JP2010008559A - Reduction imaging optical system, illumination optical system, and surface light emitting device - Google Patents

Reduction imaging optical system, illumination optical system, and surface light emitting device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a bright and telecentric wide angle lens with less distortion aberration. <P>SOLUTION: The reduction imaging optical system that forms an image of an object point on a long conjugate distance side on an imaging surface on a short conjugate distance side includes, in order from the long conjugate distance side, a diaphragm that regulates a light beam, a first lens element having biconvex shape that has positive refractive power at least in a first direction orthogonal to an optical axis near the optical axis, and has a convex surface having larger curvature facing the short conjugate distance side, and a second lens element that has positive refractive power at least in the first direction near the optical axis, and has a convex surface facing the long conjugate distance side. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、縮小結像光学系、照明光学系、面発光装置に関し、より特定的には、光源部から出射された光を中継して対象物の被照明エリアに導くリレー光学系として利用できる縮小結像光学系、並びに、当該縮小結像光学系を用いた照明光学系及び面発光装置に関するものである。   The present invention relates to a reduction imaging optical system, an illumination optical system, and a surface light emitting device, and more specifically, can be used as a relay optical system that relays light emitted from a light source unit and guides it to an illuminated area of an object. The present invention relates to a reduction imaging optical system, and an illumination optical system and a surface light emitting device using the reduction imaging optical system.

近年、テレビやコンピュータ用表示装置として、液晶ディスプレイが広く利用されている。ただし、液晶自体は発光しないため、液晶ディスプレイは、表示面を照明するための面発光装置(バックライト)を備えている。   In recent years, liquid crystal displays have been widely used as display devices for televisions and computers. However, since the liquid crystal itself does not emit light, the liquid crystal display includes a surface light emitting device (backlight) for illuminating the display surface.

面発光装置に用いられる光源は、不均一な配光特性を有している。そこで、被照明領域の明るさを均一にするために、光源の光を一旦ロッドインテグレーター等の均一化光学系に入射させ、ロッドインテグレーターから出射された光をリレー光学系で中継して被照明領域に導く構成が知られている。
特開2002−207167号公報
A light source used in a surface light emitting device has non-uniform light distribution characteristics. Therefore, in order to make the brightness of the illuminated area uniform, the light from the light source is once incident on a uniformizing optical system such as a rod integrator, and the light emitted from the rod integrator is relayed by a relay optical system to be illuminated area. The structure leading to is known.
JP 2002-207167 A

このような照明光学系に用いられるリレー光学系には、次のような特性が要求される。   The relay optical system used in such an illumination optical system is required to have the following characteristics.

第1に、リレー光学系は、インテグレーターから出射された光を有効に取り込むために、テレセントリックな光学系であることが求められる。第2に、均一な照明光を得るためには、光学系の中心部から周辺部まで同じ強度の光を出射できる必要があり、周辺部でも光線を絞らない光学系とする必要がある。第3に、歪曲が少ないことが求められる。歪曲がある場合、光学系の周辺部と中心部とで倍率が変化するため、明るさが変化してしまう。また、歪曲がある場合、照明エリアを歪曲分だけ大きくする必要あり、照明の効率が低下する。   First, the relay optical system is required to be a telecentric optical system in order to effectively capture the light emitted from the integrator. Second, in order to obtain uniform illumination light, it is necessary to emit light having the same intensity from the central part to the peripheral part of the optical system, and it is necessary to provide an optical system that does not squeeze the light beam in the peripheral part. Third, it is required that the distortion is small. When there is distortion, the magnification changes between the peripheral part and the central part of the optical system, so that the brightness changes. Further, when there is distortion, it is necessary to enlarge the illumination area by the amount of distortion, and the illumination efficiency is reduced.

また、ディスプレイの画面サイズが大型化する一方で、装置サイズの薄型化に対する要請がある。そのため、照明光学系の照明エリアが大きい場合でも光学系全体をコンパクトに構成できることが求められる。光学系全体のコンパクト化のためには、発光部やロッドインテグレーター等の均一化光学系は小さいことが望ましいので、リレー光学系の倍率を大きくすることで照明エリアの増大に対応することが必要となる。ただし、リレー光学系の倍率を大きくしようとするとリレー光学系の全長が長くなるので、画角を大きく、すなわち、リレー光学系を広角化することでその全長を短くする必要がある。   Further, while the screen size of the display is increased, there is a demand for thinning the device size. Therefore, even when the illumination area of the illumination optical system is large, it is required that the entire optical system can be made compact. In order to make the entire optical system compact, it is desirable that the uniformizing optical system such as the light emitting unit and the rod integrator is small. Therefore, it is necessary to increase the illumination area by increasing the magnification of the relay optical system. Become. However, if the magnification of the relay optical system is increased, the total length of the relay optical system becomes longer. Therefore, it is necessary to shorten the total length by increasing the angle of view, that is, by widening the relay optical system.

しかしながら、リレー光学系に求められる上記の各特性、すなわち、縮小側においてテレセントリックであること、明るいこと、歪曲の少ないことを同時に満足し、かつ、広角な光学系を構成しようとすると、リレー光学系を構成するレンズ素子の枚数が多くなるので、コスト高に繋がるという問題が生じる。したがって、リレー光学系に要するレンズ素子の数は少ないことが望ましい。   However, when it is attempted to construct a wide-angle optical system that satisfies the above characteristics required for the relay optical system, that is, telecentric, bright, and less distorted on the reduction side, the relay optical system Since the number of lens elements constituting the lens increases, there arises a problem that the cost increases. Therefore, it is desirable that the number of lens elements required for the relay optical system is small.

それ故に、本発明の目的の一つは、歪曲収差が少なく、明るく、かつ、テレセントリックな縮小結像光学系を提供することである。   Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a reduction imaging optical system that is bright and telecentric with little distortion.

また、本発明の目的の他の一つは、大きな照明領域を明るく、均一に照明できるコンパクトな照明光学系及び面発光装置を提供することである。   Another object of the present invention is to provide a compact illumination optical system and surface light emitting device that can illuminate a large illumination area brightly and uniformly.

上記の目的を達成するために、本発明に係る縮小結像光学系は、共役距離の長い側の物点の像を、共役距離の短い側の結像面上に結ぶ縮小結像光学系であって、共役距離の長い側から順に、光線を制限する絞りと、光軸近傍において少なくとも光軸と直交する第1の方向に正の屈折力を有し、共役距離の短い側に曲率の大きい方の凸面を向けた両凸形状の第1レンズ素子と、光軸近傍において少なくとも第1の方向に正の屈折力を有し、共役距離の長い側に凸面を向けた第2レンズ素子とを備える。   In order to achieve the above object, the reduction imaging optical system according to the present invention is a reduction imaging optical system that connects an image of an object point having a long conjugate distance on an imaging surface having a short conjugate distance. In order from the longer conjugate distance side, the diaphragm that restricts the light beam, and has a positive refractive power in the first direction orthogonal to the optical axis at least in the vicinity of the optical axis, and has a large curvature on the shorter conjugate distance side. A biconvex first lens element having a convex surface on one side and a second lens element having a positive refractive power in at least the first direction in the vicinity of the optical axis and having the convex surface facing the long conjugate distance side. Prepare.

