JP2009210656A - Eyepiece lens for finder and electronic viewfinder using the same - Google Patents
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Abstract
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及びそれを用いた電子ビューファインダーに関するものである。 The present invention relates to an eyepiece used in an electronic viewfinder such as a video camera or a digital camera, and an electronic viewfinder using the eyepiece.
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。 In recent years, video cameras and digital cameras, which have been remarkably popular, use many electronic viewfinders that allow a user to view a photographed video.
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、それに合わせてファインダー用接眼レンズの光学性能も要求が厳しくなってきている。 Various electronic devices installed therein are rapidly becoming higher in performance and smaller in size, and the optical performance of an eyepiece for a finder is becoming increasingly demanding.
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徴のひとつである。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。 One feature of video cameras and digital cameras is their small size. Therefore, the electronic viewfinders mounted on them are inevitably required to be small.
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。 That is, an image element such as an LCD that greatly affects the miniaturization of the electronic viewfinder and an optical lens for observing the image element with the eyes are also required to be small first.
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。 Furthermore, due to the miniaturization of the image element, it is essential to increase the magnification as an eyepiece for a finder.
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。 In addition, electronic devices such as video cameras and digital cameras are highly cost-competitive, and low cost is a natural requirement and a priority issue for electronic viewfinders.
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。 In addition, eyepieces for viewfinders are required to have an eye relief and back focus that are reasonably long, have good imaging performance and distortion characteristics, and have sufficient chromatic aberration correction for use.
小型で光学性能が優れた2枚構成の接眼レンズとしては、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、特許文献4参照)また、接眼レンズを用いた電子ビューファインダーも、公開されている。(例えば特許文献5参照)
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。 However, the speed of miniaturization of video cameras and digital cameras is extremely fast, and the sizes of various electronic devices and video elements such as LCDs are becoming smaller than expected.
また、映像素子の高画質化、高解像度化に伴い、電子ビューファインダーの要求性能もさらに向上している。 In addition, the required performance of electronic viewfinders has been further improved with the increase in image quality and resolution of video elements.
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。 Therefore, it is necessary to increase the magnification of the eyepiece in proportion. Maintaining optical performance with higher magnification becomes much more difficult, and inevitably, how far the increase in the number of lens components and cost increase can be suppressed has become a recent issue.
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及びそれに用いる接眼レンズに関し、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、低コストを優先し実現するための2枚構成のファインダー用接眼レンズ及びそれを用いた小型で高性能な電子ビューファインダーを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such problems, and particularly relates to an electronic viewfinder used for a video camera, a digital camera, etc. and an eyepiece used therefor, which has a small configuration and a high magnification. However, the eye relief and back focus can be extended to an appropriate length, have good imaging performance and distortion characteristics, and have sufficient chromatic aberration correction for use. An object of the present invention is to provide a viewfinder eyepiece and a small and high-performance electronic viewfinder using the eyepiece.
瞳側より順に、正の第1レンズ、負の第2レンズよりなり、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。
(1)1.0<TL/f<1.3
(2)1.9<f/(D1+D2+D3)<2.9
ただし、
TL:レンズ第1面から映像素子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
D1:第1レンズの光軸上の厚み
D2:第2面と第3面の光軸上の距離
D3:第2レンズの光軸上の厚み
An eyepiece for a finder comprising a positive first lens and a negative second lens in order from the pupil side and satisfying the following conditional expression.
(1) 1.0 <TL / f <1.3
(2) 1.9 <f / (D1 + D2 + D3) <2.9
However,
TL: Distance on the optical axis from the first lens surface to the image element surface (parallel plane portion is air length converted)
f: focal length of all lens system D1: thickness on optical axis of first lens D2: distance on optical axis of second and third surfaces D3: thickness on optical axis of second lens
また、前記ファインダー用接眼レンズにおいて、前記第1レンズは両面凸レンズであり、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。
(3)1.5<f/f1<2.0
(4)−1.5<R1/R2<−1.1
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
R1:第1レンズの瞳側面の近軸曲率半径
R2:第1レンズの映像素子側面の近軸曲率半径
In the finder eyepiece, the first lens is a double-sided convex lens, and satisfies the following conditional expression.
(3) 1.5 <f / f1 <2.0
(4) -1.5 <R1 / R2 <-1.1
However,
f1: Focal length R1 of the first lens R1: Paraxial radius of curvature of the pupil side surface of the first lens R2: Paraxial radius of curvature of the image element side surface of the first lens
また、前記ファインダー用接眼レンズにおいて、前記第2レンズは瞳側に凹面を向けた凹レンズであり、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。
(5)−1.25<f/f2<−0.75
(6)−2.65<f/R3<−1.85
ただし、
f2:第2レンズの焦点距離
R3:第2レンズの瞳側面の近軸曲率半径
In the finder eyepiece, the second lens is a concave lens having a concave surface facing the pupil side, and satisfies the following conditional expression.
(5) -1.25 <f / f2 <-0.75
(6) -2.65 <f / R3 <−1.85
However,
f2: focal length of the second lens R3: paraxial radius of curvature of the pupil side surface of the second lens
また、前記ファインダー用接眼レンズにおいて、前記第2レンズ、前記第3レンズは、さらに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。
(7)0.9<R2/R3<1.2
(8)−17.1<f2/D3<−6.5
(9)2.6<(ν1+ν2)/ν2
ただし、
R2:第1レンズの映像素子側面の近軸曲率半径
R3:第2レンズの瞳側面の近軸曲率半径
f2:第2レンズの焦点距離
D3:第2レンズの光軸上の厚み
ν1:第1レンズ材料のアッベ数
ν2:第2レンズ材料のアッベ数
In the finder eyepiece, the second lens and the third lens may further satisfy the following conditional expression, and may be a finder eyepiece.
(7) 0.9 <R2 / R3 <1.2
(8) -17.1 <f2 / D3 <-6.5
(9) 2.6 <(ν1 + ν2) / ν2
However,
R2: paraxial radius of curvature of image element side surface of first lens R3: paraxial radius of curvature of pupil side surface of second lens f2: focal length of second lens D3: thickness on optical axis of second lens ν1: first Abbe number of lens material ν2: Abbe number of second lens material
また、前記ファインダー用接眼レンズにおいて、前記第1レンズの両側面と、前記第2レンズの両側面が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。 In the finder eyepiece, both the side surfaces of the first lens and the both surfaces of the second lens are aspherical.
また、前記ファインダー用接眼レンズにおいて、それぞれのレンズが、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。 In the finder eyepiece, each of the lenses is made of a resin material.
また、前記ファインダー用接眼レンズにおいて、各面での曲率形状におけるそれぞれの面頂からの光軸方向の長さをサグ量とすると、前記第2レンズの映像素子側面の非球面形状は、中心から周辺端部までの所のサグ量が、少なくとも一度は増加して減少する領域を持つことを特徴とするファインダー用接眼レンズとする。 In the finder eyepiece, when the length in the optical axis direction from the top of each surface in the curvature shape on each surface is a sag amount, the aspherical shape on the side of the image element of the second lens is from the center. A viewfinder eyepiece having a region in which the sag amount to the peripheral end portion increases and decreases at least once.
また、前記ファインダー用接眼レンズを用いて、前記映像素子面位置に液晶表示素子を配置することを特徴とする電子ビューファインダーとする。 In addition, an electronic view finder is characterized in that a liquid crystal display element is arranged at the image element surface position using the finder eyepiece.
また、前記液晶表示素子はフロントライトユニットを有する反射型液晶表示装置であることを特徴とする電子ビューファインダーとする。 The liquid crystal display element is a reflection type liquid crystal display device having a front light unit.
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、低コストを優先し実現する2枚構成のファインダー用接眼レンズを得ることができる。 According to the present invention, although the configuration is small and the magnification is high, the eye relief and the back focus can be appropriately lengthened, have good imaging performance and distortion characteristics, and have sufficient chromatic aberration correction for use. In addition, it is possible to obtain an eyepiece for a finder having a two-lens configuration that realizes low cost with priority.
前記接眼レンズを用いた、小型で高性能な電子ビューファインダーとすることができる。 A small and high-performance electronic viewfinder using the eyepiece can be obtained.
本発明の一実施形態を以下に説明する。 One embodiment of the present invention will be described below.
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 :第1レンズ
L2 :第2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面から映像素子面までの光軸上の距離(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)
Examples of eyepieces for viewfinders according to the present invention will be described below. However, symbols used in the description of the embodiments are as follows.
EP: Eye point L1: First lens L2: Second lens CG: Cover glass I: Image element surface f: Focal length 2ω of all lens systems: Apparent field of view (unit: degree) (field angle)
D *: Distance on the optical axis between each surface and the next surface (* has a number corresponding to each surface)
TL: Distance on the optical axis from the first lens surface to the image element surface (the parallel plane portion is converted to air length)
R *: Paraxial radius of curvature of each surface (* has a number corresponding to each surface)
Nd *: Refractive index of each lens material at d-line (* has a number corresponding to each lens)
νd *: Abbe number of each lens at the d-line (* has a number corresponding to each lens)
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。
C :非球面頂点の曲率
α1 :円錐係数
α2〜α10 :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。
The aspherical expression when the lens is aspherical is described as follows.
C: Curvature α1 of aspherical vertex: Conical coefficient α2 to α10: Aspherical coefficient ρ: Height from optical axis Z: Distance from the tangential plane at the lens surface vertex to the optical axis direction.
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(実施例1)。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。 FIG. 1 is a lens configuration diagram of the best mode according to the present invention (Example 1). The left side is shown as the pupil side, and the right side is shown as the image element side.
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、瞳径φ4mmのときの、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。Y=2.53は、映像素子の中心から対角長まで距離(像高)を示している。
2A and 2B are aberration diagrams of this example, in which (A) shows spherical aberration, (B) shows astigmatism, (C) shows distortion, and (D) shows chromatic aberration of magnification. In the spherical aberration diagram, as shown, spherical aberrations at the wavelengths of g-
表1−1はこの実施例の瞳側からアイポイントEP、第1レンズL1の面、第2レンズL2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〜S7)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4は、請求項に記載された条件式(1)から(9)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4には、実施例1の他、実施例2、実施例3における計算結果も記載してある。また、表4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。
図1に示す実施例1において、瞳側より順に、正の第1レンズL1、負の第2レンズL2を置いた構成のファインダー用接眼レンズである。前記第1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。前記第1レンズL1の第2面S2から前記第2レンズL2の第1面S3までの距離D2は各レンズの厚みD1、D3とともに、光学長TLを決めるための大きな要因となっている。前記第2レンズL2の第2面S4から映像素子面I(S7)までの長さ(前記第2レンズL2の第2面S4からカバーガラスCGの第1面S1までの距離D4と、カバーガラスCGの厚みD5と、カバーガラスCGの第2面S6から映像素子面I(S7)までの距離D6の和)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。 In Example 1 shown in FIG. 1, an eyepiece for a finder having a configuration in which a positive first lens L1 and a negative second lens L2 are placed in order from the pupil side. A distance D0 from the first surface S1 of the first lens L1 to the pupil (eye point EP) S0 is an eye relief, and an appropriate length is secured. If this is too short, the eyes and eyelashes directly hit the lens, and if it is too long, it will be contrary to miniaturization, which is a problem. The distance D2 from the second surface S2 of the first lens L1 to the first surface S3 of the second lens L2 is a major factor for determining the optical length TL along with the thicknesses D1 and D3 of each lens. The length from the second surface S4 of the second lens L2 to the image element surface I (S7) (the distance D4 from the second surface S4 of the second lens L2 to the first surface S1 of the cover glass CG, and the cover glass The thickness D5 of the CG and the sum of the distance D6 from the second surface S6 of the cover glass CG to the image element surface I (S7) are back focus, and an appropriate length is secured. In particular, a front light type image device requires a space because there is an obstructing structure on the front surface.
表4から、TL/fは1.178で、f/(D1+D2+D3)は1.938であり、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)1.0<TL/f<1.3
(2)1.9<f/(D1+D2+D3)<2.9
Table 4 shows that TL / f is 1.178 and f / (D1 + D2 + D3) is 1.938, which satisfies the following conditional expression defined in
(1) 1.0 <TL / f <1.3
(2) 1.9 <f / (D1 + D2 + D3) <2.9
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、各レンズの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。条件式(2)は、レンズの厚みと小型化の条件である。上限を超えると小型化は可能であるが、レンズの厚みが薄くなり性能が劣化する。特に倍率の色収差が補正できない。下限を超えると、レンズの厚みが厚くなり、間隔も大きくなり過ぎ小型化は達成できない。レンズ形状も周辺で曲率がきつくなり、特に倍率の色収差が悪化する。前記条件式(1)、(2)を同時に満たすことにより、レンズ性能を損なうことなく高倍率の小型化した2枚構成のファインダー用接眼レンズが得られる。 Conditional expression (1) represents the relationship between the magnification and size reduction of the eyepiece lens. When the magnification is the same, size reduction is not achieved when the upper limit is exceeded, and size reduction is possible when the lower limit is exceeded. A large back focus cannot be secured, and the power of each lens becomes excessive, and good performance cannot be maintained. When the optical length is the same, if the upper limit is exceeded, the magnification becomes too high and the performance deteriorates. If the lower limit is exceeded, the balance between the required magnification and performance is greatly deteriorated. Conditional expression (2) is a condition for lens thickness and size reduction. If the upper limit is exceeded, downsizing is possible, but the lens thickness is reduced and performance is degraded. In particular, chromatic aberration of magnification cannot be corrected. If the lower limit is exceeded, the thickness of the lens becomes thick, the distance becomes too large, and miniaturization cannot be achieved. The lens shape also has a sharp curvature at the periphery, and the chromatic aberration of magnification in particular deteriorates. By satisfying the conditional expressions (1) and (2) at the same time, it is possible to obtain a two-piece finder eyepiece having a high magnification and reduced size without impairing lens performance.
また、実施例1において、前記第1レンズL1は両面凸レンズである。 In Example 1, the first lens L1 is a double-sided convex lens.
同様に表4から、f/f1は1.662で、R1/R2は−1.167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。
(3)1.5<f/f1<2.0
(4)−1.5<R1/R2<−1.1
Similarly, it can be seen from Table 4 that f / f1 is 1.661 and R1 / R2 is −1.167, which satisfies the following conditional expression defined in
(3) 1.5 <f / f1 <2.0
(4) -1.5 <R1 / R2 <-1.1
条件式(3)はレンズ全系のパワーと第1レンズL1のパワー比を定義して、第1レンズL1の正のパワーを規定している。上限を超えると正のパワーが大きくなり第2レンズL2の負のパワーとバランスが取れなくなり、補正過剰ということになる。レンズ厚も厚くなるため成形性が悪くなる。下限を超えると正のパワーが小さくなり収差補正が不足して性能を確保できない。レンズ全長も長くなるため小型化を実現できない。条件式(4)も第1レンズL1に関する内容で、正の両面凸レンズの第1面S1と第2面S2の比により形状を定義している。第1面S1の近軸曲率半径R1より第2面S2の近軸曲率半径R2のほうが絶対値として小さく、その度合いを表していることになる。上限を超えると第1面S1と第2面S2の対称性が強くなり、軸上色収差が大きくなる。下限を超えると収差補正のバランスを崩し球面収差が大きくなる。いずれの場合も補正が困難になる。前記条件式(3)、(4)を同時に満たすことにより、レンズ性能を損なうことなく、さらにバランスのとれた2枚構成の小型化したファインダー用接眼レンズが得られる。 Conditional expression (3) defines the power of the entire lens system and the power ratio of the first lens L1 to define the positive power of the first lens L1. If the upper limit is exceeded, the positive power increases, and the negative power of the second lens L2 cannot be balanced, resulting in overcorrection. Since the lens thickness is also increased, the moldability is deteriorated. If the lower limit is exceeded, the positive power becomes small, and aberration correction is insufficient, so that performance cannot be ensured. Since the entire lens length is long, it is impossible to reduce the size. Conditional expression (4) is also related to the first lens L1, and the shape is defined by the ratio of the first surface S1 and the second surface S2 of the positive double-sided convex lens. The paraxial radius of curvature R2 of the second surface S2 is smaller in absolute value than the paraxial radius of curvature R1 of the first surface S1, and represents the degree. When the upper limit is exceeded, the symmetry between the first surface S1 and the second surface S2 becomes strong, and axial chromatic aberration increases. When the lower limit is exceeded, the balance of aberration correction is lost and spherical aberration increases. In either case, correction becomes difficult. By satisfying the conditional expressions (3) and (4) at the same time, a more balanced two-lens eyepiece for a finder can be obtained without impairing lens performance.
また、実施例1において、前記第2レンズL2は瞳側に凹面を向けた凹レンズである。 In Example 1, the second lens L2 is a concave lens having a concave surface facing the pupil side.
同様に表4から、f/f2は−0.831で、f/R3は−1.926であり、請求項3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。
(5)−1.25<f/f2<−0.75
(6)−2.65<f/R3<−1.85
Similarly, Table 4 shows that f / f2 is −0.831 and f / R3 is −1.926, which satisfies the following conditional expression defined in
(5) -1.25 <f / f2 <-0.75
(6) -2.65 <f / R3 <−1.85
条件式(5)は、レンズ全系のパワーと第2レンズL2のパワー比を定義して、第2レンズL2の負のパワーを規定している。上限を超えると負のパワーが小さくなり収差補正に対しては有利であるが、軸上色収差、倍率の色収差ともに増える。レンズ全長が長くなるため小型化を実現できない。下限を超えると負のパワーが過大になり、レンズ周辺部分の形状が悪くなり、起因する球面収差、コマ収差の収差補正が困難になる。条件式(6)も第2レンズL2に関する内容で、第1面S3の近軸曲率半径の大きさを定義することによって第2レンズL2の形状を規定した式である。上限を超えると凹面の深さが浅くなり、負のパワーが小さくなりすぎて各種収差が補正できない。色収差も大きくなり補正困難になる。下限を超えると凹面の深さが大きくなり負のパワーが過大となる。レンズ全系のパワーバランスが崩れ、収差補正が困難になる。前記条件式(5)、(6)を同時に満たすことにより、さらに良好な結像性能と歪曲収差特性を持った、バランスのとれた2枚構成の小型化したファインダー用接眼レンズが得られる。 Conditional expression (5) defines the power of the entire lens system and the power ratio of the second lens L2, and defines the negative power of the second lens L2. If the upper limit is exceeded, the negative power becomes small and advantageous for aberration correction, but both axial chromatic aberration and lateral chromatic aberration increase. Since the entire lens length is long, it is impossible to reduce the size. If the lower limit is exceeded, the negative power becomes excessive, the shape of the lens peripheral portion becomes worse, and it becomes difficult to correct the spherical aberration and coma aberration caused thereby. Conditional expression (6) also relates to the second lens L2, and is an expression that defines the shape of the second lens L2 by defining the size of the paraxial radius of curvature of the first surface S3. When the upper limit is exceeded, the depth of the concave surface becomes shallow, the negative power becomes too small, and various aberrations cannot be corrected. Chromatic aberration also increases, making correction difficult. When the lower limit is exceeded, the depth of the concave surface increases and the negative power becomes excessive. The power balance of the entire lens system is lost, making it difficult to correct aberrations. By satisfying the conditional expressions (5) and (6) simultaneously, it is possible to obtain a well-balanced two-piece compact finder eyepiece having better imaging performance and distortion characteristics.
また、同様に表4から、R2/R3は0.958で、f2/D3は−7.682で、(ν1+ν2)/ν2は2.907であり、請求項4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。
(7)0.9<R2/R3<1.2
(8)−17.1<f2/D3<−6.5
(9)2.6<(ν1+ν2)/ν2
Similarly, from Table 4, R2 / R3 is 0.958, f2 / D3 is −7.682, (ν1 + ν2) / ν2 is 2.907, and the following conditional expression defined in
(7) 0.9 <R2 / R3 <1.2
(8) -17.1 <f2 / D3 <-6.5
(9) 2.6 <(ν1 + ν2) / ν2
条件式(7)は第1レンズL1の第1面S1、第2面S2と第2レンズL2の第1面S3の関係を表している。第1レンズL1の第1面S1で発生した球面収差やコマ収差、倍率の色収差を、第1レンズL1の第2面S2と第2レンズL2の第1面S3でバランスをとって補正している。上限、下限を超えると両面のバランスが崩れ、収差補正が困難になる。条件式(8)は第2レンズL2の厚みD3に対する小型化の条件である。上限を超えると第2レンズL2の厚みD3が厚くなり、小型化は達成できない。レンズ形状も周辺で曲率がきつくなり、球面収差や倍率の色収差が悪化し補正できない。下限を超えると第2レンズL2の厚みD3が薄くなりすぎ、小型化は達成されるが性能が劣化する。特に倍率の色収差が補正できない。条件式(9)は色補正条件である。正、負の2枚構成であるため、第1レンズL1の正レンズは低分散材で、第2レンズL2の負レンズを高分散材とする色消しタイプである。下限を超えると色収差が増大し補正できない。前記条件式(7)、(8)、(9)を同時に満たすことにより、さらに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た、バランスのとれた2枚構成の小型化したファインダー用接眼レンズが得られる。 Conditional expression (7) represents the relationship between the first surface S1 and second surface S2 of the first lens L1 and the first surface S3 of the second lens L2. The spherical aberration, coma aberration, and chromatic aberration of magnification generated on the first surface S1 of the first lens L1 are corrected by balancing the second surface S2 of the first lens L1 and the first surface S3 of the second lens L2. Yes. If the upper and lower limits are exceeded, the balance between the two surfaces is lost, and aberration correction becomes difficult. Conditional expression (8) is a condition for downsizing the thickness D3 of the second lens L2. If the upper limit is exceeded, the thickness D3 of the second lens L2 becomes thick, and miniaturization cannot be achieved. The lens shape also has a sharp curvature at the periphery, and spherical aberration and chromatic aberration of magnification deteriorate and cannot be corrected. If the lower limit is exceeded, the thickness D3 of the second lens L2 becomes too thin, and downsizing is achieved, but performance deteriorates. In particular, chromatic aberration of magnification cannot be corrected. Conditional expression (9) is a color correction condition. Because of the positive and negative two-lens configuration, the positive lens of the first lens L1 is an achromatic type with a low dispersion material and the negative lens of the second lens L2 is a high dispersion material. If the lower limit is exceeded, chromatic aberration increases and correction cannot be made. By satisfying the conditional expressions (7), (8), and (9) at the same time, two balanced configurations having better imaging performance and distortion characteristics and sufficient chromatic aberration correction for use. A finder eyepiece with reduced size can be obtained.
また、表1−1、表1−2から、前記第1レンズL1の両側面S1、S2と、前記第2レンズL2の両側面S3、S4が非球面形状であることが望ましい。請求項5の内容を満たすものである。
Further, from Table 1-1 and Table 1-2, it is desirable that both side surfaces S1, S2 of the first lens L1 and both side surfaces S3, S4 of the second lens L2 are aspherical. The content of
これは、正の両面凸レンズである第1レンズL1の第1面S1で発生する球面収差を補正するために、第1レンズL1の第1面S1と第2面S2を非球面にすることは大変有効である。また、負の第2レンズL2で増大する歪曲収差や倍率の色収差を補正するためには、第2レンズL2の第1面S3と第2面S4を非球面にすることが有効である。 This is because the first surface S1 and the second surface S2 of the first lens L1 are made aspherical in order to correct the spherical aberration that occurs on the first surface S1 of the first lens L1 that is a positive double convex lens. It is very effective. Further, in order to correct distortion aberration and chromatic aberration of magnification that are increased by the negative second lens L2, it is effective to make the first surface S3 and the second surface S4 of the second lens L2 aspherical.
また、表1−1から、前記第1レンズL1、前記第2レンズL2それぞれが樹脂材料で形成されていることが望ましい。請求項6の内容を満たすものである。
Further, from Table 1-1, it is desirable that each of the first lens L1 and the second lens L2 is formed of a resin material. The content of
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。 This makes it possible to manufacture lenses by injection molding and to mass-produce uniform and high-quality eyepieces at low cost. This is also an indispensable element for cost reduction.
また、図1、表1−1、表1−2から、各面での曲率形状におけるそれぞれの面頂からの光軸方向の長さをサグ量とすると、前記第2レンズL2の第2面S4の非球面形状は、中心から周辺端部までの所のサグ量が、少なくとも一度は増加して減少する領域を持つことが望ましい。請求項7の内容を満たすものである。
Further, from FIG. 1, Table 1-1, and Table 1-2, when the length in the optical axis direction from the top of each surface in the curvature shape on each surface is defined as the sag amount, the second surface of the second lens L2. The aspherical shape of S4 desirably has a region where the sag amount from the center to the peripheral edge portion increases and decreases at least once. The content of
これは、前述したように構成が小型であり、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、低コストを優先し実現する2枚構成のファインダー用接眼レンズを得るために、請求項1から請求項6までの条件を満足させることにより、結果として導かれる。
This is because, as mentioned above, the structure is small and the magnification is high, but the eye relief and back focus can be appropriately lengthened, with good imaging performance and distortion characteristics, and sufficient chromatic aberration correction for use. Furthermore, in order to obtain a two-view finder eyepiece that realizes low cost with priority, the results are derived by satisfying the conditions of
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(実施例2)。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。 FIG. 3 is a lens configuration diagram of another embodiment according to the present invention (Example 2). The left side is shown as the pupil side, and the right side is shown as the image element side.
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、瞳径φ4mmのときの、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。Y=2.53は、映像素子の中心から対角長まで距離(像高)を示している。
4A and 4B are aberration diagrams of this example, where FIG. 4A shows spherical aberration, FIG. 4B shows astigmatism, FIG. 4C shows distortion, and FIG. 4D shows lateral chromatic aberration. In the spherical aberration diagram, as shown, spherical aberrations at the wavelengths of g-
表2−1はこの実施例の瞳側からアイポイントEP、第1レンズL1の面、第2レンズL2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〜S7)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2−1からわかるように、前記実施例1から第1レンズL1を別の低分散材料に置き換えて実施した例である。
表4は、請求項に記載された条件式(1)から(9)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4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。 Table 4 is a table summarizing the results calculated by substituting specific numerical values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) described in the claims. The column of Example 2 in Table 4 is the calculation result in this example.
表2−1、表2−2、表4より、実施例1と同様に、すべての条件を満足している。 From Table 2-1, Table 2-2, and Table 4, as in Example 1, all conditions are satisfied.
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(実施例3)。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。 FIG. 5 is a lens configuration diagram of another embodiment according to the present invention (Example 3). The left side is shown as the pupil side, and the right side is shown as the image element side.
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、瞳径φ4mmのときの、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。Y=2.53は、映像素子の中心から対角長まで距離(像高)を示している。
6A and 6B are aberration diagrams of this example, where FIG. 6A shows spherical aberration, FIG. 6B shows astigmatism, FIG. 6C shows distortion, and FIG. 6D shows lateral chromatic aberration. In the spherical aberration diagram, as shown, spherical aberrations at the wavelengths of g-
表3−1はこの実施例の瞳側からアイポイントEP、第1レンズL1の面、第2レンズL2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〜S7)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3−1からわかるように、前記実施例1から第2レンズL2を別の高分散材料に置き換えて実施した例である。
表4は、請求項に記載された条件式(1)から(9)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4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。 Table 4 is a table summarizing the results calculated by substituting specific numerical values corresponding to the conditional expressions (1) to (9) described in the claims. The column of Example 3 in Table 4 is the calculation result in this example.
表3−1、表3−2、表4より、実施例1、2と同様に、すべての条件を満足している。 From Table 3-1, Table 3-2, and Table 4, all the conditions are satisfied as in Examples 1 and 2.
図7は本発明に係わる最良の実施形態のレンズ(実施例1)を使用した電子ビューファインダーの断面図である(実施例4)。左側を瞳側、右側を映像素子側として示している。 FIG. 7 is a sectional view of an electronic viewfinder using the lens (Example 1) of the best mode according to the present invention (Example 4). The left side is shown as the pupil side, and the right side is shown as the image element side.
アイポイント位置10を基準に、第1レンズ11、第2レンズ12が配置されて、前記第1レンズ11、前記第2レンズ12の外周はレンズホルダー13で覆われている。前記第1レンズ11は前記レンズホルダー13の図左側(前記アイポイント位置10側)より挿入され、前記第2レンズ12は前記レンズホルダー13の図右側(前記第1レンズ11と反対側)より挿入され、それぞれ位置決め固定されている。
The
また、前記第1レンズ11、前記第2レンズ12の位置から映像素子の適正な位置に反射型液晶表示装置14が配置されている。前記反射型液晶表示装置14はフロントライト部15と駆動回路基板16を備えたユニットになっている。前記駆動回路基板の外側にはカメラ本体への電気信号等の結合のためにFPC(Flexible Printed Circuit)17を取り付けている。前記アイポイント10と前記第1レンズ11の間の適正な位置に、カバープレート18を配置している。前記カバープレート18、前記第1レンズ11、前記第2レンズ12、前記レンズホルダー13、反射型液晶表示装置14は、ケース19でそれぞれ位置決め固定されている。
A reflective liquid
前記第1レンズ11、前記第2レンズ12が挿入されている前記レンズホルダー13は前記ケース19の外部に配置されたノブ(図略)を介して、前記アイポイント位置10の方向と前記反射型液晶表示装置14の方向へそれぞれ適正な移動量可動でき、視度調整を行うことができる。
The
これは、前述したように請求項1から請求項7までの条件を満足させることにより得られた、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、低コストを優先し実現する2枚構成のファインダー用接眼レンズを用いた、小型で高性能な電子ビューファインダーとすることができる。
This is obtained by satisfying the conditions of
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 第1レンズ
L2 第2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
10 アイポイント位置
11 第1レンズ
12 第2レンズ
13 レンズホルダー
14 反射型液晶表示装置
15 フロントライト部
16 駆動回路基板
17 FPC
18 カバープレート
19 ケース
1 spherical aberration at g-
18
Claims (9)
(1)1.0<TL/f<1.3
(2)1.9<f/(D1+D2+D3)<2.9
ただし、
TL:レンズ第1面から映像素子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
D1:第1レンズの光軸上の厚み
D2:第2面と第3面の光軸上の距離
D3:第2レンズの光軸上の厚み A viewfinder eyepiece characterized by comprising, in order from the pupil side, a positive first lens and a negative second lens and satisfying the following conditional expression:
(1) 1.0 <TL / f <1.3
(2) 1.9 <f / (D1 + D2 + D3) <2.9
However,
TL: Distance on the optical axis from the first lens surface to the image element surface (parallel plane portion is air length converted)
f: focal length of all lens system D1: thickness on optical axis of first lens D2: distance on optical axis of second and third surfaces D3: thickness on optical axis of second lens
(3)1.5<f/f1<2.0
(4)−1.5<R1/R2<−1.1
ただし、
f1:第1レンズの焦点距離
R1:第1レンズの瞳側面の近軸曲率半径
R2:第1レンズの映像素子側面の近軸曲率半径 The finder eyepiece according to claim 1, wherein the first lens is a double-sided convex lens, and satisfies the following conditional expression.
(3) 1.5 <f / f1 <2.0
(4) -1.5 <R1 / R2 <-1.1
However,
f1: Focal length R1 of the first lens R1: Paraxial radius of curvature of the pupil side surface of the first lens R2: Paraxial radius of curvature of the image element side surface of the first lens
(5)−1.25<f/f2<−0.75
(6)−2.65<f/R3<−1.85
ただし、
f2:第2レンズの焦点距離
R3:第2レンズの瞳側面の近軸曲率半径 3. The finder eyepiece according to claim 1, wherein the second lens is a concave lens having a concave surface directed toward the pupil, and satisfies the following conditional expression.
(5) -1.25 <f / f2 <-0.75
(6) -2.65 <f / R3 <−1.85
However,
f2: focal length of the second lens R3: paraxial radius of curvature of the pupil side surface of the second lens
(7)0.9<R2/R3<1.2
(8)−17.1<f2/D3<−6.5
(9)2.6<(ν1+ν2)/ν2
ただし、
R2:第1レンズの映像素子側面の近軸曲率半径
R3:第2レンズの瞳側面の近軸曲率半径
f2:第2レンズの焦点距離
D3:第2レンズの光軸上の厚み
ν1:第1レンズ材料のアッベ数
ν2:第2レンズ材料のアッベ数 The finder eyepiece according to claim 1, 2, or 3, wherein the first lens and the second lens further satisfy the following conditional expression.
(7) 0.9 <R2 / R3 <1.2
(8) -17.1 <f2 / D3 <-6.5
(9) 2.6 <(ν1 + ν2) / ν2
However,
R2: paraxial radius of curvature of image element side surface of first lens R3: paraxial radius of curvature of pupil side surface of second lens f2: focal length of second lens D3: thickness on optical axis of second lens ν1: first Abbe number of lens material ν2: Abbe number of second lens material
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-
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