JP6800611B2 - Observation optical system and observation equipment having it - Google Patents
Observation optical system and observation equipment having it Download PDFInfo
- Publication number
- JP6800611B2 JP6800611B2 JP2016104108A JP2016104108A JP6800611B2 JP 6800611 B2 JP6800611 B2 JP 6800611B2 JP 2016104108 A JP2016104108 A JP 2016104108A JP 2016104108 A JP2016104108 A JP 2016104108A JP 6800611 B2 JP6800611 B2 JP 6800611B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- observation
- fresnel lens
- image display
- optical system
- lens
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Lenses (AREA)
Description
本発明は、液晶等の画像表示素子に表示された原画像を観察するヘッドマウントディスプレイ等に好適な観察光学系に関するものである。 The present invention relates to an observation optical system suitable for a head-mounted display or the like for observing an original image displayed on an image display element such as a liquid crystal.
ヘッドマウントディスプレイ等の観察装置においては、観察装置に用いられる観察光学系が広視野角に対応し、高い光学性能を有することが求められている。さらに、装置全体の軽量化が求められている。特許文献1は、鋸歯形状を有する凹面を観察側に向けたフレネルレンズが最も眼に近い位置に配置された観察光学系を開示している。 In an observation device such as a head-mounted display, the observation optical system used in the observation device is required to have a wide viewing angle and high optical performance. Further, it is required to reduce the weight of the entire device. Patent Document 1 discloses an observation optical system in which a Fresnel lens having a serrated concave surface facing the observation side is arranged at a position closest to the eye.
特許文献1の観察光学系は、フレネルレンズを1枚だけ用いているため、高い光学性能を得ることが難しい。広視野でありながら、高い光学性能を有し、全体が軽量な観察光学系を得るには、フレネルレンズの数や配置、形状を適切に設定する必要がある。 Since the observation optical system of Patent Document 1 uses only one Fresnel lens, it is difficult to obtain high optical performance. In order to obtain an observation optical system that has a wide field of view, high optical performance, and is lightweight as a whole, it is necessary to appropriately set the number, arrangement, and shape of Fresnel lenses.
本発明は、広視野でありながら、高い光学性能を有し、小型の観察光学系及びそれを有する観察装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an observation optical system having a wide field of view, high optical performance, a small observation optical system, and an observation device having the same.
本発明の一側面としての観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有し、前記第1フレネルレンズと前記第2フレネルレンズはそれぞれ画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、前記第1フレネルレンズの焦点距離をf1、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、1.5<f1/f<5.0なる条件式を満足することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有し、前記第1フレネルレンズは観察面側がフレネル面である負の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズは画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、前記第1フレネルレンズの焦点距離をf1、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、1.5<|f1|/f<5.0なる条件式を満足することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズ、第3フレネルレンズを有し、前記第1フレネルレンズと前記第3フレネルレンズはそれぞれ画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズは観察面側がフレネル面である負の屈折力のフレネルレンズであり、前記第1フレネルレンズの焦点距離をf1、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、1.5<f1/f<5.0なる条件式を満足することを特徴とする。
また、本発明の他の側面としての観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有し、前記第1フレネルレンズは画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズは観察面側がフレネル面である負の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズの焦点距離をf2、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、1.5<|f2|/f<5.0なる条件式を満足することを特徴とする。
The observation optical system as one aspect of the present invention is an observation optical system for observing an image displayed on an image display surface, and is a positive lens arranged in order from the observation surface side to the image display surface side. 1 Fresnel lens, a second Fresnel lens, the first Fresnel lens and the second Fresnel lens, each image display surface side is Fureneruren's of positive refractive power is a Fresnel surface, the focal point of the first Fresnel lens When the distance is f1 and the focal distance of the observation optical system is f, the condition equation of 1.5 <f1 / f <5.0 is satisfied.
Further, the observation optical system as another aspect of the present invention is an observation optical system for observing an image displayed on the image display surface, and is arranged in order from the observation surface side to the image display surface side. It has a lens, a first Fresnel lens, and a second Fresnel lens. The first Fresnel lens is a Fresnel lens having a negative refractive force whose observation surface side is a Fresnel surface, and the second Fresnel lens has a Fresnel surface on the image display surface side. This is a Fresnel lens having a positive refractive power, and when the focal distance of the first Fresnel lens is f1 and the focal distance of the observation optical system is f, 1.5 << f1 | / f <5.0. It is characterized by satisfying a conditional expression.
Further, the observation optical system as another aspect of the present invention is an observation optical system for observing an image displayed on the image display surface, and is arranged in order from the observation surface side to the image display surface side. It has a lens, a first Fresnel lens, a second Fresnel lens, and a third Fresnel lens, and each of the first Fresnel lens and the third Fresnel lens is a Fresnel lens having a positive refractive force whose image display surface side is a Fresnel surface. The second Fresnel lens is a Fresnel lens having a negative refractive force whose observation surface side is a Fresnel surface, and when the focal distance of the first Fresnel lens is f1 and the focal distance of the observation optical system is f, 1. It is characterized in that it satisfies the conditional expression of 5 <f1 / f <5.0.
Further, the observation optical system as another aspect of the present invention is an observation optical system for observing an image displayed on the image display surface, and is arranged in order from the observation surface side to the image display surface side. It has a lens, a first Fresnel lens, and a second Fresnel lens. The first Fresnel lens is a Fresnel lens having a positive refractive force whose image display surface side is a Fresnel surface, and the second Fresnel lens has a Fresnel surface on the observation surface side. This is a Fresnel lens having a negative refractive power, and when the focal distance of the second Fresnel lens is f2 and the focal distance of the observation optical system is f, 1.5 << f2 | / f <5.0. It is characterized by satisfying a conditional expression.
本発明によれば、広視野でありながら、高い光学性能を有し、小型の観察光学系及びそれを有する観察装置が得られる。 According to the present invention, it is possible to obtain a small observation optical system and an observation device having the same, which have high optical performance while having a wide field of view.
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察光学系は、観察面側から画像表示面側へ順に第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有している。観察光学系に含まれるフレネルレンズが正の屈折力のときは、フレネルレンズの画像表示面側がフレネル形状よりなる。観察光学系に含まれるフレネルレンズが負の屈折力のときは、フレネルレンズの観察面側がフレネル形状である。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The observation optical system of the present invention is an observation optical system for observing an image displayed on an image display surface, and the observation optical system is a first Fresnel lens and a second Fresnel lens in order from the observation surface side to the image display surface side. It has a Fresnel lens. When the Fresnel lens included in the observation optical system has a positive refractive power, the image display surface side of the Fresnel lens has a Fresnel shape. When the Fresnel lens included in the observation optical system has a negative refractive power, the observation surface side of the Fresnel lens has a Fresnel shape.
図1は本発明の実施例1の観察光学系を有する観察装置のレンズ断面図である。図2(A)、(B)は本発明の実施例1の観察光学系のアイレリーフ10mmとアイレリーフ20mmにおける縦収差図である。図3は本発明の実施例2の観察光学系を有する観察装置のレンズ断面図である。図4(A)、(B)は本発明の実施例2の観察光学系のアイレリーフ10mmとアイレリーフ20mmにおける縦収差図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a lens of an observation device having an observation optical system according to a first embodiment of the present invention. 2 (A) and 2 (B) are longitudinal aberration diagrams of the observation optical system of Example 1 of the present invention at an eye relief of 10 mm and an eye relief of 20 mm. FIG. 3 is a cross-sectional view of a lens of an observation device having an observation optical system according to a second embodiment of the present invention. 4 (A) and 4 (B) are longitudinal aberration diagrams of the observation optical system of the second embodiment of the present invention at an eye relief of 10 mm and an eye relief of 20 mm.
図5は本発明の実施例3の観察光学系を有する観察装置のレンズ断面図である。図6(A)、(B)は本発明の実施例3の観察光学系のアイレリーフ10mmとアイレリーフ20mmにおける縦収差図である。図7は本発明の実施例4の観察光学系を有する観察装置のレンズ断面図である。図8(A)、(B)は本発明の実施例4の観察光学系のアイレリーフ10mmとアイレリーフ20mmにおける縦収差図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of a lens of an observation device having an observation optical system according to a third embodiment of the present invention. 6 (A) and 6 (B) are longitudinal aberration diagrams of the observation optical system of the third embodiment of the present invention at an eye relief of 10 mm and an eye relief of 20 mm. FIG. 7 is a cross-sectional view of a lens of an observation device having an observation optical system according to a fourth embodiment of the present invention. 8 (A) and 8 (B) are longitudinal aberration diagrams of the observation optical system of the fourth embodiment of the present invention at an eye relief of 10 mm and an eye relief of 20 mm.
図9は本発明の実施例5の観察光学系を有する観察装置のレンズ断面図である。図10(A)、(B)は本発明の実施例5の観察光学系のアイレリーフ10mmとアイレリーフ20mmにおける縦収差図である。図11(A)、(B)は本発明に係るフレネルレンズ集合体を正の屈折力の2枚のレンズにおいて、観察面側の面に有限の曲率をつけた際の光路図と、画像表示面側の面に有限の曲率をつけた際の光路図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view of a lens of an observation device having an observation optical system according to a fifth embodiment of the present invention. 10 (A) and 10 (B) are longitudinal aberration diagrams of the observation optical system of Example 5 of the present invention at an eye relief of 10 mm and an eye relief of 20 mm. 11 (A) and 11 (B) show an optical path diagram and an image display when the Fresnel lens assembly according to the present invention is provided with a finite curvature on the surface on the observation surface side in two lenses having a positive refractive power. It is an optical path diagram when a finite curvature is given to the surface on the surface side.
図12(A)は本発明に係るフレネルレンズ集合体を正の屈折力のレンズと負の屈折力のレンズの各々1枚において、負の屈折力の画像表示面側の面に有限の曲率をつけた際の光路図とである。図12(B)は負の屈折力のレンズの観察面側の面に有限の曲率をつけた際の光路図である。図13(A)、(B)、(C)は本発明に係るフレネルレンズの説明図である。 FIG. 12A shows a Fresnel lens assembly according to the present invention having a finite curvature on the surface of the negative refractive power on the image display surface side in each of the positive refractive power lens and the negative refractive power lens. It is an optical path diagram when it is attached. FIG. 12B is an optical path diagram when a finite curvature is applied to the surface of the lens having a negative refractive power on the observation surface side. 13 (A), (B), and (C) are explanatory views of a Fresnel lens according to the present invention.
レンズ断面図において、L0は観察光学系であり、正の屈折力のレンズ(正レンズ)LPとフレネルレンズ集合体FLを有する。ここでレンズLPはレンズ面が曲率を有した曲面であり、該曲面で屈折作用をするレンズであって、フレネルレンズは含まれない。IDは画像表示面であり、例えば液晶表示素子ID1が配置される。SPは観察面であり、観察者の瞳が位置する。観察面SPには絞りSP1が配置される場合もある。 In the lens cross-sectional view, L0 is an observation optical system, and has a lens (positive lens) LP having a positive refractive power and a Fresnel lens aggregate FL. Here, the lens LP is a curved surface having a curved lens surface, and is a lens that refracts on the curved surface, and does not include a Fresnel lens. The ID is an image display surface, and for example, a liquid crystal display element ID1 is arranged. The SP is an observation surface, and the observer's pupil is located. A diaphragm SP1 may be arranged on the observation surface SP.
各実施例のレンズ断面図において、アイレリーフは、光軸上における、アイポイントと最も観察側のレンズ面の間隔を表す。なお、収差の評価については、画像表示面から光線を飛ばした観察面側での収差と、観察面側から光線を飛ばして画像表示面上での収差は一対一で対応するため、便宜上、画像表示面上での収差を評価している。また、各実施例の開口絞り径は、人間の瞳径の一例として3.5mmに設定している。 In the lens cross-sectional view of each embodiment, the eye relief represents the distance between the eye point and the lens surface on the most observed side on the optical axis. Regarding the evaluation of aberrations, the aberrations on the observation surface side where the light rays are blown from the image display surface and the aberrations on the image display surface when the light rays are blown from the observation surface side have a one-to-one correspondence. Aberrations on the display surface are evaluated. Further, the aperture diaphragm diameter of each embodiment is set to 3.5 mm as an example of the human pupil diameter.
本発明に係るフレネルレンズ集合体FLは複数のフレネルレンズを有することによって、全系の軽量化を維持しつつ、高い光学性能を得ている。 By having a plurality of Fresnel lenses, the Fresnel lens assembly FL according to the present invention has obtained high optical performance while maintaining the weight reduction of the entire system.
本発明において、観察光学系L0を構成するフレネルレンズ集合体FLは、観察面SP側から画像表示面ID側へ順に第1フレネルレンズL1、第2フレネルレンズL2を有している。フレネルレンズが正の屈折力のときは、フレネルレンズの画像表示面ID側がフレネル形状よりなる。フレネルレンズが負の屈折力のときは、フレネルレンズの観察面SP側がフレネル形状である。 In the present invention, the Fresnel lens assembly FL constituting the observation optical system L0 has a first Fresnel lens L1 and a second Fresnel lens L2 in order from the observation surface SP side to the image display surface ID side. When the Fresnel lens has a positive refractive power, the image display surface ID side of the Fresnel lens has a Fresnel shape. When the Fresnel lens has a negative refractive power, the observation surface SP side of the Fresnel lens has a Fresnel shape.
各実施例においてフレネルレンズは図13(A)に示すように曲率半径rのレンズ面を同心円状の複数の領域に分割する。このとき曲率半径rの値に応じて断面形状が鋸歯型のフレネル格子(プリズム)FPのみを平面上に同心円状に並べた形状よりなっている。同心円状の複数のフレネル格子は角度が異なるか、又は同一である。またフレネル格子の格子ピッチは中心(光軸)から周辺に従って異なるか又は同一である。 In each embodiment, the Fresnel lens divides the lens surface having a radius of curvature r into a plurality of concentric regions as shown in FIG. 13 (A). At this time, the cross-sectional shape is a shape in which only the saw-toothed Fresnel lattice (prism) FP is concentrically arranged on a plane according to the value of the radius of curvature r. Multiple concentric Fresnel grids have different or identical angles. Also, the lattice pitch of the Fresnel lattice differs or is the same from the center (optical axis) to the periphery.
