JP2007121340A - ファインダー用接眼レンズ - Google Patents

Abstract

【課題】 ビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられる電子ビューファインダーの接眼レンズに関し、構成が小型であり、かつ高倍率でありながら、アイレリーフやバックフォーカスは適度に長くでき、良好な結像性能と歪曲収差特性を持ち、使用に十分な色収差補正がされて、さらに、低コストを第一に優先し実現するファインダー用接眼レンズを提供する。
【解決手段】瞳側より正の単レンズを置いた構成で、以下の条件式を満たすことを特徴とするファインダー用接眼レンズとする。
（１） １．２５＜ＴＬ／ｆ＜１．３６
ただし
ＴＬ：レンズ第１面から結像面までの光軸上の距離（平行平面部分は空気長換算）
ｆ：全レンズ系の焦点距離
【選択図】 図１

Description

本発明は、ビデオカメラやデジタルカメラ等の電子ビユーファインダーに用いられる接眼レンズに関するものである。

近年普及の著しいビデオカメラやデジタルカメラ等には、撮影した映像も観られる電子ビューファインダーが多く用いられている。

その中に搭載されている各種電子デバイスは、高性能化・小型化が急速に進み、それに合わせて接眼レンズの光学性能も要求が厳しくなってきている。

また、ビデオカメラやデジタルカメラ等においては、小型であることが特長のひとつである。そのため、それらに搭載する電子ビューファインダーも必然的に小型であることが要求されている。

つまり、電子ビューファインダーの小型化に大きく影響するＬＣＤ等の映像素子と、それを眼で観察するための光学レンズも、まず小型であることが要求されることになる。

さらに、映像素子の小型化によって、ファインダー用接眼レンズとしては高倍率化が必須となる。

そして、また、ビデオカメラやデジタルカメラ等の電子機器はコスト競争も激しく、低コストは当然の要求であり、電子ビューファインダーの優先課題である。

その上で、ファインダー用接眼レンズとしては、アイレリーフやバックフォーカスは適度に長くでき、良好な結像性能と歪曲収差特性を持ち、使用に十分な色収差補正がされることが要求される。

小型で光学性能が優れた接眼レンズは、多数公開されている。（例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）
特許第３４６７１０５号公報 特開平５−１８１０７１号公報 特開平５−９３８７４号公報

ところが、ビデオカメラやデジタルカメラの小型化のスピ−ドは極めて速く、搭載されている各種電子デバイス、ＬＣＤ等の映像素子のサイズも予想以上に小さくなってきている。

そのため、接眼レンズの倍率も比例して高くする必要がある。高倍率化によって光学性能を維持することは格段に難しくなり、必然的にレンズ構成枚数の増とコストアップをどこまでで押えるかが、最近の課題となってきている。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、特に、ビデオカメラ、デジタルカメラ等に用いられる電子ビューファインダーの接眼レンズに関し、構成が小型であり、かつ高倍率でありながら、アイレリーフやバックフォーカスは適度に長くでき、良好な結像性能と歪曲収差特性を持ち、使用に十分な色収差補正がされて、さらに、低コストを第一に優先し実現するファインダー用接眼レンズを提供することを目的とするものである。

瞳側より正の単レンズを置いた構成で、以下の条件式を満たすことを特徴とするファインダー用接眼レンズとする。
（１）１．２５＜ＴＬ／ｆ＜１．３６
ただし
ＴＬ：レンズ第１面から結像面までの光軸上の距離（平行平面部分は空気長換算）
ｆ：全レンズ系の焦点距離

また、前記単レンズの第１面、第２面ともに両側に凸面を向けた両凸レンズであり、以下の条件式を満たすことを特徴とするファインダー用接眼レンズとする。
（２）−１．３５＜Ｒ１／Ｒ２＜−０．５０
（３）０．４７＜Ｄ１／ｆ
（４）４５．０＜ν１
ただし
Ｒ１：第１レンズの瞳側面の近軸曲率半径
Ｒ２：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径
Ｄ１：第１レンズの光軸上の厚み
ν１：第１レンズ材料のアッベ数

また、前記単レンズは両面非球面形状であることを特徴とするファインダー用接眼レンズとする。

また、前記単レンズが、樹脂材料にて構成されることを特徴とするファインダー用接眼レンズとする。

本発明によれば、構成が小型であり、かつ高倍率でありながら、アイレリーフやバックフォーカスは適度に長くでき、良好な結像性能と歪曲収差特性を持ち、使用に十分な色収差補正がされて、さらに、低コストを第一に優先し実現するファインダー用接眼レンズを得ることができる。

