CN104603669A - 目镜及摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种目镜，其小型且对各像差进行良好地修正，并且抑制了眼向垂直方向偏移时的像的劣化、面形状的制造误差引起的性能变化。该目镜从观察物体(M)侧依次包括具有正的光焦度的第一球面透镜(L1)、具有负的光焦度的第二球面透镜(L2)、具有正的光焦度且至少观察物体侧的面为非球面形状的第三透镜(L3)，且满足下述条件式，0.0095＜A3o/f3＜0.0500…(1)。
Description
技术领域
本发明涉及为了观察在显示画面上显示的图像而使用的目镜及具备该目镜的摄像装置。
背景技术
一直以来，在数码相机或数码摄像机等中，提出有一种用于将显示在液晶显示画面上的图像放大而通过肉眼观察的电子取景器(ElectronicView Finder：EVF)。在这样的电子取景器中使用用于对液晶显示画面进行放大观察的目镜。
作为能够在上述那样的电子取景器中使用的目镜，例如提出有专利文献1～3记载的目镜。
【在先技术文献】
【专利文献】
【专利文献1】日本特开2006-106491号公报
【专利文献2】日本特开2010-134446号公报
【专利文献3】日本特开2007-264179号公报
发明内容
【发明要解决的课题】
在专利文献1、2中，为了实现小型且视在场宽的目镜，提出有从观察物体侧依次由正透镜、负透镜、正透镜这3片透镜构成的类型的目镜。然而，无论是哪个专利文献，都具备2片以上的具有非球面的透镜，从而存在眼从光轴上向垂直方向偏移时的像的劣化大且非球面透镜的面形状的制造误差大这样的问题。
作为减少非球面透镜的片数而由3片透镜构成的目镜的例子，公开有专利文献3记载的那样的透镜，但存在全长变长这样的问题。
本发明鉴于上述情况而提出，其目的在于提供一种目镜及具备该目镜的摄像装置，该目镜小型且对各像差进行良好地修正，并且抑制了眼向垂直方向偏移时的像的劣化、面形状的制造误差引起的性能变化。
【用于解决课题的方案】
本发明的目镜的特征在于，所述目镜从观察物体侧起依次包括具有正的光焦度的第一球面透镜、具有负的光焦度的第二球面透镜、及具有正的光焦度且至少观察物体侧的面为非球面形状的第三透镜，所述目镜满足下述条件式，
0.0095＜A3o/f3＜0.0500…(1)
其中，A3o：第三透镜的从观察物体侧的面的中心到高度6mm为止的各高度处的非球面的垂度量与由该面的近轴曲率半径表示的球面的垂度量之差的绝对值的最大值，f3：第三透镜的焦点距离。
在此，“球面透镜”是指不包含非球面的透镜，也包含单面平透镜。
另外，“垂度量”是指建立通过面顶点且垂直于光轴的平面时的、该平面与透镜面上的点的在光轴方向的距离。
在本发明的目镜中，优选满足下述条件式。
1.3＜f1/|f2|＜2.5…(2)
其中，f1：第一球面透镜的焦点距离，f2：第二球面透镜的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式。
1.3＜f/f3＜2.0…(3)
其中，f：整个系统的焦点距离，f3：第三透镜的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式。
1.8＜f/|f2|＜3.2…(4)
其中，f：整个系统的焦点距离，f2：第二球面透镜的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式。
1.73＜Nd1…(5)。
其中，Nd1：第一球面透镜的d线处的折射率。
另外，优选满足下述条件式。
0.0100＜A3o/f3＜0.0200…(1-1)
另外，优选满足下述条件式。
1.5＜f1/|f2|＜2.3…(2-1)
另外，优选满足下述条件式。
1.7＜f1/|f2|＜2.1…(2-2)
另外，优选满足下述条件式。
1.4＜f/f3＜1.8…(3-1)
另外，优选满足下述条件式。
2.0＜f/|f2|＜2.8…(4-1)
另外，优选满足下述条件式。
1.75＜Nd1…(5-1)
本发明的摄像装置的特征在于，具备上述记载的本发明的目镜。
【发明效果】
