CN110174807A - 取景器光学系统及摄像装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够实现广角化、良好的各像差的校正及小型化且适合于电子取景器等的取景器光学系统以及具备该取景器光学系统的摄像装置。取景器光学系统(10)包含：显示元件(1)；及衍射光学元件(2)，在显示元件(1)的视点侧与显示元件(1)连续配置。衍射光学元件(2)包括：第1基材(21)；第1层(22)，层叠于第1基材(21)上且在与第1基材(21)相反的一侧的面具有第1衍射光学面；第2基材(24)；及第2层(23)，层叠于第2基材(24)上且在与第2基材(24)相反的一侧的面具有第2衍射光学面。第1衍射光学面与第2衍射光学面紧密贴合。

Description

取景器光学系统及摄像装置
技术领域
本发明涉及一种取景器光学系统及摄像装置。
背景技术
在数码相机等光学装置的取景器中搭载有目镜光学系统。作为以往的目镜光学系统，例如已知有下述专利文献1中所记载的光学系统。专利文献1中所记载的目镜光学系统能够使用于望远镜及双筒望远镜，且使用衍射光学元件而构成。并且，此外，作为使用衍射光学元件而构成的目镜光学系统，已知有下述专利文献2及下述专利文献3中所记载的光学系统。专利文献2中所记载的目镜光学系统能够使用于双筒望远镜、望远镜及显微镜。
专利文献1：日本特开2012-108296号公报
专利文献2：国际公开第2009/081831号公报
专利文献3：国际公开第2008/010560号公报
近年，作为数码相机等的取景器，多使用电子取景器(Flectrical View Finder)。电子取景器具备显示被摄体图像的液晶面板等显示元件及用于观察显示于该显示元件的图像的目镜光学系统。
但是，电子取景器中的显示元件与目镜光学系统的结构自由度极低。若欲进行取景器倍率的规格提升即广角化，则构成目镜光学系统的透镜的片数增加，从而取景器单元的小型化变得困难。在不增加透镜片数而欲实现规格提升的情况下，取景器光学系统的各像差的校正变得困难。
在各像差的校正这一点上，专利文献1及专利文献2中所记载的目镜光学系统均难以说像散及畸变像差的校正充分达到了近年所要求的程度。并且，专利文献3中所记载的目镜光学系统也难以说球面像差、像散及畸变像差的校正充分达到了近年所要求的程度。
发明内容
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种能够用于电子取景器等，且实现广角化的同时各像差得到良好校正，并且能够实现取景器单元的小型化的取景器光学系统及具备该取景器光学系统的摄像装置。
为了解决上述课题，本发明的取景器光学系统包含：显示元件；及衍射光学元件，在显示元件的视点侧与显示元件连续配置，衍射光学元件包括：第1基材；第1层，层叠于第1基材上且在与第1基材相反的一侧的面具有第1衍射光学面；第2基材；及第2层，层叠于第2基材上且在与第2基材相反的一侧的面具有第2衍射光学面，第1层与第2层对置配置，第1衍射光学面与第2衍射光学面紧密贴合。
本发明的取景器光学系统优选包含：正透镜，在衍射光学元件的视点侧与衍射光学元件连续配置且将凸面朝向视点侧。
本发明的取景器光学系统优选包括：显示元件；衍射光学元件；及多个透镜组，配置于衍射光学元件的视点侧，多个透镜组从显示元件侧朝向视点侧依次包含：第1透镜组，包括正透镜；第2透镜组，包括单透镜；及第3透镜组，包含配置于最靠视点侧且将凸面朝向视点侧的正透镜，并且作为整体具有正屈光力。
本发明的取景器光学系统包含：多个透镜组，配置于衍射光学元件的视点侧，当将从衍射光学元件至最靠视点侧的透镜的合成焦距设为f，将从显示元件的视点侧的相反的一侧的面至最靠视点侧的透镜的视点侧的面的光轴上的距离设为TTL时，优选满足下述条件式(1)，更优选满足下述条件式(1-1)。
0.1＜f/TTL＜1.1 (1)
0.4＜f/TTL＜0.8 (1-1)
在本发明的取景器光学系统中，衍射光学元件优选至少具有1个平面。
在本发明的取景器光学系统中，当将第1层的d线基准时的色散系数与第2层的d线基准时的色散系数之差的绝对值设为Δvd，将第1层相对于d线的折射率与第2层相对于d线的折射率之差的绝对值设为ΔNd时，优选满足下述条件式(2)，更优选满足下述条件式(2-1)。
100＜Δvd/ΔNd＜850 (2)
200＜Δvd/ΔNd＜750 (2-1)
本发明的取景器光学系统包含：多个透镜组，配置于衍射光学元件的视点侧，当将形成有第1衍射光学面的面的焦距设为fdoe，将从衍射光学元件至最靠视点侧的透镜的合成焦距设为f时，优选满足下述条件式(3)，更优选满足下述条件式(3-1)。
1＜|fdoe|/f＜15 (3)
2＜|fdoe|/f＜10 (3-1)
本发明的取景器光学系统优选包含：透镜，在衍射光学元件的视点侧与衍射光学元件连续配置且至少具有1面的非球面。
本发明的取景器光学系统优选包括：显示元件；衍射光学元件；及多个透镜组，配置于衍射光学元件的视点侧，多个透镜组从显示元件侧朝向视点侧依次包括：第1透镜组，包括正透镜；第2透镜组，包括将凸面朝向视点侧的负透镜；及第3透镜组，作为整体具有正屈光力。
本发明的取景器光学系统优选包括：显示元件；衍射光学元件；及4片以下的透镜，配置于衍射光学元件的视点侧。
本发明的取景器光学系统优选包括：显示元件；衍射光学元件；及多个透镜组，配置于衍射光学元件的视点侧，多个透镜组从显示元件侧朝向视点侧依次包括：第1透镜组，包括正透镜；第2透镜组，包括单透镜；及第3透镜组，包括将凸面朝向视点侧的2片以下的正透镜。
在本发明的取景器光学系统中，在调整屈光度时，衍射光学元件优选相对于显示元件固定。
本发明的摄像装置具备本发明的取景器光学系统。
另外，本说明书的“包括～”表示除了所举出的构成要件以外，还可以包含实质上不具有屈光力的透镜、光圈、滤光片及盖玻璃等透镜以外的光学要件以及透镜凸缘、镜筒等。
另外，“透镜组”并不限定于包括多个透镜的结构，也可以设为仅包括1片透镜的结构。
“单透镜”表示没有接合的1片透镜。其中，复合非球面透镜(球面透镜与其球面透镜上所形成的非球面形状的膜一体构成而作为整体以1个非球面透镜来发挥功能的透镜)不视为接合透镜，而作为1片透镜来使用。
关于包含非球面的透镜，若无特别说明，则将屈光力的符号及透镜面的面形状设为在近轴区域中考虑。另外，“具有正屈光力的透镜”、“正的透镜”及“正透镜”为相同的含义。“具有负屈光力的透镜”，“负的透镜”及“负透镜”为相同的含义。
条件式中使用的“焦距”为近轴焦距。条件式的值为将d线设为基准时的值。本说明书中所记载的“d线”、“C线”及“F线”为明线，d线的波长为587.56nm(纳米)，C线的波长为656.27nm(纳米)，F线的波长为486.13nm(纳米)。
发明效果
根据本发明，能够提供一种能够用于电子取景器等，且实现广角化的同时各像差得到良好校正，并且能够实现取景器单元的小型化的取景器光学系统及具备该取景器光学系统的摄像装置。
附图说明
图1是表示本发明的一实施方式所涉及的取景器光学系统(本发明的实施例1的取景器光学系统)的结构及光束的剖视图。
图2是图1的取景器光学系统所包含的衍射光学元件的剖面的示意图。
图3是表示本发明的实施例2的取景器光学系统的结构及光束的剖视图。
图4是表示本发明的实施例3的取景器光学系统的结构及光束的剖视图。
图5是表示本发明的实施例4的取景器光学系统的结构及光束的剖视图。
图6是本发明的实施例1的取景器光学系统的各像差图。
图7是本发明的实施例2的取景器光学系统的各像差图。
图8是本发明的实施例3的取景器光学系统的各像差图。
图9是本发明的实施例4的取景器光学系统的各像差图。
图10是本发明的一实施方式所涉及的摄像装置的背面侧的立体图。
具体实施方式
以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。在图1中示出本发明的一实施方式所涉及的取景器光学系统10的包含光轴Z的剖面上的结构。图1所示的例子与后述的实施例1对应。在图1中，将左侧设为显示元件侧，将右侧设为视点侧来图示。另外，图1所示的视点EP不是表示大小及形状，而是表示光轴方向的位置。并且，在图1中一并显示有从显示元件上的光轴上的点朝向视点EP的光束及从显示元件上的最高点朝向视点EP的光束。
取景器光学系统10包含显示元件1及在显示元件1的视点侧与显示元件1连续配置的衍射光学元件2。作为显示元件1，例如能够使用液晶面板。取景器光学系统10例如能够用于电子取景器。
作为一例，如图1所示，取景器光学系统10能够以包含配置于衍射光学元件2的视点侧的多个透镜组的方式构成。图1所示的取景器光学系统10从显示元件侧朝向视点侧依次连续包括显示元件1、衍射光学元件2、第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3。在图1的例子中，第1透镜组G1包括透镜L1这1片透镜，第2透镜组G2包括透镜L2这1片透镜，第3透镜组G3包括透镜L3及透镜L4这2片透镜。
另外，在图1中示出了在透镜L4的视点侧配置有平行平板状的光学部件PP的例子。但光学部件PP为保护用盖玻璃或各种滤光片等假定的部件。光学部件PP不是必须的构成要件，也能够去除光学部件PP而构成。
衍射光学元件2具有负的色散值，且反常色散性较大，因此是可获得较大的色差校正效果的元件。通过使用衍射光学元件2，能够减轻其他透镜组的像差校正的负担，从而能够使其他透镜组专注于光学系统的总长度的缩短化及广角化。其结果，有利于像差校正、小型化及广角化。
在本实施方式的取景器光学系统10中，衍射光学元件2以成为最靠近显示元件1的光学元件的方式配置。通过该配置，能够发挥以下叙述的多个效果。通常，显示元件1中需要盖玻璃等罩部件，但根据上述配置，能够将衍射光学元件2设为罩部件的代用，不仅节约空间，而且从以往结构无需增加透镜片数，从而能够进行更良好的色差校正。并且，通过上述配置，能够缩小向衍射光学元件2入射的光线相对于与光轴Z平行的方向的角度，从而在衍射光学面的入射角特性的方面变得有利。而且，通过在离视点侧远的位置上配置衍射光学元件2，能够使衍射光学面的环带图案难以看见。并且，通过在离视点侧远的位置上配置衍射光学元件2，能够减少成为眩光的原因的来自外光的影响。
本实施方式的衍射光学元件2具有多层密合型结构。作为一例，在图2中示出衍射光学元件2的包含光轴Z的剖面的示意图。衍射光学元件2从显示元件侧朝向视点侧依次包括第1基材21、第1层22、第2层23及第2基材24。第1层22层叠于第1基材21上。第1层22在与第1基材21相反的一侧的面具有第1衍射光学面22a。第2层23层叠于第2基材24上。第2层23在与第2基材24相反的一侧的面具有第2衍射光学面23a。第1层22与第2层23对置配置。在第1衍射光学面22a及第2衍射光学面23a形成有互为雌雄关系的光栅沟槽。例如，在图1的例子中，形成有以光轴Z为中心的环带状的光栅沟槽。第1衍射光学面22a与第2衍射光学面23a紧密贴合。另外，在图2中，各基材的厚度、各层的厚度及各衍射光学面的形状并不一定准确，只是示意地进行了图示。
在衍射光学元件2中，能够认为第1基材21及第1层22构成第1衍射元件要件，第2基材24及第2层23构成第2衍射元件要件，且以各衍射光学面为界面而第1衍射元件要件与第2衍射元件要件紧密贴合。通过衍射光学元件2具有多个衍射元件要件，能够对设计波长以外时的波长提高衍射效率。并且，通过使第1衍射光学面22a与第2衍射光学面23a紧密贴合，能够减少由外光引起的眩光而提高衍射效率。
另外，衍射光学元件2优选至少具有1个平面。通过衍射光学元件2具有平面，能够进行对显示元件1的组装，从而能够期待小型化。例如，在图1的例子中，第1基材21的两面及第2基材24的两面为平面。如此，尤其第1基材21的显示元件侧的面优选为平面。但是，根据需要，可以将第1基材21的视点侧的面及第2基材24的显示元件侧的面中的至少一面设为曲面。
第1基材21的材质例如能够设为玻璃。第1层22的材质例如能够设为树脂。相同地，第2基材24的材质例如能够设为玻璃。第2层23的材质例如能够设为树脂。但是，在第1层22及第2层23中使用彼此不同的材质。
