JP2019144550A - ファインダー光学系及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】広視野角化、良好な諸収差の補正、及び小型化が可能であり、電子ビューファインダー等に好適なファインダー光学系、並びに、このファインダー光学系を備えた撮像装置を提供する。【解決手段】ファインダー光学系１０は、表示素子１と、表示素子１のアイポイント側に表示素子１に連続して配置された回折光学素子とを含む。回折光学素子２は、第１の基材２１と、第１の基材２１に積層され第１の基材２１と反対側の面に第１の回折光学面を有する第１の層２２と、第２の基材２４と、第２の基材２４に積層され第２の基材２４と反対側の面に第２の回折光学面を有する第２の層２３とからなる。第１の回折光学面と第２の回折光学面とは密着されている。【選択図】図１

Description

本発明は、ファインダー光学系、及び撮像装置に関する。

デジタルカメラ等の光学装置のファインダーには接眼光学系が搭載されている。従来の接眼光学系としては、例えば、下記特許文献１に記載の光学系が知られている。特許文献１に記載の接眼光学系は、望遠鏡、及び双眼鏡に使用可能とされており、回折光学素子を用いて構成されている。また、その他に、回折光学素子を用いて構成された接眼光学系としては、下記特許文献２及び下記特許文献３に記載の光学系が知られている。特許文献２に記載の接眼光学系は、双眼鏡、望遠鏡、及び顕微鏡に使用可能とされている。

特開２０１２−１０８２９６号公報 国際公開第２００９／０８１８３１号公報 国際公開第２００８／０１０５６０号公報

近年、デジタルカメラ等のファインダーとして、電子ビューファインダー（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｖｉｅｗ Ｆｉｎｄｅｒ）が多く用いられている。電子ビューファインダーは、被写体の画像を表示する液晶パネル等の表示素子と、この表示素子に表示された画像を観察するための接眼光学系を備えている。

しかし、電子ビューファインダーにおける表示素子と接眼光学系との構成の自由度は極めて低い。ファインダー倍率のスペックアップ、すなわち広視野角化を行おうとすると、接眼光学系を構成するレンズの枚数が増加し、ファインダーユニットの小型化が困難になる。レンズ枚数を増やさずにスペックアップを実現しようとした場合には、ファインダー光学系の諸収差の補正が困難になる。

諸収差の補正という点では、特許文献１、及び特許文献２に記載の接眼光学系はともに、非点収差、及び歪曲収差の補正が、近年要求されている程度にまで十分達成されているとは言い難い。また、特許文献３に記載の接眼光学系も、球面収差、非点収差、及び歪曲収差の補正が近年要求されている程度にまで十分達成されているとは言い難い。

上記事情に鑑み、本発明は、電子ビューファインダー等に好適に使用可能であり、広視野角化を達成しながら、諸収差が良好に補正され、ファインダーユニットの小型化を図ることが可能なファインダー光学系、及びこのファインダー光学系を備えた撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のファインダー光学系は、表示素子と、表示素子のアイポイント側に表示素子に連続して配置された回折光学素子と、を含み、回折光学素子は、第１の基材と、第１の基材に積層され第１の基材と反対側の面に第１の回折光学面を有する第１の層と、第２の基材と、第２の基材に積層され第２の基材と反対側の面に第２の回折光学面を有する第２の層と、からなり、第１の層と第２の層とは対向配置され、第１の回折光学面と第２の回折光学面とは密着されている。

本発明のファインダー光学系は、回折光学素子のアイポイント側に回折光学素子に連続して配置されてアイポイント側に凸面を向けた正レンズを含むことが好ましい。

本発明のファインダー光学系は、表示素子と、回折光学素子と、回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群と、からなり、複数のレンズ群は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、正レンズからなる第１レンズ群と、単レンズからなる第２レンズ群と、最もアイポイント側に配置されてアイポイント側に凸面を向けた正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなることが好ましい。

本発明のファインダー光学系は、回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群を含み、回折光学素子から最もアイポイント側のレンズまでの合成焦点距離をｆ、表示素子のアイポイント側の反対側の面から、最もアイポイント側のレンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離をＴＴＬとした場合、下記条件式（１）を満足することが好ましく、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
０．１＜ｆ／ＴＴＬ＜１．１ （１）
０．４＜ｆ／ＴＴＬ＜０．８ （１−１）

