JP5943079B2 - 頭部搭載型ディスプレイ用光学系および頭部搭載型ディスプレイ - Google Patents
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Description
20<|f2/f1|<3000
但し、
m:前記頭部搭載型ディスプレイ用光学系のアフォーカル倍率、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離。
但し、
m:頭部搭載型ディスプレイ用光学系LSのアフォーカル倍率。
但し、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離、
f2:第2レンズ群G2の焦点距離。
但し、
Δνd:第1レンズ群G1における正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとのアッベ数の差の最大値。
但し、
fd:回折光学面を有するレンズの焦点距離、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離。
但し、
dm:第2レンズ群G2から光反射素子M2までの距離、
fm:光反射素子M2の焦点距離。
但し、
Ndh:複層型の回折光学素子において相対的に屈折率が高い層の屈折率、
Ndl:複層型の回折光学素子において相対的に屈折率が低い層の屈折率。
但し、
d1:複層型の回折光学素子において相対的に屈折率が高い層の光軸上の厚さ、
d2:複層型の回折光学素子において相対的に屈折率が低い層の光軸上の厚さ、
f1:第1レンズ群G1の焦点距離。
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。まず、本願の第1実施例について図1〜図2および表1を用いて説明する。なお、図1は第1実施例に係る頭部搭載型ディスプレイ用光学系LS(LS1)の光路図である。第1実施例に係る頭部搭載型ディスプレイ用光学系LS1は、光源側から順に、光偏向素子M1と、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、基準軸近傍で負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、光反射素子M2とから構成される。光偏向素子M1は、光源からの光(例えば、レーザー光やLED光等の略平行光)の進行方向を変化させる。なお、説明容易化のため、図1では、光偏向素子M1において光の進行方向が変化する様子を、複数種の入射角で絞り(この絞りを光偏向素子M1として示す)を通過する光で示した。
C線 656.273
d線 587.562
F線 486.133
g線 435.835
[レンズデータ]
N R D nC nd nF ng
物体面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ 7.0737
2*a 26.1079 3.5000 1.6074 1.6142 1.6314 1.6463
3*a 6.0261 1.2000
4*a -139.6362 3.2500 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
5*b -6.6413 1.1000
6*a 6.0884 2.5000 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
7*b 7.1934 20.0000
8 36.0000 1.0000 1.4883 1.4908 1.4969 1.5016
9 36.0000 1.0000
10 ∞ 0.0000
11*b 98.4222 1.8000 1.4883 1.4908 1.4969 1.5016
12*a 82.9218 0.0000
13 ∞ 31.1429
14*b(反射) -66.0000 -45.0000
像面(描画面) ∞ 0.0000
[偏心データ]
偏心 第8面 第10面 第11面 第13面 第14面
XDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
YDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
ZDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
ADE 6.0 -6.0 6.0 -6.0 25.0
BDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
CDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
[非球面データ]
第2面係数
k=-121.7194695202487
A4=0.001204087810046505
A6=-0.0001388073049376515
A8=0.3272747753555764E-5
A10=0.8651482588206862E-7
A12=-0.4577336492603486E-8
第3面係数
k=-3.899985247951888
A4=-0.000692579625568129
A6=-0.736953824073804E-6
A8=0.5744863840903909E-7
A10=-0.1089711828346197E-8
A12=-0.42714750385595E-10
第4面係数
k=500.0
A4=0.0001885783788227973
A6=-0.7290580702481259E-6
A8=-0.1687839086919377E-6
A10=-0.3866962063772566E-8
A12=0.1672547615430344E-9
第6面係数
k=-4.103478542047234
A4=0.0002580575996569321
A6=-0.1247180061433354E-4
A8=0.1934054239498101E-6
A10=-0.1851585581105413E-8
A12=0.2038231252720517E-11
第12面係数
k=0.00001
A4=-0.2609431778754561E-4
A6=-0.1879205705223268E-7
A8=-0.1737233337684116E-10
A10=0.4084729769386872E-13
A12=-0.3965647731154538E-14
[自由曲面データ1]
項 第5面係数 第7面係数
C1(k) -0.3017745850875778 -6.289974218996122
C4(x^2) 0.003466799143357255 -0.001298452145258934
C5(x*y) -0.001115603104928361 0.0003822737406034326
C6(y^2) 0.0070562666856616 -0.01357172844453788
C7(x^3) -0.0002593761539094165 0.0003967924865306014
C8(x^2*y) -0.000213250191978018 -0.001371988100285954
C9(x*y^2) -0.0006191442572110238 0.0006519318827385893
C10(y^3) -0.0004718785005503118 0.0007140652552868351
C11(x^4) 0.0003098822638427462 -0.001333147444714297
C12(x^3*y^1) 0.3407768810806382E-4 0.3702664184744909E-4
C13(x^2*y^2) 0.0006208558182873208 -0.0001486993056817897
C14(x^1*y^3) 0.0001792129244483547 -0.8202377408038175E-4
C15(y^4) 0.0003580494710146699 -0.1805720322028896E-5
C16(x^5) 0.2663050945651949E-4 -0.3564660331163073E-4
C17(x^4*y) 0.0001474696025030011 0.0002908357809224226
C18(x^3*y^2) 0.3826719889708307E-4 -0.5278851232820081E-4
C19(x^2*y^3) 0.1026510876791286E-4 -0.1129260388688707E-4
