JPH11133315A - Eyepiece and virtual image presenting device - Google Patents

Eyepiece and virtual image presenting device

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Publication number
JPH11133315A
JPH11133315A JP9296836A JP29683697A JPH11133315A JP H11133315 A JPH11133315 A JP H11133315A JP 9296836 A JP9296836 A JP 9296836A JP 29683697 A JP29683697 A JP 29683697A JP H11133315 A JPH11133315 A JP H11133315A
Authority
JP
Japan
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lens
lens group
eyepiece
pupil
image
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP9296836A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehiro Nakatsue
武弘 中枝
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPH11133315A publication Critical patent/JPH11133315A/en
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  • Transforming Electric Information Into Light Information (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an eyepiece having long eye relief and high resolution over a wide image angle even when a pupil position is deviated from an optical axis. SOLUTION: An eyepiece is constituted of 1st lens group 1 to 4th lens group 4 arranged successively from the pupil side. The 1st lens group 1 is constituted of joining a positive lens 11 with a negative lens 12, the 2nd and 3rd lens groups 2, 3 are respectively constituted of positive lenses 21, 31, and the 4th lens group 4 is constituted of a negative lens 41. At lest one surface out of the 3rd lens group 3 or the 4th lens group 4, i.e., the pupil side surface 31A of the 3rd lens group 3 in Fig.1, is made an aspheric surface and the shape coefficient of the 2nd lens group 2 is set up to a value >0.5.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、接眼レンズおよび
虚像提供装置に関し、特に、例えば、性能の高い接眼レ
ンズを実現することにより、瞳位置が光軸からずれて
も、広い画角に亘って、高解像度の虚像を提供すること
ができるようにする接眼レンズおよび虚像提供装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an eyepiece and a virtual image providing apparatus, and more particularly, to a high-performance eyepiece, which can cover a wide angle of view even if the pupil position deviates from the optical axis. The present invention relates to an eyepiece and a virtual image providing apparatus which can provide a high-resolution virtual image.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、テレビジョン放送による映像や、
コンピュータにおいて生成された映像などは、CRT
(Cathode Ray Tube)などを用いて表示される。
2. Description of the Related Art Conventionally, television broadcast images,
Images generated by the computer are CRT
(Cathode Ray Tube).

【0003】しかしながら、CRTは、その設置に、か
なりの場所を占有する。
[0003] However, CRTs occupy considerable space in their installation.

【0004】そこで、近年における、液晶などの2次元
映像表示装置(素子)の小型化に伴い、そのような小型
の映像表示装置と接眼レンズ、さらには、必要に応じて
投影レンズをも組み合わせ、接眼レンズによって、映像
表示装置が表示する映像の虚像を観察する、頭部に装着
することの可能なHMD(Head Mount Display)と呼ば
れる映像提供装置(虚像提供装置)が実現されている。
Therefore, with the recent miniaturization of two-dimensional video display devices (elements) such as liquid crystal, such a small video display device is combined with an eyepiece and, if necessary, a projection lens. The eyepiece realizes an image providing device (virtual image providing device) called an HMD (Head Mount Display) that can be worn on the head and observes a virtual image of an image displayed by the image display device.

【0005】しかしながら、HMDは、頭部に装着する
ため、ユーザに拘束感を感じさせ、また、周囲を見る場
合には、その都度、HMDを脱着しなければならず、不
便であった。
[0005] However, since the HMD is worn on the head, the user feels a sense of restraint, and when looking around, the HMD has to be attached and detached each time, which is inconvenient.

【0006】そこで、本件出願人は、例えば、特願平8
−307667号として、映像表示装置と接眼レンズと
を組み合わせた映像提供装置を、ユーザ以外のものに固
定し、ユーザが接眼レンズをのぞくことで、虚像の観察
が可能な表示装置を、先に提案している。このような表
示装置によれば、HMDのような拘束感はなく、また、
周囲も容易に見ることができる。
Accordingly, the applicant of the present application has disclosed, for example,
Japanese Patent No. 307667 proposes a display device in which a video display device and an eyepiece are combined and fixed to something other than the user, and a user can look at the eyepiece to observe a virtual image. doing. According to such a display device, there is no sense of restriction unlike the HMD, and
The surroundings can be easily seen.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、映像提供装
置を、ユーザ以外のものに固定した場合、例えば、ユー
ザが動くことによって、ユーザの瞳と、接眼レンズとの
相対的な位置関係が変化する。従って、ユーザが、ある
程度、光軸方向に動いても、ユーザの瞳と、接眼レンズ
とが接触しないように、それらの間隔をとる必要があ
る。また、視力の低いユーザは、眼鏡をかけた状態で、
映像提供装置の使用を行うことがあるから、眼鏡をかけ
たユーザが、ある程度、光軸方向に動いても、眼鏡と、
接眼レンズとが接触しないようにする必要もあり、この
ような眼鏡をかけたユーザも考慮すると、ユーザの瞳と
接眼レンズとの間隔は、さらに長くとる必要がある。
When the image providing apparatus is fixed to something other than the user, for example, when the user moves, the relative positional relationship between the user's pupil and the eyepiece changes. . Therefore, even if the user moves to some extent in the direction of the optical axis, it is necessary to set an interval between the user's pupil and the eyepiece so that they do not come into contact with each other. In addition, a user with low visual acuity, while wearing glasses,
Since the use of the image providing device may be performed, even if the user wearing glasses moves to some extent in the optical axis direction,
It is necessary to prevent the eyepiece from coming into contact with the eyepiece, and considering the user wearing such glasses, the distance between the user's pupil and the eyepiece needs to be longer.

【0008】ここで、瞳から、瞳側のレンズまでの長
さ、即ち、アイレリーフを充分にとった接眼レンズは、
ハイアイポイントの接眼レンズと呼ばれるが、ハイアイ
ポイントの接眼レンズとしては、例えば、USP2,6
37,245やUSP4,054,370などに開示さ
れたものがある。
Here, the length from the pupil to the lens on the pupil side, that is, an eyepiece having sufficient eye relief,
Although it is called an eyepiece of a high eye point, as an eyepiece of a high eye point, for example, USP 2,6
37, 245 and US Pat. No. 4,054,370.

【0009】また、ユーザが、光軸と垂直な方向に動い
た場合には、ユーザの瞳位置が、光軸上からずれるが、
接眼レンズは、そのような状態でも、高解像度の映像
(虚像)を提供することができる、瞳位置のずれの許容
量の大きい性能の高いものであるのが望ましい。
When the user moves in a direction perpendicular to the optical axis, the user's pupil position is shifted from the optical axis.
It is desirable that the eyepiece be a high-performance eyepiece that can provide a high-resolution image (virtual image) even in such a state and has a large allowable amount of pupil position shift.

【0010】さらに、従来、映像表示装置としては、横
×縦の画素数が640×480(VGA)程度のものが
一般的であったが。最近では、高画質化の要請等から、
例えば、1024×768(XGA)や、1600×1
200(UXGA)、1920×1080(ハイビジョ
ン)などの画素数を有する映像表示装置が一般的になり
つつあり、これに伴い、接眼レンズとしても、より高解
像力で、画角の広いものが必要となってきている。
[0010] Conventionally, as a video display device, a device in which the number of horizontal and vertical pixels is about 640 x 480 (VGA) has been generally used. Recently, due to requests for higher image quality,
For example, 1024 × 768 (XGA), 1600 × 1
Video display devices having the number of pixels such as 200 (UXGA) and 1920 × 1080 (high-definition) are becoming popular, and accordingly, eyepieces having higher resolution and a wider angle of view are required. It has become to.

【0011】しかしながら、アイレリーフを長くするこ
とを、瞳位置のずれの許容量を大きくすることとは、背
反する要求であり、さらに、これらの要求と、解像力を
高めることや、画角を広くすることも、それぞれ背反す
る要求である。
However, increasing the eye relief and increasing the permissible amount of pupil position deviation are contrary requirements. Further, these requirements, increasing the resolution, and widening the angle of view are required. Doing so is also a conflicting demand.

【0012】具体的には、例えば、USP2,549,
158に開示されている接眼レンズでは、画角は80度
程度と広いが、アイレリーフは0.76f程度である。
これに対して、例えば、USP2637245に開示さ
れている接眼レンズでは、アイレリーフは1.375f
程度とハイアイポイントであるが、画角は42度程度で
ある。さらに、これらの接眼レンズの解像力では、いず
れも、UXGAやハイビジョンの規格に対応することは
困難である。
Specifically, for example, USP 2,549,
158, the angle of view is as wide as about 80 degrees, but the eye relief is about 0.76f.
In contrast, for example, in the eyepiece disclosed in US Pat. No. 2,637,245, the eye relief is 1.375 f.
Although this is a degree and a high eye point, the angle of view is about 42 degrees. Further, it is difficult for any of these eyepieces to conform to the standards of UXGA and Hi-Vision.

【0013】一方、接眼レンズの(全系の)焦点距離を
長くすれば、同一構成であっても、アイレリーフを長く
し、さらに、瞳位置のずれの許容量を大きくすることが
できる。
On the other hand, if the focal length of the eyepiece lens (of the entire system) is made longer, the eye relief can be made longer and the allowable amount of the pupil position shift can be increased even with the same configuration.

【0014】しかしながら、映像の大きさが一定の場合
においては、画角は、焦点距離に反比例するため、接眼
レンズの焦点距離を長くすると、画角が狭くなり、臨場
感が損なわれることになる。この場合、接眼レンズを介
して見る映像を大きくすれば、画角を確保することが可
能であるが、ユーザが、接眼レンズを介して、映像表示
装置が表示する映像を直接見ることで、虚像が提供され
る虚像提供装置では、映像表示装置の大きさが制限され
るため、画角の確保が困難である。
However, when the size of the image is constant, the angle of view is inversely proportional to the focal length. Therefore, if the focal length of the eyepiece is increased, the angle of view becomes narrower, and the sense of reality is impaired. . In this case, if the image viewed through the eyepiece is enlarged, it is possible to secure the angle of view. However, the user can directly view the image displayed by the image display device through the eyepiece, and thereby obtain a virtual image. In the virtual image providing device provided with the above, it is difficult to secure the angle of view because the size of the video display device is limited.

【0015】そこで、映像表示装置が表示する映像を、
光学系によって、スクリーン上に拡大投影し、その投影
像を、接眼レンズを介して見る方法がある。この場合、
投影像の大きさは、光学系の倍率、および映像表示装置
からスクリーンまでの距離によって設定することがで
き、これにより、大きな投影像を形成することで、大き
な画角を確保することが可能となる。
Therefore, the image displayed by the image display device is
There is a method of enlarging and projecting the image on a screen by an optical system and viewing the projected image through an eyepiece. in this case,
The size of the projected image can be set according to the magnification of the optical system and the distance from the video display device to the screen, and by forming a large projected image, it is possible to secure a large angle of view. Become.

【0016】しかしながら、大きな投影像を形成するに
は、光学系の倍率を大きくし、かつ、映像表示装置から
スクリーンまでの距離を長くする必要があり、その結
果、虚像提供装置全体が大型化することになる。
However, in order to form a large projection image, it is necessary to increase the magnification of the optical system and to increase the distance from the video display device to the screen. As a result, the size of the entire virtual image providing device increases. Will be.

【0017】また、画角は、接眼レンズの焦点距離を短
くすることで大きくすることができるが、この場合、ア
イレリーフが短くなり、瞳位置のずれの許容量も小さく
なる。さらに、画角を大きくすると、一般に、非点収差
や、像面歪曲、歪曲収差、倍率色収差などが大きくな
り、解像度を確保することが困難となる。
The angle of view can be increased by shortening the focal length of the eyepiece. In this case, however, the eye relief is shortened and the tolerance of the pupil position shift is reduced. Further, when the angle of view is increased, astigmatism, image surface distortion, distortion, chromatic aberration of magnification, and the like are generally increased, and it is difficult to ensure resolution.

【0018】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであり、接眼レンズのアイレリーフを長くすると
ともに、瞳位置が光軸からずれても、広い画角に亘っ
て、高解像度の映像を提供することができるようにする
ものである。
The present invention has been made in view of such a situation, and has a long eye relief of an eyepiece and a high resolution over a wide angle of view even if the pupil position is shifted from the optical axis. It is intended to provide an image.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の接眼レ
ンズは、第1のレンズ群が、正レンズと負レンズとを順
次接合して構成され、第2および第3のレンズ群が、正
レンズで構成され、第4のレンズ群が、負レンズで構成
され、第3または第4のレンズ群のうちの少なくとも1
面が非球面とされていることを特徴とする。
In the eyepiece according to the first aspect, the first lens group is formed by sequentially joining a positive lens and a negative lens, and the second and third lens groups are The fourth lens group includes a positive lens, and the fourth lens group includes at least one of the third and fourth lens groups.
The surface is aspherical.

【0020】請求項7に記載の虚像提供装置は、映像の
虚像を形成する光学系における第1のレンズ群が、正レ
ンズと負レンズとを順次接合して構成され、第2および
第3のレンズ群が、正レンズで構成され、第4のレンズ
群が、負レンズで構成され、第3または第4のレンズ群
のうちの少なくとも1面が非球面とされていることを特
徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the virtual image providing apparatus, the first lens group in the optical system for forming a virtual image of an image is configured by sequentially joining a positive lens and a negative lens, and The lens group is constituted by a positive lens, the fourth lens group is constituted by a negative lens, and at least one surface of the third or fourth lens group is aspherical.

【0021】請求項1に記載の接眼レンズにおいては、
第1のレンズ群が、正レンズと負レンズとを順次接合し
て構成され、第2および第3のレンズ群が、正レンズで
構成され、第4のレンズ群が、負レンズで構成されてい
る。そして、第3または第4のレンズ群のうちの少なく
とも1面が非球面とされている。
In the eyepiece according to the first aspect,
The first lens group is configured by sequentially joining a positive lens and a negative lens, the second and third lens groups are configured by positive lenses, and the fourth lens group is configured by negative lenses. I have. At least one surface of the third or fourth lens group is aspheric.

【0022】請求項7に記載の虚像提供装置において
は、映像の虚像を形成する光学系における第1のレンズ
群が、正レンズと負レンズとを順次接合して構成され、
第2および第3のレンズ群が、正レンズで構成され、第
4のレンズ群が、負レンズで構成されている。そして、
第3または第4のレンズ群のうちの少なくとも1面が非
球面とされている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the virtual image providing apparatus, the first lens group in the optical system that forms a virtual image of an image is configured by sequentially joining a positive lens and a negative lens,
The second and third lens groups are composed of positive lenses, and the fourth lens group is composed of negative lenses. And
At least one surface of the third or fourth lens group is aspheric.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の接眼レンズの第
1実施の形態の構成例を示している。
FIG. 1 shows an example of the configuration of an eyepiece according to a first embodiment of the present invention.

【0024】前述したように、接眼レンズのアイレリー
フと長くすることと、瞳位置のずれ量に対する許容量を
大きくすることとは、背反する要求であり、従って、ア
イレリーフと瞳位置のずれの許容量ととは、両者のバラ
ンスを考え、実用上許容することができる値を設定する
必要がある。
As described above, increasing the eye relief of the eyepiece and increasing the allowable amount of the pupil position deviation are contrary requirements, and accordingly, the difference between the eye relief and the pupil position deviation is required. The allowable amount needs to be set to a value that is practically allowable in consideration of the balance between the two.