本発明のファインダー光学系においては、回折光学素子は少なくとも１つの平面を有することが好ましい。

本発明のファインダー光学系においては、第１の層のｄ線基準でのアッベ数と第２の層のｄ線基準でのアッベ数との差の絶対値をΔνｄ、第１の層のｄ線に対する屈折率と第２の層のｄ線に対する屈折率との差の絶対値をΔＮｄとした場合、下記条件式（２）を満足することが好ましく、下記条件式（２−１）を満足することがより好ましい。
１００＜Δνｄ／ΔＮｄ＜８５０ （２）
２００＜Δνｄ／ΔＮｄ＜７５０ （２−１）

本発明のファインダー光学系は、回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群を含み、第１の回折光学面が形成されている面の焦点距離をｆｄｏｅ、回折光学素子から最もアイポイント側のレンズまでの合成焦点距離をｆとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましく、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。
１＜｜ｆｄｏｅ｜／ｆ＜１５ （３）
２＜｜ｆｄｏｅ｜／ｆ＜１０ （３−１）

本発明のファインダー光学系は、回折光学素子のアイポイント側に回折光学素子に連続して配置されて少なくとも１面の非球面を有するレンズを含むことが好ましい。

本発明のファインダー光学系は、表示素子と、回折光学素子と、回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群と、からなり、複数のレンズ群は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、正レンズからなる第１レンズ群と、アイポイント側に凸面を向けた負レンズからなる第２レンズ群と、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなるように構成してもよい。

本発明のファインダー光学系は、表示素子と、回折光学素子と、回折光学素子のアイポイント側に配置された４枚以下のレンズと、からなることが好ましい。

本発明のファインダー光学系は、表示素子と、回折光学素子と、回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群と、からなり、複数のレンズ群は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、正レンズからなる第１レンズ群と、単レンズからなる第２レンズ群と、アイポイント側に凸面を向けた２枚以下の正レンズからなる第３レンズ群と、からなることが好ましい。

本発明のファインダー光学系においては、視度調整時は、回折光学素子は表示素子に対して固定されていることが好ましい。

本発明の撮像装置は、本発明のファインダー光学系を備えている。

なお、本明細書の「〜からなり」、「〜からなる」は、挙げられた構成要素以外に、実質的に屈折力を有さないレンズ、並びに、絞り、フィルタ、及びカバーガラス等のレンズ以外の光学要素、並びに、レンズフランジ、レンズバレル等が含まれていてもよいことを意図する。

なお、「レンズ群」は、複数のレンズからなる構成に限定されず、１枚のみのレンズからなる構成としてもよい。

「単レンズ」は、接合されていない１枚のレンズを意味する。ただし、複合非球面レンズ（球面レンズと、その球面レンズ上に形成された非球面形状の膜とが一体的に構成されて、全体として１つの非球面レンズとして機能するレンズ）は、接合レンズとは見なさず、１枚のレンズとして扱う。

非球面を含むレンズについて、屈折力の符号、及びレンズ面の面形状は、特に断りが無い限り近軸領域で考えることとする。なお、「正の屈折力を有するレンズ」、「正のレンズ」、及び「正レンズ」は同義である。「負の屈折力を有するレンズ」、「負のレンズ」、及び「負レンズ」は同義である。

条件式で用いている「焦点距離」は、近軸焦点距離である。条件式の値は、ｄ線を基準とした場合の値である。本明細書に記載の「ｄ線」、「Ｃ線」、及び「Ｆ線」は輝線であり、ｄ線の波長は５８７．５６ｎｍ（ナノメートル）、Ｃ線の波長は６５６．２７ｎｍ（ナノメートル）、Ｆ線の波長は４８６．１３ｎｍ（ナノメートル）である。

本発明によれば、電子ビューファインダー等に好適に使用可能であり、広視野角化を達成しながら、諸収差が良好に補正され、ファインダーユニットの小型化を図ることが可能なファインダー光学系、及びこのファインダー光学系を備えた撮像装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るファインダー光学系（本発明の実施例１のファインダー光学系）の構成と光束を示す断面図である。 図１のファインダー光学系が含む回折光学素子の断面の模式図である。 本発明の実施例２のファインダー光学系の構成と光束を示す断面図である。 本発明の実施例３のファインダー光学系の構成と光束を示す断面図である。 本発明の実施例４のファインダー光学系の構成と光束を示す断面図である。 本発明の実施例１のファインダー光学系の各収差図である。 本発明の実施例２のファインダー光学系の各収差図である。 本発明の実施例３のファインダー光学系の各収差図である。 本発明の実施例４のファインダー光学系の各収差図である。 本発明の一実施形態に係る撮像装置の背面側の斜視図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図１に、本発明の一実施形態に係るファインダー光学系１０の光軸Ｚを含む断面における構成を示す。図１に示す例は、後述の実施例１に対応している。図１では左側が表示素子側、右側がアイポイント側として図示している。なお、図１に示すアイポイントＥＰは大きさや形状を示すものではなく光軸方向の位置を示すものである。また、図１では、表示素子上の光軸上の点からアイポイントＥＰへ向かう光束、及び表示素子上の最高点からアイポイントＥＰへ向かう光束も合わせて示している。

