JPH0634892A - 接眼レンズ - Google Patents

接眼レンズ

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JPH0634892A
JPH0634892A JP4207186A JP20718692A JPH0634892A JP H0634892 A JPH0634892 A JP H0634892A JP 4207186 A JP4207186 A JP 4207186A JP 20718692 A JP20718692 A JP 20718692A JP H0634892 A JPH0634892 A JP H0634892A
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JP
Japan
Prior art keywords
lens
eyepiece
eye
optical axis
spherical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP4207186A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Okajima
厚二 岡島
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 接眼レンズを広い視度範囲において収差変動
を少くし、小型化、低コスト化を図る。 【構成】 両面に非球面凸面を有する第1のレンズ21
と、両面に球面凹面を有する第2のレンズ22及び両面
に球面凸面を有する第3のレンズ23を接合してなる接
合レンズ24とを、眼15から順次同心上に配置して、
接眼レンズを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラのビューワ
システムなどに用いて好適な接眼レンズに関する。
【0002】
【従来の技術】従来から低コストな接眼レンズとして、
図20に示すように構成されたケルナ型接眼レンズが知
られている。この接眼レンズは高屈折率・高分散の凹レ
ンズ1と、低屈折率・低分散の凸レンズ2とを、同一光
軸上で組合せ接合して、接合面の負の屈折力で色収差な
どの諸収差を補正するものである。このように構成され
た接合レンズ3は凹レンズ1が眼4側にあり、接合レン
ズ3の眼4に対して反対側の結像面5の近傍には、第3
のレンズ6が同一光軸上に配置されている。第3のレン
ズ6は周辺光量を補なうコンデンサレンズとしての作用
を有する。
【0003】図21乃至図26にケルナ型接眼レンズの
収差特性を示す。図21乃至図23は眼が基準位置で視
度が0ディオプタの場合を示し、図24乃至図26は眼
が視度調整されて基準位置からずれ、視度が+4ディオ
プタの場合を示す。また図21,図24は球面収差、図
22,図25は非点収差、図23,図26は歪曲収差を
示す。さらに図21,図24に示す実線はe(緑)線、
破線はg(青)線、1点鎖線はc(赤)線の球面収差特
性を示し、図22,図25に示す実線はサジタル像面、
破線はメリディオナル像面の非点収差を示す。なお図2
2,図23では最大画角ωが19.8度であり、図25,
図26では最大画角ωが19.0度であるとする。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記のように構成され
た従来のケルナ型接眼レンズによると、収差補正に寄与
する負のパワーは凹レンズ1と凸レンズ2との接合面に
しかないため、収差補正を進めるためには接合面の曲率
半径を小さくしていかなければならない。このため加工
性が悪くなるという問題があった。また接合面における
全反射条件により規制されるため、レンズ系の広角化が
図りにくい。コマ収差が大きく発生し、低画角では内方
へ、高画角では外方へと変化し、視度調整時の性能が劣
化する。
【0005】またケルナ型接眼レンズは凹レンズ1を眼
側に置いた2群構成であり、倍率を高く焦点距離を短く
してゆくと、大きな負の歪曲収差が発生して補正が困難
となる。一方、第3のレンズ6は物体面の近傍に置か
れ、周辺光量を補なうコンデンサレンズとしての作用が
主で、収差補正への寄与は少ない。しかも第3のレンズ
6はキズ、ゴミなどが目立ちやすく組立てに注意を要す
る。
【0006】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、広い視度範囲において収差変動の少ない、小型
で低コストの接眼レンズを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の接眼レ
ンズは、両面に非球面凸面を有する第1のレンズ11
と、両面に球面凹面を有する第2のレンズ12及び両面
に球面凸面を有する第3のレンズ13を接合してなる接
合レンズ14とを、眼側から順次同心上に配置して構成
したことを特徴とする。
【0008】請求項2に記載の接眼レンズは、第1のレ
ンズ11はプラスチックで形成され、第2、第3のレン
