JP2020095073A - 観察光学系及びそれを有する観察装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】高い光学性能を有しつつ広視野で、全系の薄型化が容易な観察光学系を得ること。【解決手段】画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に、第１の半透過面を含む第１の光学素子、観察面側が凹形状で第２の半透過面を含む第２の光学素子、第３の光学素子、第４の光学素子を有し、前記第２の光学素子より画像表示面側に配置されている少なくとも１つの光学素子は、非球面を有する樹脂レンズより構成されていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は観察光学系に関し、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等の画像表示素子に表示された原画像を拡大表示し、観察する電子ビューファインダ（ＥＶＦ）等に好適な観察光学系及びそれを有する観察装置に関するものである。
近年、レンズ交換式カメラ（撮像装置）等においては、光学ファインダを用いない所謂ミラーレスカメラが多く提案されている。ミラーレスカメラに用いられるファインダにおいては、ＬＣＤ等の画像表示素子に表示された原画像について観察光学系を介して拡大表示する、ＥＶＦ（電子ビューファインダー）が用いられる。ここで、ＥＶＦに適用する観察光学系は、高い光学性能を有するとともに全系が小型でかつ観察視野が広視野角であることが求められている。
従来、高い光学性能を有しつつ広視野化を図った観察光学系として、観察光路中に反射面を用いた観察光学系が知られている（特許文献１、２）。
特開平０８−１１０４９２号公報 特開２０００−２４１７０５号公報
特許文献１では、観察光路中に２つの半透過面を用いた光学系が開示されている。ここで、２つの半透過面の画像表示面側若しくは観察面側に正の屈折力の屈折素子を配置することで、広視野角化と高性能化を図っている。特許文献１に開示されている各実施例は、比較的大型の画像表示素子を用いて広視野角化を実現している。このため、レンズ外径が大型化する傾向があった。また、屈折素子として硝子よりなるレンズを用いているため、観察光学系の重量が増加する傾向があった。
特許文献２は観察光路中に、２つの半透過面を用いた映像表示光学系が開示されている。ここで、映像表示光学系の光路中に中間像を配置する構成をとることで、広視野角化と小型化を図っている。特許文献２に開示されている各実施例は、小型の画像表示素子を用いつつ広視野角化を実現しているが、中間像を有する屈折力配置のためレンズ全長の短縮が困難であった。
観察光路中に、反射面を用いる観察光学系においては、小型の画像表示素子を用いて、全系が小型で軽量化と広視野角化を図ることが重要になってくる。
本発明は、高い光学性能を有しつつ広視野で全系の薄型化が容易な観察光学系の提供を目的とする。
本発明の観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に、第１の半透過面と、観察面側に対して凹形状の第２の半透過面を有し、前記第２の半透過面は、レンズＧ２の観察面側の面に設けられており、前記レンズＧ２より画像表示面側には、少なくとも２つのレンズが配置されており、前記少なくとも２つのレンズのうちの少なくとも１つは、非球面を有する樹脂レンズであることを特徴とする。
本発明によれば、高い光学性能を有しつつ広視野で、全系の薄型化が容易な観察光学系が得られる。
実施例１のレンズ断面図 実施例１の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 実施例２のレンズ断面図 実施例２の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 実施例３のレンズ断面図 実施例３の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 実施例４のレンズ断面図 実施例４の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 実施例５のレンズ断面図 実施例５の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 実施例６のレンズ断面図 実施例６の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 実施例７のレンズ断面図 実施例７の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ） 偏光を利用した構成の説明図 非球面形状の説明図
以下に、本発明の好ましい実施例を、添付の図面に基づいて説明する。
各実施例の観察光学系は、画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系である。
図１、図３、図５、図７、図９、図１１図、図１３は本発明の実施例１乃至７のレンズ断面図である。また、図２、図４、図６、図８、図１０、図１２、図１４は本発明の実施例１乃至７の縦収差図（瞳径Φ１０ｍｍ、アイレリーフ１８ｍｍ）である。また、図１５は本発明の観察光学系に偏光を利用した構成を説明する図である。図１６は非球面形状の説明図である。
レンズ断面図において、Ｌ０は観察光学系、ＳＰは絞り、（観察面）、（瞳面）である。ＩＤは画像表示面である。Ｇ１は第１の光学素子（レンズＧ１）、Ｇ２は第２の光学素子（レンズＧ２）である。Ｇ３は第３の光学素子、Ｇ４は第４の光学素子、Ｇ５は第５の光学素子である。ＨＭ１は第１の半透過面（半透過反射面）、ＨＭ２は第２の半透過面（半透過反射面）である。Ｅは偏光板である。本願明細書における「光学素子」とは、屈折力を有するレンズと、屈折力を有さない平行平板ガラスを含む。
各収差図のうち球面収差図において、実線のｄはｄ線（波長５８７．６ｎｍ）、点線のｇはｇ線（波長４３５．８ｎｍ）を示す。非点収差図においてΔＳ（実線）はｄ線のサジタル像面、ΔＭ（破線）はｄ線のメリディオナル像面を示す。歪曲はｄ線について示している。倍率色収差はｇ線について示している。
ＥＰＤは瞳径である。ωは画角（半画角）である。数値は後述する数値データをｍｍ単位で表したときの値である
各実施例の観察光学系Ｌ０は、観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に、第１の半透過面ＨＭ１、観察面ＳＰ側に凹面を向け第２の半透過面ＨＭ２を有する。第２の半透過面ＨＭ２はレンズＧ２の観察面ＳＰ側の面に設けられている。第１の半透過面ＨＭ１は第１の光学素子（レンズＧ１）の観察面ＳＰ側の面に設けられている。
また、各実施例の観察光学系Ｌ０は、第２の光学素子Ｇ２（レンズＧ２）の画像表示面ＩＤ側に設けられた少なくとも２つのレンズ（第３の光学素子Ｇ３乃至第４の光学素子Ｇ４または第３の光学素子Ｇ３乃至第５の光学素子Ｇ５）を有する。そして、第２の光学素子Ｇ２（レンズＧ２）の画像表示面ＩＤ側に設けられた少なくとも２つのレンズのうちの少なくとも１つは非球面を有する樹脂レンズＧＰである。