ファインダー光学系１０は、表示素子１と、表示素子１のアイポイント側に表示素子１に連続して配置された回折光学素子２とを含む。表示素子１としては例えば液晶パネルを用いることができる。ファインダー光学系１０は、例えば、電子ビューファインダーに好適に使用可能である。

ファインダー光学系１０は、一例として図１に示すように、回折光学素子２のアイポイント側に配置された複数のレンズ群を含むように構成することができる。図１に示すファインダー光学系１０は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に連続して、表示素子１と、回折光学素子２と、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる。図１の例では、第１レンズ群Ｇ１はレンズＬ１の１枚のレンズからなり、第２レンズ群Ｇ２はレンズＬ２の１枚のレンズからなり、第３レンズ群Ｇ３はレンズＬ３及びレンズＬ４の２枚のレンズからなる。

なお、図１ではレンズＬ４のアイポイント側に平行平板状の光学部材ＰＰを配置した例を示している。光学部材ＰＰは、保護用のカバーガラス又は各種フィルタ等を想定した部材である。光学部材ＰＰは必須の構成要素ではなく、光学部材ＰＰを除いて構成することも可能である。

回折光学素子２は、負の分散値を有し、異常分散性が大きいため、大きな色収差補正効果が得られる素子である。回折光学素子２を用いることによって、他のレンズ群の収差補正の負担を軽減でき、他のレンズ群を光学系の全長の短縮化及び広視野角化に注力させることができる。結果として、収差補正、小型化、及び広視野角化に有利となる。

本実施形態のファインダー光学系１０では、回折光学素子２が表示素子１に最も近い光学素子となるように配置する。この配置によって、以下に述べる多数の効果を奏することができる。通常、表示素子１にはカバーガラス等のカバー部材が必要となるが、上記配置によれば、回折光学素子２をカバー部材の代用とすることができ、スペースの節約となる上に、従来の構成からレンズ枚数を増加することなく、さらなる良好な色収差補正が可能となる。また、上記配置によって、回折光学素子２へ入射する光線の、光軸Ｚに平行な方向に対する角度を小さくすることができ、回折光学面の入射角特性の点で有利になる。さらに、アイポイント側から遠い位置に回折光学素子２を配置することによって、回折光学面の輪帯模様を見えにくくすることができる。また、アイポイント側から遠い位置に回折光学素子２を配置することによって、フレアの原因となる外光からの影響を軽減することができる。

本実施形態の回折光学素子２は、密着複層型の構造を有する。図２に、一例として、回折光学素子２の光軸Ｚを含む断面の模式図を示す。回折光学素子２は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、第１の基材２１と、第１の層２２と、第２の層２３と、第２の基材２４と、からなる。第１の層２２は第１の基材２１に積層されている。第１の層２２は、第１の基材２１と反対側の面に第１の回折光学面２２ａを有する。第２の層２３は第２の基材２４に積層されている。第２の層２３は、第２の基材２４と反対側の面に第２の回折光学面２３ａを有する。第１の層２２と第２の層２３とは対向配置されている。第１の回折光学面２２ａと第２の回折光学面２３ａとには、互いに雌雄関係にある回折格子溝が形成されている。例えば、図１の例では、光軸Ｚを中心とした輪帯状の回折格子溝が形成されている。第１の回折光学面２２ａと第２の回折光学面２３ａとは密着されている。なお、図２では、各基材の厚み、各層の厚み、及び各回折光学面の形状は、必ずしも正確ではなく、模式的に示されている。

回折光学素子２においては、第１の基材２１と第１の層２２とが第１の回折素子要素を構成し、第２の基材２４と第２の層２３とが第２の回折素子要素を構成し、各回折光学面を界面として第１の回折素子要素と第２の回折素子要素とが密着されていると考えることができる。回折光学素子２が複数の回折素子要素を有することによって、設計波長以外での波長について回折効率を向上させることができる。また、第１の回折光学面２２ａと第２の回折光学面２３ａとを密着させることによって、外光によるフレアを低減し回折効率を向上させることができる。

