JPH1195143A - 左右共有走査式観察光学系 - Google Patents
左右共有走査式観察光学系Info
- Publication number
- JPH1195143A JPH1195143A JP26015597A JP26015597A JPH1195143A JP H1195143 A JPH1195143 A JP H1195143A JP 26015597 A JP26015597 A JP 26015597A JP 26015597 A JP26015597 A JP 26015597A JP H1195143 A JPH1195143 A JP H1195143A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scanning
- scanning mirror
- optical system
- mirror
- speed
- 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.)
- Pending
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- Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 走査部材の共有化による小型化・低コスト化
のみならず、高速走査・広角走査及び高速走査を必要と
する走査ミラーの小型化が可能な左右共有走査式観察光
学系を提供する。 【解決手段】 左眼用・右眼用光源１Ｌ，１Ｒからの光
束を互いに異なる方向に同時に高速偏向させて垂直走査
を行う垂直走査ミラー２と、１次元の各光束を互いに異
なる方向に同時に低速偏向させて水平走査を行う水平走
査ミラー３と、を設けた。走査ミラー２の近傍に瞳共役
位置を配置して、垂直・水平走査された２次元光束が左
右両眼で観察されるようにした。
のみならず、高速走査・広角走査及び高速走査を必要と
する走査ミラーの小型化が可能な左右共有走査式観察光
学系を提供する。 【解決手段】 左眼用・右眼用光源１Ｌ，１Ｒからの光
束を互いに異なる方向に同時に高速偏向させて垂直走査
を行う垂直走査ミラー２と、１次元の各光束を互いに異
なる方向に同時に低速偏向させて水平走査を行う水平走
査ミラー３と、を設けた。走査ミラー２の近傍に瞳共役
位置を配置して、垂直・水平走査された２次元光束が左
右両眼で観察されるようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、左右共有走査式観
察光学系に関するものであり、例えば、虚像映像を表示
するＨＭＤ(head mounted display)等に好適な左右共有
走査式観察光学系に関するものである。
察光学系に関するものであり、例えば、虚像映像を表示
するＨＭＤ(head mounted display)等に好適な左右共有
走査式観察光学系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より知られている一般的な左右共有
走査式観察光学系は、２次元画像が左右両眼で観察され
るようにするために、左眼用走査部材と右眼用走査部材
をそれぞれ個別に備えていた。このため部品点数が多
く、低コスト化やコンパクト化が難しいという問題があ
った。この問題を解決するために１つの走査部材を左眼
用と右眼用とに兼用する観察光学系が提案されている。
例えば、特開平２−２９７５７９号公報で提案されてい
る観察光学系では、１次走査ミラーと２次走査ミラーの
それぞれを左眼用の光束と右眼用の光束とに兼用するこ
とにより、左右両眼で１つの走査ミラーを共有する構成
となっている。
走査式観察光学系は、２次元画像が左右両眼で観察され
るようにするために、左眼用走査部材と右眼用走査部材
をそれぞれ個別に備えていた。このため部品点数が多
く、低コスト化やコンパクト化が難しいという問題があ
った。この問題を解決するために１つの走査部材を左眼
用と右眼用とに兼用する観察光学系が提案されている。
例えば、特開平２−２９７５７９号公報で提案されてい
る観察光学系では、１次走査ミラーと２次走査ミラーの
それぞれを左眼用の光束と右眼用の光束とに兼用するこ
とにより、左右両眼で１つの走査ミラーを共有する構成
となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
２−２９７５７９号公報で提案されている観察光学系で
は、１次走査ミラー，２次走査ミラーの双方が最も小さ
くなる構成、すなわち瞳共役位置が２つのミラーの中心
近傍に存在する構成となっている。このため、高速走査
を必要とする１次走査ミラーが大型化してしまってい
る。これでは、必要な振動周波数や振幅を得ることがで
きない。
２−２９７５７９号公報で提案されている観察光学系で
は、１次走査ミラー，２次走査ミラーの双方が最も小さ
くなる構成、すなわち瞳共役位置が２つのミラーの中心
近傍に存在する構成となっている。このため、高速走査
を必要とする１次走査ミラーが大型化してしまってい
る。これでは、必要な振動周波数や振幅を得ることがで
きない。
【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、走査部材の共有化による小型化・低コ
スト化のみならず、高速走査・広角走査及び高速走査を
必要とする走査ミラーの小型化が可能な左右共有走査式
観察光学系を提供することを目的とする。
たものであって、走査部材の共有化による小型化・低コ
スト化のみならず、高速走査・広角走査及び高速走査を
必要とする走査ミラーの小型化が可能な左右共有走査式
観察光学系を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の左右共有走査式観察光学系は、左眼用の光
束と右眼用の光束を互いに異なる方向に同時に高速偏向
させる高速１次走査ミラーと、この高速１次走査ミラー
による１次元の光束を互いに異なる方向に同時に低速偏
向させる低速２次走査ミラーと、を備え、前記走査によ
り得られる２次元光束が左右両眼で観察されるように構
成された左右共有走査式観察光学系において、前記高速
１次走査ミラーの近傍に瞳共役位置を配置したことを特
徴とする。
に、本発明の左右共有走査式観察光学系は、左眼用の光
束と右眼用の光束を互いに異なる方向に同時に高速偏向
させる高速１次走査ミラーと、この高速１次走査ミラー
による１次元の光束を互いに異なる方向に同時に低速偏
向させる低速２次走査ミラーと、を備え、前記走査によ
り得られる２次元光束が左右両眼で観察されるように構
成された左右共有走査式観察光学系において、前記高速
１次走査ミラーの近傍に瞳共役位置を配置したことを特
徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した左右共有
走査式観察光学系を、図面を参照しつつ説明する。な
お、実施の形態相互で同一の部分や相当する部分には同
一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
走査式観察光学系を、図面を参照しつつ説明する。な
お、実施の形態相互で同一の部分や相当する部分には同
一の符号を付して重複説明を適宜省略する。
【０００７】《第１の実施の形態(図１，図２)》図１は
第１の実施の形態に係る左右共有走査式観察光学系の概
略構成を示す斜視図であり、図２はそれを(Ａ)上方から
見た状態を示す平面図と(Ｂ)側方から見た状態を示す側
面図である。この左右共有走査式観察光学系は、左眼
用，右眼用光源１Ｌ，１Ｒと、垂直走査ミラー(高速１
次走査ミラー)２と、水平走査ミラー(低速２次走査ミラ
ー)３と、スクリーン４Ｌ，４Ｒと、接眼光学系５Ｌ，
５Ｒと、で構成されている。左眼用，右眼用光源１Ｌ，
１Ｒは、いずれも変調可能なＬＤ(laser diode)，コリ
メータレンズ等から成っている。
第１の実施の形態に係る左右共有走査式観察光学系の概
略構成を示す斜視図であり、図２はそれを(Ａ)上方から
見た状態を示す平面図と(Ｂ)側方から見た状態を示す側
面図である。この左右共有走査式観察光学系は、左眼
用，右眼用光源１Ｌ，１Ｒと、垂直走査ミラー(高速１
次走査ミラー)２と、水平走査ミラー(低速２次走査ミラ
ー)３と、スクリーン４Ｌ，４Ｒと、接眼光学系５Ｌ，
５Ｒと、で構成されている。左眼用，右眼用光源１Ｌ，
１Ｒは、いずれも変調可能なＬＤ(laser diode)，コリ
メータレンズ等から成っている。
【０００８】垂直・水平走査ミラー２，３共、平面状の
片面ミラーから成り、振動回転により光束の走査を行う
ガルバノミラーである。垂直走査ミラー２は、瞳近傍に
配置されており、左眼ＥＬ用の光束と右眼ＥＲ用の光束
を互いに異なる方向に同時に高速偏向させることによ
り、各光束の垂直方向(１次方向)の走査を行う。一方、
水平走査ミラー３は、垂直走査ミラー２による１次元の
光束を互いに異なる方向に同時に低速偏向させることに
より、各光束の水平方向(２次方向)の走査を行う。
片面ミラーから成り、振動回転により光束の走査を行う
ガルバノミラーである。垂直走査ミラー２は、瞳近傍に
配置されており、左眼ＥＬ用の光束と右眼ＥＲ用の光束
を互いに異なる方向に同時に高速偏向させることによ
り、各光束の垂直方向(１次方向)の走査を行う。一方、
水平走査ミラー３は、垂直走査ミラー２による１次元の
光束を互いに異なる方向に同時に低速偏向させることに
より、各光束の水平方向(２次方向)の走査を行う。
【０００９】左眼・右眼用光源１Ｌ，１Ｒから発せられ
た光束は、垂直走査ミラー２で反射された後、水平走査
ミラー３で反射される。この時点で、２次元画像を構成
する光束の水平・垂直走査が完了して、水平・垂直走査
により２次元光束が得られる。水平走査ミラー３で反射
された光束は、スクリーン４Ｌ，４Ｒ上に２次元画像を
形成した後、接眼光学系５Ｌ，５Ｒによって眼ＥＬ，Ｅ
Ｒに導かれる。その結果、接眼光学系５Ｌ，５Ｒで投影
された、スクリーン４Ｌ，４Ｒ上の２次元画像(２次元
光束)の虚像が、各眼ＥＬ，ＥＲで観察されることにな
る。
た光束は、垂直走査ミラー２で反射された後、水平走査
ミラー３で反射される。この時点で、２次元画像を構成
する光束の水平・垂直走査が完了して、水平・垂直走査
により２次元光束が得られる。水平走査ミラー３で反射
された光束は、スクリーン４Ｌ，４Ｒ上に２次元画像を
形成した後、接眼光学系５Ｌ，５Ｒによって眼ＥＬ，Ｅ
Ｒに導かれる。その結果、接眼光学系５Ｌ，５Ｒで投影
された、スクリーン４Ｌ，４Ｒ上の２次元画像(２次元
光束)の虚像が、各眼ＥＬ，ＥＲで観察されることにな
る。
【００１０】瞳近傍に位置し、かつ、２つの光束を互い
に異なる方向に同時に偏向させる垂直走査ミラー２が左
右両眼の垂直走査に共用されているため、光学系のコン
パクト化・低コスト化が可能であり、左右映像の同期を
とることも容易である。また、２つの光束の走査が１つ
の走査部材で行われるため、ミラー同士の干渉がなく、
したがって広い視野角を達成することができる。このよ
うに、共有化された高速走査ミラーの近傍に瞳共役位置
を配置することによって、光学系の小型化・低コスト化
のみならず、高速走査を必要とする高速走査ミラーの小
型化をも達成することができる。したがって、高速走査
及び広角走査が共に達成されて、高精細・広視野表示が
可能となる。しかも、２つの光源１Ｌ，１Ｒの並び方向
が眼ＥＬ，ＥＲの並び方向と同じ水平方向であるため、
全体的に最もコンパクトなレイアウトになっている。
に異なる方向に同時に偏向させる垂直走査ミラー２が左
右両眼の垂直走査に共用されているため、光学系のコン
パクト化・低コスト化が可能であり、左右映像の同期を
とることも容易である。また、２つの光束の走査が１つ
の走査部材で行われるため、ミラー同士の干渉がなく、
したがって広い視野角を達成することができる。このよ
うに、共有化された高速走査ミラーの近傍に瞳共役位置
を配置することによって、光学系の小型化・低コスト化
のみならず、高速走査を必要とする高速走査ミラーの小
型化をも達成することができる。したがって、高速走査
及び広角走査が共に達成されて、高精細・広視野表示が
可能となる。しかも、２つの光源１Ｌ，１Ｒの並び方向
が眼ＥＬ，ＥＲの並び方向と同じ水平方向であるため、
全体的に最もコンパクトなレイアウトになっている。
【００１１】スクリーン４Ｌ，４Ｒの代わりに、プリズ
ムや図６に示すようなシリンドリカルなフレネルコンデ
ンサレンズ７Ｌ，７Ｒを用いることによって、各光束の
主光線が接眼光学系５Ｌ，５Ｒの光軸に対して平行にな
るようにしてもよい。なお、必要に応じて、ミラー２で