本发明的目镜从观察物体侧起依次包括具有正的光焦度的第一球面透镜、具有负的光焦度的第二球面透镜、具有正的光焦度且至少观察物体侧的面为非球面形状的第三透镜，且满足下述条件式，因此能够形成为如下这样的目镜，即，小型且对各像差进行良好地修正，并且抑制了眼向垂直方向偏移时的像的劣化、面形状的制造误差引起的性能变化。
0.0095＜A3o/f3＜0.0500…(1)
另外，本发明的摄像装置具备本发明的目镜，因此能够形成为高画质的取景器，且还能够实现装置的小型化。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式的目镜(与实施例1通用)的透镜结构的剖视图。
图2是表示本发明的实施例2的目镜的透镜结构的剖视图。
图3是表示本发明的实施例3的目镜的透镜结构的剖视图。
图4是本发明的实施例1的目镜的各像差图(A～D)。
图5是本发明的实施例2的目镜的各像差图(A～D)。
图6是本发明的实施例3的目镜的各像差图(A～D)。
图7是本发明的实施方式的摄像装置的简要结构图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细地说明。图1是表示本发明的一实施方式的目镜的透镜结构的剖视图。图1所示的结构例与后述的实施例1的目镜的结构通用。在图1中，左侧为观察物体侧，右侧为眼点侧。
该目镜沿着光轴Z从观察物体M侧依次包括具有正的光焦度的第一球面透镜L1、具有负的光焦度的第二球面透镜L2、具有正的光焦度且至少观察物体侧的面为非球面形状的第三透镜L3。
通过使第一透镜L1及第二透镜L2为球面透镜，能够抑制它们的制造误差，并且，通过使第三透镜L3为非球面透镜，能够对各像差进行良好地修正。
另外，满足下述条件式(1)。
0.0095＜A3o/f3＜0.0500…(1)
其中，A3o：第三透镜的从观察物体侧的面的中心到高度6mm为止的各高度处的非球面的垂度量与由该面的近轴曲率半径表示的球面的垂度量之差的绝对值的最大值，f3：第三透镜的焦点距离。
第三透镜L3在假定成视在场为15.8°、眼点为15mm、观察者的光瞳半径为1.75mm左右的情况下，认为光线通过至约6mm(15×tan15.8°+1.75)的高度，而条件式(1)规定第三透镜L3的焦点距离与如下的绝对值的最大值的比率，该绝对值是第三透镜L3的从观察物体侧的面的中心到高度6mm为止的各高度处的非球面的垂度量与由该面的近轴曲率半径表示的球面的垂度量之差的绝对值，当低于条件式(1)的下限时，第三透镜L3的像差修正的效果不足，难以实现小型化且难以对各像差进行良好地修正。相反，当超过条件式(1)的上限时，难以抑制眼从光轴上向垂直方向偏移时的像的劣化。
通过形成为上述那样的透镜结构，且满足条件式(1)，从而能够形成为小型且对各像差进行良好地修正、并且抑制了眼向垂直方向偏移时的像的劣化的目镜，另外，即便仅使3片透镜中的1片为非球面透镜(L3)，也能够得到所期望的性能，因此能够抑制面形状的制造误差引起的性能变化，且能够形成为低成本的目镜。
需要说明的是，若满足下述条件式(1-1)，则能够成为更良好的特性。
0.0100＜A3o/f3＜0.0200…(1-1)
在本实施方式的目镜中，优选满足下述条件式(2)。该条件式(2)规定第一球面透镜L1的焦点距离与第二球面透镜L2的焦点距离的比率，当低于条件式(2)的下限时，第二球面透镜L2相对于第一球面透镜L1的放大率不足，且轴上色差的修正变得困难。相反，当超过条件式(2)的上限时，第二透镜相对于第一透镜的放大率变得过剩而各像差的修正变得困难。需要说明的是，若满足下述条件式(2-1)，进一步优选满足条件式(2-2)，则能够成为更良好的特性。
1.3＜f1/|f2|＜2.5…(2)
1.5＜f1/|f2|＜2.3…(2-1)
1.7＜f1/|f2|＜2.1…(2-2)
其中，f1：第一球面透镜的焦点距离，f2：第二球面透镜的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式(3)。该条件式(3)规定整个系统的焦点距离与第三透镜L3的焦点距离的比率，当低于条件式(3)的下限时，第三透镜L3的放大率不足，难以确保充分的倍率。相反，当超过条件式(3)的上限时，第三透镜L3的放大率变得过剩而各像差的修正变得困难。需要说明的是，若满足下述条件式(3-1)，则能够成为更良好的特性。
1.3＜f/f3＜2.0…(3)
1.4＜f/f3＜1.8…(3-1)
其中，f：整个系统的焦点距离，f3：第三透镜的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式(4)。该条件式(4)规定整个系统的焦点距离与第二球面透镜L2的焦点距离的比率，当低于条件式(4)的下限时，第二球面透镜L2的放大率不足，难以确保充分的长度的视距。相反，当超过条件式(4)的上限时，第二球面透镜L2的放大率变得过剩而各像差的修正变得困难。需要说明的是，若满足下述条件式(4-1)，则能够成为更良好的特性。
1.8＜f/|f2|＜3.2…(4)
2.0＜f/|f2|＜2.8…(4-1)
其中，f：整个系统的焦点距离，f2：第二球面透镜的焦点距离。
另外，优选满足下述条件式(5)。该条件式(5)规定第一球面透镜L1的折射率，当低于条件式(5)的下限时，佩兹伐和增大，对像面弯曲进行修正变得困难。需要说明的是，若满足下述条件式(5-1)，则能够形成为更良好的特性。
1.73＜Nd1…(5)
1.75＜Nd1…(5-1)
其中，Nd1：第一球面透镜的d线处的折射率。
在本目镜中，作为最靠眼点侧配置的光学构件的材料，具体而言优选使用玻璃，或者也可以使用透明的陶瓷。
另外，本目镜在苛刻的环境中使用的情况下，优选施加保护用的多层膜涂层。并且，除了保护用涂层以外，还可以施加用于降低使用时的重影光等的反射防止涂层。
另外，也可以将低通滤光片或使特定的波长区域截止那样的各种滤光片等配置在目镜的前后或各透镜之间，或者，还可以在任一个透镜的透镜面上施加与各种滤光片具有同样的作用的涂层。
接着，对本发明的目镜的数值实施例进行说明。
首先，对实施例1的目镜进行说明。在图1中示出表示实施例1的目镜的透镜结构的剖视图。需要说明的是，在图1及后述的实施例2、3所对应的图2、3中，左侧为观察物体侧，右侧为眼点侧。
实施例1的目镜中，具有正的光焦度的第一球面透镜L1由平凸透镜构成，具有负的光焦度的第二球面透镜L2由双凹透镜构成，具有正的光焦度且至少观察物体侧的面为非球面形状的第三透镜L3由双凸透镜构成。
在表1中示出实施例1的目镜的基本透镜数据，在表2中示出与各种因素相关的数据，在表3中示出与非球面系数相关的数据。以下，对于表中的符号的意思，采用实施例1的符号为例进行说明，但对于实施例2、3而言，也基本上同样。
在表1的透镜数据中，Si一栏中表示将最靠物体侧的构成要素的面作为第一个而随着朝向像侧依次增加的第i个(i＝1、2、3、…)面编号，Ri一栏中表示第i个面的曲率半径，Di一栏中表示第i个面与第i+1个面的在光轴Z上的面间隔。另外，Ndj一栏中表示将最靠物体侧的光学要素作为第一个而随着朝向像侧依次增加的第j个(j＝1、2、3、…)光学要素的相对于d线(波长为587.6nm)的折射率，vdj一栏中同样表示第j个光学要素的相对于d线(波长为587.6nm)的阿贝数。
需要说明的是，曲率半径的符号以面形状向物体侧凸出的情况为正，以面形状向像侧凸出的情况为负。另外，在基本透镜数据中也包含并示出观察面及眼点。
在表2的与各种因素相关的数据中表示焦点距离f′的值。
在基本透镜数据、与各种因素相关的数据及与移动面的间隔相关的数据中，使用度作为角度的单位，使用mm作为长度的单位。
在表1的透镜数据中，在非球面的面编号上标注*标记，作为非球面的曲率半径，表示近轴的曲率半径的数值。在表4的与非球面系数相关的数据中示出非球面的面编号Si和上述的与非球面相关的非球面系数。非球面系数是由以下的式(A)表示的非球面式中的各系数KA、Am(m＝4、6、8、10)的值。
Zd＝C·h2/{1+(1-KA·C2·h2)1/2}+∑Am·hm…(B)
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点向非球面顶点相接的垂直于光轴的平面引出的垂线的长度)
h：高度(距光轴的距离)
C：近轴曲率半径的倒数
KA、Am：非球面系数(m＝4、6、8、10)
【表1】
实施例1·透镜数据(n、v为相对于d线的值)
【表2】
实施例1·各种因素(d线)
【表3】
实施例1·非球面系数
| 面编号 | 5 | 6 |
| KA | -1.7111462E-02 | 4.0302656E-01 |
| A4 | -1.5824332E-04 | -2.2147333E-05 |
| A6 | 1.5951346E-06 | 3.6684005E-07 |
| A8 | -1.4804307E-08 | -3.8188898E-09 |
| A10 | 5.8688939E-11 | 7.6539842E-12 |
在图4(A)～(D)中示出实施例1的目镜的各像差图。图4(A)～(D)分别表示球面像差、像散、失真、倍率色差。
在表示球面像差、像散、失真的各像差图中示出以d线(波长为587.6nm)为基准波长的像差。在球面像差图中分别用实线、单点划线、点线表示关于d线(波长为587.6nm)、C线(波长为656.3nm)、F线(波长为486.1nm)的像差。在像散图中分别用实线和虚线表示径向、切向的像差。在倍率色差图中分别用实线、点线表示关于C线(波长为656.3nm)、F线(波长为486.1nm)的像差。需要说明的是，球面像差图的φ是指设计上的光瞳直径，其他的像差图的ω是指视在场。
接着，对实施例2的目镜进行说明。在图2中示出表示实施例2的目镜的透镜结构的剖视图。
实施例2的目镜除了具有正的光焦度的第一球面透镜L1由正凹凸透镜构成以外，是与实施例1的目镜同样的结构。
另外，在表4中示出实施例2的目镜的基本透镜数据，在表5中示出与各种因素相关的数据，在表6中示出与非球面系数相关的数据，在图5(A)～(D)中示出各像差图。
【表4】
实施例2·透镜数据(n、v为相对于d线的值)
【表5】
实施例2·各种因素(d线)
【表6】
实施例2·非球面系数
| 面编号 | 5 | 6 |
| KA | 6.0723754E-02 | 3.8036401E-01 |
| A4 | -1.4263074E-04 | -2.0782979E-05 |
| A6 | 1.2818903E-06 | 1.8702194E-07 |
| A8 | -1.1751757E-08 | -2.2718979E-09 |
| A10 | 4.5939842E-11 | -1.8900395E-12 |
接着，对实施例3的目镜进行说明。在图3中示出表示实施例3的目镜的透镜结构的剖视图。
实施例3的目镜除了具有正的光焦度的第一球面透镜L1由双凸透镜构成以外，是与实施例1的目镜同样的结构。
另外，在表7中示出实施例3的目镜的基本透镜数据，在表8中示出与各种因素相关的数据，在表9中示出与非球面系数相关的数据，在图6(A)～(D)中示出各像差图。
【表7】
实施例3·透镜数据(n、v为相对于d线的值)
【表8】
实施例3·各种因素(d线)
【表9】
实施例3·非球面系数
| 面编号 | 5 | 6 |
| KA | 5.9807181E-02 | 3.0262328E-01 |
| A4 | -1.3990252E-04 | -3.6516049E-05 |
| A6 | 9.5955547E-07 | 3.6455682E-08 |
| A8 | -4.1648566E-09 | 8.0077843E-10 |
| A10 | 3.3818594E-12 | -1.2006997E-11 |
在表10中示出与实施例1～3的目镜的条件式(1)～(4)对应的值。需要说明的是，全部实施例都以d线为基准波长，下述的表10所示的值是该基准波长下的值。
【表10】
根据以上的数据可知，实施例1～3的目镜全部是如下这样的目镜：满足条件式(1)～(5)，小型且对各像差进行良好地修正，并且抑制了眼向垂直方向偏移时的像的劣化、面形状的制造误差引起的性能变化。
接着，对本发明的实施方式的摄像装置进行说明。图7中表示本发明的摄像装置的一实施方式的数码相机100的背面侧立体图。
数码相机100在相机主体上部具备本发明的实施方式的目镜101。另外，数码相机100在相机主体的背面具备显示图像或各种设定画面的监控器102、用于进行各种设定的操作按钮103及用于进行倍率变更的变焦杆104，在相机主体的上表面具备快门按钮105。
在数码相机100中，由在相机主体的前表面配设的摄像透镜(未图示)拍摄的被拍摄体像形成在摄像元件(未图示)的摄像面上，并且其影像显示在取景器的液晶显示画面(未图示)上。使用者从背面侧经由目镜101来观察电子取景器的液晶显示画面。
以上，列举实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明没有限定为上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜成分的曲率半径、面间隔、折射率、阿贝数等的值没有限定为上述各数值实施例所示的值，可以采取其他的值。
Claims (12)
1.一种目镜，其特征在于，
所述目镜从观察物体侧起依次包括具有正的光焦度的第一球面透镜、具有负的光焦度的第二球面透镜、及具有正的光焦度且至少观察物体侧的面为非球面形状的第三透镜，
所述目镜满足下述条件式，
0.0095＜A3o/f3＜0.0500…(1)
其中，
A3o：所述第三透镜的从观察物体侧的面的中心到高度6mm为止的各高度处的非球面的垂度量与由该面的近轴曲率半径表示的球面的垂度量之差的绝对值的最大值
f3：所述第三透镜的焦点距离。
2.根据权利要求1所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.3＜f1/|f2|＜2.5…(2)
其中，
f1：所述第一球面透镜的焦点距离
f2：所述第二球面透镜的焦点距离。
3.根据权利要求1或2所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.3＜f/f3＜2.0…(3)
其中，
f：整个系统的焦点距离
f3：所述第三透镜的焦点距离。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.8＜f/|f2|＜3.2…(4)
其中，
f：整个系统的焦点距离
f2：所述第二球面透镜的焦点距离。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.73＜Nd1…(5)
其中，
Nd1：所述第一球面透镜的d线处的折射率。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
0.0100＜A3o/f3＜0.0200…(1-1)
其中，
A3o：所述第三透镜的从观察物体侧的面的中心到高度6mm为止的各高度处的非球面的垂度量与由该面的近轴曲率半径表示的球面的垂度量之差的绝对值的最大值
f3：所述第三透镜的焦点距离。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.5＜f1/|f2|＜2.3…(2-1)
其中，
f1：所述第一球面透镜的焦点距离
f2：所述第二球面透镜的焦点距离。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.7＜f1/|f2|＜2.1…(2-2)
其中，
f1：所述第一球面透镜的焦点距离
f2：所述第二球面透镜的焦点距离。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.4＜f/f3＜1.8…(3-1)
其中，
f：整个系统的焦点距离
f3：所述第三透镜的焦点距离。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
2.0＜f/|f2|＜2.8…(4-1)
其中，
f：整个系统的焦点距离
f2：所述第二球面透镜的焦点距离。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的目镜，其特征在于，
所述目镜满足下述条件式，
1.75＜Nd1…(5-1)
其中，
Nd1：所述第一球面透镜的d线处的折射率。
12.一种摄像装置，其特征在于，
所述摄像装置具备权利要求1所述的目镜。
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