なお、回折光学素子２は、少なくとも１つの平面を有することが好ましい。回折光学素子２が平面を有することによって、表示素子１への組み込みを可能にすることができ、小型化が期待できる。例えば、図１の例では、第１の基材２１の両面、及び第２の基材２４の両面は平面である。このように、特に第１の基材２１の表示素子側の面は平面であることが好ましい。ただし、必要に応じ、第１の基材２１のアイポイント側の面、及び第２の基材２４の表示素子側の面の少なくとも一方は曲面としてもよい。

第１の基材２１の材質は、例えばガラスとすることができる。第１の層２２の材質は、例えば樹脂とすることができる。同様に、第２の基材２４の材質は、例えばガラスとすることができる。第２の層２３の材質は、例えば樹脂とすることができる。ただし、第１の層２２と第２の層２３とには、互いに異なる材質を用いる。

具体的には、第１の層２２のｄ線基準でのアッベ数と第２の層２３のｄ線基準でのアッベ数との差の絶対値をΔνｄとし、第１の層２２のｄ線に対する屈折率と第２の層２３のｄ線に対する屈折率との差の絶対値をΔＮｄとした場合、下記条件式（２）を満足するように材質を選択することが好ましい。また、下記条件式（２−１）を満足するように材質を選択することがより好ましい。
１００＜Δνｄ／ΔＮｄ＜８５０ （２）
２００＜Δνｄ／ΔＮｄ＜７５０ （２−１）

条件式（２）を満足することによって、回折光学面のレリーフパターンの高さが高くなりすぎるのを抑制することができ、また、設計波長以外の波長についての回折効率の低下を抑制することができる。なお、条件式（２−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。

第１レンズ群Ｇ１は、正の屈折力を有することが好ましい。第１レンズ群Ｇ１は、図１に示すように１枚のレンズＬ１からなるように構成することができる。その場合、レンズＬ１は、アイポイント側に凸面を向けた正レンズであることが好ましい。レンズＬ１のアイポイント側のレンズ面を凸形状にすることによって、歪曲収差の補正とファインダー光学系１０の全長の短縮化に有利になる。

図１に示すように、レンズＬ１は、回折光学素子２のアイポイント側に回折光学素子２に連続して配置されるレンズである。レンズＬ１は、少なくとも１面の非球面を有することが好ましく、このようにした場合は、高次の非点収差、球面収差、及び歪曲収差の補正が容易になる。

第２レンズ群Ｇ２は、小型化のためには単レンズからなることが好ましい。図１の例では、第２レンズ群Ｇ２は、１枚のレンズＬ２からなる。第２レンズ群Ｇ２を構成するレンズＬ２は、アイポイント側に凸面を向けた負レンズとしてもよい。ファインダー光学系１０が負レンズを含むことによって、負レンズの発散パワーによって広視野角化が容易となる。また、第２レンズ群Ｇ２を構成する負レンズのアイポイント側のレンズ面を凸形状にすることによって、球面収差の発生を抑制しつつ、光学系の全長の短縮化を図ることができる。

第３レンズ群Ｇ３は、ファインダー光学系１０の全長の短縮化のために、全体として正の屈折力を有することが好ましい。第３レンズ群Ｇ３は、最もアイポイント側に配置されてアイポイント側に凸面を向けた正レンズを含むことが好ましい。最もアイポイント側のレンズを正レンズとすることによって、ファインダー光学系１０の全長の短縮化に有利となる。また、最もアイポイント側のレンズのアイポイント側のレンズ面を凸形状にすることによって、球面収差の発生を抑えることができる。

また、第３レンズ群Ｇ３は、アイポイント側に凸面を向けた２枚以下の正レンズからなることが好ましい。このようにした場合は、球面収差の発生を抑制しつつ、全長の短縮化を図ることができる。

小型化のためには、回折光学素子２よりアイポイント側に配置されて、ファインダー光学系１０を構成するレンズは、４枚以下であることが好ましい。良好に収差を補正しつつ、光学系の小型化を実現するためには、回折光学素子２よりアイポイント側に配置されて、ファインダー光学系１０を構成するレンズは、３枚又は４枚とすることが好ましい。

図１の例のように、ファインダー光学系１０が、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、表示素子１と、回折光学素子２と、複数のレンズ群とを含む構成において、回折光学素子２から最もアイポイント側のレンズまでの合成焦点距離をｆとし、表示素子１のアイポイント側の反対側の面から、最もアイポイント側のレンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離をＴＴＬとした場合、下記条件式（１）を満足することが好ましい。また、下記条件式（１−１）を満足することがより好ましい。
０．１＜ｆ／ＴＴＬ＜１．１ （１）
０．４＜ｆ／ＴＴＬ＜０．８ （１−１）

条件式（１）の下限以下とならないようにすることによって、回折光学素子２から表示素子１までの距離の確保、及び視度調整幅の確保が容易となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることによって、軸外主光線を曲げる距離を確保でき、ハイアイポイント化に有利になる。なお、条件式（１−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。

また、ファインダー光学系１０が、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、表示素子１と、回折光学素子２と、複数のレンズとを含む構成において、第１の回折光学面２２ａが形成されている面の焦点距離をｆｄｏｅとし、回折光学素子２から最もアイポイント側のレンズまでの合成焦点距離をｆとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。また、下記条件式（３−１）を満足することがより好ましい。なお、第１の基材２１のアイポイント側の面が曲面である場合は、ｆｄｏｅはこの曲面も考慮した値とする。
１＜｜ｆｄｏｅ｜／ｆ＜１５ （３）
２＜｜ｆｄｏｅ｜／ｆ＜１０ （３−１）

色収差はｆｄｏｅに対して敏感である。ｆｄｏｅが変化すれば色収差も容易に変化するため、ｆｄｏｅを制御することにより色収差補正を行うことができる。条件式（３）を満足することによって、ｆに対するｆｄｏｅの比を好適に設定することができ、倍率色収差を良好に補正することができる。なお、条件式（３−１）を満足する構成とすれば、より良好な特性とすることができる。

また、ファインダー光学系１０においては、視度調整時は、回折光学素子２は表示素子１に対して固定されていることが好ましい。このようにした場合は、回折光学素子２を固定部品に組み込むことができ、装置サイズの小型化に寄与できる。また、回折光学素子２は表示素子１のカバー部材としての機能を果たすことができるため、回折光学素子２が固定されている構成とすれば、表示素子１に塵等が付着しにくくなるという効果も得ることができる。

なお、視度調整時に、回折光学素子２よりアイポイント側に配置されている全てのレンズが一体的に光軸方向に移動するように構成してもよい。あるいは、視度調整時に、回折光学素子２よりアイポイント側に配置されている複数のレンズのうちの一部のみが光軸方向に移動するように構成してもよい。あるいは、視度調整時に、回折光学素子２よりアイポイント側に配置されている複数のレンズのうち、一部のレンズと他部のレンズとが互いに異なる軌跡で光軸方向に移動するように構成してもよい。

上述した好ましい構成及び可能な構成は、任意の組合せが可能であり、要求される仕様に応じて適宜選択的に採用されることが好ましい。本実施形態によれば、電子ビューファインダー等に好適に使用可能であり、広視野角化を達成しながら、諸収差が良好に補正されて良好な光学性能を有し、ファインダーユニットの小型化を図ることが可能なファインダー光学系を実現することが可能である。なお、ここでいう「広視野角化」とは水平視界が３０度以上のことを意味する。

次に、本発明のファインダー光学系の数値実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１のファインダー光学系の構成と光路の断面図は図１に示しており、その図示方法は上述したとおりであるので、ここでは重複説明を一部省略する。なお、図１では、視度が−１ｄｉｏｐｔｅｒの場合の状態を示している。

実施例１のファインダー光学系は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、表示素子１と、回折光学素子２と、第１レンズ群Ｇ１と、第２レンズ群Ｇ２と、第３レンズ群Ｇ３とからなる。回折光学素子２は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、第１の基材２１と、第１の回折光学面２２ａを有する第１の層２２と、第２の回折光学面２３ａを有する第２の層２３と、第２の基材２４とが積層され、第１の回折光学面２２ａと第２の回折光学面２３ａとが密着された密着複層型の構造を有する。第１の基材２１の両面、及び第２の基材２４の両面は平面である。第１レンズ群Ｇ１は近軸領域でアイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ１からなる。第２レンズ群Ｇ２はアイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の負のレンズＬ２からなる。第３レンズ群Ｇ３は、アイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ３、及び近軸領域でアイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ４からなる。以上が実施例１のファインダー光学系の概要である。

