接眼光学系および光学装置
【課題】高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を有する接眼光学系を提供する。
【解決手段】画像表示素子Ｏｂに表示された像を観察するための接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有した負レンズである第２レンズＬ２と、高倍率と小型化の両立のため、アイポイントＥＰ側に強い凸面を有した正レンズである第３レンズＬ３とを有し、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂと接合されて一体化されている。
【解決手段】画像表示素子Ｏｂに表示された像を観察するための接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有した負レンズである第２レンズＬ２と、高倍率と小型化の両立のため、アイポイントＥＰ側に強い凸面を有した正レンズである第３レンズＬ３とを有し、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂと接合されて一体化されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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およびこれを備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の画像表示素子に表示された像を接眼光学系により高倍率で観察できる電子ビューファインダーが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４８３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなビューファインダーに用いられる接眼光学系では、高倍率を確保しながら、光学系の小型化と良好な光学性能を達成することが要求されている。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を有する接眼光学系およびこれを備えた光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的達成のため、本発明に係る接眼光学系は、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であって、光軸に沿って前記画像表示素子側から順に並んだ、正レンズである第１レンズと、負レンズである第２レンズと、正レンズである第３レンズとを有し、以下の条件式を満足している。
２．５０＜ｆ１／ｆｅ＜８．００
０．４１＜ｄ１２／ｆｅ＜０．８０
但し、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離、
ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
ｄ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔。
【０００７】
なお、上述の接眼光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．００≦ｄ０／ｄ１２＜０．５０
但し、
ｄ０：前記画像表示素子と前記第１レンズとの間隔。
【０００８】
また、上述の接眼光学系において、前記画像表示素子と前記第１レンズとが接合されて、ｄ０＝０．００であることが好ましい。
【０００９】
また、上述の接眼光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
５．００＜ｆ１／ｆ３＜１３．００
４．００＜（−１）×（ｆ１／ｆ２）＜１２．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離。
【００１０】
また、上述の接眼光学系において、前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方が非球面を有していることが好ましい。
【００１１】
また、上述の接眼光学系において、前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方がプラスチックレンズであることが好ましい。
【００１２】
また、上述の接眼光学系において、前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔を変えることで視度補正を行うことが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る光学装置は、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、前記接眼光学系として本発明に係る接眼光学系を用いている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図２】第１実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図３】第２実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図４】第２実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図５】第３実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図６】第３実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図７】第４実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図８】第４実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図９】デジタル一眼レフカメラの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係る接眼光学系ＥＬを備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭが図９に示されている。このデジタル一眼レフカメラ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。また、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Ｏｂと、画像表示素子Ｏｂに表示された画像を観察するための接眼光学系ＥＬとを有して構成される。
【００１７】
このような構成のデジタル一眼レフカメラ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。これにより、撮影者は、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）の像を観察することができる。
【００１８】
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、撮影者はデジタル一眼レフカメラＣＡＭによる物体（被写体）の撮影を行うことができる。
【００１９】
接眼光学系ＥＬは、例えば図１に示すように、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３とを有し、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂの近傍に配置されるようになっている。本実施形態の課題は、接眼光学系の小型化と、２５°以上の見かけ視野角を確保しつつ、良好な収差の接眼レンズを達成することである。特に、レンズの全長と外形寸法の小型化とテレセントリック性との両立を図るものである。
【００２０】
液晶等の表示素子を観察する際、表示面から垂直に放射された光を観察するためにテレセントリック性を確保することが重要である。しかし、テレセントリック性を確保するためには、画像表示素子より大きなレンズ系を配置する必要があり、小型化には不向きである。さらに、物体の対角長が１５mm前後で、見かけ視野角が２０°以上の高倍率な接眼光学系を達成しようとすると、強い正の屈折力が必要となり、正の歪曲収差が発生することで観察視野が糸巻き型に変形し違和感を与えやすかった。
【００２１】
これらの収差を改善するために、本実施形態の接眼光学系ＥＬでは、外形寸法を小さく抑えつつテレセントリック性を確保するため、画像表示素子Ｏｂの近傍に（もしくは、画像表示素子Ｏｂと一体化するように）正レンズ（第１レンズＬ１）を配置している。さらに、コマ収差と歪曲収差の補正のために負レンズ（第２レンズＬ２）を配置し、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲の補正のために正レンズ（第３レンズＬ３）を配置している。その上で、以下に説明する条件式を定義することにより、上記課題の解決を図っている。
【００２２】
このような構成の接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、接眼光学系ＥＬの焦点距離をｆｅとしたとき、次の条件式（１）で表される条件を満足することが好ましい。
【００２３】
２．５０＜ｆ１／ｆｅ＜８．００ …（１）
【００２４】
条件式（１）は、テレセントリック性の確保と歪曲収差の補正のために、接眼光学系ＥＬ全系の焦点距離に対する第１レンズＬ１の焦点距離を規定するものである。特に、テレセントリック性が保たれなければ、画像表示素子Ｏｂ周辺の像が色ずれや光量不足となり大変見づらいものとなる。また、画像表示素子Ｏｂ近傍に正レンズ（第１レンズＬ１）を配置することにより糸巻き型の歪曲収差を良好に補正することができる。条件式（１）の下限値を下回る条件である場合、歪曲収差の過剰補正となり樽型の歪曲収差となってしまう。また、第２レンズＬ２へ大きな角度で入射するためコマ収差の補正が困難となる。一方、条件式（１）の上限値を上回る条件である場合、歪曲収差の補正が不足し糸巻き型の収差が残ることとなる。また、テレセントリック性を確保するためにレンズ径が大きくなってしまう。
【００２５】
なお、条件式（１）の上限値を７．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（１）の下限値を３．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００２６】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔をｄ１２としたとき、次の条件式（２）で表される条件を満足することが好ましい。
【００２７】
０．４１＜ｄ１２／ｆｅ＜０．８０ …（２）
【００２８】
条件式（２）は、接眼光学系ＥＬ全系の焦点距離に対する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を規定するものである。条件式（２）の下限値を下回る条件である場合、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が狭くなり第２レンズＬ２の大型化を招く。また
、第２レンズＬ２に入射する光線が高くなりコマ収差が発生する。一方、条件式（２）の上限値を上回る条件である場合、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が広くなることで、十分な倍率を得るために第２レンズＬ２の屈折力が強くなりすぎ、像面湾曲が発生してしまう。
【００２９】
なお、条件式（２）の下限値を０．４５とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。さらに、条件式（２）の下限値を０．５２とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（２）の上限値を０．６３とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００３０】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、画像表示素子Ｏｂと第１レンズＬ１との間隔をｄ０としたとき、次の条件式（３）で表される条件を満足することが好ましい。
【００３１】
０．００≦ｄ０／ｄ１２＜０．５０ …（３）
【００３２】
条件式（３）は、画像表示素子Ｏｂと第２レンズＬ２との間における第１レンズＬ１の位置を規定するものである。条件式（３）の上限値を上回る条件である場合、歪曲収差の補正不足となり糸巻き型の収差が残ってしまう。一方、条件式（３）の下限値は、画像表示素子Ｏｂと第１レンズＬ１とが隣接するときの条件値である。
【００３３】
なお、条件式（３）の上限値を０．１０とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００３４】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、画像表示素子Ｏｂと第１レンズＬ１とが接合されて、ｄ０＝０．００であることが好ましい。このように、画像表示素子Ｏｂに正レンズ（第１レンズＬ１）を一体化することで、歪曲収差の補正を行い、画像表示素子Ｏｂから垂直に放出された光束を光軸方向に曲げることにより、第２レンズＬ２以降の光学系を小型化することができる。
【００３５】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３としたとき、次の条件式（４）で表される条件を満足することが好ましい。
【００３６】
５．００＜ｆ１／ｆ３＜１３．００ …（４）
【００３７】
条件式（４）は、歪曲収差を補正するための第１レンズＬ１と第３レンズＬ３の焦点距離を規定するものである。条件式（４）の下限値を下回る条件である場合、第３レンズＬ３のパワーが弱くなり十分なファインダー倍率を得ることができない。また、第１レンズＬ１の焦点距離が短くなると新たにコマ収差が発生する。一方、条件式（４）の上限値を上回る条件である場合、負の歪曲収差が残ってしまい視野が樽型に変形してしまう。また、球面収差の補正も困難となる。
【００３８】
なお、条件式（４）の下限値を７．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（４）の上限値を１２．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００３９】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（５）で表される条件を満足することが好ましい。
【００４０】
４．００＜（−１）×（ｆ１／ｆ２）＜１２．００ …（５）
【００４１】
条件式（５）は、歪曲収差とコマ収差を良好に補正するための第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の焦点距離を規定するものである。条件式（５）の下限値を下回る条件である場合、第２レンズＬ２の焦点距離が長くなることで、第３レンズＬ３の位置が同じであると、第３レンズＬ３に入射する光線の高さが低くなってしまいアイポイントが短く使いづらい。そのため、アイポイントを長くしようとすると、第３レンズＬ３を後ろへずらす必要があり、光学系全体が大型化してしまう。また、歪曲収差の補正が不足してしまう。一方、条件式（５）の上限値を上回る条件である場合、第２レンズＬ２の大型化を招く。さらに、第３レンズＬ３への光線の入射角度が大きくなり像面湾曲と球面収差が発生し補正が困難となってしまう。
【００４２】
なお、条件式（５）の下限値を５．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（５）の上限値を１０．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００４３】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３のうち少なくとも一方が非球面を有していることが好ましい。特に、第２レンズＬ２に非球面を形成することで、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３レンズＬ３に非球面を形成することで、歪曲収差、コマ収差、球面収差を改善することができる。
【００４４】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第２レンズＬ３および第３レンズＬ３のうち少なくとも一方がプラスチックレンズであることが好ましい。このように、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３をプラスチックレンズとすることで、容易に非球面を形成でき収差補正に有利である。なお、全てのレンズをプラスチックレンズとしても十分な補正能力を有する。
【００４５】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を変えることで視度補正を行うことが好ましい。このように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を光軸に沿って変化させることで、光学性能の低下を起こさずに視度補正を行うことができる。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を有する接眼光学系ＥＬおよび、これを備えた光学装置（デジタル一眼レフカメラＣＡＭ）を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
（第１実施例）
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。まず、本願の第１実施例について図１〜図２および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。第１実施例に係る接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３とから構成され、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂに隣接して配置される。
【００４８】
第１レンズＬ１は、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、不図示の枠部材により画像表示素子Ｏｂと接合されて一体化された正レンズである。第２レンズＬ２は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有する負レンズ（メニスカスレンズ）であり、第２レンズＬ２における画像表示素子Ｏｂ側のレンズ面が非球面となっている。第３レンズＬ３は、高倍率と小型化の両立のため、アイポイントＥＰ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）であり、第３レンズＬ３におけるアイポイン
トＥＰ側のレンズ面が非球面となっている。
【００４９】
また、第１レンズＬ１はガラスレンズであり、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３はプラスチックレンズである。また、視度補正の際、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１が固定されて、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３が光軸に沿って一体的に移動することで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が変化するようになっている。
【００５０】
以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１〜第４実施例に係る接眼光学系ＥＬの（視度が−１［ｍ-1］のときの）諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表の［全体諸元］において、ｆ１〜ｆ３は第１〜第３レンズＬ１〜Ｌ３の各焦点距離を、ｈは物体高を、ＴＬは画像表示素子ＯｂからアイポイントＥＰまでの距離を、ｆｅは接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離をそれぞれ示す。また、［レンズ諸元］において、表の左側の数値は観察像（表示素子面）からの光学面の順番（面番号）を示し、その右側から順に、レンズ面の曲率半径、レンズ面間隔、ｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、ｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示す。なお、面番号の右に付した*は、そのレ
ンズ面が非球面であることを示す。また、曲率半径「0」は平面を示し、空気の屈折率（
ｎｄ＝1.00000）はその記載を省略している。
【００５１】
また、［非球面データ］において示す非球面係数は、光軸方向をｘ軸とし、光軸と垂直な方向をｙ軸とし、円錐定数をκとし、ｎ次（ｎ＝４，６，８，１０）の非球面係数をＡnとし、［レンズ諸元］中に示される近軸曲率半径をｒとしたとき、次式（６）で表され
る。なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０であり、記載を省略している。
また、［非球面データ］において、「E-n」は「×１０-n」を示す。
【００５２】
ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−κ×（ｙ2／ｒ2）｝1/2｝］
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（６）
【００５３】
なお、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離、曲率半径、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大また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、後述の第２〜第４実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【００５４】
下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における面番号１〜６は、図１における面１〜６と対応している。また、第１実施例において、第３面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００５５】
（表１）
［全体諸元］
ｆ１＝153.7755
ｆ２＝-19.2339
ｆ３＝13.6538
ｈ＝6.3
ＴＬ＝22.6
ｆｅ＝22.59
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 0.00
１ 0 1.21 35.31 1.59270
２ -91.1429 13.64
３* -8.3313 2.46 23.26 1.63980
４ -28.7686 1.22
５ 25.3244 4.06 55.91 1.53110
６* -9.5966 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=-0.78767,A4=-4.1624E-04,A6=-7.6701E-06,A8=4.9487E-08,A10=0.0000E+00
第６面
κ=1.13318,A4=2.1110E-04,A6=-7.1482E-07,A8=3.7871E-08,A10=0.00000E+00
【００５６】
図２は、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。図２において、各収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、コマ収差、歪曲収差をそれぞれ示す。各収差図において、Ｙ１は正立系への光線の入射高さを示し、Ｙ０は画像表示素子の高さを示す。また、各収差図において、コマ収差の「ｍｉｎ」は角度単位の「分」を示し、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。また、各収差図において、球面収差と非点収差の横軸の単位は「ｍ-1」であり、図では「Ｄ」で示す。なお、視度の単位「ｍ-1」について述べると、視度Ｘ［ｍ-1］とは、接眼レンズ（光学系）による像がアイポイントから光軸上に１／Ｘ［ｍ（メートル）］の位置にできる状態のことを示す（符号は像が接眼レンズ（光学系）より観察者側にできた時を正とする）。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。
【００５７】
そして、各収差図より、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第１実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００５８】
（第２実施例）
以下、本願の第２実施例について図３〜図４および表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。なお、第２実施例の接眼光学系ＥＬは、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の一部の形状を除いて第１実施例の接眼光学系ＥＬと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第２実施例の第２レンズＬ２は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有する負レンズ（凹レンズ）であり、第２レンズＬ２における画像表示素子Ｏｂ側のレンズ面が非球面となっている。第２実施例の第３レンズＬ３は、高倍率と小型化の両立のため、画像表示素子Ｏｂ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）であり、第３レンズＬ３における両側のレンズ面が非球面となっている。
【００５９】
下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における面番号１〜６は、図３における面１〜６と対応している。また、第２実施例において、第３面、第５面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００６０】
（表２）
［全体諸元］
ｆ１＝74.4508
ｆ２＝-8.0912
ｆ３＝9.0291
ｈ＝6.3
ＴＬ＝22.58
ｆｅ＝24.79
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 0.00
１ 0 1.37 29.51 1.71736
２ -53.4081 12.97
３* -5.7090 1.61 30.33 1.58276
４ 29.9013 1.66
５* 7.1199 4.97 55.91 1.54410
６* -11.9469 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=0.27017,A4=1.8938E-03,A6=-6.1539E-05,A8=1.0328E-06,A10=0.0000E+00
第５面
κ=-2.20658,A4=-3.4935E-04,A6=9.8856E-06,A8=-8.1919E-08,A10=0.00000E+00
第６面
κ=-12.5206,A4=6.2189E-04,A6=1.0942E-05,A8=-6.6859E-08,A10=0.00000E+00
【００６１】
図４は、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。各収差図より、第２実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第２実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００６２】
（第３実施例）
以下、本願の第３実施例について図５〜図６および表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。なお、第３実施例の接眼光学系ＥＬは、第１レンズＬ１の一部の構成を除いて第１実施例の接眼光学系ＥＬと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第３実施例の第１レンズＬ１は、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、画像表示素子Ｏｂの近傍に配置された正レンズである。
【００６３】
下の表３に、第３実施例における各諸元を示す。なお、表３における面番号１〜６は、図５における面１〜６と対応している。また、第３実施例において、第３面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００６４】
（表３）
［全体諸元］
ｆ１＝152.1553
ｆ２＝-25.8256
ｆ３＝13.6709
ｈ＝6.3
ＴＬ＝24.1
ｆｅ＝22.24
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 1.19
１ 0 2.20 55.91 1.53110
２ -80.8097 13.95
３* -15.4973 1.84 23.26 1.63980
４ -261.1676 0.60
５ 14.8020 4.32 55.91 1.53110
６* -12.8083 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=-0.50322,A4=-2.4856E-04,A6=-1.9770E-08,A8=5.5301E-08,A10=0.0000E+00
第６面
κ=0.70400,A4=4.5294E-05,A6=2.1781E-06,A8=-5.8682E-09,A10=0.00000E+00
【００６５】
図６は、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。各収差図より、第３実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第３実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００６６】
（第４実施例）
以下、本願の第４実施例について図７〜図８および表４を用いて説明する。図７は、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。第４実施例に係る接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３と、正レンズである第４レンズＬ４とから構成され、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂに隣接して配置される。
【００６７】
第１レンズＬ１は、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、不図示の枠部材により画像表示素子Ｏｂと接合されて一体化された正レンズである。第２レンズＬ２は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有する負レンズ（凹レンズ）であり、第２レンズＬ２における画像表示素子Ｏｂ側のレンズ面が非球面となっている。第３レンズＬ３は、高倍率と小型化の両立のため、アイポイントＥＰ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）であり、第３レンズＬ３におけるアイポイントＥＰ側のレンズ面が非球面となっている。第４レンズＬ４は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）である。
【００６８】
また、第１レンズＬ１はガラスレンズであり、第２〜第４レンズＬ２〜Ｌ４はプラスチックレンズである。また、視度補正の際、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１が固定されて、第２〜第４レンズＬ２〜Ｌ４が光軸に沿って一体的に移動することで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が変化するようになっている。
【００６９】
下の表４に、第４実施例における各諸元を示す。なお、表４における面番号１〜８は、図７における面１〜８と対応している。また、第４実施例において、第３面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００７０】
（表４）
［全体諸元］
ｆ１＝114.9020
ｆ２＝-11.8799
ｆ３＝15.7392
ｆ４＝27.5572
ｈ＝6.3
ＴＬ＝22.6
ｆｅ＝22.59
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 0.00
１ 0 1.27 60.66 1.60311
２ -69.2988 14.37
３* -7.3996 1.10 30.33 1.58276
４ 113.4125 0.60
５ 36.1090 3.49 55.91 1.53110
６* -10.5120 0.60
７ 16.1118 2.64 55.91 1.53110
８ -150.6600 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=-0.12321,A4=0.54536E-04,A6=-0.39673E-05,A8=0.14810E-06,A10=0.0000E+00
第６面
κ=1.36687,A4=0.27848E-03,A6=-0.79828E-06,A8=0.54046E-07,A10=0.00000E+00
【００７１】
図８は、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。各収差図より、第４実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第４実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００７２】
下の表５に、各実施例における条件式対応値を示す。
【００７３】
（表５）
第１実施例 第２実施例 第３実施例 第４実施例
条件式（１） 6.516 3.003 6.842 4.836
条件式（２） 0.578 0.523 0.627 0.605
条件式（３） 0.000 0.000 0.085 0.000
条件式（４） 11.242 8.246 11.130 7.300
条件式（５） 7.995 9.201 5.892 9.672
【００７４】
このように各実施例では、上述した各条件式がそれぞれ満たされていることが分かる。以上、各実施例によれば、良好な光学性能を有する接眼光学系ＥＬおよび光学装置（デジタル一眼レフカメラＣＡＭ）を実現することができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態において、視度補正の際、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１が固定されて、他のレンズが光軸に沿って一体的に移動するように構成されているが、これに限られるものではなく、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１の方を一体的に移動させるようにしてもよく、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を変えるようにすればよい。
【００７６】
また、上述の実施形態において、接眼光学系ＥＬを備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭを例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ビデオカメラ等であってもよく、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を備えた光学装置であれば、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
ＣＡＭ デジタル一眼レフカメラ（光学装置）
ＯＬ 対物レンズ
Ｃ 撮像素子 Ｏｂ 画像表示素子
ＥＬ 接眼光学系 ＥＰ アイポイント
Ｌ１ 第１レンズ Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ Ｌ４ 第４レンズ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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およびこれを備えた光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、小型の画像表示素子に表示された像を接眼光学系により高倍率で観察できる電子ビューファインダーが提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−４８３７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このようなビューファインダーに用いられる接眼光学系では、高倍率を確保しながら、光学系の小型化と良好な光学性能を達成することが要求されている。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を有する接眼光学系およびこれを備えた光学装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的達成のため、本発明に係る接眼光学系は、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であって、光軸に沿って前記画像表示素子側から順に並んだ、正レンズである第１レンズと、負レンズである第２レンズと、正レンズである第３レンズとを有し、以下の条件式を満足している。
２．５０＜ｆ１／ｆｅ＜８．００
０．４１＜ｄ１２／ｆｅ＜０．８０
但し、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離、
ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
ｄ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔。
【０００７】
なお、上述の接眼光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
０．００≦ｄ０／ｄ１２＜０．５０
但し、
ｄ０：前記画像表示素子と前記第１レンズとの間隔。
【０００８】
また、上述の接眼光学系において、前記画像表示素子と前記第１レンズとが接合されて、ｄ０＝０．００であることが好ましい。
【０００９】
また、上述の接眼光学系において、以下の条件式を満足することが好ましい。
５．００＜ｆ１／ｆ３＜１３．００
４．００＜（−１）×（ｆ１／ｆ２）＜１２．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離。
【００１０】
また、上述の接眼光学系において、前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方が非球面を有していることが好ましい。
【００１１】
また、上述の接眼光学系において、前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方がプラスチックレンズであることが好ましい。
【００１２】
また、上述の接眼光学系において、前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔を変えることで視度補正を行うことが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る光学装置は、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、前記接眼光学系として本発明に係る接眼光学系を用いている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】第１実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図２】第１実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図３】第２実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図４】第２実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図５】第３実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図６】第３実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図７】第４実施例に係る接眼光学系の断面図である。
【図８】第４実施例における視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。
【図９】デジタル一眼レフカメラの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係る接眼光学系ＥＬを備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭが図９に示されている。このデジタル一眼レフカメラ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。また、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Ｏｂと、画像表示素子Ｏｂに表示された画像を観察するための接眼光学系ＥＬとを有して構成される。
【００１７】
このような構成のデジタル一眼レフカメラ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。これにより、撮影者は、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）の像を観察することができる。
【００１８】
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、撮影者はデジタル一眼レフカメラＣＡＭによる物体（被写体）の撮影を行うことができる。
【００１９】
接眼光学系ＥＬは、例えば図１に示すように、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３とを有し、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂの近傍に配置されるようになっている。本実施形態の課題は、接眼光学系の小型化と、２５°以上の見かけ視野角を確保しつつ、良好な収差の接眼レンズを達成することである。特に、レンズの全長と外形寸法の小型化とテレセントリック性との両立を図るものである。
【００２０】
液晶等の表示素子を観察する際、表示面から垂直に放射された光を観察するためにテレセントリック性を確保することが重要である。しかし、テレセントリック性を確保するためには、画像表示素子より大きなレンズ系を配置する必要があり、小型化には不向きである。さらに、物体の対角長が１５mm前後で、見かけ視野角が２０°以上の高倍率な接眼光学系を達成しようとすると、強い正の屈折力が必要となり、正の歪曲収差が発生することで観察視野が糸巻き型に変形し違和感を与えやすかった。
【００２１】
これらの収差を改善するために、本実施形態の接眼光学系ＥＬでは、外形寸法を小さく抑えつつテレセントリック性を確保するため、画像表示素子Ｏｂの近傍に（もしくは、画像表示素子Ｏｂと一体化するように）正レンズ（第１レンズＬ１）を配置している。さらに、コマ収差と歪曲収差の補正のために負レンズ（第２レンズＬ２）を配置し、コマ収差、歪曲収差、像面湾曲の補正のために正レンズ（第３レンズＬ３）を配置している。その上で、以下に説明する条件式を定義することにより、上記課題の解決を図っている。
【００２２】
このような構成の接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、接眼光学系ＥＬの焦点距離をｆｅとしたとき、次の条件式（１）で表される条件を満足することが好ましい。
【００２３】
２．５０＜ｆ１／ｆｅ＜８．００ …（１）
【００２４】
条件式（１）は、テレセントリック性の確保と歪曲収差の補正のために、接眼光学系ＥＬ全系の焦点距離に対する第１レンズＬ１の焦点距離を規定するものである。特に、テレセントリック性が保たれなければ、画像表示素子Ｏｂ周辺の像が色ずれや光量不足となり大変見づらいものとなる。また、画像表示素子Ｏｂ近傍に正レンズ（第１レンズＬ１）を配置することにより糸巻き型の歪曲収差を良好に補正することができる。条件式（１）の下限値を下回る条件である場合、歪曲収差の過剰補正となり樽型の歪曲収差となってしまう。また、第２レンズＬ２へ大きな角度で入射するためコマ収差の補正が困難となる。一方、条件式（１）の上限値を上回る条件である場合、歪曲収差の補正が不足し糸巻き型の収差が残ることとなる。また、テレセントリック性を確保するためにレンズ径が大きくなってしまう。
【００２５】
なお、条件式（１）の上限値を７．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（１）の下限値を３．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００２６】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔をｄ１２としたとき、次の条件式（２）で表される条件を満足することが好ましい。
【００２７】
０．４１＜ｄ１２／ｆｅ＜０．８０ …（２）
【００２８】
条件式（２）は、接眼光学系ＥＬ全系の焦点距離に対する第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を規定するものである。条件式（２）の下限値を下回る条件である場合、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が狭くなり第２レンズＬ２の大型化を招く。また
、第２レンズＬ２に入射する光線が高くなりコマ収差が発生する。一方、条件式（２）の上限値を上回る条件である場合、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が広くなることで、十分な倍率を得るために第２レンズＬ２の屈折力が強くなりすぎ、像面湾曲が発生してしまう。
【００２９】
なお、条件式（２）の下限値を０．４５とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。さらに、条件式（２）の下限値を０．５２とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（２）の上限値を０．６３とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００３０】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、画像表示素子Ｏｂと第１レンズＬ１との間隔をｄ０としたとき、次の条件式（３）で表される条件を満足することが好ましい。
【００３１】
０．００≦ｄ０／ｄ１２＜０．５０ …（３）
【００３２】
条件式（３）は、画像表示素子Ｏｂと第２レンズＬ２との間における第１レンズＬ１の位置を規定するものである。条件式（３）の上限値を上回る条件である場合、歪曲収差の補正不足となり糸巻き型の収差が残ってしまう。一方、条件式（３）の下限値は、画像表示素子Ｏｂと第１レンズＬ１とが隣接するときの条件値である。
【００３３】
なお、条件式（３）の上限値を０．１０とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００３４】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、画像表示素子Ｏｂと第１レンズＬ１とが接合されて、ｄ０＝０．００であることが好ましい。このように、画像表示素子Ｏｂに正レンズ（第１レンズＬ１）を一体化することで、歪曲収差の補正を行い、画像表示素子Ｏｂから垂直に放出された光束を光軸方向に曲げることにより、第２レンズＬ２以降の光学系を小型化することができる。
【００３５】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第３レンズＬ３の焦点距離をｆ３としたとき、次の条件式（４）で表される条件を満足することが好ましい。
【００３６】
５．００＜ｆ１／ｆ３＜１３．００ …（４）
【００３７】
条件式（４）は、歪曲収差を補正するための第１レンズＬ１と第３レンズＬ３の焦点距離を規定するものである。条件式（４）の下限値を下回る条件である場合、第３レンズＬ３のパワーが弱くなり十分なファインダー倍率を得ることができない。また、第１レンズＬ１の焦点距離が短くなると新たにコマ収差が発生する。一方、条件式（４）の上限値を上回る条件である場合、負の歪曲収差が残ってしまい視野が樽型に変形してしまう。また、球面収差の補正も困難となる。
【００３８】
なお、条件式（４）の下限値を７．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（４）の上限値を１２．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００３９】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第２レンズＬ２の焦点距離をｆ２としたとき、次の条件式（５）で表される条件を満足することが好ましい。
【００４０】
４．００＜（−１）×（ｆ１／ｆ２）＜１２．００ …（５）
【００４１】
条件式（５）は、歪曲収差とコマ収差を良好に補正するための第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の焦点距離を規定するものである。条件式（５）の下限値を下回る条件である場合、第２レンズＬ２の焦点距離が長くなることで、第３レンズＬ３の位置が同じであると、第３レンズＬ３に入射する光線の高さが低くなってしまいアイポイントが短く使いづらい。そのため、アイポイントを長くしようとすると、第３レンズＬ３を後ろへずらす必要があり、光学系全体が大型化してしまう。また、歪曲収差の補正が不足してしまう。一方、条件式（５）の上限値を上回る条件である場合、第２レンズＬ２の大型化を招く。さらに、第３レンズＬ３への光線の入射角度が大きくなり像面湾曲と球面収差が発生し補正が困難となってしまう。
【００４２】
なお、条件式（５）の下限値を５．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。また、条件式（５）の上限値を１０．００とすることで、本実施形態の効果をより確実なものにできる。
【００４３】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３のうち少なくとも一方が非球面を有していることが好ましい。特に、第２レンズＬ２に非球面を形成することで、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３レンズＬ３に非球面を形成することで、歪曲収差、コマ収差、球面収差を改善することができる。
【００４４】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第２レンズＬ３および第３レンズＬ３のうち少なくとも一方がプラスチックレンズであることが好ましい。このように、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３をプラスチックレンズとすることで、容易に非球面を形成でき収差補正に有利である。なお、全てのレンズをプラスチックレンズとしても十分な補正能力を有する。
【００４５】
また、このような接眼光学系ＥＬにおいて、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を変えることで視度補正を行うことが好ましい。このように、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を光軸に沿って変化させることで、光学性能の低下を起こさずに視度補正を行うことができる。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、高倍率を確保しながら、小型で良好な光学性能を有する接眼光学系ＥＬおよび、これを備えた光学装置（デジタル一眼レフカメラＣＡＭ）を得ることができる。
【実施例】
【００４７】
（第１実施例）
以下、本願の各実施例を添付図面に基づいて説明する。まず、本願の第１実施例について図１〜図２および表１を用いて説明する。図１は、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。第１実施例に係る接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３とから構成され、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂに隣接して配置される。
【００４８】
第１レンズＬ１は、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、不図示の枠部材により画像表示素子Ｏｂと接合されて一体化された正レンズである。第２レンズＬ２は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有する負レンズ（メニスカスレンズ）であり、第２レンズＬ２における画像表示素子Ｏｂ側のレンズ面が非球面となっている。第３レンズＬ３は、高倍率と小型化の両立のため、アイポイントＥＰ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）であり、第３レンズＬ３におけるアイポイン
トＥＰ側のレンズ面が非球面となっている。
【００４９】
また、第１レンズＬ１はガラスレンズであり、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３はプラスチックレンズである。また、視度補正の際、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１が固定されて、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３が光軸に沿って一体的に移動することで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が変化するようになっている。
【００５０】
以下に、表１〜表４を示すが、これらは第１〜第４実施例に係る接眼光学系ＥＬの（視度が−１［ｍ-1］のときの）諸元の値をそれぞれ掲げた表である。各表の［全体諸元］において、ｆ１〜ｆ３は第１〜第３レンズＬ１〜Ｌ３の各焦点距離を、ｈは物体高を、ＴＬは画像表示素子ＯｂからアイポイントＥＰまでの距離を、ｆｅは接眼光学系ＥＬ全体の焦点距離をそれぞれ示す。また、［レンズ諸元］において、表の左側の数値は観察像（表示素子面）からの光学面の順番（面番号）を示し、その右側から順に、レンズ面の曲率半径、レンズ面間隔、ｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対するアッベ数、ｄ線（波長λ＝５８７．６ｎｍ）に対する屈折率をそれぞれ示す。なお、面番号の右に付した*は、そのレ
ンズ面が非球面であることを示す。また、曲率半径「0」は平面を示し、空気の屈折率（
ｎｄ＝1.00000）はその記載を省略している。
【００５１】
また、［非球面データ］において示す非球面係数は、光軸方向をｘ軸とし、光軸と垂直な方向をｙ軸とし、円錐定数をκとし、ｎ次（ｎ＝４，６，８，１０）の非球面係数をＡnとし、［レンズ諸元］中に示される近軸曲率半径をｒとしたとき、次式（６）で表され
る。なお、各実施例において、２次の非球面係数Ａ2は０であり、記載を省略している。
また、［非球面データ］において、「E-n」は「×１０-n」を示す。
【００５２】
ｘ＝（ｙ2／ｒ）／［１＋｛１−κ×（ｙ2／ｒ2）｝1/2｝］
＋Ａ4×ｙ4＋Ａ6×ｙ6＋Ａ8×ｙ8＋Ａ10×ｙ10 …（６）
【００５３】
なお、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離、曲率半径、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大また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、後述の第２〜第４実施例の諸元値においても、本実施例と同様の符号を用いる。
【００５４】
下の表１に、第１実施例における各諸元を示す。なお、表１における面番号１〜６は、図１における面１〜６と対応している。また、第１実施例において、第３面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００５５】
（表１）
［全体諸元］
ｆ１＝153.7755
ｆ２＝-19.2339
ｆ３＝13.6538
ｈ＝6.3
ＴＬ＝22.6
ｆｅ＝22.59
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 0.00
１ 0 1.21 35.31 1.59270
２ -91.1429 13.64
３* -8.3313 2.46 23.26 1.63980
４ -28.7686 1.22
５ 25.3244 4.06 55.91 1.53110
６* -9.5966 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=-0.78767,A4=-4.1624E-04,A6=-7.6701E-06,A8=4.9487E-08,A10=0.0000E+00
第６面
κ=1.13318,A4=2.1110E-04,A6=-7.1482E-07,A8=3.7871E-08,A10=0.00000E+00
【００５６】
図２は、第１実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。図２において、各収差図は、左から順に、球面収差、非点収差、コマ収差、歪曲収差をそれぞれ示す。各収差図において、Ｙ１は正立系への光線の入射高さを示し、Ｙ０は画像表示素子の高さを示す。また、各収差図において、コマ収差の「ｍｉｎ」は角度単位の「分」を示し、ｄはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）、ｇはｇ線（λ＝４３５．８ｎｍ）における収差をそれぞれ示す。また、各収差図において、球面収差と非点収差の横軸の単位は「ｍ-1」であり、図では「Ｄ」で示す。なお、視度の単位「ｍ-1」について述べると、視度Ｘ［ｍ-1］とは、接眼レンズ（光学系）による像がアイポイントから光軸上に１／Ｘ［ｍ（メートル）］の位置にできる状態のことを示す（符号は像が接眼レンズ（光学系）より観察者側にできた時を正とする）。以上、収差図の説明は他の実施例においても同様である。
【００５７】
そして、各収差図より、第１実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第１実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００５８】
（第２実施例）
以下、本願の第２実施例について図３〜図４および表２を用いて説明する。図３は、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。なお、第２実施例の接眼光学系ＥＬは、第２レンズＬ２および第３レンズＬ３の一部の形状を除いて第１実施例の接眼光学系ＥＬと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第２実施例の第２レンズＬ２は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有する負レンズ（凹レンズ）であり、第２レンズＬ２における画像表示素子Ｏｂ側のレンズ面が非球面となっている。第２実施例の第３レンズＬ３は、高倍率と小型化の両立のため、画像表示素子Ｏｂ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）であり、第３レンズＬ３における両側のレンズ面が非球面となっている。
【００５９】
下の表２に、第２実施例における各諸元を示す。なお、表２における面番号１〜６は、図３における面１〜６と対応している。また、第２実施例において、第３面、第５面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００６０】
（表２）
［全体諸元］
ｆ１＝74.4508
ｆ２＝-8.0912
ｆ３＝9.0291
ｈ＝6.3
ＴＬ＝22.58
ｆｅ＝24.79
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 0.00
１ 0 1.37 29.51 1.71736
２ -53.4081 12.97
３* -5.7090 1.61 30.33 1.58276
４ 29.9013 1.66
５* 7.1199 4.97 55.91 1.54410
６* -11.9469 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=0.27017,A4=1.8938E-03,A6=-6.1539E-05,A8=1.0328E-06,A10=0.0000E+00
第５面
κ=-2.20658,A4=-3.4935E-04,A6=9.8856E-06,A8=-8.1919E-08,A10=0.00000E+00
第６面
κ=-12.5206,A4=6.2189E-04,A6=1.0942E-05,A8=-6.6859E-08,A10=0.00000E+00
【００６１】
図４は、第２実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。各収差図より、第２実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第２実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００６２】
（第３実施例）
以下、本願の第３実施例について図５〜図６および表３を用いて説明する。図５は、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。なお、第３実施例の接眼光学系ＥＬは、第１レンズＬ１の一部の構成を除いて第１実施例の接眼光学系ＥＬと同様の構成であり、各部に第１実施例の場合と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。第３実施例の第１レンズＬ１は、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、画像表示素子Ｏｂの近傍に配置された正レンズである。
【００６３】
下の表３に、第３実施例における各諸元を示す。なお、表３における面番号１〜６は、図５における面１〜６と対応している。また、第３実施例において、第３面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００６４】
（表３）
［全体諸元］
ｆ１＝152.1553
ｆ２＝-25.8256
ｆ３＝13.6709
ｈ＝6.3
ＴＬ＝24.1
ｆｅ＝22.24
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 1.19
１ 0 2.20 55.91 1.53110
２ -80.8097 13.95
３* -15.4973 1.84 23.26 1.63980
４ -261.1676 0.60
５ 14.8020 4.32 55.91 1.53110
６* -12.8083 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=-0.50322,A4=-2.4856E-04,A6=-1.9770E-08,A8=5.5301E-08,A10=0.0000E+00
第６面
κ=0.70400,A4=4.5294E-05,A6=2.1781E-06,A8=-5.8682E-09,A10=0.00000E+00
【００６５】
図６は、第３実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。各収差図より、第３実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第３実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００６６】
（第４実施例）
以下、本願の第４実施例について図７〜図８および表４を用いて説明する。図７は、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの断面図である。第４実施例に係る接眼光学系ＥＬは、光軸に沿って画像表示素子Ｏｂ側から順に並んだ、正レンズである第１レンズＬ１と、負レンズである第２レンズＬ２と、正レンズである第３レンズＬ３と、正レンズである第４レンズＬ４とから構成され、第１レンズＬ１が画像表示素子Ｏｂに隣接して配置される。
【００６７】
第１レンズＬ１は、テレセントリック性と十分に広い光束を確保しつつ、接眼光学系ＥＬを小型化するため、不図示の枠部材により画像表示素子Ｏｂと接合されて一体化された正レンズである。第２レンズＬ２は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凹面を有する負レンズ（凹レンズ）であり、第２レンズＬ２における画像表示素子Ｏｂ側のレンズ面が非球面となっている。第３レンズＬ３は、高倍率と小型化の両立のため、アイポイントＥＰ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）であり、第３レンズＬ３におけるアイポイントＥＰ側のレンズ面が非球面となっている。第４レンズＬ４は、画像表示素子Ｏｂ側に強い凸面を有する正レンズ（凸レンズ）である。
【００６８】
また、第１レンズＬ１はガラスレンズであり、第２〜第４レンズＬ２〜Ｌ４はプラスチックレンズである。また、視度補正の際、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１が固定されて、第２〜第４レンズＬ２〜Ｌ４が光軸に沿って一体的に移動することで、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が変化するようになっている。
【００６９】
下の表４に、第４実施例における各諸元を示す。なお、表４における面番号１〜８は、図７における面１〜８と対応している。また、第４実施例において、第３面および第６面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。
【００７０】
（表４）
［全体諸元］
ｆ１＝114.9020
ｆ２＝-11.8799
ｆ３＝15.7392
ｆ４＝27.5572
ｈ＝6.3
ＴＬ＝22.6
ｆｅ＝22.59
［レンズ諸元］
面番号 曲率半径 面間隔 アッベ数 屈折率
素子面 0 0.00
１ 0 1.27 60.66 1.60311
２ -69.2988 14.37
３* -7.3996 1.10 30.33 1.58276
４ 113.4125 0.60
５ 36.1090 3.49 55.91 1.53110
６* -10.5120 0.60
７ 16.1118 2.64 55.91 1.53110
８ -150.6600 17.00
［非球面データ］
第３面
κ=-0.12321,A4=0.54536E-04,A6=-0.39673E-05,A8=0.14810E-06,A10=0.0000E+00
第６面
κ=1.36687,A4=0.27848E-03,A6=-0.79828E-06,A8=0.54046E-07,A10=0.00000E+00
【００７１】
図８は、第４実施例に係る接眼光学系ＥＬの視度が−１［ｍ-1］のときの諸収差図である。各収差図より、第４実施例では、諸収差が良好に補正され、優れた結像性能を有していることがわかる。その結果、第４実施例の接眼光学系ＥＬを搭載することにより、デジタル一眼レフカメラＣＡＭにおいても、優れた光学性能を確保することができる。
【００７２】
下の表５に、各実施例における条件式対応値を示す。
【００７３】
（表５）
第１実施例 第２実施例 第３実施例 第４実施例
条件式（１） 6.516 3.003 6.842 4.836
条件式（２） 0.578 0.523 0.627 0.605
条件式（３） 0.000 0.000 0.085 0.000
条件式（４） 11.242 8.246 11.130 7.300
条件式（５） 7.995 9.201 5.892 9.672
【００７４】
このように各実施例では、上述した各条件式がそれぞれ満たされていることが分かる。以上、各実施例によれば、良好な光学性能を有する接眼光学系ＥＬおよび光学装置（デジタル一眼レフカメラＣＡＭ）を実現することができる。
【００７５】
なお、上述の実施形態において、視度補正の際、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１が固定されて、他のレンズが光軸に沿って一体的に移動するように構成されているが、これに限られるものではなく、画像表示素子Ｏｂおよび第１レンズＬ１の方を一体的に移動させるようにしてもよく、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔を変えるようにすればよい。
【００７６】
また、上述の実施形態において、接眼光学系ＥＬを備えたデジタル一眼レフカメラＣＡＭを例に説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ビデオカメラ等であってもよく、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を備えた光学装置であれば、本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００７７】
ＣＡＭ デジタル一眼レフカメラ（光学装置）
ＯＬ 対物レンズ
Ｃ 撮像素子 Ｏｂ 画像表示素子
ＥＬ 接眼光学系 ＥＰ アイポイント
Ｌ１ 第１レンズ Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ Ｌ４ 第４レンズ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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であって、
光軸に沿って前記画像表示素子側から順に並んだ、正レンズである第１レンズと、負レンズである第２レンズと、正レンズである第３レンズとを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
２．５０＜ｆ１／ｆｅ＜８．００
０．４１＜ｄ１２／ｆｅ＜０．８０
但し、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離、
ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
ｄ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の接眼光学系。
０．００≦ｄ０／ｄ１２＜０．５０
但し、
ｄ０：前記画像表示素子と前記第１レンズとの間隔。
【請求項３】
前記画像表示素子と前記第１レンズとが接合されて、
ｄ０＝０．００であることを特徴とする請求項２に記載の接眼光学系。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の接眼光学系。
５．００＜ｆ１／ｆ３＜１３．００
４．００＜（−１）×（ｆ１／ｆ２）＜１２．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離。
【請求項５】
前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方が非球面を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の接眼光学系。
【請求項６】
前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方がプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の接眼光学系。
【請求項７】
前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔を変えることで視度補正を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の接眼光学系。
【請求項８】
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から７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装置。
【請求項１】
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であって、
光軸に沿って前記画像表示素子側から順に並んだ、正レンズである第１レンズと、負レンズである第２レンズと、正レンズである第３レンズとを有し、
以下の条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
２．５０＜ｆ１／ｆｅ＜８．００
０．４１＜ｄ１２／ｆｅ＜０．８０
但し、
ｆ１：前記第１レンズの焦点距離、
ｆｅ：前記接眼光学系の焦点距離、
ｄ１２：前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔。
【請求項２】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の接眼光学系。
０．００≦ｄ０／ｄ１２＜０．５０
但し、
ｄ０：前記画像表示素子と前記第１レンズとの間隔。
【請求項３】
前記画像表示素子と前記第１レンズとが接合されて、
ｄ０＝０．００であることを特徴とする請求項２に記載の接眼光学系。
【請求項４】
以下の条件式を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の接眼光学系。
５．００＜ｆ１／ｆ３＜１３．００
４．００＜（−１）×（ｆ１／ｆ２）＜１２．００
但し、
ｆ２：前記第２レンズの焦点距離、
ｆ３：前記第３レンズの焦点距離。
【請求項５】
前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方が非球面を有していることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の接眼光学系。
【請求項６】
前記第２レンズおよび前記第３レンズのうち少なくとも一方がプラスチックレンズであることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の接眼光学系。
【請求項７】
前記第１レンズと前記第２レンズとの間隔を変えることで視度補正を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の接眼光学系。
【請求項８】
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から７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装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−１９４５４１（Ｐ２０１２−１９４５４１Ａ）
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−３２４０３（Ｐ２０１２−３２４０３）
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月１１日（２０１２．１０．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月１７日（２０１２．２．１７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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