CN117741949A - 观察光学系统及光学装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有良好的性能并且能够以较宽的表观视场进行观察的观察光学系统及具备该观察光学系统的光学装置。观察光学系统具备显示元件及配置于比显示元件更靠视点侧的目镜透镜。目镜透镜包含：第1负透镜，在目镜透镜所包含的透镜中具有最强的负屈光力；第1正透镜，与第1负透镜的显示元件侧相邻而配置；及第2正透镜，在配置于比第1负透镜更靠视点侧的正透镜中配置于最靠显示元件侧。目镜透镜所包含的透镜的数量为5个以上。观察光学系统满足预先设定的条件式。
Description
技术领域
本发明涉及一种观察光学系统及光学装置。
背景技术
以往，作为能够适用于观察光学系统的目镜光学系统，已知有下述专利文献1、专利文献2、专利文献3及专利文献4所述的透镜系统。
专利文献1：日本特开2021-005111号公报
专利文献2：日本特开2021-067864号公报
专利文献3：日本特开2020-030421号公报
专利文献4：国际公开第2014/073027号
期望一种像面弯曲及倍率色差等各种像差得到适当的校正而具有良好的性能，并且能够以较宽的表观视场进行观察的观察光学系统。这些需求水平逐年提高。
发明内容
本发明提供一种具有良好的性能并且能够以较宽的表观视场进行观察的观察光学系统及具备该观察光学系统的光学装置。
本发明的一方式所涉及的观察光学系统，其具备显示元件及配置于比显示元件更靠视点侧的目镜透镜，目镜透镜包含：第1负透镜，在目镜透镜所包含的透镜中具有最强的负屈光力；第1正透镜，与第1负透镜的显示元件侧相邻而配置；及第2正透镜，在配置于比第1负透镜更靠视点侧的正透镜中配置于最靠显示元件侧，目镜透镜所包含的透镜的数量为5个以上，在将显示元件中的显示区域的最长直径的半值设为H，将屈光度为-1屈光度的状态下的目镜透镜的焦距设为f，将屈光度为-1屈光度的状态下的、从显示元件的显示面至目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜面为止的光轴上的空气换算距离、与从目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜面至目镜透镜的最靠视点侧的透镜面为止的光轴上的距离之和设为TLA，将第1负透镜相对于d线的折射率设为Nn1时，该观察光学系统满足由以下表示的条件式(1)、(2)及(3)。
0.355＜H/f＜0.48 (1)
0.17＜H/TLA＜0.285 (2)
1.5＜Nn1＜1.7 (3)
也可以构成为目镜透镜所包含的透镜的数量为5个或者6个。
在将第1正透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rpr，将第1负透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rnf时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(4)。
0＜|(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)|＜0.6 (4)
在将第1正透镜的焦距设为fp1时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(5)。
0＜f/fp1＜1.8 (5)
在将第1负透镜的焦距设为fn1时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(6)。
-1.4＜f/fn1＜-0.3 (6)
在将第2正透镜的焦距设为fp2时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(7)。
0＜f/fp2＜0.9 (7)
在将第1正透镜的焦距设为fp1时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(8)。
0＜H/fp1＜0.9 (8)
在将第1负透镜的焦距设为fn1时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(9)。
-0.6＜H/fn1＜-0.2 (9)
在将第2正透镜的焦距设为fp2时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(10)。
0＜H/fp2＜0.4 (10)
在将第1负透镜的d线基准的阿贝数设为νn1时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(11)。
19＜vn1＜27 (11)
在将目镜透镜所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜相对于d线的折射率设为Nps时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(12)。
1.6＜Nps＜2 (12)
在将目镜透镜所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜的d线基准的阿贝数设为vps时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(13)。
35＜v ps＜55 (13)
在将目镜透镜所包含的所有透镜相对于d线的折射率的平均值设为Nave时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(14)。
1.55＜Nave＜1.75 (14)
在将目镜透镜的最靠视点侧的透镜的焦距设为fe时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(15)。
0＜f/|fe|＜0.9 (15)
在将目镜透镜的最靠视点侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Ref，将目镜透镜的最靠视点侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rer时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(16)。
0＜|(Rer-Ref)/(Rer+Ref)|＜3 (16)
在将屈光度为-1屈光度的状态下的、所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜与从所述目镜透镜的视点侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为dE时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(17)。
0.002＜dE/TLA＜0.07 (17)
在将目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的焦距设为fo时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(18)。
0.01＜f/|fo|＜1.8 (18)
在将目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rof，将目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Ror时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(19)。
0＜|(Ror-Rof)/(Ror+Rof)|＜10 (19)
在将目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜与从目镜透镜的显示元件侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为d0时，上述方式的观察光学系统优选满足由以下表示的条件式(20)。
0＜d0/TLA＜0.1 (20)
本发明的另一方式所涉及的光学装置具备上述方式的观察光学系统。
另外，本说明书的“包括～”、“包括～的”除了表示所举出的构成要件以外，还表示可以包含实际上不具有屈光力的透镜、以及光圈、滤波器及盖玻璃等透镜以外的光学要件、以及透镜凸缘、镜筒等。
另外，在本说明书中，“具有正屈光力的透镜”和“正透镜”的含义相同。“具有负屈光力的透镜”和“负透镜”的含义相同。“单透镜”表示未接合的1个透镜。但是，复合非球面透镜(球面透镜和形成于该球面透镜上的非球面形状的膜构成为一体而整体上作为1个非球面透镜发挥作用的透镜)并不视作接合透镜，作为1个透镜来处理。关于与包含非球面的透镜相关的屈光力的符号、曲率半径及面形状，只要没有特别说明，则使用近轴区域。关于曲率半径的符号，将使凸形状朝向显示元件侧的面的曲率半径的符号设为正，将使凸形状朝向视点侧的面的曲率半径的符号设为负。
在条件式中使用的“焦距”是近轴焦距。在条件式中使用的值是以d线为基准时的值。关于在条件式中使用的“光轴上的距离”，只要没有特别说明，则为几何学上的光轴上的距离。本说明书中记载的“d线”、“C线”及“F线”是亮线，视作d线的波长是587.56nm(纳米)，C线的波长是656.27nm(纳米)，F线的波长是486.13nm(纳米)。
发明效果
根据本发明，能够提供一种具有良好的性能并且能够以较宽的表观视场进行观察的观察光学系统及具备该观察光学系统的光学装置。
附图说明
图1与实施例1的观察光学系统对应，是表示一实施方式所涉及的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图2是实施例1的观察光学系统的各像差图。
图3是表示实施例2的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图4是实施例2的观察光学系统的各像差图。
图5是表示实施例3的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图6是实施例3的观察光学系统的各像差图。
