JP2013045020A - 接眼レンズ系および画像観察装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】観察物体の像を虚像として拡大結像する接眼レンズ系であって、画像表示素子側に配置され、負の屈折力を持つ第1群G1と、この第1群の眼球側に配置され、正の屈折力を持つ第2群G2とを有してなり、第1群は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズであり、第2群G2は、2枚もしくは3枚の正レンズで構成され、物体側がテレセントリックで、条件(1)、(2)を満足する。
【選択図】図1
Description
あるいは、内視鏡の「光ファイバ束による像伝送体」の対物側端面に観察対象部位の像を結像させ、この像を光ファイバ束の接眼側端面に伝送し、伝送された像を観察物体として、接眼レンズ系により虚像として拡大して観察することも行なわれている。
即ち、接眼レンズ系は、物体側に配置され、負の屈折力を持つ第1群と、この第1群の眼球側に配置され、正の屈折力を持つ第2群とを有してなる。
第1群は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズである。
第2群は、2枚もしくは3枚の正レンズで構成される。
(1) −5<F1/F<−1
(2) 0.5<F2/F<3
を満足する。
このような発散作用を第1群に持たせることにより、「小さい観察物体」を観察する場合でも画角を広げることができ、観察物体を広い画角の拡大虚像として結像させることができ、拡大虚像が観察しやすくなる。
これらの実施形態の接眼レンズ系は「液晶表示素子や有機EL表示素子等(以下「画像表示素子」と言う。)に表示される2次元画像」を観察物体として観察する場合を想定している。
レンズL1は「画像表示面側の曲率の大きい両凹レンズ」であり、レンズL2は「両凸レンズ」であり、これらレンズL1、L2は接合されて「接合レンズ」となっている。
これらレンズL3、L4は共に正レンズであるが、レンズL3は「凸面を画像表示面IS側に向けた正メニスカスレンズ」であり、レンズL4は「両凸レンズ」である。レンズL4は、両面が非球面であり「画像表示面IS側の面」では、周辺部分での曲率(負)が光軸近傍の曲率(正)と反転している。
像面湾曲補正レンズL1は、像面湾曲を軽減して、虚像の結像面を平坦化する所謂「フィールドフラットナーレンズ」であり、「それ自身のパワー」は弱い。
レンズL1は「画像表示面IS側の曲率が大きい両凹レンズ」で、レンズL2は「両凸レンズ」である。
像面湾曲補正レンズL1はフィールドフラットナーレンズで「パワーの弱いレンズ」である。
図4において、符号10は画像観察装置、符号20は観察者の頭部を示している。
+A・H4+B・H6+C・H8+D・H10+E・H12+・・・
この式において、
「X」は、面の頂点を基準としたときの光軸からの高さ:Hの位置での光軸方向の変位、「k」は円錐係数、A〜E・・・は高次の非球面係数、「R」は近軸曲率半径である。なお、長さの元を持つ量の単位は「mm」である。
実施例1は、上に図1に即して実施の形態を説明した接眼レンズ系の具体例である。
全系の焦点距離:F=19.2mm
第1群G1の焦点距離:F1=−46.8mm
第2群の焦点距離:F2=27.6mm
である。
従って、条件(1)のパラメータ:F1/F=−2.4、条件(2)のパラメータ:F2/F=1.4である。
従って、実施例1の接眼レンズ系を図4の画像観察装置に接眼レンズ系11L、11Rとして用いる場合、これら接眼レンズ径11L、11Rの光軸の成す「輻輳角」は、観察距離:10mの位置で観察画像が重なり合うように設定される。
図5(a)は縦収差、(b)は横収差を示す。
実施例2は、上に図2に即して実施の形態を説明した接眼レンズ系の具体例である。
全系の焦点距離:F=19.0mm
第1群G1の焦点距離:F1=−43.1mm
第2群の焦点距離:F2=24.2mm
である。
従って、条件(1)のパラメータ:F1/F=−2.3、条件(2)のパラメータ:F2/F=1.3である。
実施例2の接眼レンズ系を図4の画像観察装置に接眼レンズ系11L、11Rとして用いる場合、これら接眼レンズ径11L、11Rの光軸の成す「輻輳角」は、観察距離:10mの位置で観察画像が重なり合うように設定される。
図6(a)は縦収差、(b)は横収差を示す。
実施例3は、上に図3に即して実施の形態を説明した接眼レンズ系の具体例である。
全系の焦点距離:F=18.9mm
第1群G1の焦点距離:F1=−55.0mm
第2群の焦点距離:F2=26.9mm
である。
従って、条件(3)のパラメータ:F1/F=−2.9、条件(4)のパラメータ:F2/F=1.4である。
実施例3の接眼レンズ系を図4の画像観察装置に接眼レンズ系11L、11Rとして用いる場合、これら接眼レンズ径11L、11Rの光軸の成す「輻輳角」は、観察距離:10mの位置で観察画像が重なり合うように設定される。
図7(a)は縦収差、(b)は横収差を示す。
G2 第2群
IS 画像表示面
E 瞳
10 画像観察装置
11L、11R 接眼レンズ系
12L 12R 画像表示素子
Claims (4)
- 観察物体の像を、虚像として拡大結像する接眼レンズ系であって、物体側に配置され、負の屈折力を持つ第1群と、この第1群の眼球側に配置され、正の屈折力を持つ第2群とを有してなり、
第1群は、両凹レンズと両凸レンズの接合レンズであり、
第2群は、2枚もしくは3枚の正レンズで構成され、
物体側がテレセントリックで、
全系の焦点距離:F(>0)、第1群の焦点距離:F1(<0)、第2群の焦点距離:F2(>0)が、条件:
(1) −5<F1/F<−1
(2) 0.5<F2/F<3
を満足することを特徴とする接眼レンズ系。 - 請求項1記載の接眼レンズ系において、
第1群の物体側にさらに、凹面を画像表示素子側に向け、両面が非球面である正メニスカスレンズが、像面湾曲補正レンズとして付加配置されていることを特徴とする接眼レンズ系。 - 2次元的に表示される画像の、虚像を拡大して観察する画像観察装置であって、
上記画像の虚像を形成する光学系として請求項1または2記載の接眼レンズ系を用いることを特徴とする画像観察装置。 - 請求項3記載の画像観察装置において、
2次元の画像を表示する画像表示素子と、請求項1または2記載の接眼レンズ系を用いるヘッドマウント型の画像観察装置。
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