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JP2012183289A - Visual target presentation device - Google Patents

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JP2012183289A
JP2012183289A JP2011137988A JP2011137988A JP2012183289A JP 2012183289 A JP2012183289 A JP 2012183289A JP 2011137988 A JP2011137988 A JP 2011137988A JP 2011137988 A JP2011137988 A JP 2011137988A JP 2012183289 A JP2012183289 A JP 2012183289A
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JP
Japan
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concave mirror
beam splitter
image
presenting apparatus
display device
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Withdrawn
Application number
JP2011137988A
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Japanese (ja)
Inventor
Yusuke Suzuki
優介 鈴木
Shogo Fukushima
省吾 福島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Corp
Original Assignee
Panasonic Corp
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Publication date
Application filed by Panasonic Corp filed Critical Panasonic Corp
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Abstract

【課題】観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく観測対象の像を視標として呈示しつつ、装置の幅を薄くする。
【解決手段】視標呈示装置は、観測対象の像を視標として観測者に呈示する装置である。視標呈示装置は、観測対象を投射する表示装置1と、表示装置1から発せられた光を反射光と透過光とに分割する分割面21を有するビームスプリッタ2と、反射光が投影される鏡面31を有し像を形成する凹面鏡3とを備える。鏡面31の中心点32に投影される反射光24が中心点32における法線33に対して表示装置1側に傾斜するように、ビームスプリッタ2および凹面鏡3が配置されている。ビームスプリッタ2の分割面21は非平面に形成されている。
【選択図】図1
An object of the present invention is to reduce the width of an apparatus while presenting an image of an observation target as a target without worrying about distortion of the target to the observer.
An optotype presenting apparatus is an apparatus that presents an observation target image as an optotype to an observer. The optotype presenting apparatus projects a display device 1 that projects an observation target, a beam splitter 2 that has a split surface 21 that divides light emitted from the display device 1 into reflected light and transmitted light, and reflected light. And a concave mirror 3 having a mirror surface 31 for forming an image. The beam splitter 2 and the concave mirror 3 are arranged so that the reflected light 24 projected onto the center point 32 of the mirror surface 31 is inclined toward the display device 1 with respect to the normal 33 at the center point 32. The dividing surface 21 of the beam splitter 2 is formed in a non-planar surface.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、観測対象の像を視標として観測者に呈示する視標呈示装置に関する。   The present invention relates to an optotype presenting apparatus that presents an observer with an image to be observed as an optotype.

近年、情報技術の進歩に伴い、視覚端末装置(VDT:Visual Display Terminal)を用いた作業(以下「VDT作業」という)が増加している。情報技術の進歩によって、作業効率および作業精度を大きく向上させることができる。   In recent years, with the advancement of information technology, work using a visual terminal device (VDT: Visual Display Terminal) (hereinafter referred to as “VDT work”) is increasing. Advances in information technology can greatly improve work efficiency and work accuracy.

ところが、長時間のVDT作業は、作業者に眼の疲労を与える。同様の眼の疲労は、テレビモニタを長時間にわたって視聴した場合などにも生じる。視覚端末装置またはテレビモニタの表示画面を使用者が近距離で注視する場合、眼の焦点調節機能の駆動源である毛様体筋が緊張状態になる。毛様体筋の緊張状態は眼精疲労の一因となる。   However, long-time VDT work gives eyestrain to the worker. Similar eye fatigue occurs when a television monitor is viewed for a long time. When the user gazes at the display screen of the visual terminal device or the television monitor at a short distance, the ciliary muscle that is the driving source of the focus adjustment function of the eye is in a tension state. The tension state of the ciliary muscle contributes to eye strain.

上記のような眼精疲労を軽減するためには、使用者は適度に遠方視することが望ましい。   In order to reduce eye strain as described above, it is desirable for the user to view far away.

そこで、従来から、凹面鏡およびハーフミラーを用いて視標を遠方に呈示して眼精疲労を軽減させる視標呈示装置が提案されている(例えば特許文献1など)。従来の視標呈示装置は、図17に示すように、表示装置91から発せられた光の光軸に対して45°(角θ2=45°)で斜交するハーフミラー92が表示装置91と凹面鏡93との間に配置されている。凹面鏡93の鏡面931は球面である。凹面鏡93の光軸933は、ハーフミラー92で分割され凹面鏡93の中心点932に投影された反射光の光軸と一致する。観測対象を投射するための光がハーフミラー92で凹面鏡93の方向に反射し、凹面鏡93により観測対象の虚像が形成される。観測者は、ハーフミラー92を通して観測対象の虚像を観測することができる。   In view of this, conventionally, there has been proposed an optotype presenting apparatus that reduces the eye strain by presenting the optotype at a distance using a concave mirror and a half mirror (for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 17, the conventional optotype presenting apparatus includes a half mirror 92 obliquely intersecting with the optical axis of the light emitted from the display device 91 at 45 ° (angle θ2 = 45 °) with the display device 91. It is arranged between the concave mirror 93. The mirror surface 931 of the concave mirror 93 is a spherical surface. The optical axis 933 of the concave mirror 93 coincides with the optical axis of the reflected light divided by the half mirror 92 and projected onto the center point 932 of the concave mirror 93. The light for projecting the observation target is reflected by the half mirror 92 toward the concave mirror 93, and a virtual image of the observation target is formed by the concave mirror 93. The observer can observe the virtual image of the observation object through the half mirror 92.

上記視標呈示装置のように凹面鏡93を用いた場合の視標呈示の原理について説明する。観測対象が凹面鏡93の焦点位置より凹面鏡93側にあるとき、凹面鏡93により観測対象の虚像が形成される。凹面鏡93と虚像との間の距離A2は、凹面鏡93と観測対象との間の距離A1と焦点距離fとによって、式(1)のように表わされる。また、観測対象の虚像の大きさB2は、観測対象の大きさB1と焦点距離fとによって、式(2)のように表わされる。   The principle of the target presentation when the concave mirror 93 is used as in the target presentation apparatus will be described. When the observation target is closer to the concave mirror 93 than the focal position of the concave mirror 93, the concave mirror 93 forms a virtual image of the observation target. The distance A2 between the concave mirror 93 and the virtual image is expressed by the distance A1 between the concave mirror 93 and the observation target and the focal length f as shown in Expression (1). In addition, the size B2 of the virtual image to be observed is expressed as in Expression (2) by the size B1 of the observation target and the focal length f.

A2=A1×f/(A1−f) (1)
B2=B1×|f|/|A1−f| (2)
上記視標呈示装置では、凹面鏡93の中心点932と焦点位置との間に観測対象が配置された際に形成される虚像を視標とする。例えば焦点距離f=150mm、曲率半径300mmの球面で構成される凹面鏡93を用いた場合、距離A1=100mmのとき距離A2=−0.3mとなり、距離A1=148mmのとき距離A2=−11.0mとなる。虚像の位置を観測対象に比べて遠方にすることができる。
A2 = A1 * f / (A1-f) (1)
B2 = B1 × | f | / | A1-f | (2)
In the target presentation device, a virtual image formed when an observation target is placed between the center point 932 of the concave mirror 93 and the focal position is used as a target. For example, when a concave mirror 93 composed of a spherical surface having a focal length f = 150 mm and a curvature radius of 300 mm is used, the distance A2 = −0.3 m when the distance A1 = 100 mm, and the distance A2 = −11. 0m. The position of the virtual image can be farther than the observation target.

上記より、従来の視標呈示装置は、観測者の視線上で、視標としての虚像の位置を遠方にすることができ、視標を注視する観測者の眼精疲労を軽減させることができる。   As described above, the conventional optotype presenting apparatus can distant the position of the virtual image as the optotype on the observer's line of sight, and can reduce the eye strain of the observer gazing at the optotype. .

国際公開第2010/050459号International Publication No. 2010/050504

上記のような視標呈示装置は、視標を観測する観測者がVDT作業または視聴行為を行う際に用いられるから、一般のVDT作業場または住居への設置を考慮する必要がある。   The target presentation device as described above is used when an observer observing the target performs a VDT work or a viewing act. Therefore, it is necessary to consider installation in a general VDT workplace or residence.

しかしながら、従来の視標呈示装置は、図17に示すようにハーフミラー92を表示装置91および凹面鏡93の光軸933に対して45°(角θ2=45°)で斜交するように配置されているため、装置の奥行き(光軸933方向の幅)が厚くなり、設置場所が限定されるという問題があった。   However, the conventional optotype presenting apparatus is arranged so that the half mirror 92 is obliquely crossed at 45 ° (angle θ2 = 45 °) with respect to the optical axis 933 of the display device 91 and the concave mirror 93 as shown in FIG. Therefore, there is a problem that the depth of the apparatus (width in the direction of the optical axis 933) becomes thick and the installation place is limited.

なお、上記の問題を解決する際に、従来の視標呈示装置に比べて、視標の歪みが増加することは好ましくない。   When solving the above problem, it is not preferable that the distortion of the visual target increases as compared with the conventional visual target presenting apparatus.

本発明は上記の点に鑑みて為され、本発明の目的は、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく観測対象の像を視標として呈示しつつ、装置の幅を薄くすることができる視標呈示装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to reduce the width of the apparatus while presenting an image of an observation target as a target without causing the observer to worry about distortion of the target. An object of the present invention is to provide an optotype presenting apparatus capable of performing the above.

本発明の視標呈示装置は、観測対象の像を視標として観測者に呈示する視標呈示装置であって、前記観測対象を投射する投射部と、前記投射部から発せられた光を反射光と透過光とに分割する分割面を有するビームスプリッタと、前記反射光が投影される鏡面を有し前記像を形成する凹面鏡とを備え、前記鏡面の中心点に投影される前記反射光が前記中心点における法線に対して前記投射部側に傾斜するように、前記ビームスプリッタおよび前記凹面鏡が配置され、前記ビームスプリッタの前記分割面は非平面に形成されていることを特徴とする。   An optotype presenting apparatus according to the present invention is an optotype presenting apparatus that presents an observer with an image of an observation target as a target, and reflects a light emitted from the projection unit that projects the observation target and the projection unit A beam splitter having a split surface that divides light into transmitted light and a concave mirror that has a mirror surface on which the reflected light is projected and forms the image, and the reflected light projected on a center point of the mirror surface The beam splitter and the concave mirror are disposed so as to be inclined toward the projection unit with respect to a normal line at the center point, and the splitting surface of the beam splitter is formed in a non-planar shape.

この視標呈示装置において、前記像は虚像であることが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, the image is preferably a virtual image.

この視標呈示装置において、前記ビームスプリッタの前記分割面は、前記凹面鏡側へ凸状になるように形成されていることが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, it is preferable that the split surface of the beam splitter is formed to be convex toward the concave mirror side.

