CN104718484B - 目镜光学系统，光学装置，和制造目镜光学系统的方法 - Google Patents

目镜光学系统，光学装置，和制造目镜光学系统的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了沿着光轴从观察物体(Ob)侧的顺序设置的至少三个透镜。在屈光度调节期间，离眼点(EP)侧最近设置的最终的透镜(对应于图1中的第三透镜(L3))是固定的，并且满足下列条件表达式(1)，即2.2<|fe/fa|<6和(2)，即0.5<|Re2/fa|<5.0其中，fe指最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统(EL)的焦距，Re2指最终的透镜的眼点(EP)侧透镜表面的曲率半径；并且在光学表面是非球面的情况下，使用近轴曲率半径进行计算。

Description

目镜光学系统，光学装置，和制造目镜光学系统的方法
技术领域
本发明涉及用于观察显示在图像显示元件上的图像的目镜光学系统，图像显示元件适用于电子取景器(EVF)。
背景技术
已经提出了允许利用高倍率观察显示在小图像显示元件上的图像的目镜光学系统(例如见专利文件1)。
专利文件1：日本专利公开No.2003-161915(A)
发明内容
本发明要解决的技术问题
在传统的目镜光学系统中，板型保护光学元件固定在离眼点最近的侧上，以保护光学系统并提高防尘性能。然而，当使用用于图像显示元件的液晶显示元件观察高亮度的物体时，由于在显示元件和离眼点最近的光学元件的表面上的反射，而产生幻像和杂散光。
鉴于上述情况，本发明的目的是提供可使产生的幻像和杂散光最小化、具有良好光学性能的目镜光学系统、包括该目镜光学系统的光学装置、和制造该目镜光学系统的方法。
解决问题的手段
为了实现此目的，根据本发明的目镜光学系统包括：沿着光轴从观察物体的顺序设置的至少三个透镜，当调节屈光度时，最接近于眼点设置的最终的透镜是固定的，并且满足下列条件表达式：
2.2<|fe/fa|<6.0
0.5<|Re2/fa|<5.0
其中，fe指最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统的焦距，Re2指最终的透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。当光学表面为非球面时，使用近轴曲率半径进行计算。
在根据本发明的目镜光学系统中，优选地，观察物体是图像显示元件。
在根据本发明的目镜光学系统中，优选地，图像显示元件是液晶显示元件。
在根据本发明的目镜光学系统中，优选地，满足下列条件表达式：
0.60<Σd/fa<1.60
其中，Σd指光轴上的从最接近于观察物体设置的第一透镜的观察物体侧透镜表面到最终的透镜的眼点侧透镜表面的距离。
在根据本发明的目镜光学系统中，优选地，满足下列条件表达式：
0.60<Σd0/fa<1.20
其中，Σd0指光轴上的从最接近于观察物体设置的第一透镜的观察物体侧透镜表面到最终的透镜的眼点侧透镜表面的距离。空气换算长度用于没有屈光力的光学元件。
在根据本发明的目镜光学系统中，优选地，满足下列条件表达式：
5.00<fa<35.00(单位:mm)
在根据本发明的目镜光学系统中，优选地，所有透镜都由塑料制成。
优选地，根据本发明的目镜光学系统沿着光轴从观察物体的顺序包括第一透镜和第二透镜，其中，通过沿着光轴，移动第一透镜和第二透镜或仅移动第二透镜，调节屈光度。
根据本发明的光学装置包括：物镜；成像元件，捕获由该物镜形成的图像；图像显示元件，显示由该成像元件捕获的图像；和目镜光学系统，用于观察显示在该图像显示元件上的图像，所述目镜光学系统是上述的任一目镜光学系统。
根据本发明的制造目镜光学系统的方法是制造下述目镜光学系统的方法，该目镜光学系统包括沿着光轴从观察物体的顺序设置的至少三个透镜，该方法包括：当调节屈光度时，固定最接近于眼点侧设置的最终的透镜；并且在透镜镜筒中设置每个透镜，使得满足下列条件表达式：
2.2<|fe/fa|<6.0
0.5<|Re2/fa|<5.0
