JP2014074814A - 接眼光学系、光学機器及び観察方法 - Google Patents

Abstract

【課題】諸収差が良好に補正された接眼光学系を提供する。
【解決手段】光軸に沿って物体Ｏｂ側から正の第１レンズＬ１と、前面が凹面形状である負の第２レンズＬ２と、後面が凸面形状である正の第３レンズＬ３とを有し、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズを構成するレンズ面のうち、少なくとも１面が非球面であり、次の条件式を満足する。０．４０＜ｆ３／ｆ１＜２．５０（１）、ー２．００＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１）＜−０．７５…（２）、１．３５＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１）＜２．４０…（３）、但し、ｆｉ：第ｉレンズＬｉの焦点距離レンズ、Ｒ１１：第１レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ１２：第１レンズのアイポイントのレンズ面の曲率半径、Ｒ２１：第２レンズの物体側のレンズ面の曲率半径、Ｒ２２：第２レンズのアイポイントのレンズ面の曲率半径。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子ビューファインダー（いわゆるＥＶＦ）等に好適な、画像表示素子に表示された像を観察するための接眼光学系に関する。

小型の画像表示素子に表示された像を高倍率で観察できる接眼光学系が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００２−４８９８５号公報

しかしながら、従来の接眼光学系では、収差補正、特にコマ収差と歪曲収差に対する補正が十分に満足できるものではなかった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、諸収差、特にコマ収差と歪曲収差が良好に補正された接眼光学系、これを備えた光学機器及びこれを介した観察方法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、本発明に係る接眼光学系は、光軸に沿って観察物体側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有し、観察物体側のレンズ面が凹面形状である第２レンズと、正の屈折力を有し、アイポイント側のレンズ面が凸面形状である第３レンズとを有し、前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズを構成するレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面が非球面であり、次の条件式を満足する。

０．４０ ＜ ｆ３／ｆ１ ＜ ２．５０
−２．００ ＜ （Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＜ −０．７５
１．３５ ＜ （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＜ ２．４０
但し、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離、
Ｒ１１：前記第１レンズの観察物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ１２：前記第１レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２１：前記第２レンズの観察物体側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２２：前記第２レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。

本発明に係る接眼光学系において、前記観察物体は、画像表示素子であることが好ましい。

本発明に係る接眼光学系において、前記画像表示素子は、液晶表示素子であることが好ましい。

本発明に係る接眼光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。

１．６０ ＜ ｆｅ／（−ｆ２） ＜ ２．２０
但し、
ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離。

本発明に係る接眼光学系は、次の条件式を満足することが好ましい。

０．６０ ＜ ｆｅ／ｆ１ ＜ ２．００
但し、
ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離。

本発明に係る接眼光学系において、前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズは全てプラスチック製であることが好ましい。

本発明に係る接眼光学系において、前記第２レンズは、観察物体側のレンズ面が非球面であることが好ましい。

本発明に係る接眼光学系において、前記第３レンズは、アイポイント側のレンズ面が非球面であることが好ましい。

本発明に係る接眼光学系において、前記第１レンズと前記第２レンズを光軸に沿って移動させることにより、視度調整を行うことが好ましい。

本発明に係る接眼光学系において、前記第３レンズは、視度調整の際に、前記観察物体に対して光軸上に固定されていることが好ましい。

本発明に係る光学機器は、対物レンズと、前記対物レンズにより形成された像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子に撮像された前記像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子に表示された前記像を観察するための接眼光学系とを備え、この接眼光学系とは上述したいずれかの接眼光学系である。

本発明に係る観察方法は、上述したいずれかの接眼光学系を介して、前記観察物体を観察する。

本発明によれば、諸収差、特にコマ収差と歪曲収差が良好に補正された接眼光学系、これを備えた光学機器及びこれを介した観察方法を提供することができる。

第１実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第１実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 第２実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第２実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 第３実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第３実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 第４実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第４実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 デジタルカメラの断面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態の課題は、小型化と、２５度以上の見かけ視野角を確保しつつ、良好な収差、接眼光学系を達成することである。特に、コマ収差と歪曲収差を良好に補正することが課題である。

観察物体、例えば対角長が１２mm前後の小型の画像表示素子を拡大観察するために、見かけ視野角２５度以上の高倍率な接眼光学系を達成しようとすると、主にコマ収差と歪曲収差の補正が難しくなる。特に、周辺画角のコマ収差の劣化が著しく、周辺視界の解像感の低下を招く。また、高い倍率を確保するために、接眼光学系では強い正の屈折力が必要となり、これに伴い正の歪曲収差が発生し、観察視野が糸巻き型に変形し、観察者に違和感を与えやすかった。

