JP2007093891A - Eyepiece optical system and optical equipment mounted therewith - Google Patents
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Description
本発明は、対物レンズによって所定結像面上に結像された被写体像を、正立光学系によって正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する接眼光学系及びこれを搭載する光学機器に関する。 The present invention provides an eyepiece optical system for observing an erect image through an eyepiece lens by using an erecting optical system as a subject image formed on a predetermined imaging plane by an objective lens, and an optical system equipped with the eyepiece optical system. Regarding equipment.
従来より、カメラ等に搭載される、対物レンズによって所定結像面(焦点板)上に結像された実像(被写体像)を、正立光学系によって正立像とし接眼レンズを介して観察する接眼光学系において、接眼レンズ近傍に光路分割手段を設け、該光路分割手段によって分割された光束によって、付加的な機能を果たすように構成されたものが種々提案されている。例えば、その1つの機能として、観察者の視線検出を行うものがある(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、最近、接眼光学系を搭載するカメラ(光学機器)では高性能化が進み、特許文献1のように、接眼レンズの近傍に液晶板等の外部表示部材や操作部材等が配置されようになり、カメラが大型化する傾向にある。このため、接眼光学系では、対物レンズにより被写体像が結像される結像面とアイポイントの間隔を、従来の光学系より大きくすることが求められている。また、接眼光学系では、従来よりも小型化が進む撮像素子にも対応するため、高いファインダー倍率の確保が求められている。さらに、接眼光学系では、個々の観察者の視力に対応するため、長いアイレリーフ(接眼レンズからアイポイントまでの距離)が求められている。
Recently, the performance of cameras (optical devices) equipped with an eyepiece optical system has been improved, and as in
しかしながら、特許文献1の接眼光学系では、内部に大きな空気間隔を必要とする構成であるため、該光学系全長を長くすることには有利であるものの、高いファインダー倍率と長いアイレリーフを確保し、これらのバランスを取ることが難しいという問題があった。
However, since the eyepiece optical system of
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、光学系の大型化を図りつつ、高いファインダー倍率及び長いアイレリーフを確保して、良好な光学性能を有する接眼光学系及びこれを搭載する光学機器を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such a problem, and an eyepiece optical system having good optical performance by securing a high finder magnification and a long eye relief while increasing the size of the optical system, and the same. An object is to provide an optical device to be mounted.
このような目的を達成するため、本発明は、対物レンズによって所定結像面上に結像された被写体像を、正立光学系によって正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する接眼光学系において、前記接眼レンズは、物体側から順に光軸に沿って、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レンズ群とからなり、前記正立光学系と前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズとの間のいずれかの空気間隔に、光路分割手段が配置され、前記光路分割手段の光軸方向の厚さをPLとし、前記正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をTLとしたとき、次式0.10<PL/TL<0.75を満足して構成される。 In order to achieve such an object, according to the present invention, an object image formed on a predetermined imaging surface by an objective lens is converted into an erect image by an erecting optical system, and the erect image is observed through an eyepiece. In the eyepiece optical system, the eyepiece lens includes a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power in order from the object side along the optical axis. An optical path splitting means is arranged at any air distance between the system and the lens closest to the eye point of the eyepiece lens, and the thickness of the optical path splitting means in the optical axis direction is PL, and the erecting optical system When the total length from the exit surface to the lens closest to the eye point of the eyepiece is TL, the following expression 0.10 <PL / TL <0.75 is satisfied.
以上説明したように、本発明によれば、光学系の大型化を図りつつ、高いファインダー倍率及び長いアイレリーフを確保して、優れた光学性能を有する接眼光学系及びこれを搭載する光学機器を実現することができる。 As described above, according to the present invention, an eyepiece optical system having excellent optical performance and an optical apparatus equipped with the eyepiece optical system can be obtained while ensuring a high viewfinder magnification and a long eye relief while increasing the size of the optical system. Can be realized.
以下、本発明に係る実施例について、図面を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本発明の接眼光学系は、物体側から順に、物体側から順に、対物レンズ、ミラー、焦点板、コンデンサレンズ、正立光学系(ペンタプリズム)、光路分割手段(光学プリズム)、接眼レンズが配置されている。 In the eyepiece optical system of the present invention, an objective lens, a mirror, a focusing screen, a condenser lens, an erecting optical system (penta prism), an optical path dividing unit (optical prism), and an eyepiece are arranged in order from the object side. Has been.