実施例１のファインダー光学系について、基本レンズデータを表１に、諸元を表２に、非球面係数を表３に、位相差係数を表４に示す。表１において、Ｓｎの欄には表示素子側からアイポイント側に向かうに従い１つずつ番号を増加させた場合の面番号を示す。第１面と第２面は表示素子１の面である。Ｒの欄には各面の曲率半径を示し、Ｄの欄には各面とそのアイポイント側に隣接する面との光軸上の面間隔を示す。また、Ｎｄの欄には各構成要素のｄ線に対する屈折率を示し、νｄの欄には各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

表１では、表示素子側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を正、アイポイント側に凸面を向けた形状の面の曲率半径の符号を負としている。表１ではアイポイントＥＰに相当する面の面番号の欄には面番号と（ＥＰ）という語句を記載している。

表２に、全系の焦点距離ｆ、水平視界、及び対角視界の値をｄ線基準で示す。表２には視度が−１ｄｉｏｐｔｅｒの場合の値を示す。ここで、対角視界とは、矩形状の視野における対角方向の視界である。実施例１のファインダー光学系は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを一体的に光軸方向に移動させることにより−４ｄｉｏｐｔｅｒ〜＋２ｄｉｏｐｔｅｒの範囲の視度調整が可能である。

表１では、非球面の面番号には＊印を付しており、非球面の曲率半径の欄には近軸の曲率半径の数値を記載している。表３において、Ｓｎの欄には非球面の面番号を示し、ＫＡ及びＡｍ（ｍ＝３、４、５、…）の欄には各非球面についての非球面係数の数値を示す。表３の非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^±ｎ」を意味する。ＫＡ及びＡｍは下式で表される非球面式における非球面係数である。
Ｚｄ＝Ｃ×ｈ^２／｛１＋（１−ＫＡ×Ｃ^２×ｈ^２）^１/２｝＋ΣＡｍ×ｈ^ｍ
ただし、
Ｚｄ：非球面深さ（高さｈの非球面上の点から、非球面頂点が接する光軸に垂直な平面に
下ろした垂線の長さ）
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
Ｃ：近軸曲率
ＫＡ、Ａｍ：非球面係数
であり、非球面式のΣはｍに関する総和を意味する。

また、表１では回折光学面の面番号には＊＊印を付している。表４において、Ｓｎの欄には回折光学面の面番号を示し、Ｐｋ（ｋ＝２、４、６、８、１０）の欄には回折光学面の位相差係数の数値を示す。表４の位相差係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎ：整数）は「×１０^±ｎ」を意味する。各レンズに施された回折光学面の形状は、下式の位相差関数Φ（ｈ）によって決定される。Ｐｋは下式で表される位相差関数Φ（ｈ）における位相差係数である。
Φ（ｈ）＝ΣＰｋ×ｈ^ｋ
ただし、
λ：波長
Ｐｋ：位相差係数
ｈ：高さ（光軸からのレンズ面までの距離）
であり、位相差関数Φ（ｈ）のΣはｋに関する総和を意味する。

各表のデータにおいて、角度の単位としては度を用い、長さの単位としてはｍｍ（ミリメートル）を用いているが、光学系は比例拡大又は比例縮小しても使用可能なため他の適当な単位を用いることもできる。また、以下に示す各表では所定の桁でまるめた数値を記載している。

図６に、視度が−１ｄｉｏｐｔｅｒの場合の実施例１のファインダー光学系の各収差図を示す。図６では左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、及び倍率色収差を示す。球面収差図では、ｄ線、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ実線、長破線、及び短破線で示す。非点収差図では、サジタル方向のｄ線における収差を実線で示し、タンジェンシャル方向のｄ線における収差を短破線で示す。歪曲収差図ではｄ線における収差を実線で示す。倍率色収差図では、Ｃ線、及びＦ線における収差をそれぞれ長破線、及び短破線で示す。球面収差図及び非点収差図の横軸の単位のｄｐｔは、ｄｉｏｐｔｅｒを意味する。球面収差図のφは単位をｍｍとした場合のアイポイントの直径を意味する。すなわち、φ＝８．０は、瞳の直径を８．０ｍｍとしていることを意味する。その他の収差図のωは対角視界の半分の角度を意味する。

上記の実施例１に関する各データの記号、意味、記載方法、及び図示方法は、特に断りが無い限り以下の実施例においても同様であるので、以下では重複説明を省略する。以下に述べる実施例の各データは視度が−１ｄｉｏｐｔｅｒの場合のデータである。

