WO2020026813A1 - 表示装置 - Google Patents

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WO2020026813A1
WO2020026813A1 PCT/JP2019/028102 JP2019028102W WO2020026813A1 WO 2020026813 A1 WO2020026813 A1 WO 2020026813A1 JP 2019028102 W JP2019028102 W JP 2019028102W WO 2020026813 A1 WO2020026813 A1 WO 2020026813A1
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WO
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eyepiece
image
lens
optical system
eye
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PCT/JP2019/028102
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English (en)
French (fr)
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光玄 松本
鈴木　守
市川　晋
貴俊 松山
匡利 中村
Original Assignee
ソニー株式会社
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Publication date
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    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B25/00—Eyepieces; Magnifying glasses
    • G02B25/001—Eyepieces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/004—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having four lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
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    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration

Definitions

  • the present disclosure relates to a display device suitable for a head-mounted display and the like.
  • an electronic viewfinder As a display device using an image display element, an electronic viewfinder, electronic binoculars, a head mounted display (HMD), and the like are known.
  • the eyepiece optical system and the display device main body are required to be small and lightweight.
  • an image can be observed with a wide angle of view and a high magnification.
  • the eyepiece optical system described in Patent Document 1 realizes an optical system that achieves both high resolution and high magnification by using a plurality of lenses made of a glass material having a high refractive index and a high Abbe number.
  • a display device includes an eyepiece display unit including an image display element and an eyepiece optical system that guides a display image displayed on the image display element to an eye point, and an image magnification by the eyepiece optical system is increased.
  • the eyepiece optical system is a coaxial system composed of a plurality of single lenses, and at least one of the plurality of single lenses is an aspheric lens made of a resin material. Displays an image for correcting distortion and lateral chromatic aberration generated in the eyepiece optical system as a display image.
  • the display device includes a coaxial eyepiece optical system including a plurality of single lenses, and optimizes the configuration of each single lens.
  • the image display element displays a display image for correcting distortion and lateral chromatic aberration generated in the eyepiece optical system.
  • FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating a first configuration example of an eyepiece display unit used for a head-mounted display, for example.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a second configuration example of an eyepiece display unit used for a head-mounted display, for example. It is explanatory drawing about an image magnification.
  • 1 is a plan view illustrating an outline of a display device according to an embodiment of the present disclosure. It is a side view showing the outline of the display concerning one embodiment.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a correspondence between an output image to an image display element and an image actually seen through an eyepiece optical system having distortion.
  • FIG. 4 is an explanatory diagram showing a correspondence between an output image to an image display element and an image actually seen through an eyepiece optical system having chromatic aberration of magnification.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an ideal light beam arrival position in an optical system having a focal length f, and a light beam arrival position distorted by the occurrence of distortion (actual light beam arrival position). It is explanatory drawing which shows typically the ideal ray arrival position and the actual ray arrival position in the case of aligning a marginal ray, and the deviation amount between the ideal ray arrival position and the actual ray arrival position. It is explanatory drawing which shows the ideal arrival position of the light beam of several colors typically.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing an ideal light beam arrival position in an optical system having a focal length f, and a light beam arrival position distorted by the occurrence of distortion (actual light beam arrival position). It is explanatory drawing which shows typically the ideal ray arrival position and the actual ray arrival position in the case of aligning a marginal
  • FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing a light arrival position of each color changed by the occurrence of chromatic aberration of magnification.
  • FIG. 3 is an explanatory diagram showing a green spectrum of a standard image display element.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram showing a relationship between magnification chromatic aberration generated in an optical system and a deviation amount of a light arrival position between a green short wavelength side wavelength and a green long wavelength side wavelength when only green light is emitted. It is explanatory drawing which shows typically the relationship between the magnitude
  • FOV field-of-view angle of view
  • ER the magnitude
  • FIG. 4 is an aberration diagram illustrating a spherical aberration of the eyepiece according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an aberration diagram illustrating a field curvature and a distortion of the eyepiece according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is an aberration diagram showing a chromatic aberration of magnification of the eyepiece according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is an aberration diagram illustrating a spherical aberration of the eyepiece according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to the second embodiment.
  • FIG. 9 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to a third embodiment.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to the third embodiment.
  • FIG. 9 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to the third embodiment;
  • FIG. 9 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to a fourth embodiment.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to the fourth embodiment.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 4.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a chromatic aberration of magnification of the eyepiece according to Example 4;
  • FIG. 14 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to a fifth embodiment.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to the fifth embodiment.
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 5;
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a chromatic aberration of magnification of the eyepiece according to Example 5;
  • FIG. 13 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 6;
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 6;
  • FIG. 15 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 6;
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a chromatic aberration of magnification of the eyepiece according to Example 6;
  • FIG. 13 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 7;
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to the seventh embodiment.
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 7;
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 7;
  • FIG. 13 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 8;
  • FIG. 14 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 8;
  • FIG. 18 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 8.
  • FIG. 15 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 8;
  • FIG. 14 is a sectional view of an eyepiece according to a ninth embodiment;
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 9;
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 9;
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 9;
  • FIG. 13 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 10;
  • FIG. 21 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 10;
  • FIG. 21 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 10.
  • FIG. 18 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 10; 21 is a sectional view of an eyepiece according to Example 11;
  • FIG. FIG. 19 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 11;
  • FIG. 28 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 11;
  • FIG. 18 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 11;
  • FIG. 15 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 12;
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 12;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 12.
  • FIG. 18 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 12;
  • FIG. 21 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 13;
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 13;
  • FIG. 28 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 13;
  • FIG. 19 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 13;
  • FIG. 15 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 14;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 14;
  • FIG. 28 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 14;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 14;
  • FIG. 19 is a lens cross-sectional view of an eyepiece according to Example 15;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 15;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 15;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 15;
  • 21 is a sectional view of an eyepiece according to Example 16;
  • FIG. FIG. 24 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 16;
  • FIG. 32 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 16;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 16; 21 is a sectional view of an eyepiece according to Example 17; FIG. FIG. 24 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 17; FIG. 28 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 17; FIG. 28 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 17; 21 is a sectional view of an eyepiece according to Example 18. FIG. FIG. 28 is an aberration diagram showing a spherical aberration of the eyepiece according to Example 18; FIG.
  • FIG. 28 is an aberration diagram showing a field curvature and a distortion of the eyepiece according to Example 18;
  • FIG. 24 is an aberration diagram showing a lateral chromatic aberration of the eyepiece according to Example 18;
  • FIG. 1 is an external perspective view of a head mounted display as an example of a display device as viewed obliquely from the front.
  • FIG. 1 is an external perspective view of a head mounted display as an example of a display device, as viewed obliquely from behind.
  • FIG. 1 shows a first configuration example of an eyepiece display unit 102 used for a head mounted display, for example.
  • FIG. 2 shows a second configuration example of the eyepiece display unit 102 used for a head mounted display, for example.
  • the eyepiece display unit 102 moves the eye point E. along the optical axis Z1.
  • An eyepiece optical system 101 and an image display element 100 are provided in this order from the side.
  • the image display element 100 is a display panel such as an LCD (Liquid Crystal Display) or an organic EL display.
  • the eyepiece optical system 101 is used for enlarging and displaying an image displayed on the image display device 100.
  • the eyepiece optical system 101 is configured by an eyepiece including a plurality of lenses, for example. With the eyepiece optical system 101, the observer observes the enlarged and displayed virtual image Im.
  • a seal glass or the like for protecting the image display element 100 may be disposed on the front surface of the image display element 100.
  • Eye point E. P. Corresponds to the pupil position of the observer and also functions as an aperture stop STO.
  • FIG. 1 shows a configuration example in the case where the size of the image display element 100 is smaller than the diameter of the eyepiece optical system 101.
  • FIG. 2 shows a configuration example when the size of the image display element 100 is larger than the diameter of the eyepiece optical system 101.
  • the image display element 100 is often larger than the diameter of the eyepiece optical system 101 in many cases.
  • the image magnification Mv can be suppressed to a small value
  • the focal length f is relatively long, and thus the total length of the eyepiece optical system 101 is long.
  • the size of the eyepiece optical system 101 is limited by the size of the image display element 100 instead of the size of the eyepiece optical system 101 in some cases.
  • the entire size of the eyepiece display unit 102 is limited by the size of the eyepiece optical system 101.
  • the entire size of the eyepiece display unit 102 is limited by the size of the image display element 100.
  • ⁇ indicates the field angle of view when the eyepiece optical system 101 is not provided.
  • ⁇ ′ indicates a view angle of view (view angle of view with respect to the virtual image Im) when the eyepiece optical system 101 is provided.
  • h is the maximum image height of the image to be observed, for example, the maximum image height of the image displayed on the image display device 100.
  • h is a half value of the diagonal size of the image display element 100.
  • f indicates the focal length of the eyepiece optical system 101.
  • the image magnification Mv is represented by the following equation (A).
  • Mv ⁇ '/ (tan -1 (h / L)) (A) ⁇ ': half value of maximum viewing angle of view (rad) h: Maximum image height
  • L Overall length (distance from eye point EP to image)
  • the image means, for example, an image displayed on the image display device 100.
  • h is a half value of the diagonal size of the image display element 100, for example, when the image display element 100 is rectangular.
  • L corresponds to, for example, the entire length of the eyepiece optical system 101 (the distance from the eye point EP to the display surface of the image display element 100).
  • the display device according to an embodiment of the present disclosure is applicable to, for example, a head-mounted display.
  • FIG. 4 and 5 show an outline of the display device 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 shows the configuration of the display device 1 in the xz plane.
  • FIG. 5 shows a configuration of the display device 1 as viewed from a side surface (yz plane).
  • the display device 1 includes the left-eye eyepiece display unit 102L and the right-eye eyepiece display unit 102R, which are arranged in parallel at positions corresponding to both eyes.
  • the display device 1 is configured such that the image magnification Mv when observed with both eyes is twice or more.
  • a left eye image display element 100L and a left eye ocular optical system 101L for guiding the left eye display image displayed on the left eye image display element 100L to the left eye 2L are arranged. .
