JPH06175067A - 中心間距離調整手段付きヘルメット取付け式双眼ディスプレー光学装置 - Google Patents
中心間距離調整手段付きヘルメット取付け式双眼ディスプレー光学装置Info
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- JPH06175067A JPH06175067A JP17552493A JP17552493A JPH06175067A JP H06175067 A JPH06175067 A JP H06175067A JP 17552493 A JP17552493 A JP 17552493A JP 17552493 A JP17552493 A JP 17552493A JP H06175067 A JPH06175067 A JP H06175067A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 少数の光学要素から構成するのに安価であ
り、低重量をもたらし、且つ重心を使用者にとってより
快適な位置に定めることができるヘルメット取付け式双
眼ディスプレー装置を提供することを目的とする。 【構成】 双眼ヘルメット取付け式ディスプレー用の光
学装置は、使用者が見るべき像を形成するための手段
と、像を受けて平行化するレンズ群と、各々、像をコン
バイナ接眼鏡に収束する収束レンズを有している第１お
よび第２像進路に平行化像を投射する部分反射性で部分
伝送性のビーム分割器とを有している。各像進路用の収
束レンズ群はコンバイナ接眼鏡を位置決めした焦点面に
合致する焦点距離を有するように構成されて、使用者の
ために光を平行化する無限焦点レンズ組み合わせを構成
する。
り、低重量をもたらし、且つ重心を使用者にとってより
快適な位置に定めることができるヘルメット取付け式双
眼ディスプレー装置を提供することを目的とする。 【構成】 双眼ヘルメット取付け式ディスプレー用の光
学装置は、使用者が見るべき像を形成するための手段
と、像を受けて平行化するレンズ群と、各々、像をコン
バイナ接眼鏡に収束する収束レンズを有している第１お
よび第２像進路に平行化像を投射する部分反射性で部分
伝送性のビーム分割器とを有している。各像進路用の収
束レンズ群はコンバイナ接眼鏡を位置決めした焦点面に
合致する焦点距離を有するように構成されて、使用者の
ために光を平行化する無限焦点レンズ組み合わせを構成
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はヘルメット取付け式ディ
スプレー装置に関し、より詳細には、等しい進路距離の
必要を無くし、各単眼ごとに等しい焦点距離を使用して
使用者の視界に像を投射するヘルメット取付け式ディス
プレー用の双眼光学構造体に関する。それにより、より
軽く且つ少ない光学要素を使用してヘルメットの重心を
使用者にとってより快適な位置に定めることができる。
スプレー装置に関し、より詳細には、等しい進路距離の
必要を無くし、各単眼ごとに等しい焦点距離を使用して
使用者の視界に像を投射するヘルメット取付け式ディス
プレー用の双眼光学構造体に関する。それにより、より
軽く且つ少ない光学要素を使用してヘルメットの重心を
使用者にとってより快適な位置に定めることができる。
【０００２】
【従来技術および発明が解決しようとする課題】航空機
の乗員（例えば、パイロット）に飛行情報を与えるの
に、現在のところ、様々なディスプレー装置が利用可能
である。例えば、機械的または電気機械的機器の長期使
用待機に加えて、ラスタ走査ディスプレー、または飛行
情報をパイロットの視界に投射して水平線に重畳された
投射飛行情報のビューをパイロットに与えるディスプレ
ー（ヘッドアップディスプレーすなわちＨＵＤと称す
る）を使用して、飛行情報を与えてかかる情報の移送を
介して装置を見ていた（例えば、米国特許第 4,697,879
号および第 4,613,200号参照) 。代表的には、ＨＵＤ装
置は像発生要素と、発生された像を受けてこれをコンバ
イナに移送する光学構造体とを有している。次いで、像
を使用者の前方視界を覆う形式で表示する。このような
ディスプレー装置は飛行情報の表示に限定されない。ま
た、ディスプレー装置はときどき、訓練のために、シミ
ュレートされた飛行情報を有するシミュレートされた前
方情景を使用者に与えるシミュレータに使用される。こ
のような装置および光学器具の構成の最近の進歩は、Ｈ
ＵＤ概念を、パイロット（または他の使用者、例えば飛
行乗員）がかぶるヘルメットに取付けられるＨＵＤ状デ
ィスプレー装置まで拡張した。このようなヘルメット取
付け式ディスプレー装置の例としては、米国特許第 4,9
68,123号および第4,902,116 号のものがある。これらの
装置の幾つか（例えば、米国特許第4,902,116 号）は、
単一の像発生ユニットと、像を双眼構造体の２つの像進
路のうちの一方に投射してその像を接眼鏡により見る人
の各目の視界に置く光学構造体とを使用している。
の乗員（例えば、パイロット）に飛行情報を与えるの
に、現在のところ、様々なディスプレー装置が利用可能
である。例えば、機械的または電気機械的機器の長期使
用待機に加えて、ラスタ走査ディスプレー、または飛行
情報をパイロットの視界に投射して水平線に重畳された
投射飛行情報のビューをパイロットに与えるディスプレ
ー（ヘッドアップディスプレーすなわちＨＵＤと称す
る）を使用して、飛行情報を与えてかかる情報の移送を
介して装置を見ていた（例えば、米国特許第 4,697,879
号および第 4,613,200号参照) 。代表的には、ＨＵＤ装
置は像発生要素と、発生された像を受けてこれをコンバ
イナに移送する光学構造体とを有している。次いで、像
を使用者の前方視界を覆う形式で表示する。このような
ディスプレー装置は飛行情報の表示に限定されない。ま
た、ディスプレー装置はときどき、訓練のために、シミ
ュレートされた飛行情報を有するシミュレートされた前
方情景を使用者に与えるシミュレータに使用される。こ
のような装置および光学器具の構成の最近の進歩は、Ｈ
ＵＤ概念を、パイロット（または他の使用者、例えば飛
行乗員）がかぶるヘルメットに取付けられるＨＵＤ状デ
ィスプレー装置まで拡張した。このようなヘルメット取
付け式ディスプレー装置の例としては、米国特許第 4,9
68,123号および第4,902,116 号のものがある。これらの
装置の幾つか（例えば、米国特許第4,902,116 号）は、
単一の像発生ユニットと、像を双眼構造体の２つの像進
路のうちの一方に投射してその像を接眼鏡により見る人
の各目の視界に置く光学構造体とを使用している。
【０００３】これらの現在のヘルメット取付け式ディス
プレーに関した１つの問題は、使用した光学器具が比較
的重くて、ヘルメットの重心を使用者のひたいの幾らか
前方に定める傾向があると言う点である。この問題は、
各像進路の焦点距離を実質的に等しくするために、複雑
な折り曲げ機構の使用により実際の進路距離を等しくす
ることから生じる。これらの機構を実行するのに必要な
光学器具は所望重さより重い傾向がる。例えば、像を接
眼鏡の各々ごとに２つの別々の単眼進路に分割するため
に、Ｘプリズムとしてのかかる光学装置が使用され、光
学要素は嵩張っており且つ比較的重い傾向がある。かく
して嵩張った重い光学要素を使用すると、ヘルメットの
重心を使用者のひたい領域の前方に移動させて、特に或
る時間かぶるときにヘルメットを不快にする傾向があ
る。また、等しい焦点距離を保つために進路距離が等し
いので、異なる使用者にとっての中心間距離の調整が不
可能でないにしても困難である。従って、光学器具およ
びヘルメットは、通常、特定の使用者に合致する接眼鏡
についての特定の中心間距離で特注製造されなければな
らない。異なる中心間距離を持つ他の使用者は使用者用
に明確に構成されたヘルメットをかぶらなければならな
い。
プレーに関した１つの問題は、使用した光学器具が比較
的重くて、ヘルメットの重心を使用者のひたいの幾らか
前方に定める傾向があると言う点である。この問題は、
各像進路の焦点距離を実質的に等しくするために、複雑
な折り曲げ機構の使用により実際の進路距離を等しくす
ることから生じる。これらの機構を実行するのに必要な
光学器具は所望重さより重い傾向がる。例えば、像を接
眼鏡の各々ごとに２つの別々の単眼進路に分割するため
に、Ｘプリズムとしてのかかる光学装置が使用され、光
学要素は嵩張っており且つ比較的重い傾向がある。かく
して嵩張った重い光学要素を使用すると、ヘルメットの
重心を使用者のひたい領域の前方に移動させて、特に或
る時間かぶるときにヘルメットを不快にする傾向があ
る。また、等しい焦点距離を保つために進路距離が等し
いので、異なる使用者にとっての中心間距離の調整が不
可能でないにしても困難である。従って、光学器具およ
びヘルメットは、通常、特定の使用者に合致する接眼鏡
についての特定の中心間距離で特注製造されなければな
らない。異なる中心間距離を持つ他の使用者は使用者用
に明確に構成されたヘルメットをかぶらなければならな
い。
【０００４】
【課題を解決する手段】本発明は、少数の光学要素から
構成するのに安価であり、低重量をもたらし且つ重心を
使用者にとってより快適な位置に定めることができるヘ
ルメット取付け式双眼ディスプレー装置を提供する。ま
た、この装置の光学器具は複雑な機構なしで中心間距離
の調整を行う。概括的に言えば、本発明の装置は平行化
レンズ構造体を含めて像源を備えており、平行化レンズ
構造体は像を平行化形態でビーム分割要素に伝達し、ビ
ーム分割要素は像をコンバイナ接眼鏡への第１および第
２像進路に投射する。第１および第２像進路の各々は、
平行化像を受け、且つこの像を対応するコンバイナ接眼
鏡に収束するように機能する収束レンズ群を有してい
