JP2002048985A

JP2002048985A - 接眼光学系

Info

Publication number: JP2002048985A
Application number: JP2000234710A
Authority: JP
Inventors: Shinji Yamaguchi; 伸二山口; Katsuto Tanaka; 克人田中
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2000-08-02
Filing date: 2000-08-02
Publication date: 2002-02-15

Abstract

(57)【要約】【課題】倍率が高くてコンパクトであり、しかも低コス
トであって、諸収差を良好に補正し、テレセントリック
性を確保しながらも、物体からレンズまで一定のスペー
スを備えた接眼光学系を提供する。【解決手段】物体側から瞳側に向かって、正のパワーを
持つ単レンズから成る１群、負のパワーを持つ単レンズ
から成る２群、正のパワーを持ち最も瞳に近い面が瞳側
凸の曲率を持つ３群で構成されており、ｆ＜３０ｍｍ，
Ｔ_LB＞０．４ｆ，ｆ₃ ＞０．９ｆ，１．４＜Ｔ_LENS／
（ｆ−Ｔ_LB）＜５，０．１＜ｔａｎθ＜１．２を満足す
る構成とする。但し、ｆは接眼光学系全系の焦点距離、
Ｔ_LBは物体から１群の最も物体に近い面までの距離、ｆ
₃ は３群の焦点距離、Ｔ_LENSは１群の最も物体に近い面
から３群の最も瞳に近い面までの距離、θは３群の最も
瞳に近い面の有効光学範囲のうち、光軸から最も遠い位
置での傾き角である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶表示面を拡大
して観察するファインダである、いわゆる液晶ビューフ
ァインダ等に用いられる、接眼光学系に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来より、このような液晶ビューファイ
ンダ用の液晶としては、主にいわゆる透過型液晶が多く
用いられていた。透過型液晶を用いる場合は、液晶表示
面の後方から光を当てる必要があるため、透過型液晶後
方に、これを照明する照明光学系を配置するためのスペ
ースを確保しなくてはならない。そこで、このようなス
ペースを減らすために、透過型液晶に代えて、液晶表示
面の前方から光を当てる方式のいわゆる反射型液晶が用
いられるようになってきている。

【０００３】これにより、接眼光学系のスペースと照明
光学系のスペースとを共用して、省スペース化を図って
いる。また、液晶ビューファインダ全体のコンパクト化
やコストダウンを図るために、小型の液晶パネルを利用
可能な拡大率の高い接眼レンズが望まれている。

【０００４】従来の接眼光学系においては、例えば特開
平９−５４２５６号公報，特開平１１−１６０６３１号
公報，特許第２７９１４９６号公報に記載されている如
く、諸収差を改善するために、物体とレンズとの間隔を
短くした構成のものが提案されている。

【０００５】また、特開平１１−１３３３１６号公報，
特開平７−１１３９６６号公報に記載されている如く、
レンズ枚数を多くしたり、接合レンズを用いたりして性
能を向上させたものが提案されている。

【０００６】また、特開平６−２５８５８２号公報に記
載されている如く、３群３枚構成で、焦点距離が長く、
レンズバックが確保されている例が提案されている。

【０００７】また、特許第２７２６２６１号公報に記載
されている如く、焦点距離が短く、レンズ枚数が少なく
て、しかも物体（被観察面）からレンズまでのスペース
を確保した例として、瞳に最も近いレンズを負レンズと
した、レトロフォーカスタイプの接眼レンズ構成のもの
が提案されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平９−５４２５６号公報，特開平１１−１６０６３１
号公報，特許第２７９１４９６号公報に記載されている
ような構成は、表示部材として反射型液晶を用いる場合
のように、物体（表示部材）からレンズまでのスペース
を確保する必要があるときは、用いる事ができない。

【０００９】また、上記特開平１１−１３３３１６号公
報，特開平７−１１３９６６号公報に記載されているよ
うな構成では、焦点距離が短くてしかも物体からレンズ
までのスペースを確保する必要がある場合には、レンズ
を配置するスペースが限られてくる。さらに、レンズ枚
数が多いときは、レンズのコバが確保しづらくなる等に
より、レンズの加工が困難になる。

【００１０】また、接合レンズを用いた構成によれば、
性能の改善は容易に行う事ができるが、レンズを接合す
るためには、接合されるレンズ同士の線膨張係数の値を
近いものにする必要があるため、現状ではガラスレンズ
同士かプラスチックレンズ同士を接合しなくてはならな
い。ここで、ガラスレンズ同士を接合する場合は、ガラ
ス硝材の屈折率が高いので性能の改善には効果的である
が、レンズは高価となる。また、諸収差改善のためにレ
ンズ面を非球面とすると、更にコストがかかる事にな
る。一方、プラスチックレンズ同士を接合する場合は、
プラスチック硝材の屈折率が低いので、諸収差改善の効
果が得られにくい。

【００１１】また、上述した、焦点距離が長く、レンズ
バックが確保されていて、しかもレンズ枚数が少ないも
のの、全ての寸法を同じ比率で縮小して再構成する場合
は、アイポイントが短くなったり、レンズのコバの確保
が困難となる。また、上記特開平６−２５８５８２号公
報に記載されている構成における条件式を縮小したもの
を、焦点距離が短い場合に用いると、主点が瞳側に近づ
いてしまい、レンズバックの確保が困難となる。つま
り、焦点距離が長いときの条件式は、必ずしも焦点距離
が短い場合に有効になるわけではない。

【００１２】また、上記特許第２７２６２６１号公報に
記載されている構成では、物体（被観察面）からレンズ
までのスペースは十分に確保できるが、主点位置が接眼
レンズより物体側に移動しているため、主点から３群の
最も瞳に近い面までの距離が長くなる。

【００１３】図１７は、接眼光学系におけるテレセント
リック性を説明する模式図である。同図において、１は
物体、破線で示す２は接眼光学系、３は瞳である。ま
た、４は接眼光学系の代わりに理論上置き換えられる薄
肉レンズを示しており、主点をＰとする。また、物体１
から瞳３へ向かって射出する光線をＬとし、光軸をＸと
する。さらに、αは視野角、ＥＰは接眼光学系２と瞳３
との距離を意味するアイポイントである。

【００１４】ここで、同図（ａ）は、物体側において或
程度テレセントリック条件が満たされた例を示してい
る。また、同図（ｂ）は、レトロフォーカスタイプで、
物体側のテレセントリック性を保つため、アイポイント
が短くなった例を示している。さらに、同図（ｃ）は、
レトロフォーカスタイプで、アイポイントを確保する構
成としたため、物体側のテレセントリック性が悪化した
例を示している。

【００１５】同図（ｃ）におけるように、主点Ｐから瞳
３までの距離が長くなると、物体１の端点１ａから射出
して瞳３に到達する光線Ｌの、その射出方向が光軸Ｘに
対して傾いてくるため、物体側のテレセントリック性が
悪化する。一般に、液晶における光の可視角度は小さい
ので、表示部材（上記物体に相当）として液晶パネルを
用いた場合、このようなテレセントリック性が悪い接眼
光学系を組み合わせると、液晶表示面周辺部分からの光
線が瞳まで届かなくなり、液晶表示面周辺が暗くなった
り、さらには見えなくなったりする。

【００１６】また、同図（ｂ）に示すように、物体側の
テレセントリック性を確保するために、主点Ｐから瞳３
までの距離を短くすると、アイポイントＥＰが短くな
り、見づらいファインダとなる。

【００１７】本発明は、以上のような問題点に鑑み、倍
率が高くてコンパクトであり、しかも低コストであっ
て、諸収差を良好に補正し、テレセントリック性を確保
しながらも、物体からレンズまで一定のスペースを備え
た接眼光学系を提供する事を目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、物体側から瞳側に向かって、正のパワ
ーを持つ単レンズから成る１群、負のパワーを持つ単レ
ンズから成る２群、正のパワーを持ち最も瞳に近い面が
瞳側凸の曲率を持つ３群で構成されており、以下の条件
式を満足する事を特徴とする。ｆ＜３０ｍｍＴ_LB＞０．４ｆｆ₃ ＞０．９ｆ１．４＜Ｔ_LENS／（ｆ−Ｔ_LB）＜５０．１＜ｔａｎθ＜１．２但し、ｆ：接眼光学系全系の焦点距離Ｔ_LB ：物体から１群の最も物体に近い面までの距離
（レンズバック）ｆ₃ ：３群の焦点距離Ｔ_LENS：１群の最も物体に近い面から３群の最も瞳に近
い面までの距離 θ ：３群の最も瞳に近い面の有効光学範囲のうち、
光軸から最も遠い位置での傾き角である。

【００１９】また、前記２群に以下の条件式を満足する
材質のレンズを用いた事を特徴とする。 νｄ＜３８Ｎｅ＜１．６８但し、 νｄ：ｄ線に対するアッベ数Ｎｅ：ｅ線に対する屈折率である。さらに、その２群の少なくとも１面を非球面と
した事を特徴とする。

【００２０】また、全てのレンズが一つのホルダーに固
定されている事を特徴とする。

【００２１】また、接眼光学系の光路中にビームスプリ
ッタを配置し、照明光学系からの照明光をそのビームス
プリッタで反射してその物体を照明する事を特徴とす
る。

【００２２】また、被写体像を光電変換し、その光電変
換された画像信号を画像表示する電子カメラのファイン
ダに用いた事を特徴とする。或いは、画像信号生成装置
からの画像信号を画像表示するヘッドマウンテッドディ
スプレイに用いた事を特徴とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。本発明の接眼光学系は、物体側から瞳側に
向かって、正のパワーを持つ単レンズから成る１群、負
のパワーを持つ単レンズから成る２群、正のパワーを持
ち最も瞳に近い面が瞳側凸の曲率を持つ３群で構成され
ており、以下の条件式を満足する事が望ましい。

【００２４】ｆ＜３０ｍｍ（１）Ｔ_LB＞０．４ｆ（２）ｆ₃ ＞０．９ｆ（３）１．４＜Ｔ_LENS／（ｆ−Ｔ_LB）＜５（４）０．１＜ｔａｎθ＜１．２（５）

【００２５】但し、ｆ：接眼光学系全系の焦点距離Ｔ_LB ：物体から１群の最も物体に近い面までの距離
（レンズバック）ｆ₃ ：３群の焦点距離Ｔ_LENS：１群の最も物体に近い面から３群の最も瞳に近
い面までの距離 θ ：３群の最も瞳に近い面の有効光学範囲のうち、
光軸から最も遠い位置での傾き角である。

【００２６】図１８は、条件式の記号の定義を説明する
模式図である。同図において、接眼光学系２は、複数の
群より成るイメージを表すために、中央近傍を破線で示
している。ここでは１群の最も物体１に近い面を２ａと
し、３群の最も瞳３に近い面を２ｂとしている。同図に
示すように、物体１から面２ａまでの距離がＴ_LBであ
り、面２ａから面２ｂまでの距離がＴ_LENSである。

【００２７】また、面２ｂの有効光学範囲のうち、光軸
Ｘから最も遠い点をＡとおくと、点Ａにおける接線ｔと
光軸Ｘの垂線ｐとの成す角度を傾き角θとしている。但
し、Ｘ，ｔ，ｐは同一平面上にあるものとする。

【００２８】本発明では、接眼光学系の物体側に正のパ
ワーを持つ単レンズから成る１群を配置する事により、
主点を物体側に近づけて、物体から接眼レンズまでの間
隔を確保している。また、負のパワーを持つ単レンズか
ら成る２群によって、色収差の補正と像面性の向上を図
っている。さらに、瞳側に、少なくとも１枚のレンズで
構成され、最も瞳に近い面が瞳側凸の曲率を持つ正のパ
ワーの３群を配置する事により、物体からの光線を瞳の
視野角として必要な角度になるまで折り曲げている。

【００２９】条件式（１）は、接眼光学系の焦点距離を
制限する式である。接眼光学系が条件式（１）の上限値
以上の焦点距離を持った場合は、拡大率が低くなり、表
示部材に小さな液晶パネルを用いた場合は、迫力のない
ファインダとなる。また、条件式（１）の上限値以上の
焦点距離を持った場合でも、大きな液晶パネルを用いれ
ば迫力のあるファインダとなるが、ファインダのコンパ
クト化，低コスト化を図る事ができなくなる。

【００３０】条件式（２）は、物体と接眼光学系との間
隔に関する式である。接眼光学系の焦点距離が条件式
（１）の範囲であるときに用いる液晶パネルのサイズを
考えた場合、物体と接眼光学系との間隔が条件式（２）
の下限値以下になると、照明光学系のスペースが確保で
きなくなる。次に、条件式（３）は、３群のパワー配分
に関する式である。３群の焦点距離が条件式（３）の下
限値以下になると、主点が瞳側に近くなるために、レン
ズバックの確保が困難になる。

【００３１】条件式（４）は、接眼光学系の全長を制限
する式である。接眼光学系におけるレンズの枚数は３枚
以上である事から、条件式（４）の下限値以下となるよ
うにＴ_LENSを短くすると、レンズの芯厚やコバ厚の確保
が困難となり、形状の制約を受けるので、諸収差を十分
に抑える事ができなくなる。逆に、条件式（４）の上限
値以上となるようにＴ_LENSを長くすると、主点から面２
ｂまでの距離が伸びてしまい、アイポイントとしての十
分な距離の確保が困難になる。

【００３２】また、接眼光学系全系の焦点距離が短いた
めに、主点から面２ｂまでの距離が伸びてしまうと、上
述したように、アイポイントを確保しようとすれば、接
眼光学系の物体側のテレセントリック性が悪化する。特
に、表示部材として液晶パネルを用いた場合、液晶にお
ける光の可視角度は小さいので、テレセントリック条件
から大きくずれると、液晶表示面周辺の像が見えなくな
る。

【００３３】条件式（５）は、接眼光学系の最も瞳に近
い面の形状に関する式である。条件式（５）の下限値以
下となるように傾き角θを小さくすると、この面で十分
に物体からの光線を瞳側に折り曲げる事ができなくなる
ので、それを補うために他のレンズ面に正のパワーを割
り振る必要が生じ、接眼光学系全体のパワー配分が悪く
なって、諸収差を抑える事ができなくなる。条件式
（５）の上限値以上となるように傾き角θを大きくする
と、この面で大きな収差が発生してしまい、その収差を
十分に補正する事ができなくなる。

【００３４】ちなみに、接眼光学系にゴミ等が入らない
ように、その前後に保護ガラスを配置する事があるが、
この場合も保護ガラスがない場合と同等の性能を確保す
る事ができる。また、その保護ガラスに或程度の弱いパ
ワーを持たせたとしても、性能に大きな変化はないの
で、保護ガラスがない場合と同等の性能となる。即ち、
このような保護ガラスの類のものを、接眼光学系におけ
る４群さらにはそれ以降の構成として取り扱う事はでき
ない。

【００３５】その他、本発明の接眼光学系において、２
群に以下の条件式を満足する材質のレンズを用いる事が
望ましい。 νｄ＜３８（６）Ｎｅ＜１．６８（７）但し、 νｄ：ｄ線に対するアッベ数Ｎｅ：ｅ線に対する屈折率である。

【００３６】このように、２群に高分散，低屈折率のレ
ンズを用いる事により、２群の負のパワーを大きくしな
くても、十分に色収差を補正し、像面性を良好に保つ事
ができる。逆に、条件式（６），（７）の各上限値以上
になると、色収差や像面湾曲を十分に補正する事ができ
なくなる。２群に用いる高分散，低屈折率のレンズとし
ては、例えばプラスチックレンズの類が主であるので、
これを利用して非球面レンズを安価に作製し、簡単に収
差補正を行う事ができる。

【００３７】また、条件式（１）を満足する接眼光学系
の場合、各群の焦点距離も短くなり、レンズ間の間隔，
相対偏心等の誤差感度が高くなるので、各レンズ間の相
対位置ズレを少なくするために、接眼光学系全体を１つ
のホルダーに固定する事が望ましい。このとき、視度調
節に関しては、接眼光学系の焦点距離が短い事から、接
眼光学系全体を光軸方向に移動させる構成とするだけ
で、十分な視度範囲を得る事ができる。

【００３８】また、接眼光学系の光路中にビームスプリ
ッタを配置する事で、接眼光学系と照明光学系とのスペ
ースを共用する事ができ、ファインダ全体をコンパクト
にする事ができる。また、配置したビームスプリッタ
に、偏光板としての特性を持たせる事で、単に照明光を
反射するだけでなく、液晶パネルと組み合わされる偏光
板として用いる事もできる。詳しくは後述する。

【００３９】図１〜図６は、本発明の接眼光学系の第１
〜第６の実施形態にそれぞれ対応する光学構成図であ
る。各図の左側が物体側（表示部材側）、右側が瞳側で
ある。各光学構成図中の面si(i=0,1,2,3,...)は、物体
側から数えてｉ番目の面、＊印が付された面siは非球面
である。また、各図は物体側からの光線Ｌの軌跡を示し
た光路図ともなっている。

【００４０】各図において、１は物体、２は接眼光学
系、３は瞳である。接眼光学系２は、物体１側に正のパ
ワーを持つ単レンズから成る１群Ｇｒ１と、負のパワー
を持つ単レンズから成る２群Ｇｒ２と、瞳３側に少なく
とも１枚のレンズで構成され、最も瞳３に近い面が瞳側
凸の曲率を持つ正のパワーの３群Ｇｒ３とより成る。な
お、Ｘは光軸である。

【００４１】図１は、条件式（１）〜（５）を満足して
いる基本的な例である。ここでは物体から接眼光学系ま
で一定の間隔を確保しながらも、倍率が高く、コンパク
ト，低コストで、しかも諸収差を良好に補正している。

【００４２】図２は、条件式（１）〜（５）を満足して
おり、また２群として条件式（６），（７）を満たして
いる例である。ここでは２群のパワーを上げなくても色
収差の補正ができるので、全体のパワー配分が良くな
り、諸収差を更に良好に補正している。

【００４３】図３は、条件式（１）〜（５）を満足して
おり、また２群として条件式（６），（７）を満たす非
球面レンズを使用した例である。ここでは条件式
（６），（７）を満たす材質としてプラスチックを用い
る事によりコストダウンを図っており、更に非球面を用
いる事で収差性能を改善し、倍率を高めている。

【００４４】図４は、条件式（１）〜（５）を満足して
おり、また２群として条件式（６），（７）を満たす非
球面レンズを使用し、更に物体のサイズを大きくして焦
点距離を長くした例である。ここでは条件式（１）の範
囲内で焦点距離が長くなっており、各条件式を満足する
事で、物体のサイズが小さい場合と同様の効果を得てい
る。

【００４５】図５は、条件式（１）〜（５）を満足して
おり、また２群として条件式（６），（７）を満たす非
球面レンズを使用し、更に３群を２枚構成にした例であ
る。ここでは３群をガラスレンズとプラスチックレンズ
の２枚に分ける事で、各レンズ面の曲率を下げており、
しかもプラスチックレンズにより安価に非球面を導入
し、倍率を高めている。

【００４６】図６は、条件式（１）〜（５）を満足して
おり、また２群として条件式（６），（７）を満たす非
球面レンズを使用した例である。ここではファインダと
して見やすいアイポイントを確保できる範囲内で、接眼
光学系の全長を長くする事で、倍率を高くしたときに発
生する収差を更に良好に補正している。

【００４７】ところで図７は、接眼光学系の全てのレン
ズが一つのホルダーに固定された例を示す模式図であ
る。ここでは接眼光学系２の各群が筒状の一つのホルダ
ー５内に固定されている。これにより、各群相互の位置
関係が変わらない構成とし、レンズの位置誤差による収
差の悪化を抑えて、ファインダの見えを良くし、また倍
率を高めている。なお、同図では図３に示した第３の実
施形態の接眼光学系における構成例を示している。

【００４８】また、図８は、接眼光学系と照明光学系の
各スペースを共用した具体例を示す模式図である。同図
に示すように、接眼光学系２と物体１との間には、平板
状のビームスプリッタ６が光軸Ｘに対して紙面と平行な
平面内で傾けて配置されている。そして、ビームスプリ
ッタ６の裏面には偏光板７が貼り合わされている。この
偏光板７は、ビームスプリッタ６に貼り合わせる代わり
に、ビームスプリッタ６と接眼光学系２との間に配置し
ても良い。また、ビームスプリッタ６に偏光板７を貼り
合わせた構成とする代わりに、偏光ビームスプリッタ
（ＰＢＳ）等を用いても良い。なお、物体１は表示部材
であり、ここでは反射型液晶パネルを用いている。

【００４９】一方、照明光学系１０は、その光軸Ｙが紙
面と平行な平面内のビームスプリッタ６上で、光軸Ｘと
垂直に交わるように配置されている。また、照明光学系
１０から順に、ビームスプリッタ６から遠ざかる位置
に、偏光板９，照明部材８が光軸Ｙ上に配置されてい
る。照明部材８から出た光線は、光軸Ｙに沿って偏光板
９を通過し、ここで反射型液晶を照明するための或一つ
の偏光方向を有する光線となる。

【００５０】そして、照明光学系１０を通過した後、ビ
ームスプリッタ６で反射され、物体１に到達する。物体
１は反射型液晶パネルであり、ここに入射した光線の偏
光方向を、表示内容に合わせて変調し、反射する。物体
１で反射された光線はビームスプリッタ６を通過し、或
一つの偏光方向の光線だけが、更に偏光板７を通過し
て、接眼光学系２を経て瞳３に到達する。

【００５１】ところで、物体１からの反射光を、瞳３に
十分な光量で到達させるためには、照明光も或程度の広
がりを持った光線とする必要がある。そのため、本例で
は照明部材８と物体１との間に照明光学系１０を配置し
て、照明部材８から出た光線を、十分な角度を持つ光線
に変換している。以上、図８に示したような光学系の配
置にする事で、照明光学系に必要なスペースと接眼光学
系に必要なスペースを共用する事ができ、ファインダ全
体をコンパクトにする事ができる。なお、照明光学系の
構成は、以上示したようなものに限定される訳ではな
く、例えば反射型液晶パネルに照明光を斜め方向より入
射させ、その反射光を接眼光学系に導くような構成とし
ても良い。

【００５２】図９は、本発明の接眼光学系を電子カメラ
のファインダに応用した例を模式的に示すブロック図で
ある。同図の電子カメラ１００において、被写体（不図
示）からの光は、光軸ｘに沿って撮影光学系１０４を通
過し、撮像素子１０５に結像する。撮像素子１０５は、
撮影光学系１０４によって結像された被写体像を光電変
換し、矢印で示すように、画像信号Ｄとして記録装置１
０６と画像表示装置１０１へ出力する。

【００５３】画像表示装置１０１は液晶パネルであり、
ここに入力された画像信号Ｄを、被写体像として表示す
る。画像表示装置１０１に表示された被写体像からの光
は、光軸Ｘに沿って接眼光学系１０２を通過し、瞳１０
３に結像する。このように、本発明の接眼光学系を、電
子カメラの液晶ビューファインダに用いる事で、コンパ
クトで、構図を確認するのにふさわしい視野角を持ち、
しかもアイポイントが長くて見やすいファインダを構成
する事ができる。

【００５４】図１０は、本発明の接眼光学系をヘッドマ
ウンテッドディスプレイに応用した例を模式的に示すブ
ロック図である。同図のヘッドマウンテッドディスプレ
イ１０８において、画像信号生成装置１０７は、矢印で
示すように、画像信号Ｄを画像表示装置１０１へ出力す
る。画像表示装置１０１は液晶パネルであり、ここに入
力された画像信号Ｄを、画像として表示する。

【００５５】画像表示装置１０１に表示された画像から
の光は、光軸Ｘに沿って接眼光学系１０２を通過し、瞳
１０３に結像する。このように、本発明の接眼光学系
を、ヘッドマウンテッドディスプレイに用いる事で、ア
イポイントが長くて見やすい表示を行う事ができ、しか
もレンズ枚数が少ないので、全体を軽量でコンパクトに
する事ができる。

【００５６】《実施例》以下、本発明の接眼光学系の構
成を、コンストラクションデータ、収差図等を挙げて更
に具体的に説明する。ここで挙げる実施例１〜６は、前
述した第１〜第６の実施形態にそれぞれ対応しており、
各実施形態を表す光学構成図（図１〜図６）は、対応す
る実施例の光学構成をそれぞれ示している。各実施例の
コンストラクションデータにおいて、si(i=0,1,2,
3,...)は光源側から数えてｉ番目の面であり、ri(i=1,
2,3,...)は面siの曲率半径(mm)である。

【００５７】また、di(i=0,1,2,3,...)は物体側から数
えてｉ番目の軸上面間隔(mm)を示している。また、各実
施例中、＊印が付された面siは、非球面で構成された面
である事を示し、非球面の面形状を表す以下の式で定義
されるものとする。各非球面係数及び各条件式の値を併
せて示す。また、条件式の値中、６面Ｈ或いは８面Ｈと
あるのは、最も瞳に近い面の有効光学範囲の、光軸から
最も遠い点の高さ(mm)を示すものである。

【００５８】Ｚ（ｈ）＝（Ｃ・ｈ²）／｛１＋（１−ε
・Ｃ²・ｈ²）^1/2｝＋ΣＡｉ・ｈⁱ 但し、ｈ：光軸と垂直な方向の高さＺ（ｈ）：高さｈの位置での光軸方向の基準面からの変
位量Ｃ：近軸曲率 ε：２次曲面パラメータＡｉ：ｉ次の非球面係数である。

【００５９】〈実施例１〉物体の対角サイズ:4.8mm 瞳径:3.1mm 〔面番号〕〔曲率半径〕〔軸上面間隔〕〔屈折率（Ne）〕〔アッベ数（νd）〕 s0（物体面） d0=8.4 N0=1 s1 r1=15.5717 d1=4.07418 N1=1.71615 ν1=53.93 s2 r2=-11.3892 d2=0.797522 N2=1 s3 r3=-8.0767 d3=0.8 N3=1.67402 ν2=39.23 s4 r4=-41.2211 d4=0.1 N4=1 s5* r5=30.9094 d5=8.15487 N5=1.69975 ν3＝56.47 s6* r6=-21.3664 d6=13.5 N6=1 （像面）

【００６０】〔第５面(s5)の非球面係数〕 ε=11.5235 A4=0.00012727 〔第６面(s6)の非球面係数〕 ε=3.11135 A4=0.00025477 A6=-6.079×10^-8 〔条件式の値〕 f=12.3723 T_LENS=13.926572 T_LB=8.4 T_LB/f=0.67893601 T_LENS/(f-T_LB)=3.50592151 6面H=4.2 tanθ=0.20957135 f3/f=1.5594

【００６１】〈実施例２〉物体の対角サイズ:4.8mm 瞳径:3.2mm 〔面番号〕〔曲率半径〕〔軸上面間隔〕〔屈折率（Ne）〕〔アッベ数（νd）〕 s0（物体面） d0=5.9364 N0=1 s1 r1=71.0353 d1=2.08305 N1=1.7762 ν1=49.77 s2 r2=-12.8448 d2=1.59925 N2=1 s3 r3=-5.36101 d3=2.11144 N3=1.64418 ν2=34.55 s4 r4=-13.7435 d4=0.137354 N4=1 s5* r5=19.601 d5=3.66913 N5=1.49329 ν3＝57.82 s6* r6=-7.81629 d6=13.5 N6=1 （像面）

【００６２】〔第５面(s5)の非球面係数〕 ε=0.661541 A4=7.7441×10^-5 A6=2.5223×10^-5 〔第６面(s6)の非球面係数〕 ε=0.837756 A4=3.49×10^-4 A6=1.1334×10^-5 A8=6.2327×10^-7 〔条件式の値〕 f=11.8126 T_LENS=9.600224 T_LB=5.9364 T_LB/f=0.50254813 T_LENS/(f-T_LB)=1.63374698 6面H=4.53 tanθ=0.68367861 f3/f=1.0033

【００６３】〈実施例３〉物体の対角サイズ:4.8mm 瞳径:3.4mm 〔面番号〕〔曲率半径〕〔軸上面間隔〕〔屈折率（Ne）〕〔アッベ数（νd）〕 s0（物体面） d0=6.4 N0=1 s1 r1=19.7333 d1=2.55919 N1=1.71615 ν1=53.93 s2 r2=-9.79307 d2=0.1 N2=1 s3* r3=-21.6535 d3=2.41259 N3=1.58779 ν2=30.48 s4 r4=37.9913 d4=2.43494 N4=1 s5 r5=-16.0183 d5=2.99639 N5=1.49329 ν3＝57.82 s6* r6=-6.66667 d6=13.5 N6=1 （像面）

【００６４】〔第３面(s3)の非球面係数〕 ε=16.1348 A4=-0.0004505 A6=-1.387×10^-5 A8=2.2172×10^-7 〔第６面(s6)の非球面係数〕 ε=0.668392 A4=-3.035×10^-5 A6=-2.436×10^-6 〔条件式の値〕 f=11.3051 T_LENS=10.50311 T_LB=6.4 T_LB/f=0.56611618 T_LENS/(f-T_LB)=2.14126318 6面H=4.93 tanθ=0.92838516 f3/f=1.8517

【００６５】〈実施例４〉物体の対角サイズ:12.55mm 瞳径:7.4mm 〔面番号〕〔曲率半径〕〔軸上面間隔〕〔屈折率（Ne）〕〔アッベ数（νd）〕 s0（物体面） d0=16.3526 N0=1 s1 r1=66.5141 d1=3.49134 N1=1.71615 ν1=53.93 s2 r2=-21.2574 d2=1.23983 N2=1 s3* r3=-15.4975 d3=1.80697 N3=1.62627 ν2=24.01 s4 r4=-19.4665 d4=1.24765 N4=1 s5 r5=-52.2605 d5=6.99696 N5=1.49329 ν3＝57.82 s6* r6=-22.0486 d6=15.0 N6=1 （像面）

【００６６】〔第３面(s3)の非球面係数〕 ε=-0.272499 A4=-7.613×10^-5 〔第６面(s6)の非球面係数〕 ε=-0.549447 A4=-2.06×10^-5 〔条件式の値〕 f=22.5945 T_LENS=14.78275 T_LB=16.3526 T_LB/f=0.7237425 T_LENS/(f-T_LB)=2.36830933 6面H=8.37 tanθ=0.36542473 f3/f=3.1787

【００６７】〈実施例５〉物体の対角サイズ:4.8mm 瞳径:3.7mm 〔面番号〕〔曲率半径〕〔軸上面間隔〕〔屈折率（Ne）〕〔アッベ数（νd）〕 s0（物体面） d0=6.4 N0=1 s1 r1=16.2995 d1=2.29483 N1=1.71615 ν1=53.93 s2 r2=-19.4552 d2=1.33894 N2=1 s3* r3=-14.0418 d3=0.8 N3=1.62627 ν2=24.01 s4 r4=-88.483 d4=0.1 N4=1 s5 r5=85.0861071 d5=1.76268 N5=1.49329 ν3＝57.82 s6* r6=-66.342913 d6=0.589987 N6=1 s7 r1=-36.437572 d7=2.4096 N7=1.62286 ν4=60.29 s8 r2=-8.6273089 d8=13.5 N8=1 （像面）

【００６８】〔第３面(s3)の非球面係数〕 ε=3.54199 A4=-0.0001851 〔第６面(s6)の非球面係数〕 ε=74.6673 A4=0.000349 〔条件式の値〕 f=10.8732 T_LENS=9.296037 T_LB=6.4 T_LB/f=0.588603 T_LENS/(f-T_LB)=2.07816261 8面H=5.29 tanθ=0.77621108 f3/f=1.3551

【００６９】〈実施例６〉物体の対角サイズ:4.8mm 瞳径:3.7mm 〔面番号〕〔曲率半径〕〔軸上面間隔〕〔屈折率（Ne）〕〔アッベ数（νd）〕 s0（物体面） d0=7.421 N0=1 s1 r1=10.0973 d1=5.63885 N1=1.71615 ν1=53.93 s2 r2=-18.9003 d2=1.07679 N2=1 s3* r3=-16.5659 d3=0.8 N3=1.62627 ν2=24.01 s4 r4=-211.195 d4=0.1 N4=1 s5 r5=33.647 d5=5.44604 N5=1.49329 ν3＝57.82 s6* r6=-17.2148 d6=13.5 N6=1 （像面）

【００７０】〔第３面(s3)の非球面係数〕 ε=3.25545 A4=-0.0005002 A6=4.3599×10^-6 〔第６面(s6)の非球面係数〕 ε=0.863956 A4=-2.252×10^-5 A6=9.4455×10^-6 〔条件式の値〕 f=10.5761 T_LENS=13.06168 T_LB=7.421 T_LB/f=0.701676 T_LENS/(f-T_LB)=4.13986244 6面H=4.36 tanθ=0.26059361 f3/f=2.2629

【００７１】図１１〜図１６は、実施例１〜実施例６に
それぞれ対応する収差図であり、各図の（ａ）は球面収
差、（ｂ）は非点収差、（ｃ）は歪曲収差を示してい
る。球面収差図において、横軸は半画角（゜）であり、
ωで示した最大値を目盛りにより四等分している。ま
た、縦軸はディオプター（視度）である。そして、実線
によるラインｅはｅ線に対する球面収差量、破線による
ラインｇはｇ線に対する球面収差量をそれぞれ表してい
る。