本実施形態において、前記画像表示素子は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、液晶の偏光特性で画像を表示するため、良好な表示光束が得られる範囲が狭いという特徴がある。一般的には、表示面の鉛直方向に対して±１０度程度の範囲と言われており、この範囲を超えると減光や色調の変化が生じる。このため、液晶表示素子を観察する接眼光学系ではある程度のテレセントリック性が必要となる。しかしながら、テレセントリック性を確保するためには、画像表示素子より大きなレンズ系を配置する必要があり、小型化には不向きである。

そこで、本実施形態に係る接眼光学系ＥＬでは、図１に示すように、外形寸法を小さく抑えつつ、テレセントリック性を確保するために、観察物体（画像表示素子）Ｏｂの近傍に正の屈折力を有する第１レンズＬ１を配置し、第１レンズＬ１で発生する球面収差と像面湾曲の補正のために、負の屈折力を有し、観察物体Ｏｂ側のレンズ面が凹面形状である第２レンズＬ２を配置し、コマ収差と歪曲収差の補正のために、正の屈折力を有し、アイポイントＥＰ側のレンズ面が凸面形状である第３レンズＬ３とを配置するとともに、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３を構成するレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面が非球面であるように構成した。その上で、後述する条件式（１）〜（３）を満足することにより、上述の課題の解決を図った。

なお、本実施形態では、第２レンズＬ２を１枚の単レンズで構成しているが、２枚のレンズに分けて構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。

また、本実施形態では、第３レンズＬ３を１枚の単レンズで構成しているが、２枚のレンズに分けて構成しても、上記と同様の効果を得ることができる。

このような構成のもとで、本実施形態の接眼光学系ＥＬは、次の条件式（１）〜（３）を満足している。

０．４０ ＜ ｆ３／ｆ１ ＜ ２．５０ …（１）
−２．００ ＜ (Ｒ１２＋Ｒ１１) ／ (Ｒ１２−Ｒ１１) ＜ −０．７５ …(２)
１．３５ ＜ (Ｒ２２＋Ｒ２１) ／ (Ｒ２２−Ｒ２１) ＜ ２．４０ …(３)
但し、
ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離、
ｆ３：第３レンズＬ３の焦点距離、
Ｒ１１：第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ１２：第１レンズＬ１のアイポイントＥＰ側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２１：第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面の曲率半径、
Ｒ２２：第２レンズＬ２のアイポイントＥＰ側のレンズ面の曲率半径。

条件式（１）は、接眼光学系ＥＬの高倍率化に伴い、第１レンズＬ１及び第３レンズＬ３の正の屈折力が強くなることにより悪化する歪曲収差及びコマ収差の良好な補正のために、第１レンズＬ１の焦点距離に対する第３レンズＬ３の焦点距離の比を規定するものである。より具体的には、条件式（１）は、第１レンズＬ１で大きく発生する歪曲収差を第２レンズＬ２で過剰気味に補正し、さらに、この第２レンズＬ２により過剰補正した分を第３レンズＬ３で発生する歪曲収差を用いて補正するための、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３とのバランス条件である。

条件式（１）の下限値を下回ると、第２レンズＬ２における歪曲収差の補正が過剰となり、負の歪曲収差が発生し、観察視野が樽型に変形する。また、第２レンズＬ２で発生したコマ収差が大きくなりすぎ、第３レンズＬ３で補正することが困難となる。

条件式（１）の上限値を上回ると、第２レンズＬ２での補正量が足りず、第３レンズＬ３でさらに発生する歪曲収差の補正が困難となり、正の歪曲収差が残る。また、第３レンズＬ３の強い正の屈折力により、正の視度側に像面の倒れが発生する。

上記効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を０．６０とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を１．２０とすることが好ましい。

条件式（２）は、光学系の高倍率化に伴い、第１レンズＬ１の正の屈折力が強くなることにより悪化する歪曲収差及び像面湾曲の良好な補正のために、第１レンズＬ１の形状を規定するものである。

条件式（２）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１のアイポイントＥＰ側のレンズ面がより強い正の屈折力を持つことになり、糸巻き型の歪曲収差が大きく発生する。また、第２レンズＬ２への入射光線が低くなりすぎて、高倍率の確保が困難となる。