  • a right-eye image display element 100R and a right-eye eyepiece optical system 101R that guides the right-eye display image displayed on the right-eye image display element 100R to the right eye 2R are arranged in the right-eye eyepiece display unit 102R. .
  • Each of the left-eye ocular optical system 101L and the right-eye ocular optical system 101R is configured by an eyepiece including a plurality of single lenses.
  • Each of the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R is a coaxial system, and is configured such that the image magnification by each (one eye) is twice or more.
  • At least one of the plurality of single lenses is an aspheric lens made of a resin material.
  • the weight of the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R can be reduced.
  • at least one single lens among the plurality of single lenses as an aspheric lens, it is possible to suppress occurrence of aberration.
  • the left-eye image display element 100L and the right-eye image display element 100R are each configured by a flat small display panel such as an LCD or an organic EL display.
  • the display device 1 When the display device 1 is applied to a head-mounted display or the like, usually, the same image is displayed as the left-eye display image and the right-eye display image by the left-eye image display element 100L and the right-eye image display element 100R, The same image is observed by the left eye 2L and the right eye 2R. As a result, an image is observed with the same angle of view as the viewing angle with one eye as the way of seeing with both eyes.
  • the left-eye image display element 100L displays, as a left-eye display image, an image for correcting distortion and chromatic aberration of magnification generated in the left-eye ocular optical system 101L.
  • the right-eye image display element 100R displays, as a right-eye display image, an image for correcting distortion and chromatic aberration of magnification generated in the right-eye ocular optical system 101R.
  • the distortion and the chromatic aberration of magnification occurring in the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R are allowed to some extent, and the distortion is substantially generated in the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R. It is possible to realize a high magnification and a reduction in the weight of the optical system while maintaining the same appearance as when no aberration and chromatic aberration of magnification occur.
  • the left eye ocular optical system 101L or the right eye ocular optical system 101R is referred to as the ocular optical system 101 without distinction between left and right.
  • a left-eye display image or a right-eye display image is referred to as a display image without distinction between left and right.
  • the description will be appropriately made as needed, without distinction between left and right.
  • FIG. 6 shows the correspondence between the image output to the image display element 100 and the image actually seen through the eyepiece optical system 101 having distortion.
  • FIG. 7 shows the correspondence between the output image to the image display element 100 and the image actually seen through the eyepiece optical system 101 having chromatic aberration of magnification.
  • FIG. 8 shows an ideal light beam arrival position in the eyepiece optical system 101 having the focal length f, and a light beam arrival position (actual light beam arrival position) distorted by the occurrence of distortion.
  • FIG. 9 schematically shows an ideal ray arrival position and an actual ray arrival position when the marginal rays are aligned, and a deviation amount between the ideal ray arrival position and the actual ray arrival position.
  • r i, a be an ideal ray reaching position at an angle ⁇ a
  • r i, b be an ideal ray reaching position at an angle ⁇ b
  • r i, c be an ideal ray reaching position at an angle ⁇ c.
  • the actual ray reaching position at the angle ⁇ a is r r, a ; when the distortion occurs, the actual ray reaching position at the angle ⁇ b is r r, b , the angle when the distortion occurs
  • the actual ray reaching position of ⁇ c is rr , c .
  • ⁇ a ⁇ b ⁇ c, and the marginal ray is a ray having an angle ⁇ c.
  • FIG. 10 shows ideal light reaching positions of light beams of respective colors output from the image display device 100 having light sources of three colors (RGB).
  • FIG. 11 shows the light arrival position (actual light arrival position) of each color changed by the occurrence of the chromatic aberration of magnification.
  • an image in which the chromatic aberration of magnification is corrected can be generated by calculating the light arrival position in each color at each angle and reflecting each position in the output image to the image display element 100.
  • FIG. 12 shows the green spectrum of the standard image display device 100.
  • the green spectrum of the standard image display device 100 has, for example, a center wavelength of 540 nm and a dispersion of 20 nm.
  • the shorter wavelength (520 nm) of ⁇ 20 nm with respect to the center wavelength of 540 nm is ⁇ 2
  • the longer wavelength (560 nm) of +20 nm with respect to the center wavelength of 540 nm is ⁇ 1.
  • FIG. 13 shows the chromatic aberration of magnification (deviation between the center wavelength of red and the center wavelength of blue) generated in the eyepiece optical system 101, the longer wavelength ⁇ 1 (560 nm) of green when only green light is emitted, and green. And the amount of deviation (r ⁇ 1 ⁇ r ⁇ 2 ) between the light arrival positions r ⁇ 1 and r ⁇ 2 with the shorter wavelength ⁇ 2 (520 nm).
  • the allowable amount of lateral chromatic aberration is 600 ⁇ m.
  • the configuration of the eyepiece according to the first configuration example corresponds to the configuration of eyepieces (FIG. 15 and the like) according to Examples 1 to 9 described below.
  • Each of the left eyepiece optical system 101L and the right eyepiece optical system 101R is provided with an eyepoint E.E.R. like the eyepieces according to Examples 1 to 9 (FIG. 15 and the like) described later.
  • a first lens L1, a second lens L2, and a third lens L3 are arranged as a plurality of single lenses in order from the side toward the image side (the left-eye image display element 100L side or the right-eye image display element 100R side). It may be constituted by an eyepiece having three groups and three elements.
  • the first lens L1 is a spherical lens having a positive refractive power and made of a material having a refractive index of 1.439 or more with respect to d-line. It is preferred that Also, the eye point E. of the first lens L1. P. It is preferable that the side lens surface has a convex shape or a planar shape. The first lens L1 has a positive refractive power, and the eye point E. P.
  • the lens surface on the side convex or planar By making the lens surface on the side convex or planar, the maximum height of the marginal ray can be suppressed, and the reduction of the capacity of each optical system of the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R, In addition, a reduction in weight can be expected. Further, by using a spherical lens as the first lens L1, it is possible to reduce the manufacturing cost as compared with the case where an aspheric lens is used.
  • the maximum generation amount of chromatic aberration of magnification is 600 ⁇ m or less. If the maximum amount of lateral chromatic aberration exceeds 600 ⁇ m, it becomes difficult to obtain good imaging performance. Further, as shown in FIG. 13 described above, when the amount of occurrence of the chromatic aberration of magnification exceeds 600 ⁇ m, even if the corrected image is output to the image display element 100, a strange feeling is caused in the appearance.
  • At least one of the second lens L2 and the third lens L3 is an aspherical lens.
  • an aspheric lens it is possible to satisfactorily correct the generated aberration.
  • the eyepiece according to the first configuration example preferably satisfies the following conditional expression (1A). 0.450 ⁇ f / L ' ⁇ 0.800 (1A) However, f: Effective focal length L ′: Most eye point E.E. of a plurality of single lenses (first to third lenses L1 to L3). P. Is the distance from the lens surface on the side to the image (display surface of the image display element 100).
  • conditional expression (1A) it is possible to obtain good imaging characteristics while reducing the size of the optical system. If the upper limit of conditional expression (1A) is exceeded, it becomes difficult to secure a sufficient total length of the optical system with respect to the effective focal length f. There is a concern that the surface curvature and the distortion will worsen. If the lower limit of conditional expression (1A) is not reached, the total length of the optical system becomes too long with respect to the effective focal length f. In order to realize an optical system having a predetermined image magnification, the volume of the optical system increases, and It is feared that miniaturization as a whole is hindered.
  • the eyepiece according to the first configuration example satisfies the following conditional expression (2A). 0.400 ⁇ t '/ L' (2A)
  • t ′ the sum of the center thicknesses of the plurality of single lenses (first to third lenses L1 to L3)
  • L ′ the most eye point E.E. of the plurality of single lenses (first to third lenses L1 to L3)
  • conditional expression (2A) In a head-mounted display with a high viewing angle, the pupil position shifts when observing the peripheral area of the image (hereinafter referred to as “gazing”).
  • gaze By satisfying conditional expression (2A), it is possible to secure a sufficient lens thickness, and to realize robust characteristics against nystagmus.
  • conditional expression (2A) When the value goes below the lower limit of conditional expression (2A), it becomes difficult to secure a sufficient lens thickness, and there is a concern that robustness to eye movement may be lost.
  • the configuration of the eyepiece according to the second configuration example corresponds to the configuration of eyepieces (FIG. 51 and the like) according to Examples 10 to 18 described below.
  • Each of the left eyepiece optical system 101L and the right eyepiece optical system 101R is provided with an eyepoint E.L. like an eyepiece lens according to Examples 10 to 18 described later (FIG. 51 and the like).
  • the first lens L1, the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens as a plurality of single lenses in this order from the side toward the image side (the left-eye image display element 100L side or the right-eye image display element 100R side). It may be constituted by an eyepiece of a four-group, four-element configuration in which the lens L3 is arranged.
  • the first lens L1 is a spherical lens having a positive refractive power and made of a material having a refractive index at d-line of 1.439 or more. It is preferred that Also, the eye point E. of the first lens L1. P. It is preferable that the side lens surface has a convex shape or a planar shape. The first lens L1 has a positive refractive power, and the eye point E. P.
  • the lens surface on the side convex or planar By making the lens surface on the side convex or planar, the maximum height of the marginal ray can be suppressed, and the reduction of the capacity of each optical system of the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R, In addition, a reduction in weight can be expected. Further, by using a spherical lens as the first lens L1, it is possible to reduce the manufacturing cost as compared with the case where an aspheric lens is used.
  • the maximum generation amount of chromatic aberration of magnification is not more than 600 ⁇ m. If the maximum amount of chromatic aberration of magnification exceeds 600 ⁇ m, it becomes difficult to obtain good imaging performance. Further, as shown in FIG. 13 described above, when the amount of occurrence of the chromatic aberration of magnification exceeds 600 ⁇ m, even if the corrected image is output to the image display element 100, a sense of incongruity occurs in the appearance.
  • At least one of the second lens L2, the third lens L3, and the fourth lens L4 is an aspheric lens.
  • an aspheric lens it is possible to satisfactorily correct the generated aberration.
  • the eyepiece according to the second configuration example satisfies the following conditional expression (1B). 0.450 ⁇ f / L ′ ⁇ 0.700 (1B)
  • f Effective focal length
  • L ′ Most eye point E.E. of a plurality of single lenses (first to fourth lenses L1 to L4).
  • P. Is the distance from the lens surface on the side to the image (display surface of the image display element 100).
  • conditional expression (1B) it is possible to obtain good imaging characteristics while reducing the size of the optical system.
  • conditional expression (1B) it becomes difficult to secure a sufficient overall length of the optical system with respect to the effective focal length f. There is a concern that the surface curvature and the distortion will worsen. If the lower limit of the conditional expression (1B) is not reached, the total length of the optical system becomes too long with respect to the effective focal length f. In order to realize an optical system having a predetermined image magnification, the volume of the optical system increases, and It is feared that miniaturization as a whole is hindered.
  • the eyepiece according to the second configuration example preferably satisfies the following conditional expression (2B). 0.550 ⁇ t '/ L' (2B) However, t ′: the sum of the respective center thicknesses of the plurality of single lenses (first to fourth lenses L1 to L4) L ′: the most eye point E.E. of the plurality of single lenses (first to fourth lenses L1 to L4) P. Is the distance from the lens surface on the side to the image (display surface of the image display element 100).
  • conditional expression (2B) a sufficient lens thickness can be ensured, and characteristics robust against nystagmus can be realized.
  • conditional expression (2B) it becomes difficult to secure a sufficient lens thickness, and there is a concern that robustness to eye movement may be lost.
  • the configuration of the plurality of single lenses that configure the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R so as to include the aspheric lens made of a resin material is optimized.
  • a display image for correcting the distortion and the chromatic aberration of magnification generated in the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R is displayed, so that the weight and the angle of view can be reduced.
  • each of the left-eye ocular optical system 101L and the right-eye ocular optical system 101R is constituted by a plurality of single lenses including an aspherical lens made of a resin material, and by optimizing the configuration of each lens, the weight is reduced. Is achieved. In addition, by using a resin material, material costs and manufacturing costs can be reduced.
  • the display device By applying the display device according to one embodiment to a head-mounted display, it is possible to provide high-definition and high-definition image beauty.
  • the pupil position shifts (gazes) when observing the peripheral area of the image.
  • the left eye ocular optical system 101L and the right eye ocular optical system 101R each have the above-described configuration, so that an optical system that is robust against nystagmus can be realized.
  • Example of application to head mounted display> 87 and 88 illustrate a configuration example of a head-mounted display 200 to which the display device 1 according to an embodiment of the present disclosure is applied.
  • the head mounted display 200 includes a main body unit 201, a forehead contact unit 202, a nose contact unit 203, a headband 204, and headphones 205.
  • the forehead contact portion 202 is provided at the upper center of the main body 201.
  • the nose pad 203 is provided at the lower center of the main body 201.
  • the forehead contact portion 202 contacts the user's forehead
  • the nose contact portion 203 contacts the nose.
  • the headband 204 abuts behind the head.
  • the headphones 205 are provided for the left ear and the right ear, and can provide sound independently to the left ear and the right ear.
  • the main body 201 incorporates a circuit board for displaying an image, an optical system, and the like.
  • the main body unit 201 is provided with a left-eye display unit 210L and a right-eye display unit 210R, and can provide images independently for the left and right eyes.
  • the left-eye display unit 210L includes a left-eye eyepiece display unit including a left-eye image display element and a left-eye eyepiece optical system for enlarging an image displayed on the left-eye image display element.
  • the right eye display unit 210R is provided with a right eye eyepiece display unit including a right eye image display element and a right eye eyepiece optical system for enlarging an image displayed on the right eye image display element.
  • the left-eye eyepiece display unit constituting the left-eye display unit 210L and the right-eye eyepiece display unit constituting the right-eye display unit 210R the left-eye eyepiece display unit 102L in the display device 1 according to an embodiment of the present disclosure and The right eyepiece display unit 102R is applicable.
  • the image display element is supplied with image data from an image reproducing device (not shown). It is also possible to perform three-dimensional display by supplying three-dimensional image data from the image reproducing device and displaying images having parallax between the left-eye display unit 210L and the right-eye display unit 210R.
  • FIG. 14 shows the size of the field of view (FOV) and the eye relief E.E. R. And the height of a light ray (marginal ray) passing through the outermost surface of the first surface of the eyepiece lens is schematically shown.
  • Examples 1 to 9 correspond to the eyepiece of the first configuration example (the eyepiece having three groups and three elements).
  • Embodiments 10 to 18 correspond to the eyepiece of the second configuration example (the eyepiece having four groups and four lenses).
  • the eye point E.E. P An example in which the lens surface on the side is convex and an example in which the lens surface is planar is shown.
  • the eyepiece according to each embodiment corresponds to each of the left eyepiece optical system 101L and the right eyepiece optical system 101R, and is applied to each of the left eyepiece eyepiece display unit 102L and the right eyepiece eyepiece display unit 102R.
  • the left-eye image display element 100L or the right-eye image display element 100R is referred to as the image display element 100 without distinction between left and right.
  • ⁇ di indicates the value of the Abbe number at the d-line of the material of the optical element having the i-th surface.
  • a surface having a radius of curvature of “ ⁇ ” indicates a flat surface or a stop surface (aperture stop STO (eye point EP)).
  • the eyepiece according to each embodiment includes an aspherical lens.
  • the aspherical shape is defined by the following aspherical expression (1.1).
  • E ⁇ n represents an exponential expression with a base of 10, that is, “10 minus the nth power”.
  • 0.12345E-05 is It represents “0.12345 ⁇ (10 minus the fifth power)”.
  • Za (s) Amount of sag of aspherical shape based on the optical axis of each lens element s: Distance from optical axis of each lens element (tangential direction) R: radius of curvature k: conic constant Ai: i-th order aspherical coefficient.
  • Table 3 shows basic lens data of the eyepiece according to Example 1.
  • Table 4 shows data of the aspherical surface.
  • FIG. 15 illustrates a lens cross section of the eyepiece according to the first embodiment.
  • 16 to 18 show various aberrations of the eyepiece according to the first embodiment. Each aberration has an eye point E.E. P. Ray traced from the side.
  • FIG. 16 shows the spherical aberration.
  • FIG. 17 shows astigmatism (field curvature) and distortion.
  • FIG. 18 shows the chromatic aberration of magnification.
  • the spherical aberration diagram shows values of a wavelength of 486.1 (nm), a wavelength of 587.6 (nm), and a wavelength of 656.3 (nm).
  • the astigmatism diagram and the distortion diagram show values at a wavelength of 587.6 (nm).
  • S indicates a value on a sagittal image plane
  • T indicates a value on a tangential image plane.
  • the lateral chromatic aberration diagram shows values of a wavelength 486.1 (nm) and a wavelength 656.3 (nm) with the wavelength 587.6 (nm) as a reference wavelength. Note that each aberration diagram shows the aberration when the ray tracing angle is changed in the y direction (see FIG. 5). The same applies to the aberration diagrams in other examples thereafter.
  • Example 1 has good optical performance.
  • Example 2 [Table 5] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 2. Table 6 shows data of the aspherical surface.
  • FIG. 19 shows a lens cross section of the eyepiece according to the second embodiment.
  • 20 to 22 show various aberrations of the eyepiece according to the second embodiment.
  • Table 7 shows basic lens data of the eyepiece according to Example 3.
  • Table 8 shows data of the aspherical surface.
  • FIG. 23 shows a lens cross section of the eyepiece according to the third embodiment.
  • 24 to 26 show various aberrations of the eyepiece according to the third embodiment.
  • Table 9 shows basic lens data of the eyepiece according to Example 4.
  • Table 10 shows data of the aspherical surface.
  • FIG. 27 shows a lens cross section of the eyepiece according to the fourth embodiment.
  • 28 to 30 show various aberrations of the eyepiece according to the fourth embodiment.
  • [Example 5] [Table 11] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 5. The data of the aspherical surface is shown in [Table 12].
  • FIG. 31 shows a lens cross section of the eyepiece according to the fifth embodiment.
  • 32 to 34 show various aberrations of the eyepiece according to the fifth example.
  • [Example 6] [Table 13] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 6. The data of the aspherical surface is shown in [Table 14].
  • FIG. 35 shows a lens cross section of the eyepiece according to the sixth embodiment.
  • 36 to 38 show various aberrations of the eyepiece according to the sixth example.
  • Example 7 [Table 15] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 7. The data of the aspherical surface is shown in [Table 16].
  • FIG. 39 shows a lens cross section of the eyepiece according to the seventh embodiment.
  • 40 to 42 show various aberrations of the eyepiece according to the seventh embodiment.
  • Example 8 [Table 17] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 8. The data of the aspherical surface is shown in [Table 18].
  • FIG. 43 shows a lens cross section of an eyepiece according to Example 8. 44 to 46 show various aberrations of the eyepiece according to the eighth embodiment.
  • Example 9 [Table 19] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 9. The data of the aspherical surface are shown in [Table 20].
  • FIG. 47 shows a lens cross section of the eyepiece according to the ninth embodiment.
  • 48 to 50 show various aberrations of the eyepiece according to the ninth embodiment.
  • Example 10 [Table 21] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 10. The data of the aspherical surface is shown in [Table 22].
  • FIG. 51 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 10.
  • 52 to 54 show various aberrations of the eyepiece according to the tenth embodiment.
  • Table 23 shows basic lens data of the eyepiece according to Example 11.
  • Table 24 shows data of the aspherical surface.
  • FIG. 55 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 11.
  • 56 to 58 show various aberrations of the eyepiece according to the eleventh embodiment.
  • Example 12 [Table 25] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 12. The data of the aspherical surface is shown in [Table 26].
  • FIG. 59 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 12.
  • 60 to 62 show various aberrations of the eyepiece according to Example 12.