［実施例２］
実施例２のファインダー光学系の構成と光路の断面図を図３に示す。実施例２のファインダー光学系は、基本的に実施例１のファインダー光学系の概要と同様の構成を有するが、第２レンズ群Ｇ２がアイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ２からなる点、及び第３レンズ群Ｇ３が近軸領域でアイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の正のレンズＬ３のみからなる点が実施例１と異なる。実施例２のファインダー光学系について、基本レンズデータを表５に、諸元を表６に、非球面係数を表７に、位相差係数を表８に、各収差図を図７に示す。実施例２のファインダー光学系は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを一体的に光軸方向に移動させることにより−４ｄｉｏｐｔｅｒ〜＋２ｄｉｏｐｔｅｒの範囲の視度調整が可能である。

［実施例３］
実施例３のファインダー光学系の構成と光路の断面図を図４に示す。実施例３のファインダー光学系は、実施例１のファインダー光学系の概要と同様の構成を有する。実施例３のファインダー光学系について、基本レンズデータを表９に、諸元を表１０に、非球面係数を表１１に、位相差係数を表１２に、各収差図を図８に示す。実施例３のファインダー光学系は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを一体的に光軸方向に移動させることにより−４ｄｉｏｐｔｅｒ〜＋２ｄｉｏｐｔｅｒの範囲の視度調整が可能である。

［実施例４］
実施例４のファインダー光学系の構成と光路の断面図を図５に示す。実施例４のファインダー光学系は、基本的に実施例１のファインダー光学系の概要と同様の構成を有するが、第１の基材２１のアイポイント側の面及び第２の基材２４の表示素子側の面が曲面である点が実施例１と異なる。実施例４のファインダー光学系について、基本レンズデータを表１３に、諸元を表１４に、非球面係数を表１５に、位相差係数を表１６に、各収差図を図９に示す。実施例４のファインダー光学系は、第１レンズ群Ｇ１と第２レンズ群Ｇ２と第３レンズ群Ｇ３とを一体的に光軸方向に移動させることにより−４ｄｉｏｐｔｅｒ〜＋２ｄｉｏｐｔｅｒの範囲の視度調整が可能である。

表１７に実施例１〜４のファインダー光学系の条件式（１）〜（３）の対応値を示す。実施例１〜４はｄ線を基準波長としている。表１７にはｄ線基準での値を示す。

以上のデータからわかるように、実施例１〜４のファインダー光学系は、全系のレンズ枚数が３枚又は４枚という少ないレンズ枚数でありながら、水平視界が３３度以上あり広視野角化が達成されており、色収差を含む諸収差が良好に補正されて高い光学性能を有しおり、ファインダー光学系の全長の短縮化が図られ小型に構成されている。

次に、本発明の実施形態に係る撮像装置について説明する。図１０は、本発明の撮像装置の一実施形態に係るカメラ１００の背面側の概略構成を示す斜視図である。カメラ１００は、カメラボディ１０２の上部にファインダー１０１を備える。ファインダー１０１は、本発明の実施形態に係るファインダー光学系を有する。また、カメラ１００は、カメラボディ１０２の背面に各種設定を行うための操作ボタン１０３と、変倍を行うためのズームレバー１０４と、画像や各種設定画面を表示するモニタ１０６を備え、カメラボディ１０２の上面にシャッターボタン１０５を備える。カメラ１００においては、カメラボディ１０２の前面に配設された撮像レンズ（不図示）による被写体像が撮像素子（不図示）の撮像面に形成される。撮像面に形成された被写体像は、ファインダー１０１が有する表示素子（不図示）にファインダー像として表示され、使用者は、背面側からファインダー１０１を覗いて被写体のファインダー像を観察する。なお、図１０ではカメラ１００に内蔵されたファインダーの例を示したが、本発明は外付けファインダーに適用することも可能である。また、本発明の撮像装置は、図１０に示す例に限定されず、例えば本発明をビデオカメラ等に適用することも可能である。

以上、実施形態及び実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施形態及び実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、各レンズの曲率半径、面間隔、屈折率、アッベ数、及び非球面係数等は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の値をとり得る。

１ 表示素子
２ 回折光学素子
１０ ファインダー光学系
２１ 第１の基材
２２ 第１の層
２２ａ 第１の回折光学面
２３ 第２の層
２３ａ 第２の回折光学面
２４ 第２の基材
１００ カメラ
１０１ ファインダー
１０２ カメラボディ
１０３ 操作ボタン
１０４ ズームレバー
１０５ シャッターボタン
１０６ モニタ
ＥＰ アイポイント
Ｇ１ 第１レンズ群
Ｇ２ 第２レンズ群
Ｇ３ 第３レンズ群
Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４ レンズ
ＰＰ 光学部材
Ｚ 光軸

Claims (16)

1. 表示素子と、
   前記表示素子のアイポイント側に前記表示素子に連続して配置された回折光学素子と、を含み、
   前記回折光学素子は、
   第１の基材と、
   前記第１の基材に積層され前記第１の基材と反対側の面に第１の回折光学面を有する第１の層と、
   第２の基材と、
   前記第２の基材に積層され前記第２の基材と反対側の面に第２の回折光学面を有する第２の層と、からなり、
   前記第１の層と前記第２の層とは対向配置され、前記第１の回折光学面と前記第２の回折光学面とは密着されているファインダー光学系。
2. 前記回折光学素子のアイポイント側に前記回折光学素子に連続して配置され、アイポイント側に凸面を向けた正レンズを含む請求項１に記載のファインダー光学系。
3. 前記表示素子と、
   前記回折光学素子と、
   前記回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群と、からなり、
   前記複数のレンズ群は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、
   正レンズからなる第１レンズ群と、
   単レンズからなる第２レンズ群と、
   最もアイポイント側に配置されてアイポイント側に凸面を向けた正レンズを含み、全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなる請求項１又は２に記載のファインダー光学系。
4. 前記回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群を含み、
   前記回折光学素子から最もアイポイント側のレンズまでの合成焦点距離をｆ、
   前記表示素子のアイポイント側の反対側の面から、最もアイポイント側のレンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離をＴＴＬとした場合、
   ０．１＜ｆ／ＴＴＬ＜１．１ （１）
   で表される条件式（１）を満足する請求項１から３のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
5. 前記回折光学素子は少なくとも１つの平面を有する請求項１から４のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
6. 前記第１の層のｄ線基準でのアッベ数と前記第２の層のｄ線基準でのアッベ数との差の絶対値をΔνｄ、
   前記第１の層のｄ線に対する屈折率と前記第２の層のｄ線に対する屈折率との差の絶対値をΔＮｄとした場合、
   １００＜Δνｄ／ΔＮｄ＜８５０ （２）
   で表される条件式（２）を満足する請求項１から５のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
7. 前記回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群を含み、
   前記第１の回折光学面が形成されている面の焦点距離をｆｄｏｅ、
   前記回折光学素子から最もアイポイント側のレンズまでの合成焦点距離をｆとした場合、
   １＜｜ｆｄｏｅ｜／ｆ＜１５ （３）
   で表される条件式（３）を満足する請求項１から６のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
8. 前記回折光学素子のアイポイント側に前記回折光学素子に連続して配置され、少なくとも１面の非球面を有するレンズを含む請求項１から７のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
9. 前記表示素子と、
   前記回折光学素子と、
   前記回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群と、からなり、
   前記複数のレンズ群は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、
   正レンズからなる第１レンズ群と、
   アイポイント側に凸面を向けた負レンズからなる第２レンズ群と、
   全体として正の屈折力を有する第３レンズ群と、からなる請求項１から８のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
10. 前記表示素子と、
    前記回折光学素子と、
    前記回折光学素子のアイポイント側に配置された４枚以下のレンズと、からなる請求項１から９のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
11. 前記表示素子と、
    前記回折光学素子と、
    前記回折光学素子のアイポイント側に配置された複数のレンズ群と、からなり、
    前記複数のレンズ群は、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、
    正レンズからなる第１レンズ群と、
    単レンズからなる第２レンズ群と、
    アイポイント側に凸面を向けた２枚以下の正レンズからなる第３レンズ群と、からなる請求項１から１０のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
12. 視度調整時は、前記回折光学素子は前記表示素子に対して固定されている請求項１から１１のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
13. ０．４＜ｆ／ＴＴＬ＜０．８ （１−１）
    で表される条件式（１−１）を満足する請求項４に記載のファインダー光学系。
14. ２００＜Δνｄ／ΔＮｄ＜７５０ （２−１）
    で表される条件式（２−１）を満足する請求項６に記載のファインダー光学系。
15. ２＜｜ｆｄｏｅ｜／ｆ＜１０ （３−１）
    で表される条件式（３−１）を満足する請求項７に記載のファインダー光学系。
16. 請求項１から１５のいずれか１項に記載のファインダー光学系を備えた撮像装置。