TWI777029B - 目鏡光學系統以及頭戴式顯示器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種目鏡光學系統，其雖為薄型，但具有較廣之視野角，像散等各種像差得到良好修正。 本發明之目鏡光學系統EL具備：第1菲涅耳透鏡（第1透鏡L1），其於圖像顯示部11側之透鏡面形成有第1菲涅耳面Fsa；及第2菲涅耳透鏡（第2透鏡L2），其配置於較第1菲涅耳透鏡更靠圖像顯示部11側且於圖像顯示部11側之透鏡面形成有第2菲涅耳面FSb；且於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之自光軸起至少半徑10 mm之範圍內，於構成第1菲涅耳面Fsa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角。

Description

目鏡光學系統以及頭戴式顯示器
本發明係關於一種目鏡光學系統以及頭戴式顯示器。
例如，於專利文獻1中揭示有一種具備目鏡光學系統之頭戴式顯示器。就減輕重量之觀點而言，此種目鏡光學系統較佳為薄型。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2015-49305號公報
第1態樣之目鏡光學系統具備：第1菲涅耳透鏡，其於觀察物體側之透鏡面形成有第1菲涅耳面；及第2菲涅耳透鏡，其配置於較上述第1菲涅耳透鏡更靠觀察物體側且於觀察物體側之透鏡面形成有第2菲涅耳面；且於上述第1菲涅耳面及上述第2菲涅耳面中之自光軸起至少半徑10 mm之範圍內，於構成上述第1菲涅耳面之複數個壁面部及構成上述第2菲涅耳面之複數個壁面部中，上述第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角大於自光軸側起算為相同順序之上述第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角。
第2態樣之頭戴式顯示器具備：圖像顯示部，其可顯示圖像；及目鏡光學系統，其用以觀察顯示於上述圖像顯示部之圖像；且上述目鏡光學系統為上述之目鏡光學系統。
以下，參照圖式對本實施形態之目鏡光學系統以及頭戴式顯示器進行說明。如圖1所示，作為本實施形態之目鏡光學系統EL之一例的目鏡光學系統EL（1）係具備於觀察物體側之透鏡面形成有第1菲涅耳面Fsa之第1菲涅耳透鏡（第1透鏡L1）、及配置於較第1菲涅耳透鏡更靠觀察物體側且於觀察物體側之透鏡面形成有第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡（第2透鏡L2）而構成。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之自光軸起至少半徑10 mm之範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角。藉此，可獲得雖為薄型，但具有較廣之視野角，像散等各種像差得到良好修正之目鏡光學系統。又，亦可減少各菲涅耳面之壁面部中之光線之折射或反射。此外，亦可於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，使第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角。又，於自光軸起至少半徑10 mm之範圍內，使第1菲涅耳面FSa之全部壁面部相對於光軸之傾斜角大於第2菲涅耳面FSb之任一壁面部相對於光軸之傾斜角亦可。
本實施形態之目鏡光學系統EL可用以觀察作為觀察物體之例如由圖像顯示部11顯示之圖像。本實施形態之目鏡光學系統EL可為圖5所示之目鏡光學系統EL（2），為圖8所示之目鏡光學系統EL（3）亦可，為圖11所示之目鏡光學系統EL（4）亦可，為圖14所示之目鏡光學系統EL（5）亦可，為圖17所示之目鏡光學系統EL（6）亦可。
此外，本實施形態中之各菲涅耳面FSa、FSb係藉由使光折射而改變光之行進方向之面。例如，如圖20（A）所示，各菲涅耳面FSa、FSb形成為剖面視時呈鋸齒形狀之環帶狀。各菲涅耳面FSa、FSb之菲涅耳段差之間距於菲涅耳透鏡中之半徑方向之每個位置不同。於各菲涅耳面FSa、FSb之壁面部FW中，有相對於光軸傾斜者，各菲涅耳面FSa、FSb之壁面部FW相對於光軸之傾斜角於菲涅耳透鏡中之半徑方向之每個位置不同。此處，如圖20（B）所示，將菲涅耳面之切線與光軸所成之角設為α，將由θ＝90°－α所表示之角度設為切線角θ。於本說明書中，基於該切線角θ，將由｜b/a｜＝｜tanθ｜所表示之比例定義為各菲涅耳面之菲涅耳段差之縱橫比。又，將各菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角設為Φ1、Φ2，將第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之既定範圍內（例如自光軸起至少半徑10 mm之範圍內、或整體之（有效徑之）範圍內）之傾斜角之最大值設為Φ1mx、Φ2mx，將傾斜角之平均值設為Φ1av、Φ2av。此外，菲涅耳面可形成為球面形狀，形成為非球面形狀亦可，形成為剖面視直線形狀亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之自光軸起至少半徑10 mm之範圍內，滿足以下之條件式（1）。
2.5≦Φ1mx/Φ2mx ・・・（1） 其中，Φ1mx：第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值， Φ2mx：第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值。
條件式（1）係針對第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值、與第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值之比例，規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（1），第1菲涅耳面FSa之壁面部之傾斜角相對變大，因此可防止通過第1菲涅耳面Fsa之光通過第1菲涅耳面FSa之壁面部，可減少眩光。
若條件式（1）之對應值低於下限值，則第1菲涅耳面FSa之壁面部之傾斜角相對變小，因此難以減少眩光。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（1）之下限值設為較佳為3.8亦可。又，將條件式（1）之上限值設為較佳為20.0以下亦可。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，滿足條件式（1）亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之自光軸起至少半徑10 mm之範圍內，滿足以下之條件式（2）。
2.5≦Φ1av/Φ2av ・・・（2） 其中，Φ1av：第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值， Φ2av：第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值。
