JPH08122642A

JPH08122642A - 光学系

Info

Publication number: JPH08122642A
Application number: JP6262653A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Kenno; 研野孝吉
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1994-10-26
Filing date: 1994-10-26
Publication date: 1996-05-17
Also published as: US5801885A

Abstract

(57)【要約】【目的】画角１２０°前後及び瞳径１５ｍｍ前後まで
像面湾曲とコマ収差の両収差が良好に補正され、撮像・
接眼両光学系に使用できる光学系【構成】２つの半透過曲面１２１、１２２を持ち、２
つの半透過曲面１２１、１２２は瞳面Ｅ側に凹面を向け
て配置され、２つの半透過曲面１２１、１２２は、各々
少なくとも１回の光線の透過と少なくとも１回の光線の
反射をするように配置された共心光学系１２の瞳面Ｅ側
又は像面Ｉ側の何れか一方又は両側に屈折光学素子１１
を配置している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、接眼光学系又は結像光
学系として使用可能な光学系に関し、特に、画角が広く
瞳径が大きい場合にも像面湾曲とコマ収差の両収差が少
なく解像力の良い光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人の提案に係る特願平５−２６４
８２８号の光学系は、少なくとも２つの半透過曲面の間
を硝子材等で埋め、製作上の有利さを増すと共に、２つ
の半透過凹面の距離を大きくすることによって、像面湾
曲とコマ収差をほぼ完全に補正することに成功したもの
である。しかし、特願平５−２６４８２８号のものにお
いても、観察画角が１００°付近まで広画角化し、瞳径
が１０ｍｍ位まで大きくなった場合には、像面湾曲とコ
マ収差が目立つようになる。

【０００３】以下、図４の光路図を用いて特願平５−２
６４８２８号の光学系の軸外収差の発生原因を説明す
る。図４において、瞳面Ｅに近い半透過凹面を１、像面
Ｉに近い半透過凹面を２とする。光束が各面を通過もし
くは反射する順序は１−１、２−１、１−２、２−２で
ある。１−１と２−２では光束は屈折作用を、１−２と
２−１では光束は反射作用を受ける。

【０００４】まず、コマ収差の補正方法について説明す
る。像面Ｉでのコマ収差の発生を抑えるためには、軸外
光束が最初に各々の半透過面１、２に入射する１−１と
２−１でのコマ収差の発生量を小さくすることが重要で
ある。瞳Ｅから面１へと瞳Ｅから面２へのそれぞれの光
軸の光路長は、瞳Ｅから面２への方が長い。軸外光束の
１−１と２−１での入射角を小さくし、軸外上側マージ
ナル光線と軸外下側マージナル光線の入射角の差異を小
さくしてコマ収差の発生量を抑えるためには、面１より
面２のパワーを弱くし、面１と面２の曲率に差異を持た
せることが必要である。

【０００５】さらに、軸外光束が２度目に各々の半透過
面に入射する１−２と２−２で生じるコマ収差の発生量
を抑えるためにも、面１より面２のパワーを弱くする必
要がある。これは、面１のパワーが弱すぎると、面１の
法線の傾き角が光軸に対して小さくなるので、軸外主光
線の１−２での入射角が大きくなってしまい、この結
果、上側マージナル光線と下側マージナル光線の入射角
の差異が大きくなり、大きなコマ収差が発生するからで
ある。また、この発明による結像光学系は像側テレセン
トリックに近い光学系であるので、面２のパワーが強す
ぎると、光軸に対しておおよそ平行になって２−２へ入
射する軸外主光線の入射角が大きくなり、２−２での上
側マージナル光線と下側マージナル光線の入射角の差異
が大きくなり、大きなコマ収差が生じてしまう。１−２
と２−２でのコマ収差の発生量を小さくするためには、
面１のパワーは強く、面２のパワーは弱くする必要があ
る。

【０００６】次に、像面湾曲の主な発生箇所と補正方法
について述べる。像面湾曲の最も大きい発生原因の箇所
となっているのが、１−２での反射の際に生じる負の像
面湾曲と２−１での反射の際に生じる正の像面湾曲であ
る。像面Ｉでの像面湾曲の発生を抑えるためには、面１
での反射の際に生じる負の像面湾曲と面２での反射の際
に生じる正の像面湾曲が互いに打ち消し合うようにする
ために、面１と面２に均一のパワーを与えることが必要
である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、特願
平５−２６４８２８号の共心光学系においては、コマ収
差の補正方法と像面湾曲の補正方法は互いに逆行してお
り、同時に両収差を補正することは難しい。画角と瞳径
がさほど大きくなければ、２つの半透過凹面１、２のパ
ワーのバランスをとることで像面湾曲とコマ収差の補正
が可能だが、広画角と広瞳径の場合、像面湾曲とコマ収
差の悪化を回避することは困難である。

【０００８】本発明は上記の本出願人の提案に係る共心
光学系の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的
は、画角１２０°前後及び瞳径１５ｍｍ前後まで像面湾
曲とコマ収差の両収差が良好に補正され、撮像・接眼両
光学系に使用できる光学系を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の光学系は、少なくとも２つの半透過曲面を持ち、前
記の少なくとも２つの半透過曲面は瞳面側に凹面を向け
て配置され、前記の少なくとも２つの半透過曲面は、各
々少なくとも１回の光線の透過と少なくとも１回の光線
の反射をするように配置された共心光学系の近傍に、少
なくとも１つの屈折光学素子を配置したことを特徴とす
るものである。

【００１０】この場合、共心光学系の瞳面側に、パワー
を持つ屈折光学素子を配置し、そのパワーを持つ屈折光
学素子の焦点距離をｆ₁、その瞳面側の曲率半径を
Ｒ₀₁、その像面側の曲率半径をＲ₀₂とすると、ｆ₁＞０・・・（１）｜１／Ｒ₀₁｜＜｜１／Ｒ₀₂｜・・・（２）なる条件を満足することが望ましい。