後述する数値データにおいて、フレネルレンズ面Freにおける曲率半径rは図13(A)に示すレンズ面の曲率半径rに相当する。フレネルレンズ面の焦点距離を求めるときのパラメータの1つは通常のレンズの焦点距離を求めるのと同様に曲率半径rを用いている。フレネルレンズの焦点距離fと板厚(中心厚)、有効寸法(有効径)W、V等は図13(B)、(C)に示すとおりである。後述する条件式におけるフレネルレンズ面の曲率半径はフレネル形状とする前のレンズ面の曲率半径rを用いている。 In the numerical data described later, the radius of curvature r of the Fresnel lens surface Fre corresponds to the radius of curvature r of the lens surface shown in FIG. 13 (A). One of the parameters when determining the focal length of the Fresnel lens surface is the radius of curvature r, which is the same as when determining the focal length of a normal lens. The focal length f, plate thickness (center thickness), effective dimensions (effective diameter) W, V, etc. of the Fresnel lens are as shown in FIGS. 13 (B) and 13 (C). For the radius of curvature of the Fresnel lens surface in the conditional expression described later, the radius of curvature r of the lens surface before the Fresnel shape is used.
次に例としてフレネル集合体FLが2枚のフレネルレンズより構成され、第1フレネルレンズL1が正の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2が正の屈折力を有する場合の光学特性について説明する。ここで、正の屈折力の第1フレネルレンズL1と正の屈折力の第2フレネルレンズL2は共に画像表示面ID側の面をフレネル形状としている。その技術的内容を図11に基づいて説明する。 Next, as an example, the optical characteristics when the Fresnel aggregate FL is composed of two Fresnel lenses, the first Fresnel lens L1 has a positive refractive power, and the second Fresnel lens L2 has a positive refractive power will be described. To do. Here, both the first Fresnel lens L1 having a positive refractive power and the second Fresnel lens L2 having a positive refractive power have a Fresnel shape on the image display surface ID side. The technical contents will be described with reference to FIG.
図11の光学系は、説明の便宜上、片面が平らな通常のレンズを2枚配した場合を示している。図11(A)は観察面SP側に有限の曲率をつけた場合であり、観察面SP側に凸面を向けた形になり、特に広視野の場合、レンズ面の曲率に対して光線が斜入射になりすぎて、高次の収差が多く発生する。主に非点収差、像面湾曲が増大する。 The optical system of FIG. 11 shows a case where two ordinary lenses having a flat side are arranged for convenience of explanation. FIG. 11 (A) shows a case where a finite curvature is applied to the observation surface SP side, and the shape is such that the convex surface is directed to the observation surface SP side. It becomes too incident and many high-order aberrations occur. Mainly astigmatism and curvature of field increase.
図11(B)は画像表示面ID側に有限の曲率をつけた場合であり、画像表示面ID側に凸面を向けた形になり、曲率に対して光線が緩やかに入射する。このため、非点収差、像面湾曲を低減できる。すなわち、曲率の強い面を画像表示面ID側に配した方が、高い光学性能が得られる。便宜上、片面を平らにしたが、曲率の大きい面は画像表示面ID側になるので、画像表示面ID側の面をフレネル形状にすることによって、より軽量になる。 FIG. 11B shows a case where a finite curvature is applied to the image display surface ID side, the convex surface is directed to the image display surface ID side, and the light beam is gently incident on the curvature. Therefore, astigmatism and curvature of field can be reduced. That is, higher optical performance can be obtained by arranging a surface having a strong curvature on the image display surface ID side. For convenience, one side is flattened, but the surface having a large curvature is on the image display surface ID side. Therefore, by making the surface on the image display surface ID side a Fresnel shape, the weight becomes lighter.
次に、例としてフレネルレンズ集合体FLが2枚のフレネルレンズより構成され、第1フレネルレンズL1が正の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2が負の屈折力を有する場合の光学特性について説明する。ここで、負の屈折力の第2フレネルレンズL2は、観察面SP側の面をフレネル形状とし、正の屈折力の第1フレネルレンズL1は、画像表示面ID側の面をフレネル形状としている。正の屈折力の第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側をフレネル形状としている理由は、前述したのと同様である。 Next, as an example, the optical characteristics when the Fresnel lens assembly FL is composed of two Fresnel lenses, the first Fresnel lens L1 has a positive refractive power, and the second Fresnel lens L2 has a negative refractive power. Will be described. Here, the negative refractive power second Fresnel lens L2 has a Fresnel shape on the observation surface SP side, and the positive refractive power first Fresnel lens L1 has a Fresnel shape on the image display surface ID side. .. The reason why the image display surface ID side of the first Fresnel lens L1 having a positive refractive power has a Fresnel shape is the same as described above.
負の屈折力の第2フレネルレンズL2のフレネル形状を観察面SP側の面とした技術的内容を図12(A)、(B)に基づいて説明する。図12(A)、(B)の光学系は、説明の便宜上、片面が平らな通常のレンズを2枚配している。 The technical contents of the Fresnel shape of the second Fresnel lens L2 having a negative refractive power as the surface on the observation surface SP side will be described with reference to FIGS. 12 (A) and 12 (B). In the optical systems of FIGS. 12A and 12B, two ordinary lenses having a flat side are arranged for convenience of explanation.
図12(A)は負の屈折力の第2フレネルレンズL2の画像表示面ID側の面に有限の曲率をつけた場合であり、画像表示面ID側に凹面を向けた形になり、特に広視野の場合、曲率に対して光線が斜入射になりすぎて、高次の収差が多く発生する。主に非点収差、像面湾曲が増大する。 FIG. 12A shows a case where the surface of the second Fresnel lens L2 having a negative refractive power on the image display surface ID side is provided with a finite curvature, and the concave surface is directed toward the image display surface ID side. In the case of a wide field of view, the light beam is obliquely incident with respect to the curvature, and many high-order aberrations occur. Mainly astigmatism and curvature of field increase.
図12(B)は負の屈折力の第2フレネルレンズL2の観察面ID側の面に有限の曲率をつけた場合であり、観察面SP側に凹面を向けた形になるため、曲率に対して光線が緩やかに入射する。このため、主に非点収差、像面湾曲を低減できる。すなわち、曲率の強い面を観察面SPに配した方が、より高い光学性能が得られる。 FIG. 12B shows a case where the surface of the second Fresnel lens L2 having a negative refractive power on the observation surface ID side has a finite curvature, and the concave surface faces the observation surface SP side. On the other hand, the light beam is gently incident. Therefore, astigmatism and curvature of field can be mainly reduced. That is, higher optical performance can be obtained by arranging a surface having a strong curvature on the observation surface SP.
便宜上、片面を平らにしたが、負の屈折力の第2フレネルレンズL2の曲率の大きい面は観察面SP側になるので、観察面SP側の面をフレネル形状にすることによって、より軽量になる。 For convenience, one side is flattened, but the surface with a large curvature of the second Fresnel lens L2 with negative refractive power is on the observation surface SP side, so by making the surface on the observation surface SP side a Fresnel shape, it becomes lighter. Become.
以上の構成により広視野でありながら高い光学性能を有し、且つ軽量な観察光学系を達成している。 With the above configuration, a wide field of view, high optical performance, and a lightweight observation optical system have been achieved.
フレネルレンズ集合体FLが2枚のフレネルレンズより構成され、第1フレネルレンズL1が負の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2が正の屈折力を有する場合の光学特性も前述したのと同様である。またフレネルレンズ集合体FLが3枚のフレネルレンズより構成され、第1フレネルレンズL1が正の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2が負の屈折力を有し、第3フレネルレンズL3が正の屈折力を有する場合の光学特性も前述したのと同様である。 The optical characteristics when the Fresnel lens assembly FL is composed of two Fresnel lenses, the first Fresnel lens L1 has a negative refractive power, and the second Fresnel lens L2 has a positive refractive power are also described above. The same is true. Further, the Fresnel lens assembly FL is composed of three Fresnel lenses, the first Fresnel lens L1 has a positive refractive power, the second Fresnel lens L2 has a negative refractive power, and the third Fresnel lens L3 The optical characteristics when having a positive refractive power are the same as those described above.
次に各実施例の観察光学系L0及び観察光学系L0を有する観察装置について説明する。実施例1の観察光学系L0は、観察面SP側より順に、正の屈折力のレンズ(正レンズLP)、第1フレネルレンズL1、第2フレネルレンズL2を有する。実施例2の観察光学系L0は観察面SP側より順に、第1フレネルレンズL1、第2フレネルレンズL2を有する。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 Next, an observation device having an observation optical system L0 and an observation optical system L0 of each embodiment will be described. The observation optical system L0 of the first embodiment has a positive refractive power lens (positive lens LP), a first Fresnel lens L1, and a second Fresnel lens L2 in this order from the observation surface SP side. The observation optical system L0 of the second embodiment has a first Fresnel lens L1 and a second Fresnel lens L2 in this order from the observation surface SP side. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
第1フレネルレンズL1は正の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2は正の屈折力を有する。第1フレネルレンズL1の焦点距離をf1、観察光学系L0の焦点距離をfとする。第2フレネルレンズL2の焦点距離をf2とする。第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率半径をR11とする。第1フレネルレンズL1の画像表示面IP側の面の曲率半径をR12とする。第2フレネルレンズL2の観察面側の面の曲率半径をR21とする。第2フレネルレンズL2の画像表示面側の面の曲率半径をR22とする。 The first Fresnel lens L1 has a positive refractive power, and the second Fresnel lens L2 has a positive refractive power. Let f1 be the focal length of the first Fresnel lens L1 and f be the focal length of the observation optical system L0. Let the focal length of the second Fresnel lens L2 be f2. Let R11 be the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side. Let R12 be the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the IP side of the image display surface. Let R21 be the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the observation surface side. Let R22 be the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the image display surface side.
実施例1、2の観察光学系L0を有する観察装置は画像表示素子を有する。観察光学系L0によって拡大された画像表示素子の画像を、観察光学系L0を介して観察面SP側から観察する。このとき第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面頂点から、第2フレネルレンズL2の観察面SP側の主点までの距離をdとする。最も観察面SP側に配置されたレンズ(実施例1では正レンズLP、実施例2では第1フレネルレンズL1)の観察面SP側の面頂点から画像表示面IDまでの距離をLとする。 The observation device having the observation optical system L0 of Examples 1 and 2 has an image display element. The image of the image display element magnified by the observation optical system L0 is observed from the observation surface SP side via the observation optical system L0. At this time, let d be the distance from the surface apex of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side to the principal point of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side. Let L be the distance from the surface apex on the observation surface SP side of the lens (the positive lens LP in Example 1 and the first Fresnel lens L1 in Example 2) arranged closest to the observation surface SP side to the image display surface ID.
第1フレネルレンズL1の中心厚をd1、第2フレネルレンズL2の中心厚をd2とする。アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの実像高をy、アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの理想像高をy0とする。このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 The center thickness of the first Fresnel lens L1 is d1, and the center thickness of the second Fresnel lens L2 is d2. Let y be the real image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm, and y0 be an ideal image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
1.5<f1/f<5.0 ・・・(1X)
1.0<f2/f<6.0 ・・・(2X)
−1.4<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.6 ・・・(3X)
−1.5<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.5 ・・・(4X)
0.005<d/L<0.200 ・・・(5X)
0.01<(d1+d2)/L<0.10 ・・・(6X)
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1 ・・・(7X)
1.5 <f1 / f <5.0 ... (1X)
1.0 <f2 / f <6.0 ... (2X)
-1.4 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.6 ... (3X)
-1.5 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.5 ... (4X)
0.005 <d / L <0.200 ... (5X)
0.01 <(d1 + d2) / L <0.10 ... (6X)
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1 ... (7X)
更に好ましくは条件式(1X)乃至(7X)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.8<f1/f<4.7 ・・・(1Xa)
1.5<f2/f<5.8 ・・・(2Xa)
−1.3<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.7 ・・・(3Xa)
−1.4<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.7 ・・・(4Xa)
0.02<d/L<0.15 ・・・(5Xa)
0.02<(d1+d2)/L<0.08 ・・・(6Xa)
−0.26<(y−y0)/y0<−0.12 ・・・(7Xa)
More preferably, the numerical range of the conditional expressions (1X) to (7X) is set as follows.
1.8 <f1 / f <4.7 ... (1Xa)
1.5 <f2 / f <5.8 ... (2Xa)
-1.3 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.7 ... (3Xa)
-1.4 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.7 ... (4Xa)
0.02 <d / L <0.15 ... (5Xa)
0.02 <(d1 + d2) / L <0.08 ... (6Xa)
-0.26 <(y-y0) / y0 <-0.12 ... (7Xa)
更に好ましくは条件式(1Xa)乃至(7Xa)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
2.0<f1/f<4.4 ・・・(1Xb)
1.7<f2/f<5.6 ・・・(2Xb)
−1.2<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.8 ・・・(3Xb)
−1.3<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.8 ・・・(4Xb)
0.04<d/L<0.08 ・・・(5Xb)
0.03<(d1+d2)/L<0.07 ・・・(6Xb)
−0.25<(y−y0)/y0<−0.15 ・・・(7Xb)
More preferably, the numerical range of the conditional expressions (1Xa) to (7Xa) is set as follows.
2.0 <f1 / f <4.4 ... (1Xb)
1.7 <f2 / f <5.6 ... (2Xb)
-1.2 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.8 ... (3Xb)
-1.3 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.8 ... (4Xb)
0.04 <d / L <0.08 ... (5Xb)
0.03 <(d1 + d2) / L <0.07 ... (6Xb)
-0.25 <(y-y0) / y0 <-0.15 ... (7Xb)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(1X)は、第1フレネルレンズL1の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(1X)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、重量が増大する。
Next, the technical meaning of each of the above conditional expressions will be described.
The conditional expression (1X) defines the ratio of the focal length of the first Fresnel lens L1 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (1X) is exceeded, the refractive power of the first Fresnel lens L1 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight increases.
条件式(2X)は、第2フレネルレンズL2の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(2X)の下限を超えると、第2フレネルレンズL2の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、全系の重量が増大する。 The conditional expression (2X) defines the ratio of the focal length of the second Fresnel lens L2 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (2X) is exceeded, the refractive power of the second Fresnel lens L2 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight of the entire system increases.
