(57)【要約】本発明の円弧表示型光学システムは、第一光学部品、第二光学部品、第三光学部品、第四光学部品および第五光学部品を含み、前記光学部品はレンズおよび／またはレンズ組を含み、前記第一光学部品、前記第二光学部品、前記第三光学部品、前記第四光学部品および前記第五光学部品は対象物から直線光軸に沿って順に配置され、前記円弧表示型光学システムは−１０％≦ｄ≦−５％である条件を満たし、前記ｄは辺縁部の最大ディストーションである。本発明の実施例により円弧表示の効果を獲得することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円弧表示型光学システムであって、第一光学部品、第二光学部品、第三光学部品、第四光学部品および第五光学部品を含み、前記光学部品はレンズおよび／またはレンズ組を含み、
前記第一光学部品、前記第二光学部品、前記第三光学部品、前記第四光学部品および前記第五光学部品は対象物から直線光軸に沿って順に配置され、
前記円弧表示型光学システムは−１０％≦ｄ≦−５％である条件を満たし、前記ｄは辺縁部の最大ディストーションであることを特徴とする円弧表示型光学システム。
【請求項２】
前記円弧表示型光学システムは、焦点距離が１９ｍｍであり、光線入射孔の直径が４ｎｍであり、視野角が６２°であるとき設けられるものであり、前記第一光学部品、前記第二光学部品、前記第三光学部品、前記第四光学部品および前記第五光学部品はいずれもレンズであることを特徴とする請求項１に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項３】
前記第一光学部品は対象物に向かう第一凸型面と撮像体に向かう第一凹型面を含み、前記第二光学部品は対象物に向かう第二凹型面と撮像体に向かう第二凸型面を含み、前記第三光学部品は対象物に向かう第三凸型面と撮像体に向かう第四凸型面を含み、前記第四光学部品は対象物に向かう第五凸型面と撮像体に向かう第三凹型面を含み、前記第五光学部品は対象物に向かう第六凸型面と撮像体に向かう第七凸型面を含むことを特徴とする請求項２に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項４】
前記第一凸型面、前記第一凹型面、前記第二凹型面、前記第二凸型面および前記第三凸型面はいずれも球面であり、前記第四凸型面、前記第五凸型面、前記第三凹型面、前記第六凸型面および前記第七凸型面はいずれも非球面であることを特徴とする請求項３に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項５】
前記第一光学部品、前記第三光学部品および前記第四光学部品は（BaK1）バリウムクラウンガラス材料で製造され、前記第二光学部品と前記第五光学部品は（ZBaF13）重バリウムフリントガラス材料で製造されることを特徴とする請求項２〜４のうちいずれか一項に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項６】
前記円弧表示型光学システムは、焦点距離が１２ｍｍであり、光線入射孔の直径が４ｎｍであり、視野角が６６°であるとき設けられるものであり、前記第一光学部品、前記第二光学部品、前記第三光学部品および前記第五光学部品はいずれもレンズであり、前記第四光学部品はレンズ組であることを特徴とする請求項１に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項７】
前記第一光学部品は対象物に向かう第五凹型面と撮像体に向かう第八凸型面を含み、前記第二光学部品は対象物に向かう第六凹型面と撮像体に向かう第九凸型面を含み、前記第三光学部品は対象物に向かう第十凸型面と撮像体に向かう第十一凸型面を含み、前記第四光学部品は、対象物に向かう第十二凸型面、撮像体に向かう第十三凸型面、対象物に向かう第十四凸型面および撮像体に向かう第七凹型面を含み、前記第五光学部品は対象物に向かう第十五凸型面と撮像体に向かう第八凹型面を含むことを特徴とする請求項６に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項８】
前記第五凹型面、前記第八凸型面、前記第六凹型面、前記第九凸型面、前記第十三凸型面および前記第十四凸型面はいずれも球面であり、前記第十凸型面、前記第十一凸型面、前記第十二凸型面、前記第七凹型面、前記第十五凸型面および前記第八凹型面はいずれも非球面であることを特徴とする請求項６に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項９】
