JP4081318B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀塩カメラやデジタルカメラ等の撮像装置に関し、特に小型の画像表示素子、特に液晶表示素子を用いる際に好適な電子ビューファインダーを備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの銀塩カメラやデジタルカメラは、撮像光学系による像を記録する手段と撮像範囲を確認するための観察光学系とを備えている。像を記録する手段として、銀塩カメラの場合、フィルム面上での化学反応が用いられ、また、デジタルカメラの場合、ＣＣＤ等の電子撮像素子での光電変換により得られる情報が用いられる。
【０００３】
一方、観察光学系は、被写体側からの光束を観察者側に導き、観察者の眼の網膜上に像を形成することにより撮像する像を観察するようにしたものが多く用いられている。このタイプの観察光学系は、入射側の一部を記録する像を形成するための撮像光学系と共有するものと共有しないものとがある。前者の具体例として、一眼レフレックスカメラがある。また、後者の例としては、特にズーム光学系に適したもので、対物光学系と像正立手段と接眼光学系とを有する実像式ファインダーが多くの製品に搭載されている。これらを総称して光学式ファインダーと呼ぶことがある。
【０００４】
一方、デジタルカメラやビデオカメラには、光学式ファインダーの他に、ＬＣＤ（液晶表示素子）等の電子表示素子にて像を表示して、これで観察者が直接見ることによって撮像範囲を確認し得る電子式ファインダーを搭載したものも多く製品化されている。また光学式ファンダーと電子式ファインダーの両方を搭載したデジタルカメラも多く製品化されている。
【０００５】
また、観察光学系を介してＬＣＤ等の虚像を観察するいわゆるＥＶＦ（電子ビューファインダー）が提案されている。このような電子式ファインダーを搭載したものの場合、従来の製品では、表示素子の表示面における対角線長が０．５インチ程度（１２ｍｍ程度）のものが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、カメラの小型化への要望が強くなっている。それに用いられている観察光学系は、従来のＬＣＤのサイズに合わせて設計を行ったものであり、観察系全体の大きさを小さくすることができず、撮像装置のさらなる小型化を制限するものであった。
【０００７】
一方、ＬＣＤのサイズが従前のものに比べて小さいものが開発されてはいるが、このようなＬＣＤを電子ビューファインダーに用いた場合、従前の観察光学系では、被写体を観察する視野角がＬＣＤの大きさに合わせて小さくなってしまい、十分な観察が難しくなってしまうといった問題を有している。
【０００８】
一方、ＬＣＤのサイズに合わせて観察光学系全体を縮小化すると、観察に必要なアイリリーフが十分に取れなくなってしまうといった不具合を有している。
【０００９】
また、画像表示素子の小型化に伴い観察光学系による倍率を大きくすると、それに伴い倍率の色収差が発生しやすくなると共に、観察光学系に付着したほこり等がより拡大されて観察されてしまうといった問題も有している。
【００１０】
また、画像表示素子として表示面側から光線を入射させる反射型表示素子を用いる際は、表示に必要な光路を確保する必要が生じる。
【００１１】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、以下に示す何れかの目的を達成するものである。
・小型化に適した電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。
・観察者が容易に撮像範囲を把握し得る撮像装置を提供すること。
・画像表示素子の表示面の対角線長が小さい画像表示素子を用いた場合であっても、十分な観察視野角と光学性能を確保した撮像装置を提供すること。
・倍率の色収差を良好に補正した電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。
・観察光学系に付着したほこり等が目立たない電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。
・画像表示素子として反射型画像表示素子を用いる場合であっても、好適な光学要素の配置が行える電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。・フレア、ゴースト等の有害光が観察者の眼に到達することを防ぐこと。
【００１２】
また、本発明は、上述の複数の目的を達成し得る電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００１４】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
２．３＜ｄｐ／ｄｎ＜７ ・・・（２）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄｐは前記正レンズの厚み、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００１５】
第１の撮像装置の作用を説明する。
【００１６】
まず、本発明において、レンズは、間に屈折面を持たない２つの屈折面に挟まれてなる媒質を１単位とする。レンズ成分は、間に空気間隔を持たず２つの空気接触面に挟まれてなる媒質を１単位とし、単レンズ、接合レンズが相当する。また、レンズの厚みは光軸上の厚さを意味する。
【００１７】
倍率の色収差の補正のためには少なくとも負レンズ、正レンズを１枚ずつ必要とする。その上で、小型の画像表示素子であっても十分な視野の像が観察できるようにするためには、負レンズで光線を広げてその後正レンズで観察者眼球へ導くようにするとよい。このとき、負レンズと正レンズとの間隔を十分確保することで、２つの単レンズでも視野の確保が容易となる。また、 表示素子面に表示された画像は、一般に表示面に垂直な方向へ射出する光束が最も視認性が優れている。したがって、表示面側より、負レンズ、正レンズのレンズ配置とすれば、表示面から略垂直に射出した光束を観察光としやすくなる。
【００１８】
条件式（１）は、表示面から観察光学系までの距離と観察光学系の全長とをバランスさせるための式である。小型の画像表示素子で大きい視野角を得るためには、観察光学系の焦点距離を短くする必要があるが、条件（１）の下限値の０．４５を越えて観察光学系の全長が小さくなってしまうと、観察光学系内における軸上及び軸外の光線の屈折角を大きく取る必要が生じ、球面収差、コマ収差や、倍率の色収差等が発生しやすくなる。若しくは、表示面から観察光学系までの距離が長くなりすぎ、必要な視野角が得難くなる。
【００１９】
条件式（２）は、観察光学系の小型化と視野角確保をバランスさせるための条件である。その下限値の２．３を越えると、正レンズの厚みが小さくなり十分な屈折力を確保できない。上限値の７を越えると、正レンズの厚みが大きくなり観察光学系の小型化に不利である。
【００２０】
さらに、電子ビューファインダー全体の小型化のためには、以下の条件（１−１）を満足することが好ましい。
【００２１】
０．６＜ｂ／ａ＜１．０ ・・・（１−１）
この条件式の下限の０．６内であると、球面収差、コマ収差や、倍率の色収差等の補正がより容易になり、また、表示面から観察光学系までの距離を短くしても必要な視野角が得やすくなる。また、上限の１．０を越えると、観察光学系の全長が大きくなりすぎてしまい、小型の画像表示素子を用いても小型化の達成が困難となる。若しくは、表示面から観察光学系の間隔が短くなり、観察光学系に付着したほこりが目立つようになる。また、画像表示素子を反射型画像表示素子とした際には、照明光を導くための光路が取り難くなる。
【００２２】
さらには、
０．６１＜ｂ／ａ＜０．７８ ・・・（１−２）
を満たすと、より好ましい。
【００２３】
また、条件式（２）については、以下のようにするとよりよい。
【００２４】
２．５＜ｄｐ／ｄｎ＜６．９ ・・・（２−１）
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２５】
２．７＜ｄｐ／ｄｎ＜６．７ ・・・（２−２）
本発明の第２の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００２６】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
０．３＜ｄａ／ｄｎ＜１．７ ・・・（３）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００２７】
第２の撮像装置の作用を説明する。
【００２８】
小型の画像表示素子であっても十分な視野の像が観察できるようにするためには、負レンズで光線を広げてその後正レンズで観察者眼球へ導くようにするとよい。このとき、負レンズと正レンズとの間隔を十分確保することで、２つの単レンズでも視野の確保が容易となる。また、 表示素子面に表示された画像は、一般に表示面に垂直な方向へ射出する光束が最も視認性が優れている。したがって、表示面側より、負レンズ、正レンズのレンズ配置とすれば、表示面から略垂直に射出した光束を観察光としやすくなる。
【００２９】
条件式（１）は、表示面から観察光学系までの距離と観察光学系の全長とをバランスさせるための式である。小型の画像表示素子で大きい視野角を得るためには、観察光学系の焦点距離を短くする必要があるが、条件（１）の下限値の０．４５を越えて観察光学系の全長が小さくなってしまうと、観察光学系内における軸上及び軸外の光線の屈折角を大きく取る必要が生じ、球面収差、コマ収差や、倍率の色収差等が発生しやすくなる。若しくは、表示面から観察光学系までの距離が長くなりすぎ、必要な視野角が得難くなる。
【００３０】
条件式（３）は、観察光学系の小型化と視野角確保のため、正レンズと負レンズの間隔を規定する条件である。十分な視野角を確保するには、負レンズで光線を広げ、正レンズで観察者眼球へ導くようにするとよい。この条件式の下限値の０．３を越えると、正レンズと負レンズが近づくため、視野角確保に不利である。上限値の１．７を越えると、空気間隔が大きくなり観察光学系の小型化に不利である。
【００３１】
条件式（１）については、前記と同様に、以下のようにするとよりよい。
【００３２】
０．６＜ｂ／ａ＜１．０ ・・・（１−１）
さらには、
０．６１＜ｂ／ａ＜０．７８ ・・・（１−２）
を満たすと、より好ましい。
【００３３】
また、条件式（３）については、以下のようにするとよりよい。
【００３４】
０．３５＜ｄａ／ｄｎ＜１．５８ ・・・（３−１）
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００３５】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．４５ ・・・（３−２）
本発明の第３の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００３６】
１．0 ＜ａ／ｃ ・・・（４）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｃは前記画像表示素子の表示面における短辺方向の長さである。
【００３７】
第３の撮像装置の作用を説明する。
【００３８】
条件（４）は、表示面の短辺方向の長さに対する表示面から観察光学系の長さを規定するものである。条件（４）下限の１．０を越えると、観察光学系に付いたほこりが目立ちやすくなる。また、反射型画像表示素子の場合、照明光を画像表示素子に導くための反射光路が取れなくなる。
【００３９】
さらに、電子ビューファインダー全体の小型化のためには、以下の条件を満足することが好ましい。
【００４０】
２．０＜ａ／ｃ＜４．５ ・・・（４−１）
この条件（４−１）の下限の２．０内であると、観察光学系に付いたほこりが目立ち難くなり、また、反射型画像表示素子の場合に、照明光を画像表示素子に導くための反射光路が取りやすくなる。上限の４．５を越えると、画像表示素子と観察光学系との間隔が大きくなりすぎてしまい、小型の画像表示素子を用いても小型化が達成できなくなる。
【００４１】
さらには、
２．１＜ａ／ｃ＜４．３ ・・・（４−２）
を満たすと、より好ましい。
【００４２】
本発明の第４の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００４３】
１．３＜ｆｅ／ａ＜２．０ ・・・（５）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｆｅは前記観察光学系の焦点距離である。
【００４４】
第４の撮像装置の作用を説明する。
【００４５】
条件式（５）は、表示素子と観察光学系の十分な間隔と、必要なアイリリーフに関する条件である。下限値の１．３を越えると、観察に必要なアイリリーフが取り難くなる。上限値の２．０を越えると、観察に十分な視野角が得られ難くなる。
【００４６】
さらには、
１．４＜ｆｅ／ａ＜１．７ ・・・（５−１）
を満たすと、より好ましい。
【００４７】
さらには、
１．４１＜ｆｅ／ａ＜１．６８ ・・・（５−２）
を満たすと、より好ましい。
【００４８】
本発明の第５の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００４９】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００５０】
第５の撮像装置の作用を説明する。
【００５１】
条件式（３−３）について、前述の条件式（３）の上下限をより限定するものであり、視野角の確保と小型化の両立を図ることが可能となる。
【００５２】
本発明の第６の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００５３】
２．０＜ｒ２／ｒ３＜３．２ ・・・（６）
ただし、ｒ２は前記負レンズの観察者側の面の光軸上曲率半径、ｒ３は前記正レンズの画像表示素子側の面の光軸上曲率半径である。
【００５４】
第６の撮像装置の作用を説明する。
【００５５】
条件式（６）について、ｒ２／ｒ３の変化に伴い、負レンズと正レンズそれぞれのベンディング状態が変化する。条件式（６）の下限値の２．０を越えると、ｒ２とｒ３が近づき、正レンズ後面の曲率半径が小さくなる傾向にある。このとき、非点収差、ディストーション、コマ収差をバランス良く補正することが困難になる。条件式（６）の上限値の３．２を越えると、ｒ2 とｒ３が離れる。この変化に伴い、正レンズの後面の曲率半径が大きくなる傾向になる。このとき球面収差、非点収差、コマ収差をバランス良く補正することが困難になる。
【００５６】
さらには、
２．４＜ｒ２／ｒ３＜３．１ ・・・（６−１）
を満たすと、より好ましい。
【００５７】
さらには、
２．７＜ｒ２／ｒ３＜３．０ ・・・（６−２）
を満たすと、より好ましい。
【００５８】
本発明の第７の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであることを特徴とするものである。
【００５９】
第７の撮像装置の作用を説明する。
【００６０】
負レンズを両凹レンズとし、正レンズを両凸レンズとすることで、それぞれのレンズが負担する屈折力を各々のレンズの両面で担うため、収差補正に有利である。
【００６１】
本発明の第８の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであると共に、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【００６２】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００６３】
第８の撮像装置の作用を説明する。
【００６４】
負レンズを両凹レンズとし、正レンズを両凸レンズとすることで、それぞれのレンズが負担する屈折力を各々のレンズの両面で担うため、収差補正に有利である。
【００６５】
また、条件式（３−３）は、前述の条件式（３）の上下限をより限定するものであり、視野角の確保と小型化の両立を図ることが可能となる。
【００６６】
本発明の第９の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、撮像光学系を有すことを特徴とするものである。
【００６７】
第９の撮像装置の作用を説明する。
【００６８】
このような構成だと、撮像光学系の特性（画角、焦点深度等）に応じた被写体像の観察が可能となる。また、任意に撮像光学系を交換できるように撮像装置本体にマウント部を設けて構成してもよく、その場合は、撮像光学系を含んでいなくとも、本発明の撮像装置に相当する。
【００６９】
本発明の第１０の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、前記負レンズと前記正レンズの間に絞りを有すことを特徴とするものである。
【００７０】
第１０の撮像装置の作用を説明する。
【００７１】
レンズ有効径が小さくできると、観察光学系の小型化につながる。しかし、レンズ有効径を小さくすると、レンズの縁に光線が当たりやすくなるため、ゴースト、フレア等の有害光が発生しやすくなる。本発明のように負レンズで光束を広げて正レンズに入射させる構成の場合、正レンズの縁にて有害光が発生しやすくなるが、負レンズと正レンズの間に絞りを入れると、レンズ有効径を小さくしても、画像表示素子から出て正レンズの縁に当たって眼に入るゴースト、フレア等の画像劣化を起こす有害光を低減することができるようになる。
【００７２】
本発明の第１１の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子に表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、負レンズ成分と正レンズ成分とからなり、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に絞りを配したことを特徴とするものである。
【００７３】
第１１の撮像装置の作用を説明する。
【００７４】
小型の画像表示素子であっても十分な視野の像が観察できるようにするためには、負レンズ成分で光線を広げてその後正レンズ成分で観察者眼球へ導くようにするとよい。このとき、負レンズ成分と正レンズ成分との間隔を十分確保することで、２つのレンズ成分でも視野の確保が容易となる。また、 表示素子面に表示された画像は、一般に表示面に垂直な方向へ射出する光束が最も視認性が優れている。したがって、表示面側より、負レンズ成分、正レンズ成分のレンズ配置とすれば、表示面から略垂直に射出した光束を観察光としやすくなる。
【００７５】
このように、負レンズ成分、正レンズ成分の順に配置することにより、周辺での光束を発散後収束させることで広視野の電子ビューファインダーを得ることが可能となる。一方、このような構成では、画像表示素子の正規に観察される光束以外の光束が負レンズ成分の発散作用により、正レンズ成分の縁肉部に導かれやすくなる。その縁肉部の反射光が観察者の眼球に到達すると、ゴーストやフレア等の画像の劣化を起こす有害光となる。
【００７６】
このようなレンズ配置の場合、正規に観察される光束への影響を少なくし、かつ、有害光の影響を抑えるためには、負レンズ成分と正レンズ成分の接する空気面間隔中に有害光を抑えるための絞りを配置することが有効である。
【００７７】
本発明の第１２の撮像装置は、第１１の撮像装置において、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に配された絞りが前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある絞りであることを特徴とするものである。
【００７８】
第１２の撮像装置の作用を説明する。
【００７９】
正レンズ成分と負レンズ成分の間に絞りを配置することにより、有効光束のケラレを少なくして、有害光を効率良く低減できる。
【００８０】
本発明の第１３の撮像装置は、第１１、第１２の撮像装置において、前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある前記絞りの有効半径と、前記正レンズ成分との関係が少なくとも以下の条件の何れか一方を満たすことを特徴とするものである。
【００８１】
０．０５＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．４ ・・・（７）
０．０５＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．４ ・・・（８）
ただし、ｚＬは光軸を含む長辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＬは前記長辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＬは前記長辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離、ｚＳは光軸を含む短辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＳは前記短辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＳは前記短辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離である。
【００８２】
第１２の撮像装置の作用を説明する。
【００８３】
正レンズ成分の縁肉部による有害な反射光に関して、より好ましい条件を規定しているのが条件式（７）、（８）である。条件式（７）、（８）の下限値のそれぞれ０．０５を越えると、有害光除去が不十分となる。一方、上限の０．４を越えると、有害光の除去をしやすくなる代わりに、有効光束をケル可能性が高くなるため、周辺光量の不足を招く。若しくは、ケラレを避けるためには、正レンズ成分外径が大きくせざるを得ず、装置の大型化を招く。
【００８４】
もちろん、条件式（７）、（８）の両方を同時に満足することがより望ましい。
【００８５】
なお、条件式（７）、（８）の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【００８６】
０．０７＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．３５ ・・・（７−１）
０．０７＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．３５ ・・・（８−１）
さらに、条件式（５）、（６）の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【００８７】
０．１＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．３ ・・・（７−２）
０．１＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．３ ・・・（８−２）
本発明の第１４の撮像装置は、第１１〜第１３の撮像装置において、前記負レンズ成分は両凹形状であり、かつ、前記正レンズ成分は両凸形状であることを特徴とするものである。
【００８８】
第１４の撮像装置の作用を説明する。
【００８９】
負レンズ成分を両凹形状とし、正レンズ成分を両凸形状とすることで、それぞれのレンズ成分が負担する主たる屈折力を各々のレンズ成分の両面で担うため、収差補正に有利となる。 本発明の第１５の撮像装置は、第１１〜第１４の撮像装置において、前記絞りは前記画像表示素子と略相似の略矩形形状であることを特徴とするものである。 第１５の撮像装置の作用を説明する。
【００９０】
絞りを画像表示素子と略相似の略矩形形状とすることにより、効果的に正レンズ成分の縁肉部による有害な反射光を除去できる。
【００９１】
本発明において、上記の記載のそれぞれの構成を複数組み合わせてもそれぞれの構成に応じた効果を得ることができる。
【００９２】
また、条件式（１）〜（８）、及び、それらの下位の条件式については、何れか複数のものを同時に満足するようにしてもよい。
【００９３】
また、これらの条件式について、各々の上限のみ若しくは下限のみの限定にても、その限定に対応した効果を奏する。
【００９４】
また、当然、以下に説明する各実施例の値をそれらの上限値又は下限値としてもよい。
【００９５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の撮像装置の実施形態について説明する。
【００９６】
図１は、本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示す図である。図１において、符号１０は撮像装置であるデジタルカメラで、撮像光学系１と、フィルター２と、撮像素子３と、コントローラー４と、内蔵メモリー５と、電子ビューファインダー６と、インターフェイス７とより構成されている。
【００９７】
上記撮像装置において、物点より発した光は、光学素子（レンズ等）にて構成される撮像光学系１によりＣＣＤ等の撮像素子３の受光面上に物体像を形成する。撮像素子３は、規則正しく配置された光電変換素子の集まりよりなり、そのために生ずるモアレ現象を防止するためにローパス効果を持つフィルター２が撮像光学系１と撮像素子３の間に配置されている。また、赤外光をカットするための赤外カットフィルターを配置することもある。
【００９８】
撮像素子３に入射した光束は、その光電変換素子により電気信号に変換され、コントローラー４に入力される。コントローラー４によりガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理が行なわれ、内蔵メモリー５やインターフェイス７を介してパーソナルコンピューター９等に出力される。
【００９９】
また、コントローラー４から画像表示素子（図１には示していない）へ通信され、照明系、画像表示素子や観察光学系を含む構成の電子ビューファインダー６を介して、撮像しようとする画像や撮像された画像を観察者が観察し得るように構成されている。また、内蔵メモリー５から補助メモリー８へ画像データーを送ることができる。一方、インターフェース７からは同じ画像データーをパーソナルコンピューター９へ送ることができる。
【０１００】
図２は、本発明の撮像装置を銀塩カメラに適用した場合の構成を示すものである。図２に示すように、本発明の撮像装置を備えた銀塩カメラ２０は、撮像光学系１１と、フィルム１２と、対物レンズ１３と、ＣＣＤ等の撮像素子１４と、第１のコントローラー１５と、他の第２のコントローラー１６とを有し、さらに、図１のデジタルカメラと同様に、内蔵メモリー５と、電子ビューファインダー６とを備えている。
【０１０１】
この図２に示す銀塩カメラ２０は、物点からの光束を撮像光学系１１によりフィルム１２上に結像して物体像を形成する。また、物点より発した光束は、撮像光学系１１とは異なる別の対物レンズ１３により結像され、ＣＣＤ等の撮像素子１４上に物体像を形成する。この撮像素子１４に入射した光束は、撮像素子１４を構成する光電変換素子にて電気信号に変換され、第１のコントローラー１５に入力される。この第１のコントローラー１５によりガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理が行なわれ、画像表示素子へ送られ、照明系、画像表示素子や観察光学系を含む構成の電子ビューファインダー６を介して、撮像しようとする画像を撮像者により観察し得る。
【０１０２】
一方、コントローラー１５より内蔵メモリー５に蓄積された情報等を用いて撮像された画像を使用者（観察者）が観察し得る。
【０１０３】
また、第２のコントローラー１６は、撮像光学系１１を制御するためのもので、撮像光学系１１のズーミングやフォーカシング等の情報をこの第２のコントローラー１６からの信号を基に第１のコントローラー１５にて認識し、画像表示素子に表示する像の撮像画角に合わせて調節し得るようにしてもよい。また、撮像光学系１１のフォーカシング等の情報を第２のコントローラー１６にて認識し、表示素子に表示される像の範囲の補正（パララックス補正）を行なうようにしてもよい。また、第１のコントローラー１５よりの信号が内蔵メモリー５や図示してないインターフェイスへ送られ、これをパーソナルコンピューター等に出力するようにしてもよい。
【０１０４】
また、対物レンズ１３を用いずに、撮像光学系１１の光束をファインダー用に分割して、この分割されたファインダー用光束を用いてＣＣＤ等の撮像素子１４上に結像するようにして、この物体像を基に観察を行なうようにしてもよい。
【０１０５】
次に、本発明で用いる電子ビューファインダーについて説明する。
【０１０６】
図３は、本発明の電子ビューファインダーの構成の例を示す図で、図３において、符号２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはそれぞれ赤色光源、緑色光源、青色光源であり、具体的には発光ダイオードを用いている。２２は照明光学系、２３は観察光学系、２４は観察光学系２３の光軸、２５は観察者の眼、２６は反射型画像表示素子、２７は偏光ハーフミラー２８が設けられている平行平面板である。
【０１０７】
このような構成のファインダーは、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂよりの照明光が、反射鏡よりなる照明光学系２２により反射されて、一方向（図の上方）へ射出される。観察光学系２３の光軸２４は画像表示素子２６の略中心にて垂直に交わるように構成されている。
【０１０８】
光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂより発して反射鏡にて構成されている照明光学系２２により反射されて一方向に射出される照明光は、光束の中心が観察光学系２３の光軸２４と略垂直に交わるように進み、ハーフミラー２８にて反射型画像表示素子２６の方へ反射される。
【０１０９】
反射型画像表示素子２６は、反射型のツイストネマチック液晶表示素子であり、この表示素子２６のツイスト角は４５°に設定されている。
【０１１０】
この反射型表示素子２６に表示された画像は、偏光ハーフミラー２８を設けた平面板２７を通り、観察光学系２３を介して観察者により観察される。
【０１１１】
このような構成の電子ビューファインダーにおいて、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂより発する照明光の偏光状態がランダムな場合、照明光は、偏光ハーフミラー２８によりある偏光方向の直線偏光となり、液晶表示素子２６を照明する。例えば、偏光ハーフミラー２８がＳ波を反射しＰ波を透過するように設定されている場合、ハーフミラー２８にて反射される照明光はＳ波となる。この反射されて画像表示素子である液晶表示素子２６を照明する照明光は、電圧を印加した画素を透過の液晶層を通り、その下部にて反射されることにより偏光方向が９０°回転されて射出する。したがって、Ｓ波として画像表示素子２６に入射しそこで変調された照明光は、Ｐ波として射出する。Ｐ波になった光は、再び平面板２７に入射し、略全ての光が偏光ハーフミラー２８を透過して観察光学系２３を介して観察者の眼２５に到達する。
【０１１２】
また、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは順に点灯し、赤、緑、青の光線が液晶表示素子２６へ順次導かれる。一方、液晶表示素子２６はその導かれた光線に対応した画像を順次表示し、それによりカラー画像を形成している。
【０１１３】
以上のように、本発明で用いる電子ビューファインダーは、構成が簡単であり、しかも、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂより発する光の光量をロスすることが少なく、光を有効に利用できる小型で軽量なファインダーになし得る。また、観察光学系２３の作用により、観察者は画像表示素子２６の画像を拡大して虚像として知覚することになる。この場合、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを射出した光束が偏光ハーフミラー２８にて反射されて画像表示素子２６に入射する照明光路と、画像表示素子２６にて反射された光束が偏光ハーフミラー２８を透過して観察者の目に導かれる観察光路とが、偏光ハーフミラー２８と画像表示素子２６との間にて往復光路を形成するように電子ビューファインダーを構成することが望ましい。このように構成することにより、観察光学系内部の光路の往路と復路とを兼用することができ、光学系内部に両光路を異なる光路にする場合と比較して、無駄な光学要素（透過面や反射面）やスペースを省くことができ、撮像装置をコンパクトになし得る。また、フレアー光の発生防止にも役立つ。
【０１１４】
なお、図３に示すファインダーにおいて、ハーフミラー２８を回転対称な放物面等の曲面としてもよい。また、ハーフミラー２８を透過する光路に照明光学系２２を配置し、ハーフミラー２８を反射する光路に観察光学系２３を配置するようにしてもよい。その場合、画像表示素子２６の表示面から観察光学系２３の最も画像表示素子２６側の面までの距離ａはその光路長を意味する。さらには、画像表示素子２６としては、反射型に限らず透過型の画像表示素子を用いてもよい。その場合には、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び照明光学系２２は、画像表示素子２６の背後に配置され、ハーフミラー２８は必要ない。
【０１１５】
ところで、図３には、本発明の条件式（１）、（４）、（５）に関するパラメータａ、ｂ、ｃを示してある。
【０１１６】
図３に示す電子ビューファインダーの観察光学系２３は、以下の示す実施例のように構成することができる。
【０１１７】
以下に示す実施例では、実施例１、２、５、６は表示面が水平方向８．９６ｍｍ、垂直方向（短辺方向）６．６６ｍｍの長方形をしたもので、対角線長が１１．１６４ｍｍである。実施例３、４は表示面が水平方向３．８４ｍｍ、垂直方向（短辺方向）２．８８ｍｍの長方形をしたもので、対角線長が４．８ｍｍである。
【０１１８】
図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ実施例１〜３の観察光学系の光軸を含む断面図を、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ実施例４〜６の観察光学系の光軸を含む断面図を示す。これらの実施例の数値データは後記するが、各実施例において、画像表示素子を構成する液晶表示素子を“ＬＣＤ”と表記してあり、アイポイントは“ＥＰ”と表記してあり、また、画像表示素子の対角線長を“Ｌ”と表記してある。
【０１１９】
実施例１の観察光学系は、図４（ａ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凹負レンズの物体側の面と、両凸正レンズのアイポイント側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１２０】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２１】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２０．９５ｍｍ
２ω＝３０．１０９°
ｂ／ａ＝０．６４７
ｄｐ／ｄｎ＝２．７４６
ｄａ／ｄｎ＝０．５３３
ａ／ｃ＝２．１５３
ｆe ／ａ＝１．４６１
ｒ２／ｒ３＝２．８４３
実施例２の観察光学系は、図４（ｂ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凹負レンズの物体側の面と、両凸正レンズのアイポイント側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１２２】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２３】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２１．００１ｍｍ
２ω＝３０．０７５°
ｂ／ａ＝０．６８０
ｄｐ／ｄｎ＝４．０８８
ｄａ／ｄｎ＝０．６４７
ａ／ｃ＝２．１５４
ｆe ／ａ＝１．４６４
ｒ２／ｒ３＝２．９２６
実施例３の観察光学系は、図４（ｃ）に示すように、表示素子側から、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズの物体側の面が非球面で構成されている。この実施例は、反射型液晶表示素子を用いている。
【０１２４】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２５】
ｃ＝２．８８ｍｍ
ｆe ＝１８．２４ｍｍ
２ω＝１５．０５１°
ｂ／ａ＝０．６５４
ｄｐ／ｄｎ＝６．０４９
ｄａ／ｄｎ＝０．５１８
ａ／ｃ＝４．２６６
ｆe ／ａ＝１．４８５
ｒ２／ｒ３＝０．９２１
実施例４の観察光学系は、図５（ａ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズのアイポイント側の面が非球面で構成されている。この実施例は、反射型液晶表示素子を用いている。
【０１２６】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２７】
ｃ＝２．８８ｍｍ
ｆe ＝１８．２３９ｍｍ
２ω＝１５．４４７°
ｂ／ａ＝０．７７８
ｄｐ／ｄｎ＝５．５７４
ｄａ／ｄｎ＝１．４２４
ａ／ｃ＝３．７８９
ｆe ／ａ＝１．６７１
ｒ２／ｒ３＝１．８２４
実施例５の観察光学系は、図５（ｂ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズの物体側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１２８】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２９】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２１．２０５ｍｍ
２ω＝３０．０３６°
ｂ／ａ＝０．６２６
ｄｐ／ｄｎ＝６．６８７
ｄａ／ｄｎ＝１．２９３
ａ／ｃ＝２．１９８
ｆe ／ａ＝１．４４９
ｒ２／ｒ３＝３．３４０
実施例６の観察光学系は、図５（ｃ）に示すように、表示素子側から、表示素子に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズの物体側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１３０】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１３１】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２１．２６８ｍｍ
２ω＝３０．０２１°
ｂ／ａ＝０．６９０
ｄｐ／ｄｎ＝４．４５６
ｄａ／ｄｎ＝０．４０３
ａ／ｃ＝２．２５８
ｆe ／ａ＝１．４１４
ｒ２／ｒ３＝１．３０２
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。また、ｒ0 は“ＬＣＤ”の表示面の曲率半径、ｄ0 は“ＬＣＤ”の表示面と第１レンズ面との間の間隔、ｒ5 は“ＥＰ”の面の曲率半径、ｄ4 はアイリリーフである。長さの単位はｍｍである。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１３２】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］＋A4ｙ4 ＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A4、A6、A8はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。
【０１３３】
（実施例１）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 14.34
ｒ1 = -77.680 （非球面） ｄ1 = 2.17 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 69.395 ｄ2 = 1.15
ｒ3 = 24.413 ｄ3 = 5.95 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -12.687 （非球面） ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
A4 =-2.07664×10-4
A6 =-1.18835×10-6
A8 =-3.44641×10-9
第４面
Ｋ = 0.000
A4 =-2.55455×10-6
A6 =-6.30585×10-8
A8 = 5.14990×10-9 。
【０１３４】
（実施例２）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 14.34
ｒ1 = -80.005 （非球面） ｄ1 = 1.70 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 67.386 ｄ2 = 1.10
ｒ3 = 23.029 ｄ3 = 6.95 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -12.946 （非球面） ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
A4 =-1.87000×10-4
A6 =-9.25660×10-7
A8 =-5.71110×10-9
第４面
Ｋ = 0.000
A4 = 7.63990×10-6
A6 =-1.16220×10-7
A8 = 4.95660×10-9 。
【０１３５】
（実施例３）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 12.28
ｒ1 = 50.414 ｄ1 = 1.06 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 9.124 ｄ2 = 0.55
ｒ3 = 9.908 （非球面） ｄ3 = 6.42 ｎd2 =1.49236 νd2 =57.86
ｒ4 = -9.014 ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0.000
A4 =-4.23266×10-4
A6 = 1.26605×10-5
A8 =-1.87739×10-7 。
【０１３６】
（実施例４）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 10.91
ｒ1 = -26.234 ｄ1 = 1.06 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 24.828 ｄ2 = 1.51