条件式（２）の上限値を上回ると、テレセントリック性の確保が困難となる。また、主点位置が観察物体Ｏｂ側に近づくことにより、光学全長の大型化を招く。また、歪曲収差の補正が困難となる。

上記効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を−１．４０とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を−１．００とすることが好ましい。

条件式（３）は、第２レンズＬ２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２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側に曲率半径の小さな凹面を配置し、光学系全長を短くしても、適度な倍率とアイレリーフＥＲとが確保されるとともに、コマ収差、像面湾曲を良好に補正することができる。ここで、アイレリーフＥＲとは、接眼光学系ＥＬの最も観察眼側にあるレンズ面からアイポイントＥＰまでの光軸上の距離である。

条件式（３）の下限値を下回ると、主点位置が観察物体Ｏｂ側に近づき、光学系全体の大型化を招くため、好ましくない。また、光学系の全長を維持しようとすると、焦点距離が短くなり、アイレリーフＥＲの確保が困難になる。また、歪曲収差が補正不足となり、好ましくない。

条件式（３）の上限値を上回ると、大きな画角の光線が第２レンズＬ２の物体側のレン
ズ面に対して大きな角度で入射することになり、コマ収差及び像面湾曲が大きく発生し、これら収差の補正が困難となる。

上記効果を確実なものとするために、条件式（３）の下限値を１．５０とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（３）の上限値を１．８５とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

１．６０ ＜ ｆｅ／（−ｆ２） ＜ ２．２０ …（４）
但し、
ｆｅ：接眼光学系ＥＬの焦点距離、
ｆ２：第２レンズＬ２の焦点距離。

条件式（４）は、光学系全体の焦点距離に対する第２レンズＬ２の焦点距離の比を規定するものである。条件式（４）を満足することにより、高倍率を確保するために光学系全体の焦点距離を短くしても、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差に対して良好な収差補正が可能となる。

条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１と第３レンズＬ３で発生した正のコマ収差及び歪曲収差を十分に補正することが困難となる。

条件式（４）の上限値を上回ると、倍率の色収差が目立ち補正が困難となる。また、第２レンズＬ２の側面での光線の反射を排除するために、レンズ径が大型化する。

上記効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を１．７０とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を２．００とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、次の条件式（５）を満足することが好ましい。

０．６０ ＜ ｆｅ／ｆ１ ＜ ２．００ …（５）
但し、
ｆｅ：接眼光学系ＥＬの焦点距離。

条件式（５）は、光学系全体の焦点距離に対する第１レンズＬ１の焦点距離の比を規定するものである。

条件式（５）の下限値を下回ると、テレセントリック性の確保が困難となり、アイポイントＥＰ上で眼を多少ずらしたときの見え方が著しく低下する。また、第３レンズＬ３の巨大化を招く。また、歪曲収差が悪化する。

条件式（５）の上限値を上回ると、第２レンズＬ２での補正（例えば、歪曲収差）が困難となる。また、第３レンズＬ３への入射光線が低くなることにより、十分な倍率とアイレリーフＥＲの確保が困難となる。

上記効果を確実なものとするために、条件式（５）の下限値を１．００とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（５）の上限値を１．２０とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３を構成するレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面に非球面を導入することが望ましい。特に、第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面に非球面を導入することにより、コマ収差、非点収差、歪曲収差を改善することができる。また、第３レンズＬ３のアイポイントＥＰ側のレンズ面に導入することにより、歪曲収差、コマ収差、球面収差を改善することができる。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３は全てプラスチック製であることが好ましい。この構成により、非球面を容易に形成することができ、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差に対して十分な収差補正能力を発揮することができる。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とを光軸に沿って同時に移動させることにより、光学性能の低下を起こさずに、視度調整を行うことができる。また、視度調整の際に、第３レンズＬ３を、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とすることにより、接眼光学系ＥＬの小型化と防塵性能の確保を両立させることができる。

図９に、上述の接眼光学系ＥＬを備えた光学機器として、デジタルカメラＣＡＭを示す。デジタルカメラＣＡＭは、対物レンズＯＬと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子Ｃと、電子ビューファインダーＥＶＦとを備えて構成される。電子ビューファインダーＥＶＦは、液晶表示素子等の画像表示素子（観察物体）Ｏｂと、画像表示素子Ｏｂに表示された画像を拡大観察するための接眼光学系ＥＬとを有して構成される。