このように構成すると、少ないレンズ素子数で、明るく、画角が大きい広角レンズが得られる。また、広角レンズで問題となる歪曲収差が小さく抑えられる。   With this configuration, a wide-angle lens having a large angle of view can be obtained with a small number of lens elements. In addition, distortion, which is a problem with wide-angle lenses, can be reduced.

上記の縮小結像光学系は、少なくとも第1の方向において、以下の条件を満足することが好ましい。
−0.45<P5/Pall<0.05 ・・・(1)
0.8<P34/Pall+0.4×P5/Pall<1.2 ・・・(2)
ここで、
34:第1レンズ素子での共役距離の短い側における面パワーと、第2レンズ素子での共役距離の長い側における面パワーとの合成パワー
5:第2レンズ素子での共役距離の短い側における面パワー
all:縮小結像光学系の全パワー
である。
The reduction imaging optical system preferably satisfies the following conditions at least in the first direction.
−0.45 <P 5 / P all <0.05 (1)
0.8 <P 34 / P all + 0.4 × P 5 / P all <1.2 (2)
here,
P 34 : Combined power of surface power on the short conjugate distance side of the first lens element and surface power on the long conjugate distance side of the second lens element P 5 : Short conjugate distance on the second lens element Surface power on the side P all : The total power of the reduction imaging optical system.

第1及び第2レンズ素子の各々は、光軸と直交する第1の方向のみに正の屈折力を有するアナモフィックレンズであり、光軸及び第1の方向と直交する第2の方向には屈折力を有していないことが好ましい。   Each of the first and second lens elements is an anamorphic lens having a positive refractive power only in a first direction orthogonal to the optical axis, and is refracted in a second direction orthogonal to the optical axis and the first direction. It is preferable not to have force.

第2レンズ素子は、メニスカス形状を有することが好ましい。   The second lens element preferably has a meniscus shape.

このように構成すると、広い被照明領域を照明する照明光学系に利用できる。   If comprised in this way, it can utilize for the illumination optical system which illuminates a wide to-be-illuminated area | region.

上記の縮小結像光学系は、以下の条件を満足することが好ましい。
−2.0<(D0+D1)/R3<−1.2 ・・・(3)
ここで、
D0:光軸上における絞りと第1レンズ素子との間隔
D1:第1レンズ素子の中心厚
R3:第1レンズ素子の共役距離の短い側における曲率半径
である。
The reduction imaging optical system preferably satisfies the following conditions.
−2.0 <(D0 + D1) / R3 <−1.2 (3)
here,
D0: Distance between the stop and the first lens element on the optical axis D1: Center thickness of the first lens element R3: Radius of curvature on the short conjugate distance side of the first lens element.

このように構成すると、コンセントリック性が良好となり、収差補正に有利となる。   If comprised in this way, concentricity will become favorable and will be advantageous to aberration correction.

第1レンズ素子は、少なくとも1面の非球面を含むことが好ましい。   The first lens element preferably includes at least one aspheric surface.

このように構成すると、球面収差を良好に補正できる。   If comprised in this way, spherical aberration can be correct | amended favorably.

第1レンズ素子は、少なくとも1つの変曲点を有する非球面を少なくとも1面含むことがより好ましい。   More preferably, the first lens element includes at least one aspheric surface having at least one inflection point.

このように構成すると、球面収差をより良好に補正できる。   If comprised in this way, spherical aberration can be corrected more favorably.

第2レンズ素子は、少なくとも1面の非球面を含むことが好ましい。   The second lens element preferably includes at least one aspheric surface.

このように構成すると、歪曲収差を良好に補正できる。   If comprised in this way, a distortion aberration can be correct | amended favorably.

第2レンズ素子は、少なくとも1つの変曲点を有する非球面を少なくとも1面含むことがより好ましい。   More preferably, the second lens element includes at least one aspheric surface having at least one inflection point.

このように構成すると、歪曲収差をより良好に補正できる。   If comprised in this way, a distortion aberration can be corrected more favorably.

第1レンズ素子は、共役距離の長い側に非球面を含み、第2レンズ素子は、共役距離の短い側に非球面を含むことが好ましい。   Preferably, the first lens element includes an aspheric surface on the side with a long conjugate distance, and the second lens element includes an aspheric surface on the side with a short conjugate distance.

このように構成すると、球面収差と歪曲収差の両方を良好に補正できる。   With this configuration, both spherical aberration and distortion can be corrected satisfactorily.

第1レンズ素子は、共役距離の長い側に少なくとも1つの変曲点を有する非球面を含み、第2レンズ素子は、共役距離の短い側に非球面を含むことが好ましい。   Preferably, the first lens element includes an aspheric surface having at least one inflection point on the long conjugate distance side, and the second lens element includes an aspheric surface on the short conjugate distance side.

このように構成すると、球面収差と歪曲収差の両方をより良好に補正できる。   With this configuration, both spherical aberration and distortion can be corrected more favorably.

上記の縮小結像光学系は、共役距離の短い側がテレセントリック性を有することが好ましい。   In the reduction imaging optical system, it is preferable that the side having a short conjugate distance has telecentricity.

上記の目的を達成するために、本発明に係る照明光学系は、光源から出射される光を導いて対象物の被照明領域を照明する照明光学系であって、光源から出射される光を均一化し、均一な強度分布を有する光を出射する均一化光学系と、均一化光学系から出射される光を中継して被照明領域に導く、上記の縮小結像光学系とを備える。   In order to achieve the above object, an illumination optical system according to the present invention is an illumination optical system that guides light emitted from a light source to illuminate an illuminated area of an object, and emits light emitted from the light source. A homogenizing optical system that emits light having a uniform intensity distribution and a uniform imaging optical system that relays the light emitted from the homogenizing optical system and guides it to the illuminated area.

このように構成すると、リレー光学系として機能する縮小結像光学系の物像間距離を小さくできるので、照明光学系をコンパクトに構成することが可能となる。   If comprised in this way, since the distance between the object images of the reduction | decrease imaging optical system which functions as a relay optical system can be made small, it becomes possible to comprise an illumination optical system compactly.

縮小結像光学系の共役距離の長い側の焦点位置近傍に配置されるフレネルレンズを更に備えていても良い。   You may further provide the Fresnel lens arrange | positioned in the focal position vicinity of the long conjugate distance of a reduction image formation optical system.

このように構成すると、共役距離の長い側にもテレセントリック性を持たせることができるので、両側にテレセントリックな照明光学系を構成できる。   With this configuration, telecentricity can be imparted also to the side having a long conjugate distance, so that a telecentric illumination optical system can be configured on both sides.

