JP2001272610A - 接眼レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦点距離が短くても、アイレリーフを使用上
使い辛くない程度に長く確保することができると共に、
主としてイメージ増倍管に好適な光学性能および形状を
得ることができるようにする。 【解決手段】 接眼レンズ１０は、観察者側から順に、
第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ
群Ｇ３とが配設されている。第１レンズ群Ｇ１は、正の
パワーを有し、第２レンズ群Ｇ２は、負のパワーを有し
ている。第３レンズ群Ｇ３は、正レンズＬ４、負レンズ
Ｌ５および正レンズＬ６を含んでいる。第３レンズ群Ｇ
３の負レンズＬ５は、曲率半径の小さい面を観察者側に
向けている。第１レンズ群Ｇ１は、例えば両凸形状の正
の単レンズＬ１で構成され、第２レンズ群Ｇ２は、例え
ば、観察者側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ２
と、観察者側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ３
とを接合した接合レンズで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばイメージ増
倍管（image intensifier）等を用いた画像表示装置に
使用される接眼レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、顕微鏡や望遠鏡の他、例えば
画像表示装置によって表示された画像を拡大観察するた
めの接眼レンズが開発されている。例えば、画像表示装
置に使用される接眼レンズとしては、特開平11-133315
号公報および特開平11-133316号公報等に記載されたも
のがある。特開平11-133316号公報には、４枚のシンプ
ルなレンズ構成の接眼レンズに関する発明が記載されて
いる。この特開平11-133316号公報に記載の接眼レンズ
では、焦点距離を長くし、アイレリーフ（接眼レンズの
最も瞳側の面から瞳位置までの距離）とバックフォーカ
スとを長くしている。一方、特開平11-13335号公報に
は、焦点距離はやや短めながらアイレリーフを十分確保
した接眼レンズに関する発明が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、接眼レンズ
の観察倍率は、焦点距離が短いほど大きくなる。従っ
て、画像表示装置に表示された画像を接眼レンズを介し
て大きく見るためには、焦点距離が短いことが望まれる
（例えば18mm程度）。しかしながら、上述の特開平11-1
33315号公報および特開平11-133316号公報に記載の接眼
レンズは、焦点距離が短いものでも約４６mm程度に最適
化されており、画像表示装置用の十分な倍率を確保でき
ていないという問題がある。なお、接眼レンズにおいて
は、観察者の瞳がレンズ面に対して接近しすぎないよ
う、アイレリーフをある程度長く確保する必要がある。
しかしながら、接眼レンズは、通常、焦点距離を短くす
ると、アイレリーフが短くなる傾向にある。従って、上
述の公報記載の接眼レンズを単純に比例縮小して焦点距
離を短くしただけでは、アイレリーフを使用上使い辛く
ない程度の長さに確保できる保証はない。また、上述の
公報記載の接眼レンズは、いずれも非球面を用いている
ため、非球面を加工するための技術と設備が必要とされ
る。

【０００４】一方、画像表示装置には、イメージ増倍管
を利用したものがある。イメージ増倍管は、例えば低照
度の条件下での撮像に使用されるものであり、明るさの
増幅された光学像を表示することが可能となっている。
このイメージ増倍管は、入射した光に応じて光電子を放
出する光電面と、光電面から放出された光電子の数を増
幅する手段と、光電子の衝突により発光する蛍光面とを
備えている。イメージ増倍管では、光電面に入射した光
学像の明るさに応じた光電子が放出されると共に、放出
された光電子が増幅されて蛍光面に衝突することによ
り、蛍光面上で明るさの増幅された光学像が表示され
る。蛍光面上に表示された画像は、接眼レンズを介して
拡大観察される。近年では、このイメージ増倍管の小型
化が進んでいる。イメージ増倍管では、この小型化に伴
い、そのエレクトロニクス関係の部品が画像表示面（蛍
光面）の周りに配置されることが多い。そのため、画像
表示面がイメージ増倍管全体の端面より例えば１３ｍｍ
程度奥まった位置に配置されることもある。イメージ増
倍管に使用される接眼レンズは、このようなイメージ増
倍管の構成を考慮したものになっている必要がある。よ
り具体的には、イメージ増倍管の奥まった部分に、レン
ズの一部が配置されることになるので、その部分に配置
されるレンズの外径がイメージ増倍管の構成に合わせて
小さくされている必要がある。上述の公報記載の接眼レ
ンズは、このようなイメージ増倍管の構成を考慮したも
のにはなっていない。

【０００５】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、焦点距離が短くても、アイレリーフ
を使用上使い辛くない程度に長く確保することができる
と共に、主としてイメージ増倍管に好適な光学性能およ
び形状を得ることができるようにした接眼レンズを提供
することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による接眼レンズ
は、観察者側から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群
と、第３レンズ群とが配設されてなり、第１レンズ群
が、全体として正の屈折力を有し、第２レンズ群が、全
体として負の屈折力を有し、第３レンズ群が、観察者側
から順に配設された、正レンズ、負レンズおよび正レン
ズを含み、第３レンズ群の負レンズが、より曲率半径の
小さい面を観察者側に向けて構成されているものであ
る。

【０００７】ここで、本発明による接眼レンズにおい
て、第１レンズ群は、例えば、正の単レンズで構成さ
れ、第２レンズ群は、例えば、最も観察者側の面が凹面
形状で構成されていることが望ましい。また、本発明に
よる接眼レンズにおいて、第１レンズ群、第２レンズ群
または第３レンズ群の少なくとも１つの面が非球面で構
成されていることが望ましい。

【０００８】また、本発明による接眼レンズは、以下の
条件式（１）〜（４）を満足することが望ましい。 ０．８＜ｆ１／ｆ＜１．３ ……（１） −５０＜ｆ２／ｆ＜−０．８ ……（２） −２＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．７ ……（３） Ｈ３max／ＩＭmax＜１．２ ……（４） 但し、 ｆ：接眼レンズ全体の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離 ｆ３：第３レンズ群の焦点距離 ｆ３ｎ：第３レンズ群の負レンズの焦点距離 Ｈ３max：第３レンズ群を通る主光線の最大高さ ＩＭmax：像高の最大値 とする。

【０００９】また、本発明による接眼レンズは、第１レ
ンズ群を光軸方向に移動させることにより視度調整を行
うことを可能にした場合に、以下の条件式（５）を満足
することが望ましい。 ｄ_G1＞0.005×ｆ１² ……（５） 但し、ｄ_G1は、第１レンズ群と第２レンズ群との軸上間
隔とする。

【００１０】本発明による接眼レンズでは、以上のよう
な構成により、主としてイメージ増倍管等の画像表示装
置に使用して最適な光学性能および形状が得られる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】まず、図２を参照して、本発明の一実施の
形態に係る接眼レンズ１０が適用される画像表示装置に
ついて説明する。図２に示した画像表示装置は、物体側
に配置された対物レンズ２と、前面に対物レンズ２が取
り付けられたイメージ増倍管３とを備えている。イメー
ジ増倍管３は、対物レンズ２によって形成された光学像
の明るさを電子的に増幅して表示する機能を有してい
る。このイメージ増倍管３は、入射した光に応じて光電
子を放出する光電面４と、光電子の衝突により発光する
蛍光面５とを有している。イメージ増倍管３において、
光電面４と蛍光面５との間には、光電面から放出された
光電子の数を増幅するためのMCP(micro-channelplate)
等が配置されている。蛍光面５の表面には、ファイバ・
プレート６が配置されている。イメージ増倍管３の画像
表示側の端面１２は、中央部が窪んだ構造となってお
り、中空部１３が形成されている。蛍光面５は、中空部
１３の端面に形成されている。接眼レンズ１０は、鏡筒
１１に収納されている。接眼レンズ１０は、像側のレン
ズが部分的に中空部１３内に位置するよう配置されてい
る。

【００１３】ファイバ・プレート６は、多数の光ファイ
バが互いに平行配置されて構成されたものであり、光学
的な情報を一端面から他端面に伝達する機能を有してい
る。また、ファイバ・プレート６は、蛍光面５を保護す
る機能をも有している。ファイバ・プレート６の一端面
は、蛍光面５の表面に当接され、他端面６ａは、接眼レ
ンズ１０の最も像側のレンズ面側に配置されている。フ
ァイバ・プレート６は、表面の形状を例えば光軸方向に
湾曲させることが可能となっており、蛍光面５からの光
学像を湾曲した状態で接眼レンズ１０側に伝達すること
が可能である。このファイバ・プレート６の性質を利用
して、後述の実施例２,３のように、ファイバ・プレー
ト６の他端面６ａを、例えば、接眼レンズ１０が有する
像面湾曲の特性に合わせた形状に湾曲させることで、接
眼レンズ１０の光学性能を向上させることができる。な
お、像を湾曲させない場合には、ファイバ・プレート６
に代えて、両端が平坦に構成された板状のフェイス・プ
レートを設けるようにしても良い。フェイス・プレート
は、主として蛍光面５を保護する機能を有している。

【００１４】このような構成の画像表示装置では、対物
レンズ２によって形成された光学像が、イメージ増倍管
３の光電面４上に結像される。光電面４からは、入射し
た光学像の明るさに応じた光電子が放出される。放出さ
れた光電子は、増幅されて蛍光面５に衝突することによ
り、蛍光面上で明るさの増幅された光学像が表示され
る。蛍光面上に表示された画像は、ファイバ・プレート
６を介して接眼レンズ１０側に伝達される。イメージ増
倍管３およびファイバ・プレート６を介して提供された
対物レンズ２からの画像は、接眼レンズ１０を介して拡
大観察される。

【００１５】図１は、光軸Ｏを含む単一の平面内におけ
る接眼レンズ１０の各レンズ要素の断面構造を示してい
る。なお、図１において、符号Ｚeyeで示す側が観察側
（瞳側）である。また、図１において、符号Ｚ_IMGで示
す側が像側、すなわち、図１に示したイメージ増倍管３
の蛍光面側である。図１において、符号ｒｉは、瞳位置
（アイポイント）Ｅを第１番目として、第ｉ番目のレン
ズ面の曲率半径を示し、符号ｄｉは、第ｉ番目のレンズ
面と第ｉ＋１番目のレンズ面との光軸上の面間隔を示
す。図１において、ｒ１３は、図２に示した画像表示装
置の画像表示面（ファイバ・プレート６の観察者側の端
面６ａ）に対応する。また、ｄ２は、アイレリーフに対
応する。

【００１６】本実施の形態に係る接眼レンズ１０は、観
察者側（観察側）から順に、第１レンズ群Ｇ１と、第２
レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とが配設されてい
る。第１レンズ群Ｇ１は、全体として正の屈折力（パワ
ー）を有している。第２レンズ群Ｇ２は、全体として負
のパワーを有している。第３レンズ群Ｇ３は、観察者側
から順に配設された、正レンズＬ４（後述の実施例２に
おいてはＬ３）、負レンズＬ５（実施例２においてはＬ
４）および正レンズＬ６（実施例２においてはＬ５）を
含んでいる。第３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ５は、より
曲率半径の小さい面を観察者側に向けている。なお、接
眼レンズ１０において、少なくとも１つの面を、後述の
実施例３に示すように、非球面で構成するようにしても
良い。接眼レンズ１０の視度調整は、全レンズ群を光軸
方向に沿って全体移動させることによって行われる。但
し、視度調整は、後述の実施例２，３のように、例えば
第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に沿って移動させることに
よって行っても良い。

【００１７】第１レンズ群Ｇ１は、図１に示したよう
に、例えば両凸形状の正の単レンズＬ１で構成されてい
る。第２レンズ群Ｇ２は、例えば、最も観察者側の面が
凹面形状で構成されている。第２レンズ群Ｇ２は、例え
ば、観察者側に凹面を向けた負のメニスカスレンズＬ２
と、観察者側に凹面を向けた正のメニスカスレンズＬ３
とを接合した接合レンズの構成となっている。但し、第
２レンズ群Ｇ２を、後述の実施例２に示すように、単レ
ンズで構成しても良い。第３レンズ群Ｇ３の観察者側の
正レンズＬ４は、例えば両凸形状となっている。第３レ
ンズ群Ｇ３の負レンズＬ５は、例えば観察者側に凹面を
向けた平凹形状となっている。但し、第３レンズ群Ｇ３
の負レンズを、後述の実施例２,３に示すように、メニ
スカス形状で構成しても良い。第３レンズ群Ｇ３の像側
の正レンズＬ６は、例えば観察者側に凸面を向けた平凸
形状となっている。但し、第３レンズ群Ｇ３の像側の正
レンズを、後述の実施例２,３に示すように、両凸形状
で構成しても良い。

【００１８】ここで、接眼レンズ１０は、良好に収差諸
性能を保つために、以下の条件式（１）〜（４）を満足
することが望ましい。但し、条件式（１）〜（４）にお
いて、ｆは、接眼レンズ全体の焦点距離、ｆ１は、第１
レンズ群Ｇ１の焦点距離、ｆ２は、第２レンズ群Ｇ２の
焦点距離、ｆ３は、第３レンズ群Ｇ３の焦点距離、ｆ３
ｎは、第３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ５の焦点距離であ
る。また、Ｈ３maxは、第３レンズ群Ｇ３を通る主光線
の最大高さ、ＩＭmaxは、像高の最大値である。

【００１９】０．８＜ｆ１／ｆ＜１．３ ……（１） −５０＜ｆ２／ｆ＜−０．８ ……（２） −２＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．７ ……（３） Ｈ３max／ＩＭmax＜１．２ ……（４）

【００２０】更に、接眼レンズ１０は、後述の実施例
２，３のように、第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に移動さ
せることにより視度調整を行うようにした場合に、以下
の条件式（５）を満足することが望ましい。但し、条件
式（５）において、ｄ_G1は、第１レンズ群Ｇ１と第２レ
ンズ群Ｇ２との軸上間隔である。

【００２１】ｄ_G1＞0.005×ｆ１² ……（５）

【００２２】次に、本実施の形態に係る接眼レンズ１０
の構成によってもたらされる作用および効果について説
明する。

【００２３】接眼レンズ１０において、第１レンズ群Ｇ
１は、正のパワーを有していることにより、必要以上に
光線を発散させないように作用している。しかし、接眼
レンズ１０は、全体として正のパワーを有しており、強
い発散作用のある面を設けないと球面収差を良好に補正
できない。このため、接眼レンズ１０では、第２レンズ
群Ｇ２の最も観測側の面を凹面形状として、良好に球面
収差補正をしている。また、接眼レンズ１０では、第３
レンズ群Ｇ３が、観測者側から順に正レンズＬ４、負レ
ンズＬ５および正レンズＬ６が配置されて構成されてい
ることで、主光線の高さが必要以上に高くならないよう
に制御されている。これにより、接眼レンズ１０の画像
表示面側のレンズの外径が、イメージ増倍管３の構成に
適するように、小さく抑えられている。第３レンズ群中
の負レンズＬ５は、像面湾曲の良好な補正を目的とし
て、強い発散作用を行うために、観察者側に曲率の小さ
い面を向けている。

【００２４】条件式（１）は、第１レンズ群Ｇ１の適正
な正のパワー範囲を規定している。条件式（１）の下限
を越えると、第１レンズ群Ｇ１のパワーが強くなり、主
として球面収差の劣化を起こす。一方、条件式（１）の
上限を越えると、第１レンズ群Ｇ１より像側のレンズ群
の外径の増大を招くことになる。条件式（２）は、第２
レンズ群Ｇ２の適正な負のパワー範囲を規定している。
条件式（２）の下限を越えると、第２レンズ群Ｇ２の発
散作用が小さくなり、主として像面湾曲が劣化する。一
方、条件式（２）の上限を越えると、第２レンズ群Ｇ２
より像側のレンズ群の外径の増大を招くことになる。条
件式（３）は、第３レンズ群Ｇ３における負レンズＬ５
の適正な負のパワー範囲を規定している。条件式（３）
の下限を越えると、負レンズＬ５の発散作用が小さくな
り、主として像面湾曲が良好に補正できなくなる。一
方、条件式（３）の上限を越えると、負レンズＬ５の発
散作用が強くなり、主としてコマ収差の増大を招くこと
になる。条件式（４）は、像面側のレンズの外径を小さ
く保つために必要となる。

【００２５】条件式（５）は、第１レンズ群Ｇ１を光軸
方向に移動させることにより視度調整を行うようにした
場合に必要となる条件である。通常、接眼レンズでは、
アイレリーフを長くとると、バックフォーカスが小さく
なり、接眼レンズ全体を移動してピント合わせをするよ
うな視度調整が難しくなる。このため、第１レンズ群Ｇ
１に適当な焦点距離を持たせると共に、第１レンズ群Ｇ
１と第２レンズ群Ｇ２との間隔を適当にとることで、第
１レンズ群Ｇ１による視度調整をする機構を設けること
が肝要となる。条件式（１）による第１レンズ群Ｇ１の
パワー範囲の規定は、この点においても必要な条件であ
る。また、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２との間
に適当な間隔をとるために、条件式（５）を満足するこ
とが肝要である。条件式（５）の下限を越えると、第１
レンズ群Ｇ１の十分な移動量がとれなくなる。以上のよ
うな条件を満足することにより、バックフォーカスが小
さく接眼レンズ全体を移動する視度調整ができない場合
であっても、第１レンズ群Ｇ１を移動することで、通常
の使用を行うのに十分な視度補正量（例えば±数ディオ
プタ程度）を得ることができる。

【００２６】更に、接眼レンズ１０において、少なくと
も１つの面に非球面を採用することにより、収差補正レ
ベルを向上させることができる。非球面の採用は、主と
して球面収差およびコマ収差の補正に効果的である。

【００２７】以上説明したように、本実施の形態の接眼
レンズ１０によれば、上述の構成と条件式を満足するこ
とにより、諸収差が良好に補正され、イメージ増倍管３
に好適に使用し得る最適な光学性能および形状を得るこ
とができる。すなわち、画像表示側のレンズの外径が小
さく抑えられ、小型化されたイメージ増倍管に好適に使
用することが可能となる。

【００２８】＜実施例１＞次に、主として図３および図
４を参照して本実施の形態に係る接眼レンズ１０の第１
の実施例について説明する。

【００２９】図３は、本実施例に係る接眼レンズ10-1の
具体的な数値実施例を示している。図３における面番号
Ｓｉは、瞳位置（アイポイント）Ｅを第１番目として、
観察者側からのレンズ面の順序を示している。屈折率お
よびアッベ数は、それぞれｄ線（波長λ_d＝587.6nm）に
対する値を示している。曲率半径ｒｉは、図１に示した
符号ｒｉと同様に、観察者側から第ｉ番目のレンズ面の
曲率半径を示している。面間隔ｄｉについても、図１に
示した符号ｄｉと同様であり、観察者側から第ｉ番目の
レンズ面Ｓｉと第ｉ＋１番目のレンズ面Ｓｉ＋１との光
軸上の間隔を示す。曲率半径ｒｉおよび面間隔ｄｉの値
の単位はｍｍ（ミリメートル）である。なお、図中、曲
率半径ｒｉの値が∞（無限大）の部分は、面形状または
像面が平面であることを示す。図３において、面Ｓ１３
は、図２に示した画像表示装置の画像表示面（ファイバ
・プレート６の観察者側の端面６ａ）に対応する。ま
た、ｄ２は、アイレリーフに対応する。

【００３０】図１２，１３には、本実施例に係る接眼レ
ンズ10-1の諸性能として、上述の条件式（１）〜（５）
に対応する値を示す。接眼レンズ10-1においては、図１
２，１３に示したように、全体の焦点距離ｆの値が「１
８．６４(mm)」であり、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ
１の値が「２０．７７(mm)」であるから、ｆ１／ｆの値
が「１．１１」となり、条件式（１）の条件を満たして
いる。また、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２の値が
「−５６１．０４(mm)」であるから、ｆ２／ｆの値が
「−３０．１０」となり、条件式（２）の条件を満たし
ている。更に、第３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ５の焦点
距離ｆ３ｎの値が「−１７．５４(mm)」であり、ｆ３ｎ
／ｆ３の値が「−０．９４」となり、条件式（３）の条
件を満たしている。また、第３レンズ群Ｇ３を通る主光
線の最大高さＨ３maxの値が「７．７５(mm)」であり、
像高の最大値ＩＭmaxの値が「７．１６(mm)」であり、
Ｈ３max／ＩＭmaxの値が「１．０８」となり、条件式
（４）の条件を満たしている。なお、本実施例において
は、視度調整を全レンズ群を光軸方向に沿って全体移動
させることによって行うので、条件式（５）は適用され
ない。

【００３１】図４（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、接眼レ
ンズ10-1における球面収差、非点収差およびディストー
ション（歪曲収差）を示している。これらの収差図にお
いて、符号ωは、半画角を示し、符号Ｆ，ｄ，Ｃは、そ
れぞれＦ線、ｄ線およびＣ線を示している。また、非点
収差を示す収差図において、符号Ｓはサジタル像面を、
符号Ｔはメリジオナル（タンジェンシャル）像面を示し
ている。なお、Ｆ線およびＣ線の波長は、それぞれ486.
1nm，656.3nmである。また、ｈは、瞳位置Ｅの瞳半径を
示す。

【００３２】これらの収差図および条件対応値から明ら
かなように、本実施例では、諸収差が補正された状態
で、焦点距離が短く、アイレリーフを使用上使い辛くな
い程度に長く確保できている。また、画像表示側のレン
ズの外径が小さく抑えられ、小型化されたイメージ増倍
管の観察光学系として好適に使用することが可能となっ
ている。

【００３３】＜実施例２＞次に、主として図５〜図７を
参照して本実施の形態に係る接眼レンズ１０の第２の実
施例について説明する。

【００３４】図５は、本実施例に係る接眼レンズ10-2の
具体的な数値実施例を示している。図４は、接眼レンズ
10-2の構成の概略を図５に示した数値実施例に対応させ
て描いたものである。図４および図５に付した各符号の
意味は、上述の図１および図３に付したものと同様であ
る。図４，５において、面Ｓ１３は、図２に示した画像
表示装置の画像表示面に対応する。本実施例において
は、画像表示面であるファイバ・プレート６の観察者側
の端面６ａ（図２）が、主として接眼レンズ10-2が有す
る像面湾曲の特性に合わせて、光軸方向に湾曲した形状
となっている。これにより、接眼レンズ10-2には、湾曲
した画像が提供される。

【００３５】本実施例に係る接眼レンズ10-2が、上述の
第１の実施例におけるレンズ構成と大きく異なるのは、
第２レンズ群Ｇ２の部分である。第２レンズ群Ｇ２は、
第１の実施例においては、接合レンズの構成となってい
たが、本実施例においては、負の単レンズの構成となっ
ている。接眼レンズ10-2においては、第２レンズ群Ｇ２
の負レンズＬ２は、観察者側に凹面を向けた負のメニス
カスレンズとなっている。本実施例に係る接眼レンズ10
-2において、レンズＬ３〜Ｌ５は、第１の実施例におけ
る接眼レンズ10-1のレンズＬ４〜Ｌ６に対応する。すな
わち、本実施例において、レンズＬ３〜Ｌ５は、第３レ
ンズ群Ｇ３を構成している。また、接眼レンズ10-2は、
第１レンズ群Ｇ１を光軸方向に沿って移動させることに
より視度調整を行うようになっている。

【００３６】接眼レンズ10-2においては、図１２，１３
に示したように、全体の焦点距離ｆの値が「１８．４２
(mm)」であり、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１の値が
「２０．１１(mm)」であるから、ｆ１／ｆの値が「１．
０９」となり、条件式（１）の条件を満たしている。ま
た、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２の値が「−２２．
９９(mm)」であるから、ｆ２／ｆの値が「−１．２５」
となり、条件式（２）の条件を満たしている。更に、第
３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ４の焦点距離ｆ３ｎの値が
「−２３．４５(mm)」であり、ｆ３ｎ／ｆ３の値が「−
１．２７」となり、条件式（３）の条件を満たしてい
る。また、第３レンズ群Ｇ３を通る主光線の最大高さＨ
３maxの値が「７．９８(mm)」であり、像高の最大値Ｉ
Ｍmaxの値が「６．９９(mm)」であるから、Ｈ３max／Ｉ
Ｍmaxの値が「１．１４」となり、条件式（４）の条件
を満たしている。また、「ｄ_G1−0.005×ｆ１²」の値が
「２．９８」となり、条件式（５）の条件を満たしてい
る。

【００３７】図７（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、接眼レ
ンズ10-2における球面収差、非点収差および歪曲収差を
示している。これらの収差図に付した各符号の意味は、
図４に付したものと同様である。

【００３８】これらの収差図および条件対応値から明ら
かなように、本実施例においても、諸収差が補正された
状態で、焦点距離が短く、アイレリーフを使用上使い辛
くない程度に長く確保できている。また、画像表示側の
レンズの外径が小さく抑えられ、小型化されたイメージ
増倍管の観察光学系として好適に使用することが可能と
なっている。更に、本実施例では、ファイバ・プレート
６の端面６ａを、主として接眼レンズ10-2が有する像面
湾曲の特性に合わせた形状に湾曲させ、接眼レンズ10-2
に湾曲した画像を提供するようにしたので、接眼レンズ
10-2の特性により、結果的に像面湾曲の特性が優れたも
のとなる。また更に、本実施例では、条件式（５）を満
足することにより、視度調整を行うための第１レンズ群
Ｇ１の十分な移動量を確保することができ、通常の使用
を行うのに十分な視度補正量を得ることができる。

【００３９】＜実施例３＞次に、主として図８〜図１１
を参照して本実施の形態に係る接眼レンズ１０の第３の
実施例について説明する。

【００４０】図９は、本実施例に係る接眼レンズ10-3の
具体的な数値実施例を示している。図８は、接眼レンズ
10-3の構成の概略を図９に示した数値実施例に対応させ
て描いたものである。図８および図９に付した各符号の
意味は、上述の図１および図３に付したものと同様であ
る。図８，９において、面Ｓ１３は、図２に示した画像
表示装置の画像表示面に対応する。本実施例において
は、画像表示面であるファイバ・プレート６の観察者側
の端面６ａ（図２）が、主として接眼レンズ10-3が有す
る像面湾曲の特性に合わせて、光軸方向に湾曲した形状
となっている。これにより、接眼レンズ10-3には、湾曲
した画像が提供される。接眼レンズ10-3は、第１レンズ
群Ｇ１を光軸方向に沿って移動させることにより視度調
整を行うようになっている。

【００４１】本実施例に係る接眼レンズ10-3が、上述の
第１の実施例におけるレンズ構成と大きく異なるのは、
第３レンズ群Ｇ３の部分である。本実施例においては、
第３レンズ群Ｇ３の最も像側のレンズ面Ｓ１２が画像表
示面と同じ形状となっており、ファイバ・プレート６の
端面６ａに接着されるようになっている。また、接眼レ
ンズ10-3では、第３レンズ群Ｇ３の観察者側の正レンズ
Ｌ４の一方のレンズ面Ｓ７が非球面形状となっている。

【００４２】図１０に、レンズ面Ｓ７の形状を表す非球
面係数Ｋ，Ａ₄，Ａ₆，Ａ₈，Ａ₁₀の値を示す。これらの
非球面係数は、以下の式（Ａ）によって表される非球面
多項式における係数である。式（Ａ）の非球面多項式
は、光軸方向にＺ軸、光軸Ｏに直交する方向にｙ軸をと
って非球面の形状を表したものである。

【００４３】 Ｚ＝（ｙ²／ｒ）／［１＋｛１−Ｋ（ｙ／ｒ）²｝^1/2］ ＋Ａ₄Ｈ⁴ ＋Ａ₆Ｈ⁶ ＋Ａ₈Ｈ⁸ ＋Ａ₁₀Ｈ¹⁰ ……（Ａ）

【００４４】この式（Ａ）において、ｙは、光軸Ｏから
レンズ面までの距離（高さ）を表す。Ｚは、高さｙにお
けるレンズ面のサグ（ｓａｇ）量を表している。より詳
しくは、Ｚは、光軸Ｏからの高さｙの位置にある非球面
上の点から、非球面の頂点の接平面に下ろした垂線の長
さを示す。また、Ｋは、円錐係数を表し、Ａ₄，Ａ₆，Ａ
₈，Ａ₁₀は、それぞれ４次，６次，８次，１０次の非球
面係数を表す。ｒは、非球面の頂点近傍における曲率半
径である。

【００４５】接眼レンズ10-3においては、図１２，１３
に示したように、全体の焦点距離ｆの値が「１８．３８
(mm)」であり、第１レンズ群Ｇ１の焦点距離ｆ１の値が
「２０．０４(mm)」であるから、ｆ１／ｆの値が「１．
０９」となり、条件式（１）の条件を満たしている。ま
た、第２レンズ群Ｇ２の焦点距離ｆ２の値が「−６０．
８４(mm)」であるから、ｆ２／ｆの値が「−３．３１」
となり、条件式（２）の条件を満たしている。更に、第
３レンズ群Ｇ３の負レンズＬ４の焦点距離ｆ３ｎの値が
「−２７．３１(mm)」であり、ｆ３ｎ／ｆ３の値が「−
１．４９」となり、条件式（３）の条件を満たしてい
る。また、第３レンズ群Ｇ３を通る主光線の最大高さＨ
３maxの値が「７．３１(mm)」であり、像高の最大値Ｉ
Ｍmaxの値が「７．０８(mm)」であるから、Ｈ３max／Ｉ
Ｍmaxの値が「１．０３」となり、条件式（４）の条件
を満たしている。また、「ｄ_G1−0.005×ｆ１²」の値が
「２．９９」となり、条件式（５）の条件を満たしてい
る。

【００４６】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、接眼
レンズ10-3における球面収差、非点収差および歪曲収差
を示している。これらの収差図に付した各符号の意味
は、図４に付したものと同様である。

【００４７】これらの収差図および条件対応値から明ら
かなように、本実施例によれば、上述の実施例２と同様
の作用および効果を得ることができる。更に、本実施例
によれば、第３レンズ群Ｇ３の観察者側の正レンズＬ４
の一方のレンズ面Ｓ７を非球面形状にしたので、主とし
て球面収差およびコマ収差の補正を効果的に行うことが
できる。

【００４８】なお、本発明は、上記実施の形態および実
施例に限定されず種々の変形実施が可能である。例え
ば、各レンズ成分の曲率半径ｒ、面間隔ｄ、屈折率ｎお
よびアッベ数νの値は、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。

【００４９】また、本発明は、イメージ増倍管を用いた
画像表示装置に限らず、他の画像表示装置にも使用する
ことが可能である。また更に、本発明は、画像表示装置
用の観察光学系に限らず、電子カメラのファインダ光学
系等、他の光学系にも適用することが可能である。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし６
のいずれか１項に記載の接眼レンズによれば、観察者側
から順に、第１レンズ群と、第２レンズ群と、第３レン
ズ群とを配設し、第１レンズ群が、全体として正の屈折
力を有し、第２レンズ群が、全体として負の屈折力を有
し、第３レンズ群が、観察者側から順に配設された、正
レンズ、負レンズおよび正レンズを含み、第３レンズ群
の負レンズが、より曲率半径の小さい面を観察者側に向
けて構成されるようにしたので、焦点距離が短くても、
アイレリーフを使用上使い辛くない程度に長く確保する
ことができると共に、主としてイメージ増倍管に好適な
光学性能および形状を得ることができるという効果を奏
する。

【００５１】特に、請求項２記載の接眼レンズによれ
ば、請求項１記載の接眼レンズにおいて、「０．８＜ｆ
１／ｆ＜１．３」、「−５０＜ｆ２／ｆ＜−０．８」、
「−２＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．７」および「Ｈ３max／
ＩＭmax＜１．２」の４つの条件式を満足するようにし
たので、主として小型のイメージ増倍管に最適化された
光学性能および形状を得ることができるという効果を奏
する。

【００５２】また、請求項３記載の接眼レンズによれ
ば、請求項１または２記載の接眼レンズにおいて、第１
レンズ群を光軸方向に移動させることにより視度調整を
行うことを可能にすると共に、「ｄ_G1＞0.005×ｆ１²」
で表される条件式を満足するようにしたので、視度調整
を行う際の第１レンズ群の十分な移動量を確保すること
ができ、通常の使用を行うのに十分な視度補正量を得る
ことができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズの構成
を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズが利用
される画像表示装置の概略を示す構成図である。

【図３】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズの第１
の具体的な数値実施例（実施例１）を示す説明図であ
る。

【図４】図３に示した実施例1-1の接眼レンズにおける
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図であ
る。

【図５】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズの第２
の具体的な実施例（実施例２）の構成を示す断面図であ
る。

【図６】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズの第２
の具体的な数値実施例（実施例２）を示す説明図であ
る。

【図７】図５に示した実施例２の接眼レンズにおける球
面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図である。

【図８】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズの第３
の具体的な実施例（実施例３）の構成を示す断面図であ
る。

【図９】本発明の一実施の形態に係る接眼レンズの第３
の具体的な数値実施例（実施例３）を示す説明図であ
る。

【図１０】実施例３に係る接眼レンズの非球面データを
示す説明図である。

【図１１】図８に示した実施例３の接眼レンズにおける
球面収差、非点収差および歪曲収差を示す収差図であ
る。

【図１２】実施例１〜実施例３の接眼レンズが満たす諸
条件について示す説明図である。

【図１３】実施例１〜実施例３の接眼レンズが満たす諸
条件について示す他の説明図である。

【符号の説明】

ｄ１〜ｄ１３…面間隔、Ｇ１〜Ｇ３…レンズ群、Ｌ１〜
Ｌ６…レンズ成分、Ｏ…光軸、２…対物レンズ、３…イ
メージ増倍管、４…光電面、５…蛍光面、６…ファイバ
・プレート、１０…接眼レンズ、１３…中空部。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 観察者側から順に、第１レンズ群と、第
   ２レンズ群と、第３レンズ群とが配設されてなり、 前記第１レンズ群は、全体として正の屈折力を有し、 前記第２レンズ群は、全体として負の屈折力を有し、 前記第３レンズ群は、観察者側から順に配設された、正
   レンズ、負レンズおよび正レンズを含み、前記負レンズ
   は、より曲率半径の小さい面を観察者側に向けているこ
   とを特徴とする接眼レンズ。
2. 【請求項２】 請求項１記載の接眼レンズにおいて、 以下の条件式（１）〜（４）を満足することを特徴とす
   る接眼レンズ。 ０．８＜ｆ１／ｆ＜１．３ ……（１） −５０＜ｆ２／ｆ＜−０．８ ……（２） −２＜ｆ３ｎ／ｆ３＜−０．７ ……（３） Ｈ３max／ＩＭmax＜１．２ ……（４） 但し、 ｆ：接眼レンズ全体の焦点距離 ｆ１：第１レンズ群の焦点距離 ｆ２：第２レンズ群の焦点距離 ｆ３：第３レンズ群の焦点距離 ｆ３ｎ：第３レンズ群の負レンズの焦点距離 Ｈ３max：第３レンズ群を通る主光線の最大高さ ＩＭmax：像高の最大値 とする。
3. 【請求項３】 前記第１レンズ群を光軸方向に移動させ
   ることにより視度調整を行うことが可能であり、 以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項
   １または２に記載の接眼レンズ。 ｄ_G1＞0.005×ｆ１² ……（５） 但し、 ｄ_G1：第１レンズ群と第２レンズ群との軸上間隔 とする。
4. 【請求項４】 前記第１レンズ群は、正の単レンズで構
   成され、 前記第２レンズ群は、最も観察者側の面が凹面形状で構
   成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいず
   れか１項に記載の接眼レンズ。
5. 【請求項５】 前記第１レンズ群、前記第２レンズ群ま
   たは前記第３レンズ群の少なくとも１つの面が非球面で
   構成されていることを特徴とする請求項１ないし４のい
   ずれか１項に記載の接眼レンズ。
6. 【請求項６】 イメージ増倍管によって増幅された光学
   像を観察するためのものであることを特徴とする請求項
   １ないし５のいずれか１項に記載の接眼レンズ。