其中，fe指最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统的焦距，Re2指最终的透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径；当光学表面为非球面时，使用近轴曲率半径进行计算。
本发明的有益效果
根据本发明，能够提供可使产生的幻像和杂散光最小化、具有良好光学性能的目镜光学系统、包括该目镜光学系统的光学装置、和用于制造该目镜光学系统的方法。
附图说明
图1是描述根据示例1的目镜光学系统的结构的示意图；
图2是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例1的目镜光学系统的各种像差的曲线图；
图3是描述根据示例2的目镜光学系统的结构的示意图；
图4是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例2的目镜光学系统的各种像差的曲线图；
图5是描述根据示例3的目镜光学系统的结构的示意图；
图6是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例3的目镜光学系统的各种像差的曲线图；
图7是数码相机的横截面图；和
图8是描述制造根据本实施例的目镜光学系统的方法的流程图。
具体实施方式
将参考附图，描述本发明的实施例。
为了保护目镜光学系统和提高防尘性能，传统地，在离眼点最近的侧上设置固定的光学元件，但是如果使用塑料透镜作为光学元件，则即使通过抗反射涂层处理，也不能展现充分的效果，并且此光学元件的表面上的反射很显眼。
因此，在根据本实施例的目镜光学系统中，最接近于眼点设置的最终的透镜具有满足权利要求的形状，从而可以抑制在此透镜表面上的反射，并且即使产生反射，由于幻像而产生的眩光的图像也形成在对应于眼睛的屈光度外侧，使得反射不会显眼，从而避免上述问题。
根据此实施例的目镜光学系统适用于电子取景器EVF(见图7)。因此，观察物体优选地是图像显示元件。在此优选地，图像显示元件是液晶显示元件。液晶显示元件利用液晶的极化特性显示图像，因此获得良好显示光通量的范围窄。通常，此范围被认为是在与显示表面垂直方向的±10°，并且光衰减和色调的变化在此范围之外产生。这意味着为了观察液晶显示元件，目镜光学系统需要一些远心度。此特征已在根据本实施例的目镜光学系统中加以考虑。
如图1所示，根据本实施例的目镜光学系统EL包括从观察物体Ob侧的顺序设置的至少三个透镜，并且当调节屈光度时，离眼点EP最近设置的最终的透镜是固定的，并且满足下列条件表达式(1)和(2)。
在图1中，目镜光学系统EL由三个透镜构成：从观察物体Ob的顺序设置的第一透镜L1，第二透镜L2，和第三透镜L3。在这种情况下，最终的透镜是第三透镜L3。
2.2<|fe/fa|<6.0…(1)
0.5<|Re2/fa|<5.0…(2)
其中，fe指最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统EL的焦距，Re2指最终的透镜的眼点EP侧透镜表面的曲率半径。当光学表面是非球面时，使用近轴曲率半径进行计算。
条件表达式(1)说明最终的透镜的焦距相对于整个目镜光学系统EL的焦距的比率。
如果没有达到条件表达式(1)的下限值，则最终的透镜的光焦度将变强并且由于组装误差而出现下降。场曲也恶化了。
如果超过条件表达式(1)的上限值，则在透镜表面上产生反射时，幻像和杂散光会显眼。
为了确定地显现上述结果的效果，优选地，条件表达式(1)的下限值是3.0。为了确定地显现上述结果的效果，优选地，条件表达式(1)的上限值是5.0。
条件表达式(2)说明最终的透镜的眼点EP侧透镜表面的曲率半径相对于整个目镜光学系统EL的焦距的比率。
如果没有达到条件表达式(2)的下限值，则在透镜表面上反射来自外部的强的外部光，并且产生幻像和杂散光，这可能导致用户感到不舒服。场曲也恶化了。
如果超过条件表达式(2)的上限值，则在图像显示元件(观察物体)Ob和最终的透镜的眼点EP侧透镜表面上反射的幻像和杂散光显眼。具体地，如果最终的透镜的眼点EP侧透镜表面具有正曲率半径，则对用户眼睛的反射显眼，这可能导致用户感到不舒服。场曲也恶化了。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(2)的下限值是0.6。为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(2)的上限值是3.5。
在根据本实施例的目镜光学系统中，优选地，满足下列条件表达式(3A)。
0.60<Σd/fa<1.60…(3A)
其中，Σd指光轴上的从最接近于观察物体设置的第一透镜L1的观察物体Ob侧透镜表面到最终的透镜的眼点EP侧透镜表面的距离。
条件表达式(3A)说明透镜部的总长度相对于整个目镜光学系统EL的焦距的比率。
如果没有达到条件表达式(3A)的下限值，则不能确保足够的透镜厚度，并且满意的彗差的校正变难。
如果超过条件表达式(3A)的上限值，则光学系统的总长度变长，并且如果试图小型化，则畸变和场曲的校正变难。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3A)的下限值是0.62。为了更确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3A)的下限值是0.63。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3A)的上限值是1.40。为了更确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3A)的上限值是1.20。为了最大地显现上述效果，优选地，条件表达式(3A)的上限值是1.00。
在根据本实施例的目镜光学系统中，优选地，满足下列条件表达式(3B)。
0.60<Σd0/fa<1.20…(3B)
其中，Σd0指光轴上的从最接近于观察物体设置的第一透镜的观察物体侧透镜表面到最终的透镜的眼点侧透镜表面的距离。空气换算长度用于没有屈光力的光学元件。
条件表达式(3B)说明透镜部的总空气换算长度相对于整个目镜光学系统EL的焦距的比率。
如果没有达到条件表达式(3B)的下限值，则不能确保足够的透镜厚度，并且满意的彗差的校正变难。
如果超过条件表达式(3B)的上限值，则光学系统的总长度变长，并且如果试图小型化，则畸变和场曲的校正变难。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3B)的下限值是0.62。为了更确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3B)的下限值是0.63。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3B)的上限值是1.10。为了更确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(3B)的上限值是1.00。为了最大地显现上述效果，优选地，条件表达式(3B)的上限值是0.90。
在根据本实施例的目镜光学系统中，优选地，满足下列条件表达式(4)。
5.00<fa<35.00(单位:mm)…(4)
条件表达式(4)说明整个目镜光学系统EL的焦距。
如果没有达到条件表达式(4)的下限值，则透镜直径变大，并且畸变和场曲的校正相应地变难。
如果超过条件表达式(4)的上限值，则光学系统的总长度变长，并且如果试图小型化，则畸变和场曲的恶化是不可避免的。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(4)的下限值是10.00。为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(4)的下限值是15.00。为了最大地显现上述效果，优选地，条件表达式(4)的下限值是20.00。
为了确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(4)的上限值是32.00。为了更确定地显现上述效果，优选地，条件表达式(4)的上限值是29.00。为了最大地显现上述效果，优选地，条件表达式(4)的上限值是27.00。
在根据本实施例的目镜光学系统EL中，优选地，在构成第一透镜L1至最终的透镜的透镜表面中，至少一个透镜表面是非球面的。具体地，如果第一透镜L1的观察物体Ob侧透镜表面是非球面的，则能够改善彗差、像散和畸变的校正。如果第二透镜L2的眼点EP侧透镜表面是非球面的，则能够改善畸变、彗差、球面像差的校正。