この視標呈示装置において、前記像は実像であることが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, the image is preferably a real image.

この視標呈示装置において、前記ビームスプリッタの前記分割面は、前記凹面鏡とは反対側へ凸状になるように形成されていることが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, it is preferable that the split surface of the beam splitter is formed to be convex toward the side opposite to the concave mirror.

この視標呈示装置において、前記凹面鏡の前記鏡面は非球面に形成されていることが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, it is preferable that the mirror surface of the concave mirror is formed as an aspherical surface.

この視標呈示装置において、前記観測対象と前記凹面鏡との間の光学距離を変化させる距離調整部を備えることが好ましい。   The target presentation device preferably includes a distance adjusting unit that changes an optical distance between the observation target and the concave mirror.

この視標呈示装置において、前記投射部は、前記観測対象を投射するための光を発する光源と、前記光源から発せられた光を反射光と透過光とに分割する投射側ビームスプリッタと、前記投射側ビームスプリッタで分割された反射光を前記ビームスプリッタ側に反射させる投射側凹面鏡とを有することが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, the projection unit includes a light source that emits light for projecting the observation target, a projection-side beam splitter that divides the light emitted from the light source into reflected light and transmitted light, and It is preferable to have a projection-side concave mirror that reflects the reflected light divided by the projection-side beam splitter to the beam splitter side.

この視標呈示装置において、前記光源と前記投射側凹面鏡との間の光学距離を変化させる投射側距離調整部を備えることが好ましい。   In this optotype presenting apparatus, it is preferable to include a projection-side distance adjusting unit that changes an optical distance between the light source and the projection-side concave mirror.

本発明は、凹面鏡の鏡面の中心点に投影される反射光が法線に対して投射部側に傾斜するようにビームスプリッタおよび凹面鏡が配置され、ビームスプリッタの分割面が非平面に形成されている。これにより、本発明では、視標となる像の歪みを増加させることなく、装置の幅を薄くすることができる。つまり、本発明は、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく観測対象の像を視標として呈示しつつ、従来の視標呈示装置の幅に比べて、装置の幅を薄くすることができる。   In the present invention, the beam splitter and the concave mirror are arranged so that the reflected light projected on the center point of the mirror surface of the concave mirror is inclined to the projection unit side with respect to the normal line, and the split surface of the beam splitter is formed to be non-planar. Yes. Thereby, in this invention, the width | variety of an apparatus can be made thin, without increasing the distortion of the image used as a target. That is, according to the present invention, the width of the device is reduced compared to the width of the conventional target presenting device while presenting the image of the observation target as a target without worrying about the distortion of the target to the observer. can do.

実施形態1に係る視標呈示装置の概略図である。1 is a schematic diagram of an optotype presenting apparatus according to Embodiment 1. FIG. 同上に係る視標呈示装置の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the optotype presenting apparatus which concerns on the same as the above. 同上に係る視標呈示装置の設計パラメータを説明する図である。It is a figure explaining the design parameter of the optotype presenting apparatus which concerns on the same as the above. 同上に係る視標呈示装置において、(a)は視距離が0.5mである場合の虚像のディストーション格子を示す図、(b)は視距離が5.0mである場合の虚像のディストーション格子を示す図である。In the optotype presenting apparatus according to the above, (a) is a diagram showing a distortion lattice of a virtual image when the viewing distance is 0.5 m, and (b) is a distortion lattice of the virtual image when the viewing distance is 5.0 m. FIG. 実施形態2に係る視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the optotype presenting apparatus concerning Embodiment 2. 同上に係る視標呈示装置の設計パラメータを説明する図である。It is a figure explaining the design parameter of the optotype presenting apparatus which concerns on the same as the above. 同上に係る視標呈示装置において、(a)は視距離が1.0mである場合の虚像のディストーション格子を示す図、(b)は視距離が5.0mである場合の虚像のディストーション格子を示す図である。In the optotype presenting apparatus according to the above, (a) is a diagram showing a distortion lattice of a virtual image when the viewing distance is 1.0 m, and (b) is a distortion lattice of the virtual image when the viewing distance is 5.0 m. FIG. 実施形態3に係る視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the optotype presenting apparatus concerning Embodiment 3. 実施形態4に係る視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the optotype presenting apparatus concerning Embodiment 4. 実施形態5に係る視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the optotype presenting apparatus concerning Embodiment 5. 実施形態6に係る視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the optotype presenting apparatus concerning Embodiment 6. 同上に係る視標呈示装置の設計パラメータを説明する図である。It is a figure explaining the design parameter of the optotype presenting apparatus which concerns on the same as the above. 同上に係る視標呈示装置において、(a)は視距離が400mmである場合の実像のディストーション格子を示す図、(b)は視距離が410mmである場合の実像のディストーション格子を示す図である。In the optotype presenting apparatus according to the above, (a) is a diagram showing a real image distortion grid when the viewing distance is 400 mm, and (b) is a diagram showing a real image distortion grid when the viewing distance is 410 mm. . ビームスプリッタの分割面が平面である視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the optotype presenting apparatus whose division surface of a beam splitter is a plane. ビームスプリッタの分割面が平面である視標呈示装置において、(a)は視距離が0.5mである場合の虚像のディストーション格子を示す図、(b)は視距離が5.0mである場合の虚像のディストーション格子を示す図である。In the optotype presenting apparatus in which the split plane of the beam splitter is a plane, (a) is a diagram showing a distortion grating of a virtual image when the viewing distance is 0.5 m, and (b) is a case where the viewing distance is 5.0 m. It is a figure which shows the distortion grating | lattice of a virtual image. ビームスプリッタの分割面が平面である視標呈示装置において、(a)は視距離が400mmである場合の実像のディストーション格子を示す図、(b)は視距離が410mmである場合の実像のディストーション格子を示す図である。In an optotype presenting apparatus in which the splitting plane of the beam splitter is a plane, (a) is a diagram showing a real image distortion grating when the viewing distance is 400 mm, and (b) is a real image distortion when the viewing distance is 410 mm. It is a figure which shows a grating | lattice. 従来の視標呈示装置の概略図である。It is the schematic of the conventional optotype presenting apparatus.

以下の実施形態1〜6では、観測対象の像を視標として観測者に呈示する視標呈示装置について説明する。   In the following first to sixth embodiments, an optotype presenting apparatus that presents an observer with an image to be observed as an optotype will be described.

(実施形態1)
実施形態1に係る視標呈示装置は、図1に示すように、観測対象を表示する表示装置1と、表示装置1から発せられた光を反射光と透過光とに分割するビームスプリッタ2と、ビームスプリッタ2で分割された反射光(反射光24を含むすべての反射光)が投影される凹面鏡3とを備えている。さらに、本実施形態の視標呈示装置は、図2に示すように、表示装置1を移動させる移動装置4を備えている。本実施形態の視標呈示装置は、凹面鏡3により結像される虚像を視標として観測者に呈示する。
(Embodiment 1)
As shown in FIG. 1, the optotype presenting apparatus according to the first embodiment includes a display device 1 that displays an observation target, and a beam splitter 2 that divides light emitted from the display device 1 into reflected light and transmitted light. And a concave mirror 3 on which the reflected light (all reflected light including the reflected light 24) divided by the beam splitter 2 is projected. Furthermore, the optotype presenting apparatus according to the present embodiment includes a moving device 4 that moves the display device 1 as shown in FIG. The optotype presenting apparatus according to the present embodiment presents a virtual image formed by the concave mirror 3 to the observer as an optotype.

表示装置1は、小型のフラットパネルディスプレイであり、図2に示すように、観測対象を表示する表示面11を備えている。表示装置1として用いられる小型のフラットパネルディスプレイとしては、例えば液晶パネルまたは有機エレクトロルミネッセンス(Organic Electro-Luminescence、以下「有機EL」という)ディスプレイなどがある。表示面11は平面であり、表示面11から発せられる光は、表示面11の法線を光軸とした光となる。表示装置1は、観測対象を表示面11に表示してビームスプリッタ2に投射する。本実施形態の表示装置1は投射部の機能を有している。表示装置1の表示面11に表示される観測対象は特に限定されず、例えば文書、静止画(写真、絵)、動画(映像)またはゲームなど、観測者の好みに応じた画像でよい。   The display device 1 is a small flat panel display and includes a display surface 11 for displaying an observation target as shown in FIG. Examples of the small flat panel display used as the display device 1 include a liquid crystal panel or an organic electro-luminescence (hereinafter referred to as “organic EL”) display. The display surface 11 is a flat surface, and light emitted from the display surface 11 is light having the normal line of the display surface 11 as an optical axis. The display device 1 displays the observation target on the display surface 11 and projects it onto the beam splitter 2. The display device 1 of this embodiment has a function of a projection unit. The observation target displayed on the display surface 11 of the display device 1 is not particularly limited, and may be an image according to the preference of the observer, such as a document, a still image (photo, picture), a moving image (video), or a game.

表示装置1は、表示画像(観測対象)の切替および表示画像に対する画像処理などを容易に制御する機能を有している。また、表示装置1は、虚像の位置に応じて表示画像の歪みと明度と表示サイズとを補正するための機能を有している。これにより、虚像の移動に対する観測者の意識を低減させることができ、従来のVDTまたはテレビモニタと同様に、観測者をVDT作業または視聴行為に集中させることができる。   The display device 1 has a function of easily controlling switching of a display image (observation target), image processing on the display image, and the like. The display device 1 also has a function for correcting distortion, brightness, and display size of the display image in accordance with the position of the virtual image. Thereby, the observer's consciousness about the movement of the virtual image can be reduced, and the observer can be concentrated on the VDT work or the viewing act like the conventional VDT or television monitor.

ビームスプリッタ2は、ハーフミラーであり、表示装置1から発せられた光を反射光と透過光とに分割する分割面21を有している。凹面鏡3は、ビームスプリッタ2で分割された反射光(反射光24を含むすべての反射光)が投影される鏡面31を有している。   The beam splitter 2 is a half mirror, and has a dividing surface 21 that divides light emitted from the display device 1 into reflected light and transmitted light. The concave mirror 3 has a mirror surface 31 on which the reflected light (all reflected light including the reflected light 24) divided by the beam splitter 2 is projected.