また、上記の目的を達成するために、本発明に係る面発光装置は、入射面から入射した光を出射面から面発光させる面発光パネルと、均一な強度分布を有する光を出射する光源部と、光源部から出射された光を中継して入射面に導く、上記の縮小結像光学系とを備える。   In order to achieve the above object, a surface light emitting device according to the present invention includes a surface light emitting panel that emits light incident from an incident surface from an output surface, and a light source unit that emits light having a uniform intensity distribution. And the above-described reduced imaging optical system that relays the light emitted from the light source unit and guides it to the incident surface.

このように構成すると、リレー光学系として機能する縮小結像光学系の物像間距離を小さくできるので、面発光装置をコンパクトに構成することが可能となる。   If comprised in this way, since the distance between the object images of the reduction | decrease imaging optical system which functions as a relay optical system can be made small, it becomes possible to comprise a surface emitting device compactly.

本発明によれば、歪曲収差が良く補正され、周辺まで明るく、テレセントリックな広角レンズを少ないレンズ素子で構成することができる。また、このような広角レンズを用いることで、大きな照明領域を明るく、均一に照明できるコンパクトな照明光学系及び面発光装置を実現できる。   According to the present invention, a wide-angle lens that is well corrected for distortion, bright to the periphery, and telecentric can be configured with a small number of lens elements. In addition, by using such a wide-angle lens, it is possible to realize a compact illumination optical system and a surface emitting device that can illuminate a large illumination region brightly and uniformly.

(実施の形態1〜4)
図1、3、5及び7は、実施の形態1、2、3及び4に係る広角レンズの構成図である。各図において、特定の面に付されたアスタリスク「*」は、その面が非球面であることを示している。また、各図において、「A」は絞りを表し、「S」は像面を表す。尚、像面Sは、撮像装置においてはフィルムやCCDに相当し、投写装置においては空間変調素子であるLCDに相当し、照明装置においてはロッドインテグレーターの射出端面に相当する。
(Embodiments 1 to 4)
1, 3, 5, and 7 are configuration diagrams of the wide-angle lens according to Embodiments 1, 2, 3, and 4. FIG. In each figure, an asterisk “*” attached to a specific surface indicates that the surface is aspheric. In each figure, “A” represents an aperture and “S” represents an image plane. The image plane S corresponds to a film or a CCD in the imaging apparatus, corresponds to an LCD that is a spatial modulation element in the projection apparatus, and corresponds to an exit end face of the rod integrator in the illumination apparatus.

実施の形態1〜4に係る広角レンズは、共役距離の長い側の物点の像を、共役距離の短い側の像面S上に結ぶ縮小結像光学系であり、共役距離の長い側から順に、光線を制限する絞りAと、正の屈折力を有する第1レンズ素子L1と、正の屈折力を有する第2レンズ素子L2とから構成される。第1レンズ素子L1は、共役距離の短い側に曲率が大きい方の凸面を向けた両凸形状を有している。また、実施の形態1〜4に係る広角レンズにおいて、第2レンズ素子L2は、共役距離の長い側に凸面を向けた正メニスカス形状を有している。   The wide-angle lens according to Embodiments 1 to 4 is a reduction imaging optical system that connects an image of an object point having a long conjugate distance on an image plane S having a short conjugate distance. In order, the aperture stop A is configured to limit a light beam, a first lens element L1 having a positive refractive power, and a second lens element L2 having a positive refractive power. The first lens element L1 has a biconvex shape in which the convex surface with the larger curvature is directed to the side with the shorter conjugate distance. In the wide-angle lens according to Embodiments 1 to 4, the second lens element L2 has a positive meniscus shape with the convex surface facing the side with the long conjugate distance.

第1レンズ素子は、主に球面収差を補正し、第2レンズ素子は、主に歪曲収差を補正する。また、共役距離の短い側にテレセントリック性を持たせるために、最も共役距離が短い側に配置される正の第2レンズ素子L2は、主にパワーを調整している。   The first lens element mainly corrects spherical aberration, and the second lens element mainly corrects distortion. In order to provide telecentricity on the side with the short conjugate distance, the positive second lens element L2 arranged on the side with the shortest conjugate distance mainly adjusts the power.

更に、実施の形態1〜4に係る広角レンズは、以下の条件を満足する。
−0.45<P5/Pall<0.05 ・・・ (1)
0.8<P34/Pall+0.4×P5/Pall<1.2 ・・・(2)
ここで、
34:第1レンズ素子での共役距離の短い側における面パワーと、第2レンズ素子での共役距離の長い側における面パワーとの合成パワー
5:第2レンズ素子での共役距離の短い側における面パワー
all:縮小結像光学系の全パワー
である。
Furthermore, the wide-angle lens according to Embodiments 1 to 4 satisfies the following conditions.
−0.45 <P 5 / P all <0.05 (1)
0.8 <P 34 / P all + 0.4 × P 5 / P all <1.2 (2)
here,
P 34 : Combined power of surface power on the short conjugate distance side of the first lens element and surface power on the long conjugate distance side of the second lens element P 5 : Short conjugate distance on the second lens element Surface power on the side P all : The total power of the reduction imaging optical system.

条件(1)は、第2レンズ素子での共役距離の短い側における面パワーを規定している。P5/Pallの値が条件(1)の下限を下回ると、第2レンズ素子L2での共役距離の短い側における面パワーが負の大きな値となり、光学系の全パワーを確保するためには第1レンズ素子L1が大きな正のパワーを持つため、第1レンズ素子L1の曲率半径が小さくなり球面収差の補正が困難となる。一方、P5/Pallの値が条件(1)の上限を超えると、第2レンズ素子L2での共役距離の短い側における面パワーが正の大きな値となるため、像面湾曲や歪曲収差の補正が困難となる。 Condition (1) defines the surface power on the short conjugate distance side of the second lens element. When the value of P 5 / P all falls below the lower limit of the condition (1), the surface power on the short conjugate distance side of the second lens element L2 becomes a large negative value, so as to ensure the total power of the optical system. Since the first lens element L1 has a large positive power, the radius of curvature of the first lens element L1 becomes small and it becomes difficult to correct spherical aberration. On the other hand, if the value of P 5 / P all exceeds the upper limit of the condition (1), the surface power on the short conjugate distance side of the second lens element L2 becomes a large positive value, so that the field curvature and distortion aberration Correction becomes difficult.

