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公開番号2025113517
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-04
出願番号2024007715
出願日2024-01-23
発明の名称光学系、撮像装置、および投影装置
出願人キヤノン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G02B 17/08 20060101AFI20250728BHJP(光学)
要約【課題】小型かつ大口径に対応可能な、高い光学性能を有する光学系を提供する。
【解決手段】拡大側から縮小側へ順に配置された、第1透過反射面(HM1)、1/4波長板(QWP)、および第2透過反射面(HM2)を有する光学系であって、拡大側からの光は、第1透過反射面と1/4波長板とを順に透過し、第2透過反射面で拡大側へ反射し、1/4波長板を透過し、第1透過反射面で縮小側へ反射し、1/4波長板と第2透過反射面とを順に透過して縮小側へ向かい、第1透過反射面および第2透過反射面はそれぞれ、拡大側に凸面を向けており、第1透過反射面および第2透過反射面とは異なるレンズ面で構成された、第1レンズ(101)、および第1レンズよりも縮小側に配置された第2レンズ(102)が配置されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
拡大側から縮小側へ順に配置された、第１透過反射面、１／４波長板、および第２透過反射面を有する光学系であって、
拡大側からの光は、前記第１透過反射面と前記１／４波長板とを順に透過し、前記第２透過反射面で物体側へ反射し、前記１／４波長板を透過し、前記第１透過反射面で縮小側へ反射し、前記１／４波長板と前記第２透過反射面とを順に透過して縮小側へ向かい、
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、物体側に凸面を向けており、
前記第１透過反射面および前記第２透過反射面とは異なるレンズ面で構成された、第１レンズ、および該第１レンズよりも縮小側に配置された第２レンズが配置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】
開放絞り、並びに、拡大側から縮小側へ順に配置された、第１透過反射面、１／４波長板、および第２透過反射面を有する光学系であって、
拡大側からの光は、前記第１透過反射面と前記１／４波長板とを順に透過し、前記第２透過反射面で拡大側へ反射し、前記１／４波長板を透過し、前記第１透過反射面で縮小側へ反射し、前記１／４波長板と前記第２透過反射面とを順に透過して縮小側へ向かい、
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、拡大側に凸面を向けており、
前記光学系のうち最も拡大側のレンズの拡大側面からパネル面までの距離をＬ、前記開放絞りから前記第１透過反射面までの光軸上での距離をＬｓとするとき、
０．００≦Ｌｓ／Ｌ≦１．００
なる条件式を満足することを特徴とする光学系。
【請求項３】
前記第１レンズおよび前記第２レンズの少なくとも一方は、正の屈折力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４】
前記第１レンズおよび前記第２レンズの少なくとも一方は、負の屈折力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１レンズおよび前記第２レンズの一方は、正の屈折力を有し、
前記第１レンズおよび前記第２レンズの他方は、負の屈折力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６】
前記第１レンズおよび前記第２レンズは、前記第１透過反射面よりも拡大側に配置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７】
前記第１レンズおよび前記第２レンズの一方は、負の屈折力を有し、前記第１透過反射面に隣接して拡大側に配置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８】
前記第１レンズおよび前記第２レンズの一方の拡大側に配置されたレンズは、正の屈折力を有し、
前記正の屈折力を有する前記レンズの焦点距離をｆｐ、前記光学系の焦点距離をｆとするとき、
０．５０≦ｆｐ／ｆ≦１０．０
なる条件式を満足することを特徴とする請求項７に記載の光学系。
【請求項９】
前記光学系は、軸上光線をパネル面に導くように構成されてい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１０】
前記開放絞りの径をＤ、前記開放絞りから前記パネル面までの光軸上での距離をＬＤとするとき、
０.０３≦Ｄ／ＬＤ≦１．５０
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、撮像装置、および投影装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、反射面を利用して、結像点よりも前の光線の入射光線角度を制御する光学系が知られている。特許文献１には、１枚～３枚程度のレンズを有し、レンズ内の面反射を利用した光学系の構成が開示されている。特許文献２には、２枚程度のレンズを有し、一方のレンズには透過反射面を有し、レンズ内で反射を利用して、薄型化を行っているヘッドマウント式ディスプレイ用の接眼レンズの構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２００９－８０４１１号公報
特許第６５６７０４７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に開示された構成では、反射を利用することで薄型化および小型化が可能であるが、反射エリアは完全反射面であるため、反射面を光線が透過せず、撮像素子の全面に光線が届かない。具体的には、軸上光線が反射面でけられるため撮像素子に届かない。また、光学系はＦｎｏの暗い細い光線に対応しているため、レンズ枚数が少なく、大口径の光学系に適用した場合、良好な光学性能の確保が困難である。
【０００５】
特許文献２に開示された構成では、観察系に対応するために開口絞り（瞳位置：アイポイント）が第１レンズから被写体側に離れて配置されており、撮像系または投射系に利用しようとすると、レンズ径が大型化して小型化が困難である。また、この構成において大口径化を行うと、さらに軸外光線が太くなるため、レンズ外径が大型化してしまう。
【０００６】
そこで本発明は、小型かつ大口径に対応可能な、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】
【０００７】
本発明の一側面としての光学系は、拡大側から縮小側へ順に配置された、第１透過反射面、１／４波長板、および第２透過反射面を有する光学系であって、拡大側からの光は、前記第１透過反射面と前記１／４波長板とを順に透過し、前記第２透過反射面で拡大側へ反射し、前記１／４波長板を透過し、前記第１透過反射面で縮小側へ反射し、前記１／４波長板と前記第２透過反射面とを順に透過して縮小側へ向かい、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、拡大側に凸面を向けており、前記第１透過反射面および前記第２透過反射面とは異なるレンズ面で構成された、第１レンズ、および該第１レンズよりも縮小側に配置された第２レンズが配置されている。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明によれば、小型かつ大口径に対応可能な、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】
【００１０】
各実施例における光学系の光路を表す模式図である。
各実施例における光学系の光路を表す模式図である。
各実施例における光学系の光路を表す模式図である。
実施例１における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例１における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例２における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例２における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例３における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例３における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例４における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例４における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例５における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例５における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例６における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例６における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例７における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例７における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例８における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例８における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例９における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例９における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例１０における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例１０における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例１１における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例１１における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例１２における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例１２における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
実施例１３における光学系の無限遠合焦時の断面図である。
実施例１３における光学系の無限遠合焦時の収差図である。
各実施例における光学系を備えた撮像装置の概略図である。
各実施例における光学系を備えた投影装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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