JP2023005104A - 観察装置、及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】高倍率かつアイレリーフが長く、高い光学性能を有するファインダー光学系を有する観察装置を提供する。【解決手段】観察装置は、画像を表示する画像表示素子１と、該画像表示素子の画像表示面に表示される画像を観察するためのファインダー光学系Ｌ０を有する観察装置であって、前記ファインダー光学系は、画像表示面側から観察側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズＬ１、負の屈折力の第２レンズＬ２、正の屈折力の第３レンズＬ３を有し、前記第１レンズのｄ線における屈折率をｎｄ１、前記第２レンズのｄ線における屈折率をｎｄ２、前記ファインダー光学系の焦点距離をｆ、標準視度における前記画像表示面から前記第１レンズの画像表示面側のレンズ面までの光軸上の距離の空気換算長をｄ１２、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記画像表示面の対角長の半分の距離をＨとするとき、所定の条件式を満足する。【選択図】図１

Description

本発明は、観察装置、及びそれを有する撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、スチルカメラ、放送用カメラに用いられる電子ビューファインダーにおいて、画像表示素子に表示される画像を観察するのに好適なものである。

従来、液晶パネルなど画像表示素子に表示された画像を観察するため、複数枚のレンズを用いたファインダー光学系を備える観察装置が知られている。これらファインダー光学系は視認性を高めるため、視野が十分に大きく（高倍率化）、アイレリーフが長く、諸収差が良好に補正されていることが求められている。

また、昨今の観察装置を有する製品、例えばカメラなどの小型化の流れから、ファインダー光学系として対角長が２０ｍｍ以下の比較的小型な画像表示素子を用いてこれらの要求を満たすことが望まれている。

高倍率のファインダー光学系として、画像表示面側（物体側）より観察側に向かって配置された、正の屈折力のレンズ、負の屈折力のレンズ、正の屈折力のレンズを含む３枚以上のレンズによって構成されたものが知られている。

また、ファインダー光学系の高倍率化を達成するためにレンズに高屈折材料を使用することが知られているが、高屈折材料は一般的に高価であり、製品としての販売価格を抑えるためにはレンズ配置と材料を適切に検討する必要がある。

特許文献１では、正の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズ、正の屈折力の第４レンズからなり、第３レンズ、第４レンズの焦点距離を適切に設定するファインダー光学系が提案されている。

また特許文献２では、正の屈折力のレンズと２枚の負の屈折力のレンズを含み、２枚の負レンズのうち少なくとも１つがフレネルレンズであるファインダー光学系が提案されている。

特開２０１８－１２４３４９号公報 特開２０２０－２７１１３号公報

ファインダー光学系において高倍率かつアイレリーフを長く確保するためには、各レンズの焦点距離及び屈折率を適切に設定する必要がある。また小型の画像表示素子を拡大して観察するファインダー光学系においては、各レンズの配置や屈折力の比等を適切に設定することも必要である。

またファインダー光学系において高倍率化するということは、ファインダー光学系の焦点距離を短くすることを意味する。焦点距離の短い光学系においては物体側主点を画像表示面に近づける必要があるため、一般に画像表示素子からファインダー光学系までの距離を比較的短くすることで光学性能を高めることができる。そのため高倍率かつアイレリーフが長く、諸収差が良好に補正されたファインダー光学系を実現するためには、画像表示素子からファインダー光学系までの距離を適切に設定することが重要になる。

特許文献１、２で開示されたファインダー光学系においては、アイレリーフが必ずしも十分ではなく、また諸収差が多少残存している。

本発明は、高倍率かつアイレリーフが長く、高い光学性能を有するファインダー光学系を有する観察装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての観察装置は、画像を表示する画像表示素子と、該画像表示素子の画像表示面に表示される画像を観察するためのファインダー光学系を有する観察装置であって、前記ファインダー光学系は、画像表示面側から観察側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズを有し、前記第１レンズのｄ線における屈折率をｎｄ１、前記第２レンズのｄ線における屈折率をｎｄ２、前記ファインダー光学系の焦点距離をｆ、標準視度における前記画像表示面から前記第１レンズの画像表示面側のレンズ面までの光軸上の距離の空気換算長をｄ１２、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記画像表示面の対角長の半分の距離をＨとするとき、
１．７００≦ｎｄ１
ｎｄ２≦１．７００
０．１０＜ｄ１２／ｆ＜０．３７
０．２０＜ｆ１／ｆ＜０．８３
０．３３≦Ｈ／ｆ≦０．６０
なる条件式を満足することを特徴とする。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、高倍率かつアイレリーフが長く、高い光学性能を有するファインダー光学系を有する観察装置を提供することができる。