【００１１】また、共心光学系の像面側に、パワーを持
つ屈折光学素子を配置し、そのパワーを持つ屈折光学素
子の瞳面側の曲率半径をＲ₁₁、その像面側の曲率半径を
Ｒ₁₂、共心光学系の像面側の半透過曲面の曲率半径をＲ
₃とすると、１／Ｒ₁₁＜０・・・（３）１／Ｒ₁₂＜０・・・（４）｜１／Ｒ₁₂｜＜｜１／Ｒ₃｜・・・（５）なる条件を満足することが望ましい。

【００１２】

【作用】以下、上記の構成をとった理由と作用を説明す
るが、以下において、説明の都合上、本発明の光学系を
結像光学系として説明するが、本発明の光学系の像面を
物点とした接眼光学系として利用できることは明らかで
あり、本発明の光学系は、構成を逆に配置して接眼光学
系としての機能も備えていることは明白である。また、
像面湾曲とコマ収差の符号の取り方は、早水良定著「光
機器の光学Ｉ」（（社）オプトメカトロニクス協会）に
沿って定義し、本発明を説明する。

【００１３】共心光学系が各種収差の発生が少ない理由
は、特願平５−２６４８２８号に述べてあるが、この光
学系は収差発生が少ない代わりにパワー配置の自由度が
少なく、焦点距離に対してレンズ全長を制限する等の制
約を設けると、２つの半透過面の曲率半径の関係が崩
れ、像面湾曲を良好に補正することが難しくなる。本発
明は上記像面湾曲を改善するために、他に屈折光学素子
を共心光学系に加えることによって、ペッツバール和の
補正を行い、像面湾曲の少ない光学系を構成することを
可能にしている。

【００１４】先ず、共心光学系の瞳面側に屈折光学素子
を配置する場合について図１を用いて説明する。図１
は、パワーを持つ屈折光学素子を共心光学系の瞳面側に
接合して配置した例の光路図で、パワーを持つ屈折光学
素子を１１、瞳面Ｅに凹面を向けた２つの半透過曲面か
ら構成される共心光学系を１２、パワーを持つ屈折光学
素子１１の瞳面Ｅ側の屈折面を１１１、光学系１２の瞳
面Ｅ側の半透過曲面を１２１、光学系１２の像面Ｉ側の
半透過曲面を１２２とする。

【００１５】共心光学系１２のみでは、観察画角が９０
°を越えると像面湾曲とコマ収差の補正が難しくなって
くるが、観察画角が６０°位であればこれら両収差の補
正は充分できる。そこで、観察画角を広げるには、共心
光学系１２の瞳面Ｅ側に軸外光束を正のパワーでもって
屈折させ、共心光学系１２に入射する軸外光束の画角を
小さくさせる役割を持つ屈折光学素子１１を配置すれば
よい。このとき、正のパワーを持つ屈折光学素子１１の
形状を考慮し、屈折光学素子１１の形状を平凸レンズと
し、共心光学系１２への悪影響を最小限に抑えることが
重要である。これは、面１１１を平面に近い形状にする
ことで、面１１１ではほとんど像面湾曲もコマ収差を発
生しないにもかかわらず、軸外光束は面１１１で大きく
屈折し、共心光学系１２へ入射する軸外光束の画角が小
さくなるからである。また、屈折光学素子１１と共心光
学系１２の硝材の屈折率を考慮してバランスをとること
で、面１２１での屈折の際に発生する像面湾曲を正負の
何れにもすることが可能となり、発生量もコントロール
しやすい。このため、面１２１と１２２で反射の際と面
１２２の屈折の際に発生する像面湾曲を、面１２１で容
易に補正することができる。

【００１６】すなわち、パワーを持つ屈折光学素子１１
を共心光学系１２の瞳面側に配置する場合、屈折光学素
子１１の焦点距離をｆ₁、屈折光学素子１１の瞳面Ｅ側
の曲率半径をＲ₀₁、屈折光学素子１１の像面Ｉ側の曲率
半径をＲ₀₂とすると、ｆ₁＞０・・・（１）｜１／Ｒ₀₁｜＜｜１／Ｒ₀₂｜・・・（２）なる条件を満足することが重要である。

【００１７】図１は屈折光学素子１１が共心光学系１２
に接合している例だが、屈折光学素子１１と共心光学系
１２が接合していない場合でも、上記条件式（１）と
（２）を満足することが重要である。屈折光学素子１１
と共心光学系１２の間に空気が存在するとき、屈折光学
素子１１の像面Ｉ側の屈折面と面１２１での屈折の際に
は符号が逆の像面湾曲が発生するので、この２つの面の
バランスをとることで、軸外光束が屈折光学素子１１の
像面Ｉ側の屈折面から面１２１に入射するまでに正もし
くは負の像面湾曲を自由に発生させることが可能とな
る。すなわち、屈折光学素子１１と共心光学系１２が接
合していない場合でも、上記条件式（１）と（２）を満
足することで、上述した作用と同様の作用を得ることが
できる。

【００１８】次に、瞳面Ｅに凹面を向けた２つの半透過
曲面から構成される共心光学系の像面側に屈折光学素子
を配置する場合について、図２を用いて説明する。図２
は、パワーを持つ屈折光学素子を瞳面に凹面を向けた２
つの半透過曲面から構成される共心光学系の像面側に接
合せずに配置した例の光路図で、パワーを持つ屈折光学
素子を１３、共心光学系を１２、屈折光学素子１３の瞳
面Ｅ側の屈折面を１３１、屈折光学素子１３の像面Ｉ側
の屈折面を１３２、共心光学系１２の瞳面Ｅ側の半透過
曲面を１２１、共心光学系１２の像面Ｉ側の半透過曲面
を１２２とする。

【００１９】この場合、共心光学系１２へ入射する軸外
光束の画角は大きいままなので、共心光学系１２で像面
湾曲やコマ収差等の軸外収差が発生しやすい。従来技術
の項で説明したように、像面湾曲とコマ収差の補正方法
は逆行しており、共心光学系１２へ入射する軸外光束の
画角が大きいと、面１２１と１２２のパワーのバランス
が崩れやすい。特に、像面湾曲を補正するために面１２
２がある程度強いパワーを持つ必要があるが、本光学系
のように像側テレセントリックの場合には、面１２２に
入射する軸外主光線の光軸に対してなす角度が小さいの
で、面１２２で軸外光束が屈折作用を受ける際に過剰な
コマ収差が発生しやすい。また、コマ収差補正のために
面１２１と１２２のパワーのバランスが悪くなり、像面
湾曲も残存してしまう。

