンズ
3L2…両凸正レンズ
3L3…両凸正レンズ
3L4…凸面を表示面側に向けた負メニスカスレンズ
4…第3光学系
40…回転対称プリズム体
41…第1自由曲面
42…第2自由曲面
45…回転対称フレネルプリズム体
5…射出瞳
6…表示素子(像面)
16…表示面
7…中間像
8…虚像(物体面)
50…視覚表示装置の光学系(本発明)
100…物体
101…カメラ
EL、ER…眼球
E…観察者
1 ...
16 ...
50. Optical system of visual display device (present invention)
100 ... object 101 ... camera EL, ER ... eyeball E ... observer
Claims (11)
10<Rs ・・・(1)
なる条件を満足することを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載の視覚表示装置。 When the radius in the direction orthogonal to the central axis of the synthetic optical system is Rs,
10 <Rs (1)
The visual display device according to claim 1, wherein the following condition is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006256837A JP4790553B2 (en) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | Visual display device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006256837A JP4790553B2 (en) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | Visual display device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008076799A JP2008076799A (en) | 2008-04-03 |
JP4790553B2 true JP4790553B2 (en) | 2011-10-12 |
Family
ID=39348909
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006256837A Expired - Fee Related JP4790553B2 (en) | 2006-09-22 | 2006-09-22 | Visual display device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4790553B2 (en) |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60107917U (en) * | 1983-12-26 | 1985-07-23 | ソニー株式会社 | Stereoscopic image display device |
JP2003015081A (en) * | 2001-06-29 | 2003-01-15 | Ishikawa Kogaku Zokei Kenkyusho:Kk | Device for displaying real image in a plurality of directions |
JP4645885B2 (en) * | 2004-09-30 | 2011-03-09 | ソニー株式会社 | Display device and display method |
JP4616673B2 (en) * | 2005-03-14 | 2011-01-19 | 株式会社日立製作所 | Display device and imaging device |
-
2006
- 2006-09-22 JP JP2006256837A patent/JP4790553B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008076799A (en) | 2008-04-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101086550B (en) | Optical system | |
JP3683317B2 (en) | Image display device | |
JP3599828B2 (en) | Optical device | |
JP3636240B2 (en) | Optical system | |
US6757107B2 (en) | Optical path splitting element and image display apparatus using the same | |
US6252728B1 (en) | Image display apparatus | |
JP3645618B2 (en) | Image display device | |
JP2011133633A (en) | Visual display device | |
CN102782562A (en) | Wide angle and high resolution tiled head-mounted display device | |
JP4761539B2 (en) | Visual display device | |
JP2003241100A (en) | Eccentric optical system | |
JP5186003B2 (en) | Visual display device | |
JP6150717B2 (en) | Stereo imaging optical system, stereo imaging device, and endoscope | |
CN101995661A (en) | Visual display device | |
JP6000823B2 (en) | Optical element, optical system, stereoscopic imaging apparatus, and endoscope | |
JP4790556B2 (en) | Visual display device | |
JP4790547B2 (en) | Visual display device | |
JP4847133B2 (en) | Optical system | |
JP2008176180A (en) | Visual display device | |
JP4790553B2 (en) | Visual display device | |
US7800826B2 (en) | Optical system | |
JP4908853B2 (en) | Optical system | |
WO2012132959A1 (en) | Visual display device | |
JP3607736B2 (en) | Image display device | |
JP7393755B2 (en) | Head-mounted display and virtual image forming lens used therein |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090724 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110629 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110706 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110720 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140729 Year of fee payment: 3 |
|
S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |