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公開番号2024104342
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-05
出願番号2023008489
出願日2023-01-24
発明の名称光学系および観察装置
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】広視野かつ高い光学性能を有しつつアイレリーフの確保が容易な光学系を提供する。
【解決手段】表示面(ID)からの光束を瞳面(SP)に導く光学系(1a～1i)であって、瞳面側から表示面側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ(G1)を有する前群(LF)と、複数のレンズを有する後群(LR)とを有し、後群における最も瞳面側の面は第1透過反射面(HM1)であり、後群における最も表示面側の面は第2透過反射面(HM2)であり、第1レンズの瞳面側の面の最大サグ量をSagR1LF、光学系の焦点距離をFとするとき、
-0.10<SagR1LF/F<0.20
なる条件式を満足する。
【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、正の屈折力の第１レンズを有する前群と、複数のレンズを有する後群とを有し、
前記後群における最も瞳面側の面は第１透過反射面であり、前記後群における最も表示面側の面は第２透過反射面であり、
前記第１レンズの瞳面側の面の最大サグ量をＳａｇＲ１ＬＦ、前記光学系の焦点距離をＦとするとき、
－０．１０＜ＳａｇＲ１ＬＦ／Ｆ＜０．２０
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
続きを表示（約 960 文字）【請求項２】
前記前群の焦点距離をＦｆとするとき、
２．０＜Ｆｆ／Ｆ＜７．０
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３】
前記複数のレンズは負の屈折力の第２レンズを含み、該第２レンズの焦点距離をＦｒ１とするとき、
－１４．０＜Ｆｒ１／Ｆ＜－５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の光学系。
【請求項４】
前記前群の焦点距離をＦｆ、前記後群の焦点距離をＦｒとするとき、
１．２＜Ｆｆ／Ｆｒ＜６．５
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】
前記後群の焦点距離をＦｒとするとき、
１．００＜Ｆｒ／Ｆ＜２．００
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６】
前記複数のレンズは負の屈折力の第２レンズ及び正の屈折力の第３レンズを含み、該第２レンズの焦点距離をＦｒ１、該第３レンズの焦点距離をＦｒ２とするとき、
－３＜Ｆｒ１／Ｆｒ２＜－１．５
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７】
前記第１レンズの表示面側の面は、光軸からの高さが高くなるにつれて曲率が緩くなる非球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８】
前記複数のレンズは、互いに接合されたレンズの組を含む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９】
前記複数のレンズは正の屈折力の第３レンズを含み、該第３レンズの焦点距離をＦｒ２とするとき、
４．０＜Ｆｒ２／Ｆ＜６．０
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１０】
前記後群の最も瞳面側の面の曲率をＲ１ＬＲ、前記後群の最も表示面側の面の曲率をＲ２ＬＲとするとき、
０．１０＜（Ｒ１ＬＲ－Ｒ２ＬＲ）／（Ｒ１ＬＲ＋Ｒ２ＬＲ）＜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、光学系および観察装置に関する。
続きを表示（約 1,500 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、反射面を用いた観察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７０８５５５９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における最も観察側のレンズ面は凹形状となっているため、当該レンズ面を有するレンズは外周部が観察側に突き出た形状になっている。よって、このレンズの中心部では十分なアイレリーフを確保できていたとしても、外周部において十分なアイレリーフを確保することが難しくなる。
【０００５】
そこで本発明は、広視野かつ高い光学性能を有しつつアイレリーフの確保が容易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、正の屈折力の第１レンズを有する前群と、複数のレンズを有する後群とを有し、前記後群における最も瞳面側の面は第１透過反射面であり、前記後群における最も表示面側の面は第２透過反射面であり、前記第１レンズの瞳面側の面の最大サグ量をＳａｇＲ１ＬＦ、前記光学系の焦点距離をＦとするとき、
－０．１０＜ＳａｇＲ１ＬＦ／Ｆ＜０．２０
なる条件式を満足する。
【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、広視野かつ高い光学性能を有しつつアイレリーフの確保が容易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である。
実施例１における光学系の縦収差図である。
実施例２における光学系の断面図である。
実施例２における光学系の縦収差図である。
実施例３における光学系の断面図である。
実施例３における光学系の縦収差図である。
実施例４における光学系の断面図である。
実施例４における光学系の縦収差図である。
実施例５における光学系の断面図である。
実施例５における光学系の縦収差図である。
実施例６における光学系の断面図である。
実施例６における光学系の縦収差図である。
実施例７における光学系の断面図である。
実施例７における光学系の縦収差図である。
実施例８における光学系の断面図である。
実施例８における光学系の縦収差図である。
実施例９における光学系の断面図である。
実施例９における光学系の縦収差図である。
各実施例における偏光を利用した光学系の光路の説明図である。
各実施例における偏光を利用した光学系の光路の説明図である。
【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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