なお、各実施例において偏光板Ｅが画像表示面ＩＤの観察面側に隣接して配置されているが、本発明はこれに限定されない。偏光板Ｅは、光路上、半透過面ＨＭ２よりも画像表示面側にあれば良い。例えば、第３の光学素子Ｇ３と第４の光学素子Ｇ４の間に偏光板Ｅを配置しても良い。
画像表示面ＩＤには例えばＬＣＤが配置される。ここで瞳面ＳＰは観察面であり、観察者の瞳が位置する。瞳面ＳＰには光量絞りが配置される場合もある。
各実施例のレンズ断面図において、アイレリーフは、光軸上におけるアイポイント（瞳
合焦ＳＰ）と最も観察面ＳＰ側のレンズ面Ｒ１の間隔を表す。なお、収差の評価において、画像表示面ＩＤに発光点を設けて観察面ＳＰ側に到達した光線の収差と、観察面ＳＰ側に発光点を設けて画像表示面側ＩＤに到達した光線の収差は一対一で対応するため、便宜上、画像表示面ＩＤにおける収差を評価している。ここで、人間の瞳径は一例としてΦ（直径）３．５ｍｍ程度であるが、眼球回転や観察位置ずれを考慮し、瞳径（ＥＰＤ）はΦ１０．０ｍｍ、アイレイーフは代表的に１８ｍｍの位置における縦収差を図示している。
次に本発明の観察光学系Ｌ０の構成について説明する。
各実施例では、画像表示面ＩＤから出射した光束が第１の半透過面ＨＭ１と第２の半透過面ＨＭ２の間で往復する、所謂トリプルパス構成をとることで観察光学系Ｌ０のレンズ全長（観察面ＳＰ側の第１レンズ面から画像表示面ＩＤまでの距離）を短縮している。また、第２の半透過面ＨＭ２を観察面ＳＰ側に凹面として、第３の光学素子Ｇ３、第４の光学素子Ｇ４とともに観察光学系Ｌ０のパワー（屈折力）を分担している。また、第２の光学素子Ｇ２より画像表示面ＩＤ側には少なくとも１つの非球面を有する樹脂レンズＧＰを配置している。
画像表示面ＩＤの虚像を拡大観察する観察光学系において、小型な画像表示素子を用いて広視野角を実現するには、大きな虚像倍率が必要となる。つまり強いパワー（焦点距離の短い）の観察光学系Ｌ０を構成する必要がある。このとき、虚像面の湾曲（視度ずれ）を低減するためには、観察光学系Ｌ０全系のペッツバール和を低減することが重要となる。しかし、屈折系のみでペッツバール和を低減しようとすると、観察光学系Ｌ０の構成レンズ枚数が増加し観察光学系の小型化が困難となる。ここで、同じ符号のパワーの光学素子を配置した場合、反射面と屈折面ではペッツバール項の符号が異なるという特徴がある。
つまり、凹面鏡として作用する第２の半透過面ＨＭ２に加えて、さらに２つの光学素子（第３の光学素子Ｇ３、第４の光学素子Ｇ４）を配置することで、観察光学系Ｌ０全系のパワーを強めつつ、ペッツバール和を低減することが可能となる。
また、ＥＶＦのように映像とともに文字情報を表示する用途においては、画面全域で高い光学性能を有する観察光学系を構成することが重要となる。つまり、ペッツバール和を低減するとともに、高次の湾曲成分を十分に補正する必要がある。そこで、第２の光学素子Ｇ２より画像表示面ＩＤ側に非球面を有する屈折系よりなる光学素子を配置することで、高次の湾曲成分を補正し画面全域で良好な光学性能を得ている。また、非球面を有する光学素子を樹脂材料よりなる樹脂レンズとすることで、加工を容易にしている。また、樹脂材料の小さい比重により観察光学系Ｌ０全系の軽量化を図っている。また、本発明の観察光学系は、後述のように偏光を利用することで、半透過面に起因する不要光を低減しつつ光の利用効率を向上している。
ここで、偏光を利用する場合、光学材料の複屈折に起因して偏光状態が設計理想状態から変動すると、光量低下やゴースト光の増加の要因となる。この課題はとくに、樹脂材料を用いた場合に重要な課題である。そこで、樹脂レンズＧＰを第２の光学素子Ｇ２より画像表示面ＩＤ側に、シングルパスの光学素子として配置することで樹脂材料中の光路長を必要最小限としている。シングルパスとは、１つの光学素子内における結像光線の経路が折り返し路を含まないこと（一方向にのみ結像光線が進行すること）を指す。すなわち、樹脂レンズＧＰの画像表示面側には光路を折り曲げるための反射面が設けられていないことが好ましい。これにより、樹脂レンズＧＰの複屈折の影響を低減している。また、観察瞳ＳＰ面から遠い位置（瞳近軸光線の高い位置）に樹脂レンズＧＰを非球面レンズとして配置し、虚像面全面において視度ずれを良好に補正している。
以上の構成により、高い光学性能を有しつつ広視野化で小型の観察光学系を実現している。
次に各実施例のより好ましい構成について説明する。
観察光学系において、より好ましくは次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
第２の半透過面の曲率半径をＲＨＭ２、観察光学系Ｌ０の焦点距離をｆとする。第２の光学素子Ｇ２の空気中における焦点距離をｆＧ２とする。第２の光学素子Ｇ２の材料のｄ
線における屈折率をＮｄＧ２、第２の光学素子Ｇ２の材料のＦ線における屈折率をＮＦＧ２、第２の光学素子Ｇ２の材料のｇ線における屈折率をＮｇＧ２とする。そして、第２の光学素子Ｇ２の材料のアッベ数νｄＧ２を
νｄＧ２＝（１−ＮｄＧ２）／（ＮＦＧ２−ＮｇＧ２）
とする。
非球面を有する樹脂レンズの空気中における焦点距離（樹脂レンズが複数ある場合は、最も屈折力の絶対値の大きい樹脂レンズの焦点距離とする）をｆＰとする。非球面を有する樹脂レンズのうち少なくとも１つの樹脂レンズＧＰａは、正の屈折力を有し、樹脂レンズＧＰａの観察面側の近軸曲率面における最大有効径端でのサグ量（観察面側から画像表示面側へのサグ量を正とする）をＳａｇＲ１とする。
樹脂レンズＧＰａの画像表示面側の近軸曲率面における最大有効径端でのサグ量（観察面側から画像表示面側へのサグ量を正とする）をＳａｇＲ２とする。樹脂レンズＧＰａの中心肉厚をＤＰとする。ここで近軸曲率面を各レンズ面の最大有効径端１割の位置で決まる参照曲率面とする。
各実施例の観察装置では観察光学系と、画像情報を表示する画像表示素子を有し、観察光学系によって、拡大された画像表示素子の画像情報を観察光学系を介して観察する。このとき観察光学系のレンズ全長（観察光学系の観察面ＳＰ側の第１レンズ面の光軸上面頂点から画像表示面までの距離、ガラスブロックは空気換算長とする）をＯＡＬとする。
ここで近軸曲率面のサグ量と非球面のサグ量の差分ｓａｇは次のとおりである。非球面における近軸曲率面とは最大光学有効面の半径に対する光軸からの高さ１割で決まる量（参照Ｒ）と定義する。各実施例に係る非球面の非球面量について図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）、（Ｂ）は球面形状のレンズ面のサグ量と非球面形状のレンズ面のサグ量の説明図である。サグ量とはレンズ面頂点から光軸に対して立った垂直面から光軸からある高さｈでのレンズ面の位置の光軸方向の距離をいう。
図１６（Ａ）、（Ｂ）においてレンズ面の曲率が「プラス符号」となっているときサグ量は「プラス」となる。サグ量の差分Δは光軸からのある高さｈにおける近軸曲率における参照球面のサグ量をΔ球、非球面のサグ量をΔ非とする。このとき、
Δ＝Δ球−Δ非
である。図１６（Ｂ）ではサグ量の差分Δの符号は正である。
このとき次の条件式のうち１つ以上を満足するのが良い。
−２０．０＜ＲＨＭ２／ｆ＜−１．０ ・・・（１）
−１５．０＜ｆＧ２／ｆ＜−０．５ ・・・（２）
１３．０＜νｄＧ２＜３６．０ ・・・（３）
１．７＜ＮｄＧ２＜２．５ ・・・（４）
０．５＜ｆＰ／ｆ＜３．０ ・・・（５）
−３．０［ｍｍ］＜（ＳａｇＲ２−ＳａｇＲ１）＋ＤＰ＜２．０［ｍｍ］・・・（６）
０．６＜ＯＡＬ／ｆ＜２．０ ・・・（７）
次に前述の条件式の技術的意味について説明する。
条件式（１）は第２の半透過面ＨＭ２の曲率半径と観察光学系Ｌ０の焦点距離の比を規定する。条件式（１）を満足することで、第２の半透過面ＲＨＭ２の曲率を緩める配置として、高い光学性能を有しつつ観察光学系Ｌ０の厚み（光軸方向の長さ）を薄型化している。
条件式（１）の下限を超えると、第２の半透過面ＲＨＭ２の曲率半径が大きくなりすぎる。このとき、反射面としての作用時の正のパワー（屈折力）が緩まりすぎるため、観察光学系Ｌ０が大型化してしまう、若しくは、広い視野角を確保することが困難となる。一方、上限を超えると、第２の半透過面ＲＨＭ２の曲率半径が小さくなりすぎ、反射面で発生するペッツバール項の補正が困難となるとともに、観察光学系Ｌ０の厚みが長大化するのでよくない。
条件式（２）は第２の半透過面ＨＭ２を含む第２の光学素子Ｇ２の空気中における屈折系としての焦点距離と観察光学系Ｌ０の焦点距離の比を規定する。条件式（２）を満足す
る負の屈折力の第２の光学素子Ｇ２として配置することで、観察光学系Ｌ０において球面収差を良好に補正するとともに、色収差を補正し高い光学性能を得ている。
条件式（２）の下限を超えると、観察光学系Ｌ０の焦点距離に比して第２の光学素子Ｇ２の負の焦点距離が負の方向に長く（負の焦点距離の絶対値が大きく）なりすぎる。このとき、観察光学系Ｌ０においてとくに倍率色収差が補正不足となる。一方、上限を超えると、観察光学系Ｌ０の焦点距離に比して第２の光学素子Ｇ２の負の焦点距離が負の方向に短く（負の焦点距離の絶対値が小さく）なりすぎる。つまり、第２の光学素子Ｇ２の負の屈折力が強まりすぎ、観察光学系Ｌ０において倍率色収差が補正過剰となるとともに、視度ずれの補正が困難となる。
条件式（３）は第２の半透過面ＨＭ２を含む第２の光学素子Ｇ２の光学材料のアッベ数を規定する。条件式（３）を満足する、高分散の光学材料を第２の光学素子Ｇ２として配置することで、観察光学系Ｌ０において倍率色収差を良好に補正している。
条件式（３）の下限を超えると、第２の光学素子Ｇ２用いる光学材料が高分散となりすぎる。このとき、観察光学系Ｌ０において倍率色収差が補正過剰となるとともに、光学材料の短波長側の透過率が低下することで観察光学系としてのカラーバランスの維持が困難となる。一方、上限を超えると、第２の光学素子Ｇ２用いる光学材料が低分散となりすぎ、観察光学系Ｌ０において倍率色収差が補正不足となるのでよくない。
条件式（４）は第２の半透過面ＨＭ２を含む第２の光学素子Ｇ２の光学材料の屈折率を規定する。条件式（４）を満足する、高屈折率の光学材料を第２の光学素子Ｇ２として配置することで、観察光学系Ｌ０において視度ずれを良好に補正している。
条件式（４）の下限を超えると、第２の光学素子Ｇ２に用いる光学材料が低屈折率となりすぎる。このとき、第２の光学素子Ｇ２の屈折作用時に発生するペッツバール項が大きくなるため、観察光学系Ｌ０において視度ずれの補正が困難となる。一方、上限を超えると、第２の光学素子Ｇ２に用いる光学材料が高屈折率となりすぎる。このとき、条件式（２）を同時に満足する屈折力配置において球面収差が過剰補正となるとともに、光学材料の短波長側の透過率が低下することで観察光学系としてのカラーバランスの維持が困難となる。
条件式（５）は非球面を有する樹脂レンズＧＰの焦点距離と観察光学系Ｌ０の焦点距離の比を規定する。ここで、観察光学系Ｌ０に非球面を有する樹脂レンズＧＰが複数ある場合、最も正の屈折力の大きい（屈折力の絶対値が大きい）樹脂レンズが条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）を満足することで、観察光学系Ｌ０の屈折力を適切に分担し観察光学系Ｌ０の高性能化を図っている。
条件式（５）の下限を超えると、観察光学系Ｌ０の焦点距離に比して非球面を有する樹脂レンズＧＰの屈折力が大きくなりすぎる。ここで、樹脂レンズは硝子レンズと比して屈折率の温度依存係数や線膨張係数が大きい特徴がある。つまり、樹脂レンズＧＰの屈折力が条件式（５）の下限を超えるほどに強まると、観察光学系Ｌ０の環境変化に対する光学性能の変化が大きくなりすぎてしまう。
一方、上限を超えると、観察光学系Ｌ０の焦点距離に比して非球面を有する樹脂レンズＧＰの屈折力が小さくなりすぎる。このとき、観察光学系Ｌ０の主たる屈折力を第２の半透過面ＨＭ２の反射作用で分担する配置となり、ペッツバール和の補正が困難となることで視度ずれの補正が困難となる。
条件式（６）は非球面を有する正の屈折力の樹脂レンズＧＰの非球面形状を規定する。条件式（６）を満足することで、正の屈折力の樹脂レンズＧＰの中心肉厚を軽減している。後述のように偏光を利用する構成をとる場合、樹脂レンズＧＰの複屈折の影響を最小化するために、樹脂レンズＧＰの肉厚を削減することが重要である。条件式（６）は、樹脂レンズＧＰを近軸曲率の球面系で構成した場合のレンズコバ厚の範囲を規定している（単位：ｍｍ）。つまり、条件式（６）の範囲となるように非球面形状を最適化することで、樹脂レンズＧＰが所望の屈折力を有しつつ球面系では実現困難（レンズコバ厚が確保困難）な中心肉厚の薄型化を実現している。
条件式（６）の下限を超えると、レンズコバ厚を確保するために非球面のサグ量が大き
くなりすぎてしまう。このとき、樹脂レンズＧＰにおける非球面作用が強まりすぎて、観察光学系Ｌ０における視度ずれの補正が困難となる。一方、上限を超えると樹脂レンズＧＰの中心肉厚が大きくなりすぎる、若しくは条件式（６）の下限を超えた場合と同様に、非球面のサグ量が大きくなりすぎる形状となるためよくない。
条件式（７）はレンズ全長と観察光学系Ｌ０の焦点距離の比を規定する。条件式（７）を満足することで、観察光学系Ｌ０の小型化を図っている。条件式（７）の下限を超えると、観察光学系Ｌ０の焦点距離に比してレンズ全長が短くなりすぎる。このとき、球面収差と像面湾曲の補正が困難となる。一方、上限を超えると、レンズ全長が増大するのでよくない。
より好ましくは条件式（１）乃至（７）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
−１６．０＜ＲＨＭ２／ｆ＜−１．５ ・・・（１ａ）
−１２．０＜ｆＧ２／ｆ＜−０．８ ・・・（２ａ）
１５．０＜νｄＧ２＜３２．０ ・・・（３ａ）
１．７５＜ＮｄＧ２＜２．３０ ・・・（４ａ）
０．８＜ｆＰ／ｆ＜２．５ ・・・（５ａ）
−２．０［ｍｍ］＜（ＳａｇＲ２−ＳａｇＲ１）＋ＤＰ＜１．５［ｍｍ］・・・（６ａ）
０．８＜ＯＡＬ／ｆ＜１．８ ・・・（７ａ）
更に好ましくは条件式（１ａ）乃至（７ａ）の数値範囲を以下の範囲とするのがよい。
−１２．０＜ＲＨＭ２／ｆ＜−２．０ ・・・（１ｂ）
−８．０＜ｆＧ２／ｆ＜−１．０ ・・・（２ｂ）
１７．５＜νｄＧ２＜２６．０ ・・・（３ｂ）
１．８＜ＮｄＧ２＜２．１ ・・・（４ｂ）
１．０＜ｆＰ／ｆ＜２．０ ・・・（５ｂ）
−１．０［ｍｍ］＜（ＳａｇＲ２−ＳａｇＲ１）＋ＤＰ＜１．０［ｍｍ］・・・（６ｂ）
１．０＜ＯＡＬ／ｆ＜１．５ ・・・（７ｂ）
各実施例において、第４の光学素子Ｇ４の画像表示面側に正の屈折力の第５の光学素子Ｇ５を有していても良い。各実施例において、第１の光学素子Ｇ１は平凸形状の素子と平凸形状の素子が接合された接合レンズよりなり、第１の半透過面は接合レンズの接合面に形成されていることが良い。この他、第１の光学素子Ｇ１と第２の光学素子Ｇ２は接合された接合レンズよりなり、第２の半透過面は接合レンズの接合面に形成されていることが良い。すなわち、第１の半透過面ＨＭ１と第２の半透過面ＨＭ２は１つの接合レンズの異なるレンズ面に設けられていることが好ましい。
実施例１、２、４乃至７の観察光学系Ｌ０において、第１の半透過面ＨＭ１は平面としている。好ましくは第１の半透過面ＨＭ１として偏光選択性半透過反射素子を用いるのがよい。偏光選択性半透過反射素子としては、例えば、旭化成株式会社製、商品名「ＷＧＦ」がある。このようなフイルム状の偏光素子は曲面への適用も容易であるが、平面として配置することで、フイルム湾曲時の応力による軸方位ズレや面形状変化、外観不良などのリスクを低減することができる。
また、観察光学系中に配置した非球面を有する樹脂レンズＧＰの少なくとも１面の非球面形状は、変極点を有することが好ましい（実施例１乃至３の樹脂レンズＧＰ、実施例４の樹脂レンズＧＰ２、実施例７の樹脂レンズＧＰ１）。観察光学系中に変極点を有する非球面を配置することにより、とくに広視野角化した場合に虚像面周辺の湾曲（視度ずれ）を良好に補正することができる。
また、第２の半透過面ＨＭ２は接合レンズの接合面に配置することが好ましい（実施例６、７）。第２の半透過面ＨＭ２を接合レンズの接合面に配置し空気との接触面を無くすと、とくに金属膜における酸化影響など観察光学系の耐環境性を向上することが容易となる。
また、各実施例１乃至７において下記構成をとることで、正規の観察光路の光量低下を
抑制しつつ、半透過面を１度も反射することなく透過する光路からのゴースト光（不要光漏れ）を低減することができる。
各実施例の観察光学系Ｌ０の光路を図１と図１５を参照して、偏光を利用した構成について説明する。図１の第１の半透過面ＨＭ１は、瞳面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に偏光選択性半透過反射素子：Ａ、第１の４分の１波長板：Ｂを配置することで構成する。また、図１の第２の半透過面ＨＭ２はハーフミラー：Ｃ、を配置することで構成する。また、第４の光学素子Ｇ４の観察面側には第２の４分の１波長板：Ｄ、偏光板：Ｅを配置している。
ここで、偏光選択性半透過反射素子Ａは、例えば偏光板Ｅを通過した際と同じ方向に偏光した直線偏光を反射し、これに直交した直線偏光を透過するように構成された素子（偏光ビームスプリッタ：ＰＢＳ）であり、例えばワイヤーグリッド偏光子である。このとき、偏光選択性半透過反射素子Ａのワイヤーグリッド形成面が半透過面として機能する。
また、第１の４分の１波長板Ｂと第２の４分の１波長板Ｄとは、それぞれの遅相軸が直交した状態で配置され、且つ、偏光板Ｅの偏光透過軸に対して第１の４分の１波長板Ｂの遅相軸が４５°傾いた状態で配置する。また、ハーフミラーＣは、例えば誘電体多層膜や金属蒸着により形成されたハーフミラーであり、半透過面として機能する。
つぎに、偏光利用構成における光路選択、並びに作用について図１５を参照して説明する。ここで、円偏光の回転方向は光の進行方向に正対して見たときと定義する。
画像表示面ＩＤから出た光は偏光板Ｅで直線偏光となり、第２の４分の１波長板Ｄによって円偏光となり、ハーフミラーＣに入射する。ハーフミラーＣに到達した光の一部は反射されて逆回りの円偏光となり、第２の４分の１波長板Ｄに戻る。第２の４分の１波長板Ｄに戻った逆回り円偏光の光は、第２の４分の１波長板Ｄによって最初に偏光板Ｅを通過した際と直交した方向に偏光した直線偏光として偏光板Ｅに戻り、偏光板Ｅで吸収される。
一方、ハーフミラーＣに到達した光の一部は透過して、第１の４分の１波長板Ｂによって偏光板Ｅを通過した際と同じ方向に偏光した直線偏光となって、偏光選択性半透過反射素子Ａに入射する。ここで、偏光選択性半透過反射素子Ａの偏光選択性により偏光板Ｅを通過した際と同じ方向に偏光した直線偏光の光は反射される。偏光選択性半透過反射素子Ａで反射された光は、第１の４分の１波長板Ｂによって最初に第２の４分の１波長板Ｄによって円偏光となった際と逆回りの円偏光となり、ハーフミラーＣに入射する。
ハーフミラーＣで反射された光は、反射前の光と逆回りの円偏光となり、第１の４分の１波長板Ｂに入射して最初に偏光板Ｅを通過した際と直交した方向に偏光した直線偏光になって偏光選択性半透過反射素子Ａに入射する。ここで、偏光選択性半透過反射素子Ａの偏光選択性により偏光板Ｅを通過した際と直交した方向に偏光した直線偏光の光は透過して射出瞳ＳＰに導かれる。
以上の作用により、第２の半透過面ＨＭ２を透過し、第１の半透過面ＨＭ１で反射し、第２の半透過面ＨＭ２で反射し、第１の半透過面ＨＭ１を透過した光のみが瞳ＳＰに導かれることとなる。
（実施例１）
以下、図１を参照して、本発明の実施例１の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例１は、全画角（全観察画角）４０度の観察光学系Ｌ０である。観察面（瞳面）ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に、第１の半透過面ＨＭ１を含む平板形状の第１の光学素子Ｇ１、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含むメニスカス形状の負の屈折力の第２の光学素子Ｇ２を有する。第２の光学素子（レンズＧ２）の画像表示面側には２枚の正レンズを有する。具体的には、両凸形状で非球面を有し樹脂材料よりなる第３の光学素子Ｇ３、平凸形状の第４の光学素子Ｇ４を有している。
ここで、第１の光学素子Ｇ１と第２の光学素子Ｇ２の間で光路を往復するトリプルパス構成としている。また、第２の半透過面ＨＭ２の凹面作用と、第３の光学素子Ｇ３、第４の光学素子Ｇ４にて全系の屈折力を適切に分担する配置としている。また、第３の光学素子Ｇ３は物体側のレンズ面が光学有効径内で変極点を有する非球面の樹脂レンズＧＰ（樹
脂レンズＧＰａ）にて構成している。以上の構成をとることで、高い光学性能を有しつつ広視野化を実現した小型な観察光学系Ｌ０を実現している。
（実施例２）
以下、図３を参照して、本発明の実施例２の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例２の観察光学系Ｌ０の基本構成は、実施例１と同じである。実施例２は実施例１と比較して、各光学素子の形状を変更したことが異なる。観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に第１の半透過面ＨＭ１を含む平凸形状の第１の光学素子Ｇ１、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含む両凹形状の第２の光学素子Ｇ２を有する。更に、両凸形状で非球面を有し樹脂材料よりなる第３の光学素子Ｇ３（樹脂レンズＧＰ）（樹脂レンズＧＰａ）、平凸形状の第４の光学素子Ｇ４を有している。
（実施例３）
以下、図５を参照して、本発明の実施例３の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例３は、全画角４５度の観察光学系Ｌ０である。実施例３の観察光学系Ｌ０の基本構成は、実施例１と同じである。実施例３は実施例１と比較して、第１の半透過面ＨＭ１を球面化し各光学素子の形状を変更したことが異なる。観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に第１の半透過面ＨＭ１を含み、瞳面ＳＰ側に凸のメニスカス形状の第１の光学素子Ｇ１、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含み、両凹形状の第２の光学素子Ｇ２を有する。更に、平凸形状の第３の光学素子Ｇ３、両凸形状で非球面を有し樹脂材料よりなる第４の光学素子Ｇ４を有している。
また、第４の光学素子Ｇ４は物体側のレンズ面が光学有効径内で変極点を有する非球面の樹脂レンズＧＰ（樹脂レンズＧＰａ）にて構成している。
（実施例４）
以下、図７を参照して、本発明の実施例４の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例４の観察光学系Ｌ０の基本構成は、実施例１と同じである。実施例４は実施例１と比較して、各光学素子の構成枚数と各光学素子の形状を変更したことが異なる。観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に第１の半透過面ＨＭ１を含み、平板形状の第１の光学素子Ｇ１、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含み、両凹形状の第２の光学素子Ｇ２を有する。
更に、両凸形状で非球面を有し樹脂材料よりなる第３の光学素子Ｇ３（樹脂レンズＧＰ１）、平凸形状の第４の光学素子Ｇ４、画像表示面ＩＤ側に凸のメニスカス形状で非球面を有し、樹脂材料よりなる正の第５の光学素子Ｇ５を有している。
また、第５の光学素子Ｇ５は物体側のレンズ面が光学有効径内で変極点を有する非球面の樹脂レンズＧＰ２（樹脂レンズＧＰａ）にて構成している。
（実施例５）
以下、図９を参照して、本発明の実施例５の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例５の観察光学系Ｌ０の基本構成は、実施例１と同じである。実施例５は実施例１と比較して、各光学素子の構成枚数と各光学素子の形状を変更したことが異なる。第１の半透過面は平凸形状の素子と平凸形状の素子が接合された接合レンズの接合面に形成されている。具体的には、観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に平凸形状の素子Ｇ１ａと平凸形状の素子Ｇ１ｂとの接合した接合レンズよりなり、その接合面に第１の半透過面ＨＭ１を含み、両凸形状の第１の光学素子Ｇ１を有する。更に、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含み、両凹形状の第２の光学素子Ｇ２を有する。
更に、平凸形状の第３の光学素子Ｇ３、両凸形状で非球面を有し樹脂材料よりなる第４の光学素子Ｇ４（樹脂レンズＧＰ）（樹脂レンズＧＰａ）を有している。
（実施例６）
以下、図１１を参照して、本発明の実施例６の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例６の観察光学系Ｌ０の基本構成は、実施例５と同じである。実施例６は実施例５と比較して、第１の光学素子Ｇ１と第２の光学素子Ｇ２を接合にて構成し、各光学素子の形状を変更したことが異なる。観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に瞳面ＳＰ、平凸形状の素子Ｇ１ａと平凸形状の素子Ｇ１ｂとの接合よりなり、その接合面に第１の半透過
面ＨＭ１を含み両凸形状の第１の光学素子Ｇ１を有する。更に、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含み、両凹形状の第２の光学素子Ｇ２を有する。
更に、平凸形状の第３の光学素子Ｇ３、観察面ＳＰ側に凸のメニスカス形状で非球面を有し、樹脂材料よりなる正の屈折力の第４の光学素子Ｇ４（樹脂レンズＧＰ）（樹脂レンズＧＰａ）を有している。
また、第１の光学素子Ｇ１と第２の光学素子Ｇ２を接合にて構成し、その接合面に第２の半透過面ＨＭ２を配置している。
（実施例７）
以下、図１３を参照して、本発明の実施例７の観察光学系Ｌ０について説明する。
実施例７の観察光学系Ｌ０の基本構成は、実施例１と同じである。実施例７は実施例１と比較して、光学素子の構成枚数と各光学素子の形状を変更したことが異なる。第２の光学素子（レンズＧ２）の画像表示面側には負レンズ、正レンズ、正レンズを有する。具体的には、観察面ＳＰ側から画像表示面ＩＤ側へ順に第１の半透過面ＨＭ１を含み、平凸形状の第１の光学素子Ｇ１、観察面ＳＰ側に凹面を向けた形状の第２の半透過面ＨＭ２を含み、メニスカス形状の負の屈折力の第２の光学素子Ｇ２を有する。
更に、観察面ＳＰ側に凸のメニスカス形状で非球面を有し樹脂材料よりなる負の屈折力の第３の光学素子Ｇ３（樹脂レンズＧＰ１）、平凸形状の第４の光学素子Ｇ４を有する。更に、両凸形状で非球面を有し樹脂材料よりなる第５の光学素子Ｇ５（樹脂レンズＧＰ２）（樹脂レンズＧＰａ）を有している。
また、第３の光学素子Ｇ３は両面が光学有効径内で変極点を有する非球面の樹脂レンズＧＰ１にて構成している。
また、第１の光学素子Ｇ１と第２の光学素子Ｇ２を接合にて構成し、その接合面に第２の半透過面ＨＭ２を配置している。
ここで、画像表示素子として例えばＬＣＤやＯＬＥＤ等の電子画像表示素子と組み合わせた場合、歪曲収差や倍率色収差については、各種公知の手法を適用し電子的に処理してもよい。また各実施例は、観察時の虚像面を無限遠（視度：０ディオプター）として記載したが、光学素子全体若しくは一部の光学素子を光軸上で移動することで、視度調整を行っても良い。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
次に、本発明の実施例１乃至７に対応する数値データ１乃至７を示す。
各数値データにおいて、ｉは観察面からの面の順序を示し、ｒｉはレンズ面の曲率半径である。ｄｉは第ｉ面と第ｉ＋１面との間のレンズ肉厚および空気間隔である。ｎｄｉ、νｄｉはそれぞれｄ線に対する屈折率、アッベ数を示す。＊は非球面であることを示す。また、ｋ、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０は非球面係数である。
非球面形状は光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位について、面頂点を基準にしてｘとするとき
ｘ＝（ｈ２／Ｒ）／［１＋｛１−（１＋ｋ）（ｈ／Ｒ）２｝１／２］＋Ａ４・ｈ４＋Ａ６・ｈ６＋Ａ８・ｈ８＋Ａ１０・ｈ１０
で表される。但しＲは近軸曲率半径である。
また、前述の各条件式と各数値実施例との関係を表１に示す。


（数値データ１）
単位 ｍｍ

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 ∞ 1.00 1.51633 64.1 20.50
3 ∞ 3.17 20.50
4 -46.347 -3.17 反射面 21.00
5 ∞ -1.00 1.51633 64.1 20.50
6 ∞ 1.00 反射面 20.50
7 ∞ 3.17 20.50
8 -46.347 0.85 2.00272 19.3 21.00
9 -71.641 5.26 21.00
10* 66.036 3.50 1.53110 55.9 20.00
11* -16.211 1.54 20.00
12 ∞ 4.00 1.53775 74.7 19.00
13 -18.259 1.84 19.00
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1 20.00
15 ∞ 0.30 20.00
像面 ∞

非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-3.20292e-005 A 6=-7.38932e-007

第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.07496e-004 A 6=-1.74548e-006 A 8= 7.58681e-009 A10=-1.38312e-011

各種データ

焦点距離 17.35
EPD 10.00
半画角（度） 20.11
レンズ全長 21.79 (in Air)'Z
BF 2.47 (in Air)

d 1 18.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 13.12
前側主点位置 40.82
後側主点位置 -17.05

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 17.35 19.32 22.82 -14.88
3 14 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1 1 0.00
G2 8 -133.16
G3(GP) 10 24.87
G4 12 33.95

（数値データ２）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 35.770 2.00 1.59522 67.7 17.60
3 ∞ 2.06 17.60
4 -47.557 -2.06 反射面 18.00
5 ∞ 2.06 反射面 17.60
6 -47.557 1.50 1.80810 22.8 18.00
7 100.274 2.67 18.00
8* 35.495 2.58 1.53110 55.9 17.00
9* -17.864 1.61 17.00
10 ∞ 3.00 1.75500 52.3 16.50
11 -19.837 3.30 16.50
12 ∞ 0.50 1.51633 64.1 18.00
13 ∞ 0.30 18.00
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.01922e-004 A 6=-3.42188e-007 A 8= 1.59183e-008 A10=-3.25490e-010

第9面
K = 0.00000e+000 A 4= 3.45287e-005 A 6= 3.97343e-007 A 8=-1.64212e-009 A10=-1.88301e-010

各種データ

焦点距離 13.72
EPD 10.00
半画角（度） 20.03
レンズ全長 19.35 (in Air)
BF 3.93 (in Air)

d 1 18.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 10.81
前側主点位置 31.63
後側主点位置 -13.42

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 13.72 15.42 13.63 -9.79
3 12 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1 1 60.10
G2 6 -39.74
G3(GP) 8 22.76
G4 10 26.27

（数値データ３）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 29.110 2.60 1.77250 49.6 24.00
3 75.245 1.96 24.00
4 -169.388 -1.96 反射面 24.00
5 75.245 1.96 反射面 24.00
6 -169.388 0.80 2.00100 29.1 24.00
7 46.458 0.50 24.00
8 25.896 4.00 1.48749 70.2 22.80
9 ∞ 4.37 22.80
10* 13.160 5.19 1.53110 55.9 19.20
11* -32.812 2.80 19.20
12 ∞ 0.50 1.51633 64.1 25.00
13 ∞ 0.30 25.00
像面 ∞

非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4=-6.39575e-005 A 6= 4.95247e-007 A 8=-2.37623e-008

第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.71692e-004 A 6=-5.71769e-006 A 8= 4.36097e-008 A10=-1.75970e-010

各種データ

焦点距離 15.40
EPD 10.00
半画角（度） 22.40
レンズ全長 22.85 (in Air)
BF 3.43 (in Air)

d 1 18.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 14.30
前側主点位置 32.35
後側主点位置 -15.10

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 15.40 19.43 14.35 -11.98
3 12 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1 1 59.99
G2 6 -36.35
G3 8 53.12
G4 10 18.41

（数値データ４）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 ∞ 0.75 1.51633 64.1 15.50
3 ∞ 2.29 15.50
4 -42.441 -2.29 反射面 15.50
5 ∞ 2.29 反射面 15.50
6 -42.441 0.80 1.96300 24.1 15.50
7 724.940 0.30 15.50
8* 50.344 2.04 1.53110 55.9 15.80
9* -27.324 3.02 15.80
10 ∞ 3.00 1.48749 70.2 16.70
11 -20.262 0.30 16.90
12* -135.528 3.50 1.53110 55.9 16.40
13* -12.493 3.60 16.00
14 ∞ 0.50 1.51633 64.1 20.00
15 ∞ 0.30 20.00
像面 ∞

非球面データ
第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.14815e-004 A 6= 2.58469e-007

第9面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.41309e-005 A 6= 1.15959e-006

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.77773e-004 A 6= 3.24277e-006 A 8=-1.97834e-008 A10=
2.50353e-010

第13面
K = 0.00000e+000 A 4= 1.03995e-004 A 6= 8.69545e-007 A 8=-8.38636e-009 A10=
2.57035e-010

各種データ

焦点距離 13.75
EPD 10.00
半画角（度） 19.98
レンズ全長 20.23 (in Air)
BF 4.23 (in Air)

d 1 15.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 12.15
前側主点位置 29.70
後側主点位置 -13.45

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 13.75 16.00 14.70 -9.52
3 14 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1 1 0.00
G2 6 -41.61
G3(GP1) 8 33.66
G4 10 41.56
GP2 12 25.66

（数値データ５）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 46.099 2.02 1.60342 38.0 20.70
3 ∞ 1.50 1.48749 70.2 20.70
4 -153.510 1.05 20.70
5 -60.812 -1.05 反射面 20.90
6 -153.510 -1.50 1.48749 70.2 20.70
7 ∞ 1.50 反射面 20.70
8 -153.510 1.05 20.70
9 -60.812 0.80 2.00069 25.5 20.90
10 120.169 6.88 20.90
11 ∞ 2.50 1.59522 67.7 19.70
12 -34.129 0.15 19.70
13* 16.642 4.00 1.53110 55.9 18.30
14* -109.694 4.34 17.60
15 ∞ 0.50 1.51633 64.1 20.00
16 ∞ 0.30 20.00
像面 ∞

非球面データ
第13面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.54849e-005 A 6=-3.76655e-007

第14面
K = 0.00000e+000 A 4=-9.45823e-006 A 6= 1.33981e-007 A 8=-5.95097e-010

各種データ

焦点距離 17.43
EPD 10.00
半画角（度） 20.02
レンズ全長 23.87 (in Air)
BF 4.97 (in Air)

d 1 18.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 20.15
前側主点位置 32.73
後側主点位置 -17.13

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 17.43 18.90 14.73 -12.46
3 15 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1a 1 76.40
G1b 3 314.90
G2 9 -40.26
G3 11 57.34
G4(GP) 13 27.51

（数値データ６）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 33.385 3.00 1.74951 35.3 20.80
3 ∞ 2.46 1.48749 70.2 20.80
4 -65.447 -2.46 反射面 20.80
5 ∞ 2.46 反射面 20.80
6 -65.447 0.80 2.00100 29.1 20.80
7 30.525 6.26 20.80
8 ∞ 3.00 1.59522 67.7 18.00
9 -31.996 0.15 18.00
10* 11.832 3.00 1.53110 55.9 16.20
11* 39.021 4.00 15.40
12 ∞ 0.50 1.51633 64.1 20.00
13 ∞ 0.30 20.00
像面 ∞

非球面データ
第10面
K = 0.00000e+000 A 4= 5.33363e-005 A 6=-5.63884e-007

第11面
K = 0.00000e+000 A 4= 2.73969e-004 A 6=-4.63587e-006 A 8= 3.92093e-008

各種データ

焦点距離 17.46
EPD 10.00
半画角（度） 19.99
レンズ全長 23.31 (in Air)
BF 4.63 (in Air)

d 1 18.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 25.27
前側主点位置 29.66
後側主点位置 -17.16

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 17.46 18.68 11.66 -12.83
3 12 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1a 1 44.54
G1b 3 134.25
G2 6 -20.71
G3 8 53.75
G4(GP) 10 30.79

（数値データ７）
単位 mm

面データ
面番号 r d nd vd 有効径
1(絞り) ∞ (可変) 10.00
2 ∞ 2.00 1.48749 70.2 17.20
3 -52.268 -2.00 17.20
4 ∞ 2.00 17.20
5 -52.268 0.80 2.00272 19.3 17.20
6 -273.800 0.50 17.20
7* 17.285 1.22 1.53110 55.9 16.50
8* 11.855 4.92 17.00
9 ∞ 3.00 1.65160 58.5 17.40
10 -21.250 0.28 17.40
11* 24.117 2.99 1.53110 55.9 15.80
12* -25.830 3.57 15.40
13 ∞ 0.50 1.51633 64.1 20.00
14 ∞ 0.30 20.00
像面 ∞

非球面データ
第7面
K = 0.00000e+000 A 4=-4.81785e-004

第8面
K = 0.00000e+000 A 4=-5.37682e-004

第11面
K = 0.00000e+000 A 4=-2.10646e-004 A 6= 4.96772e-007

第12面
K = 0.00000e+000 A 4=-1.12067e-004 A 6= 2.21883e-006 A 8=-8.11406e-009

各種データ

焦点距離 13.75
EPD 10.00
半画角（度） 19.99
レンズ全長 19.91 (in Air)
BF 4.20 (in Air)

d 1 18.00

入射瞳位置 0.00
射出瞳位置 11.80
前側主点位置 30.18
後側主点位置 -13.45

レンズ群データ
群 始面 焦点距離 レンズ構成長 前側主点位置 後側主点位置
1 1 ∞ 0.00 0.00 -0.00
2 2 13.75 15.71 12.18 -9.55
3 13 ∞ 0.50 0.16 -0.16

単レンズデータ
レンズ 始面 焦点距離
G1 1 107.22
G2 5 -64.54
G3(GP1) 7 -77.05
G4 9 32.61
GP2 11 23.98

ＥＰＤは瞳の径である。レンズ全長は、観察面側のレンズ面（ｒ２）から画像表示面ＩＤ側のレンズ面までの距離に空気換算でのバックフォーカスＢＦを加えた値である。
例えば、数値データ１では空気換算でのバックフォーカスは２．４７であるからレンズ全長は
１９．３２＋２．４７（ＢＦ）＝２１．７９
となる。
レンズ群データにおいて第１群は絞り（ｒ１）であり、第２群が観察光学系に相当している。第３群は偏光板Ｅに相当している。
Ｇ１ 第１の光学素子
Ｇ２ 第２の光学素子
Ｇ３ 第３の光学素子
Ｇ４ 第４の光学素子
ＨＭ１ 第１の半透過面
ＨＭ２ 第２の半透過面
ＳＰ 瞳面
ＩＤ 画像表示面
ＧＰ 樹脂レンズ

Claims (16)

  1. 画像表示面に表示された画像を観察するための観察光学系であって、観察面側から画像表示面側へ順に、
    第１の半透過面と、観察面側に対して凹形状の第２の半透過面を有し、
    前記第２の半透過面は、レンズＧ２の観察面側の面に設けられており、
    前記レンズＧ２より画像表示面側には、少なくとも２つのレンズが配置されており、
    前記少なくとも２つのレンズのうちの少なくとも１つは、非球面を有する樹脂レンズであることを特徴とする観察光学系。
  2. 前記第２の半透過面の曲率半径をＲＨＭ２、前記観察光学系の焦点距離をｆとするとき、
    −２０．０＜ＲＨＭ２／ｆ＜−１．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の観察光学系。
  3. 前記レンズＧ２の空気中における焦点距離をｆＧ２、前記観察光学系の焦点距離をｆとするとき、
    −１５．０＜ｆＧ２／ｆ＜−０．５
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の観察光学系。
  4. 前記レンズＧ２の材料のｄ線における屈折率をＮｄＧ２、前記レンズＧ２の材料のＦ線における屈折率をＮＦＧ２、前記レンズＧ２の材料のｇ線における屈折率をＮｇＧ２とし、前記第２の光学素子の材料のアッベ数νｄＧ２を
    νｄＧ２＝（１−ＮｄＧ２）／（ＮＦＧ２−ＮｇＧ２）
    とするとき、
    １３．０＜νｄＧ２＜３６．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の観察光学系。
  5. 前記レンズＧ２の材料のｄ線における屈折率をＮｄＧ２とするとき、
    １．７＜ＮｄＧ２＜２．５
    なる条件式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項に記載の観察光学系。
  6. 前記第１の半透過面は平面であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の観察光学系。
  7. 前記少なくとも２つのレンズに含まれる前記非球面を有する樹脂レンズの空気中における焦点距離（樹脂レンズが複数ある場合は、最も屈折力の絶対値の大きい樹脂レンズの焦点距離とする）をｆＰ、前記観察光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．５＜ｆＰ／ｆ＜３．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の観察光学系。
  8. 前記少なくとも２つのレンズは、変極点を有する非球面を備える樹脂レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の観察光学系。
  9. 前記少なくとも２つのレンズは、正の屈折力を有し、観察面側の近軸曲率面における最大有効径端でのサグ量をＳａｇＲ１、画像表示面側の近軸曲率面における最大有効径端でのサグ量をＳａｇＲ２、中心肉厚をＤＰとするとき、
    −３．０［ｍｍ］ ＜ （ＳａｇＲ２−ＳａｇＲ１）＋ＤＰ ＜ ２．０［ｍｍ］
    なる条件式を満足する樹脂レンズを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の観察光学系。
  10. 前記第２の半透過面は接合レンズの接合面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の観察光学系。
  11. 前記レンズＧ２の画像表示面側には、観察面側から画像表示面側へ順に配置された、負レンズ、正レンズ、正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の観察光学系。
  12. 前記レンズＧ２の画像表示面側は、２枚の正レンズで構成されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の観察光学系。
  13. 前記第１の半透過面は平凸形状の素子と平凸形状の素子が接合された接合レンズの接合面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の観察光学系。
  14. 前記第１の半透過面と前記第２の半透過面は、１つの接合レンズの異なるレンズ面に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の観察光学系。
  15. 画像情報を表示する画像表示素子と、前記画像情報を拡大して観察するための請求項１乃至１４のいずれか１項に記載の観察光学系と、を有することを特徴とする観察装置。
  16. 前記観察光学系のレンズ全長をＯＡＬ、前記観察光学系の焦点距離をｆとするとき、
    ０．６＜ＯＡＬ／ｆ＜２．０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１５に記載の観察装置。
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