CN107884924B - 目镜光学系统和光学装置 - Google Patents

目镜光学系统和光学装置 Download PDF

Info

Publication number
CN107884924B
CN107884924B CN201711116748.8A CN201711116748A CN107884924B CN 107884924 B CN107884924 B CN 107884924B CN 201711116748 A CN201711116748 A CN 201711116748A CN 107884924 B CN107884924 B CN 107884924B
Authority
CN
China
Prior art keywords
lens
optical system
denotes
eyepiece optical
focal length
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201711116748.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107884924A (zh
Inventor
松尾拓
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from JP2012222535A external-priority patent/JP6003503B2/ja
Priority claimed from JP2012222536A external-priority patent/JP6003504B2/ja
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Publication of CN107884924A publication Critical patent/CN107884924A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107884924B publication Critical patent/CN107884924B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/12—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only
    • G02B9/14—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - +
    • G02B9/16—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having three components only arranged + - + all the components being simple
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B25/00—Eyepieces; Magnifying glasses
    • G02B25/001—Eyepieces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G02B1/041—Lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
    • G02B13/002—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface
    • G02B13/0035—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design having at least one aspherical surface having three lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B9/00—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or -
    • G02B9/34—Optical objectives characterised both by the number of the components and their arrangements according to their sign, i.e. + or - having four components only
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/02—Viewfinders
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/02—Viewfinders
    • G03B13/06—Viewfinders with lenses with or without reflectors
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/62—Control of parameters via user interfaces
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/18—Optical objectives specially designed for the purposes specified below with lenses having one or more non-spherical faces, e.g. for reducing geometrical aberration
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules
    • H04N23/63—Control of cameras or camera modules by using electronic viewfinders
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826—Assembling or joining

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

本申请涉及目镜光学系统和光学装置。本发明，按从观察物体(Ob)侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜(L11)；具有负屈光力并且具有其观察物体(Ob)侧上的凹形透镜表面的第二透镜(L12)；以及具有正屈光力并且具有其眼点(EP)侧上的凹形透镜表面的第三透镜(L13)。在屈光度调节期间，相对于观察物体(Ob)，并且满足下述条件式(1),即0.65<R31/fe<1.30，以及条件式(1),即‑0.80<(R32+R31)/(R32‑R31)<‑0.10，其中，fe表示目镜光学系统的焦距，R31表示第三透镜(L13)的观察物体(Ob)侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示第三透镜(L13)的眼点(EP)侧透镜表面的曲率半径。

Description

目镜光学系统和光学装置
分案声明
本申请是申请日为2013年10月4、发明名称为“目镜光学系统、光学装置和制造目镜光学系统的方法”、申请号为：201380052061.6的中国发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及适用于电子取景器(EVF)的用于观察在图像显示元件上显示的图像的目镜光学系统。
背景技术
已经提出了允许通过高倍率，观察在小的图像显示元件上显示的图像的目镜光学系统(例如，见专利文献1)。
现有技术列表
专利文献
专利文献1：日本公开专利No.2002-48985(A)
发明内容
本发明要解决的技术问题
然而，常见的目镜光学系统不能充分地满足像差校正，特别是彗差和畸变的校正。
鉴于上文，本发明的目的是提供一种目镜光学系统，其中，能良好地校正各种像差，特别是彗差和畸变，以及包括该目镜光学系统的光学装置，以及制造该目镜光学系统的方法。
解决问题的技术方案
为实现该目的，根据本发明的第一方面的目镜光学系统，按从观察物体的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜；具有负屈光力并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，当调节屈光度时，相对于观察物体，第三透镜固定在光轴上，并且满足下述条件式。
0.65<R31/fe<1.30
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，R31表示第三透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示第三透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地观察物体是图像显示元件。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地图像显示元件是液晶显示元件。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
1.00<fe/f3<2.00
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f3表示第三透镜的焦距。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
0.60<fe/f1<2.00
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f1表示第一透镜的焦距。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
0.40<f3/f1<2.50
其中，f1表示第一透镜的焦距，以及f3表示第三透镜的焦距。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75
其中，R11表示第一透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R12表示第一透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40
其中，R21表示第二透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示第二透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
1.60<fe/(-f2)<2.20
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f2表示第二透镜的焦距。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地第一透镜、第二透镜和第三透镜均由塑料制成。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地第二透镜的观察物体侧透镜表面为非球面。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地第三透镜的眼点侧透镜表面为非球面。
在根据本发明的第一方面的目镜光学系统中，优选地通过沿光轴移动第一透镜和第二透镜，调节屈光度。
根据本发明的光学装置包括：物镜；捕获由物镜形成的图像的成像元件；显示由成像元件捕获的图像的图像显示元件；以及用于观察在图像显示元件上显示的图像的目镜光学系统，目镜光学系统是根据第一方面的目镜光学系统的任何一个。
根据本发明的第二方面的目镜光学系统，包括：具有正屈光力的第一透镜；具有负屈光力，并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，在构成第一透镜、第二透镜和第三透镜的透镜表面中，至少一个透镜表面是非球面，并且满足下述条件式。
0.40<f3/f1<2.50
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40
其中，f1表示第一透镜的焦距，f3表示第三透镜的焦距，R11表示第一透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径，R21表示第二透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示第二透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
在根据本发明的第二方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
1.60<fe/(-f2)<2.20
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f2表示第二透镜的焦距。
在根据本发明的第二方面的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式。
0.60<fe/f1<2.00
其中，fe表示目镜光学系统的焦距。
根据本发明的光学装置，包括：物镜；捕获由物镜形成的图像的成像元件；显示由成像元件捕获的图像的图像显示元件；以及用于观察在图像显示元件上显示的图像的目镜光学系统，目镜光学系统是根据第二方面的目镜光学系统的任何一个。
一种制造根据本发明的目镜光学系统的方法是制造下述的目镜光学系统的方法，该目镜光学系统按从观察物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜；具有负屈光力并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，该方法包括：当调节屈光度时，相对于观察物体，将第三透镜固定在光轴上；以及将每一透镜设置在透镜镜筒中，使得满足下述条件式。
0.65<R31/fe<1.30
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，R31表示第三透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示第三透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
一种制造根据本发明的目镜光学系统的方法也是制造下述的目镜光学系统的方法，该目镜光学系统沿光轴，按从观察物体侧的顺序，包括：具有正屈光力的第一透镜；具有负屈光力，并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，在构成第一透镜、第二透镜和第三透镜的透镜表面中，至少一个透镜表面是非球面，该方法包括：将每一透镜设置在透镜镜筒中，使得满足下述条件式。
0.40<f3/f1<2.50
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40
其中，f1表示第一透镜的焦距，f3表示第三透镜的焦距，R11表示第一透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径，R21表示第二透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示第二透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
有益效果
根据本发明，能提供良好地校正各种像差，特别是彗差和畸变的目镜光学系统、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。
附图说明
图1是图示根据示例1的目镜光学系统的结构的图；
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图；
图3是图示根据示例2的目镜光学系统的结构的图；
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图；
图5是图示根据示例3的目镜光学系统的结构的图；
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图；
图7是图示制造根据实施例1的目镜光学系统的方法的流程图；
图8是图示根据示例4的目镜光学系统的结构的图；
图9是示出当屈光度为-1m-1时，根据示例4的目镜光学系统的各种像差的图；
图10是图示制造根据实施例2的目镜光学系统的方法的流程图；以及
图11是数码相机的截面图。
具体实施方式
将参考附图，描述本发明的实施例。首先，将参考图1至图7，描述本发明的实施例1。然后，将参考图8至图10，描述本发明的实施例2。最后，将参考图11，描述根据这些实施例的光学装置。
本发明的目的是实现能良好地校正像差，同时实现小型化，确保不小于25°的呈现的视场角的目镜光学系统。特别地，本发明的目的是良好地校正彗差和畸变。
如果实现具有不小于25°的呈现的视场角、高倍率的目镜光学系统来放大和观察小图像显示元件(例如，对角宽度为约12mm)，彗差和畸变的校正变得尤其困难。特别地，外围视角的彗差严重变差，并且外围视场的分辨率下降。此外，为了确保高倍率，目镜光学系统要求强的正屈光力，这易于产生正畸变并且使观察视场变形为枕(pin cushion)形状，导致观察者感到不舒服。
在实施例中，优选地图像显示元件是液晶显示元件。液晶显示元件使用液晶的偏光特性显示图像，因此，能获得良好显示光通量的范围窄。通常，该范围视为与垂直于显示面的方向的±10°，并且在该范围外，产生光衰减和色调变化。这意味着为了观察液晶显示元件，目镜光学系统要求一定远心度。然而，必须设置比图像显示元件更大的镜头系统来确保远心度，使得小型化困难。
因此，为了确保远心度，同时最小化外部尺寸，如下述每一示例中所示，配置根据实施例的目镜光学系统，由此，解决上述问题。
(实施例1)
如图1所示，在根据实施例1的目镜光学系统中，在观察物体(图像显示元件)Ob附近，设置具有正屈光力的第一透镜L11，设置具有负屈光力及其观察物体Ob侧透镜表面为凹面的第二透镜L12来校正在第一透镜L11中产生的球面像差和场曲，以及设置具有正屈光力并且其眼点EP侧透镜表面为凸面的第三透镜L13来校正彗差和畸变。通过在该结构中满足下述条件式(1)和(2)，解决上述问题。
在实施例1中，由一个单透镜构成第二透镜L12，但即使第二透镜L12由两个透镜构成，也能实现相同的效果。
在实施例1中，当调节屈光度时，相对于观察物体Ob，第三透镜L13固定在光轴上。通常，在这种目镜光学系统中，在最接近眼点的位置，设置固定保护窗(平板玻璃)，以便保护光学系统和增强防尘性能。然而，在具有根据实施例1的上述结构的目镜光学系统中，由于不包括保护窗，会减小光学系统的全长(total length)，并且即使没有保护窗，也能实现充分的防尘性能。此外，能最小化当由保护窗反射光并且返回到显示面板(显示表面)时产生的幻像。
在该结构中，根据实施例1的目镜光学系统满足下述条件式(1)和(2)。
0.65<R31/fe<1.30…(1)
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10…(2)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，R31表示第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示第三透镜L13的眼点侧EP透镜表面的曲率半径。
条件式(1)规定第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径与目镜光学系统的焦距的比率，以便最小化在第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面产生的幻像，同时保持良好像差校正性。
如果未达到条件式(1)的下限值，第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径变得过小，由此正畸变增加。此外，产生朝正屈光度侧的场倾斜。
如果超出条件式(1)的上限值，第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径增加，并且由第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面反射的光被收集到显示面板(显示表面)附近的区域并且变为幻像，明显破坏图像的外观。此外，场曲变差。
为确保显现上述效果，优选地条件式(1)的下限值为0.70。为确保显现上述效果，优选地条件式(1)的上限值为1.00。
条件式(2)规定第三透镜L13的形状。如果满足条件式(2)，即使强凸表面设置在第三透镜L13的眼点EP侧上，也能实现适当的倍率和出瞳距离(eye relief)ER，并且能良好地校正彗差和场曲，并且能减小光学系统的全长。在此，出瞳距离ER是指光轴上，从最接近目镜光学系统的观察眼睛到眼点EP的距离。
如果未达到条件式(2)的下限值，具有大视角的光以大的角度入射透镜表面，并且产生较大彗差和场曲，因此，其校正变得困难。
如果超出条件式(2)的上限值，主点位置移近观察物体Ob，整体上增加光学系统的尺寸，因此是不期望的。如果保持光学系统的全长，焦距减小，并且确保出瞳距离ER变得困难。此外，畸变的校正变得不充分，这是不期望的。
为确保显现上述效果，优选地条件式(2)的下限值为-0.40。为确保显现上述效果，优选地条件式(2)的上限值为-0.15。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地，满足下述条件式(3)。
1.00<fe/f3<2.00…(3)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f3表示第三透镜L3的焦距。
条件式(3)规定整个光学系统的焦距与第三透镜L13的焦距的比率。如果满足条件式(3)，即使减小整个光学系统的焦距来实现高倍率，也能良好地校正包括彗差和畸变的各种像差。
如果未达到条件式(3)的下限值，变得难以充分地校正在第二透镜L12中产生的彗差和畸变。此外，光学系统的全长的尺寸增加。
如果超出条件式(3)的上限值，第三透镜L13的光焦度变得过强，并且正畸变仍然存在。此外，变得难以确保充分出瞳距离ER。如果确保出瞳距离ER，必须相当大地增加第三透镜L13的尺寸。
为确保显现上述效果，优选地条件式(3)的下限值为1.20。为确保显现上述效果，优选地条件式(3)的上限值为1.60。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地满足条件式(4)。
0.60<fe/f1<2.00…(4)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f2表示第一透镜L11的焦距。
条件式(4)规定整个光学系统的焦距与第一透镜L11的焦距的比率。
如果未达到条件式(4)的上限值，变得难以实现远心度，并且在眼点EP上稍微偏移眼睛时的外观显著地降低。此外，第三透镜L13变大。畸变进一步变差。
如果超出条件式(4)的上限值，在第二透镜L12中，变得难以校正像差(例如畸变)。此外，入射光到第三透镜L13的高度变低，使得难以实现充分的倍率和出瞳距离ER。
为确保显现上述效果，优选地条件式(4)的下限值为1.00。为确保显现上述效果，优选地条件式(4)的上限值为1.20。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式(5)。
0.40<f3/f1<2.50…(5)
其中，f1表示第一透镜L11的焦距，以及f3表示第三透镜L13的焦距。
条件式(5)规定第三透镜L13的焦距与第一透镜L11的焦距的比率，以便良好地校正当由于目镜光学系统的倍率的增加，第一透镜L11和第三透镜L13的正屈光力变强时变差的畸变和彗差。具体来说，条件式(5)规定平衡第一透镜L11和第三透镜L13的条件，使得由第二透镜L12过度地校正在第一透镜L11中产生的相当大的畸变，并且使用在第三透镜L13中产生的畸变，进一步校正第二透镜L12的过度校正。
如果未达到条件式(5)的下限值，变得过度校正第二透镜L12中的畸变，并且产生负畸变，使观察视场变形为桶状。此外，在第二透镜L12中产生的彗差变得过高，使得难以在第三透镜L13中校正。
如果超出条件式(5)的上限值，第二透镜L12中的校正量变得不足，变得难以校正在第三透镜L13中产生的畸变，因此，正畸变仍然存在。此外，由于第三透镜L13的强的正屈光力，在正屈光度侧上产生场倾斜。
为确保显现上述效果，优选地条件式(5)的下限值为0.60。为确保显现上述效果，优选地条件式(5)的上限值为1.20。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式(6)。
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75…(6)
其中，R11表示第一透镜L11的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，以及R12表示第一透镜L11的眼点EP侧透镜表面的曲率半径。
条件式(6)规定为了良好地校正当由于光学系统的倍率的增加，第一透镜L11的正屈光力变得更强而变差的畸变和场曲的第一透镜L11的形状。
如果未达到条件式(6)的下限值，第一透镜L11的眼点EP侧透镜表面具有甚至更强的正屈光力，产生枕形状的较大畸变。此外，入射光到第二透镜L12的高度变小，使得变得难以实现高倍率。
如果超出条件式(6)的上限值，变得难以实现远心度。此外，主点位置移近观察物体Ob，增加了光学系统的全长。还变得难以校正畸变。
为确保显现上述效果，优选地条件式(6)的下限值为-1.40。为确保显现上述效果，优选地条件式(6)的上限值为-1.00。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式(7)。
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40…(7)
其中，R21表示第二透镜L12的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示第二透镜L12的眼点EP侧透镜表面的曲率半径。
条件式(7)规定第二透镜L12的形状。如果满足条件式(7)，即使在第二透镜L12的观察物体Ob侧上设置具有小曲率半径的凹表面，也能实现适当倍率和出瞳距离ER，以及能良好地校正彗差和场曲，并且减小光学系统的全长。
如果未达到条件式(7)的下限值，主点位置移近观察物体Ob，增加整个光学系统的尺寸，这是不期望的。如果保持光学系统的全长，焦距减小，并且变得难以确保出瞳距离ER。此外，变得不足以校正畸变，这是不期望的。
如果超出条件式(7)的上限值，具有大视角的光以大的角度入射第二透镜L12的物体侧透镜表面，并且产生较大的彗差和场曲，因此变得难以校正。
为确保显现上述效果，优选地条件式(7)的下限值为1.50。为确保显现上述效果，优选地条件式(7)的上限值为1.85。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式(8)。
1.60<fe/(-f2)<2.20…(8)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f2表示第二透镜L12的焦距。
条件式(8)规定整个光学系统的焦距与第二透镜L12的焦距的比率。如果满足条件式(8)，即使减小整个光学系统的焦距来实现高倍率，也能良好地校正包括彗差和畸变的各种像差。
如果未达到条件式(8)的下限值，变得难以良好地校正在第一透镜L11和第三透镜L13中产生的正彗差和畸变。
如果超出条件式(8)的上限值，横向色差突出，并且变得难以校正。此外，必须增加镜头直径来防止光反射在第二透镜L12的侧面上。
为确保显现上述效果，优选地条件式(8)的下限值为1.70。为确保显现上述效果，优选地条件式(8)的上限值为2.00。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地第一透镜L11、第二透镜L12和第三透镜L13均由塑料制成。通过该结构，能充分地确保上述像差校正性能(例如针对彗差和畸变)。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地在由第一透镜L11、第二透镜L12和第三透镜L13组成的透镜表面中，至少一个透镜表面是非球面。特别地，如果第二透镜L12的观察物体Ob侧透镜表面是非球面，能改进彗差、像散和畸变的校正。此外，如果第三透镜L13的眼点EP侧透镜表面为非球面，能改进畸变、彗差和球面像差的校正。
在根据实施例1的目镜光学系统中，优选地第一透镜L11、第二透镜L12和第三透镜L13均由塑料制成。通过该结构，能易于引入非球面，并且能确保各种像差，包括彗差和畸变的充分像差校正能力。
在根据实施例1的目镜光学系统中，沿光轴同时移动第一透镜L11和第二透镜L12，由此，在不降低光学性能的情况下，能调节屈光度。如果当调节屈光度时，相对于观察物体Ob，使第三透镜L13固定在光轴上，能同时实现目镜光学系统的小型化和防尘性能。
根据上述实施例1的目镜光学系统，能实现能良好地校正各种像差，尤其是彗差和畸变的目镜光学系统。
现在，将参考图7，描述制造上述目镜光学系统的方法的概要，该目镜光学系统按从观察物体Ob的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜L11、具有负屈光力的第二透镜L12和具有正屈光力的第三透镜L13。首先，具有正屈光力的第一透镜L11设置在圆柱透镜镜筒中(步骤ST11)。然后，(在眼点EP和第一透镜L12之间的侧上)设置具有负屈光力并且其观察物体Ob侧透镜表面为凹面的第二透镜L12(步骤ST120)。然后，(在眼点EP和第二透镜L12之间的侧上)设置具有正屈光力并且其眼点EP侧透镜表面为凸面的第三透镜L13，以便满足下述条件式(1)和(2)(步骤ST130)。在此，当调节屈光度时，相对于观察物体Ob，使第三透镜L13固定在光轴上(步骤ST140)。
0.65<R31/fe<1.30…(1)
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10…(2)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，R31表示第三透镜L13的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示第三透镜L13的眼点侧EP透镜表面的曲率半径。
根据实施例1的目镜光学系统的透镜配置的示例，将具有面向眼点EP的凸表面的正弯月透镜设置为第一透镜L11，如图1所示。将具有面向观察物体Ob的凹表面的负弯月透镜设置为第二透镜L12。然后，将满足条件式(1)和(2)的正双凸透镜设置为第三透镜L13。当调节屈光度时，沿光轴同时移动第一透镜L11和第二透镜L12，而相对于观察物体Ob，使第三透镜L13固定在光轴上。
根据实施例1的制造目镜光学系统的方法，能实现良好地校正各种像差，尤其是彗差和畸变的目镜光学系统。
示例
现在，将参考附图，描述根据实施例1的每一示例。下述表1至表3是示例1至示例3的每一数据的表。
在每一示例中，选择d线(波长：587.5620nm)和g线(波长：435.8350nm)来计算像差特性。
在每一表的[一般数据]中，fe表示整个目镜光学系统的焦距，ω表示-1m-1时的呈现的视场角(半视角)，以及TL表示目镜光学系统的全长(目镜光学系统中，从-1m-1时的观察物体Ob表面到最接近眼点EP的透镜表面的光轴上的距离)
在每一表的[透镜数据]中，表面编号是在光传播方向中，从观察物体Ob侧计数的光学表面的顺序号，r表示每一光学表面的曲率半径，D表示在光轴上，从每一光学表面到下一光学表面(或眼点EP)的距离，νd表示在d线，透镜材料的阿贝数，nd表示在d线，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表示眼点。忽略空气的折射率“1.00000”。如果光学表面是非球面，在表面编号上附加“*”，并且在曲率半径r列中示出近轴曲率半径。
在每一表的[非球面数据]中，由下述表达式(a)指示[透镜数据]中示出的非球面表面的形状。在此，X(y)表示从非球面表面的顶点的切面到位于高度y的非球面表面的每一位置的光轴方向中的距离，r表示基准非球面表面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥系数，以及Ai表示第i次的非球面系数，“E-n”指示“×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)
在每一表的[条件式]中，示出了对应于每一条件式(1)至(8)的值。
对屈光度的单位，使用“m-1”。屈光度x[m-1]是指从眼点EP，经位于光轴上的位置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的观察者侧形成图像时，该符号为正)。
在下述的所有数据值中，除非具体指出，否则“mm”通常用作焦距f、曲率半径r、表面距离D和其他长度的单位，但单位不限于“mm”，以及可以使用另一适当的单位，因为即使成比例地扩大或成比例地缩小光学系统，也能获得等效的光学性能。
表中的该描述对所有示例相同，因此，下文省略其描述。
(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EL1按从观察物体(图像显示元件)Ob的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜L11、具有负屈光力的第二透镜L12和具有正屈光力的第三透镜L13。
第一透镜L11是具有面向眼点EP的凸表面的正弯月透镜。
第二透镜L12是具有面向观察物体Ob的凹表面的负弯月透镜。第二透镜L12的观察物体Ob侧透镜表面是非球面。
第三透镜L13是正双凸透镜。第三透镜L13的两个透镜表面均是非球面。
通过沿光轴，同时移动第一透镜L11和第二透镜L12，调节屈光度。此时，相对于观察物体Ob，第三透镜L13固定在光轴上。
表1示出示例1的每一数据值。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4、6和7均是非球面。
图1中的每一参考数字和符号与其他示例无关，以便于简化描述。因此，即使参考数字和符号与另一示例的图中的参考数字和符号相同，也不意味着结构必定与其他示例相同。
(表1)
[一般数据]
fe＝24.18mm
ω＝26.94°
TL＝27.22mm
[透镜数据]
Figure GDA0002426528290000171
Figure GDA0002426528290000181
[非球面数据]
表面4κ＝0.18240,A4＝-0.15131E-03,A6＝-0.10572E-05,A8＝0.30732E-08
表面6κ＝-0.49180,A4＝-0.11043E-03,A6＝0.25830E-05,A8＝-0.24330E-07
表面7κ＝0.92810,A4＝0.84917E-04,A6＝0.14380E-05,A8＝-0.11146E-07
[条件式]
条件式(1)R31/fe＝0.785
条件式(2)(R32+R31)/(R32-R31)＝-0.234
条件式(3)fe/f3＝1.512
条件式(4)fe/f1＝1.015
条件式(5)f3/f1＝0.671
条件式(6)(R12+R11)/(R12-R11)＝-1.382
条件式(7)(R22+R21)/(R22-R21)＝1.559
条件式(8)fe/(-f2)＝1.848
如表1中的数据所示，示例1的目镜光学系统EL1满足所有条件式(1)至(8)。
图2是示出在屈光度-1m-1时，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)的图。
在示出像差的每一图中，Y1指示当从观察物体Ob的光轴中心出射的光入射目镜光学系统1的第一透镜L11的观察物体Ob侧透镜表面的切面时，入射光的高度，以及Y0指示观察物体Ob的高度。d指示在d线的像差曲线，以及g指示在g线的像差曲线。当既不指示d也不指示g时，这意味着像差曲线处于d线，在示出像散的图中，实线指示矢状图像表面，而虚线指示子午图像表面。在示出彗差的图中，“min”指示角度单位“分”。在示出球面像差的图和示出像散的图中，横坐标的单位分别为[m-1]，在图中示为“D”。
示出像差的图的描述对其他示例是相同的，因此，省略其描述。
如图2中示出像差的每一图可以看出，在示例1的目镜光学系统EL1中，能良好地校正各种像差，包括彗差和畸变，并且实现良好的光学性能。
(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EL2按从观察物体(图像显示元件)Ob的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜L11、具有负屈光力的第二透镜L12和具有正屈光力的第三透镜L13。
