JP7518177B2 - 観察光学系および光学装置 - Google Patents
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Description
本開示は、観察光学系、および光学装置に関する。
従来、接眼レンズとして、特開2016-001209号公報および特開2017-068129号公報に記載のレンズ系が知られている。
近年、良好な性能を有しながら、より広い視野角で観察可能な観察光学系が求められている。
本開示は、上記事情を鑑みてなされたものであり、良好な性能を有しながら、より広い視野角で観察可能な観察光学系、およびこの観察光学系を備えた光学装置を提供することを目的とする。
本開示の技術の一態様に係る観察光学系は、表示素子と、表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズとを備え、接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズとを含み、表示素子における表示領域最長の径の半値をH、視度が-1ディオプターの状態における接眼レンズの焦点距離をfとした場合、下記条件式(1)を満足する。
0.35<H/f<0.6 (1)
0.35<H/f<0.6 (1)
視度調整の際に、接眼レンズ内の少なくとも3枚のレンズが光軸に沿って移動することが好ましい。
第1レンズの表示素子側のレンズ面は、光軸から離れるに従い負の屈折力が強くなる形状、もしくは、光軸から離れるに従い正の屈折力が弱くなる形状を有することが好ましい。
第2レンズのアイポイント側のレンズ面は、光軸から離れるに従い正の屈折力が強くなる形状、もしくは、光軸から離れるに従い負の屈折力が弱くなる形状を有することが好ましい。
接眼レンズは4枚以上のレンズからなるように構成してもよい。接眼レンズは4枚のレンズからなるように構成してもよい。
上記態様の観察光学系は、下記条件式(1)~(25)および(1-1)~(6-1)の少なくとも1つを満足することが好ましい。
0.35<H/f<0.6 (1)
0.03<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.9 (2)
-0.13<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.2 (3)
-5<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.2 (4)
-2.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<8 (5)
1.61<Nmax<2.2 (6)
-4<f/f2<-0.9 (7)
-1<f/f12<0.12 (8)
0.83<f/fr<2 (9)
-2.2<f1/f2<-0.73 (10)
0.66<f1/fr<1.6 (11)
-0.98<f2/fr<-0.4 (12)
-0.6<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<9 (13)
1.6<dL/f<2.25 (14)
0.25<dL12/T2<0.81 (15)
0.18<H/TL<0.65 (16)
0.24<d01/f<0.8 (17)
-1.15<H/f2<-0.35 (18)
0.32<H/fr<0.78 (19)
0.7<f/f1<2.2 (20)
-4<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<4.2 (21)
-15<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.5 (22)
0.15<d12/d2<5.8 (23)
0.01<d12/TL<0.16 (24)
0.25<H/f1<0.9 (25)
0.37<H/f<0.5 (1-1)
0.06<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.65 (2-1)
-0.09<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.14 (3-1)
-3<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.4 (4-1)
-1.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<5 (5-1)
1.66<Nmax<2 (6-1)
ただし、
H:表示素子における表示領域最長の径の半値
f:視度が-1ディオプターの状態における接眼レンズの焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
fr:視度が-1ディオプターの状態における第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離
R1f:第1レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R1r:第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R2f:第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R2r:第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R3f:第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R3r:第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R4f:第4レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R4r:第4レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
d01:視度が-1ディオプターの状態における表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離
d12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズのアイポイント側の面から第2レンズの表示素子側の面までの光軸上の距離
d2:第2レンズの光軸上の厚み
dL:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離
dL12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離
T2:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離との和
TL:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離との和
Nmax:接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値
とする。
0.35<H/f<0.6 (1)
0.03<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.9 (2)
-0.13<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.2 (3)
-5<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.2 (4)
-2.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<8 (5)
1.61<Nmax<2.2 (6)
-4<f/f2<-0.9 (7)
-1<f/f12<0.12 (8)
0.83<f/fr<2 (9)
-2.2<f1/f2<-0.73 (10)
0.66<f1/fr<1.6 (11)
-0.98<f2/fr<-0.4 (12)
-0.6<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<9 (13)
1.6<dL/f<2.25 (14)
0.25<dL12/T2<0.81 (15)
0.18<H/TL<0.65 (16)
0.24<d01/f<0.8 (17)
-1.15<H/f2<-0.35 (18)
0.32<H/fr<0.78 (19)
0.7<f/f1<2.2 (20)
-4<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<4.2 (21)
-15<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.5 (22)
0.15<d12/d2<5.8 (23)
0.01<d12/TL<0.16 (24)
0.25<H/f1<0.9 (25)