条件式(3X)は、第1フレネルレンズL1の形状因子を規定している。条件式(3X)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (3X) defines the shape factor of the first Fresnel lens L1. When the lower limit of the conditional expression (3X) is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(4X)は、第2フレネルレンズL2の形状因子を規定している。条件式(4X)の下限を超えると、第2フレネルレンズL2の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第2フレネルレンズL2の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (4X) defines the shape factor of the second Fresnel lens L2. When the lower limit of the conditional expression (4X) is exceeded, the curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(5X)は、第2フレネルレンズL2の光軸上の位置に関する。条件式(5X)を満足するように、第2フレネルレンズL2の前側主点位置を適切な範囲で観察面SP側に隣接する第1フレネルレンズL1に近づけることによって、軸上光線の入射高の高い位置に第2フレネルレンズL2を配している。これによって、全系の焦点距離に対する寄与分が高まり、実質的に第2フレネルレンズL2の屈折力を緩めることができ、主に非点収差や像面湾曲を低減している。 The conditional expression (5X) relates to the position of the second Fresnel lens L2 on the optical axis. By moving the front principal point position of the second Fresnel lens L2 closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface SP side within an appropriate range so as to satisfy the conditional expression (5X), the incident height of the axial light beam is increased. The second Fresnel lens L2 is arranged at a high position. As a result, the contribution to the focal length of the entire system is increased, the refractive power of the second Fresnel lens L2 can be substantially relaxed, and astigmatism and curvature of field are mainly reduced.
条件式(5X)の下限を超えると、レンズ全長が長くなりすぎ、画像表示面IDが大型化するため、全系の重量が増大する。また、逆に上限を超えると、第2フレネルレンズL2の屈折力が強すぎて、主に像面湾曲や非点収差の発生が増大する。 If the lower limit of the conditional expression (5X) is exceeded, the total length of the lens becomes too long and the image display surface ID becomes large, so that the weight of the entire system increases. On the contrary, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the second Fresnel lens L2 is too strong, and the occurrence of curvature of field and astigmatism mainly increases.
条件式(6X)は、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の和に関する。条件式(6X)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の一方或いは両方の厚みが薄くなりすぎて、フレネルレンズの形状が変形しやすくなり、光学性能が低下してくる。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の一方或いは両方の厚みが厚くなりすぎて、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。 The conditional expression (6X) relates to the sum of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2. When the lower limit of the conditional expression (6X) is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2 becomes too thin, and the shape of the Fresnel lens is easily deformed. The optical performance will decrease. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2 becomes too thick, and the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
条件式(7X)は、観察光学系L0のアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を規定している。条件式(7X)の下限を超えると、正の屈折力が強すぎるため、周辺光線を強く光軸方向に曲げることになり、主に像面湾曲と非点収差が増大する。逆に上限を超えると、正の屈折力が小さすぎるため、各レンズ位置における周辺光線の入射高さが高くなり、有効径が増すので、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。 The conditional expression (7X) defines the amount of distortion of the observation optical system L0 at an eye relief of 10 mm and a half viewing angle of 45 degrees. If the lower limit of the conditional expression (7X) is exceeded, the positive refractive power is too strong, so that the peripheral light rays are strongly bent in the optical axis direction, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the positive refractive power is too small, so that the incident height of the peripheral light rays at each lens position increases and the effective diameter increases, so that the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
以上の構成により、広視野でありながら、高い光学性能を有し、かつ軽量な観察光学系が得られる。 With the above configuration, an observation optical system having a wide field of view, high optical performance, and light weight can be obtained.
[実施例1]
以下、図1を参照して、本発明の実施例の観察光学系L0について説明する。実施例1の観察光学系L0は、観察面SP側より順に、正レンズLP、正の屈折力の第1フレネルレンズL1、正の屈折力の第2フレネルレンズL2から構成されている。
[Example 1]
Hereinafter, the observation optical system L0 of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The observation optical system L0 of the first embodiment is composed of a positive lens LP, a first Fresnel lens L1 having a positive refractive power, and a second Fresnel lens L2 having a positive refractive power in order from the observation surface SP side.
正レンズLPは非球面形状のレンズ面を有した屈折レンズであり、主に球面収差を補正している。正レンズLPを周辺光線の入射高さの低い位置に配していることにより、重量の増大を防いでいる。正の屈折力の第1フレネルレンズL1のフレネル面Fre1と正の屈折力の第2フレネルレンズL2のフレネル面Fre2を画像表示面ID側としている。フレネル面Fre1とフレネル面Fre2を球面に換算したとき(以下同じ)の形状を画像表示面ID側に凸を向けた形状とすることで、フレネル面への光線の入射角度を抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。 The positive lens LP is a refracting lens having an aspherical lens surface, and mainly corrects spherical aberration. By arranging the positive lens LP at a position where the incident height of the peripheral light rays is low, an increase in weight is prevented. The Fresnel surface Fre1 of the first Fresnel lens L1 having a positive refractive power and the Fresnel surface Fre2 of the second Fresnel lens L2 having a positive refractive power are set as the image display surface ID side. By converting the Fresnel surface Fre1 and Fresnel surface Fre2 into a spherical surface (the same applies hereinafter), the shape is such that the convexity is directed toward the image display surface ID side, thereby suppressing the angle of incidence of light rays on the Fresnel surface, mainly. It suppresses curvature of field and astigmatism.
条件式(5X)を満足する適切な範囲で、第2フレネルレンズL2の前側主点位置を適切な範囲で観察面SP側に隣接する第1フレネルレンズL1に近づけている。これによって、軸上光線の高い位置に第2フレネルレンズL2を配し、その結果、実質的に第2フレネルレンズL2の屈折力を緩めて、主に像面湾曲や非点収差の発生を抑えている。 The front principal point position of the second Fresnel lens L2 is brought closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface SP side in an appropriate range within an appropriate range satisfying the conditional expression (5X). As a result, the second Fresnel lens L2 is arranged at a high position of the axial light beam, and as a result, the refractive power of the second Fresnel lens L2 is substantially relaxed, and the occurrence of curvature of field and astigmatism is mainly suppressed. ing.
さらに、条件式(1X)を満足する適切な範囲で第1フレネルレンズL1の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(2X)を満足する適切な範囲で第2フレネルレンズL2の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(3X)を満足するように第1フレネルレンズL1を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差の発生を抑えている。 Further, the focal length of the first Fresnel lens L1 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (1X), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the focal length of the second Fresnel lens L2 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (2X), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the first Fresnel lens L1 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (3X), and is strengthened within an appropriate range to mainly suppress the occurrence of curvature of field and astigmatism. There is.
さらに、条件式(4X)を満足するように第2フレネルレンズL2を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(6X)を満足する適切な範囲で、第1フレネルレンズL1と第2フレネルレンズL2の厚みを薄くし、軽量化を図っている。さらに、条件式(7X)を満足するようにアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を適切に設定することで、周辺光線の強い跳ね上げを抑制し、主に像面湾曲と非点収差の発生を抑えている。 Further, the second Fresnel lens L2 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (4X), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism. Further, the thickness of the first Fresnel lens L1 and the second Fresnel lens L2 is reduced in an appropriate range satisfying the conditional expression (6X) to reduce the weight. Furthermore, by appropriately setting the amount of distortion at an eye relief of 10 mm and a half-viewing angle of 45 degrees so as to satisfy the conditional expression (7X), strong bounce of peripheral rays is suppressed, and mainly curvature of field and astigmatism are suppressed. The occurrence of aberration is suppressed.
[実施例2]
以下、図3を参照して、本発明の実施例2による観察光学系L0について説明する。実施例2の観察光学系L0は、観察面SP側より順に、正の屈折力の第1フレネルレンズL1、正の屈折力の第2フレネルレンズL2から構成されている。
[Example 2]
Hereinafter, the observation optical system L0 according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The observation optical system L0 of the second embodiment is composed of a first Fresnel lens L1 having a positive refractive power and a second Fresnel lens L2 having a positive refractive power in order from the observation surface SP side.
正の屈折力の第1フレネルレンズL1のフレネル面Fre1と正の屈折力の第2フレネルレンズL2のフレネル面Fre2を画像表示面ID側としている。フレネル面Fre1とフレネル面Fre2を画像表示面ID側に凸を向けた形状とすることで、フレネル面への光線の入射角度を抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。各条件式の技術的意味は実施例1と同様である。 The Fresnel surface Fre1 of the first Fresnel lens L1 having a positive refractive power and the Fresnel surface Fre2 of the second Fresnel lens L2 having a positive refractive power are set as the image display surface ID side. By making the Fresnel surface Fre1 and the Fresnel surface Fre2 convex toward the image display surface ID side, the angle of incidence of the light rays on the Fresnel surface is suppressed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. The technical meaning of each conditional expression is the same as that of the first embodiment.
条件式(5X)を満足する適切な範囲で、第2フレネルレンズL2の前側主点位置を適切な範囲で観察面SP側に隣接する第1フレネルレンズL1に近づけている。これによって、軸上光線の高い位置に第2フレネルレンズL2を配し、その結果、実質的に第2フレネルレンズL2の屈折力を緩めて、主に像面湾曲や非点収差を抑えている。 The front principal point position of the second Fresnel lens L2 is brought closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface SP side in an appropriate range within an appropriate range satisfying the conditional expression (5X). As a result, the second Fresnel lens L2 is arranged at a high position of the axial light beam, and as a result, the refractive power of the second Fresnel lens L2 is substantially relaxed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. ..
さらに、条件式(1X)を満足する適切な範囲で第1フレネルレンズL1の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(2X)を満足する適切な範囲で第2フレネルレンズL2の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(3X)を満足するように第1フレネルレンズL1を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。 Further, the focal length of the first Fresnel lens L1 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (1X), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the focal length of the second Fresnel lens L2 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (2X), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the first Fresnel lens L1 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (3X), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism.
さらに、条件式(4X)を満足するように第2フレネルレンズL2を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(6X)を満足する適切な範囲で、第1フレネルレンズL1と第2フレネルレンズL2の厚みを薄くし、軽量化を図っている。さらに、条件式(7X)を満足するようにアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を適切に設定することで、周辺光線の強い跳ね上げを抑制し、主に像面湾曲と非点収差の発生を抑えている。 Further, the second Fresnel lens L2 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (4X), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism. Further, the thickness of the first Fresnel lens L1 and the second Fresnel lens L2 is reduced in an appropriate range satisfying the conditional expression (6X) to reduce the weight. Furthermore, by appropriately setting the amount of distortion at an eye relief of 10 mm and a half-viewing angle of 45 degrees so as to satisfy the conditional expression (7X), strong bounce of peripheral rays is suppressed, and mainly curvature of field and astigmatism are suppressed. The occurrence of aberration is suppressed.
次に実施例3の観察光学系L0は観察面SP側より順に正レンズLP、第1フレネルレンズL1、第2フレネルレンズL2、第3フレネルレンズL3を有する。このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 Next, the observation optical system L0 of Example 3 has a positive lens LP, a first Fresnel lens L1, a second Fresnel lens L2, and a third Fresnel lens L3 in order from the observation surface SP side. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
第1フレネルレンズL1は、正の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2は負の屈折力を有し、第3フレネルレンズL3は正の屈折力を有する。第1フレネルレンズL1の焦点距離をf1、観察光学系L0の焦点距離をfとする。第3フレネルレンズL3の焦点距離をf3とする。第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率半径をR11、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率半径をR12とする。第3フレネルレンズL3の観察面SP側の面の曲率半径をR31、第3フレネルレンズL3の画像表示面ID側の面の曲率半径をR32とする。 The first Fresnel lens L1 has a positive refractive power, the second Fresnel lens L2 has a negative refractive power, and the third Fresnel lens L3 has a positive refractive power. Let f1 be the focal length of the first Fresnel lens L1 and f be the focal length of the observation optical system L0. Let the focal length of the third Fresnel lens L3 be f3. The radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side is R11, and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side is R12. The radius of curvature of the surface of the third Fresnel lens L3 on the observation surface SP side is R31, and the radius of curvature of the surface of the third Fresnel lens L3 on the image display surface ID side is R32.
実施例3の観察光学系L0を有する観察装置は、画像情報を表示する画像表示素子を有する。観察光学系L0によって拡大された画像表示素子の画像情報を観察光学系L0を介して観察面SP側から観察する。第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面頂点から、第3フレネルレンズL3の観察面SP側の主点までの距離をdとする。最も観察面SP側に配置されたレンズ(正レンズLP)の観察面SP側の面頂点から画像表示面IDまでの距離をLとする。第1フレネルレンズL1の中心厚をd1、第3フレネルレンズL3の中心厚をd3とする。 The observation device having the observation optical system L0 of the third embodiment has an image display element for displaying image information. The image information of the image display element enlarged by the observation optical system L0 is observed from the observation surface SP side via the observation optical system L0. Let d be the distance from the surface apex on the image display surface ID side of the first Fresnel lens L1 to the principal point on the observation surface SP side of the third Fresnel lens L3. Let L be the distance from the surface apex on the observation surface SP side of the lens (positive lens LP) arranged on the observation surface SP side to the image display surface ID. The center thickness of the first Fresnel lens L1 is d1, and the center thickness of the third Fresnel lens L3 is d3.
アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの実像高をy、アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの理想像高をy0とする。このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 Let y be the real image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm, and y0 be an ideal image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
1.5<f1/f<5.0 ・・・(1W)
1.0<f3/f<6.0 ・・・(2W)
−1.4<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.6 ・・・(3W)
−1.5<(R32+R31)/(R32−R31)<−0.5 ・・・(4W)
0.005<d/L<0.200 ・・・(5W)
0.01<(d1+d3)/L<0.10 ・・・(6W)
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1 ・・・(7W)
1.5 <f1 / f <5.0 ... (1W)
1.0 <f3 / f <6.0 ... (2W)
-1.4 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.6 ... (3W)
-1.5 <(R32 + R31) / (R32-R31) <-0.5 ... (4W)
0.005 <d / L <0.200 ... (5W)
0.01 <(d1 + d3) / L <0.10 ... (6W)
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1 ... (7W)
更に好ましくは条件式(1W)乃至(7W)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.8<f1/f<4.7 ・・・(1Wa)
1.5<f3/f<5.8 ・・・(2Wa)
−1.3<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.7 ・・・(3Wa)
−1.4<(R32+R31)/(R32−R31)<−0.7 ・・・(4Wa)
0.02<d/L<0.15 ・・・(5Wa)
0.02<(d1+d3)/L<0.08 ・・・(6Wa)
−0.26<(y−y0)/y0<−0.12 ・・・(7Wa)
More preferably, the numerical range of the conditional expressions (1W) to (7W) is set as follows.
1.8 <f1 / f <4.7 ... (1Wa)
1.5 <f3 / f <5.8 ... (2Wa)
-1.3 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.7 ... (3Wa)
-1.4 <(R32 + R31) / (R32-R31) <-0.7 ... (4Wa)
0.02 <d / L <0.15 ... (5Wa)
0.02 <(d1 + d3) / L <0.08 ... (6Wa)
-0.26 <(y-y0) / y0 <-0.12 ... (7Wa)
更に好ましくは条件式(1Wa)乃至(7Wa)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
2.0<f1/f<4.4 ・・・(1Wb)
1.7<f3/f<5.6 ・・・(2Wb)
−1.2<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.8 ・・・(3Wb)
−1.3<(R32+R31)/(R32−R31)<−0.8 ・・・(4Wb)
0.04<d/L<0.08 ・・・(5Wb)
0.03<(d1+d3)/L<0.07 ・・・(6Wb)
−0.25<(y−y0)/y0<−0.15 ・・・(7Wb)
More preferably, the numerical range of the conditional expressions (1 Wa) to (7 Wa) is set as follows.
2.0 <f1 / f <4.4 ... (1Wb)
1.7 <f3 / f <5.6 ... (2Wb)
-1.2 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.8 ... (3Wb)
-1.3 <(R32 + R31) / (R32-R31) <-0.8 ... (4Wb)
0.04 <d / L <0.08 ... (5Wb)
0.03 <(d1 + d3) / L <0.07 ... (6Wb)
-0.25 <(y-y0) / y0 <-0.15 ... (7Wb)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(1W)は、第1フレネルレンズL1の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(1W)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、重量が増大する。 Next, the technical meaning of each of the above conditional expressions will be described. The conditional expression (1W) defines the ratio of the focal length of the first Fresnel lens L1 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (1W) is exceeded, the refractive power of the first Fresnel lens L1 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight increases.
条件式(2W)は、第3フレネルレンズL3の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(2W)の下限を超えると、第3フレネルレンズL3の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、全系の重量が増大する。 The conditional expression (2W) defines the ratio of the focal length of the third Fresnel lens L3 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (2W) is exceeded, the refractive power of the third Fresnel lens L3 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight of the entire system increases.
条件式(3W)は、第1フレネルレンズL1の形状因子を規定している。条件式(3W)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (3W) defines the shape factor of the first Fresnel lens L1. When the lower limit of the conditional expression (3W) is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(4W)は、第3フレネルレンズL3の形状因子を規定している。条件式(4W)の下限を超えると、第3フレネルレンズL3の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第3フレネルレンズL3の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (4W) defines the shape factor of the third Fresnel lens L3. When the lower limit of the conditional expression (4W) is exceeded, the curvature of the surface of the third Fresnel lens L3 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the third Fresnel lens L3 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(5W)は、第3フレネルレンズL3の光軸上の位置に関する。条件式(5W)を満足するように、第3フレネルレンズL3の前側主点位置を適切な範囲で観察面SP側に隣接する第1フレネルレンズL1に近づけることによって、軸上光線の入射高の高い位置に第3フレネルレンズL3を配している。これによって、全系の焦点距離に対する寄与分が高まり、実質的に第3フレネルレンズL3の屈折力を緩めることができ、主に非点収差や像面湾曲の発生を低減している。 The conditional expression (5W) relates to the position of the third Fresnel lens L3 on the optical axis. By moving the front principal point position of the third Fresnel lens L3 closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface SP side within an appropriate range so as to satisfy the conditional expression (5W), the incident height of the axial light beam is increased. The third Fresnel lens L3 is arranged at a high position. As a result, the contribution to the focal length of the entire system is increased, the refractive power of the third Fresnel lens L3 can be substantially relaxed, and the occurrence of astigmatism and curvature of field is mainly reduced.
条件式(5W)の下限を超えると、レンズ全長が長くなりすぎ、画像表示面IDが大型化するため、全系の重量が増大する。また、逆に上限を超えると、第3フレネルレンズL3の屈折力が強すぎて、主に像面湾曲や非点収差が増大する。 If the lower limit of the conditional expression (5W) is exceeded, the total length of the lens becomes too long and the image display surface ID becomes large, so that the weight of the entire system increases. On the contrary, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the third Fresnel lens L3 is too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(6W)は、第1フレネルレンズL1の中心厚と第3フレネルレンズL3の中心厚の和に関する。条件式(6W)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第3フレネルレンズL3の中心厚の一方或いは両方の厚みが薄くなりすぎて、フレネルレンズの形状が変形しやすくなり、光学性能が低下してくる。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第3フレネルレンズL3の中心厚の一方或いは両方の厚みが厚くなりすぎて、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。 The conditional expression (6W) relates to the sum of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the third Fresnel lens L3. When the lower limit of the conditional expression (6W) is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the third Fresnel lens L3 becomes too thin, and the shape of the Fresnel lens is easily deformed. The optical performance will decrease. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the third Fresnel lens L3 becomes too thick, and the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
条件式(7W)は、観察光学系L0のアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を規定している。条件式(7W)の下限を超えると、正の屈折力が強すぎるため、周辺光線を強く光軸方向に曲げることになり、主に像面湾曲と非点収差が増大する。逆に上限を超えると、正の屈折力が小さすぎるため、各レンズ位置における周辺光線の入射高さが高くなり、有効径が増すので、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。
以上の構成により、広視野でありながら、高い光学性能を有し、かつ軽量な観察光学系が得られる。
The conditional expression (7W) defines the amount of distortion of the observation optical system L0 at an eye relief of 10 mm and a half viewing angle of 45 degrees. If the lower limit of the conditional expression (7W) is exceeded, the positive refractive power is too strong, so that the peripheral light rays are strongly bent in the optical axis direction, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the positive refractive power is too small, so that the incident height of the peripheral light rays at each lens position increases and the effective diameter increases, so that the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
With the above configuration, an observation optical system having a wide field of view, high optical performance, and light weight can be obtained.
[実施例3]
以下、図5を参照して、本発明の実施例3の観察光学系L0について説明する。実施例3の観察光学系L0は、観察面SP側より順に、正レンズLP、正の屈折力の第1フレネルレンズL1、負の屈折力の第2フレネルレンズL2、正の屈折力の第3フレネルレンズL3から構成されている。
[Example 3]
Hereinafter, the observation optical system L0 of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The observation optical system L0 of the third embodiment is, in order from the observation surface SP side, a positive lens LP, a first Fresnel lens L1 having a positive refractive power, a second Fresnel lens L2 having a negative refractive power, and a third Fresnel lens having a positive refractive power. It is composed of a Fresnel lens L3.
正レンズLPは非球面形状のレンズ面を有した屈折レンズであり、主に球面収差を補正している。正レンズLPを周辺光線の入射高さの低い位置に配していることにより、重量の増大を防いでいる。正の屈折力の第1フレネルレンズL1のフレネル面Fre1と第3フレネルレンズL3のフレネル面Fre3を画像表示面IDとしている。フレネル面Fre1とフレネル面Fre3を画像表示面ID側に凸を向けた形状とすることで、フレネル面への光線入射角度を抑制し、主に像面湾曲と非点収差の発生を抑えている。負の屈折力の第2フレネルレンズL2を配することにより、主に倍率色収差を良好に補正している。 The positive lens LP is a refracting lens having an aspherical lens surface, and mainly corrects spherical aberration. By arranging the positive lens LP at a position where the incident height of the peripheral light rays is low, an increase in weight is prevented. The Fresnel surface Fre1 of the first Fresnel lens L1 having a positive refractive power and the Fresnel surface Fre3 of the third Fresnel lens L3 are designated as image display surface IDs. By making the Fresnel surface Fre1 and Fresnel surface Fre3 convex toward the image display surface ID side, the angle of light incident on the Fresnel surface is suppressed, and the curvature of field and the occurrence of astigmatism are mainly suppressed. .. By arranging the second Fresnel lens L2 having a negative refractive power, the chromatic aberration of magnification is mainly corrected satisfactorily.
条件式(5W)を満足する適切な範囲で、第3フレネルレンズL3の前側主点位置を適切な範囲で観察面側IDに隣接する第1フレネルレンズL1に近づけることによって、軸上光線の高い位置に第3フレネルレンズL3を配する。その結果、実質的に第3フレネルレンズL3の屈折力を緩めて、主に像面湾曲や非点収差を抑えている。 By bringing the front principal point position of the third Fresnel lens L3 closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface side ID in an appropriate range within an appropriate range satisfying the conditional expression (5W), the axial light beam is high. The third Fresnel lens L3 is arranged at the position. As a result, the refractive power of the third Fresnel lens L3 is substantially relaxed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed.
さらに、条件式(1W)を満足する適切な範囲で第1フレネルレンズL1の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(2W)を満足する適切な範囲で第3フレネルレンズL3の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(3W)を満足するように第1フレネルレンズL1を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。 Further, the focal length of the first Fresnel lens L1 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (1W), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the focal length of the third Fresnel lens L3 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (2W), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the first Fresnel lens L1 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (3W), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism.
さらに、条件式(4W)を満足するように第3フレネルレンズL3を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(6W)を満足する適切な範囲で、第1フレネルレンズL1と第3フレネルレンズL3の厚みを薄くし、軽量化を図っている。さらに、条件式(7W)を満足するようにアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を適切に設定することで、周辺光線の強い跳ね上げを抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。 Further, the third Fresnel lens L3 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (4W), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism. Further, the thickness of the first Fresnel lens L1 and the third Fresnel lens L3 is reduced in an appropriate range satisfying the conditional expression (6W) to reduce the weight. Furthermore, by appropriately setting the amount of distortion at an eye relief of 10 mm and a half-viewing angle of 45 degrees so as to satisfy the conditional expression (7W), strong bounce of peripheral rays is suppressed, and mainly curvature of field and astigmatism are suppressed. Aberration is suppressed.
実施例4の観察光学系L0は観察面SP側より順に、正レンズLP、第1フレネルレンズL1、第2フレネルレンズL2を有する。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 The observation optical system L0 of the fourth embodiment has a positive lens LP, a first Fresnel lens L1, and a second Fresnel lens L2 in order from the observation surface SP side. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
第1フレネルレンズL1は負の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2は正の屈折力を有する。第1フレネルレンズL1の焦点距離をf1、観察光学系L0の焦点距離をfとする。第2フレネルレンズL2の焦点距離をf2とする。第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率半径をR11、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率半径をR12とする。第2フレネルレンズL2の観察面SP側の面の曲率半径をR21、第2フレネルレンズL2の画像表示面ID側の面の曲率半径をR22とする。 The first Fresnel lens L1 has a negative refractive power, and the second Fresnel lens L2 has a positive refractive power. Let f1 be the focal length of the first Fresnel lens L1 and f be the focal length of the observation optical system L0. Let the focal length of the second Fresnel lens L2 be f2. The radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side is R11, and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side is R12. The radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side is R21, and the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the image display surface ID side is R22.
実施例4の観察光学系L0を有する観察装置は、画像表示素子を有する。観察光学系L0によって拡大された画像表示素子の画像を、観察光学系L0を介して観察面SP側から観察する。このとき第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面頂点から、第2フレネルレンズL2の観察面SP側の主点までの距離をdとする。最も観察面SP側に配置されたレンズ(正レンズLP)の観察面SP側の面頂点から画像表示面IDまでの距離をLとする。 The observation device having the observation optical system L0 of the fourth embodiment has an image display element. The image of the image display element magnified by the observation optical system L0 is observed from the observation surface SP side via the observation optical system L0. At this time, let d be the distance from the surface apex of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side to the principal point of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side. Let L be the distance from the surface apex on the observation surface SP side of the lens (positive lens LP) arranged on the observation surface SP side to the image display surface ID.
第1フレネルレンズL1の中心厚をd1、第2フレネルレンズL2の中心厚をd2とする。アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの実像高をy、アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの理想像高をy0とする。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 The center thickness of the first Fresnel lens L1 is d1, and the center thickness of the second Fresnel lens L2 is d2. Let y be the real image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm, and y0 be an ideal image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
1.5<|f1|/f<5.0 ・・・(1Y)
3.0<f2/f<6.5 ・・・(2Y)
0.6<(R12+R11)/(R12−R11)<1.5 ・・・(3Y)
−1.5<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.6 ・・・(4Y)
0.005<d/L<0.200 ・・・(5Y)
0.01<(d1+d2)/L<0.15 ・・・(6Y)
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1 ・・・(7Y)
1.5 << f1 | / f <5.0 ... (1Y)
3.0 <f2 / f <6.5 ... (2Y)
0.6 <(R12 + R11) / (R12-R11) <1.5 ... (3Y)
-1.5 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.6 ... (4Y)
0.005 <d / L <0.200 ... (5Y)
0.01 <(d1 + d2) / L <0.15 ... (6Y)
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1 ... (7Y)
更に好ましくは条件式(1Y)乃至(7Y)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
2.0<|f1|/f<4.9 ・・・(1Ya)
3.4<f2/f<5.6 ・・・(2Ya)
0.7<(R12+R11)/(R12−R11)<1.4 ・・・(3Ya)
−1.4<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.7 ・・・(4Ya)
0.01<d/L<0.10 ・・・(5Ya)
0.02<(d1+d2)/L<0.10 ・・・(6Ya)
−0.26<(y−y0)/y0<−0.12 ・・・(7Ya)
More preferably, the numerical range of the conditional expressions (1Y) to (7Y) is set as follows.
2.0 << | f1 | / f <4.9 ... (1Ya)
3.4 <f2 / f <5.6 ... (2Ya)
0.7 <(R12 + R11) / (R12-R11) <1.4 ... (3Ya)
-1.4 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.7 ... (4Ya)
0.01 <d / L <0.10 ... (5Ya)
0.02 <(d1 + d2) / L <0.10 ... (6Ya)
-0.26 <(y-y0) / y0 <-0.12 ... (7Ya)
更に好ましくは条件式(1Ya)乃至(7Ya)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
2.2<|f1|/f<4.8 ・・・(1Yb)
3.6<f2/f<5.4 ・・・(2Yb)
0.75<(R12+R11)/(R12−R11)<1.30 ・・・(3Yb)
−1.3<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.8 ・・・(4Yb)
0.015<d/L<0.060 ・・・(5Yb)
0.025<(d1+d2)/L<0.060 ・・・(6Yb)
−0.25<(y−y0)/y0<−0.19 ・・・(7Yb)
More preferably, the numerical range of the conditional expression (1Ya) to (7Ya) is set as follows.
2.2 << f1 | / f <4.8 ... (1Yb)
3.6 <f2 / f <5.4 ... (2Yb)
0.75 <(R12 + R11) / (R12-R11) <1.30 ... (3Yb)
-1.3 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.8 ... (4Yb)
0.015 <d / L <0.060 ... (5Yb)
0.025 <(d1 + d2) / L <0.060 ... (6Yb)
-0.25 <(y-y0) / y0 <-0.19 ... (7Yb)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。
条件式(1Y)は、第1フレネルレンズL1の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(1Y)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、重量が増大する。
Next, the technical meaning of each of the above conditional expressions will be described.
The conditional expression (1Y) defines the ratio of the focal length of the first Fresnel lens L1 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (1Y) is exceeded, the refractive power of the first Fresnel lens L1 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight increases.
条件式(2Y)は、第2フレネルレンズL2の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(2Y)の下限を超えると、第2フレネルレンズL2の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、全系の重量が増大する。 The conditional expression (2Y) defines the ratio of the focal length of the second Fresnel lens L2 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (2Y) is exceeded, the refractive power of the second Fresnel lens L2 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight of the entire system increases.
条件式(3Y)は、第1フレネルレンズL1の形状因子を規定している。条件式(3Y)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (3Y) defines the shape factor of the first Fresnel lens L1. When the lower limit of the conditional expression (3Y) is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(4Y)は、第2フレネルレンズL2の形状因子を規定している。条件式(4Y)の下限を超えると、第2フレネルレンズL2の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第2フレネルレンズL2の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (4Y) defines the shape factor of the second Fresnel lens L2. When the lower limit of the conditional expression (4Y) is exceeded, the curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(5Y)は、第2フレネルレンズL2の光軸上の位置に関する。条件式(5Y)を満足するように、第2フレネルレンズL2の前側主点位置を適切な範囲で観察面SP側に隣接する第1フレネルレンズL1に近づけることによって、軸上光線の入射高の高い位置に第2フレネルレンズL2を配している。これによって、全系の焦点距離に対する寄与分が高まり、実質的に第2フレネルレンズL2の屈折力を緩めることができ、主に非点収差や像面湾曲の発生を低減している。 The conditional expression (5Y) relates to the position of the second Fresnel lens L2 on the optical axis. By moving the front principal point position of the second Fresnel lens L2 closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface SP side within an appropriate range so as to satisfy the conditional expression (5Y), the incident height of the axial light beam is increased. The second Fresnel lens L2 is arranged at a high position. As a result, the contribution to the focal length of the entire system is increased, the refractive power of the second Fresnel lens L2 can be substantially relaxed, and the occurrence of astigmatism and curvature of field is mainly reduced.
条件式(5Y)の下限を超えると、レンズ全長が長くなりすぎ、画像表示面IDが大型化するため、全系の重量が増大する。また、逆に上限を超えると、第2フレネルレンズL2の屈折力が強すぎて、主に像面湾曲や非点収差の発生が増大する。 If the lower limit of the conditional expression (5Y) is exceeded, the total length of the lens becomes too long and the image display surface ID becomes large, so that the weight of the entire system increases. On the contrary, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the second Fresnel lens L2 is too strong, and the occurrence of curvature of field and astigmatism mainly increases.
条件式(6Y)は、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の和に関する。条件式(6Y)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の一方或いは両方の厚みが薄くなりすぎて、フレネルレンズの形状が変形しやすくなり、光学性能が低下してくる。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の一方或いは両方の厚みが厚くなりすぎて、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。 The conditional expression (6Y) relates to the sum of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2. When the lower limit of the conditional expression (6Y) is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2 becomes too thin, and the shape of the Fresnel lens is easily deformed. The optical performance will decrease. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2 becomes too thick, and the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
条件式(7Y)は、観察光学系L0のアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を規定している。条件式(7Y)の下限を超えると、正の屈折力が強すぎるため、周辺光線を強く光軸方向に曲げることになり、主に像面湾曲と非点収差が増大する。逆に上限を超えると、正の屈折力が小さすぎるため、各レンズ位置における周辺光線の入射高さが高くなり、有効径が増すので、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。
以上の構成により、広視野でありながら、高い光学性能を有し、かつ軽量な観察光学系が得られる。
The conditional expression (7Y) defines the amount of distortion of the observation optical system L0 at an eye relief of 10 mm and a half viewing angle of 45 degrees. If the lower limit of the conditional expression (7Y) is exceeded, the positive refractive power is too strong, so that the peripheral light rays are strongly bent in the optical axis direction, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the positive refractive power is too small, so that the incident height of the peripheral light rays at each lens position increases and the effective diameter increases, so that the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
With the above configuration, an observation optical system having a wide field of view, high optical performance, and light weight can be obtained.
[実施例4]
以下、図7を参照して、本発明の実施例4の観察光学系L0について説明する。実施例4の観察光学系L0は、観察面SP1側より順に、正レンズLP、負の屈折力の第1フレネルレンズL1、正の屈折力の第2フレネルレンズL2から構成されている。
[Example 4]
Hereinafter, the observation optical system L0 of the fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The observation optical system L0 of the fourth embodiment is composed of a positive lens LP, a first Fresnel lens L1 having a negative refractive power, and a second Fresnel lens L2 having a positive refractive power in this order from the observation surface SP1 side.
正レンズL1は非球面形状の面を有した屈折レンズであり、主に球面収差を補正している。正レンズLPを周辺光線の入射高さの低い位置に配していることにより、重量の増大を防いでいる。負の屈折力の第1フレネルレンズL1のフレネル面Fre1を観察面SP側、正の屈折力の第2フレネルレンズL2のフレネル面Fre2を画像表示面ID側としている。フレネル面Fre1とフレネル面Fre2を画像表示面ID側に凸を向けた形状とすることで、フレネル面への光線の入射角度を抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。 The positive lens L1 is a refracting lens having an aspherical surface, and mainly corrects spherical aberration. By arranging the positive lens LP at a position where the incident height of the peripheral light rays is low, an increase in weight is prevented. The Fresnel surface Fre1 of the first Fresnel lens L1 having a negative power is the observation surface SP side, and the Fresnel surface Fre2 of the second Fresnel lens L2 having a positive power is the image display surface ID side. By making the Fresnel surface Fre1 and the Fresnel surface Fre2 convex toward the image display surface ID side, the angle of incidence of the light rays on the Fresnel surface is suppressed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed.
条件式(5Y)を満足する適切な範囲で、第2フレネルレンズL2の前側主点位置を適切な範囲で観察面側IDに隣接する第1フレネルレンズL1に近づけることによって、軸上光線の高い位置に第2フレネルレンズL2を配する。その結果、実質的に第2フレネルレンズL2の屈折力を緩めて、主に像面湾曲や非点収差を抑えている。 By bringing the front principal point position of the second Fresnel lens L2 closer to the first Fresnel lens L1 adjacent to the observation surface side ID in an appropriate range within an appropriate range satisfying the conditional expression (5Y), the axial light beam is high. The second Fresnel lens L2 is arranged at the position. As a result, the refractive power of the second Fresnel lens L2 is substantially relaxed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed.
さらに、条件式(1Y)を満足する適切な範囲で第1フレネルレンズL1の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(2Y)を満足する適切な範囲で第2フレネルレンズL2の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(3Y)を満足するように第1フレネルレンズL1を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。 Further, the focal length of the first Fresnel lens L1 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (1Y), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the focal length of the second Fresnel lens L2 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (2Y), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the first Fresnel lens L1 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (3Y), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism.
さらに、条件式(4Y)を満足するように第2フレネルレンズL2を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(6Y)を満足する適切な範囲で、第1フレネルレンズL1と第2フレネルレンズL2の厚みを薄くし、軽量化を図っている。さらに、条件式(7Y)を満足するようにアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を適切に設定することで、周辺光線の強い跳ね上げを抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。 Further, the second Fresnel lens L2 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (4Y), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism. Further, the thickness of the first Fresnel lens L1 and the second Fresnel lens L2 is reduced in an appropriate range satisfying the conditional expression (6Y) to reduce the weight. Furthermore, by appropriately setting the amount of distortion at an eye relief of 10 mm and a half-viewing angle of 45 degrees so as to satisfy the conditional expression (7Y), strong bounce of peripheral rays is suppressed, and mainly curvature of field and astigmatism are suppressed. Aberration is suppressed.
実施例5の観察光学系L0は観察面SP側より順に、正レンズSP、第1フレネルレンズL1、第2フレネルレンズL2を有する。このとき次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 The observation optical system L0 of the fifth embodiment has a positive lens SP, a first Fresnel lens L1, and a second Fresnel lens L2 in this order from the observation surface SP side. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
第1フレネルレンズL1は正の屈折力を有し、第2フレネルレンズL2は負の屈折力を有する。第2フレネルレンズL2の焦点距離をf2、観察光学系L0の焦点距離をfとする。第1フレネルレンズL1の焦点距離をf1とする。第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率半径をR11、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率半径をR12とする。第2フレネルレンズL2の観察面SP側の面の曲率半径をR21、第2フレネルレンズL2の画像表示面ID側の面の曲率半径をR22とする。 The first Fresnel lens L1 has a positive refractive power, and the second Fresnel lens L2 has a negative refractive power. Let f2 be the focal length of the second Fresnel lens L2 and f be the focal length of the observation optical system L0. Let the focal length of the first Fresnel lens L1 be f1. The radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side is R11, and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side is R12. The radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side is R21, and the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the image display surface ID side is R22.
実施例5の観察光学系L0を有する観察装置は、画像表示素子を有する。観察光学系L0によって拡大された画像表示素子の画像を、観察光学系L0を介して観察面SP側から観察する。このとき、第2フレネルレンズL2の観察面SP側の面頂点から、第1フレネルレンズL1の画像表示面側の主点までの距離をdとする。最も観察面SP側に配置されたレンズ(正レンズLP)の観察面SP側の面頂点から画像表示面IDまでの距離をLとする。 The observation device having the observation optical system L0 of the fifth embodiment has an image display element. The image of the image display element magnified by the observation optical system L0 is observed from the observation surface SP side via the observation optical system L0. At this time, let d be the distance from the surface apex of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side to the principal point of the first Fresnel lens L1 on the image display surface side. Let L be the distance from the surface apex on the observation surface SP side of the lens (positive lens LP) arranged on the observation surface SP side to the image display surface ID.
第1フレネルレンズL1の中心厚をd1、第2フレネルレンズL2の中心厚をd2とする。アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの実像高をy、アイレリーフ10mmにおいて観察半視野角45度における画像表示面IDの理想像高をy0とする。このとき、次の条件式のうち1つ以上を満足するのが良い。 The center thickness of the first Fresnel lens L1 is d1, and the center thickness of the second Fresnel lens L2 is d2. Let y be the real image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm, and y0 be an ideal image height of the image display surface ID at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm. At this time, it is preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
3.0<f1/f<6.5 ・・・(1Z)
1.5<|f2|/f<5.0 ・・・(2Z)
−1.5<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.6 ・・・(3Z)
0.6<(R22+R21)/(R22−R21)<1.5 ・・・(4Z)
0.005<d/L<0.200 ・・・(5Z)
0.01<(d1+d2)/L<0.15 ・・・(6Z)
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1 ・・・(7Z)
3.0 <f1 / f <6.5 ... (1Z)
1.5 << f2 | / f <5.0 ... (2Z)
-1.5 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.6 ... (3Z)
0.6 <(R22 + R21) / (R22-R21) <1.5 ... (4Z)
0.005 <d / L <0.200 ... (5Z)
0.01 <(d1 + d2) / L <0.15 ... (6Z)
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1 ... (7Z)
更に好ましくは条件式(1Z)乃至(7Z)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
3.4<f1/f<5.6 ・・・(1Za)
2.0<|f2|/f<4.9 ・・・(2Za)
−1.4<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.7 ・・・(3Za)
0.7<(R22+R21)/(R22−R21)<1.4 ・・・(4Za)
0.01<d/L<0.10 ・・・(5Za)
0.02<(d1+d2)/L<0.10 ・・・(6Za)
−0.26<(y−y0)/y0<−0.12 ・・・(7Za)
More preferably, the numerical range of the conditional expressions (1Z) to (7Z) is set as follows.
3.4 <f1 / f <5.6 ... (1Za)
2.0 << | f2 | / f <4.9 ... (2Za)
-1.4 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.7 ... (3Za)
0.7 <(R22 + R21) / (R22-R21) <1.4 ... (4Za)
0.01 <d / L <0.10 ... (5Za)
0.02 <(d1 + d2) / L <0.10 ... (6Za)
-0.26 <(y-y0) / y0 <-0.12 ... (7Za)
更に好ましくは条件式(1Za)乃至(7Za)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
3.6<f1/f<5.4 ・・・(1Zb)
2.2<|f2|/f<4.8 ・・・(2Zb)
−1.3<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.8 ・・・(3Zb)
0.75<(R22+R21)/(R22−R21)<1.30 ・・・(4Zb)
0.015<d/L<0.060 ・・・(5Zb)
0.025<(d1+d2)/L<0.060 ・・・(6Zb)
−0.25<(y−y0)/y0<−0.19 ・・・(7Zb)
More preferably, it is preferable to set the numerical range of the conditional expression (1Za) to (7Za) as follows.
3.6 <f1 / f <5.4 ... (1Zb)
2.2 << f2 | / f <4.8 ... (2Zb)
-1.3 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.8 ... (3Zb)
0.75 <(R22 + R21) / (R22-R21) <1.30 ... (4Zb)
0.015 <d / L <0.060 ... (5Zb)
0.025 <(d1 + d2) / L <0.060 ... (6Zb)
-0.25 <(y-y0) / y0 <-0.19 ... (7Zb)
次に前述の各条件式の技術的意味について説明する。条件式(2Z)は、第2フレネルレンズL2の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(1Z)は、第1フレネルレンズL1の焦点距離と全系の焦点距離の比を規定している。条件式(1Z)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、重量が増大する。 Next, the technical meaning of each of the above conditional expressions will be described. The conditional expression (2Z) defines the ratio of the focal length of the second Fresnel lens L2 to the focal length of the entire system. The conditional expression (1Z) defines the ratio of the focal length of the first Fresnel lens L1 to the focal length of the entire system. When the lower limit of the conditional expression (1Z) is exceeded, the refractive power of the first Fresnel lens L1 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight increases.
条件式(2Z)の下限を超えると、第2フレネルレンズL2の屈折力が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、構成しているその他のレンズのレンズ枚数が少ない場合、各々の屈折力が強くなりすぎ、諸収差が増大する。逆に構成しているその他のレンズのレンズ枚数が多い場合、全系の重量が増大する。 When the lower limit of the conditional expression (2Z) is exceeded, the refractive power of the second Fresnel lens L2 becomes too strong, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, when the number of lenses of the other constituent lenses is small, the refractive power of each lens becomes too strong and various aberrations increase. On the contrary, when the number of lenses of the other lenses configured is large, the weight of the entire system increases.
条件式(3Z)は、第1フレネルレンズL1の形状因子を規定している。条件式(3Z)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (3Z) defines the shape factor of the first Fresnel lens L1. When the lower limit of the conditional expression (3Z) is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the first Fresnel lens L1 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(4Z)は、第2フレネルレンズL2の形状因子を規定している。条件式(4Z)の下限を超えると、第2フレネルレンズL2の画像表示面ID側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。また、逆に上限を超えると、第2フレネルレンズL2の観察面SP側の面の曲率が強くなりすぎ、主に像面湾曲、非点収差が増大する。 The conditional expression (4Z) defines the shape factor of the second Fresnel lens L2. When the lower limit of the conditional expression (4Z) is exceeded, the curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the image display surface ID side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the curvature of the surface of the second Fresnel lens L2 on the observation surface SP side becomes too strong, and the curvature of field and astigmatism mainly increase.
条件式(5Z)は、第1フレネルレンズL1の光軸上の位置に関する。条件式(5Z)を満足するように、第1フレネルレンズL1の前側主点位置を適切な範囲で画像表示面ID側に隣接する第2フレネルレンズL2に近づけることによって、軸上光線の入射高の高い位置に第1フレネルレンズL1を配している。これによって、全系の焦点距離に対する寄与分が高まり、実質的に第1フレネルレンズL1の屈折力を緩めることができ、主に非点収差や像面湾曲の発生を低減している。 The conditional expression (5Z) relates to the position of the first Fresnel lens L1 on the optical axis. By moving the front principal point position of the first Fresnel lens L1 closer to the second Fresnel lens L2 adjacent to the image display surface ID side within an appropriate range so as to satisfy the conditional expression (5Z), the incident height of the axial light beam The first Fresnel lens L1 is arranged at a high position. As a result, the contribution to the focal length of the entire system is increased, the refractive power of the first Fresnel lens L1 can be substantially relaxed, and the occurrence of astigmatism and curvature of field is mainly reduced.
条件式(5Z)の下限を超えると、レンズ全長が長くなりすぎ、画像表示面IDが大型化するため、全系の重量が増大する。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の屈折力が強すぎて、主に像面湾曲や非点収差の発生が増大する。 If the lower limit of the conditional expression (5Z) is exceeded, the total length of the lens becomes too long and the image display surface ID becomes large, so that the weight of the entire system increases. On the contrary, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the first Fresnel lens L1 is too strong, and the occurrence of curvature of field and astigmatism mainly increases.
条件式(6Z)は、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の和に関する。条件式(6Z)の下限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の一方或いは両方の厚みが薄くなりすぎて、フレネルレンズの形状が変形しやすくなり、光学性能が低下してくる。また、逆に上限を超えると、第1フレネルレンズL1の中心厚と第2フレネルレンズL2の中心厚の一方或いは両方の厚みが厚くなりすぎて、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。 The conditional expression (6Z) relates to the sum of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2. When the lower limit of the conditional expression (6Z) is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2 becomes too thin, and the shape of the Fresnel lens is easily deformed. The optical performance will decrease. On the contrary, when the upper limit is exceeded, the thickness of one or both of the center thickness of the first Fresnel lens L1 and the center thickness of the second Fresnel lens L2 becomes too thick, and the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
条件式(7Z)は、観察光学系L0のアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を規定している。条件式(7Z)の下限を超えると、正の屈折力が強すぎるため、周辺光線を強く光軸方向に曲げることになり、主に像面湾曲と非点収差が増大する。逆に上限を超えると、正の屈折力が小さすぎるため、各レンズ位置における周辺光線の入射高さが高くなり、有効径が増すので、フレネルレンズ集合体FLの重量が増大する。
以上の構成により、広視野でありながら、高い光学性能を有し、かつ軽量な観察光学系が得られる。
The conditional expression (7Z) defines the amount of distortion of the observation optical system L0 at an eye relief of 10 mm and a half viewing angle of 45 degrees. If the lower limit of the conditional expression (7Z) is exceeded, the positive refractive power is too strong, so that the peripheral light rays are strongly bent in the optical axis direction, and curvature of field and astigmatism mainly increase. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the positive refractive power is too small, so that the incident height of the peripheral light rays at each lens position increases and the effective diameter increases, so that the weight of the Fresnel lens assembly FL increases.
With the above configuration, an observation optical system having a wide field of view, high optical performance, and light weight can be obtained.
[実施例5]
以下、図9を参照して、本発明の実施例6の観察光学系L0について説明する。実施例6の観察光学系L0は、観察面SP側より順に、正レンズLP、正の屈折力の第1フレネルレンズL1、負の屈折力の第2フレネルレンズL2から構成されている。
[Example 5]
Hereinafter, the observation optical system L0 of the sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The observation optical system L0 of the sixth embodiment is composed of a positive lens LP, a first Fresnel lens L1 having a positive refractive power, and a second Fresnel lens L2 having a negative refractive power in this order from the observation surface SP side.
正レンズLPは非球面形状の面を有した屈折レンズであり、主に球面収差を補正している。正レンズLPを周辺光線の高さの低い位置に配していることにより、重量の増大を防いでいる。負の屈折力の第2フレネルレンズL2のフレネル面Fre2を観察面SP側、正の屈折力の第1フレネルレンズL1のフレネル面Fre1を画像表示面ID側としている。フレネル面Fre2とフレネル面Fre1を画像表示面ID側に凸を向けた形状とすることで、フレネル面への光線の入射角度を抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。 The positive lens LP is a refracting lens having an aspherical surface, and mainly corrects spherical aberration. By arranging the positive lens LP at a position where the height of the peripheral light rays is low, an increase in weight is prevented. The Fresnel surface Fre2 of the second Fresnel lens L2 having a negative power is the observation surface SP side, and the Fresnel surface Fre1 of the first Fresnel lens L1 having a positive power is the image display surface ID side. By forming the Fresnel surface Fre2 and the Fresnel surface Fre1 with a convex shape toward the image display surface ID side, the angle of incidence of the light beam on the Fresnel surface is suppressed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed.
また、負の屈折力の第2フレネルレンズL2を配すことで、倍率色収差を良好に補正している。
条件式(5Z)を満足する適切な範囲で、第1フレネルレンズL1の前側主点位置を適切な範囲で観察面SP側に隣接する第2フレネルレンズL2に近づけている。これによって、軸上光線の高い位置に第1フレネルレンズL1を配し、その結果、実質的に第1フレネルレンズL1の屈折力を緩めて、主に像面湾曲や非点収差を抑えている。
Further, by arranging the second Fresnel lens L2 having a negative refractive power, the chromatic aberration of magnification is satisfactorily corrected.
The front principal point position of the first Fresnel lens L1 is brought closer to the second Fresnel lens L2 adjacent to the observation surface SP side in an appropriate range within an appropriate range satisfying the conditional expression (5Z). As a result, the first Fresnel lens L1 is arranged at a high position of the axial light beam, and as a result, the refractive power of the first Fresnel lens L1 is substantially relaxed, and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. ..
さらに、条件式(2Z)を満足する適切な範囲で第2フレネルレンズL2の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(1Z)を満足する適切な範囲で第1フレネルレンズL1の焦点距離を緩め、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(4Z)を満足するように第2フレネルレンズL2を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。 Further, the focal length of the second Fresnel lens L2 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (2Z), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the focal length of the first Fresnel lens L1 is relaxed within an appropriate range satisfying the conditional expression (1Z), and curvature of field and astigmatism are mainly suppressed. Further, the second Fresnel lens L2 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (4Z), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism.
さらに、条件式(3Z)を満足するように第1フレネルレンズL1を画像表示面ID側に凸形状とし、適切な範囲で強めることで、主に像面湾曲、非点収差を抑えている。さらに、条件式(6Z)を満足する適切な範囲で、第1フレネルレンズL1と第2フレネルレンズL2の厚みを薄くし、軽量化を図っている。さらに、条件式(7Z)を満足するようにアイレリーフ10mm、半視野角45度における歪曲量を適切に設定することで、周辺光線の強い跳ね上げを抑制し、主に像面湾曲と非点収差を抑えている。 Further, the first Fresnel lens L1 has a convex shape toward the image display surface ID side so as to satisfy the conditional expression (3Z), and is strengthened in an appropriate range to mainly suppress curvature of field and astigmatism. Further, the thickness of the first Fresnel lens L1 and the second Fresnel lens L2 is reduced in an appropriate range satisfying the conditional expression (6Z) to reduce the weight. Furthermore, by appropriately setting the amount of distortion at an eye relief of 10 mm and a half-viewing angle of 45 degrees so as to satisfy the conditional expression (7Z), strong bounce of peripheral rays is suppressed, and mainly curvature of field and astigmatism are suppressed. Aberration is suppressed.
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明の観察光学系はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、CRTやLCD等の画像表示面と組み合わせた際、歪曲収差量や倍率色収差量によっては電気的な処理を画像表示面側に加えても良い。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the observation optical system of the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the gist thereof. For example, when combined with an image display surface such as a CRT or LCD, electrical processing may be applied to the image display surface side depending on the amount of distortion and the amount of chromatic aberration of magnification.
次に、各実施例における数値データを以下に示す。数値データにおいてiは観察面からの面の順序を示し、riは第i番目の光学面の曲率半径、diは第i面と第i+1面との間のレンズ肉厚および空気間隔、ni,νiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の屈折率およびアッベ数を表す。 Next, the numerical data in each example is shown below. In the numerical data, i indicates the order of the planes from the observation plane, ri is the radius of curvature of the i-th optical plane, di is the lens wall thickness and air spacing between the i-th plane and the i + 1 plane, ni, νi. Represents the refractive index and Abbe number of the i-th optical member with respect to the d-line, respectively.
また、非球面に記載されている、K,A4,A6,A8,A10などは非球面係数である。非球面形状は光軸からの高さhの位置での光軸方向の変位を、面頂点を基準にしてxとするとき以下の式で定義される。
x=(h2/R)/[1+{1−(1+k)(h/R)2}1/2]+A4h4+A6h6+A8h8+A10h10
Further, K, A4, A6, A8, A10 and the like described on the aspherical surface are aspherical coefficient. The aspherical shape is defined by the following equation when the displacement in the optical axis direction at the height h from the optical axis is x with respect to the surface apex.
x = (h 2 / R) / [1 + {1- (1 + k) (h / R) 2 } 1/2 ] + A4h 4 + A6h 6 + A8h 8 + A10h 10
ただし、ここでRは曲率半径である。フレネル面は非球面効果を有する理想的な薄肉状態を表しており、実形状としては、表記した中心厚d内でフレネル形状とする。フレネル面は面番号の右隣に*Freと表記している。 However, here R is the radius of curvature. The Fresnel surface represents an ideal thin-walled state having an aspherical effect, and the actual shape is a Fresnel shape within the indicated center thickness d. The Fresnel surface is marked with * Fre on the right side of the surface number.
各数値データの面番号において1は観察面(絞り)、像面は画像表示面に相当している。数値データ1、4、5において面番号2、3はレンズLP、面番号4、5は第1フレネルレンズ、面番号6、7は第2フレネルレンズに相当している。また数値データ2において面番号2、3は第1フレネルレンズ、面番号4、5は第2フレネルレンズに相当している。 In the surface number of each numerical data, 1 corresponds to the observation surface (aperture) and the image surface corresponds to the image display surface. In the numerical data 1, 4 and 5, the surface numbers 2 and 3 correspond to the lens LP, the surface numbers 4 and 5 correspond to the first Fresnel lens, and the surface numbers 6 and 7 correspond to the second Fresnel lens. Further, in the numerical data 2, the surface numbers 2 and 3 correspond to the first Fresnel lens, and the surface numbers 4 and 5 correspond to the second Fresnel lens.
数値データ3において面番号2、3は正レンズ、面番号4、5は第1フレネルレンズ、面番号6、7は第2フレネルレンズ、面番号8、9は第3フレネルレンズに相当している。レンズ全長は観察面SP側の第1レンズ面から画像表示面IDまでの距離である。BFは最終レンズ面から画像表示面までの距離である。また前述した数値データに基づくパラメータと各条件式との関係を表1に示す。 In the numerical data 3, surface numbers 2 and 3 correspond to a positive lens, surface numbers 4 and 5 correspond to a first Fresnel lens, surface numbers 6 and 7 correspond to a second Fresnel lens, and surface numbers 8 and 9 correspond to a third Fresnel lens. .. The total length of the lens is the distance from the first lens surface on the observation surface SP side to the image display surface ID. BF is the distance from the final lens surface to the image display surface. Table 1 shows the relationship between the parameters based on the above-mentioned numerical data and each conditional expression.