条件(2)は、第1レンズ素子での共役距離の短い側における面パワーと、第2レンズ素子での共役距離の長い側における面パワーとの合成パワー、及び第2レンズ素子での共役距離の短い側における面パワーとの関係を規定している。P34/Pall+0.4×P5/Pallの値が条件(1)の範囲のもとで条件(2)の下限を下回ると、P5を一定としたときP34が小さくなり、第1レンズ素子での共役距離の長い側における面パワーが大きくなるため、周辺光量の確保が困難となる。一方、P34/Pall+0.4×P5/Pallの値が条件(1)の範囲のもとで条件(2)の上限を超えると、P5を一定としたときP34が大きくなり、第1レンズ素子L1の共役距離の短い側における面の曲率半径と、第2レンズ素子L2の共役距離の長い側における面の曲率半径が小さくなるため、球面収差の補正が困難となる。 Condition (2) is that the combined power of the surface power on the short conjugate distance side of the first lens element and the surface power on the long conjugate distance side of the second lens element, and the conjugate distance on the second lens element This defines the relationship with the surface power on the short side. If the value of P 34 / P all + 0.4 × P 5 / P all falls below the lower limit of condition (2) within the range of condition (1), P 34 becomes smaller when P 5 is constant, Since the surface power on the long conjugate distance side of the first lens element is increased, it is difficult to secure the peripheral light amount. On the other hand, if the value of P 34 / P all + 0.4 × P 5 / P all exceeds the upper limit of the condition (2) within the range of the condition (1), P 34 becomes large when P 5 is constant. Thus, since the curvature radius of the surface on the short conjugate distance side of the first lens element L1 and the curvature radius of the surface on the long conjugate distance side of the second lens element L2 are small, it is difficult to correct spherical aberration.

尚、実施の形態1〜4に係る広角レンズは、以下の条件を満足することがより好ましい。
−0.4<P5/Pall<0 ・・・(1’)
0.9<P34/Pall+0.4×P5/Pall<1.1 ・・・(2’)
In addition, as for the wide angle lens which concerns on Embodiment 1-4, it is more preferable to satisfy the following conditions.
−0.4 <P 5 / P all <0 (1 ′)
0.9 <P 34 / P all + 0.4 × P 5 / P all <1.1 (2 ′)

このような構成により、少ないレンズ素子数で、明るい広角レンズが実現できる。   With such a configuration, a bright wide-angle lens can be realized with a small number of lens elements.

また、実施の形態1〜4においては、光学性能を向上させるために、第1レンズ素子L1の共役距離が長い側の面が非球面である。第1レンズ素子L1が少なくとも1面の非球面を含むことにより、球面収差を良好に補正することができる。より好ましくは、第1レンズ素子L1の非球面が少なくとも1つの変曲点を有していると良い。この場合、球面収差をより良好に補正することができる。   In the first to fourth embodiments, in order to improve the optical performance, the surface on the side with the long conjugate distance of the first lens element L1 is an aspherical surface. Since the first lens element L1 includes at least one aspherical surface, spherical aberration can be favorably corrected. More preferably, the aspherical surface of the first lens element L1 has at least one inflection point. In this case, spherical aberration can be corrected more favorably.

更に、実施の形態1〜4においては、第2レンズ素子L2の共役距離が短い側の面が非球面である。第2レンズ素子L2が少なくとも1面の非球面を含むことにより、歪曲収差を良好に補正することができる。より好ましくは、第2レンズ素子L2の非球面が少なくとも1つの変曲点を有していると良い。この場合、歪曲収差をより良好に補正することができる。   Furthermore, in Embodiments 1 to 4, the surface on the side with the short conjugate distance of the second lens element L2 is an aspherical surface. When the second lens element L2 includes at least one aspherical surface, distortion can be favorably corrected. More preferably, the aspherical surface of the second lens element L2 has at least one inflection point. In this case, the distortion can be corrected more favorably.

尚、非球面は、第1レンズ素子L1または第2レンズ素子L2のいずれか一方にのみ形成しても良い。ただし、実施の形態1〜4のように、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2の両方に非球面を形成しておけば、球面収差と歪曲収差とを同時に補正することができるので好ましい。この場合、第1レンズ素子L1の共役距離の長い側と、第2レンズ素子L2の共役距離の短い側とに非球面を形成すれば、球面収差と歪曲収差を良好に補正することができる。   The aspherical surface may be formed only on either the first lens element L1 or the second lens element L2. However, it is preferable to form an aspheric surface on both the first lens element L1 and the second lens element L2 as in Embodiments 1 to 4 because spherical aberration and distortion can be corrected simultaneously. . In this case, if an aspheric surface is formed on the side with the long conjugate distance of the first lens element L1 and the side with the short conjugate distance of the second lens element L2, spherical aberration and distortion can be corrected well.

更に、本発明に係る広角レンズは、以下の条件を満足することが好ましい。
−2.0<(D0+D1)/R3<−1.2 ・・・(3)
ここで、
D0:光軸上における絞りと第1レンズ素子との間隔
D1:第1レンズ素子の中心厚
R3:第1レンズ素子の共役距離の短い側における曲率半径
である。
Furthermore, the wide-angle lens according to the present invention preferably satisfies the following conditions.
−2.0 <(D0 + D1) / R3 <−1.2 (3)
here,
D0: Distance between the stop and the first lens element on the optical axis D1: Center thickness of the first lens element R3: Radius of curvature on the short conjugate distance side of the first lens element.

条件(3)は、第1レンズ素子L1のコンセントリック性を規定している。(D0+D1)/R3の値が条件(3)の下限を下回ると、必要な画角を得るために第2レンズ素子L2の正のパワーを大きくすることが必要となり、この結果、第1レンズ素子L1で発生する収差を第2レンズ素子L2で補正することができなくなる。また、大きな画角での光線が通過できなくなるので、周辺部の明るさが低下する。一方、(D0+D1)/R3の値が条件(3)の上限を超えると、レンズの全長が大きくなり、コンパクト化の妨げとなる。   Condition (3) defines the concentricity of the first lens element L1. When the value of (D0 + D1) / R3 is below the lower limit of the condition (3), it is necessary to increase the positive power of the second lens element L2 in order to obtain a required field angle. As a result, the first lens element The aberration generated in L1 cannot be corrected by the second lens element L2. In addition, since light at a large angle of view cannot pass, the brightness of the peripheral portion decreases. On the other hand, if the value of (D0 + D1) / R3 exceeds the upper limit of the condition (3), the total length of the lens becomes large, which hinders compactification.

尚、実施の形態1〜4に係る広角レンズは、以下の条件を満足することがより好ましい。
−1.8<(D0+D1)/R3<−1.4 ・・・(3’)
In addition, as for the wide angle lens which concerns on Embodiment 1-4, it is more preferable to satisfy the following conditions.
−1.8 <(D0 + D1) / R3 <−1.4 (3 ′)

(実施の形態5)
図9は、本発明の実施の形態5に係る照明光学系の概略構成図である。
(Embodiment 5)
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of an illumination optical system according to Embodiment 5 of the present invention.

実施の形態5に係る照明光学系10は、光源となる発光素子3から出射される光を受光する均一化光学系2と、均一化光学系2から出射される光を対象物の被照明領域5に導く広角レンズ1とを備える。   The illumination optical system 10 according to the fifth embodiment includes a homogenizing optical system 2 that receives light emitted from the light emitting element 3 serving as a light source, and a light emitted from the homogenizing optical system 2 as an illuminated area of the object. And a wide-angle lens 1 led to 5.