ズ12,13はガラスで形成されたことを特徴とする。
【0009】請求項3に記載の接眼レンズは、第1のレ
ンズ11の中心厚をD1 、第1のレンズ11と第2のレ
ンズ12との間の空気間隔16をD2 、第2のレンズ1
2のアッベ数をν2 、第3のレンズ13の屈折率を
3 、第2のレンズ12と第3のレンズ13との接合レ
ンズ14の焦点距離をf2 、レンズ全系の焦点距離をf
とするとき、0.15<D1 /f<0.2、0.04<D2
f<0.25、ν2 <30、N3 >1.58、2.8<f2
f<4.0の条件を満足することを特徴とする。
【0010】請求項4に記載の接眼レンズは、第1のレ
ンズ11の面頂点における接平面からの距離をx、光軸
からの高さをH、曲率半径をR、円錐定数をK、4次項
乃至10次項における非球面係数をA4 乃至A10とする
とき、第1のレンズ11の非球面形状は次式で与えられ
ることを特徴とする。 x=H2 /R/〔1+{1−(K+1)・(H/R)2 1/2 〕 +A4 4 +A6 6 +A8 8 +A1010
【0011】請求項5に記載の接眼レンズは、Z=K/
8・(1/R)3 +A4 とし、第1のレンズ11の眼側
レンズ面のZをZ1 、物体側レンズ面のZをZ2 とする
とき、Z1 >0、Z2 >0を満足することを特徴とす
る。
【0012】
【作用】上記構成の接眼レンズにおいては、接眼レンズ
の構成を請求項1乃至3に記載の構成とすることによ
り、第1、第2、第3の各レンズ11,12,13の加
工性が向上し、各収差補正を良好に行なうことができ
る。
【0013】また接眼レンズの第1のレンズ11の非球
面形状を請求項4,5に記載の形状とすることにより、
広い視度範囲において収差変動を少くすることができ
る。
【0014】
【実施例】以下、本発明の接眼レンズの実施例を図面及
び表を参照して説明する。
【0015】図1に本発明の接眼レンズの一実施例の構
成を示す。図1において、両面に非球面凸面を有するプ
ラスチックで成形された第1のレンズ11と、両面に球
面凹面を有するガラスで構成された第2のレンズ12
と、両面に球面凸面を有するガラスで構成された第3の
レンズ13とが同一光軸上に配置されている。第2のレ
ンズ12と第3のレンズ13との対向する凹面12aと
凸面13aとは等しい曲率半径を有しており、同軸上に
一体に接合されて接合レンズ14を構成している。ま
た、第1のレンズ11、第2のレンズ12及び第3のレ
ンズ13は光軸上の眼15側から順次配置されており、
第1のレンズ11と第2のレンズ12との間には空気間
隙16が設けられている。また接合レンズ14に対して
眼15と反対側の光軸上には結像面17が設けられてお
り、結像面17の前面はカバーガラス18で被覆されて
いる。
【0016】第1のレンズ11の中心厚をD1 、第1の
レンズ11と第2のレンズ12の空気間隔16をD2
第2のレンズ12のアッベ数をν2 、第3のレンズ13
の屈折率をN3 、接合レンズ14の焦点距離をf2 、レ
ンズ全系の焦点距離をf、第1のレンズ11の面頂点に
おける接平面からの距離をx、光軸からの高さをH、曲
率半径をR、円錐定数をK、n次頂における非球面係数
をAnとしたとき、下記の各式の条件を満足するように
した。
【0017】 0.15<D1 /f<0.2 ……(1) 0.04<D2 /f<0.25 ……(2) ν2 <30 ……(3) N3 >1.58 ……(4) 2.8<f2 /f<4.0 ……(5) Z1 >0、Z2 >0 ……(6) x=H2 /R/〔1+{1−(K+1)・(H/R)2 1/2 〕 +A4 4 +A6 6 +A8 8 +A1010 ……(7)
【0018】ここでZ=K/8・(1/R)3 +A4
し、眼側レンズ面のZをZ1 、物体側レンズ面のZをZ
2 とする。
【0019】式(1)は第1のレンズ11の中心厚D1
に関する式であり、D1 が厚くなる程歪曲収差の補正に
は有利であるが、プラスチックレンズである第1のレン
ズ11の成形条件により上限が決まる。下限はレンズの
有効径と相関し、これを下回ると画面周辺における十分
な光量が得られにくくなる。
【0020】式(2)は第1のレンズ11と第2のレン
ズ12との間の空気間隔D2 に関するものであり、上限
は第3のレンズ13の厚肉化を防ぎ、第1のレンズ11
と接合レンズ14との屈折力のバランスをとっている。
この上限を越えると色収差の補正不足と負の歪曲傾向を
生ずる。また下限は物体面から眼15に入る光の入射瞳
位置により決まる。一般に入射瞳はテレセントリックで
あることが望ましいが、実用上許容され得る最小値を決
めるものである。
【0021】式(3)は第2のレンズ12のアッベ数で
あり、良好な色収差補正を決定する。ν2 が30以上と
なると色収差補正不良が生じたり、低屈折率化により接
合面の曲率半径が小さくなり、コマ収差の増大とレンズ
加工性の悪化を招く。
【0022】式(4)は第3のレンズ13の屈折率であ
り、1.58以下ではペッツバール和の増加により、像面
弯曲、特に中間画角におけるメリディオナル像面の補正