0.37<H/f<0.5 (1-1)
0.06<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.65 (2-1)
-0.09<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.14 (3-1)
-3<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.4 (4-1)
-1.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<5 (5-1)
1.66<Nmax<2 (6-1)
ただし、
H:表示素子における表示領域最長の径の半値
f:視度が-1ディオプターの状態における接眼レンズの焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
fr:視度が-1ディオプターの状態における第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離
R1f:第1レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R1r:第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R2f:第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R2r:第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R3f:第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R3r:第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R4f:第4レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R4r:第4レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
d01:視度が-1ディオプターの状態における表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離
d12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズのアイポイント側の面から第2レンズの表示素子側の面までの光軸上の距離
d2:第2レンズの光軸上の厚み
dL:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離
dL12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離
T2:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離との和
TL:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離との和
Nmax:接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値
とする。
本開示の別の態様に係る光学装置は、上記態様の観察光学系を備えている。
なお、本明細書の「~からなり」、「~からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、およびカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル等が含まれていてもよいことを意図する。
なお、本明細書において「正の屈折力を有するレンズ」と「正レンズ」とは同義である。「負の屈折力を有するレンズ」と「負レンズ」とは同義である。「単レンズ」は、接合されていない1枚のレンズを意味する。ただし、複合非球面レンズ(球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として1つの非球面レンズとして機能するレンズ)は、接合レンズとは見なさず、1枚のレンズとして扱う。非球面を含むレンズに関する、屈折力の符号、曲率半径および面形状は、特に断りが無い限り、近軸領域で考えることにする。曲率半径の符号については、表示素子側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、アイポイント側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負とする。
条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式で用いている値は、d線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「d線」、「C線」、および「F線」は輝線であり、d線の波長は587.56nm(ナノメートル)、C線の波長は656.27nm(ナノメートル)、F線の波長は486.13nm(ナノメートル)である。
本開示によれば、良好な性能を有しながら、より広い視野角で観察可能な観察光学系、およびこの観察光学系を備えた光学装置を提供することができる。
以下、本開示の実施形態について図面を参照して説明する。図1に、本開示の一実施形態に係る観察光学系5の構成を示す。図2に、この観察光学系5の構成と光束を示す。図2では、光束として、軸上光束および最大視野角の光束を図示している。図1および図2に示す例は、後述の実施例1に対応している。図1および図2では左側を表示素子側、右側をアイポイント側として図示している。図1および図2のEPは形状を示しているのではなく光軸方向の位置を示している。
観察光学系5は、表示素子1と、表示素子1のアイポイント側に配置された接眼レンズ3とを備える。表示素子1は画像を表示する素子である。表示素子1は、画像が表示される表示領域1aを含む。表示素子1としては例えば、液晶表示素子、又は有機EL(organic electroluminescence)表示素子等を挙げることができる。表示素子1と接眼レンズ3とは、予め定められた空気間隔を隔てて配置されている。これにより、視度調整用の間隔を確保することができる。
表示素子1は、観察物体の一例であり、接眼レンズ3は、表示素子1の表示領域1aに表示される画像を観察するために用いられる。すなわち、観察光学系5は、表示素子1に表示された画像を接眼レンズ3を介して観察するように構成されている。図1には、表示素子1と接眼レンズ3との間に光学部材2が配置され、接眼レンズ3とアイポイントEPとの間に光学部材4が配置された例を示す。光学部材2および光学部材4はともに、平行平板状の屈折力を有しない部材であり、保護用のカバーガラス又は各種フィルタ等を想定したものである。本開示の技術においては、光学部材2および光学部材4の少なくとも一方を除いた構成も可能である。
接眼レンズ3は、光軸Zに沿って最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3とを含むように構成される。接眼レンズ3は、3枚以上のレンズからなるように構成することによって、良好な収差補正に有利となる。上記3枚のレンズはそれぞれ単レンズであることが好ましい。このような構成によれば、設計自由度を高くすることができるので、諸収差の補正に有利となり、また、より広い視野角を得ることに有利となる。
より良好な特性を得るためには、接眼レンズ3は4枚以上のレンズからなることが好ましい。このようにした場合は、全体の収差を良好に補正することに有利となる。一例として図1の接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3と、第4レンズL4とからなる。接眼レンズ3が4枚のレンズからなるように構成した場合は、全体の収差を良好に補正しつつ、レンズ枚数を抑えて小型に構成することに有利となる。図1の接眼レンズ3を構成する4枚のレンズは全て、単レンズであり、光軸上で隣接するレンズと空気間隔を隔てて配置されている。この構成によって、設計自由度を高くすることができるので、諸収差の補正に有利となり、また、より広い視野角を得ることに有利となる。
視度調整の際に、接眼レンズ内の少なくとも3枚のレンズが光軸Zに沿って移動することが好ましい。このようにした場合は、視度調整の際の収差変動を抑制することに有利となる。図1の例では、視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動する。なお、本明細書において「一体的に移動」とは、同時に同方向に同量移動することを意味する。
接眼レンズ3は非球面レンズを含んで構成されていてもよい。例えば、第1レンズL1の表示素子側のレンズ面は、光軸Zから離れるに従い負の屈折力が強くなる形状、もしくは、光軸Zから離れるに従い正の屈折力が弱くなる形状を有することが好ましい。このようにした場合は、歪曲収差の補正に有利となる。