発光素子3は、例えば、レーザー素子やLED、冷陰極管であり、不均一な配光特性を有する。均一化光学系2は、発光素子3から出射された光の強度を均一化し、その出射端面から均一な強度分布を有する光を出射する。したがって、均一化光学系2の出射端面には、光源ムラのない均一な2次光源面が形成される。均一化光学系2には、例えば、ロッドインテグレーターを利用できる。   The light emitting element 3 is, for example, a laser element, an LED, or a cold cathode tube, and has nonuniform light distribution characteristics. The homogenizing optical system 2 equalizes the intensity of light emitted from the light emitting element 3 and emits light having a uniform intensity distribution from the emission end face. Therefore, a uniform secondary light source surface without light source unevenness is formed on the exit end face of the uniformizing optical system 2. For the homogenizing optical system 2, for example, a rod integrator can be used.

尚、本実施の形態では、発光素子3と均一化光学系2とを組み合わせることによって、一様な強度分布を有する光を出射する光源部4が構成されている。ただし、光源部4は、均一な配光特性を有していれば、他の構成であっても良い。   In the present embodiment, the light source unit 4 that emits light having a uniform intensity distribution is configured by combining the light emitting element 3 and the uniformizing optical system 2. However, the light source unit 4 may have another configuration as long as it has uniform light distribution characteristics.

広角レンズ1は、上記の構成を備える縮小結像光学系であり、光源部4から出射された光を中継して前記入射面に導くリレー光学系として機能する。広角レンズ1は、均一化光学系2の出射端面に形成された2次光源面を被照明エリア5に拡大投写する。   The wide-angle lens 1 is a reduction imaging optical system having the above-described configuration, and functions as a relay optical system that relays light emitted from the light source unit 4 and guides it to the incident surface. The wide-angle lens 1 enlarges and projects the secondary light source surface formed on the exit end face of the uniformizing optical system 2 onto the illuminated area 5.

本実施の形態に係る照明光学系10は、上述した構成を有する広角レンズ1を備えているため、広い被照明エリアを均一に明るく照明することが可能となる。また、広角レンズ1を用いることにより、リレー光学系の物像間距離を小さくできるので、照明光学系をコンパクト化することができる。更に、少ないレンズ素子で照明光学系10を構成できるので、低コスト化を実現することもできる。   Since the illumination optical system 10 according to the present embodiment includes the wide-angle lens 1 having the above-described configuration, it is possible to uniformly illuminate a wide illuminated area. Moreover, since the distance between the object images of the relay optical system can be reduced by using the wide-angle lens 1, the illumination optical system can be made compact. Furthermore, since the illumination optical system 10 can be configured with a small number of lens elements, the cost can be reduced.

本実施の形態では、広角レンズ1と均一化光学系2とからなる照明光学系10を説明したが、上記の光源部4及び広角レンズ1と、入射面から入射した光を出射面から面発光させる面発光パネルとを組み合わせることによって面発光装置を構成しても良い。面発光パネルは、導光板あるいは拡散板に相当し、その入射面が図7の被照明エリア5に位置するように配置される。広角レンズ1は、光源部4から出射された光を中継して面発光パネルの入射面を照明する。   In the present embodiment, the illumination optical system 10 including the wide-angle lens 1 and the uniformizing optical system 2 has been described. However, the light incident from the light source unit 4 and the wide-angle lens 1 and the incident surface is surface-emitted from the output surface. You may comprise a surface emitting device by combining with the surface emitting panel to be made. The surface light-emitting panel corresponds to a light guide plate or a diffusion plate, and is arranged so that its incident surface is located in the illuminated area 5 of FIG. The wide angle lens 1 relays the light emitted from the light source unit 4 to illuminate the incident surface of the surface light emitting panel.

このように構成された面発光装置においても、上記の広角レンズがリレー光学系として用いられているので、大きく、明るい照明エリアを有する面発光装置を、コンパクトに実現することができる。   Also in the surface light emitting device configured as described above, the above wide angle lens is used as a relay optical system, so that a surface light emitting device having a large and bright illumination area can be realized in a compact manner.

尚、上記の各実施の形態に係る広角レンズ、照明光学系及び面発光装置において、共役距離が長い側の焦点位置近傍にフレネルレンズを配置しても良い。このように構成することで、共役距離の長い側にもテレセントリック性を持たせることができるので、本発明に係る広角レンズを用いて、両側にテレセントリックなリレー光学系を構成することが可能となる。   In the wide-angle lens, the illumination optical system, and the surface light emitting device according to each of the above embodiments, a Fresnel lens may be disposed in the vicinity of the focal position on the side having a long conjugate distance. With this configuration, telecentricity can be imparted even on the side with a long conjugate distance, so that it is possible to configure a telecentric relay optical system on both sides using the wide-angle lens according to the present invention. .

また、上記の各実施の形態に係る広角レンズ、照明光学系及び面発光装置において、第1レンズ素子L1及び第2レンズ素子L2の一方または両方が、光軸と直交する所定方向にのみ正の屈折力を有し、光軸及び当該所定方向の両方と直交する方向には屈折力を有しないアナモフィックレンズであっても良い。より特定的には、広角レンズを構成する全てのレンズ素子を、その延伸方向には屈折力を持たないシリンドリカルレンズとしても良い。このように構成すれば、均一化光学系の出射端面からの面状光束を、広角レンズによって線状光束に効率よく変換し、面発光パネルの入射端面に照射することができるので、明るい面発光装置を実現できる。   In the wide-angle lens, the illumination optical system, and the surface light emitting device according to each of the above embodiments, one or both of the first lens element L1 and the second lens element L2 is positive only in a predetermined direction orthogonal to the optical axis. An anamorphic lens having a refractive power and not having a refractive power in a direction orthogonal to both the optical axis and the predetermined direction may be used. More specifically, all lens elements constituting the wide-angle lens may be cylindrical lenses having no refractive power in the extending direction. With this configuration, the planar light beam from the exit end face of the uniformizing optical system can be efficiently converted into a linear light flux by the wide-angle lens and irradiated to the incident end face of the surface emitting panel, so that bright surface light emission A device can be realized.

以下、実施の形態1〜4に係る広角レンズを具体的に実施した数値実施例を示す。数値実施例1〜4は、それぞれ実施の形態1〜4に対応する。   Hereinafter, numerical examples in which the wide-angle lenses according to Embodiments 1 to 4 are specifically implemented will be described. Numerical Examples 1 to 4 correspond to Embodiments 1 to 4, respectively.

各数値実施例において、表中の長さの単位はすべて「mm」であり、画角の単位は「°」である。また、各数値実施例の面データにおいて、rは曲率半径、dは面間隔または厚み、ndはd線に対する屈折率、vdはd線に対するアッベ数である。また、各数値実施例において、*印を付した面は非球面であり、非球面形状は次式で定義される。

Figure 2010008559
ただし、数式中の各符号の意味は以下の通りである。
X:光軸からの高さがhの非球面上の点から、非球面頂点の接平面までの距離
h:光軸からの高さ
Cj:第j面の非球面頂点の曲率(Cj=1/Rj)
Kj:第j面の円錐定数
Aj,n:第j面のn次の非球面係数 In each numerical example, the unit of length in the table is “mm”, and the unit of angle of view is “°”. In the surface data of each numerical example, r is a radius of curvature, d is a surface interval or thickness, nd is a refractive index with respect to the d line, and vd is an Abbe number with respect to the d line. In each numerical example, the surface marked with * is an aspheric surface, and the aspheric shape is defined by the following equation.
Figure 2010008559
However, the meaning of each symbol in the mathematical formula is as follows.
X: distance from a point on the aspherical surface having a height from the optical axis to the tangent plane of the aspherical vertex h: height from the optical axis Cj: curvature of the aspherical vertex of the jth surface (Cj = 1) / Rj)
Kj: conic constant of the jth surface Aj, n: nth-order aspheric coefficient of the jth surface

また、各数値実施例の各種データにおいて、レンズ全長は、第1面と像面との間隔を表す。入射瞳位置は、第1面からの距離を表し、射出瞳位置は、最終面からの距離を表す。前側主点位置及び後側主点位置は、第1面からの距離を表す。   In various data of each numerical example, the total lens length represents the distance between the first surface and the image surface. The entrance pupil position represents the distance from the first surface, and the exit pupil position represents the distance from the final surface. The front principal point position and the rear principal point position represent distances from the first surface.

また、各数値実施例の各種データにおいて、P34は以下のように計算される。
34=P3+P4−d34×P3×P4
ただし、
34:第1レンズ素子と第2レンズ素子との間隔
3:第1レンズ素子での共役距離の短い側における面パワー
4:第2レンズ素子での共役距離の長い側における面パワー
である。
Further, the various data in each numerical example, P 34 is calculated as follows.
P 34 = P 3 + P 4 −d 34 × P 3 × P 4
However,
d 34 : the distance between the first lens element and the second lens element P 3 : the surface power on the short conjugate distance side of the first lens element P 4 : the surface power on the long conjugate distance side of the second lens element is there.

図2、4、6、及び8は、それぞれ数値実施例1、2、3、及び4に係る広角レンズの縦収差図である。各縦収差図は、左側から順に、球面収差(SA(mm))、非点収差(AST(mm))、歪曲収差(DIS(%))を示す。球面収差図において、縦軸はFナンバー(図中、Fで示す)を表し、実線はd線(d−line)、短破線はF線(F−line)、長破線はC線(C−line)の特性を表す。非点収差図において、縦軸は像高(図中、Hで示す)を表し、実線はサジタル平面(図中、sで示す)、破線はメリディオナル平面(図中、mで示す)の特性を表す。歪曲収差図において、縦軸は像高(図中、Hで示す)を表す。   2, 4, 6, and 8 are longitudinal aberration diagrams of the wide-angle lenses according to Numerical Examples 1, 2, 3, and 4, respectively. Each longitudinal aberration diagram shows spherical aberration (SA (mm)), astigmatism (AST (mm)), and distortion (DIS (%)) in order from the left side. In the spherical aberration diagram, the vertical axis represents the F number (indicated by F in the figure), the solid line is the d line (d-line), the short broken line is the F line (F-line), and the long broken line is the C line (C- line). In the astigmatism graph, the vertical axis represents the image height (indicated by H in the figure), the solid line represents the sagittal plane (indicated by s), and the broken line represents the meridional plane (indicated by m in the figure). To express. In the distortion diagram, the vertical axis represents the image height (indicated by H in the figure).

(数値実施例1)
数値実施例1の広角レンズは、図1に示した実施の形態1に対応する。数値実施例1のズームレンズ系の面データを表1に、非球面データを表2に、各種データを表3に示す。
(Numerical example 1)
The wide-angle lens of Numerical Example 1 corresponds to Embodiment 1 shown in FIG. Table 1 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 1, Table 2 shows aspheric data, and Table 3 shows various data.

表1 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 500
1(絞り) ∞ 1.42300
2* 9.68900 5.92800 1.49178 57.2
3 -4.32500 0.80000
4 4.37600 2.00900 1.49178 57.2
5* 9.48100 0.00000
6 ∞ 2.00851
像面 ∞ 0.00000
Table 1 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Surface ∞ 500
1 (Aperture) ∞ 1.42300
2 * 9.68900 5.92800 1.49178 57.2
3 -4.32500 0.80000
4 4.37600 2.00900 1.49178 57.2
5 * 9.48100 0.00000
6 ∞ 2.00851
Image plane ∞ 0.00000

表2 (非球面データ)

第2面
K=-6.42090E+01, A4= 3.80284E-03, A6=-9.02436E-04
第5面
K=-2.84486E+01, A4= 9.25453E-03, A6= 2.00770E-04
Table 2 (Aspherical data)

Second side
K = -6.42090E + 01, A4 = 3.80284E-03, A6 = -9.02436E-04
5th page
K = -2.84486E + 01, A4 = 9.25453E-03, A6 = 2.00770E-04

表3 (各種データ)

焦点距離 5.0442
Fナンバー 1.66584
半画角 20.0000
像高 1.8363
レンズ全長 12.1313
BF 0.00026
入射瞳位置 0.0000
射出瞳位置 -1862.1647
前側主点位置 5.0305
後側主点位置 7.0871
Table 3 (various data)

Focal length 5.0442
F number 1.66584
Half angle of view 20.0000
Statue height 1.8363
Total lens length 12.1313
BF 0.00026
Entrance pupil position 0.0000
Exit pupil position -1862.1647
Front principal point position 5.0305
Rear principal point position 7.0871

(数値実施例2)
数値実施例2の広角レンズは、図3に示した実施の形態2に対応する。数値実施例2のズームレンズ系の面データを表4に、非球面データを表5に、各種データを表6に示す。
(Numerical example 2)
The wide-angle lens of Numerical Example 2 corresponds to Embodiment 2 shown in FIG. Table 4 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 2, Table 5 shows aspheric data, and Table 6 shows various data.

表4 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 500
1(絞り) ∞ 1.42300
2* 6.09800 5.72200 1.49178 57.2
3 -4.76300 1.20000
4 3.42100 1.00200 1.49178 57.2
5* 6.61500 0.00000
6 ∞ 1.83724
像面 ∞ 0.00000
Table 4 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Surface ∞ 500
1 (Aperture) ∞ 1.42300
2 * 6.09800 5.72200 1.49178 57.2
3 -4.76300 1.20000
4 3.42100 1.00200 1.49178 57.2
5 * 6.61500 0.00000
6 ∞ 1.83724
Image plane ∞ 0.00000

表5 (非球面データ)

第2面
K=-8.43571E+00, A4= 2.40212E-03, A6=-3.78711E-04
第5面
K=-1.88688E+01, A4= 1.35310E-02, A6=-1.19183E-04
Table 5 (Aspherical data)

Second side
K = -8.43571E + 00, A4 = 2.40212E-03, A6 = -3.78711E-04
5th page
K = -1.88688E + 01, A4 = 1.35310E-02, A6 = -1.19183E-04

表6 (各種データ)

焦点距離 5.0384
Fナンバー 1.66613
半画角 20.0000
像高 1.8360
レンズ全長 11.1466
BF -0.00045
入射瞳位置 0.0000
射出瞳位置 -2086.7772
前側主点位置 5.0262
後側主点位置 6.1082
Table 6 (various data)

Focal length 5.0384
F number 1.66613
Half angle of view 20.0000
Statue height 1.8360
Total lens length 11.1466
BF -0.00045
Entrance pupil position 0.0000
Exit pupil position -2086.7772
Front principal point position 5.0262
Rear principal point position 6.1082

(数値実施例3)
数値実施例3の広角レンズは、図5に示した実施の形態3に対応する。数値実施例3のズームレンズ系の面データを表7に、非球面データを表8に、各種データを表9に示す。
(Numerical Example 3)
The wide-angle lens of Numerical Example 3 corresponds to Embodiment 3 shown in FIG. Table 7 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 3, Table 8 shows aspheric data, and Table 9 shows various data.

表7 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 500
1(絞り) ∞ 1.42300
2* 10.65400 5.26100 1.49178 57.2
3 -4.08600 2.34200
4 4.69700 1.00000 1.49178 57.2
5* 2500.00000 0.00000
6 ∞ 1.86451
像面 ∞ 0.00000
Table 7 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Surface ∞ 500
1 (Aperture) ∞ 1.42300
2 * 10.65400 5.26100 1.49178 57.2
3 -4.08600 2.34200
4 4.69700 1.00000 1.49178 57.2
5 * 2500.00000 0.00000
6 ∞ 1.86451
Image plane ∞ 0.00000

表8 (非球面データ)

第2面
K= 1.68737E+01, A4=-5.17321E-03, A6=-5.88669E-04
第5面
K=-1.77529E+03, A4= 4.60295E-03, A6=-9.78945E-05
Table 8 (Aspherical data)

Second side
K = 1.68737E + 01, A4 = -5.17321E-03, A6 = -5.88669E-04
5th page
K = -1.77529E + 03, A4 = 4.60295E-03, A6 = -9.78945E-05

表9 (各種データ)

焦点距離 5.0382
Fナンバー 1.73354
画角 20.0526
像高 1.8350
レンズ全長 11.8905
BF 0.01451
入射瞳位置 0.0000
射出瞳位置 23.2561
前側主点位置 6.1280
後側主点位置 6.8016
Table 9 (various data)

Focal length 5.0382
F number 1.73354
Angle of View 20.0526
Statue height 1.8350
Total lens length 11.8905
BF 0.01451
Entrance pupil position 0.0000
Exit pupil position 23.2561
Front principal point position 6.1280
Rear principal point position 6.8016

(数値実施例4)
数値実施例4の広角レンズは、図7に示した実施の形態4に対応する。数値実施例4のズームレンズ系の面データを表10に、非球面データを表11に、各種データを表12に示す。
(Numerical example 4)
The wide-angle lens of Numerical Example 4 corresponds to Embodiment 4 shown in FIG. Table 10 shows surface data of the zoom lens system of Numerical Example 4, Table 11 shows aspheric data, and Table 12 shows various data.

表10 (面データ)

面番号 r d nd vd
物面 ∞ 500
1(絞り) ∞ 1.42300
2* 13.56200 5.41500 1.49178 57.2
3 -4.02700 2.63300
4 4.25100 1.00000 1.49178 57.2
5* 191.25500 0.00000
6 ∞ 1.86426
像面 ∞ 0.00000
Table 10 (Surface data)

Surface number rd nd vd
Surface ∞ 500
1 (Aperture) ∞ 1.42300
2 * 13.56200 5.41500 1.49178 57.2
3 -4.02700 2.63300
4 4.25100 1.00000 1.49178 57.2
5 * 191.25500 0.00000
6 ∞ 1.86426
Image plane ∞ 0.00000

表11 (非球面データ)

第2面
K= 3.05779E+01, A4=-5.13649E-03, A6=-6.40470E-04
第5面
K=-5.00000E+03, A4= 4.44826E-03, A6=-1.21236E-04
Table 11 (Aspherical data)

Second side
K = 3.05779E + 01, A4 = -5.13649E-03, A6 = -6.40470E-04
5th page
K = -5.00000E + 03, A4 = 4.44826E-03, A6 = -1.21236E-04

表12 (各種データ)

焦点距離 5.0379
Fナンバー 1.73195
画角 20.0695
像高 1.8350
レンズ全長 12.3353
BF 0.00026
入射瞳位置 0.0000
射出瞳位置 16.6207
前側主点位置 6.5604
後側主点位置 7.2467
Table 12 (various data)

Focal length 5.0379
F number 1.73195
Angle of View 20.0695
Statue height 1.8350
Total lens length 12.3353
BF 0.00026
Entrance pupil position 0.0000
Exit pupil position 16.6207
Front principal point position 6.5604
Rear principal point position 7.2467

各数値実施例に係る広角レンズにおける条件(1)、(2)及び(3)の対応値を以下の表13に示す。   The corresponding values of the conditions (1), (2), and (3) in the wide-angle lens according to each numerical example are shown in Table 13 below.

表13 (条件の対応値)

Figure 2010008559
Table 13 (corresponding values of conditions)

Figure 2010008559

本発明に係る広角レンズは、例えば、面発光装置に用いられるリレー光学系として利用できる。   The wide-angle lens according to the present invention can be used as, for example, a relay optical system used in a surface light emitting device.

実施の形態1(実施例1)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 1 (Example 1) 実施例1に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 1 実施の形態2(実施例2)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 2 (Example 2) 実施例2に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 2 実施の形態3(実施例3)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 3 (Example 3) 実施例3に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 3 実施の形態4(実施例4)に係る広角レンズの構成図Configuration diagram of wide-angle lens according to Embodiment 4 (Example 4) 実施例4に係る広角レンズの縦収差図Longitudinal aberration diagram of the wide-angle lens according to Example 4 実施の形態5に係る照明光学系の概略構成図Schematic configuration diagram of illumination optical system according to Embodiment 5

符号の説明Explanation of symbols

1 広角レンズ
2 均一化光学系
3 発光素子
4 光源部
5 被照明エリア
10 照明光学系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wide angle lens 2 Uniformization optical system 3 Light emitting element 4 Light source part 5 Illuminated area 10 Illumination optical system

Claims (15)

共役距離の長い側の物点の像を、共役距離の短い側の結像面上に結ぶ縮小結像光学系であって、
共役距離の長い側から順に、
光線を制限する絞りと、
光軸近傍において少なくとも光軸と直交する第1の方向に正の屈折力を有し、共役距離の短い側に曲率の大きい方の凸面を向けた両凸形状の第1レンズ素子と、
光軸近傍において少なくとも前記第1の方向に正の屈折力を有し、共役距離の長い側に凸面を向けた第2レンズ素子とを備える、縮小結合光学系。
A reduction imaging optical system that connects an image of an object point having a long conjugate distance on an imaging surface having a short conjugate distance,
From the longest conjugate distance,
An aperture to limit the rays,
A biconvex first lens element having a positive refractive power at least in a first direction orthogonal to the optical axis in the vicinity of the optical axis and having a convex surface having a larger curvature on the side having a shorter conjugate distance;
A reduction coupling optical system comprising: a second lens element having a positive refractive power in at least the first direction in the vicinity of the optical axis and having a convex surface facing the long conjugate distance side.
少なくとも前記第1の方向において、以下の条件を満足することを特徴とする、請求項1記載の縮小結像光学系:
−0.45<P5/Pall<0.05 ・・・(1)
0.8<P34/Pall+0.4×P5/Pall<1.2 ・・・(2)
ここで、
34:第1レンズ素子での共役距離の短い側における面パワーと、第2レンズ素子での共役距離の長い側における面パワーとの合成パワー
5:第2レンズ素子での共役距離の短い側における面パワー
all:縮小結像光学系の全パワー
である。
The reduced imaging optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied at least in the first direction:
−0.45 <P 5 / P all <0.05 (1)
0.8 <P 34 / P all + 0.4 × P 5 / P all <1.2 (2)
here,
P 34 : Combined power of surface power on the short conjugate distance side of the first lens element and surface power on the long conjugate distance side of the second lens element P 5 : Short conjugate distance on the second lens element Surface power on the side P all : The total power of the reduction imaging optical system.
前記第1及び第2レンズ素子の各々は、光軸と直交する第1の方向のみに正の屈折力を有するアナモフィックレンズであり、光軸及び前記第1の方向と直交する第2の方向には屈折力を有していないことを特徴とする、請求項1または2に記載の縮小結像光学系。   Each of the first and second lens elements is an anamorphic lens having a positive refractive power only in a first direction orthogonal to the optical axis, and in the second direction orthogonal to the optical axis and the first direction. The reduced-magnification imaging optical system according to claim 1 or 2, characterized in that has no refractive power. 前記第2レンズ素子は、メニスカス形状を有することを特徴とする、請求項1から3のいずれかに記載の縮小結像光学系。   The reduced image-forming optical system according to claim 1, wherein the second lens element has a meniscus shape. 以下の条件を満足することを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載の縮小結像光学系:
−2.0<(D1+D2)/R3<−1.2 ・・・(3)
ここで、
D1:光軸上における絞りと第1レンズ素子との間隔
D2:第1レンズ素子の中心厚
R3:第1レンズ素子の共役距離の短い側における曲率半径
である。
The reduced imaging optical system according to claim 1, wherein the following condition is satisfied:
−2.0 <(D1 + D2) / R3 <−1.2 (3)
here,
D1: Distance between the diaphragm and the first lens element on the optical axis D2: Center thickness of the first lens element R3: Radius of curvature on the short conjugate distance side of the first lens element
前記第1レンズ素子は、少なくとも1面の非球面を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の縮小結像光学系。   The reduced image-forming optical system according to claim 1, wherein the first lens element includes at least one aspheric surface. 前記第1レンズ素子は、少なくとも1つの変曲点を有する非球面を少なくとも1面含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の縮小結像光学系。   6. The reduction imaging optical system according to claim 1, wherein the first lens element includes at least one aspheric surface having at least one inflection point. 前記第2レンズ素子は、少なくとも1面の非球面を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の縮小結像光学系。   6. The reduction imaging optical system according to claim 1, wherein the second lens element includes at least one aspheric surface. 前記第2レンズ素子は、少なくとも1つの変曲点を有する非球面を少なくとも1面含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の縮小結像光学系。   6. The reduction imaging optical system according to claim 1, wherein the second lens element includes at least one aspheric surface having at least one inflection point. 前記第1レンズ素子は、共役距離の長い側に非球面を含み、
前記第2レンズ素子は、共役距離の短い側に非球面を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の縮小結像光学系。
The first lens element includes an aspherical surface on the long conjugate distance side,
6. The reduction imaging optical system according to claim 1, wherein the second lens element includes an aspheric surface on a side having a short conjugate distance.
前記第1レンズ素子は、共役距離の長い側に少なくとも1つの変曲点を有する非球面を含み、
前記第2レンズ素子は、共役距離の短い側に非球面を含むことを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載の縮小結像光学系。
The first lens element includes an aspherical surface having at least one inflection point on a long conjugate distance side,
6. The reduction imaging optical system according to claim 1, wherein the second lens element includes an aspheric surface on a side having a short conjugate distance.
共役距離の短い側がテレセントリック性を有することを特徴とする、請求項1から11のいずれかに記載の縮小結像光学系。   12. The reduction imaging optical system according to claim 1, wherein a side having a short conjugate distance has telecentricity. 光源から出射される光を導いて対象物の被照明領域を照明する照明光学系であって、
前記光源から出射される光を均一化し、均一な強度分布を有する光を出射する均一化光学系と、
前記均一化光学系から出射される光を中継して前記被照明領域に導く、請求項1から12のいずれかに記載の縮小結像光学系とを備える、照明光学系。
An illumination optical system that guides light emitted from a light source to illuminate an illuminated area of an object,
Uniformizing light emitted from the light source and emitting light having a uniform intensity distribution; and
An illumination optical system comprising: the reduced imaging optical system according to any one of claims 1 to 12, which relays light emitted from the homogenization optical system and guides the light to the illuminated region.
前記縮小結像光学系の共役距離の長い側の焦点位置近傍に配置されるフレネルレンズを更に備える、請求項13に記載の照明光学系。   The illumination optical system according to claim 13, further comprising a Fresnel lens disposed in the vicinity of a focal position on the longer conjugate distance side of the reduced imaging optical system. 面発光装置であって、
入射面から入射した光を出射面から面発光させる面発光パネルと、
均一な強度分布を有する光を出射する光源部と、
前記光源部から出射された光を中継して前記入射面に導く、請求項1から12のいずれかに記載の縮小結像光学系とを備える、面発光装置。
A surface emitting device,
A surface emitting panel for emitting light incident from the incident surface from the exit surface;
A light source unit that emits light having a uniform intensity distribution;
A surface light-emitting device comprising: the reduced imaging optical system according to claim 1, wherein the light emitted from the light source unit is relayed and guided to the incident surface.
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