JPH0458006B2 - - Google Patents

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JPH0458006B2
JPH0458006B2 JP58210025A JP21002583A JPH0458006B2 JP H0458006 B2 JPH0458006 B2 JP H0458006B2 JP 58210025 A JP58210025 A JP 58210025A JP 21002583 A JP21002583 A JP 21002583A JP H0458006 B2 JPH0458006 B2 JP H0458006B2
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JP
Japan
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lens
refractive index
radius
meniscus
eyepiece
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JP58210025A
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English (en)
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JPS59116608A (ja
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Reene Roi Fuerunando
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Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
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Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS59116608A publication Critical patent/JPS59116608A/ja
Publication of JPH0458006B2 publication Critical patent/JPH0458006B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B25/00Eyepieces; Magnifying glasses
    • G02B25/002Magnifying glasses
    • G02B25/004Magnifying glasses having binocular arrangement

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表示装置に用いるための広視界双眼
用接眼レンズに関するものである。
かかる単眼用及び双眼用接眼レンズ装置を増倍
管或いは陰極線管に利用することは既知である。
かかる接眼レンズは形成される画像の拡大虚像を
増倍管或いは陰極線管の映像スクリーンに供給す
る。一個の増倍管或いは陰極線管のみを具える装
置において双眼用接眼レンズは、単眼用接眼レン
ズより良好な視野を提供する。
しかし広い視野を有す双眼用接眼レンズの設計
計算が複雑で、従来の装置の性能が総視野40度の
場合光学的収差を完全に修正できないため良好で
ないと考えられる。フランス国特許明細書第
2167945号及び第2172415号でかかる装置の複雑性
が明らかにされている。
本発明の目的は不遊レンズ表面と光学繊維イメ
ージガイドとを結合した特性を利用することによ
り極めて少ない数のレンズで80−90度まで拡開す
る広い視野にわたつて前記収差に良好な修正を行
なわんとするにある。
本発明はデイスプレイ装置に使用する広視野双
眼用接眼レンズにおいて、屈折率n1を有する材料
で作られ2個の同心の球面レンズ面を具える肉厚
両凸レンズを具え、その観察される物体に対向す
る第2レンズ面は第1のレンズ面の半径と屈折率
n1との商に等しい半径を有し、前記レンズ面の共
通中心を貫通する軸によつて形成される装置の光
学軸を物体面に直角とし、前記物体面の拡大され
た虚像を、前記レンズ面と同心を成し、前記第1
レンズ面の半径と屈折率n1との積に等しい半径を
有す球面上に形成して、前記虚像及び第2レンズ
面上に形成される像が不遊(アプラナテイツク)
状態を満足するようにしたことを特徴とする。
図面につき本発明の実施例を詳細に説明する。
図からわかるように、第1図に示す中心C及び
半径Rを有す球形レンズ面Dは、点A及びA′の
対に対して不遊であり、そのためCA=R/n及
びCA′=nRを保持する。ところでnはガラスの
屈折率である。
より広い意味では、Cを対称中心とする場合、
各々半径CA及びCA′を有する中心を共有する装
置上に配置する点B及びB′のような点すべてが
不遊である。
これは唯一の球形レンズ面の助けをかりて、球
上に配置された物体ABの拡大虚像A′B′を形成す
ることができ、その拡大虚像それ自体は球形であ
り、どんな幾何収差に対しても完全に修正され
る。
第2図は本発明による双眼用接眼レンズを示し
ている。この双眼用接眼レンズは光学繊維イメー
ジガイドΦと結合させた肉厚両凸レンズを具えて
いる。
屈折率n1を有す物質からできているレンズL1
夫々中心をC1とし半径をR1及びR1/n1とする2
個の同心状の球形レンズ面D1及びD2を具え、物
平面に面するレンズ面D2を観察している。とこ
ろで物体は図においてOで表わされている。光学
繊維イメージガイドの平端部を物体表面に固く接
合すると共にこのイメージガイドの球形端部をレ
ンズ表面D2に固く接合する。その結果本発明に
よる単眼用或いは双眼用の接眼レンズを簡単に形
成しえることになる。
また観察される物体は必ずしも平面である必要
はない。光フアイバが同じ半径を有するならどん
な半径の曲率をも有し得る。
観察される物体を表示する線O上の点A0は中
心Cから垂直に投写された点であるため、装置は
前記線部の直線区域A0B0=Yをイメージガイド
を経てレンズ面D2上のA1B1に写し、中心C1を有
すと共に半径がn1Rに等しい球面上に配置される
拡大虚像A2B2を形成する。
このレンズ装置の倍率は屈折率n1の2乗に等し
いと共に像をレンズの頂点S1から眺めることがで
きる角度(レンズ表面D1の光軸A0C1の線からの
角度)は α′=yn1 2/R1(n1+1)(ただしyが十分に小さ
い 場合に等しい。) レンズの倍率G=α′/αであり、αは物体が明瞭 に観察できる最少距離に配置される場合、物体が
肉眼により眺められる角度に限定される。例えば
前記距離は250mmに等しい。即ちα=y/250故に G=250n1 2/R1(n1+1) ただし、Rはミリメーターで表わす。ここで屈折
率には高屈折率nを用いることが良好である。
この接眼レンズは、球形レンズ面上への入射角
が臨界角すれすれの入射を得るようにするため大
変高い開口数で作動する。
図において観察者の両目が如何に点B0からの
像B2を見ることができるかを示している。
この唯一のレンズと光学繊維光線を具える一実
施例におて、この接眼レンズは完全に不遊であ
る。頂点S1に位置する一眼に対する総視野2αは
180度まで一定の性能を有すことができる。しか
しながらこの例では色収差に対して修正すること
ができない。そのためこの接眼レンズでは完全な
単色計測器を構成しなければならない。
単一のレンズL1を具える接眼レンズは、比較
的短い距離で虚像を形成するという欠点を有す
る。この欠点はこの光学系が虚像A2B2と別の虚
像物体としてふるまう虚像を形成するように追加
光学系をレンズL1と観察者との間により適切な
観察距離で配置することによつて克服することが
できる。
この適切な第3図に示す追加光学系は、屈折率
n2を有し且つ虚像A2B2の虚像A3B3を形成する収
束不遊メニスカスレンズを具えるようにする。こ
のメニスカスレンズの凹面の曲率中心はA2に設
置し、凸面は点A2及びA3に対して不遊である。
対称中心を維持するためレンズL1の中心C1と一
致する中心C2を前記凹面の曲率中心とする。曲
率半径が値R2=R1n1n2を有する場合にこの必要
条件を満足する。従つて点A3の像は、レンズL2
の頂点S2から距離S2A3=R1n1n2(n2+1)で形成
される。
この距離が不適切であるなら、さらに屈折率
n3,n4,……npを有す材料からできていて同様に
作用するメニスカスレンズL3,L4,……Lpを加
え、これらメニスカスレンズL3,L4,……Lp
各々の凹面を、前段のレンズにより形成される虚
像と光軸との交点に中心がくるように合わせると
共に前記メニスカスレンズの凸面がレンズL1
中心と一致する中心を有し且つ曲率半径Ri=R1
n1n2,……niを有するようにする。これは不遊光
学装置において、C1という対称中心を有するた
め広い視野にわたり明瞭な像品質をもたらす。こ
の品質は視野角の関数として一定である。一番用
いられるのは2或いは3個のレンズが適してい
る。
これがためこの接眼レンズは、単色光或いはあ
る決まつたイメージ管の蛍光のような狭いスペク
トルに対して正確に動作する計測器である。
スペクトル帯が広い場合には、この装置を色消
しにし得る。従つて肉厚レンズL1を2重にしな
ければならなく且つ互いに近い屈折率を有し異な
る分散を持つ2つの型のガラスを使用しなければ
ならない。これがため第4図に示す色消し接眼レ
ンズは、2個の接合レンズ、即ち分散の少ない
ν′の収束レンズ及び分散の多いν″の発散レンズを
具える。
屈折率が等しい場合、接眼レンズは全視野にわ
たつて完全に不遊である。ただし、光学装置はも
はや対称中心を有しないため、色消し収差は視野
の関数としてわずか変化する。
屈折率が互いに近い場合には、完全なる不遊特
性が達成できないが、不遊状態からのずれが大変
小さく、そのため実際的に修正は完全であるとす
ることができる。
第4b図に示す色消し接眼レンズは、互いに近
い屈折率を有し且つ異なる分散を有す3個のレン
ズを具える。レンズL1は、例えば、分散の少な
いν′及びνを持つ2個の収束レンズ間に固く接
合された分散の多いν″の発散レンズを具える。
より大きな距離でイメージを形成するための追
加素子を具える双眼用接眼レンズにおいて、互い
に近い状態にある屈折率を有すと共に異なる分散
を有す型のガラスからできている2個の接合レン
ズを用いて、レンズL2を2重にすることによつ
て色消しすることができる。
レンズL2に対してR2=R1n1n2及びレンズLpに
対してRp=R1n1n2……npの必要条件を満足させ
る場合、このp個のレンズを具える苦学装置は、
対称中心としてレンズ面D1の曲率中心を有する。
以上、不遊光学装置は、視野角の関数として性能
が一定であるもを得ることができる。
普通、全ての光学装置に対して許容し得る任意
の使用対して、視野角の関数である光の品質の低
下が許容し得る場合には、前記必要条件は完全に
満足させる必要はない。レンズL2は、その凹面
が点A2と同一の曲率中心を有し、その凸面は点
A2及びA3に対して不遊であるが、レンズL1及び
L2を隔てる空〓は、接眼レンズの寸法を縮小す
るように減少させ得る。従つて接眼レンズは常に
視野中心に対して不遊となる。また同様に作動す
る第3のレンズL3を加えることができる。
かかる接眼レンズを第5図に示す。この接眼レ
ンズにより収差に対して良好な修正を行なつて、
双眼視の総視野60度を得ることができる。ここで
レンズL1を色消しにする。即ちレンズL1は3個
の接合したレンズ素子を具える。
図に示す光フアイバは直線状フアイバである
が、接眼レンズを選択的に反転フアイバ、拡大或
いは縮小させる或いは湾曲したフアイバと結合さ
せて用い得る。
ペリスコープ装置に対して屈曲した接眼レンズ
を用いる利点がある。
この接眼レンズが大変厚いため、接眼レンズは
第6図に示すようにレンズL1で必要とする内側
への屈曲を提供する。屈曲は、レンズL1及びL2
間或いはもしレンズL2を大変厚く作るならレン
ズL2内でもさせることができる。これは、レン
ズの厚さを装置の動作に影響を与えないで変化さ
せ得るからである。即ちレンズL2の凹面が点A2
を中心とすることだけが必要である。
この型の双眼用接眼レンズはもちろん単眼用接
眼レンズとして使用し得る。このようにして極め
て大きな直径を持つ接眼レンズを収差に対して完
全な修正をして得ることができる。
同じ光学的手法を光増倍管に用いるように大き
な開口及び広い視野を持つ対物鏡に供給し得る。
入射面は対物側では湾曲しており、光増倍管側で
は平らである光フアイバを光フアイバ入力を有す
増倍管に結合するようにする。
【図面の簡単な説明】
第1図は球面レンズの原理図、第2図は本発明
の双眼用接眼レンズの平面図、第3図はより遠い
像を得るための追加光学装置を持つ双眼用接眼レ
ンズの平面図、第4a及び第4b図は色消し接眼
レンズの2例を示す側面図、第5図は小型接眼レ
ンズの例を示す側面図、第6図はペリスコープ装
置に対する角のある接眼レンズを示す平面図であ
る。 L1……接眼レンズ、L2,L3……メニスカスレ
ンズ、Φ……イメージガイド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デイスプレイ装置に使用する広視野双眼用接
    眼レンズにおいて、屈折率n1を有する材料で作ら
    れ2個の同心の球面レンズ面を具える肉厚両凸レ
    ンズを具え、その観察される物体に対向する第2
    レンズ面は第1のレンズ面の半径と屈折率n1との
    商に等しい半径を有し、前記レンズ面の共通中心
    を貫通する軸によつて形成される装置の光学軸を
    物体面に直角とし、前記物体面の拡大された虚像
    を、前記レンズ面と同心を成し、前記第1レンズ
    面の半径と屈折率n1との積に等しい半径を有する
    球面上に形成して、前記虚像及び第2レンズ面上
    に形成される像が不遊(アプラナテイツク)状態
    を満足するようにしたことを特徴とする双眼用接
    眼レンズ。 2 前記肉厚レンズが、屈折率n1に近い屈折率を
    有すると共に異なる分散を有する複数の接合レン
    ズ素子を具えこれにより色収差を修正するように
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載
    の双眼用接眼レンズ。 3 デイスプレイ装置に使用する広視野双眼用接
    眼レンズにおいて、屈折率n1を有する材料で作ら
    れ2個の同心の球面レンズ面を具える肉厚両凸レ
    ンズを具え、その観察される物体に対向する第2
    レンズ面は第1レンズ面の半径と屈折率n1との商
    に等しい半径を有し、前記レンズ面の共通中心を
    貫通する軸によつて形成される装置の光学軸を物
    体面に直角とし、前記物体面の拡大された虚像
    を、前記レンズ面と同心を成し、前記第1レンズ
    面の半径と屈折率n1との積に等しい半径を有する
    球面上に形成して、前記虚像及び第2レンズ面上
    に形成される像が不遊(アプラナテイツク)状態
    を満足するようにし、他にm個の収束メニスカス
    レンズ(mは1,2,……)を具え、これらメニ
    スカスレンズは肉厚両凸レンズの第1表面及び観
    察者間に配設すると共に屈折率nn+1の材料で造
    り、各メニスカスレンズの凹面は、前段の全レン
    ズにより形成される虚像と光軸との交点が中心と
    なるように調整される球面レンズ面とし、前記メ
    ニスカスレンズの凸面は、前記肉厚レンズのレン
    ズ面と同心であると共に前記第1レンズ面の半径
    と前段の全レンズ及び前記メニスカスレンズの屈
    折率との積に等しい半径を有する球面とし、前記
    凸面と同心であると共に前記表面の半径と前記メ
    ニスカスレンズの屈折率との積に等しい半径を有
    する球上に前記メニスカスレンズによつて形成さ
    れる拡大された虚像が不遊状態を満足するように
    したことを特徴とする双眼用接眼レンズ。 4 前記メニスカスレンズの各々が、互いに近い
    屈折率を有すると共に異なる分散を有する2個の
    接合レンズ素子を具え、これにより色収差を修正
    するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
    第3項記載の双眼用接眼レンズ。 5 前記肉厚レンズ及び前記メニスカスレンズ素
    子を互いに近付けて配置し、小型の接眼レンズを
    形成するようにしたことを特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載の双眼用接眼レンズ。 6 前記接眼レンズは、前記肉厚レンズの内側或
    は前記肉厚レンズとメニスカスレンズとの間或は
    メニスカスレンズの内側に配設された反射面を具
    えることを特徴とする特許請求の範囲第3項乃至
    第5項の何れかに記載の双眼用接眼レンズ。 7 特許請求の範囲第3項乃至第6項の何れかに
    記載の双眼用接眼レンズ及び光学繊維イメージガ
    イドを具えるデイスプレイ装置。
JP58210025A 1982-11-10 1983-11-10 双眼用接眼レンズ Granted JPS59116608A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8218920 1982-11-10
FR8218920A FR2535860B1 (fr) 1982-11-10 1982-11-10 Loupe bioculaire

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59116608A JPS59116608A (ja) 1984-07-05
JPH0458006B2 true JPH0458006B2 (ja) 1992-09-16

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ID=9279098

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58210025A Granted JPS59116608A (ja) 1982-11-10 1983-11-10 双眼用接眼レンズ

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US (1) US4679912A (ja)
EP (1) EP0111351B1 (ja)
JP (1) JPS59116608A (ja)
DE (1) DE3364538D1 (ja)
FR (1) FR2535860B1 (ja)

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