る。各無限焦点レンズはコンバイナ接眼鏡の焦点距離に
対応する焦点距離を有するように構成されている。従っ
て、各進路の収束レンズ群およびコンバイナ接眼鏡は、
組み合わせで、投射像により移動される実際の進路長さ
に無関係である等しい焦点距離を像進路の各々ごとに与
える無限焦点レンズ構造体を構成する。好適な実施例で
は、第２像進路の収束レンズ群は、この収束レンズ群と
コンバイナ接眼鏡との組み合わせの移動が影響されて第
２像進路の焦点距離を変更することなしに中心間距離の
調整を行うことができるように、第２像進路のコンバイ
ナ接眼鏡に対して固定関係で設けられている。本発明の
この特徴は、各像進路の各収束レンズ群によりビーム分
割要素から受けられた光が平行化されることによって可
能になる。かくして、第２像進路の収束レンズ群とビー
ム分割要素との間の距離を変えても、焦点距離を変える
ことにならず、従って使用者が見たときの第２像進路の
コンバイナ接眼鏡上の像の焦点または解像度を変えるこ
とにはならない。
構成するのに安価であり、低重量をもたらし且つ重心を
使用者にとってより快適な位置に定めることができるヘ
ルメット取付け式双眼ディスプレー装置を提供する。ま
た、この装置の光学器具は複雑な機構なしで中心間距離
の調整を行う。概括的に言えば、本発明の装置は平行化
レンズ構造体を含めて像源を備えており、平行化レンズ
構造体は像を平行化形態でビーム分割要素に伝達し、ビ
ーム分割要素は像をコンバイナ接眼鏡への第１および第
２像進路に投射する。第１および第２像進路の各々は、
平行化像を受け、且つこの像を対応するコンバイナ接眼
鏡に収束するように機能する収束レンズ群を有してい
る。各無限焦点レンズはコンバイナ接眼鏡の焦点距離に
対応する焦点距離を有するように構成されている。従っ
て、各進路の収束レンズ群およびコンバイナ接眼鏡は、
組み合わせで、投射像により移動される実際の進路長さ
に無関係である等しい焦点距離を像進路の各々ごとに与
える無限焦点レンズ構造体を構成する。好適な実施例で
は、第２像進路の収束レンズ群は、この収束レンズ群と
コンバイナ接眼鏡との組み合わせの移動が影響されて第
２像進路の焦点距離を変更することなしに中心間距離の
調整を行うことができるように、第２像進路のコンバイ
ナ接眼鏡に対して固定関係で設けられている。本発明の
この特徴は、各像進路の各収束レンズ群によりビーム分
割要素から受けられた光が平行化されることによって可
能になる。かくして、第２像進路の収束レンズ群とビー
ム分割要素との間の距離を変えても、焦点距離を変える
ことにならず、従って使用者が見たときの第２像進路の
コンバイナ接眼鏡上の像の焦点または解像度を変えるこ
とにはならない。
【０００５】本発明によれば、多数の利点が達成され
る。接眼鏡の焦点距離に対応する焦点距離を有するレン
ズ装置を設けることにより、より少なく且つ軽い構成要
素を有する光学装置を構成して、より軽い双眼装置を形
成することができる。ヘルメット取付け式装置に使用す
る場合、ヘルメットおよび装置を長い時間、非常に快適
に身に付けることができるように、ヘルメットの重心を
位置決めすることができる。また、以上で指摘したよう
に、２つの収束レンズ群がビーム分割要素から平行化光
を受けるので、収束レンズ群のうちの一方（例えば、第
２像進路における収束レンズ群）とビーム分割要素との
間の直線距離を変えて、使用者が見る像の焦点の変化な
しに素早く容易な中心間距離の調整を使用者の中心距離
に合致させることができる。
る。接眼鏡の焦点距離に対応する焦点距離を有するレン
ズ装置を設けることにより、より少なく且つ軽い構成要
素を有する光学装置を構成して、より軽い双眼装置を形
成することができる。ヘルメット取付け式装置に使用す
る場合、ヘルメットおよび装置を長い時間、非常に快適
に身に付けることができるように、ヘルメットの重心を
位置決めすることができる。また、以上で指摘したよう
に、２つの収束レンズ群がビーム分割要素から平行化光
を受けるので、収束レンズ群のうちの一方（例えば、第
２像進路における収束レンズ群）とビーム分割要素との
間の直線距離を変えて、使用者が見る像の焦点の変化な
しに素早く容易な中心間距離の調整を使用者の中心距離
に合致させることができる。
【０００６】
【実施例】図面、特に図１を参照すると、参照数字１０
で示す光学装置が示されており、この装置は本発明の双
眼装置を構成している。図示のように、光学装置１０
は、レンズ要素１４、１８、２０よりなる平行化レンズ
群Ｌに像データを供給する像発生源１２を有している。
レンズ要素１４、１８、２０は源１２から受けた像デー
タを平行化して平行化像データを光伝送性／光反射性要
素２４に伝達するように作用する。本発明の好適な実施
例では、レンズ要素１４、１８、２０は像データを平行
化するためにベッツヴァルレンズ群を構成する。しかし
ながら、平行化レンズ群Ｌがベッツヴァルレンズ群でな
