JP6824769B2 - 観察光学系及びそれを有する観察装置 - Google Patents
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Description
1.50<f1/f2<2.75
なる条件式を満足することを特徴としている。
1.50<f1/f2<2.75 ・・・(1)
なる条件式を満足する。
1.55<f1/f2<2.65 ・・・(1a)
さらに好ましくは、条件式(1a)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.57<f1/f2<2.55 ・・・(1b)
0.01<L/f<0.09 ・・・(2)
50.0<h1/λd<500.0 ・・・(3)
−1.5<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.8 ・・・(4)
−1.5<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.6 ・・・(5)
0.20<d/f<0.45 ・・・(6)
0.5<y/Lall<0.8 ・・・(7)
−0.30<(y−y0)/y0<−0.15 ・・・(8)
0.012<L/f<0.085 ・・・(2a)
75.0<h1/λd<450.0 ・・・(3a)
−1.4<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.9 ・・・(4a)
−1.40<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.65 ・・・(5a)
0.21<d/f<0.44 ・・・(6a)
0.55<y/Lall<0.75 ・・・(7a)
−0.27<(y−y0)/y0<−0.17 ・・・(8a)
0.014<L/f<0.080 ・・・(2b)
100.0<h1/λd<400.0 ・・・(3b)
−1.30<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.95 ・・・(4b)
−1.30<(R22+R21)/(R22−R21)<−0.70 ・・・(5b)
0.215<d/f<0.430 ・・・(6b)
0.59<y/Lall<0.70 ・・・(7b)
−0.25<(y−y0)/y0<−0.18 ・・・(8b)
図1を参照して、本発明の実施例1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側より画像表示面ID側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズLF、正の屈折力を有する第2レンズLPから構成されている。2枚のレンズにて画像表示面ID側の面の正の屈折力を分担することにより、画像表示面ID側の各面での曲率を緩めて、諸収差の発生を抑えている。
図3を参照して、本発明の実施例2の観察光学系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側より画像表示面ID側へ順に、正の屈折力のレンズG3、正の屈折力を有する第1レンズLF、正の屈折力を有する第2レンズLPから構成されている。レンズG3はフレネルレンズよりなっている。レンズG3は観察面SP側がフレネル面である。レンズG3は第1レンズLFと正の屈折力を分担することで、各フレネル面での格子ピッチが細かくなりすぎることを防いでいる。その他は実施例1と同じである。
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側より画像表示面ID側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズLF、正の屈折力を有する第2レンズLPから構成されている。第1レンズLFは画像表示面ID側はフレネル面である。第1レンズLFの中心輪帯F0の面頂点FL1から端部FL2までの光軸方向の長さh0を長くすることによって、正の屈折力を有する第1レンズLFの径方向の連続的な形状の領域の割合を増加させ、人間が注視しやすい画面範囲の光学性能を向上させている。その他は実施例1と同じである。
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SP側より画像表示面ID側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズLF、正の屈折力を有する第2レンズLP、負の屈折力を有するレンズG3から構成されている。負の屈折力を有するレンズG3を周辺画角光線の高い位置に配置することによって、主に倍率色収差を良好に補正している。その他は実施例1と同じである。
図9を参照して、本発明の実施例5の観察光学系L0について説明する。実施例5の観察光学系L0は、観察面SP側より画像表示面ID側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズLF、負の屈折力を有するレンズG3、正の屈折力を有する第2レンズLPから構成されている。レンズG3はフレネルレンズよりなっている。レンズG3は観察面SP側がフレネル面である。レンズG3は凹面に関しては観察面SP側がコンセントリックな形を形成する。
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2 ∞ 0.90 1.53110 56.0 48.76
3*Fre -74.354 0.70 52.00
4 ∞ 17.00 1.53110 56.0 53.30
5* -41.426 (可変) 55.34
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 9.06303e-006 A 6=-3.76059e-009
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.88214e-008 A 6=-3.26794e-009
各種データ
焦点距離 52.96 52.96
Fナンバー 15.13 15.13
半画角(度) 55.00 45.00
像高 49.05 41.80
レンズ全長 77.09 87.09
BF 48.49 48.49
d 1 10.00 20.00
d 5 48.49 48.49
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -33.14 -66.65
前側主点位置 18.60 28.60
後側主点位置 -4.46 -4.46
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 52.96 18.60 8.60 -4.46
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 140.00