本発明の一実施形態を以下に説明する。

以下、本発明に係るファインダー用接眼レンズの実施例を示す。但し、ここで実施例の説明に使用する記号は、下記の通りである。
ＥＰ ：アイポイント
Ｌ１ ：単レンズ
ＣＧ ：カバーガラス
Ｉ ：映像素子面
ｆ ：全レンズ系の焦点距離
２ω ：見かけ視界（単位は度）（画角）
Ｄ＊ ：各面と次の面との光軸上の距離 （＊には各面に対応する数字がはいる）
ＴＬ ：レンズ第１面から映像面までの距離（平行平面部分は空気長換算）
Ｒ＊ ：各面の近軸曲率半径 （＊には各面に対応する数字がはいる）
Ｎｄ＊ ：各レンズ材料のｄ線での屈折率 （＊には各レンズに対応する数字がはいる）
νｄ＊ ：各レンズのｄ線でのアッベ数 （＊には各レンズに対応する数字がはいる）

レンズが非球面である場合の非球面式は、以下のごとく記述される。

ただし、ｋ＝α_１＋１ とし、
Ｃ ：非球面頂点の曲率
α_１ ：円錐係数
α_２〜α_１０ ：非球面係数
ρ ：光軸からの高さ
Ｚ ：レンズ面頂点における接平面から光軸方向への距離である。

図１は本発明に係わる最良の実施形態のレンズ構成図である。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。

図２はこの実施例の収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率の色収差を表している。球面収差図においては、図示しているように、それぞれ、ｇ線１、Ｆ線２、ｅ線３、ｄ線４、Ｃ線５の波長での球面収差を表している。非点収差図では、図示しているようにサジタル面Ｓ、タンジェンシャル面Ｔでの非点収差を表している。倍率の色収差図では、図示しているように、それぞれ、ｇ線１ａ、Ｆ線２ａ、ｅ線３ａ、ｄ線４ａ、Ｃ線５ａの波長での倍率の色収差を表している。

表１−１はこの実施例の瞳側からアイポイントＥＰ、単レンズＬ１の面、カバーガラスＣＧの面、映像素子面Ｉに番号（図１に示すＳ０〜Ｓ５）を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径、距離（間隔）、屈折率、アッベ数等を記入してまとめた表である。Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄの記号は前記説明のとおりである。視度調整で、０ディオプター（ｄｉｏｐｔｅｒ）にした時の全レンズ系の焦点距離ｆ、見かけ視界２ωも表１−１に記載してある。表１−２は表１−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。

表５は、請求項に記載された条件式（１）から（４）に当てはまる具体的な数値を代入して、それぞれ計算した結果をまとめた表である。表５には、実施例１の他、実施例２から４における計算結果も記載してある。また、表５の項目で本発明に直接関与しない計算部分については説明を省略する。

実施例１において、瞳側より正の単レンズを置いた構成のファインダー用接眼レンズである。前記単レンズＬ１の第１面Ｓ１から瞳（アイポイントＥＰ）Ｓ０までの距離Ｄ０はアイレリーフであり、適度な長さを確保している。これが短すぎると眼やまつげがレンズに直接当たり、長すぎると小型化に反することとなり、それぞれ問題である。前記単レンズＬ１の第２面Ｓ２から映像素子面Ｉ（Ｓ５）までの長さはバックフォーカスであり、適度な長さを確保している。特にフロントライトタイプの映像素子では、前面に障害となる構造物があるため、スペースが必要となっている。

表５から、ＴＬ／ｆは１．２８４で、請求項１に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（１）１．２５＜ＴＬ／ｆ＜１．３６

条件式（１）は、接眼レンズの倍率と小型化の関係を表しており、倍率が同じ場合、上限を超えると小型化は達成されず、下限を超えると小型化は可能であるが、適度なバックフォーカスを確保できず、レンズパワーが過大となり良好な性能が維持できない。光学長を同じにした場合は、上限を超えると高倍率になり過ぎ、性能が劣化する。下限を超えると必要倍率と性能のバランスを大きく悪化させる。

また、実施例１において、前記単レンズＬ１の第１面Ｓ１、第２面Ｓ２ともに両側に凸面を向けた両凸レンズである。

同様に表５から、Ｒ１／Ｒ２は−０．６８６であり、Ｄ１／ｆは０．５０３で、ν１は５７．２であり、請求項２に規定される以下の条件式を満足していることがわかる。
（２）−１．３５＜Ｒ１／Ｒ２＜−０．５０
（３）０．４７＜Ｄ１／ｆ
（４）４５．０＜ν１

