[发明专利]视觉显示装置

说明书

技术领域

本发明涉及视觉显示装置，涉及能够显示较宽的观察视场角的视觉显示装置。

背景技术

以往，作为观察虚像的光学系统，公知有专利文献1那样的光学系统。

【专利文献1】日本特开平10-206790号公报

但是，专利文献1中公知的技术虽然能够观察虚像，但是，观察视场角狭窄。

发明内容

本发明是鉴于现有技术的这种状况而完成的，其目的在于，提供能够鲜明地将较宽观察视场角作为远方的影像进行观察的具有较长良视距的小型视觉显示装置。

为了解决上述课题，本发明的视觉显示装置由以下部件构成：影像显示元件；投影光学系统，其对所述影像显示元件的影像进行投影；以及目镜光学系统，其使由所述投影光学系统投影的影像作为远方的虚像进行观察，该视觉显示装置的特征在于，所述目镜光学系统具有：扩散面，其对由所述投影光学系统投影的影像进行扩散；反射光学元件，其具有对由所述扩散面扩散的影像进行反射的至少一个反射面；以及使由所述反射光学元件反射的影像透过的至少一个旋转非对称的透过光学元件，在任意的第一剖面和与所述第一剖面正交的第二剖面中，成像次数不同。

并且，其特征在于，所述成像次数在所述第一剖面中为0次，在所述第二剖面中为1次。

并且，其特征在于，所述反射光学元件和所述透过光学元件在所述第二剖面中的折射率分别强于在所述第一剖面中的折射率。

并且，其特征在于，所述反射光学元件相对于旋转对称轴旋转对称。

并且，其特征在于，所述第二剖面包含所述旋转对称轴。

并且，其特征在于，所述目镜光学系统在所述第二剖面内具有视轴，该视轴包含从逆光线追踪中的入瞳的中心经过所述透过光学元件朝向所述反射光学元件的中心主光线，所述反射光学元件在所述第二剖面内相对于所述视轴偏心。

并且，其特征在于，所述视轴和所述旋转对称轴正交。

并且，其特征在于，所述扩散面相对于所述旋转对称轴旋转对称。

并且，其特征在于，所述反射光学元件具有圆筒状的线性菲涅耳的反射面。

并且，其特征在于，所述反射光学元件在所述第二剖面内相对于所述视轴，一侧的形状和另一侧的形状不同。

并且，其特征在于，所述透过光学元件在所述第二剖面内相对于所述视轴，一侧的形状和另一侧的形状不同。

并且，其特征在于，所述透过光学元件由以下的面构成：第一Y超环面(Toroidal)，其在包含所述反射光学元件的所述旋转对称轴在内的面内具有作为旋转中心的第一面旋转对称轴；以及第二Y超环面，其具有与所述第一面旋转对称轴不同的第二面旋转对称轴。

并且，其特征在于，所述透过光学元件由自由曲面构成。

在以上的本发明的视觉显示装置中，能够鲜明地将较宽观察视场角作为远方的影像进行观察。

附图说明

图1是本发明的视觉显示装置的概念图。

图2是图1的俯视图。

图3是将视觉显示装置与坐席组合起来应用的图。

图4是示出实施方式的视觉显示装置的坐标系的图。

图5是沿着本发明的实施例1的视觉显示装置的旋转对称轴取的剖面图。

图6是图5的俯视图。

图7是示出实施例1的光学系统整体的横向像差图的图。

图8是示出实施例1的光学系统整体的横向像差图的图。

图9是示出实施例1的用左眼观察时的基于逆光线追踪的扩散面(像面)上的像失真的图。

图10是沿着本发明的实施例2的视觉显示装置的旋转对称轴取的剖面图。

图11是图10的俯视图。

图12是示出实施例2的光学系统整体的横向像差图的图。

图13是示出实施例2的光学系统整体的横向像差图的图。

图14是示出实施例2的用左眼观察时的基于逆光线追踪的扩散面(像面)上的像失真的图。

图15是沿着本发明的实施例3的视觉显示装置的旋转对称轴取的剖面图。

图16是图15的俯视图。

图17是示出实施例3的光学系统整体的横向像差图的图。

图18是示出实施例3的光学系统整体的横向像差图的图。

图19是示出实施例3的用左眼观察时的基于逆光线追踪的扩散面(像面)上的像失真的图。

图20是在视觉显示装置的投影像附近配置瞳孔中继光学元件的图。

图21是图20的俯视图。

标号说明