くてもよく、像を平行化することが可能な任意のレンズ
組み合わせでもよいことは当業者には明らかである。ビ
ーム分割要素２４は平行化された像データを２つの像進
路Ｐ１、Ｐ２に投射するように作用する。図１が示すよ
うに、像進路Ｐ１はレンズ要素２６、２８、３０よりな
る収束レンズ群Ｌ１を有しており、この収束レンズ群Ｌ
１は像データを第１接眼鏡３２に収束するように作用
し、第１接眼鏡３２は像データを使用者６０（図２およ
び図３）の目へ反射させる。第１接眼鏡３２はレンズ群
Ｌ１の焦点距離に対応する焦点面を有するように構成さ
れて、レンズ群Ｌ１とともに無限焦点レンズ組み合わせ
を構成する。
で示す光学装置が示されており、この装置は本発明の双
眼装置を構成している。図示のように、光学装置１０
は、レンズ要素１４、１８、２０よりなる平行化レンズ
群Ｌに像データを供給する像発生源１２を有している。
レンズ要素１４、１８、２０は源１２から受けた像デー
タを平行化して平行化像データを光伝送性／光反射性要
素２４に伝達するように作用する。本発明の好適な実施
例では、レンズ要素１４、１８、２０は像データを平行
化するためにベッツヴァルレンズ群を構成する。しかし
ながら、平行化レンズ群Ｌがベッツヴァルレンズ群でな
くてもよく、像を平行化することが可能な任意のレンズ
組み合わせでもよいことは当業者には明らかである。ビ
ーム分割要素２４は平行化された像データを２つの像進
路Ｐ１、Ｐ２に投射するように作用する。図１が示すよ
うに、像進路Ｐ１はレンズ要素２６、２８、３０よりな
る収束レンズ群Ｌ１を有しており、この収束レンズ群Ｌ
１は像データを第１接眼鏡３２に収束するように作用
し、第１接眼鏡３２は像データを使用者６０（図２およ
び図３）の目へ反射させる。第１接眼鏡３２はレンズ群
Ｌ１の焦点距離に対応する焦点面を有するように構成さ
れて、レンズ群Ｌ１とともに無限焦点レンズ組み合わせ
を構成する。
【０００７】図１に示すように、第２像進路Ｐ２は第２
収束レンズ群Ｌ２を有しており、この第２収束レンズ群
Ｌ２はレンズ要素３８、４０、４２と、像データを収束
して第２接眼鏡５２に投射するように作用する反射要素
４４とよりなる。レンズ群Ｌ２は、代表的にはレンズ群
Ｌ１の焦点距離と異なる焦点距離を有する。接眼鏡５２
は無限焦点リレーレンズ群Ｌ２の焦点距離に対応する焦
点面を有するように構成されており、これら（すなわ
ち、レンズ群Ｌ２および接眼鏡５２）は無限焦点レンズ
組み合わせを構成する。接眼鏡３２、５２は好ましくは
使用者６０（図２および図３）の視界に対して出入り移
動可能に設けられるように構成されている。従って、光
学装置１０は、接眼鏡３２、５２を使用者６０の視界に
対して出入り移動させることができるように、接眼鏡が
支柱機構（図示せず）に取付けられ、すなわち、光学装
置１０を保持するのに使用されるハウジング（図示せ
ず）に枢着された状態でヘルメットに取付けるように構
成されている。また、好ましくは、ヘルメットには、バ
イザ６４が接眼鏡３２、５２とは無関係に使用者の視界
に対して出入り移動させることができるように枢着され
ている。かくして、接眼鏡３２、５２と共に或いは接眼
鏡３２、５２なしでバイザ６４を使用することができ、
同様にバイザ６４と共に或いはバイザ６４なしで接眼鏡
３２、５２を使用することができる。
収束レンズ群Ｌ２を有しており、この第２収束レンズ群
Ｌ２はレンズ要素３８、４０、４２と、像データを収束
して第２接眼鏡５２に投射するように作用する反射要素
４４とよりなる。レンズ群Ｌ２は、代表的にはレンズ群
Ｌ１の焦点距離と異なる焦点距離を有する。接眼鏡５２
は無限焦点リレーレンズ群Ｌ２の焦点距離に対応する焦
点面を有するように構成されており、これら（すなわ
ち、レンズ群Ｌ２および接眼鏡５２）は無限焦点レンズ
組み合わせを構成する。接眼鏡３２、５２は好ましくは
使用者６０（図２および図３）の視界に対して出入り移
動可能に設けられるように構成されている。従って、光
学装置１０は、接眼鏡３２、５２を使用者６０の視界に
対して出入り移動させることができるように、接眼鏡が
支柱機構（図示せず）に取付けられ、すなわち、光学装
置１０を保持するのに使用されるハウジング（図示せ
ず）に枢着された状態でヘルメットに取付けるように構
成されている。また、好ましくは、ヘルメットには、バ
イザ６４が接眼鏡３２、５２とは無関係に使用者の視界
に対して出入り移動させることができるように枢着され
ている。かくして、接眼鏡３２、５２と共に或いは接眼
鏡３２、５２なしでバイザ６４を使用することができ、
同様にバイザ６４と共に或いはバイザ６４なしで接眼鏡
３２、５２を使用することができる。
【０００８】また、接眼鏡３２、５２自身は在来の構成
のものである。各接眼鏡は各々が関連された収束レンズ
群Ｌ２の焦点距離と合致する焦点面に設けられている。
詳細には、接眼鏡３２、５２は、使用者が各接眼鏡３
２、５２を通して前方の情景を見ることができるように
伝送性であるだけではなく、収束レンズ群Ｌ１、Ｌ２に
より投射された像データを使用者に反射し返して接眼鏡
を通して見られる前方情景に重畳することができるよう
に反射性でもあるコンバイナ型のものである。このよう
な１の接眼鏡構造が上記引用の米国特許第 4,902,116号
に開示されている（参照せよ）しかしながら、当業者
は、接眼鏡32、52を構成するのに他のコンバイナ構成を
使用することもできることを容易にわかるであろう。当
業者には明らかなように、像源１２から接眼鏡３２、５
２までの像データが移動する実際の進路は等しくはな
い。しかしながら、レンズ群Ｌ１、Ｌ２および対応する
接眼鏡３２、５２は進路長さに関係なしに各接眼鏡で見
るために像データを収束する焦点距離を与えるように構
成されている。収束レンズ群Ｌ２は平行化された像デー
タを受けるので、ビーム分割要素２４と収束レンズ群と
の間の距離を変えることによって、接眼鏡５２上の像の
焦点を変えることなしに進路長さを変える。かくして、
反射ユニット４４と協力してレンズ群Ｌ２を構成するレ
ンズ要素３８、４０、４２は、好ましくは、光学装置１
０の残りの要素に対して横方向（図１および図３に二重
頭矢印Ａで示す）に移動することができるように互いに
対して且つ接眼鏡５２に対して固定関係で移動可能に設
けられる。それにより、接眼鏡５２を接眼鏡３２に対し
て移動させて像進路Ｐ２の焦点を変えることなしに中心
間距離の調整を行うことができる。
のものである。各接眼鏡は各々が関連された収束レンズ
群Ｌ２の焦点距離と合致する焦点面に設けられている。
詳細には、接眼鏡３２、５２は、使用者が各接眼鏡３
２、５２を通して前方の情景を見ることができるように
伝送性であるだけではなく、収束レンズ群Ｌ１、Ｌ２に
より投射された像データを使用者に反射し返して接眼鏡
を通して見られる前方情景に重畳することができるよう
に反射性でもあるコンバイナ型のものである。このよう
な１の接眼鏡構造が上記引用の米国特許第 4,902,116号
に開示されている（参照せよ）しかしながら、当業者
は、接眼鏡32、52を構成するのに他のコンバイナ構成を
使用することもできることを容易にわかるであろう。当
業者には明らかなように、像源１２から接眼鏡３２、５
２までの像データが移動する実際の進路は等しくはな
い。しかしながら、レンズ群Ｌ１、Ｌ２および対応する
接眼鏡３２、５２は進路長さに関係なしに各接眼鏡で見
るために像データを収束する焦点距離を与えるように構
成されている。収束レンズ群Ｌ２は平行化された像デー
タを受けるので、ビーム分割要素２４と収束レンズ群と
の間の距離を変えることによって、接眼鏡５２上の像の
焦点を変えることなしに進路長さを変える。かくして、
反射ユニット４４と協力してレンズ群Ｌ２を構成するレ
ンズ要素３８、４０、４２は、好ましくは、光学装置１
０の残りの要素に対して横方向（図１および図３に二重
頭矢印Ａで示す）に移動することができるように互いに
対して且つ接眼鏡５２に対して固定関係で移動可能に設
けられる。それにより、接眼鏡５２を接眼鏡３２に対し
て移動させて像進路Ｐ２の焦点を変えることなしに中心
間距離の調整を行うことができる。
【０００９】図２および図３はそれぞれヘルメット構造
体６２に取付けられて使用者６０が身に付ける光学装置
１０の側面図および正面図を概略的に示している。上記
のように、接眼鏡３２、５２は、これらを第１位置と第
２位置との間で回転されて使用者の視界内に置いたり、
使用者の視界から外したりすることができるように適切
な構造体（例えば、図示していない支柱）によって取付
けられる。図２は、（各接眼鏡の異なる焦点面以外は、
同じ構成のものである接眼鏡５２と同様に）組み合わせ
でビーム分割器３２ａと、部分的に反射性で部分的に伝
送性のコンバイナ要素３２ｂとよりなるものとしての接
眼鏡３２についての模範的な構成を示している。収束レ
ンズ群Ｌ１からの収束像データはビーム分割器３２ａに
投射され、そこでコンバイナ要素３２ｂに反射される。
コンバイナは、使用者６０がビーム分割器３２ａおよび
コンバイナ要素３２ｂの組み合わせを通して見た前方の
光景（例えば、水平線）に重畳された投射像データのビ
ューを使用者に与える。像源１２からビーム分割要素２
４までの光進路の適切な投射を得るためには、ベッツヴ
ァルレンズ群１５内の像データをレンズ要素１４、１
８、２０間で移送するホールドミラー１６（図１に仮想
で示してある）が必要である。ホールドミラー１６の包
接および位置が光学装置１０の種々の要素の取付けによ
り決まることは明らかである。
体６２に取付けられて使用者６０が身に付ける光学装置
１０の側面図および正面図を概略的に示している。上記
のように、接眼鏡３２、５２は、これらを第１位置と第
２位置との間で回転されて使用者の視界内に置いたり、
使用者の視界から外したりすることができるように適切
な構造体（例えば、図示していない支柱）によって取付
けられる。図２は、（各接眼鏡の異なる焦点面以外は、
同じ構成のものである接眼鏡５２と同様に）組み合わせ
でビーム分割器３２ａと、部分的に反射性で部分的に伝
送性のコンバイナ要素３２ｂとよりなるものとしての接
眼鏡３２についての模範的な構成を示している。収束レ
ンズ群Ｌ１からの収束像データはビーム分割器３２ａに
投射され、そこでコンバイナ要素３２ｂに反射される。
コンバイナは、使用者６０がビーム分割器３２ａおよび
コンバイナ要素３２ｂの組み合わせを通して見た前方の
光景（例えば、水平線）に重畳された投射像データのビ
ューを使用者に与える。像源１２からビーム分割要素２
４までの光進路の適切な投射を得るためには、ベッツヴ
ァルレンズ群１５内の像データをレンズ要素１４、１
８、２０間で移送するホールドミラー１６（図１に仮想
で示してある）が必要である。ホールドミラー１６の包
接および位置が光学装置１０の種々の要素の取付けによ
り決まることは明らかである。
【００１０】要するに、各目ごとに像データの焦点にひ
どく影響することなしに、見る人の各目ごとに異なる像
データ進路を配慮することができるヘルメット取付け式
ディスプレーに使用する光学装置が開示された。これに
より、より小さく軽い光学要素を使用して装置の重心
が、ヘルメットおよび装置をより長い時間、身につける
ことができるような位置に定められる。また、実際の進
路長さが焦点距離から独立していることにより、中心間
距離の調整手段が設けられることになる。
どく影響することなしに、見る人の各目ごとに異なる像
データ進路を配慮することができるヘルメット取付け式
ディスプレーに使用する光学装置が開示された。これに
より、より小さく軽い光学要素を使用して装置の重心
が、ヘルメットおよび装置をより長い時間、身につける
ことができるような位置に定められる。また、実際の進
路長さが焦点距離から独立していることにより、中心間
距離の調整手段が設けられることになる。
【図１】本発明の双眼ディスプレーの概略図である。
【図２】使用者が身につけたときのヘルメット／バイザ
ー構造体との組み合わせで示す本発明の双眼ディスプレ
ーの概略側面図である。
ー構造体との組み合わせで示す本発明の双眼ディスプレ
ーの概略側面図である。
【図３】図２に示す本発明の双眼ディスプレーの正面図
である。
である。
１０ 光学装置 １２ 像発生源 １４、１９、２０ レンズ要素 ２４ 光伝送性／光反射性要素 Ｌ 平行化レンズ群 Ｐ１、Ｐ２ 像進路 Ｌ１、Ｌ２ 収束レンズ群 ２６、２８、３０ レンズ要素 ３２、５２ 接眼鏡 ３２ａ ビーム分割器 ３２ｂ コンバイナ要素 ３８、４０、４２ レンズ要素 ４４ 反射性要素 ６０ 使用者 ６２ ヘルメット ６４ バイザー
Claims (12)
- 【請求項１】 像を形成するためのディスプレー手段
と、 像を平行化形態で受けて伝達するための第１レンズ手段
と、 平行化像を受けて第１像進路および第２像進路へ伝達す
るための部分反射性で部分伝送性の手段と、 第１像進路に設けられ、第１焦点距離解像度を有する第
１結合手段に像を収束して投射するための第２レンズ手
段と、 第２像進路に設けられ、第２焦点距離解像度を有する第
２結合手段に像を収束して投射するための第３レンズ手
段とを備え、第１および第２結合手段は第２および第３
像進路からの像をそれぞれ使用者が見るための第１およ
び第２目位置へ反射させるように作用するようにしたヘ
ルメット取付け式双眼ディスプレー装置において、 第１像進路は第１結合手段の第１焦点距離解像度に実質
的に等しい焦点距離を有しており、第２像進路は第２結
合手段の第２焦点距離解像度に実質的に等しい焦点距離
を有していることを特徴とするヘルメット取付け式双眼
ディスプレー装置。 - 【請求項２】 第１像進路の焦点距離と第１結合手段の
第１焦点距離解像度との組み合わせは、第２像進路の焦
点距離と第２結合手段の第２焦点距離解像度との組み合
わせに実質的に等しいことを特徴とする請求項１に記載
のヘルメット取付け式双眼ディスプレー装置。 - 【請求項３】 第２レンズ手段と第結合手段との組み合
わせおよび第３レンズ手段と第２結合手段との組み合わ
せは各々、焦点無限であることを特徴とする請求項１に
記載のヘルメット取付け式双眼ディスプレー装置。 - 【請求項４】 第１および第２結合手段は各々、一対の
部分反射性で部分光伝送性の手段であることを特徴とす
る請求項３に記載のヘルメット取付け式双眼ディスプレ
ー装置。 - 【請求項５】 第１および第２結合手段は各々、光伝送
性／光反射性薄層要素であることを特徴とする請求項３
に記載のヘルメット取付け式双眼ディスプレー装置。 - 【請求項６】 像源から像を受け、像を平行化形態で投
射するための平行化手段と、 平行化された像を受け、且つ第１および第２像進路へ投
射するための光分割手段と、 第１像進路に設けられ、像を第１焦点距離に収束する第
１無限焦点レンズ手段と、 第２像進路に設けられ、像を第２焦点距離に収束する第
２無限焦点レンズ手段とを備えた、像を使用者の視界へ
投射するために像源手段から像を受けるための双眼装置
において、 第１無限焦点レンズ手段は、使用者の目のうちの一方の
目の視界に位置決めされて、像を受け且つ反射させる第
１接眼鏡を有しており、この第１接眼鏡は第１無限焦点
レンズ手段の焦点距離に概ね等しい焦点距離を有するよ
うに構成されており、 第２無限焦点レンズ手段は、使用者の目のうちの一方の
目の視界に位置決めされて、像を受け且つ反射させる第
２接眼鏡を有しており、この第２接眼鏡は第２無限焦点
レンズ手段の焦点距離に概ね等しい焦点距離を有するよ
うに構成されていることを特徴とする双眼装置。 - 【請求項７】 光分割手段は光伝送性で光反射性の手段
であることを特徴とする請求項６に記載の双眼装置。 - 【請求項８】 光分割手段は半銀被覆ミラーを有するこ
とを特徴とする請求項６に記載の双眼装置。 - 【請求項９】 平行化レンズ手段はペッツヴァルレンズ
群を有することを特徴とする請求項６に記載の双眼装
置。 - 【請求項１０】 第２無限焦点レンズ手段は反射性手段
を有することを特徴とする請求項６に記載の双眼装置。 - 【請求項１１】 第２無限焦点レンズ手段は像を第２接
眼鏡に収束するための少なくとも一対のレンズを有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の双眼装置。 - 【請求項１２】 反射性手段は一対のレンズのうちの一
方から像を受けて他方のレンズに投射するために一対の
レンズ間に介在されていることを特徴とする請求項１０
に記載の双眼装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US91604292A | 1992-07-17 | 1992-07-17 | |
| US07/916042 | 1992-07-17 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06175067A true JPH06175067A (ja) | 1994-06-24 |
Family
ID=25436619
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17552493A Ceased JPH06175067A (ja) | 1992-07-17 | 1993-07-15 | 中心間距離調整手段付きヘルメット取付け式双眼ディスプレー光学装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0579506A1 (ja) |
| JP (1) | JPH06175067A (ja) |
| CA (1) | CA2100520A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009128565A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Toshiba Corp | 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ |
| JP2009244355A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 画像表示装置及び画像表示方法 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB9618331D0 (en) * | 1996-09-03 | 1996-10-16 | Virtuality Ip Ltd | Display apparatus |
| SE507815C2 (sv) * | 1996-10-24 | 1998-07-20 | Simrad Optronics Asa | Binokulär bildförstärkarkikare |
| GB9726413D0 (en) * | 1997-12-15 | 1998-02-11 | Retinal Display Cayman Limited | Display apparatus |
| US6195206B1 (en) | 1998-01-13 | 2001-02-27 | Elbit Systems Ltd. | Optical system for day and night use |
| US6674493B2 (en) * | 2002-01-02 | 2004-01-06 | Intel Corporation | Head mounted display using single display including only one liquid crystal shutter |
| JP2005134867A (ja) * | 2003-10-08 | 2005-05-26 | Nikon Corp | 画像表示装置 |
| CN103885180B (zh) * | 2012-12-21 | 2016-10-05 | 联想(北京)有限公司 | 电子设备 |
| CN103400536A (zh) * | 2013-07-23 | 2013-11-20 | 广东欧珀移动通信有限公司 | 透明显示装置及其应用的终端设备 |
| JP2018169428A (ja) * | 2017-03-29 | 2018-11-01 | セイコーエプソン株式会社 | 画像表示装置 |
| CN110088665A (zh) * | 2019-03-13 | 2019-08-02 | 香港应用科技研究院有限公司 | 用于大视场光学透视型头戴式显示器的紧凑型光学结构设计 |
| US11435584B2 (en) | 2019-03-13 | 2022-09-06 | Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. | Large field of view see through head mounted display having magnified curved intermediate image |
| CN117471638B (zh) * | 2023-11-21 | 2024-08-23 | 广州纳立多科技有限公司 | 可调焦光学模组、头戴显示器及虚拟现实系统 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1772410A1 (de) * | 1967-05-11 | 1971-03-04 | Kollsman Instr Corp | Einrichtung zum Projizieren eines Bildes auf eine Szene der wirklichen Welt |
| DE2948687C2 (de) * | 1979-12-04 | 1987-04-23 | Philips Patentverwaltung Gmbh, 2000 Hamburg | Binokulare Betrachtungsanordnung |
| GB8713021D0 (en) * | 1987-06-03 | 1987-10-21 | Gec Avionics | Helmet display systems |
| DE68909553T2 (de) * | 1988-10-21 | 1994-01-27 | Thomson Csf | Optisches Kollimationssystem für eine Helmsichtanzeige. |
| JP2910111B2 (ja) * | 1990-01-19 | 1999-06-23 | ソニー株式会社 | 眼鏡型網膜直接表示装置 |
-
1993
- 1993-07-14 CA CA 2100520 patent/CA2100520A1/en not_active Abandoned
- 1993-07-15 JP JP17552493A patent/JPH06175067A/ja not_active Ceased
- 1993-07-16 EP EP93305599A patent/EP0579506A1/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009128565A (ja) * | 2007-11-22 | 2009-06-11 | Toshiba Corp | 表示装置、表示方法及びヘッドアップディスプレイ |
| JP2009244355A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Toshiba Corp | 画像表示装置及び画像表示方法 |
| US8451111B2 (en) | 2008-03-28 | 2013-05-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Image display apparatus and method for displaying an image |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0579506A1 (en) | 1994-01-19 |
| CA2100520A1 (en) | 1994-01-18 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A045 | Written measure of dismissal of application |
Effective date: 20060821 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A045 |