JP4470374B2

JP4470374B2 - 接眼レンズ

Info

Publication number: JP4470374B2
Application number: JP2003048023A
Authority: JP
Inventors: 元壽毛利; 俊典武
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2003-02-25
Publication date: 2010-06-02
Anticipated expiration: 2023-02-25
Also published as: JP2004258234A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は接眼レンズに関し、特に正立光学系を用いた観察に好適な接眼レンズに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、観察倍率が大きく、アイレリーフが長く、視度の調節が可能な接眼レンズが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−３２４６８４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
近年、上述のような接眼レンズを搭載する機器は、接眼レンズの近傍に液晶板などの外部表示部材や操作部材が配置され、大型化する傾向にある。このため、斯かる機器に対して、対物レンズによって形成される像面からアイポイントまでの距離を大きくすることが求められている。しかしながら、上述のような接眼レンズは、その全長が短いため、前述の要求を満たせるものではないという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、観察倍率が大きく、アイレリーフが長く、視度の調節が可能であり、かつ全長の大きな接眼レンズを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、
対物レンズによって結像された実像を、正立光学系を介して観察する接眼レンズにおいて、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズとからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする接眼レンズを提供する。
０．４＜Ｄ２／Ｌ
ただし、
Ｄ２：視度が−１ディオプターの時の前記第２レンズと前記第３レンズとの間隔，
Ｌ：視度が−１ディオプターの時の前記第１レンズにおける最も物体側のレンズ面から前記第３レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面までの距離．
【０００７】
また、本発明の好ましい態様によれば、
以下の条件式を満足することが望ましい。
−０．２＜（Ｒ３１＋Ｒ２２）／（Ｒ３１−Ｒ２２）＜０．６
ただし、
Ｒ２２：前記第２レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面の曲率半径，
Ｒ３１：前記第３レンズにおける最も物体側のレンズ面の曲率半径．
【０００８】
また、本発明の好ましい態様によれば、
以下の条件式を満足することが望ましい。
０．５＜｜ｆ３｜／ｆｅ＜１．２
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離，
ｆｅ：視度が−１ディオプターの時の前記接眼レンズ全体の焦点距離．
また、本発明の好ましい態様によれば、
少なくとも１つのレンズを光軸に沿って移動させることによって視度調節を行うことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、
前記第２レンズを光軸に沿って移動させることによって視度調節を行うことが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、
前記第２レンズは、非球面を有することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、
前記第３レンズは、非球面を有することが望ましい。
また、本発明の好ましい態様によれば、
前記第１レンズは、非球面を有することが望ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の接眼レンズは、対物レンズによって結像された実像を、正立光学系を介して観察する接眼レンズであって、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レンズ群とを有する。そして本発明の接眼レンズは、以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．４＜Ｄ２／Ｌ
ただし、
Ｄ２：視度が−１ディオプターの時の第２レンズ群と第３レンズ群との間隔，
Ｌ：視度が−１ディオプターの時の接眼レンズ全体の厚さ．
【００１０】
上記条件式（１）は、接眼レンズの全長を大きく確保するための条件式である。本発明の接眼レンズは、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を大きくすることによって、その全長を大きく確保している。条件式（１）の下限値を下回ると、本発明の目的である接眼レンズの全長を大きくすることが達成できなくなってしまう。さらに本発明の接眼レンズは、全長を大きく確保しつつ、良好な収差の状態を確保するために、条件式（１）の上限値を０．６としてこれを満足することが望ましい。
【００１１】
ここで、視度の単位「ディオプター」に関して、視度Ｘ［ディオプター］とは、接眼レンズによる像がアイポイントから光軸上１／Ｘ［ｍ(メートル)］の位置にできる状態のことを示す。尚、符号は像がアイポイントより物体側にできた時を負とする。
【００１２】
また、本発明の接眼レンズは、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２） −０．２＜（Ｒ３１＋Ｒ２２）／（Ｒ３１−Ｒ２２）＜０．６
ただし、
Ｒ２２：第２レンズ群における最もアイポイント側のレンズ面の曲率半径，
Ｒ３１：第３レンズ群における最も物体側のレンズ面の曲率半径．
【００１３】
上記条件式（２）は、第２レンズ群と第３レンズ群との間隔を大きくしつつ、特に良好なコマ収差の状態を確保するための条件式である。条件式（２）の上限値を上回ると、コマ収差の外コマ傾向が強くなってしまうため望ましくない。一方、条件式（２）の下限値を下回ると、コマ収差の内コマ傾向が強くなってしまうため望ましくない。
【００１４】
また、本発明の接眼レンズは、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）０．５＜｜ｆ３｜／ｆｅ＜１．２
ただし、
ｆ３：第３レンズ群の焦点距離，
ｆｅ：視度が−１ディオプターの時の接眼レンズ全体の焦点距離．
【００１５】
上記条件式（３）は、条件式（１）、または、条件式（１）と（２）を満足しつつ、接眼レンズ群の一部を移動させて視度の調節を行う際に良好な収差の状態を確保するための条件式である。条件式（３）の下限値を下回ると、第３レンズ群の屈折力が大きくなる。このため、第３レンズ群以外のレンズ群によって視度の調節を行おうとすると、その移動量が大きくなり、移動による収差の変動が大きくなってしまうため望ましくない。一方、条件式（３）の上限値を上回ると、視度を調節するレンズ群に大きな屈折力が必要になる。このため、収差の状態が良好で、視度調節の範囲を広く確保することが困難になってしまう。
【００１６】
また、本発明の接眼レンズは、少なくとも１つのレンズ群を光軸に沿って移動させることによって視度の調整を行うことができる。特に、正の屈折力を有するレンズ群（第２レンズ群）を移動させることにより、少ない移動量で視度の調整を行うことが可能になる。また、複数のレンズ群を移動させることによっても同様の効果を得ることができる。
【００１７】
また、本発明の接眼レンズは、非球面を導入することが望ましい。特に、第２レンズ群や第３レンズ群に非球面を導入することによって、コマ収差をより改善することができる。またこれにより、視度の調節を行った際の各視度におけるコマ収差を良好に補正することもできる。また、第１レンズ群に非球面を導入することにより、歪曲収差を改善することもできる。
【００１８】
以下、本発明の各実施例に係る接眼レンズを添付図面に基づいて説明する。
（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る接眼レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。そして、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させることによって視度の調節を行う。
本実施例に係る接眼レンズは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を大きく確保することによって、接眼レンズ全長を大きくしている。
【００１９】
斯かる構成の本実施例に係る接眼レンズは、対物レンズの焦点面Ｉに形成された実像を観察するものである。そして本実施例に係る接眼レンズは、焦点面Ｉと接眼レンズとの間に、ミラーで構成した正立光学系を配置して使用することを想定するものである。
【００２０】
以下の表１に、本発明の第１実施例に係る接眼レンズの諸元値を掲げる。
（レンズデータ）において、面は物体側からの光学面の順序、間隔は光学面の間隔をそれぞれ示す。また、屈折率はｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）に対する値である。さらに、曲率半径0.00000は平面を示し、E.Pはアイポイントを示す。
【００２１】
ここで、本実施例に係る接眼レンズ中の非球面は、以下の非球面式で表される。尚、ｙは光軸からの高さ、ｘはサグ量、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）、κは円錐定数、C4，C6，C8，C10 は各々４，６，８，１０次の非球面係数とする。また非球面は、（レンズデータ）におけるその面番号に*印を付して示している。
【００２２】
【数１】
ｘ＝（ｙ²／ｒ）／（１＋（１−ｋ・ｙ²／ｒ²）^1/2
＋C4ｙ⁴＋C6ｙ⁶＋C8ｙ⁸＋C10ｙ¹⁰
【００２３】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離、曲率半径、その他長さの単位は一般に「ｍｍ」が使われる。しかし光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるため、単位はｍｍに限られるものではない。
尚、以下の全実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【００２４】
【表１】