条件式（２）は、前記単レンズＬ１の曲率半径の比をとっており、レンズの形状を定義している。上限を超えると正のパワーが小さくなり、バランスを悪くして性能が劣化する。下限を超えると映像面側へ大きく凸の形状になり、これもバランスを悪くして性能が劣化する。条件式（３）は、レンズの厚みの条件である。下限を超えると、レンズの厚みが薄くなり、倍率の色収差が増大し、これを補正しようとすると各収差が劣化し性能を満足できない。条件式（４）も色収差に関係する材料のアッベ数である。単レンズのため、下限を超えると高分散材となり、色収差が増大し補正できない。

また、表１−１、表１−２から、前記単レンズＬ１は両面非球面形状であることが望ましい。

これは、単レンズでの各種収差補正を考えると、両面非球面形状のレンズを用いることは大変有効であり、欠かせない要素である。

また、表１−１から、前記単レンズが樹脂材料で形成されていることが望ましい。

これにより、射出成形でのレンズの製造が可能になり、均一で高品質な接眼レンズを安く大量生産することができる。低コスト化にはこれも欠かせない要素である。

図３は本発明に係わる別の実施形態のレンズ構成図である。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。

図４はこの実施例の収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率の色収差を表している。球面収差図においては、図示しているように、それぞれ、ｇ線１、Ｆ線２、ｅ線３、ｄ線４、Ｃ線５の波長での球面収差を表している。非点収差図では、図示しているようにサジタル面Ｓ、タンジェンシャル面Ｔでの非点収差を表している。倍率の色収差図では、図示しているように、それぞれ、ｇ線１ａ、Ｆ線２ａ、ｅ線３ａ、ｄ線４ａ、Ｃ線５ａの波長での倍率の色収差を表している。

表２−１はこの実施例の瞳側からアイポイントＥＰ、単レンズＬ１の面、カバーガラスＣＧの面、映像素子面Ｉに番号（図３に示すＳ０〜Ｓ５）を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径、距離（間隔）、屈折率、アッベ数等を記入してまとめた表である。Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄの記号は前記説明のとおりである。視度調整で、０ディオプター（ｄｉｏｐｔｅｒ）にした時の全レンズ系の焦点距離ｆ、見かけ視界２ωも表２−１に記載してある。表２−２は表２−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。

表５は、請求項に記載された条件式（１）から（４）に当てはまる具体的な数値を代入して、それぞれ計算した結果をまとめた表である。表５中の実施例２の欄がこの実施例における計算結果である。

表２−１、表２−２、表５より、実施例１と同様に、すべての条件を満足している。

図５は本発明に係わる別の実施形態のレンズ構成図である。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。

図６はこの実施例の収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率の色収差を表している。球面収差図においては、図示しているように、それぞれ、ｇ線１、Ｆ線２、ｅ線３、ｄ線４、Ｃ線５の波長での球面収差を表している。非点収差図では、図示しているようにサジタル面Ｓ、タンジェンシャル面Ｔでの非点収差を表している。倍率の色収差図では、図示しているように、それぞれ、ｇ線１ａ、Ｆ線２ａ、ｅ線３ａ、ｄ線４ａ、Ｃ線５ａの波長での倍率の色収差を表している。

表３−１はこの実施例の瞳側からアイポイントＥＰ、単レンズＬ１の面、カバーガラスＣＧの面、映像素子面Ｉに番号（図５に示すＳ０〜Ｓ５）を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径、距離（間隔）、屈折率、アッベ数等を記入してまとめた表である。Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄの記号は前記説明のとおりである。視度調整で、０ディオプター（ｄｉｏｐｔｅｒ）にした時の全レンズ系の焦点距離ｆ、見かけ視界２ωも表３−１に記載してある。表３−２は表３−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。

表５は、請求項に記載された条件式（１）から（４）に当てはまる具体的な数値を代入して、それぞれ計算した結果をまとめた表である。表５中の実施例３の欄がこの実施例における計算結果である。

表３−１、表３−２、表５より、実施例１、２と同様に、すべての条件を満足している。

図７は本発明に係わる別の実施形態のレンズ構成図である。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。

図８はこの実施例の収差図であり、（Ａ）は球面収差、（Ｂ）は非点収差、（Ｃ）は歪曲収差、（Ｄ）は倍率の色収差を表している。球面収差図においては、図示しているように、それぞれ、ｇ線１、Ｆ線２、ｅ線３、ｄ線４、Ｃ線５の波長での球面収差を表している。非点収差図では、図示しているようにサジタル面Ｓ、タンジェンシャル面Ｔでの非点収差を表している。倍率の色収差図では、図示しているように、それぞれ、ｇ線１ａ、Ｆ線２ａ、ｅ線３ａ、ｄ線４ａ、Ｃ線５ａの波長での倍率の色収差を表している。

表４−１はこの実施例の瞳側からアイポイントＥＰ、単レンズＬ１の面、カバーガラスＣＧの面、映像素子面Ｉに番号（図７に示すＳ０〜Ｓ５）を付け、各面ごとにそれぞれの曲率半径、距離（間隔）、屈折率、アッベ数等を記入してまとめた表である。Ｒ、Ｄ、Ｎｄ、νｄの記号は前記説明のとおりである。視度調整で、０ディオプター（ｄｉｏｐｔｅｒ）にした時の全レンズ系の焦点距離ｆ、見かけ視界２ωも表４−１に記載してある。表４−２は表４−１の面が上述した数式１で記述される場合に、その非球面係数を記載したものである。

表５は、請求項に記載された条件式（１）から（４）に当てはまる具体的な数値を代入して、それぞれ計算した結果をまとめた表である。表５中の実施例４の欄がこの実施例における計算結果である。

表４−１、表４−２、表５より、実施例１、２、３と同様に、すべての条件を満足している。

本発明最良の実施形態を示すレンズ構成図。（実施例１） 本発明最良の実施形態での収差図で、（Ａ）は球面収差を表す収差図、（Ｂ）は非点収差を表す収差図、（Ｃ）は歪曲収差を表す収差図、（Ｄ）は倍率の色収差を表す収差図。（実施例１） 本発明の別の実施形態を示すレンズ構成図。（実施例２） 本発明の別の実施形態での収差図で、（Ａ）は球面収差を表す収差図、（Ｂ）は非点収差を表す収差図、（Ｃ）は歪曲収差を表す収差図、（Ｄ）は倍率の色収差を表す収差図。（実施例２） 本発明の別の実施形態を示すレンズ構成図。（実施例３） 本発明の別の実施形態での収差図で、（Ａ）は球面収差を表す収差図、（Ｂ）は非点収差を表す収差図、（Ｃ）は歪曲収差を表す収差図、（Ｄ）は倍率の色収差を表す収差図。（実施例３） 本発明の別の実施形態を示すレンズ構成図。（実施例４） 本発明の別の実施形態での収差図で、（Ａ）は球面収差を表す収差図、（Ｂ）は非点収差を表す収差図、（Ｃ）は歪曲収差を表す収差図、（Ｄ）は倍率の色収差を表す収差図。（実施例４）

符号の説明

１ ｇ線の波長での球面収差
２ Ｆ線の波長での球面収差
３ ｅ線の波長での球面収差
４ ｄ線の波長での球面収差
５ Ｃ線の波長での球面収差
１ａ ｇ線の波長での倍率の色収差
２ａ Ｆ線の波長での倍率の色収差
３ａ ｅ線の波長での倍率の色収差
４ａ ｄ線の波長での倍率の色収差
５ａ Ｃ線の波長での倍率の色収差
Ｌ１ 単レンズ
Ｉ 映像素子面
Ｓ サジタル面での非点収差
Ｔ タンジェンシャル面での非点収差
Ｙ 像高

Claims (4)

1. 瞳側より正の単レンズを置いた構成で、以下の条件式を満たすことを特徴とするファインダー用接眼レンズ。
   （１）１．２５＜ＴＬ／ｆ＜１．３６
   ただし
   ＴＬ：レンズ第１面から結像面までの光軸上の距離（平行平面部分は空気長換算）
   ｆ：全レンズ系の焦点距離
2. 請求項１記載の接眼レンズにおいて、第１面、第２面ともに両側に凸面を向けた両凸レンズであり、以下の条件式を満たすことを特徴とするファインダー用接眼レンズ。
   （２）−１．３５＜Ｒ１／Ｒ２＜−０．５０
   （３）０．４７＜Ｄ１／ｆ
   （４）４５．０＜ν１
   ただし
   Ｒ１：第１レンズの瞳側面の近軸曲率半径
   Ｒ２：第１レンズの物体側面の近軸曲率半径
   Ｄ１：第１レンズの光軸上の厚み
   ν１：第１レンズ材料のアッベ数
3. 請求項１または２記載の接眼レンズにおいて、前記単レンズは両面非球面形状であることを特徴とするファインダー用接眼レンズ。
4. 請求項１、２または３記載の接眼レンズにおいて、前記単レンズが、樹脂材料にて構成されることを特徴とするファインダー用接眼レンズ。
   

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