图7是表示实施例4的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图8是实施例4的观察光学系统的各像差图。
图9是表示实施例5的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图10是实施例5的观察光学系统的各像差图。
图11是表示实施例6的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图12是实施例6的观察光学系统的各像差图。
图13是表示实施例7的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图14是实施例7的观察光学系统的各像差图。
图15是表示实施例8的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图16是实施例8的观察光学系统的各像差图。
图17是表示实施例9的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图18是实施例9的观察光学系统的各像差图。
图19是表示实施例10的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图20是实施例10的观察光学系统的各像差图。
图21是表示实施例11的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图22是实施例11的观察光学系统的各像差图。
图23是表示实施例12的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图24是实施例12的观察光学系统的各像差图。
图25是表示实施例13的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图26是实施例13的观察光学系统的各像差图。
图27是表示实施例14的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图28是实施例14的观察光学系统的各像差图。
图29是表示实施例15的观察光学系统的结构和光束的剖视图。
图30是实施例15的观察光学系统的各像差图。
图31是一实施方式所涉及的光学装置的背面侧的立体图。
符号说明
1-显示元件，1a-显示区域，1b-覆盖部件，2-光学部件，3-目镜透镜，5-观察光学系统，100-相机，101-取景器，102-相机机身，103-操作按钮，104-变焦杆，105-快门按钮，106-监视器，107-屈光度调整转盘，EP-视点，H-显示区域的最长直径的半值，L1-透镜，L2-透镜，L3-透镜，L4-透镜，L5-透镜，L6-透镜，Z-光轴。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行说明。
图1中示出本发明的一实施方式所涉及的观察光学系统5的结构和光束的剖视图。图1所示的例子与后述的实施例1对应。在图1中，作为光束，图示有轴上光束及与最大的表观视场对应的轴外光束。在图1中，将左侧设为显示元件侧并将右侧设为视点侧来图示。图1的视点EP并不表示形状，而是表示光轴方向的位置。
观察光学系统5具备显示元件1及配置于比显示元件1更靠视点侧的目镜透镜3。显示元件1是显示图像的元件。显示元件1包含显示图像的显示区域1a及由不具有屈光力的光学部件构成的覆盖部件1b。在图1的例子中，显示区域1a位于覆盖部件1b的显示元件侧的面。显示元件1例如能够构成为由液晶显示元件或有机EL(organic electroluminescence，有机电致发光)显示元件等构成的图像显示面板。显示元件1和目镜透镜3隔开预先设定的空气间隔而配置。
显示元件1是观察物体的一例。目镜透镜3用于观察显示于显示元件1的显示区域1a的图像。即，观察光学系统5构成为经由目镜透镜3观察显示于显示元件1的图像。
目镜透镜3包含第1正透镜、第1负透镜及第2正透镜。第1负透镜是在目镜透镜3所包含的透镜中具有最强的负屈光力的透镜。第1正透镜是与第1负透镜的显示元件侧相邻而配置的正透镜。第2正透镜是在配置于比第1负透镜更靠视点侧的正透镜中配置于最靠显示元件侧的正透镜。如此，通过设为从显示元件侧向视点侧依次包含正透镜、负透镜及正透镜的结构，有利于良好地校正色差且抑制光学系统的大径化并且确保较宽的表观视场。
作为一例，图1的目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有正屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在图1的例子中，透镜L3与第1负透镜对应，透镜L2与第1正透镜对应，透镜L4与第2正透镜对应。
构成为目镜透镜3所包含的透镜的数量为5个以上。通过设为5个以上的透镜结构，容易在良好地校正倍率色差、像散及畸变像差等的同时确保较宽的表观视场。
也可以构成为目镜透镜3所包含的透镜的数量为5个或者6个。在这种情况下，尽可能抑制构成透镜数量，并且容易在良好地校正倍率色差、像散及畸变像差等的同时确保较宽的表观视场。
接着，对与观察光学系统5的条件式相关的优选结构及能够实现的结构进行叙述。以下关于条件式的说明中，为了避免冗长的说明，对相同定义的部分使用相同符号，并部分省略符号的重复说明。
在将显示元件1中的显示区域1a的最长直径的半值设为H，将屈光度为-1屈光度的状态下的目镜透镜3的焦距设为f时，观察光学系统5优选满足下述条件式(1)。通过避免条件式(1)的对应值成为下限以下，能够抑制目镜透镜3的屈光力变弱，因此有利于确保较宽的表观视场。通过避免条件式(1)的对应值成为上限以上，有利于实现径向及光轴方向的小型化且抑制像面弯曲等像差。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(1-1)，进一步优选满足下述条件式(1-2)。
0.355＜H/f＜0.48 (1)
0.36＜H/f＜0.475 (1-1)
0.365＜H/f＜0.47 (1-2)
另外，在本说明书中，与H相关的“显示元件1中的显示区域1a的最长直径”表示，在重心与光轴Z一致的显示区域1a中，从径向上的最远离光轴Z的点与光轴Z之间的距离的2倍的值。例如，显示区域1a为矩形时，能够将显示区域1a的对角线的长度的一半设为H。并且，例如，显示区域1a为正圆时，能够将显示区域1a的半径设为H，显示区域1a为椭圆时，能够将显示区域1a的直径中的最长直径(长径)的一半设为H。
并且，显示区域1a表示实际上显示图像的区域。例如，显示元件1具备配置有多个像素的纵横比为4∶3的显示部，在显示部中的一部分显示纵横比为3∶2的图像时，显示区域1a是指显示纵横比为3∶2的图像的区域。因此，显示元件1的直径和显示区域1a的最长直径并不一定一致。
观察光学系统5优选满足下述条件式(2)。在此，将屈光度为-1屈光度的状态下的、从显示元件1的显示面至所述目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜面为止的光轴上的空气换算距离、与从目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜面至目镜透镜3的最靠视点侧的透镜面为止的光轴上的距离之和设为TLA。通过避免条件式(2)的对应值成为下限以下，有利于缩短观察光学系统5的总长。通过避免条件式(2)的对应值成为上限以上，有利于抑制像面弯曲等像差。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(2-1)，进一步优选满足下述条件式(2—2)。
0.17＜H/TLA＜0.285 (2)
0.175＜H/TLA＜0.28 (2-1)
0.18＜H/TLA＜0.275 (2-2)
在将第1负透镜相对于d线的折射率设为Nn1时，观察光学系统5优选满足下述条件式(3)。通过避免条件式(3)的对应值成为下限以下，能够抑制第1负透镜的屈光力变弱，因此在希望确保较宽的表观视场时，有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。通过避免条件式(3)的对应值成为上限以上，第1负透镜的屈光力不会变得过强，因此能够抑制倍率色差的校正过度。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(3-1)，进一步优选满足下述条件式(3-2)。
1.5＜Nn1＜1.7 (3)
1.51＜Nn1＜1.69 (3-1)
1.52＜Nn1＜1.68 (3-2)
观察光学系统5优选满足条件式(1)、(2)及(3)。观察光学系统5更优选在满足条件式(1)、(2)及(3)的基础上，满足条件式(1-1)、(1-2)、(2-1)、(2-2)、(3-1)及(3-2)中的至少1个。
在将第1正透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rpr，将第1负透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rnf时，观察光学系统5优选满足下述条件式(4)。通过避免条件式(4)的对应值成为下限以下，能够抑制相对于第1正透镜的视点侧的面上的轴外光线的折射，第1负透镜的显示元件侧的面上的轴外光线的折射过度变强，因此有利于抑制倍率色差的校正过度。通过避免条件式(4)的对应值成为上限以上，能够抑制相对于第1正透镜的视点侧的面上的轴外光线的折射，第1负透镜的显示元件侧的面上的轴外光线的折射变弱，因此能够抑制倍率色差的校正不足。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(4—1)，进一步优选满足下述条件式(4-2)。
0＜|(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)|＜0.6 (4)
0.001＜|(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)|＜0.58 (4-1)
0.002＜|(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)|＜0.55 (4-2)
在将第1正透镜的焦距设为fp1时，观察光学系统5优选满足下述条件式(5)。通过避免条件式(5)的对应值成为下限以下，能够抑制第1正透镜的正屈光力变弱，因此有利于抑制像散及像面弯曲。通过避免条件式(5)的对应值成为上限以上，能够抑制目镜透镜3的屈光力变弱，因此有利于确保较宽的表观视场。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(5—1)，进一步优选满足下述条件式(5—2)。
0＜f/fp1＜1.8 (5)
0.05＜f/fp1＜1.78 (5-1)
0.1＜f/fp1＜1.76 (5-2)
在将第1负透镜的焦距设为fn1时，观察光学系统5优选满足下述条件式(6)。通过避免条件式(6)的对应值成为下限以下，第1负透镜的屈光力不会变得过强，因此能够抑制倍率色差被校正过度。通过避免条件式(6)的对应值成为上限以上，第1负透镜的屈光力不会变得过弱，因此在希望确保较宽的表观视场时，有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(6-1)，进一步优选满足下述条件式(6-2)。
-1.4＜f/fn1＜-0.3 (6)
-1.38＜f/fn1＜-0.4 (6-1)
-1.35＜f/fn1＜-0.5 (6-2)
在将第2正透镜的焦距设为fp2时，观察光学系统5优选满足下述条件式(7)。通过避免条件式(7)的对应值成为下限以下，能够抑制第2正透镜的正屈光力变弱，因此有利于抑制像散及球面像差。通过避免条件式(7)的对应值成为上限以上，能够抑制目镜透镜3的屈光力变弱，因此有利于确保较宽的表观视场。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(7-1)，进一步优选满足下述条件式(7-2)。
0＜f/fp2＜0.9 (7)
0.15＜f/fp2＜0.85 (7-1)
0.2＜f/fp2＜0.8 (7-2)
在将第1正透镜的焦距设为fp1时，观察光学系统5优选满足下述条件式(8)。关于条件式(8)的下限，H＞0且fp1＞0，因此成为H/fp1＞0。通过避免条件式(8)的对应值成为上限以上，第1正透镜的屈光力不会变得过强，因此能够抑制像散及像面弯曲被校正过度。观察光学系统5更优选满足下述条件式(8-1)。通过避免条件式(8-1)的对应值成为下限以下，从显示元件1的显示面出射的轴外光线自光轴Z的高度不会变得过低，因此有利于确保较宽的表观视场。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(8—2)。
0＜H/fp1＜0.9 (8)
0.02＜H/fp1＜0.8 (8-1)
0.04＜H/fp1＜0.75 (8—2)
观察光学系统5优选满足下述条件式(9)。通过避免条件式(9)的对应值成为下限以下，从显示元件1的显示面出射的轴外光线自光轴Z的高度不会变得过高，因此有利于与显示面相邻的透镜的小型化。或者，通过避免条件式(9)的对应值成为下限以下，第1负透镜的屈光力不会变得过强，因此能够抑制倍率色差被校正过度。通过避免条件式(9)的对应值成为上限以上，第1负透镜的屈光力不会变得过弱，因此在希望确保较宽的表观视场时，有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(9—1)，进一步优选满足下述条件式(9-2)。
-0.6＜H/fn1＜-0.2 (9)
-0.55＜H/fn1＜-0.25 (9-1)
-0.5＜H/fn1＜-0.3 (9-2)
观察光学系统5优选满足下述条件式(10)。关于条件式(10)的下限，H＞0且fp2＞0，因此成为H/fp2＞0。通过避免条件式(10)的对应值成为上限以上，第2正透镜的屈光力不会变得过强，因此能够抑制像散及球面像差被校正过度。观察光学系统5更优选满足下述条件式(10-1)。通过避免条件式(10-1)的对应值成为下限以下，从显示元件1的显示面出射的轴外光线自光轴Z的高度不会变得过低，因此有利于确保较宽的表观视场。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(10-2)。
0＜H/fp2＜0.4 (10)
0.02＜H/fp2＜0.35 (10-1)
0.04＜H/fp2＜0.3 (10-2)
在将第1负透镜的d线基准的阿贝数设为ν n1时，观察光学系统5优选满足下述条件式(11)。通过避免条件式(11)的对应值成为下限以下，第1负透镜的颜色分散性不会变得过大，因此能够抑制倍率色差被校正过度。通过避免条件式(11)的对应值成为上限以上，第1负透镜的颜色分散性不会变得过小，有利于倍率色差的校正。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(11-1)，进一步优选满足下述条件式(11-2)。
19＜νn1＜27 (11)
20＜νn1＜26 (11-1)
21＜νn1＜25 (11-2)
在将目镜透镜3所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜相对于d线的折射率设为Nps时，观察光学系统5优选满足下述条件式(12)。通过避免条件式(12)的对应值成为下限以下，能够抑制具有最强的正屈光力的透镜的屈光力变得过弱，有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。通过避免条件式(12)的对应值成为上限以上，能够抑制在具有最强的正屈光力的透镜中产生的色差，因此尤其有利于倍率色差的校正。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(12-1)，进一步优选满足下述条件式(12—2)。
1.6＜Nps＜2 (12)
1.65＜Nps＜1.95 (12-1)
1.7＜Nps＜1.9 (12-2)
在将目镜透镜3所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜的d线基准的阿贝数设为νps时，观察光学系统5优选满足下述条件式(13)。通过避免条件式(13)的对应值成为下限以下，能够抑制在具有最强的正屈光力的透镜中产生的颜色分散，因此尤其有利于倍率色差的校正。通过避免条件式(13)的对应值成为上限以上，能够抑制具有最强的正屈光力的透镜的折射率变得过低，因此该透镜的屈光力不会变得过弱，由此有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(13—1)，进一步优选满足下述条件式(13—2)。
35＜v ps＜55 (13)
38＜v ps＜54 (13-1)
40＜v ps＜53 (13—2)
在将目镜透镜3所包含的所有透镜相对于d线的折射率的平均值设为Nave时，观察光学系统5优选满足下述条件式(14)。通过避免条件式(14)的对应值成为下限以下，能够抑制佩兹伐和变大，因此有利于像面弯曲的校正。通过避免条件式(14)的对应值成为上限以上，能够防止可选作透镜材料的材料被限定于阿贝数小的材料，因此有利于色差的校正。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(14-1)，进一步优选满足下述条件式(14-2)。
1.55＜Nave＜1.75 (14)
1.56＜Nave＜1.7 (14-1)
1.57＜Nave＜1.68 (14—2)
在将目镜透镜3的最靠视点侧的透镜的焦距设为fe时，观察光学系统5优选满足下述条件式(15)。关于条件式(15)的下限，f＞0且|fe|＞0，因此成为f/|fe|＞0。通过避免条件式(15)的对应值成为上限以上，能够抑制目镜透镜3的屈光力变弱，因此有利于确保较宽的表观视场。观察光学系统5更优选满足下述条件式(15-1)。通过避免条件式(15-1)的对应值成为下限以下，能够抑制目镜透镜3的最靠视点侧的透镜的屈光力变弱，因此有利于抑制像散及球面像差。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(15-2)。
0＜f/|fe|＜0.9 (15)
0.001＜f/|fe|＜0.85 (15-1)
0.004＜f/|fe|＜0.8 (15-2)
在将目镜透镜3的最靠视点侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Ref，将目镜透镜3的最靠视点侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rer时，观察光学系统5优选满足下述条件式(16)。通过避免条件式(16)的对应值成为下限以下，最靠视点侧的透镜中的轴外光线的折射不会变得过强，能够抑制像面弯曲被校正过度。通过避免条件式(16)的对应值成为上限以上，能够抑制最靠视点侧的透镜中的轴外光线的折射变得过弱，因此有利于像面弯曲的校正。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(16-1)，进一步优选满足下述条件式(16-2)。
0＜|(Rer-Ref)/(Rer+Ref)|＜3 (16)
0.1＜|(Rer-Ref)/(Rer+Ref)|＜2.8 (16-1)
0.14＜|(Rer-Ref)/(Rer+Ref)|＜2.7 (16-2)
在将屈光度为-1屈光度的状态下的、目镜透镜3的最靠视点侧的透镜与从目镜透镜3的视点侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为dE时，观察光学系统5优选满足下述条件式(17)。通过避免条件式(17)的对应值成为下限以下，有利于确保调整屈光度时的可动范围。通过避免条件式(17)的对应值成为上限以上，有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(17-1)，进一步优选满足下述条件式(17-2)。
0.002＜dE/TLA＜0.07 (17)
0.003＜dE/TLA＜0.068 (17-1)
0.004＜dE/TLA＜0.065 (17-2)
在将目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜的焦距设为fo时，观察光学系统5优选满足下述条件式(18)。通过避免条件式(18)的对应值成为下限以下，能够抑制目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜的屈光力变弱，因此有利于抑制像散、球面像差及像面弯曲。通过避免条件式(18)的对应值成为上限以上，能够抑制目镜透镜3的屈光力变弱，因此有利于确保较宽的表观视场。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(18—1)，进一步优选满足下述条件式(18-2)。
0.01＜f/|fo|＜1.8 (18)
0.015＜f/|fo|＜1.75 (18-1)
0.02＜f/|fo|＜1.7 (18-2)
在将目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rof，将目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Ror时，观察光学系统5优选满足下述条件式(19)。通过避免条件式(19)的对应值成为下限以下，最靠显示元件侧的透镜中的轴外光线的折射不会变得过强，能够抑制像面弯曲被校正过度。通过避免条件式(19)的对应值成为上限以上，能够抑制最靠显示元件侧的透镜中的轴外光线的折射变得过弱，因此有利于像面弯曲的校正。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(19-1)，进一步优选满足下述条件式(19-2)。
0＜|(Ror-Rof)/(Ror+Rof)|＜10 (19)
0.005＜|(Ror-Rof)/(Ror+Rof)|＜9.9 (19-1)
0.01＜|(Ror-Rof)/(Ror+Rof)|＜9.8 (19-2)
在将目镜透镜3的最靠显示元件侧的透镜与从目镜透镜3的显示元件侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为d0时，观察光学系统5优选满足下述条件式(20)。通过避免条件式(20)的对应值成为下限以下，有利于确保调整屈光度时的可动范围。通过避免条件式(20)的对应值成为上限以上，有利于缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。为了获得更良好的特性，观察光学系统5更优选满足下述条件式(20-1)，进一步优选满足下述条件式(20-2)。
0＜d0/TLA＜0.1 (20)
0.01＜d0/TLA＜0.095 (20-1)
0.02＜d0/TLA＜0.09 (20-2)
目镜透镜3也可以构成为包含3个或4个树脂透镜。在这种情况下，有利于提高设计自由度，在校正像散及像面弯曲的同时缩短观察光学系统5的光轴方向的总长。
目镜透镜3也可以构成为包含非球面透镜。通过包含非球面透镜，有利于良好的像差校正。
目镜透镜3所包含的透镜的所有透镜可以构成为未接合的单透镜。在这种情况下，与接合的情况相比，能够提高设计自由度，因此有利于校正各种像差，并且有利于获得更宽的表观视场。
将与条件式相关的结构也包含在内的上述优选结构及能够实现的结构能够任意地组合，优选根据所要求的规格适当选择性地采用。另外，优选本发明的观察光学系统5满足的条件式并不限定于式的形式中记载的条件式，包含从优选、更优选及更进一步优选的条件式中任意地组合下限和上限来获得的所有条件式。
作为一例，本发明的一优选方式是一种观察光学系统5，其具备显示元件1及配置于比显示元件1更靠视点侧的目镜透镜3，目镜透镜3包含：第1负透镜，在目镜透镜3所包含的透镜中具有最强的负屈光力；第1正透镜，与第1负透镜的显示元件侧相邻而配置；及第2正透镜，在配置于比第1负透镜更靠视点侧的正透镜中配置于最靠显示元件侧，目镜透镜3所包含的透镜的数量为5个以上，满足上述条件式(1)、(2)及(3)。
最近，在数码相机等取景器用观察光学系统中，显示元件的高像素化不断发展，因此要求更宽的表观视场和高分辨性能。但是，若要获得更宽的表观视场，则像面弯曲及倍率色差等各种像差的产生量变大，难以同时实现更宽的表观视场和高分辨性能。因此，通过采用上述优选的一方式，容易实现抑制像面弯曲及倍率色差等且能够以更宽的表观视场进行观察的观察光学系统。
接着，参考附图对本发明的观察光学系统5的实施例进行说明。另外，关于对各实施例的剖视图的构成要件标注的参考符号，为了避免由于参考符号的位数的增加而使说明及附图复杂，在每个实施例中独立使用。因此，即使在不同实施例的附图中标注有共同的参考符号，也不一定是共同的结构。
[实施例1]
实施例1的观察光学系统5的结构示于图1，其图示方法和结构如上所述，因此在此省略一部分重复说明。实施例1的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。
目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含透镜L1～透镜L5这5个透镜。在调整屈光度时，显示元件1和透镜L1沿着光轴Z一体地移动，其他透镜被固定。图1的显示元件1和透镜L1的下方的括弧和水平方向的两个箭头表示显示元件1和透镜L1在调整屈光度时沿着光轴Z一体地移动。另外，在本说明书中，“一体地移动”表示同时向相同方向移动相同量。
关于实施例1的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表1，将规格和可变面间隔示于表2，将非球面系数示于表3。
表1中记载如下。在Sn的列，示出将显示元件1的配设有显示区域1a的面设为第1面，随着朝向视点侧而逐一增加编号时的各面的面编号。在光轴方向上，第1面的位置与显示面的位置对应。在R的列，示出各面的曲率半径。在D的列，示出各面和与其视点侧相邻的面在光轴上的面间隔。在Nd的列，示出各构成要件相对于d线的折射率。在ν d的列，示出各构成要件的d线基准的阿贝数。
表1中，还记载有显示元件1及视点EP，在相当于视点EP的面的Sn的栏中记载有面编号和(EP)的词句。在非球面的面编号标注*标记，在非球面的曲率半径的栏记载有近轴曲率半径的数值。在表1中，将使凸形状朝向显示元件侧的面的曲率半径的符号设为正，将使凸形状朝向视点侧的面的曲率半径的符号设为负。关于调整屈光度时的可变面间隔，利用DD[]的记号，在[]中标注该间隔的显示元件侧的面编号并记载于D列。
在表2示出各屈光度下的目镜透镜3的焦距f、对角方向的全视场角下的表观视场及可变面间隔。屈光度的栏中，将单位屈光度标记为“dpt”。表观视场的栏的[°]表示单位为度。并且，在表2还示出显示元件1中的显示区域1a的最长直径的半值H。
在表3中，在Sn的行示出非球面的面编号，在KA及Am的行示出关于各非球面的非球面系数的数值。本例中，m＝4、6、8、10、12、14、16、18、20。表3的非球面系数的数值“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。KA及Am是由下式表示的非球面式中的非球面系数。
Zd＝C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+∑Am×hm
其中，含义如下。
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相接的光轴Z垂直的平面的垂线的长度)
h：高度(从光轴Z至透镜面为止的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数
非球面式的∑表示与m相关的总和。
在各表的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度单位使用mm(毫米)，但无论放大比例还是缩小比例，都能够使用光学系统，因此还能够使用其他适当的单位。并且，以下所示的各表中记载有以规定的位数四舍五入的数值。
[表1]
实施例1
[表2]
实施例1
[表3]
实施例1
图2中示出屈光度为-1.00屈光度的状态下的实施例1的观察光学系统5的各像差图。图2中，从左起依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在球面像差图中，分别以实线、长虚线及短虚线表示d线、C线及F线上的像差。在像散图中，以实线表示弧矢方向的d线上的像差，以短虚线表示子午方向的d线上的像差。在畸变像差图中，以实线表示d线上的像差。在倍率色差图中，分别以长虚线及短虚线表示C线及F线上的像差。球面像差图及像散图的横轴的单位“dpt”表示屈光度。倍率色差图的横轴的单位的“min”表示角度的分。在球面像差图中，在“Φ＝”的后面示出将单位设为mm(毫米)时的视点EP的直径。在其他像差图中，在“ω＝”的后面示出半视场角下的表观视场的值。
关于与上述实施例1相关的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法，如果没有特别提及，则在以下实施例中也相同，以下省略重复说明。
[实施例2]
将实施例2的观察光学系统5的结构和光束示于图3。实施例2的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、光学部件2及目镜透镜3。光学部件2是平行平板状的不具有屈光力的部件，是设想保护用盖玻璃或各种滤波器等的部件。
目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有正屈光力的透镜L1、具有负屈光力的透镜L2、具有正屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，显示元件1和光学部件2沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例2的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表4，将规格和可变面间隔示于表5，将非球面系数示于表6，将屈光度为-0.97屈光度的状态下的各像差图示于图4。
[表4]
实施例2
[表5]
实施例2
[表6]
实施例2
[实施例3]
将实施例3的观察光学系统5的结构和光束示于图5。实施例3的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有正屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，透镜L2、透镜L3及透镜L4沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例3的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表7，将规格和可变面间隔示于表8，将非球面系数示于表9，将屈光度为-0.96屈光度的状态下的各像差图示于图6。
[表7]
实施例3
[表8]
实施例3
[表9]
实施例3
[实施例4]
将实施例4的观察光学系统5的结构和光束示于图7。实施例4的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、光学部件2及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有正屈光力的透镜L1、具有负屈光力的透镜L2、具有正屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，透镜L1、透镜L2、透镜L3及透镜L4沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例4的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表10，将规格和可变面间隔示于表11，将非球面系数示于表12，将屈光度为-0.99屈光度的状态下的各像差图示于图8。
[表10]
实施例4
[表11]
实施例4
[表12]
实施例4
[实施例5]
将实施例5的观察光学系统5的结构和光束示于图9。实施例5的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4、具有正屈光力的透镜L5及具有正屈光力的透镜L6。在调整屈光度时，显示元件1和透镜L1沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例5的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表13，将规格和可变面间隔示于表14，将非球面系数示于表15，将屈光度为-0.97屈光度的状态下的各像差图示于图10。
[表13]
实施例5
[表14]
实施例5
[表15]
实施例5
[实施例6]
将实施例6的观察光学系统5的结构和光束示于图11。实施例6的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有正屈光力的透镜L3、具有负屈光力的透镜L4、具有正屈光力的透镜L5及具有正屈光力的透镜L6。在调整屈光度时，显示元件1和透镜L1沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例6的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表16，将规格和可变面间隔示于表17，将非球面系数示于表18，将屈光度为-0.99屈光度的状态下的各像差图示于图12。
[表16]
实施例6
| Sn | R | D | Nd | ν d |
| 1 | ∞ | 0.7000 | 1.51900 | 64.90 |
| 2 | ∞ | 2.7844 | ||
| *3 | -6.6548 | 1.7128 | 1.80001 | 25.00 |
| *4 | -11.0567 | DD[4] | ||
| *5 | 27.3497 | 3.4743 | 1.79997 | 48.00 |
| *6 | -18.8402 | 0.5001 | ||
| *7 | 76.4002 | 4.2927 | 1.53500 | 55.73 |
| *8 | -30.1465 | 1.5000 | ||
| *9 | -12.7821 | 1.1806 | 1.63351 | 23.63 |
| *10 | -547.0465 | 0.3499 | ||
| *11 | -85.1185 | 3.2811 | 1.53500 | 55.73 |
| *12 | -21.6905 | 0.2000 | ||
| *13 | -405.4037 | 4.5282 | 1.53500 | 55.73 |
| *14 | -13.4505 | 15.0000 |
[表17]
实施例6
[表18]
实施例6
[实施例7]
将实施例7的观察光学系统5的结构和光束示于图13。实施例7的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、光学部件2及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4、具有正屈光力的透镜L5及具有正屈光力的透镜L6。在调整屈光度时，显示元件1和光学部件2沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例7的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表19，将规格和可变面间隔示于表20，将非球面系数示于表21，将屈光度为-0.97屈光度的状态下的各像差图示于图14。
[表19]
实施例7
[表20]
实施例7
[表21]
实施例7
[实施例8]
将实施例8的观察光学系统5的结构和光束示于图15。实施例8的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4、具有正屈光力的透镜L5及具有正屈光力的透镜L6。在调整屈光度时，透镜L2、透镜L3、透镜L4及透镜L5沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例8的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表22，将规格和可变面间隔示于表23，将非球面系数示于表24，将屈光度为-1.01屈光度的状态下的各像差图示于图16。
[表22]
实施例8
[表23]
实施例8
[表24]
实施例8
[实施例9]
将实施例9的观察光学系统5的结构和光束示于图17。实施例9的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、光学部件2及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4、具有正屈光力的透镜L5及具有正屈光力的透镜L6。在调整屈光度时，透镜L1、透镜L2、透镜L3、透镜L4及透镜L5沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例9的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表25，将规格和可变面间隔示于表26，将非球面系数示于表27，将屈光度为-0.97屈光度的状态下的各像差图示于图18。
[表25]
实施例9
[表26]
实施例9
[表27]
实施例9
[实施例10]
将实施例10的观察光学系统5的结构和光束示于图19。实施例10的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、目镜透镜3及光学部件2。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，透镜L2、透镜L3、透镜L4及透镜L5沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例10的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表28，将规格和可变面间隔示于表29，将非球面系数示于表30，将屈光度为-0.97屈光度的状态下的各像差图示于图20。
[表28]
实施例10
[表29]
实施例10
[表30]
实施例10
[实施例11]
将实施例11的观察光学系统5的结构和光束示于图21。实施例11的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，显示元件1和透镜L1沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例11的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表31，将规格和可变面间隔示于表32，将非球面系数示于表33，将屈光度为-0.97屈光度的状态下的各像差图示于图22。
[表31]
实施例11
[表32]
实施例11
[表33]
实施例11
[实施例12]
将实施例12的观察光学系统5的结构和光束示于图23。实施例12的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有正屈光力的透镜L3、具有负屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，显示元件1和透镜L1沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例12的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表34，将规格和可变面间隔示于表35，将非球面系数示于表36，将屈光度为-0.96屈光度的状态下的各像差图示于图24。
[表34]
实施例12
[表35]
实施例12
[表36]
实施例12
[实施例13]
将实施例13的观察光学系统5的结构和光束示于图25。实施例13的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、光学部件2及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有正屈光力的透镜L1、具有负屈光力的透镜L2、具有正屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有负屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，显示元件1和光学部件2沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例13的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表37，将规格和可变面间隔示于表38，将非球面系数示于表39，将屈光度为-0.99屈光度的状态下的各像差图示于图26。
[表37]
实施例13
[表38]
实施例13
[表39]
实施例13
[实施例14]
将实施例14的观察光学系统5的结构和光束示于图27。实施例14的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有负屈光力的透镜L1、具有正屈光力的透镜L2、具有负屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有正屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，透镜L2、透镜L3及透镜L4沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例14的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表40，将规格和可变面间隔示于表41，将非球面系数示于表42，将屈光度为-0.99屈光度的状态下的各像差图示于图28。
[表40]
实施例14
[表41]
实施例14
[表42]
实施例14
[实施例15]
将实施例15的观察光学系统5的结构和光束示于图29。实施例15的观察光学系统5从显示元件侧向视点侧依次具备显示元件1、光学部件2及目镜透镜3。目镜透镜3从显示元件侧向视点侧依次包含具有正屈光力的透镜L1、具有负屈光力的透镜L2、具有正屈光力的透镜L3、具有正屈光力的透镜L4及具有负屈光力的透镜L5。在调整屈光度时，透镜L1、透镜L2、透镜L3及透镜L4沿着光轴Z一体地移动。
关于实施例15的观察光学系统5，将基本透镜数据示于表43，将规格和可变面间隔示于表44，将非球面系数示于表45，将屈光度为-0.99屈光度的状态下的各像差图示于图30。
[表43]
实施例15
[表44]
实施例15
[表45]
实施例15
在表46～表48中示出实施例1～15的观察光学系统5的条件式(1)～(20)的对应值。表46～表48所示的值是以d线为基准时的值。也可以将表46～表48所示的实施例的对应值用作条件式的上限或下限来设定条件式的优选范围。
[表46]
| 式编号 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | |
| (1) | H/f | 0.397 | 0.396 | 0.397 | 0.396 | 0.440 |
| (2) | H/TLA | 0.227 | 0.214 | 0.220 | 0.204 | 0.242 |
| (3) | Nn1 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 |
| (4) | |(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)| | 0.008 | 0.018 | 0.002 | 0.048 | 0.039 |
| (5) | f/fp1 | 1.464 | 1.604 | 1.496 | 1.671 | 1.505 |
| (6) | f/fn1 | -1.176 | -1.081 | -1.163 | -1.197 | -1.121 |
| (7) | f/fp2 | 0.360 | 0.265 | 0.360 | 0.280 | 0.349 |
| (8) | H/fp1 | 0.581 | 0.635 | 0.594 | 0.662 | 0.662 |
| (9) | H/fn1 | -0.467 | -0.428 | -0.462 | -0.474 | -0.493 |
| (10) | H/fp2 | 0.143 | 0.105 | 0.143 | 0.111 | 0.154 |
| (11) | ν n1 | 23.63 | 23.63 | 23.63 | 23.63 | 23.63 |
| (12) | Nps | 1.76709 | 1.77215 | 1.76709 | 1.81625 | 1.76709 |
| (13) | v ps | 49.20 | 50.78 | 49.20 | 46.38 | 49.20 |
| (14) | Nave | 1.63997 | 1.60527 | 1.63997 | 1.60715 | 1.62247 |
| (15) | f/|fe| | 0.343 | 0.135 | 0.330 | 0.007 | 0.075 |
| (16) | |(Rer-Ref)/(Rer+Ref)| | 0.610 | 0.922 | 0.587 | 0.183 | 0.147 |
| (17) | dE/TLA | 0.015 | 0.056 | 0.063 | 0.053 | 0.008 |
| (18) | f/|fo| | 0.119 | 1.604 | 0.120 | 1.671 | 0.060 |
| (19) | |(Ror-Rof)/(Ror+Rof)| | 0.019 | 3.155 | 0.018 | 3.049 | 0.070 |
| (20) | dO/TLA | 0.084 | 0.033 | 0.070 | 0.039 | 0.051 |
[表47]
| 式编号 | 实施例6 | 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | |
| (1) | H/f | 0.440 | 0.396 | 0.423 | 0.396 | 0.397 |
| (2) | H/TLA | 0.252 | 0.218 | 0.217 | 0.218 | 0.224 |
| (3) | Nn1 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 |
| (4) | |(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)| | 0.404 | 0.022 | 0.031 | 0.022 | 0.055 |
| (5) | f/fp1 | 0.357 | 1.698 | 1.508 | 1.698 | 1.492 |
| (6) | f/fn1 | -0.707 | -1.095 | -1.067 | -1.095 | -1.069 |
| (7) | f/fp2 | 0.274 | 0.264 | 0.351 | 0.264 | 0.362 |
| (8) | H/fp1 | 0.157 | 0.673 | 0.638 | 0.673 | 0.592 |
| (9) | H/fn1 | -0.311 | -0.434 | -0.451 | -0.434 | -0.425 |
| (10) | H/fp2 | 0.120 | 0.105 | 0.148 | 0.105 | 0.144 |
| (11) | ν n1 | 23.63 | 23.63 | 23.63 | 23.63 | 23.63 |
| (12) | Nps | 1.79997 | 1.80435 | 1.77538 | 1.80435 | 1.76709 |
| (13) | v ps | 48.00 | 47.57 | 50.46 | 47.57 | 49.20 |
| (14) | Nave | 1.63975 | 1.59628 | 1.64565 | 1.59628 | 1.61944 |
| (15) | f/|fe| | 0.565 | 0.129 | 0.054 | 0.129 | 0.293 |
| (16) | |(Rer-Ref)/(Rer+Ref)| | 0.936 | 0.617 | 2.242 | 0.617 | 1.054 |
| (17) | dE/TLA | 0.008 | 0.056 | 0.044 | 0.056 | 0.060 |
| (18) | f/|fo| | 0.579 | 0.200 | 0.107 | 0.200 | 0.022 |
| (19) | |(Ror-Rof)/(Ror+Rof)| | 0.249 | 0.763 | 0.084 | 0.763 | 0.050 |
| (20) | dO/TLA | 0.050 | 0.037 | 0.050 | 0.029 | 0.068 |
[表48]
| 式编号 | 实施例11 | 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | |
| (1) | H/f | 0.409 | 0.378 | 0.392 | 0.393 | 0.392 |
| (2) | H/TLA | 0.207 | 0.209 | 0.179 | 0.212 | 0.181 |
| (3) | Nn1 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 | 1.63351 |
| (4) | |(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)| | 0.098 | 0.272 | 0.052 | 0.033 | 0.077 |
| (5) | f/fp1 | 1.549 | 0.146 | 1.604 | 1.559 | 1.597 |
| (6) | f/fn1 | -1.065 | -0.910 | -1.114 | -1.120 | -1.055 |
| (7) | f/fp2 | 0.272 | 0.744 | 0.207 | 0.518 | 0.201 |
| (8) | H/fp1 | 0.633 | 0.055 | 0.629 | 0.613 | 0.626 |
| (9) | H/fn1 | -0.435 | -0.344 | -0.437 | -0.440 | -0.414 |
| (10) | H/fp2 | 0.111 | 0.281 | 0.081 | 0.204 | 0.079 |
| (11) | ν n1 | 23.63 | 23.63 | 23.63 | 23.63 | 23.63 |
| (12) | Nps | 1.76709 | 1.80001 | 1.84088 | 1.76709 | 1.81781 |
| (13) | v ps | 49.20 | 48.00 | 43.91 | 49.20 | 46.22 |
| (14) | Nave | 1.63997 | 1.66070 | 1.64888 | 1.63997 | 1.63977 |
| (15) | f/|fe| | 0.386 | 0.744 | 0.272 | 0.237 | 0.268 |
| (16) | |(Rer-Ref)/(Rer+Ref)| | 2.660 | 1.239 | 0.369 | 0.310 | 0.363 |
| (17) | dE/TLA | 0.012 | 0.012 | 0.024 | 0.042 | 0.060 |
| (18) | f/|fo| | 0.185 | 0.702 | 1.604 | 0.242 | 1.597 |
| (19) | |(Ror-Rof)/(Ror+Rof)| | 0.137 | 0.457 | 7.397 | 0.150 | 9.799 |
| (20) | dO/TLA | 0.043 | 0.037 | 0.039 | 0.047 | 0.040 |
实施例1～15的观蔡光学系统5中，屈光度为-1屈光度的状态下的、对角方向的全视场角下的表观视场为40度以上，具有较宽的表观视场。并且，实施例1～15的观察光学系统5中，虽然构成为小型，但各种像差得到了良好的校正，实现了高光学性能。
接着，对具备本发明的实施方式所涉及的观察光学系统的光学装置进行说明。图31是表示作为本发明的一实施方式所涉及的光学装置的相机100的背面侧的概略结构的立体图。作为一例，相机100是数码相机。相机100在相机机身102的上部具备取景器101及用于进行屈光度调整的屈光度调整转盘107。取景器101是观察光学装置的一例，具备本发明的一实施方式所涉及的观察光学系统。
相机100在相机机身102的背面具备用于进行各种设定的操作按钮103、用于进行变倍的变焦杆104及显示图像及各种设定画面的监视器106，在相机机身102的上表面具备快门按钮105。并且，相机100在相机机身102的前表面具备摄像透镜(未图示)，在相机机身102的内部具备拍摄通过摄像透镜形成的被摄体像的摄像元件(未图示)。使用者从背面侧观察取景器101来观察被摄体像。
以上，举出实施方式及实施例来说明了本发明的技术，但本发明的技术并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数及非球面系数等并不限定于上述各数值实施例中示出的值，也可以取其他值。并且，本发明的实施方式所涉及的光学装置并不限定于上述例，本发明还能够适用于胶片相机、摄像机及头戴式显示器等。
关于以上的实施方式及实施例，还公开以下附记项。
[附记项1]
一种观察光学系统，其具备显示元件及配置于比所述显示元件更靠视点侧的目镜透镜，其中，
所述目镜透镜包含：第1负透镜，在所述目镜透镜所包含的透镜中具有最强的负屈光力；第1正透镜，与所述第1负透镜的显示元件侧相邻而配置；及第2正透镜，在配置于比所述第1负透镜更靠视点侧的正透镜中配置于最靠显示元件侧，
所述目镜透镜所包含的透镜的数量为5个以上，
在将所述显示元件中的显示区域的最长直径的半值设为H，
将屈光度为-1屈光度的状态下的、所述目镜透镜的焦距设为f，
将屈光度为-1屈光度的状态下的、从所述显示元件的显示面至所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜面为止的光轴上的空气换算距离、与从所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜面至所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜面为止的光轴上的距离之和设为TLA，
将所述第1负透镜相对于d线的折射率设为Nn1时，满足由以下表示的条件式(1)、(2)及(3)：
0.355＜H/f＜0.48 (1)；
0.17＜H/TLA＜0.285 (2)；
1.5＜Nn1＜1.7 (3)。
[附记项2]
根据附记项1所述的观察光学系统，其中，
所述目镜透镜所包含的透镜的数量为5个或者6个。
[附记项3]
根据附记项1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1正透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rpr，
将所述第1负透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rnf时，满足由以下表示的条件式(4)：
0＜|(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)|＜0.6 (4)。
[附记项4]
根据附记项1至3中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1正透镜的焦距设为fp1时，满足由以下表示的条件式(5)：
0＜f/fp1＜1.8 (5)。
[附记项5]
根据附记项1至4中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1负透镜的焦距设为fn1时，满足由以下表示的条件式(6)：
-1.4＜f/fn1＜-0.3 (6)。
[附记项6]
根据附记项1至5中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第2正透镜的焦距设为fp2时，满足由以下表示的条件式(7)：
0＜f/fp2＜0.9 (7)。
[附记项7]
根据附记项1至6中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1正透镜的焦距设为fp1时，满足由以下表示的条件式(8)：
0＜H/fp1＜0.9 (8)。
[附记项8]
根据附记项1至7中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1负透镜的焦距设为fn1时，满足由以下表示的条件式(9)：
-0.6＜H/fn1＜-0.2 (9)。
[附记项9]
根据附记项1至8中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第2正透镜的焦距设为fp2时，满足由以下表示的条件式(10)：
0＜H/fp2＜0.4 (10)。
[附记项10]
根据附记项1至9中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1负透镜的d线基准的阿贝数设为ν n1时，满足由以下表示的条件式(11)：
19＜v n1＜27 (11)。
[附记项11]
根据附记项1至10中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜相对于d线的折射率设为Nps时，满足由以下表示的条件式(12)：
1.6＜Nps＜2 (12)。
[附记项12]
根据附记项1至11中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜的d线基准的阿贝数设为v ps时，满足由以下表示的条件式(13)：
35＜v ps＜55 (13)。
[附记项13]
根据附记项1至12中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜所包含的所有透镜相对于d线的折射率的平均值设为Nave时，满足由以下表示的条件式(14)：
1.55＜Nave＜1.75 (14)。
[附记项14]
根据附记项1至13中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜的焦距设为fe时，满足由以下表示的条件式(15)：
0＜f/|fe|＜0.9 (15)。
[附记项15]
根据附记项1至14中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Ref，
将所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rer时，满足由以下表示的条件式(16)：
0＜|(Rer-Ref)/(Rer+Ref)|＜3 (16)。
[附记项16]
根据附记项1至15中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将屈光度为-1屈光度的状态下的、所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜与从所述目镜透镜的视点侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为dE时，满足由以下表示的条件式(17)：
0.002＜dE/TLA＜0.07 (17)。
[附记项17]
根据附记项1至16中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的焦距设为fo时，满足由以下表示的条件式(18)：
0.01＜f/|fo|＜1.8 (18)。
[附记项18]
根据附记项1至17中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rof，
将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Ror时，满足由以下表示的条件式(19)：
0＜|(Ror-Rof)/(Ror+Rof)|＜10 (19)。
[附记项19]