【0025】図1の第1実施の形態の接眼レンズ(後述
する第2乃至第4実施の形態の接眼レンズについても同
様)では、アイレリーフが、例えば35mm(ミリメー
トル)以上に、瞳位置のずれの許容量が、例えば±9m
mに設定されている。さらに、画角は、水平画角(全
角)で35度、対角画角(全角)で40度以上確保する
ことができるように設定されている。
In the eyepiece of the first embodiment shown in FIG. 1 (the same applies to the eyepieces of the second to fourth embodiments described later), the eye relief is shifted, for example, to 35 mm (millimeters) or more. Is, for example, ± 9 m
m. Further, the angle of view is set such that a horizontal angle of view (full angle) of 35 degrees and a diagonal angle of view (full angle) of 40 degrees or more can be secured.

【0026】なお、例えば、双眼鏡などでは、アイレリ
ーフは、一般に20mm程度とされているが、ここで
は、接眼レンズが、前述の、ユーザ以外のものに固定さ
れる映像提供装置に使用された場合に、眼鏡をかけたユ
ーザが、ある程度、光軸方向に動いても、眼鏡と、接眼
レンズとが接触しないようにするために、アイレリーフ
を35mm以上に設定している。
For example, in the case of binoculars or the like, the eye relief is generally about 20 mm. However, in this case, when the eyepiece is used in the above-described image providing apparatus fixed to a member other than the user. In addition, the eye relief is set to 35 mm or more in order to prevent the spectacles and the eyepiece from coming into contact with each other even if the user wearing the spectacles moves to some extent in the optical axis direction.

【0027】また、一般に、臨場感を感じる水平画角は
30度以上とされているため、水平画角を35度に設定
している。
In general, the horizontal angle of view that gives a sense of realism is set to 30 degrees or more, so the horizontal angle of view is set to 35 degrees.

【0028】図1において、接眼レンズは、4群5枚の
レンズで構成されている。即ち、接眼レンズ(光学系)
は、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3レンズ群
3、第4レンズ群4が、瞳側から順次配置されて構成さ
れている。なお、図1において、第4レンズ群4の右側
に、例えば、虚像を形成する像が投影されるスクリーン
などが設置され、その像を、第1レンズ群1の左側から
見ることで、その虚像を観察することができる。
In FIG. 1, the eyepiece is constituted by five lenses in four groups. That is, the eyepiece (optical system)
Is configured such that a first lens group 1, a second lens group 2, a third lens group 3, and a fourth lens group 4 are sequentially arranged from the pupil side. In FIG. 1, for example, a screen or the like on which an image forming a virtual image is projected is installed on the right side of the fourth lens group 4, and when the image is viewed from the left side of the first lens group 1, the virtual image is obtained. Can be observed.

【0029】第1レンズ群1(第1のレンズ群)は、正
レンズであるレンズ11と負レンズであるレンズ12と
が接合されて構成されている。なお、レンズ11が瞳側
に、レンズ12が瞳と反対側(スクリーン側)に、それ
ぞれ配置されている。
The first lens group 1 (first lens group) includes a lens 11 as a positive lens and a lens 12 as a negative lens. The lens 11 is arranged on the pupil side, and the lens 12 is arranged on the side opposite to the pupil (screen side).

【0030】第2レンズ群2(第2のレンズ群)は、正
レンズであるレンズ21で構成されている。さらに、第
2レンズ群2の形状係数は0.5より大きい値とされて
いる。即ち、第2レンズ群2の瞳側の面の曲率半径をr
4と、その瞳側と反対側(スクリーン側)の面の曲率半
径をr5と、それぞれするとき、第2レンズ群2の形状
係数sf2は、次式で表される。
The second lens group 2 (second lens group) comprises a lens 21 which is a positive lens. Further, the shape factor of the second lens group 2 is set to a value larger than 0.5. That is, the radius of curvature of the pupil-side surface of the second lens group 2 is r
When the radius of curvature of the surface on the side opposite to the pupil side (screen side) is r5, the shape factor sf2 of the second lens group 2 is expressed by the following equation.

【0031】 sf2=(r5+r4)/(r5−r4) ・・・(1)Sf 2 = (r5 + r4) / (r5-r4) (1)

【0032】そして、第2レンズ群2は、この形状係数
sf2が、式 0.5<sf2 ・・・(2) を満たすように構成されている
The second lens group 2 is configured such that the shape factor sf 2 satisfies the following expression: 0.5 <sf 2 (2)

【0033】第2レンズ群2の形状係数を0.5より大
きい値としたのは、これ以下の値であると、非点収差が
大きく、図2に斜線を付して示すような、接眼レンズを
介して観察される虚像の、中央と端との間の中間領域の
解像度が、接眼レンズの解像力の低下により劣化するか
らである。
The reason why the shape factor of the second lens group 2 is set to a value larger than 0.5 is that if the value is less than 0.5, the astigmatism is large and the eyepiece as shown by hatching in FIG. This is because the resolution of the intermediate region between the center and the end of the virtual image observed through the lens is degraded due to a decrease in the resolving power of the eyepiece.

【0034】なお、第2レンズ群2の形状係数は、0.
5より大きい値とするのが望ましいのであって、それ以
下の値にすることができないということではない。
Incidentally, the shape coefficient of the second lens group 2 is set to 0.1.
A value greater than 5 is desirable, but does not mean that it cannot be less.

【0035】第3レンズ群3(第3のレンズ群)も、正
レンズであるレンズ31で構成されている。
The third lens group 3 (third lens group) also includes a lens 31 that is a positive lens.

【0036】第4レンズ群4(第4のレンズ群)は、負
レンズであるレンズ41で構成されている。
The fourth lens group 4 (fourth lens group) includes a lens 41 which is a negative lens.

【0037】そして、以上の第1レンズ群1乃至第4レ
ンズ群4のうち、図1では、第3レンズ群3を構成する
レンズ31の瞳側の面31Aだけが非球面とされてい
る。さらに、この場合、第3レンズ群3の瞳側の面31
Aの4次の非球面係数をa31と、接眼レンズの全系の焦
点距離をfと、所定の係数をk31と、それぞれすると
き、式 −1.3<k31<0.6、但し、a31=(k31/f)3 ・・・(3) が成立するように、係数k31が設定されている。
In FIG. 1 of the first to fourth lens groups 1 to 4, only the pupil-side surface 31A of the lens 31 constituting the third lens group 3 is aspheric. Further, in this case, the surface 31 on the pupil side of the third lens group 3
When the fourth-order aspherical coefficient of A is a 31 , the focal length of the whole eyepiece lens system is f, and the predetermined coefficient is k 31 , the following equation is obtained: −1.3 <k 31 <0.6, However, the coefficient k 31 is set so that a 31 = (k 31 / f) 3 (3) holds.

【0038】これは、係数k31が、−1.3以下となる
場合には、図2に斜線を付して示した中間領域の像面
(メリジオナル方向の像面)が正方向に曲がりすぎ、ま
た、瞳を動かしたときに、映像の画面の周辺(端)部分
で、コマ収差が大きくなり、いずれにしても、解像力が
劣化するからである。一方、係数k31が0.6以上とな
る場合には、映像の画面の周辺部分の像面が負方向に曲
がりすぎ、解像力が劣化するからである。
This is because when the coefficient k 31 is equal to or less than −1.3, the image plane of the intermediate region (image plane in the meridional direction) shaded in FIG. 2 is too curved in the positive direction. Also, when the pupil is moved, coma aberration increases in the peripheral (edge) portion of the image screen, and in any case, the resolving power deteriorates. On the other hand, if the factor k 31 becomes 0.6 or more, the image plane of the peripheral portion of the screen of the image is excessively bent in the negative direction, because resolution deteriorates.

【0039】なお、レンズの4次の非球面係数は、6次
の非球面係数とともに、そのレンズの非球面のサグ量を
定義するもので、サグ量をZと、4次または6次の非球
面係数をaまたはbと、それぞれするとき、サグ量Z
は、次式で表される。
The fourth-order aspherical coefficient of the lens, together with the sixth-order aspherical coefficient, defines the sag amount of the aspheric surface of the lens. When the spherical coefficient is a or b, the sag amount Z
Is represented by the following equation.

【0040】 Z=ch2/(1+(1−(1+K)c221/2+ah4+bh6 ・・・(4) 但し、cは面の頂点での曲率を、hは光軸からの高さ
を、Kは円錐係数を、それぞれ表す。なお、ここでは、
K=0としてある。
Z = ch 2 / (1+ (1- (1 + K) c 2 h 2 ) 1/2 + ah 4 + bh 6 (4) where c is the curvature at the vertex of the surface, and h is the optical axis , And K represents a cone coefficient, where,
It is assumed that K = 0.

【0041】ここで、係数k31は、式(3)に示した範
囲外の値にすることができないというわけではない。但
し、式(3)の範囲外とする場合には、接眼レンズが、
以下のような性能を下回ることになる。
Here, the coefficient k 31 cannot be set to a value outside the range shown in the equation (3). However, if it is out of the range of the expression (3), the eyepiece is
The performance will be below.

【0042】即ち、図1に示した接眼レンズの第1実施
の形態では(後述する接眼レンズの第2乃至第4実施の
形態においても同様)、3本の光路を1組として、5組
の光路A乃至Eを図示してあるが、例えば、光軸上の3
本の光路を例にすれば、その3本の光路は、上から順番
に、上光線、主光線、下光線をそれぞれ表している。
That is, in the first embodiment of the eyepiece shown in FIG. 1 (similarly in the second to fourth embodiments of the eyepiece to be described later), five sets of three optical paths are set. Although the optical paths A to E are shown, for example, 3 on the optical axis
Taking a light path of a book as an example, the three light paths represent an upper ray, a principal ray, and a lower ray, respectively, in order from the top.

【0043】そして、ここでは、瞳が光軸上にある場合
において、像面上での上光線と下光線との横収差の差
が、2分50秒(=0.0472度)以上となるとき
を、接眼レンズの解像力が劣化する範囲としている。
In this case, when the pupil is on the optical axis, the difference in the lateral aberration between the upper ray and the lower ray on the image plane is 2 minutes and 50 seconds (= 0.0472 degrees) or more. The time is defined as a range in which the resolution of the eyepiece is deteriorated.

【0044】即ち、接眼レンズを介して映像(虚像)を
観察する場合には、その観察映像の画素を区別すること
ができるのが望ましい。この場合、上光線や下光線など
の接眼レンズを通る各光線が1乃至2画素分以下の収差
をもって結像することが要求される。一方、ここでは、
接眼レンズによって、例えば、横×縦が1600×12
00画素などの高解像度の映像の虚像を観察することを
想定している。いま、水平視野角を、30度以上の、例
えば35度とすると、35度の水平視野角に対して、上
光線と下光線との横収差の差が2分50秒であること
は、35度の水平画角に対して、1/741の解像力が
あることに相当する。この解像力は、1600×120
0画素で構成される映像における約2画素分の解像力と
なる。
That is, when an image (virtual image) is observed through an eyepiece, it is desirable that the pixels of the observed image can be distinguished. In this case, it is required that each ray such as an upper ray and a lower ray that passes through the eyepiece forms an image with an aberration of 1 to 2 pixels or less. On the other hand, here
Depending on the eyepiece, for example, horizontal x vertical is 1600 x 12
It is assumed that a virtual image of a high-resolution image such as 00 pixels is observed. Now, assuming that the horizontal viewing angle is 30 degrees or more, for example, 35 degrees, the difference of the lateral aberration between the upper ray and the lower ray is 2 minutes and 50 seconds for the 35 degree horizontal viewing angle. This corresponds to a resolution of 1/741 with respect to the horizontal angle of view. This resolution is 1600 × 120
This is the resolution of about 2 pixels in an image composed of 0 pixels.

【0045】従って、ここでは、1600×1200画
素で構成される映像を、35度の水平画角を確保して観
察した場合に、2画素の区別ができなくなるときをもっ
て、解像力が劣化するといっている。
Therefore, here, when an image composed of 1600 × 1200 pixels is observed with a horizontal angle of view of 35 ° observed, the resolution deteriorates when the two pixels cannot be distinguished. .

【0046】瞳が光軸上にある場合は、上述の通りであ
るが、瞳が光軸上にない場合(但し、上述した瞳のずれ
の許容量である、光軸から±9mmの範囲にはある場
合)においては、像面の倒れについては、像面上での上
光線と下光線との横収差の差が4分以上のときを、コマ
収差については、上光線と主光線との横収差の差または
下光線と主光線との横収差の差のうちの少なくとも一方
が4分以上のときを、解像力が劣化する範囲としてい
る。
The case where the pupil is located on the optical axis is as described above, but the case where the pupil is not located on the optical axis (however, within the range of ± 9 mm from the optical axis, which is the allowable amount of the pupil shift described above). In some cases, the image plane is tilted when the difference in lateral aberration between the upper ray and the lower ray on the image plane is 4 minutes or more. When at least one of the difference in the lateral aberration or the difference in the lateral aberration between the lower ray and the principal ray is 4 minutes or longer, the resolution is degraded.

【0047】係数k31を式(3)の範囲外とした場合に
は、上述したような意味で、解像力が劣化する。ここ
で、以下に説明する非球面係数に関する条件も、上述し
たような意味で解像力の劣化がないように設定されてい
る。
[0047] The factor k 31 in the case of the range of formula (3), in the sense described above, the resolving power deteriorates. Here, the condition relating to the aspherical coefficient described below is also set so as not to deteriorate the resolving power in the meaning as described above.

【0048】なお、ここでは、1600×1200画素
で構成される映像を、35度の水平画角を確保して観察
した場合に、最悪でも2画素の区別が可能なように設定
を行うようにしたが、より好ましくは、1画素以下の区
別が可能なように設定を行うことができる。これは、上
光線と下光線との横収差の差が1分20秒(0.022
度)以下となるようにすれば良い。
In this case, when an image composed of 1600 × 1200 pixels is observed while securing a horizontal angle of view of 35 °, the worst case is set so that two pixels can be distinguished. However, more preferably, the setting can be performed so that one pixel or less can be distinguished. This is because the difference in lateral aberration between the upper ray and the lower ray is 1 minute and 20 seconds (0.022
Degree) should be less than or equal to.

【0049】次に、係数k31を、式(3)に示した範囲
の中間の範囲の値である、例えば−0.800とした場
合に、図1の接眼レンズの各パラメータを、第2レンズ
群2の形状係数sf2が式(2)を満たすように設定す
ると、例えば、以下のようになる。
Next, the coefficient k 31, is a value of the intermediate range of the range shown in Equation (3), for example, when a -0.800, each parameter of the ocular lens 1, a second When the shape factor sf 2 of the lens group 2 is set to satisfy equation (2), for example, as follows.