C20(x*y^4) -0.89755244405221E-5 -0.3255869135725364E-5
C21(y^5) -0.881872878453439E-5 -0.1565166610057392E-4
C22(x^6) 0.2469668814869958E-4 0.0001044613639817373
C23(x^5*y) -0.9577511038872208E-5 0.485644559192588E-5
C24(x^4*y^2) 0.5046560131654857E-4 -0.4070365124589857E-5
C25(x^3*y^3) -0.3118417520710068E-5 -0.1206368572452636E-6
C26(x^2*y^4) 0.2390039944775742E-4 -0.8706445825913175E-5
C27(x*y^5) -0.2021899900909428E-5 0.7102202017053954E-6
C28(y^6) 0.1121912351982155E-4 -0.3920146580746637E-5
C29(x^7) 0.3119742444603493E-5 -0.1022712596352382E-5
C30(x^6*y) -0.1560107102046973E-4 -0.2061553131129934E-4
C31(x^5*y^2) -0.1022165397653761E-6 0.2524689087473794E-5
C32(x^4*y^3) 0.6256105666354908E-6 0.1076326368048734E-5
C33(x^3*y^4) 0.2345864653335014E-6 0.6829314149181599E-6
C34(x^2*y^5) 0.2093443610038782E-5 -0.817752813267785E-6
C35(x^1*y^6) 0.483868092159451E-6 -0.1440162325040492E-6
C36(y^7) 0.7510694585638476E-6 0.146433761705865E-6
C37(x^8) -0.2467932549368314E-6 -0.440537048345761E-5
C38(x^7*y^1) 0.174350235824826E-7 -0.100773324541987E-7
C39(x^6*y^2) -0.3030380767038765E-5 -0.6710754426117793E-6
C40(x^5*y^3) -0.862388498644196E-6 -0.9535259048086168E-7
C41(x^4*y^4) 0.1114429145219428E-5 0.1957221945793596E-6
C42(x^3*y^5) -0.1311338944233999E-7 0.3649699847740186E-7
C43(x^2*y^6) 0.7673913237103807E-6 0.7638710741140231E-7
C44(x^1*y^7) -0.1022816718413322E-6 0.1531614658352089E-7
C45(y^8) 0.1038023304987815E-6 0.4631307996723954E-8
C46(x^9) -0.2077668320265781E-6 0.7659178291049076E-7
C47(x^8*y) 0.8811215797461278E-6 0.4286648225719628E-6
C48(x^7*y^2) -0.1017463461555473E-6 -0.4690214684721334E-7
C49(x^6*y^3) -0.7048883610168791E-6 0.9082440518878004E-7
C50(x^5*y^4) 0.4252785573753692E-7 -0.16753421062955E-7
C51(x^4*y^5) 0.1144701685012133E-6 -0.2319990072526336E-7
C52(x^3*y^6) -0.3692806162779624E-7 -0.3301471336612236E-9
C53(x^2*y^7) -0.5502278825410581E-7 0.1239194838045183E-7
C54(x*y^8) -0.8886779900973679E-9 0.181425272749395E-8
C55(y^9) -0.1400634098335568E-7 0.4289199154548536E-10
C56(x^10) -0.6394953871821582E-7 0.9682846367662571E-7
C57(x^9*y) 0.2540103437709849E-7 -0.342555825602362E-8
C58(x^8*y^2) 0.978580552741408E-7 0.9438044604115687E-9
C59(x^7*y^3) 0.1703644781583354E-7 0.698764528549666E-11
C60(x^6*y^4) 0.463820833904626E-7 0.1325497883224603E-8
C61(x^5*y^5) 0.3049088350270744E-7 0.9226805612114128E-9
C62(x^4*y^6) -0.4055561730231605E-7 -0.446228256709647E-8
C63(x^3*y^7) 0.2411367852597294E-9 -0.9391879112780659E-9
C64(x^2*y^8) -0.1071492894406766E-7 -0.21236224132437E-8
C65(x^9*y) 0.1805437181357719E-8 -0.1460283831938418E-9
C66(y^10) -0.1848835057183689E-8 -0.7361519164041878E-10
[自由曲面データ2]
項 第11面係数
C1(k) 81.71254939167278
C4(x^2) 0.00791570619172745
C5(x*y) 0.001123378770402062
C6(y^2) 0.009679528636615819
C7(x^3) -0.226322034107961E-4
C8(x^2*y) 0.5360693330540352E-4
C9(x*y^2) -0.1377957183120677E-4
C10(y^3) -0.0003519578519071908
C11(x^4) 0.0001075753092625291
C12(x^3*y^1) -0.4241041725681437E-6
C13(x^2*y^2) 0.7789536633500974E-4
C14(x^1*y^3) -0.5062402485802235E-5
C15(y^4) 0.2409472911968187E-4
C16(x^5) 0.762063479810465E-6
C17(x^4*y) -0.7480814903816188E-5
C18(x^3*y^2) 0.1438089929671677E-5
C19(x^2*y^3) -0.556591328611352E-5
C20(x*y^4) -0.7945076353643055E-6
C21(y^5) -0.1338230016045893E-5
C22(x^6) 0.2878012125528234E-6
C23(x^5*y) -0.624022839236557E-6
C24(x^4*y^2) 0.4599179052765449E-6
C25(x^3*y^3) 0.2644884073907662E-6
C26(x^2*y^4) -0.9578696536819849E-8
C27(x*y^5) -0.2720859549328555E-6
C28(y^6) -0.849145886566742E-7
C29(x^7) -0.2734043214198553E-7
C30(x^6*y) 0.4912163351311643E-8
C31(x^5*y^2) 0.2018147279015479E-6
C32(x^4*y^3) 0.5266506284409001E-7
C33(x^3*y^4) -0.9551172420924838E-7
C34(x^2*y^5) 0.7127478731636541E-7
C35(x^1*y^6) 0.1719394408507042E-7
C36(y^7) 0.445746144917605E-7
C37(x^8) -0.3220832302879691E-7
C38(x^7*y^1) -0.3084425750501727E-7