(数値データ1)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2* 410.761 8.00 1.54000 56.0 49.00
3* -80.000 2.00 49.00
4 ∞ 1.20 1.53200 56.0 63.00
5*Fre -90.000 2.49 63.00
6 ∞ 1.20 1.49000 58.0 69.00
7*Fre -90.000 d7 69.00
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.66700e-006 A 6= 9.11471e-009 A 8=-7.83777e-012 A10= 1.57785e-015
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.84117e-007 A 6=-9.13282e-010 A 8= 5.73799e-013
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.30573e-007 A 6=-3.98357e-010 A 8=-9.37008e-013
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.22105e-006 A 6= 1.98445e-009 A 8=-8.98292e-014
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 53.20 53.20
Fナンバー 15.20 15.20
画角 55.00 45.00
像高 48.51 40.84
レンズ全長(L) 64.13 64.13
BF 49.24 49.24
d 2.783
d 1 10.00 20.00
d 7 49.24 49.24
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -30.05 -60.90
前側主点位置 17.50 27.50
後側主点位置 -3.96 -3.96
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 53.20 14.89 7.50 -3.96
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 124.71
2 4 169.17
3 6 183.67
(Numerical data 1)
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd Diameter
1 (Aperture) ∞ (Variable) 3.50
2 * 410.761 8.00 1.54000 56.0 49.00
3 * -80.000 2.00 49.00
4 ∞ 1.20 1.53200 56.0 63.00
5 * Fre -90.000 2.49 63.00
6 ∞ 1.20 1.49000 58.0 69.00
7 * Fre -90.000 d7 69.00
Image plane ∞
Aspherical data second surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.66700e-006 A 6 = 9.11471e-009 A 8 = -7.83777e-012 A10 = 1.57785e-015
Third side
K = 0.00000e + 000 A 4 = -9.84117e-007 A 6 = -9.13282e-010 A 8 = 5.73799e-013
Side 5
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.30573e-007 A 6 = -3.98357e-010 A 8 = -9.37008e-013
7th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.22105e-006 A 6 = 1.98445e-009 A 8 = -8.98292e-014
Various data Zoom ratio 1.00
Focal length 53.20 53.20
F number 15.20 15.20
Angle of view 55.00 45.00
Image height 48.51 40.84
Total lens length (L) 64.13 64.13
BF 49.24 49.24
d 2.783
d 1 10.00 20.00
d 7 49.24 49.24
Entrance pupil position 0.00 0.00
Exit pupil position -30.05 -60.90
Front principal point position 17.50 27.50
Rear principal point position -3.96 -3.96
Zoom lens group Data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 53.20 14.89 7.50 -3.96
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 124.71
2 4 169.17
3 6 183.67
(数値データ2)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2 -800.000 1.50 1.53156 55.8 50.00
3*Fre -65.000 2.71 50.00
4 800.000 2.00 1.53156 55.8 65.00
5*Fre -65.000 d5 65.00
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.47795e-005 A 6=-4.92691e-009 A 8= 6.99900e-012 A10= 1.23590e-014
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.53013e-005 A 6= 1.00039e-009 A 8=-9.98155e-012
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 62.11 62.11
Fナンバー 17.75 17.75
画角 55.00 45.00
像高 65.32 52.22
レンズ全長(L) 66.43 66.43
BF 60.23 60.23
d 39.17
d 1 10.00 20.00
d 5 60.23 60.23
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -18.60 -38.83
前側主点位置 13.17 23.17
後側主点位置 -1.89 -1.89
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 62.11 6.21 3.17 -1.89
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 133.00
2 4 113.18
(Numerical data 2)
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd Diameter
1 (Aperture) ∞ (Variable) 3.50
2 -800.000 1.50 1.53156 55.8 50.00
3 * Fre -65.000 2.71 50.00
4 800.000 2.00 1.53156 55.8 65.00
5 * Fre -65.000 d5 65.00
Image plane ∞
Aspherical data third surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.47795e-005 A 6 = -4.92691e-009 A 8 = 6.99900e-012 A10 = 1.23590e-014
Side 5
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.53013e-005 A 6 = 1.00039e-009 A 8 = -9.98155e-012
Various data Zoom ratio 1.00
Focal length 62.11 62.11
F number 17.75 17.75
Angle of view 55.00 45.00
Image height 65.32 52.22
Total lens length (L) 66.43 66.43
BF 60.23 60.23
d 39.17
d 1 10.00 20.00
d 5 60.23 60.23
Entrance pupil position 0.00 0.00
Exit pupil position -18.60 -38.83
Front principal point position 13.17 23.17
Rear principal point position -1.89 -1.89
Zoom lens group Data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 62.11 6.21 3.17 -1.89
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 133.00
2 4 113.18
(数値データ3)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2* 273.504 8.00 1.77250 49.6 48.00
3* -79.442 1.26 48.00
4 1000.000 1.50 1.49000 58.0 62.00
5*Fre -79.821 1.21 62.00
6*Fre -1500.000 1.00 1.64000 23.5 66.00
7 ∞ 3.00 66.00
8 -1100.000 1.20 1.49000 58.0 70.00
9*Fre -112.282 d9 70.00
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.06549e-006 A 6= 8.19002e-009 A 8=-7.48943e-012 A10= 1.57785e-015
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-7.50418e-007 A 6=-5.41742e-010 A 8= 8.09511e-013
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.72628e-008 A 6=-2.86482e-010 A 8=-9.40282e-013
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=0.00000e+000 A 6=0.00000e+000 A 8=0.00000e+000
第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.22105e-006 A 6= 1.98445e-009 A 8=-8.98292e-014
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 46.02 46.02
Fナンバー 13.15 13.15
画角 60.00 46.50
像高 44.89 36.34
レンズ全長(L) 56.52 56.52
BF 39.34 39.34
d 3.897
d 1 10.00 20.00
d 9 39.34 39.34
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -31.28 -66.61
前側主点位置 16.03 26.03
後側主点位置 -6.68 -6.68
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 46.02 17.17 6.03 -6.68
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 80.49
2 4 150.93
3 6 -2343.74
4 8 255.09
(Numerical data 3)
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd Diameter
1 (Aperture) ∞ (Variable) 3.50
2 * 273.504 8.00 1.77250 49.6 48.00
3 * -79.442 1.26 48.00
4 1000.000 1.50 1.49000 58.0 62.00
5 * Fre -79.821 1.21 62.00
6 * Fre -1500.000 1.00 1.64000 23.5 66.00
7 ∞ 3.00 66.00
8-1100.000 1.20 1.49000 58.0 70.00
9 * Fre -112.282 d9 70.00
Image plane ∞
Aspherical data second surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -3.06549e-006 A 6 = 8.19002e-009 A 8 = -7.48943e-012 A10 = 1.57785e-015
Third side
K = 0.00000e + 000 A 4 = -7.50418e-007 A 6 = -5.41742e-010 A 8 = 8.09511e-013
Side 5
K = 0.00000e + 000 A 4 = -2.772628e-008 A 6 = -2.86482e-010 A 8 = -9.40282e-013
Side 6
K = 0.00000e + 000 A 4 = 0.00000e + 000 A 6 = 0.00000e + 000 A 8 = 0.00000e + 000
Side 9
K = 0.00000e + 000 A 4 = 1.22105e-006 A 6 = 1.98445e-009 A 8 = -8.98292e-014
Various data Zoom ratio 1.00
Focal length 46.02 46.02
F number 13.15 13.15
Angle of view 60.00 46.50
Image height 44.89 36.34
Total lens length (L) 56.52 56.52
BF 39.34 39.34
d 3.897
d 1 10.00 20.00
d 9 39.34 39.34
Entrance pupil position 0.00 0.00
Exit pupil position -31.28 -66.61
Front principal point position 16.03 26.03
Rear principal point position -6.68 -6.68
Zoom lens group Data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 46.02 17.17 6.03 -6.68
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 80.49
2 4 150.93
3 6 -2343.74
4 8 255.09
(数値データ4)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2* 174.994 12.50 1.69680 55.5 50.00
3* -43.000 0.15 50.00
4*Fre -108.134 1.00 1.63400 23.9 65.00
5 ∞ 2.12 65.00
6 ∞ 1.00 1.53156 55.8 70.00
7*Fre -110.000 d7 70.00
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.88861e-006 A 6= 5.15277e-009 A 8=-7.63508e-012 A10= 1.57785e-015
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.84163e-006 A 6=-6.10903e-009 A 8= 1.58033e-011 A10=-1.42660e-014
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.80555e-005 A 6= 3.04687e-008 A 8=-1.57283e-011 A10= 2.52068e-017
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.97280e-005 A 6= 2.69617e-008 A 8=-1.15047e-011
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 54.10 54.10
Fナンバー 15.46 15.46
画角 55.00 45.00
像高 49.94 41.58
レンズ全長(L) 66.55 66.55
BF 49.79 49.79
d 2.771
d 1 10.00 20.00
d 7 49.79 49.79
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -28.80 -57.65
前側主点位置 16.86 26.86
後側主点位置 -4.31 -4.31
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 54.10 16.77 6.86 -4.31
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 50.73
2 4 -170.56
3 6 206.94
(Numerical data 4)
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd Diameter
1 (Aperture) ∞ (Variable) 3.50
2 * 174.994 12.50 1.69680 55.5 50.00
3 * -43.000 0.15 50.00
4 * Fre -108.134 1.00 1.63400 23.9 65.00
5 ∞ 2.12 65.00
6 ∞ 1.00 1.53156 55.8 70.00
7 * Fre -110.000 d7 70.00
Image plane ∞
Aspherical data second surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.88861e-006 A 6 = 5.15277e-009 A 8 = -7.63508e-012 A10 = 1.57785e-015
Third side
K = 0.00000e + 000 A 4 = 2.84163e-006 A 6 = -6.10903e-009 A 8 = 1.58033e-011 A10 = -1.42660e-014
4th side
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.80555e-005 A 6 = 3.04687e-008 A 8 = -1.57283e-011 A10 = 2.52068e-017
7th page
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.97280e-005 A 6 = 2.69617e-008 A 8 = -1.15047e-011
Various data Zoom ratio 1.00
Focal length 54.10 54.10
F number 15.46 15.46
Angle of view 55.00 45.00
Image height 49.94 41.58
Total lens length (L) 66.55 66.55
BF 49.79 49.79
d 2.771
d 1 10.00 20.00
d 7 49.79 49.79
Entrance pupil position 0.00 0.00
Exit pupil position -28.80 -57.65
Front principal point position 16.86 26.86
Rear principal point position -4.31 -4.31
Zoom lens group Data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 54.10 16.77 6.86 -4.31
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 50.73
2 4 -170.56
3 6 206.94
(数値データ5)
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2* 174.000 12.50 1.53156 55.8 50.00
3* -43.044 0.15 50.00
4 973.437 1.50 1.53156 55.8 62.00
5*Fre -65.861 2.78 62.00
6*Fre -149.437 1.50 1.63400 23.9 70.00
7 -1503.437 d7 70.00
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.92944e-006 A 6= 1.70481e-008 A 8=-1.31727e-011 A10= 1.57785e-015
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.84163e-006 A 6=-6.10903e-009 A 8= 1.58033e-011 A10=-1.42660e-014
第5面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.88496e-005 A 6= 3.35376e-008 A 8=-1.28073e-011
第6面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.46446e-005 A 6= 2.85863e-008 A 8=-1.46135e-011 A10= 5.11813e-016
各種データ
ズーム比 1.00
焦点距離 50.16 50.16
Fナンバー 14.33 14.33
画角 60.00 46.50
像高 45.69 38.71
レンズ全長(L) 62.30 62.30
BF 43.87 43.87
d 1.068
d 1 10.00 20.00
d 7 43.87 43.87
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -31.59 -63.92
前側主点位置 16.82 26.82
後側主点位置 -6.28 -6.28
ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 50.16 18.43 6.82 -6.28
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 66.24
2 4 116.11
3 6 -261.83
(Numerical data 5)
Unit mm
Surface data Surface number rd nd νd Diameter
1 (Aperture) ∞ (Variable) 3.50
2 * 174.000 12.50 1.53156 55.8 50.00
3 * -43.044 0.15 50.00
4 973.437 1.50 1.53156 55.8 62.00
5 * Fre -65.861 2.78 62.00
6 * Fre -149.437 1.50 1.63400 23.9 70.00
7 -1503.437 d7 70.00
Image plane ∞
Aspherical data second surface
K = 0.00000e + 000 A 4 = -5.92944e-006 A 6 = 1.70481e-008 A 8 = -1.31727e-011 A10 = 1.57785e-015
Third side
K = 0.00000e + 000 A 4 = 2.84163e-006 A 6 = -6.10903e-009 A 8 = 1.58033e-011 A10 = -1.42660e-014
Side 5
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.88496e-005 A 6 = 3.35376e-008 A 8 = -1.28073e-011
Side 6
K = 0.00000e + 000 A 4 = -1.4464e-005 A 6 = 2.85863e-008 A 8 = -1.46135e-011 A10 = 5.11813e-016
Various data Zoom ratio 1.00
Focal length 50.16 50.16
F number 14.33 14.33
Angle of view 60.00 46.50
Image height 45.69 38.71
Total lens length (L) 62.30 62.30
BF 43.87 43.87
d 1.068
d 1 10.00 20.00
d 7 43.87 43.87
Entrance pupil position 0.00 0.00
Exit pupil position -31.59 -63.92
Front principal point position 16.82 26.82
Rear principal point position -6.28 -6.28
Zoom lens group Data group Start surface Focal length Lens configuration length Front principal point position Rear principal point position
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 50.16 18.43 6.82 -6.28
Single lens Data lens Start surface Focal length
1 1 66.24
2 4 116.11
3 6 -261.83
L0 観察光学系 FL フレネルレンズ集合体 LP 正レンズ
SP 観察面 ID 画像表示面
L1 第1フレネルレンズ L2 第2フレネルレンズ
L3 第3フレネルレンズ
Fre1 第1のフレネル面
Fre2 第2のフレネル面
Fre3 第3のフレネル面
L0 Observation optical system FL Fresnel lens assembly LP Positive lens SP Observation surface ID Image display surface L1 1st Fresnel lens L2 2nd Fresnel lens L3 3rd Fresnel lens Fre1 1st Fresnel surface Fre2 2nd Fresnel surface Fre3 3rd Fresnel surface
Claims (32)
観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有し、
前記第1フレネルレンズと前記第2フレネルレンズはそれぞれ画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、
前記第1フレネルレンズの焦点距離をf1、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、
1.5<f1/f<5.0
なる条件式を満足することを特徴とする観察光学系。 An observation optical system for observing an image displayed on an image display surface.
It has a positive lens, a first Fresnel lens, and a second Fresnel lens arranged in order from the observation surface side to the image display surface side.
Wherein the first Fresnel lens second fresnel lens each image display surface side is Fureneruren's of positive refractive power is a Fresnel surface,
When the focal length of the first Fresnel lens is f1 and the focal length of the observation optical system is f,
1.5 <f1 / f <5.0
An observation optical system characterized by satisfying the conditional expression.
1.0<f2/f<6.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の観察光学系。 When the focal length of the second Fresnel lens is f2 and the focal length of the observation optical system is f,
1.0 <f2 / f <6.0
The observation optical system according to claim 1 , wherein the observation optical system satisfies the conditional expression.
−1.4<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.6
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1又は2に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the observation surface side is R11 and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the image display surface side is R12,
-1.4 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.6
The observation optical system according to claim 1 or 2 , wherein the conditional expression is satisfied.
−1.5<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens on the observation surface side is R21 and the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens on the image display surface side is R22,
-1.5 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.5
The observation optical system according to any one of claims 1 to 3 , wherein the conditional expression is satisfied.
0.005<d/L<0.200
なる条件式を満足することを特徴とする請求項5に記載の観察装置。 The distance from the surface apex on the image display surface side of the first Fresnel lens to the principal point on the observation surface side of the second Fresnel lens is d, from the surface apex on the observation surface side of the lens arranged closest to the observation surface side. When the distance to the image display surface is L,
0.005 <d / L <0.200
The observation device according to claim 5 , wherein the observation device satisfies the conditional expression.
0.01<(d1+d2)/L<0.10
なる条件式を満足することを特徴とする請求項5又は6に記載の観察装置。 When the center thickness of the first Fresnel lens is d1, the center thickness of the second Fresnel lens is d2, and the distance from the surface apex on the observation side of the lens arranged on the observation surface side to the image display surface is L. ,
0.01 <(d1 + d2) / L <0.10
The observation device according to claim 5 or 6 , wherein the conditional expression is satisfied.
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項5乃至7の何れか一項に記載の観察装置。 When the real image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y, and the ideal image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y0.
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1
The observation device according to any one of claims 5 to 7 , wherein the observation device satisfies the conditional expression.
観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有し、
前記第1フレネルレンズは観察面側がフレネル面である負の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズは画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、
前記第1フレネルレンズの焦点距離をf1、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、
1.5<|f1|/f<5.0
なる条件式を満足することを特徴とする観察光学系。 An observation optical system for observing an image displayed on an image display surface.
It has a positive lens, a first Fresnel lens, and a second Fresnel lens arranged in order from the observation surface side to the image display surface side.
The first Fresnel lens is a Fresnel lens having a negative refractive power whose observation surface side is a Fresnel surface, and the second Fresnel lens is a Fresnel lens having a positive refractive power whose image display surface side is a Fresnel surface.
When the focal length of the first Fresnel lens is f1 and the focal length of the observation optical system is f,
1.5 << f1 | / f <5.0
Observation optics you and satisfies the following condition expression.
3.0<f2/f<6.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項9に記載の観察光学系。 When the focal length of the second Fresnel lens is f2 and the focal length of the observation optical system is f,
3.0 <f2 / f <6.5
The observation optical system according to claim 9 , wherein the observation optical system satisfies the conditional expression.
0.6<(R12+R11)/(R12−R11)<1.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項9又は10に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the observation surface side is R11 and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the image display surface side is R12,
0.6 <(R12 + R11) / (R12-R11) <1.5
An observation optical system according to claim 9 or 1 0, characterized by satisfying the conditional expression.
−1.5<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.6
なる条件式を満足することを特徴とする請求項9乃至11の何れか一項に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens on the observation surface side is R21 and the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens on the image display surface side is R22,
-1.5 <(R22 + R21) / (R22-R21) <-0.6
The observation optical system according to any one of claims 9 to 11, wherein the observation optical system satisfies the conditional expression.
0.005<d/L<0.200
なる条件式を満足することを特徴とする請求項13に記載の観察装置。 The distance from the surface apex on the image display surface side of the first Fresnel lens to the principal point on the observation surface side of the second Fresnel lens is d, from the surface apex on the observation surface side of the lens arranged closest to the observation surface side. When the distance to the image display surface is L,
0.005 <d / L <0.200
Observation apparatus according to claim 1 3, characterized by satisfying the conditional expression.
0.01<(d1+d2)/L<0.15
なる条件式を満足することを特徴とする請求項13又は14に記載の観察装置。 When the center thickness of the first Fresnel lens is d1, the center thickness of the second Fresnel lens is d2, and the distance from the surface apex on the observation side of the lens arranged on the observation surface side to the image display surface is L. ,
0.01 <(d1 + d2) / L <0.15
Observation apparatus according to claim 1 3 or 1 4, characterized by satisfying the conditional expression.
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項13乃至15の何れか一項に記載の観察装置。 When the real image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y, and the ideal image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y0.
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1
Observation device according to any one of claims 1 3 to 1 5, characterized by satisfying the conditional expression.
観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズ、第3フレネルレンズを有し、
前記第1フレネルレンズと前記第3フレネルレンズはそれぞれ画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズは観察面側がフレネル面である負の屈折力のフレネルレンズであり、
前記第1フレネルレンズの焦点距離をf1、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、
1.5<f1/f<5.0
なる条件式を満足することを特徴とする観察光学系。 An observation optical system for observing an image displayed on an image display surface.
It has a positive lens, a first Fresnel lens, a second Fresnel lens, and a third Fresnel lens arranged in order from the observation surface side to the image display surface side.
The first Fresnel lens and the third Fresnel lens are Fresnel lenses having a positive refractive force whose image display surface side is a Fresnel surface, and the second Fresnel lens has a negative refractive force Fresnel whose observation surface side is a Fresnel surface. It's a lens
When the focal length of the first Fresnel lens is f1 and the focal length of the observation optical system is f,
1.5 <f1 / f <5.0
Observation optics you and satisfies the following condition expression.
1.0<f3/f<6.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項17に記載の観察光学系。 When the focal length of the third Fresnel lens is f3 and the focal length of the observation optical system is f,
1.0 <f3 / f <6.0
The observation optical system according to claim 17 , wherein the conditional expression is satisfied.
−1.4<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.6
なる条件式を満足することを特徴とする請求項17又は18に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the observation surface side is R11 and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the image display surface side is R12,
-1.4 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.6
The observation optical system according to claim 17 or 18 , wherein the conditional expression is satisfied.
−1.5<(R32+R31)/(R32−R31)<−0.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項17乃至19の何れか一項に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the third Fresnel lens on the observation surface side is R31 and the radius of curvature of the surface of the third Fresnel lens on the image display surface side is R32.
-1.5 <(R32 + R31) / (R32-R31) <-0.5
The observation optical system according to any one of claims 17 to 19 , wherein the conditional expression is satisfied.
0.005<d/L<0.200
なる条件式を満足することを特徴とする請求項21に記載の観察装置。 The distance from the surface apex on the image display surface side of the second Fresnel lens to the principal point on the observation surface side of the third Fresnel lens is d, from the surface apex on the observation surface side of the lens arranged closest to the observation surface side. When the distance to the image display surface is L,
0.005 <d / L <0.200
Observation apparatus according to claim 2 1, characterized by satisfying the conditional expression.
0.01<(d1+d3)/L<0.10
なる条件式を満足することを特徴とする請求項21又は22に記載の観察装置。 When the center thickness of the first Fresnel lens is d1, the center thickness of the third Fresnel lens is d3, and the distance from the surface apex on the observation side of the lens arranged on the observation surface side to the image display surface is L. ,
0.01 <(d1 + d3) / L <0.10
Observation apparatus according to claim 2 1, 2 2, characterized by satisfying the conditional expression.
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項21乃至23の何れか一項に記載の観察装置。 When the real image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y, and the ideal image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y0.
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1
Observation device according to any one of claims 2 1 to 2 3, characterized by satisfying the conditional expression.
観察面側から画像表示面側へ順に配置された、正レンズ、第1フレネルレンズ、第2フレネルレンズを有し、
前記第1フレネルレンズは画像表示面側がフレネル面である正の屈折力のフレネルレンズであり、前記第2フレネルレンズは観察面側がフレネル面である負の屈折力のフレネルレンズであり、
前記第2フレネルレンズの焦点距離をf2、前記観察光学系の焦点距離をfとするとき、
1.5<|f2|/f<5.0
なる条件式を満足することを特徴とする観察光学系。 An observation optical system for observing an image displayed on an image display surface.
It has a positive lens, a first Fresnel lens, and a second Fresnel lens arranged in order from the observation surface side to the image display surface side.
The first Fresnel lens is a Fresnel lens having a positive refractive power whose image display surface side is a Fresnel surface, and the second Fresnel lens is a Fresnel lens having a negative refractive power whose observation surface side is a Fresnel surface.
When the focal length of the second Fresnel lens is f2 and the focal length of the observation optical system is f,
1.5 << f2 | / f <5.0
An observation optical system characterized by satisfying the conditional expression.
3.0<f1/f<6.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項25に記載の観察光学系。 When the focal length of the first Fresnel lens is f1 and the focal length of the observation optical system is f,
3.0 <f1 / f <6.5
25. The observation optical system according to claim 25 , which satisfies the conditional expression.
0.6<(R22+R21)/(R22−R21)<1.5
なる条件式を満足することを特徴とする請求項25又は26に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens on the observation surface side is R21 and the radius of curvature of the surface of the second Fresnel lens on the image display surface side is R22,
0.6 <(R22 + R21) / (R22-R21) <1.5
The observation optical system according to claim 25 or 26 , wherein the observation optical system satisfies the conditional expression.
−1.5<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.6
なる条件式を満足することを特徴とする請求項25乃至27の何れか一項に記載の観察光学系。 When the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the observation surface side is R11 and the radius of curvature of the surface of the first Fresnel lens on the image display surface side is R12,
-1.5 <(R12 + R11) / (R12-R11) <-0.6
An observation optical system according to any one of claims 25 to 2 7, characterized by satisfying the conditional expression.
0.005<d/L<0.200
なる条件式を満足することを特徴とする請求項29に記載の観察装置。 The distance from the surface apex on the observation surface side of the second Fresnel lens to the principal point on the image display surface side of the first Fresnel lens is d, from the surface apex on the observation surface side of the lens arranged closest to the observation surface side. When the distance to the image display surface is L,
0.005 <d / L <0.200
29. The observation device according to claim 29 , wherein the conditional expression is satisfied.
0.01<(d1+d2)/L<0.15
なる条件式を満足することを特徴とする請求項29又は30に記載の観察装置。 When the center thickness of the first Fresnel lens is d1, the center thickness of the second Fresnel lens is d2, and the distance from the surface apex on the observation side of the lens arranged on the observation surface side to the image display surface is L. ,
0.01 <(d1 + d2) / L <0.15
Observation apparatus according to claim 29 or 3 0, characterized in that to satisfy the condition.
−0.3<(y−y0)/y0<−0.1
なる条件式を満足することを特徴とする請求項29乃至31の何れか一項に記載の観察装置。 When the real image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y, and the ideal image height of the image display surface at an observation half-viewing angle of 45 degrees at an eye relief of 10 mm is y0.
-0.3 <(y-y0) / y0 <-0.1
The observation device according to any one of claims 29 to 31, characterized in that the conditional expression is satisfied.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016104108A JP6800611B2 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Observation optical system and observation equipment having it |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016104108A JP6800611B2 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Observation optical system and observation equipment having it |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017211474A JP2017211474A (en) | 2017-11-30 |
JP6800611B2 true JP6800611B2 (en) | 2020-12-16 |
Family
ID=60476137
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016104108A Active JP6800611B2 (en) | 2016-05-25 | 2016-05-25 | Observation optical system and observation equipment having it |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6800611B2 (en) |
Families Citing this family (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10459215B2 (en) * | 2016-12-27 | 2019-10-29 | Kopin Corporation | Video display device |
WO2019163415A1 (en) * | 2018-02-22 | 2019-08-29 | 株式会社ニコン | Ocular optical system and head-mounted display |
CN108303788B (en) * | 2018-04-04 | 2024-07-02 | 中山联合光电科技股份有限公司 | Refractive ultra-short focal projection optical system |
CN110376735B (en) * | 2018-04-12 | 2021-10-22 | 京东方科技集团股份有限公司 | VR lens structure and display system |
JP7259427B2 (en) * | 2018-07-09 | 2023-04-18 | ソニーグループ株式会社 | eyepiece and display |
WO2020012817A1 (en) * | 2018-07-09 | 2020-01-16 | ソニー株式会社 | Eyepiece lens and display device |
EP3845949B1 (en) | 2018-08-28 | 2024-09-25 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Lens system and image observation device |
WO2020045517A1 (en) * | 2018-08-28 | 2020-03-05 | 株式会社ソニー・インタラクティブエンタテインメント | Lens unit and image observation device |
TWI692654B (en) * | 2018-09-20 | 2020-05-01 | 玉晶光電股份有限公司 | Ocular optical system |
TWI673529B (en) * | 2018-09-20 | 2019-10-01 | 玉晶光電股份有限公司 | Ocular optical system |
CN110927958B (en) * | 2018-09-20 | 2022-07-01 | 玉晶光电股份有限公司 | Eyepiece optical system |
CN111766700A (en) * | 2019-04-02 | 2020-10-13 | 双莹科技股份有限公司 | Short focus eyepiece assembly for head-mounted display device |
CN110989142B (en) * | 2019-12-30 | 2021-07-06 | 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 | Preposed common-caliber dual-waveband achromatic lens of Fourier transform imaging spectrometer |
CN113759446B (en) * | 2021-09-09 | 2024-08-06 | 京东方科技集团股份有限公司 | Fresnel lens, fresnel lens assembly and virtual reality display device |
CN114236829B (en) * | 2021-11-30 | 2023-04-25 | 歌尔光学科技有限公司 | Optical system and head-mounted display device |
CN114236167B (en) * | 2021-12-27 | 2023-10-03 | 西安工业大学 | Spliced quasi-collimation light curtain light source device and splicing method thereof |
CN116360077B (en) * | 2023-03-03 | 2023-11-03 | 广州瑞格尔电子有限公司 | Large-view-field short-focus projection lens and LCD projector |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE69230036T2 (en) * | 1991-07-03 | 2000-01-05 | Sun Microsystems Inc | DISPLAY DEVICE FOR VIRTUAL IMAGES |
JP3430615B2 (en) * | 1994-03-04 | 2003-07-28 | 三菱電機株式会社 | Eyepiece image display device |
WO2008051578A2 (en) * | 2006-10-25 | 2008-05-02 | Volk Donald A | Multi-layered multifocal lens with blended refractive index |
US9632315B2 (en) * | 2010-10-21 | 2017-04-25 | Lockheed Martin Corporation | Head-mounted display apparatus employing one or more fresnel lenses |
US10215890B2 (en) * | 2016-05-18 | 2019-02-26 | Google Llc | Optical field curvature control using multi-layer Fresnel lens in VR display |
-
2016
- 2016-05-25 JP JP2016104108A patent/JP6800611B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2017211474A (en) | 2017-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6800611B2 (en) | Observation optical system and observation equipment having it | |
JP6954283B2 (en) | Eyepiece optics and head-mounted display | |
JP6579810B2 (en) | Observation optical system and image display apparatus having the same | |
JP5495800B2 (en) | Optical system and imaging apparatus having the same | |
US6606201B1 (en) | Zoom lens system | |
WO2017195561A1 (en) | Projection optical system and projector | |
JP7086581B2 (en) | Observation optical system and observation equipment having it | |
JP4756901B2 (en) | Eyepiece lens and optical instrument using the same | |
WO2018117025A1 (en) | Observation optical system and observation device having same | |
JP6824769B2 (en) | Observation optical system and observation equipment having it | |
JP2017211475A (en) | Observation optical system and observation device including the same | |
JP2009139543A (en) | Optical system, and optical equipment having same | |
JP2016045309A5 (en) | ||
JP6618278B2 (en) | Eyepiece and observation apparatus having the same | |
JP2013195747A (en) | Optical system and optical equipment including the same | |
JP2012042844A (en) | Electronic view finder | |
JP6947282B2 (en) | Eyepiece optics and head-mounted display | |
JP2004333768A (en) | Zoom lens and imaging device having the same | |
JP2016166968A (en) | Eyepiece optical system | |
JP2018072367A (en) | Zoom lens and imaging apparatus having the same | |
JP6406929B2 (en) | Eyepiece, observation device having the same, and imaging device | |
JP2003098431A (en) | Projection lens | |
JP2012159728A (en) | Optical system | |
JP5377402B2 (en) | Eyepiece lens and optical apparatus provided with the eyepiece lens | |
JP7149550B1 (en) | Imaging optical system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190514 |
|
RD01 | Notification of change of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421 Effective date: 20191203 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200818 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201014 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20201027 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20201125 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 6800611 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |