JP7207986B2 - 画像表示装置、及び、接眼光学系 - Google Patents
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Description
図1の画像表示装置の接眼光学系を参照して第1実施形態に係る画像表示装置の構成を説明する。図1は、第1実施形態に係る画像表示装置の概略図である。図中、101は画像表示装置としてのHMD、102は観察者の右眼、103は観察者の左眼である。レンズ104、レンズ105、レンズ106で右眼用接眼光学系を構成し、レンズ107、レンズ108、レンズ109で左眼用接眼光学系を構成している。110は右眼用画像表示素子、111は左眼用画像表示素子であり、有機ELディスプレイである。
図8の画像表示装置の接眼光学系を参照して第2実施形態に係る画像表示装置の構成を説明する。図8は、第2実施形態に係る画像表示装置の概略図である。図中、201はHMD、202は観察者の右眼、203は観察者の左眼である。レンズ204、レンズ205で右眼用接眼光学系を構成し、レンズ206、レンズ207、で左眼用接眼光学系を構成している。208は右眼用画像表示素子、209は左眼用画像表示素子であり、有機ELディスプレイである。
図11の画像表示装置の接眼光学系を参照して第3実施形態に係る画像表示装置の構成を説明する。図11は、第3実施形態に係る画像表示装置の概略図である。図中、301はHMD、302は観察者の右眼、303は観察者の左眼である。レンズ304、レンズ305で右眼用接眼光学系を構成し、レンズ306、レンズ307で左眼用接眼光学系を構成している。308は右眼用画像表示素子、309は左眼用画像表示素子であり、有機ELディスプレイである。
以上、本発明の実施の形態を説明してきたが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内において様々な変更が可能である。
102、202、302・・・観察者の右眼
103、203、303・・・観察者の左眼
104、105、106、204、205、304、305・・・右眼用接眼光学系を構成するレンズ
107、108、109、206、207、306、307・・・左眼用接眼光学系を構成するレンズ
110、208、308・・・右眼用画像表示素子
111、209、309・・・左眼用画像表示素子
117、210、310・・・変曲点
Claims (18)
- 画像表示素子からの光を観察者に導く接眼光学系であって、
第1及び第2の波長板と、反射偏光板と、少なくとも二つのレンズとを備え、
前記少なくとも二つのレンズは、該少なくとも二つのレンズの中で前記画像表示素子に最も近い第1のレンズと、半透過反射面を有する第2のレンズとを含み、
前記第1のレンズの前記画像表示素子の側の面は非球面であり、
前記非球面は、光軸を含む領域において前記画像表示素子の側へ向かって凸形状であり、光軸を含む断面における光学有効領域内に変曲点を有し、
前記接眼光学系のアイレリーフをE、前記変曲点と光軸との距離をH、前記光学有効領域の光軸からの最大距離をRとするとき、
15mm≦E≦25mm、
0.2≦H/R≦0.7
なる条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。 - 前記接眼光学系の光軸方向の厚さLを、前記接眼光学系のアイレリーフをEとするとき、
0.6≦L/E≦1.3
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の接眼光学系。 - 前記非球面の形状は、光軸から離れるにつれて単調変化することを特徴とする請求項1又は2に記載の接眼光学系。
- 前記第1及び第2の波長板はλ/4板であり、
前記反射偏光板は、第1の直線偏光を反射し、かつ偏光方向が該第1の直線偏光と直交する第2の直線偏光を透過させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の接眼光学系。 - 前記第1の波長板の遅相軸と前記第1の直線偏光の偏光方向とのなす角が45°であり、
前記第2の波長板の遅相軸と前記第1の直線偏光の偏光方向とのなす角が-45°であることを特徴とする請求項4に記載の接眼光学系。 - 前記反射偏光板と前記観察者との間に配置され、前記第2の直線偏光を透過させる偏光板を備えることを特徴とする請求項4または5に記載の接眼光学系。
- 前記画像表示素子と前記第1の波長板との間に配置され、前記第1の直線偏光を透過させる偏光板を備えることを特徴とする請求項4から6のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記接眼光学系の焦点距離をF、前記半透過反射面の焦点距離をfとするとき、
1.6≦f/F≦1.9
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の接眼光学系。 - 画像表示素子からの光を観察者に導く接眼光学系であって、
第1及び第2の波長板と、反射偏光板と、少なくとも二つのレンズとを備え、
前記少なくとも二つのレンズは、該少なくとも二つのレンズの中で前記画像表示素子に最も近い第1のレンズと、半透過反射面を有する第2のレンズとを含み、
前記第1のレンズの前記画像表示素子の側の面は非球面であり、
前記非球面は、光軸を含む領域において前記画像表示素子の側へ向かって凸形状であり、光軸を含む断面における光学有効領域内に変曲点を有し、
前記接眼光学系のアイレリーフをE、前記接眼光学系の焦点距離をF、前記半透過反射面の焦点距離をfとするとき、
15mm≦E≦25mm、
1.6≦f/F≦1.9
なる条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。 - 前記第2のレンズの光軸上での単位長さ当たりの複屈折量が、前記第1のレンズの光軸上での単位長さ当たりの複屈折量よりも小さいことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記第2のレンズの光軸上での複屈折量が、前記第1のレンズの光軸上での複屈折量よりも小さいことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記第2のレンズの屈折率が、前記第1のレンズの屈折率よりも小さいことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記半透過反射面は非球面であることを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記第2のレンズと前記第1のレンズとが接合されていることを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 前記第2のレンズの前記観察者の側の面が平面で、前記第2のレンズの前記画像表示素子の側の面が前記半透過反射面であることを特徴とする請求項1から14のいずれか一項に記載の接眼光学系。
- 画像表示素子からの光を観察者に導く接眼光学系であって、
第1及び第2の波長板と、反射偏光板と、少なくとも二つのレンズとを備え、
前記少なくとも二つのレンズは、該少なくとも二つのレンズの中で前記画像表示素子に最も近い第1のレンズと、半透過反射面を有する第2のレンズとを含み、
前記第1のレンズの前記画像表示素子の側の面は非球面であり、
前記第2のレンズの前記観察者の側の面は平面で、前記第2のレンズの前記画像表示素子の側の面は前記半透過反射面であり、
前記非球面は、光軸を含む領域において前記画像表示素子の側へ向かって凸形状であり、光軸を含む断面における光学有効領域内に変曲点を有し、
前記接眼光学系のアイレリーフをEとするとき、
15mm≦E≦25mm
なる条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。 - 請求項1から16のいずれか一項に記載の接眼光学系と、前記画像表示素子とを備えることを特徴とする画像表示装置。
- 前記接眼光学系のアイレリーフをE、最大半画角をθとするとき、
8mm≦E×tanθ≦20mm
なる条件式を満足することを特徴とする請求項17に記載の画像表示装置。
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