前記第一光学部品、前記第二光学部品および前記第三光学部品３０はBaK1材料で製造され、前記第四光学部品はBaK1材料、ZBaF13材料および（QK3）ライトクラウンガラス材料を含み、前記第五光学部品５０は（BaF3）バリウムフリントガラス材料で製造されることを特徴とする請求項６〜８のうちいずれか一項に記載の円弧表示型光学システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のうちいずれか一項に記載の円弧表示型光学システムを含むことを特徴とする頭部装着型表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学システムの分野に属し、特に、円弧表示型光学システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の円弧スクリーン放映装置は、所定のスクリーンの材料および形状、かつ複数台のプロジェクター（projector）、多チャンネル映画放映システム、曲面校正および辺縁部融合システム等が含まれる非常に複雑であるシステムにより円弧スクリーン表示を実現することができる。使用者は円弧スクリーンの効果がある映画を観覧するため映画館に行く必要がある。円弧スクリーンの表示効果がある映画を観覧することをサポートするため、円弧スクリーンの表示効果がある光学システムを提供する必要がある。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の実施例において円弧スクリーンの表示効果がある光学システムを提供する。
【０００４】
本発明の実施例において円弧表示型光学システムを提供する。前記円弧表示型光学システムは、第一光学部品、第二光学部品、第三光学部品、第四光学部品および第五光学部品を含み、前記光学部品はレンズおよび／またはレンズ組を含み、
前記第一光学部品、前記第二光学部品、前記第三光学部品、前記第四光学部品および前記第五光学部品は対象物から直線光軸に沿って順に配置され、
前記円弧表示型光学システムは−１０％≦ｄ≦−５％である条件を満たし、前記ｄは辺縁部の最大ディストーションである。
【０００５】
本発明の実施例において頭部装着型表示装置を提供し、その頭部装着型表示装置は前記円弧表示型光学システムを含む。
【０００６】
以上のとおり本発明の実施例に係る円弧表示型光学システムを設計するとき、実際の被写体の画像を反対方向にすることにより、設計中の対象物は実際の応用中の画像になり、設計中の画像は実際の応用中の対象物になる。設計をするとき、システム全体の辺縁部の最大視野角には負ディストーション（筒型）が形成され、実際の使用のとき正ディストーション（枕型）の画面が形成されるので、曲面表示の効果を獲得することができる。すなわち円弧表面の効果を獲得することができる。
【０００７】
本発明のこれらの技術的事項または他の技術的事項は、以下の実施形態の説明により容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る技術的方案をより明確に説明するために、本発明の実施形態の説明に使用される図面について簡単に説明する。明らかに、以下説明される図面は、本発明の一部の実施形態だけのものであり、当業者であれば、これらの図面から創造的な努力なしに他の図面を得ることができる。
【図１】本発明の実施例に係る円弧表示型光学システムの構造を示す図である。
【図２】図１に示される光学システムの点配列図である。
【図３】図１に示される光学システムの光学伝達関数図である。
【図４】図１に示される光学システムの像面湾曲およびディストーション図である。
【図５】本発明の他の実施例に係る円弧表示型光学システムの構造を示す図である。
【図６】図５に示される光学システムの点配列図である。
【図７】図５に示される光学システムの光学伝達関数図である。
【図８】図５に示される光学システムの像面湾曲およびディストーション図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
当業者が本発明の技術的事項をよく理解するように、以下、本発明の実施形態の添付の図面を参照しながら、本発明の実施形態の技術的方案を明確且つ完全に説明する。明らかに、説明される実施形態は、本発明の一部の実施形態だけのものであり、全ての実施形態ではない。本明細書に説明される実施形態から創造的な努力なしに当業者が得ることができるすべての別の実施形態は、本発明の範囲に入るものとする。