第一透镜L11是具有面向眼点EP的凸表面的正弯月透镜。
第二透镜L12是具有面向观察物体Ob的凹表面的负弯月透镜。第二透镜L12的观察物体Ob侧透镜表面是非球面。
第三透镜L13是正双凸透镜。第三透镜L13的两个透镜表面均是非球面。
通过沿光轴，同时移动第一透镜L11和第二透镜L12，调节屈光度。此时，相对于观察物体Ob，第三透镜L13固定在光轴上。
表2示出示例2的每一数据值。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4、6和7均是非球面。
(表2)
[一般数据]
fe＝24.40mm
ω＝26.94°
TL＝27.59mm
[透镜数据]
Figure GDA0002426528290000201
[非球面数据]
表面4κ＝0.20773,A4＝-0.68843E-04,A6＝-0.14503E-06,A8＝0.35447E-07
表面6κ＝-0.15745,A4＝-0.81806E-04,A6＝0.30864E-06,A8＝-0.13999E-07
表面7κ＝0.02013,A4＝0.85438E-04,A6＝-0.11291E-05,A8＝-0.21903E-07
[条件式]
条件式(1)R31/fe＝0.739
条件式(2)(R32+R31)/(R32-R31)＝-0.191
条件式(3)fe/f3＝1.519
条件式(4)fe/f1＝1.037
条件式(5)f3/f1＝0.683
条件式(6)(R12+R11)/(R12-R11)＝-1.268
条件式(7)(R22+R21)/(R22-R21)＝1.734
条件式(8)fe/(-f2)＝1.840
如表2中的数据所示，示例2的目镜光学系统EL2满足所有条件式(1)至(8)。
图4是示出在屈光度-1m-1时，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)的图。如图4中示出像差的每一图可以看出，在示例2的目镜光学系统EL2中，能良好地校正各种像差，包括彗差和畸变，并且实现良好的光学性能。
(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EL3按从观察物体(图像显示元件)Ob的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜L11、具有负屈光力的第二透镜L12和具有正屈光力的第三透镜L13。
第一透镜L11是具有面向眼点EP的凸表面的正弯月透镜。
第二透镜L12是具有面向观察物体Ob的凹表面的负弯月透镜。第二透镜L12的观察物体Ob侧透镜表面是非球面。
第三透镜L13是正双凸透镜。第三透镜L13的两个透镜表面均是非球面。
通过沿光轴，同时移动第一透镜L11和第二透镜L12，调节屈光度。此时，相对于观察物体Ob，第三透镜L13固定在光轴上。
表3示出示例3的每一数据值。表3中的表面编号1至7分别对应于图5中的光学表面m1至m7。在示例3中，表面4、6和7均是非球面。
(表3)
[一般数据]
fe＝24.33mm
ω＝26.94°
TL＝27.94mm
[透镜数据]
Figure GDA0002426528290000221
[非球面数据]
表面4κ＝0.03802,A4＝-0.21670E-03,A6＝0.99368E-06,A8＝-0.41222E-07
表面6κ＝1.29364,A4＝-0.60351E-04,A6＝-0.78459E-06,A8＝0.17247E-07
表面7κ＝0.24623,A4＝0.85196E-04,A6＝-0.11324E-05,A8＝0.16074E-07
[条件式]
条件式(1)R31/fe＝0.940
条件式(2)(R32+R31)/(R32-R31)＝-0.308
条件式(3)fe/f3＝1.425
条件式(4)fe/f1＝1.105
条件式(5)f3/f1＝0.776
条件式(6)(R12+R11)/(R12-R11)＝-1.040
条件式(7)(R22+R21)/(R22-R21)＝1.820
条件式(8)fe/(-f2)＝1.740
如表3中的数据所示，示例3的目镜光学系统EL3满足所有条件式(1)至(8)。
图6是示出在屈光度-1m-1时，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)的图。如图6中示出像差的每一图可以看出，在示例3的目镜光学系统EL3中，能良好地校正各种像差，包括彗差和畸变，并且实现良好的光学性能。
如上所述，根据示例1至3，能实现能良好地校正各种像差(特别是彗差和畸变)，同时确保呈现的视场角不小于25°的目镜光学系统。
(实施例2)
如图8所示，在根据实施例2的目镜光学系统中，在观察物体(图像显示元件)Ob附近，设置具有正屈光力的第一透镜L21，设置具有负屈光力及其观察物体Ob侧透镜表面为凹面的第二透镜L22来校正在第一透镜L21中产生的球面像差和场曲，以及设置具有正屈光力并且其眼点EP侧透镜表面为凸面的第三透镜L23来校正彗差和畸变，并且在构成第一透镜L21、第二透镜L22和第三透镜L23的透镜表面中，至少一个透镜表面是非球面。通过在该结构中满足下述条件式(9)至(11)，解决上述问题。
在实施例2中，由一个单透镜构成第二透镜L22，但即使第二透镜L22由两个透镜构成，也能实现相同的效果。
此外，在实施例2中，由一个单透镜构成第三透镜L23，但即使第三透镜L23由两个透镜构成，也能实现相同的效果。
在该结构中，根据实施例2的目镜光学系统满足下述条件式(9)至(11)。
0.40<f3/f1<2.50…(9)
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75…(10)
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40…(11)
其中，f1表示第一透镜L21的焦距，f3表示第三透镜L23的焦距，R11表示第一透镜L21的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一透镜L21的眼点EP侧透镜表面的曲率半径，R21表示第二透镜L22的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示第二透镜L22的眼点EP侧透镜表面的曲率半径。
条件式(9)规定第三透镜L23的焦距与第一透镜L21的焦距的比率，以便良好地校正当由于目镜光学系统的倍率的增加，第一透镜L21和第三透镜L23的正屈光力变强时变差的畸变和彗差。具体来说，条件式(9)规定平衡第一透镜L21和第三透镜L23的条件，使得由第二透镜L22过度地校正在第一透镜L21中产生的相当大的畸变，并且使用在第三透镜L23中产生的畸变，进一步校正第二透镜L22的过度校正。
如果未达到条件式(9)的下限值，变得过度校正第二透镜L22中的畸变，并且产生负畸变，使观察视场变形为桶状。此外，在第二透镜L22中产生的彗差变得过高，使得难以在第三透镜L23中校正。
如果超出条件式(9)的上限值，第二透镜L22中的校正量变得不足，变得难以校正在第三透镜L23中产生的畸变，因此，正畸变仍然存在。此外，由于第三透镜L23的强的正屈光力，在正屈光度侧上产生场倾斜。
为确保显现上述效果，优选地条件式(9)的下限值为0.60。为确保显现上述效果，优选地条件式(9)的上限值为1.20。
条件式(10)规定良好地校正当由于光学系统的倍率的增加，第一透镜L21的正屈光力变得更强而变差的畸变和场曲的第一透镜L21的形状。
如果未达到条件式(10)的下限值，第一透镜L21的眼点EP侧透镜表面具有甚至更强的正屈光力，产生枕形状的较大畸变。此外，入射光到第二透镜L22的高度变小，使得变得难以实现高倍率。
如果超出条件式(10)的上限值，变得难以实现远心度。此外，主点位置移近观察物体Ob，增加了光学系统的全长。还变得难以校正畸变。
为确保显现上述效果，优选地条件式(10)的下限值为-1.40。为确保显现上述效果，优选地条件式(10)的上限值为-1.00。
条件式(11)规定第二透镜L22的形状。如果满足条件式(11)，即使在第二透镜L22的观察物体Ob侧上设置具有小曲率半径的凹表面，也能实现适当倍率和出瞳距离ER，以及能良好地校正彗差和场曲，并且减小光学系统的全长。在此，出瞳距离ER为从最接近目镜光学系统的观察眼的透镜表面到眼点EP的光轴上的距离。
如果未达到条件式(11)的下限值，主点位置移近观察物体Ob，增加整个光学系统的尺寸，这是不期望的。如果保持光学系统的全长，焦距减小，并且变得难以确保出瞳距离ER。此外，变得不足以校正畸变，这是不期望的。
如果超出条件式(11)的上限值，具有大视角的光以大的角度入射第二透镜L22的物体侧透镜表面，并且产生较大的彗差和场曲，因此变得难以校正。
为确保显现上述效果，优选地条件式(11)的下限值为1.50。为确保显现上述效果，优选地条件式(11)的上限值为1.85。
在根据实施例2的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式(12)。
1.60<fe/(-f2)<2.20…(12)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距，以及f2表示第二透镜L22的焦距。
条件式(12)规定整个光学系统的焦距与第二透镜L22的焦距的比率。如果满足条件式(12)，即使减小整个光学系统的焦距来实现高倍率，也能良好地校正包括彗差和畸变的各种像差。
如果未达到条件式(12)的下限值，变得难以良好地校正在第一透镜L21和第三透镜L23中产生的正彗差和畸变。
如果超出条件式(12)的上限值，横向色差突出，并且变得难以校正。此外，必须增加镜头直径来防止光反射在第二透镜L22的侧面上。
为确保显现上述效果，优选地条件式(12)的下限值为1.70。为确保显现上述效果，优选地条件式(12)的上限值为2.00。
在根据实施例2的目镜光学系统中，优选地满足下述条件式(13)。
0.60<fe/f1<2.00…(13)
其中，fe表示目镜光学系统的焦距。
条件式(13)规定整个光学系统的焦距与第一透镜L21的焦距的比率。
如果未达到条件式(13)的下限值，变得难以实现远心度，并且当在眼点EP稍微偏移眼睛时的外观显著地下降。此外，第三透镜L23变大。畸变进一步变差。
如果超出条件式(13)的上限值，变得难以在第二透镜L22中校正像差(例如畸变)。此外，入射光到第三透镜L23的高度变低，使得难以实现足够倍率和出瞳距离ER。
为确保显现上述效果，优选地条件式(13)的下限值为1.00。为确保显现上述效果，优选地条件式(13)的上限值为1.20。
根据上述实施例2的目镜光学系统，能实现良好地校正各种像差，尤其是彗差和畸变的目镜光学系统。
现在，将参考图10，描述制造上述目镜光学系统的方法的概要，其中，该目镜光学系统按从观察物体Ob的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜L21、具有负屈光力的第二透镜L22和具有正屈光力的第三透镜L23。在构成第一透镜L21、第二透镜L22和第三透镜L23的透镜表面中的至少一个透镜表面上，形成非球面表面(步骤ST210)。然后，在圆柱透镜镜筒中设置具有正屈光力的第一透镜L21，使得满足下述条件式(9)和(10)(步骤ST220)。然后，(在眼点EP和第一透镜L21之间的侧上)设置具有负屈光力并且其观察物体Ob侧透镜表面为凹面的第二透镜，使得满足下述条件式(11)(步骤ST230)。然后，(在眼点EP和第二透镜L22之间的侧上)设置具有正屈光力并且其眼点EP侧透镜表面为凸面的第三透镜L23以便满足条件式(9)(步骤ST240)。
0.40<f3/f1<2.50…(9)
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75…(10)
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40…(11)
其中，f1表示第一透镜L21的焦距，f3表示第三透镜L23的焦距，R11表示第一透镜L21的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，R12表示第一透镜L21的眼点EP侧透镜表面的曲率半径，R21表示第二透镜L22的观察物体Ob侧透镜表面的曲率半径，R22表示第二透镜L22的眼点侧透镜表面的曲率半径。
根据实施例2的目镜光学系统的透镜配置的示例，将具有面向眼点EP的凸表面并且满足条件式(9)和(10)的正弯月透镜设置为第一透镜L21，如图8所示。将具有面向观察物体Ob的凹表面并且满足条件式(11)的负弯月透镜设置为第二透镜L22。将满足条件式(9)的正双凸透镜设置为第三透镜L23。当调节屈光度时，沿光轴同时移动第一透镜L21和第二透镜L22，同时，相对于观察物体Ob，将第三透镜L23固定在光轴上。
根据实施例2的制造目镜光学系统的方法，能实现良好地校正各种像差，尤其是彗差和畸变的目镜光学系统。
现在，将参考附图，描述根据实施例2的示例。下述表4是示例4的每一数据的表。
在示例4中，选择d线(波长：587.5620nm)和g线(波长：435.8350nm)来计算像差特性。
在每一表的[一般数据]中，fe表示整个目镜光学系统的焦距，ω表示-1m-1时的呈现的视场角(半视角)，以及TL表示目镜光学系统的全长(目镜光学系统中，从-1m-1时的观察物体Ob侧到最接近眼点EP的透镜表面的光轴上的距离)
在每一表的[透镜数据]中，表面编号是在光传播方向中，从观察物体Ob侧计数的光学表面的顺序号，r表示每一光学表面的曲率半径，D表示在光轴上，从每一光学表面到下一光学表面(或眼点EP)的距离，νd表示在d线，透镜材料的阿贝数，nd表示在d线，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表示眼点。忽略空气的折射率“1.00000”。如果光学表面是非球面，在表面编号上附加“*”，并且在曲率半径r列中示出近轴曲率半径。
在每一表的[非球面数据]中，由下述表达式(a)指示[透镜数据]中示出的非球面表面的形状。其中，X(y)表示从非球面表面的顶点的切面到位于高度y的非球面表面的每一位置的光轴方向中的距离，r表示基准非球面表面的曲率半径(近轴曲率半径)，κ表示圆锥系数，以及Ai表示第i次的非球面系数，“E-n”指示“×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)
在每一表的[条件式]中，示出了对应于每一条件式(9)至(13)的值。
对屈光度的单位，使用“m-1”。屈光度x[m-1]是指从眼点EP，经位于光轴上的位置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的观察者侧形成图像时，该符号为正)。
在下述的所有数据值中，除非具体指出，否则“mm”通常用作焦距f、曲率半径r、表面距离D和其他长度的单位，但单位不限于“mm”，以及可以使用另一适当的单位，因为即使成比例地扩大或成比例地缩小光学系统，也能获得等效的光学性能。
(示例4)
将参考图8、图9和表4，描述示例4。如图8所示，根据示例4的目镜光学系统EL4按从观察物体(图像显示元件)Ob的顺序，包括具有正屈光力的第一透镜L21、具有负屈光力的第二透镜L22、具有正屈光力的第三透镜L23和具有正屈光力的第四透镜L24。
第一透镜L21是具有面向眼点EP的凸表面的正弯月透镜。
第二透镜L22是具有面向观察物体Ob的凹表面的负弯月透镜。第二透镜L22的观察物体Ob侧透镜表面是非球面。
第三透镜L23是正双凸透镜。第三透镜L23的眼点EP侧透镜表面是非球面。
第四透镜L24是具有面向眼点EP的凸表面的正弯月透镜。
通过沿光轴，同时移动第一透镜L21和第二透镜L22，调节屈光度。此时，相对于观察物体Ob，第三透镜L23和第四透镜L24固定在光轴上。
表4示出示例4的每一数据值。表4中的表面编号1至9分别对应于图8中的光学表面m1至m9。在示例4中，表面4及表面7均是非球面。
(表4)
[一般数据]
fe＝24.36mm
ω＝26.94°
TL＝28.54mm
[透镜数据]
Figure GDA0002426528290000311
[非球面数据]
表面4κ＝0.31951,A4＝-0.86593E-04,A6＝0.17091E-05,A8＝-0.14183E-07
表面7κ＝0.03346,A4＝0.82458E-04,A6＝0.17787E-06,A8＝0.00000E+00
[条件式]
条件式(9)f3/f1＝1.111
条件式(10)(R12+R11)/(R12-R11)＝-1.022
条件式(11)(R22+R21)/(R22-R21)＝1.787
条件式(12)fe/(-f2)＝1.871
条件式(13)fe/f1＝1.174
如表4中的数据所示，示例4的目镜光学系统EL4满足所有条件式(9)至(13)。
图9是示出在屈光度-1m-1时，示例4的目镜光学系统EL4的各种像差(球面像差、像散、彗差和畸变)的图。如图9中示出像差的每一图可以看出，在示例4的目镜光学系统EL4中，能良好地校正各种像差，包括彗差和畸变，并且实现良好的光学性能。
如上所述，根据示例4，能实现能良好地校正各种像差(特别是彗差和畸变)，同时确保呈现的视场角不小于25°的目镜光学系统。
现在，将参考图11，描述包括根据实施例1或2的目镜光学系统的数码相机(光学装置)CAM。将描述包括根据示例1的目镜光学系统EL1(见图1)的情形，但也能同样地使用其他示例。
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包括图像显示元件(观察物体)Ob，诸如液晶显示元件和用于放大和观察在图像显示元件Ob上显示的图像的目镜光学系统EL1。
在具有上述结构的数码相机CAM中，来自物体(未示出)的光被物镜OL收集并且在成像元件C上形成物体的图像。在成像元件C上形成的物体的图像由成像元件C捕获，以及由成像元件C捕获的物体的图像显示在图像显示元件Ob上。用户将眼睛放在眼点EP上，由此能经目镜光学系统EL，在放大状态下观察由物镜OL形成的物体的图像。
如果用户按压释放按钮(未示出)，将由成像元件C捕获的图像(即，对应于在图像显示元件Ob上显示并且由目镜光学系统EL1观察的图像的图像)记录在存储器(未示出)中，作为物体的图像。以这种方式，用户能使用数码相机CAM拍摄物体。
根据包括示例1的目镜光学系统EL1的上述数码相机CAM，能实现良好地校正各种像差，特别是彗差和畸变的相机。
已经通过每一实施例的构成要求描述了本发明以帮助理解本发明，但不必说，本发明不限于这些结构要求。
在每一示例中，由三或四个透镜组构成目镜光学系统，但本发明还能应用于使用不同数目的透镜组的结构，诸如5或6个透镜组。在结构中，可以将透镜或透镜组添加到最接近物体的侧或将透镜或透镜组添加到最接近图像的侧。“透镜组”是指由当变焦或聚焦发生时改变的空气间隙隔离的具有至少一个透镜的部分。
透镜表面可以形成为球面表面或平面，或非球面表面。如果透镜表面是球面表面或平面，透镜加工、组装和调节容易，能防止由于加工、组装和调节的误差而导致的光学性能的劣化。即使图像面偏差，写入性能不会大的改变。如果透镜表面是非球面表面，非球面表面能是通过研磨产生的非球面表面、使用模具，以非球面形状形成玻璃产生的玻璃模塑非球面表面，以及通过在玻璃的表面上形成树脂以便为非球面形状的合成非球面表面中的任何非球面表面。透镜表面可以是衍射表面，以及透镜可以是折射率分布式透镜(GRIN透镜)或塑料透镜。
每一透镜表面可以涂敷以防反射膜，在宽的波长区域中具有高的透射比，以便减少耀斑和幻像，以高对比度实现高光学性能。
数字和符号的说明
EL1至EL3 根据实施例1的目镜光学系统
L11 根据实施例1的第一透镜
L12 根据实施例1的第二透镜
L13 根据实施例1的第三透镜
EL4 根据实施例2的目镜光学系统
L21 根据实施例2的第一透镜
L22 根据实施例2的第二透镜
L23 根据实施例2的第三透镜
L24 根据实施例2的第四透镜
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)
EP 眼点

Claims (21)

1.一种目镜光学系统，按从观察物体的顺序，包括：
具有正屈光力的第一透镜；
具有负屈光力并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及
具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，并且
满足下述条件式：
0.65<R31/fe<1.30
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，R31表示所述第三透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示所述第三透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径，
其中，满足下述条件式：
0.40<f3/f1<2.50
其中，f1表示所述第一透镜的焦距，以及f3表示所述第三透镜的焦距。
2.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，所述观察物体是图像显示元件。
3.根据权利要求1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。
4.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
1.00<fe/f3<2.00
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，以及f3表示所述第三透镜的焦距。
5.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
0.60<fe/f1<2.00
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，以及f1表示所述第一透镜的焦距。
6.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
-2.00<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75
其中，R11表示所述第一透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R12表示所述第一透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
7.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40
其中，R21表示所述第二透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示所述第二透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
8.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
1.60<fe/(-f2)<2.20
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，以及f2表示所述第二透镜的焦距。
9.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜均由塑料制成。
10.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，所述第二透镜的观察物体侧透镜表面为非球面。
11.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，所述第三透镜的眼点侧透镜表面为非球面。
12.根据权利要求1所述的目镜光学系统，其中，通过沿所述光轴移动所述第一透镜和所述第二透镜，调节所述屈光度。
13.一种光学装置，包括：
物镜；
捕获由所述物镜形成的图像的成像元件；
显示由所述成像元件捕获的图像的图像显示元件；以及
用于观察在所述图像显示元件上显示的图像的目镜光学系统，
所述目镜光学系统是根据权利要求1所述的目镜光学系统。
14.一种目镜光学系统，沿光轴，按从观察物体的顺序，包括：
具有正屈光力的第一透镜；
具有负屈光力，并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及
具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，以及
满足下述条件式：
0.40<f3/f1<2.50
-1.40<(R12+R11)/(R12-R11)<-0.75
其中，f1表示所述第一透镜的焦距，f3表示所述第三透镜的焦距，R11表示所述第一透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，R12表示所述第一透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
15.根据权利要求14所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
1.35<(R22+R21)/(R22-R21)<2.40
其中，R21表示所述第二透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R22表示所述第二透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径。
16.根据权利要求14所述的目镜光学系统，其中
在构成所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜的透镜表面中，至少一个透镜表面是非球面。
17.根据权利要求14所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
1.60<fe/(-f2)<2.20
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，以及f2表示所述第二透镜的焦距。
18.根据权利要求14所述的目镜光学系统，其中，满足下述条件式：
0.60<fe/f1<2.00
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距。
19.一种光学装置，包括：
物镜；
捕获由所述物镜形成的图像的成像元件；
显示由所述成像元件捕获的图像的图像显示元件；以及
用于观察在所述图像显示元件上显示的图像的目镜光学系统，
所述目镜光学系统是根据权利要求14所述的目镜光学系统。
20.一种目镜光学系统，按从观察物体的顺序，包括：
具有正屈光力的第一透镜；
具有负屈光力并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及
具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，并且
满足下述条件式：
0.65<R31/fe<1.30
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，R31表示所述第三透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示所述第三透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径，
其中，满足下述条件式：
1.00<fe/f1<2.00
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，以及f1表示所述第一透镜的焦距。
21.一种目镜光学系统，按从观察物体的顺序，包括：
具有正屈光力的第一透镜；
具有负屈光力并且其观察物体侧透镜表面为凹面的第二透镜；以及
具有正屈光力并且其眼点侧透镜表面为凸面的第三透镜，并且
满足下述条件式：
0.65<R31/fe<1.30
-0.80<(R32+R31)/(R32-R31)<-0.10
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，R31表示所述第三透镜的观察物体侧透镜表面的曲率半径，以及R32表示所述第三透镜的眼点侧透镜表面的曲率半径，
其中，满足下述条件式：
1.0<fe/f3<1.60
其中，fe表示所述目镜光学系统的焦距，以及f3表示所述第三透镜的焦距。
CN201711116748.8A 2012-10-04 2013-10-04 目镜光学系统和光学装置 Active CN107884924B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012222535A JP6003503B2 (ja) 2012-10-04 2012-10-04 接眼光学系、光学機器
JP2012-222535 2012-10-04
JP2012-222536 2012-10-04
JP2012222536A JP6003504B2 (ja) 2012-10-04 2012-10-04 接眼光学系、光学機器
CN201380052061.6A CN104685402B (zh) 2012-10-04 2013-10-04 目镜光学系统、光学装置和制造目镜光学系统的方法

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380052061.6A Division CN104685402B (zh) 2012-10-04 2013-10-04 目镜光学系统、光学装置和制造目镜光学系统的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107884924A CN107884924A (zh) 2018-04-06
CN107884924B true CN107884924B (zh) 2021-03-23

Family

ID=50434638

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380052061.6A Active CN104685402B (zh) 2012-10-04 2013-10-04 目镜光学系统、光学装置和制造目镜光学系统的方法
CN201711116748.8A Active CN107884924B (zh) 2012-10-04 2013-10-04 目镜光学系统和光学装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380052061.6A Active CN104685402B (zh) 2012-10-04 2013-10-04 目镜光学系统、光学装置和制造目镜光学系统的方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9753246B2 (zh)
CN (2) CN104685402B (zh)
WO (1) WO2014054295A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016001209A (ja) * 2014-06-11 2016-01-07 富士フイルム株式会社 接眼レンズおよび撮像装置
US10215978B2 (en) 2015-11-13 2019-02-26 Shenzhen Ned Optics Co., Ltd. Eyepiece optical system with large field-of-view angle and head-mounted display apparatus
CN105589194A (zh) * 2015-12-29 2016-05-18 杭州立体世界科技有限公司 一种目镜
CN107703620A (zh) * 2016-08-08 2018-02-16 坦前科技股份有限公司 虚拟实境用的放大透镜组
CN106199972A (zh) * 2016-09-06 2016-12-07 东莞市美光达光学科技有限公司 一种用于观察大尺寸屏幕3d显示的头戴式光学系统
JP6843697B2 (ja) 2017-04-28 2021-03-17 キヤノン株式会社 観察装置、撮像装置
CA3015802C (en) * 2017-08-31 2021-06-22 Eyelock, Llc Systems and methods of biometric acquistion using positive optical distortion
CN108983409B (zh) * 2018-09-11 2020-09-25 沈阳师范大学 一种微距目镜透镜及搭载该微距目镜透镜的摄像装置
CN109116548A (zh) * 2018-11-02 2019-01-01 杭州有人光电技术有限公司 一种目镜光学系统
TWI680322B (zh) 2018-11-27 2019-12-21 大立光電股份有限公司 鏡片系統、投射裝置、感測模組及電子裝置
JP7179598B2 (ja) 2018-12-04 2022-11-29 キヤノン株式会社 観察装置及びそれを有する撮像装置
JP7229853B2 (ja) * 2019-05-29 2023-02-28 富士フイルム株式会社 ファインダーおよび撮像装置
EP3809184A1 (en) 2019-07-29 2021-04-21 Shenzhen Nade Optical Co., Ltd. Eyepiece optical system and head-mounted display
JP7203718B2 (ja) * 2019-12-25 2023-01-13 富士フイルム株式会社 観察光学系及び光学装置
CN111694147B (zh) * 2020-06-24 2023-12-08 深圳珑璟光电科技有限公司 一种目镜镜头及目镜光学系统
WO2022141408A1 (zh) * 2020-12-31 2022-07-07 深圳纳德光学有限公司 一种可调屈光度的目镜光学系统及头戴显示装置
TWI808516B (zh) * 2021-10-28 2023-07-11 揚明光學股份有限公司 光學鏡頭
CN115236847B (zh) * 2022-09-20 2023-04-07 江西联昊光电有限公司 目镜光学系统及头戴显示设备
CN115268085B (zh) * 2022-09-27 2022-12-30 江西联昊光电有限公司 目镜光学系统及头戴显示设备

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057315A (ja) * 1983-09-08 1985-04-03 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 広視野接眼レンズ
JPH04100011A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡用接眼レンズ
JPH08254660A (ja) * 1995-01-17 1996-10-01 Asahi Optical Co Ltd 接眼レンズ
CN102654640A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 株式会社尼康 接目光学系统和光学设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5305147A (en) 1990-08-20 1994-04-19 Olympus Optical Co., Ltd. Eyepiece lens system for endoscopes
US6011655A (en) 1995-01-17 2000-01-04 Asahi Kogaku Kogyo Kabushiki Kaisha Eyepiece
JP3495610B2 (ja) * 1998-09-30 2004-02-09 ペンタックス株式会社 一眼レフカメラの接眼光学系
JP2002048985A (ja) 2000-08-02 2002-02-15 Minolta Co Ltd 接眼光学系
JP2003149562A (ja) * 2001-11-08 2003-05-21 Nikon Corp 接眼レンズ
JP4097932B2 (ja) * 2001-11-16 2008-06-11 オリンパス株式会社 接眼レンズを備えた一眼レフカメラ
JP4706953B2 (ja) * 2004-09-30 2011-06-22 株式会社ニコン 接眼レンズ
JP4893995B2 (ja) * 2006-10-27 2012-03-07 株式会社ニコン 接眼レンズおよびこれを備えた光学機器
JP2010175795A (ja) * 2009-01-29 2010-08-12 Nikon Corp 接眼光学系
JP2010266776A (ja) * 2009-05-18 2010-11-25 Olympus Imaging Corp 接眼光学系及びそれを用いた電子ビューファインダー
JP5136618B2 (ja) * 2010-09-21 2013-02-06 株式会社ニコン 観察光学系、当該観察光学系を備えたファインダ装置、および当該観察光学系の製造方法
JP2012093478A (ja) * 2010-10-26 2012-05-17 Olympus Imaging Corp 反射面を備えた接眼光学系及びそれを用いた電子ビューファインダー
JP5311242B2 (ja) * 2011-03-01 2013-10-09 株式会社ニコン 接眼光学系および光学装置
JP5252325B2 (ja) * 2011-03-01 2013-07-31 株式会社ニコン 接眼光学系および光学装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6057315A (ja) * 1983-09-08 1985-04-03 Nippon Kogaku Kk <Nikon> 広視野接眼レンズ
JPH04100011A (ja) * 1990-08-20 1992-04-02 Olympus Optical Co Ltd 内視鏡用接眼レンズ
JPH08254660A (ja) * 1995-01-17 1996-10-01 Asahi Optical Co Ltd 接眼レンズ
CN102654640A (zh) * 2011-03-01 2012-09-05 株式会社尼康 接目光学系统和光学设备

Also Published As

Publication number Publication date
CN104685402A (zh) 2015-06-03
US20150212289A1 (en) 2015-07-30
WO2014054295A1 (ja) 2014-04-10
CN107884924A (zh) 2018-04-06
CN104685402B (zh) 2017-12-15
US9753246B2 (en) 2017-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107884924B (zh) 目镜光学系统和光学装置
US10527839B2 (en) Eyepiece optical system, optical apparatus and method for manufacturing eyepiece optical system
JP6003503B2 (ja) 接眼光学系、光学機器
EP2090916B1 (en) Retrofocus objective using lenses exhibiting relative partial dispersion
JP4989079B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
US8854747B2 (en) Optical system and image pickup apparatus including the same
US8107175B2 (en) Wide-angle lens, optical apparatus, and method for manufacturing wide-angle lens
JP2007328163A (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
JP2007225877A (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
JP2005062225A (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
CN113671674B (zh) 变焦镜头和摄像装置
WO2017086052A1 (ja) 撮像レンズ
US20070223107A1 (en) Zoom optical system and imaging apparatus using the same
JP5006637B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
JP6003504B2 (ja) 接眼光学系、光学機器
CN108535837A (zh) 成像透镜及摄像装置
JP2009003105A (ja) ファインダー光学系及び撮像装置
JP2010122536A (ja) ズームレンズ
JP7191005B2 (ja) 接眼レンズ、観察光学系、および光学装置
JP7306687B2 (ja) 撮像光学系
US20190258074A1 (en) Finder optical system and imaging device
JP4418650B2 (ja) ズームレンズ及びそれを有する画像投射装置
JP2008209829A (ja) 投射ズームレンズ
JP7179598B2 (ja) 観察装置及びそれを有する撮像装置
JP2021060611A (ja) 接眼レンズ、接眼レンズを有する光学機器、および接眼レンズの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant