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公開番号2024127658
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023036999
出願日2023-03-09
発明の名称投影レンズおよび照明装置
出願人佐藤ライト工業株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類G02B 13/00 20060101AFI20240912BHJP(光学)
要約【課題】基板の光軸方向に限定されずに良好な解像度の投影像が投影可能な投影レンズおよび照明装置を提供する。
【解決手段】投影レンズ1は、光源側から出射される画像光を投影対象に投影する投影レンズであって、光源側より順に配置された第1レンズL1、絞りS、第2レンズL2、および第3レンズL3を有し、第1レンズL1は、光源側に凸面を向けた少なくとも一方の面が非球面のレンズであり、第2レンズL2は、少なくとも一方の面が非球面で、該第2レンズL2に入射された画像光を反射面f5によって第3レンズL3へ向けて偏向させる偏向レンズであり、第3レンズL3は、光源側に凹面を向けた少なくとも一方の面が非球面の負のパワーを持つレンズである。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
光源側から出射される画像光を投影対象に投影する投影レンズであって、
前記投影レンズは、光源側より順に配置された第１レンズ、絞り、第２レンズ、および第３レンズを有し、
前記第１レンズは、光源側に凸面を向けた少なくとも一方の面が非球面のレンズであり、前記第２レンズは、少なくとも一方の面が非球面で、該第２レンズに入射された画像光を反射面によって前記第３レンズへ向けて偏向させる偏向レンズであり、前記第３レンズは、光源側に凹面を向けた少なくとも一方の面が非球面の負のパワーを持つレンズであることを特徴とする投影レンズ。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記第２レンズにおいて、前記第２レンズに入射する画像光の有効光束の半径をＡ、前記第２レンズから出射する画像光の有効光束の半径をＢ、前記第２レンズに入射する画像光の入射光軸と前記第２レンズから出射する画像光の出射光軸とのなす角度をθ１、入射面から前記入射光軸と前記出射光軸との交点までの入射光軸方向の距離をＣ１、前記入射光軸と前記出射光軸との交点から出射面までの出射光軸方向の距離をＣ２とすると、下記の式（１）および（２）を満たすことを特徴とする請求項１記載の投影レンズ。
Ｃ１×ｔａｎ（θ１／２）≧Ａ・・・（１）
Ｃ２×ｔａｎ（θ１／２）≧Ｂ・・・（２）
【請求項３】
前記第２レンズにおいて、前記第２レンズに入射する画像光の光束の最外光線と前記入射光軸とのなす角度をθ２、使用環境下の屈折率をｎ１、前記第２レンズの屈折率をｎ２とすると、下記の式（３）を満たすことを特徴とする請求項２記載の投影レンズ。
９０°－（θ１／２）－θ２＞ａｒｃ・ｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）・・・（３）
【請求項４】
前記第３レンズの出射面が平面であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の投影レンズ。
【請求項５】
前記投影レンズの画角が１００°未満であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の投影レンズ。
【請求項６】
請求項１または請求項２記載の投影レンズを備える照明装置であって、
前記照明装置は、並列に配置された第１の光源および第２の光源と、前記第１の光源に対応する第１の画像生成部および前記第２の光源に対応する第２の画像生成部とを備え、
前記投影レンズには、前記第１の画像生成部によって生成された第１の画像光および前記第２の画像生成部によって生成された第２の画像光がそれぞれ入射され、
前記投影レンズにおいて、前記第３レンズは、前記第２レンズから前記第１の画像光が入射される第１の凹面と前記第２の画像光が入射される第２の凹面とが隣接して接続された単一レンズであり、前記第３レンズにおいて、各画像光がそれぞれ出射される出射面は平面で、かつ、これら出射面の領域が互いに一部重複していることを特徴とする照明装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、加飾照明などに用いられる投影レンズに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、任意のデザインが施されたデザインフィルムを用いて、模様が付いた投影像を映す照明装置が知られている（特許文献１参照）。例えば、特許文献１の照明装置は、光源から出射される光をデザインフィルム、および投影レンズに透過させて、ロゴマークなどのデザインを投影する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－４６７６９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記載の照明装置は、光源から投影方向が一直線上であり照明装置自体に単独で基板が搭載されている。この照明装置は、任意の投影方向に合わせて当該照明装置の設置を行うことができ、投影像の投影方向の自由度は高いといえる。
【０００５】
ところで、上記のような照明装置は、光源の基板と光学系（投影レンズを含む）がセットとなっている場合が多く、専用基板の影響により製品コスト自体は高くなる傾向がある。例えば、既存基板が存在する製品に対して、既存基板を活かしつつ投影方向を選べることができれば、コスト削減や環境負荷軽減にも繋がると考えられる。例えば、特許文献１記載の照明装置の場合、既存基板を活かそうとした場合、投影像の投影方向は直下方向のみとなる。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、基板の光軸方向に限定されずに良好な解像度の投影像が投影可能な投影レンズ、および当該投影レンズを備える照明装置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】
本発明の投影レンズは、光源側から出射される画像光を投影対象に投影する投影レンズであって、上記投影レンズは、光源側より順に配置された第１レンズ、絞り、第２レンズ、および第３レンズを有し、上記第１レンズは、光源側に凸面を向けた少なくとも一方の面が非球面のレンズであり、上記第２レンズは、少なくとも一方の面が非球面で、該第２レンズに入射された画像光を反射面によって上記第３レンズへ向けて偏向させる偏向レンズであり、上記第３レンズは、光源側に凹面を向けた少なくとも一方の面が非球面の負のパワーを持つレンズであることを特徴とする。なお、ここで言うところの各レンズの一方の面とは、入射面または出射面の光学機能面を指す。また、負のパワーを持つレンズとして、上記第３レンズは光軸からレンズの周辺にいくに従ってレンズの厚みが大きくなる両凹レンズ構造、平凹レンズ構造、凹凸レンズ構造を包含するものである。
【０００８】
上記第２レンズにおいて、上記第２レンズに入射する画像光の有効光束の半径をＡ、上記第２レンズから出射する画像光の有効光束の半径をＢ、上記第２レンズに入射する画像光の入射光軸と上記第２レンズから出射する画像光の出射光軸とのなす角度をθ１、入射面から上記入射光軸と上記出射光軸との交点までの入射光軸方向の距離をＣ１、上記入射光軸と上記出射光軸との交点から出射面までの出射光軸方向の距離をＣ２とすると、下記の式（１）および（２）を満たすことを特徴とする。
Ｃ１×ｔａｎ（θ１／２）≧Ａ・・・（１）
Ｃ２×ｔａｎ（θ１／２）≧Ｂ・・・（２）
【０００９】
上記第２レンズにおいて、上記第２レンズに入射する画像光の光束の最外光線と上記入射光軸とのなす角度をθ２、使用環境下の屈折率をｎ１、上記第２レンズの屈折率をｎ２とすると、下記の式（３）を満たすことを特徴とする。
９０°－（θ１／２）－θ２＞ａｒｃ・ｓｉｎ（ｎ１／ｎ２）・・・（３）
【００１０】
上記第３レンズの出射面が平面であることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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