JP2006098948A - 接眼レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 良好な収差を保ちつつ、観察倍率が高く、アイレリーフが長く、視度調節が可能な接眼レンズを提供する。
【解決手段】 両凸レンズＬ２の少なくとも一方の面を光軸から離れるにしたがって正の屈折力が弱まるような非球面で構成するとともに、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離をｆ１とし、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離をｆ３とし、第３レンズ群Ｇ３の形状因子をＳ３としたとき（但し、前記形状因子Ｓ３は、前記第３レンズ群Ｇ３のアイポイントＥ．Ｐ側面の曲率半径をｒｅ_３とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_３としたとき、Ｓ３＝（ｒｅ_３＋ｒｓ_３）／（ｒｅ_３−ｒｓ_３）の条件式で定義されるものであり、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式、１．６＜ｆ１／ｆ３＜２．５及び−０．５５＜Ｓ３≦０の条件を満足するように構成される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、正立系を介して観察する接眼光学系に関する。

正立系を介して対物レンズの結像を拡大観察する接眼レンズとして、一眼レフカメラに用いられ、アイポイント側より、負レンズ群（第１レンズ群）、正レンズ群（第２レンズ群）、負レンズ群（第３レンズ群）からなる３群３枚構成とし、且つ、第２レンズ群及び第３レンズ群の屈折力を適切に設定し、さらに第２レンズ群を光軸上に沿って移動させることにより、諸収差を良好に補正しつつ、撮像倍率が高く、視度調整が可能なタイプのものが知られている（例えば、特許文献１〜３を参照）。

特開２０００−１７１７３１号公報 特開２００１−１００１１５号公報 特開２００１−３２４６８４号公報

ところで、近年、上記のようなカメラでは電子化が進み、該カメラには色々な撮像素子が搭載されるようになった。例えば、撮像素子として用いられるＣＣＤの大きさは、従来の銀塩フィルムと比べて対角長で数分の１から１０数分の１程度である。そのため、接眼レンズには、より高い観察倍率が求められている。

これと同時に、撮影者の使いやすさを向上して、且つ、全視野の観察を容易に行うことができるようにするため、接眼レンズには、該レンズから撮影者の瞳孔までの距離（以下、アイレリーフと称する）をより十分に長くすることが求められている。

さらに、接眼レンズには、撮影者の個々の視力に対応するため、視度調整機能を有することが望まれている。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、第１レンズ群に特定の屈折力を持たせることにより、良好な収差を保ちつつ、観察倍率が高く、アイレリーフが長く、視度調節が可能な接眼レンズを提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明は、アイポイント側より順に、アイポイント側に凹面を向けた負のメニスカスレンズを有し、負の屈折力の第１レンズ群と、両凸レンズを有する正の屈折力の第２レンズ群と、負レンズを有する負の屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群を光軸に沿って移動させることによって視度を変化させることが可能な接眼レンズにおいて、前記両凸レンズの少なくとも一方の面を光軸から離れるにしたがって正の屈折力が弱まるような非球面で構成するとともに、前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、前記第３レンズ群の形状因子をＳ３としたとき（但し、前記形状因子Ｓ３は、前記第３レンズ群のアイポイント側面の曲率半径をｒｅ_３とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_３としたとき、Ｓ３＝（ｒｅ_３＋ｒｓ_３）／（ｒｅ_３−ｒｓ_３）の条件式で定義されるものであり、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式、１．６＜ｆ１／ｆ３＜２．５、及び、−０．５５＜Ｓ３≦０の条件を満足するように構成される。

なお、前記第１レンズ群の形状因子Ｓ１としたとき（但し、前記形状因子Ｓ１は、前記第１レンズ群のアイポイント側面の曲率半径をｒｅ_１とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_１としたとき、Ｓ１＝（ｒｅ_１＋ｒｓ_１）／（ｒｅ_１−ｒｓ_１）の条件式で定義されるものであり、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式、Ｓ１＜−３．０の条件を満足するように構成されることが望ましい。

以上説明したように、本発明によれば、第１レンズ群に特定の屈折力を持たせることにより、良好な収差を保ちつつ、観察倍率が高く、アイレリーフが長く、視度調節が可能な接眼レンズを実現することができる。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明は、アイポイント側より順に、アイポイント側に凹面を向けた負のメニスカスレンズを有し、負の屈折力の第１レンズ群と、両凸レンズを有する正の屈折力の第２レンズ群と、負レンズを有する負の屈折力の第３レンズ群とを有し、第２レンズ群を光軸に沿って移動させることによって視度調整が可能な接眼レンズにおいて、（第２レンズ群の）両凸レンズの少なくとも一方の面を光軸から離れるにしたがって正の屈折力が弱まるような非球面で構成した。

本発明では、倍率を高めて、且つ、視度調整を可能にするために、上記のように、アイポイント側より負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群と、負の屈折力を有する第３レンズ群とからなる構成とした。また、本発明では、高い倍率で、且つ、良好な収差補正（特に、コマ収差）を可能にするために、第１レンズ群にアイポイント側に凹面を向けた負のメニスカスレンズを有する構成とした。さらに、本発明では、高倍率に伴う球面収差及び視度調整による球面収差の変動を補正するため、第２レンズ群に非球面を導入する構成とした。

さらに、本発明では、接眼レンズを構成するレンズ群のうち、特に、正の屈折力の第２レンズ群を移動させると、少ない移動量で視度調整ができるようになっている。なお、本発明は、複数のレンズ群を移動させることにより、同様の効果を得ることができる。

また、本発明では、接眼レンズを構成するレンズ群に非球面を導入することが望ましい。例えば、第１レンズ群や第２レンズ群に導入すると、コマ収差をより良好に補正することができる。また、視度調整をした際の各視度におけるコマ収差を良好に補正することができる。第３レンズ群に非球面を導入すると、歪曲収差をより良好に補正することができる。

次に、条件式（１）〜（３）に沿って、本発明に係る接眼レンズについて説明する。

第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、第３レンズ群の形状因子をＳ３としたとき（但し、前記形状因子Ｓ３は、第３レンズ群のアイポイント側面の曲率半径をｒｅ_３とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_３としたとき、Ｓ３＝（ｒｅ_３＋ｒｓ_３）／（ｒｅ_３−ｒｓ_３）の条件式で定義されるものであり、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式（１）及び（２）を満足することが望ましい。

１．６ ＜ｆ１／ｆ３＜２．５ …（１）
−０．５５＜Ｓ３≦０ …（２）

上記条件式（１）は、本発明の接眼レンズにおける負レンズ群（すなわち、第１レンズ群及び第３レンズ群）の屈折力の配分を規定するものである。条件式（１）を満足することにより、本発明の接眼レンズの構成において、高倍率化と視度調整を可能にしている。なお、条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズ群の屈折力が大きくなりすぎ、高倍率化は容易だが、アイレリーフを長くとることが困難となり、望ましくない。また、条件式（１）の上限値を上回ると、第１レンズ群の屈折力が小さくなりすぎ、高倍率化が困難になる。

上記条件式（２）は、上記条件式（１）を満足する接眼レンズの構成において、第３レンズ群の形状を規定するものである。条件式（２）を満足することにより、良好にコマ収差及び歪曲収差の補正をすることができる。なお、条件式（２）の下限値を下回ると、正のコマ収差が増大するとともに、正の歪曲収差が増大して、これら収差の補正が困難になる。また、条件式（２）の上限値を上回ると、負のコマ収差が増大して補正が困難になる。

さらに、本発明では、第１レンズ群の形状因子Ｓ１としたとき（但し、前記形状因子Ｓ１は、前記第１レンズ群のアイポイント側面の曲率半径をｒｅ_１とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_１としたとき、Ｓ１＝（ｒｅ_１＋ｒｓ_１）／（ｒｅ_１−ｒｓ_１）の条件式で定義され、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式（３）を満足することが望ましい。

Ｓ１＜−３．０ …（３）

上記条件式（３）は、上記条件式（１）及び（２）を満足する接眼レンズの構成において、第１レンズ群の形状を規定するものである。条件式（３）を満足することにより、第１レンズ群で発生する視度調整に伴うコマ収差の変動を最小範囲内で抑えることができる。なお、条件式（３）の上限値を上回ると、視度調整によるコマ収差の変動が大きくなり、好ましくない。

以下、本発明に係る各実施例を添付図面に基づいて説明する。図１，図５及び図９は、本発明に係る接眼レンズの第１実施例，第２実施例及び第３実施例のレンズ構成図である。これらのレンズ構成図に示すように、いずれも、アイポイントＥ．Ｐ側より順に、アイポイントＥ．Ｐ側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ１を有し、負の屈折力の第１レンズ群Ｇ１と、両凸レンズＬ２を有する正の屈折力の第２レンズＧ２群と、負レンズＬ３を有する負の屈折力の第３レンズ群Ｇ３とを有し、第２レンズ群Ｇ２（両凸レンズＬ２）を光軸に沿って移動させて視度調整を行う接眼レンズであり、両凸レンズＬ２の少なくとも一方の面を光軸から離れるにしたがって正の屈折力が弱まるような非球面で構成されている。そして、焦点面Ｓと、第３レンズ群Ｇ３（負レンズＬ３）の物体側の面との間には、正立系Ｐが配置されている。

なお、図１，図５及び図９の各レンズ構成図では、正立系Ｐは展開した状態で示しているが、実際にはペンタプリズム等の正立系を想定している。

このような構成の本発明の各実施例は、いずれも、各レンズ構成図の左側より、焦点面Ｓ上の像を、正立系Ｐを介して正立像とした後に、本発明の３つのレンズ群Ｇ１〜Ｇ３で構成された接眼レンズによって拡大して、アイポイントＥ．Ｐで観察するようになっている。

以下に、表１，表２及び表３を示すが、これらは本発明に係る接眼レンズの第１実施例，第２実施例及び第３実施例における各レンズの諸元の表である。いずれの表においても、第１欄ｍはアイポイントＥ．Ｐを１とする各光学面の番号（以下、面番号と称する。なお右の＊印は非球面形状に形成されているレンズ面である）、第２欄ｒは各光学面の曲率半径（非球面の場合には基準球面の曲率半径）、第３欄ｄは各光学面から次の光学面までの光軸上の距離（以下、面間隔と称する）、第４欄ｎｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）に対する屈折率、第５欄νｄはアッベ数をそれぞれ表している。また、ｆｅは接眼光学系の焦点距離、ｄ１は面番号１に示す面間隔（面番号１であるアイポイントＥ．Ｐと面番号２との面間隔）、ｄ３は面番号３に示す面間隔（すなわち面番号３と面番号４との面間隔）と、ｄ５は面番号５に示す面間隔（すなわち面番号５と面番号６との面間隔）である。

なお、表中の視度の単位は［ｍ^−１］である。例えば、視度Ｘ［ｍ^−１］とは、接眼レンズによる像がアイポイントから光軸上に１／Ｘ（ｍ：メートル）の位置にできる状態を示している。このとき、像が接眼レンズより観察者側にできた場合を正とする。

また、表中の焦点距離ｆｅ、曲率半径ｒ、面間隔ｄ、その他長さの単位は「ｍｍ」である。但し、光学系は比例拡大または比例縮小しても、本発明と同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。

また、表中において＊印で示される非球面は、光軸に垂直な方向の高さをｙ、非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸に沿った距離（サグ量）をｘ、近軸曲率半径をｒ、円錐係数をκ、ｎ次の非球面係数をＣ_ｎとしたとき、以下の式（４）で表される。

ｘ＝（ｙ^２／ｒ）／｛１＋（１−（１＋κ）・ｙ^２／ｒ^２）^１／２｝
＋Ｃ_４ｙ^４＋Ｃ_６ｙ^６＋Ｃ_８ｙ^８＋Ｃ_１０ｙ^１０ …（４）

（第１実施例）
以下、本発明に係る接眼レンズの第１実施例について、図１〜図４及び表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る接眼レンズ（視度−１．００［ｍ^−１］時）のレンズ構成断面図である。また、表１は、第１実施例における各レンズの諸元である。

（表１）
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ d1 1.000000 Ｅ．Ｐ
2 -14.43420 5.00000 1.491080 57.57 Ｌ１（Ｇ１）
*3 -22.42965 d3 1.000000
4 35.88808 6.50000 1.508710 56.4 Ｌ２（Ｇ２）
*5 -18.35980 d5 1.000000
6 -58.42210 1.50000 1.846660 23.8 Ｌ３（Ｇ３）
7 174.05687 2.00000 1.000000
8 ∞ 71.11400 1.516800 64.1 Ｐ
9 ∞ 4.40000 1.000000 Ｓ
（非球面データ）
ｍ κ Ｃ_４ Ｃ_６ Ｃ_８
3 -0.01660 0.50195×10^-６ -0.10420×10^-６ 0.19322×10^-９
ｍ κ Ｃ_４ Ｃ_６ Ｃ_８
5 -0.18910 0.39791×10^-５ 0.68480×10^-７ -0.18551×10^-９
（可変間隔）
ｆｅ 57.53 56.23 53.89
視度 -2.07 -1.00 1.05
ｄ１ 18.50 19.50 21.50
ｄ３ 3.80 3.00 1.40
ｄ５ 1.70 2.50 4.10
（条件式）
（１） 1.6 ＜ ｆ１／ｆ３＝ ２．０２ ＜2.5
（２） -0.55＜ Ｓ３ ＝−０．５０ ≦0
（３） Ｓ１ ＝−４．６１ ＜-3.0

このように第１実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされることが分かる。

図３、図４及び図５はそれぞれ、本発明の第１実施例において、視度が−２．０７［ｍ^−１］時の諸収差図、視度が−１．００［ｍ^−１］時の諸収差図及び視度が１．０５［ｍ^−１］の時の諸収差図である。各諸収差図は左から順に、球面収差、非点収差、コマ収差、歪曲収差を示している。また、Ｙ１は正立系Ｐへの光線の入射高さ、Ｙ０は焦点面Ｓ上での物体高をそれぞれ示している。非点収差における、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。コマ収差におけるｍｉｎは角度単位の分を示している。また、球面収差と非点収差の横軸の単位は［ｍ^−１］であり、図中では「Ｄ」で表している。また、図中のＣ，Ｆ，Ｄは、それぞれＣ線（６５６．２８ｎｍ），Ｆ線（４８６．１３ｎｍ），ｄ線（５８７．５６ｎｍ）での収差曲線を示している。以上の収差図の説明は、他の実施例においても同様である。

各収差図から明らかなように、諸収差が良好に補正され、第１実施例では、視度調節範囲内で良好な光学性能が確保されていることが分かる。

（第２実施例）
以下、本発明に係る接眼レンズの第２実施例について、図５〜図８及び表２を用いて説明する。図５は、第２実施例に係る接眼レンズ（視度−１．００［ｍ^−１］時）のレンズ構成断面図である。また、表２は、第２実施例における各レンズの諸元である。

（表２）
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ d1 1.000000 Ｅ．Ｐ
2 -15.25078 5.00000 1.491080 57.57 Ｌ１（Ｇ１）
*3 -26.73317 d3 1.000000
4 47.40778 6.30000 1.673960 55.3 Ｌ２（Ｇ２）
*5 -22.68702 d5 1.000000
6 -86.74734 1.50000 1.846660 23.8 Ｌ３（Ｇ３）
7 86.74734 2.00000 1.000000
8 ∞ 71.11400 1.516800 64.1 Ｐ
9 ∞ 4.30000 1.000000 Ｓ
（非球面データ）
ｍ κ Ｃ_４ Ｃ_６ Ｃ_８
3 0.19190 -0.12434×10^-５ -0.25478×10^-７ -0.96492×10^-１０
ｍ κ Ｃ_４ Ｃ_６ Ｃ_８
5 -0.45240 0.40170×10^-５ 0.17457×10^-７ -0.28072×10^-１０
（可変間隔）
ｆｅ 56.79 55.68 53.63
視度 -2.06 -1.00 1.08
ｄ１ 18.50 19.10 21.50
ｄ３ 3.80 3.00 1.35
ｄ５ 1.70 2.50 4.15
（条件式）
（１） 1.6 ＜ ｆ１／ｆ３＝ １．６５ ＜2.5
（２） -0.55＜ Ｓ３ ＝ ０．００ ≦0
（３） Ｓ１ ＝−３．６６ ＜-3.0

このように第２実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされることが分かる。

図６、図７及び図８はそれぞれ、本発明の第２実施例において、視度が−２．０６［ｍ^−１］時の諸収差図、視度が−１．００［ｍ^−１］時の諸収差図及び視度が１．０８［ｍ^−１］の時の諸収差図である。各収差図から明らかなように、各収差が良好に補正され、第２実施例では、視度調節範囲内で良好な光学性能が確保されていることが分かる。

（第３実施例）
以下、本発明に係る接眼レンズの第３実施例について、図９〜図１２及び表３を用いて説明する。図９は、第３実施例に係る接眼レンズ（視度−１．００［ｍ^−１］時）のレンズ構成断面図である。また、表３は、第３実施例における各レンズの諸元である。

（表３）
ｍ ｒ ｄ ｎｄ νｄ
1 ∞ d1 1.000000 Ｅ．Ｐ
*2 -16.61312 5.00000 1.491080 57.57 Ｌ１（Ｇ１）
3 -25.00000 d3 1.000000
4 40.12000 6.50000 1.508710 56.4 Ｌ２（Ｇ２）
*5 -18.35980 d5 1.000000
6 -65.00000 1.50000 1.846660 23.8 Ｌ３（Ｇ３）
7 133.93908 2.00000 1.000000
8 ∞ 72.22700 1.516800 64.1 Ｐ
9 ∞ 4.00000 1.000000 Ｓ
（非球面データ）
ｍ κ Ｃ_６ Ｃ_８
2 1.90680 0.0 0.0
ｍ κ Ｃ_６ Ｃ_８
5 -0.37240 -0.89327×10^-８ 0.949216×10^-１０
（可変間隔）
ｆｅ 59.17 57.71 55.06
視度 -2.06 -1.00 1.08
ｄ１ 18.00 19.00 21.00
ｄ３ 3.80 3.00 1.40
ｄ５ 1.70 2.50 4.10
（条件式）
（１） 1.6 ＜ ｆ１／ｆ３＝ ２．４４ ＜2.5
（２） -0.55＜ Ｓ３ ＝−０．３５ ≦0
（３） Ｓ１ ＝−４．９６ ＜-3.0

このように第３実施例では、上記条件式（１）〜（３）が全て満たされることが分かる。

図１０、図１１及び図１２はそれぞれ、本発明の第３実施例において、視度が−２．０６［ｍ^−１］時の諸収差図、視度が−１．００［ｍ^−１］時の諸収差図及び視度が１．０８［ｍ^−１］の時の諸収差図である。各収差図から明らかなように、各収差が良好に補正され、第３実施例では、視度調節範囲内で良好な光学性能が確保されていることが分かる。

以上のように、本発明の実施例として３群構成のレンズ系を示したが、前記３群を含む４群及びそれ以上の群構成のレンズ系も、本発明の効果を内在したレンズ系であることは言うまでもない。また、各レンズ群内の構成においても、実施例の構成に付加レンズを加えただけのレンズ群も、本発明の効果を内在した同等のレンズ群であることは言うまでもない。

このような本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲であれば適宜改良可能である。

本発明の第１実施例に係る接眼レンズ（視度−１．００[ｍ^−１]時）系の構成図である。 本発明の第１実施例について、視度が−２．０７[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第１実施例について、視度が−１．００[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第１実施例について、視度が１．０５[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第２実施例に係る接眼レンズ（視度−１．００[ｍ^−１]時）系の構成図である。 本発明の第２実施例について、視度が−２．０６[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第２実施例について、視度が−１．００[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第２実施例について、視度が１．０８[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第３実施例に係る接眼レンズ（視度−１．００[ｍ^−１]時）系の構成図である。 本発明の第３実施例について、視度が−２．０６[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第３実施例について、視度が−１．００[ｍ^−１]時の諸収差図である。 本発明の第３実施例について、視度が１．０８[ｍ^−１]時の諸収差図である。

符号の説明

Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１ 負のメニスカスレンズ（第１レンズ群）
Ｌ２ 両凸レンズ（第２レンズ群）
Ｌ３ 負レンズ（第３レンズ群）
Ｅ．Ｐ アイポイント
Ｐ 正立系
Ｓ 焦点面

Claims (2)

1. アイポイント側より順に、アイポイント側に凹面を向けた負のメニスカスレンズを有し、負の屈折力の第１レンズ群と、両凸レンズを有する正の屈折力の第２レンズ群と、負レンズを有する負の屈折力の第３レンズ群とを有し、前記第２レンズ群を光軸に沿って移動させることによって視度を変化させることが可能な接眼レンズにおいて、
   前記両凸レンズの少なくとも一方の面を光軸から離れるにしたがって正の屈折力が弱まるような非球面で構成するとともに、
   前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とし、前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とし、前記第３レンズ群の形状因子をＳ３としたとき（但し、前記形状因子Ｓ３は、前記第３レンズ群のアイポイント側面の曲率半径をｒｅ_３とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_３としたとき、Ｓ３＝（ｒｅ_３＋ｒｓ_３）／（ｒｅ_３−ｒｓ_３）の条件式で定義されるものであり、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式、
   １．６ ＜ｆ１／ｆ３＜２．５
   −０．５５＜Ｓ３≦０
   の条件を満足することを特徴とする接眼レンズ。
2. 前記第１レンズ群の形状因子Ｓ１としたとき（但し、前記形状因子Ｓ１は、前記第１レンズ群のアイポイント側面の曲率半径をｒｅ_１とし、物体側の面の曲率半径をｒｓ_１としたとき、Ｓ１＝（ｒｅ_１＋ｒｓ_１）／（ｒｅ_１−ｒｓ_１）の条件式で定義されるものであり、またその面が非球面の場合は近軸曲率半径で計算する）、次式、
   Ｓ１＜−３．０
   の条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の接眼レンズ。
   

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