対物レンズは、被写体像を焦点板上に結像する。ミラーは、対物レンズの光軸を直角に偏向する。コンデンサレンズは、対物レンズにより結像された焦点板(所定結像面)上の被写体像をペンタプリズムに導く。ペンタプリズム(正立光学系)は、対物レンズによって結像された焦点板上の被写体像(倒立像)を上下左右反転して正立像にする。光学プリズム(光路分割手段)は、ペンタプリズム(正立光学系)から入射する光束のうち一部を透過し、一部を反射する。接眼レンズは、光学プリズムを透過した、ペンタプリズムで正立像となった被写体像を観察者の目に導く。 The objective lens forms an object image on the focusing screen. The mirror deflects the optical axis of the objective lens at a right angle. The condenser lens guides the subject image on the focusing screen (predetermined imaging plane) formed by the objective lens to the pentaprism. The pentaprism (upright optical system) inverts the subject image (inverted image) on the focusing screen imaged by the objective lens to form an upright image. The optical prism (optical path dividing means) transmits a part of the light beam incident from the pentaprism (upright optical system) and reflects a part thereof. The eyepiece guides the subject image that has passed through the optical prism and has become an erect image by the pentaprism to the viewer's eyes.
上記構成の本発明に係る接眼光学系は、被写体からの光は、対物レンズを通り、ミラーで反射され、焦点板上に結像された後に、コンデンサレンズを介して、ペンタプリズムに入射して正立像となり、光学プリズムを通り、接眼レンズを介し、観察者に観察されるようになっている。 In the eyepiece optical system according to the present invention having the above-described configuration, the light from the subject passes through the objective lens, is reflected by the mirror, forms an image on the focusing screen, and then enters the pentaprism via the condenser lens. It becomes an erect image, passes through an optical prism, and is observed by an observer through an eyepiece.
このような本発明に係る接眼光学系において、接眼レンズは、物体側から順に光軸に沿って、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レンズ群とからなり、ペンタプリズムと接眼レンズの最もアイポイント側のレンズとの間のいずれかの空気間隔に光学プリズム(光路分割手段)が配置されることが望ましい。物体からの光は接眼レンズ近傍で収束するため、上記配置とすることで、光学プリズムの小型化を図ることができる。 In such an eyepiece optical system according to the present invention, the eyepiece lens includes a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power in order from the object side along the optical axis. Therefore, it is desirable that the optical prism (optical path dividing means) is arranged at any air distance between the pentaprism and the lens closest to the eye point of the eyepiece. Since the light from the object converges in the vicinity of the eyepiece, the optical prism can be miniaturized with the above arrangement.
なお、本発明に係る接眼レンズは、物体側から順に、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、正の屈折力を有する第3レンズ群と、負の屈折力を有する第4レンズ群とからなり、ペンタプリズム(正立光学系)と第1レンズ群との間の空気間隔に、光学プリズム(光路分割手段)が配置されることが望ましい。 The eyepiece according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a positive refractive power. And an optical prism (optical path dividing means) is preferably arranged in the air space between the pentaprism (upright optical system) and the first lens group. .
若しくは、本発明に係る接眼レンズは、物体側から順に、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レンズ群とからなり、第2レンズ群と第3レンズ群との間の空気間隔に、光路分割手段が配置されることが望ましい。 Alternatively, the eyepiece according to the present invention includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, and a third lens group having a negative refractive power. It is desirable that the optical path dividing means is disposed in the air gap between the second lens group and the third lens group.
接眼レンズを上記いずれかの構成とすることで、長いアイレリーフを確保することができる。さらに、後述するように(正の屈折力を有する第2レンズ群を移動させて、少ない移動量で)効果的に視度調整を行うことができる。 A long eye relief can be ensured by adopting any of the above-described configurations of the eyepiece. Further, as will be described later, diopter adjustment can be effectively performed (with a small amount of movement by moving the second lens group having positive refractive power).
本発明では、接眼レンズは、第2レンズ群を該接眼レンズの光軸上を移動させて、視度調節を行うように構成することが望ましい。このような構成により、正の屈折力を有する(第2)レンズ群を移動させて、少ない移動量で効果的に視度調整を行うことができる。なお、本発明においては、第2レンズ群以外の正の屈折力を有するレンズ群を移動させたり、或いは複数のレンズ群を移動させたりすることによっても、同様の効果を得ることが可能である。 In the present invention, it is desirable that the eyepiece is configured to adjust the diopter by moving the second lens group on the optical axis of the eyepiece. With such a configuration, it is possible to effectively adjust the diopter with a small amount of movement by moving the (second) lens group having positive refractive power. In the present invention, it is possible to obtain the same effect by moving a lens group having a positive refractive power other than the second lens group, or by moving a plurality of lens groups. .
なお、光学プリズム(光路分割手段)は、ペンタプリズム(正立光学系)から入射する光束のうち一部を透過し、一部を反射する光分割面を有する光学プリズム(具体的には、ハーフミラー膜等を密閉した構成の光学プリズム)であることが望ましい。この構成により、光路分割手段の耐久性を向上させることができる。 The optical prism (optical path dividing means) is an optical prism (specifically, a half-beam) having a light splitting surface that transmits part of the light beam incident from the pentaprism (upright optical system) and reflects part of it. An optical prism having a structure in which a mirror film or the like is sealed is desirable. With this configuration, the durability of the optical path dividing means can be improved.
また、光学プリズム(光路分割手段)は、入射面及び射出面が平面からなる(換言すると、正立光学系に対して屈折力を有さない)光学プリズムであることが望ましい。このような構成により、光学プリズムの製造や接眼光学系内への光路分割手段の配置を容易に行うことができる。また、光学プリズムを接眼光学系内に容易に装脱可能な構成とすることもできる。 The optical prism (optical path splitting means) is preferably an optical prism having a plane of incidence and exit (in other words, no refractive power with respect to an erecting optical system). With such a configuration, it is possible to easily manufacture the optical prism and arrange the optical path dividing means in the eyepiece optical system. In addition, the optical prism can be configured to be easily removable from the eyepiece optical system.
本発明では、画面視野の光線の影響を受けることなく、本光学系内で発生する乱反射やゴースト等を軽減するために、光学プリズム(光路分割手段)の入射面及び射出面を、接眼レンズ光軸に対して垂直ではなく、数度傾けることが望ましい。これは、ファインダ光学系内に平面が存在すると、接眼レンズのアイポイント側より強い光源に照らされたときなどに、光路分割手段の入射面が反射して、ゴーストとなってしまうおそれがあるからである。 In the present invention, in order to reduce irregular reflections, ghosts, etc. occurring in the present optical system without being affected by light rays in the screen field of view, the entrance surface and exit surface of the optical prism (optical path dividing means) It is desirable to tilt several degrees rather than perpendicular to the axis. This is because if there is a plane in the finder optical system, the incident surface of the optical path splitting means may be reflected and become a ghost when illuminated by a light source stronger than the eyepoint side of the eyepiece. It is.
本発明に係る接眼光学系は、条件式(1)及び(2)を満足することが望ましい。 The eyepiece optical system according to the present invention desirably satisfies conditional expressions (1) and (2).
本発明の接眼光学系は、光学プリズム(光路分割手段)の光軸方向の厚さをPLとし、ペンタプリズム(正立光学系)の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をTLとしたとき、次式(1)を満足することが望ましい。 In the eyepiece optical system of the present invention, the thickness in the optical axis direction of the optical prism (optical path dividing means) is PL, and the total length from the exit surface of the pentaprism (upright optical system) to the lens closest to the eyepoint of the eyepiece. Is preferably TL, it is desirable to satisfy the following equation (1).
0.10 < PL/TL <0.75 …(1) 0.10 <PL / TL <0.75 (1)
上記条件式(1)は、光学プリズムの接眼光学系の光軸方向の中心厚PLに対する、正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長TLの適切な比を規定している。条件式(1)の上限値を上回ると、光学プリズムは光軸方向の中心厚PLが厚くなり、適切な接眼光学系の大きさや重量を超えてしまう。また、像面湾曲が悪化して良好な光学性能を得ることが難しくなり、好ましくない。逆に、条件式(1)の下限値を下回ると、光学プリズムは小型化・薄型化し過ぎてしまい、本発明の目的が達成できなくなってしまう。なお、上限値は0.6であることが望ましい。また、下限値は0.15であることが望ましい。さらに望ましくは、下限値は0.20であることが望ましい。これらの値は、発明者の鋭意研究を重ねた結果、見出されたものである。 The above conditional expression (1) represents an appropriate ratio of the total length TL from the exit surface of the erecting optical system to the lens closest to the eye point of the eyepiece with respect to the center thickness PL in the optical axis direction of the eyepiece optical system of the optical prism. It stipulates. When the upper limit of conditional expression (1) is exceeded, the optical prism has a thick center thickness PL in the optical axis direction, which exceeds the size and weight of an appropriate eyepiece optical system. Further, it is not preferable because curvature of field is deteriorated and it becomes difficult to obtain good optical performance. On the other hand, if the lower limit of conditional expression (1) is not reached, the optical prism will be too small and thin, and the object of the present invention will not be achieved. The upper limit is desirably 0.6. The lower limit is preferably 0.15. More desirably, the lower limit is desirably 0.20. These values have been found as a result of extensive research by the inventors.
また、本発明の接眼光学系では、光学プリズム(光路分割手段)のd線に対する屈折率をndpとしたとき、次式(2)を満足することが望ましい。 In the eyepiece optical system of the present invention, it is desirable that the following expression (2) is satisfied when the refractive index for the d-line of the optical prism (optical path dividing means) is ndp.
1.55 < ndp …(2) 1.55 <ndp (2)
上記条件式(2)は、光分割面で反射された光束が、光学プリズム内部で少なくとも1回全反射するための、該光学プリズムのd線に対する屈折率ndpの適切な範囲を規定している。ここで、縮小光学系に導かれる光線には、接眼光学系の光軸上の光線、すなわち光学プリズムに垂直に入射する光線(以下、軸上光線と称する)と、画角を持った軸外光線とがある。これら全ての縮小光学系に導かれる光線を、光学プリズム内部で全反射させるためには、全反射面での臨界角を小さくしなければならない。上記条件式(2)の下限値を下回ると、必要な屈折率が得られず、縮小光学系へ向かう光束の一部(若しくは全部)が全反射しなくなって、固体撮像素子等への一部の光線が遮られしまい、好ましくない。なお、下限値は、1.59程度であることがより望ましい。 Conditional expression (2) defines an appropriate range of the refractive index ndp for the d-line of the optical prism so that the light beam reflected by the light splitting surface is totally reflected at least once inside the optical prism. . Here, the light guided to the reduction optical system includes a light beam on the optical axis of the eyepiece optical system, that is, a light beam perpendicularly incident on the optical prism (hereinafter referred to as an axial beam), and an off-axis having an angle of view. There is a ray. In order to totally reflect the light beam guided to all these reduction optical systems inside the optical prism, the critical angle on the total reflection surface must be reduced. If the lower limit value of the conditional expression (2) is not reached, a necessary refractive index cannot be obtained, and part (or all) of the light beam traveling toward the reduction optical system is not totally reflected, and part of the solid-state image sensor or the like. This is not preferable because the light beam is blocked. The lower limit is more preferably about 1.59.
なお、本発明では、レンズ系が複数のレンズ群から構成されているが、各レンズ群の間に他のレンズ群を付加したり、或いはレンズ系の像側又は物体側に隣接させて他のレンズ群を付加したりすることも可能である。 In the present invention, the lens system is composed of a plurality of lens groups. However, other lens groups are added between the lens groups, or other lens groups are provided adjacent to the image side or object side of the lens system. It is also possible to add a lens group.
以下、本発明に係る実施例について、図面を用いて説明する。 Embodiments according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
各実施例において非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、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S(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をRとし、円錐係数をκとし、n次の非球面係数をCnとしたとき、以下の式(3)で表す。なお、各実施例における諸元の表では、非球面には面番号の左側に*印を付している。 In each of the embodiments, the height of the aspheric surface in the direction perpendicular to the optical axis is y, and the distance (sag amount) along the optical axis from the tangential plane at the apex of the aspheric surface to the position on the aspheric surface at the height y. was the S (y), of the reference spherical surface radius of curvature (paraxial radius of curvature) and R, a cone coefficient is kappa, when the n-th order aspherical coefficient was C n, expressed by the following equation (3). In the table of specifications in each embodiment, an aspherical surface is marked with * on the left side of the surface number.
S(y)=(y2/R)/{1+(1−κ×y2/R2)1/2}
+C4y4+C6y6+C8y8+C10y10 …(3)
S (y) = (y 2 / R) / {1+ (1−κ × y 2 / R 2 ) 1/2 }
+ C 4 y 4 + C 6 y 6 + C 8 y 8 + C 10 y 10 (3)
なお、以下全ての諸元値において、記載されている長さの単位は、特記の無い場合「mm」が使われている。但し、光学系は、比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。また、曲率半径0.0000は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。 In all the following specification values, “mm” is used as the unit of length described unless otherwise specified. However, since the optical system can obtain the same optical performance even when proportionally enlarged or proportionally reduced, the unit is not limited to “mm”, and other appropriate units can be used. The radius of curvature of 0.0000 indicates a plane, and the refractive index of air of 1.0000 is omitted.
また、以下全ての諸元値において、記載さえている視度の単位[m−1]について説明すると、視度X[m−1]とは、接眼レンズによる像がアイポイントEPから光軸上に1/X[m]の位置にできる状態を示すものである。なお、符号は、像が接眼レンズより観察者側にできたときを正としている。 The diopter unit [m −1 ], which is described in all the specification values, will be described below. The diopter X [m −1 ] is the diopter X [m −1 ] on the optical axis from the eye point EP. This shows a state where the position can be set to the position of 1 / X [m]. The sign is positive when the image is closer to the viewer than the eyepiece.
(第1実施例)
本発明の第1実施例にかかる接眼光学系について、図1〜図5を用いて説明する。なお、図1は、本発明の第1実施例に係る接眼光学系1を搭載した一眼レフカメラ(光学機器)の概略構成図である。図1に示すように、このカメラには、本発明に係る接眼光学系1の他に、縮小光学系2が搭載されている。
(First embodiment)
An eyepiece optical system according to a first example of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single-lens reflex camera (optical apparatus) equipped with an eyepiece
本発明に係る接眼光学系1は、図2にも示すように、物体側から順に、対物レンズ11、ミラー12、撮影用の撮像素子13、焦点板14、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム(正立光学系)16、光学プリズム17、接眼レンズ18が配置されている。
As shown in FIG. 2, the eyepiece
なお、図2では、ペンタプリズム(正立光学系)を光軸上に展開して示している。また、図2では、対物レンズ11、ミラー12及び撮影用の撮像素子13を省略し、また、後述の面番号を括弧付けで示している。
In FIG. 2, a pentaprism (upright optical system) is shown expanded on the optical axis. In FIG. 2, the
なお、撮影用の撮像素子13と焦点板14とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー12は、観察光学系1の光軸に対して45度の角度で挿入されており、通常時(撮影待機状態)には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光を反射して焦点板13に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、撮影用の撮像素子13に結像するようになっている。
Note that the
接眼レンズ18は、図2に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ群L1と、物体側に凸面を向けた正レンズからなる第2レンズ群L2と、物体側に凸面を向けた正レンズからなる第3レンズ群L3と、物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズからなる第4レンズ群L4とから構成されている。なお、接眼レンズ18は、本実施例では第2レンズ群L2を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。
As shown in FIG. 2, the
ここで、光学プリズム17は、ペンタプリズム16と、接眼レンズ18の最も物体側のレンズの第1レンズ群L1との間に設置されており、本実施例では、光学プリズム17は、観察光学系1から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜HM(光分割面。図1参照)を有しており、ハーフミラー膜HMにおいて透過した光は接眼レンズ18へと導き、反射した光は縮小光学系2へと導いている。
Here, the
上記構成の観察光学系1では、被写体(不図示)からの光は、対物レンズ11を通り、ミラー12で反射され焦点板14方向に反射され、焦点板14上に被写体像が結像される。そして、焦点板14上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を介し、光学プリズム17へ入射する。そして、光学プリズム17に入射した光のうち、ハーフミラー膜HM(光分割面)を透過した光は、接眼レンズ18を通り、アイポイントEPに導かれる。観察者は、アイポイントEPにて被写体(不図示)の実像を観察できるようになっている。
In the observation
なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、ミラー12がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子13上に結像されるようになっている。
At the time of shutter release, the light from the subject (not shown) that has passed through the
縮小光学系2は、物体側から順に、撮影レンズ21、フィルター群22(例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等)、固体撮像素子等23(例えば、CCDやCMOS等)が配置されている(図1参照)。
In the reduction
なお、縮小光学系2は、一眼レフカメラのユーザーの撮影支援を行うため、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能など、今まで一眼レフカメラになかった新たな機能を展開するために搭載されているものである。
Note that the reduction
このような構成の縮小光学系2では、焦点板14上に結像される被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を経て、光学プリズム17に入射し、ハーフミラー膜HMで反射した後に、該プリズム17内部で1回全反射して射出し、撮影レンズ21に入射する。そして、撮影レンズ21に入射した光は収束し、フィルター群22を介して、固体撮像素子等23の撮像面上に再結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。
In the reduction
表1は、本実施例に係る接眼光学系1の各レンズの諸元値を示す。表1に示すように、諸元の表において、第1欄mは物体側からの各光学面の番号(以下、面番号と称する)、第2欄rは各光学面の曲率半径、第3欄dは各光学面から次の光学面(又は像面)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d線(波長587.6nm)に対するアッベ数をそれぞれ表している。表中では、視度は本発明による接眼レンズの視度を、feは−1[m−1]の時の接眼レンズの焦点距離を、EPはアイポイントをそれぞれ示している。
Table 1 shows the specifications of each lens of the eyepiece
表1中では、面番号9に示す面間隔(すなわち面番号9と面番号10との面間隔)d9及び面番号11に示す面間隔(すなわち面番号11と面番号12との面間隔)d11及びアイポイントEPは、視度調整が行われる際に変化するため、マイナス端(−2.0[m−1])状態、−1.0[m−1]状態、プラス端(+1.0[m−1])状態の各視度状態における可変間隔データを示す。また、上記の条件式(1)及び(2)に対応する値、すなわち条件対応値も以下に示す。
In Table 1, the surface interval indicated by surface number 9 (namely, the surface interval between
表1に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係る接眼光学系1では、上記条件式(1)及び(2)を全て満たすことが分かる。
As can be seen from the table of specifications shown in Table 1, it can be seen that the eyepiece
図3〜図5は、本実施例に係る接眼光学系1におけるd線(波長λ=587.6nm)に対する諸収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差)を示す図である。具体的には、図3はマイナス端(−2.0[m−1])状態の諸収差図であり、図4は−1.0[m−1]状態の諸収差図であり、図5はプラス端(+1.0[m−1])状態の諸収差図である。なお、各収差図において、Y1は正立系への光線の入射高を、Y0は焦点板上での物体高を、minは角度単位である「分」をそれぞれ示している。また、非点収差図では、実線はサジタル像面、点線はメリディオナル像面をそれぞれ示している。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。
3 to 5 are diagrams illustrating various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion aberration, and coma aberration) with respect to the d-line (wavelength λ = 587.6 nm) in the eyepiece
図3〜図5に示す各収差図から明らかであるように、本発明に係る第1実施例では、マイナス端(−2.0[m−1])状態からプラス端(+1.0[m−1])状態までの各視度調節状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。 As is apparent from the aberration diagrams shown in FIGS. 3 to 5, in the first embodiment according to the present invention, the minus end (−2.0 [m −1 ]) state is changed to the plus end (+1.0 [m]. -1 ])) In each diopter adjustment state up to the state, it can be seen that various aberrations are well corrected and excellent imaging performance is secured.
(第2実施例)
本発明の第2実施例にかかる接眼光学系について、図1及び図6〜図9を用いて説明する。なお、図1は、本実施例に係る接眼光学系1を搭載した一眼レフカメラ(光学機器)の概略構成図である。図1に示すように、このカメラには、本発明に係る接眼光学系1の他に、縮小光学系2が搭載されている。
(Second embodiment)
An eyepiece optical system according to a second example of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 6 to 9. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a single-lens reflex camera (optical apparatus) equipped with an eyepiece
本発明に係る接眼光学系1は、図6にも示すように、物体側から順に、対物レンズ11、ミラー12、撮影用の撮像素子13、焦点板14、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム(正立光学系)16、光学プリズム17、接眼レンズ18が配置されている。
As shown in FIG. 6, the eyepiece
なお、図6では、ペンタプリズム(正立光学系)を光軸上に展開して示している。また、図6では、対物レンズ11、ミラー12及び撮影用の撮像素子13を省略し、また、後述の面番号を括弧付けで示している。
In FIG. 6, a pentaprism (upright optical system) is shown developed on the optical axis. Further, in FIG. 6, the
撮影用の撮像素子13と焦点板14とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー12は、接眼光学系1の光軸に対して45度の角度で挿入されており、ダウン時には対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光を反射して焦点板13に結像させ、シャッター時にはアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、撮影用の撮像素子13に結像するようになっている。
The
接眼レンズ18は、詳しくは図6に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ群L1と、物体側に凸面を向けた正レンズからなる第2レンズ群L2と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズ群L3とから構成されている。なお、接眼レンズ18は、本実施例では第2レンズ群L2を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the
ここで、光学プリズム17は、ペンタプリズム16と、接眼レンズ18の最も物体側のレンズの第1レンズ群L1との間に設置されている。本実施例では、光学プリズム17は、観察光学系1から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜HM(光分割面。図1参照)を有しており、ハーフミラー膜HMにおいて透過した光は接眼レンズ18へと導き、反射した光は縮小光学系2へと導いている。
Here, the
上記構成の観察光学系1では、被写体(不図示)からの光は、対物レンズ11を通り、ミラー12で反射され焦点板14方向に反射され、焦点板14上に被写体像が結像される。そして、焦点板14上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を介し、光学プリズム17へ入射する。そして、光学プリズム17に入射した光のうち、ハーフミラー膜HM(光分割面)を透過した光は、接眼レンズ18を通り、アイポイントEPに導かれる。観察者は、アイポイントEPにて被写体(不図示)の実像を観察できるようになっている。
In the observation
なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、ミラー12がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子13上に結像されるようになっている。
At the time of shutter release, the light from the subject (not shown) that has passed through the
縮小光学系2は、物体側から順に、撮影レンズ21、フィルター群22(例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等)、固体撮像素子等23(例えば、CCDやCMOS等)が配置されている(図1参照)。
In the reduction
なお、縮小光学系2は、一眼レフカメラのユーザーの撮影支援を行うため、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能など、今まで一眼レフカメラになかった新たな機能を展開するために搭載されているものである。
Note that the reduction
このような構成の縮小光学系2では、焦点板14上に結像される被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を経て、光学プリズム17に入射し、ハーフミラー膜HMで反射した後に、該プリズム17内部で1回全反射して射出し、撮影レンズ21に入射する。そして、撮影レンズ21に入射した光は収束し、フィルター群22を介して、固体撮像素子等23の撮像面上に再結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。
In the reduction
表2は、本実施例に係る接眼光学系1の各レンズの諸元値を示す。表2中では、面番号9に示す面間隔(すなわち面番号9と面番号10との面間隔)d9及び面番号11に示す面間隔(すなわち面番号11と面番号12との面間隔)d11及びアイポイントEPは、視度調整が行われる際に変化するため、マイナス端(−2.0[m−1])状態、−1.0[m−1]状態、プラス端(+1.0[m−1])状態の各視度状態における可変間隔データを示す。また、上記の条件式(1)及び(2)に対応する値、すなわち条件対応値も以下に示す。
Table 2 shows the specifications of each lens of the eyepiece
表2に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係る接眼光学系1では、上記条件式(1)及び(2)を全て満たすことが分かる。
As can be seen from the table of specifications shown in Table 2, it can be seen that the eyepiece
図7〜図9は、本実施例に係る接眼光学系1におけるd線(波長λ=587.6nm)に対する諸収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差)を示す図である。すなわち、図7はマイナス端(−2.0[m−1])状態の諸収差図であり、図8は−1.0[m−1]状態の諸収差図であり、図9はプラス端(+1.0[m−1])状態の諸収差図である。
7 to 9 are diagrams showing various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration) for the d-line (wavelength λ = 587.6 nm) in the eyepiece
図7〜図9に示す各収差図から明らかであるように、本発明に係る第2実施例では、マイナス端(−2.0[m−1])状態からプラス端(+1.0[m−1])状態までの各視度調節状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。 As is apparent from the aberration diagrams shown in FIGS. 7 to 9, in the second embodiment according to the present invention, from the minus end (−2.0 [m −1 ]) state to the plus end (+1.0 [m]. -1 ])) In each diopter adjustment state up to the state, it can be seen that various aberrations are well corrected and excellent imaging performance is secured.
(第3実施例)
本発明の第3実施例にかかる接眼光学系について、図10〜図14を用いて説明する。なお、図10は、本発明の第3実施例に係る接眼光学系1を搭載した一眼レフカメラ(光学機器)の概略構成図である。図10に示すように、このカメラには、本発明に係る接眼光学系1の他に、縮小光学系2が搭載されている。
(Third embodiment)
An eyepiece optical system according to a third example of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 10 is a schematic configuration diagram of a single-lens reflex camera (optical apparatus) equipped with the eyepiece
本発明に係る接眼光学系1は、図11にも示すように、物体側から順に、対物レンズ11、ミラー12、撮影用の撮像素子13、焦点板14、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム(正立光学系)16、接眼レンズ18、光学プリズム17が配置されている。
As shown in FIG. 11, the eyepiece
なお、図11では、ペンタプリズム(正立光学系)を光軸上に展開して示している。また、図11では、対物レンズ11、ミラー12及び撮影用の撮像素子13を省略し、また、後述の面番号を括弧付けで示している。
In FIG. 11, a pentaprism (upright optical system) is developed on the optical axis. In FIG. 11, the
撮影用の撮像素子13と焦点板14とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー12は、接眼光学系1の光軸に対して45度の角度で挿入されており、ダウン時には対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光を反射して焦点板13に結像させ、シャッター時にはアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、撮影用の撮像素子13に結像するようになっている。
The
接眼レンズ18は、図11に示すように、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第1レンズ群L1と、物体側に凸面を向けた正レンズからなる第2レンズ群L2と、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズからなる第3レンズ群L3とから構成されている。なお、接眼レンズ18は、本実施例では第2レンズ群L2を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。
As shown in FIG. 11, the
ここで、光学プリズム17は、接眼レンズ18の第2レンズ群L2と第3レンズ群L3との間に設置されており、本実施例では、光学プリズム17は、観察光学系1から入射して接眼レンズ18の第1レンズ群L1を経た光束を透過及び反射するハーフミラー膜HM(光分割面。図10参照)を有しており、ハーフミラー膜HMにおいて透過した光は接眼レンズ18の第2レンズ群L2へと導き、反射した光は縮小光学系2へと導いている。
Here, the
上記構成の観察光学系1では、被写体(不図示)からの光は、対物レンズ11を通り、ミラー12で反射され焦点板14方向に反射され、焦点板14上に被写体像が結像される。そして、焦点板14上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15、ペンタプリズム16及び接眼レンズ18の第1レンズ群L1を介し、光学プリズム17へ入射する。そして、光学プリズム17に入射した光のうち、ハーフミラー膜HM(光分割面)を透過した光は、接眼レンズ18の第2レンズ群L2及び第3レンズ群L3を通り、アイポイントEPに導かれる。観察者は、アイポイントEPにて被写体(不図示)の実像を観察できるようになっている。
In the observation
なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ11を通った被写体(不図示)からの光は、ミラー12がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子13上に結像されるようになっている。
At the time of shutter release, the light from the subject (not shown) that has passed through the
縮小光学系2は、物体側から順に、撮影レンズ21、フィルター群22(例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等)、固体撮像素子等23(例えば、CCDやCMOS等)が配置されている(図10参照)。
In the reduction
なお、縮小光学系2は、一眼レフカメラのユーザーの撮影支援を行うため、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能など、今まで一眼レフカメラになかった新たな機能を展開するために搭載されているものである。
Note that the reduction
このような構成の縮小光学系2では、焦点板14上に結像される被写体像からの光束は、コンデンサレンズ15及びペンタプリズム16を経て、光学プリズム17に入射し、ハーフミラー膜HMで反射した後に、該プリズム17内部で1回全反射して射出し、撮影レンズ21に入射する。そして、撮影レンズ21に入射した光は収束し、フィルター群22を介して、固体撮像素子等23の撮像面上に再結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。
In the reduction
表3は、本実施例に係る接眼光学系1の各レンズの諸元値を示す。表3中では、面番号8が非球面状に形成されており、これに係る非球面データを示す。また、面番号7に示す面間隔(すなわち面番号7と面番号8との面間隔)d7及び面番号9に示す面間隔(すなわち面番号9と面番号10との面間隔)d9及びアイポイントEPは、視度調整が行われる際に変化するため、マイナス端(−2.0[m−1])状態、−1.0[m−1]状態、プラス端(+1.0[m−1])状態の各視度状態における可変間隔データを示す。また、上記の条件式(1)及び(2)に対応する値、すなわち条件対応値も以下に示す。
Table 3 shows the specifications of each lens of the eyepiece
表3に示す諸元の表から分かるように、本実施例に係る接眼光学系1では、上記条件式(1)及び(2)を全て満たすことが分かる。
As can be seen from the table of specifications shown in Table 3, it can be seen that the eyepiece
図12〜図14は、本実施例に係る接眼光学系1におけるd線(波長λ=587.6nm)に対する諸収差図(球面収差、非点収差、歪曲収差及びコマ収差)を示す図である。すなわち、図12はマイナス端(−2.0[m−1])状態の諸収差図であり、図13は−1.0[m−1]状態の諸収差図であり、図14はプラス端(+1.0[m−1])状態の諸収差図である。
12 to 14 are diagrams showing various aberrations (spherical aberration, astigmatism, distortion aberration and coma aberration) for the d-line (wavelength λ = 587.6 nm) in the eyepiece
図12〜図14に示す各収差図から明らかであるように、本発明に係る第3実施例では、マイナス端(−2.0[m−1])状態からプラス端(+1.0[m−1])状態までの各視度調節状態において、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能が確保されていることが分かる。 As is apparent from the aberration diagrams shown in FIGS. 12 to 14, in the third embodiment according to the present invention, from the minus end (−2.0 [m −1 ]) state to the plus end (+1.0 [m]. -1 ])) In each diopter adjustment state up to the state, it can be seen that various aberrations are well corrected and excellent imaging performance is secured.
以上のような本発明は、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。 The present invention as described above is not limited to the above embodiment, and can be improved as appropriate without departing from the gist of the present invention.
1 観察光学系 11 対物レンズ 12 ミラー
13 撮影用の撮像素子 14 焦点板 15 コンデンサレンズ
16 ペンタプリズム(正立光学系) 17 光学プリズム(光路分割手段)
18 接眼レンズ
2 縮小光学系 21 撮影レンズ 22 フィルター群
23 固体撮像素子等(撮像素子)
HM ハーフミラー膜(光分割面) EP アイポイント
DESCRIPTION OF
18 Eyepiece
2 Reduction
23 Solid-state imaging devices (imaging devices)
HM half mirror film (light splitting surface) EP eye point
Claims (8)
前記接眼レンズは、物体側から順に光軸に沿って、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レンズ群とからなり、
前記正立光学系と前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズとの間のいずれかの空気間隔に、光路分割手段が配置され、
前記光路分割手段の光軸方向の厚さをPLとし、前記正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をTLとしたとき、次式
0.10 < PL/TL <0.75
を満足して構成されることを特徴とする接眼光学系。 In an eyepiece optical system in which an object image formed on a predetermined imaging surface by an objective lens is an erect image by an erecting optical system, and this erect image is observed through an eyepiece lens,
The eyepiece includes a first lens group having a negative refractive power and a second lens group having a positive refractive power in order from the object side along the optical axis.
An optical path dividing means is disposed in any air gap between the erecting optical system and the most eye point side lens of the eyepiece,
When the thickness in the optical axis direction of the optical path dividing means is PL, and the total length from the exit surface of the erecting optical system to the lens closest to the eye point of the eyepiece lens is TL,
0.10 <PL / TL <0.75
An eyepiece optical system characterized by satisfying the above requirements.
前記正立光学系と前記第1レンズ群との間の空気間隔に、前記光路分割手段が配置されることを特徴とする請求項1に記載の接眼光学系。 The eyepiece lens includes, in order from the object side, a first lens group having a negative refractive power, a second lens group having a positive refractive power, a third lens group having a positive refractive power, and a negative refractive power. A fourth lens group having
The eyepiece optical system according to claim 1, wherein the optical path dividing unit is disposed in an air gap between the erecting optical system and the first lens group.
前記第2レンズ群と前記第3レンズ群との間の空気間隔に、前記光路分割手段が配置されることを特徴とする請求項1に記載の接眼光学系。 The eyepiece includes, in order from the object side, a first lens group having negative refractive power, a second lens group having positive refractive power, and a third lens group having negative refractive power,
2. The eyepiece optical system according to claim 1, wherein the optical path splitting unit is disposed in an air gap between the second lens group and the third lens group.
1.55 < ndp
を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の接眼光学系。 When the refractive index for the d-line of the optical path dividing means is ndp,
1.55 <ndp
The eyepiece optical system according to any one of claims 1 to 4, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005281903A JP2007093891A (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Eyepiece optical system and optical equipment mounted therewith |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2005281903A JP2007093891A (en) | 2005-09-28 | 2005-09-28 | Eyepiece optical system and optical equipment mounted therewith |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105739085A (en) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 厦门灵境信息科技有限公司 | Optical eyepiece lens and head-mounted display equipment |
-
2005
- 2005-09-28 JP JP2005281903A patent/JP2007093891A/en active Pending
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CN105739085A (en) * | 2016-04-29 | 2016-07-06 | 厦门灵境信息科技有限公司 | Optical eyepiece lens and head-mounted display equipment |
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