JP5472801B2 - 回折光学系、光学機器及び観察光学系 - Google Patents
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Description
また、本発明を例示する第2の態様に従えば、上記態様の回折光学系を有することを特徴とする光学機器が提供される。
また、本発明を例示する第3の態様に従えば、上記態様の回折光学系を有し、ルーペ倍率が2倍以上でかつ20倍以下であることを特徴とする観察光学系が提供される。
12 第2光学素子要素
11a,11b 回折光学面
13 格子の壁面(段差部分)
EP アイポイント
PF 密着複層型の回折光学素子
OB 観察物体
、あるいは物体面近くに表示素子を置いて投射光学系として用いることが可能である。
+C2×y2+C4×y4+C6×y6+C8×y8+C10×y10 …(a)
第1実施例について、図2〜図4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は、図2に示すように、例えば対物系を介して形成された中間像のような観察物体OBとアイポイントEPとの間の光路中において、アイポイントEP(観察眼側)から順に、物体側レンズ面が非球面形状であり、アイポイント側に凹面を向けた正メニスカスレンズL1(第1凸レンズ成分)と、アイポイントEP側レンズ面に回折光学面を介して光学部材を備えた両凹レンズL21(凹レンズ)と両凸レンズL22(第2凸レンズ成分)の接合レンズL2とを有して構成されている。すなわち、第1実施例では、両凹レンズL21とこれに隣接した光学部材とにより、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。なお、この接眼光学系の全画角は32.4度である。
[レンズ諸元]
面番号 r d nd ng nC nF
1 0.00000 16.00000 1.000000
2 -88.00000 1.80000 1.743200 1.762050 1.738650 1.753720
3* -22.16732 0.20000 1.000000
4 -45.00000 0.25000 1.556900 1.570900 1.553600 1.564700
5* -45.00000 0.00000 A B C D
6 -45.00000 0.25000 1.518900 1.538000 1.514400 1.528900
7 60.00000 2.30000 1.772500 1.791970 1.767800 1.783370
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[非球面データ]
第3面:
κ=1.0000 C2=0.00000E-00 C4=1.06740E-06,
C6=1.11480E-08 C8=6.50470E-10 C10=0.00000E-00
第5面:
κ=1.0000 C2=1.35920E-07 C4=-3.63580E-10
C6=4.33930E-12 C8=-1.24290E-14 C10=0.00000E-00
[条件式対応値]
t=0.25
f=23.699
ΔNd=0.038
fN=-49.515
s=4.8
L=43.834
Δ=0.0904
Eg=0.944
EC=0.965
Ed=1.000
dN=0.25
h=15.000
d=0.25
Δνd=14.38
ΔNd=0.038
Eg+Ed+EC=2.909
(1)t/f=0.01055
(2)ΔNd=0.038
(3)fN/f=-2.089
(4)(t・s)/L2=0.00062
(5)Δ/f=0.00381
(6)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.955
(7)(t+dN)/s=0.1042
(8)h/d=60.00
(9)Δνd/ΔNd=378.42
(10)(Eg+Ed+EC)・f/Δ=762.62
第2実施例について、図5、図6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は、図5に示すように、アイポイントEP(観察眼側)から順に、アイポイントEP側レンズ面に回折光学面を介して光学部材を備えた両凹レンズL11(凹レンズ)と両凸レンズL12(第2凸レンズ成分)の接合レンズL1と、物体側レンズ面が非球面形状である両凸レンズL2(第1凸レンズ成分)とを有して構成されている。すなわち、第2実施例では、両凹レンズL11とこれに隣接した光学部材とにより、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。なお、この接眼光学系の全画角は31.1度である。
[レンズ諸元]
面番号 r d nd ng nC nF
1 0.00000 17.00000 1.000000
2 -38.00000 0.25000 1.556900 1.570900 1.553600 1.564700
3* -38.00000 0.00000 A B C D
4 -38.00000 0.25000 1.518900 1.538000 1.514400 1.528900
5 -70.00000 2.00000 1.834810 1.859530 1.828970 1.848510
6 -38.00000 0.20000 1.000000
7* 300.00000 1.80000 1.694000 1.709300 1.690240 1.702570
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[非球面データ]
第3面:
κ=1.0000 C2=1.45000E-07 C4=-3.63580E-10
