JP6079111B2 - 接眼光学系、光学機器 - Google Patents

Description

本発明は、電子ビューファインダー（いわゆるＥＶＦ）等に好適な、画像表示素子に表示された像を観察するための接眼光学系に関する。

小型の画像表示素子に表示された像を高倍率で観察できる接眼光学系が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００３−１６１９１５号公報

従来の接眼光学系では、光学系の保護及び防塵性能を高めるために、最もアイポイント側に固定した平板の保護光学素子を配置している。しかしながら、画像表示素子に液晶表示素子を用いた場合、高輝度の被写体を観察すると、表示素子と最もアイポイントに近い光学素子表面での反射により、ゴースト及び迷光が発生するという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ゴーストや迷光の発生を抑え、良好な光学性能を有する接眼光学系、及びこれを備えた光学機器を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、第１の発明に係る接眼光学系は、光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、以下の条件式を満足する。

２．２ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
０．６０ ＜ Σｄ０／ｆａ ＜ ０．９０
但し、
ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
Σｄ０：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。なお、屈折力を持たない光学素子については空気換算距離とする。
また、第２の発明に係る接眼光学系は、軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、以下の条件式を満足する。
３．０ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
０．６０ ＜ Σｄ／ｆａ ＜ １．００
但し、
ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
Σｄ：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。
また、第３の発明に係る接眼光学系は、光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、以下の条件式を満足する。
３．０ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
０．６０ ＜ Σｄ／ｆａ ＜ １．６０
２０．００ ＜ ｆａ ＜ ３５．００（単位：mm）
但し、
ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
Σｄ：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。
また、第４の発明に係る接眼光学系は、光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、以下の条件式を満足する。
３．０ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
０．６０ ＜ Σｄ０／ｆａ ＜ １．２０
２０．００ ＜ ｆａ ＜ ３５．００（単位：mm）
但し、
ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
Σｄ０：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。なお、屈折力を持たない光学素子については空気換算距離とする。

本発明に係る光学機器は、対物レンズと、前記対物レンズにより形成された像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子に撮像された前記像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子に表示された前記像を観察するための接眼光学系とを備え、この接眼光学系とは上述したいずれかの接眼光学系である。

本発明によれば、ゴーストや迷光の発生を抑え、良好な光学性能を有する接眼光学系、及びこれを備えた光学機器を提供することができる。

第１実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第１実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 第２実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第２実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 第３実施例に係る接眼光学系の構成図である。 第３実施例に係る接眼光学系の視度−１ｍ^-1時における諸収差図である。 デジタルカメラの断面図である。

以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。

従来、接眼光学系の保護及び防塵性能を高めるために、最もアイポイント側に固定された光学素子を配置していたが、前記光学素子にプラスチックレンズを用いた場合、反射防止コートが付されていても十分に効果を発揮できず、該光学素子表面での反射が目立っていた。

そこで、本実施形態に係る接眼光学系では、最もアイポイント側に配置した最終レンズを請求項を満たす形状とすることにより、該レンズ表面にて反射を抑えるとともに、反射が起きたとしてもゴーストによる映り込みの像を眼の対応視度外に結像させて目立たなくし、上述の課題の解決を図った。

なお、本実施形態に係る接眼光学系は、電子ビューファインダーＥＶＦ（図７参照）に好適なものである。したがって、観察物体とは、画像表示素子であることが好ましい。また、前記画像表示素子は、液晶表示素子であることが好ましい。液晶表示素子は、液晶の偏光特性で画像を表示するため、良好な表示光束が得られる範囲が狭いという特徴がある。一般的には、表示面の鉛直方向に対して±１０度程度の範囲と言われており、この範囲を超えると減光や色調の変化が生じる。このため、液晶表示素子を観察する接眼光学系ではある程度のテレセントリック性が必要となる。本実施形態に係る接眼光学系においては、このような特性に配慮している。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、図１に示すように、光軸に沿って観察物体Ｏｂ側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、最もアイポイントＥＰ側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、次の条件式（１），（２）を満足する。

図１では、接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って観察物体Ｏｂ側から順に並んだ、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ３と、第３レンズＬ３との計３枚のレンズから構成されている。この場合、最終レンズには、第３レンズＬ３が該当する。

２．２ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０ …（１）
０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０ …（２）
但し、
ｆｅ ：最終レンズの焦点距離、
ｆａ ：接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離、
Ｒｅ２：最終レンズのアイポイントＥＰ側のレンズ面の曲率半径。
なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。

条件式（１）は、接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離に対する、最終レンズの焦点距離の比を規定するものである。

条件式（１）の下限値を下回ると、最終レンズのパワーが強くなり、組立て誤差による見えの低下を招く。また、像面湾曲が悪化する。

条件式（１）の上限値を上回ると、レンズ表面での反射が発生した場合、ゴースト及び迷光が目立つ。

上記効果を確実なものとするために、条件式（１）の下限値を３．０とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（１）の上限値を５．０とすることが好ましい。

条件式（２）は、接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離に対する、最終レンズのアイポイントＥＰ側のレンズ面の曲率半径の比を規定するものである。

条件式（２）の下限値を下回ると、外光からの強い光がレンズ表面で反射してゴースト及び迷光が発生し、観察者に不快な印象を与えるおそれがある。また、像面湾曲が悪化する。

条件式（２）の上限値を上回ると、画像表示素子（観察物体）Ｏｂと最終レンズのアイポイントＥＰ側のレンズ面で反射したゴースト及び迷光が目立つ。特に、最終レンズのアイポイントＥＰ側のレンズ面が正の曲率半径であった場合には、観察者が覗くときに、眼の映り込みも目立ち、不快な印象を与えるおそれがある。また、像面湾曲が悪化する。

上記効果を確実なものとするために、条件式（２）の下限値を０．６とすることが好ましい。上記効果を確実なものとするために、条件式（２）の上限値を３．５とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、次の条件式（３Ａ）を満足することが好ましい。

０．６０ ＜ Σｄ／ｆａ ＜ １．６０ …（３Ａ）
但し、
Σｄ：最も観察物体側に配置された第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面から最終レンズのアイポイントＥＰ側のレンズ面までの光軸上の距離。

条件式（３Ａ）は、接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離とレンズ部分の全長の比を規定するものである。

条件式（３Ａ）の下限値を下回ると、十分なレンズ厚が確保できず、良好なコマ収差補正が困難となる。

条件式（３Ａ）の上限値を上回ると、光学全長の大型化を招き、小型化を達成しようとすれば歪曲収差と像面湾曲の補正が困難となる。

上記効果を確実なものとするために、条件式（３Ａ）の下限値を０．６２とすることが好ましい。上記効果をより確実なものとするために、条件式（３Ａ）の下限値を０．６３とすることが好ましい。

上記効果を確実なものとするために、条件式（３Ａ）の上限値を１．４０とすることが好ましい。上記効果をより確実なものとするために、条件式（３Ａ）の上限値を１．２０とすることが好ましい。上記効果をさらに確実なものとするために、条件式（３Ａ）の上限値を１．００とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系は、次の条件式（３Ｂ）を満足することが好ましい。

０．６０ ＜ Σｄ０／ｆａ ＜ １．２０ …（３Ｂ）
但し、
Σｄ０：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。なお、屈折力を持たない光学素子については空気換算距離とする。

条件式（３Ｂ）は、接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離とレンズ部分の空気換算全長の比を規定するものである。

条件式（３Ｂ）の下限値を下回ると、十分なレンズ厚が確保できず、良好なコマ収差補正が困難となる。

条件式（３Ｂ）の上限値を上回ると、光学全長の大型化を招き、小型化を達成しようとすれば歪曲収差と像面湾曲の補正が困難となる。

上記効果を確実なものとするために、条件式（３Ｂ）の下限値を０．６２とすることが好ましい。上記効果をより確実なものとするために、条件式（３Ｂ）の下限値を０．６３とすることが好ましい。

上記効果を確実なものとするために、条件式（３Ｂ）の上限値を１．１０とすることが好ましい。上記効果をより確実なものとするために、条件式（３Ｂ）の上限値を１．００とすることが好ましい。上記効果をさらに確実なものとするために、条件式（３Ｂ）の上限値を０．９０とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、次の条件式（４）を満足することが好ましい。

５．００ ＜ ｆａ ＜ ３５．００（単位：mm） …（４）

条件式（４）は、接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離を規定するものである。

条件式（４）の下限値を下回ると、レンズ径の大型化を招き、これに伴い歪曲収差とコマ収差の補正が困難となる。

条件式（４）の上限値を上回ると、光学全長の大型化を招き、小型化を達成しようとすれば歪曲収差と像面湾曲の悪化が避けられない。

上記効果を確実なものとするために、条件式（４）の下限値を１０．００とすることが好ましい。上記効果をより確実なものとするために、条件式（４）の下限値を１５．００とすることが好ましい。上記効果をさらに確実なものとするために、条件式（４）の下限値を２０．００とすることが好ましい。

上記効果を確実なものとするために、条件式（４）の上限値を３２．００とすることが好ましい。上記効果をより確実なものとするために、条件式（４）の上限値を２９．００とすることが好ましい。上記効果をさらに確実なものとするために、条件式（４）の上限値を２７．００とすることが好ましい。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１〜最終レンズを構成するレンズ面のうち、少なくとも１つのレンズ面に非球面を導入することが望ましい。特に、第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面に非球面を導入することにより、コマ収差、非点収差、歪曲収差を改善することができる。また、第２レンズＬ２のアイポイントＥＰ側のレンズ面に導入することにより、歪曲収差、コマ収差、球面収差を改善することができる。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬにおいては、全てのレンズが、プラスチック製であることが好ましい。この構成により、非球面を容易に形成することができ、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差に対して十分な収差補正能力を発揮することができる。

本実施形態に係る接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って最も観察物体Ｏｂ側から順に並んだ、第１レンズＬ１と、第２レンズＬ２とを有し、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２、または第２レンズＬ２のみを光軸に沿って同時に移動させることにより、光学性能の低下を起こさずに、視度調整を行うことができる。また、視度調整の際に、最終レンズを、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とすることにより、レンズ保護のための光学素子が不要となり、ゴースト及び迷光の発生を防ぐとともに、防塵性能を高めることができる。

図７に、上述の接眼光学系ＥＬを備えた光学機器として、デジタルカメラＣＡＭを示す。デジタルカメラＣＡＭは、対物レンズＯＬと、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子Ｃと、電子ビューファインダーＥＶＦとを備えて構成される。電子ビューファインダーＥＶＦは、液晶表示素子等の画像表示素子（観察物体）Ｏｂと、画像表示素子Ｏｂに表示された画像を拡大観察するための接眼光学系ＥＬとを有して構成される。

上記構成のデジタルカメラＣＡＭにおいて、不図示の物体（被写体）からの光は、対物レンズＯＬで集光され、撮像素子Ｃ上に結像されて被写体の像を形成する。撮像素子Ｃ上に結像した被写体の像は、当該撮像素子Ｃにより撮像されて、撮像素子Ｃで撮像された被写体の画像が画像表示素子Ｏｂに表示される。撮影者は、アイポイントＥＰに眼を位置させることにより、接眼光学系ＥＬを介して対物レンズＯＬにより形成される物体（被写体）の像を拡大観察することができる。

また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、このとき撮像素子Ｃで撮像された画像（すなわち、接眼光学系ＥＬを介して観察される画像表示素子Ｏｂに表示された画像に相当する画像）が物体（被写体）の画像として不図示のメモリーに記録される。このようにして、撮影者はデジタルカメラＣＡＭによる物体（被写体）の撮影を行うことができる。

以上のようなデジタルカメラＣＡＭによれば、本願に係る接眼光学系ＥＬを備えることにより、諸収差、特にコマ収差と歪曲収差が良好に補正されたカメラを実現することができる。

これより本実施形態に係る各実施例について、図面に基づいて説明する。以下に、表１〜表３を示すが、これらは第１実施例〜第３実施例における各諸元の表である。

各実施例では収差特性の算出対象として、ｄ線（波長587.5620nm）、ｇ線（波長435.8350nm）を選んでいる。

表中の［全体諸元］において、ｆｅは最もアイポイントＥＰ側に配置された最終レンズの焦点距離、ｆａは接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離、ωは（−１ｍ^-1時の）見かけ視野（半画角）、ＴＬは接眼光学系ＥＬの全長（−１ｍ^-1時の観察物体Ｏｂ面から接眼光学系の最もアイポイントＥＰ側のレンズ面までの光軸上の距離）を示す。

表中の［レンズ諸元］において、面番号は光線の進行する方向に沿った観察物体Ｏｂ側からの光学面の順序、ｒは各光学面の曲率半径、Ｄは各光学面から次の光学面（又はアイポイントＥＰ）までの光軸上の距離である面間隔、νｄはレンズの材質のｄ線を基準とするアッベ数、ｎｄはレンズの材質のｄ線に対する屈折率、（可変）は可変の面間隔、曲率半径ｒの欄の「∞」は平面、ＥＰはアイポイントをそれぞれ示す。空気の屈折率「1.0000」は省略する。光学面が非球面である場合には面番号に＊印を付し、曲率半径ｒの欄には近軸曲率半径を示す。

表中の［非球面データ］は、［レンズ諸元］に示した非球面について、その形状を次式（ａ）で示す。Ｘ（ｙ）は非球面の頂点における接平面から高さｙにおける非球面上の位置までの光軸方向に沿った距離を、ｒは基準球面の曲率半径（近軸曲率半径）を、κは円錐定数を、Ａｉは第ｉ次の非球面係数を示す。「Ｅ-n」は、「×１０^-n」を示す。例えば、1.234E-05＝1.234×10^-5である。

Ｘ（ｙ）＝（ｙ²／ｒ）／｛１＋（１−κ・ｙ²／ｒ²）^1/2｝＋Ａ4×ｙ⁴＋Ａ6×ｙ⁶＋Ａ
8×ｙ⁸ …（ａ）

表中の［条件式］において、上記の条件式（１）〜（４）に対応する値を示す。

視度の単位については「ｍ^-1」を使用している。視度Ｘ「ｍ^-1」とは、接眼光学系ＥＬによる像が、アイポイントＥＰから光軸上に１／Ｘ［ｍ（メートル）］の位置にできる状態のことを示す（但し、符号は、像が接眼光学系ＥＬより観察者側にできた時を正とする）。

以下、全ての諸元値において、掲載されている焦点距離ｆ、曲率半径ｒ、面間隔Ｄ、その他の長さ等は、特記のない場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることが可能である。

ここまでの表の説明は全ての実施例において共通であり、以下での説明を省略する。

（第１実施例）
第１実施例について、図１、図２及び表１を用いて説明する。第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ１）は、図１に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、負の屈折力を有する第３レンズＬ３（最終レンズ）とからなる。

第１レンズＬ１は、両凹形状の負レンズである。第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第２レンズＬ２は、両凸形状の正レンズである。第２レンズＬ２のアイポイントＥＰ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、アイポイントＥＰ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定とする。

下記の表１に、第１実施例における各諸元の値を示す。表１における面番号１〜７が、図１に示す曲率半径ｒ１〜ｒ７の各光学面に対応している。第１実施例では、第２面及び第５面が非球面形状に形成されている。

なお、図１における各参照符号は、参照符号の桁数の増大による説明の煩雑化を避けるため、実施例ごとに独立して用いている。そのため、他の実施例に係る図面と共通の参照符号を付していても、それらは他の実施例とは必ずしも共通の構成ではない。

（表１）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ -103.68(mm)
ｆａ ＝ 25.79(mm)
ω ＝ 26.22°
ＴＬ ＝ 34.5(mm)

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 16.2
*2 -51.98159 6.0 23.89 1.63550
3 32.92255 0.8
4 19.68874 7.0 56.21 1.52444
*5 -11.30158 3.0
6 28.66506 1.5 57.08 1.49108
7 18.02378 18.0
ＥＰ

［非球面データ］
第２面 κ＝ 4.89886，A4＝-0.20046E-03，A6＝-0.19561E-05，A8＝-0.23308E-08
第５面 κ＝-0.01352，A4＝-0.33928E-04，A6＝-0.14109E-06，A8＝ 0.40422E-08

［条件式］
条件式（１） ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＝ 4.02
条件式（２） ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＝ 0.70
条件式（３Ａ） Σｄ／ｆａ ＝ 0.71
条件式（３Ｂ） Σｄ０／ｆａ ＝ 0.71
条件式（４） ｆａ ＝ 25.79(mm)

表１に示す諸元の表から、第１実施例に係る接眼光学系は、条件式（１）〜（４）を満たすことが分かる。

図２は、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ１の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。

各収差図において、Ｙ１は観察物体Ｏｂの光軸中心から出た光が接眼光学系ＥＬ１の第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面の接平面への入射高さ、Ｙ０は観察物体Ｏｂの高さをそれぞれ示す。ｄはｄ線、ｇはｇ線における収差曲線を示す。また、記載のないものは、ｄ線における収差曲線を示す。非点収差図では、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面を示す。コマ収差図では、「min」は角度単位の「分」を示す。球面収差図と非点収差図では、それぞれ横軸の単位は［ｍ^-1］であり、図中では「D.」で示す。

以上、収差図に関する説明は、他の実施例においても同様とし、その説明を省略する。

図２に示す各収差図から明らかなように、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬ１は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

（第２実施例）
第２実施例について、図３、図４及び表２を用いて説明する。第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ２）は、図３に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、負の屈折力を有する第１レンズＬ１と、正の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３（最終レンズ）とからなる。

第１レンズＬ１は、両凹形状の負レンズからなる。第１レンズＬ１の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第２レンズＬ２は、両凸形状の正レンズである。第２レンズＬ２のアイポイントＥＰ側
のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、両凸形状の正レンズである。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定されている。

下記の表２に、第２実施例における各諸元の値を示す。表２における面番号１〜７が、図３に示す曲率半径ｒ１〜ｒ７の各光学面に対応している。第２実施例では、第２面及び第５面が非球面形状に形成されている。

（表２）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ 103.82(mm)
ｆａ ＝ 24.59(mm)
ω ＝ 27.30°
ＴＬ ＝ 28.5(mm)

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 12.8
*2 -15.28582 3.8 23.89 1.63550
3 111.39414 0.8
4 25.04543 6.4 56.21 1.52444
*5 -12.00675 2.7
6 145.24769 2.0 57.08 1.49108
7 -78.20808 18.0
ＥＰ

［非球面データ］
第２面 κ＝-1.60623，A4＝-0.38025E-03，A6＝-0.15854E-05，A8＝-0.95068E-08
第５面 κ＝-0.13459，A4＝-0.70616E-04，A6＝ 0.80397E-07，A8＝0.26710E-08

［条件式］
条件式（１） ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＝ 4.22
条件式（２） ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＝ 3.18
条件式（３Ａ） Σｄ／ｆａ ＝ 0.64
条件式（３Ｂ） Σｄ０／ｆａ ＝ 0.64
条件式（４） ｆａ ＝ 24.59(mm)

表２に示す諸元の表から、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ２は、条件式（１）〜（４）を満たすことが分かる。