ビームスプリッタ2および凹面鏡3は、図1に示すように配置されている。つまり、凹面鏡3の鏡面31の中心点32に投影される反射光24が中心点32における法線33に対して表示装置1側(図1の上側)に傾斜するように、ビームスプリッタ2および凹面鏡3は配置されている。換言すると、反射光24は、図1のY軸周りにおいて法線33に対して反時計方向に傾斜している。ビームスプリッタ2の分割面21は、従来のハーフミラー92に比べて凹面鏡3の鏡面31に向かい合う方向(図1の左側)に立ち上がっている。   The beam splitter 2 and the concave mirror 3 are arranged as shown in FIG. That is, the beam splitter 2 and the concave mirror are arranged such that the reflected light 24 projected onto the center point 32 of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is inclined toward the display device 1 (upper side in FIG. 1) with respect to the normal 33 at the center point 32. 3 is arranged. In other words, the reflected light 24 is inclined counterclockwise with respect to the normal 33 around the Y axis in FIG. The splitting surface 21 of the beam splitter 2 rises in a direction facing the mirror surface 31 of the concave mirror 3 (left side in FIG. 1) as compared to the conventional half mirror 92.

ビームスプリッタ2は、凹面鏡3に対して上述したように配置されているとともに、表示装置1に対して、分割面21上の点22の接平面23と表示装置1の光軸とでなす角θ1が45°未満になるように配置されている。分割面21上の点22は、凹面鏡3の鏡面31の中心点32に投影される反射光24が生成される点である。なお、ビームスプリッタ2は必ずしもハーフミラーでなくてもよく、ハーフミラー以外の非平面板状のビームスプリッタであってもよい。   The beam splitter 2 is arranged as described above with respect to the concave mirror 3, and the angle θ <b> 1 formed by the tangent plane 23 of the point 22 on the dividing surface 21 and the optical axis of the display device 1 with respect to the display device 1. Is arranged to be less than 45 °. A point 22 on the dividing surface 21 is a point where the reflected light 24 projected on the center point 32 of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is generated. The beam splitter 2 is not necessarily a half mirror, and may be a non-planar plate-like beam splitter other than the half mirror.

ビームスプリッタ2の分割面21は、分割面が平面である場合に比べて、凹面鏡3により結像される表示画像(観測対象)の虚像の歪みを低減させるように非平面(曲面)に形成されている。具体的には、ビームスプリッタ2の分割面21は、凹面鏡3側へ凸状になる球面に形成されている。   The splitting surface 21 of the beam splitter 2 is formed to be non-planar (curved surface) so as to reduce the distortion of the virtual image of the display image (observation target) imaged by the concave mirror 3 as compared with the case where the splitting surface is a flat surface. ing. Specifically, the splitting surface 21 of the beam splitter 2 is formed in a spherical surface that is convex toward the concave mirror 3 side.

凹面鏡3は、ビームスプリッタ2により結像される虚像(以下「第2の虚像」という)と凹面鏡3との間の光学距離が焦点距離より短くなるように配置されている。第2の虚像は、表示装置1から発せられた光のうちビームスプリッタ2で反射した反射光により形成された像である。凹面鏡3は、第2の虚像が投影されることによって表示画像の虚像を形成する。つまり、凹面鏡3は、表示装置1に表示される表示画像(観測対象)がビームスプリッタ2を介して投影されることによって表示画像の虚像を形成する。凹面鏡3の鏡面31は、球面より表示画像の虚像の歪みを低減させるように楕円面(非球面)に形成されている。つまり、本実施形態の凹面鏡3は、球面鏡の場合より表示画像の虚像の歪みを低減させるような形状の楕円面鏡(非球面鏡)である。なお、凹面鏡3の鏡面31は必ずしも上記のような楕円面でなくてもよく、球面より表示画像の虚像の歪みを低減させる非球面であればよい。   The concave mirror 3 is arranged so that the optical distance between the virtual image (hereinafter referred to as “second virtual image”) formed by the beam splitter 2 and the concave mirror 3 is shorter than the focal length. The second virtual image is an image formed by the reflected light reflected by the beam splitter 2 out of the light emitted from the display device 1. The concave mirror 3 forms a virtual image of the display image by projecting the second virtual image. That is, the concave mirror 3 forms a virtual image of the display image by projecting the display image (observation target) displayed on the display device 1 through the beam splitter 2. The mirror surface 31 of the concave mirror 3 is formed in an elliptical surface (aspherical surface) so as to reduce distortion of the virtual image of the display image from the spherical surface. That is, the concave mirror 3 of the present embodiment is an elliptical mirror (aspherical mirror) shaped so as to reduce the distortion of the virtual image of the display image as compared with the case of the spherical mirror. The mirror surface 31 of the concave mirror 3 does not necessarily have to be an elliptical surface as described above, and may be an aspherical surface that reduces the distortion of the virtual image of the display image from the spherical surface.

表示画像の虚像は、ビームスプリッタ2を透過して観測者に視標として呈示される。観測者の観測点8は、凹面鏡3の前方(図2の左方)に位置する。なお、表示画像の虚像は、ビームスプリッタ2の板厚を薄くすることによって、プリズム型のビームスプリッタを用いた場合に比べて、色収差を小さくすることができる。   The virtual image of the display image passes through the beam splitter 2 and is presented to the observer as a visual target. The observer's observation point 8 is located in front of the concave mirror 3 (left side in FIG. 2). The virtual image of the display image can be reduced in chromatic aberration by reducing the plate thickness of the beam splitter 2 as compared with the case of using a prism type beam splitter.

本実施形態の視標呈示装置では、図3に示すように、凹面鏡3の最下位置からの高さL1が155mm〜390mmの間を移動可能に表示装置1が配置され、凹面鏡3のY軸方向の長さL2が160mm、Z軸方向の長さL3が120mmである。X軸方向において、ビームスプリッタ2(点22)と凹面鏡3(中心点32)との間の距離L4は100mmであり、ビームスプリッタ2(点22)と観測点8との間の距離L5は100mmである。なお、上記の高さL1、長さL2,L3および距離L4,L5は一例であり、上記の値に限定されず、用途に応じて適宜設定される。   In the optotype presenting apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the display device 1 is arranged so that the height L1 from the lowest position of the concave mirror 3 can move between 155 mm and 390 mm, and the Y axis of the concave mirror 3 The length L2 in the direction is 160 mm, and the length L3 in the Z-axis direction is 120 mm. In the X-axis direction, the distance L4 between the beam splitter 2 (point 22) and the concave mirror 3 (center point 32) is 100 mm, and the distance L5 between the beam splitter 2 (point 22) and the observation point 8 is 100 mm. It is. In addition, said height L1, length L2, L3, and distance L4, L5 are examples, and are not limited to said value, It sets suitably according to a use.

図4に示すように、本実施形態の視標呈示装置における表示画像(観測対象)の虚像(図4の実線)は、図14に示すようなビームスプリッタ94の分割面941が平面である場合(図15の実線参照)に比べて、歪みが軽減する。なお、図4は、本実施形態の一例として、ビームスプリッタ2の分割面21の曲率半径が450mm、コーニック定数kが0.0であり、凹面鏡3の鏡面31の曲率半径が380mm、コーニック定数kが−0.6である場合の虚像のディストーション格子を示している。図4(a)は視距離が0.5mの場合であり、図4(b)は視距離が5.0mの場合である。ビームスプリッタ2および凹面鏡3の曲率半径およびコーニック定数kは上記の値に限定されず、用途に応じて適宜設定される。図4および図15の破線は、表示画像を示す。   As shown in FIG. 4, the virtual image (solid line in FIG. 4) of the display image (observation target) in the optotype presenting apparatus according to the present embodiment is when the split surface 941 of the beam splitter 94 as shown in FIG. 14 is a plane. Compared to (see the solid line in FIG. 15), distortion is reduced. FIG. 4 shows an example of this embodiment in which the radius of curvature of the splitting surface 21 of the beam splitter 2 is 450 mm and the conic constant k is 0.0, the radius of curvature of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is 380 mm, and the conic constant k. The distortion lattice of a virtual image in case where is −0.6 is shown. 4A shows a case where the viewing distance is 0.5 m, and FIG. 4B shows a case where the viewing distance is 5.0 m. The curvature radii and the conic constant k of the beam splitter 2 and the concave mirror 3 are not limited to the above values, and are appropriately set according to the application. The broken lines in FIGS. 4 and 15 indicate display images.

上記より、凹面鏡3の鏡面31の中心点32に投影される反射光24が法線33に対して表示装置1側に傾斜するようにビームスプリッタ2が配置された場合に、ビームスプリッタ2の分割面21を非平面(球面)にすることにより、分割面が平面であるビームスプリッタの場合に比べて虚像の歪みを低減させることができる。   As described above, when the beam splitter 2 is arranged so that the reflected light 24 projected onto the center point 32 of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is inclined toward the display device 1 with respect to the normal line 33, the beam splitter 2 is divided. By making the surface 21 non-planar (spherical), the distortion of the virtual image can be reduced as compared with the case of a beam splitter whose dividing surface is a plane.

移動装置4は、図2に示すように、表示装置1の移動機構であり、保持板41と、リニアガイド42と、送りねじ43と、プーリ44と、プーリベルト45と、モータ46と、制御部47とを備えている。移動装置4は、表示装置1を移動させることによって、表示装置1に表示される表示画像(観測対象)と凹面鏡3との間の光学距離を変化させて、第2の虚像(ビームスプリッタ2に結像される虚像)と凹面鏡3との間の光学距離を変化させる。つまり、移動装置4は距離調整部の機能を有している。   As shown in FIG. 2, the moving device 4 is a moving mechanism of the display device 1, and includes a holding plate 41, a linear guide 42, a feed screw 43, a pulley 44, a pulley belt 45, a motor 46, and a control. Part 47. The moving device 4 changes the optical distance between the display image (observation target) displayed on the display device 1 and the concave mirror 3 by moving the display device 1, and the second virtual image (to the beam splitter 2). The optical distance between the imaged virtual image) and the concave mirror 3 is changed. That is, the moving device 4 has a function of a distance adjusting unit.

保持板41は、表示装置1を保持している。リニアガイド42は、保持板41を支持している。モータ46は、移動装置4の駆動源となる電子モータである。プーリ44およびプーリベルト45は、モータ46の回転駆動力を送りねじ43に伝達する。制御部47は、モータ46を制御する。つまり、移動装置4は、モータ46により発生する回転駆動力を送りねじ43により直線運動に変換することによって、表示装置1の上下方向の移動を実現する。このとき、制御部47は、第2の虚像と凹面鏡3との間の光学距離を凹面鏡3の焦点距離より短い範囲内で変化させるように、表示装置1を上下方向に移動させる。なお、制御部47は、例えばコンピュータの処理装置などである。上記コンピュータとしては、パーソナルコンピュータなどの汎用コンピュータであってもよいし、視標呈示装置に専用のコンピュータであってもよい。   The holding plate 41 holds the display device 1. The linear guide 42 supports the holding plate 41. The motor 46 is an electronic motor serving as a drive source for the moving device 4. The pulley 44 and the pulley belt 45 transmit the rotational driving force of the motor 46 to the feed screw 43. The control unit 47 controls the motor 46. That is, the moving device 4 realizes the vertical movement of the display device 1 by converting the rotational driving force generated by the motor 46 into a linear motion by the feed screw 43. At this time, the control unit 47 moves the display device 1 in the vertical direction so that the optical distance between the second virtual image and the concave mirror 3 is changed within a range shorter than the focal length of the concave mirror 3. The control unit 47 is, for example, a computer processing device. The computer may be a general-purpose computer such as a personal computer, or may be a computer dedicated to the optotype presenting apparatus.

上記のように移動装置4が表示装置1を上下に移動させることにより、表示装置1に表示される表示画像(観測対象)と凹面鏡3との間の光学距離が変化する。上記光学距離が変化すると、表示画像の虚像と観測点8との間の光学距離が変化する。   As described above, when the moving device 4 moves the display device 1 up and down, the optical distance between the display image (observation target) displayed on the display device 1 and the concave mirror 3 changes. When the optical distance changes, the optical distance between the virtual image of the display image and the observation point 8 changes.

次に、虚像の移動範囲について説明する。表示装置1に表示される表示画像(観測対象)と虚像との位置関係を示す式(1)より、表示装置1が凹面鏡3の焦点位置に近づくにつれて、虚像は急激に無限遠へと移動する。また、20歳代の観測者が視標(虚像)を明視できる最も近い点すなわち調節近点は平均0.118m(約8.5ジオプター)といわれている。したがって、最も近い位置(最近位置)は、観測点8と虚像との間の距離が−0.1m程度の位置にすれば十分である。一方、最も遠い位置(最遠位置)は、観測点8と虚像との間の距離が−10m(−0.1ジオプター)程度の位置にすればよい。上記のような観測点8と虚像との間の距離範囲は、眼の焦点調節機能に対する疲労防止効果を十分に得ることができる範囲である。制御部47は、最遠位置と最近位置とを含むように設定された移動範囲内で表示装置1を移動させるように、モータ46を制御する。   Next, the moving range of the virtual image will be described. From the expression (1) indicating the positional relationship between the display image (observation target) displayed on the display device 1 and the virtual image, the virtual image rapidly moves to infinity as the display device 1 approaches the focal position of the concave mirror 3. . In addition, it is said that the closest point at which an observer in his twenties can clearly see the target (virtual image), that is, the adjustment near point, is an average of 0.118 m (about 8.5 diopters). Therefore, it is sufficient that the closest position (nearest position) is a position where the distance between the observation point 8 and the virtual image is about −0.1 m. On the other hand, the farthest position (farthest position) may be a position where the distance between the observation point 8 and the virtual image is about −10 m (−0.1 diopter). The distance range between the observation point 8 and the virtual image as described above is a range in which a fatigue prevention effect for the focus adjustment function of the eye can be sufficiently obtained. The control unit 47 controls the motor 46 so as to move the display device 1 within a movement range set so as to include the farthest position and the nearest position.

また、制御部47は、モータ46の回転速度を制御することによって、表示装置1の移動速度を自由に設定することができる。これにより、観測者の眼の生理学的側面に適合した移動速度則などに従う速度で表示装置1を移動させることができる。   Further, the control unit 47 can freely set the moving speed of the display device 1 by controlling the rotation speed of the motor 46. Thereby, the display apparatus 1 can be moved at a speed according to a movement speed law adapted to the physiological aspect of the observer's eye.

次に、制御部47の制御による表示装置1の移動速度について説明する。まず、観測者の眼の水晶体を薄い凸レンズに近似した場合、水晶体の中心点と虚像との間の距離s1(<0)と、水晶体の中心点と網膜(結像点)との間の距離s2(>0)と、水晶体の屈折力Dとの間には、式(3)のような関係が成り立つ。屈折力Dは、ジオプターの単位で表される。   Next, the moving speed of the display device 1 under the control of the control unit 47 will be described. First, when the lens of the observer's eye is approximated to a thin convex lens, the distance s1 (<0) between the center point of the lens and the virtual image and the distance between the center point of the lens and the retina (imaging point). Between s2 (> 0) and the refractive power D of the crystalline lens, a relationship as shown in Expression (3) is established. The refractive power D is expressed in diopter units.

1/s2=1/s1+D (3)
眼の焦点調節機能とは、水晶体の中心点と虚像との間の距離s1に応じて水晶体の屈折力Dを変化させることによって常に網膜上で像を結像させる機能をいう。式(3)よりわかるように、水晶体の中心点と虚像との間の距離s1が長くなるほど、距離s1の時間変化が屈折力Dの時間変化(屈折力変化)に及ぼす度合いが小さくなる。すなわち、距離s1が短い場合(近距離の場合)と長い場合(遠距離の場合)とでは、距離s1の時間変化が同じであっても、距離s1の時間変化が屈折力変化に与える影響は異なる。近距離の場合、距離s1の時間変化が屈折力変化に与える影響は大きく、遠距離の場合、距離s1の時間変化が屈折力変化に与える影響は小さい。距離s1の長さによらず同程度の屈折力変化を得たいのであれば、距離s1が長くなるほど距離s1の時間変化を大きくする必要がある。なお、水晶体の中心点と網膜との間の距離s2は、ほとんど変化がないため、眼球の直径φに近似することができる。眼の焦点調節機能が健全に機能しているとき、式(3)を式(4)で表わすことができる。
1 / s2 = 1 / s1 + D (3)
The focus adjustment function of the eye refers to a function that always forms an image on the retina by changing the refractive power D of the lens according to the distance s1 between the center point of the lens and the virtual image. As can be seen from Equation (3), the longer the distance s1 between the center point of the crystalline lens and the virtual image is, the smaller the degree of the time change of the distance s1 exerted on the time change of the refractive power D (refractive power change). That is, when the distance s1 is short (in the case of a short distance) and long (in the case of a long distance), even if the time change of the distance s1 is the same, the influence of the time change of the distance s1 on the refractive power change Different. When the distance is short, the time change of the distance s1 has a great influence on the refractive power change, and when the distance is long, the influence of the time change of the distance s1 on the refractive power change is small. If it is desired to obtain the same change in refractive power regardless of the length of the distance s1, it is necessary to increase the time change of the distance s1 as the distance s1 increases. Note that the distance s2 between the center point of the crystalline lens and the retina hardly changes, and can be approximated to the diameter φ of the eyeball. When the focus adjustment function of the eye is functioning soundly, Equation (3) can be expressed by Equation (4).

1/φ=1/s1+D (4)
ここで、眼の焦点調節機能に与える刺激が一定以上であるとは、水晶体の屈折力Dの時間変化|∂D/∂t|が常に一定値以上であると換言することができる。したがって、眼の焦点調節機能に与える刺激が一定以上であるための条件は、式(4)より、式(5)となる。Γは閾値を表わす。
1 / φ = 1 / s1 + D (4)
Here, it can be said that the stimulus applied to the focus adjustment function of the eye is greater than or equal to a certain value is that the temporal change | ∂D / ∂t | of the refractive power D of the lens is always greater than or equal to a certain value. Therefore, the condition for the stimulus applied to the focus adjustment function of the eye to be a certain level or more is expressed by Expression (5) from Expression (4). Γ represents a threshold value.

|∂D/∂t|=|∂(1/s1)/∂t|
=(1/s1)×|∂s1/∂t|≧Γ (5)
制御部47は、屈折力Dの時間変化|∂D/∂t|を常に一定値(閾値Γ)にするために、距離s1の逆数l/s1の時間変化|∂(1/s1)/∂t|が一定になるように、モータ46を制御し、表示装置1を移動させるようにすればよい。なお、虚像を目的の速度で移動させるためには、式(1)を参照し、表示装置1の移動速度を算出すればよい。制御部47は、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離が長くなるほど表示装置1の移動速度を上昇させるように、モータ46の動作を制御する。これにより、観測点8から表示装置1が遠ざかるほど、虚像の移動速度|∂s1/∂t|を上昇させることができる。
| ∂D / ∂t | = | ∂ (1 / s1) / ∂t |
= (1 / s1 2 ) × | ∂s1 / ∂t | ≧ Γ (5)
The control unit 47 sets the time change | ∂D / ∂t | of the refractive power D to a constant value (threshold value Γ) at all times, the time change of the reciprocal l / s1 of the distance s1 | ∂ (1 / s1) / ∂. The display device 1 may be moved by controlling the motor 46 so that t | becomes constant. In order to move the virtual image at a target speed, the moving speed of the display device 1 may be calculated with reference to Equation (1). The control unit 47 controls the operation of the motor 46 so that the moving speed of the display device 1 increases as the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3 increases. Thereby, the moving speed | 像 s1 / ∂t | of the virtual image can be increased as the display device 1 moves away from the observation point 8.

上記のように距離s1の逆数l/s1の時間変化|∂(1/s1)/∂t|が一定になるように表示装置1を移動させることによって、観測点8から表示装置1が遠ざかるほど虚像の移動速度を効果的に上昇させることができる。これにより、観測者の眼精疲労を軽減させることができる。   As described above, the display device 1 is moved away from the observation point 8 by moving the display device 1 so that the time change | ∂ (1 / s1) / ∂t | of the reciprocal l / s1 of the distance s1 becomes constant. The moving speed of the virtual image can be effectively increased. Thereby, the eye strain of the observer can be reduced.

なお、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離が長くなるにつれて、つまり、第2の虚像(ビームスプリッタ2により結像される虚像)が凹面鏡3の焦点位置に近づいて凹面鏡3により結像される虚像が遠点に近づくにつれて、表示画像に対する虚像(凹面鏡3により結像される虚像)の拡大率は大きくなる。その結果、凹面鏡3と虚像との間の光学距離が変化しても、観測者の眼の網膜上における虚像の大きさはほぼ一定となる。   Note that as the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3 becomes longer, that is, the second virtual image (the virtual image formed by the beam splitter 2) approaches the focal position of the concave mirror 3 and forms an image by the concave mirror 3. As the virtual image to be displayed approaches the far point, the enlargement ratio of the virtual image (the virtual image formed by the concave mirror 3) with respect to the display image increases. As a result, even if the optical distance between the concave mirror 3 and the virtual image changes, the size of the virtual image on the retina of the observer's eye becomes almost constant.

制御部47は、凹面鏡3とこの凹面鏡3の焦点位置との間で、表示装置1を周期的かつ連続的に移動させて、表示装置1の往復運動を繰り返すように、モータ46を制御する。上記のように表示装置1の往復運動を繰り返すことによって、観測者の水晶体の屈折力Dを効果的に変化させることができるので、観測者の眼精疲労をより軽減させることができる。また、表示装置1の往復運動を周期的に行うことによって、観測者の水晶体の屈折力Dをより頻繁に変化させることができるので、観測者の焦点調節機能の疲労をさらに低減させることができる。さらに、表示装置1を連続的に移動させて、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離を連続的に移動させることによって、虚像を徐々に移動させることができるので、虚像の移動を観測者に気付かせないようにすることができる。   The control unit 47 controls the motor 46 so as to repeat the reciprocating motion of the display device 1 by periodically and continuously moving the display device 1 between the concave mirror 3 and the focal position of the concave mirror 3. By repeating the reciprocating motion of the display device 1 as described above, the refractive power D of the observer's crystalline lens can be effectively changed, so that the eyestrain of the observer can be further reduced. In addition, by periodically reciprocating the display device 1, the refractive power D of the observer's crystalline lens can be changed more frequently, so that the fatigue of the observer's focus adjustment function can be further reduced. . Furthermore, since the virtual image can be moved gradually by moving the display device 1 continuously and continuously moving the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3, the movement of the virtual image is observed. It can be made not to notice it.

次に、本実施形態に係る視標呈示装置の動作について図1を用いて説明する。まず、観測者はビームスプリッタ2の分割面21を通して凹面鏡3の方向を向き、表示装置1に表示されている表示画像(観測対象)の虚像を見る。制御部47(図2参照)がモータ46(図2参照)を駆動し始めると、表示装置1が上方向に移動し始める。表示装置1は、上限位置まで移動すると、下方向に移動し始める。その後、表示装置1は、下限位置まで移動すると、上方向に移動し始める。上記のような動作を表示装置1は繰り返す。この間、観測者は、表示画像の虚像を見続ける。   Next, the operation of the optotype presenting apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. First, the observer turns to the concave mirror 3 through the splitting surface 21 of the beam splitter 2 and sees a virtual image of a display image (observation target) displayed on the display device 1. When the control unit 47 (see FIG. 2) starts to drive the motor 46 (see FIG. 2), the display device 1 starts to move upward. When the display device 1 moves to the upper limit position, the display device 1 starts moving downward. Thereafter, when the display device 1 moves to the lower limit position, the display device 1 starts to move upward. The display device 1 repeats the above operation. During this time, the observer continues to see the virtual image of the display image.

上記より、本実施形態の視標呈示装置は、凹面鏡3の鏡面31の中心点32に投影される反射光24が法線33に対して表示装置1側に傾斜するようにビームスプリッタ2および凹面鏡3が配置され、ビームスプリッタ2の分割面21が非平面に形成されている。これにより、本実施形態の視標呈示装置では、表示画像(観測対象)の虚像の歪みを増加させることなく、装置の幅W1を薄くすることができる。つまり、本実施形態の視標呈示装置は、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく表示画像より遠方の虚像を視標として呈示して観測者の眼精疲労を軽減するという利点を維持しつつ、従来の視標呈示装置(図1の破線)の幅W2に比べて、装置の幅W1を薄くすることができる。   As described above, in the visual target presenting apparatus of the present embodiment, the beam splitter 2 and the concave mirror are arranged so that the reflected light 24 projected onto the center point 32 of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is inclined toward the display device 1 with respect to the normal 33. 3 is arranged, and the splitting surface 21 of the beam splitter 2 is formed to be non-planar. Thereby, in the optotype presenting apparatus of the present embodiment, the width W1 of the apparatus can be reduced without increasing the distortion of the virtual image of the display image (observation target). That is, the optotype presenting apparatus according to the present embodiment reduces the observer's eye strain by presenting a virtual image farther than the display image as an optotype without worrying about the distortion of the optotype to the observer. While maintaining the advantage, the width W1 of the device can be made thinner than the width W2 of the conventional optotype presenting device (broken line in FIG. 1).

特に、本実施形態の視標呈示装置では、ビームスプリッタ2の分割面21を凹面鏡3側へ凸状に形成されていることによって、視標の歪みをより簡単に低減させることができる。   In particular, in the optotype presenting apparatus of the present embodiment, the splitting surface 21 of the beam splitter 2 is formed in a convex shape toward the concave mirror 3, so that distortion of the optotype can be reduced more easily.

さらに、本実施形態の視標呈示装置では、凹面鏡3の鏡面31が非球面であることによって、視標の歪みをより簡単に低減させることができる。   Furthermore, in the optotype presenting apparatus according to the present embodiment, since the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is an aspherical surface, the distortion of the optotype can be reduced more easily.

また、本実施形態の視標呈示装置によれば、表示装置1に表示される表示画像と凹面鏡3との間の光学距離を移動装置4が変化させることによって、眼の焦点調節機能を無自覚に変化させることができるので、観測者の眼精疲労をさらに軽減することができる。   Moreover, according to the optotype presenting apparatus of the present embodiment, the moving device 4 changes the optical distance between the display image displayed on the display device 1 and the concave mirror 3, thereby making the eye focus adjustment function unconscious. Since it can be changed, the eye strain of the observer can be further reduced.

特に、本実施形態の視標呈示装置では、虚像が往復運動を繰り返すことによって、観測者の水晶体の屈折力Dを効果的に変化させることができるので、観測者の眼精疲労をより軽減させることができる。   In particular, in the optotype presenting apparatus of this embodiment, the refractive power D of the observer's crystalline lens can be effectively changed by repeating the reciprocating motion of the virtual image, thereby further reducing the eyestrain of the observer. be able to.

さらに、本実施形態の視標呈示装置は、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離が長くなって虚像の位置が遠くなるほど虚像の移動速度|∂s1/∂t|を上昇させる。これにより、虚像が観測点8の近くにあるときだけではなく観測点8から遠ざかったときも、観測者の水晶体における屈折力Dの時間変化|∂D/∂t|を一定以上にさせることができる。その結果、虚像が遠くにあっても近くにあっても、観測者の焦点調節機能の変化を常に一定以上にさせることができる。   Furthermore, the optotype presenting apparatus according to the present embodiment increases the moving speed of the virtual image | ∂s1 / ∂t | as the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3 increases and the position of the virtual image increases. Thereby, not only when the virtual image is close to the observation point 8, but also when the virtual image is away from the observation point 8, the temporal change | ∂D / ∂t | it can. As a result, regardless of whether the virtual image is far away or close, the change in the focus adjustment function of the observer can always be made a certain level or more.

(実施形態2)
実施形態2に係る視標呈示装置は、図5に示すような投射側ビームスプリッタ5と投射側凹面鏡6とを備えている点で、実施形態1に係る視標呈示装置と相違する。本実施形態では、表示装置1と投射側ビームスプリッタ5と投射側凹面鏡6とが投射部に相当する。なお、実施形態1の視標呈示装置と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 2)
The optotype presenting apparatus according to the second embodiment is different from the optotype presenting apparatus according to the first embodiment in that it includes a projection-side beam splitter 5 and a projection-side concave mirror 6 as shown in FIG. In the present embodiment, the display device 1, the projection side beam splitter 5, and the projection side concave mirror 6 correspond to a projection unit. In addition, about the component similar to the optotype presenting apparatus of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

投射側ビームスプリッタ5は、ハーフミラーであり、表示装置1から発せられた光の光路上に配置され、表示装置1から発せられた光を分割面51で反射光と透過光とに分割する。投射側ビームスプリッタ5の分割面51は平面である。ただし、投射側ビームスプリッタ5の分割面51は必ずしも平面でなくてもよく、非平面であってもよい。投射側ビームスプリッタ5は必ずしもハーフミラーでなくてもよく、ハーフミラー以外の平面型のビームスプリッタであってもよいし、プリズム型のビームスプリッタであってもよい。   The projection-side beam splitter 5 is a half mirror, is disposed on the optical path of the light emitted from the display device 1, and divides the light emitted from the display device 1 into reflected light and transmitted light at the dividing surface 51. The dividing surface 51 of the projection side beam splitter 5 is a flat surface. However, the dividing surface 51 of the projection-side beam splitter 5 is not necessarily a flat surface and may be a non-planar surface. The projection-side beam splitter 5 is not necessarily a half mirror, and may be a planar beam splitter other than the half mirror, or a prism type beam splitter.

投射側凹面鏡6は、投射側ビームスプリッタ5で分割された反射光の光路上に配置され、投射側ビームスプリッタ5で分割された反射光を鏡面61でビームスプリッタ2側に反射させる。鏡面61は球面である。つまり、投射側凹面鏡6は球面鏡である。なお、投射側凹面鏡6の鏡面61は必ずしも球面でなくてもよく、例えば楕円球面などの非球面であってもよい。   The projection-side concave mirror 6 is disposed on the optical path of the reflected light divided by the projection-side beam splitter 5, and reflects the reflected light divided by the projection-side beam splitter 5 to the beam splitter 2 side by the mirror surface 61. The mirror surface 61 is a spherical surface. That is, the projection-side concave mirror 6 is a spherical mirror. The mirror surface 61 of the projection-side concave mirror 6 is not necessarily spherical, and may be an aspherical surface such as an elliptical spherical surface.

本実施形態の表示装置1は、表示装置1から発せられる光の光軸がX軸方向になるように配置されている。また、本実施形態の表示装置1は、X軸方向において、凹面鏡3の中心点32より投射側ビームスプリッタ5側(観測点8側、図5の右側)に位置している。これにより、X軸方向において表示装置1が凹面鏡3の中心点32より突出することがないので、X軸方向における装置の薄型化を維持することができる。なお、実施形態1の表示装置1(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   The display device 1 of the present embodiment is arranged so that the optical axis of light emitted from the display device 1 is in the X-axis direction. Further, the display device 1 of the present embodiment is located on the projection side beam splitter 5 side (observation point 8 side, right side in FIG. 5) from the center point 32 of the concave mirror 3 in the X-axis direction. Thereby, since the display apparatus 1 does not protrude from the center point 32 of the concave mirror 3 in the X-axis direction, it is possible to keep the apparatus thin in the X-axis direction. Note that description of functions similar to those of the display device 1 (see FIG. 1) of the first embodiment is omitted.

本実施形態の視標呈示装置では、図6に示すように、凹面鏡3の最下位置からの高さL1が220mm〜263mmの間を移動可能に投射側凹面鏡6が配置され、凹面鏡3のY軸方向の長さL2が160mm、Z軸方向の長さL3が120mmである。X軸方向において、ビームスプリッタ2(点22)と凹面鏡3(中心点32)との間の距離L4は100mmであり、ビームスプリッタ2(点22)と観測点8との間の距離L5は100mmである。上記の高さL1、長さL2,L3および距離L4,L5は一例であり、上記の値に限定されず、用途に応じて適宜設定される。   In the optotype presenting apparatus according to the present embodiment, as shown in FIG. 6, the projection-side concave mirror 6 is arranged so that the height L1 from the lowest position of the concave mirror 3 can move between 220 mm and 263 mm. The length L2 in the axial direction is 160 mm, and the length L3 in the Z-axis direction is 120 mm. In the X-axis direction, the distance L4 between the beam splitter 2 (point 22) and the concave mirror 3 (center point 32) is 100 mm, and the distance L5 between the beam splitter 2 (point 22) and the observation point 8 is 100 mm. It is. Said height L1, length L2, L3 and distance L4, L5 are examples, and are not limited to said value, It sets suitably according to a use.

表示画像の虚像を遠方(例えば視距離が5.0m)に結像するために、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離を長くする場合、本実施形態の視標呈示装置の高さL1は、実施形態1の視標呈示装置の高さL1(図3参照)に比べて低くなる。   When the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3 is increased in order to form a virtual image of the display image at a distant place (for example, the viewing distance is 5.0 m), the height of the visual target presenting device according to the present embodiment is increased. L1 is lower than the height L1 (see FIG. 3) of the optotype presenting apparatus according to the first embodiment.

図7に示すように、本実施形態の表示画像(観測対象)の虚像(図7の実線)は、図14に示すようなビームスプリッタ94の分割面941が平面である場合(図15の実線参照)に比べて、歪みが軽減する。なお、図7は、本実施形態の一例として、ビームスプリッタ2の分割面21の曲率半径が800mm、コーニック定数kが0.0であり、凹面鏡3の鏡面31の曲率半径が650mm、コーニック定数kが−0.6であり、投射側凹面鏡6の鏡面61の曲率半径が370mm、コーニック定数kが0.0である場合の虚像のディストーション格子を示している。図7(a)は視距離が1.0mの場合であり、図7(b)は視距離が5.0mの場合である。ビームスプリッタ2、凹面鏡3および投射側凹面鏡6の曲率半径およびコーニック定数kは上記の値に限定されず、用途に応じて適宜設定される。図7および図15の破線は、表示画像を示す。   As shown in FIG. 7, the virtual image (solid line in FIG. 7) of the display image (observation target) of the present embodiment is a case where the split surface 941 of the beam splitter 94 as shown in FIG. 14 is a plane (solid line in FIG. 15). Compared to (see), distortion is reduced. 7 shows, as an example of the present embodiment, the radius of curvature of the split surface 21 of the beam splitter 2 is 800 mm, the conic constant k is 0.0, the radius of curvature of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is 650 mm, and the conic constant k. Is a distortion grating of a virtual image when −0.6, the radius of curvature of the mirror surface 61 of the projection-side concave mirror 6 is 370 mm, and the conic constant k is 0.0. FIG. 7A shows a case where the viewing distance is 1.0 m, and FIG. 7B shows a case where the viewing distance is 5.0 m. The radius of curvature and the conic constant k of the beam splitter 2, the concave mirror 3, and the projection-side concave mirror 6 are not limited to the above values, and are appropriately set according to the application. The broken lines in FIGS. 7 and 15 indicate display images.

本実施形態の視標呈示装置は、移動装置4によって投射側凹面鏡6を移動させることができる。これにより、本実施形態の移動装置4は、表示画像(観測対象)と投射側凹面鏡6との間の光学距離を変化させることができる。つまり、本実施形態の移動装置4は投射側距離調整部の機能を有している。本実施形態の移動装置4は、例えば実施形態1の保持板41に、表示装置1に代えて投射側凹面鏡6を保持させる方法によって、投射側凹面鏡6を移動させることができるが、上記方法には限定されない。   The optotype presenting apparatus of this embodiment can move the projection-side concave mirror 6 by the moving device 4. Thereby, the movement apparatus 4 of this embodiment can change the optical distance between a display image (observation object) and the projection side concave mirror 6. FIG. That is, the moving device 4 of this embodiment has a function of a projection side distance adjusting unit. The moving device 4 of this embodiment can move the projection-side concave mirror 6 by, for example, a method of holding the projection-side concave mirror 6 in place of the display device 1 on the holding plate 41 of the first embodiment. Is not limited.

以上、本実施形態の視標呈示装置によれば、表示装置1から発せられた光の光路方向を投射側ビームスプリッタ5および投射側凹面鏡6によって途中で変えることができる。これにより、表示装置1からビームスプリッタ2に直接投射する場合に比べて、投射部全体(表示装置1、投射側ビームスプリッタ5、投射側凹面鏡6)が一方向に長くなることを防止し、視標呈示装置の高さを低くすることができる。特に表示画像(観測対象)と凹面鏡3との間の光学距離を長くして表示画像の虚像を遠方位置に形成する場合に効果的である。   As described above, according to the optotype presenting apparatus of the present embodiment, the optical path direction of the light emitted from the display device 1 can be changed on the way by the projection side beam splitter 5 and the projection side concave mirror 6. This prevents the entire projection unit (display device 1, projection-side beam splitter 5, projection-side concave mirror 6) from extending in one direction compared to the case of direct projection from the display device 1 to the beam splitter 2. The height of the sign presentation device can be reduced. This is particularly effective when a virtual image of the display image is formed at a distant position by increasing the optical distance between the display image (observation target) and the concave mirror 3.

また、本実施形態の視標呈示装置によれば、移動装置4が表示装置1と投射側凹面鏡6との間の光学距離を変化させることによって、眼の焦点調節機能を無自覚に変化させることができるので、観測者の眼精疲労をさらに軽減することができる。   Moreover, according to the optotype presenting apparatus of the present embodiment, the moving device 4 changes the optical distance between the display device 1 and the projection-side concave mirror 6 to change the eye focus adjustment function unconsciously. As a result, the eye strain of the observer can be further reduced.

(実施形態3)
実施形態3に係る視標呈示装置は、非平面板状のビームスプリッタ2に代えて図8に示すようなプリズム型のビームスプリッタ7を備えている点で、実施形態1に係る視標呈示装置(図1参照)と相違する。なお、実施形態1の視標呈示装置と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 3)
The optotype presenting apparatus according to the third embodiment is provided with a prism-type beam splitter 7 as shown in FIG. 8 in place of the non-planar plate-like beam splitter 2, and the optotype presenting apparatus according to the first embodiment. (See FIG. 1). In addition, about the component similar to the optotype presenting apparatus of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態のビームスプリッタ7は、表示装置1の表示面11から発せられた光が入射する入射面71と、入射面71から入射された光を反射光と透過光とに分割する分割面72と、凹面鏡3が取り付けられる裏面73とを有している。ビームスプリッタ7は、例えば光学ガラスまたはプラスチックなどで形成されている。分割面72には、誘電体多層膜が形成されている。   The beam splitter 7 of the present embodiment includes an incident surface 71 on which light emitted from the display surface 11 of the display device 1 is incident, and a dividing surface 72 that divides light incident from the incident surface 71 into reflected light and transmitted light. And a back surface 73 to which the concave mirror 3 is attached. The beam splitter 7 is made of, for example, optical glass or plastic. A dielectric multilayer film is formed on the dividing surface 72.

本実施形態の凹面鏡3は反射層であり、ビームスプリッタ7の裏面73の上に直接形成されている。ビームスプリッタ7の分割面72で分割された反射光が上記反射層(凹面鏡3)に投影されることによって、表示画像(観測対象)の虚像が形成される。なお、実施形態1の凹面鏡3(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   The concave mirror 3 of the present embodiment is a reflective layer and is formed directly on the back surface 73 of the beam splitter 7. The reflected light divided by the division surface 72 of the beam splitter 7 is projected onto the reflection layer (concave mirror 3), whereby a virtual image of a display image (observation target) is formed. In addition, description is abbreviate | omitted about the function similar to the concave mirror 3 (refer FIG. 1) of Embodiment 1. FIG.

本実施形態の視標呈示装置は、上記のようにプリズム型のビームスプリッタ7を採用することによって、非平面板状のビームスプリッタ2を採用した場合に比べて、部品強度を高くすることができ、作製を容易にする。   The optotype presenting apparatus according to the present embodiment can increase the component strength by employing the prism-type beam splitter 7 as described above as compared with the case where the non-planar plate-shaped beam splitter 2 is employed. Making it easy.

なお、本実施形態のビームスプリッタ7は、実施形態2の視標呈示装置に適用してもよい。   Note that the beam splitter 7 of the present embodiment may be applied to the optotype presenting apparatus of the second embodiment.

(実施形態4)
実施形態4に係る視標呈示装置は、図9に示すように凹面鏡3がビームスプリッタ2側に傾斜して配置されている点で、実施形態1に係る視標呈示装置(図1参照)と相違する。なお、実施形態1の視標呈示装置と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 4)
The optotype presenting apparatus according to the fourth embodiment is different from the optotype presenting apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1) in that the concave mirror 3 is inclined to the beam splitter 2 side as shown in FIG. Is different. In addition, about the component similar to the optotype presenting apparatus of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態のビームスプリッタ2は、分割面21上の点22の接平面23と表示装置1の光軸とでなす角θ1が45°になるように配置されている。分割面21上の点22は、凹面鏡3の鏡面31の中心点32に投影される反射光24が生成される点である。なお、実施形態1のビームスプリッタ2(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   The beam splitter 2 of the present embodiment is arranged so that an angle θ1 formed by the tangential plane 23 of the point 22 on the dividing plane 21 and the optical axis of the display device 1 is 45 °. A point 22 on the dividing surface 21 is a point where the reflected light 24 projected on the center point 32 of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is generated. Note that a description of the same functions as those of the beam splitter 2 (see FIG. 1) of the first embodiment will be omitted.

本実施形態の凹面鏡3は、上方(表示装置1側)が下方に対してビームスプリッタ2側(図9の右側)になるように傾斜して配置されている。なお、実施形態1の凹面鏡3(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   The concave mirror 3 of the present embodiment is disposed so as to be inclined so that the upper side (display device 1 side) is on the beam splitter 2 side (right side in FIG. 9) with respect to the lower side. In addition, description is abbreviate | omitted about the function similar to the concave mirror 3 (refer FIG. 1) of Embodiment 1. FIG.

上記より、本実施形態の視標呈示装置では、凹面鏡3がビームスプリッタ2側に傾斜して配置されることによって、従来の視標呈示装置の幅W2に比べて、装置の幅W1を薄くすることができる。つまり、本実施形態の視標呈示装置は、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく表示画像(観測対象)より遠方の虚像を視標として呈示しつつ、従来の視標呈示装置(図9の破線)の幅W2に比べて、装置の幅W1を薄くすることができる。   As described above, in the optotype presenting apparatus according to the present embodiment, the concave mirror 3 is arranged to be inclined to the beam splitter 2 side, thereby reducing the width W1 of the apparatus compared to the width W2 of the conventional optotype presenting apparatus. be able to. That is, the optotype presenting apparatus according to the present embodiment presents the conventional optotype presenting while presenting a virtual image farther away from the display image (observation target) as an optotype without worrying about the distortion of the optotype to the observer. The width W1 of the device can be made thinner than the width W2 of the device (broken line in FIG. 9).

なお、本実施形態のように凹面鏡3がビームスプリッタ2側に傾斜して配置されている構成は、実施形態2,3の視標呈示装置に適用してもよい。   In addition, the configuration in which the concave mirror 3 is inclined to the beam splitter 2 side as in the present embodiment may be applied to the visual target presenting apparatus according to the second and third embodiments.

(実施形態5)
実施形態5に係る視標呈示装置は、図10に示すように表示装置1が凹面鏡3側に傾斜している点で、実施形態1に係る視標呈示装置(図1参照)と相違する。なお、実施形態1の視標呈示装置と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 5)
The optotype presenting apparatus according to the fifth embodiment is different from the optotype presenting apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1) in that the display device 1 is inclined toward the concave mirror 3 as shown in FIG. In addition, about the component similar to the optotype presenting apparatus of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

本実施形態の表示装置1は、凹面鏡3側(図10の左側)が反対側(図10の右側)に比べて下方になるように傾斜して配置されている。なお、実施形態1の表示装置1(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   The display device 1 of the present embodiment is disposed so as to be inclined such that the concave mirror 3 side (left side in FIG. 10) is lower than the opposite side (right side in FIG. 10). Note that description of functions similar to those of the display device 1 (see FIG. 1) of the first embodiment is omitted.

本実施形態のビームスプリッタ2は、分割面21上の点22の接平面23と表示装置1の光軸とでなす角θ1が45°より大きくなるように配置されている。分割面21上の点22は、凹面鏡3の鏡面31の中心点32に投影される反射光24が生成される点である。なお、実施形態1のビームスプリッタ2(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   The beam splitter 2 of the present embodiment is arranged such that an angle θ1 formed by the tangent plane 23 of the point 22 on the dividing surface 21 and the optical axis of the display device 1 is greater than 45 °. A point 22 on the dividing surface 21 is a point where the reflected light 24 projected on the center point 32 of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is generated. Note that a description of the same functions as those of the beam splitter 2 (see FIG. 1) of the first embodiment will be omitted.

本実施形態の視標呈示装置によれば、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく、表示画像(観測対象)より遠方の虚像を視標として呈示しつつ、従来の視標呈示装置(図10の破線)の幅W2に比べて、装置の幅W1を薄くすることができる。   According to the optotype presenting apparatus of the present embodiment, the conventional optotype is presented while presenting a virtual image farther away from the display image (observation target) as the optotype without worrying about the distortion of the optotype to the observer. The width W1 of the device can be made thinner than the width W2 of the presenting device (broken line in FIG. 10).

なお、本実施形態のように表示装置1が凹面鏡3側に傾斜している構成は、実施形態3の視標呈示装置に適用してもよい。   In addition, you may apply the structure which the display apparatus 1 inclines to the concave mirror 3 side like this embodiment to the optotype presenting apparatus of Embodiment 3. FIG.

(実施形態6)
実施形態6に係る視標呈示装置は、図12に示すように観測対象(表示画像)の実像81を視標として呈示する点で、実施形態1に係る視標呈示装置(図1参照)と相違する。なお、実施形態1の視標呈示装置と同様の構成要素については、同一の符号を付して説明を省略する。
(Embodiment 6)
The optotype presenting apparatus according to the sixth embodiment is different from the optotype presenting apparatus according to the first embodiment (see FIG. 1) in that the real image 81 of the observation target (display image) is presented as a target as shown in FIG. Is different. In addition, about the component similar to the optotype presenting apparatus of Embodiment 1, the same code | symbol is attached | subjected and description is abbreviate | omitted.

図11に示すように、本実施形態のビームスプリッタ2aの分割面21aは、分割面が平面である場合に比べて、凹面鏡3により結像される表示画像の実像81の歪みを低減させるように、凹面鏡3と反対側へ凸状になる球面に形成されている。なお、分割面21aは、表示画像の実像81の歪みを低減させることができれば上記のような球面以外の非平面であってもよい。実施形態1のビームスプリッタ2(図1参照)と同様の機能については説明を省略する。   As shown in FIG. 11, the splitting surface 21a of the beam splitter 2a of the present embodiment reduces the distortion of the real image 81 of the display image formed by the concave mirror 3 as compared with the case where the splitting surface is a plane. The spherical surface is convex to the opposite side of the concave mirror 3. The dividing surface 21a may be a non-planar surface other than the spherical surface as described above as long as the distortion of the real image 81 of the display image can be reduced. Description of functions similar to those of the beam splitter 2 (see FIG. 1) of the first embodiment is omitted.

ビームスプリッタ2aは、凹面鏡3に対して上述したように配置されているとともに、表示装置1に対して、分割面21a上の点22の接平面23と表示装置1の光軸とでなす角θ1が45°未満になるように配置されている。   The beam splitter 2 a is arranged as described above with respect to the concave mirror 3, and the angle θ <b> 1 formed by the tangent plane 23 of the point 22 on the dividing surface 21 a and the optical axis of the display device 1 with respect to the display device 1. Is arranged to be less than 45 °.

本実施形態の視標呈示装置では、図12に示すように、凹面鏡3の最下位置からの高さL1が176mm〜178mmの間を移動可能に表示装置1が配置され、凹面鏡3のY軸方向の長さL2が160mm、Z軸方向の長さL3が120mmである。X軸方向において、ビームスプリッタ2a(点22)と凹面鏡3(中心点32)との間の距離L4は50mmであり、凹面鏡3(中心点32)と観測点8との間の距離L6は800mmである。なお、上記の高さL1、長さL2,L3および距離L4,L6は一例であり、上記の値に限定されず、用途に応じて適宜設定される。   In the optotype presenting apparatus of the present embodiment, as shown in FIG. 12, the display device 1 is arranged so that the height L1 from the lowest position of the concave mirror 3 can move between 176 mm and 178 mm, and the Y axis of the concave mirror 3 The length L2 in the direction is 160 mm, and the length L3 in the Z-axis direction is 120 mm. In the X-axis direction, the distance L4 between the beam splitter 2a (point 22) and the concave mirror 3 (center point 32) is 50 mm, and the distance L6 between the concave mirror 3 (center point 32) and the observation point 8 is 800 mm. It is. In addition, said height L1, length L2, L3 and distance L4, L6 are examples, and are not limited to said value, It sets suitably according to a use.

これにより、本実施形態の視標呈示装置は、ビームスプリッタ2aにより結像される虚像(第2の虚像)と凹面鏡3との間の光学距離が凹面鏡3の焦点距離より長くなるように凹面鏡3が配置され、表示画像の実像81を視標とすることができる。   Thereby, the optotype presenting apparatus according to the present embodiment has the concave mirror 3 such that the optical distance between the virtual image (second virtual image) formed by the beam splitter 2 a and the concave mirror 3 is longer than the focal length of the concave mirror 3. And the real image 81 of the display image can be used as a visual target.

図13に示すように、本実施形態の視標呈示装置における表示画像(観測対象)の実像(図13の実線)は、図14に示すようなビームスプリッタ94の分割面941が平面である場合(図15の実線参照)に比べて、歪みが軽減する。図14に示すビームスプリッタ94は、ハーフミラー92に比べて凹面鏡3の鏡面31に向かい合う方向(図14の左側)に立ち上がっている。ビームスプリッタ94は、表示装置91から発せられた光を平面の分割面941で反射光と透過光とに分割する。なお、図13は、本実施形態の一例として、ビームスプリッタ2aの分割面21aの曲率半径が5000mm、コーニック定数kが−50.0であり、凹面鏡3の鏡面31の曲率半径が250mm、コーニック定数kが−0.78である場合の実像のディストーション格子を示している。図13(a)は視距離L7が400mmの場合であり、図13(b)は視距離L7が410mmの場合である。ビームスプリッタ2aおよび凹面鏡3の曲率半径ならびにコーニック定数kは上記の値に限定されず、用途に応じて適宜設定される。図13および図16の破線は、表示画像を示す。   As shown in FIG. 13, the real image (solid line in FIG. 13) of the display image (observation target) in the optotype presenting apparatus according to the present embodiment is a case where the dividing plane 941 of the beam splitter 94 as shown in FIG. Compared to (see the solid line in FIG. 15), distortion is reduced. The beam splitter 94 shown in FIG. 14 rises in a direction (left side in FIG. 14) facing the mirror surface 31 of the concave mirror 3 as compared with the half mirror 92. The beam splitter 94 divides the light emitted from the display device 91 into reflected light and transmitted light by a flat dividing surface 941. FIG. 13 shows, as an example of this embodiment, the radius of curvature of the split surface 21a of the beam splitter 2a is 5000 mm, the conic constant k is −50.0, the radius of curvature of the mirror surface 31 of the concave mirror 3 is 250 mm, and the conic constant. The distortion grating of the real image when k is −0.78 is shown. FIG. 13A shows a case where the viewing distance L7 is 400 mm, and FIG. 13B shows a case where the viewing distance L7 is 410 mm. The curvature radii and the conic constant k of the beam splitter 2a and the concave mirror 3 are not limited to the above values, and are appropriately set according to the application. The broken lines in FIGS. 13 and 16 indicate display images.

上記より、視標が実像81である場合であっても、ビームスプリッタ2aの分割面21aを非平面(球面)にすることにより、分割面941が平面であるビームスプリッタ94の場合に比べて実像の歪みを低減させることができる。   As described above, even when the target is the real image 81, the split image 21a of the beam splitter 2a is non-planar (spherical), so that the real image is compared with the case of the beam splitter 94 having the flat split surface 941. Distortion can be reduced.

以上の説明より、本実施形態の視標呈示装置のように表示画像の実像81を視標として呈示する場合であっても、視標の歪みを増加させることなく、装置の幅W1を薄くすることができる。つまり、本実施形態の視標呈示装置は、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく表示画像より近方の実像81を視標として呈示しつつ、従来の視標呈示装置(図11の破線)の幅W2に比べて、装置の幅W1を薄くすることができる。   From the above description, even when the real image 81 of the display image is presented as a visual target as in the visual target presenting apparatus of the present embodiment, the width W1 of the apparatus is reduced without increasing the distortion of the visual target. be able to. That is, the optotype presenting apparatus according to the present embodiment presents the conventional optotype presenting apparatus (showing the real image 81 closer to the display image as an optotype without worrying about the distortion of the optotype to the observer). Compared with the width W2 of the broken line in FIG. 11, the width W1 of the device can be reduced.

なお、本実施形態のように表示画像の実像81を視標とするための構成は、実施形態2〜5の視標呈示装置に適用してもよい。   In addition, you may apply the structure for making the real image 81 of a display image into a visual target like this embodiment to the visual target presentation apparatus of Embodiment 2-5.

各実施形態の観測対象は、表示装置1に表示される表示画像に代えて、例えば平面体の物体であってもよい。観測対象が物体である場合、物体は、保持板41に直接または間接的に取り付けられることによって、移動可能となる。観測対象が物体である場合でも、視標呈示装置は、観測者に対して視標の歪みを気にさせることなく、物体(観測対象)より遠方の虚像を視標として呈示しつつ、従来の視標呈示装置の幅に比べて、装置の幅を薄くすることができる。   The observation target of each embodiment may be, for example, a planar object instead of the display image displayed on the display device 1. When the observation target is an object, the object can be moved by being directly or indirectly attached to the holding plate 41. Even when the observation target is an object, the optotype presenting apparatus presents a virtual image farther away from the object (observation target) as a target without worrying about the distortion of the target. The width of the device can be made thinner than the width of the optotype presenting device.

ところで、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離を変える手段としては、表示装置1のみを移動させる手段と、凹面鏡3のみを移動させる手段と、表示装置1と凹面鏡3との両方を移動させる手段とがある。表示装置1のみを移動させることによって、表示装置1とビームスプリッタ2(2a)との間の光学距離を変えることができる。凹面鏡3のみを移動させることによって、ビームスプリッタ2(2a)と凹面鏡3との間の光学距離を変えることができる。なお、表示装置1および凹面鏡3は、例えばアクチュエータなどを用いて移動させることができる。   By the way, as means for changing the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3, the means for moving only the display device 1, the means for moving only the concave mirror 3, and both the display device 1 and the concave mirror 3 are moved. There is a means to make it. By moving only the display device 1, the optical distance between the display device 1 and the beam splitter 2 (2a) can be changed. By moving only the concave mirror 3, the optical distance between the beam splitter 2 (2a) and the concave mirror 3 can be changed. The display device 1 and the concave mirror 3 can be moved using, for example, an actuator.

そこで、各実施形態の変形例として、視標呈示装置は、移動装置4に代えて、あるいは移動装置4とともに、凹面鏡3を移動させる凹面鏡移動装置を距離調整部として備えてもよい。変形例の視標呈示装置は、凹面鏡3を移動させることによって、虚像または実像を移動させることができる。ただし、観測者が虚像または実像を正しく観測するためには、凹面鏡3に対する観測者の眼の位置は、ある範囲内に限定される。このため、凹面鏡3を移動させる場合、観測者の眼の位置を移動する必要がある。   Therefore, as a modification of each embodiment, the optotype presenting apparatus may include a concave mirror moving device that moves the concave mirror 3 as the distance adjustment unit instead of the moving device 4 or together with the moving device 4. The optotype presenting apparatus according to the modified example can move the virtual image or the real image by moving the concave mirror 3. However, in order for the observer to correctly observe the virtual image or the real image, the position of the eye of the observer with respect to the concave mirror 3 is limited to a certain range. For this reason, when moving the concave mirror 3, it is necessary to move the position of an observer's eyes.

したがって、表示装置1と凹面鏡3との間の光学距離を変える3つの手段の中では、表示装置1のみを移動させる手段が最も優れている。つまり、距離調整部としては、観測者の眼の位置を移動させる必要がない点で、各実施形態の移動装置4のほうが凹面鏡移動装置より優れている。   Therefore, among the three means for changing the optical distance between the display device 1 and the concave mirror 3, the means for moving only the display device 1 is the best. That is, as the distance adjusting unit, the moving device 4 of each embodiment is superior to the concave mirror moving device in that it is not necessary to move the position of the observer's eyes.

また、実施形態2において、表示装置1と投射側凹面鏡6との間の光学距離を変化させる手段としては、表示装置1を移動させる手段と、投射側凹面鏡6を移動させる手段とがある。表示装置1を移動させることによって、表示装置1と投射側ビームスプリッタ5との間の光学距離を変えることができる。投射側凹面鏡6を移動させることによって、投射側ビームスプリッタ5と投射側凹面鏡6との間の光学距離を変えることができる。   In the second embodiment, means for changing the optical distance between the display device 1 and the projection-side concave mirror 6 include means for moving the display device 1 and means for moving the projection-side concave mirror 6. By moving the display device 1, the optical distance between the display device 1 and the projection-side beam splitter 5 can be changed. By moving the projection-side concave mirror 6, the optical distance between the projection-side beam splitter 5 and the projection-side concave mirror 6 can be changed.

なお、視標呈示装置の他の使用例として、VDT作業用の装置とは別に視標呈示装置が設けられ、VDT作業が一定時間継続したときまたは眼が疲れたときに、作業者が視標呈示装置を使用するようにしてもよい。   As another example of the use of the target presentation device, a target presentation device is provided separately from the device for VDT work. When the VDT work continues for a certain period of time or the eyes are tired, A presentation device may be used.

また、各実施形態の視標呈示装置を画像表示システムに用いてもよい。画像表示システムとしては、例えばテレビジョン受像機やプロジェクタなどがある。画像表示システムは、例えば建物の壁と壁との間の空間に埋め込まれて設置される。表示装置1に表示される表示画像(観測対象)は、テレビ番組であってもよいし、再生機器からの再生画像であってもよい。上記のような画像表示システムによれば、上記画像表示システムを壁内部の空間に埋め込むことによって、生活空間を広くすることができるとともに、インテリア性を向上させることができる。なお、上記画像表示システムは天井裏の空間に埋め込んで設置されてもよい。   Moreover, you may use the optotype presenting apparatus of each embodiment for an image display system. Examples of the image display system include a television receiver and a projector. For example, the image display system is embedded in a space between walls of a building. The display image (observation target) displayed on the display device 1 may be a television program or a playback image from a playback device. According to the image display system as described above, by embedding the image display system in the space inside the wall, the living space can be widened and the interior property can be improved. The image display system may be installed in a space behind the ceiling.

さらに、各実施形態の視標呈示装置を車載用表示装置に用いてもよい。車載用表示装置としては、例えば計器板またはナビゲーションシステムの表示部などがある。   Furthermore, you may use the optotype presenting apparatus of each embodiment for a vehicle-mounted display apparatus. As an in-vehicle display device, for example, there is an instrument panel or a display unit of a navigation system.

1 表示装置(投射部、光源)
2,2a,7 ビームスプリッタ
21,21a,71 分割面
3 凹面鏡
31 鏡面
32 中心点
33 法線
4 移動装置(距離調整部、投射側距離調整部)
5 投射側ビームスプリッタ
6 投射側凹面鏡
1 Display device (projection unit, light source)
2, 2a, 7 Beam splitter 21, 21a, 71 Dividing surface 3 Concave mirror 31 Mirror surface 32 Center point 33 Normal 4 Moving device (distance adjustment unit, projection side distance adjustment unit)
5 Projection-side beam splitter 6 Projection-side concave mirror

Claims (9)

観測対象の像を視標として観測者に呈示する視標呈示装置であって、
前記観測対象を投射する投射部と、
前記投射部から発せられた光を反射光と透過光とに分割する分割面を有するビームスプリッタと、
前記反射光が投影される鏡面を有し前記像を形成する凹面鏡とを備え、
前記鏡面の中心点に投影される前記反射光が前記中心点における法線に対して前記投射部側に傾斜するように、前記ビームスプリッタおよび前記凹面鏡が配置され、
前記ビームスプリッタの前記分割面は非平面に形成されている
ことを特徴とする視標呈示装置。
An optotype presenting apparatus that presents an image of an observation target as an optotype to an observer,
A projection unit for projecting the observation target;
A beam splitter having a splitting surface for splitting light emitted from the projection unit into reflected light and transmitted light;
A concave mirror having a mirror surface on which the reflected light is projected and forming the image,
The beam splitter and the concave mirror are arranged so that the reflected light projected onto the center point of the mirror surface is inclined toward the projection unit with respect to the normal line at the center point,
The optotype presenting apparatus, wherein the splitting surface of the beam splitter is formed to be non-planar.
前記像は虚像であることを特徴とする請求項1記載の視標呈示装置。   The optotype presenting apparatus according to claim 1, wherein the image is a virtual image. 前記ビームスプリッタの前記分割面は、前記凹面鏡側へ凸状になるように形成されていることを特徴とする請求項1または2記載の視標呈示装置。   3. The optotype presenting apparatus according to claim 1, wherein the splitting surface of the beam splitter is formed to be convex toward the concave mirror. 前記像は実像であることを特徴とする請求項1記載の視標呈示装置。   The optotype presenting apparatus according to claim 1, wherein the image is a real image. 前記ビームスプリッタの前記分割面は、前記凹面鏡とは反対側へ凸状になるように形成されていることを特徴とする請求項1または4記載の視標呈示装置。   5. The optotype presenting apparatus according to claim 1, wherein the splitting surface of the beam splitter is formed to be convex toward the side opposite to the concave mirror. 前記凹面鏡の前記鏡面は非球面に形成されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の視標呈示装置。   The optotype presenting apparatus according to claim 1, wherein the mirror surface of the concave mirror is formed as an aspherical surface. 前記観測対象と前記凹面鏡との間の光学距離を変化させる距離調整部を備えることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の視標呈示装置。   The optotype presenting apparatus according to claim 1, further comprising a distance adjusting unit that changes an optical distance between the observation target and the concave mirror. 前記投射部は、
前記観測対象を投射するための光を発する光源と、
前記光源から発せられた光を反射光と透過光とに分割する投射側ビームスプリッタと、
前記投射側ビームスプリッタで分割された反射光を前記ビームスプリッタ側に反射させる投射側凹面鏡と
を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の視標呈示装置。
The projection unit is
A light source that emits light for projecting the observation target;
A projection-side beam splitter that splits the light emitted from the light source into reflected light and transmitted light;
The target presentation apparatus according to claim 1, further comprising: a projection-side concave mirror that reflects the reflected light divided by the projection-side beam splitter toward the beam splitter.
前記光源と前記投射側凹面鏡との間の光学距離を変化させる投射側距離調整部を備えることを特徴とする請求項8記載の視標呈示装置。   The optotype presenting apparatus according to claim 8, further comprising a projection-side distance adjusting unit that changes an optical distance between the light source and the projection-side concave mirror.
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