また、第2レンズL2のアイポイント側のレンズ面は、光軸Zから離れるに従い正の屈折力が強くなる形状、もしくは、光軸Zから離れるに従い負の屈折力が弱くなる形状を有することが好ましい。このようにした場合は、倍率色収差の補正に有利となる。
本開示の技術に係る観察光学系5は、下記条件式(1)~(25)の少なくとも1つを満足することが好ましい。
0.35<H/f<0.6 (1)
0.03<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.9 (2)
-0.13<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.2 (3)
-5<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.2 (4)
-2.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<8 (5)
1.61<Nmax<2.2 (6)
-4<f/f2<-0.9 (7)
-1<f/f12<0.12 (8)
0.83<f/fr<2 (9)
-2.2<f1/f2<-0.73 (10)
0.66<f1/fr<1.6 (11)
-0.98<f2/fr<-0.4 (12)
-0.6<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<9 (13)
1.6<dL/f<2.25 (14)
0.25<dL12/T2<0.81 (15)
0.18<H/TL<0.65 (16)
0.24<d01/f<0.8 (17)
-1.15<H/f2<-0.35 (18)
0.32<H/fr<0.78 (19)
0.7<f/f1<2.2 (20)
-4<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<4.2 (21)
-15<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.5 (22)
0.15<d12/d2<5.8 (23)
0.01<d12/TL<0.16 (24)
0.25<H/f1<0.9 (25)
ただし、
H:表示素子における表示領域最長の径の半値
f:視度が-1ディオプターの状態における接眼レンズの焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
fr:視度が-1ディオプターの状態における第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離
R1f:第1レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R1r:第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R2f:第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R2r:第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R3f:第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R3r:第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R4f:第4レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R4r:第4レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
d01:視度が-1ディオプターの状態における表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離
d12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズのアイポイント側の面から第2レンズの表示素子側の面までの光軸上の距離
d2:第2レンズの光軸上の厚み
dL:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離
dL12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離
T2:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離との和
TL:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離との和
Nmax:接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値
とする。
0.35<H/f<0.6 (1)
0.03<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.9 (2)
-0.13<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.2 (3)
-5<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.2 (4)
-2.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<8 (5)
1.61<Nmax<2.2 (6)
-4<f/f2<-0.9 (7)
-1<f/f12<0.12 (8)
0.83<f/fr<2 (9)
-2.2<f1/f2<-0.73 (10)
0.66<f1/fr<1.6 (11)
-0.98<f2/fr<-0.4 (12)
-0.6<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<9 (13)
1.6<dL/f<2.25 (14)
0.25<dL12/T2<0.81 (15)
0.18<H/TL<0.65 (16)
0.24<d01/f<0.8 (17)
-1.15<H/f2<-0.35 (18)
0.32<H/fr<0.78 (19)
0.7<f/f1<2.2 (20)
-4<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<4.2 (21)
-15<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.5 (22)
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ただし、
H:表示素子における表示領域最長の径の半値
f:視度が-1ディオプターの状態における接眼レンズの焦点距離
f1:第1レンズの焦点距離
f2:第2レンズの焦点距離
f12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズと第2レンズとの合成焦点距離
fr:視度が-1ディオプターの状態における第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離
R1f:第1レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R1r:第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R2f:第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R2r:第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R3f:第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R3r:第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
R4f:第4レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径
R4r:第4レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径
d01:視度が-1ディオプターの状態における表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離
d12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズのアイポイント側の面から第2レンズの表示素子側の面までの光軸上の距離
d2:第2レンズの光軸上の厚み
dL:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離
dL12:視度が-1ディオプターの状態における第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離
T2:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離との和
TL:視度が-1ディオプターの状態における、表示素子の表示面から第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、第1レンズの表示素子側の面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離との和
Nmax:接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値
とする。
なお、上記のHに関する「表示素子における表示領域の最長の径」とは、重心が光軸Zと一致する表示領域1aにおいて、径方向における最も光軸Zから離れた点と光軸Zとの距離の2倍の値を意味する。例えば、表示領域1aが矩形の場合は、表示領域1aの対角線の半分の長さをHとすることができる。また、例えば、表示領域1aが正円の場合は、表示領域1aの半径をHとすることができ、表示領域1aが楕円の場合は、表示領域1aの径のうち最長の径(長径)の半分をHとすることができる。
また、表示領域1aとは、実際に画像が表示される領域を意味する。例えば、表示素子1が、複数の画素が配置されたアスペクト比が4:3の表示部を備え、表示部のうち一部にアスペクト比が3:2の画像を表示する場合、表示領域1aは、アスペクト比が3:2の画像が表示される領域を指す。したがって、表示素子1の径と表示領域1aの最長の径とは、必ずしも一致しない。
以下に、上述した条件式の作用効果について述べる。条件式(1)の下限以下とならないようにすることによって、広い視野角を得ることに有利となる。条件式(1)の上限以上とならないようにすることによって、像面湾曲等の収差の抑制に有利となる。
条件式(2)の下限以下とならないようにすることによって、第2レンズL2のアイポイント側の面での光線の屈折が強くなり過ぎないため、倍率色収差の抑制に有利となる。条件式(2)の上限以上とならないようにすることによって、第2レンズL2の表示素子側の面での光線の屈折が強くなり過ぎないため、像面湾曲の抑制に有利となる。
条件式(3)の下限以下とならないようにすることによって、第1レンズL1のアイポイント側の面の軸外光線の屈折に対し、第2レンズL2の表示素子側の面の屈折が強くなり過ぎることがないため、倍率色収差が補正過剰になるのを抑制できる。条件式(3)の上限以上とならないようにすることによって、第1レンズL1のアイポイント側の面の軸外光線の屈折に対し、第2レンズL2の表示素子側の面の屈折が弱くなり過ぎることがないため、倍率色収差が補正不足になるのを抑制できる。
条件式(4)の下限以下とならないようにすることによって、第1レンズL1のアイポイント側の面の軸外光線の屈折が強くなり過ぎないため、コマ収差の補正に有利となる。条件式(4)の上限以上とならないようにすることによって、第1レンズL1の表示素子側の面の正の屈折力が強くなり過ぎないため、又は第1レンズL1の表示素子側の面の負の屈折力が弱くなり過ぎないため、樽型の歪曲収差を抑えることに有利となる。
条件式(5)の下限以下とならないようにすることによって、第3レンズL3のアイポイント側の面のうち軸外光線の通る部分がアイポイントEPとの距離が長くなる形状になるのを抑制できるため、小型化に有利となる。仮に、上記部分とアイポイントEPとの距離が長くなると、第3レンズL3のアイポイント側の面における軸外光線の光軸Zからの高さが高くなり、第3レンズL3が大径化し、小型化に不利となる。条件式(5)の上限以上とならないようにすることによって、第3レンズL3の表示素子側の面の正の屈折力が強くなり過ぎないため、又は第3レンズL3の表示素子側の面の負の屈折力が弱くなり過ぎないため、像面湾曲の補正に有利となる。
条件式(6)の下限以下とならないようにすることによって、ペッツバール和が大きくなるのを抑制できるため、像面湾曲の補正に有利となる。条件式(6)の上限以上とならないようにすることによって、レンズ材料として選択可能な材料がアッベ数の小さいものに限定されるのを防止できるため、色収差の補正に有利となる。また、条件式(6)の上限以上とならないようにすることによって、材料を加工する際の生産性の向上に寄与できる。
より良好な特性を得るためには、上記条件式(1)~(25)はそれぞれ下記条件式(1-1)~(25-1)の範囲とすることがより好ましい。
0.37<H/f<0.5 (1-1)
0.06<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.65 (2-1)
-0.09<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.14 (3-1)
-3<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.4 (4-1)
-1.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<5 (5-1)
1.66<Nmax<2 (6-1)
-3<f/f2<-1.15 (7-1)
-0.7<f/f12<0.03 (8-1)
0.96<f/fr<1.75 (9-1)
-1.9<f1/f2<-0.87 (10-1)
0.73<f1/fr<1.45 (11-1)
-0.9<f2/fr<-0.5 (12-1)
-0.3<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<6.5 (13-1)
1.35<dL/f<1.94 (14-1)
0.3<dL12/T2<0.67 (15-1)
0.21<H/TL<0.45 (16-1)
0.31<d01/f<0.65 (17-1)
-0.99<H/f2<-0.5 (18-1)
0.4<H/fr<0.69 (19-1)
0.9<f/f1<1.9 (20-1)
-2.5<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<2.7 (21-1)
-10<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.25 (22-1)
0.25<d12/d2<4.5 (23-1)
0.02<d12/TL<0.13 (24-1)
0.35<H/f1<0.78 (25-1)
0.37<H/f<0.5 (1-1)
0.06<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.65 (2-1)
-0.09<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.14 (3-1)
-3<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.4 (4-1)
-1.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<5 (5-1)
1.66<Nmax<2 (6-1)
-3<f/f2<-1.15 (7-1)
-0.7<f/f12<0.03 (8-1)
0.96<f/fr<1.75 (9-1)
-1.9<f1/f2<-0.87 (10-1)
0.73<f1/fr<1.45 (11-1)
-0.9<f2/fr<-0.5 (12-1)
-0.3<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<6.5 (13-1)
1.35<dL/f<1.94 (14-1)
0.3<dL12/T2<0.67 (15-1)
0.21<H/TL<0.45 (16-1)
0.31<d01/f<0.65 (17-1)
-0.99<H/f2<-0.5 (18-1)
0.4<H/fr<0.69 (19-1)
0.9<f/f1<1.9 (20-1)
-2.5<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<2.7 (21-1)
-10<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.25 (22-1)
0.25<d12/d2<4.5 (23-1)
0.02<d12/TL<0.13 (24-1)
0.35<H/f1<0.78 (25-1)
さらにより良好な特性を得るためには、上記条件式(1)~(25)はそれぞれ下記条件式(1-2)~(25-2)の範囲とすることがさらにより好ましい。
0.38<H/f<0.45 (1-2)
0.08<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.45 (2-2)
-0.06<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.09 (3-2)
-1.85<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.55 (4-2)