  • Example 13 [Table 27] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 13. The data of the aspherical surface is shown in [Table 28].
  • FIG. 63 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 13.
  • FIGS. 64 to 66 show various aberrations of the eyepiece according to Example 13.
  • FIGS. 64 to 66 show various aberrations of the eyepiece according to Example 13.
  • [Example 14] [Table 29] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 14. The data of the aspherical surface is shown in [Table 30].
  • FIG. 67 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 14.
  • 68 to 70 show various aberrations of the eyepiece according to Example 14.
  • FIG. 67 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 14.
  • Example 15 [Table 31] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 15. The data of the aspheric surface are shown in [Table 32].
  • FIG. 71 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 15.
  • 72 to 74 show various aberrations of the eyepiece according to Example 15.
  • FIG. 71 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 15.
  • Example 16 [Table 33] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 16. The data of the aspherical surface is shown in [Table 34].
  • FIG. 75 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 16.
  • 76 to 78 show various aberrations of the eyepiece according to Example 16.
  • FIG. 75 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 16.
  • Example 17 [Table 35] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 17. The data of the aspheric surface are shown in [Table 36].
  • FIG. 79 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 17.
  • 80 to 82 show various aberrations of the eyepiece according to Example 17.
  • FIG. 79 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 17.
  • 80 to 82 show various aberrations of the eyepiece according to Example 17.
  • FIG. 79 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 17.
  • Example 18 [Table 37] shows basic lens data of the eyepiece according to Example 18. The data of the aspherical surface is shown in [Table 38].
  • FIG. 83 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 18.
  • 84 to 86 show various aberrations of the eyepiece according to Example 18.
  • FIG. 83 shows a lens cross section of the eyepiece according to Example 18.
  • [Other numerical data of each embodiment] [Table 39] and [Table 40] show the specifications of the eyepiece according to each example and the values of other numerical data (such as values relating to conditional expressions) satisfied by the eyepiece according to each example.
  • L indicates the total length (the distance from the eye point EP to the image (image display element 100)).
  • each embodiment satisfies the desired configuration.
  • the image magnification Mv of each embodiment is 2 times or more.
  • the refractive index of the first lens L1 with respect to the d-line is 1.439 or more.
  • the relations of conditional expressions (1A) and (2A) and (1B) and (2B) are satisfied.
  • the surface forming the aspherical surface is not limited to the lens surface described in each embodiment, and another surface other than the lens surface described in each embodiment may be aspherical.
  • the present technology can have the following configurations.
  • the configuration of a plurality of single lenses that constitute an eyepiece optical system by including an aspherical lens made of a resin material is optimized, and distortion and magnification that occur in the eyepiece optical system are improved. Since the display image for correcting the chromatic aberration is displayed, it is possible to provide high-definition image beauty while reducing the weight and widening the angle of view.
  • An eyepiece display unit including an image display element and an eyepiece optical system that guides a display image displayed on the image display element to an eye point,
  • the image magnification by the eyepiece optical system is 2 times or more
  • the eyepiece optical system is a coaxial system including a plurality of single lenses, At least one of the single lenses is an aspheric lens made of a resin material,
  • the display device wherein the image display element displays, as the display image, an image for correcting distortion and chromatic aberration of magnification generated in the eyepiece optical system.
  • the eyepiece optical system includes, in order from the eye point side to the image side, an eyepiece in a three-group three-element configuration in which a first lens, a second lens, and a third lens are arranged as the plurality of single lenses.
  • the display device according to the above [1].
  • the first lens is a spherical lens having a positive refractive power and made of a material having a refractive index of 1.439 or more with respect to d-line,
  • the display device according to [2] wherein a lens surface on the eye point side of the first lens has a convex shape or a planar shape.
  • the eyepiece optical system has a four-group, four-element configuration in which a first lens, a second lens, a third lens, and a fourth lens are arranged as the plurality of single lenses in order from the eye point side to the image side.
  • the first lens is a spherical lens having a positive refractive power and made of a material having a refractive index of 1.439 or more with respect to d-line,
  • the eyepiece display unit includes a left eyepiece eyepiece display unit and a right eyepiece eyepiece display unit
  • the image display element includes a left-eye image display element arranged in the left-eye eyepiece display unit, and a right-eye image display element arranged in the right-eye eyepiece display unit
  • the eyepiece optical system is disposed in the left eyepiece display unit, and a left eyepiece optical system that guides a left eye display image displayed on the left eye image display element to the left eye, and inside the right eyepiece display unit.
  • the right eye ocular optical system that guides the right eye display image displayed on the right eye image display element to the right eye
  • the left eye ocular optical system and the right eye ocular optical system each include the plurality of single lenses
  • the display device according to any one of [1] to [11], wherein the image magnification when observed with both eyes is 2 or more.

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Abstract

本開示の表示装置は、画像表示素子と画像表示素子に表示された表示画像をアイポイントに導く接眼光学系とを含む接眼表示ユニットを備え、接眼光学系による像倍率が２倍以上であり、接眼光学系は、複数の単レンズからなる共軸系であり、複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズが、樹脂材料からなる非球面レンズであり、画像表示素子は、表示画像として、接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する。

Description

表示装置
　本開示は、ヘッドマウントディスプレイ等に好適な表示装置に関する。
　画像表示素子を用いた表示装置として、電子ビューファインダ、電子双眼鏡、およびヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などが知られている。特にヘッドマウントディスプレイにおいては、表示装置本体を眼前に装着して長時間使用するため、接眼光学系および表示装置本体が小さく軽量であることが要求されている。また、広い視野画角、かつ高い倍率で像を観察可能であることが要求されている。特許文献１に記載の接眼光学系では、高屈折率かつ高アッベ数の硝材からなるレンズを複数枚用いることで、高い解像度と高い倍率を両立した光学系を実現している。
特開平１１－２３９８４号公報
　高屈折率かつ高アッベ数の硝材を用いることは、密度の高いガラスレンズを用いることになり、光学系が重たくなる。
　軽量化と広画角化とを図りつつ、高精細な映像美を提供可能な表示装置を提供することが望ましい。
　本開示の一実施の形態に係る表示装置は、画像表示素子と画像表示素子に表示された表示画像をアイポイントに導く接眼光学系とを含む接眼表示ユニットを備え、接眼光学系による像倍率が２倍以上であり、接眼光学系は、複数の単レンズからなる共軸系であり、複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズが、樹脂材料からなる非球面レンズであり、画像表示素子は、表示画像として、接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する。
　本開示の一実施の形態に係る表示装置では、複数の単レンズからなる共軸系の接眼光学系を備え、各単レンズの構成の最適化が図られる。画像表示素子は、接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する表示画像を表示する。
例えばヘッドマウントディスプレイに用いられる接眼表示ユニットの第１の構成例を示す説明図である。 例えばヘッドマウントディスプレイに用いられる接眼表示ユニットの第２の構成例を示す説明図である。 像倍率についての説明図である。 本開示の一実施の形態に係る表示装置の概要を示す平面図である。 一実施の形態に係る表示装置の概要を示す側面図である。 画像表示素子への出力画像と歪曲収差のある接眼光学系を通して実際に見える画像との対応関係を示す説明図である。 画像表示素子への出力画像と倍率色収差のある接眼光学系を通して実際に見える画像との対応関係を示す説明図である。 焦点距離ｆの光学系における理想光線到達位置と、歪曲収差の発生により歪められた光線到達位置（実光線到達位置）とを示した説明図である。 マージナル光線を揃えた場合における理想光線到達位置および実光線到達位置と、理想光線到達位置と実光線到達位置との乖離量とを模式的に示す説明図である。 複数の色の光線の理想到達位置を模式的に示す説明図である。 倍率色収差の発生により変化した各色の光線到達位置を模式的に示す説明図である。 標準的な画像表示素子の緑色スペクトルを示す説明図である。 光学系に発生した倍率色収差と、緑色のみを発光させた場合における緑色の短波長側波長と緑色の長波長側波長との光線到達位置の乖離量との関係性を示す説明図である。 視野画角（ＦＯＶ）の大きさおよびアイレリーフ（Ｅ．Ｒ．）の大きさと接眼レンズの第１面における最も外側を通る光線の高さとの関係を模式的に示す説明図である。 実施例１に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例２に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例２に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例２に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例２に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例３に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例３に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例３に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例３に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例４に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例４に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例４に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例４に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例５に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例５に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例５に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例５に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例６に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例６に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例６に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例６に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例７に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例７に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例７に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例７に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例８に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例８に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例８に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例８に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例９に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例９に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例９に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例９に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１０に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１０に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１０に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１０に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１１に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１１に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１１に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１１に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１２に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１２に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１２に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１２に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１３に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１３に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１３に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１３に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１４に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１４に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１４に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１４に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１５に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１５に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１５に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１５に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１６に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１６に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１６に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１６に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１７に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１７に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１７に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１７に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 実施例１８に係る接眼レンズのレンズ断面図である。 実施例１８に係る接眼レンズの球面収差を示す収差図である。 実施例１８に係る接眼レンズの像面湾曲および歪曲収差を示す収差図である。 実施例１８に係る接眼レンズの倍率色収差を示す収差図である。 表示装置の一例としてのヘッドマウントディスプレイを斜め前方から見た外観斜視図である。 表示装置の一例としてのヘッドマウントディスプレイを斜め後方から見た外観斜視図である。
　以下、本開示の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
　０．比較例
　１．一実施の形態に係る表示装置の説明
　　１．１．一実施の形態に係る表示装置の概要
　　１．２．歪曲収差と倍率色収差の補正の説明
　２．接眼光学系（接眼レンズ）の構成例および作用・効果
　３．ヘッドマウントディスプレイへの適用例
　４．接眼光学系（接眼レンズ）の数値実施例
　５．その他の実施の形態
＜０．比較例＞
　図１は、例えばヘッドマウントディスプレイに用いられる接眼表示ユニット１０２の第１の構成例を示している。図２は、例えばヘッドマウントディスプレイに用いられる接眼表示ユニット１０２の第２の構成例を示している。
　接眼表示ユニット１０２は、光軸Ｚ１に沿ってアイポイントＥ．Ｐ．側より順に、接眼光学系１０１と、画像表示素子１００とを備えている。
　画像表示素子１００は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬディスプレイ等の表示パネルである。接眼光学系１０１は、画像表示素子１００に表示された画像を拡大表示するために用いられる。接眼光学系１０１は、例えば複数のレンズを含む接眼レンズで構成されている。接眼光学系１０１によって、観察者は、拡大表示された虚像Ｉｍを観察する。画像表示素子１００の前面には、画像表示素子１００を保護するためのシールガラス等が配置されていても良い。アイポイントＥ．Ｐ．は、観察者の瞳孔位置に対応し、開口絞りＳＴＯとしても機能する。
　ここで、図１は、画像表示素子１００のサイズが接眼光学系１０１の直径に対して小さい場合の構成例を示している。図２は、画像表示素子１００のサイズが接眼光学系１０１の直径に対して大きい場合の構成例を示している。
　共軸系の接眼光学系１０１を用いた、視野画角が７０°を超す高視野角のヘッドマウントディスプレイでは、接眼光学系１０１の直径に対して画像表示素子１００が大きいものが多い。このようなヘッドマウントディスプレイでは、像倍率Ｍｖを小さく抑えられるものの、焦点距離ｆが比較的長くなるため、接眼光学系１０１の全長が長い問題がある。また、接眼光学系１０１のサイズが、接眼光学系１０１ではなく画像表示素子１００の大きさで律速されるケースもあり小型化に不向きである課題もある。
　例えば図１に示したように、画像表示素子１００のサイズが小さい場合、接眼表示ユニット１０２の全体の大きさは、接眼光学系１０１の大きさに律速される。一方、図２に示したように、画像表示素子１００のサイズが大きい場合、接眼表示ユニット１０２の全体の大きさは、画像表示素子１００の大きさに律速される。
　なお、像倍率Ｍｖとは、Ｍｖ＝α’／αで表される。図３の上段に示したように、αは接眼光学系１０１が無い場合の視野画角を示す。また、図３の下段に示したように、α’は接眼光学系１０１がある場合の視野画角（虚像Ｉｍに対する視野画角）を示す。図３において、ｈは観察する像の最大像高であり、例えば、画像表示素子１００に表示される画像の最大像高である。例えば画像表示素子１００が矩形の場合、ｈは画像表示素子１００の対角のサイズの半値である。ｆは接眼光学系１０１の焦点距離を示す。
　また、像倍率Ｍｖは、以下の式（Ａ）で表される。
　Ｍｖ＝ω’／（ｔａｎ-1（ｈ／Ｌ））　……（Ａ）
　ω’：最大視野画角の半値（ｒａｄ）
　ｈ：最大像高
　Ｌ：全長（アイポイントＥ．Ｐ．から像までの距離）
　なお、像とは、例えば画像表示素子１００に表示された画像のことを意味する。ｈは、上述したように、例えば画像表示素子１００が矩形の場合、画像表示素子１００の対角のサイズの半値である。Ｌは、例えば上記した接眼光学系１０１の全長（アイポイントＥ．Ｐ．から画像表示素子１００の表示面までの距離）に相当する。
　視野画角が７０°を超す高視野角のヘッドマウントディスプレイにおいて、図１の構成例のように、接眼光学系１０１の直径に対してサイズの小さい小型の画像表示素子１００を用いることは、大型の画像表示素子１００を用いた場合に比べ、接眼光学系１０１の全長、サイズを抑えることができる。このため、ヘッドマウントディスプレイの小型化に有利に働くとされている。しかし、このようなヘッドマウントディスプレイを、共軸系の接眼光学系１０１を用いて実現しようとする場合、結像性能を高めようとすると、像倍率Ｍｖを高めにくいという問題が存在する。
　上記を改善する手段の１つとして、接眼光学系１０１を構成するレンズに高屈折率かつ高アッベ数の硝材を複数枚用いる方法がある。特許文献１（特開平１１－２３９８４号公報）では、この方法を用いることで、高い解像度と高い倍率を両立した接眼光学系１０１を実現している。しかし、この方法では密度の高いガラスレンズを用いねばならず、接眼光学系１０１が重たくなる。
　そこで、軽量化と広画角化とを図り、高精細な映像美を提供可能な、ヘッドマウントディスプレイ等に好適な表示装置の開発が望まれる。
＜１．一実施の形態に係る表示装置の説明＞
［１．１．一実施の形態に係る表示装置の概要］
　本開示の一実施の形態に係る表示装置は、例えばヘッドマウントディスプレイ等に適用可能である。
　図４および図５は、本開示の一実施の形態に係る表示装置１の概要を示している。図４では、表示装置１のｘｚ平面内での構成を示している。図５では、表示装置１を側面（ｙｚ平面）から見た構成を示している。
　図４および図５に示したように、表示装置１は、両眼部位に対応する位置に並列配置された、左眼接眼表示ユニット１０２Ｌと右眼接眼表示ユニット１０２Ｒとを備えている。表示装置１は、両眼で観察した際の像倍率Ｍｖが２倍以上となるように構成されている。
　左眼接眼表示ユニット１０２Ｌ内には、左眼画像表示素子１００Ｌと、左眼画像表示素子１００Ｌに表示された左眼表示画像を左眼２Ｌに導く左眼接眼光学系１０１Ｌとが配置されている。
　右眼接眼表示ユニット１０２Ｒ内には、右眼画像表示素子１００Ｒと、右眼画像表示素子１００Ｒに表示された右眼表示画像を右眼２Ｒに導く右眼接眼光学系１０１Ｒとが配置されている。
　左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒはそれぞれ、複数の単レンズからなる接眼レンズで構成されている。左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒはそれぞれ、共軸系であり、それぞれ（片眼）による像倍率が２倍以上となるように構成されている。
　左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒにおいて、複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズが、樹脂材料からなる非球面レンズとなっている。複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズを樹脂材料にすることにより、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒの重量を軽くすることができる。また、複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズを非球面レンズにすることにより、収差の発生を抑えることができる。
　左眼画像表示素子１００Ｌおよび右眼画像表示素子１００Ｒはそれぞれ、例えばＬＣＤや有機ＥＬディスプレイ等の平面型の小型表示パネルで構成されている。
　表示装置１をヘッドマウントディスプレイ等に適用する場合、通常、左眼画像表示素子１００Ｌと右眼画像表示素子１００Ｒとで、左眼表示画像および右眼表示画像として、それぞれ同一の画像が表示され、左眼２Ｌおよび右眼２Ｒで同一の画像が観察される。その結果、両眼による見え方としては、片眼での視野画角と同一の画角で画像が観察される。
　左眼画像表示素子１００Ｌは、左眼表示画像として、左眼接眼光学系１０１Ｌにおいて発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する。同様に、右眼画像表示素子１００Ｒは、右眼表示画像として、右眼接眼光学系１０１Ｒにおいて発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する。
　これにより、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒにおいて発生する歪曲収差と倍率色収差とをある程度許容し、実質的に、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒにおいて、歪曲収差と倍率色収差とが発生していない場合と変わらない見え方を維持しつつ、高倍率および光学系重量の軽減を実現できる。
［１．２．歪曲収差と倍率色収差の補正の説明］
　以下、左眼画像表示素子１００Ｌおよび右眼画像表示素子１００Ｒが表示する左眼表示画像および右眼表示画像による歪曲収差および倍率色収差の補正の具体例を説明する。左眼画像表示素子１００Ｌおよび右眼画像表示素子１００Ｒに表示する画像の補正方法は左右で実質的に同じであるため、以下では、左眼画像表示素子１００Ｌまたは右眼画像表示素子１００Ｒのことを、左右の区別無く、画像表示素子１００と記す。同様に、左眼接眼光学系１０１Ｌまたは右眼接眼光学系１０１Ｒのことを、左右の区別無く、接眼光学系１０１と記す。同様に、左眼表示画像または右眼表示画像のことを、左右の区別無く、表示画像と記す。また、以降の他の説明においても、同様に必要に応じて適宜、左右の区別無く説明する。
（歪曲収差と倍率色収差の補正）
　図６は、画像表示素子１００への出力画像と歪曲収差のある接眼光学系１０１を通して実際に見える画像との対応関係を示している。図７は、画像表示素子１００への出力画像と倍率色収差のある接眼光学系１０１を通して実際に見える画像との対応関係を示している。
　図６および図７に示したように、画像表示素子１００に何の補正処理も施していない画像を出力した場合、接眼光学系１０１に発生した歪曲収差と倍率色収差とにより、接眼光学系１０１を通して実際に見える画像は歪で見栄えの悪いものとなる。それに対し、接眼光学系１０１に発生した歪曲収差と倍率色収差とにそれぞれ対応した補正画像を画像表示素子１００に出力した場合、両収差は打ち消され良好な見栄えとなる。
（歪曲収差の補正方法）
　図８は、焦点距離ｆの接眼光学系１０１における理想光線到達位置と、歪曲収差の発生により歪められた光線到達位置（実光線到達位置）とを示している。図９は、マージナル光線を揃えた場合における理想光線到達位置および実光線到達位置と、理想光線到達位置と実光線到達位置との乖離量とを模式的に示している。図９において、角度θａの理想光線到達位置をｒi,a、角度θｂの理想光線到達位置をｒi,b、角度θｃの理想光線到達位置をｒi,cとする。また、歪曲収差が発生した場合における角度θａの実光線到達位置をｒr,a、歪曲収差が発生した場合における角度θｂの実光線到達位置をｒr,b、歪曲収差が発生した場合における角度θｃの実光線到達位置をｒr,cとする。ここで、θａ＜θｂ＜θｃとし、マージナル光線は、角度θｃの光線とする。マージナル光線の理想光線到達位置ｒi,cと実光線到達位置ｒr,cとを揃えた場合（ｒi,c＝ｒr,c）、角度θａの光線到達位置乖離量はｒr,a－ｒi,a、角度θｂの光線到達位置乖離量はｒr,b－ｒi,bとなる。
　図８に示したように、各角度の理想光線到達位置と実光線到達位置との間には、乖離が生じている。この乖離を無くし、発生した歪曲収差を打ち消す手法について以下に示す。まず、図９に示したように、マージナル光線（接眼光学系１０１の最も外側を通る光線）の理想光線到達位置ｒi,cと実光線到達位置ｒr,cとを揃える。次に各角度における光線到達位置の乖離量を求め、それぞれを画像表示素子１００への出力画像に反映させる。以上の手順により、歪曲収差を補正する画像が生成可能となる。
（倍率色収差の補正方法）
　図１０は、３色（ＲＧＢ）の光源を持つ画像表示素子１００の出力した各色の光線の理想光線到達位置を示している。図１１は、倍率色収差の発生により変化した各色の光線到達位置（実光線到達位置）を示している。
　倍率色収差がある場合、図１１に示したように、ＲＧＢそれぞれの光線到達位置に乖離が生じる。この乖離を無くすためには、各角度の各色における光線到達位置を求め、それぞれを画像表示素子１００への出力画像に反映させることで、倍率色収差を補正する画像が生成可能となる。
（倍率色収差の補正限界）
　図１２は、標準的な画像表示素子１００の緑色スペクトルを示している。図１２に示したように、標準的な画像表示素子１００の緑色スペクトルは、例えば中心波長５４０ｎｍ、分散が２０ｎｍとなる。ここで、中心波長５４０ｎｍに対して－２０ｎｍの短波長側波長（５２０ｎｍ）をλ２、中心波長５４０ｎｍに対して＋２０ｎｍの長波長側波長（５６０ｎｍ）をλ１とする。
　図１３に、接眼光学系１０１に発生した倍率色収差（赤色の中心波長と青色の中心波長との乖離量）と、緑色のみを発光させた場合における緑色の長波長側波長λ１（５６０ｎｍ）と緑色の短波長側波長λ２（５２０ｎｍ）との光線到達位置ｒλ1，ｒλ2の乖離量（ｒλ1－ｒλ2）との関係性を示す。
　図１３に示したように、接眼光学系１０１に発生した倍率色収差が６００μｍを超えると、緑色の長波長側波長λ１と緑色の短波長側波長λ２との光線到達位置の乖離量（ｒλ1－ｒλ2）が１２０μｍを超え、単波長で観察した場合においても、画像がぼけ、見え方に違和感を生じさせると推測される。このことから、倍率色収差の許容量は６００μｍとなる。
＜２．接眼光学系（接眼レンズ）の構成例および作用・効果＞
　次に、表示装置１における左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒを構成する接眼レンズの第１および第２の構成例を説明する。
［第１の構成例］
　第１の構成例に係る接眼レンズの構成は、後述の実施例１～９に係る接眼レンズ（図１５等）の構成に対応する。左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒはそれぞれ、後述の実施例１～９に係る接眼レンズ（図１５等）のように、アイポイントＥ．Ｐ．側から像側（左眼画像表示素子１００Ｌ側または右眼画像表示素子１００Ｒ側）に向かって順に、複数の単レンズとして、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、および第３レンズＬ３が配置された３群３枚構成の接眼レンズで構成されてもよい。
　上記３群３枚構成の接眼レンズ（第１の構成例に係る接眼レンズ）において、第１レンズＬ１は、ｄ線に対する屈折率が１．４３９以上の材料からなる正の屈折力を有する球面レンズであることが好ましい。また、第１レンズＬ１のアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面が、凸形状または平面形状であることが好ましい。第１レンズＬ１を正の屈折力とし、アイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面を凸形状または平面形状にすることで、マージナル光線の最大高さを抑えることができ、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒのそれぞれの光学系の容量の縮小、および、軽量化が見込める。また、第１レンズＬ１として球面レンズを用いることで、非球面レンズを用いた場合に比べて、製造コストを抑えることができる。
　第１の構成例に係る接眼レンズにおいて、倍率色収差の最大発生量は、６００μｍ以下であることが好ましい。倍率色収差の最大発生量は、６００μｍを超えると、良好な結像性能を得ることが困難となる。また、上述の図１３に示したように、倍率色収差の発生量が６００μｍを超える場合、画像表示素子１００に補正画像を出力しても、見え方に違和感が生ずる。
　また、第１の構成例に係る接眼レンズにおいて、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３のうち少なくとも１枚のレンズは、非球面レンズであることが好ましい。非球面レンズを用いることで、発生する収差を良好に補正することができる。
　また、第１の構成例に係る接眼レンズは、以下の条件式（１Ａ）を満足することが好ましい。
　０．４５０＜ｆ／Ｌ’＜０．８００　……（１Ａ）
ただし、
　ｆ：実効焦点距離
　Ｌ’：複数の単レンズ（第１ないし第３レンズＬ１～Ｌ３）における最もアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面から像（画像表示素子１００の表示面）までの距離
とする。
　条件式（１Ａ）を満足することで、光学系の小型化を図りつつ、良好な結像特性を得ることができる。条件式（１Ａ）の上限を超えると、実効焦点距離ｆに対して十分な光学系全長を確保することが困難となり、所定の像倍率を持つ光学系を実現しようとすると周辺部の解像度、像面湾曲、および歪曲収差が悪化することが懸念される。条件式（１Ａ）の下限を下回ると、実効焦点距離ｆに対して光学系全長が長くなりすぎ、所定の像倍率を持つ光学系を実現しようとすると、光学系体積が増加し、表示装置１全体としての小型化を妨げることが懸念される。
　また、第１の構成例に係る接眼レンズは、以下の条件式（２Ａ）を満足することが好ましい。
　０．４００＜ｔ’／Ｌ’　……（２Ａ）
ただし、
　ｔ’：複数の単レンズ（第１ないし第３レンズＬ１～Ｌ３）の各中心厚の総和
　Ｌ’：複数の単レンズ（第１ないし第３レンズＬ１～Ｌ３）における最もアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面から像（画像表示素子１００の表示面）までの距離
とする。
　高視野角なヘッドマウントディスプレイでは、画像の周辺領域を観察する際に瞳孔位置がシフトする（以下『眼振り』と呼称する）。条件式（２Ａ）を満たすことで、十分なレンズ厚みを確保でき、眼振りに対してロバストな特性を実現できる。条件式（２Ａ）の下限を下回ると、十分なレンズ厚みが確保することが困難となり、目振りに対するロバスト性が失われることが懸念される。
［第２の構成例］
　第２の構成例に係る接眼レンズの構成は、後述の実施例１０～１８に係る接眼レンズ（図５１等）の構成に対応する。左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒはそれぞれ、後述の実施例１０～１８に係る接眼レンズ（図５１等）のように、アイポイントＥ．Ｐ．側から像側（左眼画像表示素子１００Ｌ側または右眼画像表示素子１００Ｒ側）に向かって順に、複数の単レンズとして、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ３が配置された４群４枚構成の接眼レンズで構成されてもよい。
　上記４群４枚構成の接眼レンズ（第２の構成例に係る接眼レンズ）において、第１レンズＬ１は、ｄ線に対する屈折率が１．４３９以上の材料からなる正の屈折力を有する球面レンズであることが好ましい。また、第１レンズＬ１のアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面が、凸形状または平面形状であることが好ましい。第１レンズＬ１を正の屈折力とし、アイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面を凸形状または平面形状にすることで、マージナル光線の最大高さを抑えることができ、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒのそれぞれの光学系の容量の縮小、および、軽量化が見込める。また、第１レンズＬ１として球面レンズを用いることで、非球面レンズを用いた場合に比べて、製造コストを抑えることができる。
　第２の構成例に係る接眼レンズにおいて、倍率色収差の最大発生量は、６００μｍ以下であることが好ましい。倍率色収差の最大発生量は、６００μｍを超えると、良好な結像性能を得ることが困難となる。また、上述の図１３に示したように、倍率色収差の発生量が６００μｍを超える場合、画像表示素子１００に補正画像を出力しても、見え方に違和感が生ずる。
　また、第２の構成例に係る接眼レンズにおいて、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、および第４レンズＬ４のうち少なくとも１枚のレンズは、非球面レンズであることが好ましい。非球面レンズを用いることで、発生する収差を良好に補正することができる。
　また、第２の構成例に係る接眼レンズは、以下の条件式（１Ｂ）を満足することが好ましい。
　０．４５０＜ｆ／Ｌ’＜０．７００　……（１Ｂ）
ただし、
　ｆ：実効焦点距離
　Ｌ’：複数の単レンズ（第１ないし第４レンズＬ１～Ｌ４）における最もアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面から像（画像表示素子１００の表示面）までの距離
とする。
　条件式（１Ｂ）を満足することで、光学系の小型化を図りつつ、良好な結像特性を得ることができる。条件式（１Ｂ）の上限を超えると、実効焦点距離ｆに対して十分な光学系全長を確保することが困難となり、所定の像倍率を持つ光学系を実現しようとすると周辺部の解像度、像面湾曲、および歪曲収差が悪化することが懸念される。条件式（１Ｂ）の下限を下回ると、実効焦点距離ｆに対して光学系全長が長くなりすぎ、所定の像倍率を持つ光学系を実現しようとすると、光学系体積が増加し、表示装置１全体としての小型化を妨げることが懸念される。
　また、第２の構成例に係る接眼レンズは、以下の条件式（２Ｂ）を満足することが好ましい。
　０．５５０＜ｔ’／Ｌ’　……（２Ｂ）
ただし、
　ｔ’：複数の単レンズ（第１ないし第４レンズＬ１～Ｌ４）の各中心厚の総和
　Ｌ’：複数の単レンズ（第１ないし第４レンズＬ１～Ｌ４）における最もアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面から像（画像表示素子１００の表示面）までの距離
とする。
　条件式（２Ｂ）を満たすことで、十分なレンズ厚みを確保でき、眼振りに対してロバストな特性を実現できる。条件式（２Ｂ）の下限を下回ると、十分なレンズ厚みが確保することが困難となり、目振りに対するロバスト性が失われることが懸念される。
［発明の効果］
　本開示の一実施の形態に係る表示装置によれば、樹脂材料からなる非球面レンズを含むようにして左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒを構成する複数の単レンズの構成の最適化を図り、また、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒにおいて発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する表示画像を表示するようにしたので、軽量化と広画角化とを図りつつ、高精細な映像美を提供可能となる。
　特に、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒをそれぞれ、樹脂材料からなる非球面レンズを含む複数の単レンズで構成し、各レンズの構成の最適化を図ったことで、軽量化が図られる。また、樹脂材料を用いることで、材料費および製造費を抑えることができる。
　一実施の形態に係る表示装置をヘッドマウントディスプレイに適用することで、高視野角で高精細な映像美を提供できる。高視野角なヘッドマウントディスプレイでは、画像の周辺領域を観察する際に瞳孔位置がシフト（眼振り）する。この際、ヘッドマウントディスプレイで想定される眼振りの量に対して、所望の光学特性を確保するのが困難となる。一実施の形態に係る表示装置によれば、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒをそれぞれ上記した構成にすることで、眼振りに対してロバストな光学系を実現できる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
＜３．ヘッドマウントディスプレイへの適用例＞
　図８７および図８８は、本開示の一実施の形態に係る表示装置１を適用したヘッドマウントディスプレイ２００の一構成例を示している。ヘッドマウントディスプレイ２００は、本体部２０１と、額当て部２０２と、鼻当て部２０３と、ヘッドバンド２０４と、ヘッドフォン２０５とを備えている。額当て部２０２は、本体部２０１の中央上部に設けられている。鼻当て部２０３は、本体部２０１の中央下部に設けられている。
　ユーザがヘッドマウントディスプレイ２００を頭部に装着したとき、額当て部２０２がユーザの額に当接するとともに、鼻当て部２０３が鼻に当接する。さらに、ヘッドバンド２０４が頭部の後方に当接する。これにより、このヘッドマウントディスプレイ２００では、装置の荷重を頭部全体に分散させて、ユーザの負担を軽減して装着することができる。
　ヘッドフォン２０５は、左耳用のものと右耳用のものとが設けられ、左耳と右耳とに独立して音声を提供可能となっている。
　本体部２０１には、映像を表示するための回路基板や光学系等が内蔵されている。本体部２０１には、図８８に示したように左眼表示部２１０Ｌおよび右眼表示部２１０Ｒが設けられ、左眼と右眼とに独立して映像を提供可能となっている。左眼表示部２１０Ｌには、左眼用の画像表示素子と、左眼用の画像表示素子に表示された画像を拡大する左眼用の接眼光学系とを備えた左眼接眼表示ユニットが設けられている。右眼表示部２１０Ｒには、右眼用の画像表示素子と、右眼用の画像表示素子に表示された画像を拡大する右眼用の接眼光学系とを備えた右眼接眼表示ユニットが設けられている。これら左眼表示部２１０Ｌを構成する左眼接眼表示ユニットおよび右眼表示部２１０Ｒを構成する右眼接眼表示ユニットとして、本開示の一実施の形態に係る表示装置１における左眼接眼表示ユニット１０２Ｌおよび右眼接眼表示ユニット１０２Ｒを適用可能である。
　なお、画像表示素子には、図示しない画像再生装置から画像データが供給される。画像再生装置から３次元画像データを供給し、左眼表示部２１０Ｌと右眼表示部２１０Ｒとで互いに視差のある画像を表示することで、３次元表示を行うことも可能である。
［実施例の概要］
　図１４は、視野画角（ＦＯＶ）の大きさおよびアイレリーフＥ．Ｒ．の大きさと接眼レンズの第１面における最も外側を通る光線（マージナル光線）の高さとの関係を模式的に示している。
　図１４に示したように、視野画角およびアイレリーフＥ．Ｒ．を大きくすると、接眼レンズの第１面におけるマージナル光線の高さが高くなる。マージナル光線を、等しいサイズの画像表示素子１００に結像させることを考えた場合、光線高さが高いほど光線を大きく曲げる必要がある。そうすると、収差の発生量が増加し、結像性能は低下する。このように、視野画角およびアイレリーフＥ．Ｒ．の大きさは、結像性能とトレードオフの関係にある。
　このような特性を考慮し、以下の実施例では、［表１］，［表２］に示したように、視野画角およびアイレリーフＥ．Ｒ．の大きさを変えた仕様の設計例を示す。ここで、実施例１～９は、上記第１の構成例の接眼レンズ（３群３枚構成の接眼レンズ）に対応する。実施例１０～１８は、上記第２の構成例の接眼レンズ（４群４枚構成の接眼レンズ）に対応する。［表１］，［表２］に示したように、３群３枚構成の接眼レンズおよび４群４枚構成の接眼レンズのそれぞれにおいて、第１レンズＬ１のアイポイントＥ．Ｐ．側のレンズ面が、凸形状の実施例と平面形状の実施例とを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
＜４．接眼光学系（接眼レンズ）の数値実施例＞
　上述の［表１］，［表２］に示した各実施例に係る接眼レンズの具体的なレンズデータを以下に示す。各実施例に係る接眼レンズは、左眼接眼光学系１０１Ｌおよび右眼接眼光学系１０１Ｒのそれぞれに対応し、左眼接眼表示ユニット１０２Ｌおよび右眼接眼表示ユニット１０２Ｒのそれぞれに適用される。各実施例に係る接眼レンズにおいて、左眼画像表示素子１００Ｌまたは右眼画像表示素子１００Ｒのことを、左右の区別無く、画像表示素子１００と記す。
　なお、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。「Ｓｉ」は、アイポイントＥ．Ｐ．を１番目として、像側に向かうに従い順次増加するようにして符号を付したｉ番目の面の番号を示している。「Ｒｉ」は、ｉ番目の面の近軸の曲率半径（ｍｍ）を示す。「Ｄｉ」はｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の光軸上の間隔（ｍｍ）を示す。「Ｎｄｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質（媒質）のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）における屈折率の値を示す。「νｄｉ」はｉ番目の面を有する光学要素の材質のｄ線におけるアッベ数の値を示す。曲率半径が「∞」である面は平面または絞り面（開口絞りＳＴＯ（アイポイントＥ．Ｐ．））であることを示す。
（非球面の式）
　各実施例に係る接眼レンズは、非球面レンズを含んでいる。非球面形状は以下の非球面の式（１．１）によって定義される。なお、以下の非球面を示す各表において、「Ｅ－ｎ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０のマイナスｎ乗」を表しており、例えば、「０．１２３４５Ｅ－０５」は「０．１２３４５×（１０のマイナス５乗）」を表している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
ただし、
　Ｚａ（ｓ）：各レンズエレメントの光軸を基準とした非球面形状のサグ量
　ｓ：各レンズエレメントの光軸からの距離（タンジェンシャル方向）
　Ｒ：曲率半径
　ｋ：円錐定数
　Ａｉ：ｉ次の非球面係数
とする。
［実施例１］
　［表３］に、実施例１に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表４］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
　図１５には、実施例１に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図１６～図１８には、実施例１に係る接眼レンズの諸収差を示す。各収差は、アイポイントＥ．Ｐ．側から光線追跡したものである。特に、図１６には、球面収差を示す。特に、図１７には、非点収差（像面湾曲）、および歪曲収差を示す。図１８には、倍率色収差を示す。球面収差図には、波長４８６．１（ｎｍ）、波長５８７．６（ｎｍ）、波長６５６．３（ｎｍ）の値を示す。非点収差図および歪曲収差図には、波長５８７．６（ｎｍ）の値を示す。非点収差図において、Ｓはサジタル像面、Ｔはタンジェンシャル像面における値を示す。倍率色収差図には、波長５８７．６（ｎｍ）を基準波長とした波長４８６．１（ｎｍ）、および波長６５６．３（ｎｍ）の値を示す。
　なお、各収差図には、ｙ方向（図５参照）に光線追跡角度を変化させた場合の収差を示す。以降の他の実施例における収差図についても同様である。
　各収差図から分かるように、実施例１では、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例２］
　［表５］に、実施例２に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表６］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
　図１９には、実施例２に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図２０～図２２には、実施例２に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例２に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例３］
　［表７］に、実施例３に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表８］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
　図２３には、実施例３に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図２４～図２６には、実施例３に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例３に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例４］
　［表９］に、実施例４に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表１０］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
　図２７には、実施例４に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図２８～図３０には、実施例４に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例４に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例５］
　［表１１］に、実施例５に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表１２］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
　図３１には、実施例５に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図３２～図３４には、実施例５に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例５に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例６］
　［表１３］に、実施例６に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表１４］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
　図３５には、実施例６に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図３６～図３８には、実施例６に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例６に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例７］
　［表１５］に、実施例７に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表１６］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
　図３９には、実施例７に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図４０～図４２には、実施例７に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例７に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例８］
　［表１７］に、実施例８に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表１８］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
　図４３には、実施例８に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図４４～図４６には、実施例８に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例８に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例９］
　［表１９］に、実施例９に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表２０］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000020
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000021
　図４７には、実施例９に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図４８～図５０には、実施例９に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例９に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１０］
　［表２１］に、実施例１０に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表２２］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000022
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
　図５１には、実施例１０に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図５２～図５４には、実施例１０に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１０に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１１］
　［表２３］に、実施例１１に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表２４］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
　図５５には、実施例１１に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図５６～図５８には、実施例１１に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１１に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１２］
　［表２５］に、実施例１２に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表２６］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
　図５９には、実施例１２に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図６０～図６２には、実施例１２に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１２に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１３］
　［表２７］に、実施例１３に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表２８］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
　図６３には、実施例１３に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図６４～図６６には、実施例１３に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１３に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１４］
　［表２９］に、実施例１４に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表３０］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
　図６７には、実施例１４に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図６８～図７０には、実施例１４に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１４に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１５］
　［表３１］に、実施例１５に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表３２］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
　図７１には、実施例１５に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図７２～図７４には、実施例１５に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１５に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１６］
　［表３３］に、実施例１６に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表３４］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
　図７５には、実施例１６に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図７６～図７８には、実施例１６に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１６に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１７］
　［表３５］に、実施例１７に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表３６］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
　図７９には、実施例１７に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図８０～図８２には、実施例１７に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１７に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［実施例１８］
　［表３７］に、実施例１８に係る接眼レンズの基本的なレンズデータを示す。また、非球面のデータを［表３８］に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
　図８３には、実施例１８に係る接眼レンズのレンズ断面を示す。図８４～図８６には、実施例１８に係る接眼レンズの諸収差を示す。
　各収差図から分かるように、実施例１８に係る接眼レンズは、良好な光学性能を有していることが明らかである。
［各実施例のその他の数値データ］
　［表３９］，［表４０］には、各実施例に係る接眼レンズの仕様、および各実施例に係る接眼レンズが満たす他の数値データの値（条件式に関する値等）を、各実施例についてまとめたものを示す。なお、Ｌは全長（アイポイントＥ．Ｐ．から像（画像表示素子１００）までの距離）を示す。［表３９］，［表４０］から分かるように、各実施例について、所望の構成が満たされている。［表３９］，［表４０］に示したように、各実施例の像倍率Ｍｖは２倍以上となっている。また、各実施例について、第１レンズＬ１のｄ線に対する屈折率が１．４３９以上となっている。また、各実施例について、条件式（１Ａ），（２Ａ）および（１Ｂ），（２Ｂ）の関係を満足している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000041
＜５．その他の実施の形態＞
　本開示による技術は、上記実施の形態および実施例の説明に限定されず種々の変形実施が可能である。
　例えば、上記各数値実施例において示した各部の形状および数値は、いずれも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。
　また、上記実施の形態および実施例では、実質的に３つまたは４つのレンズからなる構成について説明したが、実質的に屈折力を有さないレンズをさらに備えた構成であってもよい。
　また、非球面を形成する面は、各実施例に示したレンズ面に限定されず、各実施例に示したレンズ面以外の他の面を非球面にしてもよい。
　また例えば、本技術は以下のような構成を取ることができる。
　以下の構成の本技術によれば、樹脂材料からなる非球面レンズを含むようにして接眼光学系を構成する複数の単レンズの構成の最適化を図り、また、接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する表示画像を表示するようにしたので、軽量化と広画角化とを図りつつ、高精細な映像美を提供可能となる。
［１］
　画像表示素子と前記画像表示素子に表示された表示画像をアイポイントに導く接眼光学系とを含む接眼表示ユニットを備え、
　前記接眼光学系による像倍率が２倍以上であり、
　前記接眼光学系は、複数の単レンズからなる共軸系であり、
　前記複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズが、樹脂材料からなる非球面レンズであり、
　前記画像表示素子は、前記表示画像として、前記接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する
　表示装置。
［２］
　前記接眼光学系は、アイポイント側から像側に向かって順に、前記複数の単レンズとして、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズが配置された３群３枚構成の接眼レンズからなる
　上記［１］に記載の表示装置。
［３］
　前記第１レンズは、ｄ線に対する屈折率が１．４３９以上の材料からなる正の屈折力を有する球面レンズであり、
　前記第１レンズの前記アイポイント側のレンズ面が、凸形状または平面形状である
　上記［２］に記載の表示装置。
［４］
　前記接眼光学系における倍率色収差の最大発生量は、６００μｍ以下である
　上記［２］または［３］に記載の表示装置。
［５］
　以下の条件式を満足する
　上記［２］ないし［４］のいずれか１つに記載の表示装置。
　０．４５０＜ｆ／Ｌ’＜０．８００　……（１Ａ）
ただし、
　ｆ：実効焦点距離
　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
とする。
［６］
　以下の条件式を満足する
　上記［２］ないし［５］のいずれか１つに記載の表示装置。
　０．４００＜ｔ’／Ｌ’　……（２Ａ）
ただし、
　ｔ’：前記複数の単レンズの各中心厚の総和
　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
とする。
［７］
　前記接眼光学系は、アイポイント側から像側に向かって順に、前記複数の単レンズとして、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズが配置された４群４枚構成の接眼レンズからなる
　上記［１］に記載の表示装置。
［８］
　前記第１レンズは、ｄ線に対する屈折率が１．４３９以上の材料からなる正の屈折力を有する球面レンズであり、
　前記第１レンズの前記アイポイント側のレンズ面が、凸形状または平面形状である
　上記［７］に記載の表示装置。
［９］
　前記接眼光学系における倍率色収差の最大発生量は、６００μｍ以下である
　上記［７］または［８］に記載の表示装置。
［１０］
　以下の条件式を満足する
　上記［７］ないし［９］のいずれか１つに記載の表示装置。
　０．４５０＜ｆ／Ｌ’＜０．７００　……（１Ｂ）
ただし、
　ｆ：実効焦点距離
　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
とする。
［１１］
　以下の条件式を満足する
　上記［７］ないし［１０］のいずれか１つに記載の表示装置。
　０．５５０＜ｔ’／Ｌ’　……（２Ｂ）
ただし、
　ｔ’：前記複数の単レンズの各中心厚の総和
　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
とする。
［１２］
　前記接眼表示ユニットは、左眼接眼表示ユニットと右眼接眼表示ユニットとを含み、
　前記画像表示素子は、前記左眼接眼表示ユニット内に配置された左眼画像表示素子と、前記右眼接眼表示ユニット内に配置された右眼画像表示素子とを含み、
　前記接眼光学系は、前記左眼接眼表示ユニット内に配置され、前記左眼画像表示素子に表示された左眼表示画像を左眼に導く左眼接眼光学系と、前記右眼接眼表示ユニット内に配置され、前記右眼画像表示素子に表示された右眼表示画像を右眼に導く右眼接眼光学系とを含み、
　前記左眼接眼光学系および前記右眼接眼光学系がそれぞれ、前記複数の単レンズからなり、
　両眼で観察した際の像倍率が２倍以上である
　上記［１］ないし［１１］のいずれか１つに記載の表示装置。
　本出願は、日本国特許庁において２０１８年７月３１日に出願された日本特許出願番号第２０１８－１４３８５３号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (12)

  1. 　画像表示素子と前記画像表示素子に表示された表示画像をアイポイントに導く接眼光学系とを含む接眼表示ユニットを備え、
    　前記接眼光学系による像倍率が２倍以上であり、
    　前記接眼光学系は、複数の単レンズからなる共軸系であり、
    　前記複数の単レンズのうち少なくとも１枚の単レンズが、樹脂材料からなる非球面レンズであり、
    　前記画像表示素子は、前記表示画像として、前記接眼光学系において発生する歪曲収差と倍率色収差とを補正する画像を表示する
    　表示装置。
  2. 　前記接眼光学系は、アイポイント側から像側に向かって順に、前記複数の単レンズとして、第１レンズ、第２レンズ、および第３レンズが配置された３群３枚構成の接眼レンズからなる
    　請求項１に記載の表示装置。
  3. 　前記第１レンズは、ｄ線に対する屈折率が１．４３９以上の材料からなる正の屈折力を有する球面レンズであり、
    　前記第１レンズの前記アイポイント側のレンズ面が、凸形状または平面形状である
    　請求項２に記載の表示装置。
  4. 　前記接眼光学系における倍率色収差の最大発生量は、６００μｍ以下である
    　請求項２に記載の表示装置。
  5. 　以下の条件式を満足する
    　請求項２に記載の表示装置。
    　０．４５０＜ｆ／Ｌ’＜０．８００　……（１Ａ）
    ただし、
    　ｆ：実効焦点距離
    　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
    とする。
  6. 　以下の条件式を満足する
    　請求項２に記載の表示装置。
    　０．４００＜ｔ’／Ｌ’　……（２Ａ）
    ただし、
    　ｔ’：前記複数の単レンズの各中心厚の総和
    　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
    とする。
  7. 　前記接眼光学系は、アイポイント側から像側に向かって順に、前記複数の単レンズとして、第１レンズ、第２レンズ、第３レンズ、および第４レンズが配置された４群４枚構成の接眼レンズからなる
    　請求項１に記載の表示装置。
  8. 　前記第１レンズは、ｄ線に対する屈折率が１．４３９以上の材料からなる正の屈折力を有する球面レンズであり、
    　前記第１レンズの前記アイポイント側のレンズ面が、凸形状または平面形状である
    　請求項７に記載の表示装置。
  9. 　前記接眼光学系における倍率色収差の最大発生量は、６００μｍ以下である
    　請求項７に記載の表示装置。
  10. 　以下の条件式を満足する
    　請求項７に記載の表示装置。
    　０．４５０＜ｆ／Ｌ’＜０．７００　……（１Ｂ）
    ただし、
    　ｆ：実効焦点距離
    　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
    とする。
  11. 　以下の条件式を満足する
    　請求項７に記載の表示装置。
    　０．５５０＜ｔ’／Ｌ’　……（２Ｂ）
    ただし、
    　ｔ’：前記複数の単レンズの各中心厚の総和
    　Ｌ’：前記複数の単レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面から前記像までの距離
    とする。
  12. 　前記接眼表示ユニットは、左眼接眼表示ユニットと右眼接眼表示ユニットとを含み、
    　前記画像表示素子は、前記左眼接眼表示ユニット内に配置された左眼画像表示素子と、前記右眼接眼表示ユニット内に配置された右眼画像表示素子とを含み、
    　前記接眼光学系は、前記左眼接眼表示ユニット内に配置され、前記左眼画像表示素子に表示された左眼表示画像を左眼に導く左眼接眼光学系と、前記右眼接眼表示ユニット内に配置され、前記右眼画像表示素子に表示された右眼表示画像を右眼に導く右眼接眼光学系とを含み、
    　前記左眼接眼光学系および前記右眼接眼光学系がそれぞれ、前記複数の単レンズからなり、
    　両眼で観察した際の像倍率が２倍以上である
    　請求項１に記載の表示装置。
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