【００２０】そこで、共心光学系１２の像面Ｉ側に屈折
光学素子１３を設け、共心光学系１２で残存した軸外収
差を打ち消すようにすればよい。このとき、屈折光学素
子１３の形状を考慮して共心光学系１２で発生した像面
湾曲とコマ収差を同時に打ち消すことが必要で、屈折光
学素子１３の形状を瞳面Ｅに凹面を向けたメニスカスレ
ンズにすることが重要である。屈折光学素子１３をメニ
スカスレンズにすることで、レンズの前後面１３１と１
３２では符号が逆の像面湾曲が発生する。面１３１と１
３２のパワーのバランスを考慮することで、屈折光学素
子１３では正負何れの像面湾曲も発生させることができ
るため、共心光学系１２で残存した像面湾曲を容易に打
ち消すことができる。

【００２１】また、コマ収差を補正するためには、メニ
スカスレンズ１３の像面Ｉ側の屈折面１３２のパワーを
面１２２のパワーより弱くすることが重要である。面１
２２での反射の際にコマ収差の発生量が小さくなるよう
に、面１２２にパワーを持たせると、面１２２での屈折
の際には面１２２のパワーが強すぎて、コマ収差が大量
に発生してしまう。そこで、面１２２は主に軸外光束が
反射作用を受ける際に生じるコマ収差の発生量を抑える
役割を担い、面１３２は主に軸外光束が屈折作用を受け
る際に生じるコマ収差の発生量を抑える役割を担うよう
に、面１３２と１２２に役割分担をさせることで、像面
Ｉでのコマ収差を小さくすればよい。つまり、面１３２
のパワーを面１２２のパワーより弱くすることで、面１
２２で生じた大きなコマ収差の一部を面１３１で打ち消
し、面１３２で共心光学系１２で生じたコマ収差を打ち
消すために必要な量のコマ収差を発生させることが可能
となる。

【００２２】すなわち、像面Ｉ側に配置されたパワーを
持つ屈折光学素子１３の瞳面Ｅ側の屈折面１３１の曲率
半径をＲ₁₁、像面Ｉ側の屈折面１３２の曲率半径をＲ₁₂
とし、２つの半透過曲面からなる共心光学系１２の像面
Ｉ側の半透過曲面１２２の曲率半径をＲ₃とすると、１／Ｒ₁₁＜０（接眼光学系の場合は１／Ｒ₁₁＞０）・・・（３）１／Ｒ₁₂＜０（接眼光学系の場合は１／Ｒ₁₂＞０）・・・（４）｜１／Ｒ₁₂｜＜｜１／Ｒ₃｜・・・（５）なる条件を満足することが重要である。

【００２３】メニスカスレンズ１３の持つパワーは前後
の屈折面１３１、１３２が持つパワーによって正負どち
らにもなるが、メニスカスレンズ１３は前後の屈折面１
３１、１３２で符号が逆の収差が発生するため、２つの
半透過曲面１２１、１２２で生じる収差の補正を行うた
めには、メニスカスレンズ１３の前後の屈折面１３１、
１３２は異なるパワーを持つ必要があり、メニスカスレ
ンズ１３が持つパワーがゼロということはないのはいう
までもない。

【００２４】図２は屈折光学素子１３が共心光学系１２
に接合していない例だが、屈折光学素子１３と共心光学
系１２が接合している場合でも、上記条件式（４）と
（５）の条件を満足することが重要である。屈折光学素
子１３と共心光学系１２が接合している場合には、面１
２１での屈折の際にはほとんど軸外収差は発生しないの
で、面１２２は反射の際のコマ収差を抑え、面１３２は
屈折の際のコマ収差を抑えるようにパワーを持つことに
なる。すなわち、屈折光学素子１３と共心光学系１２が
接合しているときでも、上記条件式（４）と（５）を満
足することで、上述したのと同様の作用を得ることがで
きる。

【００２５】さらに好ましくは、より解像力の高い像を
得るためには、以下の条件式を満足することが好まし
い。瞳面Ｅに凹面を向けた２つの半透過曲面から構成さ
れる共心光学系１２の瞳面Ｅ側に、パワーを持つ屈折光
学素子１１を配置するとき、瞳面Ｅ側に配置されたパワ
ーを持つ屈折光学素子１１の焦点距離をｆ₁、共心光学
系１２の焦点距離をｆ₂とすると、０＜ｆ₂／ｆ₁＜０．４２・・・（６）なる条件を満足することが重要である。

【００２６】上記条件式（６）の値が上限の０．４２を
越えると、共心光学系１２で発生する負の像面湾曲を屈
折光学素子１１が補正し切れず、像面Ｉで負の像面湾曲
が目立つようになる。逆に、上記条件式（６）の値が下
限の０を越えると、共心光学系１２で発生する正の像面
湾曲を屈折光学素子１１が補正し切れず、像面Ｉで正の
像面湾曲が目立つようになる。

【００２７】また、瞳面Ｅに凹面を向けた２つの半透過
曲面から構成される共心光学系１２の像面Ｉ側に、パワ
ーを持つ屈折光学素子１３を配置するとき、像面Ｉ側に
配置されたパワーを持つ屈折光学素子１３の焦点距離を
ｆ₃、共心光学系１２の焦点距離をｆ₂とすると、 −０．４＜ｆ₂／ｆ₃＜０．２・・・（７）なる条件を満足することが重要である。

【００２８】上記条件式（７）の値が上限の０．２を越
えると、共心光学系１２で発生する負の像面湾曲を屈折
光学素子１３が補正し切れず、像面Ｉで負の像面湾曲が
目立つようになる。逆に、上記条件式（７）の値が下限
の−０．４を越えると、共心光学系１２で発生する正の
像面湾曲を屈折光学素子１３が補正し切れず、像面Ｉで
正の像面湾曲が目立つようになる。