が困難となる。また、第3のレンズ13の物体側の曲率
半径が小さくなり、レンズ加工が困難になる。
【0023】式(5)は接合レンズ4の焦点距離範囲を
示し、上限を超えると第1のレンズ11への屈折力が大
きくなり、軸上性能が劣化する。また下限を超えると負
の歪曲収差が増大し、内方コマの補正が困難となる。
【0024】式(6),式(7)は第1のレンズ11の
非球面形状を規定する式である。式(6)において、Z
1 が負であるとメリディオナル像面が中間画角において
プラス側へ大きくふくらみ、非点収差の補正が困難とな
る。またZ2 が負になるとサジタル像面の弯曲補正が不
足し、メリディオナル像面は低画角ではアンダー方向
へ、高画角になると大きくオーバー方向へと弯曲し、画
面全体におけるバランスがとれなくなる。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】
【表5】
【0030】
【表6】
【0031】
【表7】
【0032】次に図2乃至図19及び表1乃至表7に、
第1乃至第3の数値実施例を示す。図2乃至図7及び表
2,表3は第1の数値実施例、図8乃至図13及び表
4,表5は第2の数値実施例、図14乃至図19及び表
6,表7は第3の数値実施例を示す。また、図2乃至図
4、図8乃至図10、図14乃至図16はそれぞれ図2
1乃至図23に示す従来例に対応する収差特性を示す線
図である。同様に図5乃至図7、図11乃至図13、図
17乃至図19はそれぞれ図24乃至図26に示す従来
例に対応する収差特定を示す線図である。
【0033】また表2,表4,表6におけるRiは眼側
より順に第i番目のレンズ面の曲率半径、Diは眼側よ
り順に第i番目のレンズ中心厚または空気間隔、Ni及
びνiはそれぞれ眼側より順に第i番目のレンズの屈折
率及びアッベ数である。
【0034】すなわち、R0 は瞳面、R1 乃至R8 は順
次第1のレンズ11、第2のレンズ12、第3のレンズ
13、カバーガラス18のそれぞれの面a,b,c,
d,e,f,g及び結像面17の片面hの曲率半径であ
る。またD1 ,D3 ,D4 ,D6 はそれぞれ第1、第
2、第3のレンズ11,12,13及びカバーガラス1
8の中心厚であり、D0 は眼15と第1のレンズ11と
の間、D2 は第1のレンズ11と第2のレンズ12との
間、D5 は第3のレンズ13とカバーガラス18との間
のそれぞれ空気間隔である。またN1 ,N2 ,N3 ,N
4 及びν1 ,ν2 ,ν3 ,ν4 はそれぞれ第1、第2、
第3のレンズ11,12,13及びカバーガラス18の
屈折率とアッベ数である。なお基準波長をe線としてい
る。また表1は第1乃至第3の数値実施例の条件を示し
ている。
【0035】第1の数値実施例では表1に示すように、
第1のレンズ11及び第2のレンズ12の中心厚D1
2 のレンズ全系の焦点距離fに対する比を、それぞれ
0.1999,0.0400とし、第2のレンズ12のアッ
ベ数ν2 を25.3とし、第3のレンズ13の屈折率N3
を1.72341とした。また第2のレンズ12の焦点距
離f2 のレンズ全系の焦点距離fに対する比を3.938
とし、Z1 を0.168×10-5とし、Z2 を0.206×
10-5とした。第2、第3の数値実施例における条件も
同様である。
【0036】また第1の数値実施例における瞳面、各レ
ンズ11,12,13及びカバーガラス18の面の曲率
半径R、中心厚または空気間隔D、屈折率N及びアッベ
数νはそれぞれ表2に示すように設定した。また第1の
レンズ11の非球面の両面a,bの形状を示す曲率半径
R、円錐定数K、4次項乃至10次項の非球面係数
4 ,A6 ,A8 ,A10を表3に示すように設定した。
第2、第3の数値実施例についても同様に表4乃至表7
に示すように設定した。
【0037】上記のように構成された第1、第2、第3
の数値実施例による接眼レンズによれば、図2,図5,
図8,図11,図14,図17に示すように軸上色収差
が小さくなる。また図3,図6,図9,図12,図1
5,図18に示すように、比較的大きい画角においても
非点収差が小さくなる。さらに図4,図7,図10,図
13,図16,図19に示すように、画角が小さい範囲
においては歪曲収差がほとんど零になる。従って色収差
及び像面の補正を良好に行なうことができ、広い視野範
囲において収差変動の少ない安定した性能を得ることが
できる。しかも接眼レンズの小型化、低コスト化を図る
ことができる。
【0038】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の接眼レン
ズによれば、2群3枚のレンズ構成に非球面プラスチッ
クレンズを使用したので、色収差及び像面の補正を良好
に行なうことができ、広い視野範囲において収差変動の
少ない安定した状態を得ることができる。しかも接眼レ
ンズの小型化、低コスト化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の接眼レンズの一実施例の構成を示す説
明図である。
