WO2018008249A1 - 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ - Google Patents
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- G02B5/1814—Diffraction gratings structurally combined with one or more further optical elements, e.g. lenses, mirrors, prisms or other diffraction gratings
Definitions
- the present invention relates to an eyepiece optical system and a head mounted display.
- Patent Document 1 discloses a head mounted display including an eyepiece optical system.
- Such an eyepiece optical system is preferably thin from the viewpoint of reducing the weight.
- An eyepiece optical system includes a first lens group having a positive refractive power and a second lens group having a positive refractive power, which are arranged in order from the eye point side, and the first lens group.
- one of the second lens groups includes a cemented lens in which at least two optical members are cemented, and a cemented surface of the cemented lens is a diffractive optical surface constituting a diffraction grating, and the first lens group At least one of the lenses constituting the second lens group is a Fresnel surface.
- the eyepiece optical system EL according to the present embodiment can be used for observing an image displayed on the image display unit 11, for example.
- the eyepiece optical system EL according to the present embodiment may be the eyepiece optical system EL (2) shown in FIG. 6, the eyepiece optical system EL (3) shown in FIG. 11, or the eyepiece optical system EL (4) shown in FIG. But you can.
- the lens surface on one side of the cemented lens is a Fresnel surface.
- the Fresnel surface or the aspherical lens surface in the present specification is a concept that does not include the cemented surface of the cemented lens.
- the lens surface different from the Fresnel surface in the cemented lens is an aspherical surface. Thereby, various aberrations such as astigmatism can be corrected satisfactorily.
- one of the first lens group G1 and the second lens group G2 is composed of a cemented lens having a positive refractive power, and the first lens group G1 and the second lens group G2.
- the other is preferably composed of one lens having positive refractive power.
- the second lens group G2 may be composed of a cemented lens having positive refractive power
- the first lens group G1 may be composed of one lens having positive refractive power.
- the eyepiece optical system EL includes the first lens group G1, the second lens group G2, and the third lens group G3 having an aspheric lens, which are arranged in order from the eye point EP side. It may be provided. Thereby, various aberrations such as astigmatism can be corrected satisfactorily. Further, the aspect ratio of the Fresnel step on the Fresnel surface can be designed to be small, and an eyepiece optical system that is easy to manufacture can be obtained.
- the focal length of the first lens group G1 may be shorter than the focal length of the second lens group G2.
- the first lens group G1 close to the pupil position (exit pupil position) of the eyepiece optical system EL has a strong refractive power (power), so that various aberrations such as spherical aberration can be corrected well. it can.
- each of the first lens group G1 and the second lens group G2 has a lens having a Fresnel surface and satisfies the following conditional expression (1).
- fR1 the focal length of the lens in which the Fresnel surface in the first lens group G1 is formed
- fR2 focal length of the lens on which the Fresnel surface is formed in the second lens group G2.
- Conditional expression (1) is a conditional expression that defines an appropriate range for the ratio of the focal lengths of the lens having the Fresnel surface formed in the first lens group G1 and the lens having the Fresnel surface formed in the second lens group G2. is there.
- conditional expression (1) the focal length of the lens on which the Fresnel surface is formed in the first lens group G1 becomes shorter than the focal length of the lens on which the Fresnel surface is formed in the second lens group G2. That is, the refractive power (power) of the lens on which the Fresnel surface is formed in the first lens group G1 is larger than the refractive power of the lens on which the Fresnel surface is formed in the second lens group G2.
- the focal length of the lens on which the Fresnel surface is formed in the first lens group G1 is greater than the focal length of the lens on which the Fresnel surface is formed in the second lens group G2. become longer. For this reason, it is difficult to give strong power to the lens on which the Fresnel surface is formed in the first lens group G1, and it is difficult to correct various aberrations such as spherical aberration.
- conditional expression (1) is preferably less than 1.80, and more preferably less than 1.70.
- the cemented lens is cemented via a contact multilayer diffractive optical element DOE including a first optical element element DE1 and a second optical element element DE2, and the first It is preferable that a diffractive optical surface constituting the diffraction grating DG is formed at the interface between the optical element element DE1 and the second optical element element DE2.
- a desired wavelength region for example, visible light region
- the first optical element element DE1 made of the first optical material and the first optical material have different refractive indexes and dispersion values.
- a second optical element element DE2 made of the above optical material At the interface between the first optical element element DE1 and the second optical element element DE2, a diffractive optical surface constituting a diffraction grating DG having a sawtooth shape in cross section is formed in an annular shape.
- the grating pitch of the diffraction grating DG in the diffractive optical element DOE of the present embodiment is different for each position in the radial direction of the diffractive optical element DOE.
- the inclination angle is near the average value of the maximum angle of the emitted light and the minimum angle of the incident light.
- the wall surface portion FW is inclined so that the inclination angle is near the minimum angle of the incident light beam, whereby the light beam is refracted or reflected on the wall surface portion FW. Can be reduced.
- based on the tangent angle ⁇ is defined as the aspect ratio of the Fresnel step on each Fresnel surface.
- the Fresnel surface may be formed in a spherical shape, may be formed in an aspherical shape, or may be formed in a straight line shape in cross section.
- f focal length of the eyepiece optical system EL
- fDOE focal length of the diffractive optical element DOE
- Conditional expression (2) is a conditional expression that defines an appropriate range for the ratio of the focal lengths of the eyepiece optical system EL and the diffractive optical element DOE. If the corresponding value of the conditional expression (2) exceeds the upper limit value, the power of the diffractive optical element DOE is too strong for the eyepiece optical system EL, so that the pitch of the diffraction grating DG formed on the diffractive optical element DOE becomes too small. Thus, it becomes difficult to manufacture the eyepiece optical system EL including the diffractive optical element DOE.
- the upper limit value of conditional expression (2) may be preferably 0.10.
- the first lens group G1 has a lens on which a Fresnel surface is formed and satisfies the following conditional expression (3).
- f focal length of the eyepiece optical system EL
- fR1 The focal length of the lens on which the Fresnel surface is formed in the first lens group G1.
- Conditional expression (5) is a conditional expression that defines an appropriate range for the maximum value of the aspect ratio of the Fresnel step on the Fresnel surface in the second lens group G2.
- the maximum value of the aspect ratio of the Fresnel step of the Fresnel surface in the second lens group G2 becomes too large, and an eyepiece optical system including a lens on which the Fresnel surface is formed. Production of EL becomes difficult.
- the upper limit value of conditional expression (5) may be preferably 1.5.
- the image display unit 11 and the eyepiece optical system EL are configured so as to face the user's eyes in a state where the housing 12 is fixed to the user's head.
- the image display unit 11 is configured using, for example, a liquid crystal display element.
- Two sets of eyepiece optical systems EL are provided corresponding to both eyes of the user. In such a head mounted display 1, when the image display unit 11 displays a predetermined image, light from the image display unit 11 passes through the eyepiece optical system EL and reaches the user's eyes. Thereby, the user can see the image displayed on the image display unit 11 through the eyepiece optical system EL.
- the image displayed by the image display unit 11 may be a still image or a moving image.
- each lens group is represented by a combination of symbol G and a number (or alphabet), and each lens is represented by a combination of symbol L and a number (or alphabet).
- lens groups and the like are represented by using a combination of codes and numbers independently for each embodiment. For this reason, even if the combination of the same code
- f is the focal length of the eyepiece optical system
- fDOE is the focal length of the diffractive optical element
- fR1 is the focal length of the lens on which the first Fresnel surface is formed
- fR2 is the second.
- the focal length of the lens in which the Fresnel surface was formed is shown, respectively.
- ⁇ represents a viewing angle (unit: “°”)
- ER represents eye relief
- TL represents the distance from the lens surface closest to the eye point to the image display unit.
- the surface number is the number of each lens surface counted from the eye point side
- R is the radius of curvature of each lens surface
- D is the distance between the lens surfaces
- the Abbe number for .6 nm), and nd the refractive index for the d-line (wavelength ⁇ 587.6 nm).
- * a on the right of the first column (surface number) indicates that the lens surface is aspherical.
- * B attached to the right of the first column (surface number) indicates that the lens surface is an aspheric Fresnel surface.
- C attached to the right of the first column indicates that the lens surface is a diffractive optical surface constituting a diffraction grating.
- the first lens group G1 is composed of a plano-convex first lens L1 having a positive refractive power.
- the first lens L1 is a Fresnel lens in which an aspheric first Fresnel surface FSa is formed on the lens surface on the image display unit 11 side.
- the third lens group G3 includes a meniscus fourth lens L4 having a positive refractive power.
- the fourth lens L4 is an aspheric lens in which both lens surfaces are formed in an aspheric shape.
- the fourth lens L4 is disposed with the concave surface facing the image display unit 11.
- Table 2 below shows each item in the second embodiment.
- Table 4 below shows the specifications of the fourth example.
Abstract
Description
但し、fR1:第1レンズ群G1におけるフレネル面が形成されたレンズの焦点距離、
fR2:第2レンズ群G2におけるフレネル面が形成されたレンズの焦点距離。
但し、f:接眼光学系ELの焦点距離、
fDOE:回折光学素子DOEの焦点距離。
但し、f:接眼光学系ELの焦点距離、
fR1:第1レンズ群G1におけるフレネル面が形成されたレンズの焦点距離。
但し、AS1:第1レンズ群G1におけるフレネル面のフレネル段差のアスペクト比の最大値。
但し、AS2:第2レンズ群G2におけるフレネル面のフレネル段差のアスペクト比の最大値。
+A4×y4+A6×y6+A8×y8+A10×y10 …(A)
まず、本願の第1実施例について図1~図5および表1を用いて説明する。各実施例の接眼光学系は、画像表示部11で表示される画像を観察するための接眼光学系として用いられるものである。図1は第1実施例に係る接眼光学系EL(1)のレンズ構成図であり、図2は第1実施例に係る接眼光学系EL(1)の光路図である。第1実施例に係る接眼光学系EL(1)は、アイポイントEP側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。
[諸元データ]
f=21.77
fDOE=384.62
fR1=48.37
fR2=69.03
ω=±60°
ER=10.0
TL=25.0
[レンズデータ]
面番号 R D nd νd
1 ∞ 1.0 1.4908 57.1
2*b -23.73809 0.1
3*a 94.2717 1.7 1.4908 57.1
4 ∞ 0.1 1.5571 49.7
5*c ∞ 0.1 1.5278 33.4
6 ∞ 1.0 1.4908 57.1
7*b -33.8777 0.1
8*a 23.21068 4.2 1.4908 57.1
9*a 23.4219 16.7
[非球面データ]
第2面
κ=0.0000
A4=-1.0506E-05,A6=1.1147E-07,A8=-2.4011E-10,A10=2.4908E-13
第3面
κ=-49.695049
A4=-2.47387E-06,A6=-3.30138E-08,A8=5.15408E-11,A10=1.65242E-14
第7面
κ=0.0000
A4=5.91920E-06,A6=-3.81010E-08,A8=-1.16180E-10,A10=2.64530E-13
第8面
κ=0.0000
A4=-5.83107E-06,A6=2.52546E-07,A8=-9.08748E-10,A10=6.64101E-13
第9面
κ=0.0000
A4=1.65842E-06,A6=1.79802E-07,A8=-8.37315E-10,A10=6.78955E-13
[回折光学面データ]
項 第5面係数
C2 -1.30E-03
C4 1.30E-06
[フレネル面データ]
第1フレネル面 第2フレネル面
ASa 0.8 1.1
ASb 0.6 0.6
ASc 0.4 0.3
[条件式対応値]
条件式(1) fR2/fR1=1.43
条件式(2) f/fDOE=0.06
条件式(3) f/fR1=0.45
条件式(4) AS1=0.9
条件式(5) AS2=1.1
以下、本願の第2実施例について図6~図10および表2を用いて説明する。図6は第2実施例に係る接眼光学系EL(2)のレンズ構成図であり、図7は第2実施例に係る接眼光学系EL(2)の光路図である。第2実施例に係る接眼光学系EL(2)は、アイポイントEP側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、正の屈折力を有する第3レンズ群G3とから構成される。
[諸元データ]
f=21.45
fDOE=235.86
fR1=49.44
fR2=66.94
ω=±60°
ER=10.0
TL=25.0
[レンズデータ]
面番号 R D nd νd
1*a 171.06597 1.2 1.4908 57.1
2 ∞ 0.1 1.5571 49.7
3*c ∞ 0.1 1.5278 33.4
4 ∞ 1.0 1.4908 57.1
5*b -24.26514 0.1
6 ∞ 1.0 1.4908 57.1
7*b -32.85648 0.1
8*a 26.0383 4.7 1.4908 57.1
9*a 28.73545 16.7
[非球面データ]
第1面
κ=0.0000
A4=-9.3810E-06,A6=-1.5637E-08,A8=3.1846E-11,A10=3.9767E-14
第5面
κ=0.0000
A4=-4.50010E-06,A6=1.42080E-08,A8=-7.01920E-12,A10=7.90970E-14
第7面
κ=0.0000
A4=6.43360E-07,A6=5.07060E-09,A8=-1.21920E-10,A10=1.68810E-13
第8面
κ=0.0000
A4=4.04288E-06,A6=1.78012E-08,A8=-2.91991E-10,A10=4.35850E-13
第9面
κ=0.0000
A4=5.64153E-06,A6=-9.48474E-08,A8=5.62078E-11,A10=1.38325E-13
[回折光学面データ]
項 第3面係数
C2 -2.11990E-03
C4 4.22250E-06
C6 -1.13570E-08
C8 3.25700E-11
C10 -3.44010E-14
[フレネル面データ]
第1フレネル面 第2フレネル面
ASa 1.0 1.1
ASb 0.7 0.5
ASc 0.5 0.3
[条件式対応値]
条件式(1) fR2/fR1=1.35
条件式(2) f/fDOE=0.09
条件式(3) f/fR1=0.43
条件式(4) AS1=1.0
条件式(5) AS2=1.1
以下、本願の第3実施例について図11~図15および表3を用いて説明する。図11は第3実施例に係る接眼光学系EL(3)のレンズ構成図であり、図12は第3実施例に係る接眼光学系EL(3)の光路図である。第3実施例に係る接眼光学系EL(3)は、アイポイントEP側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。
[諸元データ]
f=20.97
fDOE=257.85
fR1=43.83
fR2=72.26
ω=±60°
ER=10.0
TL=25.0
[レンズデータ]
面番号 R D nd νd
1*a 42.09260 3.08 1.5346 56.3
2 ∞ 0.1 1.5571 49.7
3*c ∞ 0.1 1.5278 33.4
4 ∞ 1.0 1.5346 56.3
5*b -28.14944 0.1
6 ∞ 1.0 1.5346 56.3
7*b -38.63184 19.62
[非球面データ]
第1面
κ=0.0000
A4=-1.1562E-05,A6=-4.6672E-09,A8=-8.5258E-11,A10=8.8321E-14
第5面
κ=0.0000
A4=8.89510E-06,A6=-3.17262E-08,A8=3.91456E-11,A10=-7.09111E-14
第7面
κ=0.0000
A4=-4.00176E-06,A6=-6.79858E-09,A8=5.11130E-12,A10=3.43115E-15
[回折光学面データ]
項 第3面係数
C2 -1.93909E-03
C4 3.73947E-07
C6 1.17762E-08
C8 -2.33673E-11
C10 1.27610E-14
[フレネル面データ]
第1フレネル面 第2フレネル面
ASa 4.0 1.2
ASb 0.8 0.6
ASc 0.4 0.4
[条件式対応値]
条件式(1) fR2/fR1=1.65
条件式(2) f/fDOE=0.08
条件式(3) f/fR1=0.48
条件式(4) AS1=4.3
条件式(5) AS2=1.9
以下、本願の第4実施例について図16~図20および表4を用いて説明する。図16は第4実施例に係る接眼光学系EL(4)のレンズ構成図であり、図17は第4実施例に係る接眼光学系EL(4)の光路図である。第4実施例に係る接眼光学系EL(4)は、アイポイントEP側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2とから構成される。
[諸元データ]
f=24.92
fDOE=381.01
fR1=45.33
ω=±60°
ER=10.0
TL=30.0
[レンズデータ]
面番号 R D nd νd
1*a 50.96530 2.71 1.5346 56.3
2 ∞ 0.1 1.5571 49.7
3*c ∞ 0.1 1.5278 33.4
4 ∞ 1.0 1.5346 56.3
5*b -24.23359 0.1
6*a 38.79071 8.39 1.5346 56.3
7*a 49.05119 17.60
[非球面データ]
第1面
κ=0.777552736
A4=-1.0033E-05,A6=-2.7721E-09,A8=-8.8993E-11,A10=9.1365E-14
第5面
κ=0.0000
A4=1.55037E-05,A6=-4.11524E-08,A8=2.83502E-11,A10=-1.06404E-13
第6面
κ=0.0000
A4=7.69796E-06,A6=1.04884E-08,A8=-3.21843E-11,A10=4.04558E-14
第7面
κ=0.0000
A4=-1.53344E-06,A6=-8.23749E-09,A8=1.95494E-11,A10=1.50775E-14
[回折光学面データ]
項 第3面係数
C2 -1.31230E-03
C4 -2.17308E-06
C6 1.59697E-08
C8 -2.77754E-11
C10 1.52831E-14
[フレネル面データ]
第1フレネル面
ASa 3.0
ASb 0.8
ASc 0.5
[条件式対応値]
条件式(2) f/fDOE=0.07
条件式(3) f/fR1=0.55
条件式(4) AS1=3.1
EL 接眼光学系
G1 第1レンズ群 G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群
L1 第1レンズ L2 第2レンズ
L3 第3レンズ L4 第4レンズ
EP アイポイント
DOE 回折光学素子 DG 回折格子
DE1 第1の光学素子要素 DE2 第2の光学素子要素
FSa 第1フレネル面 FSb 第2フレネル面
Claims (15)
- アイポイント側から順に並んだ、正の屈折力を有する第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群および前記第2レンズ群のうち一方は、少なくとも2つの光学部材が接合された接合レンズを有し、
前記接合レンズの接合面は、回折格子を構成する回折光学面であり、
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のうち少なくともいずれかのレンズ面がフレネル面である接眼光学系。 - 前記接合レンズにおける片側のレンズ面が前記フレネル面である請求項1に記載の接眼光学系。
- 前記接合レンズにおける前記フレネル面とは異なるレンズ面が非球面である請求項2に記載の接眼光学系。
- 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群のうち前記接合レンズを含まないレンズ群は、少なくとも1つのレンズを有し、前記1つのレンズにおける片側のレンズ面が前記フレネル面である請求項1~3のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群のうち一方は、正の屈折力を有する前記接合レンズからなり、
前記第1レンズ群および前記第2レンズ群のうち他方は、正の屈折力を有する1つのレンズからなる請求項1~4のいずれか一項に記載の接眼光学系。 - 前記第2レンズ群は、正の屈折力を有する前記接合レンズからなり、
前記第1レンズ群は、正の屈折力を有する1つのレンズからなる請求項1~5のいずれか一項に記載の接眼光学系。 - アイポイント側から順に並んだ、前記第1レンズ群と、前記第2レンズ群と、非球面レンズを有する第3レンズ群とを備える請求項1~6のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群はそれぞれ、前記フレネル面が形成されたレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~7のいずれか一項に記載の接眼光学系。
1.00<fR2/fR1
但し、fR1:前記第1レンズ群における前記フレネル面が形成されたレンズの焦点距離、
fR2:前記第2レンズ群における前記フレネル面が形成されたレンズの焦点距離。 - 前記接合レンズは、第1の光学素子要素と第2の光学素子要素とからなる密着複層型の回折光学素子を介して接合され、前記第1の光学素子要素と前記第2の光学素子要素との界面に、前記回折光学面が形成される請求項1~8のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 以下の条件式を満足する請求項9に記載の接眼光学系。
0<f/fDOE<0.15
但し、f:前記接眼光学系の焦点距離、
fDOE:前記回折光学素子の焦点距離。 - 前記第1レンズ群は、前記フレネル面が形成されたレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~10のいずれか一項に記載の接眼光学系。
0<f/fR1<0.60
但し、f:前記接眼光学系の焦点距離、
fR1:前記第1レンズ群における前記フレネル面が形成されたレンズの焦点距離。 - 前記第1レンズ群は、前記フレネル面が形成されたレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~11のいずれか一項に記載の接眼光学系。
0<AS1<5.0
但し、AS1:前記第1レンズ群における前記フレネル面のフレネル段差のアスペクト比の最大値。 - 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群はそれぞれ、前記フレネル面が形成されたレンズを有し、
以下の条件式を満足する請求項1~12のいずれか一項に記載の接眼光学系。
0<AS2<2.5
但し、AS2:前記第2レンズ群における前記フレネル面のフレネル段差のアスペクト比の最大値。 - 前記第1レンズ群および前記第2レンズ群はそれぞれ、前記フレネル面が形成されたレンズを有し、
前記第1レンズ群における前記フレネル面が形成されたレンズの屈折力は、前記第2レンズ群における前記フレネル面が形成されたレンズの屈折力よりも大きい請求項1~13のいずれか一項に記載の接眼光学系。 - 画像を表示可能な画像表示部と、
前記画像表示部に表示された画像を観察するための接眼光学系とを備え、
前記接眼光学系が請求項1~14のいずれか一項に記載の接眼光学系であるヘッドマウントディスプレイ。
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Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018106167A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | コピン コーポレーション | 映像表示装置 |
WO2018190031A1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | ソニー株式会社 | 接眼レンズおよび表示装置 |
WO2019163415A1 (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
WO2020021916A1 (ja) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
WO2020045517A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | レンズユニット及び画像観察装置 |
WO2020246509A1 (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | フレネルレンズ、及び画像観察装置 |
JP2021517653A (ja) * | 2018-04-12 | 2021-07-26 | 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. | Vrレンズ構造および表示装置 |
JPWO2020045518A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2021-08-26 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 接眼光学系及び画像観察装置 |
EP3929649A4 (en) * | 2019-11-26 | 2022-04-06 | Shenzhen Nade Optical Co., Ltd. | HIGH IMAGE QUALITY AND LARGE FIELD OF VIEW OCULAR SYSTEM AND OPTICAL DEVICE |
WO2023243295A1 (ja) * | 2022-06-15 | 2023-12-21 | 富士フイルム株式会社 | ファインダー光学系、ファインダー装置、および撮像装置 |
JP7485857B2 (ja) | 2021-11-30 | 2024-05-16 | ゴアテック・オプティカル・テクノロジー・カンパニー,リミテッド | 光学システム及び頭部装着型表示機器 |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11181731B1 (en) * | 2017-01-02 | 2021-11-23 | Kopin Corporation | Wide field of view (WFOV) optical system and method |
WO2021194012A1 (ko) * | 2020-03-25 | 2021-09-30 | 엘지전자 주식회사 | 촬상 렌즈, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 전자기기 |
WO2022141387A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 深圳纳德光学有限公司 | 一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置 |
WO2022141380A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 深圳纳德光学有限公司 | 一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置 |
WO2022141389A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 深圳纳德光学有限公司 | 一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置 |
WO2022141381A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 深圳纳德光学有限公司 | 一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置 |
WO2022141383A1 (zh) * | 2020-12-31 | 2022-07-07 | 深圳纳德光学有限公司 | 一种大视场角的目镜光学系统及头戴显示装置 |
CN114236830B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-03-28 | 歌尔光学科技有限公司 | 一种光学系统以及头戴显示设备 |
CN114460747B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-06-30 | 歌尔光学科技有限公司 | 一种光学系统以及头戴显示设备 |
CN114236829B (zh) * | 2021-11-30 | 2023-04-25 | 歌尔光学科技有限公司 | 一种光学系统以及头戴显示设备 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004061906A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Olympus Corp | 2次元光走査装置及び映像表示装置 |
WO2009078357A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Nikon Corporation | 回折光学系及び光学機器 |
JP2012108296A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Nikon Vision Co Ltd | 接眼光学系、及び、光学装置 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0816765B2 (ja) * | 1989-07-10 | 1996-02-21 | オリンパス光学工業株式会社 | 変倍ファインダー光学系 |
US5148314A (en) * | 1991-06-06 | 1992-09-15 | Chen Chungte W | Optical systems employing refractive and diffractive optical elements to correct for chromatic aberration |
JPH08254604A (ja) * | 1995-03-15 | 1996-10-01 | Omron Corp | 光学素子及び当該光学素子を利用した画像表示装置並びに撮像装置 |
US6130785A (en) * | 1997-05-21 | 2000-10-10 | Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha | Eyepiece lens system |
JP3758072B2 (ja) * | 1999-11-11 | 2006-03-22 | 三菱電機株式会社 | 赤外線光学系 |
US6934084B2 (en) * | 2001-08-20 | 2005-08-23 | Ranjana Pandya | Thinner, lighter and lower aberration prisms for ophthalmic applications |
KR20040091292A (ko) * | 2003-04-21 | 2004-10-28 | 삼성전자주식회사 | 수차 보정을 위한 대물렌즈 광학계 및 이를 채용하는 광헤드 |
JP5288321B2 (ja) * | 2007-07-20 | 2013-09-11 | 株式会社ニコン | 回折光学系 |
JP5632714B2 (ja) * | 2010-11-08 | 2014-11-26 | 株式会社 ニコンビジョン | 接眼ズーム光学系及び光学機器 |
TWI553344B (zh) * | 2011-12-26 | 2016-10-11 | 洛伊馬汀公司 | 使用一或多個菲涅耳透鏡(fresnel lenses)之頭戴式顯示裝置 |
WO2015030099A1 (ja) | 2013-08-30 | 2015-03-05 | ブラザー工業株式会社 | 画像表示装置及びヘッドマウントディスプレイ |
JP6032159B2 (ja) | 2013-08-30 | 2016-11-24 | ブラザー工業株式会社 | ヘッドマウントディスプレイ |
JP5963121B2 (ja) | 2015-01-16 | 2016-08-03 | 株式会社ニコン | 接眼ズーム光学系 |
CN105137590B (zh) * | 2015-09-28 | 2017-09-12 | 深圳纳德光学有限公司 | 大视场角目镜光学系统 |
CN109416469B (zh) * | 2016-03-21 | 2021-06-22 | 苹果公司 | 包括菲涅耳透镜元件的光学装置 |
-
2017
- 2017-05-09 JP JP2018525957A patent/JP6954283B2/ja active Active
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- 2017-05-09 CN CN201780005066.1A patent/CN108474935B/zh active Active
- 2017-05-09 EP EP17823857.2A patent/EP3489734B1/en active Active
-
2018
- 2018-11-06 US US16/181,866 patent/US10921583B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004061906A (ja) * | 2002-07-30 | 2004-02-26 | Olympus Corp | 2次元光走査装置及び映像表示装置 |
WO2009078357A1 (ja) * | 2007-12-14 | 2009-06-25 | Nikon Corporation | 回折光学系及び光学機器 |
JP2012108296A (ja) * | 2010-11-17 | 2012-06-07 | Nikon Vision Co Ltd | 接眼光学系、及び、光学装置 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
See also references of EP3489734A4 * |
Cited By (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018106167A (ja) * | 2016-12-27 | 2018-07-05 | コピン コーポレーション | 映像表示装置 |
JP7157528B2 (ja) | 2016-12-27 | 2022-10-20 | コピン コーポレーション | 映像表示装置 |
WO2018190031A1 (ja) * | 2017-04-13 | 2018-10-18 | ソニー株式会社 | 接眼レンズおよび表示装置 |
CN111742251B (zh) * | 2018-02-22 | 2022-05-13 | 株式会社尼康 | 目镜光学系统以及头戴式显示器 |
CN111742251A (zh) * | 2018-02-22 | 2020-10-02 | 株式会社尼康 | 目镜光学系统以及头戴式显示器 |
JPWO2019163415A1 (ja) * | 2018-02-22 | 2021-03-11 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
WO2019163415A1 (ja) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
TWI777029B (zh) * | 2018-02-22 | 2022-09-11 | 日商尼康股份有限公司 | 目鏡光學系統以及頭戴式顯示器 |
EP3757652A4 (en) * | 2018-02-22 | 2021-12-01 | Nikon Corporation | Ocular optical system and head-mounted display |
US11294183B2 (en) | 2018-04-12 | 2022-04-05 | Beijing Boe Optoelectronics Technology Co., Ltd. | VR lens structure and display device |
JP7353282B2 (ja) | 2018-04-12 | 2023-09-29 | 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司 | Vrレンズ構造および表示装置 |
JP2021517653A (ja) * | 2018-04-12 | 2021-07-26 | 京東方科技集團股▲ふん▼有限公司Boe Technology Group Co.,Ltd. | Vrレンズ構造および表示装置 |
JPWO2020021916A1 (ja) * | 2018-07-24 | 2021-06-24 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
JP6996631B2 (ja) | 2018-07-24 | 2022-01-17 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
WO2020021916A1 (ja) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | 株式会社ニコン | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ |
JPWO2020045518A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2021-08-26 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 接眼光学系及び画像観察装置 |
WO2020045517A1 (ja) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | レンズユニット及び画像観察装置 |
JP7285263B2 (ja) | 2018-08-28 | 2023-06-01 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | 接眼光学系及び画像観察装置 |
US11874448B2 (en) | 2018-08-28 | 2024-01-16 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Lens system and image observation apparatus |
WO2020246509A1 (ja) * | 2019-06-07 | 2020-12-10 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | フレネルレンズ、及び画像観察装置 |
EP3929649A4 (en) * | 2019-11-26 | 2022-04-06 | Shenzhen Nade Optical Co., Ltd. | HIGH IMAGE QUALITY AND LARGE FIELD OF VIEW OCULAR SYSTEM AND OPTICAL DEVICE |
JP7485857B2 (ja) | 2021-11-30 | 2024-05-16 | ゴアテック・オプティカル・テクノロジー・カンパニー,リミテッド | 光学システム及び頭部装着型表示機器 |
WO2023243295A1 (ja) * | 2022-06-15 | 2023-12-21 | 富士フイルム株式会社 | ファインダー光学系、ファインダー装置、および撮像装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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EP3489734A4 (en) | 2020-02-12 |
CN108474935A (zh) | 2018-08-31 |
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---|---|---|
WO2018008249A1 (ja) | 接眼光学系およびヘッドマウントディスプレイ | |
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Legal Events
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121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 17823857 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
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NENP | Non-entry into the national phase |
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ENP | Entry into the national phase |
Ref document number: 2017823857 Country of ref document: EP Effective date: 20190207 |