[发明专利]透镜系统和图像观察装置

说明书

本发明提出了一种能够向用户提供能够减少圆线的出现并提供高清晰度图像的透镜系统。该透镜系统具有至少一个菲涅耳透镜。菲涅耳透镜的透镜表面具有同心形成的多个凹槽。作为两个相邻凹槽之间的距离的间距和多个凹槽中的每个凹槽的深度都根据距穿过透镜系统的中心的光轴的距离而变化。

技术领域

本公开涉及一种具有菲涅耳透镜的透镜系统和一种图像观察装置。

背景技术

图1是菲涅耳透镜结构的示意性横截面示图。如图1中所描绘的，菲涅耳透镜具有形成为同心布置的多个凹槽R。在两个相邻的凹槽R之间形成具有倾斜表面3a和垂直表面3b并且在平面图中具有环状(ring-like)形状的每个凸起(棱镜3)。通过将球面或非球面透镜表面划分为多个环状区域来获得倾斜表面3a。PTL1公开了传统菲涅耳透镜的示例。

[引用列表]

[专利文献]

[PTL 1]

PCT专利公开号WO 2017/138480

发明内容

[技术问题]

如图1中描绘的，在菲涅耳透镜中，倾斜表面3a和垂直表面3b沿透镜的径向方向交替重复。倾斜表面3a是引起光折射以获得形成的图像的有效表面，而垂直表面3b是对图像形成没有任何贡献的非有效表面。为此，即使在显示表面上显示亮度在显示表面的整个区域上均匀的图像的情况下，当通过菲涅耳透镜观察图像时，也可能沿透镜的径向方向产生灰度变化(对比度)。此外，在一些情况下，观察者将灰度变化识别为以光轴为中心的圆形图案(参见图26)。在本说明书中，由菲涅耳透镜的形状引起的这样的图案被称为“同心圆”(在图26中，在同心圆的产生位置处添加虚线T以强调同心圆)。

本公开的一个目的是提出一种能够向用户提供其中同心圆的产生减少并且具有高分辨率(清晰度)的图像的透镜系统，以及一种图像观察装置。

[问题的解决方案]

本公开提出的透镜系统包括一个或多个菲涅耳透镜。所述一个或多个菲涅耳透镜中的每一个的透镜表面具有沿对应菲涅耳透镜的径向方向布置的多个凹槽。作为两个相邻凹槽之间的距离的间距(pitch)和每个凹槽的深度都随着距穿过透镜系统中心的光轴的距离而变化。本公开提出的图像观察装置包括透镜系统。

附图说明

图1是示意性地描绘菲涅耳透镜的横截面的示图。

图2描绘了作为应用了根据本公开的透镜系统的图像观察装置的示例的头戴式显示器的示图。

图3是描绘本公开提出的并且包括一个菲涅耳透镜的透镜系统的构造示例的示图。

图4是描绘菲涅耳透镜中的凹槽深度和凹槽间距的变化的示例的曲线图。

图5是描绘图3中描绘的透镜系统的构造中凹槽间距相对于光轴的距离的条件的曲线图。

图6是描绘本公开提出的并且包括两个菲涅耳透镜的透镜系统的构造示例的示图。

图7是描绘图6中描绘的透镜系统的构造中的凹槽间距和距光轴的距离的条件的曲线图。

图8是用于说明获得图5和7中描绘的条件的过程的示图，并且描绘了准备好的透镜系统的拍摄条件。

图9是用于说明获得图5和图7中描绘的条件的过程的示图，并且描绘了拍摄图像中的灰度和视线角之间的关系。

图10是用于说明视线角的示图。

图11A是描绘空间频率与人类对比灵敏度之间的关系的曲线图。

图11B是描绘用于定义图11A中描绘的曲线的近似公式的系数的表。