C6=4.33930E-12 C8=-1.24290E-14 C10=0.00000E-00
第7面:
κ=1.0000 C2=0.00000E-00 C4=-1.11480E-08
C6=-1.11480E-08 C8=-3.00000E-10 C10=0.00000E-00
[条件式対応値]
t=0.25
f=24.887
ΔNd=0.038
fN=-47.428
s=4.5
L=46.094
Δ=0.1268
Eg=0.944
EC=0.965
Ed=1.000
dN=0.25
h=15.000
d=0.25
Δνd=14.38
ΔNd=0.038
Eg+Ed+EC=2.909
(1)t/f=0.01005
(2)ΔNd=0.038
(3)fN/f=-1.906
(4)(t・s)/L2=0.00053
(5)Δ/f=0.00510
(6)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.955
(7)(t+dN)/s=0.1111
(8)h/d=60.00
(9)Δνd/ΔNd=378.42
(10)(Eg+Ed+EC)・f/Δ=570.94
第3実施例について、図7、図8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は、図7に示すように、アイポイントEP(観察眼側)から順に、物体側レンズ面が非球面形状であり、アイポイントEP側に凹面を向けた正メニスカスレンズ(第1凸レンズ成分)L1と、両凸レンズL21(第2凸レンズ成分)とアイポイントEP側レンズ面に回折光学面を介して光学部材を備えた両凹レンズL22(凹レンズ)の接合レンズL2とを有して構成されている。すなわち、第3実施例では、両凹レンズL22とこれに隣接した光学部材とにより、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。なお、この接眼光学系の全画角は34.6度である。
[レンズ諸元]
面番号 r d nd ng nC nF
1 0.00000 16.00000 1.000000
2 -193.80000 2.10000 1.524700 1.536490 1.521960 1.531290
3* -18.73440 0.20000 1.000000
4 29.07000 2.50000 1.524700 1.536490 1.521960 1.531290
5 -48.30771 0.25000 1.556900 1.570900 1.553600 1.564700
6 -48.30771 0.00000 A B C D
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8 290.70000 20.52985 1.000000
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[非球面データ]
第3面:
κ=0.5000 C2=0.00000E-00 C4=-1.13540E-05,
C6=7.78480E-08 C8=-3.20250E-10 C10=0.00000E-00
第7面:
κ=1.0000 C2=-1.39320E-07 C4=3.40630E-10
C6=-3.89240E-12 C8=1.06750E-14 C10=0.00000E-00
[条件式対応値]
t=0.25
f=22.487
ΔNd=0.038
fN=-79.810
s=5.3
L=41.830
Δ=0.0777
Eg=0.944
EC=0.965
Ed=1.000
dN=0.25
h=15.000
d=0.25
Δνd=14.38
ΔNd=0.038
Eg+Ed+EC=2.909
(1)t/f=0.01112
(2)ΔNd=0.038
(3)fN/f=-3.549
(4)(t・s)/L2=0.00076
(5)Δ/f=0.00346
(6)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.955
(7)(t+dN)/s=0.0943
(8)h/d=60.000
(9)Δνd/ΔNd=378.42
(10)(Eg+Ed+EC)・f/Δ=841.88
第4実施例について、図9、図10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は、図9に示すように、対物系を介して形成された中間像のような観察物体OBとアイポイントEPとの間の光路中において、アイポイントEP(観察眼側)から順に、両凸レンズ(凸レンズ成分)L1と、観察物体OB側レンズ面に回折光学面を介して光学部材を備え、アイポイントEP側に凹面を向けた負メニスカスレンズL2(凹レンズ)との接合レンズを有して構成されている。すなわち、第4実施例では、負メニスカスレンズL2とこれが備える光学部材とにより、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。なお、この接眼光学系の全画角は26.7度である。また、両凸レンズL1のアイポイントEP側レンズ面および光学部材の観察物体OB側レンズ面はともに非球面である(後述の表4における面番号2および面番号6に相当)。
[レンズ諸元]
面番号 r d nd ng nC nF
1 0.00000 16.00000 1.000000
2* 24.00000 5.50000 1.524700 1.536490 1.521960 1.531290
3 -15.00000 0.30000 1.518900 1.538000 1.514400 1.528900
4* -28.00000 0.00000 A B C D
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[非球面データ]
第2面:
κ=-1.5000 C2=0.00000E-00 C4=6.32910E-05,
C6=-2.01180E-06 C8=2.66680E-08 C10=-1.70000E-10
第4面:
κ=1.0000 C2=1.20000E-07 C4=-1.96830E-09
C6=7.05190E-11 C8=-9.50000E-13 C10=5.40510E-15
第6面:
κ=-9.3788 C2=0.00000E-00 C4=-1.03200E-05
C6=-8.32630E-07 C8=1.07660E-08 C10=-6.20740E-11[条件式対応値]
t=0.30
f=24.184
ΔNd=0.038
fN=-73.974
s=6.0
L=44.099
Δ=0.0657
Eg=0.944
EC=0.965
Ed=1.000
dN=0.30
h=15.000
d=0.20
Δνd=14.38
ΔNd=0.038
Eg+Ed+EC=2.909
(1)t/f=0.0124
(2)ΔNd=0.0380
(3)fN/f=-3.0588
(4)(t・s)/L2=0.000926
(5)Δ/f=0.002717
(6)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.95450
(7)(t+dN)/s=0.10000
(8)h/d=75.000
(9)Δνd/ΔNd=378.42
(10)(Eg+Ed+EC)・f/Δ=1070.795373
第5実施例について、図11、図12及び表5を用いて説明する。第5実施例に係る接眼光学系は、図11に示すように、対物系を介して形成された中間像のような観察物体OBとアイポイントEPとの間の光路中において、アイポイントEP(観察眼側)から順に、両凸レンズ(凸レンズ成分)L1と、アイポイントEP側に凹面を向けた負メニスカスレンズL2(第1の凹レンズ)と、観察物体OB側レンズ面に回折光学面を介して光学部材を備え、アイポイントEP側に凹面を向けた負メニスカスレンズL3(第2の凹レンズ)との接合レンズを有して構成されている。すなわち、第5実施例では、負メニスカスレンズL3とこれが備える光学部材とにより、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。なお、この接眼光学系の全画角は15.2度である。また、両凸レンズL1のアイポイントEP側レンズ面および光学部材の観察物体OB側レンズ面はともに非球面である(後述の表5における面番号2および面番号7に相当)。
[レンズ諸元]
面番号 r d nd ng nC nF
1 0.00000 21.00000 1.000000
2* 24.00000 5.00000 1.524700 1.536490 1.521960 1.531290
3 -15.00000 1.00000 1.582760 1.607990 1.577240 1.596450
4 -28.00000 0.20000 1.518900 1.538000 1.514400 1.528900
5* -28.00000 0.00000 A B C D
6 -28.00000 0.20000 1.556900 1.570900 1.553600 1.564700
7* -28.00000 23.43431 1.000000
A=0.10010000E-05,B=0.741868530E-04,C=0.111704255E-05,D=0.827473110E-04
[非球面データ]
第2面:
κ=-1.2000 C2=0.00000E-00 C4=6.32910E-05,
C6=-2.01180E-06 C8=2.66680E-08 C10=-1.50000E-10
第5面:
κ=1.0000 C2=9.00000E-08 C4=-1.96830E-09
C6=7.05190E-11 C8=-1.00000E-12 C10=5.40510E-15
第7面:
κ=-9.3788 C2=0.00000E-00 C4=-1.03200E-05
C6=-8.32630E-07 C8=1.07660E-08 C10=-6.20740E-11[条件式対応値]
t=0.20
f=25.712
ΔNd=0.038
fN=-49.392
s=6.4
L=50.834
Δ=0.0437
Eg=0.944
EC=0.965
Ed=1.000
dN=0.30
h=15.000
d=0.20
Δνd=14.38
ΔNd=0.038
Eg+Ed+EC=2.909
(1)t/f=0.0078
(2)ΔNd=0.0380
(3)fN/f=-1.921
(4)(t・s)/L2=0.000495
(5)Δ/f=0.001700
(6)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.95450
(7)(t+dN)/s=0.07813
(8)h/d=75.000
(9)Δνd/ΔNd=378.42
(10)(Eg+Ed+EC)・f/Δ=1711.583707
第6実施例について、図13、図14及び表6を用いて説明する。第6実施例に係る接眼光学系は、図13に示すように、対物系を介して形成された中間像のような観察物体OBとアイポイントEPとの間の光路中において、アイポイントEP(観察眼側)から順に、アイポイントEP側レンズ面に回折光学面を介して光学部材を備え、アイポイントEP側に凸面を向けた負メニスカスレンズL1(凹レンズ)と、両凸レンズ(凸レンズ成分)L2との接合レンズを有して構成される。すなわち、第6実施例では、負メニスカスレンズL1とこれが備える光学部材とにより、密着複層型の回折光学素子PFを構成している。なお、この接眼光学系の全画角は24.2度である。また、光学部材のアイポイントEP側レンズ面および両凸レンズL2の観察物体OB側レンズ面はともに非球面である(後述の表6における面番号2および面番号6に相当)。
[レンズ諸元]
面番号 r d nd ng nC nF
1 0.00000 21.00000 1.000000
2* 28.00000 0.20000 1.556900 1.570900 1.553600 1.564700
3 28.00000 0.00000 A B C D
4* 28.00000 0.30000 1.518900 1.538000 1.514400 1.528900
5 15.00000 5.50000 1.490800 1.501600 1.488300 1.496900
6* -28.00000 24.32488 1.000000
A=0.10010000E-05,B=0.741868530E-04,C=0.111704255E-05,D=0.827473110E-04
[非球面データ]
第2面:
κ=-9.3788 C2=0.00000E-00 C4=1.00000E-05,
C6=8.50000E-07 C8=-1.07660E-08 C10=7.00000E-11
第4面:
κ=1.0000 C2=-1.20000E-07 C4=-1.96830E-09
C6=-7.05190E-11 C8=9.50000E-13 C10=-5.40510E-15
第6面:
κ=-1.5000 C2=0.00000E-00 C4=-5.50000E-05
C6=1.50000E-06 C8=-2.00000E-08 C10=1.60000E-10[条件式対応値]
t=0.30
f=26.355
ΔNd=0.038
fN=-73.974
s=6.0
L=48.325
Δ=0.189
Eg=0.944
EC=0.965
Ed=1.000
dN=0.30
h=15.000
d=0.20
Δνd=14.38
ΔNd=0.038
Eg+Ed+EC=2.909
(1)t/f=0.0114
(2)ΔNd=0.0380
(3)fN/f=-2.8068
(4)(t・s)/L2=0.000771
(5)Δ/f=0.007171
(6)(Eg+EC)/(2×Ed)=0.95450
(7)(t+dN)/s=0.10000
(8)h/d=75.000
(9)Δνd/ΔNd=378.42
(10)(Eg+Ed+EC)・f/Δ=405.6438889
軸上色収差 倍率色収差
第1実施例 6.6倍 5.1倍
第2実施例 5.3倍 4.5倍
第3実施例 5.5倍 6.1倍
第4実施例 10.9倍 3.8倍
第5実施例 6.2倍 4.1倍
第6実施例 2.5倍 7.5倍
Claims (10)
- 回折光学素子を含む回折光学系において、
前記回折光学素子は、
第1の回折光学面を有する凹レンズと、第2の回折光学面を有する光学部材とを有し、
前記凹レンズと前記光学部材とは、前記第1の回折光学面と前記第2の回折光学面とが互いに対向するように配置され、
前記凹レンズの光軸上の厚さをtとし、前記回折光学系の焦点距離をfとしたとき、次式
0.003<t/f<0.3
の条件を満足し、
第1凸レンズ成分と、第2凸レンズ成分と前記凹レンズとの接合レンズとを含み、
前記凹レンズおよび前記光学部材のうち、一方が相対的に高屈折率低分散材料で形成され、他方が相対的に低屈折率高分散材料で形成され、
前記第1の回折光学面は瞳に向いた凹面に配設され、
前記第1の回折光学面の格子の段差部分は光軸に対して傾けて形成されていることを特徴とする回折光学系。 - d線における前記凹レンズと前記光学部材との屈折率差をΔNdとしたとき、次式
0.005<ΔNd<0.45
の条件を満足することを特徴とする請求項1に記載の回折光学系。 - 前記凹レンズの焦点距離をfN(<0)とし、前記回折光学系の焦点距離をfとしたとき、次式
−8.5<fN/f<−0.3
の条件を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の回折光学系。 - 前記凹レンズの光軸上の厚さをtとし、前記回折光学系の光軸上の総厚をsとし、瞳から像面までの距離をLとしたとき、次式
0.00015<(t・s)/L2<0.1
の条件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回折光学系。 - d線、g線、C線およびF線のスペクトルの光軸方向の拡がり幅をΔとし、前記回折光学系の焦点距離をfとしたとき、次式
0.001<Δ/f<0.1
の条件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回折光学系。 - d線での回折効率をEdとし、g線での回折効率をEgとし、C線での回折効率をECとしたとき、次式
(Eg+EC)/(2×Ed)>0.8
の条件を満足す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回折光学系。 - 前記凹レンズの光軸上の厚さをtとし、前記光学部材の光軸上の厚さをdNとし、前記回折光学系の光軸上の総厚をsとしたとき、次式
0.03<(t+dN)/s<0.5
の条件を満足す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回折光学系。 - 前記第1の回折光学面の格子高さをhとし、前記凹レンズの光軸上の厚さと前記光学部材の光軸上の厚さのうち薄い方の厚さをdとしたとき、次式
10<h/d<500
の条件を満足す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回折光学系。 - 請求項1〜8のいずれか一項に記載の回折光学系を有することを特徴とする光学機器。
- 請求項1〜8のいずれか一項に記載の回折光学系を有し、
ルーペ倍率が2倍以上でかつ20倍以下であることを特徴とする観察光学系。
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