-0.87<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<2.5 (5-2)
1.7<Nmax<1.9 (6-2)
-2.5<f/f2<-1.41 (7-2)
-0.5<f/f12<-0.03 (8-2)
1.11<f/fr<1.6 (9-2)
-1.8<f1/f2<-1.1 (10-2)
0.84<f1/fr<1.31 (11-2)
-0.82<f2/fr<-0.58 (12-2)
0.1<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<5 (13-2)
1.2<dL/f<1.8 (14-2)
0.38<dL12/T2<0.61 (15-2)
0.23<H/TL<0.31 (16-2)
0.35<d01/f<0.58 (17-2)
-0.94<H/f2<-0.59 (18-2)
0.46<H/fr<0.65 (19-2)
1.02<f/f1<1.71 (20-2)
-1.83<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<2.05 (21-2)
-6.57<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.11 (22-2)
0.32<d12/d2<3.3 (23-2)
0.03<d12/TL<0.115 (24-2)
0.41<H/f1<0.66 (25-2)
0.38<H/f<0.45 (1-2)
0.08<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.45 (2-2)
-0.06<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.09 (3-2)
-1.85<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.55 (4-2)
-0.87<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<2.5 (5-2)
1.7<Nmax<1.9 (6-2)
-2.5<f/f2<-1.41 (7-2)
-0.5<f/f12<-0.03 (8-2)
1.11<f/fr<1.6 (9-2)
-1.8<f1/f2<-1.1 (10-2)
0.84<f1/fr<1.31 (11-2)
-0.82<f2/fr<-0.58 (12-2)
0.1<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<5 (13-2)
1.2<dL/f<1.8 (14-2)
0.38<dL12/T2<0.61 (15-2)
0.23<H/TL<0.31 (16-2)
0.35<d01/f<0.58 (17-2)
-0.94<H/f2<-0.59 (18-2)
0.46<H/fr<0.65 (19-2)
1.02<f/f1<1.71 (20-2)
-1.83<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<2.05 (21-2)
-6.57<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.11 (22-2)
0.32<d12/d2<3.3 (23-2)
0.03<d12/TL<0.115 (24-2)
0.41<H/f1<0.66 (25-2)
以上述べた実施形態における好ましい構成および可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。例えば、上述した構成を組み合わせた好ましい一態様の観察光学系は、表示素子1と、表示素子1のアイポイント側に配置された接眼レンズ3とを備え、接眼レンズ3は、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズL1と、負の屈折力を有する第2レンズL2と、第3レンズL3とを含み、条件式(1)を満足する。
デジタルカメラ等のビューファインダ用の観察光学系において、最近では液晶表示素子の高画素化が進んだことから、より広い視野角と高い解像性能が求められている。しかし、より広い視野角を得ようとすると、像面湾曲および倍率色収差等の諸収差が大きく発生し、高い解像性能と両立することが難しい。そこで、上記の好ましい一態様を採ることによって、像面湾曲および倍率色収差等の諸収差を抑えつつ、より広い視野角で観察可能な観察光学系を実現することができる。
次に、本開示の観察光学系の数値実施例について説明する。
[実施例1]
実施例1の観察光学系5の構成は図1に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例1の観察光学系5が備える接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で両凸形状の正レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全てが単レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動する。
[実施例1]
実施例1の観察光学系5の構成は図1に示しており、その図示方法と構成は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。実施例1の観察光学系5が備える接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で両凸形状の正レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全てが単レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動する。
実施例1の観察光学系5について、基本レンズデータを表1に、諸元を表2に、可変面間隔を表3に、非球面係数を表4に示す。
表1において、Snの欄には、表示素子1の観察物体側の面(表示領域1aが配設された面)を第1面とし、アイポイント側に向かうに従い1つずつ番号を増加させた場合の各面の面番号を示す。表1では、表示素子1、光学部材2、光学部材4、およびアイポイントEPも記載しており、アイポイントEPに相当する面のSnの欄には、面番号と(EP)という語句を記載している。Rの欄には、各面の曲率半径を示し、曲率半径の符号は、表示素子側に凸面を向けた面形状のものを正、アイポイント側に凸面を向けた面形状のものを負としている。なお、非球面の面番号には*印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。
また、表1において、Dの欄には、各面とそのアイポイント側に隣接する面との光軸上の面間隔を示し、視度調整の際の可変面間隔については、DD[ ]という記号を用いて、[ ]の中にこの間隔の表示素子側の面番号を付して記載している。Ndの欄には、各構成要素のd線に対する屈折率を示す。νdの欄には、各構成要素のd線基準のアッベ数を示す。
表2に、各視度における接眼レンズ3の焦点距離f、および、全画角での視野角の値を示す。表2および表3の「dpt」は、ディオプター(diopter)を意味する。視野角の欄の[°]は単位が度であることを意味する。また、表2には表示素子1における表示領域1aの最長の径の半値Hも示す。
表3に、各視度における可変面間隔の値を示す。実施例1の観察光学系5は、接眼レンズ3を一体的に光軸方向に移動させることにより、-4dpt~+2dptの範囲で視度調整が可能である。
表4において、Snの欄には、非球面の面番号を示す。KAおよびAm(m=3、4、5、・・・16)の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表4の非球面係数の数値の「E±n」(n:整数)は「×10±n」を意味する。KAおよびAmは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Zd=C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+ΣAm×hm
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
KA、Am:非球面係数
であり、非球面式のΣはmに関する総和を意味する。
Zd=C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+ΣAm×hm
ただし、
Zd:非球面深さ(高さhの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ)
h:高さ(光軸からレンズ面までの距離)
C:近軸曲率半径の逆数
KA、Am:非球面係数
であり、非球面式のΣはmに関する総和を意味する。
以下、各表のデータにおいて、角度の単位には度を用い、長さの単位にはmm(ミリメートル)を用い、視度の単位にはdiopter(ディオプター)を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。
図3および図4に、視度が-1.00diopter(ディオプター)の状態の実施例1の観察光学系5の各収差図を示す。図3では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、および倍率色収差を示す。球面収差図では、d線、C線、およびF線における収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のd線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のd線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではd線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、C線、およびF線における収差をそれぞれ長破線、および短破線で示す。球面収差図および非点収差図の横軸の単位のdptはdiopter(ディオプター)を意味する。球面収差図のΦは単位をmm(ミリメートル)とした場合のアイポイントEPの直径を意味し、その他の収差図のωは半画角での視野角を意味する。
図4では各視野角について、左列にタンジェンシャル方向の横収差を、右列にサジタル方向の横収差を示す。図4では、d線、C線、およびF線における収差をそれぞれ実線、長破線、および短破線で示す。図4のωは半画角での視野角を意味する。
上記の実施例1に関する各データの記号、意味、記載方法、および図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。
[実施例2]
実施例2の観察光学系の構成を図5に示す。実施例2の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
実施例2の観察光学系の構成を図5に示す。実施例2の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は両凸形状の正レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で両凸形状の正レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全てが単レンズである。第1レンズL1、第2レンズL2、および第4レンズL4の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動する。
実施例2の観察光学系について、基本レンズデータを表5に、諸元を表6に、可変面間隔を表7に、非球面係数を表8に、各収差図を図6および図7に示す。
[実施例3]
実施例3の観察光学系の構成を図8に示す。実施例3の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
実施例3の観察光学系の構成を図8に示す。実施例3の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全てが単レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第3レンズL3の3枚のレンズが一体的に移動し、第4レンズL4は不動である。
実施例3の観察光学系について、基本レンズデータを表9に、諸元を表10に、可変面間隔を表11に、非球面係数を表12に、各収差図を図9および図10に示す。
[実施例4]
実施例4の観察光学系の構成を図11に示す。実施例4の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
実施例4の観察光学系の構成を図11に示す。実施例4の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第3レンズL3の3枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で両凸形状の正レンズである。第1レンズL1~第3レンズL3の全てが単レンズである。第1レンズL1~第3レンズL3の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第3レンズL3の3枚のレンズが一体的に移動する。
実施例4の観察光学系について、基本レンズデータを表13に、諸元を表14に、可変面間隔を表15に、非球面係数を表16に、各収差図を図12および図13に示す。
[実施例5]
実施例5の観察光学系の構成を図14に示す。実施例5の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
実施例5の観察光学系の構成を図14に示す。実施例5の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第5レンズL5の5枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズであり、第5レンズL5は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズである。第1レンズL1~第5レンズL5の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動し、第5レンズL5は不動である。
実施例5の観察光学系について、基本レンズデータを表17に、諸元を表18に、可変面間隔を表19に、非球面係数を表20に、各収差図を図15および図16に示す。
[実施例6]
実施例6の観察光学系の構成を図17に示す。実施例6の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
実施例6の観察光学系の構成を図17に示す。実施例6の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で両凸形状の正レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全てが単レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動する。
実施例6の観察光学系について、基本レンズデータを表21に、諸元を表22に、可変面間隔を表23に、非球面係数を表24に、各収差図を図18および図19に示す。
[実施例7]
実施例7の観察光学系の構成を図20に示す。実施例7の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
実施例7の観察光学系の構成を図20に示す。実施例7の観察光学系は、表示素子側からアイポイント側へ順に、表示素子1と、光学部材2と、接眼レンズ3と、光学部材4とを備える。
接眼レンズ3は、表示素子側からアイポイント側へ順に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズからなる。第1レンズL1は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズであり、第2レンズL2は近軸領域で両凹形状の負レンズであり、第3レンズL3は近軸領域で両凸形状の正レンズであり、第4レンズL4は近軸領域で表示素子側に凹面を向けたメニスカス形状の正レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全てが単レンズである。第1レンズL1~第4レンズL4の全ての両面が非球面である。視度調整の際に、第1レンズL1~第4レンズL4の4枚のレンズが一体的に移動する。
実施例7の観察光学系について、基本レンズデータを表25に、諸元を表26に、可変面間隔を表27に、非球面係数を表28に、各収差図を図21および図22に示す。
表29および表30に、実施例1~7の観察光学系の条件式(1)~(25)の対応値を示す。表31に実施例1~7の各レンズの焦点距離を示す。表31のf3、f4、およびf5はそれぞれ、第3レンズL3の焦点距離、第4レンズL4の焦点距離、および第5レンズL5の焦点距離である。表29~表31に示す値はd線を基準とした値である。
以上説明したデータからわかるように、実施例1~7の観察光学系は、半画角での視野角が20度以上であり、より詳しくは21度以上であり、広い視野角を有している。また、実施例1~7の観察光学系は、諸収差が良好に補正されて高い光学性能を実現している。
次に、本開示の実施形態に係る観察光学系を備えた光学装置について説明する。図23は、本開示の一実施形態に係る光学装置であるカメラ100の背面側の概略構成を示す斜視図である。カメラ100は、一例としてデジタルカメラである。カメラ100は、カメラボディ102の上部に本開示の一実施形態に係るファインダ101を備える。ファインダ101は、観察光学装置の一例であり、本開示の一実施形態に係る観察光学系を備える。
