JP2003202505A - 画像表示装置用接眼レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量かつコンパクトな構成でありながら、従
来に比べて広い視野角を確保でき、観察者がより広い視
野範囲での観測を行うことができるようにする。 【解決手段】 接眼レンズ１０は、観察者側から順に、
第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ
群Ｇ３とを備えている。この接眼レンズ１０は、第１レ
ンズ群Ｇ１が、正のレンズ群によって構成され、第２レ
ンズ群Ｇ２が、観察者側から順に、正レンズ、負レンズ
および正レンズが配設されて構成され、第３レンズ群Ｇ
３が、負のレンズ群によって構成され、かつ、第１レン
ズ群Ｇ１または第２レンズ群Ｇ２の少なくとも１面が、
非球面で構成されていることを基本構成としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばイメージ増
倍管（image intensifier）を用いた画像表示装置に使
用される画像表示装置用接眼レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、画像表示装置によって提供さ
れた表示画像を拡大観察するための画像表示装置用の接
眼レンズが知られている。このような接眼レンズとして
は、例えば暗視光学装置（ナイトスコープ）に用いられ
るものがある。暗視光学装置は、低照度の条件下におい
て使用されるものであり、物体像の明るさを増幅するた
めにイメージ増倍管を使用している。すなわち、暗視光
学装置では、対物レンズで集光した微弱な光をイメージ
増倍管によって増倍し、明るさの増幅された光学像を表
示する。観察者は、このイメージ増倍管によって表示さ
れた光学像を、接眼レンズを介して観察する。近年で
は、このイメージ増倍管の小型化が進んでおり、それに
使用される接眼レンズについても、軽量でコンパクトな
ものが求められている。

【０００３】このようなイメージ増倍管を用いた画像表
示装置用の接眼レンズとしては、本願出願人による特開
2000-105344号公報（米国特許6181479号）および特開20
01-66522号公報等に記載されたものがある。これら公報
記載の接眼レンズは、軽量、コンパクト化が図られてお
り、イメージ増倍管を用いた画像表示装置に適した性能
を有している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報記載の接眼レンズは、イメージ増倍管を用いた画像
表示装置に用いられるものとしては十分な性能を有して
いるものの、視野角が４０°程度とやや狭いものとなっ
ており、この点でまだ改善の余地がある。比較的広い視
野角を有した接眼レンズとしては、例えば米国特許4054
370号公報に記載されたものがあるが、それでも５１°
程度である。観察者にとっては、視野角が広い方が、よ
り広い視野範囲での観測が可能となるので望ましい。従
って、従来よりも広い（例えば５５°以上の）視野角を
有する接眼レンズの開発が望まれるところである。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、軽量かつコンパクトな構成でありな
がら、従来に比べて広い視野角を確保でき、観察者がよ
り広い視野範囲での観測を行うことができるようにした
画像表示装置用接眼レンズを提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による画像表示装
置用接眼レンズは、観察者側から順に、第１レンズ群
と、第２レンズ群と、第３レンズ群とを備え、第１レン
ズ群が、正のレンズ群によって構成され、第２レンズ群
が、観察者側から順に、正レンズ、負レンズおよび正レ
ンズが配設されて構成され、第３レンズ群が、負のレン
ズ群によって構成されている。そしてさらに、第１レン
ズ群または第２レンズ群の少なくとも１面が、非球面で
構成されている。

【０００７】本発明による画像表示装置用接眼レンズで
は、以上の基本構成により、特にイメージ増倍管を用い
た画像表示装置に適した性能が得られる。また、軽量か
つコンパクト性が確保されると共に、従来に比べて広い
視野角が確保される。特に、第１レンズ群において例え
ば最も観察者側のレンズに正のパワー（屈折力）を持た
せることで、光線の発散が抑えられる。これにより、レ
ンズの外形が小さく抑えられる。このとき、急激に光線
が曲げられたとしても、第１レンズ群または第２レンズ
群の少なくとも１面を非球面にすることにより、種々の
収差の発生が抑えられる。また、第２レンズ群が、正レ
ンズ、負レンズおよび正レンズの構成となっていること
により、特に色収差の発生が抑えられる。

【０００８】ここで、本発明による画像表示装置用接眼
レンズは、さらに、以下の条件式（１）〜（３）を満足
するように構成されていることが望ましい。 ０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１） １．３＜ｆ２／ｆ＜２．５ ……（２） −１．９＜ｆ３／ｆ＜−１．０ ……（３） ただし、ｆは、全系の焦点距離を示し、ｆ１は、第１レ
ンズ群の焦点距離を示し、ｆ２は、第２レンズ群の焦点
距離を示し、ｆ３は、第３レンズ群の焦点距離を示す。

【０００９】本発明による画像表示装置用接眼レンズ
は、また、以下の条件式（４）を満足するように構成さ
れていることが望ましい。 −３．０＜ＲＩ／ｆ＜−１．６ ……（４） ただし、ＲＩは、画像表示面の曲率半径を示す。

【００１０】上述の基本構成にこれらの条件式（１）〜
（４）を適宜満足することにより、特に諸収差の補正が
より良好になされる。これにより、広い視野角の確保と
コンパクト性の確保がより容易になされる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】まず、図１を参照して、本発明の一実施の
形態に係る画像表示装置用接眼レンズ（以下、単に「接
眼レンズ」という。）１０が適用される画像表示装置に
ついて説明する。図１に示した画像表示装置は、例えば
ナイトスコープとして利用されるものであり、物体側に
配置された対物レンズ２と、前面に対物レンズ２が取り
付けられたイメージ増倍管３とを備えている。

【００１３】イメージ増倍管３は、対物レンズ２によっ
て形成された光学像の明るさを電子的に増幅して表示す
る機能を有している。イメージ増倍管３は、入射した光
に応じて光電子を放出する光電面４と光電子の衝突によ
り発光する蛍光面５とを有している。イメージ増倍管３
において、光電面４と蛍光面５との間には、光電面４か
ら放出された光電子の数を増幅するためのＭＣＰ（Micr
o-Channel Plate）等が配置されている。蛍光面５の表
面には、ファイバ・プレート６が配置されている。イメ
ージ増倍管３の画像表示側の端面１２は、中央部が窪ん
だ構造となっており、中空部１３が形成されている。蛍
光面５は、中空部１３の端面に形成されている。接眼レ
ンズ１０は、鏡筒１１に収納されている。接眼レンズ１
０は、像側のレンズが部分的に中空部１３内に位置する
ように配置されている。

【００１４】ファイバ・プレート６は、多数の光ファイ
バが互いに平行配置されて構成されたものであり、光学
的な情報を一端面から他端面に伝達する機能を有してい
る。また、ファイバ・プレート６は、蛍光面５を保護す
る機能も有している。ファイバ・プレート６の一端面
は、蛍光面５の表面に当接され、他端面６Ａは接眼レン
ズ１０の最も観察像側のレンズ面側に配置されている。
このファイバ・プレート６の他端面が、接眼レンズ１０
によって観察される画像表示面６Ａになる。ファイバ・
プレート６は、表面の形状を例えば光軸方向に湾曲させ
ることが可能となっており、蛍光面５からの光学像を湾
曲した状態で接眼レンズ１０側に伝達することが可能と
なっている。このファイバプレート６の性質を利用し
て、ファイバ・プレート６の他端面（画像表示面）６Ａ
を、例えば、接眼レンズ１０が有する像面湾曲の特性に
合わせた形状に湾曲させることで、接眼レンズ１０の光
学性能を向上させることができる。

【００１５】このような構成の画像表示装置では、対物
レンズ２によって形成された光学像が、イメージ増倍管
３の光電面４上に結像される。光電面４からは、入射し
た光学像の明るさに応じた光電子が放出される。放出さ
れた光電子は、増幅されて蛍光面５に衝突することによ
り、蛍光面５上で明るさの増幅された光学像が表示され
る。蛍光面５上に表示された画像は、ファイバ・プレー
ト６を介して接眼レンズ１０側に伝達される。イメージ
増倍管３およびファイバ・プレート６を介して提供され
た対物レンズ２からの画像は、接眼レンズ１０を介して
拡大観察される。

【００１６】次に、本実施の形態に係る接眼レンズ１０
の構成について説明する。図２は、本実施の形態に係る
接眼レンズの一構成例を示している。また、図３〜図５
は、本実施の形態に係る接眼レンズの他の構成例を示し
ている。図２〜図５に示した構成例は、それぞれ、後述
の第１〜第４の数値実施例（図６（Ａ），（Ｂ）〜図９
（Ａ），（Ｂ））のレンズ構成に対応している。

【００１７】以下、図２〜図５に示した本実施の形態に
係る接眼レンズ１０Ａ〜１０Ｄ（以下、特に必要のある
場合を除き１０Ａ〜１０Ｄを総称して１０と記す。）に
ついて、図２に示した接眼レンズ１０Ａを基本にして説
明する。

【００１８】図２〜図５において、符号Ｚｅｙｅで示す
側が観察側（観察者側、瞳側）である。また、符号Ｚｉ
ｍｇで示す側が、観察像側（図１に示した画像表示装置
における画像表示面６Ａ側）に対応する。また、図２〜
図５において、符号ｒｉは、瞳位置（アイポイント）
Ｅ．Ｐを１番目として、観察像側に向かうに従い順次増
加するｉ番目の構成要素の面の曲率半径を示す。符号ｄ
ｉは、ｉ番目の面とｉ＋１番目の面との光軸上の面間隔
を示す。図２〜図５において、ｒ１３は、図１に示した
画像表示装置における画像表示面６Ａの曲率半径ＲＩに
対応する。また、ｄ１は、アイレリーフに対応する。

【００１９】本実施の形態に係る接眼レンズ１０は、光
軸Ｚ１に沿って、観察者側から順に、第１レンズ群Ｇ１
と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とを備えて
いる。この接眼レンズ１０は、第１レンズ群Ｇ１が、正
のレンズ群によって構成され、第２レンズ群Ｇ２が、観
察者側から順に、正レンズ、負レンズおよび正レンズが
配設されて構成され、第３レンズ群Ｇ３が、負のレンズ
群によって構成され、かつ、第１レンズ群Ｇ１または第
２レンズ群Ｇ２の少なくとも１面が、非球面で構成され
ていることを基本構成としている。

【００２０】第１レンズ群Ｇ１は、観察者側から順に、
例えば２枚のレンズ（レンズＬ１，Ｌ２）を配設した構
成となっている。レンズＬ１，Ｌ２はそれぞれ、例えば
正の単レンズによって構成される。レンズＬ１，Ｌ２
は、少なくとも１面が非球面で構成されていることが望
ましい。この場合、後述の実施例４（図９（Ａ），
（Ｂ））のように、例えばレンズＬ２の観察者側の面Ｓ
４を非球面で構成することが望ましい。

【００２１】第１レンズ群Ｇ１において、レンズＬ１
は、例えば両凸形状で構成される。ただし、このレンズ
Ｌ１を、接眼レンズ１０Ｂ（図３）および１０Ｄ（図
５）のように、観察者側に凸面を向けたメニスカス形状
で構成してもよい。レンズＬ２は、例えば観察者側に凸
面を向けたメニスカス形状で構成される。ただし、この
レンズＬ２を、接眼レンズ１０Ｂ〜１０Ｄ（図３〜図
５）のように、両凸形状で構成してもよい。

【００２２】第２レンズ群Ｇ２は、観察者側から順に、
正、負、正の３枚のレンズＬ３〜Ｌ５を配設した構成と
なっている。レンズＬ３〜Ｌ５は、少なくとも１面が非
球面で構成されていることが望ましい。この場合、後述
の実施例１〜３（図６（Ａ），（Ｂ）〜図８（Ａ），
（Ｂ））のように、最も観察者側に配置されたレンズＬ
３の観察者側の面Ｓ６を非球面で構成することが望まし
い。

【００２３】第２レンズ群Ｇ２において、レンズＬ３
は、例えば観察者側に凸面を向けたメニスカス形状で構
成される。ただし、このレンズＬ３を、接眼レンズ１０
Ｂ〜１０Ｄ（図３〜図５）のように、両凸形状で構成し
てもよい。

【００２４】第２レンズ群Ｇ２において、レンズＬ４と
レンズＬ５は、例えば接合レンズを構成している。レン
ズＬ４は、例えば観察者側に凸面を向けたメニスカス形
状で構成される。ただし、このレンズＬ４を、接眼レン
ズ１０Ｂ〜１０Ｄ（図３〜図５）のように、両凹形状で
構成してもよい。レンズＬ５は、例えば両凸形状で構成
される。

【００２５】第３レンズ群Ｇ３は、例えば負の単レンズ
（レンズＬ６）によって構成されている。ただし、第３
レンズ群Ｇ３が複数のレンズ成分に分割された構成であ
ってもよい。レンズＬ６は、例えば、観察者側に凹面を
向けたメニスカス形状で構成される。ただし、このレン
ズＬ６を、接眼レンズ１０Ｄ（図５）のように、両凹形
状で構成してもよい。

【００２６】本接眼レンズ１０は、主として良好な収差
性能を確保するために、以下の条件式（１）〜（３）を
満足するように構成されていることが望ましい。条件式
（１）〜（３）において、ｆは、全系の焦点距離を示
し、ｆ１は、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離を示し、ｆ２
は、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離を示し、ｆ３は、第３
レンズ群Ｇ３の焦点距離を示す。 ０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１） １．３＜ｆ２／ｆ＜２．５ ……（２） −１．９＜ｆ３／ｆ＜−１．０ ……（３）

【００２７】本接眼レンズ１０は、また、像面湾曲を良
好な範囲とするために、以下の条件式（４）を満足する
ように構成されていることが望ましい。条件式（４）に
おいて、ＲＩは、画像表示面６Ａの曲率半径を示す。 −３．０＜ＲＩ／ｆ＜−１．６ ……（４）

【００２８】次に、以上のような構成の本接眼レンズ１
０によってもたらされる光学的な作用および効果につい
て説明する。

【００２９】この接眼レンズ１０において、レンズの外
径を小さく抑え、軽量かつコンパクト性を確保するため
には、第１レンズ群Ｇ１に正のパワー（屈折力）を持た
せ、光線を発散させないことが肝要である。特に、第１
レンズ群Ｇ１において最も観察者側のレンズＬ１に正の
パワーを持たせ、より曲率半径の小さい面を観察者側に
向けることにより、光線を良好に偏向できる。しかしな
がら、このように第１レンズ群Ｇ１において急激に光線
を曲げることは、特に球面収差とコマ収差の発生を引き
起こす。このため、第１レンズ群Ｇ１または第２レンズ
群Ｇ２に非球面を導入することが必要となる。第１レン
ズ群Ｇ１または第２レンズ群Ｇ２の少なくとも１面を非
球面にすることにより、特に球面収差とコマ収差の発生
が抑えられる。

【００３０】また、第２レンズ群Ｇ２が、観察者側から
順に、正、負、正の３枚のレンズＬ３〜Ｌ５を配設した
構成となっていることにより、特に色収差の発生が抑え
られる。また特に、第３レンズ群Ｇ３が負のレンズ群の
構成となっていることにより、アイレリーフを確保しや
すくなる。

【００３１】条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の適正
な正のパワー範囲を規定している。条件式（１）の下限
を越えると第１レンズ群Ｇ１のパワーが強くなり過ぎ、
球面収差およびコマ収差が補正しきれなくなる。一方、
上限を越えると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが弱くな
り、光線の偏向角がとれなくなる。このため、特に第２
レンズ群Ｇ２の外径の増大を招き、その結果、接眼レン
ズ１０全体のコンパクト性が失われてしまう。

【００３２】条件式（２）は、第２レンズ群Ｇ２の適正
な正のパワー範囲を規定している。条件式（２）の下限
を越えると、第２レンズ群Ｇ２のパワーが強くなり過
ぎ、第３レンズ群Ｇ３の負のパワーの増大を引き起こ
す。このため、像面湾曲およびコマ収差の補正が困難と
なる。一方、上限を越えると、第２レンズ群Ｇ２のパワ
ーが弱くなり、第１レンズ群Ｇ１の正のパワーの増大を
引き起こす。このため、特に、球面収差、コマ収差およ
び歪曲収差の補正が困難となる。

【００３３】条件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３におけ
る適正な負のパワー範囲を規定している。条件式（３）
の下限を越えると第３レンズ群Ｇ３のパワーが弱くな
り、発散作用が小さくなる。このため、特に、像面湾曲
の劣化を招き、また、十分なバックフォーカスがとれな
くなってしまう。一方、上限を越えると、第１および第
２レンズ群Ｇ１，Ｇ２の正のパワーの増大を招き、特に
球面収差およびコマ収差の補正が困難となる。

【００３４】ところで、接眼レンズ１０は、基本的には
正レンズであるため、像面は凹面に湾曲する。この湾曲
量は、接眼レンズ１０のパワーと密接に関係しており、
これにより規制を受ける。このため、条件式（４）の上
限または下限を越えると、像面湾曲が大きくなり、特
に、視界端でのピントずれが大きくなってしまう。すな
わち、条件式（４）を満足することで、像面湾曲の補正
をしやすくなり、特に視界端でのピントずれの改善を行
うことができる。

【００３５】以上説明したように、本実施の形態に係る
接眼レンズ１０によれば、上述の構成と各条件式を適宜
満足することにより、特にイメージ増倍管を用いた画像
表示装置に適した性能を得ることができる。特に、諸収
差が良好に補正され、軽量かつコンパクトな構成であり
ながら、従来に比べて広い（例えば５５°以上の）視野
角を確保することができる。これにより、観察者がより
広い視野範囲での観測をしやすくなる。

【００３６】

【実施例】次に、本実施の形態に係る接眼レンズ１０の
具体的な数値実施例について説明する。以下では、第１
〜第４の数値実施例（実施例１〜４）についてまとめて
説明する。

【００３７】図６（Ａ），（Ｂ）〜図９（Ａ），（Ｂ）
は、図２〜図５に示した接眼レンズ１０Ａ〜１０Ｄの構
成に対応する具体的な数値実施例としてのレンズデータ
を示している。図６（Ａ）〜図９（Ａ）はそれぞれ、実
施例１〜４のレンズデータのうち基本的なデータ部分を
示し、図６（Ｂ）〜図９（Ｂ）は、非球面形状に関する
データを示している。

【００３８】各図に示したレンズデータにおける面番号
Ｓｉの欄には、各実施例の接眼レンズについて、アイポ
イントＥ．Ｐを１番目として、観察像側に向かうに従い
順次増加する構成要素の面の番号を示している。曲率半
径ｒｉの欄には、図２〜図５に示した符号ｒｉに対応さ
せて、アイポイントＥ．Ｐも含めて観察者側からｉ番目
の構成要素の面の曲率半径の値を示す。面間隔ｄｉの欄
についても、図２〜図５に示した符号に対応させて、観
察者側からｉ番目の面Ｓｉとｉ＋１番目の面Ｓｉ＋１と
の光軸上の間隔を示す。曲率半径ｒｉおよび面間隔ｄｉ
の値の単位はミリメートル（ｍｍ）である。ｎdj，νdj
の欄には、それぞれ、観察者側からj番目（j＝１〜６）
のレンズ要素のｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈
折率およびアッベ数の値を示す。また、ｆは、全系の焦
点距離（ｍｍ）を示す。ωは、半視野角を示す。なお、
各実施例のレンズデータは、全系の焦点距離ｆが１．０
になるようにノーマライズしてある。

【００３９】図６（Ｂ）〜図９（Ｂ）に示した非球面デ
ータは、以下の式（Ａ）によって表される非球面多項式
における係数である。式（Ａ）の非球面多項式は、光軸
Ｚ１に直交する方向にｙ軸をとって非球面の形状を表し
たものである。非球面は、式（Ａ）で表される曲線を光
軸Ｚ１の周りに回転して得られる曲面である。ｙは、光
軸Ｚ１からレンズ面までの距離（高さ）に相当する。Ｚ
の値は、光軸Ｚ１から高さｙの位置にある非球面上の点
から、非球面の頂点の接平面（光軸に垂直な平面）に下
ろした垂線の長さ、すなわち非球面の深さを示す。ｒ
は、非球面頂点近傍における近軸曲率半径を表す。Ｋ
は、円錐係数を表し、Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀は、それぞ
れ４次，６次，８次，１０次の非球面係数を表す。

【００４０】 Ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）²｝^1/2］ ＋Ａ₄ｙ⁴＋Ａ₆ｙ⁶＋Ａ₈ｙ⁸＋Ａ₁₀ｙ¹⁰ ……（Ａ） ただし、Ｚ：光軸Ｚ１から高さｙの位置にある非球面上
の点から、非球面の頂点の接平面に下ろした垂線の長さ
（ｍｍ） ｙ：光軸からの高さ（ｍｍ） Ｋ：円錐係数 ｒ：非球面頂点近傍での近軸曲率半径 Ａ₄〜Ａ₁₀：非球面係数

【００４１】ここで、実施例１のレンズ構成を基準とし
て、各実施例の接眼レンズについてそのレンズ形状の違
いについて説明する。まず、実施例２の接眼レンズが、
実施例１の接眼レンズに対して構成上大きく異なるの
は、第１レンズ群Ｇ１におけるレンズＬ１，Ｌ２と第２
レンズ群Ｇ２におけるレンズＬ３，Ｌ４の部分である。
すなわち、レンズＬ１については、実施例１では両凸形
状となっているが、実施例２では観察者側に凸面を向け
たメニスカス形状となっている。また、レンズＬ２につ
いては、実施例１では観察者側に凸面を向けたメニスカ
ス形状となっているが、実施例２では両凸形状となって
いる。また、レンズＬ３については、実施例１では観察
者側に凸面を向けたメニスカス形状となっているが、実
施例２では両凸形状となっている。レンズＬ４について
は、実施例１では観察者側に凸面を向けたメニスカス形
状となっているが、実施例２では両凹形状となってい
る。

【００４２】次に、実施例３の接眼レンズが、実施例１
の接眼レンズに対して構成上大きく異なるのは、第１レ
ンズ群Ｇ１におけるレンズＬ２と第２レンズ群Ｇ２にお
けるレンズＬ３，Ｌ４の部分である。すなわち、レンズ
Ｌ２については、実施例１では観察者側に凸面を向けた
メニスカス形状となっているが、実施例３では両凸形状
となっている。また、レンズＬ３については、実施例１
では観察者側に凸面を向けたメニスカス形状となってい
るが、実施例３では両凸形状となっている。レンズＬ４
については、実施例１では観察者側に凸面を向けたメニ
スカス形状となっているが、実施例３では両凹形状とな
っている。

【００４３】実施例４の接眼レンズが、実施例１の接眼
レンズに対して構成上大きく異なるのは、第１レンズ群
Ｇ１におけるレンズＬ１，Ｌ２と第２レンズ群Ｇ２にお
けるレンズＬ３，Ｌ４と第３レンズ群Ｇ３におけるレン
ズＬ６の部分である。すなわち、レンズＬ１について
は、実施例１では両凸形状となっているが、実施例４で
は観察者側に凸面を向けたメニスカス形状となってい
る。レンズＬ２については、実施例１では観察者側に凸
面を向けたメニスカス形状となっているが、実施例４で
は両凸形状となっている。また、レンズＬ３について
は、実施例１では観察者側に凸面を向けたメニスカス形
状となっているが、実施例４では両凸形状となってい
る。レンズＬ４については、実施例１では観察者側に凸
面を向けたメニスカス形状となっているが、実施例４で
は両凹形状となっている。レンズＬ６については、実施
例１では観察者側に凹面を向けたメニスカス形状となっ
ているが、実施例４では両凹形状となっている。

【００４４】また、非球面に関しては、実施例１〜３で
は、第２レンズ群Ｇ２における最も観察者側に配置され
たレンズＬ３の観察者側の面（第６面）が非球面形状で
あるのに対し、実施例４では、第１レンズ群Ｇ１におけ
るレンズＬ２の観察者側の面（第４面）が非球面形状と
なっている。

【００４５】図１０は、上述の条件式（１）〜（４）に
対応する値を各実施例について示したものである。図１
０に示したように、各実施例の値が、各条件式の範囲内
となっている。

【００４６】図１１〜図１８は、各実施例の接眼レンズ
についての諸収差を示している。より詳しくは、図１１
（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）はそれぞれ、実施例１の接眼レ
ンズについての球面収差、非点収差およびディストーシ
ョン（歪曲収差）を示している。同様に、図１３（Ａ）
〜（Ｃ）、図１５（Ａ）〜（Ｃ）および図１７（Ａ）〜
（Ｃ）はそれぞれ、実施例２〜４の接眼レンズについて
の球面収差、非点収差および歪曲収差を示している。ま
た、図１２（Ａ）〜（Ｈ）は、実施例１の接眼レンズに
ついての横収差を示している。同様に、図１４（Ａ）〜
（Ｈ）、図１６（Ａ）〜（Ｈ）および図１８（Ａ）〜
（Ｈ）はそれぞれ、実施例２〜４の接眼レンズについて
の横収差を示している。

【００４７】なお、非点収差を示す図において、符号Ｓ
を付した破線はサジタル像面に対する収差を示し、符号
Ｔを付した破線はタンジェンシャル（メリジオナル）像
面に対する収差を示している。球面収差は、ｄ線（波長
５８７．６ｎｍ），Ｆ線（波長４８６．１ｎｍ），Ｃ線
（波長６５６．３ｎｍ）についての値を示す。各収差図
において、特に波長を明記していないものは、ｄ線に対
する収差を示す。また、各収差図において、ωは半視野
角を示す。球面収差図に示したｈは、アイポイントＥ．
Ｐの瞳半径を表している。横収差を示す図において、Ｅ
Ｘは、サジタル像面に対する収差を示し、ＥＹはタンジ
ェンシャル像面に対する収差を示す。すなわち、例えば
図１２（Ａ）〜（Ｄ）は、各視野角におけるサジタル像
面に対する横収差を示し、例えば図１２（Ｅ）〜（Ｈ）
は、各視野角におけるタンジェンシャル像面に対する横
収差を示す。またこれら横収差を示す図において、Ｐ
Ｙ，ＰＸは、入射瞳面上での光線位置を示す。

【００４８】以上の各レンズデータおよび各収差図から
わかるように、各実施例について、諸収差が良好に補正
され、従来に比べて広い視野角が確保されている。具体
的には、実施例１，２，４については、視野角２ω＝５
５°が確保され、実施例３については、視野角２ω＝６
０°が確保されている。

【００４９】なお、本発明は、上記実施の形態および各
実施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例え
ば、各レンズ成分の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎお
よびアッベ数νの値などは、上記各数値実施例で示した
値に限定されず、他の値をとり得る。

【００５０】さらに、本発明は、イメージ増倍管を用い
た画像表示装置に限定されるものではなく、他の画像表
示装置にも適用可能である。また、上記実施の形態およ
び各実施例では、観察対象となる画像表示面が湾曲して
いるものとして説明したが、画像表示面が平面である場
合にも、本発明はもちろん適用可能である。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項３のいずれか１項に記載の画像表示装置用接眼レン
ズによれば、第１レンズ群を正のレンズ群によって構成
し、第２レンズ群を観察者側から順に、正レンズ、負レ
ンズおよび正レンズが配設された構成とし、さらに、第
３レンズ群を負のレンズ群によって構成し、そしてさら
に、第１レンズ群または第２レンズ群の少なくとも１面
を、非球面で構成するようにしたので、軽量かつコンパ
クトな構成でありながら、従来に比べて広い（例えば５
５°以上の）視野角を確保することができる。これによ
り、観察者がより広い視野範囲での観測をしやすくな
る。

【００５２】特に、請求項２記載の画像表示装置用接眼
レンズによれば、請求項１記載の画像表示装置用接眼レ
ンズにおいて、各レンズ群のパワー配分に関して所定の
条件式（１）〜（３）を満足するようにしたので、特に
諸収差の補正をしやすくなり、広い視野角の確保とコン
パクト性の確保とをより容易に行うことができる。

【００５３】さらに、請求項３記載の画像表示装置用接
眼レンズによれば、画像表示面の曲率半径ＲＩと全系の
パワーとに関連する所定の条件式（４）を満足するよう
にしたので、像面湾曲の補正をしやすくなり、特に視界
端でのピントずれの改善を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズが適用される画像表示装置の概略を示す構成図
である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの一構成例を示すものであり、第１の数値実施
例に対応するレンズ断面図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの他の構成例を示すものであり、第２の数値実
施例に対応するレンズ断面図である。

【図４】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの他の構成例を示すものであり、第３の数値実
施例に対応するレンズ断面図である。

【図５】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの他の構成例を示すものであり、第４の数値実
施例に対応するレンズ断面図である。

【図６】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの第１の数値実施例（実施例１）としてのレン
ズデータを示す説明図である。

【図７】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの第２の数値実施例（実施例２）としてのレン
ズデータを示す説明図である。

【図８】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの第３の数値実施例（実施例３）としてのレン
ズデータを示す説明図である。

【図９】本発明の一実施の形態に係る画像表示装置用接
眼レンズの第４の数値実施例（実施例４）としてのレン
ズデータを示す説明図である。

【図１０】第１ないし第４の数値実施例に係る画像表示
装置用接眼レンズが満たす条件式のデータを示す説明図
である。

【図１１】実施例１の画像表示装置用接眼レンズについ
ての球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図で
ある。

【図１２】実施例１の画像表示装置用接眼レンズについ
ての横収差を示す収差図である。

【図１３】実施例２の画像表示装置用接眼レンズについ
ての球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図で
ある。

【図１４】実施例２の画像表示装置用接眼レンズについ
ての横収差を示す収差図である。

【図１５】実施例３の画像表示装置用接眼レンズについ
ての球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図で
ある。

【図１６】実施例３の画像表示装置用接眼レンズについ
ての横収差を示す収差図である。

【図１７】実施例４の画像表示装置用接眼レンズについ
ての球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図で
ある。

【図１８】実施例４の画像表示装置用接眼レンズについ
ての横収差を示す収差図である。

【符号の説明】

Ｅ．Ｐ…アイポイント（瞳位置）、Ｇ１〜Ｇ３…第１〜
第３レンズ群、Ｚ１…光軸、２…対物レンズ、３…イメ
ージ増倍管、４…光電面、５…蛍光面、６…ファイバ・
プレート、６Ａ…画像表示面、１０（１０Ａ〜１０Ｄ）
…画像表示装置用接眼レンズ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者側から順に、第１レンズ群と、第
   ２レンズ群と、第３レンズ群とを備えた画像表示装置用
   接眼レンズにおいて、 前記第１レンズ群は、正のレンズ群によって構成され、 前記第２レンズ群は、観察者側から順に、正レンズ、負
   レンズおよび正レンズが配設されて構成され、 前記第３レンズ群は、負のレンズ群によって構成され、 かつ、前記第１レンズ群または前記第２レンズ群の少な
   くとも１面が、非球面で構成されていることを特徴とす
   る画像表示装置用接眼レンズ。
2. 【請求項２】 さらに、以下の条件式（１）〜（３）を
   満足するように構成されていることを特徴とする請求項
   １記載の画像表示装置用接眼レンズ。 ０．８＜ｆ１／ｆ＜１．２ ……（１） １．３＜ｆ２／ｆ＜２．５ ……（２） −１．９＜ｆ３／ｆ＜−１．０ ……（３） ただし、 ｆ：全系の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離 ｆ３：第３レンズ群の焦点距離 とする。
3. 【請求項３】 さらに、以下の条件式（４）を満足する
   ように構成されていることを特徴とする請求項１または
   ２記載の画像表示装置用接眼レンズ。 −３．０＜ＲＩ／ｆ＜−１．６ ……（４） ただし、 ＲＩ：画像表示面の曲率半径 とする。