【図2】第1の数値実施例における眼が0ディオプタの
場合の球面収差を示す線図である。
【図3】図2と同じ場合の非点収差を示す線図である。
【図4】図2と同じ場合の歪曲収差を示す線図である。
【図5】第1の数値実施例における眼が+4ディオプタ
の場合の球面収差を示す線図である。
【図6】図5と同じ場合の非点収差を示す線図である。
【図7】図5と同じ場合の歪曲収差を示す線図である。
【図8】第2の実施例における眼が0ディオプタの場合
の球面収差を示す線図である。
【図9】図8と同じ場合の非点収差を示す線図である。
【図10】図8と同じ場合の歪曲収差を示す線図であ
る。
【図11】第2の数値実施例における眼が+4ディオプ
タの場合の球面収差を示す線図である。
【図12】図11と同じ場合の非点収差を示す線図であ
る。
【図13】図11と同じ場合の歪曲収差を示す線図であ
る。
【図14】第3の数値実施例における眼が0ディオプタ
の場合の球面収差を示す線図である。
【図15】図14と同じ場合の非点収差を示す線図であ
る。
【図16】図14と同じ場合の歪曲収差を示す線図であ
る。
【図17】第3の数値実施例における眼が+4ディオプ
タの場合の球面収差を示す線図である。
【図18】図17と同じ場合の非点収差を示す線図であ
る。
【図19】図17と同じ場合の歪曲収差を示す線図であ
る。
【図20】従来の接眼レンズの一例の構成を示す説明図
である。
【図21】図20に示す接眼レンズの眼が0ディオプタ
の場合の球面収差を示す線図である。
【図22】図21と同じ場合の非点収差を示す線図であ
る。
【図23】図21と同じ場合の歪曲収差を示す線図であ
る。
【図24】図20に示す接眼レンズの眼が+4ディオプ
タの場合の球面収差を示す線図である。
【図25】図24と同じ場合の非点収差を示す線図であ
る。
【図26】図24と同じ場合の歪曲収差を示す線図であ
る。
【符号の説明】
11 第1のレンズ 12 第2のレンズ 13 第3のレンズ 14 接合レンズ 15 眼

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 両面に非球面凸面を有する第1のレンズ
    と、 両面に球面凹面を有する第2のレンズ及び両面に球面凸
    面を有する第3のレンズを接合してなる接合レンズと
    を、眼側から順次同心上に配置して構成したことを特徴
    とする接眼レンズ。
  2. 【請求項2】 前記第1のレンズはプラスチックで形成
    され、 前記第2及び第3のレンズはガラスで形成されたことを
    特徴とする請求項1記載の接眼レンズ。
  3. 【請求項3】 前記第1のレンズの中心厚をD1 、前記
    第1のレンズと第2のレンズとの間の空気間隔をD2
    前記第2のレンズのアッベ数をν2 、前記第3のレンズ
    の屈折率をN3 、前記第2のレンズと第3のレンズとの
    接合レンズの焦点距離をf2 、レンズ全系の焦点距離を
    fとするとき、 0.15<D1 /f<0.2 0.04<D2 /f<0.25 ν2 <30 N3 >1.58 2.8<f2 /f<4.0 の条件を満足することを特徴とする請求項1または2記
    載の接眼レンズ。
  4. 【請求項4】 前記第1のレンズでの面頂点における接
    平面からの光軸方向の距離をx、光軸からの高さをH、
    曲率半径をR、円錐定数をK、4次項乃至10次項にお
    ける非球面係数をA4 乃至A10とするとき、 前記第1のレンズの非球面形状は次式で与えられること
    を特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の接眼
    レンズ。 x=H2 /R/〔1+{1−(K+1)・(H/R)2 1/2 +A4 4 +A6 6 +A8 8 +A1010
  5. 【請求項5】 Z=K/8・(1/R)3 +A4 とし、 前記第1のレンズの眼側レンズ面のZをZ1 、物体側レ
    ンズ面のZをZ2 とするとき、 Z1 >0 Z2 >0 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項記載の接眼レンズ。
JP4207186A 1992-07-10 1992-07-10 接眼レンズ Withdrawn JPH0634892A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014041773A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 富士フイルム株式会社 接眼レンズおよび撮像装置

Cited By (2)

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WO2014041773A1 (ja) * 2012-09-12 2014-03-20 富士フイルム株式会社 接眼レンズおよび撮像装置
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