【0050】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 50.24994 d1=19.437488 nd1=1.578294 νd1=62.6745 r2= -41.86735 d2= 3.000000 nd2=1.750353 νd2=32.8672 r3= 392.33990 d3= 0.100000 r4= 38.58461 d4=14.577210 nd4=1.487000 νd4=70.4000 r5= 578.24030 d5=14.098421 r6 =38.98957 d6= 9.615117 nd6=1.600080 νd6=61.3702 r7=-138.62195 d7= 8.369858 r8= -31.64800 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 78.58062 a31=-0.522192×10-531=-0.715067×10-8 f=46.112 ・・・(5)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 50.24994 d1 = 19.437488 nd1 = 1.578294 νd1 = 62.6745 r2 = -41.86735 d2 = 3.000000 nd2 = 1.750353 νd2 = 32.8672 r3 = 392.33990 d3 = 0.100000 r4 = 38.58461 d4 = 14.577210 nd4 = 70.4000 r5 = 578.24030 d5 = 14.098421 r6 = 38.98957 d6 = 9.615117 nd6 = 1.600080 νd6 = 61.3702 r7 = -138.62195 d7 = 8.369858 r8 = -31.64800 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 78.58062 a 31 = -0.522192 × 10 -5 b 31 = -0.715067 × 10 -8 f = 46.112 (5)

【0051】ここで、r0乃至r9は、瞳面、レンズ11の
瞳側の面、レンズ11のスクリーン側の面(レンズ12
の瞳側の面)、レンズ12のスクリーン側の面、レンズ
21の瞳側の面、レンズ21のスクリーン側の面、レン
ズ31の瞳側の面、レンズ31のスクリーン側の面、レ
ンズ41の瞳側の面、またはレンズ41のスクリーン側
の面それぞれにおける曲率半径(mm)を表す。また、
d0は、瞳から接眼レンズ、即ち、第1レンズ群1のレン
ズ11までの距離(アイレリーフ)(mm)を表し、d1
乃至d8は、レンズ11の厚み、レンズ12の厚み、レン
ズ12とレンズ21との間の空気間隔、レンズ21の厚
み、レンズ21とレンズ31との間の空気間隔、レンズ
31の厚み、レンズ31とレンズ41との空気間隔、レ
ンズ41の厚み(mm)を、それぞれ表す。さらに、nd
1,nd2,nd4,nd6、またはnd8は、レンズ11,12,
21,31、または41それぞれの硝材のd線における
屈折率を表し、νd1,νd2,νd4,νd6、またはνd8
は、レンズ11,12,21,31、または41それぞ
れの硝材のd線におけるアッベ数を表す。また、a31
たはb31は、非球面である、第3レンズ群3の瞳側の面
31Aの4次または6次の非球面係数をそれぞれ表し、
fは、波長が525nm(ナノメートル)の光における
接眼レンズの焦点距離を表す。
Here, r0 to r9 are a pupil plane, a pupil-side surface of the lens 11, and a screen-side surface of the lens 11 (lens 12).
Surface of the lens 12 on the screen side, the surface of the lens 21 on the pupil side, the surface of the lens 21 on the screen side, the surface of the lens 31 on the pupil side, the surface of the lens 31 on the screen side, and the lens 41 The radius of curvature (mm) on the pupil-side surface or the screen-side surface of the lens 41 is shown. Also,
d0 represents the distance (eye relief) (mm) from the pupil to the eyepiece, that is, the lens 11 of the first lens group 1, and d1
To d8 are the thickness of the lens 11, the thickness of the lens 12, the air gap between the lens 12 and the lens 21, the thickness of the lens 21, the air gap between the lens 21 and the lens 31, the thickness of the lens 31, The air gap between the lens 41 and the lens 41 and the thickness (mm) of the lens 41 are respectively shown. Furthermore, nd
1, nd2, nd4, nd6, or nd8 are lenses 11, 12,
Represents the refractive index of the respective glass materials at 21, 31 or 41 at the d-line, νd1, νd2, νd4, νd6, or νd8
Represents the Abbe number of the lens material of each of the lenses 11, 12, 21, 31, or 41 at d-line. A 31 or b 31 represents a fourth-order or sixth-order aspherical coefficient of the pupil-side surface 31A of the third lens group 3, which is an aspherical surface, respectively.
f represents the focal length of the eyepiece for light having a wavelength of 525 nm (nanometers).

【0052】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、1.143となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 1.143, which satisfies the expression (2).

【0053】接眼レンズの各パラメータが、式(5)に
示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にあると
きには、図1に示したような光路図が描かれる。また、
この場合の球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
3に示すようになり、像面上における横収差は、図4に
示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (5) and the pupil is on the optical axis, an optical path diagram as shown in FIG. 1 is drawn. Also,
In this case, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 3, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.

【0054】ここで、図3において、球面収差について
は、波長が615.0nm,525.0nm,470n
mの3種類の光のものを図示してある(従って、各波長
の光についての球面収差を見れば、それは、縦の色収差
を表していることになる)。また、図4においても、波
長が615.0nm,525.0nm,470nmの3
種類の光についての横収差を図示してある。但し、図4
において、横収差は、メリジオナル方向についてだけ図
示してある。さらに、図4では、図4(A)乃至図4
(E)の5つの横収差を図示してあるが、これらは、図
1の点A乃至Eそれぞれにおけるものである。なお、観
察画角は、対角で40.8度(±20.4度)としてお
り、図1の点A乃至点Eは、それぞれ20.4度、1
4.3度、0度(光軸上)、−14.3度、−20.4
度の画角に相当する点である。また、瞳径は、直径で、
一般に、2乃至7mm程度であるため、ここでは、ほ
ぼ、その中間値である4mmとしてある。
Here, in FIG. 3, regarding the spherical aberration, the wavelengths are 615.0 nm, 525.0 nm and 470 n.
The three types of light of m are shown (therefore, looking at the spherical aberration for the light of each wavelength, it represents vertical chromatic aberration). Also, in FIG. 4, three wavelengths of 615.0 nm, 525.0 nm and 470 nm are used.
The lateral aberrations for different types of light are shown. However, FIG.
In, lateral aberrations are shown only in the meridional direction. Further, in FIG. 4, FIGS.
The five transverse aberrations of (E) are shown, which are at points A to E in FIG. 1, respectively. The observation angle of view is 40.8 degrees (± 20.4 degrees) diagonally, and points A to E in FIG.
4.3 degrees, 0 degrees (on the optical axis), -14.3 degrees, -20.4
This is a point corresponding to the angle of view. The pupil diameter is the diameter,
In general, the distance is about 2 to 7 mm, and here, it is set to about 4 mm which is an intermediate value.

【0055】なお、上述のことは、以下に示す球面収
差、非点収差、および歪曲収差、並びに横収差について
も同様である。
The above is also applied to the following spherical aberration, astigmatism, distortion, and lateral aberration.

【0056】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(5)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上
から9mmだけずれたときに描かれる光路図を、図5に
示す。さらに、この場合の像面上における横収差を、図
6に示す。
FIG. 5 shows an optical path diagram drawn when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis when the parameters of the eyepiece are set as shown in Expression (5). FIG. 6 shows the lateral aberration on the image plane in this case.

【0057】次に、係数k31を、式(3)に示した範囲
の下限値である−1.3とした場合に、図1の接眼レン
ズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数sf2
が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以下の
ようになる。
Next, when the coefficient k 31 is -1.3 which is the lower limit of the range shown in the equation (3), each parameter of the eyepiece shown in FIG. Coefficient sf 2
Is set so as to satisfy Expression (2), for example, as follows.

【0058】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 44.98305 d1=21.788580 nd1=1.551875 νd1=64.4815 r2= -40.61049 d2= 3.000000 nd2=1.751778 νd2=31.0426 r3=-525.70221 d3= 7.145805 r4= 36.37975 d4=16.861732 nd4=1.530210 νd4=66.1883 r5=-260.49181 d5= 9.028761 r6= 56.89054 d6= 4.448242 nd6=1.487000 νd6=70.4000 r7=-105.10564 d7= 5.392555 r8= -32.15009 d8= 4.186553 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 64.84861 a31=-0.224076×10-431=0.101922×10-7 f=46.112 ・・・(6)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 44.98305 d1 = 21.788580 nd1 = 1.551875 νd1 = 64.4815 r2 = -40.61049 d2 = 3.000000 nd2 = 1.751778 νd2 = 31.0426 r3 = -525.70221 d3 = 7.145805 r4 = 36.37975 d4 = 16.717 νd4 = 66.1883 r5 = -260.49181 d5 = 9.028761 r6 = 56.89054 d6 = 4.448242 nd6 = 1.487000 νd6 = 70.4000 r7 = -105.10564 d7 = 5.392555 r8 = -32.15009 d8 = 4.186553 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 64.84861 a 31 = -0.224076 × 10 -4 b 31 = 0.101922 × 10 -7 f = 46.112 ・ ・ ・ (6)

【0059】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、0.755となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 0.755, which satisfies the equation (2).

【0060】接眼レンズの各パラメータが、式(6)に
示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にあると
きには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図7
に示すようになり、像面上における横収差は、図8に示
すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (6), when the pupil is on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are calculated as shown in FIG.
And the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.

【0061】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(6)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上
から9mmだけずれているときの像面上における横収差
は、図9に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (6), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0062】次に、係数k31を、式(3)に示した範囲
の上限値である0.6とした場合に、図1の接眼レンズ
の各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数sf2
式(2)を満たすように設定すると、例えば、以下のよ
うになる。
Next, when the coefficient k 31 is set to 0.6 which is the upper limit of the range shown in the equation (3), each parameter of the eyepiece of FIG. When sf 2 is set to satisfy Expression (2), for example, the following is performed.

【0063】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 50.05161 d1=19.201337 nd1=1.556786 νd1=64.1245 r2= -42.93164 d2= 3.000000 nd2=1.750946 νd2=32.0814 r3=3414.53698 d3= 0.100000 r4= 38.22049 d4=20.261766 nd4=1.487000 νd4=70.4000 r5=-836.90401 d5=13.906944 r6= 29.70857 d6= 6.730841 nd6=1.591505 νd6=61.8656 r7= 183.26213 d7= 6.224333 r8= -30.65892 d8= 3.00000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 91.55184 a31=0.220299×10-531=-0.245065×10-7 f=46.112 ・・・(7)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 50.05161 d1 = 19.201337 nd1 = 1.556786 νd1 = 64.1245 r2 = -42.93164 d2 = 3.000000 nd2 = 1.750946 νd2 = 32.0814 r3 = 3414.53698 d3 = 0.100000 r4 = 38.22049 d4 = 20.7000 = 70.4000 r5 = -836.90401 d5 = 13.906944 r6 = 29.70857 d6 = 6.730841 nd6 = 1.591505 νd6 = 61.8656 r7 = 183.26213 d7 = 6.224333 r8 = -30.65892 d8 = 3.00000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 91.55184 a 31 = 0.220299 × 10 - 5 b 31 = -0.245065 × 10 -7 f = 46.112 (7)

【0064】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、0.913となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 0.913, which satisfies the expression (2).

【0065】接眼レンズの各パラメータが、式(7)に
示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にあると
きには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図1
0に示すようになり、像面上における横収差は、図11
に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (7), when the pupil is on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG.
0, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.
It becomes as shown in.

【0066】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(7)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上
から9mmだけずれているときの像面上における横収差
は、図12に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (7), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0067】次に、図13は、本発明の接眼レンズの第
2実施の形態の構成例を示している。なお、図中、図1
における場合と対応する部分については、同一の符号を
付してある。即ち、この接眼レンズは、基本的に、図1
における場合と同様に構成されている。
FIG. 13 shows an example of the configuration of an eyepiece according to a second embodiment of the present invention. In FIG. 1, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the case in. That is, the eyepiece basically has the configuration shown in FIG.
Are configured in the same manner as in the above.

【0068】従って、第2実施の形態においても、接眼
レンズは、4群5枚のレンズで構成されている。即ち、
接眼レンズは、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3
レンズ群3、第4レンズ群4が、瞳側から順次配置され
て構成されている。そして、第1レンズ群1は、正レン
ズであるレンズ11と負レンズであるレンズ12とが接
合されて構成され、第2レンズ群2は、正レンズである
レンズ21で構成されている。さらに、第2レンズ群2
の形状係数sf2は、ここでも、解像力の劣化を防止す
るために、式(2)を満たすような値、即ち、0.5よ
り大きい値とされている。
Therefore, also in the second embodiment, the eyepiece is constituted by four groups of five lenses. That is,
The eyepieces include a first lens group 1, a second lens group 2,
The lens group 3 and the fourth lens group 4 are sequentially arranged from the pupil side. The first lens group 1 includes a lens 11 that is a positive lens and a lens 12 that is a negative lens, and the second lens group 2 includes a lens 21 that is a positive lens. Further, the second lens group 2
Shape factor sf 2 of, again, in order to prevent deterioration of the resolution, the value that satisfies the formula (2), i.e., there is a value greater than 0.5.

【0069】そして、第3レンズ群3は、正レンズであ
るレンズ31で構成され、第4レンズ群4は、負レンズ
であるレンズ41で構成されている。
The third lens group 3 is composed of a lens 31 which is a positive lens, and the fourth lens group 4 is composed of a lens 41 which is a negative lens.

【0070】但し、第2実施の形態では、以上の第1レ
ンズ群1乃至第4レンズ群4のうち、第3レンズ群3を
構成するレンズ31のスクリーン側の面31Bだけが非
球面とされている。さらに、この場合、第3レンズ群3
のスクリーン側の面31Bの4次の非球面係数をa32
するとともに、所定の係数をk32と、それぞれすると
き、式 −0.9<k32<1.4、但し、a32=(k32/f)3 ・・・(8) が成立するように、係数k32が設定されている。
However, in the second embodiment, of the first lens group 1 to the fourth lens group 4, only the screen side surface 31B of the lens 31 constituting the third lens group 3 is made aspheric. ing. Further, in this case, the third lens group 3
The aspherical coefficients of fourth-order surface 31B with a a 32 of the screen side, a predetermined coefficient k 32, when each expression -0.9 <k 32 <1.4, where, a 32 = (k 32 / f) 3 to (8) is satisfied, the coefficient k 32 is set.

【0071】これは、係数k32が、−0.9以下となる
場合には、映像の画面の周辺部分の像面が負方向に曲が
りすぎ、解像力が劣化するからである。一方、係数k32
が1.4以上となる場合には、瞳を動かしたときに、映
像の画面の周辺部分の像面が正方向に曲がりすぎ、やは
り、解像力が劣化するからである。
[0071] This coefficient k 32 is, in the case where the -0.9 or less, the image plane of the peripheral portion of the screen of the image is excessively bent in the negative direction, because resolution deteriorates. On the other hand, the coefficient k 32
Is 1.4 or more, when the pupil is moved, the image plane in the peripheral portion of the image screen is bent too much in the positive direction, and the resolution also deteriorates.

【0072】次に、係数k32を、式(8)に示した範囲
の中間の範囲の値である、例えば1.000とした場合
に、図13の接眼レンズの各パラメータを、第2レンズ
群2の形状係数sf2が式(2)を満たすように設定す
ると、例えば、以下のようになる。
Next, the coefficient k 32, is a value of the intermediate range of the range shown in Equation (8), for example, when 1.000, each parameter of the ocular lens 13, second lens When the shape factor sf 2 of group 2 is set to satisfy equation (2), for example, as follows.