C39(x^6*y^2) 0.8346726588083648E-7
C40(x^5*y^3) 0.1867881673338012E-7
C41(x^4*y^4) -0.7908158309130722E-7
C42(x^3*y^5) -0.2537263125823934E-8
C43(x^2*y^6) -0.7681488722460555E-9
C44(x^1*y^7) 0.1596511474214415E-8
C45(y^8) 0.6698019179202518E-9
[自由曲面データ3]
項 第14面係数
C1(k) 3.962964493781687
C4(x^2) -0.001028153765764826
C5(x*y) 0.175569482042806E-4
C6(y^2) 0.001259624894796678
C7(x^3) -0.5221346423219113E-5
C8(x^2*y) 0.1861546693528138E-4
C9(x*y^2) 0.1520365201410679E-4
C10(y^3) -0.1845501708191367E-4
C11(x^4) 0.4772526614248559E-4
C12(x^3*y^1) 0.1044451265574271E-5
C13(x^2*y^2) -0.122787191899436E-4
C14(x^1*y^3) -0.1600166184381832E-5
C15(y^4) -0.7664122368760205E-5
C16(x^5) 0.1834252350968806E-6
C17(x^4*y) 0.3122096431780654E-5
C18(x^3*y^2) -0.2768680465570283E-6
C19(x^2*y^3) -0.1321919572017405E-5
C20(x*y^4) -0.147599246363685E-6
C21(y^5) 0.8156383807089381E-7
C22(x^6) -0.2611234595310471E-5
C23(x^5*y) -0.2970252998342986E-7
C24(x^4*y^2) 0.6158655020171089E-6
C25(x^3*y^3) 0.7105247483583933E-8
C26(x^2*y^4) -0.2454274046766187E-8
C27(x*y^5) 0.9744965415921332E-8
C28(y^6) 0.1124077125995596E-7
C29(x^7) -0.1163511506909664E-7
C30(x^6*y) -0.3028808052213724E-6
C31(x^5*y^2) 0.1198316702193867E-7
C32(x^4*y^3) 0.193432647259742E-7
C33(x^3*y^4) -0.2456697279766292E-8
C34(x^2*y^5) 0.323741057368371E-7
C35(x^1*y^6) 0.3355065242253185E-9
C36(y^7) 0.1488724197468286E-8
C37(x^8) 0.7147963609945736E-7
C38(x^7*y^1) -0.3441028882735257E-8
C39(x^6*y^2) -0.1636702703538912E-7
C40(x^5*y^3) 0.1892078012001264E-8
C41(x^4*y^4) 0.8673389748241515E-8
C42(x^3*y^5) 0.9327542722958507E-10
C43(x^2*y^6) -0.1808477328812757E-9
C44(x^1*y^7) 0.1230400754690463E-9
C45(y^8) 0.7695547891324175E-9
C46(x^9) 0.2538572458767442E-9
C47(x^8*y) 0.5596033598779898E-8
C48(x^7*y^2) 0.8299884465237318E-10
C49(x^6*y^3) -0.1408407485040278E-8
C50(x^5*y^4) 0.1026572981410108E-9
C51(x^4*y^5) 0.2842618728614499E-9
C52(x^3*y^6) -0.9551906470507542E-10
C53(x^2*y^7) -0.4050425393925585E-9
C54(x*y^8) 0.3804279681288634E-10
C55(y^9) -0.3697621660603705E-10
C56(x^10) -0.8177789522569431E-9
C57(x^9*y) 0.812957348690838E-10
C58(x^8*y^2) 0.3084476996537277E-9
C59(x^7*y^3) -0.5631426025373504E-10
C60(x^6*y^4) -0.5305140315017303E-10
C61(x^5*y^5) -0.5476471825119294E-11
C62(x^4*y^6) -0.8166445259833216E-10
C63(x^3*y^7) 0.6976224960109545E-11
C64(x^2*y^8) 0.3150044437407047E-10
C65(x^9*y) -0.5285680302196486E-11
C66(y^10) -0.199790881969388E-11
次に、本願の第2実施例について図3〜図4および表2を用いて説明する。なお、図3は第2実施例に係る頭部搭載型ディスプレイ用光学系LS(LS2)の光路図である。第2実施例に係る頭部搭載型ディスプレイ用光学系LS2は、光源側から順に、光偏向素子M1と、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、基準軸近傍で負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、光反射素子M2とから構成される。光偏向素子M1は、光源からの光(例えば、レーザー光やLED光等の略平行光)の進行方向を変化させる。なお、説明容易化のため、図3では、光偏向素子M1において光の進行方向が変化する様子を、複数種の入射角で絞り(この絞りを光偏向素子M1として示す)を通過する光で示した。
[レンズデータ]
N R D nC nd nF ng
物体面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ 7.0831
2*a 26.1651 3.5000 1.6074 1.6142 1.6314 1.6463
3*a 6.0315 1.2000
4*a -143.3443 3.2500 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
5*b -6.6594 1.1000
6*a*c 6.3022 2.5000 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
7*b 7.5704 20.0000
8 36.0000 1.0000 1.4883 1.4908 1.4969 1.5016
9 36.0000 1.0000
10 ∞ 0.0000
11*b 98.6116 1.8000 1.4883 1.4908 1.4969 1.5016
12*a 75.4656 0.0000
13 ∞ 32.0547
14*b(反射) -66.0000 -38.0560
像面(描画面) ∞ 0.0000
[偏心データ]
偏心 第8面 第10面 第11面 第13面 第14面
XDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
YDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
ZDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
ADE 6.0 -6.0 6.0 -6.0 25.0
BDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
CDE 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
[非球面データ]
第2面係数
k=-124.6212244263259
A4=0.001204200199273652
A6=-0.0001386036941931049
A8=0.3276470962239764E-5