カメラ100は、カメラボディ102の背面に、各種設定を行うための操作ボタン103と、変倍を行うためのズームレバー104と、画像および各種設定画面を表示するモニタ106とを備え、カメラボディ102の上面にシャッターボタン105を備える。また、カメラ100は、カメラボディ102の前面に撮像レンズ(不図示)を備え、カメラボディ102の内部に撮像レンズによって形成された被写体像を撮像する撮像素子(不図示)を備える。使用者は、背面側からファインダ101を覗いて被写体像を観察する。
以上、実施形態および実施例を挙げて本開示の技術を説明したが、本開示の技術は上記実施形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、および非球面係数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。また、本開示の実施形態に係る光学装置は上記例に限定されず、本開示はフィルムカメラ、ビデオカメラ、およびヘッドマウントディスプレイ等に適用することも可能である。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (28)
- 表示素子と、前記表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズとを備え、
前記接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズとを含み、
前記表示素子における表示領域最長の径の半値をH、
視度が-1ディオプターの状態における前記接眼レンズの焦点距離をf、
前記第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR2f、
前記第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR2r、
前記第1レンズの焦点距離をf1、
視度が-1ディオプターの状態における前記第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離をfr、
視度が-1ディオプターの状態における前記第1レンズの表示素子側の面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離をdLとした場合、
0.35<H/f<0.6 (1)
0.03<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.9 (2)
0.66<f1/fr<1.6 (11)
1.6<dL/f<2.25 (14)
で表される条件式(1)、(2)、(11)、および(14)を満足する観察光学系。 - 表示素子と、前記表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズとを備え、
前記接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズとを含み、
前記表示素子における表示領域最長の径の半値をH、
視度が-1ディオプターの状態における前記接眼レンズの焦点距離をf、
前記第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR2f、
前記第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR1r、
視度が-1ディオプターの状態における前記第1レンズの表示素子側の面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離をdL、
視度が-1ディオプターの状態における前記第1レンズのアイポイント側の面から前記第2レンズの表示素子側の面までの光軸上の距離をd12、
前記第2レンズの光軸上の厚みをd2とした場合、
0.35<H/f<0.6 (1)
-0.13<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.2 (3)
1.6<dL/f<2.25 (14)
0.15<d12/d2<5.8 (23)
で表される条件式(1)、(3)、(14)、および(23)を満足する観察光学系。 - 表示素子と、前記表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズとを備え、
前記接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズとを含み、
前記表示素子における表示領域最長の径の半値をH、
視度が-1ディオプターの状態における前記接眼レンズの焦点距離をf、
前記接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値をNmax、
視度が-1ディオプターの状態における前記第1レンズと前記第2レンズとの合成焦点距離をf12、
前記第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR3f、
前記第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR2r、
前記第1レンズの焦点距離をf1とした場合、
0.35<H/f<0.6 (1)
1.61<Nmax<2.2 (6)
-1<f/f12<0.12 (8)
-0.3<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<6.5 (13-1)
0.7<f/f1<2.2 (20)
で表される条件式(1)、(6)、(8)、(13-1)、および(20)を満足する観察光学系。 - 表示素子と、前記表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズとを備え、
前記接眼レンズは4枚以上のレンズからなり、
前記接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズとを含み、
前記表示素子における表示領域最長の径の半値をH、
視度が-1ディオプターの状態における前記接眼レンズの焦点距離をf、
前記第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR2f、
前記第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR2r、
前記接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値をNmax、
前記第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR3fとした場合、
0.35<H/f<0.6 (1)
0.06<(R2r+R2f)/(R2r-R2f)<0.65 (2-1)
1.61<Nmax<2.2 (6)
-0.3<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<6.5 (13-1)
で表される条件式(1)、(2-1)、(6)、および(13-1)を満足する観察光学系。 - 表示素子と、前記表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズとを備え、
前記接眼レンズは4枚以上のレンズからなり、
前記接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、正の屈折力を有する第1レンズと、負の屈折力を有する第2レンズと、第3レンズと、第4レンズとを含み、
前記表示素子における表示領域最長の径の半値をH、
視度が-1ディオプターの状態における前記接眼レンズの焦点距離をf、
前記第2レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR2f、
前記第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR1r、
前記第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR3f、
前記第2レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR2r、
前記第4レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR4f、
前記第4レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR4rとした場合、
0.35<H/f<0.6 (1)
-0.09<(R2f-R1r)/(R2f+R1r)<0.14 (3-1)
-0.3<(R3f-R2r)/(R3f+R2r)<6.5 (13-1)
-10<(R4r+R4f)/(R4r-R4f)<0.25 (22-1)
で表される条件式(1)、(3-1)、(13-1)、および(22-1)を満足する観察光学系。 - 視度調整の際に、前記接眼レンズ内の少なくとも3枚のレンズが光軸に沿って移動する請求項1から5のいずれか1項に記載の観察光学系。
