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▶ ジョウシュウシ レイテック オプトロニクス カンパニーリミテッドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B1)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】光学系
(51)【国際特許分類】
G02B 25/00 20060101AFI20240903BHJP
G02B 13/18 20060101ALI20240903BHJP
G02B 17/08 20060101ALI20240903BHJP
G02B 5/30 20060101ALI20240903BHJP
【ＦＩ】
G02B25/00
G02B13/18
G02B17/08
G02B5/30
【請求項の数】
10
(21)【出願番号】P 2023204288
(22)【出願日】2023-12-01
【審査請求日】2024-01-10
(31)【優先権主張番号】202310623523.0
(32)【優先日】2023-08-03
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】520357958
【氏名又は名称】ジョウシュウシ エーエーシー レイテック オプトロニクス カンパニーリミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100199819
【弁理士】
【氏名又は名称】大行 尚哉
(74)【代理人】
【識別番号】100087859
【弁理士】
【氏名又は名称】渡辺 秀治
(72)【発明者】
【氏名】姜思遠
【審査官】岡田 弘
(56)【参考文献】
【文献】米国特許出願公開第２０１７／０２６９３６８（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０２３－０８６６１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２３－０６４６１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０２２－１８５３０２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０２Ｂ ９／００－１７／０８
Ｇ０２Ｂ ２１／０２－２１／０４
Ｇ０２Ｂ ２５／００－２５／０４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
光学系であって、前側から後側に向かって順に、映像面、第１レンズ及び絞りから構成され、前記映像面の後側に円偏光子が貼り付けられ、前記映像面は光を発射することに用いられ、
前記第１レンズは、その前側表面に部分反射素子が設けられ、その後側表面に複合フィルムが設けられ、前記複合フィルムが反射型偏光フィルムと１／４波長板とを備え、前記反射型偏光フィルムが前記１／４波長板の後側に設けられ、前記第１レンズの後側表面が平面であり、
前記絞りが前記光学系の後側に位置し、
前記光学系の最大可視径をＶＤと定義し、前記光学系における各レンズの最大有効半径をＳＤｍａｘと定義し、前記第１レンズの前側表面から前記映像面までの軸上距離をｄ４と定義し、前記第１レンズの後側表面から前記映像面までの軸上距離をＴＴＬと定義したときに、ＶＤ≧６ｍｍ、ＳＤｍａｘ≦２１．２ｍｍ、０．７１≦ｄ４／ＴＴＬ≦０．８５という関係式を満たす、
ことを特徴とする光学系。
【請求項2】
前記第１レンズの前側表面が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3】
前記光学系の画角をＦＯＶと定義したときに、９０°≦ＦＯＶ≦１１０°という関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項4】
前記部分反射素子が半透過半反射型フィルムであり、その透過率と反射率がいずれも４０％～６０％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5】
前記反射型偏光フィルムの反射率が９５％以上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6】
前記光学系の光学全長をＴＴＬと定義したときに、ＴＴＬ≦２４ｍｍという関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項7】
前記光学系の光学全長をＴＴＬと定義し、前記光学系の焦点距離をｆと定義したときに、ＴＴＬ／ｆ≦１．００という関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項8】
前記光学系の光学歪曲収差をＤＩＳＴと定義したときに、ＤＩＳＴ≦３５％という関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項9】
前記光学系の色収差をＬＣと定義したときに、ＬＣ≦１２０μｍという関係式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の光学系。
【請求項10】
前記映像面がディスプレイであり、サイズが２．０～２．３インチであることを特徴とする請求項１に記載の光学系。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ニアアイディスプレイ技術分野に関し、特に光学系に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、スマートヘッドマウントデバイスに関する技術が急速に発展するにつれて、光学レンズを搭載した電子機器の応用がより広くなり、光学レンズに対する要求もより多様化し、仮想現実、拡張現実および混合現実などの分野における応用が急速に成長し、ユーザー体験から、小型で優れた結像方式を兼ね備えた光学系に対する需要が非常に差し迫っている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
上記の問題に対して、本発明は、優れた光学性能を備えるとともに、小型で軽量な設計要求を満たす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】
【0004】
上記の技術課題を解決するため、本発明の光学系は、前側から後側に向かって順に、映像面と、第１レンズと、絞りとを備え、前記映像面の後側に光を発射するための円偏光子が貼り付けられ、前記第１レンズの前側表面に部分反射素子が設けられ、その後側表面に複合フィルムが設けられ、前記複合フィルムが反射型偏光フィルムと１／４波長板とを備え、前記反射型偏光フィルムが前記１／４波長板の後側に設けられ、前記絞りが前記光学系の後側に位置し、前記光学系の最大可視径がＶＤであり、前記光学系における各レンズの最大有効半径がＳＤｍａｘであり、前記第１レンズの前側表面から前記映像面までの軸上距離がｄ４であり、前記第１レンズの後側表面から前記像面までの軸上距離がＴＴＬであり、且つ、ＶＤ≧６ｍｍ、ＳＤｍａｘ≦２１．２ｍｍ、０．７１≦ｄ４／ＴＴＬ≦０．８５という関係式を満たす光学系を提供する。
【0005】
好ましくは、前記第１レンズの前側表面が非球面である。
【0006】
好ましくは、前記第１レンズの後側表面が平面である。
【0007】
好ましくは、前記光学系の画角がＦＯＶであり、９０°≦ＦＯＶ≦１１０°を満たす。
【0008】
好ましくは、前記部分反射素子が半透過半反射型フィルムであり、その透過率と反射率がいずれも４０％～６０％である。
【0009】
好ましくは、前記反射型偏光フィルムの反射率が９５％以上である。
【0010】
好ましくは、前記光学系の光学全長がＴＴＬであり、ＴＴＬ≦２４ｍｍを満たす。
【0011】
好ましくは、前記光学系の光学全長がＴＴＬであり、前記光学系の焦点距離がｆであり、ＴＴＬ／ｆ≦１．００を満たす。
【0012】
好ましくは、前記光学系の光学歪曲収差がＤＩＳＴであり、ＤＩＳＴ≦３５％を満たす。
【0013】
好ましくは、前記光学系の色収差がＬＣであり、ＬＣ≦１２０μｍを満たす。
【0014】
好ましくは、前記映像面がディスプレイであり、サイズが２．０～２．３インチである。
【発明の効果】
【0015】
本発明の有益な効果は、第１レンズの前側表面に部分反射素子を設け、第１レンズの後側表面に反射型偏光フィルムと１／４波長板を含んだ複合フィルムを設けることにより、光路折りたたみ構造を実現し、レンズの半径を制御し、光学系の体積を減らすとともに、最大可視径が６ｍｍ以上であるため、ユーザーが煩雑な調整をすることなく最適な表示効果を得ることができ、小型と高結像性能を両立させていることにある。
【図面の簡単な説明】
【0016】
本発明の実施例における技術考案をより明確に説明し、以下、実施例の説明に必要な図面を簡単に説明する。明らかに、以下の図面の説明が、本発明のいくつかの実施例のみを説明するためのものであり、当業者にとっては、創造的な努力を払わなくて、これらの図面からほかの図面も得られる。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明の目的、技術方案及び利点をより明確にするために、以下に、図面を参照しながら本発明の各実施形態を詳しく説明する。ただ、本発明の各実施形態において、本発明に対する理解を便宜にするために、多くの技術的細部まで記載されているが、これらの技術的細部および以下の各実施形態に基づく各種の変化及び修正がなくても、本発明が保護しようとする技術方案を実現可能であることは、当業者にとっては自明なことである。
【0018】
（第１実施形態）
【0019】
図１に示すように、前側から後側まで、映像面１１と、円偏光子１２と、部分反射素子１３と、第１レンズ１４と、１／４波長板１５と、反射型偏光フィルム１６と、絞り１８とを順次含んだ光学系１００を提供している。
【0020】
映像面１１は、光を発射する。映像面１１は、前記映像面１１の後側に貼り付けられた円偏光子１２を有し、本実施形態では、映像面１１がディスプレイであり、サイズが２．１インチであり、ディスプレイから発射された光が円偏光子１２を通過した後、左回り円偏光ＬＣＰを形成する。
【0021】
第１レンズ１４の前側表面１４１には、部分反射素子１３が設けられ、一部の光が反射され、一部の光が第１レンズ１４に入射し、この場合、光が左回り円偏光ＬＣＰである。
【0022】
第１レンズ１４の後側表面１４２には、複合フィルムが設けられ、前記複合フィルムが反射型偏光フィルム１６と、１／４波長板１５とを備え、前記反射型偏光フィルム１６が前記１／４波長板１５よりも、前記第１レンズ１４の後側表面１４２から離れ、左回り円偏光ＬＣＰが初回１／４波長板１５を通過した後、直線偏光Ｓ光に変換された後、反射型偏光フィルム１６で反射され、この場合の反射光がなお直線偏光Ｓ光であり、２回目に１／４波長板１５を通過した後、左回り円偏光ＬＣＰに変換され、２回目に第１レンズ１４に入射し、部分反射素子１３で部分的に反射され、反射された光が右回り円偏光ＲＣＰに変換されて、３回目に第１レンズ１４に入射し、右回り円偏光ＲＣＰが第１レンズ１４から出射された後、１／４波長板１５に入射し、１／４波長板１５を通過して直線偏光Ｐ光に変換され、反射型偏光フィルム１６に入射する。反射型偏光フィルム１６は、直線偏光Ｓ光を反射し、直線偏光Ｐ光を透過する特性を有しているため、直線偏光Ｐ光は、透過してから絞り１８に入る。
【0023】
絞り１８の位置は、人間の目の表面を模擬した位置であり、前記絞り１８の直径が６ｍｍであり、光学系１００の最大可視径をＶＤと定義し、ＶＤが６ｍｍであり、ＶＤ≧６ｍｍを満たす。即ち、人間の目は、直径が少なくとも６ｍｍの範囲内を移動するときに、鮮明な画像を見ることができる。
【0024】
第１レンズ１４の有効半径は、２０．３ｍｍであり、光学系１００におけるレンズの最大有効半径をＳＤｍａｘと定義し、ＳＤｍａｘ≦２１．２ｍｍを満たす。これは、光学系の小型化に寄与する。
【0025】
本実施形態では、第１レンズ１４の後側表面１４２は、平面であり、複合フィルムの貼り付け歩留まりを高めるのに役立ち、第１レンズ１４の前側表面１４１は、非球面であり、非球面設計によって表示画像のフォーカス位置を調整することで、光学系の色収差や歪みを低減し、結像品質を高めることができる。他の代替実施形態では、第１レンズ１４の前側表面１４１は、自由曲面であってもよい。
【0026】
本実施形態では、第１レンズ１４の前側表面１４１は、凸面である。
【0027】
本実施形態では、光学系１００の画角をＦＯＶと定義し、ＦＯＶが１００．００°であり、９０°≦ＦＯＶ≦１１０°を満たす。これにより、広い画角でより良いユーザー体験をもたらす。好ましくは、９５°≦ＦＯＶ≦１０５°を満たす。
【0028】
本実施形態では、部分反射素子は、半透過半反射型フィルムであり、その透過率と反射率は、いずれも５０％である。他の代替実施形態では、部分反射素子の反射透過率は、具体的な設計要求に応じて調整することができ、４０：６０、５５：４５、６０：４０などであってもよい。
【0029】