【００２９】さらに好ましくは、より広画角で解像力の
高い像を得るためには、共心光学系の瞳面側と像面側の
両方に、以下に示す条件式（８）と（９）を満足する屈
折光学素子を配置することが好ましい。パワーを持つ屈
折光学素子を瞳面側に配置したとき、画角が１２０°よ
り大きくなってくると、例え屈折光学素子で正のパワー
をもって軸外光束の画角を小さくしても、２つの半透過
曲面からなる共心光学系に入射する軸外光束の画角はか
なり大きくなってしまい、２つの半透過曲面からなる共
心光学系で生じる軸外収差の発生量が大きくなる恐れが
ある。また、パワーを持つ屈折光学素子を像面側に配置
したときにも、入射する軸外光束の画角が非常に大きい
と、共心光学系で生じる軸外収差を屈折光学素子で打ち
消して解像力の高い像を得ることが困難になる恐れがあ
る。

【００３０】そこで、さらに広画角の光学系を軸外収差
を良好に補正しながら得るために、図３に示すように、
共心光学系１２の瞳面Ｅ側と像面Ｉ側の両方にパワーを
持つ屈折光学素子１１と１３を配置し、瞳面Ｅ側の屈折
光学素子１１の瞳面Ｅ側の屈折面を１１１、共心光学系
１２の瞳面Ｅ側の半透過曲面を１２１、共心光学系１２
の像面Ｉ側の半透過曲面を１２２、像面Ｉ側の屈折光学
素子１３の像面Ｉ側の屈折面を１３２とする。

【００３１】共心光学系１２の瞳面Ｅ側と像面Ｉ側の両
方にパワーを持つ屈折光学素子１１、１３を配置すると
き、屈折光学素子１１、１３と共心光学系１２を構成す
る硝材の屈折率の差が小さければ、屈折光学素子１１、
１３と共心光学系１２の接合面１２１と１２２を軸外光
束が通過するときにほとんど収差が発生しない。つま
り、共心光学系１２での主な収差の発生箇所は、面１２
１と１２２での反射作用の際のみとなり、２つの半透過
曲面１２１、１２２のパワーのバランスをとることで、
面１２１と１２２で反射の際に発生する像面湾曲とコマ
収差は互いに打ち消し合い、共心光学系１２のみで軸外
収差を補正することができる。

【００３２】このとき、屈折光学系１１、１３と共心光
学系１２のパワーのバランスをとることが重要で、瞳面
Ｅ側に配置されたパワーを持つ屈折光学素子１１の焦点
距離をｆ₁、像面Ｉ側に配置されたパワーを持つ屈折光
学素子１３の焦点距離をｆ₃、共心光学系１２の焦点距
離をｆ₂とすると、０＜ｆ₂／ｆ₁＜１．０・・・（８） −１．２＜ｆ₂／ｆ₃＜０・・・（９）なる条件を満足することが重要である。

【００３３】上記条件式（８）と（９）の値がそれぞれ
の上限の１．０、０を越えると、２つの半透過曲面１２
１、１２２で構成する共心光学系１２で発生する負の像
面湾曲を屈折光学素子１１、１３が補正し切れず、像面
Ｉで負の像面湾曲が目立つようになる。逆に、上記条件
式（８）と（９）の値がそれぞれの下限の０、−１．２
を越えると、共心光学系１２で発生する正の像面湾曲を
屈折光学素子１１、１３が補正し切れず、像面で正の像
面湾曲が目立つようになる。

【００３４】上述したように、屈折光学素子１１、１３
は、共心光学系１２のみで収差補正ができる状態を作る
役割を担っているわけだが、さらに好ましくは、このよ
うな状態を作るためには、屈折光学素子１１に軸外光束
が入射する際と屈折光学素子１３から軸外光束が射出す
る際に、軸外収差が発生しないことが重要である。この
ためには、配置する屈折光学素子１１、１３の形状を考
慮することが必要で、瞳面Ｅ側に配置する屈折光学素子
１１は平凸に近い形状を、像面Ｉ側に配置する屈折光学
素子１３は凹平に近い形状を持つことが重要である。１
１１の面を平面に近い形状とすることで、面１１１では
軸外収差はほとんど発生することなく、軸外光束の画角
を非常に小さくすることができる。また、１３２の面を
平面に近い形状とすることで、光軸にほぼ平行となって
像面Ｉに至る軸外主光線は、面１３２への入射角が非常
に小さいため、面１３２ではほとんど軸外収差が発生し
ない。

【００３５】また、屈折光学素子１１、１３と共心光学
系１２を接合しない場合でも、屈折光学素子１１、１３
の共心光学系１２に面している各々の面の曲率半径を面
１２１と１２２の曲率半径とほぼ同じ程度にし、屈折光
学素子１１、１３と共心光学系１２の間の空気間隔を小
さくすることで、屈折光学素子１１の像面側の面と面１
２１と、屈折光学素子１３の瞳面Ｅ側の面と面１２２で
軸外収差が打ち消し合うため、上述した作用を得ること
ができる。

【００３６】なお、本発明の光学系に使用される半透過
面の透過と反射の比は２：８から８：２の範囲で利用さ
れる。また、このような光量を分割する手段は、面積と
して分割する方法、強度を分割する方法、そして、さら
にその両方を用いる手段がある。

【００３７】上記の面積で分割する方法を図５に示す。
図５において、ガラス又はプラスティック等の透明基板
４１上にアルミコーティング４２を設ける。このアルミ
コーティング４２は、数μｍから０．１ｍｍ程度の網目
状のメッシュにコーティングされ、反射する部分と反射
しないで透過する部分の面積の比によって全体的（マク
ロ的）な反射率と透過率が設定される。

【００３８】次に、光量的に透過と反射の光量を分割す
る手段を図６に示す。この方法は比較的容易に実現で
き、また、安価に製作することが可能である。図６に示
すように、半透過薄膜４３をガラス又はプラスティック
等の透明基板４１の上にコーティングして、光量を分割
することができる。半透過薄膜４３としては、Ａｌ（ア
ルミニウム）、Ｃｒ（クロム）等の金属薄膜が一般的で
ある。その他に、誘電体の多層膜としてＳｉＯ₂、Ｍｇ
Ｆ₂等の薄膜を何層も組み合わせる方法が一般的であ
る。

【００３９】光量的に透過と反射の光量を分割する手段
の別法として、偏光による方法を図７に示す。図７にお
いて、ガラス又はプラスティック等の透明基板４１の上
に偏光性半透過薄膜４４をコーティングして、Ｐ偏光と
Ｓ偏向を選択的に透過又は反射させて分割するものであ
り、入射光のＰ偏光とＳ偏向の割合により反射率と透過
率が設定されるものである。さらに、以上の方法を任意
に組み合せて使用することも可能である。また、ホログ
ラフィック素子で透過と反射の光量を分割する手段もあ
る。

【００４０】また、共心光学系１２の第１面１２１でも
第２面１２２でも１回も反射しないで透過して像面Ｉに
達してしまうフレアー光をカットするためには、米国再
発行特許第２７３５６号に示されているような偏光を利
用した偏光光学素子を配置とすることが重要となる。例
えば、第１面１２１の瞳面Ｅ側に第１偏光板と４分の１
波長板を配置して入射光を円偏光とし、第１面１２１と
第２面１２２の半透過面の間に別の４分の１波長板を配
置し、第２面１２２の半透過面の後に第１偏光板とパラ
ニコルの偏光面を配置した第２偏光板を配置する。この
ような偏光光学素子を配置すると、第１面１２１と第２
面１２２でそれぞれ１回反射した正規の光線は、第１面
１２１と第２面１２２の間の４分の１波長板を３回通過
することになり、正規の光線はトータル４回、４分の１
波長板を通過することになる。したがって、第１偏光板
を通過した光の偏光面は回転せずに、パラニコルに配置
された第２偏光板を通過する。しかし、第１面１２１の
半透過面を反射しないで通過した光線はトータル２回の
４分の１波長板通過しかしないで、偏光面は９０°回転
して、第２偏光板でカットされる。

【００４１】このように、偏光光学素子を使うことによ
って、フレアー光をカットすることが可能となる。ま
た、上に説明した以外の偏光光学素子の配置も可能であ
り、ここではほんの一例を示しただけである。

【００４２】さて、本発明の以上のような光学系を接眼
光学系として２組使用することによって、片目を閉じて
観察像を観察する必要がなくなる。両眼で観察できる
と、観察者にとって疲れない観察が可能となる。また、
両眼に視差のある画像を提示することによって、立体像
としての観察も可能となる。また、本発明の光学系を２
組使用し、観察者頭部に支持する支持機構を付けること
によって、楽な姿勢で観察像を観察することが可能とな
る。

【００４３】上記のように、本発明による光学系を接眼
光学系として用い、この光学系と２次元画像表示素子か
らなる組を左右一対用意し、それらを眼輻距離だけ離し
て支持することにより、両眼で観察できる据え付け型又
は頭部装着式視覚表示装置のようなポータブル型の視覚
表示装置として構成することができる。このようなポー
タブル型の視覚表示装置の１例の全体の構成を図８に示
す。表示装置本体５０には、上記のような光学系が左右
１対接眼光学系として備えられ、それらに対応して像面
に液晶表示素子からなる２次元画像表示素子が配置され
ている。本体５０に左右に連続して図示のような側頭フ
レーム５１が設けられ、両側の側頭フレーム５１は頭頂
フレーム５２でつながれており、また、両側の側頭フレ
ーム５１の中間には板バネ５３を介してリアフレーム５
４が設けてあり、リアフレーム５４を眼鏡のツルのよう
に観察者の両耳の後部に当て、また、頭頂フレーム５２
を観察者の頭頂に載せることにより、表示装置本体５０
を観察者の眼前に保持できるようになっている。なお、
頭頂フレーム５２の内側には海綿体のような弾性体から
なる頭頂パッド５５が取り付けてあり、同様にリアフレ
ーム５４の内側にも同様なパッドが取り付けられてお
り、この表示装置を頭部に装着したときに違和感を感じ
ないようにしてある。

【００４４】また、リアフレーム５４にはスピーカ５６
が付設されており、映像観察と共に立体音響を聞くこと
ができるようになっている。このようにスピーカ５６を
有する表示装置本体５０には、映像音声伝達コード５７
を介してボータブルビデオカセット等の再生装置５８が
接続されているので、観察者はこの再生装置５８を図示
のようにベルト箇所等の任意の位置に保持して、映像、
音響を楽しむことができるようになっている。図示の５
９は再生装置５８のスイッチ、ボリューム等の調節部で
ある。なお、頭頂フレーム５２の内部に、映像処理・音
声処理回路等の電子部品を内蔵させてある。

【００４５】なお、コード５７は先端をジャックにし
て、既存のビデオデッキ等に取り付け可能としてもよ
い。さらに、ＴＶ電波受信用チューナーに接続してＴＶ
観賞用としてもよいし、コンピュータに接続してコンピ
ュータグラフィックスの映像や、コンピュータからのメ
ッセージ映像等を受信するようにしてもよい。また、邪
魔なコードを排斥するために、アンテナを接続して外部
からの信号を電波によって受信するようにしてもよい。

【００４６】

【実施例】以下、本発明の光学系の実施例１〜９につい
て説明する。図９〜図１７にそれぞれ実施例１〜９の光
学系の断面図を示す。各実施例の数値データは後記する
が、図中、Ｅは瞳位置、Ｉは像面であり、１２は第１の
半透過面１２１と第２の半透過面１２２によって構成さ
れた共心光学系、１１は共心光学系１２の瞳側に配置さ
れたパワーを持つ屈折光学素子、１３は共心光学系１２
の像面側に配置されたパワーを持つ屈折光学素子であ
る。