A10=0.8461937659182494E-7
A12=-0.456637483894513E-8
第3面係数
k=-3.910512067211907
A4=-0.0006946049400910621
A6=-0.7915311306384153E-6
A8=0.563745700159402E-7
A10=-0.1090170748278784E-8
A12=-0.3938449383844765E-10
第4面係数
k=500.0
A4=0.0001884494623314058
A6=-0.6684559289524473E-6
A8=-0.1661476652611027E-6
A10=-0.3827111832796201E-8
A12=0.1635609710619695E-9
第6面係数
k=-4.1416842368152
A4=0.0002575315743116521
A6=-0.1246600508478533E-4
A8=0.1934338103548995E-6
A10=-0.1853239196823036E-8
A12=0.2025187349428312E-11
第12面係数
k=0.00001
A4=-0.2839336271869116E-4
A6=-0.3408877404436407E-8
A8=0.3706976730325451E-10
A10=-0.5323123873693355E-12
A12=-0.1644935738227222E-13
[自由曲面データ1]
項 第5面係数 第7面係数
C1(k) -0.3044117239169427 -6.210179649757263
C4(x^2) 0.003713914513726664 -0.001186163413066797
C5(x*y) -0.001085562025148004 0.0003514837217863681
C6(y^2) 0.007062231361900973 -0.01343327779501104
C7(x^3) -0.0002452754022695958 0.0003949695507289595
C8(x^2*y) -0.0001651542812559088 -0.001361146290953931
C9(x*y^2) -0.0006135423357087519 0.0006365921598598023
C10(y^3) -0.0004768304415626346 0.0006970794286006876
C11(x^4) 0.0003037015705534265 -0.001334625516756709
C12(x^3*y^1) 0.3809856337282187E-4 0.3504604790870343E-4
C13(x^2*y^2) 0.0006140546431927162 -0.0001453643454395092
C14(x^1*y^3) 0.0001752632160152545 -0.8191419681687872E-4
C15(y^4) 0.0003727404398809901 -0.1736454723033816E-5
C16(x^5) 0.2719101080255722E-4 -0.3616353217176764E-4
C17(x^4*y) 0.0001422956955870682 0.0002886431884463202
C18(x^3*y^2) 0.3961105934359095E-4 -0.5288355376499949E-4
C19(x^2*y^3) 0.8362038478789313E-5 -0.107536802370358E-4
C20(x*y^4) -0.8595236888967398E-5 -0.3331184374513139E-5
C21(y^5) -0.9120120637233973E-5 -0.1575072061576212E-4
C22(x^6) 0.2521499675319464E-4 0.0001047508559885795
C23(x^5*y) -0.9054552785237278E-5 0.4795226503605732E-5
C24(x^4*y^2) 0.4903665793867147E-4 -0.4201199000129014E-5
C25(x^3*y^3) -0.2946360989471093E-5 -0.1306822845519472E-6
C26(x^2*y^4) 0.242896687192317E-4 -0.8600226881862653E-5
C27(x*y^5) -0.1794871126104695E-5 0.720051619244834E-6
C28(y^6) 0.1141762308719592E-4 -0.3955087197324593E-5
C29(x^7) 0.3162220502466017E-5 -0.1079263896995276E-5
C30(x^6*y) -0.1549116632015361E-4 -0.2064262131606276E-4
C31(x^5*y^2) -0.6590678631915092E-7 0.2530151828630695E-5
C32(x^4*y^3) 0.1233082427792277E-6 0.102244563477985E-5
C33(x^3*y^4) 0.3152984712809762E-6 0.6674948401506242E-6
C34(x^2*y^5) 0.2104799942359669E-5 -0.7958365434359981E-6
C35(x^1*y^6) 0.4928652007151956E-6 -0.139646220895246E-6
C36(y^7) 0.733565522214735E-6 0.1479076315725485E-6
C37(x^8) -0.2310420623929306E-6 -0.437812709225447E-5
C38(x^7*y^1) 0.4766461803638555E-7 -0.976503668600782E-8
C39(x^6*y^2) -0.3070697697772037E-5 -0.6778004794915314E-6
C40(x^5*y^3) -0.8736872537515536E-6 -0.9631003457531317E-7
C41(x^4*y^4) 0.1112116510003865E-5 0.1960482481917686E-6
C42(x^3*y^5) 0.5315256549809658E-8 0.3637806089075426E-7
C43(x^2*y^6) 0.7520623414915488E-6 0.7870088578336839E-7
C44(x^1*y^7) -0.9210963166924476E-7 0.1475987111596374E-7
C45(y^8) 0.1046575213885323E-6 0.4549120521731493E-8
C46(x^9) -0.1984152022994444E-6 0.7416742079181322E-7
C47(x^8*y) 0.8128257292528562E-6 0.4262633477758227E-6
C48(x^7*y^2) -0.103301225933334E-6 -0.447235130671805E-7
C49(x^6*y^3) -0.6360980963602419E-6 0.9194039388537242E-7
C50(x^5*y^4) 0.3748419276756708E-7 -0.1648682975516311E-7
C51(x^4*y^5) 0.1183038351997398E-6 -0.2294812151740892E-7
C52(x^3*y^6) -0.3907466626203889E-7 -0.1782889075113961E-9
C53(x^2*y^7) -0.5355253376931649E-7 0.1244118993844718E-7
C54(x*y^8) -0.2336694636779812E-9 0.1663627186711565E-8
C55(y^9) -0.1393863018537273E-7 0.9976994048176901E-10
C56(x^10) -0.6831302926161432E-7 0.9762883954596809E-7
C57(x^9*y) 0.2258172909036116E-7 -0.3306134796185684E-8
C58(x^8*y^2) 0.8968895216793801E-7 0.4939235647611712E-9