- 前記第1レンズの表示素子側のレンズ面は、光軸から離れるに従い負の屈折力が強くなる形状、もしくは、光軸から離れるに従い正の屈折力が弱くなる形状を有する請求項1から6のいずれか1項に記載の観察光学系。
- 前記第2レンズのアイポイント側のレンズ面は、光軸から離れるに従い正の屈折力が強くなる形状、もしくは、光軸から離れるに従い負の屈折力が弱くなる形状を有する請求項1から7のいずれか1項に記載の観察光学系。
- 前記接眼レンズは4枚のレンズからなる請求項1から8のいずれか1項に記載の観察光学系。
- 前記第1レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR1f、
前記第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR1rとした場合、
-5<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.2 (4)
で表される条件式(4)を満足する請求項1から9のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR3f、
前記第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR3rとした場合、
-2.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<8 (5)
で表される条件式(5)を満足する請求項1から10のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第2レンズの焦点距離をf2とした場合、
-4<f/f2<-0.9 (7)
で表される条件式(7)を満足する請求項1から11のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 視度が-1ディオプターの状態における前記第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離をfrとした場合、
0.83<f/fr<2 (9)
で表される条件式(9)を満足する請求項1から12のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 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とした場合、
-2.2<f1/f2<-0.73 (10)
で表される条件式(10)を満足する請求項1から13のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第2レンズの焦点距離をf2、
視度が-1ディオプターの状態における前記第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離をfrとした場合、
-0.98<f2/fr<-0.4 (12)
で表される条件式(12)を満足する請求項1から14のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 視度が-1ディオプターの状態における前記第1レンズの表示素子側の面から前記第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離をdL12、
視度が-1ディオプターの状態における、前記表示素子の表示面から前記第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、前記第1レンズの表示素子側の面から前記第2レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離との和をT2とした場合、
0.25<dL12/T2<0.81 (15)
で表される条件式(15)を満足する請求項1から15のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 視度が-1ディオプターの状態における、前記表示素子の表示面から前記第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、前記第1レンズの表示素子側の面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離との和をTLとした場合、
0.18<H/TL<0.65 (16)
で表される条件式(16)を満足する請求項1から16のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 視度が-1ディオプターの状態における前記表示素子の表示面から前記第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離をd01とした場合、
0.24<d01/f<0.8 (17)
で表される条件式(17)を満足する請求項1から17のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第2レンズの焦点距離をf2とした場合、
-1.15<H/f2<-0.35 (18)
で表される条件式(18)を満足する請求項1から18のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 視度が-1ディオプターの状態における前記第2レンズよりアイポイント側の全てのレンズの合成焦点距離をfrとした場合、
0.32<H/fr<0.78 (19)
で表される条件式(19)を満足する請求項1から19のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記接眼レンズは、最も表示素子側からアイポイント側へ順に連続して、前記第1レンズと、前記第2レンズと、前記第3レンズと、第4レンズとを含み、
前記第4レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR4f、
前記第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR3rとした場合、
-4<(R4f-R3r)/(R4f+R3r)<4.2 (21)
で表される条件式(21)を満足する請求項1から20のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 視度が-1ディオプターの状態における前記第1レンズのアイポイント側の面から前記第2レンズの表示素子側の面までの光軸上の距離をd12、
視度が-1ディオプターの状態における、前記表示素子の表示面から前記第1レンズの表示素子側の面までの光軸上の空気換算距離と、前記第1レンズの表示素子側の面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離との和をTLとした場合、
0.01<d12/TL<0.16 (24)
で表される条件式(24)を満足する請求項1から21のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第1レンズの焦点距離をf1とした場合、
0.25<H/f1<0.9 (25)
で表される条件式(25)を満足する請求項1から22のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 0.37<H/f<0.5 (1-1)
で表される条件式(1-1)を満足する請求項1から23のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第1レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR1f、
前記第1レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR1rとした場合、
-3<(R1r+R1f)/(R1r-R1f)<-0.4 (4-1)
で表される条件式(4-1)を満足する請求項1から24のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記第3レンズの表示素子側の面の近軸曲率半径をR3f、
前記第3レンズのアイポイント側の面の近軸曲率半径をR3rとした場合、
-1.5<(R3r+R3f)/(R3r-R3f)<5 (5-1)
で表される条件式(5-1)を満足する請求項1から25のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 前記接眼レンズに含まれる全てのレンズのd線に対する屈折率の最大値をNmaxとした場合、
1.66<Nmax<2 (6-1)
で表される条件式(6-1)を満足する請求項1から26のいずれか1項に記載の観察光学系。 - 請求項1から27のいずれか1項に記載の観察光学系を備えた光学装置。
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