上記構成のデジタルカメラＣＡＭにおいて、不図示の物体（被写体）からの光は、対物レンズＯＬで集光され、撮像素子Ｃ上に結像されて被写体の像を形成する。撮像素子Ｃ上に結像した被写体の像は、当該撮像素子Ｃにより撮像されて、撮像素子Ｃで撮像された被写体の画像が画像表示素子Ｏｂに表示される。撮影者は、アイポイントＥＰに眼を位置させることにより、接眼光学系ＥＬを介して対物レンズＯＬにより形成される物体（被写体）の像を拡大観察することができる。

また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、このとき撮像素子Ｃで撮像された画像（すなわち、接眼光学系ＥＬを介して観察される画像表示素子Ｏｂに表示された画像に相当する画像）が物体（被写体）の画像として不図示のメモリーに記録される。このようにして、撮影者はデジタルカメラＣＡＭによる物体（被写体）の撮影を行うことができる。

以上のようなデジタルカメラＣＡＭによれば、本願に係る接眼光学系ＥＬを備えることにより、諸収差、特にコマ収差と歪曲収差が良好に補正されたカメラを実現することができる。

これより本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１実施例〜第４実施例における各諸元の表である。

各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長587.5620nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。

表中の［全体諸元］において、ｆｅは接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離、ωは（−１ｍ^-1時の）見かけ視野（半画角）、ＴＬは接眼光学系ＥＬの全長（−１ｍ^-1時の観察物体Ｏｂ面から接眼光学系の最もアイポイントＥＰ側のレンズ面までの光軸上の距離）を示す。

表中の［レンズ諸元］において、面番号は光線の進行する方向に沿った観察物体Ｏｂ側からの光学面の順序、ｒは各光学面の曲率半径、Ｄは各光学面から次の光学面（又はアイポイントＥＰ）までの光軸上の距離である面間隔、νｄはレンズの材質のｄ線を基準とするアッベ数、ｎｄはレンズの材質のｄ線に対する屈折率、（可変）は可変の面間隔、曲率半径ｒの欄の「∞」は平面、ＥＰはアイポイントをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.0000」は省略する。光学面が非球面である場合には面番号に＊印を付し、曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示す。

表中の［非球面データ］は、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は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方向に沿った距離を、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０^-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10^-5である。

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｙ²／ｒ²）^1/2｝＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ8×ｙ⁸ …（ａ）

表中の［条件式］において、上記の条件式（１）〜（５）に対応する値を示す。

視度の単位については「ｍ^-1」を使用している。視度Ｘ「ｍ^-1」とは、接眼光学系ＥＬによる像が、アイポイントＥＰから光軸上に１／Ｘ［ｍ（メートル）］の位置にできる状態のことを示す（但し、符号は、像が接眼光学系ＥＬより観察者側にできた時を正とする）。

以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、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、これに限られるものではない。また、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。

ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ１）は、図１に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とからなる。

第１レンズＬ１は、アイポイントＥＰ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。

第２レンズＬ２は、観察物体Ｏｂ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とする。

下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜７が、図１に示す曲率半径ｒ１〜ｒ７の各光学面に対応している。第１実施例では、第４面、第６面及び第７面が非球面形状に形成されている。

なお、図１における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。そのため、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。

（表１）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ 24.18mm
ω ＝ 26.94°
ＴＬ ＝ 27.22mm

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 9.22
2 -68.07911 3.60 56.27 1.5346
3 -10.95401 3.10
*4 -6.25153 2.20 23.89 1.6355
5 -28.62799 2.10
*6 18.96709 7.00 57.08 1.4911
*7 -11.76754 18.00
ＥＰ

［非球面データ］
第４面 κ＝ 0.18240，A4＝-0.15131E-03，A6＝-0.10572E-05，A8＝ 0.30732E-08
第６面 κ＝-0.49180，A4＝-0.11043E-03，A6＝ 0.25830E-05，A8＝-0.24330E-07
第７面 κ＝ 0.92810，A4＝ 0.84917E-04，A6＝ 0.14380E-05，A8＝-0.11146E-07

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆ１ ＝ -1.382
条件式（２） （Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 1.559
条件式（３） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＝ 0.671
条件式（４） ｆｅ／（−ｆ２） ＝ 1.848
条件式（５） ｆｅ／ｆ１ ＝ 1.015

表１に示す諸元の表から、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ１は、条件式（１）〜（５）を満たすことが分かる。