本実施形態では、反射型偏光フィルム１６の反射率は９５％以上であり、より高い反射率は、光学系１００の光線効率を高め、表示輝度を増やすことができる。
【0030】
映像面１１から第１レンズ１７の後側表面１７２までの軸上距離、即ち光学系の光学全長をＴＴＬと定義し、本実施形態では、ＴＴＬが２３．５３４であり、ＴＴＬ≦２４ｍｍを満たす。これにより、光学系の体積を減らすのに役立つ。
【0031】
前記第１レンズ１４の前側表面から前記映像面１１までの軸上距離をｄ４と定義し、本実施形態では、ｄ４が１４．３４７、ｄ４／ＴＴＬが０．７３７であり、０．７１≦ｄ４／ＴＴＬ≦０．８５を満たす。これにより、光学系の体積を減らすのに役立つ。
【0032】
光学系１００の焦点距離をｆと定義し、本実施形態では、ｆが２４．５９、ＴＴＬ／ｆが０．９５７であり、ＴＴＬ／ｆ≦１．００を満たす。これにより、光学系の体積を減らすのに役立つ。
【0033】
光学系の光学歪曲収差をＤＩＳＴと定義し、本実施形態では、ＤＩＳＴ≦３５％を満たす。これにより、歪みが小さくなり、ユーザーによりリアルなＶＲ環境を提供することができる。
【0034】
光学系の色収差をＬＣと定義し、本実施形態では、ＬＣ≦１２０μｍを満たす。これにより、色収差が小さくなり、ユーザーによりリアルなＶＲ環境を提供することができる。
【0035】
以下、実施例を用いて、本発明に係る光学系１００を説明する。各実施例に記載の符号は以下の通りである。焦点距離、軸上距離、中心曲率半径、軸上厚み、変曲点位置及び停留点位置の単位は、ｍｍである。
【0036】
表１、表２は、本発明の第１実施形態に係る光学系１００の設定データを示す。
【0037】
【表1】
【0038】
ここで、各符号の意味は、以下の通りである。
Ｒ ：光学面の中心の曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズ１４の後側表面の中心曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズ１４の前側表面の中心曲率半径
ｄ ：レンズの軸上厚み、レンズ間の軸上距離。光路を分かりやすくするために、光が後側から前側に伝播することをプラスとし、光が前側から後側に伝播することを負の値とする
ｄ０ ：絞りＳ１８から第１レンズＬ１４の物体側の面１４２までの軸上距離
ｄ１ ：第１レンズＬ１４の軸上厚み
ｄ２ ：第１レンズＬ１４の軸上厚みの負の値
ｄ３ ：第１レンズＬ１４の軸上厚み
ｄ４ ：第１レンズ１４の前側表面１４１から映像面１１までの軸上距離
ｎｄ ：ｄ線の屈折率（ｄ線は波長５５０ｎｍの緑色光である）
ｎｄ１ ：第１レンズＬ１４のｄ線の屈折率
ｖｄ ：アッベ数
ｖ１ ：第１レンズＬ１４のアッベ数
Ｒ ：光学面の中心の曲率半径
Ｒ１ ：第１レンズ１４の後側表面の中心曲率半径
Ｒ２ ：第１レンズ１４の前側表面の中心曲率半径
ｄ ：レンズの軸上厚み、レンズ間の軸上距離。光路を分かりやすくするために、光が後側から前側に伝播することをプラスとし、光が前側から後側に伝播することを負の値とする
ｄ０ ：絞りＳ１８から第１レンズＬ１４の物体側の面１４２までの軸上距離
ｄ１ ：第１レンズＬ１４の軸上厚み
ｄ２ ：第１レンズＬ１４の軸上厚みの負の値
ｄ３ ：第１レンズＬ１４の軸上厚み
ｄ４ ：第１レンズ１４の前側表面１４１から映像面１１までの軸上距離
ｎｄ ：ｄ線の屈折率（ｄ線は波長５５０ｎｍの緑色光である）
ｎｄ１ ：第１レンズＬ１４のｄ線の屈折率
ｖｄ ：アッベ数
ｖ１ ：第１レンズＬ１４のアッベ数
【0039】
表２は、本発明の第１実施形態に係る光学系１００における各レンズの非球面のデータを示す。
【0040】
【表2】
【0041】
各レンズ面の非球面は、便宜上、上記式（１）で表される非球面を使用しているが、本発明は、この式（１）の非球面多項式に限定されるものではない。
【0042】
ｚ＝（ｃｒ２）／｛１＋［１－（ｋ＋１）（ｃ２ｒ２）］１／２｝＋Ａ４ｒ４＋Ａ６ｒ６＋Ａ８ｒ８＋Ａ１０ｒ１０＋Ａ１２ｒ１２＋Ａ１４ｒ１４＋Ａ１６ｒ１６＋Ａ１８ｒ１８＋Ａ２０ｒ２０＋Ａ２２ｒ２２＋Ａ２４ｒ２４＋Ａ２６ｒ２６ （１）
【0043】
ここで、ｋは円錐係数であり、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１４、Ａ１６、Ａ１８、Ａ２０、Ａ２２、Ａ２４、Ａ２６は非球面係数であり、ｃは光学面の中心の曲率であり、ｒは非球面曲線上の点と光軸との垂直距離であり、ｚは非球面深さ（非球面における光軸から離れた距離がｒである点と、非球面光軸上の頂点に接する接平面との垂直距離）である。