ｒ3 = 13.612 ｄ3 = 5.92 ｎd2 =1.49236 νd2 =57.86
ｒ4 = -8.868 （非球面） ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第４面
Ｋ = 0.000
A4 = 2.46412×10-4
A6 = 2.50349×10-6
A8 = 1.52473×10-8 。
【０１３７】
（実施例５）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 14.64
ｒ1 = -37.022 ｄ1 = 1.02 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 52.882 ｄ2 = 1.32
ｒ3 = 15.833 （非球面） ｄ3 = 6.82 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -13.482 ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0.000
A4 =-2.24211×10-4
A6 = 6.92370×10-7
A8 =-1.96757×10-9 。
【０１３８】
（実施例６）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 15.04
ｒ1 = 68.309 ｄ1 = 1.77 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 17.414 ｄ2 = 0.71
ｒ3 = 13.379 （非球面） ｄ3 = 7.90 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -15.234 ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0.000
A4 =-1.72329×10-4
A6 = 7.59604×10-7
A8 =-5.05665×10-9 。
【０１３９】
以上の実施例１〜６の収差図をそれぞれ図６〜図１１に示す。図中、“ＳＡ”は球面収差、“ＡＳ”は非点収差、“ＣＣ”は倍率色収差を示す。
【０１４０】
ところで、図１２は上記実施例１の負レンズＬｎと正レンズＬｐの間にゴーストをカットする絞りＳを配置した様子を示す断面図であり、図の（ａ）は液晶表示素子ＬＣＤの長辺方向の光軸を含む断面図、（ｂ）は液晶表示素子ＬＣＤの短辺方向の光軸を含む断面図である。図中、ＥＬは長辺方向における正レンズＬｐのレンズ縁の射出側面の端位置を示し、ＥＳは短辺方向における正レンズＬｐのレンズ縁の射出側面の端位置を示している。そして、図中に、本発明の条件式（７）と（８）のパラメータＹｂＬ、ＹａＬ、ｚＬ、ＹｂＳ、ＹａＳ、ｚＳを示してある。この実施例におけるこれらの値は次の通りである。なお、図１３に絞りを配置しない場合のゴーストの発生の様子を示す断面図を示す。
【０１４１】
ＹｂＬ＝６．５８５ｍｍ
ＹａＬ＝５．５ｍｍ
ｚＬ＝３．８５２ｍｍ
ＹｂＳ＝５ｍｍ
ＹａＳ＝４．４ｍｍ
ｚＳ＝４．６５６ｍｍ
これらの値から、
（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＝０．２８２
（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＝０．１２９
となり、何れも条件式（７）、（８）を満足する。この実施例においては、これらの数値からも明らかなように、絞りＳも正レンズＬｐも液晶表示素子ＬＣＤと略相似の略矩形形状に構成されている。
【０１４２】
以上の本発明の撮像装置は、例えば次のように構成することができる。
【０１４３】
〔１〕 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１４４】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
２．３＜ｄｐ／ｄｎ＜７ ・・・（２）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄｐは前記正レンズの厚み、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１４５】
〔２〕 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１４６】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
０．３＜ｄａ／ｄｎ＜１．７ ・・・（３）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１４７】
〔３〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１４８】
１．0 ＜ａ／ｃ ・・・（４）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｃは前記画像表示素子の表示面における短辺方向の長さである。
【０１４９】
〔４〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１５０】
１．３＜ｆｅ／ａ＜２．０ ・・・（５）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｆｅは前記観察光学系の焦点距離である。
【０１５１】
〔５〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１５２】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１５３】
〔６〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１５４】
２．０＜ｒ２／ｒ３＜３．２ ・・・（６）
ただし、ｒ２は前記負レンズの観察者側の面の光軸上曲率半径、ｒ３は前記正レンズの画像表示素子側の面の光軸上曲率半径である。
【０１５５】
〔７〕 上記１又は２記載の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであることを特徴とする撮像装置。
【０１５６】
〔８〕 上記１又は２記載の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
【０１５７】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１５８】
〔９〕 上記１又は２記載の撮像装置において、撮像光学系を有すことを特徴とする撮像装置。
【０１５９】
〔１０〕 上記１又は２記載の撮像装置において、前記負レンズと前記正レンズの間に絞りを有すことを特徴とする撮像装置。
【０１６０】
〔１１〕 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、負レンズ成分と正レンズ成分とからなり、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に絞りを配したことを特徴とする撮像装置。
【０１６１】
〔１２〕 上記１１記載の撮像装置において、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に配された絞りが前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある絞りであることを特徴とする撮像装置。
【０１６２】
〔１３〕 上記１１又は１２記載の撮像装置において、前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある前記絞りの有効半径と、前記正レンズ成分との関係が少なくとも以下の条件の何れか一方を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１６３】
０．０５＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．４ ・・・（７）
０．０５＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．４ ・・・（８）
ただし、ｚＬは光軸を含む長辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＬは前記長辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＬは前記長辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離、ｚＳは光軸を含む短辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＳは前記短辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＳは前記短辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離である。
【０１６４】
〔１４〕 上記１１から１３の何れか１項記載の撮像装置において、前記負レンズ成分は両凹形状であり、かつ、前記正レンズ成分は両凸形状であることを特徴とする撮像装置。
【０１６５】
〔１５〕 上記１１から１４の何れか１項記載の撮像装置において、前記絞りは前記画像表示素子と略相似の略矩形形状であることを特徴とする撮像装置。
【０１６６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、次のような撮像装置が得られる。
・小型化に適した電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・観察者が容易に撮像範囲を把握し得る撮像装置。
・画像表示素子の表示面の対角線長が小さい画像表示素子を用いた場合であっても、十分な観察視野角と光学性能を確保した撮像装置。
・倍率の色収差を良好に補正した電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・観察光学系に付着したほこり等が目立たない電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・画像表示素子として反射型画像表示素子を用いる場合であっても、好適な光学要素の配置が行える電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・フレア、ゴースト等の有害光が観察者の眼に到達することを防ぐ撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示す図である。
【図２】本発明の撮像装置を銀塩カメラに適用した場合の構成を示す図である。
【図３】本発明の電子ビューファインダーの代表例の構成を示す図である。
【図４】本発明による実施例１〜３の観察光学系の光軸を含む断面図である。
【図５】本発明による実施例４〜６の観察光学系の光軸を含む断面図である。
【図６】実施例１の観察光学系の収差図である。
【図７】実施例２の観察光学系の収差図である。
【図８】実施例３の観察光学系の収差図である。
【図９】実施例４の観察光学系の収差図である。
【図１０】実施例５の観察光学系の収差図である。
【図１１】実施例６の観察光学系の収差図である。
【図１２】実施例１の負レンズと正レンズの間にフレアをカットする絞りを配置した様子を示す断面図である。
【図１３】絞りを配置しない場合のゴーストの発生の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１…撮像光学系
２…フィルター
３…撮像素子
４…コントローラー
５…内蔵メモリー
６…電子ビューファインダー
７…インターフェイス
８…補助メモリー
９…パーソナルコンピューター
１０…デジタルカメラ
１１…撮像光学系
１２…フィルム
１３…対物レンズ
１４…撮像素子
１５…第１のコントローラー
１６…第２のコントローラー
２０…銀塩カメラ
２１Ｒ…赤色光源
２１Ｇ…緑色光源
２１Ｂ…青色光源
２２…照明光学系
２３…観察光学系
２４…観察光学系の光軸
２５…観察者の眼
２６…反射型画像表示素子
２７…平行平面板
２８…偏光ハーフミラー
Ｌｎ…負レンズ
Ｌｐ…正レンズ
Ｓ…絞り
ＬＣＤ…液晶表示素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、銀塩カメラやデジタルカメラ等の撮像装置に関し、特に小型の画像表示素子、特に液晶表示素子を用いる際に好適な電子ビューファインダーを備えた撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多くの銀塩カメラやデジタルカメラは、撮像光学系による像を記録する手段と撮像範囲を確認するための観察光学系とを備えている。像を記録する手段として、銀塩カメラの場合、フィルム面上での化学反応が用いられ、また、デジタルカメラの場合、ＣＣＤ等の電子撮像素子での光電変換により得られる情報が用いられる。
【０００３】
一方、観察光学系は、被写体側からの光束を観察者側に導き、観察者の眼の網膜上に像を形成することにより撮像する像を観察するようにしたものが多く用いられている。このタイプの観察光学系は、入射側の一部を記録する像を形成するための撮像光学系と共有するものと共有しないものとがある。前者の具体例として、一眼レフレックスカメラがある。また、後者の例としては、特にズーム光学系に適したもので、対物光学系と像正立手段と接眼光学系とを有する実像式ファインダーが多くの製品に搭載されている。これらを総称して光学式ファインダーと呼ぶことがある。
【０００４】
一方、デジタルカメラやビデオカメラには、光学式ファインダーの他に、ＬＣＤ（液晶表示素子）等の電子表示素子にて像を表示して、これで観察者が直接見ることによって撮像範囲を確認し得る電子式ファインダーを搭載したものも多く製品化されている。また光学式ファンダーと電子式ファインダーの両方を搭載したデジタルカメラも多く製品化されている。
【０００５】
また、観察光学系を介してＬＣＤ等の虚像を観察するいわゆるＥＶＦ（電子ビューファインダー）が提案されている。このような電子式ファインダーを搭載したものの場合、従来の製品では、表示素子の表示面における対角線長が０．５インチ程度（１２ｍｍ程度）のものが用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、近年、カメラの小型化への要望が強くなっている。それに用いられている観察光学系は、従来のＬＣＤのサイズに合わせて設計を行ったものであり、観察系全体の大きさを小さくすることができず、撮像装置のさらなる小型化を制限するものであった。
【０００７】
一方、ＬＣＤのサイズが従前のものに比べて小さいものが開発されてはいるが、このようなＬＣＤを電子ビューファインダーに用いた場合、従前の観察光学系では、被写体を観察する視野角がＬＣＤの大きさに合わせて小さくなってしまい、十分な観察が難しくなってしまうといった問題を有している。
【０００８】
一方、ＬＣＤのサイズに合わせて観察光学系全体を縮小化すると、観察に必要なアイリリーフが十分に取れなくなってしまうといった不具合を有している。
【０００９】
また、画像表示素子の小型化に伴い観察光学系による倍率を大きくすると、それに伴い倍率の色収差が発生しやすくなると共に、観察光学系に付着したほこり等がより拡大されて観察されてしまうといった問題も有している。
【００１０】
また、画像表示素子として表示面側から光線を入射させる反射型表示素子を用いる際は、表示に必要な光路を確保する必要が生じる。
【００１１】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、以下に示す何れかの目的を達成するものである。
・小型化に適した電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。
・観察者が容易に撮像範囲を把握し得る撮像装置を提供すること。
・画像表示素子の表示面の対角線長が小さい画像表示素子を用いた場合であっても、十分な観察視野角と光学性能を確保した撮像装置を提供すること。
・倍率の色収差を良好に補正した電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。
・観察光学系に付着したほこり等が目立たない電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。
・画像表示素子として反射型画像表示素子を用いる場合であっても、好適な光学要素の配置が行える電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供すること。・フレア、ゴースト等の有害光が観察者の眼に到達することを防ぐこと。
【００１２】
また、本発明は、上述の複数の目的を達成し得る電子ビューファインダーを備えた撮像装置を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の第１の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００１４】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
２．３＜ｄｐ／ｄｎ＜７ ・・・（２）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄｐは前記正レンズの厚み、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００１５】
第１の撮像装置の作用を説明する。
【００１６】
まず、本発明において、レンズは、間に屈折面を持たない２つの屈折面に挟まれてなる媒質を１単位とする。レンズ成分は、間に空気間隔を持たず２つの空気接触面に挟まれてなる媒質を１単位とし、単レンズ、接合レンズが相当する。また、レンズの厚みは光軸上の厚さを意味する。
【００１７】
倍率の色収差の補正のためには少なくとも負レンズ、正レンズを１枚ずつ必要とする。その上で、小型の画像表示素子であっても十分な視野の像が観察できるようにするためには、負レンズで光線を広げてその後正レンズで観察者眼球へ導くようにするとよい。このとき、負レンズと正レンズとの間隔を十分確保することで、２つの単レンズでも視野の確保が容易となる。また、 表示素子面に表示された画像は、一般に表示面に垂直な方向へ射出する光束が最も視認性が優れている。したがって、表示面側より、負レンズ、正レンズのレンズ配置とすれば、表示面から略垂直に射出した光束を観察光としやすくなる。
【００１８】
条件式（１）は、表示面から観察光学系までの距離と観察光学系の全長とをバランスさせるための式である。小型の画像表示素子で大きい視野角を得るためには、観察光学系の焦点距離を短くする必要があるが、条件（１）の下限値の０．４５を越えて観察光学系の全長が小さくなってしまうと、観察光学系内における軸上及び軸外の光線の屈折角を大きく取る必要が生じ、球面収差、コマ収差や、倍率の色収差等が発生しやすくなる。若しくは、表示面から観察光学系までの距離が長くなりすぎ、必要な視野角が得難くなる。
【００１９】
条件式（２）は、観察光学系の小型化と視野角確保をバランスさせるための条件である。その下限値の２．３を越えると、正レンズの厚みが小さくなり十分な屈折力を確保できない。上限値の７を越えると、正レンズの厚みが大きくなり観察光学系の小型化に不利である。
【００２０】
さらに、電子ビューファインダー全体の小型化のためには、以下の条件（１−１）を満足することが好ましい。
【００２１】
０．６＜ｂ／ａ＜１．０ ・・・（１−１）
この条件式の下限の０．６内であると、球面収差、コマ収差や、倍率の色収差等の補正がより容易になり、また、表示面から観察光学系までの距離を短くしても必要な視野角が得やすくなる。また、上限の１．０を越えると、観察光学系の全長が大きくなりすぎてしまい、小型の画像表示素子を用いても小型化の達成が困難となる。若しくは、表示面から観察光学系の間隔が短くなり、観察光学系に付着したほこりが目立つようになる。また、画像表示素子を反射型画像表示素子とした際には、照明光を導くための光路が取り難くなる。
【００２２】
さらには、
０．６１＜ｂ／ａ＜０．７８ ・・・（１−２）
を満たすと、より好ましい。
【００２３】
また、条件式（２）については、以下のようにするとよりよい。
【００２４】
２．５＜ｄｐ／ｄｎ＜６．９ ・・・（２−１）
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００２５】
２．７＜ｄｐ／ｄｎ＜６．７ ・・・（２−２）
本発明の第２の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００２６】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
０．３＜ｄａ／ｄｎ＜１．７ ・・・（３）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００２７】
第２の撮像装置の作用を説明する。
【００２８】
小型の画像表示素子であっても十分な視野の像が観察できるようにするためには、負レンズで光線を広げてその後正レンズで観察者眼球へ導くようにするとよい。このとき、負レンズと正レンズとの間隔を十分確保することで、２つの単レンズでも視野の確保が容易となる。また、 表示素子面に表示された画像は、一般に表示面に垂直な方向へ射出する光束が最も視認性が優れている。したがって、表示面側より、負レンズ、正レンズのレンズ配置とすれば、表示面から略垂直に射出した光束を観察光としやすくなる。
【００２９】
条件式（１）は、表示面から観察光学系までの距離と観察光学系の全長とをバランスさせるための式である。小型の画像表示素子で大きい視野角を得るためには、観察光学系の焦点距離を短くする必要があるが、条件（１）の下限値の０．４５を越えて観察光学系の全長が小さくなってしまうと、観察光学系内における軸上及び軸外の光線の屈折角を大きく取る必要が生じ、球面収差、コマ収差や、倍率の色収差等が発生しやすくなる。若しくは、表示面から観察光学系までの距離が長くなりすぎ、必要な視野角が得難くなる。
【００３０】
条件式（３）は、観察光学系の小型化と視野角確保のため、正レンズと負レンズの間隔を規定する条件である。十分な視野角を確保するには、負レンズで光線を広げ、正レンズで観察者眼球へ導くようにするとよい。この条件式の下限値の０．３を越えると、正レンズと負レンズが近づくため、視野角確保に不利である。上限値の１．７を越えると、空気間隔が大きくなり観察光学系の小型化に不利である。
【００３１】
条件式（１）については、前記と同様に、以下のようにするとよりよい。
【００３２】
０．６＜ｂ／ａ＜１．０ ・・・（１−１）
さらには、
０．６１＜ｂ／ａ＜０．７８ ・・・（１−２）
を満たすと、より好ましい。
【００３３】
また、条件式（３）については、以下のようにするとよりよい。
【００３４】
０．３５＜ｄａ／ｄｎ＜１．５８ ・・・（３−１）
さらに、以下のようにすると最もよい。
【００３５】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．４５ ・・・（３−２）
本発明の第３の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００３６】
１．0 ＜ａ／ｃ ・・・（４）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｃは前記画像表示素子の表示面における短辺方向の長さである。
【００３７】
第３の撮像装置の作用を説明する。
【００３８】
条件（４）は、表示面の短辺方向の長さに対する表示面から観察光学系の長さを規定するものである。条件（４）下限の１．０を越えると、観察光学系に付いたほこりが目立ちやすくなる。また、反射型画像表示素子の場合、照明光を画像表示素子に導くための反射光路が取れなくなる。
【００３９】
さらに、電子ビューファインダー全体の小型化のためには、以下の条件を満足することが好ましい。
【００４０】
２．０＜ａ／ｃ＜４．５ ・・・（４−１）
この条件（４−１）の下限の２．０内であると、観察光学系に付いたほこりが目立ち難くなり、また、反射型画像表示素子の場合に、照明光を画像表示素子に導くための反射光路が取りやすくなる。上限の４．５を越えると、画像表示素子と観察光学系との間隔が大きくなりすぎてしまい、小型の画像表示素子を用いても小型化が達成できなくなる。
【００４１】
さらには、
２．１＜ａ／ｃ＜４．３ ・・・（４−２）
を満たすと、より好ましい。
【００４２】
本発明の第４の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００４３】
１．３＜ｆｅ／ａ＜２．０ ・・・（５）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｆｅは前記観察光学系の焦点距離である。
【００４４】
第４の撮像装置の作用を説明する。
【００４５】
条件式（５）は、表示素子と観察光学系の十分な間隔と、必要なアイリリーフに関する条件である。下限値の１．３を越えると、観察に必要なアイリリーフが取り難くなる。上限値の２．０を越えると、観察に十分な視野角が得られ難くなる。
【００４６】
さらには、
１．４＜ｆｅ／ａ＜１．７ ・・・（５−１）
を満たすと、より好ましい。
【００４７】
さらには、
１．４１＜ｆｅ／ａ＜１．６８ ・・・（５−２）
を満たすと、より好ましい。
【００４８】
本発明の第５の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００４９】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００５０】
第５の撮像装置の作用を説明する。
【００５１】
条件式（３−３）について、前述の条件式（３）の上下限をより限定するものであり、視野角の確保と小型化の両立を図ることが可能となる。
【００５２】
本発明の第６の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【００５３】
２．０＜ｒ２／ｒ３＜３．２ ・・・（６）
ただし、ｒ２は前記負レンズの観察者側の面の光軸上曲率半径、ｒ３は前記正レンズの画像表示素子側の面の光軸上曲率半径である。
【００５４】
第６の撮像装置の作用を説明する。
【００５５】
条件式（６）について、ｒ２／ｒ３の変化に伴い、負レンズと正レンズそれぞれのベンディング状態が変化する。条件式（６）の下限値の２．０を越えると、ｒ２とｒ３が近づき、正レンズ後面の曲率半径が小さくなる傾向にある。このとき、非点収差、ディストーション、コマ収差をバランス良く補正することが困難になる。条件式（６）の上限値の３．２を越えると、ｒ2 とｒ３が離れる。この変化に伴い、正レンズの後面の曲率半径が大きくなる傾向になる。このとき球面収差、非点収差、コマ収差をバランス良く補正することが困難になる。
【００５６】
さらには、
２．４＜ｒ２／ｒ３＜３．１ ・・・（６−１）
を満たすと、より好ましい。
【００５７】
さらには、
２．７＜ｒ２／ｒ３＜３．０ ・・・（６−２）
を満たすと、より好ましい。
【００５８】
本発明の第７の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであることを特徴とするものである。
【００５９】
第７の撮像装置の作用を説明する。
【００６０】
負レンズを両凹レンズとし、正レンズを両凸レンズとすることで、それぞれのレンズが負担する屈折力を各々のレンズの両面で担うため、収差補正に有利である。
【００６１】
本発明の第８の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであると共に、以下の条件式を満足することを特徴とするものである。
【００６２】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【００６３】
第８の撮像装置の作用を説明する。
【００６４】
負レンズを両凹レンズとし、正レンズを両凸レンズとすることで、それぞれのレンズが負担する屈折力を各々のレンズの両面で担うため、収差補正に有利である。
【００６５】
また、条件式（３−３）は、前述の条件式（３）の上下限をより限定するものであり、視野角の確保と小型化の両立を図ることが可能となる。
【００６６】
本発明の第９の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、撮像光学系を有すことを特徴とするものである。
【００６７】
第９の撮像装置の作用を説明する。
【００６８】
このような構成だと、撮像光学系の特性（画角、焦点深度等）に応じた被写体像の観察が可能となる。また、任意に撮像光学系を交換できるように撮像装置本体にマウント部を設けて構成してもよく、その場合は、撮像光学系を含んでいなくとも、本発明の撮像装置に相当する。
【００６９】
本発明の第１０の撮像装置は、第１、第２の撮像装置において、前記負レンズと前記正レンズの間に絞りを有すことを特徴とするものである。
【００７０】
第１０の撮像装置の作用を説明する。
【００７１】
レンズ有効径が小さくできると、観察光学系の小型化につながる。しかし、レンズ有効径を小さくすると、レンズの縁に光線が当たりやすくなるため、ゴースト、フレア等の有害光が発生しやすくなる。本発明のように負レンズで光束を広げて正レンズに入射させる構成の場合、正レンズの縁にて有害光が発生しやすくなるが、負レンズと正レンズの間に絞りを入れると、レンズ有効径を小さくしても、画像表示素子から出て正レンズの縁に当たって眼に入るゴースト、フレア等の画像劣化を起こす有害光を低減することができるようになる。
【００７２】
本発明の第１１の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子に表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、負レンズ成分と正レンズ成分とからなり、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に絞りを配したことを特徴とするものである。
【００７３】
第１１の撮像装置の作用を説明する。
【００７４】
小型の画像表示素子であっても十分な視野の像が観察できるようにするためには、負レンズ成分で光線を広げてその後正レンズ成分で観察者眼球へ導くようにするとよい。このとき、負レンズ成分と正レンズ成分との間隔を十分確保することで、２つのレンズ成分でも視野の確保が容易となる。また、 表示素子面に表示された画像は、一般に表示面に垂直な方向へ射出する光束が最も視認性が優れている。したがって、表示面側より、負レンズ成分、正レンズ成分のレンズ配置とすれば、表示面から略垂直に射出した光束を観察光としやすくなる。
【００７５】
このように、負レンズ成分、正レンズ成分の順に配置することにより、周辺での光束を発散後収束させることで広視野の電子ビューファインダーを得ることが可能となる。一方、このような構成では、画像表示素子の正規に観察される光束以外の光束が負レンズ成分の発散作用により、正レンズ成分の縁肉部に導かれやすくなる。その縁肉部の反射光が観察者の眼球に到達すると、ゴーストやフレア等の画像の劣化を起こす有害光となる。
【００７６】
このようなレンズ配置の場合、正規に観察される光束への影響を少なくし、かつ、有害光の影響を抑えるためには、負レンズ成分と正レンズ成分の接する空気面間隔中に有害光を抑えるための絞りを配置することが有効である。
【００７７】
本発明の第１２の撮像装置は、第１１の撮像装置において、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に配された絞りが前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある絞りであることを特徴とするものである。
【００７８】
第１２の撮像装置の作用を説明する。
【００７９】
正レンズ成分と負レンズ成分の間に絞りを配置することにより、有効光束のケラレを少なくして、有害光を効率良く低減できる。
【００８０】
本発明の第１３の撮像装置は、第１１、第１２の撮像装置において、前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある前記絞りの有効半径と、前記正レンズ成分との関係が少なくとも以下の条件の何れか一方を満たすことを特徴とするものである。
【００８１】
０．０５＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．４ ・・・（７）
０．０５＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．４ ・・・（８）
ただし、ｚＬは光軸を含む長辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＬは前記長辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＬは前記長辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離、ｚＳは光軸を含む短辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＳは前記短辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＳは前記短辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離である。
【００８２】
第１２の撮像装置の作用を説明する。
【００８３】
正レンズ成分の縁肉部による有害な反射光に関して、より好ましい条件を規定しているのが条件式（７）、（８）である。条件式（７）、（８）の下限値のそれぞれ０．０５を越えると、有害光除去が不十分となる。一方、上限の０．４を越えると、有害光の除去をしやすくなる代わりに、有効光束をケル可能性が高くなるため、周辺光量の不足を招く。若しくは、ケラレを避けるためには、正レンズ成分外径が大きくせざるを得ず、装置の大型化を招く。
【００８４】
もちろん、条件式（７）、（８）の両方を同時に満足することがより望ましい。
【００８５】
なお、条件式（７）、（８）の何れかあるいは両方を以下のようにするとよりよい。
【００８６】
０．０７＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．３５ ・・・（７−１）
０．０７＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．３５ ・・・（８−１）
さらに、条件式（５）、（６）の何れかあるいは両方を以下のようにするとさらによい。特に両方を以下のようにすると最もよい。
【００８７】
０．１＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．３ ・・・（７−２）
０．１＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．３ ・・・（８−２）
本発明の第１４の撮像装置は、第１１〜第１３の撮像装置において、前記負レンズ成分は両凹形状であり、かつ、前記正レンズ成分は両凸形状であることを特徴とするものである。
【００８８】
第１４の撮像装置の作用を説明する。
【００８９】
負レンズ成分を両凹形状とし、正レンズ成分を両凸形状とすることで、それぞれのレンズ成分が負担する主たる屈折力を各々のレンズ成分の両面で担うため、収差補正に有利となる。 本発明の第１５の撮像装置は、第１１〜第１４の撮像装置において、前記絞りは前記画像表示素子と略相似の略矩形形状であることを特徴とするものである。 第１５の撮像装置の作用を説明する。
【００９０】
絞りを画像表示素子と略相似の略矩形形状とすることにより、効果的に正レンズ成分の縁肉部による有害な反射光を除去できる。
【００９１】
本発明において、上記の記載のそれぞれの構成を複数組み合わせてもそれぞれの構成に応じた効果を得ることができる。
【００９２】
また、条件式（１）〜（８）、及び、それらの下位の条件式については、何れか複数のものを同時に満足するようにしてもよい。
【００９３】
また、これらの条件式について、各々の上限のみ若しくは下限のみの限定にても、その限定に対応した効果を奏する。
【００９４】
また、当然、以下に説明する各実施例の値をそれらの上限値又は下限値としてもよい。
【００９５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の撮像装置の実施形態について説明する。
【００９６】
図１は、本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示す図である。図１において、符号１０は撮像装置であるデジタルカメラで、撮像光学系１と、フィルター２と、撮像素子３と、コントローラー４と、内蔵メモリー５と、電子ビューファインダー６と、インターフェイス７とより構成されている。
【００９７】
上記撮像装置において、物点より発した光は、光学素子（レンズ等）にて構成される撮像光学系１によりＣＣＤ等の撮像素子３の受光面上に物体像を形成する。撮像素子３は、規則正しく配置された光電変換素子の集まりよりなり、そのために生ずるモアレ現象を防止するためにローパス効果を持つフィルター２が撮像光学系１と撮像素子３の間に配置されている。また、赤外光をカットするための赤外カットフィルターを配置することもある。
【００９８】
撮像素子３に入射した光束は、その光電変換素子により電気信号に変換され、コントローラー４に入力される。コントローラー４によりガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理が行なわれ、内蔵メモリー５やインターフェイス７を介してパーソナルコンピューター９等に出力される。
【００９９】
また、コントローラー４から画像表示素子（図１には示していない）へ通信され、照明系、画像表示素子や観察光学系を含む構成の電子ビューファインダー６を介して、撮像しようとする画像や撮像された画像を観察者が観察し得るように構成されている。また、内蔵メモリー５から補助メモリー８へ画像データーを送ることができる。一方、インターフェース７からは同じ画像データーをパーソナルコンピューター９へ送ることができる。
【０１００】
図２は、本発明の撮像装置を銀塩カメラに適用した場合の構成を示すものである。図２に示すように、本発明の撮像装置を備えた銀塩カメラ２０は、撮像光学系１１と、フィルム１２と、対物レンズ１３と、ＣＣＤ等の撮像素子１４と、第１のコントローラー１５と、他の第２のコントローラー１６とを有し、さらに、図１のデジタルカメラと同様に、内蔵メモリー５と、電子ビューファインダー６とを備えている。
【０１０１】
この図２に示す銀塩カメラ２０は、物点からの光束を撮像光学系１１によりフィルム１２上に結像して物体像を形成する。また、物点より発した光束は、撮像光学系１１とは異なる別の対物レンズ１３により結像され、ＣＣＤ等の撮像素子１４上に物体像を形成する。この撮像素子１４に入射した光束は、撮像素子１４を構成する光電変換素子にて電気信号に変換され、第１のコントローラー１５に入力される。この第１のコントローラー１５によりガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理が行なわれ、画像表示素子へ送られ、照明系、画像表示素子や観察光学系を含む構成の電子ビューファインダー６を介して、撮像しようとする画像を撮像者により観察し得る。
【０１０２】
一方、コントローラー１５より内蔵メモリー５に蓄積された情報等を用いて撮像された画像を使用者（観察者）が観察し得る。
【０１０３】
また、第２のコントローラー１６は、撮像光学系１１を制御するためのもので、撮像光学系１１のズーミングやフォーカシング等の情報をこの第２のコントローラー１６からの信号を基に第１のコントローラー１５にて認識し、画像表示素子に表示する像の撮像画角に合わせて調節し得るようにしてもよい。また、撮像光学系１１のフォーカシング等の情報を第２のコントローラー１６にて認識し、表示素子に表示される像の範囲の補正（パララックス補正）を行なうようにしてもよい。また、第１のコントローラー１５よりの信号が内蔵メモリー５や図示してないインターフェイスへ送られ、これをパーソナルコンピューター等に出力するようにしてもよい。
【０１０４】
また、対物レンズ１３を用いずに、撮像光学系１１の光束をファインダー用に分割して、この分割されたファインダー用光束を用いてＣＣＤ等の撮像素子１４上に結像するようにして、この物体像を基に観察を行なうようにしてもよい。
【０１０５】
次に、本発明で用いる電子ビューファインダーについて説明する。
【０１０６】
図３は、本発明の電子ビューファインダーの構成の例を示す図で、図３において、符号２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂはそれぞれ赤色光源、緑色光源、青色光源であり、具体的には発光ダイオードを用いている。２２は照明光学系、２３は観察光学系、２４は観察光学系２３の光軸、２５は観察者の眼、２６は反射型画像表示素子、２７は偏光ハーフミラー２８が設けられている平行平面板である。
【０１０７】
このような構成のファインダーは、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂよりの照明光が、反射鏡よりなる照明光学系２２により反射されて、一方向（図の上方）へ射出される。観察光学系２３の光軸２４は画像表示素子２６の略中心にて垂直に交わるように構成されている。
【０１０８】
光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂより発して反射鏡にて構成されている照明光学系２２により反射されて一方向に射出される照明光は、光束の中心が観察光学系２３の光軸２４と略垂直に交わるように進み、ハーフミラー２８にて反射型画像表示素子２６の方へ反射される。
【０１０９】
反射型画像表示素子２６は、反射型のツイストネマチック液晶表示素子であり、この表示素子２６のツイスト角は４５°に設定されている。
【０１１０】
この反射型表示素子２６に表示された画像は、偏光ハーフミラー２８を設けた平面板２７を通り、観察光学系２３を介して観察者により観察される。
【０１１１】
このような構成の電子ビューファインダーにおいて、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂより発する照明光の偏光状態がランダムな場合、照明光は、偏光ハーフミラー２８によりある偏光方向の直線偏光となり、液晶表示素子２６を照明する。例えば、偏光ハーフミラー２８がＳ波を反射しＰ波を透過するように設定されている場合、ハーフミラー２８にて反射される照明光はＳ波となる。この反射されて画像表示素子である液晶表示素子２６を照明する照明光は、電圧を印加した画素を透過の液晶層を通り、その下部にて反射されることにより偏光方向が９０°回転されて射出する。したがって、Ｓ波として画像表示素子２６に入射しそこで変調された照明光は、Ｐ波として射出する。Ｐ波になった光は、再び平面板２７に入射し、略全ての光が偏光ハーフミラー２８を透過して観察光学系２３を介して観察者の眼２５に到達する。
【０１１２】
また、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂは順に点灯し、赤、緑、青の光線が液晶表示素子２６へ順次導かれる。一方、液晶表示素子２６はその導かれた光線に対応した画像を順次表示し、それによりカラー画像を形成している。
【０１１３】
以上のように、本発明で用いる電子ビューファインダーは、構成が簡単であり、しかも、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂより発する光の光量をロスすることが少なく、光を有効に利用できる小型で軽量なファインダーになし得る。また、観察光学系２３の作用により、観察者は画像表示素子２６の画像を拡大して虚像として知覚することになる。この場合、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂを射出した光束が偏光ハーフミラー２８にて反射されて画像表示素子２６に入射する照明光路と、画像表示素子２６にて反射された光束が偏光ハーフミラー２８を透過して観察者の目に導かれる観察光路とが、偏光ハーフミラー２８と画像表示素子２６との間にて往復光路を形成するように電子ビューファインダーを構成することが望ましい。このように構成することにより、観察光学系内部の光路の往路と復路とを兼用することができ、光学系内部に両光路を異なる光路にする場合と比較して、無駄な光学要素（透過面や反射面）やスペースを省くことができ、撮像装置をコンパクトになし得る。また、フレアー光の発生防止にも役立つ。
【０１１４】
なお、図３に示すファインダーにおいて、ハーフミラー２８を回転対称な放物面等の曲面としてもよい。また、ハーフミラー２８を透過する光路に照明光学系２２を配置し、ハーフミラー２８を反射する光路に観察光学系２３を配置するようにしてもよい。その場合、画像表示素子２６の表示面から観察光学系２３の最も画像表示素子２６側の面までの距離ａはその光路長を意味する。さらには、画像表示素子２６としては、反射型に限らず透過型の画像表示素子を用いてもよい。その場合には、光源２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂ及び照明光学系２２は、画像表示素子２６の背後に配置され、ハーフミラー２８は必要ない。
【０１１５】
ところで、図３には、本発明の条件式（１）、（４）、（５）に関するパラメータａ、ｂ、ｃを示してある。
【０１１６】
図３に示す電子ビューファインダーの観察光学系２３は、以下の示す実施例のように構成することができる。
【０１１７】
以下に示す実施例では、実施例１、２、５、６は表示面が水平方向８．９６ｍｍ、垂直方向（短辺方向）６．６６ｍｍの長方形をしたもので、対角線長が１１．１６４ｍｍである。実施例３、４は表示面が水平方向３．８４ｍｍ、垂直方向（短辺方向）２．８８ｍｍの長方形をしたもので、対角線長が４．８ｍｍである。
【０１１８】
図４（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ実施例１〜３の観察光学系の光軸を含む断面図を、図５（ａ）〜（ｃ）にそれぞれ実施例４〜６の観察光学系の光軸を含む断面図を示す。これらの実施例の数値データは後記するが、各実施例において、画像表示素子を構成する液晶表示素子を“ＬＣＤ”と表記してあり、アイポイントは“ＥＰ”と表記してあり、また、画像表示素子の対角線長を“Ｌ”と表記してある。
【０１１９】
実施例１の観察光学系は、図４（ａ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凹負レンズの物体側の面と、両凸正レンズのアイポイント側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１２０】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２１】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２０．９５ｍｍ
２ω＝３０．１０９°
ｂ／ａ＝０．６４７
ｄｐ／ｄｎ＝２．７４６
ｄａ／ｄｎ＝０．５３３
ａ／ｃ＝２．１５３
ｆe ／ａ＝１．４６１
ｒ２／ｒ３＝２．８４３
実施例２の観察光学系は、図４（ｂ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凹負レンズの物体側の面と、両凸正レンズのアイポイント側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１２２】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２３】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２１．００１ｍｍ
２ω＝３０．０７５°
ｂ／ａ＝０．６８０
ｄｐ／ｄｎ＝４．０８８
ｄａ／ｄｎ＝０．６４７
ａ／ｃ＝２．１５４
ｆe ／ａ＝１．４６４
ｒ２／ｒ３＝２．９２６
実施例３の観察光学系は、図４（ｃ）に示すように、表示素子側から、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズの物体側の面が非球面で構成されている。この実施例は、反射型液晶表示素子を用いている。
【０１２４】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２５】
ｃ＝２．８８ｍｍ
ｆe ＝１８．２４ｍｍ
２ω＝１５．０５１°
ｂ／ａ＝０．６５４
ｄｐ／ｄｎ＝６．０４９
ｄａ／ｄｎ＝０．５１８
ａ／ｃ＝４．２６６
ｆe ／ａ＝１．４８５
ｒ２／ｒ３＝０．９２１
実施例４の観察光学系は、図５（ａ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズのアイポイント側の面が非球面で構成されている。この実施例は、反射型液晶表示素子を用いている。
【０１２６】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２７】
ｃ＝２．８８ｍｍ
ｆe ＝１８．２３９ｍｍ
２ω＝１５．４４７°
ｂ／ａ＝０．７７８
ｄｐ／ｄｎ＝５．５７４
ｄａ／ｄｎ＝１．４２４
ａ／ｃ＝３．７８９
ｆe ／ａ＝１．６７１
ｒ２／ｒ３＝１．８２４
実施例５の観察光学系は、図５（ｂ）に示すように、表示素子側から、両凹負レンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズの物体側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１２８】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１２９】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２１．２０５ｍｍ
２ω＝３０．０３６°
ｂ／ａ＝０．６２６
ｄｐ／ｄｎ＝６．６８７
ｄａ／ｄｎ＝１．２９３
ａ／ｃ＝２．１９８
ｆe ／ａ＝１．４４９
ｒ２／ｒ３＝３．３４０
実施例６の観察光学系は、図５（ｃ）に示すように、表示素子側から、表示素子に凸面を向けた負メニスカスレンズと、両凸正レンズとからなり、両凸正レンズの物体側の面が非球面で構成されている。この実施例は、透過型液晶表示素子を用いている。つまり、表示画面の裏面側に光源を配置し、透過型液晶表示素子の透過光によって画像を表示するものである。
【０１３０】
この実施例の条件（１）〜（６）に係わる値、及び、観察像の対角方向における視野角２ωは次の通りである。
【０１３１】
ｃ＝６．６６ｍｍ
ｆe ＝２１．２６８ｍｍ
２ω＝３０．０２１°
ｂ／ａ＝０．６９０
ｄｐ／ｄｎ＝４．４５６
ｄａ／ｄｎ＝０．４０３
ａ／ｃ＝２．２５８
ｆe ／ａ＝１．４１４
ｒ２／ｒ３＝１．３０２
以下に、上記各実施例の数値データを示すが、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズのｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズのアッベ数である。また、ｒ0 は“ＬＣＤ”の表示面の曲率半径、ｄ0 は“ＬＣＤ”の表示面と第１レンズ面との間の間隔、ｒ5 は“ＥＰ”の面の曲率半径、ｄ4 はアイリリーフである。長さの単位はｍｍである。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１３２】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］＋A4ｙ4 ＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、A4、A6、A8はそれぞれ４次、６次、８次の非球面係数である。
【０１３３】
（実施例１）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 14.34
ｒ1 = -77.680 （非球面） ｄ1 = 2.17 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 69.395 ｄ2 = 1.15
ｒ3 = 24.413 ｄ3 = 5.95 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -12.687 （非球面） ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
A4 =-2.07664×10-4
A6 =-1.18835×10-6
A8 =-3.44641×10-9
第４面
Ｋ = 0.000
A4 =-2.55455×10-6
A6 =-6.30585×10-8
A8 = 5.14990×10-9 。
【０１３４】
（実施例２）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 14.34
ｒ1 = -80.005 （非球面） ｄ1 = 1.70 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 67.386 ｄ2 = 1.10
ｒ3 = 23.029 ｄ3 = 6.95 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -12.946 （非球面） ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第１面
Ｋ = 0.000
A4 =-1.87000×10-4
A6 =-9.25660×10-7
A8 =-5.71110×10-9
第４面
Ｋ = 0.000
A4 = 7.63990×10-6
A6 =-1.16220×10-7
A8 = 4.95660×10-9 。
【０１３５】
（実施例３）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 12.28
ｒ1 = 50.414 ｄ1 = 1.06 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 9.124 ｄ2 = 0.55
ｒ3 = 9.908 （非球面） ｄ3 = 6.42 ｎd2 =1.49236 νd2 =57.86
ｒ4 = -9.014 ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0.000
A4 =-4.23266×10-4
A6 = 1.26605×10-5
A8 =-1.87739×10-7 。
【０１３６】
（実施例４）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 10.91
ｒ1 = -26.234 ｄ1 = 1.06 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 24.828 ｄ2 = 1.51
ｒ3 = 13.612 ｄ3 = 5.92 ｎd2 =1.49236 νd2 =57.86
ｒ4 = -8.868 （非球面） ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第４面
Ｋ = 0.000
A4 = 2.46412×10-4
A6 = 2.50349×10-6
A8 = 1.52473×10-8 。
【０１３７】
（実施例５）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 14.64
ｒ1 = -37.022 ｄ1 = 1.02 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 52.882 ｄ2 = 1.32
ｒ3 = 15.833 （非球面） ｄ3 = 6.82 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -13.482 ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0.000
A4 =-2.24211×10-4
A6 = 6.92370×10-7
A8 =-1.96757×10-9 。
【０１３８】
（実施例６）
ｒ0 = ∞（ＬＣＤ） ｄ0 = 15.04
ｒ1 = 68.309 ｄ1 = 1.77 ｎd1 =1.58423 νd1 =30.49
ｒ2 = 17.414 ｄ2 = 0.71
ｒ3 = 13.379 （非球面） ｄ3 = 7.90 ｎd2 =1.52542 νd2 =55.78
ｒ4 = -15.234 ｄ4 = 17.00
ｒ5 = ∞（ＥＰ）
非球面係数
第３面
Ｋ = 0.000
A4 =-1.72329×10-4
A6 = 7.59604×10-7
A8 =-5.05665×10-9 。
【０１３９】
以上の実施例１〜６の収差図をそれぞれ図６〜図１１に示す。図中、“ＳＡ”は球面収差、“ＡＳ”は非点収差、“ＣＣ”は倍率色収差を示す。
【０１４０】
ところで、図１２は上記実施例１の負レンズＬｎと正レンズＬｐの間にゴーストをカットする絞りＳを配置した様子を示す断面図であり、図の（ａ）は液晶表示素子ＬＣＤの長辺方向の光軸を含む断面図、（ｂ）は液晶表示素子ＬＣＤの短辺方向の光軸を含む断面図である。図中、ＥＬは長辺方向における正レンズＬｐのレンズ縁の射出側面の端位置を示し、ＥＳは短辺方向における正レンズＬｐのレンズ縁の射出側面の端位置を示している。そして、図中に、本発明の条件式（７）と（８）のパラメータＹｂＬ、ＹａＬ、ｚＬ、ＹｂＳ、ＹａＳ、ｚＳを示してある。この実施例におけるこれらの値は次の通りである。なお、図１３に絞りを配置しない場合のゴーストの発生の様子を示す断面図を示す。
【０１４１】
ＹｂＬ＝６．５８５ｍｍ
ＹａＬ＝５．５ｍｍ
ｚＬ＝３．８５２ｍｍ
ＹｂＳ＝５ｍｍ
ＹａＳ＝４．４ｍｍ
ｚＳ＝４．６５６ｍｍ
これらの値から、
（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＝０．２８２
（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＝０．１２９
となり、何れも条件式（７）、（８）を満足する。この実施例においては、これらの数値からも明らかなように、絞りＳも正レンズＬｐも液晶表示素子ＬＣＤと略相似の略矩形形状に構成されている。
【０１４２】
以上の本発明の撮像装置は、例えば次のように構成することができる。
【０１４３】
〔１〕 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１４４】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
２．３＜ｄｐ／ｄｎ＜７ ・・・（２）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄｐは前記正レンズの厚み、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１４５】
〔２〕 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１４６】
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
０．３＜ｄａ／ｄｎ＜１．７ ・・・（３）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１４７】
〔３〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１４８】
１．0 ＜ａ／ｃ ・・・（４）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｃは前記画像表示素子の表示面における短辺方向の長さである。
【０１４９】
〔４〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１５０】
１．３＜ｆｅ／ａ＜２．０ ・・・（５）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｆｅは前記観察光学系の焦点距離である。
【０１５１】
〔５〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１５２】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１５３】
〔６〕 上記１又は２記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１５４】
２．０＜ｒ２／ｒ３＜３．２ ・・・（６）
ただし、ｒ２は前記負レンズの観察者側の面の光軸上曲率半径、ｒ３は前記正レンズの画像表示素子側の面の光軸上曲率半径である。
【０１５５】
〔７〕 上記１又は２記載の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであることを特徴とする撮像装置。
【０１５６】
〔８〕 上記１又は２記載の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
【０１５７】
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。
【０１５８】
〔９〕 上記１又は２記載の撮像装置において、撮像光学系を有すことを特徴とする撮像装置。
【０１５９】
〔１０〕 上記１又は２記載の撮像装置において、前記負レンズと前記正レンズの間に絞りを有すことを特徴とする撮像装置。
【０１６０】
〔１１〕 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、負レンズ成分と正レンズ成分とからなり、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に絞りを配したことを特徴とする撮像装置。
【０１６１】
〔１２〕 上記１１記載の撮像装置において、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に配された絞りが前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある絞りであることを特徴とする撮像装置。
【０１６２】
〔１３〕 上記１１又は１２記載の撮像装置において、前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある前記絞りの有効半径と、前記正レンズ成分との関係が少なくとも以下の条件の何れか一方を満たすことを特徴とする撮像装置。
【０１６３】
０．０５＜（ＹｂＬ−ＹａＬ）／ｚＬ＜０．４ ・・・（７）
０．０５＜（ＹｂＳ−ＹａＳ）／ｚＳ＜０．４ ・・・（８）
ただし、ｚＬは光軸を含む長辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＬは前記長辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＬは前記長辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離、ｚＳは光軸を含む短辺方向の断面上における絞り面から光軸方向に沿った前記正レンズ成分射出側面の端までの距離、ＹａＳは前記短辺方向の断面上における絞りの有効半径、ＹｂＳは前記短辺方向の断面上における光軸から前記正レンズ成分の射出側面の端までの距離である。
【０１６４】
〔１４〕 上記１１から１３の何れか１項記載の撮像装置において、前記負レンズ成分は両凹形状であり、かつ、前記正レンズ成分は両凸形状であることを特徴とする撮像装置。
【０１６５】
〔１５〕 上記１１から１４の何れか１項記載の撮像装置において、前記絞りは前記画像表示素子と略相似の略矩形形状であることを特徴とする撮像装置。
【０１６６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によると、次のような撮像装置が得られる。
・小型化に適した電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・観察者が容易に撮像範囲を把握し得る撮像装置。
・画像表示素子の表示面の対角線長が小さい画像表示素子を用いた場合であっても、十分な観察視野角と光学性能を確保した撮像装置。
・倍率の色収差を良好に補正した電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・観察光学系に付着したほこり等が目立たない電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・画像表示素子として反射型画像表示素子を用いる場合であっても、好適な光学要素の配置が行える電子ビューファインダーを備えた撮像装置。
・フレア、ゴースト等の有害光が観察者の眼に到達することを防ぐ撮像装置。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示す図である。
【図２】本発明の撮像装置を銀塩カメラに適用した場合の構成を示す図である。
【図３】本発明の電子ビューファインダーの代表例の構成を示す図である。
【図４】本発明による実施例１〜３の観察光学系の光軸を含む断面図である。
【図５】本発明による実施例４〜６の観察光学系の光軸を含む断面図である。
【図６】実施例１の観察光学系の収差図である。
【図７】実施例２の観察光学系の収差図である。
【図８】実施例３の観察光学系の収差図である。
【図９】実施例４の観察光学系の収差図である。
【図１０】実施例５の観察光学系の収差図である。
【図１１】実施例６の観察光学系の収差図である。
【図１２】実施例１の負レンズと正レンズの間にフレアをカットする絞りを配置した様子を示す断面図である。
【図１３】絞りを配置しない場合のゴーストの発生の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１…撮像光学系
２…フィルター
３…撮像素子
４…コントローラー
５…内蔵メモリー
６…電子ビューファインダー
７…インターフェイス
８…補助メモリー
９…パーソナルコンピューター
１０…デジタルカメラ
１１…撮像光学系
１２…フィルム
１３…対物レンズ
１４…撮像素子
１５…第１のコントローラー
１６…第２のコントローラー
２０…銀塩カメラ
２１Ｒ…赤色光源
２１Ｇ…緑色光源
２１Ｂ…青色光源
２２…照明光学系
２３…観察光学系
２４…観察光学系の光軸
２５…観察者の眼
２６…反射型画像表示素子
２７…平行平面板
２８…偏光ハーフミラー
Ｌｎ…負レンズ
Ｌｐ…正レンズ
Ｓ…絞り
ＬＣＤ…液晶表示素子
Claims (12)
- 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．６＜ｂ／ａ＜１．０ ・・・（１−１）
２．３＜ｄｐ／ｄｎ＜７ ・・・（２）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄｐは前記正レンズの厚み、ｄｎは前記負レンズの厚みである。 - 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．６＜ｂ／ａ＜１．０ ・・・（１−１）
０．３＜ｄａ／ｄｎ＜１．７ ・・・（３）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。 - 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
２．３＜ｄｐ／ｄｎ＜７ ・・・（２）
２．０＜ｒ２／ｒ３＜３．２ ・・・（６）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄｐは前記正レンズの厚み、ｄｎは前記負レンズの厚み、ｒ２は前記負レンズの観察者側の面の光軸上曲率半径、ｒ３は前記正レンズの画像表示素子側の面の光軸上曲率半径である。 - 撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導く観察光学系とを有し、前記観察光学系は、前記画像表示素子側より順に、１枚の負レンズからなる負の単レンズ成分と１枚の正レンズからなる正の単レンズ成分とからなり、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．４５＜ｂ／ａ ・・・（１）
０．３＜ｄａ／ｄｎ＜１．７ ・・・（３）
２．０＜ｒ２／ｒ３＜３．２ ・・・（６）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｂは前記観察光学系の光軸上における最も画像表示素子側の面から最も観察者側の面までの全長、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズ の厚み、ｒ２は前記負レンズの観察者側の面の光軸上曲率半径、ｒ３は前記正レンズの画像表示素子側の面の光軸上曲率半径である。 - 請求項１から４の何れか１項記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
１．0 ＜ａ／ｃ ・・・（４）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｃは前記画像表示素子の表示面における短辺方向の長さである。 - 請求項１から５の何れか１項記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
１．３＜ｆｅ／ａ＜２．０ ・・・（５）
ただし、ａは前記画像表示素子の表示面から前記観察光学系の最も画像表示素子側の面までの距離、ｆｅは前記観察光学系の焦点距離である。 - 請求項１から６の何れか１項記載の撮像装置において、以下の条件を満たすことを特徴とする撮像装置。
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。 - 請求項１から６の何れか１項記載の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであることを特徴とする撮像装置。
- 請求項１から６の何れか１項記載の撮像装置において、前記負レンズは両凹レンズであり、前記正レンズは両凸レンズであると共に、以下の条件式を満足することを特徴とする撮像装置。
０．４＜ｄａ／ｄｎ＜１．１ ・・・（３−３）
ただし、ｄａは前記負レンズと前記正レンズの空気間隔、ｄｎは前記負レンズの厚みである。 - 請求項１から 9 の何れか１項記載の撮像装置において、撮像光学系を有することを特徴とする撮像装置。
- 請求項１から１０の何れか１項記載の撮像装置において、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に絞りを配したことを特徴とする撮像装置。
- 請求項１１記載の撮像装置において、前記正レンズ成分に接する空気面間隔中に配された絞りが前記負レンズ成分と前記正レンズ成分との間にある絞りであることを特徴とする撮像装置。
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