【００１０】
以下、別々に詳細に説明する。
【００１１】
本発明の明細書、特許請求の範囲および図面に記載されている「第一」、「第二」、「第三」および「第四」等の用語は、異なる部品を示すものであるが、部品の特定の順番を示すものでない。
【００１２】
図１を参照すると、図１は本発明の実施例に係る円弧表示型光学システムの構造を示す図である。図１に示される光学システムは、焦点距離が１９ｍｍであり、光線入射孔の直径が４ｎｍであり、視野角が６２°であるとき設けられるものである。前記光学システムは、第一光学部品１０、第二光学部品２０、第三光学部品３０、第四光学部品４０および第五光学部品５０を含む。第一光学部品１０、第二光学部品２０、第三光学部品３０、第四光学部品４０および第五光学部品５０はいずれもレンズである。前記第一光学部品１０は対象物に向かう第一凸型面Ｆ１と撮像体に向かう第一凹型面Ｆ２を含み、前記第二光学部品２０は対象物に向かう第二凹型面Ｆ３と撮像体に向かう第二凸型面Ｆ４を含み、前記第三光学部品３０は対象物に向かう第三凸型面Ｆ５と撮像体に向かう第四凸型面Ｆ６を含み、前記第四光学部品４０は対象物に向かう第五凸型面Ｆ７と撮像体に向かう第三凹型面Ｆ８を含み、前記第五光学部品５０は対象物に向かう第六凸型面Ｆ９と撮像体に向かう第七凸型面Ｆ１０を含む。第一光学部品１０、第二光学部品２０、第三光学部品３０、第四光学部品４０および第五光学部品５０は対象物から撮像体に向かう直線光軸に沿って順に配置されている。図１に示されるＦ０は対象物面であり、Ｆ１１は撮像面である。
【００１３】
前記光学システムにおいて、第一凸型面Ｆ１、第一凹型面Ｆ２、第二凹型面Ｆ３、第二凸型面Ｆ４および第三凸型面Ｆ５はいずれも球面であり、第四凸型面Ｆ６、第五凸型面Ｆ７、第三凹型面Ｆ８、第六凸型面Ｆ９および第七凸型面Ｆ１０はいずれも非球面である。
【００１４】
前記光学システムにおいて、第一光学部品１０、第三光学部品３０および第四光学部品４０は（BaK1）バリウムクラウン（barium  crown）ガラス材料で製造され、第二光学部品２０と第五光学部品５０は（ZBaF13）重バリウムフリント（dense  barium  flint）ガラス材料で製造される。図１に示される円弧表示型光学システムの構造のパラメーターは表１と表２に示すとおりである。図２は図１に示される光学システムの点配列図であり、図３は図１に示される光学システムの光学伝達関数（Optical  transfer  function）図であり、図４は図１に示される光学システムの像面湾曲（field  curvature）およびディストーション（Distortion）図である。
【００１５】
【表１】
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【００１６】
【表２】
2020513594.tif 000004
【００１７】
図５を参照すると、図５は本発明の他の実施例に係る円弧表示型光学システムの構造を示す図である。図５に示される光学システムは、焦点距離が１２ｍｍであり、光線入射孔の直径が４ｎｍであり、視野角が６６°であるとき設けられるものである。前記光学システムは、第一光学部品１０、第二光学部品２０、第三光学部品３０、第四光学部品４０および第五光学部品５０を含む。第一光学部品１０、第二光学部品２０、第三光学部品３０および第五光学部品５０はいずれもレンズであり、第四光学部品４０はレンズ組である。前記第一光学部品１０は対象物に向かう第五凹型面Ｆ１と撮像体に向かう第八凸型面Ｆ２を含み、前記第二光学部品２０は対象物に向かう第六凹型面Ｆ３と撮像体に向かう第九凸型面Ｆ４を含み、前記第三光学部品３０は対象物に向かう第十凸型面Ｆ５と撮像体に向かう第十一凸型面Ｆ６を含み、前記第四光学部品４０は、対象物に向かう第十二凸型面Ｆ７、撮像体に向かう第十三凸型面Ｆ８、対象物に向かう第十四凸型面Ｆ９および撮像体に向かう第七凹型面Ｆ１０を含み、前記第五光学部品５０は対象物に向かう第十五凸型面Ｆ１１と撮像体に向かう第八凹型面Ｆ１２を含む。第一光学部品１０、第二光学部品２０、第三光学部品３０、第四光学部品４０および第五光学部品５０は対象物から撮像体に向かう直線光軸に沿って順に配置されている。図５に示されるＦ０は対象物面であり、Ｆ１１は撮像面である。
【００１８】