【００７２】非点収差図において、横軸は半画角（゜）
であり、上記と同様にして、ωで示した最大値を目盛り
により四等分している。また、縦軸はディオプター（視
度）である。そして、実線によるラインＭはメリディオ
ナル面での非点収差量、破線によるラインＳはサジタル
面での非点収差量をそれぞれ表している。また、歪曲収
差図において、横軸は半画角（゜）であり、上記と同様
にして、ωで示した最大値を目盛りにより四等分してい
る。また、縦軸は歪曲率（％）である。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
倍率が高くてコンパクトであり、しかも低コストであっ
て、諸収差を良好に補正し、テレセントリック性を確保
しながらも、物体からレンズまで一定のスペースを備え
た接眼光学系を提供する事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の接眼光学系の第１の実施形態に対応す
る光学構成図。

【図２】本発明の接眼光学系の第２の実施形態に対応す
る光学構成図。

【図３】本発明の接眼光学系の第３の実施形態に対応す
る光学構成図。

【図４】本発明の接眼光学系の第４の実施形態に対応す
る光学構成図。

【図５】本発明の接眼光学系の第５の実施形態に対応す
る光学構成図。

【図６】本発明の接眼光学系の第６の実施形態に対応す
る光学構成図。

【図７】接眼光学系の全てのレンズが一つのホルダーで
固定された例を示す模式図。

【図８】接眼光学系と照明光学系の各スペースを共用し
た具体例を示す模式図。

【図９】本発明の接眼光学系を電子カメラのファインダ
に応用した例を模式的に示すブロック図。

【図１０】本発明の接眼光学系をヘッドマウンテッドデ
ィスプレイに応用した例を模式的に示すブロック図。

【図１１】実施例１に対応する収差図。

【図１２】実施例２に対応する収差図。

【図１３】実施例３に対応する収差図。

【図１４】実施例４に対応する収差図。

【図１５】実施例５に対応する収差図。

【図１６】実施例６に対応する収差図。

【図１７】接眼光学系におけるテレセントリック性を説
明する模式図。

【図１８】条件式の記号の定義を説明する模式図。

【符号の説明】

１物体２接眼光学系３瞳５ホルダー６ビームスプリッタ７，９偏光板８照明部材１０照明光学系

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｂ // Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５Ｇ０２Ｆ 1/13 ５０５Ｆターム(参考） 2H018 AA02 AA32 BE00 BE01 BE02 2H054 AA01 CD03 2H087 KA23 LA11 PA03 PA04 PB03 PB04 QA02 QA07 QA14 QA22 QA25 QA32 QA34 QA41 QA42 QA45 QA46 RA05 RA12 RA13 RA33 2H088 EA25 HA24 MA01 5C022 AA13 AC02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物体側から瞳側に向かって、正のパワー
を持つ単レンズから成る１群、負のパワーを持つ単レン
ズから成る２群、正のパワーを持ち最も瞳に近い面が瞳
側凸の曲率を持つ３群で構成されており、以下の条件式
を満足する事を特徴とする接眼光学系；ｆ＜３０ｍｍＴ_LB＞０．４ｆｆ₃ ＞０．９ｆ１．４＜Ｔ_LENS／（ｆ−Ｔ_LB）＜５０．１＜ｔａｎθ＜１．２但し、ｆ：接眼光学系全系の焦点距離Ｔ_LB ：物体から１群の最も物体に近い面までの距離
（レンズバック）ｆ₃ ：３群の焦点距離Ｔ_LENS：１群の最も物体に近い面から３群の最も瞳に近
い面までの距離 θ ：３群の最も瞳に近い面の有効光学範囲のうち、
光軸から最も遠い位置での傾き角である。
【請求項２】前記２群に以下の条件式を満足する材質
のレンズを用いた事を特徴とする請求項１に記載の接眼
光学系； νｄ＜３８Ｎｅ＜１．６８但し、 νｄ：ｄ線に対するアッベ数Ｎｅ：ｅ線に対する屈折率である。
【請求項３】前記２群の少なくとも１面を非球面とし
た事を特徴とする請求項２に記載の接眼光学系。
【請求項４】全てのレンズが一つのホルダーに固定さ
れている事を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか
に記載の接眼光学系。
【請求項５】接眼光学系の光路中にビームスプリッタ
を配置し、照明光学系からの照明光を該ビームスプリッ
タで反射して該物体を照明する事を特徴とする請求項１
〜請求項４のいずれかに記載の接眼光学系。
【請求項６】被写体像を光電変換し、その光電変換さ
れた画像信号を画像表示する電子カメラのファインダに
用いた事を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに
記載の接眼光学系。
【請求項７】画像信号生成装置からの画像信号を画像
表示するヘッドマウンテッドディスプレイに用いた事を
特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の接眼
光学系。