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公開番号2024098562
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-24
出願番号2023002113
出願日2023-01-11
発明の名称結像光学系、画像投射装置及び撮像装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 13/00 20060101AFI20240717BHJP(光学)
要約【課題】コンパクトな構成でありながら拡大共役面までが短距離かつ超広角であり、良好な光学性能を有するフォーカス機能の搭載を実現した結像光学系を提供する。
【解決手段】拡大共役側から縮小共役側へ順に、前側レンズ群、フォーカシングに際して光軸方向に移動する1つ又は2つのフォーカスレンズ群と、後側レンズ群を有する結像光学系であって、互いに隣接するレンズ群の間隔はフォーカシングに際して変化し、前記結像光学系は、前記1つ又は2つのフォーカスレンズ群の内部に中間像を形成し、前記結像光学系の、最も前記拡大共役側の面から最も前記縮小共役側の面までの光軸上の距離と、前記結像光学系の最も前記拡大共役側の面から前記中間像までの光軸上の距離を適切に設定する。ことを特徴とする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
拡大共役側から縮小共役側へ順に、前側レンズ群、フォーカシングに際して光軸方向に移動する１つ又は２つのフォーカスレンズ群と、後側レンズ群を有する結像光学系であって、互いに隣接するレンズ群の間隔はフォーカシングに際して変化し、
前記結像光学系は、前記１つ又は２つのフォーカスレンズ群の内部に中間像を形成し、
前記結像光学系の、最も前記拡大共役側の面から最も前記縮小共役側の面までの光軸上の距離をＬ、前記結像光学系の最も拡大共役側の面から前記中間像までの光軸上の距離をＬＭ１としたとき、
０．１５＜ＬＭ１／Ｌ＜０．３７
なる条件式を満たすことを特徴とする結像光学系。
続きを表示（約 980 文字）【請求項２】
前記後側レンズ群は、ズーミングに際して前記光軸方向に移動する複数のズームレンズ群を含むことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項３】
前記後側レンズ群は、ズーミングに際して前記光軸方向に移動する３つのズームレンズ群を含むことを特徴とする請求項２に記載の結像光学系。
【請求項４】
前記後側レンズ群は、ズーミングに際して前記光軸方向に移動する４つのズームレンズ群を含むことを特徴とする請求項２に記載の結像光学系。
【請求項５】
前記中間像の前記縮小共役側に配置された光学系のうち最も前記拡大共役側の屈折面は前記拡大共役側に凸であることを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項６】
前記フォーカスレンズ群の最も前記拡大共役側の面から最も前記縮小共役側の面までの光軸上の距離をＬＦとしたとき、
０．１５＜ＬＦ／Ｌ＜０．３５
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項７】
前記フォーカスレンズ群は、前記中間像より前記拡大共役側の第１サブレンズ群と前記中間像より前記縮小共役側の第２サブレンズ群とから構成され、
前記第１サブレンズ群の焦点距離をｆ２１、前記第２サブレンズ群の焦点距離をｆ２２としたとき、
｜ｆ２１／ｆ２２｜＜０．１８
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項８】
前記結像光学系の最も広角における最大半画角をωとしたとき、
２．４０＜ｔａｎω＜８．１０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項９】
前記結像光学系の最も広角における全系の焦点距離をｆＷ、前記前側レンズ群の焦点距離をｆ１としたとき、
３．１０＜｜ｆ１／ｆＷ｜＜６．５０
なる条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の結像光学系。
【請求項１０】
光を変調する光変調素子と、前記光変調素子からの光を被投射面に投射する請求項１から９までのいずれか一項に記載の結像光学系とを有することを特徴とする画像投射装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、結像光学系、画像投射装置及び撮像装置に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、画像投射装置の設置スペースの制約やプレゼンテータが投射光を気にせずにプレゼンテーションを行うため、超広角短投射距離でかつコンパクトな画像投射装置が要望されている。一方、画像投射装置の設置場所や投射サイズの自由度を確保するためのズーム機能、さらには良好な光学性能を有したフォーカス機能を有する投射光学系の搭載も強く要望されてきている。
【０００３】
特許文献１には、中間結像を形成しかつフォーカス機能を備えた投射光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１５－１７９２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の構成によれば、中間結像を形成する投射光学系において良好なフォーカス性能を得ることができる。しかしながら、特許文献１の構成では超広角短投射距離でかつコンパクトな投射光学系を実現しているとは必ずしも言えなかった。また、フォーカス機能に関しても、良好な光学性能を確保しているとは必ずしも言えなかった。
【０００６】
そこで本発明では、コンパクトな構成でありながら拡大共役面までが短距離かつ超広角であり、良好な光学性能を有するフォーカス機能の搭載を実現した結像光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る結像光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ順に、前側レンズ群と、フォーカシングに際して光軸方向に移動する１つ又は２つのフォーカスレンズ群と、後側レンズ群とを有する結像光学系であって、互いに隣接するレンズ群の間隔はフォーカシングに際して変化し、前記結像光学系は、前記１つ又は２つのフォーカスレンズ群の内部に中間像を形成し、前記結像光学系の、最も前記拡大共役側の面から最も前記縮小共役側の面までの光軸上の距離をＬ、前記結像光学系の最も前記拡大共役側の面から前記中間像までの光軸上の距離をＬＭ１としたとき、
０．１５＜ＬＭ１／Ｌ＜０．３７
なる条件式を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、コンパクトな構成でありながら拡大共役面までが短距離かつ超広角であり、良好な光学性能を有するフォーカス機能の搭載を実現した結像光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
実施例１に係る結像光学系の光路図である。
実施例１に係る結像光学系の広角端かつ遠距離合焦時の縦収差図である。
実施例１に係る結像光学系の広角端かつ近距離合焦時の縦収差図である。
実施例１に係る結像光学系の望遠端かつ遠距離合焦時の縦収差図である。
実施例１に係る結像光学系の望遠端かつ近距離合焦時の縦収差図である。
実施例２に係る結像光学系の光路図である。
実施例２に係る結像光学系の広角端かつ遠距離合焦時の縦収差図である。
実施例２に係る結像光学系の広角端かつ近距離合焦時の縦収差図である。
実施例２に係る結像光学系の望遠端かつ遠距離合焦時の縦収差図である。
実施例２に係る結像光学系の望遠端かつ近距離合焦時の縦収差図である。
実施例３に係る光路折り曲げミラーを配した際の結像光学系の模式図である。
実施例４に係る屈折反射レンズを配した際の結像光学系の模式図である。
本実施形態における画像投射装置の概略図である。
本実施形態における撮像装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
本実施形態の結像光学系は、拡大共役側から縮小共役側へ向かう光路上に順に、前側レンズ群Ｕ１と、フォーカシングに際して光軸方向に移動する１つ又は２つのフォーカスレンズ群Ｕ２と、後側レンズ群Ｕ３とを有している。互いに隣接するレンズ群の間隔はフォーカシングに際して変化する。本構成とすることにより結像光学系全体を簡易に構成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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