C59(x^7*y^3) 0.1441111681226747E-7 0.5877766782239647E-10
C60(x^6*y^4) 0.5511514414292549E-7 0.1181052120051939E-8
C61(x^5*y^5) 0.253556208676787E-7 0.9139343620831635E-9
C62(x^4*y^6) -0.4052925742840984E-7 -0.4377380782240374E-8
C63(x^3*y^7) 0.5625299355916163E-9 -0.8988048665333446E-9
C64(x^2*y^8) -0.1197441617119414E-7 -0.2051855291522901E-8
C65(x^9*y) 0.185826615354817E-8 -0.1696631403403916E-9
C66(y^10) -0.2038458080555793E-8 -0.6445655479796271E-10
[自由曲面データ2]
項 第11面係数
C1(k) 79.46376069014747
C4(x^2) 0.008781950775443515
C5(x*y) 0.0009308419560987458
C6(y^2) 0.01113704140423572
C7(x^3) -0.1760347652094596E-4
C8(x^2*y) 0.0001460755227785545
C9(x*y^2) -0.3146182180201695E-4
C10(y^3) -0.0002338112657631998
C11(x^4) 0.0001288763886808186
C12(x^3*y^1) -0.5588537747640256E-5
C13(x^2*y^2) 0.7154476682496682E-4
C14(x^1*y^3) -0.2233413996828774E-5
C15(y^4) 0.2747947174614958E-4
C16(x^5) 0.915849258267991E-6
C17(x^4*y) -0.6148176140156556E-5
C18(x^3*y^2) 0.1375538274399082E-5
C19(x^2*y^3) -0.6233560560960316E-5
C20(x*y^4) -0.1840270598725556E-6
C21(y^5) -0.1237031224448769E-5
C22(x^6) 0.5768411537875053E-6
C23(x^5*y) -0.8034799634922124E-6
C24(x^4*y^2) 0.4293992492596523E-6
C25(x^3*y^3) 0.245074616484058E-6
C26(x^2*y^4) -0.1089178317786131E-6
C27(x*y^5) -0.2377423853387786E-6
C28(y^6) -0.1294972263368165E-6
C29(x^7) 0.6607708701685202E-11
C30(x^6*y) -0.3189630748927253E-7
C31(x^5*y^2) 0.2065713245155823E-6
C32(x^4*y^3) 0.5940891834264707E-7
C33(x^3*y^4) -0.8240175928329288E-7
C34(x^2*y^5) 0.599382689524388E-7
C35(x^1*y^6) 0.1943252964568572E-7
C36(y^7) 0.3771743748042609E-7
C37(x^8) -0.482034159810021E-7
C38(x^7*y^1) -0.3199313441251986E-7
C39(x^6*y^2) 0.8520322345961256E-7
C40(x^5*y^3) 0.2216481770618415E-7
C41(x^4*y^4) -0.7848660775257326E-7
C42(x^3*y^5) -0.1306460670991727E-8
C43(x^2*y^6) -0.6436629955747501E-9
C44(x^1*y^7) 0.192000600061975E-8
C45(y^8) 0.2171472696133448E-9
[自由曲面データ3]
項 第14面係数
C1(k) 4.331113639069206
C4(x^2) -0.0009066565006826442
C5(x*y) 0.9422610759795473E-5
C6(y^2) 0.00142035683124462
C7(x^3) -0.5006378989079557E-5
C8(x^2*y) 0.1279911190810272E-4
C9(x*y^2) 0.1483714442744794E-4
C10(y^3) -0.2263724302742891E-4
C11(x^4) 0.4885153890283033E-4
C12(x^3*y^1) 0.8907390616195318E-6
C13(x^2*y^2) -0.1306776632445698E-4
C14(x^1*y^3) -0.1678420737545771E-5
C15(y^4) -0.8026685702591208E-5
C16(x^5) 0.2442034237925676E-6
C17(x^4*y) 0.3108842124348334E-5
C18(x^3*y^2) -0.2726854812902458E-6
C19(x^2*y^3) -0.1255872948855557E-5
C20(x*y^4) -0.1493676576993912E-6
C21(y^5) 0.1058325108957716E-6
C22(x^6) -0.260984451952067E-5
C23(x^5*y) -0.3725459143092297E-7
C24(x^4*y^2) 0.6144438515964853E-6
C25(x^3*y^3) 0.5427620822882202E-8
C26(x^2*y^4) -0.2992722123534214E-9
C27(x*y^5) 0.1088633717848592E-7
C28(y^6) 0.1242491189436026E-7
C29(x^7) -0.1095787164100878E-7
C30(x^6*y) -0.2968894475677224E-6
C31(x^5*y^2) 0.1194535303878235E-7
C32(x^4*y^3) 0.1960863391147454E-7
C33(x^3*y^4) -0.1157330225815343E-8
C34(x^2*y^5) 0.3349277461157255E-7
C35(x^1*y^6) 0.1107075191076766E-9
C36(y^7) 0.2033353596333252E-8
C37(x^8) 0.7057980834653433E-7
C38(x^7*y^1) -0.3663006846702143E-8
C39(x^6*y^2) -0.1601758454201476E-7
C40(x^5*y^3) 0.1825926824770061E-8
C41(x^4*y^4) 0.8690484051603E-8
C42(x^3*y^5) 0.4154060781671823E-10
C43(x^2*y^6) -0.1038979444268852E-9
C44(x^1*y^7) 0.1652454713668999E-9
C45(y^8) 0.7724559355566372E-9
C46(x^9) 0.154408908057191E-9
C47(x^8*y) 0.5699847320152124E-8
C48(x^7*y^2) 0.4332746877460881E-10
C49(x^6*y^3) -0.1277325470506736E-8
C50(x^5*y^4) 0.1759993562231055E-9
C51(x^4*y^5) 0.209641652630629E-9
C52(x^3*y^6) -0.831181352914488E-10
C53(x^2*y^7) -0.3870336258447297E-9
C54(x*y^8) 0.3503243314912144E-10
C55(y^9) -0.3238934302039904E-10
C56(x^10) -0.8249139063163544E-9
C57(x^9*y) 0.9829216038217835E-10
C58(x^8*y^2) 0.2927583539831702E-9
C59(x^7*y^3) -0.5842996838838534E-10
C60(x^6*y^4) -0.5512513899861672E-10
C61(x^5*y^5) -0.8905989254150218E-11
C62(x^4*y^6) -0.8613607998148935E-10
C63(x^3*y^7) 0.6496157888087305E-11
C64(x^2*y^8) 0.3117619545237941E-10
C65(x^9*y) -0.4381187587446189E-11
C66(y^10) -0.2861260928939042E-11
[回折光学面データ]
項 第6面係数
C3(x^2) -0.5078981020003178E-4
C4(x*y) -0.1074272792154444E-4
C5(y^2) -0.0001013950360598153
C6(x^3) 0.7393093289878994E-5
C7(x^2*y) 0.1082909716426623E-4
C8(x*y^2) 0.1687515783535323E-5
C9(y^3) 0.508045964678955E-5
C10(x^4) -0.6002724002574973E-5
C11(x^3*y^1) -0.1011785033518255E-6
C12(x^2*y^2) 0.8967362674962745E-5
C13(x^1*y^3) -0.7150890228122288E-6
C14(y^4) 0.1884605645421943E-5
C15(x^5) 0.7496012489836572E-7
C16(x^4*y) -0.4478856492315672E-6
C17(x^3*y^2) -0.6108732769621659E-7
C18(x^2*y^3) -0.203867515925772E-7
C19(x*y^4) 0.2137699921080692E-7
C20(y^5) 0.9636626970058547E-8
C21(x^6) -0.7390577981553802E-7
C22(x^5*y) 0.1652236605672853E-7
C23(x^4*y^2) 0.182216819275834E-6
C24(x^3*y^3) -0.1350514661675573E-7
C25(x^2*y^4) 0.1528045758514017E-6
C26(x*y^5) 0.4953482058318769E-8
C27(y^6) 0.1477315812746981E-7
C28(x^7) -0.1967457563220266E-7
C29(x^6*y) 0.536866450738596E-7
C30(x^5*y^2) -0.2462938966361094E-8
C31(x^4*y^3) -0.3064619953760897E-7
C32(x^3*y^4) -0.3688442580226221E-8
C33(x^2*y^5) 0.9203883957108073E-9
C34(x^1*y^6) 0.1973056856945383E-9
C35(y^7) 0.3414723247599195E-9
C36(x^8) 0.7192992299042694E-8
C37(x^7*y^1) 0.8111634641150032E-9
C38(x^6*y^2) 0.703390767589344E-8
C39(x^5*y^3) 0.5099463925355792E-10
C40(x^4*y^4) 0.2606463011316836E-9
C41(x^3*y^5) 0.4485956930629984E-9
C42(x^2*y^6) -0.3351715768272032E-9
C43(x^1*y^7) -0.7088549439987446E-10
C44(y^8) 0.7474213547085642E-10
C45(x^9) -0.7056671272072184E-9
C46(x^8*y) 0.4176104169126524E-8
C47(x^7*y^2) 0.6901507491686979E-9
C48(x^6*y^3) 0.1707244701705906E-8
C49(x^5*y^4) -0.1043681567188657E-9
C50(x^4*y^5) -0.3868465931158265E-9
C51(x^3*y^6) -0.1769864426701496E-9
C52(x^2*y^7) -0.2904749839197674E-9
C53(x*y^8) 0.5167553024223719E-10
C54(y^9) 0.8669348988349122E-11
C55(x^10) 0.3948617721101432E-9
C56(x^9*y) -0.4701321313712419E-10
C57(x^8*y^2) 0.5980309265501623E-10
C58(x^7*y^3) 0.7984092689910972E-10
C59(x^6*y^4) -0.2942608881005636E-9
C60(x^5*y^5) 0.171946598084867E-10
C61(x^4*y^6) -0.2126547520189481E-9
C62(x^3*y^7) 0.3294818039868844E-10
C63(x^2*y^8) -0.7937250427695667E-10
C64(x^9*y) -0.9445603210003383E-11
C65(y^10) -0.7447027309736033E-11
次に、本願の第3実施例について図5〜図6および表3を用いて説明する。なお、図5は第3実施例に係る頭部搭載型ディスプレイ用光学系LS(LS3)の光路図である。第3実施例に係る頭部搭載型ディスプレイ用光学系LS3は、光源側から順に、光偏向素子M1と、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、基準軸近傍で負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、光反射素子M2とから構成される。光偏向素子M1は、光源からの光(例えば、レーザー光やLED光等の略平行光)の進行方向を変化させる。なお、説明容易化のため、図5では、光偏向素子M1において光の進行方向が変化する様子を、複数種の入射角で絞り(この絞りを光偏向素子M1として示す)を通過する光で示した。
[レンズデータ]
N R D nC nd nF ng
物体面 ∞ ∞
1(絞り) ∞ 8.7664
2*a -55.2558 1.5000 1.6074 1.6142 1.6314 1.6463
3*a 7.4777 0.5000
4*a 79.0243 0.0500 1.5538 1.5571 1.565 1.5713
5*a*c 79.0243 0.0500 1.5233 1.5278 1.5391 1.5491
6*a 79.0243 3.5620 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
7*b -6.5189 1.5117
8*a 3.5334 2.9263 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
9*b 3.0785 15.0000
10 200.0000 1.0000 1.5283 1.53113 1.53783 1.54319
11 197.0000 31.5000
12*b(反射)-66.0000 -45.0000
像面(描画面) ∞ 0.0000
[偏心データ]
偏心 第12面
XDE 0.0
YDE 0.0
ZDE 0.0
ADE 25.0
BDE 0.0
CDE 0.0
[非球面データ]
第2面係数
k=61.53223377503105
A4=0.001117233798974202
A6=-0.0001507028920918782
A8=0.2126725352871772E-5
A10=0.91093073607483E-7
第3面係数
k=-6.67720051575926
A4=-0.0007382034101680365
A6=0.1602347044190949E-6
A8=0.1185673617018457E-6
A10=-0.9483890402222131E-9
第4面係数
k=175.71268632111
A4=0.000381528250257577
A6=0.361449829130996E-5
A8=-0.107558931083213E-6
A10=-0.542103130739954E-8
第5面係数
k=175.71268632111
A4=0.000381528250257577
A6=0.361449829130996E-5
