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公開番号2024104332
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-05
出願番号2023008475
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】画像の高精細化が可能な光学系を提供する。
【解決手段】表示素子の表示面(1400)からの光束を瞳面(SP)に導く光学系(1000)であって、瞳面側から表示面側へ順に、第1光学系(1100)と、曲面の第1透過反射面を有する第1透過反射部材(A)と、第2光学系(1200)と、曲面の第2透過反射面を有する第2透過反射部材(C)と、第3光学系(1300)とを有し、第1光学系のうち最も表示面側のレンズと第2光学系のうち最も瞳面側のレンズとは、第1透過反射部材を介して接合されており、第2光学系のうち最も表示面側のレンズと第3光学系のうち最も瞳面側のレンズとは、第2透過反射部材を介して接合されている。
【選択図】図1
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光学系と、曲面の第１透過反射面を有する第１透過反射部材と、第２光学系と、曲面の第２透過反射面を有する第２透過反射部材と、第３光学系とを有し、
前記第１光学系のうち最も表示面側のレンズと前記第２光学系のうち最も瞳面側のレンズとは、前記第１透過反射部材を介して接合されており、
前記第２光学系のうち最も表示面側のレンズと前記第３光学系のうち最も瞳面側のレンズとは、前記第２透過反射部材を介して接合されていることを特徴とする光学系。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１光学系は、第１レンズを有し、
前記第２光学系は、瞳面側から表示面側へ順に配置された、第２レンズと第３レンズとを有し、
前記第３光学系は、第４レンズを有し、
前記第１レンズと前記第２レンズとは、前記第１透過反射部材を介して接合されており、
前記第３レンズと前記第４レンズとは、前記第２透過反射部材を介して接合され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３】
前記第１光学系は、第１レンズを有し、
前記第２光学系は、第２レンズを有し、
前記第３光学系は、第３レンズを有し、
前記第１レンズと前記第２レンズとは、前記第１透過反射部材を介して接合されており、
前記第２レンズと前記第３レンズとは、前記第２透過反射部材を介して接合され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４】
前記第１透過反射面および前記第２透過反射面はそれぞれ、瞳面側に凹の形状を有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２に記載の光学系。
【請求項６】
前記第２レンズと前記第３レンズとの間の間隔は、視差調整に際して変化することを特徴とする請求項５に記載の光学系。
【請求項７】
前記第２レンズは、一枚のレンズ、または複数のレンズが接合された接合レンズであることを特徴とする請求項３に記載の光学系。
【請求項８】
前記第１透過反射面の曲率（１／ｍｍ）をΦ１ａ、前記第１光学系のうち最も表示面側の前記レンズまたは前記第２光学系のうち最も瞳面側の前記レンズの少なくとも一つのレンズ面の曲率をΦ１ｂ（１／ｍｍ）とするとき、
Φ１ａ×Φ１ｂ≦０または｜Φ１ａ｜＞｜Φ１ｂ｜
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９】
前記第２透過反射面の曲率（１／ｍｍ）をΦ２ａ、前記第２光学系のうち最も表示面側の前記レンズまたは前記第３光学系のうち最も瞳面側の前記レンズの少なくとも一つのレンズ面の曲率をΦ２ｂ（１／ｍｍ）とするとき、
Φ２ａ×Φ２ｂ≦０または｜Φ２ａ｜＞｜Φ２ｂ｜
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１０】
前記第２レンズのｄ線を基準としたアッベ数をν１ｂ、前記第３レンズのｄ線を基準としたアッベ数をν２ａとするとき、
７≦｜ν１ｂ－ν２ａ｜
なる条件式を満足することを特徴とする請求項２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 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の表示素子を用いて表示された原画像を、観察光学系を介して拡大表示し、大画面画像をユーザに与えることで、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。表示装置は頭部に装着して用いられるため、表示装置に用いられる観察光学系は、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、接合レンズを用いて色収差を低減する光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６９８４２６１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に開示された光学系では、一つの透過反射面が平面であるため、結像性能の向上すなわち画像の高精細化が難しい。
【０００５】
そこで本発明は、画像の高精細化が可能な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、表示素子の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、第１光学系と、曲面の第１透過反射面を有する第１透過反射部材と、第２光学系と、曲面の第２透過反射面を有する第２透過反射部材と、第３光学系とを有し、前記第１光学系のうち最も表示面側のレンズと前記第２光学系のうち最も瞳面側のレンズとは、前記第１透過反射部材を介して接合されており、前記第２光学系のうち最も表示面側のレンズと前記第３光学系のうち最も瞳面側のレンズとは、前記第２透過反射部材を介して接合されている。
【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、画像の高精細化が可能な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における光学系の断面図および収差図である。
実施例１における光学系の光路を表す模式図である。
第１透過反射面および第２透過反射面の説明図である。
実施例１における光学系の断面図および収差図である。
実施例１における光学系の断面図および収差図である。
実施例２における光学系の断面図および収差図である。
【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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