JP6954283B2 - 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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Description
0.06≦f/fDOE<0.15
0<f/fR1<0.60
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、
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。
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 (12)
- 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、
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り、
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接眼光学系。
0.06≦f/fDOE<0.15
0<f/fR1<0.60
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、
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。 - 以下の条件式を満足する請求項1〜8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1〜9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1〜10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1〜11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。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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