在根据本实施例的目镜光学系统EL中，优选地，所有的透镜由塑料制成。由于这种结构，能够容易地形成非球面，并且能够确定对于包括彗差和畸变的各种像差，具有充分的像差校正能力。
由于目镜光学系统EL从观察物体Ob顺序地包括第一透镜L1和第二透镜L2，并且第一透镜L1和第二透镜L2同时移动，或者仅第二透镜L2沿着光学系统移动，从而能够调节屈光度而不降低光学性能。如果当调节屈光度时，最终的透镜相对于观察物体Ob固定在光轴上，则保护透镜的光学元件就不是必需的，并且能够防止幻像和杂散光，提高防尘性能。
图7示出数码相机CAM，作为包括上述目镜光学系统EL的光学装置。数码相机CAM由物镜OL，诸如CCD和CMOS的成像元件C，和电子取景器EVF构成。电子取景器EVF包括诸如液晶显示元件的图像显示元件(观察物体)Ob，和用于放大和观察显示在图像显示元件Ob上的图像的目镜光学系统EL。
在具有上述结构的数码相机CAM中，来自物体(未示出)的光由物镜OL收集，并且在成像元件C上形成物体的图像。形成在成像元件C上的物体的图像由成像元件C捕获，并且由成像元件C捕获的物体的图像显示在图像显示元件Ob上。用户的眼睛定位在眼点EP上，从而能够经由目镜光学系统EL在放大的状态下观察由物镜OL形成的物体的图像。
如果用户按压释放按钮(未示出)，则由成像元件C捕获的图像(也就是，与显示在图像显示元件Ob上、且经由目镜光学系统EL观察的图像对应的图像)记录在存储器(未示出)中作为物体的图像。在这种方式下，用户能够使用数码相机CAM拍摄物体。
根据包括本发明的目镜光学系统EL的上述数码相机CAM，可圆满地校正各种像差具体地包括彗差、畸变的相机能够实现。
现在，将参考图8描述制造上述目镜光学系统的方法要点。首先，在圆柱形透镜镜筒中，沿着光轴从观察物体的顺序地设置至少三个透镜，使得满足下列条件表达式(1)和(2)(步骤ST10)。然后，设置离眼点位置最近的最终的透镜，使得调节屈光度时该透镜固定在光轴上(步骤ST20)。
2.2<|fe/fa|<6.0
0.5<|Re2/fa|<5.0
其中，fe指最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统的焦距，以及Re2指最终的透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。当光学表面是非球面时，使用近轴曲率半径进行计算。
如图1所示，根据本实施例的目镜光学系统的透镜布置的示例，负双凹透镜设置为第一透镜L1。正双凸透镜设置为第二透镜L2。具有面对眼点的凹面的负弯月透镜设置为第三透镜L3。当调节屈光度时，第一透镜L1和第二透镜L2沿着光轴同时移动，同时作为离眼点位置最近的最终的透镜的第三透镜L3相对于观察物体Ob固定在光轴上。每个透镜组装在透镜镜筒中，使得满足条件表达式(1)和(2)(条件表达式(1)的对应值是4.02，条件表达式(2)的对应值是0.70)。
制造根据本实施例的目镜光学系统的方法，能够实现使产生的幻像和杂散光最小化的、具有良好光学性能的目镜光学系统。
示例
现在，将参考附图描述根据本实施例的每个示例。下面示出的表1至表3是示例1至示例3的每个数据的表格。
在每个示例中，选择d线(波长：587.5620nm)和g线(波长：435.8350nm)来计算像差特性。
在每个表中的[一般数据]中，fe指离眼点EP最近设置的最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统的焦距，ω指-1m-1时呈现的视场角(半视角)，TL指目镜光学系统EL的总长度(在目镜光学系统中，光轴上的从-1m-1处的观察物体Ob表面到离眼点EP最近的透镜表面的距离)。
在每个表中的[透镜数据]中，分别地，表面编号是在光传播的方向上从观察物体Ob侧计数的光学表面的顺序编号，r指每个光学表面的曲率半径，D指在光轴上的从每个光学表面到下一个光学表面(或眼点EP)的距离，νd指d线处透镜材料的阿贝数，nd指d线处透镜材料的折射率，(变量)指示可变表面距离，曲率半径r中的“∞”指示平面，以及EP指眼点。省略了空气的折射率“1.0000”。当光学表面是非球面时，将“*”附加到表面编号上，在曲率半径r栏中示出近轴曲率半径。
在每个表中的[非球面数据]中，在[透镜数据]中示出的非球面的形式由下列表达式(a)表示。在此，X(y)指沿着光轴方向从非球面的顶点处的切面到高度y处非球面处的每个位置的距离，r指参考球面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ指圆锥系数，Ai指第i次的非球面系数。“E-n”指“×10-n”。例如，1.234E-05＝1.234×10-5。
X(y)＝(y2/r)/{1+(1-κ·y2/r2)1/2}+A4×y4+A6×y6+A8×y8…(a)
在每个表中的[条件表达式]中，示出与每个条件表达式(1)至(4)对应的值。
对于屈光度的单位，使用“m-1”。屈光度X[m-1]指从眼点EP，由位于光轴上的位置1/x[m(米)]的目镜光学系统形成的图像。(当在从目镜光学系统EL的观察者侧上形成图像时，符号是正的。)
在以下的所有的数据值中，“mm”通用作焦距f、曲率半径r、表面距离D和其他长度的单位，除非有其他规定，但是该单位不限于“mm”，由于即使光学系统成比例地扩大或成比例地减小，也可获得等价的光学性能，所以也可以使用其他合适的单位。
这些对于表的说明对于所有示例是相同的，因此下文中省略其说明。
(示例1)
将参考图1、图2和表1描述示例1。如图1所示，根据示例1的目镜光学系统EL(EL1)从观察物体(图像显示元件)Ob顺序地包括具有负屈光力的第一透镜L1，具有正屈光力的第二透镜L2，和具有负屈光力的第三透镜L3(最终的透镜)。
第一透镜L1是负双凹透镜。第一透镜L1的观察物体Ob侧透镜表面是非球面的。
第二透镜L2是正双凸透镜。第二透镜L2的眼点EP侧透镜表面是非球面的。
第三透镜L3是具有面对眼点EP的凹面的负弯月透镜。
屈光度通过沿着光轴同时移动第一透镜L1和第二透镜L2来调节。同时，第三透镜L3相对于观察物体Ob固定在光轴上。
表1示出示例1的每个数据值。表1中的表面编号1至7分别对应于图1中的光学表面m1至m7。在示例1中，表面2和5是非球面的。
为了简化说明，图1中的每个附图标记和字符独立于其他示例。因此，即使附图标记和字符与其他示例的附图中的是相同的，也不意味着结构必需与其他示例是相同的。
(表1)
[一般数据]
fe＝-103.68(mm)
fa＝25.79(mm)
ω＝26.22°
TL＝34.5(mm)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2κ＝4.89886，A4＝-0.20046E-03，A6＝-0.19561E-05，
A8＝-0.23308E-08
表面5κ＝-0.01352，A4＝-0.33928E-04，A6＝-0.14109E-06，
A8＝0.40422E-08
[条件表达式]
条件表达式(1)|fe/fa|＝4.02
条件表达式(2)|Re2/fa|＝0.70
条件表达式(3A)Σd/fa＝0.71
条件表达式(3B)Σd0/fa＝0.71
条件表达式(4)fa＝25.79(mm)
如表1中的数据所示，示例1的目镜光学系统满足条件表达式(1)至(4)。
图2是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例1的目镜光学系统EL1的各种像差(球面像差，像散，彗差，和畸变)的曲线图。
在示出像差的每个曲线图中，Y1指示当从观察物体Ob的光轴中心发出的光进入目镜光学系统EL1的第一透镜L1的观察物体Ob侧透镜表面的切面时，入射光的高度。d指示在d线处的像差曲线，g指示在g线处的像差曲线。当没有指示d也没有指示g时，这意味着畸变曲线在d线处。在示出像散的曲线图中，实线指示矢形图象表面，而虚线指示子午线图象表面。在示出彗差的曲线图中，“min”指示角度单位“分”。在示出球面像差的曲线图和示出像散的曲线图中，横坐标的单位分别是[m-1]，这在附图中指示为“D”。
这些对于示出像差的曲线图的说明与其他示例是相同的，因此省略其说明。
如示出图2中的像差的每个曲线图清晰地示出，在示例1的目镜光学系统EL1中，包括彗差和畸变的各种像差可被圆满地校正，并实现优良的光学性能。
(示例2)
将参考图3、图4和表2描述示例2。如图3所示，根据示例2的目镜光学系统EL(EL2)从观察物体(图像显示元件)Ob的顺序包括具有负屈光力的第一透镜L1，具有正屈光力的第二透镜L2，和具有正屈光力的第三透镜L3(最终的透镜)。
第一透镜L1是负双凹透镜。第一透镜L1的观察物体Ob侧透镜表面是非球面的。
第二透镜L2是正双凸透镜。第二透镜L2的眼点EP侧透镜表面是非球面的。
第三透镜L3是正双凸透镜。
屈光度通过沿着光轴同时移动第一透镜L1和第二透镜L2来调节。同时，第三透镜L3相对于观察物体Ob固定在光轴上。
表2示出示例2的每个数据值。表2中的表面编号1至7分别对应于图3中的光学表面m1至m7。在示例2中，表面2和5是非球面的。
(表2)
[一般数据]
fe＝103.82(mm)
fa＝24.59(mm)
ω＝27.30°
TL＝28.5(mm)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面2κ＝-1.60623，A4＝-0.38025E-03，A6＝-0.15854E-05，
A8＝-0.95068E-08
表面5κ＝-0.13459，A4＝-0.70616E-04，A6＝0.80397E-07，
A8＝0.26710E-08
[条件表达式]
条件表达式(1)|fe/fa|＝4.22
条件表达式(2)|Re2/fa|＝3.18
条件表达式(3A)Σd/fa＝0.64
条件表达式(3B)Σd0/fa＝0.64
条件表达式(4)fa＝24.59(mm)
如表2中的数据所示，示例2的目镜光学系统EL2满足所有的条件表达式(1)至(4)。
图4是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例2的目镜光学系统EL2的各种像差(球面像差，像散，彗差，和畸变)的曲线图。如示出图4中的像差的每个曲线图清晰地示出，在示例2的目镜光学系统EL2中，包括彗差和畸变的各种像差可被圆满地校正，并实现优良的光学性能。
(示例3)
将参考图5、图6和表3描述示例3。如图5所示，根据示例3的目镜光学系统EL(EL3)从观察物体(图像显示元件)Ob的顺序包括具有正屈光力的第一透镜L1，具有负屈光力的第二透镜L2，具有正屈光力的第三透镜L3，和具有正屈光力的第四透镜L4(最终的透镜)。
第一透镜L1是正双凸透镜。
第二透镜L2是具有面对观察物体Ob的凹面的负弯月透镜。第二透镜L2的观察物体Ob侧透镜表面是非球面的。
第三透镜L3是正双凸透镜。第三透镜L3的眼点EP侧透镜表面是非球面的。
第四透镜L4是具有面对观察物体Ob的凹面的负弯月透镜。
屈光度通过沿着光轴同时移动第一透镜L1和第二透镜L2来调节。同时，第三透镜L3和第四透镜L4相对于观察物体Ob固定在光轴上。
表3示出示例3的每个数据值。表3中的表面编号1至9分别对应于图5中的光学表面m1至m9。在示例3中，表面4和7是非球面的。
(表3)
[一般数据]
fe＝81.49(mm)
fa＝24.10(mm)
ω＝28.12°
TL＝29.8(mm)
[透镜数据]
[非球面数据]
表面4κ＝0.67273，A4＝0.12437E-03，A6＝0.20583E-05，
A8＝0.81215E-07
表面7κ＝1.35050，A4＝0.13938E-03，A6＝0.59071E-06，
A8＝-0.10212E-08
[条件表达式]
条件表达式(1)|fe/fa|＝3.38
条件表达式(2)|Re2/fa|＝0.65
条件表达式(3A)Σd/fa＝0.88
条件表达式(3B)Σd0/fa＝0.88
条件表达式(4)fa＝24.10(mm)
如表3中的数据所示，示例3的目镜光学系统EL3满足所有的条件表达式(1)至(4)。
图6是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例3的目镜光学系统EL3的各种像差(球面像差，像散，彗差，和畸变)的曲线图。如示出图6中的像差的每个曲线图清晰地示出，在示例3的目镜光学系统EL3中，
包括彗差和畸变的各种像差可被圆满地校正，并实现优良的光学性能。
如上所述地，根据本发明，能够实现使产生的幻像和杂散光最小化的、具有良好光学性能的目镜光学系统。
已经利用每个实施例的结构要求描述了本发明，以有助于理解本发明，但是显然，本发明不限于此结构要求。以下描述的内容可在不降低光学性能的范围内使用。
在每个示例中，目镜光学系统由三个或四个透镜组构成，但是本发明也能够应用到使用不同数量的透镜组的结构中，例如五个或六个透镜组。在结构上，可以将透镜或透镜组添加到离物体最近的一侧，或者，可以将透镜或透镜组添加到离图像最近的一侧。“透镜组”指由气隙隔离的具有至少一个透镜的部分，当执行变焦时该气隙改变。
透镜表面可以形成为球面或平面，或者非球面。如果透镜表面是球面或平面，则透镜的加工、组装和调节是容易的，并且能够防止由于加工、组装和调节中的误差导致的光学性能的劣化。即使图像平面偏离，书写性能不发生很大的变化。如果透镜表面为非球面，则该非球面表面可以是通过磨削产生的非球面、使用模具以非球面形状形成玻璃所产生的玻璃模制非球面、和通过在玻璃表面上将树脂形成为非球面形状所产生的合成非球面表面中的任何非球面。透镜表面可以是衍射表面，并且该透镜可以是折射率分布式透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
每个透镜表面可涂覆有抗反射膜，其在宽的波长区域中具有高透光率，以降低耀斑和幻像，从而以高对比度实现高光学性能。
附图标记
CAM 数码相机(光学装置)
OL 物镜
C 成像元件
Ob 图像显示元件(观察物体)
EL EL1至EL3目镜光学系统
L1 第一透镜
L2 第二透镜
L3 第三透镜
L4 第四透镜
EP 眼点

Claims (8)

1.一种目镜光学系统，包括：沿着光轴从观察物体的顺序设置的至少三个透镜，
当调节屈光度时，最接近于眼点设置的最终的透镜是固定的，并且满足下列条件表达式：
2.2<|fe/fa|<6.0
0.5<|Re2/fa|<5.0
0.60<Σd0/fa<0.90
其中，fe指所述最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统的焦距，以及Re2指所述最终的透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径；当光学表面为非球面时，使用近轴曲率半径进行计算,
其中，Σd0指所述光轴上的从最接近于所述观察物体设置的第一透镜的观察物体侧透镜表面到所述最终的透镜的眼点侧透镜表面的距离；空气换算长度用于没有屈光力的光学元件。
2.一种目镜光学系统，包括：沿着光轴从观察物体的顺序设置的至少三个透镜，
当调节屈光度时，最接近于眼点设置的最终的透镜是固定的，并且满足下列条件表达式：
3.0<|fe/fa|<6.0
0.5<|Re2/fa|<5.0
0.60<Σd/fa<1.00
其中，fe指所述最终的透镜的焦距，fa指整个目镜光学系统的焦距，以及Re2指所述最终的透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径；当光学表面为非球面时，使用近轴曲率半径进行计算,
其中，Σd指所述光轴上的从最接近于所述观察物体设置的第一透镜的观察物体侧透镜表面到所述最终的透镜的眼点侧透镜表面的距离。
3.根据权利要求1或2所述的目镜光学系统，其中
所述观察物体是图像显示元件。
4.根据权利要求3所述的目镜光学系统，其中
所述图像显示元件是液晶显示元件。
5.根据权利要求1或2所述的目镜光学系统，其中
满足下列条件表达式：
5.00<fa<35.00(单位:mm)。
6.根据权利要求1或2所述的目镜光学系统，其中
构成所述目镜光学系统的所有透镜都由塑料制成。
7.根据权利要求1或2所述的目镜光学系统，沿着光轴从所述观察物体的顺序包括第一透镜和第二透镜，其中
通过沿着所述光轴，移动所述第一透镜和所述第二透镜或仅移动所述第二透镜，调节所述屈光度。
8.一种光学装置，包括：
物镜；
成像元件，捕获由所述物镜形成的图像；
图像显示元件，显示由所述成像元件捕获的图像；以及
目镜光学系统，用于观察显示在所述图像显示元件上的图像，
所述目镜光学系统是根据权利要求1或2所述的目镜光学系统。
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