具体而言，当将第1层22的d线基准时的色散系数与第2层23的d线基准时的色散系数之差的绝对值设为Δvd，将第1层22相对于d线的折射率与第2层23相对于d线的折射率之差的绝对值设为ΔNd时，优选以满足下述条件式(2)的方式选择材质。并且，更优选以满足下述条件式(2-1)的方式选择材质。
100＜Δvd/ΔNd＜850 (2)
200＜Δvd/ΔNd＜750 (2-1)
通过满足条件式(2)，能够抑制衍射光学面的凸纹图案的高度过度变高，并且，能够抑制对设计波长以外的波长的衍射效率的下降。另外，若设为满足条件式(2-1)的结构，则能够获得更良好的特性。
第1透镜组G1优选具有正屈光力。如图1所示，第1透镜组G1能够以包括1片透镜L1的方式构成。在该情况下，透镜L1优选为将凸面朝向视点侧的正透镜。通过将透镜L1的视点侧的透镜面设为凸形状，有利于畸变像差的校正及取景器光学系统10的总长度的缩短化。
如图1所示，透镜L1为在衍射光学元件2的视点侧与衍射光学元件2连续配置的透镜。透镜L1优选至少具有1面的非球面，当如此设定时，高阶像散、球面像差及畸变像差的校正变得轻松。
为了小型化，第2透镜组G2优选包括单透镜。在图1的例子中，第2透镜组G2包括1片透镜L2。构成第2透镜组G2的透镜L2可以设为将凸面朝向视点侧的负透镜。通过取景器光学系统10包含负透镜，因负透镜的发散光焦度而广角化变得轻松。并且，通过将构成第2透镜组G2的负透镜的视点侧的透镜面设为凸形状，能够抑制球面像差的产生，并且实现光学系统的总长度的缩短化。
为了缩短取景器光学系统10的总长度，第3透镜组G3优选作为整体具有正屈光力。第3透镜组G3优选包含配置于最靠视点侧且将凸面朝向视点侧的正透镜。通过将最靠视点侧的透镜设为正透镜，有利于缩短取景器光学系统10的总长度。并且，通过将最靠视点侧的透镜的视点侧的透镜面设为凸形状，能够抑制球面像差的产生。
并且，第3透镜组G3优选包括将凸面朝向视点侧的2片以下的正透镜。当如此设定时，能够抑制球面像差的产生，并且实现总长度的缩短化。
为了小型化，配置于比衍射光学元件2更靠视点侧且构成取景器光学系统10的透镜优选为4片以下。为了良好地校正像差，并且实现光学系统的小型化，配置于比衍射光学元件2更靠视点侧并构成取景器光学系统10的透镜优选设为3片或4片。
如图1的例子所示，在取景器光学系统10从显示元件侧朝向视点侧依次包含显示元件1、衍射光学元件2及多个透镜组的结构中，当将从衍射光学元件2至最靠视点侧的透镜的合成焦距设为f，将从显示元件1的视点侧的相反的一侧的面至最靠视点侧的透镜的视点侧的面的光轴上的距离设为TTL时，优选满足下述条件式(1)。并且，更优选满足下述条件式(1-1)。
0.1＜f/TTL＜1.1 (1)
0.4＜f/TTL＜0.8 (1-1)
通过设成不成为条件式(1)的下限以下，从衍射光学元件2至显示元件1的距离的确保及屈光度调整范围的确保变得轻松。通过设成不成为条件式(1)的上限以上，能够确保弯曲轴外主光线的距离，从而有利于远视点化。另外，若设为满足条件式(1-1)的结构，则能够获得更良好的特性。
并且，在取景器光学系统10从显示元件侧朝向视点侧依次包含显示元件1、衍射光学元件2及多个透镜的结构中，当将形成有第1衍射光学面22a的面的焦距设为fdoe，将从衍射光学元件2至最靠视点侧的透镜的合成焦距设为f时，优选满足下述条件式(3)。并且，更优选满足下述条件式(3-1)。另外，当第1基材21的视点侧的面为曲面时，fdoe设为已考虑该曲面的值。
1＜|fdoe|/f＜15 (3)
2＜|fdoe|/f＜10 (3-1)
色差相对于fdoe较敏感。若fdoe发生变化，则色差也容易发生变化，因此能够通过控制fdoe来进行色差校正。通过满足条件式(3)，能够适当地设定fdoe相对于f之比，从而能够良好地校正倍率色差。另外，若设为满足条件式(3-1)的结构，则能够获得更良好的特性。
并且，在取景器光学系统10中，在调整屈光度时，衍射光学元件2优选相对于显示元件1固定。当如此设定时，能够将衍射光学元件2组装于固定组件，从而有助于装置尺寸的小型化。并且，衍射光学元件2能够作为显示元件1的罩部件而发挥功能，因此若设为衍射光学元件2被固定的结构，则还能获得在显示元件1不易附着灰尘等这一效果。
另外，可以设为如下结构，即，在调整屈光度时，配置于比衍射光学元件2更靠视点侧的所有透镜一体沿光轴方向移动。或者，也可以设为如下结构，即，在调整屈光度时，配置于比衍射光学元件2更靠视点侧的多个透镜中仅一部分透镜沿光轴方向移动。或者，还可以设为如下结构，即，在调整屈光度时，配置于比衍射光学元件2更靠视点侧的多个透镜中，一部分透镜与另一部分透镜以彼此不同的轨迹沿光轴方向移动。
关于上述的优选结构及可能的结构，能够任意地进行组合，优选采用根据所要求的规格适当选择的组合。根据本实施方式，能够用于电子取景器等，从而能够实现广角化的同时，实现各像差得到良好校正而具有良好的光学性能，且能够实现取景器单元的小型化的取景器光学系统。另外，在此所说的“广角化”是指水平视角为30度以上。
接着，对本发明的取景器光学系统的数值实施例进行说明。
[实施例1]
将实施例1的取景器光学系统的结构及光路的剖视图示于图1中，其图示方法如上所述，因此，在此省略一部分重复说明。另外，在图1中示出了屈光度为-ldiopter时的状态。
实施例1的取景器光学系统从显示元件侧朝向视点侧依次包括显示元件1、衍射光学元件2、第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3。衍射光学元件2从显示元件侧朝向视点侧依次层叠第1基材21、具有第1衍射光学面22a的第1层22、具有第2衍射光学面23a的第2层23及第2基材24，且具有第1衍射光学面22a与第2衍射光学面23a紧密贴合的多层密合型结构。第1基材21的两面及第2基材24的两面为平面。第1透镜组G1包含在近轴区域将凸面朝向视点侧的弯月形状的正透镜L1。第2透镜组G2包括将凸面朝向视点侧的弯月形状的负透镜L2。第3透镜组G3包括将凸面朝向视点侧的弯月形状的正透镜L3及在近轴区域将凸面朝向视点侧的弯月形状的正透镜L4。以上为实施例1的取景器光学系统的概要。
关于实施例1的取景器光学系统，将基本透镜数据示于表1中，将规格示于表2中，将非球面系数示于表3中，将相位差系数示于表4中。在表1中，在Sn栏中示出随着从显示元件侧朝向视点侧而逐一增加了编号时的面编号。第1面及第2面为显示元件1的面。在R栏中示出各面的曲率半径，在D栏中示出各面和与其视点侧相邻的面的光轴上的面间隔。并且，在Nd栏中示出各构成要件相对于d线的折射率，在vd栏中示出各构成要件的d线基准的色散系数。
在表1中，将凸面朝向显示元件侧的形状的面的曲率半径的符号设为正，将凸面朝向视点侧的形状的面的曲率半径的符号设为负。在表1中，在相当于视点EP的面的面编号栏中记载有面编号及(EP)这一术语。
在表2中，以d线基准来表示整个系统的焦距f、水平视角及对角线视角的值。在表2中示出屈光度为-ldiopter时的值。在此，对角线视角是指矩形状视野时的对角方向的视角。实施例1的取景器光学系统通过使第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3一体沿光轴方向移动而能够进行-4diopter～+2diopter的范围的屈光度调整。
在表1中，在非球面的面编号上标注有*标记，在非球面的曲率半径栏中记载有近轴的曲率半径的数值。在表3中，在Sn栏中示出非球面的面编号，在KA及Am(m＝3，4，5，……)栏中示出关于各非球面的非球面系数的数值。表3的非球面系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。KA及Am为由下式表示的非球面式中的非球面系数。
Zd＝C×h2/{1+(1-KA×C2×h2)1/2}+∑Am×hm
其中，
Zd：非球面深度(从高度h的非球面上的点下垂至与非球面顶点相切的与光轴垂直的平面的垂线的长度)；
h：高度(从光轴至透镜面的距离)；
C：近轴曲率；
KA、Am：非球面系数。
非球面式的∑表示与m相关的总和。
并且，在表1中，在衍射光学面的面编号上标注有料标记。在表4中，在Sn栏中示出衍射光学面的面编号，在Pk(k＝2、4、6、8、10)栏中示出衍射光学面的相位差系数的数值。表4的相位差系数的数值的“E±n”(n：整数)表示“×10±n”。实施于各透镜的衍射光学面的形状由下式的相位差函数Φ(h)决定。Pk为由下式表示的相位差函数Φ(h)中的相位差系数。
Φ(h)＝∑Pk×hk
其中，
λ：波长；
Pk：相位差系数；
h：高度(从光轴至透镜面的距离)。
相位差函数Φ(h)的∑表示与k相关的总和。
各表的数据中，作为角度的单位使用度，作为长度的单位使用mm(毫米)，但光学系统即可以放大比例或缩小比例来使用，因此还能够使用其他适当的单位。并且，在以下所示的各表中记载有以规定位数舍入的数值。
[表1]
实施例1
Sn R D Nd vd
1 ∞ 0.7000 1.51680 64.20
2 ∞ 4.3000
3 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
4 ∞ 0.0040 1.70854 34.70
**5 ∞ 0.0000
6 ∞ 0.0040 1.69895 30.13
7 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
8 ∞ 2.2070
*9 -400.0470 5.3452 1.85135 40.10
*10 -11.1394 3.3279
11 -13.4479 0.8462 1.89286 20.36
12 -52.1231 0.6000
13 -65.3257 6.7665 1.90525 35.04
14 -17.3839 0.1000
*15 -26.8882 3.6066 1.85135 40.10
*16 -26.4963 1.7133
17 ∞ 1.2000 1.51680 64.20
18 ∞ 22.5000
19(EP) ∞
[表2]
实施例1
f 16.30
水平视角 34度
对角线视角 42度
[表3]
实施例1
Sn 9 10 15 16
KA 5.0000090E+00 -1.8475383E+00 -4.6149513E+00 -3.5623086E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 -3.5961857E-05 1.3354426E-04 3.7984240E-04 1.8093663E-04
A5 8.9602487E-05 -2.0550492E-05 -1.1562597E-05 1.1051676E-05
A6 -7.8647934E-06 4.3810021E-06 -7.7747174E-07 -6.7559777E-07
A7 -1.5353333E-07 3.6630795E-08 -3.0036185E-08 -1.1671632E-07
A8 1.6401391E-08 -1.4938581E-08 -5.6654011E-10 -2.9631033E-09
A9 1.5386251E-09 -8.8271292E-10 5.8435694E-11 5.8586771E-12
A10 1.5494943E-10 -1.2472762E-11 6.4115697E-12 8.4620298E-12
A11 -1.1706456E-11 -5.0226524E-12 6.6808385E-13 2.2443531E-12
A12 -9.8950361E-13 -1.2244807E-12 4.3485250E-14 3.5437790E-13
A13 -2.7250842E-15 2.8246172E-14 3.7572073E-16 5.0268352E-15
A14 -1.3417179E-14 -2.0520988E-15 1.4454509E-16 1.7014196E-15
A15 2.4059085E-16 9.2357895E-16 8.8398458E-18 -3.9017131E-17
A16 -2.0809756E-17 1.6470460E-16 -1.1262230E-19 -1.5952579E-17
A17 9.8743917E-18 -5.8177161E-18 -1.0535370E-19 -2.4804551E-18
A18 9.6794400E-19 -8.5517959E-20 -2.0951124E-21 6.9298316E-20
A19 6.8926581E-20 -1.1936294E-20 -6.3574230E-22 3.5533802E-21
A20 -1.3065410E-20 -2.7560664E-21 -4.5728821E-23 2.6425217E-22
[表4]
实施例1
Sn 5
P2 -5.61140554E+01
P4 2.74225080E-01
P6 -6.98460608E-03
P8 7.14745028E-05
P10 -1.81112901E-07
在图6中示出屈光度为-ldiopter时的实施例1的取景器光学系统的各像差图。在图6中，从左依次示出球面像差、像散、畸变像差及倍率色差。在球面像差图中，将d线、C线及F线下的像差分别以实线、长虚线及短虚线来表示。在像散图中，将弧矢方向的d线下的像差以实线来表示，将子午方向的d线下的像差以短虚线来表示。在畸变像差图中，将d线下的像差以实线来表示。在倍率色像差图中，将C线及F线下的像差分别以长虚线及短虚线来表示。球面像差图及像散图的横轴的单位的dpt表示diopter。球面像差图的φ表示将单位设为mm时的视点的直径。即，φ＝8.0表示将光瞳的直径设为8.0mm。其他像差图的ω表示对角线视角的一半的角度。
关于与上述实施例1相关的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法，若无特别说明，则对以下实施例的各数据的记号、含义、记载方法及图示方法也相同，因此以下省略重复说明。以下叙述的实施例的各数据是屈光度为-ldiopter时的数据。
[实施例2]
将实施例2的取景器光学系统的结构及光路的剖视图示于图3中。实施例2的取景器光学系统具有基本上与实施例1的取景器光学系统的概要相同的结构，但在第2透镜组G2包括将凸面朝向视点侧的弯月形状的正透镜L2的点及第3透镜组G3仅包括在近轴区域将凸面朝向视点侧的弯月形状的正透镜L3的点上与实施例1不同。关于实施例2的取景器光学系统，将基本透镜数据示于表5中，将规格示于表6中，将非球面系数示于表7中，将相位差系数示于表8中，将各像差图示于图7中。实施例2的取景器光学系统通过使第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3一体沿光轴方向移动而能够进行-4diopter～+2diopter的范围的屈光度调整。
[表5]
实施例2
Sn R D Nd vd
1 ∞ 0.7000 1.51680 64.20
2 ∞ 4.3000
3 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
4 ∞ 0.0040 1.70748 34.13
**5 ∞ 0.0000
6 ∞ 0.0040 1.69895 30.13
7 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
8 ∞ 2.2070
*9 -86.5745 4.7990 1.61283 60.66
*10 -12.7279 2.5888
11 -12.1938 8.3668 1.53792 63.54
12 -13.7665 0.4505
*13 -153.6327 3.9689 1.54040 63.45
*14 -29.6471 2.1191
15 ∞ 1.2000 1.51680 64.20
16 ∞ 22.5000
17(EP) ∞
[表6]
实施例2
f 18.51
水平视角 33度
对角线视角 38度
[表7]
实施例2
Sn 9 10 13 14
KA 4.9999985E+00 -2.2233393E+00 5.0000000E+00 -1.0946974E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 -2.3060848E-05 1.1284615E-04 2.0705108E-04 1.0478098E-04
A5 8.1623280E-05 -1.9310829E-05 -7.4762226E-06 4.7800929E-06
A6 -8.8262442E-06 3.7729410E-06 -2.8417164E-07 -6.4912011E-07
A7 -1.4308558E-07 -5.7694303E-08 -1.0806669E-08 -7.5241214E-08
A8 1.4034102E-08 -2.1111461E-08 -1.2626809E-09 1.3969040E-09
A9 2.4270934E-09 -1.0797882E-09 7.0615848E-11 2.9960613E-10
A10 4.1151780E-11 2.2086171E-11 -1.5520175E-12 1.5962109E-11
A11 -2.3840204E-11 2.0835655E-12 1.3330652E-12 -2.9244917E-13
A12 -5.2008388E-13 -6.9000868E-13 8.4029871E-15 1.1982699E-13
A13 -2.6972687E-15 8.6130757E-14 3.4061363E-15 -9.2751481E-15
A14 -1.8291056E-14 7.9998689E-16 2.5275853E-16 6.3787886E-16
A15 1.8489724E-15 9.7657353E-16 1.5167709E-17 -3.6348958E-17
A16 -1.4114817E-16 1.4255119E-16 -3.3992023E-18 -8.9361136E-18
A17 2.0621647E-17 -1.1687750E-17 -6.2617332E-19 -1.5581049E-18
A18 1.4979878E-18 -7.9308695E-19 -1.8471520E-20 1.3828692E-19
A19 1.4552015E-19 -4.5240187E-20 3.5849534E-23 4.1090907E-21
A20 -2.1009520E-20 6.9104608E-21 3.4858117E-22 -1.7039501E-22
[表8]
实施例2
Sn 5
P2 -1.06910599E+02
P4 1.64280062E+00
P6 -3.04507350E-02
P8 1.55201231E-04
P10 4.82389308E-07
[实施例3]
将实施例3的取景器光学系统的结构及光路的剖视图示于图4中。实施例3的取景器光学系统具有与实施例1的取景器光学系统的概要相同的结构。关于实施例3的取景器光学系统，将基本透镜数据示于表9中，将规格示于表10中，将非球面系数示于表11中，将相位差系数示于表12中，将各像差图示于图8中。实施例3的取景器光学系统通过使第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3一体沿光轴方向移动而能够进行-4diopter～+2diopter的范围的屈光度调整。
[表9]
实施例3
Sn R D Nd vd
1 ∞ 0.7000 1.51680 64.20
2 ∞ 4.3000
3 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
4 ∞ 0.0040 1.70842 34.63
**5 ∞ 0.0000
6 ∞ 0.0040 1.69895 30.13
7 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
8 5000.0000 2.2070
*9 -454.1618 5.3676 1.85135 40.10
*10 -11.2017 3.2101
11 -13.3876 0.8475 1.89286 20.36
12 -50.9592 0.6000
13 -66.4733 6.7665 1.90525 35.04
14 -17.4774 0.1000
*15 -26.8883 3.6877 1.85135 40.10
*16 -26.4618 1.7228
17 ∞ 1.2000 1.51680 64.20
18 ∞ 22.5000
19(EP) ∞
[表10]
实施例3
f 16.30
水平视角 34度
对角线视角 42度
[表11]
实施例3
Sn 9 10 15 16
KA 5.0000031E+00 -1.8274321E+00 -4.9999906E+00 -4.9631090E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 -3.7548077E-05 1.4072469E-04 3.7443889E-04 1.6910732E-04
A5 8.9725050E-05 -2.0369730E-05 -1.1244252E-05 1.0911263E-05
A6 -7.8550043E-06 4.3639634E-06 -7.7088166E-07 -6.4564359E-07
A7 -1.5296834E-07 3.5142199E-08 -3.0432222E-08 -1.1322419E-07
A8 1.6425401E-08 -1.5089037E-08 -5.6015957E-10 -2.8643821E-09
A9 1.5366756E-09 -9.2868965E-10 5.9006859E-11 1.6045700E-11
A10 1.5409508E-10 -1.4170120E-11 6.4825717E-12 1.0261878E-11
A11 -1.1881923E-11 -4.7601886E-12 7.0375498E-13 1.7911362E-12
A12 -9.9283713E-13 -1.2348710E-12 4.3182853E-14 3.5855961E-13
A13 -2.6916271E-15 3.0200748E-14 4.7716049E-16 5.3425147E-15
A14 -1.3404867E-14 -1.7919322E-15 1.4219753E-16 1.5411996E-15
A15 2.4382751E-16 9.2009809E-16 1.0377700E-17 -3.6870276E-17
A16 -2.0312016E-17 1.6388687E-16 -2.2890948E-20 -1.5532294E-17
A17 9.9333059E-18 -5.8938800E-18 -2.2835678E-19 -2.4739641E-18
A18 9.6724075E-19 -7.7523000E-20 -4.5300997E-23 8.0087424E-20
A19 6.9320698E-20 -1.2594508E-20 -3.7418479E-22 2.8509521E-21
A20 -1.3100837E-20 -2.7061754E-21 -2.8924966E-23 2.7326097E-22
[表12]
实施例3
Sn 5
P2 -5.87109379E+01
P4 2.91179422E-01
P6 -6.13889133E-03
P8 5.68312651E-05
P10 -1.23877803E-07
[实施例4]
将实施例4的取景器光学系统的结构及光路的剖视图示于图5中。实施例4的取景器光学系统具有基本上与实施例1的取景器光学系统的概要相同的结构，但在第1基材21的视点侧的面及第2基材24的显示元件侧的面为曲面的点上与实施例1不同。关于实施例4的取景器光学系统，将基本透镜数据示于表13中，将规格示于表14中，将非球面系数示于表15中，将相位差系数示于表16中，将各像差图示于图9中。实施例4的取景器光学系统通过使第1透镜组G1、第2透镜组G2及第3透镜组G3一体沿光轴方向移动而能够进行-4diopter～+2diopter的范围的屈光度调整。
[表13]
实施例4
Sn R D Nd vd
1 ∞ 0.7000 1.51680 64.20
2 ∞ 4.3000
3 ∞ 1.0000 1.49023 57.49
4 -500.0000 0.0040 1.70822 34.52
**5 -500.0000 0.0000
6 -500.0000 0.0040 1.69895 30.13
7 -500.0000 1.0000 1.49023 57.49
8 ∞ 2.2070
*9 -456.0348 5.3571 1.85135 40.10
*10 -11.1921 3.1222
11 -13.4456 0.8485 1.89286 20.36
12 -53.7238 0.6816
13 -69.4865 6.7665 1.90525 35.04
14 -17.5553 0.1000
*15 -26.8882 3.6894 1.85135 40.10
*16 -26.4582 1.7338
17 ∞ 1.2000 1.51680 64.20
18 ∞ 22.5000
19(EP) ∞
[表14]
实施例4
f 16.30
水平视角 34度
对角线视角 42度
[表15]
实施例4
Sn 9 10 15 16
KA 5.0000000E+00 -1.8796326E+00 -5.0000085E+00 -4.5106840E+00
A3 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
A4 -3.6400904E-05 1.3880141E-04 3.7236533E-04 1.7007229E-04
A5 8.9703654E-05 -2.0467878E-05 -1.1183507E-05 1.0913815E-05
A6 -7.8589686E-06 4.3693659E-06 -7.6622944E-07 -6.4375270E-07
A7 -1.5328068E-07 3.5616651E-08 -3.0117000E-08 -1.1361527E-07
A8 1.6402208E-08 -1.5049261E-08 -5.5589395E-10 -2.8179574E-09
A9 1.5348043E-09 -9.3469917E-10 6.0644652E-11 1.8066089E-11
A10 1.5398781E-10 -1.4298133E-11 6.4209686E-12 1.0122582E-11
A11 -1.1770358E-11 -4.7479347E-12 7.1205807E-13 1.7209812E-12
A12 -9.9471750E-13 -1.2369048E-12 4.2289927E-14 3.6162409E-13
A13 -2.6920458E-15 3.0345702E-14 3.1635821E-16 5.4499570E-15
A14 -1.3418342E-14 -1.7780241E-15 1.3358838E-16 1.5590973E-15
A15 2.4290915E-16 9.2214911E-16 9.7441610E-18 -3.6906018E-17
A16 -2.0377313E-17 1.6422720E-16 -1.2436995E-19 -1.5563167E-17
A17 9.9301270E-18 -5.9220516E-18 -1.9955297E-19 -2.4789199E-18
A18 9.6752084E-19 -7.9297237E-20 -2.2302927E-22 7.6755634E-20
A19 6.9432858E-20 -1.2605171E-20 -4.0644484E-22 2.9658254E-21
A20 -1.3099954E-20 -2.7021944E-21 -2.9341464E-23 2.8600577E-22
[表16]
实施例4
Sn 5
P2 -6.06051601E+01
P4 3.43896922E-01
P6 -6.51401717E-03
P8 5.45687803E-05
P10 -9.47625953E-08
在表17中示出实施例1～4的取景器光学系统的条件式(1)～(3)的对应值。实施例1～4将d线设为基准波长。在表17中示出d线基准时的值。
[表17]
式编号 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4
(1) f/TTL 0.55 0.63 0.55 0.55
(2) Δvd/ΔNd 476.27 465.48 475.38 474.08
(3) |fdoe|/f 5.85 2.70 5.59 4.81
由以上数据可知，实施例1～4的取景器光学系统中，整个系统的透镜片数较少为3片或4片，并且水平视角为33度以上而实现了广角化，包含色差的各像差得到良好校正而具有高光学性能，并且实现取景器光学系统的总长度的缩短化而构成为小型。
接着，对本发明的实施方式所涉及的摄像装置进行说明。图10是表示本发明的摄像装置的一实施方式所涉及的相机100的背面侧的概略结构的立体图。相机100在相机主体102的上部具备取景器101。取景器101具有本发明的实施方式所涉及的取景器光学系统。并且，相机100在相机主体102的背面具备用于进行各种设定的操作按钮103、用于进行变倍的变焦杆104及显示图像或各种设定画面的显示器106，在相机主体102的上表面具备快门按钮105。在相机100中，基于配置于相机主体102的正面的成像透镜(未图示)的被摄体像形成于成像元件(未图示)的成像面。形成于成像面的被摄体像在取景器101所具有的显示元件(未图示)中作为取景像来显示，使用者从背面侧窥视取景器101而观察被摄体的取景像。另外，在图10中，示出了内置于相机100的取景器的例子，但本发明也能够适用于外置取景器。并且，本发明的摄像装置并不限定于图10所示的例子，例如也能够将本发明适用于摄像机等。
以上，举出实施方式及实施例对本发明进行了说明，但本发明并不限定于上述实施方式及实施例，能够进行各种变形。例如，各透镜的曲率半径、面间隔、折射率、色散系数及非球面系数等并不限定于上述各数值实施例中示出的值，也可以采用其他值。
符号说明
1-显示元件，2-衍射光学元件，10-取景器光学系统，21-第1基材，22-第1层，22a-第1衍射光学面，23-第2层，23a-第2衍射光学面，24-第2基材，100-相机，101-取景器，102-相机主体，103-操作按钮，104-变焦杆，105-快门按钮，106-显示器，EP-视点，G1-第1透镜组，G2-第2透镜组，G3-第3透镜组，L1、L2、L3、L4-透镜，PP-光学部件，Z-光轴。

Claims (16)

1.一种取景器光学系统，其包含：
显示元件；及
衍射光学元件，在所述显示元件的视点侧与所述显示元件连续配置，
所述衍射光学元件包括：
第1基材；
第1层，层叠于所述第1基材上且在与所述第1基材相反的一侧的面具有第1衍射光学面；
第2基材；及
第2层，层叠于所述第2基材上且在与所述第2基材相反的一侧的面具有第2衍射光学面，
所述第1层与所述第2层对置配置，所述第1衍射光学面与所述第2衍射光学面紧密贴合。
2.根据权利要求1所述的取景器光学系统，其包含：
正透镜，在所述衍射光学元件的视点侧与所述衍射光学元件连续配置，且将凸面朝向视点侧。
3.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包括：
所述显示元件；
所述衍射光学元件；及
多个透镜组，配置于所述衍射光学元件的视点侧，
所述多个透镜组从显示元件侧朝向视点侧依次包括：
第1透镜组，由正透镜构成；
第2透镜组，由单透镜构成；及
第3透镜组，包含配置于最靠视点侧且将凸面朝向视点侧的正透镜，并且作为整体具有正屈光力。
4.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包含：
多个透镜组，配置于所述衍射光学元件的视点侧，
当将从所述衍射光学元件至最靠视点侧的透镜的合成焦距设为f，
将从所述显示元件的视点侧的相反的一侧的面至最靠视点侧的透镜的视点侧的面的光轴上的距离设为TTL时，满足由
0.1＜f/TTL＜1.1 (1)
表示的条件式(1)。
5.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其中，
所述衍射光学元件至少具有1个平面。
6.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其中，
当将所述第1层的d线基准时的色散系数与所述第2层的d线基准时的色散系数之差的绝对值设为Δvd，
将所述第1层相对于d线的折射率与所述第2层相对于d线的折射率之差的绝对值设为ΔNd时，满足由
100＜Δvd/ΔNd＜850 (2)
表示的条件式(2)。
7.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包含：
多个透镜组，配置于所述衍射光学元件的视点侧，
当将形成有所述第1衍射光学面的面的焦距设为fdoe，
将从所述衍射光学元件至最靠视点侧的透镜的合成焦距设为f时，满足由
1＜|fdoe|/f＜15 (3)
表示的条件式(3)。
8.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包含：
透镜，在所述衍射光学元件的视点侧与所述衍射光学元件连续配置，且至少具有1面的非球面。
9.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包括：
所述显示元件；
所述衍射光学元件；及
多个透镜组，配置于所述衍射光学元件的视点侧，
所述多个透镜组从显示元件侧朝向视点侧依次包括：
第1透镜组，由正透镜构成；
第2透镜组，由将凸面朝向视点侧的负透镜构成；及
第3透镜组，作为整体具有正屈光力。
10.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包括：
所述显示元件；
所述衍射光学元件；及
4片以下的透镜，配置于所述衍射光学元件的视点侧。
11.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其包括：
所述显示元件；
所述衍射光学元件；及
多个透镜组，配置于所述衍射光学元件的视点侧，
所述多个透镜组从显示元件侧朝向视点侧依次包括：
第1透镜组，由正透镜构成；
第2透镜组，由单透镜构成；及
第3透镜组，由将凸面朝向视点侧的2片以下的正透镜。
12.根据权利要求1或2所述的取景器光学系统，其中，
在调整屈光度时，所述衍射光学元件相对于所述显示元件固定。
13.根据权利要求4所述的取景器光学系统，其满足由
0.4＜f/TTL＜0.8 (1-1)
表示的条件式(1-1)。
14.根据权利要求6所述的取景器光学系统，其满足由
200＜Δvd/ΔNd＜750 (2-1)
表示的条件式(2-1)。
15.根据权利要求7所述的取景器光学系统，其满足由
2＜|fdoe|/f＜10 (3-1)
表示的条件式(3-1)。
16.一种摄像装置，其具备权利要求1至15中任一项所述的取景器光学系统。
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