低速水平走査、ミラー３で高速垂直走査を行うように構
成してもよく、水平走査ミラー３を瞳近傍に配置しても
よい。さらには、高速水平走査、低速垂直走査なる構成
も可能である。
ムや図６に示すようなシリンドリカルなフレネルコンデ
ンサレンズ７Ｌ，７Ｒを用いることによって、各光束の
主光線が接眼光学系５Ｌ，５Ｒの光軸に対して平行にな
るようにしてもよい。なお、必要に応じて、ミラー２で
低速水平走査、ミラー３で高速垂直走査を行うように構
成してもよく、水平走査ミラー３を瞳近傍に配置しても
よい。さらには、高速水平走査、低速垂直走査なる構成
も可能である。
【００１２】《第２の実施の形態(図３，図４)》図３は
第２の実施の形態に係る左右共有走査式観察光学系の概
略構成を示す斜視図であり、図４はそれを(Ａ)上方から
見た状態を示す平面図と(Ｂ)側方から見た状態を示す側
面図である。この左右共有走査式観察光学系は、垂直・
水平走査ミラー２，３の傾きを除いて、第１の実施の形
態と同様に構成されている。つまり、図４に示すよう
に、各光源１Ｌ，１Ｒからスクリーン４Ｌ，４Ｒの中央
に光束が到達するとき、垂直・水平走査ミラー２，３が
スクリーン４Ｌ，４Ｒに対して平行に位置するような構
成となっている。第２の実施の形態により得られる効果
も、第１の実施の形態の場合と同様である。なお、スク
リーン４Ｌ，４Ｒの代わりに、プリズムや図７に示すよ
うな偏心フレネルコンデンサレンズ８Ｌ，８Ｒを用いる
ことによって、各光束の主光線が接眼光学系５Ｌ，５Ｒ
の光軸に対して平行になるようにしてもよい。
第２の実施の形態に係る左右共有走査式観察光学系の概
略構成を示す斜視図であり、図４はそれを(Ａ)上方から
見た状態を示す平面図と(Ｂ)側方から見た状態を示す側
面図である。この左右共有走査式観察光学系は、垂直・
水平走査ミラー２，３の傾きを除いて、第１の実施の形
態と同様に構成されている。つまり、図４に示すよう
に、各光源１Ｌ，１Ｒからスクリーン４Ｌ，４Ｒの中央
に光束が到達するとき、垂直・水平走査ミラー２，３が
スクリーン４Ｌ，４Ｒに対して平行に位置するような構
成となっている。第２の実施の形態により得られる効果
も、第１の実施の形態の場合と同様である。なお、スク
リーン４Ｌ，４Ｒの代わりに、プリズムや図７に示すよ
うな偏心フレネルコンデンサレンズ８Ｌ，８Ｒを用いる
ことによって、各光束の主光線が接眼光学系５Ｌ，５Ｒ
の光軸に対して平行になるようにしてもよい。
【００１３】《第３の実施の形態(図５)》図５は、第３
の実施の形態に係る左右共有走査式観察光学系の概略構
成を示す斜視図である。この左右共有走査式観察光学系
は、左眼用，右眼用光源１Ｌ，１Ｒと、垂直走査ミラー
２と、水平走査ミラー３と、ミラー６と、スクリーン４
Ｌ，４Ｒと、接眼光学系５Ｌ，５Ｒと、で構成されてい
る。前述した第１，第２の実施の形態では走査ミラー
２，３が前後にレイアウトされているのに対し、第３の
実施の形態では走査ミラー２，３が上下にレイアウトさ
れている。そして、水平走査ミラー３からの各光束を、
ミラー６で接眼光学系５Ｌ，５Ｒに向けて反射させる構
成となっている。このようにミラー２，３，５をレイア
ウトすることにより、第１，第２の実施の形態での効果
に加えて、観察光学系の前後方向のコンパクト化が達成
されるという効果も得られる。
の実施の形態に係る左右共有走査式観察光学系の概略構
成を示す斜視図である。この左右共有走査式観察光学系
は、左眼用，右眼用光源１Ｌ，１Ｒと、垂直走査ミラー
２と、水平走査ミラー３と、ミラー６と、スクリーン４
Ｌ，４Ｒと、接眼光学系５Ｌ，５Ｒと、で構成されてい
る。前述した第１，第２の実施の形態では走査ミラー
２，３が前後にレイアウトされているのに対し、第３の
実施の形態では走査ミラー２，３が上下にレイアウトさ
れている。そして、水平走査ミラー３からの各光束を、
ミラー６で接眼光学系５Ｌ，５Ｒに向けて反射させる構
成となっている。このようにミラー２，３，５をレイア
ウトすることにより、第１，第２の実施の形態での効果
に加えて、観察光学系の前後方向のコンパクト化が達成
されるという効果も得られる。
【００１４】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、走
査部材の共有化による光学系の小型化・低コスト化のみ
ならず、高速走査を必要とする高速走査ミラーを小型化
することができ、高速走査及び広角走査が可能である。
査部材の共有化による光学系の小型化・低コスト化のみ
ならず、高速走査を必要とする高速走査ミラーを小型化
することができ、高速走査及び広角走査が可能である。
【図１】第１の実施の形態を模式的に示す斜視図。
【図２】第１の実施の形態の上方，側方から見た状態を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図３】第２の実施の形態を模式的に示す斜視図。
【図４】第２の実施の形態の上方，側方から見た状態を
模式的に示す図。
模式的に示す図。
【図５】第３の実施の形態を模式的に示す斜視図。
【図６】第１の実施の形態に用いることができるシリン
ドリカルなフレネルコンデンサレンズを示す斜視図。
ドリカルなフレネルコンデンサレンズを示す斜視図。
【図７】第２の実施の形態に用いることができる偏心フ
レネルコンデンサレンズを示す斜視図。
レネルコンデンサレンズを示す斜視図。
１Ｌ，１Ｒ…光源 ２ …垂直走査ミラー(高速１次走査ミラー） ３ …水平走査ミラー（低速２次走査ミラー) ＥＬ …左眼 ＥＲ …右眼
Claims (1)
- 【請求項１】 左眼用の光束と右眼用の光束を互いに異
なる方向に同時に高速偏向させる高速１次走査ミラー
と、この高速１次走査ミラーによる１次元の光束を互い
に異なる方向に同時に低速偏向させる低速２次走査ミラ
ーと、を備え、前記走査により得られる２次元光束が左
右両眼で観察されるように構成された左右共有走査式観
察光学系において、前記高速１次走査ミラーの近傍に瞳
共役位置を配置したことを特徴とする左右共有走査式観
察光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26015597A JPH1195143A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 左右共有走査式観察光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26015597A JPH1195143A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 左右共有走査式観察光学系 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1195143A true JPH1195143A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=17344086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26015597A Pending JPH1195143A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 左右共有走査式観察光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1195143A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016525226A (ja) * | 2013-07-04 | 2016-08-22 | コミサリア ア エナジー アトミック エ オックス エナジーズ オルタネティヴ | ヘッドアップディスプレイ |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP26015597A patent/JPH1195143A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016525226A (ja) * | 2013-07-04 | 2016-08-22 | コミサリア ア エナジー アトミック エ オックス エナジーズ オルタネティヴ | ヘッドアップディスプレイ |
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