前記光学システムにおいて、第五凹型面Ｆ１、第八凸型面Ｆ２、第六凹型面Ｆ３、第九凸型面Ｆ４、第十三凸型面Ｆ８および第十四凸型面Ｆ９はいずれも球面であり、第十凸型面Ｆ５、第十一凸型面Ｆ６、第十二凸型面Ｆ７、第七凹型面Ｆ１０、第十五凸型面Ｆ１１および第八凹型面Ｆ１２はいずれも非球面である。
【００１９】
前記光学システムにおいて、第一光学部品１０、第二光学部品２０および第三光学部品３０はBaK1材料で製造され、第四光学部品４０はBaK1材料、ZBaF13材料および（QK3）ライトクラウン（light  crown）ガラス材料を含み、第五光学部品５０は（BaF3）バリウムフリント（barium  flint）ガラス材料で製造される。
【００２０】
図５に示される円弧表示型光学システムの構造の他のパラメーターは表３と表４に示すとおりである。図６は図５に示される光学システムの点配列図であり、図７は図５に示される光学システムの光学伝達関数図であり、図８は図５に示される光学システムの像面湾曲およびディストーション図である。
【００２１】
【表３】
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【００２２】
【表４】
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【００２３】
表１と表３において、Raduisは表面番号ｎに対応する表面の曲率半径（Radius  of  curvature）を意味し、Thicknessはレンズの厚さまたはレンズの間の間隔を意味し、ｎｄはｄ線上の屈折率を意味し、ｖｄはｄ線上のアッベ数（abbe  number）を意味する。Surface  typeは表面番号ｎに対応する表面の形状を意味し、表面の形状は球面（spheric）と非球面（aspheric）を含む。表２と表４には非球面の各パラメーターが示されている。表中のＫ、Ａ２、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２およびＡ１４は非球面の係数を意味する。
【００２４】
図１と図５に示される円弧表示型光学システムはいずれも−１０％≦ｄ≦−５％である条件を満たし、ｄは辺縁部の最大ディストーションである。２５メートル離れる位置において図１に示された光学システムで観覧するとき１８．８ｍ×２５．９ｍである大型パネルの効果を獲得することができ、辺縁部の最大ディストーションは−６．２％であるので、前記条件を満たすことができる。２５メートル離れる位置において図５に示された光学システムで観覧するとき１７．７ｍ×２４．３ｍである大型パネルの効果を獲得することができ、辺縁部の最大ディストーションは−８．３％であるので、前記条件を満たすことができる。図１と図５に示される円弧表示型光学システムはいずれも、円弧表示の効果を獲得し、かつ円弧ＩＭＡＸを観覧する効果を獲得することができる。注意されたいことは、図１と図５に示される円弧表示型光学システムの概略図はZmaxソフトウェアで設計するとき描いた概略図である。
【００２５】
以上のとおり本発明の実施例に係る円弧表示型光学システムを設計するとき、実際の被写体の画像を反対方向にすることにより、設計中の対象物は実際の応用中の画像になり、設計中の画像は実際の応用中の対象物になる。設計をするとき、システム全体の辺縁部の最大視野角には負ディストーション（筒型）が形成され、実際の使用のとき正ディストーション（枕型）の画面が形成されるので、曲面表示の効果を獲得することができる。すなわち円弧表示の効果を獲得することができる。
【００２６】
本発明の実施例において頭部装着型表示装置を更に提供する。前記頭部装着型表示装置は図１と図５に示される光学システムを含む。
【００２７】
上述したように、上記した実施形態はただ本発明の技術方案を説明するために用いられ、本発明を限定されるものではない。上記した実施形態によって本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、依然として前述の各実施形態に記載された技術的方案を修正することができ、又はその中の一部分の特徴に対して同等の変更を行うことができ、このような修正又は変更が実施されても、対応する技術方案の本質は本発明の各実施形態の技術方案の範囲を逸脱しないと理解されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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