A8=-0.107558931083213E-6
A10=-0.542103130739954E-8
第6面係数
k=175.7126863211099
A4=0.0003815282502575771
A6=0.3614498291309964E-5
A8=-0.107558931083213E-6
A10=-0.542103130739954E-8
第8面係数
k=-3.816528789284875
A4=0.0002997589906375087
A6=-0.1152321916657979E-4
A8=0.1969329274360649E-6
A10=-0.2182880862990949E-8
[自由曲面データ1]
項 第7面係数
C1(k) -0.3364628619636353
C4(x^2) 0.001111389809964225
C5(x*y) -0.000345633023972219
C6(y^2) 0.004957826540583992
C7(x^3) -0.8403950712470563E-4
C8(x^2*y) -0.0006334087154299026
C9(x*y^2) -0.155374355054229E-4
C10(y^3) -0.0005245756359215623
C11(x^4) 0.000372141838784073
C12(x^3*y^1) -0.1864744397607962E-4
C13(x^2*y^2) 0.0006595063497386374
C14(x^1*y^3) -0.2069965720960925E-5
C15(y^4) 0.000379609866359328
C16(x^5) 0.3837475529663155E-5
C17(x^4*y) 0.199909940626342E-4
C18(x^3*y^2) 0.4632702136050437E-4
C19(x^2*y^3) -0.0001344231633986514
C20(x*y^4) -0.1076425114314026E-5
C21(y^5) -0.3079658423187322E-5
C22(x^6) -0.4824012296215599E-6
C23(x^5*y) -0.6811033610542694E-5
C24(x^4*y^2) 0.3487930519274964E-4
C25(x^3*y^3) 0.778306442825551E-6
C26(x^2*y^4) 0.2776544560849299E-4
C27(x*y^5) 0.9497638333389676E-6
C28(y^6) 0.6709065015909173E-5
C29(x^7) 0.6358093464635089E-7
C30(x^6*y) 0.2246824033003574E-5
C31(x^5*y^2) -0.2184062792257402E-5
C32(x^4*y^3) 0.3159897962061326E-5
C33(x^3*y^4) -0.1529397930536397E-5
C34(x^2*y^5) 0.6616515291670437E-5
C35(x^1*y^6) -0.5053653164983818E-7
C36(y^7) 0.5100339662302451E-7
C37(x^8) 0.3908927771969818E-6
C38(x^7*y^1) 0.2295527350587795E-6
C39(x^6*y^2) -0.1300101306420439E-5
C40(x^5*y^3) -0.413292876878701E-7
C41(x^4*y^4) 0.1311082815847791E-5
C42(x^3*y^5) 0.2816190918246684E-8
C43(x^2*y^6) 0.1210284265050765E-5
C44(x^1*y^7) -0.2591395975591261E-7
C45(y^8) 0.1606482713875591E-6
[自由曲面データ2]
項 第9面係数
C1(k) -6.77657355626851
C4(x^2) -0.002128358710400415
C5(x*y) 0.0006211529504435977
C6(y^2) -0.0146857471219256
C7(x^3) 0.0001607450550941153
C8(x^2*y) -0.001049920702896136
C9(x*y^2) -0.5339830460557105E-4
C10(y^3) 0.0003155842783092288
C11(x^4) -0.001471833409422146
C12(x^3*y^1) 0.0001080632917351919
C13(x^2*y^2) -0.0001421361868672432
C14(x^1*y^3) -0.1161179724972522E-4
C15(y^4) 0.4298830280866484E-5
C16(x^5) -0.3925938275569645E-5
C17(x^4*y) 0.0003800481494676694
C18(x^3*y^2) -0.2954850672310948E-4
C19(x^2*y^3) -0.3788310072687263E-4
C20(x*y^4) 0.5997479309307839E-5
C21(y^5) -0.7168907711651808E-5
C22(x^6) 0.0001225000133339481
C23(x^5*y) 0.2113946080473899E-5
C24(x^4*y^2) 0.8148380209039854E-5
C25(x^3*y^3) -0.1095105430202548E-5
C26(x^2*y^4) -0.256688443064381E-4
C27(x*y^5) 0.5505210595164379E-7
C28(y^6) -0.339586840784051E-5
C29(x^7) -0.2820684838114497E-6
C30(x^6*y) -0.2009020233590986E-4
C31(x^5*y^2) 0.1227092916159645E-5
C32(x^4*y^3) 0.4568725315420399E-5
C33(x^3*y^4) 0.6426244168301948E-6
C34(x^2*y^5) -0.156702271184445E-5
C35(x^1*y^6) -0.7630426422037567E-7
C36(y^7) 0.1355347911491596E-6
C37(x^8) -0.3608217232904656E-5
[自由曲面データ3]
項 第12面係数
C1(k) -4.0
C4(x^2) -0.0020593819522202
C7(x^3) 0.2511626120412692E-5
C11(x^4) 0.4430092334334631E-4
C16(x^5) 0.2499682762769764E-6
C22(x^6) -0.2488002816824596E-5
C29(x^7) -0.1183737952292583E-7
C37(x^8) 0.6958708070498757E-7
C46(x^9) 0.3912166160352333E-9
C56(x^10) -0.9268050242165196E-9
[回折光学面データ]
項 第5面係数
C1(x) 0.000186432913712339
C2(y) -0.000334028384455803
C3(x^2) -0.000400706036884263
C4(x*y) 0.221926248104121E-4
C5(y^2) -0.0005496459597546
C6(x^3) 0.657292046059681E-5
C7(x^2*y) 0.6278671042198401E-5
C8(x*y^2) 0.8636794643805789E-5
C9(y^3) 0.473536699269363E-5
C10(x^4) 0.249196177587225E-4
C11(x^3*y^1) 0.4470566188511271E-5
C12(x^2*y^2) 0.5660848502605312E-4
C13(x^1*y^3) -0.9879118046431838E-6
C14(y^4) 0.22869493158194E-4
C15(x^5) -0.282604520614315E-5
C16(x^4*y) -0.138087340623321E-4
C17(x^3*y^2) -0.357200792044669E-5
C18(x^2*y^3) 0.4306011297920189E-5
C19(x*y^4) -0.168874973117509E-5
C20(y^5) -0.131812119121683E-5
C21(x^6) -0.111836888819939E-5
C22(x^5*y) 0.536585886344322E-6
C23(x^4*y^2) -0.6205464353723851E-5
C24(x^3*y^3) 0.171843584946866E-6
C25(x^2*y^4) -0.240213149514409E-5
C26(x*y^5) 0.597793502065084E-7
C27(y^6) -0.444618149861892E-7
C28(x^7) -0.898537554431373E-9
C29(x^6*y) 0.270211057167523E-5
C30(x^5*y^2) 0.227481948957823E-6
C31(x^4*y^3) -0.181802535043457E-5
C32(x^3*y^4) 0.200702230224553E-7
C33(x^2*y^5) 0.663005133632598E-6
C34(x^1*y^6) 0.6982200936000581E-7
C35(y^7) 0.612245076412055E-7
C36(x^8) 0.350655378073152E-6
C37(x^7*y^1) -0.106574777334788E-6
C38(x^6*y^2) 0.6632704708545499E-6
C39(x^5*y^3) -0.111237522680437E-8
C40(x^4*y^4) -0.188163478389313E-6
C41(x^3*y^5) -0.821421390471722E-7
C42(x^2*y^6) 0.100809875031883E-6
C43(x^1*y^7) 0.111306164297601E-9
C44(y^8) -0.220079301279993E-7
[基礎データ] 第1実施例 第2実施例 第3実施例
f1 20.2574 20.3887 17.797
f2 -1311.24 -741.839 -27960.2
fd ― 41.8669 11.4242
d1 ― ― 0.05
d2 ― ― 0.05
fm 33.0 33.0 33.0
dm 31.1429 32.0547 31.5
Ndh ― ― 1.5571
Ndl ― ― 1.5278
[条件対応値] 第1実施例 第2実施例 第3実施例
条件式(1) m= 0.60355 0.60755 0.53834
条件式(2) |f2/f1|=
(−f2)/f1= 64.729 36.385 1571.06
条件式(3) |1/f2|=
1/(−f2)= 0.000763 0.001348 0.000036[mm-1]
条件式(4) Δνd= 30.1 30.1 30.1
条件式(5) fd/f1= ― 2.0534 0.64192
条件式(6) dm/(fm)2= 0.0286 0.0294 0.02893[mm-1]
条件式(7) Ndh−Ndl= ― ― 0.0293
条件式(8)(d1+d2)/f1= ― ― 0.00562
LS 頭部搭載型ディスプレイ用光学系
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群
M1 光偏向素子 M2 光反射素子(M2r 反射面)
Claims (12)
- 光源からの光の進行方向を変化させる光偏向素子と、正の屈折力を有して前記光偏向素子を介して入射した光を集光する第1レンズ群と、前記第1レンズ群による中間結像位置の近傍に配置された第2レンズ群と、前記第2レンズ群を透過した光を反射させる反射面を有し、前記反射面と反対側の面から入射した光を透過させることが可能な光反射素子とからなる頭部搭載型ディスプレイ用光学系であって、
前記第1レンズ群と前記第2レンズ群との空気間隔は、前記第1レンズ群および前記第2レンズ群を構成するレンズ同士の空気間隔のうち、最大の空気間隔を有し、
前記光偏向素子による前記光源からの光の進行方向の変化に応じて、前記反射面で反射して前記頭部搭載型ディスプレイの装着時に網膜に位置すると想定される描画面上に達する光が前記描画面上で移動し、前記描画面上に画像が描画されるように構成されており、
前記第1レンズ群は、基準軸に対して非回転対称な自由曲面を有する自由曲面レンズを有し、
前記光反射素子の前記反射面は、基準軸に対して非回転対称に形成され、
以下の条件式を満足することを特徴とする頭部搭載型ディスプレイ用光学系。
0.20<m<3.00
20<|f2/f1|<3000
但し、
m:前記頭部搭載型ディスプレイ用光学系のアフォーカル倍率、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離、
f2:前記第2レンズ群の焦点距離。 - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。
0.000015[mm-1]<|1/f2|<0.005[mm-1] - 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。
15<Δνd<45
但し、
Δνd:前記第1レンズ群における正の屈折力を有するレンズと負の屈折力を有するレンズとのアッベ数の差の最大値。 - 前記第1レンズ群は、樹脂製のレンズからなり、
前記第2レンズ群は、拡散透過面を有するレンズをさらに有し、
前記光反射素子の前記反射面で反射する光の偏向角が45度以上であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。 - 前記第1レンズ群は、正の屈折力を有する前記自由曲面レンズと、負レンズとを有し、
前記第2レンズ群は、基準軸に対して非回転対称な自由曲面を有する自由曲面レンズを有することを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。 - 前記第2レンズ群は、基準軸近傍で負の屈折力を有することを特徴とする請求項5に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。
- 前記第1レンズ群の前記自由曲面レンズは、前記自由曲面のレンズ面と、該レンズ面と反対側に位置する基準軸に対して回転対称な非球面のレンズ面とを有して、メニスカス形状に形成され、
前記負レンズは、基準軸に対して回転対称な非球面のレンズ面を有して、メニスカス形状に形成され、
前記第2レンズ群の前記自由曲面レンズは、正の屈折力を有して、メニスカス形状に形成されることを特徴とする請求項5または6に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。 - 前記第1レンズ群の前記自由曲面レンズにおいて、前記自由曲面のレンズ面と基準軸との交点を通り、該基準軸と垂直な面上の座標を(x,y)として、前記自由曲面のレンズ面のサグ量を前記x,yの多項式で表したとき、前記x,yの多項式が8次以上の項を含み、
前記第1レンズ群の前記自由曲面レンズにおいて、基準軸からの距離をhとして、前記非球面のレンズ面のサグ量を前記hの多項式で表したとき、前記hの多項式が8次以上の項を含むことを特徴とする請求項7に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。 - 前記第2レンズ群は、拡散透過面を有するレンズをさらに有し、
前記第2レンズ群の前記自由曲面レンズにおいて、前記自由曲面のレンズ面と基準軸との交点を通り、該基準軸と垂直な面上の座標を(x,y)として、前記自由曲面のレンズ面のサグ量を前記x,yの多項式で表したとき、前記x,yの多項式が8次以上の項を含むことを特徴とする請求項7または8に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。 - 前記第1レンズ群は、回折光学面を有するレンズを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。
0.01<fd/f1<10.00
但し、
fd:前記回折光学面を有するレンズの焦点距離、
f1:前記第1レンズ群の焦点距離。 - 前記光反射素子を透過して前記描画面上に達した光により結像される像と重なって、前記画像が描画されることを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系。
- 請求項1から11のいずれか一項に記載の頭部搭載型ディスプレイ用光学系を備えることを特徴とする頭部搭載型ディスプレイ。
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