【0044】
図２、図３は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５４０ｎｍ、６３０ｎｍの光が第１実施形態に係る光学系１００を通った後のスポット図及び倍率色収差を示す図である。図４は、波長５４０ｎｍの光が第１実施形態に係る光学系１００を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す図であり、図４の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
【0045】
本実施形態において、上記の光学系１００の入射瞳径ＥＮＰＤが６ｍｍであり、ＴＴＬが２３．５２６ｍｍであり、ｄ４／ＴＴＬが０．７３７であり、焦点距離ｆが２４．５９ｍｍであり、ＴＴＬ／ｆが０．９５７であり、全視野の像高ＩＨが１９．９７０ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１００．００°である。これにより、光学系１００は、小体積、最大可視直径が６ｍｍ以上の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0046】
（第２実施形態）
【0047】
第２実施形態は、第１実施形態とほぼ同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
【0048】
図６に示されたのは、本発明の第２実施形態に係る光学系２００である。
【0049】
表３、表４は、本発明の第２実施形態に係る光学系２００の設定データを示す。
【0050】
【表3】
【0051】
表４は、本発明の第２実施形態に係る光学系２００における各レンズの非球面のデータを示す。
【0052】
【表4】
【0053】
図７、図８は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５４０ｎｍ、６３０ｎｍの光が第２実施形態に係る光学系２００を通った後のスポット図及び倍率色収差を示す図である。図９は、波長５４０ｎｍの光が第２実施形態に係る光学系２００を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す図であり、図９の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
【0054】
本実施形態において、上記の光学系２００の入射瞳径ＥＮＰＤが６ｍｍであり、ＴＴＬが２２．５２８ｍｍであり、ｄ４／ＴＴＬが０．７１１であり、光学系におけるレンズの最大有効半径はＳＤｍａｘが１９．５ｍｍであり、焦点距離ｆが２３．９５６ｍｍであり、ＴＴＬ／ｆが０．９４であり、全視野の像高ＩＨが１９．２００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが１０３．８９°である。これにより、光学系２００は、小体積、最大可視直径が６ｍｍ以上の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0055】
（第３実施形態）
【0056】
第３実施形態は、第１実施形態とほぼ同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
【0057】
図１１に示されたのは、本発明の第３実施形態に係る光学系３００である。
【0058】
表５、表６は、本発明の第３実施形態に係る光学系３００の設定データを示す。
【0059】
【表5】
【0060】
表６は、本発明の第３実施形態に係る光学系３００における各レンズの非球面のデータを示す。
【0061】
【表6】
【0062】
図１２、図１３は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５４０ｎｍ、６３０ｎｍの光が第３実施形態に係る光学系３００を通った後のスポット図及び倍率色収差を示す図である。図１４は、波長５４０ｎｍの光が第３実施形態に係る光学系３００を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す図であり、図１４の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