図２は、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ１の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。

各収差図において、Ｙ１は観察物体Ｏｂの光軸中心から出た光が接眼光学系ＥＬ１の第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面の接平面への入射高さ、Ｙ０は観察物体Ｏｂの高さをそれぞれ示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線における収差曲線を示す。また、記載のないものは、ｄ線における収差曲線を示す。非点収差図では、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図では、「min」は角度単位の「分」を示す。球面収差図と非点収差図では、それぞれ横軸の単位は［ｍ^-1］であり、図中では「D.」で示す。

以上、収差図に関する説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

図２に示す各収差図から明らかなように、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ１は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

（第２実施例）
第２実施例について、図３、図４及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ２）は、図３に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とからなる。

第１レンズＬ１は、アイポイントＥＰ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。

第２レンズＬ２は、観察物体Ｏｂ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とする。

下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜７が、図３に示す曲率半径ｒ１〜ｒ７の各光学面に対応している。第２実施例では、第４面、第６面及び第７面が非球面形状に形成されている。

（表２）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ 24.40mm
ω ＝ 26.94°
ＴＬ ＝ 27.59mm

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 9.24
2 -94.80035 2.65 57.27 1.5346
3 -11.21210 4.30
*4 -5.75284 2.70 23.89 1.6355
5 -21.43005 1.70
*6 18.02172 7.00 57.08 1.4911
*7 -12.24699 18.00
ＥＰ

［非球面データ］
第４面 κ＝ 0.20773，A4＝-0.68843E-04，A6＝-0.14503E-06，A8＝ 0.35447E-07
第６面 κ＝-0.15745，A4＝-0.81806E-04，A6＝ 0.30864E-06，A8＝-0.13999E-07
第７面 κ＝ 0.02013，A4＝ 0.85438E-04，A6＝-0.11291E-05，A8＝-0.21903E-07

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆ１ ＝ -1.268
条件式（２） （Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 1.734
条件式（３） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＝ 0.683
条件式（４） ｆｅ／（−ｆ２） ＝ 1.840
条件式（５） ｆｅ／ｆ１ ＝ 1.037

表２に示す諸元の表から、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ２は、条件式（１）〜（５）を満たすことが分かる。

図４は、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ２の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。図４に示す各収差図から明らかなように、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ２は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

（第３実施例）
第３実施例について、図５、図６及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ３）は、図５に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３とからなる。

第１レンズＬ１は、アイポイントＥＰ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。

第２レンズＬ２は、観察物体Ｏｂ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３の両側のレンズ面には、非球面が形成されている。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とする。

下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜７が、図５に示す曲率半径ｒ１〜ｒ７の各光学面に対応している。第３実施例では、第４面、第６面及び第７面が非球面形状に形成されている。

（表３）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ 24.33mm
ω ＝ 26.94°
ＴＬ ＝ 27.94mm

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 9.29
2 -586.95141 3.90 56.27 1.5346
3 -11.56718 4.00
*4 -5.81721 2.80 23.89 1.6355
5 -20.00000 1.95
*6 22.86389 6.00 57.08 1.4911
*7 -12.09967 18.00
ＥＰ

［非球面データ］
第４面 κ＝0.03802，A4＝-0.21670E-03，A6＝ 0.99368E-06，A8＝-0.41222E-07
第６面 κ＝1.29364，A4＝-0.60351E-04，A6＝-0.78459E-06，A8＝ 0.17247E-07
第７面 κ＝0.24623，A4＝ 0.85196E-04，A6＝-0.11324E-05，A8＝ 0.16074E-07

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆ１ ＝ -1.040
条件式（２） （Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 1.820
条件式（３） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＝ 0.776
条件式（４） ｆｅ／（−ｆ２） ＝ 1.740
条件式（５） ｆｅ／ｆ１ ＝ 1.105

表３に示す諸元の表から、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ３は、条件式（１）〜（５）を満たすことが分かる。

図６は、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ３の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。図６に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ３は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

（第４実施例）
第４実施例について、図７、図８及び表４を用いて説明する。第４実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ４）は、図７に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４とからなる。

第１レンズＬ１は、アイポイントＥＰ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。

第２レンズＬ２は、観察物体Ｏｂ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３のアイポイントＥＰ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第４レンズＬ４は、アイポイントＥＰ側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズである。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とする。

下記の表４に、第４実施例における各諸元の値を示す。表４における面番号１〜９が、図７に示す曲率半径ｒ１〜ｒ９の各光学面に対応している。第４実施例では、第４面及び第７面が非球面形状に形成されている。

