JP2015111184A - 虚像表示装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】平面状のプリズムである第1及び第2プリズム10,30と、これらのプリズムに設けた反射面とで構成された非常に簡素な構成の光学系のうち、眼に近い側すなわち映像表示素子(映像素子)82からある程度離れた側に配置された第1プリズム10において、映像光の色収差を補正するための補正レンズ面ASを有する構成としている。これにより、虚像表示装置100は、小型軽量であり、かつ、倍率色収差を低減した高性能のものとしている。
【選択図】図1
Description
以下、図1等を参照しつつ、本発明の第1実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。
以下、本発明に係る虚像表示装置に組み込まれる第1プリズム及び第2プリズムを含んだ導光装置の実施例について説明する。各実施例で使用する記号を以下にまとめた。
SPH :球面
ASP :非球面(軸対称非球面)
R :曲率半径
T :軸上面間隔
Nd :光学材料のd線に対する屈折率
Vd :光学材料のd線に関するアッベ数
TLY :特定面の横断面(XZ断面)における光軸の傾斜角度(°)
(TLYについては、特定面の前後で変化する場合がある)
実施例1の投射透視装置のうち導光装置を構成する光学面のデータを以下の表1に示す。なお、表中の2つのSPHは、第1プリズム10の反射面である第3面S13と、補正レンズ面ASである第5面S15(図3参照)をそれぞれ意味する。
〔表1〕
No Type R T Nd Vd
1 瞳 ∞ 20.00
2 平面 ∞ 5.00 1.525 55.95
3 平面 ∞ -8.00 1.525 55.95
4 SPH 62.942 18.11 1.525 55.95
5 SPH 18.336 2.00
6 平面 ∞ 5.00 1.517 64.17
7 平面 ∞ -5.00 1.517 64.17
8 平面 ∞ -2.00
9 平面 ∞ -1.60 1.458 67.82
10 像面 ∞
〔表2〕
No Type TLY(面前) TLY(面後)
2 平面 0.0 0.0
3 平面 45.0 45.0
4 SPH 0.0 0.0
5 SPH 0.0 0.0
6 平面 0.0 0.0
7 平面 45.0 45.0
8 平面 0.0 0.0
9 平面 0.0 0.0
〔表3〕
No Type R T Nd Vd
1 瞳 ∞ 20.00
2 平面 ∞ 5.00 1.525 55.95
3 平面 ∞ -8.00 1.525 55.95
4 SPH 84.016 24.17 1.525 55.95
5 平面 ∞ 2.00
6 平面 ∞ 5.00 1.517 64.17
7 平面 ∞ -5.00 1.517 64.17
8 平面 ∞ -2.00
9 平面 ∞ -1.60 1.458 67.82
10 像面 ∞
〔表4〕
No Type TLY(面前) TLY(面後)
2 平面 0.0 0.0
3 平面 45.0 45.0
4 SPH 0.0 0.0
5 平面 0.0 0.0
6 平面 0.0 0.0
7 平面 45.0 45.0
8 平面 0.0 0.0
9 平面 0.0 0.0
実施例2の投射透視装置のうち導光装置を構成する光学面のデータを以下の表5に示す。なお、表中のSPHは、第1プリズム10の反射面である第3面S13を意味し、ASPは、補正レンズ面ASである第5面S15(図7参照)をそれぞれ意味する。
〔表5〕
No Type R T Nd Vd
1 瞳 ∞ 20.00
2 平面 ∞ 5.00 1.525 55.95
3 平面 ∞ -8.00 1.525 55.95
4 SPH 57.775 16.60 1.525 55.95
5 ASP 13.661 2.00
6 平面 ∞ 5.00 1.517 64.17
7 平面 ∞ -5.00 1.517 64.17
8 平面 ∞ -2.00
9 平面 ∞ -1.60 1.458 67.82
10 像面 ∞
〔表6〕
No Type TLY(面前) TLY(面後)
2 平面 0.0 0.0
3 平面 45.0 45.0
4 SPH 0.0 0.0
5 ASP 0.0 0.0
6 平面 0.0 0.0
7 平面 45.0 45.0
8 平面 0.0 0.0
9 平面 0.0 0.0
〔表7〕
ASP
K -1
B4 7.312E-07
B6 5.126E-08
B8 -8.765E-10
以上の表7において、数値のE以後は10進数の指数部を意味し、例えば「7.312E−07」とは、7.312×10−07を意味する。また、記号K、Biは、非球面である補正レンズ面AS(第5面S15)を特定するための係数を示している。非球面は、以下の多項式(非球面式)によって特定される。
ここで、Rは各面の曲率半径であり、hは光軸からの高さであり、Kは対象レンズ面の円錐係数であり、Bi(i=4,6,8,…)は対象レンズ面の高次非球面係数である。
以下、図9を参照しつつ、本発明の第2実施形態に係る虚像表示装置について詳細に説明する。なお、本実施形態の虚像表示装置は、第1実施形態の虚像表示装置100の変形例であり、導光装置の構造以外については、同様であるので、全体の構成等についての説明を省略する。
以上各実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
Claims (12)
- 映像光を生じさせる映像素子と、
前記映像素子からの映像光の少なくとも一部を透過及び反射させるスプリッター部と、前記スプリッター部を経た映像光を集光するとともに前記スプリッター部へ折り返す集光ミラー部とを有し、前記スプリッター部及び前記集光ミラー部を経た映像光を観察者側に射出させる導光部材とを備え、
前記導光部材は、通過する映像光の倍率色収差を補正する少なくとも1面以上の補正レンズ面を有する、虚像表示装置。 - 前記導光部材において、前記補正レンズ面は、球面又は非球面である、請求項1に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材は、前記スプリッター部と前記集光ミラー部とを一体的に接合した光透過性のプリズム型の部材である、請求項1及び2のいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材は、光入射面から入射した映像光を当該光入射面から前記スプリッター部を経て前記集光ミラー部に到達させるまでの光路において内部で反射させることなく直接的に導く、請求項1から3までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材において、前記補正レンズ面及び前記集光ミラー部の光反射面は、光軸対称な面である、請求項1から4までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記映像素子と前記導光部材との間に配置され、前記映像素子からの映像光を入射させるとともに、映像光を内部で導光し、前記導光部材に向けて射出する中間導光部材をさらに有する、請求項1から5までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材は、映像光と外界光とを視認させる、請求項1から6までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材のうち、前記スプリッター部は、眼前部分に配置され、前記集光ミラー部は、前記映像素子との間に前記スプリッター部を挟むように配置され、
前記スプリッター部は、前記映像素子からの映像光の少なくとも一部を透過させて前記集光ミラー部へ導き、
前記集光ミラー部は、入射した映像光を前記スプリッター部へ折り返し、
前記スプリッター部は、前記集光ミラー部からの映像光の少なくとも一部を反射させて観察者の眼に向けて射出させるとともに、外界光を透過させて、映像光と外界光とを視認させる、請求項7に記載の虚像表示装置。 - 前記導光部材は、前記補正レンズ面を観察者側に射出させる光射出面として有する、請求項1から8までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材の前記光射出面としての前記補正レンズ面に対して、観察者の眼から遠い側に対向して配置され、外界光に対する前記補正レンズ面での視度を相殺する非球面を有する視度補償素子をさらに有する、請求項9に記載の虚像表示装置。
- 前記スプリッター部は、偏光分離素子である、請求項1から10までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
- 前記導光部材を含む光学系全体は、装着時に観察者の眼前のうち一部を覆い、眼前が覆われていない部分を存在させる、請求項1から11までのいずれか一項に記載の虚像表示装置。
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