【0063】
本実施形態において、上記の光学系３００の入射瞳径ＥＮＰＤが６ｍｍであり、ＴＴＬが２３．５３０ｍｍであり、ｄ４／ＴＴＬが０．７９８であり、光学系におけるレンズの最大有効半径はＳＤｍａｘが２１．２ｍｍであり、焦点距離ｆが２４．６４３ｍｍであり、ＴＴＬ／ｆが０．９５５であり、全視野の像高ＩＨが１９．２００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが９６．２９°である。これにより、光学系３００は、小体積、最大可視直径が６ｍｍ以上の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0064】
（第４実施形態）
【0065】
第４実施形態は、第１実施形態とほぼ同じであり、符号の意味も第１実施形態と同様であるため、異なる点のみを以下に示す。
【0066】
図１６に示されたのは、本発明の第４実施形態に係る光学系４００である。
【0067】
表７、表８は、本発明の第４実施形態に係る光学系４００の設定データを示す。
【0068】
【表7】
【0069】
表８は、本発明の第３実施形態に係る光学系４００における各レンズの非球面のデータを示す。
【0070】
【表8】
【0071】
図１７、図１８は、それぞれ波長４５０ｎｍ、５４０ｎｍ、６３０ｎｍの光が第４実施形態に係る光学系４００を通った後のスポット図及び倍率色収差を示す図である。図１９は、波長５４０ｎｍの光が第４実施形態に係る光学系４００を通った後の像面湾曲及び歪曲収差を示す図であり、図１９の像面湾曲Ｓは、サジタル方向の像面湾曲であり、Ｔは、子午方向の像面湾曲である。
【0072】
本実施形態において、上記の光学系４００の入射瞳径ＥＮＰＤが６ｍｍであり、ＴＴＬが２３．６６４ｍｍであり、ｄ４／ＴＴＬが０．８４３であり、光学系におけるレンズの最大有効半径はＳＤｍａｘが２０．３ｍｍであり、焦点距離ｆが２４．６１７ｍｍであり、ＴＴＬ／ｆが０．９６１であり、全視野の像高ＩＨが１９．２００ｍｍであり、対角線方向の画角ＦＯＶが９６．５８°である。これにより、光学系４００は、小体積、最大可視直径が６ｍｍ以上の設計要件を満たすことができ、その軸上、軸外の色収差が十分に補正されて、優れた光学特性を有する。
【0073】
上記の各実施形態は本発明を実現するための具体的な実施形態であるが、実際の応用において、本発明の主旨及び範囲から逸脱することなく、形式及び細部に対する種々の変更を行うことができることは、当業者であれば理解できるはずである。
【要約】 （修正有）
【課題】本発明は、光学レンズの分野に関し、光学系を提供する。
【解決手段】光学系は、前側から後側に向かって順に、映像面と、第１レンズと、絞りとを備え、前記映像面の後側に光を発射するための円偏光子が貼り付けられ、前記第１レンズの前側表面に部分反射素子が設けられ、その後側表面に複合フィルムが設けられ、前記複合フィルムが反射型偏光フィルムと１／４波長板とを備え、前記反射型偏光フィルムが前記１／４波長板の後側に設けられ、前記絞りが前記光学系の後側に位置し、前記光学系の最大可視径がＶＤであり、前記光学系における各レンズの最大有効半径がＳＤｍａｘであり、前記第１レンズの前側表面から前記映像面までの軸上距離がｄ４であり、前記第１レンズの後側表面から前記像面までの軸上距離がＴＴＬであり、且つ、ＶＤ≧６ｍｍ、ＳＤｍａｘ≦２１．２ｍｍ、０．７１≦ｄ４／ＴＴＬ≦０．８５という関係式を満たす。
【選択図】図１
【解決手段】光学系は、前側から後側に向かって順に、映像面と、第１レンズと、絞りとを備え、前記映像面の後側に光を発射するための円偏光子が貼り付けられ、前記第１レンズの前側表面に部分反射素子が設けられ、その後側表面に複合フィルムが設けられ、前記複合フィルムが反射型偏光フィルムと１／４波長板とを備え、前記反射型偏光フィルムが前記１／４波長板の後側に設けられ、前記絞りが前記光学系の後側に位置し、前記光学系の最大可視径がＶＤであり、前記光学系における各レンズの最大有効半径がＳＤｍａｘであり、前記第１レンズの前側表面から前記映像面までの軸上距離がｄ４であり、前記第１レンズの後側表面から前記像面までの軸上距離がＴＴＬであり、且つ、ＶＤ≧６ｍｍ、ＳＤｍａｘ≦２１．２ｍｍ、０．７１≦ｄ４／ＴＴＬ≦０．８５という関係式を満たす。
【選択図】図１
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