【００４７】実施例１は、図９に示すように、第１の半
透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸の
凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に像面Ｉ側に凸
面を向けた正メニスカスレンズ１１を接合して配置した
例である。この実施例の画角は４０°、瞳径は１５ｍ
ｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは２．７である。
条件式（６）６のｆ₂／ｆ₁の値は０．２０８である。
なお、後記する数値データ中、面番号は光線が通過する
順に取ってあり、ｎｄは透明体のｄ線での屈折率、νｄ
はそのアッベ数である（以下、同じ）。

【００４８】実施例２は、図１０に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に像面Ｉ側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ１１を接合して配置し
た例である。この実施例の画角は１２０°、瞳径は６ｍ
ｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは６．７である。
条件式（６）のｆ₂／ｆ₁の値は０．０３９である。

【００４９】実施例３は、図１１に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に像面Ｉ側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ１１を接合して配置し
た例である。この実施例の画角は１２０°、瞳径は１５
ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは２．７であ
る。条件式（６）のｆ₂／ｆ₁の値は０．１４６であ
る。

【００５０】実施例４は、図１２に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に像面Ｉ側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ１１を接合しないで配
置した例である。この実施例の画角は１２０°、瞳径は
１５ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは２．７で
ある。条件式（６）のｆ₂／ｆ₁の値は０．０８２であ
る。

【００５１】実施例５は、図１３に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の像面Ｉ側に像面Ｉ側に
凸面を向けた負メニスカスレンズ１３を接合して配置し
た例である。この実施例の画角は１２０°、瞳径は１０
ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは４．０であ
る。条件式（７）のｆ₂／ｆ₃の値は−０．０３１であ
る。

【００５２】実施例６は、図１４に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の像面Ｉ側に像面Ｉ側に
凸面を向けた正メニスカスレンズ１３を接合しないで配
置した例である。この実施例の画角は９０°、瞳径は６
ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは６．７であ
る。条件式（７）のｆ₂／ｆ₃の値は０．０３７であ
る。

【００５３】実施例７は、図１５に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に両凸レンズ
１１を接合して、また、共心光学系１２の像面Ｉ側に像
面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１３を接合し
て配置した例である。この実施例の画角は１２０°、瞳
径は１０ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは４．
０である。条件式（８）のｆ₂／ｆ₁の値は０．４４
０、条件式（９）のｆ₂／ｆ₃の値は−０．５７７であ
る。

【００５４】実施例８は、図１６に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に両凸レンズ
１１を接合して、また、共心光学系１２の像面Ｉ側に像
面Ｉ側に凸面を向けた負メニスカスレンズ１３を接合し
て配置した例である。この実施例の画角は４０°、瞳径
は１５ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは２．７
である。条件式（８）のｆ₂／ｆ₁の値は０．１７４、
条件式（９）のｆ₂／ｆ₃の値は−０．０２９である。

【００５５】実施例９は、図１７に示すように、第１の
半透過面１２１、第２の半透過面１２２が像面Ｉ側に凸
の凹面であり、共心光学系１２の瞳面Ｅ側に両凸レンズ
１１を接合しないでわずかの間隔をおいて、また、共心
光学系１２の像面Ｉ側に像面Ｉ側に凸面を向けた負メニ
スカスレンズ１３を接合しないでわずかの間隔をおいて
配置した例である。この実施例の画角は９０°、瞳径は
１０ｍｍ、焦点距離は４０ｍｍ、Ｆナンバーは４．０で
ある。条件式（８）のｆ₂／ｆ₁の値は０．２９７、条
件式（９）のｆ₂／ｆ₃の値は−０．３１２である。

【００５６】以下、上記実施例１〜９の数値データを示
す。実施例１面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 17.785 ２ -104.0275 18.000 1.4870 70.4 ３ -92.3647 16.000 1.4880 69.7 ４ -69.1938 （反射面１２２） -16.000 1.4880 69.7 ５ -92.3647 （反射面１２１） 16.000 1.4880 69.7 ６ -69.1938 16.308 ７（像面Ｉ）。

【００５７】実施例２面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 16.543 ２ -422.9719 18.000 1.4870 70.4 ３ -89.7455 22.939 1.4870 70.4 ４ -76.5015 （反射面１２２） -22.939 1.4870 70.4 ５ -89.7455 （反射面１２１） 22.939 1.4870 70.4 ６ -76.5015 2.000 ７（像面Ｉ）。

【００５８】実施例３面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 12.588 ２ -329.5184 18.000 1.4870 70.4 ３ -105.1892 28.327 1.7550 27.6 ４ -87.3558 （反射面１２２） -28.327 1.7550 27.6 ５ -105.1892 （反射面１２１） 28.327 1.7550 27.6 ６ -87.3558 2.000 ７（像面Ｉ）。

【００５９】実施例４面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 10.060 ２ -248.9365 18.000 1.4870 70.4 ３ -129.2398 5.000 ４ -77.9293 27.814 1.7550 27.6 ５ -76.6712 （反射面１２２） -27.814 1.7550 27.6 ６ -77.9293 （反射面１２１） 27.814 1.7550 27.6 ７ -76.6712 2.000 ８（像面Ｉ）。

【００６０】実施例５面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 38.768 ２ -41.8658 18.543 1.7550 27.6 ３ -50.4784 （反射面１２２） -18.543 1.7550 27.6 ４ -41.8658 （反射面１２１） 18.543 1.7550 27.6 ５ -50.4784 7.524 1.4870 70.5 ６ -57.9049 6.029 ７（像面Ｉ）。

【００６１】実施例６面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 28.053 ２ -53.8255 18.051 1.5421 53.2 ３ -55.3799 （反射面１２２） -18.051 1.5421 53.2 ４ -53.8255 （反射面１２１） 18.051 1.5421 53.2 ５ -55.3799 0.100 ６ -93.2945 6.473 1.4870 70.4 ７ -80.7336 5.130 ８（像面Ｉ）。

【００６２】実施例７面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 17.875 ２ 405.1484 34.590 1.4870 70.4 ３ -63.3309 18.359 1.7550 27.6 ４ -65.2942 （反射面１２２） -18.359 1.7550 27.6 ５ -63.3309 （反射面１２１） 18.359 1.7550 27.6 ６ -65.2942 4.000 1.7550 27.6 ７ -4740.8773 6.038 ８（像面Ｉ）。

【００６３】実施例８面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 40.267 ２ 490.3546 8.513 1.4870 70.4 ３ -140.5902 22.000 1.5329 52.8 ４ -87.0972 （反射面１２２） -22.000 1.5329 52.8 ５ -140.5902 （反射面１２１） 22.000 1.5329 52.8 ６ -87.0972 5.000 1.7550 27.6 ７ -96.4051 2.000 ８（像面Ｉ）。

【００６４】実施例９面番号曲率半径面間隔ｎｄ νｄ１（瞳位置Ｅ） 21.690 ２ 722.9395 22.931 1.4870 71.2 ３ -86.1417 2.328 ４ -76.5282 22.042 1.7550 27.6 ５ -73.5076 （反射面１２２） -22.042 1.7550 27.6 ６ -76.5282 （反射面１２１） 22.042 1.7550 27.6 ７ -73.5076 0.742 ８ -74.4603 5.000 1.7550 27.6 ９ -218.7444 2.000 １０（像面Ｉ）。

【００６５】上記実施例１〜９の収差図をそれぞれ図１
８〜図２６に示す。各収差図において、球面収差を
（ａ）、非点収差を（ｂ）、歪曲収差を（ｃ）、横収差
を（ｄ）に示す。なお、横収差（ｄ）において、ωは半
画角を示す。

【００６６】次に、上記実施例１〜９におけるレンズ１
１の焦点距離をｆ₁、共心光学系１２の焦点距離を
ｆ₂、レンズ１３の焦点距離をｆ₃、レンズ１１の瞳面
Ｅに近い面の曲率半径をＲ₀₁、像面Ｉに近い面の曲率半
径をＲ₀₂、レンズ１３の瞳面Ｅに近い面の曲率半径をＲ
₁₁、像面Ｉに近い面の曲率半径をＲ₁₂、共心光学系１２
の像面Ｉに近い面の曲率半径をＲ₃とするとき、ｆ₁、
１／Ｒ₀₁、１／Ｒ₀₂、１／Ｒ₃、１／Ｒ₁₁、１／Ｒ
₁₂ 、ｆ₂、ｆ₃、ｆ₂／ｆ₁、ｆ₂／ｆ₃の値を次の
表１、表２に示す。

【００６７】

【００６８】

【００６９】なお、本発明の光学系は、前記したよう
に、接眼光学系や結像光学系として使用することができ
る。その一例を以下に示す。結像光学系としては、例え
ば、図２７に斜視図を示すように、撮影用光学系Ｏｂと
ファインダー光学系Ｆｉとが別体にほぼ並設されたコン
パクトカメラＣａのファインダー光学系Ｆｉに用いるこ
とができる。また、図２８に断面を示す如く、前側レン
ズ群ＧＦと、明るさ絞りＤと、その後方に配置され、第
１半透過反射面１２１及び第２半透過反射面１２２から
なる共心光学系１２とその近傍に配置した屈折光学素子
１３からなる本発明の光学系ＭＬとで対物レンズ系Ｌ₀
を構成することができる。この対物レンズ系Ｌ₀によっ
て形成された像は、上記対物レンズ系Ｌ₀の観察者側に
設けられた４回反射のポロプリズムＰによって正立さ
れ、接眼レンズＯｃによって観察可能となっている。

【００７０】さらに、結像光学系として使用するに際し
ては、フロント絞り光学系として構成することも可能で
ある。

【００７１】次に、接眼光学系としては、例えば図２９
（ａ）に斜視図を示すように、虚像を観察者Ｍの眼球内
に拡大投影して仮想の空中拡大像を観察するようにした
頭部装着式視覚表示装置ＨＭＤに用いることができる。
この場合、図２９（ｂ）の断面図に示すように、映像を
表示するための液晶表示素子ＬＣＤと、このＬＣＤに表
示された映像を観察者眼球内に拡大投影するために、第
１半透過反射面１２１及び第２半透過反射面１２２から
なる共心光学系１２とその近傍に配した屈折光学素子１
１とからなる本発明の光学系ＭＬを配置し、接眼光学系
を構成している。

【００７２】以上の本発明の光学系は、例えば次のよう
に構成することができる。〔１〕少なくとも２つの半透過曲面を持ち、前記の少
なくとも２つの半透過曲面は瞳面側に凹面を向けて配置
され、前記の少なくとも２つの半透過曲面は、各々少な
くとも１回の光線の透過と少なくとも１回の光線の反射
をするように配置された共心光学系の近傍に、少なくと
も１つの屈折光学素子を配置したことを特徴とする光学
系。

【００７３】〔２〕前記共心光学系の瞳面側に、パワ
ーを持つ屈折光学素子を配置し、前記のパワーを持つ屈
折光学素子の焦点距離をｆ₁、その瞳面側の曲率半径を
Ｒ₀₁、その像面側の曲率半径をＲ₀₂とすると、ｆ₁＞０・・・（１）｜１／Ｒ₀₁｜＜｜１／Ｒ₀₂｜・・・（２）なる条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記載の
光学系。

【００７４】〔３〕前記共心光学系の像面側に、パワ
ーを持つ屈折光学素子を配置し、前記のパワーを持つ屈
折光学素子の瞳面側の曲率半径をＲ₁₁、その像面側の曲
率半径をＲ₁₂、前記共心光学系の像面側の半透過曲面の
曲率半径をＲ₃とすると、１／Ｒ₁₁＜０・・・（３）１／Ｒ₁₂＜０・・・（４）｜１／Ｒ₁₂｜＜｜１／Ｒ₃｜・・・（５）なる条件を満足することを特徴とする上記〔１〕記載の
光学系。

【００７５】〔４〕前記共心光学系の焦点距離をｆ₂
とすると、０＜ｆ₂／ｆ₁＜０．４２・・・（６）なる条件を満足することを特徴とする上記〔２〕記載の
光学系。

【００７６】〔５〕前記のパワーを持つ屈折光学素子
の焦点距離をｆ₃、前記共心光学系の焦点距離をｆ₂と
すると、 −０．４＜ｆ₂／ｆ₃＜０．２・・・（７）なる条件を満足することを特徴とする上記〔３〕記載の
光学系。