図４は、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ２の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。図４に示す各収差図から明らかなように、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬ２は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

（第３実施例）
第３実施例について、図５、図６及び表３を用いて説明する。第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ（ＥＬ３）は、図５に示すように、光軸に沿って観察物体（画像表示素子）Ｏｂ側から順に並んだ、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、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、正の屈折力を有する第４レンズＬ４（最終レンズ）とからなる。

第１レンズＬ１は、両凸形状の正レンズである。

第２レンズＬ２は、観察物体Ｏｂ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。第２レンズＬ２の観察物体Ｏｂ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第３レンズＬ３は、両凸形状の正レンズである。第３レンズＬ３のアイポイントＥＰ側のレンズ面には、非球面が形成されている。

第４レンズＬ４は、観察物体Ｏｂ側に凹面を向けたメニスカス形状の負レンズである。

視度調整は、第１レンズＬ１及び第２レンズＬ２を同時に光軸に沿って移動させることにより行う。このとき、第３レンズＬ３及び第４レンズＬ４は、観察物体Ｏｂに対して光軸上に固定されている。

下記の表３に、第３実施例における各諸元の値を示す。表３における面番号１〜９が、図５に示す曲率半径ｒ１〜ｒ９の各光学面に対応している。第３実施例では、第４面及び第７面が非球面形状に形成されている。

（表３）
［全体諸元］
ｆｅ ＝ 81.49(mm)
ｆａ ＝ 24.10(mm)
ω ＝ 28.12°
ＴＬ ＝ 29.8(mm)

［レンズ諸元］
面番号 ｒ Ｄ νｄ ｎｄ
1 ∞ 8.6
2 229.82404 4.7 56.21 1.52444
3 -11.86646 5.1
*4 -6.11377 1.7 23.89 1.63550
5 -19.35843 2.0
6 46.64412 4.3 56.21 1.52444
*7 -13.42085 0.8
8 -24.41258 2.6 57.08 1.49108
9 -15.69482 18.0
ＥＰ

［非球面データ］
第４面 κ＝0.67273，A4＝0.12437E-03，A6＝0.20583E-05，A8＝ 0.81215E-07
第７面 κ＝1.35050，A4＝0.13938E-03，A6＝0.59071E-06，A8＝-0.10212E-08

［条件式］
条件式（１） ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＝ 3.38
条件式（２） ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＝ 0.65
条件式（３Ａ） Σｄ／ｆａ ＝ 0.88
条件式（３Ｂ） Σｄ０／ｆａ ＝ 0.88
条件式（４） ｆａ ＝ 24.10(mm)

表３に示す諸元の表から、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ３は、条件式（１）〜（４）を満たすことが分かる。

図６は、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ３の視度−１ｍ^-1時における諸収差図（球面収差、非点収差、コマ収差及び歪曲収差）を示す。図６に示す各収差図から明らかなように、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬ３は、コマ収差、歪曲収差をはじめとする諸収差が良好に補正され、優れた光学性能が確保されていることが分かる。

以上のように、本発明によれば、ゴーストや迷光の発生を抑え、良好な光学性能を有する接眼光学系を達成することができた。

本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。以下に記載の内容は、光学性能を損なわない範囲で適宜採用可能である。

上述の実施例では、３群又は４群構成を示したが、５群、６群等の他の群構成にも適用可能である。また、最も観察物体側にレンズ又はレンズ群を追加した構成や、最も像側にレンズ又はレンズ群を追加した構成でも構わない。また、レンズ群とは、変倍時に変化する空気間隔で分離された、少なくとも１枚のレンズを有する部分を示す。

レンズ面は、球面又は平面で形成されても、非球面で形成されても構わない。レンズ面が球面又は平面の場合、レンズ加工及び組立調整が容易になり、加工及び組立調整の誤差による光学性能の劣化を防げるので好ましい。また、像面がずれた場合でも描写性能の劣化が少ないので好ましい。レンズ面が非球面の場合、非球面は、研削加工による非球面、ガラスを型で非球面形状に形成したガラスモールド非球面、ガラスの表面に樹脂を非球面形状に形成した複合型非球面のいずれの非球面でも構わない。また、レンズ面は回折面としてもよく、レンズを屈折率分布型レンズ（ＧＲＩＮレンズ）あるいはプラスチックレンズとしてもよい。

各レンズ面には、フレアやゴーストを軽減し高コントラストの高い光学性能を達成するために、広い波長域で高い透過率を有する反射防止膜を施してもよい。

ＣＡＭ デジタルカメラ（光学機器）
ＯＬ 対物レンズ
Ｃ 撮像素子
Ｏｂ 画像表示素子（観察物体）
ＥＬ（ＥＬ１〜ＥＬ３） 接眼光学系
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
Ｌ４ 第４レンズ
ＥＰ アイポイント

Claims (11)

1. 光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、
   最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、
   以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
   ２．２ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
   ０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
   ０．６０ ＜ Σｄ０／ｆａ ＜ ０．９０
   但し、
   ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
   ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
   Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
   なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
   Σｄ０：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。なお、屈折力を持たない光学素子については空気換算距離とする。
2. 光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、
   最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、
   以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
   ３．０ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
   ０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
   ０．６０ ＜ Σｄ／ｆａ ＜ １．００
   但し、
   ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
   ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
   Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
   なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
   Σｄ：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。
3. 光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、
   最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、
   以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
   ３．０ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
   ０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
   ０．６０ ＜ Σｄ／ｆａ ＜ １．６０
   ２０．００ ＜ ｆａ ＜ ３５．００（単位：mm）
   但し、
   ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
   ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
   Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
   なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
   Σｄ：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。
4. 光軸に沿って観察物体側から順に並んだ少なくとも３枚のレンズを有し、
   最もアイポイント側に配置された最終レンズは視度調整時に固定されており、
   以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
   ３．０ ＜ ｜ｆｅ／ｆａ｜ ＜ ６．０
   ０．５ ＜ ｜Ｒｅ２／ｆａ｜ ＜ ５．０
   ０．６０ ＜ Σｄ０／ｆａ ＜ １．２０
   ２０．００ ＜ ｆａ ＜ ３５．００（単位：mm）
   但し、
   ｆｅ ：前記最終レンズの焦点距離、
   ｆａ ：前記接眼光学系全体の焦点距離、
   Ｒｅ２：前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面の曲率半径。
   なお、光学面が非球面の場合は、近軸の曲率半径で計算するものとする。
   Σｄ０：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。なお、屈折力を持たない光学素子については空気換算距離とする。
5. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１または４に記載の接眼光学系。
   ０．６０ ＜ Σｄ／ｆａ ＜ １．６０
   但し、
   Σｄ：最も観察物体側に配置された第１レンズの観察物体側のレンズ面から前記最終レンズのアイポイント側のレンズ面までの光軸上の距離。
6. 前記観察物体は、画像表示素子であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の接眼光学系。
7. 前記画像表示素子は、液晶表示素子であることを特徴とする請求項６に記載の接眼光学系。
8. 以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の接眼光学系。
   ５．００ ＜ ｆａ ＜ ３５．００（単位：mm）
9. 前記接眼光学系を構成する全てのレンズは、プラスチック製であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の接眼光学系。
10. 最も観察物体側から順に並んだ、第１レンズと、第２レンズとを有し、
    前記第１レンズ及び前記第２レンズ、または前記第２レンズのみを光軸に沿って移動させることにより、視度調整を行うことを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の接眼光学系。
11. 対物レンズと、前記対物レンズにより形成された像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子に撮像された前記像を表示する画像表示素子と、前記画像表示素子に表示された前記像を観察するための接眼光学系とを備え、
    前記接眼光学系が請求項１〜１０のいずれか一項に記載の接眼光学系であることを特徴とする光学機器。

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