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公開番号2024104349
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-05
出願番号2023008501
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】小型で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(105)からの光束を瞳面(104)に導く光学系(100)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(101)と第2レンズ(102)と第3レンズ(103)とを有し、第1レンズの瞳面側の面は、第1透過反射面(R1)であり、第3レンズの表示面側の面は、第2透過反射面(R2)であり、第2レンズは、第1レンズまたは第3レンズと接合されており、表示面からの光束は、第2透過反射面を透過し、第3レンズと第2レンズと第1レンズとを順に透過し、第1透過反射面で反射し、第1レンズと第2レンズと第3レンズとを順に透過し、第2透過反射面で反射し、第3レンズと第2レンズと第1レンズとを順に透過し、第1透過反射面を透過して、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レンズの瞳面側の面は、第１透過反射面であり、
前記第３レンズの表示面側の面は、第２透過反射面であり、
前記第２レンズは、前記第１レンズまたは前記第３レンズと接合されており、
前記表示面からの前記光束は、前記第２透過反射面を透過し、前記第３レンズと前記第２レンズと前記第１レンズとを順に透過し、前記第１透過反射面で反射し、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズとを順に透過し、第２透過反射面で反射し、前記第３レンズと前記第２レンズと前記第１レンズとを順に透過し、前記第１透過反射面を透過して、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２レンズは、前記第３レンズと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２レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνｄ２、前記第３レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνｄ３とするとき、
｜νｄ３－νｄ２｜＞５．０
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４】
前記第２レンズは、前記第１レンズと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５】
前記第１レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνｄ１、前記第２レンズのｄ線を基準としたアッベ数をνｄ２とするとき、
｜νｄ１－νｄ２｜＞５．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項４に記載の光学系。
【請求項６】
前記第１レンズの瞳面側の前記面から前記表示面までの距離をＬ１、前記光学系の焦点距離をＦとするとき、
０．６０＜Ｌ１／Ｆ＜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７】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、または前記第３レンズのうち少なくとも一つの面は、変曲点を有す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】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、または前記第３レンズのうち少なくとも一つの面は、平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９】
前記第１レンズの瞳面側の前記面から前記表示面までの距離をＬ１、前記第１レンズ、前記第２レンズ、および前記第３レンズのうち最も有効径が大きいレンズの有効径をＤとするとき、
０．２５＜Ｌ１／Ｄ＜０．５０
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１透過反射面は、反射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 1,400 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、３枚のレンズを有し、反射偏光子を瞳に最も近いレンズの表示面側の面に配置した光学系が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－８８５８２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、反射偏光子がレンズ面とレンズ面との間に配置されているため、小型化が難しい。一方、小型化のためにレンズ枚数を２枚とすると、色収差の補正が困難となり、高い光学性能を実現することが難しい。
【０００５】
そこで本発明は、小型で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レンズの瞳面側の面は、第１透過反射面であり、前記第３レンズの表示面側の面は、第２透過反射面であり、前記第２レンズは、前記第１レンズまたは前記第３レンズと接合されており、前記表示面からの前記光束は、前記第２透過反射面を透過し、前記第３レンズと前記第２レンズと前記第１レンズとを順に透過し、前記第１透過反射面で反射し、前記第１レンズと前記第２レンズと前記第３レンズとを順に透過し、第２透過反射面で反射し、前記第３レンズと前記第２レンズと前記第１レンズとを順に透過し、前記第１透過反射面を透過して、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、小型で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。
実施例２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。
実施例３における光学系の断面図および収差図である。
実施例４における光学系の断面図および収差図である。
実施例５における光学系の断面図および収差図である。
実施例６における光学系の断面図および収差図である。
実施例７における光学系の断面図および収差図である。
実施例８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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