【００７７】〔６〕前記共心光学系の瞳面側と像面側
に、パワーを持つ屈折光学素子を配置し、瞳面側に配置
するパワーを持つ屈折光学素子の焦点距離をｆ₁、前記
共心光学系の焦点距離をｆ₂、像面側に配置するパワー
を持つ屈折光学素子の焦点距離をｆ₃とすると、０＜ｆ₂／ｆ₁＜１．０・・・（８） −１．２＜ｆ₂／ｆ₃＜０・・・（９）なる条件を満足することを特徴とする上記〔１〕から
〔３〕の何れか１項記載の光学系。

【００７８】〔７〕前記共心光学系の前記半透過曲面
は２０％以上８０％以下の透過率を有することを特徴と
する上記〔１〕記載の光学系。

【００７９】〔８〕前記の少なくとも２つの半透過曲
面で１回も反射しないで透過する光線を遮断するために
偏光光学素子で構成された遮断手段が配置されているこ
とを特徴とする上記〔１〕記載の光学系。

【００８０】

〔９〕前記光学系を接眼光学系に使用す
ることを特徴とする上記〔１〕記載の光学系。

【００８１】〔１０〕前記光学系を結像光学系に使用
することを特徴とする上記〔１〕記載の光学系。

【００８２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、画角１２０°前後で、瞳径１５ｍｍ前後まで
像面湾曲とコマ収差の両収差が良好に補正され、撮像・
接眼両光学系に使用できる光学系を提供することがで
き、これを接眼光学系に用いるとき、広い提示画角で周
辺の画角まで鮮明に観察できる頭部装着式視覚表示装置
等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明により共心光学系の瞳面側に屈折光学素
子を接合して配置した光学系の光路図である。

【図２】本発明により共心光学系の像面側に屈折光学素
子を配置した光学系の光路図である。

【図３】本発明により共心光学系の両側に屈折光学素子
を配置した光学系の光路図である。

【図４】先行出願の共心光学系において軸外収差の発生
原因を説明するための光路図である。

【図５】半透過面に採用可能な面積で光量を分割する手
段の原理図である。

【図６】半透過面に採用可能な光量的に光量を分割する
手段の原理図である。

【図７】半透過面に採用可能な偏光により光量を分割す
る手段の原理図である。

【図８】ポータブル型の視覚表示装置の１例の全体の構
成を示す図である。

【図９】本発明の実施例１の光学系の断面図である。

【図１０】本発明の実施例２の光学系の断面図である。

【図１１】本発明の実施例３の光学系の断面図である。

【図１２】本発明の実施例４の光学系の断面図である。

【図１３】本発明の実施例５の光学系の断面図である。

【図１４】本発明の実施例６の光学系の断面図である。

【図１５】本発明の実施例７の光学系の断面図である。

【図１６】本発明の実施例８の光学系の断面図である。

【図１７】本発明の実施例９の光学系の断面図である。

【図１８】実施例１の収差図である。

【図１９】実施例２の収差図である。

【図２０】実施例３の収差図である。

【図２１】実施例４の収差図である。

【図２２】実施例５の収差図である。

【図２３】実施例６の収差図である。

【図２４】実施例７の収差図である。

【図２５】実施例８の収差図である。

【図２６】実施例９の収差図である。

【図２７】本発明の光学系をコンパクトカメラのファイ
ンダー光学系の結像光学系に用いる例を説明するための
斜視図である。

【図２８】本発明の光学系を対物レンズの一部に用いる
例を説明するための断面図である。

【図２９】本発明の光学系を頭部装着式視覚表示装置の
接眼光学系として用いる例を説明するための図である。

【符号の説明】

Ｅ…瞳面Ｉ…像面１１、１３…屈折光学素子１２…共心光学系１１１、１３１、１３２…屈折光学素子の屈折面１２１、１２２…共心光学系の半透過曲面４１…透明基板４２…アルミコーティング４３…半透過薄膜４４…偏光性半透過薄膜５０…表示装置本体５１…側頭フレーム５２…頭頂フレーム５３…板バネ５４…リアフレーム５５…頭頂パッド５６…スピーカ５７…映像音声伝達コード５８…再生装置５９…スイッチ、ボリューム等の調節部Ｏｂ…撮影用光学系Ｆｉ…ファインダー光学系Ｃａ…コンパクトカメラＧＦ…前側レンズ群Ｄ …明るさ絞りＭＬ…本発明の光学系Ｌ₀…対物レンズ系Ｐ …ポロプリズムＯｃ…接眼レンズＭ …観察者ＨＭＤ…頭部装着式視覚表示装置ＬＣＤ…液晶表示素子

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも２つの半透過曲面を持ち、前
記の少なくとも２つの半透過曲面は瞳面側に凹面を向け
て配置され、前記の少なくとも２つの半透過曲面は、各
々少なくとも１回の光線の透過と少なくとも１回の光線
の反射をするように配置された共心光学系の近傍に、少
なくとも１つの屈折光学素子を配置したことを特徴とす
る光学系。
【請求項２】前記共心光学系の瞳面側に、パワーを持
つ屈折光学素子を配置し、前記のパワーを持つ屈折光学
素子の焦点距離をｆ₁、その瞳面側の曲率半径をＲ₀₁、
その像面側の曲率半径をＲ₀₂とすると、ｆ₁＞０・・・（１）｜１／Ｒ₀₁｜＜｜１／Ｒ₀₂｜・・・（２）なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の光
学系。
【請求項３】前記共心光学系の像面側に、パワーを持
つ屈折光学素子を配置し、前記のパワーを持つ屈折光学
素子の瞳面側の曲率半径をＲ₁₁、その像面側の曲率半径
をＲ₁₂、前記共心光学系の像面側の半透過曲面の曲率半
径をＲ₃とすると、１／Ｒ₁₁＜０・・・（３）１／Ｒ₁₂＜０・・・（４）｜１／Ｒ₁₂｜＜｜１／Ｒ₃｜・・・（５）なる条件を満足することを特徴とする請求項１記載の光
学系。