【００２５】
図２（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。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。
【００２６】
収差図において、Ｙ１は正立系への光線の入射高さを示し、Ｙ０は焦点板上での物体高をそれぞれ示している。球面収差と非点収差の横軸の単位Ｄ．は、ディオプターを示し、コマ収差におけるｍｉｎは角度単位の分を示している。また、Ｃ，Ｆ，Ｄはそれぞれ、Ｃ線（λ＝６５６．２８ｎｍ）、Ｆ線（λ＝４８６．１３ｎｍ）、ｄ線（λ＝５８７．５６ｎｍ）での収差曲線を示している。
尚、以下の全実施例の諸収差図において、本実施例と同様の符号を用いる。
【００２７】
各諸収差図から本実施例に係る接眼レンズは、視度調節範囲内において良好な光学性能が確保されていることがわかる。
【００２８】
（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る接眼レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。そして、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させることによって視度の調節を行う。
本実施例に係る接眼レンズは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を大きく確保することによって、接眼レンズ全長を大きくしている。
【００２９】
斯かる構成の本実施例に係る接眼レンズは、対物レンズの焦点面Ｉに形成された実像を観察するものである。そして本実施例に係る接眼レンズは、焦点面Ｉと接眼レンズとの間に、ミラーで構成した正立光学系を配置して使用することを想定するものである。
以下の表２に、本発明の第２実施例に係る接眼レンズの諸元値を掲げる。
【００３０】
【表２】

【００３１】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。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。
各諸収差図から本実施例に係る接眼レンズは、視度調節範囲内において良好な光学性能が確保されていることがわかる。
【００３２】
（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
本実施例に係る接眼レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。そして、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させることによって視度の調節を行う。
本実施例に係る接眼レンズは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を大きく確保することによって、接眼レンズ全長を大きくしている。
【００３３】
斯かる構成の本実施例に係る接眼レンズは、対物レンズの焦点面Ｉに形成された実像を正立光学系を介して観察するものである。本実施例において、焦点面Ｉと接眼レンズとの間に、正立光学系として正立化プリズムＰが配置されている。図５においてこの正立化プリズムＰは、展開した状態で示している。
以下の表３に、本発明の第３実施例に係る接眼レンズの諸元値を掲げる。
【００３４】
【表３】

【００３５】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第３実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。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。
各諸収差図から本実施例に係る接眼レンズは、視度調節範囲内において良好な光学性能が確保されていることがわかる。
【００３６】
（第４実施例）
図７は、本発明の第４実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。本実施例に係る接眼レンズは、物体側から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とから構成されている。そして、第２レンズ群Ｇ２を光軸に沿って移動させることによって視度の調節を行う。
本実施例に係る接眼レンズは、第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３との間隔を大きく確保することによって、接眼レンズ全長を大きくしている。
【００３７】
斯かる構成の本実施例に係る接眼レンズは、対物レンズの焦点面Ｉに形成された実像を正立光学系を介して観察するものである。本実施例において、焦点面Ｉと接眼レンズとの間に、物体側から順に、コンデンサレンズＣと、正立光学系として正立化プリズムＰが配置されている。本実施例では、このコンデンサレンズＣを追加することによって、歪曲収差の改善が図られている。図７において正立化プリズムＰは、展開した状態で示している。
以下の表４に、本発明の第４実施例に係る接眼レンズの諸元値を掲げる。
【００３８】
【表４】

【００３９】
図８（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第４実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。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。
各諸収差図から本実施例に係る接眼レンズは、視度調節範囲内において良好な光学性能が確保されていることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明によれば、観察倍率が大きく、アイレリーフが長く、視度の調節が可能であり、かつ全長の大きな接眼レンズを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第１実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
【図４】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第２実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。
【図５】本発明の第３実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
【図６】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第３実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。
【図７】本発明の第４実施例に係る接眼レンズのレンズ構成を示す図である。
【図８】（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本発明の第４実施例に係る接眼レンズについて、視度調節範囲のマイナス端、−１ディオプター時、プラス端の諸収差を示す図である。
【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
Ｉ焦点面
Ｅ．Ｐアイポイント
Ｐ正立化プリズム（正立光学系）
Ｃコンデンサレンズ

Claims

対物レンズによって結像された実像を、正立光学系を介して観察する接眼レンズにおいて、
物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズと、正の屈折力を有する第２レンズと、負の屈折力を有する第３レンズとからなり、
以下の条件式を満足することを特徴とする接眼レンズ。
０．４＜Ｄ２／Ｌ
ただし、
Ｄ２：視度が−１ディオプターの時の前記第２レンズと前記第３レンズとの間隔，
Ｌ：視度が−１ディオプターの時の前記第１レンズにおける最も物体側のレンズ面から前記第３レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面までの距離．
以下の条件式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。
−０．２＜（Ｒ３１＋Ｒ２２）／（Ｒ３１−Ｒ２２）＜０．６
ただし、
Ｒ２２：前記第２レンズにおける最もアイポイント側のレンズ面の曲率半径，
Ｒ３１：前記第３レンズにおける最も物体側のレンズ面の曲率半径．
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の接眼レンズ。
０．５＜｜ｆ３｜／ｆｅ＜１．２
ただし、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離，
ｆｅ：視度が−１ディオプターの時の前記接眼レンズ全体の焦点距離．
少なくとも１つのレンズを光軸に沿って移動させることによって視度調節を行うことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の接眼レンズ。
前記第２レンズを光軸に沿って移動させることによって視度調節を行うことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の接眼レンズ。
前記第２レンズは、非球面を有することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の接眼レンズ。
前記第３レンズは、非球面を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の接眼レンズ。
前記第１レンズは、非球面を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の接眼レンズ。