根据附记项1至18中任一项所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜与从所述目镜透镜的显示元件侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为d0时，满足由以下表示的条件式(20)：
0＜d0/TLA＜0.1 (20)。
[附记项20]
一种光学装置，其具备附记项1至19中任一项所述的观察光学系统。
Claims (20)
1.一种观察光学系统，其具备显示元件及配置于比所述显示元件更靠视点侧的目镜透镜，其中，
所述目镜透镜包含：第1负透镜，在所述目镜透镜所包含的透镜中具有最强的负屈光力；第1正透镜，与所述第1负透镜的显示元件侧相邻而配置；及第2正透镜，在配置于比所述第1负透镜更靠视点侧的正透镜中配置于最靠显示元件侧，
所述目镜透镜所包含的透镜的数量为5个以上，
在将所述显示元件中的显示区域的最长直径的半值设为H，
将屈光度为-1屈光度的状态下的、所述目镜透镜的焦距设为f，
将屈光度为-1屈光度的状态下的、从所述显示元件的显示面至所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜面为止的光轴上的空气换算距离、与从所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜面至所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜面为止的光轴上的距离之和设为TLA，
将所述第1负透镜相对于d线的折射率设为Nn1时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(1)、(2)及(3)：
0.355＜H/f＜0.48 (1)；
0.17＜H/TLA＜0.285 (2)；
1.5＜Nn1＜1.7 (3)。
2.根据权利要求1所述的观察光学系统，其中，
所述目镜透镜所包含的透镜的数量为5个或者6个。
3.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1正透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rpr，
将所述第1负透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rnf时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(4)：
0＜|(Rnf-Rpr)/(Rnf+Rpr)|＜0.6 (4)。
4.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1正透镜的焦距设为fp1时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(5)：
0＜f/fp1＜1.8 (5)。
5.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1负透镜的焦距设为fn1时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(6)：
-1.4＜f/fn1＜-0.3 (6)。
6.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第2正透镜的焦距设为fp2时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(7)：
0＜f/fp2＜0.9 (7)。
7.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1正透镜的焦距设为fp1时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(8)：
0＜H/fp1＜0.9 (8)。
8.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1负透镜的焦距设为fn1时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(9)：
-0.6＜H/fn1＜-0.2 (9)。
9.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第2正透镜的焦距设为fp2时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(10)：
0＜H/fp2＜0.4 (10)。
10.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述第1负透镜的d线基准的阿贝数设为νn1时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(11)：
19＜νn1＜27 (11)。
11.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜相对于d线的折射率设为Nps时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(12)：
1.6＜Nps＜2 (12)。
12.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜所包含的透镜中具有最强的正屈光力的透镜的d线基准的阿贝数设为νps时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(13)：
35＜vps＜55 (13)。
13.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜所包含的所有透镜相对于d线的折射率的平均值设为Nave时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(14)：
1.55＜Nave＜1.75 (14)。
14.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜的焦距设为fe时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(15)：
0＜f/|fe|＜0.9 (15)。
15.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Ref，
将所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Rer时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(16)：
0＜|(Rer-Ref)/(Rer+Ref)|＜3 (16)。
16.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将屈光度为-1屈光度的状态下的、所述目镜透镜的最靠视点侧的透镜、与从所述目镜透镜的视点侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为dE时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(17)：
0.002＜dE/TLA＜0.07 (17)。
17.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的焦距设为fo时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(18)：
0.01＜f/|fo|＜1.8 (18)。
18.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的显示元件侧的面的近轴曲率半径设为Rof，
将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜的视点侧的面的近轴曲率半径设为Ror时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(19)：
0＜|(Ror-Rof)/(Ror+Rof)|＜10 (19)。
19.根据权利要求1或2所述的观察光学系统，其中，
在将所述目镜透镜的最靠显示元件侧的透镜与从所述目镜透镜的显示元件侧起第2个透镜的光轴上的空气间隔设为dO时，
所述观察光学系统满足由以下表示的条件式(20)：
0＜dO/TLA＜0.1 (20)。
20.一种光学装置，其具备权利要求1至19中任一项所述的观察光学系统。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
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Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117741949A true CN117741949A (zh) | 2024-03-22 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311203403.1A Pending CN117741949A (zh) | 2022-09-22 | 2023-09-18 | 观察光学系统及光学装置 |
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2022
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-
2023
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Also Published As
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|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication |