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公開番号2024104327
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-05
出願番号2023008468
出願日2023-01-24
発明の名称光学系および表示装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 25/00 20060101AFI20240729BHJP(光学)
要約【課題】薄型かつ薄型かつ高い光学性能を有する光学系を提供する。
【解決手段】表示面(ID)からの光束を瞳面に導く光学系(1a)であって、瞳面側から表示面側へ順に配置された、第1レンズ(L1)と第2レンズ(L2)と第3レンズ(L3)とを有し、第1レンズの表示面側の面は第1透過反射面(HM1)であり、第2レンズの瞳面側の面には4分の1波長板(QWP)が設けられ、第3レンズの瞳面側の面は第2透過反射面(HM2)であり、表示面からの光束は、第3レンズと第2レンズとを順に透過し、第1透過反射面で表示面側へ反射し、第2レンズを透過し、第2透過反射面で瞳面側へ反射し、第2レンズと第1レンズとを順に透過して瞳面に入射する。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
表示面からの光束を瞳面に導く光学系であって、
瞳面側から表示面側へ順に配置された、第１レンズと第２レンズと第３レンズとを有し、
前記第１レンズの表示面側の面は第１透過反射面であり、
前記第２レンズの瞳面側の面には４分の１波長板が設けられ、
前記第３レンズの瞳面側の面は第２透過反射面であり、
前記表示面からの前記光束は、前記第３レンズと前記第２レンズとを順に透過し、前記第１透過反射面で表示面側へ反射し、前記第２レンズを透過し、前記第２透過反射面で瞳面側へ反射し、前記第２レンズと前記第１レンズとを順に透過して前記瞳面に入射することを特徴とする光学系。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
前記第１透過反射面と前記第２透過反射面との間の光軸上での距離をＬｒｅｆ、最も瞳面側の光学面から前記表示面までの光軸上での距離をＬとするとき、
０．２５≦Ｌｒｅｆ／Ｌ≦１．００
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項３】
光軸上での前記第２レンズの厚みをｄ２ａ、光軸から該光軸に垂直な方向において１５ｍｍ離れた位置での前記第２レンズの厚みをｄ２ｂとするとき、
０．２５≦ｄ２ｂ／ｄ２ａ≦０．８０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項４】
第２レンズのｄ線を基準としたアッベ数をν２とするとき、
３０≦ν２≦９７
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項５】
前記第１透過反射面の有効領域のうち最も瞳面側の位置から最も表示面側の位置までの光軸方向での距離をｍａｘｓａｇ（ｍｍ）とするとき、
０．０≦ｍａｘｓａｇ≦２．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項６】
前記第２レンズと前記第３レンズとは互いに離間していることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項７】
前記第３レンズは、視度調整に際して移動することを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１透過反射面または前記第２透過反射面のいずれか一方は、偏光状態に応じて入射光を反射光と透過光とに分離する偏光子であることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項９】
前記偏光子は、金属または誘電体からなる複数の凸部を含み、該複数の凸部の配列ピッチは２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の光学系。
【請求項１０】
前記第１レンズの瞳面側の面は、回折面であることを特徴とする請求項１に記載の光学系。
（【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、光学系および表示装置に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
画像表示素子を用いて表示された原画像を、観察光学系により拡大してユーザに視認させることで、臨場感のある体験を提供するヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）等の表示装置（観察装置）が知られている。これらの表示装置は頭部に装着して用いられるため、観察光学系は広視野かつ高い光学性能を有しつつ小型（薄型）であることが求められている。特許文献１には、光学全長を短くするために反射面を用いた観察光学系（折り曲げ光学系、反射型接眼レンズ）が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特表２０１９－５０３５１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に開示されている光学系は、１枚のレンズのみで構成されているため、画質を向上させることが困難である。
【０００５】
そこで本発明は、薄型かつ高い光学性能を有する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】
【０００６】
本発明の一側面としての光学系は、表示面からの光束を瞳面に導く光学系であって、瞳面側から表示面側へ順に配置された、第１レンズと第２レンズと第３レンズとを有し、前記第１レンズの表示面側の面は第１透過反射面であり、前記第２レンズの瞳面側の面には４分の１波長板が設けられ、前記第３レンズの瞳面側の面は第２透過反射面であり、前記表示面からの前記光束は、前記第３レンズと前記第２レンズとを順に透過し、前記第１透過反射面で表示面側へ反射し、前記第２レンズを透過し、前記第２透過反射面で瞳面側へ反射し、前記第２レンズと前記第１レンズとを順に透過して前記瞳面に入射する。
【０００７】
本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施例において説明される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、薄型かつ高い光学性能を有する光学系を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
光学系の光路を表す模式図である。
光学系の光路を表す模式図である。
実施例１における光学系の断面図である。
実施例１における光学系の収差図である。
実施例２における光学系の断面図である。
実施例２における光学系の収差図である。
実施例３における光学系の断面図である。
実施例３における光学系の収差図である。
実施例４における光学系の断面図である。
実施例４における光学系の収差図である。
実施例５における光学系の断面図である。
実施例５における光学系の収差図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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