2 4 78.00
フレネルレンズLFの中心輪帯の面頂点から、端部までの光軸方向の長さ(h0) 0.10
フレネルレンズLFの第一輪帯の段差量(h1)0.10
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 25.00
2*Fre 154.136 1.10 1.53110 56.0 48.00
3 -1278.956 0.50 48.65
4 -843.469 0.90 1.49200 58.0 49.11
5*Fre -78.386 0.70 50.10
6 ∞ 16.98 1.49200 58.0 51.13
7* -41.143 (可変) 55.45
像面 ∞
非球面データ
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.06075e-005 A 6=-4.08131e-009
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.22682e-007 A 6=-3.26267e-009
各種データ
焦点距離 49.94 49.94
Fナンバー 2.00 2.00
半画角(度) 0.00 0.00
像高 45.40 39.16
レンズ全長 74.06 84.06
BF 43.88 43.88
d 1 10.00 20.00
d 7 43.88 43.88
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -36.14 -73.94
前側主点位置 18.77 28.77
後側主点位置 -6.06 -6.06
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 49.94 20.18 8.77 -6.06
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 259.07
2 4 175.58
3 6 83.62
フレネルレンズLFの中心輪帯の面頂点から、端部までの光軸方向の長さ(h0) 0.20
フレネルレンズLFの第一輪帯の段差量(h1)0.20
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2 100000.000 3.50 1.53110 56.0 48.76
3*Fre -80.546 0.70 52.00
4* 237.548 15.00 1.53110 56.0 53.30
5* -36.019 (可変) 55.34
像面 ∞
非球面データ
第3面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.35561e-005 A 6= 2.66207e-008 A 8=-1.06533e-011
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.18599e-005 A 6= 4.07744e-008 A 8=-2.04247e-011 A10= 1.57785e-015
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.20301e-006 A 6=-7.68945e-009 A 8= 1.19113e-011
各種データ
焦点距離 44.99 44.99
Fナンバー 12.85 12.85
半画角(度) 55.00 45.00
像高 43.00 36.35
レンズ全長 70.09 70.09
BF 40.89 40.89
d 1 10.00 20.00
d 5 40.89 40.89
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -37.93 -88.19
前側主点位置 19.31 29.31
後側主点位置 -4.10 -4.10
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 44.99 19.20 9.31 -4.10
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 151.54
2 4 60.03
フレネルレンズLFの中心輪帯の面頂点から、端部までの光軸方向の長さ(h0) 2.40
フレネルレンズLFの第一輪帯の段差量(h1)0.08
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2* ∞ 1.20 1.53110 56.0 47.52
3*Fre -60.784 1.00 48.02
4* 713.403 11.00 1.53110 56.0 49.31
5* -40.000 0.50 51.42
6* -86.712 3.20 1.63400 23.9 54.01
7 -350.000 (可変) 58.34
像面 ∞
非球面データ
第2面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.89729e-006 A 6=-8.84019e-010 A 8=-1.25103e-012 A10= 1.57785e-015
第3面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.97631e-006 A 6=-3.55111e-009 A 8= 4.66493e-012 A10=-2.03020e-015
第4面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.11143e-006 A 6= 7.48504e-009 A 8=-2.37822e-012
第5面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.77056e-006 A 6=-3.94962e-009 A 8= 6.60438e-012
第6面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.58978e-007 A 6=-1.47504e-009 A 8= 1.50893e-012
各種データ
焦点距離 60.00 60.00
Fナンバー 17.14 17.14
半画角(度) 50.00 42.00
像高 54.18 45.93
レンズ全長 79.87 89.87
BF 52.97 52.97
d 1 10.00 20.00
d 7 52.97 52.97
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -26.51 -49.02
前側主点位置 14.70 24.70
後側主点位置 -7.03 -7.03
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 60.00 16.90 4.70 -7.03
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 114.38
2 4 71.68
3 6 -182.67
フレネルレンズLFの中心輪帯の面頂点から、端部までの光軸方向の長さ(h0) 0.10
フレネルレンズLFの第一輪帯の段差量(h1)0.10
単位 mm
面データ
面番号 r d nd νd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 3.50
2 -5943.465 0.96 1.53110 56.0 50.92
3*Fre -81.454 0.50 51.91
4*Fre -150.546 1.50 1.64000 23.5 52.49
5 -499.468 0.50 53.03
6 -519.519 12.18 1.53110 56.0 53.60
7* -37.297 (可変) 56.23
像面 ∞
非球面データ
第4面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.17893e-006 A 6=-2.20791e-010
第7面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.92372e-006 A 6= 4.58045e-009 A 8=-1.33480e-012
各種データ
焦点距離 61.29 61.29
Fナンバー 17.51 17.51
半画角(度) 53.00 42.00
像高 59.88 47.78
レンズ全長 85.31 95.31
BF 59.67 59.67
d 1 10.00 20.00
d 7 59.67 59.67
入射瞳位置 0.00 0.00
射出瞳位置 -29.42 -57.12
前側主点位置 19.12 29.12
後側主点位置 -1.62 -1.62
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 61.29 15.64 9.12 -1.62
単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
1 1 155.49
2 4 -337.29
3 6 75.00
フレネルレンズLFの中心輪帯の面頂点から、端部までの光軸方向の長さ(h0) 0.06
フレネルレンズLFの第一輪帯の段差量(h1)0.06
LP 正の屈折力を有する第2レンズ G3 第3レンズ
ID 画像表示面 SP 観察面(開口絞り) Fre フレネル面
Claims (11)
- 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、
前記観察光学系は、観察面側から画像表示面側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ、正の屈折力を有する第2レンズを有し、
前記第1レンズはフレネルレンズであり、前記第1レンズの焦点距離をf1、前記第2レンズの焦点距離をf2とするとき、
1.50<f1/f2<2.75
なる条件式を満足することを特徴とする観察光学系。 - 前記第1レンズの画像表示面側の面はフレネル面であることを特徴とする請求項1に記載の観察光学系。
- 前記第1レンズの観察面側の面は、光線有効域において連続的な形状であ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。
- 全系の焦点距離をf、最も観察面側に位置するレンズの観察面側のレンズ面から前記第1レンズの画像表示面側のレンズ面までの距離をLとするとき、
0.01<L/f<0.09
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のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第1レンズのフレネル面の中心から前記第1レンズのフレネル面の輪帯を数えたときの第1輪帯の格子壁面の光軸方向の長さをh1、d線の波長の長さをλdとするとき、
50.0<h1/λd<500.0
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第1レンズの観察面側の面の曲率半径をR11、前記第1レンズの画像表示面側の面の曲率半径をR12とするとき、
−1.5<(R12+R11)/(R12−R11)<−0.8
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第2レンズの観察面側の面の曲率半径をR21、前記第2レンズの画像表示面側の面の曲率半径をR22とするとき、
−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1乃至6のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第1レンズの観察面側の面から前記第2レンズの画像表示面側の面までの距離をd、全系の焦点距離をfとするとき、
0.20<d/f<0.45
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 請求項1乃至8のいずれか1項に記載の観察光学系と、画像情報を表示する画像表示素子を有し、前記観察光学系によって拡大された前記画像表示素子の画像情報を観察面側から観察することを特徴とする観察装置。
- アイレリーフ10mmで、半視野角45度における画像表示面の実際の像高をy、アイレリーフ10mmにおける観察面から画像表示面までの距離をLallとするとき、
0.5<y/Lall<0.8
なる条件式を満足することを特徴とする請求項9に記載の観察装置。 - アイレリーフ10mmで、半視野角45度における画像表示面の理想像高をy0、アイレリーフ10mmで、半視野角45度における画像表示面の実際の像高をyとするとき、
−0.30<(y−y0)/y0<−0.15
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に記載の観察装置。
Priority Applications (2)
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---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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JP6824769B2 true JP6824769B2 (ja) | 2021-02-03 |
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