【0073】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 49.57582 d1=18.673001 nd1=1.573581 νd1=62.9774 r2= -45.49569 d2= 3.000000 nd2=1.751542 νd2=31.3301 r3= 239.93171 d3= 0.100000 r4= 43.29904 d4=10.852289 nd4=1.598668 νd4=61.4503 r5= 192.70107 d5=17.389232 r6= 34.67545 d6= 9.794774 nd6=1.620000 νd6=60.3000 r7=-197.44785 d7= 9.494566 r8= -32.76053 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 82.51277 a32=0.101990×10-432=-0.956666×10-8 f=46.121 ・・・(9)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 49.57582 d1 = 18.673001 nd1 = 1.573581 νd1 = 62.9774 r2 = -45.49569 d2 = 3.000000 nd2 = 1.751542 νd2 = 31.3301 r3 = 239.93171 d3 = 0.19.9 r4 = 43.29904 d4 = 10.852289 = 61.4503 r5 = 192.70107 d5 = 17.389232 r6 = 34.67545 d6 = 9.794774 nd6 = 1.620000 νd6 = 60.3000 r7 = -197.44785 d7 = 9.494566 r8 = -32.76053 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 82.51277 a 32 = 0.101990 × 10 - 4 b 32 = -0.956666 × 10 -8 f = 46.121 (9)

【0074】ここで、b32は、非球面である、第3レン
ズ群3のスクリーン側の面31Bの6次の非球面係数を
表す。
Here, b 32 represents a sixth-order aspherical coefficient of the screen-side surface 31 B of the third lens unit 3 which is an aspherical surface.

【0075】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、1.580となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 1.580, which satisfies the expression (2).

【0076】接眼レンズの各パラメータが、式(9)に
示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にあると
きには、図13に示したような光路図が描かれる。ま
た、この場合の球面収差、非点収差、および歪曲収差
は、図14に示すようになり、像面上における横収差
は、図15に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (9), when the pupil is on the optical axis, an optical path diagram as shown in FIG. 13 is drawn. In this case, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 14, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.

【0077】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(9)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上
から9mmだけずれたときに描かれる光路図を、図16
に示す。さらに、この場合の像面上における横収差を、
図17に示す。
FIG. 16 is an optical path diagram drawn when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis when the parameters of the eyepiece are set as shown in Expression (9).
Shown in Furthermore, the lateral aberration on the image plane in this case is
As shown in FIG.

【0078】次に、係数k32を、式(8)に示した範囲
の下限値である−0.9とした場合に、図13の接眼レ
ンズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数sf
2が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以下
のようになる。
Next, the coefficient k 32, when -0.9 which is the lower limit of the range shown in Equation (8), each parameter of the ocular lens of FIG. 13, the second lens group 2 shape Coefficient sf
When 2 is set so as to satisfy Expression (2), for example, the following is performed.

【0079】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 47.66856 d1=21.334572 nd1=1.555536 νd1=64.2144 r2= -43.66090 d2= 3.000000 nd2=1.751888 νd2=30.9106 r3=7046.41554 d3= 0.100000 r4= 35.63434 d4=25.000000 nd4=1.487000 νd4=70.4000 r5=-881.17596 d5= 7.125332 r6= 27.02964 d6= 5.467799 nd6=1.487000 νd6=70.4000 r7= 60.81379 d7= 8.495934 r8= -25.69600 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 300.82749 a32=-0.743508×10-532=0.677046×10-7 f=46.112 ・・・(10)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 47.66856 d1 = 21.334572 nd1 = 1.555536 νd1 = 64.2144 r2 = -43.66090 d2 = 3.000000 nd2 = 1.751888 νd2 = 30.9106 r3 = 7046.41554 d3 = 0.100000 r4 = 35.63434 d4 = 45.000 = 70.4000 r5 = -881.17596 d5 = 7.125332 r6 = 27.02964 d6 = 5.467799 nd6 = 1.487000 νd6 = 70.4000 r7 = 60.81379 d7 = 8.495934 r8 = -25.69600 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 300.82749 a 32 = -0.743508 × 10 -5 b 32 = 0.677046 × 10 -7 f = 46.112 ··· (10)

【0080】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、0.922となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 0.922, which satisfies the expression (2).

【0081】接眼レンズの各パラメータが、式(10)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
18に示すようになり、像面上における横収差は、図1
9に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by the following equation (10).
When the pupil is located on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 18, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.
As shown in FIG.

【0082】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(10)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれているときの像面上における横収
差は、図20に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (10), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0083】次に、係数k32を、式(8)に示した範囲
の上限値である1.4とした場合に、図13の接眼レン
ズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数sf2
が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以下の
ようになる。
Next, when the coefficient k 32 is set to 1.4, which is the upper limit of the range shown in the equation (8), each parameter of the eyepiece shown in FIG. sf 2
Is set so as to satisfy Expression (2), for example, as follows.

【0084】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 50.34425 d1=16.590908 nd1=1.590853 νd1=61.9042 r2=-55.68133 d2= 3.000000 nd2=1.752327 νd2=30.3944 r3=224.40520 d3= 0.100000 r4= 41.99334 d4= 8.854807 nd4=1.620000 νd4=60.3000 r5=101.12743 d5=21.032002 r6= 27.60385 d6=13.502596 nd6=1.533368 νd6=65.9251 r7=-65.96967 d7= 5.164372 r8=-39.17709 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 51.70521 a32=0.279861×10-4 b32=-0.339646×10-7 f=46.112 ・・・(11)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 50.34425 d1 = 16.590908 nd1 = 1.590853 νd1 = 61.9042 r2 = -55.68133 d2 = 3.000000 nd2 = 1.752327 νd2 = 30.3944 r3 = 224.40520 d3 = 0.100000 r4 = 41.99334 d4 = 18.4084 = 60.3000 r5 = 101.12743 d5 = 21.032002 r6 = 27.60385 d6 = 13.502596 nd6 = 1.533368 νd6 = 65.9251 r7 = -65.96967 d7 = 5.164372 r8 = -39.17709 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 51.70521 a 32 = 0.279861 × 10 - 4 b 32 = -0.339646 × 10 -7 f = 46.112 (11)

【0085】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、2.420となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 2.420, which satisfies the expression (2).

【0086】接眼レンズの各パラメータが、式(11)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
21に示すようになり、像面上における横収差は、図2
2に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by the following equation (11).
When the pupil is on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 21, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.
As shown in FIG.

【0087】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(11)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれているときの像面上における横収
差は、図23に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (11), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0088】次に、図24は、本発明の接眼レンズの第
3実施の形態の構成例を示している。なお、図中、図1
における場合と対応する部分については、同一の符号を
付してある。即ち、この接眼レンズは、基本的に、図1
における場合と同様に構成されている。
Next, FIG. 24 shows a configuration example of an eyepiece according to a third embodiment of the present invention. In FIG. 1, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the case in. That is, the eyepiece basically has the configuration shown in FIG.
Are configured in the same manner as in the above.

【0089】従って、第3実施の形態においても、接眼
レンズは、4群5枚のレンズで構成されている。即ち、
接眼レンズは、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3
レンズ群3、第4レンズ群4が、瞳側から順次配置され
て構成されている。そして、第1レンズ群1は、正レン
ズであるレンズ11と負レンズであるレンズ12とが接
合されて構成され、第2レンズ群2は、正レンズである
レンズ21で構成されている。さらに、第2レンズ群2
の形状係数sf2は、ここでも、解像力の劣化を防止す
るために、式(2)を満たすような値、即ち、0.5よ
り大きい値とされている。
Therefore, also in the third embodiment, the eyepiece is constituted by four groups of five lenses. That is,
The eyepieces include a first lens group 1, a second lens group 2,
The lens group 3 and the fourth lens group 4 are sequentially arranged from the pupil side. The first lens group 1 includes a lens 11 that is a positive lens and a lens 12 that is a negative lens, and the second lens group 2 includes a lens 21 that is a positive lens. Further, the second lens group 2
Shape factor sf 2 of, again, in order to prevent deterioration of the resolution, the value that satisfies the formula (2), i.e., there is a value greater than 0.5.

【0090】そして、第3レンズ群3は、正レンズであ
るレンズ31で構成され、第4レンズ群4は、負レンズ
であるレンズ41で構成されている。
The third lens group 3 is composed of a lens 31 which is a positive lens, and the fourth lens group 4 is composed of a lens 41 which is a negative lens.

【0091】但し、第3実施の形態では、以上の第1レ
ンズ群1乃至第4レンズ群4のうち、第4レンズ群4を
構成するレンズ41の瞳側の面41Aだけが非球面とさ
れている。さらに、この場合、第4レンズ群4の瞳側の
面41Aの4次の非球面係数をa41とするとともに、所
定の係数をk41と、それぞれするとき、式 −1.9<k41<−1.1、但し、a41=(k41/f)3 ・・・(12) が成立するように、係数k41が設定されている。
However, in the third embodiment, of the first to fourth lens groups 1 to 4, only the pupil-side surface 41A of the lens 41 constituting the fourth lens group 4 is aspheric. ing. Further, in this case, when the fourth-order aspherical surface coefficient of the surface 41A on the pupil side of the fourth lens unit 4 is a 41 and the predetermined coefficient is k 41 , the following equation is obtained: -1.9 <k 41 <-1.1, where, a 41 = (k 41 / f) as 3 (12) is satisfied, the coefficient k 41 is set.

【0092】これは、係数k41が、−1.9以下となる
場合には、図2に斜線を付して示した中間領域の像面が
負方向に曲がりすぎ、解像力が劣化するからである。一
方、係数k41が−1.1以上となる場合には、瞳を動か
したときに、映像の画面の周辺部分の像面が正方向に曲
がりすぎ、解像力が劣化するからである。
[0092] This is because the coefficient k 41 is, in the case where the -1.9 or less, the image plane of the intermediate region shown by hatching in FIG. 2 is excessively bent in the negative direction, the resolution is degraded is there. On the other hand, if the coefficient k 41 is -1.1 or more, when moving the eyes, because the image surface of the peripheral portion of the screen of the image is excessively bent in the positive direction, the resolution is degraded.

【0093】次に、係数k41を、式(12)に示した範
囲の中間の範囲の値である、例えば−1.500とした
場合に、図24の接眼レンズの各パラメータを、第2レ
ンズ群2の形状係数sf2が式(2)を満たすように設
定すると、例えば、以下のようになる。
Next, assuming that the coefficient k 41 is a value in the middle range of the range shown in the equation (12), for example, −1.500, each parameter of the eyepiece of FIG. When the shape factor sf 2 of the lens group 2 is set to satisfy equation (2), for example, as follows.

【0094】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 46.95438 d1=15.243933 nd1=1.624863 νd1=59.3331 r2= -81.59796 d2= 3.000000 nd2=1.755000 νd2=27.6000 r3= 262.88850 d3= 0.100000 r4= 35.32537 d4= 5.265233 nd4=1.634506 νd4=57.5452 r5= 42.57455 d5=18.825720 r6= 29.86996 d6=13.203455 nd6=1.543031 νd6=65.1511 r7=-118.63999 d7= 2.892257 r8=-251.38234 d8=11.893973 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 40.33824 a41=-0.344216×10-441=0.373255×10-7 f=46.112 ・・・(13)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 46.95438 d1 = 15.243933 nd1 = 1.624863 νd1 = 59.3331 r2 = -81.59796 d2 = 3.000000 nd2 = 1.755000 νd2 = 27.6000 r3 = 262.88850 d3 = 0.100000 r4 = 35.32537 d4 = 5.265233 = 57.5452 r5 = 42.57455 d5 = 18.825720 r6 = 29.86996 d6 = 13.203455 nd6 = 1.543031 νd6 = 65.1511 r7 = -118.63999 d7 = 2.892257 r8 = -251.38234 d8 = 11.893973 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 40.33824 a 41 = -0.344216 × 10 -4 b 41 = 0.373255 × 10 -7 f = 46.112 (13)

【0095】ここで、b41は、非球面である、第4レン
ズ群4の瞳側の面41Aの6次の非球面係数を表す。
Here, b 41 represents a sixth-order aspherical surface coefficient of the pupil-side surface 41A of the fourth lens unit 4, which is an aspherical surface.

【0096】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、10.746となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 10.746, which satisfies the expression (2).

【0097】接眼レンズの各パラメータが、式(13)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、図24に示したような光路図が描かれる。ま
た、この場合の球面収差、非点収差、および歪曲収差
は、図25に示すようになり、像面上における横収差
は、図26に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by the following equation (13).
When the pupil is on the optical axis when the setting is made as shown in FIG. 24, an optical path diagram as shown in FIG. 24 is drawn. In this case, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 25, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.

【0098】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(13)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれたときに描かれる光路図を、図2
7に示す。さらに、この場合の像面上における横収差
を、図28に示す。
FIG. 2 is an optical path diagram drawn when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis when the parameters of the eyepiece are set as shown in Expression (13).
FIG. FIG. 28 shows the lateral aberration on the image plane in this case.

【0099】次に、係数k32を、式(12)に示した範
囲の下限値である−1.9とした場合に、図24の接眼
レンズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数s
2が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以
下のようになる。
[0099] Then, the coefficient k 32, when a -1.9 which is the lower limit of the range shown in Equation (12), each parameter of the ocular lens of FIG. 24, the second lens group 2 shape Coefficient s
When f 2 is set so as to satisfy Expression (2), for example, the following is performed.

【0100】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 51.43608 d1=20.175768 nd1=1.620000 νd1=60.3000 r2= -48.86497 d2= 3.000000 nd2=1.755000 νd2=27.6000 r3=2852.31240 d3= 0.100000 r4= 29.02626 d4= 6.819791 nd4=1.563701 νd4=63.6389 r5= 31.02646 d5=14.886732 r6= 29.14243 d6=11.868992 nd6=1.620000 νd6=60.3000 r7= 293.64092 d7= 8.338791 r8=-266.79528 d8= 5.960953 nd8=1.664663 νd8=32.4763 r9= 51.30455 a41=-0.699328×10-441=0.953879×10-7 f=46.114 ・・・(14)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 51.43608 d1 = 20.175768 nd1 = 1.620000 νd1 = 60.3000 r2 = -48.86497 d2 = 3.000000 nd2 = 1.755000 νd2 = 27.6000 r3 = 2852.31240 d3 = 0.100000 r4 = 29.02626 d4 = 4.19791 = 63.6389 r5 = 31.02646 d5 = 14.886732 r6 = 29.14243 d6 = 11.868992 nd6 = 1.620000 νd6 = 60.3000 r7 = 293.64092 d7 = 8.338791 r8 = -266.79528 d8 = 5.960953 nd8 = 1.664663 νd8 = 32.4763 r9 = 51.30455 a 41 = -0.699328 × 10 - 4 b 41 = 0.953879 × 10 -7 f = 46.114 (14)

【0101】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、30.023となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 30.023, which satisfies the expression (2).

【0102】接眼レンズの各パラメータが、式(14)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
29に示すようになり、像面上における横収差は、図3
0に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by the following equation (14).
When the pupil is located on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 29, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.
0.

【0103】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(14)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれているときの像面上における横収
差は、図31に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (14), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0104】次に、係数k41を、式(12)に示した範
囲の上限値である−1.1とした場合に、図24の接眼
レンズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数s
2が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以
下のようになる。
Next, when the coefficient k 41 is -1.1 which is the upper limit of the range shown in the equation (12), each parameter of the eyepiece shown in FIG. Coefficient s
When f 2 is set so as to satisfy Expression (2), for example, the following is performed.

【0105】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 42.73929 d1=16.486633 nd1=1.653513 νd1=54.4529 r2=-90.08130 d2= 3.000000 nd2=1.755000 νd2=27.6000 r3=102.53971 d3= 0.100000 r4= 44.79904 d4= 6.635084 nd4=1.620000 νd4=60.3000 r5= 90.04515 d5=16.723563 r6= 34.62602 d6= 7.621149 nd6=1.487000 νd6=70.4000 r7=180.67253 d7= 1.334160 r8= 74.08869 d8=17.786101 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9= 34.28271 a41=-0.135749×10-441=-0.106893×10-7 f=46.112 ・・・(15)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 42.73929 d1 = 16.486633 nd1 = 1.653513 νd1 = 54.4529 r2 = -90.08130 d2 = 3.000000 nd2 = 1.755000 νd2 = 27.6000 r3 = 102.53971 d3 = 0.100000 r4 = 44.79904 d4 = 4.650000 = 60.3000 r5 = 90.04515 d5 = 16.723563 r6 = 34.62602 d6 = 7.621149 nd6 = 1.487000 νd6 = 70.4000 r7 = 180.67253 d7 = 1.334160 r8 = 74.08869 d8 = 17.786101 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 34.28271 a 41 = -0.135749 × 10 -4 b 41 = -0.106893 × 10 -7 f = 46.112 (15)

【0106】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、2.980となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 2.980, which satisfies the expression (2).

【0107】接眼レンズの各パラメータが、式(15)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
32に示すようになり、像面上における横収差は、図3
3に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by the following equation (15).
When the pupil is located on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 32, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.
As shown in FIG.

【0108】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(15)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれているときの像面上における横収
差は、図34に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (15), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0109】次に、図35は、本発明の接眼レンズの第
4実施の形態の構成例を示している。なお、図中、図1
における場合と対応する部分については、同一の符号を
付してある。即ち、この接眼レンズは、基本的に、図1
における場合と同様に構成されている。
Next, FIG. 35 shows a configuration example of an eyepiece according to a fourth embodiment of the present invention. In FIG. 1, FIG.
The same reference numerals are given to the portions corresponding to the case in. That is, the eyepiece basically has the configuration shown in FIG.
Are configured in the same manner as in the above.

【0110】従って、第4実施の形態においても、接眼
レンズは、4群5枚のレンズで構成されている。即ち、
接眼レンズは、第1レンズ群1、第2レンズ群2、第3
レンズ群3、第4レンズ群4が、瞳側から順次配置され
て構成されている。そして、第1レンズ群1は、正レン
ズであるレンズ11と負レンズであるレンズ12とが接
合されて構成され、第2レンズ群2は、正レンズである
レンズ21で構成されている。さらに、第2レンズ群2
の形状係数sf2は、ここでも、解像力の劣化を防止す
るために、式(2)を満たすような値、即ち、0.5よ
り大きい値とされている。
Therefore, also in the fourth embodiment, the eyepiece is composed of four groups of five lenses. That is,
The eyepieces include a first lens group 1, a second lens group 2,
The lens group 3 and the fourth lens group 4 are sequentially arranged from the pupil side. The first lens group 1 includes a lens 11 that is a positive lens and a lens 12 that is a negative lens, and the second lens group 2 includes a lens 21 that is a positive lens. Further, the second lens group 2
Shape factor sf 2 of, again, in order to prevent deterioration of the resolution, the value that satisfies the formula (2), i.e., there is a value greater than 0.5.

【0111】そして、第3レンズ群3は、正レンズであ
るレンズ31で構成され、第4レンズ群4は、負レンズ
であるレンズ41で構成されている。
The third lens group 3 is composed of a lens 31 which is a positive lens, and the fourth lens group 4 is composed of a lens 41 which is a negative lens.

【0112】但し、第4実施の形態では、以上の第1レ
ンズ群1乃至第4レンズ群4のうち、第4レンズ群4を
構成するレンズ41のスクリーン側の面41Bだけが非
球面とされている。さらに、この場合、第4レンズ群4
のスクリーン側の面41Bの4次の非球面係数をa42
するとともに、所定の係数をk42と、それぞれすると
き、式 −1.8<k42<2.0、但し、a42=(k42/f)3 ・・・(16) が成立するように、係数k42が設定されている。
However, in the fourth embodiment, of the first lens group 1 to the fourth lens group 4, only the screen-side surface 41B of the lens 41 constituting the fourth lens group 4 is made aspheric. ing. Further, in this case, the fourth lens group 4
The aspherical coefficients of fourth-order surface 41B with a a 42 of the screen side, a predetermined coefficient k 42, when each expression -1.8 <k 42 <2.0, where, a 42 = (k 42 / f) 3 to (16) is satisfied, the coefficient k 42 is set.

【0113】これは、係数k42が、−1.8以下となる
場合には、瞳を動かしたときに、映像の画面の周辺部分
でのコマ収差が大きくなり、解像力が劣化するからであ
る。さらに、この場合、歪曲収差も負方向に大きくなる
からである。一方、係数k42が2.0以上となる場合に
は、図2に斜線を付して示した中間領域では、像面が負
方向に曲がりすぎ、周辺部分では、像面が正方向に曲が
りすぎ、解像力が劣化するからである。さらに、歪曲収
差も正方向に大きくなるからである。
[0113] This coefficient k 42 is, in the case where the -1.8 or less, when you move the pupil, because coma aberration in the peripheral portion of the screen of the video increases, the resolution deteriorates . Further, in this case, the distortion also increases in the negative direction. On the other hand, if the coefficient k 42 of 2.0 or more, in the intermediate region indicated by hatching in FIG. 2, the image surface is too curved in the negative direction, in the peripheral portion, curved image surface in the forward direction This is because the resolution is deteriorated. Further, distortion also increases in the positive direction.

【0114】次に、係数k42を、式(16)に示した範
囲の中間の範囲の値である、例えば1.700とした場
合に、図35の接眼レンズの各パラメータを、第2レン
ズ群2の形状係数sf2が式(2)を満たすように設定
すると、例えば、以下のようになる。
[0114] Then, the coefficient k 42, is a value of the intermediate range of the range shown in equation (16), for example, when a 1.700, each parameter of the ocular lens of FIG. 35, the second lens When the shape factor sf 2 of group 2 is set to satisfy equation (2), for example, as follows.

【0115】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 57.33885 d1=18.369087 nd1=1.627197 νd1=53.4628 r2=-39.79919 d2= 3.000000 nd2=1.752596 νd2=30.0865 r3=370.26370 d3= 0.100000 r4= 37.88815 d4=14.933140 nd4=1.487000 νd4=70.4000 r5=632.70628 d5=19.132328 r6= 27.34086 d6= 7.538561 nd6=1.620000 νd6=60.3000 r7= 87.43207 d7= 7.581556 r8=-29.49375 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9=327.65071 a42=0.501077×10-442=-0.173207×10-6 f=46.112 ・・・(17)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 57.33885 d1 = 18.369087 nd1 = 1.627197 νd1 = 53.4628 r2 = -39.79919 d2 = 3.000000 nd2 = 1.752596 νd2 = 30.0865 r3 = 370.26370 d3 = 0.100000 r4 = 37.88815 d4 = 14.9337000 nd = 70.4000 r5 = 632.70628 d5 = 19.132328 r6 = 27.34086 d6 = 7.538561 nd6 = 1.620000 νd6 = 60.3000 r7 = 87.43207 d7 = 7.581556 r8 = -29.49375 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 327.65071 a 42 = 0.501077 × 10 -4 b 42 = −0.173207 × 10 −6 f = 46.112 (17)

【0116】ここで、b42は、非球面である、第4レン
ズ群4のスクリーン側の面41Bの6次の非球面係数を
表す。
Here, b 42 represents the sixth order aspherical coefficient of the screen-side surface 41 B of the fourth lens unit 4, which is an aspherical surface.

【0117】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、1.127となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 1.127, which satisfies the expression (2).

【0118】接眼レンズの各パラメータが、式(17)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、図35に示したような光路図が描かれる。ま
た、この場合の球面収差、非点収差、および歪曲収差
は、図36に示すようになり、像面上における横収差
は、図37に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by the following equation (17).
When the pupil is on the optical axis when the setting is made as shown in FIG. 35, an optical path diagram as shown in FIG. 35 is drawn. In this case, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 36, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.

【0119】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(17)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれたときに描かれる光路図を、図3
8に示す。さらに、この場合の像面上における横収差
を、図39に示す。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (17), an optical path diagram drawn when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG.
FIG. FIG. 39 shows the lateral aberration on the image plane in this case.

【0120】次に、係数k42を、式(16)に示した範
囲の下限値である−1.8とした場合に、図35の接眼
レンズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数s
2が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以
下のようになる。
[0120] Then, the coefficient k 42, when a -1.8 which is the lower limit of the range shown in equation (16), each parameter of the ocular lens of Figure 35, the second lens group 2 shape Coefficient s
When f 2 is set so as to satisfy Expression (2), for example, the following is performed.

【0121】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 63.74873 d1=16.817964 nd1=1.648512 νd1=49.6557 r2=-41.34616 d2= 3.000000 nd2=1.755000 νd2=27.6000 r3=540.21774 d3= 0.100000 r4= 37.57345 d4=13.547257 nd4=1.487000 νd4=70.4000 r5=209.85729 d5=21.708479 r6= 26.83056 d6= 8.662030 nd6=1.620000 νd6=60.3000 r7=130.40070 d7= 7.164270 r8=-30.19076 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9=32.73832 a42=-0.594804×10-442=0.600080×10-8 f=46.112 ・・・(18)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 63.74873 d1 = 16.817964 nd1 = 1.648512 νd1 = 49.6557 r2 = -41.34616 d2 = 3.000000 nd2 = 1.755000 νd2 = 27.6000 r3 = 540.21774 d3 = 0.100000 r4 = 37.57345 nd = 14.5477000 nd = 70.4000 r5 = 209.85729 d5 = 21.708479 r6 = 26.83056 d6 = 8.662030 nd6 = 1.620000 νd6 = 60.3000 r7 = 130.40070 d7 = 7.164270 r8 = -30.19076 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 32.73832 a 42 = -0.594804 × 10 - 4 b 42 = 0.600080 × 10 -8 f = 46.112 (18)

【0122】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、1.436となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 1.436, which satisfies the expression (2).

【0123】接眼レンズの各パラメータが、式(18)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
40に示すようになり、像面上における横収差は、図4
1に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by equation (18).
When the pupil is located on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 40, and the lateral aberration on the image plane is as shown in FIG.
As shown in FIG.

【0124】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(18)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれているときの像面上における横収
差は、図42に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (18), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0125】次に、係数k42を、式(16)に示した範
囲の上限値である2.0とした場合に、図35の接眼レ
ンズの各パラメータを、第2レンズ群2の形状係数sf
2が式(2)を満たすように設定すると、例えば、以下
のようになる。
[0125] Then, the coefficient k 42, when a 2.0 is the upper limit of the range shown in equation (16), each parameter, the shape factor of the second lens group 2 of the eyepiece of Figure 35 sf
When 2 is set so as to satisfy Expression (2), for example, the following is performed.

【0126】 r0= ∞ d0=35.000000 r1= 57.12941 d1=16.680182 nd1=1.614935 νd1=54.1070 r2= -46.27543 d2= 3.000000 nd2=1.753322 νd2=29.2884 r3= 308.46978 d3= 0.100000 r4= 38.05458 d4=13.868119 nd4=1.487000 νd4=70.4000 r5= 293.50877 d5=20.101568 r6= 28.03696 d6= 8.406043 nd6=1.675762 νd6=51.4159 r7= 125.69552 d7= 6.342776 r8= -36.16103 d8= 3.000000 nd8=1.755000 νd8=27.6000 r9=29279.63461 a42=0.815921×10-442=-0.213534×10-6 f=46.112 ・・・(19)R0 = ∞ d0 = 35.000000 r1 = 57.12941 d1 = 16.680182 nd1 = 1.614935 νd1 = 54.1070 r2 = -46.27543 d2 = 3.000000 nd2 = 1.753322 νd2 = 29.2884 r3 = 308.46978 d3 = 0.100000 r4 = 38.05458 d4 = 13.86814 = 70.4000 r5 = 293.50877 d5 = 20.101568 r6 = 28.03696 d6 = 8.406043 nd6 = 1.675762 νd6 = 51.4159 r7 = 125.69552 d7 = 6.342776 r8 = -36.16103 d8 = 3.000000 nd8 = 1.755000 νd8 = 27.6000 r9 = 29279.63461 a 42 = 0.815921 × 10 -4 b 42 = −0.213534 × 10 −6 f = 46.112 (19)

【0127】なお、この場合、第2レンズ群2の形状係
数sf2は、1.298となり、式(2)を満たす。
In this case, the shape factor sf 2 of the second lens group 2 is 1.298, which satisfies the expression (2).

【0128】接眼レンズの各パラメータが、式(19)
に示すように設定されている場合に、瞳が光軸上にある
ときには、球面収差、非点収差、および歪曲収差は、図
43に示すようになり、像面上における横収差は、図4
4に示すようになる。
Each parameter of the eyepiece is expressed by equation (19).
When the pupil is located on the optical axis, the spherical aberration, astigmatism, and distortion are as shown in FIG. 43, and the lateral aberration on the image plane is shown in FIG.
As shown in FIG.

【0129】また、接眼レンズの各パラメータが、式
(19)に示すように設定されている場合に、瞳が光軸
上から9mmだけずれているときの像面上における横収
差は、図45に示すようになる。
When the parameters of the eyepiece are set as shown in equation (19), the lateral aberration on the image plane when the pupil is shifted by 9 mm from the optical axis is shown in FIG. It becomes as shown in.

【0130】以上説明した構成によれば、対角で、40
度以上の画角に亘って、高解像力で、アイレリーフが長
く、また、瞳位置が、ある程度、光軸上からずれても、
高解像力な接眼レンズを提供することができる。
According to the configuration described above, the diagonal is 40
Over a field angle of more than degrees, high resolution, long eye relief, and even if the pupil position is shifted from the optical axis to some extent,
An eyepiece with high resolution can be provided.

【0131】なお、式(5)乃至(7),(9)乃至
(11),(13)乃至(15),(17)乃至(1
9)から明らかなように、アイレリーフは、0.75f
以上確保されている。
The expressions (5) to (7), (9) to (11), (13) to (15), (17) to (1)
As is clear from 9), the eye relief is 0.75 f
The above is secured.

【0132】次に、以上説明した接眼レンズによって、
映像の虚像を形成して提供する映像提供装置(虚像提供
装置)について説明する。
Next, with the eyepiece described above,
An image providing apparatus (virtual image providing apparatus) that forms and provides a virtual image of an image will be described.

【0133】図46は、本発明を適用した映像提供装置
の第1実施の形態の構成例を示している。
FIG. 46 shows a configuration example of the first embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied.

【0134】表示素子(画像表示素子)51は、自発光
型または透過型の表示デバイスで、ユーザに提供すべき
映像を表示する。
The display element (image display element) 51 is a self-luminous or transmissive display device, and displays an image to be provided to the user.

【0135】ここで、自発光型の表示デバイスとは、画
素に相当する、多数の発光素子で構成される発光部と、
各発光素子の発光を制御する制御部とで構成される。自
発光型の表示デバイスは、構成が単純で、軽量であり、
また、自発光であるため、視野角依存性が小さい。従っ
て、装置全体の軽量化を図ることができるとともに、斜
め方向から映像を見た場合であっても、鮮明な映像を観
察することができる。一方、透過型の表示デバイスと
は、光を発するバックライトと、そのバックライトから
の光の透過を画素単位で制御する透過光制御部から構成
される。透過型の表示デバイスによれば、バックライト
が発する光の量を調整することで、容易に必要な明るさ
を得ることができ、また、バックライトを換えるだけ
で、所望する明るさの映像を表示することができる。な
お、自発光型の表示デバイスとしては、例えばCRTな
どが、透過型の表示デバイスとしては、例えば液晶など
がある。
Here, the self-luminous display device includes a light-emitting portion composed of a large number of light-emitting elements corresponding to pixels,
And a control unit for controlling light emission of each light emitting element. The self-luminous display device has a simple configuration, is lightweight,
In addition, since the light emission is self-luminous, the viewing angle dependency is small. Therefore, it is possible to reduce the weight of the entire apparatus, and to observe a clear image even when the image is viewed from an oblique direction. On the other hand, a transmissive display device includes a backlight that emits light, and a transmitted light control unit that controls transmission of light from the backlight in pixel units. According to the transmissive display device, the required brightness can be easily obtained by adjusting the amount of light emitted from the backlight, and an image having a desired brightness can be obtained simply by changing the backlight. Can be displayed. Note that a self-luminous display device includes, for example, a CRT, and a transmissive display device includes, for example, a liquid crystal.

【0136】表示素子51において表示された映像は、
投影レンズ52を介して、透過式スクリーン53上に投
影される。そして、この透過式スクリーン53上に投影
された映像が、図1、図13、図24、または図35に
示したように構成される接眼レンズ54を介することに
より、ユーザの眼球に入射し、これにより、ユーザの眼
球において、表示素子51において表示された映像の虚
像が観察される。
An image displayed on the display element 51 is
The light is projected on a transmission screen 53 via a projection lens 52. Then, the image projected on the transmissive screen 53 is incident on the user's eyeball through the eyepiece 54 configured as shown in FIG. 1, FIG. 13, FIG. 24, or FIG. Thereby, a virtual image of the image displayed on the display element 51 is observed in the user's eyeball.

【0137】図47は、本発明を適用した映像提供装置
の第2実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図46における場合と対応する部分については、同一の
符号を付してある。即ち、この映像提供装置は、透過式
スクリーン53が設けられていないことを除けば、図4
6における場合と同様に構成されている。
FIG. 47 shows an example of the configuration of a video providing apparatus according to a second embodiment of the present invention. In the figure,
Portions corresponding to those in FIG. 46 are denoted by the same reference numerals. That is, except that the transmissive screen 53 is not provided in this video providing apparatus, FIG.
6 is the same as that in the case of FIG.

【0138】図47の映像提供装置では、表示素子51
において表示された映像が、投影レンズ52を介するこ
とで、その映像の空中像61が、例えば、図46におい
て透過式スクリーン53が設置されていた位置に形成さ
れる。この空中像61が、接眼レンズ54を介すること
により、ユーザの眼球に入射し、これにより、ユーザの
眼球において、表示素子51において表示された映像の
虚像が観察される。なお、この場合、図47に、一点破
線で示すように、空中像61の近くに、フィールドレン
ズ55を配置することが可能である。この場合、接眼レ
ンズ54を介して見た画像の周辺光量を増加させること
ができる。
In the image providing apparatus shown in FIG.
Is transmitted through the projection lens 52, an aerial image 61 of the image is formed, for example, at the position where the transmission screen 53 is installed in FIG. The aerial image 61 is incident on the user's eyeball via the eyepiece lens 54, whereby a virtual image of the image displayed on the display element 51 is observed on the user's eyeball. In this case, the field lens 55 can be arranged near the aerial image 61 as shown by a dashed line in FIG. In this case, the peripheral light amount of the image viewed through the eyepiece 54 can be increased.

【0139】図48は、本発明を適用した映像提供装置
の第3実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図46における場合と対応する部分については、同一の
符号を付してある。即ち、この映像提供装置は、投影レ
ンズ52および透過式スクリーン53が設けられていな
いことを除けば、図46における場合と同様に構成され
ている。
FIG. 48 shows a configuration example of the third embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
Portions corresponding to those in FIG. 46 are denoted by the same reference numerals. That is, the image providing apparatus is configured in the same manner as in FIG. 46 except that the projection lens 52 and the transmission screen 53 are not provided.

【0140】この映像提供装置では、表示素子51にお
いて表示された映像が、接眼レンズ54を、直接介する
ことにより、ユーザの眼球に入射し、これにより、ユー
ザの眼球において、表示素子51において表示された映
像の虚像が観察される。
In this image providing apparatus, the image displayed on the display element 51 is incident on the user's eyeball by directly passing through the eyepiece lens 54, and is thereby displayed on the display element 51 on the user's eyeball. A virtual image of the image is observed.

【0141】表示素子51の表示領域が大きい場合に
は、図48の実施の形態に示したように、表示素子51
において表示された映像を、投影レンズ52で拡大する
ことなく、接眼レンズ54だけを介して見るだけでも、
画角を広くするとともに、アイレリーフを長くすること
ができる。なお、表示素子51の表示領域が小さい場合
には、接眼レンズ54の焦点距離が短いと、画角は広く
なるが、アイレリーフは短くなる。一方、接眼レンズ5
4の焦点距離が長いと、アイレリーフは長くなるが、画
角が狭くなる。そこで、表示素子51の表示領域が小さ
い場合には、図46に示したように、表示素子51上の
映像を、投影レンズ42で、透過式スクリーン53上に
拡大し、その拡大された映像を、接眼レンズ54を介し
て見るようにすれば良い。この場合、画角を広くすると
ともに、アイレリーフを長くすることができる。
When the display area of the display element 51 is large, as shown in the embodiment of FIG.
Even if the image displayed in is viewed only through the eyepiece 54 without being enlarged by the projection lens 52,
The angle of view can be widened and the eye relief can be lengthened. When the display area of the display element 51 is small, if the focal length of the eyepiece 54 is short, the angle of view is widened, but the eye relief is short. On the other hand, eyepiece 5
When the focal length of No. 4 is long, the eye relief becomes long, but the angle of view becomes narrow. Therefore, when the display area of the display element 51 is small, the image on the display element 51 is enlarged on the transmission screen 53 by the projection lens 42 as shown in FIG. , Through the eyepiece 54. In this case, the angle of view can be widened and the eye relief can be lengthened.

【0142】図49は、本発明を適用した映像提供装置
の第4実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図46における場合と対応する部分については、同一の
符号を付してある。即ち、この映像提供装置は、表示素
子51に代えて、表示素子71およびPBS(偏光ビー
ムスプリッタ)72が設けられている他は、図46にお
ける場合と同様に構成されている。
FIG. 49 shows a configuration example of a fourth embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
Portions corresponding to those in FIG. 46 are denoted by the same reference numerals. That is, this video providing apparatus is configured in the same manner as in FIG. 46 except that a display element 71 and a PBS (polarizing beam splitter) 72 are provided instead of the display element 51.

【0143】図示せぬ光源から発せられた照明光として
の光は、PBS72において、90度反射され、表示素
子(画像表示素子)71に入射する。表示素子71は、
反射型の表示デバイスで、そこに入射される光を反射す
ることで、ユーザに提供すべき映像を表示する。
Light as illumination light emitted from a light source (not shown) is reflected by the PBS 72 at 90 degrees and is incident on a display element (image display element) 71. The display element 71
A reflection type display device displays an image to be provided to a user by reflecting light incident thereon.

【0144】即ち、反射型の表示デバイスである表示素
子71は、画素に相当する多数の素子が平面状に配置さ
れて構成され、各素子の反射率が、映像信号に対応して
制御されるようになされている。従って、反射型の表示
デバイスに入射した光は、映像信号に対応した反射率
で、各素子において反射される。
That is, the display element 71, which is a reflection type display device, is configured by arranging a number of elements corresponding to pixels in a plane, and the reflectance of each element is controlled in accordance with a video signal. It has been made like that. Therefore, light incident on the reflective display device is reflected by each element at a reflectance corresponding to the video signal.

【0145】この反射光としての映像は、PBS72を
透過して、投影レンズ52に入射し、以下、図46にお
ける場合と同様にして、ユーザの眼球において、虚像が
観察される。
The image as the reflected light passes through the PBS 72 and enters the projection lens 52, and thereafter, a virtual image is observed in the user's eyeball in the same manner as in FIG.

【0146】図49の実施の形態においても、表示素子
71で表示された映像が、投影レンズ52によって拡大
されるので、表示素子71の表示領域が小さい場合で
も、画角を広くするとともに、アイレリーフを長くする
ことができる。
Also in the embodiment shown in FIG. 49, the image displayed on the display element 71 is enlarged by the projection lens 52. Therefore, even when the display area of the display element 71 is small, the angle of view can be increased and the eye can be enlarged. The relief can be lengthened.

【0147】なお、PBS72に代えて、ハーフミラー
その他の光を分割する素子を設けることも可能である。
Note that, instead of the PBS 72, it is also possible to provide a half mirror or another element for splitting light.

【0148】図50は、本発明を適用した映像提供装置
の第5実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図47または図49における場合と対応する部分につい
ては、同一の符号を付してある。即ち、この映像提供装
置は、表示素子51に代えて、表示素子71およびPB
S72が設けられている他は、図47における場合と同
様に構成されている。
FIG. 50 shows a configuration example of a fifth embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
Parts corresponding to those in FIG. 47 or FIG. 49 are denoted by the same reference numerals. That is, the image providing apparatus includes a display element 71 and a PB
The configuration is the same as that in FIG. 47 except that S72 is provided.

【0149】この映像提供装置においては、図示せぬ光
源から発せられた照明光としての光が、PBS72にお
いて、90度反射され、表示素子71に入射する。表示
素子71では、そこに入射される光が反射され、その反
射光としての映像が、PBS72を透過して、投影レン
ズ52に入射し、以下、図47における場合と同様にし
て、ユーザの眼球において、虚像が観察される。なお、
この場合にも、図47における場合と同様にフィールド
レンズ55を配置することで、画像の周辺光量を増加さ
せることができる。
In this image providing apparatus, light as illumination light emitted from a light source (not shown) is reflected by the PBS 72 at 90 degrees and enters the display element 71. In the display element 71, the light incident thereon is reflected, and the image as the reflected light is transmitted through the PBS 72 and is incident on the projection lens 52. Thereafter, in the same manner as in FIG. , A virtual image is observed. In addition,
Also in this case, by arranging the field lens 55 as in the case of FIG. 47, the peripheral light amount of the image can be increased.

【0150】図51は、本発明を適用した映像提供装置
の第6実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図49における場合と対応する部分については、同一の
符号を付してある。即ち、この映像提供装置は、PBS
72が、表示素子51と投影レンズ52との間ではな
く、投影レンズ52と接眼レンズ54との間に設けられ
ている他は、図49における場合と同様に構成されてい
る。
FIG. 51 shows a configuration example of a sixth embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
Parts corresponding to those in FIG. 49 are denoted by the same reference numerals. That is, this video providing device is
The configuration is the same as that in FIG. 49 except that 72 is provided not between the display element 51 and the projection lens 52 but between the projection lens 52 and the eyepiece 54.

【0151】この場合、図示せぬ光源から発せられた照
明光としての光が、PBS72において、90度反射さ
れ、投影レンズ52を介して、表示素子71に入射す
る。表示素子71では、そこに入射される光が反射さ
れ、その反射光としての映像が、投影レンズ52および
PBS72を透過して、透過式スクリーン53に拡大投
影され、以下、図49における場合と同様にして、ユー
ザの眼球において、虚像が観察される。
In this case, light as illumination light emitted from a light source (not shown) is reflected by the PBS 72 at 90 degrees, and is incident on the display element 71 via the projection lens 52. In the display element 71, the light incident thereon is reflected, and the image as the reflected light is transmitted through the projection lens 52 and the PBS 72 and is enlarged and projected on the transmission screen 53. Hereinafter, the same as in FIG. Then, a virtual image is observed in the user's eyeball.

【0152】なお、同様の原理で、図50の実施の形態
において、PBS72は、表示素子51と投影レンズ5
2との間ではなく、投影レンズ52と接眼レンズ54と
の間に設けることが可能である。
By the same principle, in the embodiment shown in FIG. 50, the PBS 72 comprises the display element 51 and the projection lens 5.
2 and not between the projection lens 52 and the eyepiece 54.

【0153】図52は、本発明を適用した映像提供装置
の第7実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図46における場合と対応する部分については、同一の
符号を付してある。
FIG. 52 shows a configuration example of a seventh embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
Portions corresponding to those in FIG. 46 are denoted by the same reference numerals.

【0154】この場合、表示素子51において表示され
た映像としての光は、投影レンズ52を介して、ミラー
82に入射する。ミラー82では、投影レンズ52から
の光が、90度反射され、ミラー81に出射される。ミ
ラー81では、ミラー82からの反射光が、さらに、9
0度反射され、その反射光が、透過式スクリーン53上
に投影される。そして、この透過式スクリーン53上に
投影された映像が、接眼レンズ54を介することによ
り、ユーザの眼球に入射し、これにより、ユーザの眼球
において、表示素子51において表示された映像の虚像
が観察される。
In this case, light as an image displayed on the display element 51 is incident on the mirror 82 via the projection lens 52. At the mirror 82, the light from the projection lens 52 is reflected by 90 degrees and emitted to the mirror 81. In the mirror 81, the reflected light from the mirror 82 further
The light is reflected by 0 degrees, and the reflected light is projected on the transmission screen 53. Then, the image projected on the transmissive screen 53 is incident on the user's eyeball through the eyepiece lens 54, whereby the virtual image of the image displayed on the display element 51 is observed on the user's eyeball. Is done.

【0155】図53は、本発明を適用した映像提供装置
の第8実施の形態の構成例を示している。なお、図中、
図49または図52における場合と対応する部分につい
ては、同一の符号を付してある。
FIG. 53 shows an example of the configuration of an eighth embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied. In the figure,
Parts corresponding to those in FIG. 49 or FIG. 52 are denoted by the same reference numerals.

【0156】この場合、図示せぬ光源から発せられた照
明光としての光は、PBS72において、90度反射さ
れ、表示素子71に入射する。表示素子71は、そこに
入射される光を反射することで、ユーザに提供すべき映
像を形成し、その映像としての反射光は、PBS72お
よび投影レンズ52を介して、ミラー82に入射し、以
下、図52における場合と同様にして、ユーザの眼球に
おいて、虚像が観察される。
In this case, light as illumination light emitted from a light source (not shown) is reflected by the PBS 72 at 90 degrees and enters the display element 71. The display element 71 forms an image to be provided to the user by reflecting the light incident thereon, and the reflected light as the image enters the mirror 82 via the PBS 72 and the projection lens 52, Thereafter, as in the case of FIG. 52, a virtual image is observed in the user's eyeball.

【0157】即ち、図46乃至51の実施の形態では、
表示素子51または71、投影レンズ52、接眼レンズ
54を一直線上に並べた構成としたが、映像提供装置
は、図52や図53に示したように、途中にミラー81
および82を挿入することで、光路を折り曲げるような
構成とすることができる。この場合、装置の小型化を図
ることができる。
That is, in the embodiment shown in FIGS.
Although the display element 51 or 71, the projection lens 52, and the eyepiece lens 54 are arranged in a straight line, the image providing apparatus uses a mirror 81 in the middle as shown in FIGS.
By inserting the and, the optical path can be bent. In this case, the size of the device can be reduced.

【0158】図54は、本発明を適用した映像提供装置
の第9実施の形態の構成例を示している。
FIG. 54 shows a configuration example of the ninth embodiment of the video providing apparatus to which the present invention is applied.

【0159】発光ダイオード91R,91G,91Bで
は、それぞれ赤色、緑色、青色の光が、照明光として発
光され、それぞれの光は、ダイクロイックプリズム9
2、フライアイレンズ93、およびフィールドレンズ9
4を介して、PBS95に入射する。PBS95では、
フィールドレンズ94からの光が、90度反射され、そ
の反射光は、反射型の表示デバイスである反射型映像表
示パネル96に入射する。反射型映像表示パネル96
は、そこに入射される光を反射することで、ユーザに提
供すべき映像を形成し、その映像としての反射光は、P
BS95および投影レンズ97を介して、透過型スクリ
ーン98に拡大投影される。この拡大投影された像は、
図1、図13、図24、または図35に示したように構
成される接眼レンズ99を介して、ユーザの眼球に入射
し、これにより、ユーザの眼球において、反射型映像表
示パネル96において表示された映像の虚像が観察され
る。
In the light emitting diodes 91R, 91G, and 91B, red, green, and blue light are emitted as illumination light, respectively, and each light is emitted by the dichroic prism 9.
2, fly-eye lens 93 and field lens 9
4 and enter the PBS 95. In PBS95,
The light from the field lens 94 is reflected by 90 degrees, and the reflected light enters a reflective video display panel 96 which is a reflective display device. Reflective image display panel 96
Forms an image to be provided to the user by reflecting light incident thereon, and the reflected light as the image is P
Through the BS 95 and the projection lens 97, the image is enlarged and projected on the transmission screen 98. This enlarged projected image is
Through the eyepiece 99 configured as shown in FIG. 1, FIG. 13, FIG. 24, or FIG. 35, the light enters the user's eyeball, and is displayed on the reflection type video display panel 96 in the user's eyeball. A virtual image of the projected image is observed.

【0160】この場合、反射型映像表示パネル96に
は、赤色、緑色、青色の光が、照明光として照射される
ので、いわゆるフィールドシーケンシャル方式により、
カラーの虚像を提供することができる。
In this case, red, green, and blue light is radiated as illumination light to the reflection-type image display panel 96. Therefore, a so-called field sequential method is used.
A color virtual image can be provided.

【0161】図55は、本発明を適用した映像提供装置
の第10実施の形態の構成例を示している。なお、図
中、図54における場合と対応する部分については、同
一の符号を付してある。即ち、この映像提供装置は、フ
ライアイレンズ93とフィールドレンズ94との間に、
ミラー101が設けられているとともに、投影レンズ9
7と透過型スクリーン98との間に、ミラー102およ
び103が設けられており、さらに、全体が筐体104
内に固定されている他は、図54における場合と同様に
構成されている。
FIG. 55 shows a configuration example of a tenth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention is applied. Note that, in the figure, parts corresponding to those in FIG. 54 are denoted by the same reference numerals. That is, the image providing device is provided between the fly-eye lens 93 and the field lens 94.
A mirror 101 is provided and the projection lens 9
7 and a transmission screen 98, mirrors 102 and 103 are provided.
The configuration is the same as that in FIG. 54 except that it is fixed inside.

【0162】この実施の形態では、フライアイレンズ9
3からの照明光としての光は、ミラー101で90度反
射され、フィールドレンズ94を介して、PBS95に
入射する。PBS95では、フィールドレンズ94から
の光が、90度反射され、その反射光は、反射型映像表
示パネル96に入射する。反射型映像表示パネル96
は、そこに入射される光を180度反射することで、ユ
ーザに提供すべき映像を形成し、その映像としての反射
光は、PBS95および投影レンズ97を介して、ミラ
ー102に入射する。ミラー102では、投影レンズ9
7からの光が、90度反射され、その反射光は、ミラー
103に入射する。ミラー103では、ミラー102か
らの反射光が、さらに90度反射され、これにより、投
影レンズ97で拡大された像が、透過型スクリーン98
に投影される。以下、図54における場合と同様にし
て、ユーザの眼球において、反射型映像表示パネル96
において表示された映像の虚像が観察される。
In this embodiment, the fly-eye lens 9
Light as illumination light from No. 3 is reflected by the mirror 101 at 90 degrees, and enters the PBS 95 via the field lens 94. In the PBS 95, the light from the field lens 94 is reflected by 90 degrees, and the reflected light is incident on the reflective video display panel 96. Reflective image display panel 96
Forms an image to be provided to the user by reflecting the light incident thereon by 180 degrees, and the reflected light as the image is incident on the mirror 102 via the PBS 95 and the projection lens 97. In the mirror 102, the projection lens 9
The light from 7 is reflected by 90 degrees, and the reflected light enters the mirror 103. In the mirror 103, the reflected light from the mirror 102 is further reflected by 90 degrees, whereby the image enlarged by the projection lens 97 is transmitted to the transmission screen 98.
Projected to Thereafter, in the same manner as in the case of FIG.
A virtual image of the image displayed in is observed.

【0163】以上のように、ミラー101乃至103に
よって光路を曲げることで、装置の小型化を図ることが
できる。
As described above, the size of the apparatus can be reduced by bending the optical path by the mirrors 101 to 103.

【0164】図56は、本発明を適用した映像提供装置
の第11実施の形態の構成例を示している。
FIG. 56 shows a configuration example of an eleventh embodiment of a video providing apparatus to which the present invention is applied.

【0165】この実施の形態においては、図55に示し
た映像提供装置を2組設けて、それぞれにより形成され
る虚像を、左眼と右眼で観察することができるようにな
されている。
In this embodiment, two sets of the image providing apparatus shown in FIG. 55 are provided so that a virtual image formed by each of them can be observed with the left eye and the right eye.

【0166】即ち、図56において、発光ダイオード9
1RL,91GL,91BL、ダイクロイックプリズム
92L、フライアイレンズ93L、フィールドレンズ9
4L,PBS95L、反射型映像表示パネル96L、投
影レンズ97L、透過型スクリーン98L、接眼レンズ
99L、ミラー101L乃至103Lは、図55の発光
ダイオード91R,91G,91B、ダイクロイックプ
リズム92、フライアイレンズ93、フィールドレンズ
94,PBS95、反射型映像表示パネル96、投影レ
ンズ97、透過型スクリーン98、接眼レンズ99、ミ
ラー101乃至103とそれぞれ同様に構成され、ユー
ザの左眼に、虚像を提供するようになされている。ま
た、図56において、発光ダイオード91RR,91G
R,91BR、ダイクロイックプリズム92R、フライ
アイレンズ93R、フィールドレンズ94R,PBS9
5R、反射型映像表示パネル96R、投影レンズ97
R、透過型スクリーン98R、接眼レンズ99R、ミラ
ー101R乃至103Rも、図55の発光ダイオード9
1R,91G,91B、ダイクロイックプリズム92、
フライアイレンズ93、フィールドレンズ94,PBS
95、反射型映像表示パネル96、投影レンズ97、透
過型スクリーン98、接眼レンズ99、ミラー101乃
至103とそれぞれ同様に構成され、ユーザの右眼に、
虚像を提供するようになされている。
That is, in FIG.
1RL, 91GL, 91BL, dichroic prism 92L, fly-eye lens 93L, field lens 9
4L, PBS 95L, reflective image display panel 96L, projection lens 97L, transmissive screen 98L, eyepiece 99L, mirrors 101L to 103L are light emitting diodes 91R, 91G, 91B, dichroic prism 92, fly-eye lens 93 in FIG. It is configured similarly to the field lens 94, the PBS 95, the reflection type video display panel 96, the projection lens 97, the transmission type screen 98, the eyepiece 99, and the mirrors 101 to 103, and provides a virtual image to the left eye of the user. ing. In FIG. 56, the light emitting diodes 91RR and 91G
R, 91BR, dichroic prism 92R, fly-eye lens 93R, field lens 94R, PBS9
5R, reflective image display panel 96R, projection lens 97
R, the transmission screen 98R, the eyepiece 99R, and the mirrors 101R to 103R are also the light emitting diodes 9 in FIG.
1R, 91G, 91B, dichroic prism 92,
Fly-eye lens 93, field lens 94, PBS
95, a reflection type image display panel 96, a projection lens 97, a transmission type screen 98, an eyepiece 99, and mirrors 101 to 103, respectively.
It is designed to provide a virtual image.

【0167】従って、この場合、ユーザは、虚像を、左
眼と右眼で観察することができる。
Accordingly, in this case, the user can observe the virtual image with the left and right eyes.

【0168】なお、図54におけるミラー101乃至1
03や、図55におけるミラー101L乃至103Lお
よび101R乃至103Rの配置位置は、図54や図5
5に示した位置に限定されるものではない。即ち、図5
4や図55の実施の形態では、光路を、図面と平行な方
向に曲げるように、ミラーを配置したが、その他、例え
ば、ミラーは、光路を、図面と垂直な方向に曲げるよう
に配置することも可能である。
The mirrors 101 to 1 in FIG.
53 and FIG. 55, the arrangement positions of the mirrors 101L to 103L and 101R to 103R are shown in FIG.
The position is not limited to the position shown in FIG. That is, FIG.
In the embodiment of FIG. 4 or FIG. 55, the mirror is arranged so that the optical path is bent in a direction parallel to the drawing. However, for example, the mirror is arranged so that the optical path is bent in a direction perpendicular to the drawing. It is also possible.

【0169】以上のように、接眼レンズとして、図1、
図13、図24、または図35に示したように構成され
るものを利用した映像提供装置によれば、高解像度で、
広画角の映像を提供することが可能となる。また、その
ような映像提供装置を、ユーザ以外のものに固定した場
合に、例えば、ユーザが動くことによって、ユーザの瞳
が光軸からずれても、高解像度の映像(虚像)を提供す
ることができる。また、図1、図13、図24、または
図35に示した接眼レンズは、アイレリーフを長くする
ことができるので、ユーザが光軸方向に動いた場合にも
対処可能となる。
As described above, the eyepiece shown in FIG.
According to the video providing apparatus using the one configured as shown in FIG. 13, FIG. 24, or FIG.
It is possible to provide images with a wide angle of view. Also, when such an image providing device is fixed to something other than the user, for example, even if the user's pupil deviates from the optical axis due to movement of the user, it provides a high-resolution image (virtual image). Can be. In addition, the eyepiece shown in FIG. 1, FIG. 13, FIG. 24, or FIG. 35 can make the eye relief long, so that it can cope with the case where the user moves in the optical axis direction.

【0170】また、本実施の形態では、第1レンズ群1
乃至第4レンズ群4のうちの、第3レンズ群3または第
4レンズ群4の1面だけ非球面とするようにしたが、第
3レンズ群3または第4レンズ群4の2面以上を非球面
とするようにしても良い。なお、第1レンズ群1や第2
レンズ群2の面を非球面としても良いが、第3レンズ群
3または第4レンズ群4の面を非球面とする方が、非点
収差やコマ収差を低減することができる。
In the present embodiment, the first lens unit 1
In the fourth to fourth lens groups 4, only one surface of the third lens group 3 or the fourth lens group 4 is made aspherical, but two or more surfaces of the third lens group 3 or the fourth lens group 4 are An aspherical surface may be used. Note that the first lens group 1 and the second lens group
Although the surface of the lens group 2 may be aspherical, astigmatism and coma can be reduced by making the surface of the third lens group 3 or the fourth lens group 4 aspherical.

【0171】さらに、本実施の形態では、レンズの4次
の非球面係数を制限するようにしたが、その他、例え
ば、レンズの6次の非球面係数を制限することによって
も、レンズの4次の非球面係数を制限した場合と同様の
性能を得ることが可能である。
Further, in the present embodiment, the fourth order aspherical coefficient of the lens is limited. However, for example, the fourth order aspherical coefficient of the lens may be limited. It is possible to obtain the same performance as in the case where the aspherical coefficient is limited.

【0172】なお、第3レンズ群3または第4レンズ群
4の中の1面も非球面としない場合には、非点収差や歪
曲収差などが大きくなり、上述したような解像力を保ち
ながら、対角の画角を40度以上にして、0.75f以
上のアイレリーフを実現することは困難である。
If one of the surfaces of the third lens unit 3 or the fourth lens unit 4 is not aspherical, astigmatism and distortion become large, and the above-described resolution is maintained while maintaining the above-mentioned resolution. It is difficult to realize an eye relief of 0.75f or more by setting the diagonal angle of view to 40 degrees or more.

【0173】[0173]

【発明の効果】請求項1に記載の接眼レンズによれば、
第1のレンズ群が、正レンズと負レンズとを順次接合し
て構成され、第2および第3のレンズ群が、正レンズで
構成され、第4のレンズ群が、負レンズで構成されてい
る。そして、第3または第4のレンズ群のうちの少なく
とも1面が非球面とされている。従って、アイレリーフ
が長く、瞳位置が光軸からずれても、広い画角に亘っ
て、高解像力な接眼レンズを提供することが可能とな
る。
According to the eyepiece of the first aspect,
The first lens group is configured by sequentially joining a positive lens and a negative lens, the second and third lens groups are configured by positive lenses, and the fourth lens group is configured by negative lenses. I have. At least one surface of the third or fourth lens group is aspheric. Therefore, even if the eye relief is long and the pupil position deviates from the optical axis, it becomes possible to provide an eyepiece with high resolution over a wide angle of view.

【0174】請求項7に記載の虚像提供装置によれば、
映像の虚像を形成する光学系における第1のレンズ群
が、正レンズと負レンズとを順次接合して構成され、第
2および第3のレンズ群が、正レンズで構成され、第4
のレンズ群が、負レンズで構成されている。そして、第
3または第4のレンズ群のうちの少なくとも1面が非球
面とされている。従って、光学系のアイレリーフを長く
するとともに、瞳位置が光軸からずれても、広い画角に
亘って、高解像度の映像(虚像)を提供することが可能
となる。
According to the virtual image providing device of the seventh aspect,
A first lens group in an optical system that forms a virtual image of an image is configured by sequentially joining a positive lens and a negative lens, the second and third lens groups are configured by positive lenses,
Are constituted by negative lenses. At least one surface of the third or fourth lens group is aspheric. Therefore, it is possible to provide a high-resolution image (virtual image) over a wide angle of view even if the eye relief of the optical system is lengthened and the pupil position is shifted from the optical axis.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用した接眼レンズの第1実施の形態
の構成例を示す図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an eyepiece according to a first embodiment of the present invention;

【図2】虚像の、中央と端との間の中間領域を示す図で
ある。
FIG. 2 is a diagram showing an intermediate region between a center and an end of a virtual image.

【図3】図1の接眼レンズの球面収差(色収差)、非点
収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating spherical aberration (chromatic aberration), astigmatism, and distortion of the eyepiece of FIG. 1;

【図4】図1の接眼レンズの横収差を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a lateral aberration of the eyepiece of FIG. 1;

【図5】図1において、瞳位置がずれた場合の光路を示
す光路図である。
FIG. 5 is an optical path diagram showing an optical path when a pupil position is shifted in FIG.

【図6】瞳位置がずれた場合の、図1の接眼レンズの横
収差を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing lateral aberration of the eyepiece of FIG. 1 when the pupil position is shifted.

【図7】図1の接眼レンズの球面収差(色収差)、非点
収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing spherical aberration (chromatic aberration), astigmatism, and distortion of the eyepiece of FIG. 1;

【図8】図1の接眼レンズの横収差を示す図である。FIG. 8 is a diagram illustrating lateral aberration of the eyepiece of FIG. 1;

【図9】瞳位置がずれた場合の、図1の接眼レンズの横
収差を示す図である。
9 is a diagram illustrating lateral aberration of the eyepiece of FIG. 1 when the pupil position is shifted.

【図10】図1の接眼レンズの球面収差(色収差)、非
点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 10 is a diagram illustrating spherical aberration (chromatic aberration), astigmatism, and distortion of the eyepiece of FIG. 1;

【図11】図1の接眼レンズの横収差を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing a lateral aberration of the eyepiece of FIG. 1;

【図12】瞳位置がずれた場合の、図1の接眼レンズの
横収差を示す図である。
12 is a diagram showing lateral aberration of the eyepiece of FIG. 1 when the pupil position is shifted.

【図13】本発明を適用した接眼レンズの第2実施の形
態の構成例を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a configuration example of an eyepiece according to a second embodiment of the present invention;

【図14】図13の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 14 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG.
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図15】図13の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 15 is a diagram showing lateral aberration of the eyepiece of FIG. 13;

【図16】図13において、瞳位置がずれた場合の光路
を示す光路図である。
FIG. 16 is an optical path diagram showing an optical path when a pupil position is shifted in FIG.

【図17】瞳位置がずれた場合の、図13の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
17 is a diagram illustrating lateral aberration of the eyepiece of FIG. 13 when the pupil position is shifted.

【図18】図13の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 18 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG.
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図19】図13の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 19 is a diagram showing lateral aberrations of the eyepiece of FIG. 13;

【図20】瞳位置がずれた場合の、図13の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
FIG. 20 is a diagram illustrating lateral aberrations of the eyepiece of FIG. 13 when the pupil position is shifted.

【図21】図13の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 21 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 13;
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図22】図13の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 22 is a diagram illustrating lateral aberration of the eyepiece of FIG. 13;

【図23】瞳位置がずれた場合の、図13の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
FIG. 23 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 13 when the pupil position is shifted.

【図24】本発明を適用した接眼レンズの第3実施の形
態の構成例を示す図である。
FIG. 24 is a diagram showing a configuration example of an eyepiece according to a third embodiment of the present invention;

【図25】図24の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 25 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 24;
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図26】図24の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 26 is a diagram showing a lateral aberration of the eyepiece of FIG. 24;

【図27】図24において、瞳位置がずれた場合の光路
を示す光路図である。
FIG. 27 is an optical path diagram showing an optical path when a pupil position is shifted in FIG.

【図28】瞳位置がずれた場合の、図24の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
28 is a diagram illustrating lateral aberration of the eyepiece of FIG. 24 when the pupil position is shifted.

【図29】図24の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 29 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 24;
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図30】図24の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 30 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 24;

【図31】瞳位置がずれた場合の、図24の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
31 is a diagram illustrating lateral aberration of the eyepiece of FIG. 24 when the pupil position is shifted.

【図32】図24の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 32 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 24;
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図33】図24の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 33 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 24;

【図34】瞳位置がずれた場合の、図24の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
FIG. 34 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 24 when the pupil position is shifted.

【図35】本発明を適用した接眼レンズの第4実施の形
態の構成例を示す図である。
FIG. 35 is a diagram illustrating a configuration example of an eyepiece according to a fourth embodiment of the present invention;

【図36】図35の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
36 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 35,
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図37】図35の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 37 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 35;

【図38】図35において、瞳位置がずれた場合の光路
を示す光路図である。
FIG. 38 is an optical path diagram showing an optical path when a pupil position is shifted in FIG. 35;

【図39】瞳位置がずれた場合の、図35の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
FIG. 39 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 35 when the pupil position is shifted.

【図40】図35の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
40 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 35,
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図41】図35の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 41 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 35;

【図42】瞳位置がずれた場合の、図35の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
FIG. 42 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 35 when the pupil position is shifted.

【図43】図35の接眼レンズの球面収差(色収差)、
非点収差、および歪曲収差を示す図である。
FIG. 43 shows the spherical aberration (chromatic aberration) of the eyepiece of FIG. 35;
It is a figure showing astigmatism and distortion.

【図44】図35の接眼レンズの横収差を示す図であ
る。
FIG. 44 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 35;

【図45】瞳位置がずれた場合の、図35の接眼レンズ
の横収差を示す図である。
FIG. 45 is a diagram showing the lateral aberration of the eyepiece of FIG. 35 when the pupil position is shifted.

【図46】本発明を適用した映像提供装置の第1実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 46 is a diagram illustrating a configuration example of a first embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図47】本発明を適用した映像提供装置の第2実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 47 is a diagram illustrating a configuration example of a video providing apparatus according to a second embodiment of the present invention;

【図48】本発明を適用した映像提供装置の第3実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 48 is a diagram illustrating a configuration example of a third embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図49】本発明を適用した映像提供装置の第4実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 49 is a diagram illustrating a configuration example of a fourth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図50】本発明を適用した映像提供装置の第5実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 50 is a diagram illustrating a configuration example of a fifth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図51】本発明を適用した映像提供装置の第6実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 51 is a diagram illustrating a configuration example of a sixth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図52】本発明を適用した映像提供装置の第7実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 52 is a diagram illustrating a configuration example of a seventh embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図53】本発明を適用した映像提供装置の第8実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 53 is a diagram illustrating a configuration example of an eighth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図54】本発明を適用した映像提供装置の第9実施の
形態の構成例を示す図である。
FIG. 54 is a diagram illustrating a configuration example of a ninth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図55】本発明を適用した映像提供装置の第10実施
の形態の構成例を示す図である。
FIG. 55 is a diagram illustrating a configuration example of a tenth embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【図56】本発明を適用した映像提供装置の第11実施
の形態の構成例を示す図である。
FIG. 56 is a diagram illustrating a configuration example of an eleventh embodiment of a video providing apparatus to which the present invention has been applied.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 第1レンズ群, 2 第2レンズ群, 3 第3レ
ンズ群, 4 第4レンズ群, 11,12,21,3
1,41 レンズ, 31A,31B,41A,41B
レンズの面, 51 表示素子, 52 投影レン
ズ, 53 透過式スクリーン, 54 接眼レンズ,
55 フィールドレンズ, 61 空中像, 71
表示素子, 72 PBS, 81,82 ミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens group, 2 2nd lens group, 3 3rd lens group, 4 4th lens group, 11, 12, 21, 3
1,41 lens, 31A, 31B, 41A, 41B
Lens surface, 51 display element, 52 projection lens, 53 transmissive screen, 54 eyepiece,
55 field lens, 61 aerial image, 71
Display element, 72 PBS, 81, 82 Mirror

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1乃至第4のレンズ群が、瞳側から順
次配置されて構成される接眼レンズであって、 前記第1のレンズ群は、正レンズと負レンズとを順次接
合して構成され、 前記第2および第3のレンズ群は、正レンズで構成さ
れ、 前記第4のレンズ群は、負レンズで構成され、 前記第3または第4のレンズ群のうちの少なくとも1面
が非球面とされていることを特徴とする接眼レンズ。
1. An eyepiece lens comprising first to fourth lens groups sequentially arranged from a pupil side, wherein the first lens group is formed by sequentially joining a positive lens and a negative lens. The second and third lens groups are configured by a positive lens, the fourth lens group is configured by a negative lens, and at least one surface of the third or fourth lens group is An eyepiece characterized by having an aspherical surface.
【請求項2】 前記第2のレンズ群の形状係数が0.5
より大きいことを特徴とする請求項1に記載の接眼レン
ズ。
2. The shape factor of the second lens group is 0.5
2. The eyepiece of claim 1, wherein the eyepiece is larger.
【請求項3】 前記第3のレンズ群の瞳側の面のみが非
球面とされている場合において、 前記第3のレンズ群の瞳側の面の4次の非球面係数をa
と、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点距離をf
と、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −1.3<k<0.6、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項1に記載の接眼レン
ズ。
3. When only the surface on the pupil side of the third lens group is aspherical, the fourth order aspherical coefficient of the pupil side surface of the third lens group is a
And the focal length of the entire system of the first to fourth lens groups is f
2. The eyepiece according to claim 1, wherein when a predetermined coefficient is k and an equation -1.3 <k <0.6, a = (k / f) 3 holds. lens.
【請求項4】 前記第3のレンズ群の瞳側と反対側の面
のみが非球面とされている場合において、 前記第3のレンズ群の瞳側と反対側の面の4次の非球面
係数をaと、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点
距離をfと、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −0.9<k<1.4、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項1に記載の接眼レン
ズ。
4. A quaternary aspherical surface on the surface of the third lens group opposite to the pupil side when only the surface opposite to the pupil side of the third lens group is aspherical. When the coefficient is a, the focal length of the whole system of the first to fourth lens groups is f, and the predetermined coefficient is k, the following equation is obtained: -0.9 <k <1.4, where a = (K / f) 3 , wherein the eyepiece lens according to claim 1 is satisfied.
【請求項5】 前記第4のレンズ群の瞳側の面のみが非
球面とされている場合において、 前記第4のレンズ群の瞳側の面の4次の非球面係数をa
と、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点距離をf
と、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −1.9<k<−1.1、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項1に記載の接眼レン
ズ。
5. When only the surface on the pupil side of the fourth lens group is aspherical, a fourth-order aspherical surface coefficient of the surface on the pupil side of the fourth lens group is a
And the focal length of the entire system of the first to fourth lens groups is f
And when a predetermined coefficient is k, an equation -1.9 <k <-1.1, where a = (k / f) 3, is satisfied. Eyepiece.
【請求項6】 前記第4のレンズ群の瞳側と反対側の面
のみが非球面とされている場合において、 前記第4のレンズ群の瞳側と反対側の面の4次の非球面
係数をaと、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点
距離をfと、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −1.8<k<2.0、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項1に記載の接眼レン
ズ。
6. A quaternary aspherical surface on the surface of the fourth lens unit opposite to the pupil side when only the surface opposite to the pupil side of the fourth lens unit is aspherical. When a is a coefficient, f is a focal length of the entire system of the first to fourth lens groups, and k is a predetermined coefficient, the following equation is obtained: -1.8 <k <2.0, where a = (K / f) 3 , wherein the eyepiece lens according to claim 1 is satisfied.
【請求項7】 映像を表示する表示装置と、 前記映像の虚像を形成する光学系と を備える虚像提供装置であって、 前記光学系は、第1乃至第4のレンズ群が、瞳側から順
次配置されて構成され、 前記第1のレンズ群は、正レンズと負レンズとを順次接
合して構成され、 前記第2および第3のレンズ群は、正レンズで構成さ
れ、 前記第4のレンズ群は、負レンズで構成され、 前記第3または第4のレンズ群のうちの少なくとも1面
が非球面とされていることを特徴とする虚像提供装置。
7. A virtual image providing device, comprising: a display device that displays an image; and an optical system that forms a virtual image of the image, wherein the optical system is configured such that first to fourth lens groups are arranged from a pupil side. The first lens group is configured by sequentially joining a positive lens and a negative lens; the second and third lens groups are configured by positive lenses; The virtual image providing apparatus, wherein the lens group includes a negative lens, and at least one surface of the third or fourth lens group is an aspheric surface.
【請求項8】 前記第2のレンズ群の形状係数が0.5
より大きいことを特徴とする請求項7に記載の虚像提供
装置。
8. The shape factor of the second lens group is 0.5
The virtual image providing apparatus according to claim 7, wherein the virtual image providing apparatus is larger than the virtual image providing apparatus.
【請求項9】 前記第3のレンズ群の瞳側の面のみが非
球面とされている場合において、 前記第3のレンズ群の瞳側の面の4次の非球面係数をa
と、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点距離をf
と、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −1.3<k<0.6、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項7に記載の虚像提供
装置。
9. In a case where only the pupil-side surface of the third lens group is aspherical, the fourth-order aspherical surface coefficient of the pupil-side surface of the third lens group is a
And the focal length of the entire system of the first to fourth lens groups is f
8. The virtual image according to claim 7, wherein, when a predetermined coefficient is k and an equation -1.3 <k <0.6, a = (k / f) 3 is satisfied. Providing device.
【請求項10】 前記第3のレンズ群の瞳側と反対側の
面のみが非球面とされている場合において、前記第3の
レンズ群の瞳側と反対側の面の4次の非球面係数をa
と、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点距離をf
と、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −0.9<k<1.4、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項7に記載の虚像提供
装置。
10. A quaternary aspherical surface on the surface of the third lens group opposite to the pupil side when only the surface opposite to the pupil side of the third lens group is aspherical. Coefficient is a
And the focal length of the entire system of the first to fourth lens groups is f
8. The virtual image according to claim 7, wherein when a predetermined coefficient is k and an equation, -0.9 <k <1.4, a = (k / f) 3 is satisfied. Providing device.
【請求項11】 前記第4のレンズ群の瞳側の面のみが
非球面とされている場合において、 前記第4のレンズ群の瞳側の面の4次の非球面係数をa
と、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点距離をf
と、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −1.9<k<−1.1、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項7に記載の虚像提供
装置。
11. When only the pupil-side surface of the fourth lens group is aspherical, a fourth-order aspherical surface coefficient of the pupil-side surface of the fourth lens group is a
And the focal length of the entire system of the first to fourth lens groups is f
And when a predetermined coefficient is k, an equation -1.9 <k <-1.1, where a = (k / f) 3, is satisfied. Virtual image providing device.
【請求項12】 前記第4のレンズ群の瞳側と反対側の
面のみが非球面とされている場合において、 前記第4のレンズ群の瞳側と反対側の面の4次の非球面
係数をaと、前記第1乃至第4のレンズ群の全系の焦点
距離をfと、所定の係数をkと、それぞれするとき、式 −1.8<k<2.0、但し、a=(k/f)3 が成立することを特徴とする請求項7に記載の虚像提供
装置。
12. A fourth-order aspherical surface on a surface of the fourth lens group opposite to the pupil side when only the surface on the side opposite to the pupil side of the fourth lens group is aspherical. When a is a coefficient, f is a focal length of the entire system of the first to fourth lens groups, and k is a predetermined coefficient, the following equation is obtained: -1.8 <k <2.0, where a 8. The virtual image providing apparatus according to claim 7, wherein: (k / f) 3 holds.
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