條件式（2）係針對第1菲涅耳面FSa之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值、與第2菲涅耳面FSb之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值之比例，規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（2），第1菲涅耳面FSa之壁面部之傾斜角相對變大，因此可防止通過第1菲涅耳面Fsa之光通過第1菲涅耳面FSa之壁面部，可減少眩光。
若條件式（2）之對應值低於下限值，則第1菲涅耳面FSa之壁面部之傾斜角相對變小，因此難以減少眩光。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（2）之下限值設為較佳為3.8亦可。又，將條件式（2）之上限值設為較佳為15.0以下亦可。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，滿足條件式（2）亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（3）。
0.3≦fR1/fR2≦1.5 ・・・（3） 其中，fR1：第1菲涅耳透鏡之焦點距離， fR2：第2菲涅耳透鏡之焦點距離。
條件式（3）係針對第1菲涅耳透鏡與第2菲涅耳透鏡之焦點距離之比例規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（3），可使配置於靠近視點EP之側之第1菲涅耳透鏡具有較強之光學倍率（屈光率），可良好地修正像散或慧星像差等各種像差。
若條件式（3）之對應值低於下限值，則第1菲涅耳透鏡之光學倍率相對變得過強，難以修正像散或慧星像差等。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（3）之下限值設為較佳為0.4亦可。若條件式（3）之對應值超過上限值，則第1菲涅耳透鏡之光學倍率相對變弱，難以修正像散或慧星像差等。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（3）之上限值設為較佳為1.2亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（4）。
0＜AS1≦1.4 ・・・（4） 其中，AS1：第1菲涅耳面FSa之菲涅耳段差之縱橫比之最大值。
條件式（4）係針對第1菲涅耳面FSa之菲涅耳段差之縱橫比之最大值規定適當之範圍之條件式。若條件式（4）之對應值超過上限值，則第1菲涅耳面FSa之菲涅耳段差之縱橫比之最大值變得過大，難以製造具備第1菲涅耳透鏡之目鏡光學系統EL。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（4）之上限值設為較佳為1.1亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（5）。
0＜AS2≦1.7 ・・・（5） 其中，AS2：第2菲涅耳面FSb之菲涅耳段差之縱橫比之最大值。
條件式（5）係針對第2菲涅耳面FSb之菲涅耳段差之縱橫比之最大值規定適當之範圍之條件式。若條件式（5）之對應值超過上限值，則第2菲涅耳面FSb之菲涅耳段差之縱橫比之最大值變得過大，難以製造具備第2菲涅耳透鏡之目鏡光學系統EL。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（5）之上限值設為較佳為1.4亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（6）。
2.0≦（2×ω）/TL ・・・（6） 其中，ω：目鏡光學系統EL之視野角， TL：目鏡光學系統EL之總長。
條件式（6）係針對目鏡光學系統EL之視野角與總長之比例規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（6），可實現總長較短且視野角較廣之目鏡光學系統EL。若條件式（6）之對應值低於下限值，則難以縮短目鏡光學系統EL之總長且擴大視野角。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（6）之下限值設為較佳為3.0[Deg/mm] 亦可。又，將條件式（6）之上限值設為較佳為4.5[Deg/mm]以下亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（7）。
0＜X1/TL≦0.80 ・・・（7） 其中，X1：第1菲涅耳透鏡中之視點EP側之透鏡面至觀察物體之距離， TL：目鏡光學系統EL之總長。
條件式（7）係針對第1菲涅耳透鏡中之視點EP側之透鏡面至觀察物體之距離、與目鏡光學系統EL之總長之比例，規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（7），可實現總長較短且視野角較廣之目鏡光學系統EL。若條件式（7）之對應值超過上限值，則難以縮短目鏡光學系統EL之總長而確保適瞳距。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（7）之上限值設為較佳為0.75亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為第1菲涅耳透鏡之光軸上之厚度為第2菲涅耳透鏡之光軸上之厚度以下。藉此，第1菲涅耳透鏡之光軸上之厚度相對變小，因此可使第1菲涅耳面Fsa靠近視點EP側，可良好地修正像散或慧星像差等各種像差。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（8）。
0＜1－（SG1/TH1）≦0.97 ・・・（8） 其中，SG1：第1菲涅耳面FSa之凹陷量之平均值， TH1：第1菲涅耳透鏡之光軸上之厚度。
條件式（8）係針對第1菲涅耳面FSa之凹陷量之平均值、與第1菲涅耳透鏡之光軸上之厚度之比例，規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（8），第1菲涅耳面FSa之凹陷量變大，可減少第1菲涅耳面Fsa中之環帶之數量，因此可減少第1菲涅耳面FSa之不連續部、壁面部、前端部等所引起之眩光。若條件式（8）之對應值超過上限值，則第1菲涅耳面FSa之凹陷量變小，難以減少眩光。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（8）之上限值設為較佳為0.95亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為滿足以下之條件式（9）。
0＜1－（SG2/TH2）≦0.97 ・・・（9） 其中，SG2：第2菲涅耳面FSb之凹陷量之平均值， TH2：第2菲涅耳透鏡之光軸上之厚度。
條件式（9）係針對第2菲涅耳面FSb之凹陷量之平均值、與第2菲涅耳透鏡之光軸上之厚度之比例，規定適當之範圍之條件式。藉由滿足條件式（9），第2菲涅耳面FSb之凹陷量變大，可減少第2菲涅耳面FSb中之環帶之數量，因此可減少第2菲涅耳面FSb之不連續部、壁面部、前端部等所引起之眩光。若條件式（9）之對應值超過上限值，則第2菲涅耳面FSb之凹陷量變小，難以減少眩光。為了確實地表現本實施形態之效果，將條件式（9）之上限值設為較佳為0.95亦可。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為第1菲涅耳透鏡及第2菲涅耳透鏡具有正屈光率。藉此，可良好地修正像差，並且擴大目鏡光學系統EL之視野角且縮短總長。
於本實施形態之目鏡光學系統EL中，較佳為第1菲涅耳透鏡中之視點EP側之透鏡面為平面，第2菲涅耳透鏡中之視點EP側之透鏡面為平面或非球面。藉此可良好地修正像差，並且可擴大目鏡光學系統EL之視野角且縮短總長。
本實施形態之目鏡光學系統EL較佳為由第1菲涅耳透鏡、第2菲涅耳透鏡、及具有非球面之非球面透鏡構成，且非球面透鏡配置於較第2菲涅耳透鏡更靠像側，或者配置於第1菲涅耳透鏡與第2菲涅耳透鏡之間。藉此，可良好地修正像差，並且擴大目鏡光學系統EL之視野角且縮短總長。
本實施形態之頭戴式顯示器係具備上述之構成之目鏡光學系統而構成。作為其具體例，基於圖21對具備上述目鏡光學系統EL之頭戴式顯示器進行說明。圖21所示之頭戴式顯示器1係以固定於使用者之頭部之狀態使用。頭戴式顯示器1係具有圖像顯示部11、目鏡光學系統EL（於圖21中未圖示）、及收容該等之殼體12而構成。又，於殼體12之左右側部配設揚聲器14，該揚聲器14用以對使用者提供聲音資訊。又，於殼體12之後部安裝帶16，該帶16用以將殼體12固定於使用者之頭部。
圖像顯示部11及目鏡光學系統EL係構成為以將殼體12固定於使用者之頭部之狀態，與使用者之眼對向地配置。圖像顯示部11省略詳細之圖示，例如使用液晶顯示元件等而構成。又，目鏡光學系統EL係與使用者之兩眼對應地設置2組。於此種頭戴式顯示器1中，若圖像顯示部11顯示既定之圖像，則來自圖像顯示部11之光透過目鏡光學系統EL而到達至使用者之眼。藉此，使用者可經由目鏡光學系統EL觀察由圖像顯示部11顯示之圖像。根據以上之構成，藉由搭載目鏡光學系統EL，可獲得雖為薄型，但具有較廣之視野角，像散等各種像差得到良好修正之頭戴式顯示器。
此外，圖像顯示部11所顯示之圖像可為靜止圖像為活動圖像亦可。又，圖像顯示部11構成為分別顯示右眼用之視差圖像及左眼用之視差圖像，使用者經由目鏡光學系統EL觀察該視差圖像，藉此識別為立體圖像亦可。又，圖像顯示部11並不限定於與殼體12一體地設置之構成。例如，亦可為以下之構成，即，將與殼體不同體地設置且可顯示圖像之攜帶終端等作為圖像顯示部安裝於殼體而使用。 [實施例]
以下，基於隨附圖式對本案之各實施例進行說明。於圖1、圖5、圖8、圖11、圖14、及圖17中表示第1～第6實施例之目鏡光學系統EL{EL（1）～EL（6）}之透鏡構成及屈光率分配。
於該等圖1、圖5、圖8、圖11、圖14、及圖17中，藉由符號L與數字（或字母）之組合，分別表示各透鏡。該情形時，為了防止符號、數字之種類及數量變多而複雜化，對每個實施例分別獨立地使用符號與數字之組合而表示透鏡群等。因此，即便於實施例間使用相同之符號與數字之組合，亦並非表示相同之構成。
以下表示表1～表6，其中，表1係表示第1實施例中之規格值之表，表2係表示第2實施例中之規格值之表，表3係表示第3實施例中之規格值之表，表4係表示第4實施例中之規格值之表，表5係表示第5實施例中之規格值之表，表6係表示第6實施例中之規格值之表。於各實施例中，作為像差特性之算出對象，選擇d射線（波長λ＝587.6 nm）、e射線（波長λ＝546.1 nm）、g射線（波長λ＝435.8 nm）、C射線（波長λ＝656.3 nm）、F射線（波長λ＝486.1 nm）。
於各表之[規格資料]中，f表示目鏡光學系統之焦點距離，fR1表示第1菲涅耳透鏡之焦點距離，fR2表示第2菲涅耳透鏡之焦點距離，fAS表示非球面透鏡之焦點距離。又，於[規格資料]中，ω表示視野角（單位為「°」），ER表示適瞳距，X1表示第1菲涅耳透鏡中之視點側之透鏡面至圖像顯示部（觀察物體）之距離，TL表示目鏡光學系統之總長（視點至圖像顯示部（觀察物體）之距離）。於[透鏡資料]中，面序號表示自視點側起算之各透鏡面之序號，R表示各透鏡面之曲率半徑，D表示各透鏡面之間隔，nd表示對於d射線（波長λ＝587.6 nm）之折射率，νd表示對於d射線（波長λ＝587.6 nm）之阿貝數。此外，第1列（面序號）之右側所標附之*a表示其透鏡面為非球面。第1列（面序號）之右側所標附之*b表示其透鏡面為非球面形狀之菲涅耳面。曲率半徑之「∞」表示平面或開口，且省略空氣之折射率nd＝1.0000之記載。
關於[非球面資料]中所示之非球面係數，於將與光軸垂直之方向之高度（環帶位置）設為y，將光軸方向之凹陷量設為X（y），將基準球面之曲率半徑（近軸曲率半徑）設為r，將錐形常數設為κ，將n次（n＝2、4、6、8、10、12、14、16、18、20）之非球面係數設為An時，由下式（A）表示。此外，二次非球面係數A2為0，且省略其記載。「E-n」表示「×10-n 」。例如，「1.234E-05」表示「1.234×10-5 」。
X（y）＝（y2 /r）/{1＋（1－（1＋κ）×y2 /r2 ）1/2 } ＋A4×y4 ＋A6×y6 ＋A8×y8 ＋A10×y10 ＋A12×y12 ＋A14×y14 ＋A16×y16 ＋A18×y18 ＋A20×y20 …（A）
於[菲涅耳面資料]中，Φ1mx表示第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值，Φ2mx表示第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值，Φ1av表示第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值，Φ2av表示第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值。又，於[菲涅耳面資料]中，AS1表示第1菲涅耳面之菲涅耳段差之縱橫比之最大值，AS2表示第2菲涅耳面之菲涅耳段差之縱橫比之最大值，SG1表示第1菲涅耳面之凹陷量之平均值，SG2表示第2菲涅耳面之凹陷量之平均值。此外，於[菲涅耳面資料]中，分別表示第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之自光軸起半徑10 mm之範圍內之值、以及第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內之值。於[條件式對應值]中分別表示各條件式之對應值。
此外，以下之全部之規格值中所記載之焦點距離f、曲率半徑R、其他長度之單位一般使用「mm」，但光學系統即便比例放大或比例縮小，亦可獲得同等之光學性能，因此並不限定於此。至此為止之表之說明於全部之實施例中共通，且以下省略重複之說明。
（第1實施例） 首先，使用圖1～圖4及表1對本案之第1實施例進行說明。各實施例之目鏡光學系統係用作用以觀察由圖像顯示部11顯示之圖像之目鏡光學系統者。圖1係第1實施例之目鏡光學系統EL（1）之透鏡構成圖。第1實施例之目鏡光學系統EL（1）係由自視點EP側起依序排列之具有正屈光率之平凸形狀之第1透鏡L1、具有正屈光率之平凸形狀之第2透鏡L2、及具有負屈光率之彎月形狀之第3透鏡L3構成。
第1透鏡L1係於圖像顯示部11側（觀察物體側）之透鏡面形成有非球面形狀之第1菲涅耳面Fsa之第1菲涅耳透鏡。第2透鏡L2係於圖像顯示部11側之透鏡面形成有非球面形狀之第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡。圖4係示意性地表示第1菲涅耳面FSa之壁面部（相對於光軸）之傾斜角Φ1、及第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2之變化之曲線。如圖4所示，於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部之傾斜角Φ1大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2。又，第1透鏡L1（第1菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度小於第2透鏡L2（第2菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度。第3透鏡L3係兩側之透鏡面形成為非球面形狀之非球面透鏡。第3透鏡L3係使凹面朝向圖像顯示部11側而配置。
於以下之表1中表示第1實施例中之各規格。
（表1） [規格資料] f＝23.75 fR1＝41.06 fR2＝52.36 fAS＝-464.38 ω＝±60° ER＝10.00 X1＝27.59 TL＝37.59 [透鏡資料] 面序號 R D nd νd 1 ∞ 1.32 1.6417 23.9 2*b -26.345 0.11 3 ∞ 1.43 1.4929 57.1 4*b -25.80658841 0.11 5*a -103.07 5.5 1.6417 23.9 6*a 74.9845136 19.12174528 [非球面資料] 第2面 κ＝0.0000 A4＝-3.02E-06，A6＝4.26E-08，A8＝4.40E-12，A10＝-2.29E-14，A12＝3.82E-18 A14＝-1.21E-20，A16＝1.34E-22，A18＝-1.71E-25，A20＝1.54E-29 第4面 κ＝-4.8481 A4＝0.00E+00，A6＝-1.31E-08，A8＝1.49E-11，A10＝-1.72E-14，A12＝-3.05E-17 A14＝2.43E-20，A16＝3.81E-23，A18＝-5.73E-27，A20＝-1.08E-29 第5面 κ＝0.0000 A4＝-3.64E-06，A6＝5.06E-08，A8＝-6.35E-11，A10＝4.79E-14，A12＝-1.06E-16 A14＝1.78E-19，A16＝-1.82E-22，A18＝1.21E-25，A20＝-3.69E-29 第6面 κ＝0.0000 A4＝-1.26E-05，A6＝2.09E-08，A8＝2.53E-12，A10＝2.06E-14，A12＝-9.58E-17 A14＝3.18E-20，A16＝-5.92E-23，A18＝1.08E-26，A20＝1.67E-28 [菲涅耳面資料] 半徑10 mm之範圍內 有效徑之範圍內 Φ1mx 14.52° 17.06° Φ2mx 3.75° 6.27° Φ1av 9.79° 13.33° Φ2av 2.54° 3.89° AS1 0.40 0.55 AS2 0.32 0.78 SG1 0.40 0.40 SG2 0.40 0.40 [條件式對應值] 條件式（1） Φ1mx/Φ2mx＝3.9（半徑10 mm），2.7（有效徑） 條件式（2） Φ1av/Φ2av＝3.9（半徑10 mm），3.4（有效徑） 條件式（3） fR1/fR2＝0.8 條件式（4） AS1＝0.55 條件式（5） AS2＝0.78 條件式（6） （2×ω）/TL＝3.2 條件式（7） X1/TL＝0.73 條件式（8） 1－（SG1/TH1）＝0.70 條件式（9） 1－（SG2/TH2）＝0.72
圖2係第1實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。圖3係第1實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。於各像差圖中，d表示d射線（波長λ＝587.6 nm），e表示e射線（波長λ＝546.1 nm），g表示g射線（波長λ＝435.8 nm），C表示C射線（波長λ＝656.3 nm），F表示F射線（波長λ＝486.1 nm）。於像散圖中，實線表示弧矢像面，虛線表示子午像面。於橫向像差圖中，RFH表示像高比（Relative Field Height）。此外，於以下所示之各實施例之像差圖中，亦使用與本實施例相同之符號，且省略重複之說明。並且，根據各像差圖，可知於第1實施例中，各種像差得到良好修正，具有優異之成像性能。
（第2實施例） 以下，使用圖5～圖7及表2對本案之第2實施例進行說明。圖5係第2實施例之目鏡光學系統EL（2）之透鏡構成圖。第2實施例之目鏡光學系統EL（2）係由自視點EP側起依序排列之具有正屈光率之平凸形狀之第1透鏡L1、具有正屈光率之兩凸形狀之第2透鏡L2、及具有正屈光率之彎月形狀之第3透鏡L3構成。
第1透鏡L1係於圖像顯示部11側（觀察物體側）之透鏡面形成有非球面形狀之第1菲涅耳面Fsa之第1菲涅耳透鏡。第2透鏡L2係於圖像顯示部11側之透鏡面形成有非球面形狀之第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部（相對於光軸）之傾斜角Φ1大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2。又，第1透鏡L1（第1菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度小於第2透鏡L2（第2菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度。第3透鏡L3係兩側之透鏡面形成為非球面形狀之非球面透鏡。第3透鏡L3係使凹面朝向圖像顯示部11側而配置。
於以下之表2中表示第2實施例中之各規格。
（表2） [規格資料] f＝21.43 fR1＝38.85 fR2＝47.20 fAS＝5259.46 ω＝±60° ER＝10.00 X1＝25.00 TL＝35.00 [透鏡資料] 面序號 R D nd νd 1 ∞ 1.1 1.6417 23.9 2*b -24.93289768 0.1 3*a 285.5784198 3.0 1.4929 57.1 4*b -25.23933282 0.1 5*a 62.44932864 2.2 1.6417 23.9 6*a 62.75050821 18.49922142 [非球面資料] 第2面 κ＝0.0000 A4＝-4.64E-07，A6＝6.19E-08，A8＝-1.98E-11，A10＝-7.69E-14，A12＝7.49E-17 A14＝-2.68E-19，A16＝5.85E-22，A18＝-7.31E-25，A20＝1.26E-27 第3面 κ＝131.6841 A4＝0.00E+00，A6＝8.32E-09，A8＝1.10E-11，A10＝2.56E-16，A12＝1.51E-17 A14＝-9.59E-20，A16＝5.42E-23，A18＝-1.52E-25，A20＝-6.15E-28 第4面 κ＝-2.8009 A4＝0.00E+00，A6＝-8.67E-09，A8＝1.23E-11，A10＝-9.93E-15，A12＝-3.43E-17 A14＝-3.00E-20，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第5面 κ＝5.6643 A4＝0.00E+00，A6＝8.80E-08，A8＝-1.01E-10，A10＝-4.09E-14，A12＝0.00E+00 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第6面 κ＝0.0000 A4＝3.32E-06，A6＝4.74E-08，A8＝-4.93E-11，A10＝9.21E-14，A12＝-1.65E-16 A14＝1.81E-19，A16＝-1.02E-22，A18＝-3.35E-25，A20＝-7.80E-28 [菲涅耳面資料] 半徑10 mm之範圍內 有效徑之範圍內 Φ1mx 14.52° 17.23° Φ2mx 1.98° 2.27° Φ1av 9.74° 13.19° Φ2av 1.66° 1.94° AS1 0.40 0.63 AS2 0.35 1.04 SG1 0.40 0.40 SG2 0.40 0.40 [條件式對應值] 條件式（1） Φ1mx/Φ2mx＝7.3（半徑10 mm），7.6（有效徑） 條件式（2） Φ1av/Φ2av＝5.9（半徑10 mm），6.8（有效徑） 條件式（3） fR1/fR2＝0.8 條件式（4） AS1＝0.63 條件式（5） AS2＝1.04 條件式（6） （2×ω）/TL＝3.4 條件式（7） X1/TL＝0.71 條件式（8） 1－（SG1/TH1）＝0.64 條件式（9） 1－（SG2/TH2）＝0.87
圖6係第2實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。圖7係第2實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。並且，根據各像差圖，可知於第2實施例中，各種像差得到良好修正，具有優異之成像性能。
（第3實施例） 以下，使用圖8～圖10及表3對本案之第3實施例進行說明。圖8係第3實施例之目鏡光學系統EL（3）之透鏡構成圖。第3實施例之目鏡光學系統EL（3）係由自視點EP側起依序排列之具有正屈光率之平凸形狀之第1透鏡L1、具有正屈光率之平凸形狀之第2透鏡L2、及具有正屈光率之彎月形狀之第3透鏡L3構成。
第1透鏡L1係於圖像顯示部11側（觀察物體側）之透鏡面形成有非球面形狀之第1菲涅耳面Fsa之第1菲涅耳透鏡。第2透鏡L2係於圖像顯示部11側之透鏡面形成有非球面形狀之第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部（相對於光軸）之傾斜角Φ1大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2。又，第1透鏡L1（第1菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度小於第2透鏡L2（第2菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度。第3透鏡L3係兩側之透鏡面形成為非球面形狀之非球面透鏡。第3透鏡L3係使凹面朝向圖像顯示部11側而配置。
於以下之表3中表示第3實施例中之各規格。
（表3） [規格資料] f＝21.83 fR1＝45.93 fR2＝45.72 fAS＝1697.11 ω＝±60° ER＝10.00 X1＝25.02 TL＝35.02 [透鏡資料] 面序號 R D nd νd 1 ∞ 1.1 1.4929 57.1 2*b -22.63809936 0.1 3 ∞ 1.2 1.4929 57.1 4*b -22.53696051 0.1 5*a 42.28425339 6.0 1.4929 57.1 6*a 42.44901922 16.51779778 [非球面資料] 第2面 κ＝0.0000 A4＝-6.48E-06，A6＝5.57E-08，A8＝-2.56E-12，A10＝-1.96E-14，A12＝1.12E-17 A14＝-2.83E-19，A16＝6.60E-22，A18＝-4.59E-25，A20＝2.04E-27 第4面 κ＝-3.0432 A4＝0.00E+00，A6＝-1.36E-08，A8＝1.99E-11，A10＝-6.89E-14，A12＝-6.72E-17 A14＝-1.51E-21，A16＝3.45E-22，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第5面 κ＝0.0000 A4＝-2.98E-06，A6＝7.93E-08，A8＝-1.48E-10，A10＝1.42E-13，A12＝-2.25E-16 A14＝7.13E-19，A16＝-7.41E-22，A18＝3.69E-25，A20＝-1.01E-27 第6面 κ＝0.0000 A4＝-1.24E-05，A6＝4.50E-08，A8＝2.30E-11，A10＝2.93E-14，A12＝-2.78E-16 A14＝9.06E-20，A16＝-1.03E-22，A18＝-1.48E-26，A20＝5.03E-29 [菲涅耳面資料] 半徑10 mm之範圍內 有效徑之範圍內 Φ1mx 15.98° 18.60° Φ2mx 3.71° 4.46° Φ1av 10.58° 14.22° Φ2av 2.46° 3.47° AS1 0.49 1.00 AS2 0.38 1.01 SG1 0.40 0.40 SG2 0.40 0.40 [條件式對應值] 條件式（1） Φ1mx/Φ2mx＝4.3（半徑10 mm），4.2（有效徑） 條件式（2） Φ1av/Φ2av＝4.3（半徑10 mm），4.1（有效徑） 條件式（3） fR1/fR2＝1.0 條件式（4） AS1＝1.00 條件式（5） AS2＝1.01 條件式（6） （2×ω）/TL＝3.4 條件式（7） X1/TL＝0.71 條件式（8） 1－（SG1/TH1）＝0.64 條件式（9） 1－（SG2/TH2）＝0.67
圖9係第3實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。圖10係第3實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。並且，根據各像差圖，可知於第3實施例中，各種像差得到良好修正，具有優異之成像性能。
（第4實施例） 以下，使用圖11～圖13及表4對本案之第4實施例進行說明。圖11係第4實施例之目鏡光學系統EL（4）之透鏡構成圖。第4實施例之目鏡光學系統EL（4）係由自視點EP側起依序排列之具有正屈光率之平凸形狀之第1透鏡L1、具有正屈光率之兩凸形狀之第2透鏡L2、及具有正屈光率之兩凸形狀之第3透鏡L3構成。
第1透鏡L1係於圖像顯示部11側（觀察物體側）之透鏡面形成有非球面形狀之第1菲涅耳面FSa之第1菲涅耳透鏡。第2透鏡L2係兩側之透鏡面形成為非球面形狀之非球面透鏡。第3透鏡L3係於圖像顯示部11側之透鏡面形成有非球面形狀之第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部（相對於光軸）之傾斜角Φ1大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2。又，第1透鏡L1（第1菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度小於第3透鏡L3（第2菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度。
於以下之表4中表示第4實施例中之各規格。
（表4） [規格資料] f＝22.88 fR1＝41.82 fR2＝88.17 fAS＝96.83 ω＝±55° ER＝10.00 X1＝27.30 TL＝37.29 [透鏡資料] 面序號 R D nd νd 1 ∞ 1.0 1.6417 23.9 2*b -26.83854337 0.23 3*a 169.4608931 4.02 1.4929 57.1 4*a -65.92241449 0.1 5*a 242.729204 2.0 1.4929 57.1 6*b -52.78935144 19.9392062 [非球面資料] 第2面 κ＝0.0000 A4＝-1.14E-05，A6＝5.21E-08，A8＝-8.48E-11，A10＝9.98E-14，A12＝0.00E+00 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第3面 κ＝0.0000 A4＝7.15E-07，A6＝0.00E+00，A8＝0.00E+00，A10＝0.00E+00，A12＝0.00E+00 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第4面 κ＝0.0000 A4＝1.80E-05，A6＝-5.08E-08，A8＝2.05E-10，A10＝-7.54E-13，A12＝2.43E-15 A14＝-5.85E-18，A16＝9.73E-21，A18＝-9.48E-24，A20＝4.12E-27 第5面 κ＝0.0000 A4＝-5.31E-06，A6＝8.07E-09，A8＝7.20E-12，A10＝8.05E-15，A12＝0.00E+00 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第6面 κ＝0.0000 A4＝-1.26E-06，A6＝-3.27E-09，A8＝-1.03E-11，A10＝2.41E-14，A12＝-8.99E-17 A14＝2.24E-19，A16＝-2.88E-22，A18＝3.28E-25，A20＝-1.26E-28 [菲涅耳面資料] 半徑10 mm之範圍內 有效徑之範圍內 Φ1mx 14.28° 15.47° Φ2mx 0.99° 0.99° Φ1av 9.83° 8.02° Φ2av 0.81° 0.28° AS1 0.42 0.83 AS2 0.20 0.58 SG1 0.40 0.40 SG2 0.40 0.40 [條件式對應值] 條件式（1） Φ1mx/Φ2mx＝14.4（半徑10 mm），15.6（有效徑） 條件式（2） Φ1av/Φ2av＝12.1（半徑10 mm），28.6（有效徑） 條件式（3） fR1/fR2＝0.5 條件式（4） AS1＝0.83 條件式（5） AS2＝0.58 條件式（6） （2×ω）/TL＝2.9 條件式（7） X1/TL＝0.73 條件式（8） 1－（SG1/TH1）＝0.60 條件式（9） 1－（SG2/TH2）＝0.80
圖12係第4實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。圖13係第4實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。並且，根據各像差圖，可知於第4實施例中，各種像差得到良好修正，具有優異之成像性能。
（第5實施例） 以下，使用圖14～圖16及表5對本案之第5實施例進行說明。圖14係第5實施例之目鏡光學系統EL（5）之透鏡構成圖。第5實施例之目鏡光學系統EL（5）係由自視點EP側起依序排列之具有正屈光率之平凸形狀之第1透鏡L1、及具有正屈光率之兩凸形狀之第2透鏡L2構成。
第1透鏡L1係於圖像顯示部11側（觀察物體側）之透鏡面形成有非球面形狀之第1菲涅耳面Fsa之第1菲涅耳透鏡。第2透鏡L2係於圖像顯示部11側之透鏡面形成有非球面形狀之第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部（相對於光軸）之傾斜角Φ1大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2。又，第1透鏡L1（第1菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度小於第2透鏡L2（第2菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度。
於以下之表5中表示第5實施例中之各規格。
（表5） [規格資料] f＝22.40 fR1＝45.48 fR2＝40.54 ω＝±55° ER＝10.00 X1＝27.50 TL＝37.50 [透鏡資料] 面序號 R D nd νd 1 ∞ 1.0 1.4929 57.1 2*b -22.41921895 0.1 3*a 80.0 7.0 1.4929 57.1 4*b -25.86626893 19.4 [非球面資料] 第2面 κ＝-0.9038 A4＝0.00E+00，A6＝-1.21E-08，A8＝-9.16E-11，A10＝-2.85E-14，A12＝5.48E-16 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第3面 κ＝8.0000 A4＝0.00E+00，A6＝0.00E+00，A8＝0.00E+00，A10＝0.00E+00，A12＝0.00E+00 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第4面 κ＝-0.9318 A4＝0.00E+00，A6＝2.60E-08，A8＝1.75E-10，A10＝-9.77E-13，A12＝2.57E-16 A14＝4.85E-18，A16＝-6.10E-21，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 [菲涅耳面資料] 半徑10 mm之範圍內 有效徑之範圍內 Φ1mx 16.09° 18.83° Φ2mx 1.36° 1.36° Φ1av 10.65° 9.29° Φ2av 1.27° 0.53° AS1 0.46 1.06 AS2 0.37 0.64 SG1 0.40 0.40 SG2 0.40 0.40 [條件式對應值] 條件式（1） Φ1mx/Φ2mx＝11.8（半徑10 mm），13.8（有效徑） 條件式（2） Φ1av/Φ2av＝8.4（半徑10 mm），17.5（有效徑） 條件式（3） fR1/fR2＝1.1 條件式（4） AS1＝1.06 條件式（5） AS2＝0.64 條件式（6） （2×ω）/TL＝2.9 條件式（7） X1/TL＝0.73 條件式（8） 1－（SG1/TH1）＝0.60 條件式（9） 1－（SG2/TH2）＝0.94
圖15係第5實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。圖16係第5實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。並且，根據各像差圖，可知於第5實施例中，各種像差得到良好修正，具有優異之成像性能。
（第6實施例） 以下，使用圖17～圖19及表6對本案之第6實施例進行說明。圖17係第6實施例之目鏡光學系統EL（6）之透鏡構成圖。第6實施例之目鏡光學系統EL（6）係由自視點EP側起依序排列之具有正屈光率之平凸形狀之第1透鏡L1、及具有正屈光率之兩凸形狀之第2透鏡L2構成。
第1透鏡L1係於圖像顯示部11側（觀察物體側）之透鏡面形成有非球面形狀之第1菲涅耳面Fsa之第1菲涅耳透鏡。第2透鏡L2係於圖像顯示部11側之透鏡面形成有非球面形狀之第2菲涅耳面FSb之第2菲涅耳透鏡。於第1菲涅耳面FSa及第2菲涅耳面FSb中之整體之（有效徑之）範圍內，於構成第1菲涅耳面FSa之複數個壁面部及構成第2菲涅耳面FSb之複數個壁面部中，第1菲涅耳面FSa之壁面部（相對於光軸）之傾斜角Φ1大於自光軸側起算為相同順序之第2菲涅耳面FSb之壁面部之傾斜角Φ2。又，第1透鏡L1（第1菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度小於第2透鏡L2（第2菲涅耳透鏡）之光軸上之厚度。
於以下之表6中表示第6實施例中之各規格。
（表6） [規格資料] f＝23.82 fR1＝44.35 fR2＝49.98 ω＝±55° ER＝10.00 X1＝26.10 TL＝36.10 [透鏡資料] 面序號 R D nd νd 1 ∞ 1.0 1.4929 57.1 2*b -21.85902417 0.1 3*a 200.0 2.0 1.4929 57.1 4*b -28.0 22.96794732 [非球面資料] 第2面 κ＝-0.8947 A4＝0.00E+00，A6＝-1.03E-08，A8＝-7.80E-11，A10＝-2.51E-15，A12＝7.46E-16 A14＝4.47E-20，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第3面 κ＝8.0000 A4＝0.00E+00，A6＝0.00E+00，A8＝0.00E+00，A10＝0.00E+00，A12＝0.00E+00 A14＝0.00E+00，A16＝0.00E+00，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 第4面 κ＝-0.7110 A4＝0.00E+00，A6＝1.41E-08，A8＝3.51E-12，A10＝-1.96E-13，A12＝2.81E-15 A14＝-1.26E-17，A16＝1.50E-20，A18＝0.00E+00，A20＝0.00E+00 [菲涅耳面資料] 半徑10 mm之範圍內 有效徑之範圍內 Φ1mx 15.94° 18.53° Φ2mx 3.12° 3.12° Φ1av 10.58° 9.19° Φ2av 2.32° 1.46° AS1 0.47 0.84 AS2 0.36 1.17 SG1 0.40 0.40 SG2 0.40 0.40 [條件式對應值] 條件式（1） Φ1mx/Φ2mx＝5.1（半徑10 mm），5.9（有效徑） 條件式（2） Φ1av/Φ2av＝4.6（半徑10 mm），6.3（有效徑） 條件式（3） fR1/fR2＝0.9 條件式（4） AS1＝0.84 條件式（5） AS2＝1.17 條件式（6） （2×ω）/TL＝3.0 條件式（7） X1/TL＝0.72 條件式（8） 1－（SG1/TH1）＝0.60 條件式（9） 1－（SG2/TH2）＝0.80
圖18係第6實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。圖19係第6實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。並且，根據各像差圖，可知於第6實施例中，各種像差得到良好修正，具有優異之成像性能。
以上，根據各實施例，可實現雖為薄型，但具有較廣之視野角，像散等各種像差得到良好修正之目鏡光學系統。
此外，以下之內容可於無損本實施形態之光學系統之光學性能之範圍內適宜採用。
作為本實施形態之目鏡光學系統之數值實施例，表示了2片及3片構成者，但本案並不限定於此，亦可構成其他構成（例如4片等）之目鏡光學系統。具體而言，亦可為於本實施形態之目鏡光學系統之最靠物體側或最靠像面側追加透鏡或透鏡群之構成。
透鏡面可以球面或平面形成，以非球面形成亦可。於透鏡面為球面或平面之情形時，透鏡加工及組裝調整變得容易，可防止加工及組裝調整之誤差所致之光學性能之劣化。
於透鏡面為非球面之情形時，非球面可為利用研磨加工形成之非球面、使玻璃於模具中形成為非球面形狀之玻璃鑄模非球面、於玻璃之表面使樹脂形成為非球面形狀之複合型非球面中之任一種。又，透鏡面可設為繞射光學面，將透鏡設為折射率分佈型透鏡（GRIN透鏡）或塑膠透鏡亦可。
對於各透鏡面，為了減輕眩光或重像而達成對比度較高之光學性能，施加於較廣之波長區域內具有較高之透過率之抗反射膜亦可。藉此，可減輕眩光或重像，而達成高對比度較高之光學性能。
1‧‧‧頭戴式顯示器 11‧‧‧圖像顯示部（觀察物體） 12‧‧‧殼體 14‧‧‧揚聲器 16‧‧‧帶 C、d、e、F、g‧‧‧射線 EL、EL(1)~EL(6)‧‧‧目鏡光學系統 EP‧‧‧視點 FSa‧‧‧第1菲涅耳面 FSb‧‧‧第2菲涅耳面 L1‧‧‧第1透鏡 L2‧‧‧第2透鏡 L3‧‧‧第3透鏡 α‧‧‧菲涅耳面之切線與光軸所成之角 θ‧‧‧切線角 Φ1、Φ2‧‧‧傾斜角
圖1係第1實施例之目鏡光學系統之透鏡構成圖。 圖2係第1實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。 圖3係第1實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。 圖4係表示第1實施例之目鏡光學系統之菲涅耳面之傾斜角的曲線。 圖5係第2實施例之目鏡光學系統之透鏡構成圖。 圖6係第2實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。 圖7係第2實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。 圖8係第3實施例之目鏡光學系統之透鏡構成圖。 圖9係第3實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。 圖10係第3實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。 圖11係第4實施例之目鏡光學系統之透鏡構成圖。 圖12係第4實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。 圖13係第4實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。 圖14係第5實施例之目鏡光學系統之透鏡構成圖。 圖15係第5實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。 圖16係第5實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。 圖17係第6實施例之目鏡光學系統之透鏡構成圖。 圖18係第6實施例之目鏡光學系統之各種像差圖。 圖19係第6實施例之目鏡光學系統之橫向像差圖。 圖20（A）係表示菲涅耳面之一例之示意圖，（B）係用以說明菲涅耳面之縱橫比及傾斜角之示意圖。 圖21係頭戴式顯示器之外觀圖。
1‧‧‧頭戴式顯示器
11‧‧‧圖像顯示部(觀察物體)
EL‧‧‧目鏡光學系統
L1‧‧‧第1透鏡
L2‧‧‧第2透鏡
L3‧‧‧第3透鏡
EP‧‧‧視點
FSa‧‧‧第1菲涅耳面
FSb‧‧‧第2菲涅耳面

Claims (15)

  1. 一種目鏡光學系統，其具備：第1菲涅耳透鏡，其於觀察物體側之透鏡面形成有第1菲涅耳面；及第2菲涅耳透鏡，其配置於較上述第1菲涅耳透鏡更靠觀察物體側且於觀察物體側之透鏡面形成有第2菲涅耳面；且於上述第1菲涅耳面及上述第2菲涅耳面中之自光軸起至少半徑10mm之範圍內，於構成上述第1菲涅耳面之複數個壁面部及構成上述第2菲涅耳面之複數個壁面部中，上述第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角大於自光軸側起算為相同順序之上述第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角；且滿足以下之條件式：0.8≦fR1/fR2≦1.5，其中，fR1：上述第1菲涅耳透鏡之焦點距離，fR2：上述第2菲涅耳透鏡之焦點距離。
  2. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其中於自上述光軸起至少半徑10mm之範圍內，上述第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角大於上述第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角。
  3. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其中於上述第1菲涅耳面及上述第2菲涅耳面中之自光軸起至少半徑10mm之範圍內，滿足以下之條件式：2.5≦Φ1mx/Φ2mx，其中，Φ1mx：上述第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值，Φ2mx：上述第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之最大值。
  4. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其中於上述第1菲涅耳面及上述第2菲涅耳面中之自光軸起至少半徑10mm之範圍內，滿足以下之條件式：2.5≦Φ1av/Φ2av，其中，Φ1av：上述第1菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值， Φ2av：上述第2菲涅耳面之壁面部相對於光軸之傾斜角之平均值。
  5. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其滿足以下之條件式：0<AS1≦1.4，其中，AS1：上述第1菲涅耳面之菲涅耳段差之縱橫比之最大值。
  6. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其滿足以下之條件式：0<AS2≦1.7，其中，AS2：上述第2菲涅耳面之菲涅耳段差之縱橫比之最大值。
  7. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其滿足以下之條件式：2.0≦(2×ω)/TL，其中，ω：上述目鏡光學系統之視野角，TL：上述目鏡光學系統之總長。
  8. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其滿足以下之條件式：0<X1/TL≦0.80，其中，X1：上述第1菲涅耳透鏡中之視點側之透鏡面至觀察物體之距離，TL：上述目鏡光學系統之總長。
  9. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其中上述第1菲涅耳透鏡之光軸上之厚度為上述第2菲涅耳透鏡之光軸上之厚度以下。
  10. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其滿足以下之條件式：0<1-(SG1/TH1)≦0.97，其中，SG1：上述第1菲涅耳面之凹陷量之平均值，TH1：上述第1菲涅耳透鏡之光軸上之厚度。
  11. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其滿足以下之條件式：0<1-(SG2/TH2)≦0.97，其中，SG2：上述第2菲涅耳面之凹陷量之平均值， TH2：上述第2菲涅耳透鏡之光軸上之厚度。
  12. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其中上述第1菲涅耳透鏡及上述第2菲涅耳透鏡具有正屈光率。
  13. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其中上述第1菲涅耳透鏡中之視點側之透鏡面為平面，上述第2菲涅耳透鏡中之視點側之透鏡面為平面或非球面。
  14. 如請求項1所述之目鏡光學系統，其由上述第1菲涅耳透鏡、上述第2菲涅耳透鏡、及具有非球面之非球面透鏡構成，且上述非球面透鏡配置於較上述第2菲涅耳透鏡更靠觀察物體側，或者配置於上述第1菲涅耳透鏡與上述第2菲涅耳透鏡之間。
  15. 一種頭戴式顯示器，其具備：圖像顯示部，其可顯示圖像；及目鏡光學系統，其用以觀察顯示於上述圖像顯示部之圖像；且上述目鏡光學系統為如請求項1至14中任一項所述之目鏡光學系統。
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