（表４）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ 24.36mm
ω ＝ 26.94°
ＴＬ ＝ 28.54mm

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 9.14
2 -991.21127 4.20 56.21 1.5244
3 -10.77978 3.30
*4 -5.64800 1.80 23.89 1.6355
5 -20.00000 1.90
6 68.73187 4.20 56.21 1.5244
*7 -14.36226 0.80
8 -38.01281 3.20 57.08 1.4911
9 -15.33151 18.00
ＥＰ

［非球面データ］
第４面 κ＝0.31951，A4＝-0.86593E-04，A6＝0.17091E-05，A8＝-0.14183E-07
第７面 κ＝0.03346，A4＝ 0.82458E-04，A6＝0.17787E-06，A8＝ 0.00000E+00

［条件式］
条件式（１） ｆ３／ｆ１ ＝ -1.022
条件式（２） （Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＝ 1.787
条件式（３） （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＝ 1.111
条件式（４） ｆｅ／（−ｆ２） ＝ 1.871
条件式（５） ｆｅ／ｆ１ ＝ 1.174

表４に示す諸元の表から、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬ４は、条件式（１）〜（５）を満たすことが分かる。

図８は、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬ４の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。図８に示す各収差図から明らかなように、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬ４は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

以上のように、本発明によれば、見かけ視野が２５度以上であるにもかかわらず、諸収差（特に、コマ収差、歪曲収差）が良好に補正された接眼光学系を達成することができた。

本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。

上述の実施例では、３群又は４群構成を示したが、５群、６群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も物体側にレンズ又はレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空
気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。

レンズ面は、球面又は平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。

各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。

ＣＡＭ デジタルカメラ（光学機器）
ＯＬ 対物レンズ
Ｃ 撮像素子
Ｏｂ 画像表示素子（観察物体）
ＥＬ（ＥＬ１〜ＥＬ４） 接眼光学系
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
ＥＰ アイポイント

Claims (12)

1. 光軸に沿って観察物体側から順に並んだ、
   正の屈折力を有する第１レンズと、
   負の屈折力を有し、観察物体側のレンズ面が凹面形状である第２レンズと、
   正の屈折力を有し、アイポイント側のレンズ面が凸面形状である第３レンズとを有し、
   前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズを構成するレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面が非球面であり、
   以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
   ０．４０ ＜ ｆ３／ｆ１ ＜ ２．５０
   −２．００ ＜ （Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２−Ｒ１１） ＜ −０．７５
   １．３５ ＜ （Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２−Ｒ２１） ＜ ２．４０
   但し、
   ｆ１：前記第１レンズの焦点距離、
   ｆ３：前記第３レンズの焦点距離、
   Ｒ１１：前記第１レンズの観察物体側のレンズ面の曲率半径、
   Ｒ１２：前記第１レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径、
   Ｒ２１：前記第２レンズの観察物体側のレンズ面の曲率半径、
   Ｒ２２：前記第２レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
2. 前記観察物体は、画像表示素子であることを特徴とする請求項１に記載の接眼光学系。
3. 前記画像表示素子は、液晶表示素子であることを特徴とする請求項２に記載の接眼光学系。
4. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の接眼光学系。
   １．６０ ＜ ｆｅ／（−ｆ２） ＜ ２．２０
   但し、
   ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
   ｆ２：前記第２レンズの焦点距離。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の接眼光学系。
   ０．６０ ＜ ｆｅ／ｆ１ ＜ ２．００
   但し、
   ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離。
6. 前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズは全てプラスチック製であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の接眼光学系。
7. 前記第２レンズは、観察物体側のレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の接眼光学系。
8. 前記第３レンズは、アイポイント側のレンズ面が非球面であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の接眼光学系。
9. 前記第１レンズと前記第２レンズを光軸に沿って移動させることにより、視度調整を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の接眼光学系。
10. 前記第３レンズは、視度調整の際に、前記観察物体に対して光軸上に固定されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の接眼光学系。
11. 対物レンズと、前記対物レンズにより形成された像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子に撮像された前記像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子に表示された前記像を観察するための接眼光学系とを備え、
    前記接眼光学系が請求項１〜１０のいずれか一項に記載の接眼光学系であることを特徴とする光学機器。
12. 請求項１〜１０のいずれか一項に記載の接眼光学系を介して、前記観察物体を観察することを特徴とする観察方法。

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