実施例１の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例１の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例２の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例２の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例３の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例３の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例４の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例４の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例５の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例５の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例６の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例６の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例７の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例７の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例８の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例８の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例９の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例９の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例１０の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例１０の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例１１の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例１１の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 実施例１２の観察装置に係るファインダー光学系のレンズ断面図である。 実施例１２の観察装置に係るファインダー光学系の各収差図である。 本発明の撮像装置の要部概略図である。

以下、各実施例に係る観察装置が備えるファインダー光学系について、添付の図面に基づいて説明する。本発明の観察装置は、画像を表示する画像表示素子と、画像表示素子の画像表示面に表示される画像を観察するためのファインダー光学系を有する。

図１は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例１のファインダー光学系のレンズ断面図である。図２は、実施例１のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図３は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例２のファインダー光学系のレンズ断面図である。図４は、実施例２のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図５は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例３のファインダー光学系のレンズ断面図である。図６は、実施例３のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図７は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例４のファインダー光学系のレンズ断面図である。図８は、実施例４のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図９は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例５のファインダー光学系のレンズ断面図である。図１０は、実施例５のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図１１は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例６のファインダー光学系のレンズ断面図である。図１２は、実施例６のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図１３は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例７のファインダー光学系のレンズ断面図である。図１４は、実施例７のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図１５は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例８のファインダー光学系のレンズ断面図である。図１６は、実施例８のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図１７は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例９のファインダー光学系のレンズ断面図である。図１８は、実施例９のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図１９は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例１０のファインダー光学系のレンズ断面図である。図２０は、実施例１０のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図２１は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例１１のファインダー光学系のレンズ断面図である。図２２は、実施例１１のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

図２３は、視度－１．０ディオプター（標準視度）における、実施例１２のファインダー光学系のレンズ断面図である。図２４は、実施例１２のファインダー光学系の視度が－１．０ディオプターにおける収差図である。

各実施例のファインダー光学系は、デジタルカメラやビデオカメラなどの撮像装置の電子ビューファインダー等の観察装置に用いられる。各レンズ断面図において、左方は画像表示面側（物体側）、右方は観察側（射出瞳側）である。各レンズ断面図において、Ｌ０はファインダー光学系である。Ｌｉは第ｉレンズである。ＩＰは液晶または有機ＥＬ等よりなる画像表示素子１の画像表示面である。１０はファインダー光学系のカバーガラス等の保護部材、ＥＰは観察のための観察面（アイポイント）である。アイポイントＥＰは画像表示面最周辺からの光線が観察者の瞳を通過する範囲内であれば光軸方向に移動しても良い。また、レンズ最終面からアイポイントまでの距離をアイレリーフとする。

各収差図において、球面収差図はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対する球面収差を示している。非点収差図において、Ｓはサジタル像面、Ｍはメリディオナル像面におけるｄ線の像面湾曲を示している。歪曲収差図はｄ線について示している。色収差図ではｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）を基準とした際の、Ｆ線（波長４８６．１３ｎｍ）、ｃ線（波長６５６．２７ｎｍ）、ｇ線（波長４３５．８４ｎｍ）における色収差を示している。

対角長が約２０ｍｍ以下の小型の表示パネルを視野角３０度以上の広い視野で観察するためには、ファインダー光学系Ｌ０に強い正の屈折力（パワー）が必要である。その結果、各レンズには強い正の屈折力、または強い負の屈折力が必要となる。また、アイレリーフを長くするためには、ファインダー光学系Ｌ０のＦナンバーを明るくする必要がある。そのためには接眼レンズの光線有効範囲を広くとる必要がある。その結果、球面収差、像面湾曲、非点収差、色収差の補正が難しくなり、特に物体側の周辺像高において光学性能の低下を招く。

そこで、各実施例の観察装置におけるファインダー光学系Ｌ０は、画像表示面から観察側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズＬ１、負の屈折力の第２レンズＬ２、正の屈折力の第３レンズＬ３を有し、かつ最適なパワー配置を設定している。これにより、高倍率かつアイレリーフが長く、かつ高い光学性能を有するファインダー光学系Ｌ０を実現している。なお、ファインダー光学系Ｌ０は、第３レンズＬ３の観察側に配置された正または負の屈折力の第４レンズＬ４を有していても良い。

具体的には、各実施例の観察装置は、次の条件式（１）～（５）を満足する。

１．７００≦ｎｄ１ ・・・（１）
ｎｄ２≦１．７００ ・・・（２）
０．１０＜ｄ１２／ｆ＜０．３７ ・・・（３）
０．２０＜ｆ１／ｆ＜０．８３ ・・・（４）
０．３３≦Ｈ／ｆ≦０．６０ ・・・（５）
ここで、ｎｄ１は、第１レンズＬ１のｄ線における屈折率を表す。ｎｄ２は、第２レンズＬ２のｄ線における屈折率を表す。ｆは、ファインダー光学系Ｌ０の焦点距離を表す。ｄ１２は、画像表示面ＩＰから第１レンズＬ１の画像表示面側のレンズ面までの光軸上の距離の空気換算長を表す。ｆ１は、第１レンズＬ１の焦点距離を表す。Ｈは、画像表示面ＩＰの対角長の半分の距離を表す。

次に、条件式（１）～（５）の技術的意味について説明する。

条件式（１）は、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１の屈折率を規定したものである。球面収差、像面湾曲、非点収差等の諸収差が良好に補正された上で高倍率化かつアイレリーフを長くするためには、レンズに高屈折材料を使用することが必要となる。しかし、一般に高屈折材料は非常に高価であり、全てのレンズに高屈折材料を使用することは現実的でない。そのため、最小限の高屈折材料によってファインダー光学系が構成されていることが必要となる。小型の表示パネルを拡大して観察するファインダー光学系は、一般に表示パネルから離れるほどレンズの光線有効範囲が拡大するため、レンズの径方向に大きくなる。一方、レンズの径方向に大きくなると、レンズ自体の体積が指数関数的に増加することに加え、使用できる成型機が限られてくることから、コストが大幅に増加する要因となる。そのため、第１レンズＬ１に高屈折材料を用いることで諸収差が良好に補正された上で、高倍率かつアイレリーフの長いファインダー光学系を比較的低コストで実現することができる。条件式（１）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１の曲率形状が急になることにより球面収差、像面湾曲、非点収差等の諸収差の補正が困難になるため、好ましくない。

また条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ａ）の範囲とすることが好ましい。

１．７００≦ｎｄ１＜１．９００ ・・・（１ａ）
また条件式（１）の数値範囲を以下の条件式（１ｂ）とすることが更に好ましい。

１．７２０＜ｎｄ１＜１．８５５ ・・・（１ｂ）
条件式（２）は、ファインダー光学系Ｌ０の第２レンズＬ２の屈折率を規定したものである。前述の通りファインダー光学系Ｌ０に高屈折材料を使用することは高コスト化に繋がる。条件式（２）の上限値を上回ると、ファインダー光学系Ｌ０のコスト上昇に繋がるため、好ましくない。また第２レンズＬ２は負の屈折力を有するが、ファインダー光学系Ｌ０は全体として強い正の屈折力を持つため、負の屈折力を持つレンズの屈折率を下げなければペッツバール和の補正が困難になる。そのため条件式（２）の上限値を上回ると像面湾曲、非点収差の悪化にも繋がるため、好ましくない。

また条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２ａ）の範囲をすることが好ましい。

１．５８０＜ｎｄ２＜１．７００ ・・・（２ａ）
また条件式（２）の数値範囲を以下の条件式（２ｂ）とすることが更に好ましい。

１．６２０＜ｎｄ２＜１．７００ ・・・（２ｂ）
条件式（３）は、標準視度における画像表示面ＩＰから第１レンズＬ１の画像表示面側のレンズ面までの光軸上の距離を規定したものである。ファインダー光学系Ｌ０を高倍率化するということは、ファインダー光学系Ｌ０の焦点距離を短くすることを意味する。その場合、ファインダー光学系Ｌ０の主点を画像表示面ＩＰに近づける必要があり、画像表示面ＩＰからファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１までの距離を短縮することが重要である。条件式（３）の上限値を上回ると、画像表示面ＩＰからファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１までの距離が遠くなり、像面湾曲、歪曲、横収差が悪化するため好ましくない。条件式（３）の下限値を下回ると、ファインダー光学系Ｌ０の視度調整範囲が確保できなくなると共に、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１の保持が困難になるため好ましくない。

また条件式（３）の数値範囲を条件式（３ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．１２＜ｄ１２／ｆ＜０．３７ ・・・（３ａ）
また条件式（３）の数値範囲を以下の条件式（３ｂ）の範囲とすることが更に好ましい。

０．１５＜ｄ１２／ｆ＜０．３７ ・・・（３ｂ）
条件式（４）は、ファインダー光学系Ｌ０の焦点距離と第１レンズＬ１の焦点距離の比を規定したものであり、ファインダー光学系Ｌ０の高倍率化と球面収差、像面湾曲、非点収差等の諸収差を両立するための条件式である。条件式（４）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１のパワーが弱くなり、球面収差、像面湾曲、非点収差等の補正が不十分となるため、好ましくない。条件式（４）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１のパワーが強くなり過ぎることで敏感度が高くなり、ファインダー光学系Ｌ０の性能が低下しやすくなるため、好ましくない。

また条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４ａ）とすることが好ましい。

０．４０＜ｆ１／ｆ＜０．８２ ・・・（４ａ）
また条件式（４）の数値範囲を以下の条件式（４ｂ）の範囲とすることが更に好ましい。

０．４５＜ｆ１／ｆ＜０．８２ ・・・（４ｂ）
条件式（５）は、画像表示面ＩＰの対角長の半分と、ファインダー光学系Ｌ０の焦点距離の関係を規定する式であり、広い視野角と球面収差、像面湾曲、非点収差等の諸収差を両立するための条件式である。条件式（５）の上限値を上回ると、ファインダー光学系Ｌ０の倍率が過剰に大きくなり球面収差、像面湾曲、非点収差等の諸収差を補正することが困難になるため、好ましくない。条件式（５）の下限値を下回ると、広い視野角を実現することが困難になるため、好ましくない。

また条件式（５）の数値範囲を以下の条件式（５ａ）の範囲とすることが好ましい。

０．３５≦Ｈ／ｆ≦０．５５ ・・・（５ａ）
また条件式（５）の数値範囲を以下の条件式（５ｂ）の範囲とすることが更に好ましい。

０．３５≦Ｈ／ｆ≦０．４８ ・・・（５ｂ）
また各実施例のファインダー光学系Ｌ０において、下記条件式（６）～（１６）のうち、１つ以上を満足することが好ましい。

２．０＜ｄ３／ｄ５＜７．０ ・・・（６）
－０．９０＜ｆ２／ｆ＜－０．１０ ・・・（７）
－２．００＜ｆ１／ｆ２＜－０．８０ ・・・（８）
－０．２０＜ｆ／ｆ１２＜１．００ ・・・（９）
０．４０＜ｆ３Ｌ／ｆ＜１．５０ ・・・（１０）
－０．２０≦ｆ３Ｌ／ｆ１２＜１．００ ・・・（１１）
－１．５０＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２－Ｒ１１）＜－０．１０ ・・・（１２）
０．４０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２－Ｒ２１）＜５．００ ・・・（１３）
－２０．００＜（Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１－Ｒ１２）＜－１．５０ ・・・（１４）
０．５０＜ｆ／ＴＬ＜０．９０ ・・・（１５）
－０．２０＜ｆ３／ｆ４＜０．３０ ・・・（１６）
ここで、ｄ３は第１レンズＬ１の中心厚、ｄ５は第２レンズＬ２の中心厚を表す。ｆ２は、第２レンズＬ２の焦点距離を表す。ｆ１２は、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離を表す。ｆ３Ｌは、第３レンズＬ３と第３レンズＬ３より観察側に配置された全てのレンズの合成焦点距離を表す。Ｒ１１は、第１レンズＬ１の画像表示面側のレンズ面の曲率半径を表す。Ｒ１２は第１レンズＬ１の観察側のレンズ面の曲率半径を表す。Ｒ２１は、第２レンズＬ２の画像表示面側のレンズ面の曲率半径を表す。Ｒ２２は、第２レンズＬ２の観察側のレンズ面の曲率半径を表す。ＴＬは、第１レンズＬ１の観察側のレンズ面の頂点から観察側に最も近いレンズのレンズ面の頂点までの頂点間隔を表す。ｆ４は、第４レンズＬ４の焦点距離を表す。

以下、条件式（６）～（１６）の技術的意味について説明する。

条件式（６）は、第１レンズＬ１の中心厚と第２レンズＬ２の中心厚の比を規定する式であり、像面湾曲、非点収差などの諸収差を良好に補正し、広い視野角を確保しつつアイレリーフを長くするための条件式である。条件式（６）の上限値を上回ると、第２レンズＬ２の中心厚が薄くなり過ぎることにより成形が困難になるため、好ましくない。条件式（６）の下限値を下回ると、第２レンズＬ２の中心厚が厚くなり過ぎるとともに画像表示面側の主点が遠くなることにより像面湾曲や非点収差が悪化するため、好ましくない。

条件式（７）は、ファインダー光学系Ｌ０の第２レンズＬ２の焦点距離を規定したものであり、ファインダー光学系Ｌ０の高倍率化と像面湾曲、非点収差、色収差等の諸収差を両立するための条件式である。条件式（７）の上限値を上回ると、第２レンズＬ２のパワーが弱くなり、像面湾曲、色収差の補正が不十分となるため、好ましくない。条件式（７）の下限値を下回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなり過ぎ、像面湾曲、非点収差が悪化するため、好ましくない。

条件式（８）は、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の焦点距離の比を規定したものであり、球面収差、像面湾曲、非点収差などの諸収差を両立するための条件式である。条件式（８）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１のパワーが強くなり過ぎ、球面収差が悪化するため好ましくない。条件式（８）の下限値を下回ると、第２レンズＬ２のパワーが強くなり過ぎ、像面湾曲、非点収差が悪化するため好ましくない。

条件式（９）は、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離を規定したものであり、像面湾曲、非点収差、歪曲を補正するための条件式である。ファインダー光学系Ｌ０において第１レンズＬ１と第２レンズＬ２は共に強いパワーを有している。一方で第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離は比較的弱いパワーである、これにより像面湾曲、非点収差、歪曲の補正を担っている。条件式（９）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離が正に強くなり過ぎ、像面湾曲、非点収差が補正不足になるため好ましくない。条件式（９）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離が負に強くなり過ぎるために、ファインダー光学系Ｌ０の高倍率化が難しくなるため、好ましくない。

条件式（１０）は、ファインダー光学系Ｌ０の第３レンズＬ３以降のレンズの合成焦点距離を規定したものであり、ファインダー光学系Ｌ０の高倍率化と像面湾曲など諸収差の補正を両立するための条件式である。条件式（１０）の上限値を上回ると、第３レンズＬ３以降のレンズの合成焦点距離が弱すぎるために、ファインダー光学系Ｌ０の高倍率化が困難になるため好ましくない。条件式（１０）の下限値を下回ると、第３レンズＬ３以降のレンズの合成焦点距離が強くなり過ぎるために、像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。

条件式（１１）は、ファインダー光学系Ｌ０の第３レンズＬ３以降のレンズの合成焦点距離と、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離の比を規定したものである。条件式（１１）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離が第３レンズＬ３以降のレンズの合成焦点距離に対して強くなり過ぎるため、像面湾曲、非点収差の補正が不十分になるため好ましくない。条件式（１１）の下限値を下回ると、第３レンズＬ３以降のレンズの合成焦点距離が強くなり過ぎるために、像面湾曲の補正が困難になるため好ましくない。

条件式（１２）は、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１の形状を規定した条件式である。条件式（１２）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１の画像表示素子側の曲率の方が観察側の曲率に対して強くなり、像面湾曲の補正が難しくなるため好ましくない。条件式（１２）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１の画像表示素子側の曲率が負に大きくなり過ぎるため、第１レンズに十分なパワーを持たせられず球面収差、像面湾曲、非点収差等の補正が不十分になるため、好ましくない。

条件式（１３）は、ファインダー光学系Ｌ０の第２レンズＬ２の形状を規定した条件式である。条件式（１３）の上限値を上回ると、第２レンズＬ２の観察側の曲率が正に強くなり過ぎるために、像面湾曲、非点収差の補正が不十分になるため好ましくない。条件式（１３）の下限値を下回ると、第２レンズＬ２の観察側の曲率が負に強くなり過ぎるために、横収差が悪化するため好ましくない。

条件式（１４）は、ファインダー光学系Ｌ０の第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の間の空気間隔の形状を規定した条件式である。条件式（１４）の上限値を上回ると、第１レンズＬ１の観察側の曲率が弱くなり過ぎるために、球面収差、横収差が十分に補正できないため、好ましくない。条件式（１４）の下限値を下回ると、第１レンズＬ１の観察側の曲率と第２レンズＬ２の画像表示素子側の曲率が近くなり過ぎるために、像面湾曲、非点収差の補正が不十分になるため、好ましくない。

条件式（１５）は、レンズ全系の厚みを規定した条件式である。条件式（１５）の上限値を上回ると、レンズ系が厚くなり過ぎることで画像表示素子１から観察者（ＥＰ）までの距離が遠くなることにより、ファインダー光学系Ｌ０の高倍率化が困難になるため好ましくない。条件式（１５）の下限値を下回ると、各レンズの曲率が十分強められないことによりファインダー光学系Ｌ０の高倍率化が困難になるため、好ましくない。

条件式（１６）は、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４の焦点距離の比を規定する式であり、像面湾曲、非点収差を良好に補正し、誤差敏感度を低減させるための条件式である。条件式（１６）の上限値を上回ると、ファインダー光学系Ｌ０の誤差敏感度が増加するため、好ましくない。条件式（１６）の下限値を下回ると、像面湾曲、非点収差が悪化してしまい、好ましくない。

なお、条件式（６）～（１６）の数値範囲は、以下の条件式（６ａ）～（１６ａ）の範囲とすることがより好ましい。

２．５＜ｄ３／ｄ５＜６．０ ・・・（６ａ）
－０．９０＜ｆ２／ｆ＜－０．２０ ・・・（７ａ）
－１．９０＜ｆ１／ｆ２＜－０．８０ ・・・（８ａ）
－０．１０＜ｆ／ｆ１２＜０．９０ ・・・（９ａ）
０．４０＜ｆ３Ｌ／ｆ＜１．４０ ・・・（１０ａ）
－０．１０≦ｆ３Ｌ／ｆ１２＜１．００ ・・・（１１ａ）
－１．４０＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２－Ｒ１１）＜－０．１０ ・・・（１２ａ）
０．４０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２－Ｒ２１）＜４．００ ・・・（１３ａ）
－１７．００＜（Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１－Ｒ１２）＜－１．５０ ・・・（１４ａ）
０．５５＜ｆ／ＴＬ＜０．９０ ・・・（１５ａ）
－０．２０＜ｆ３／ｆ４＜０．２０ ・・・（１６ａ）
また、条件式（６）～（１６）の数値範囲は、以下の条件式（６ｂ）～（１６ｂ）の範囲とすることが更に好ましい。

２．５＜ｄ３／ｄ５＜５．７ ・・・（６ｂ）
－０．８０＜ｆ２／ｆ＜－０．３０ ・・・（７ｂ）
－１．９０＜ｆ１／ｆ２＜－０．８５ ・・・（８ｂ）
－０．１０＜ｆ／ｆ１２＜０．８０ ・・・（９ｂ）
０．４０＜ｆ３Ｌ／ｆ＜１．３０ ・・・（１０ｂ）
－０．１０＜ｆ３Ｌ／ｆ１２＜０．８５ ・・・（１１ｂ）
－１．３５＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２－Ｒ１１）＜－０．１０ ・・・（１２ｂ）
０．５０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２－Ｒ２１）＜３．００ ・・・（１３ｂ）
－１５．００＜（Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１－Ｒ１２）＜－１．５０ ・・・（１４ｂ）
０．６０＜ｆ／ＴＬ＜０．８５ ・・・（１５ｂ）
－０．１５＜ｆ３／ｆ４＜０．１５ ・・・（１６ｂ）
次に、実施例１～１２に対応する数値実施例１～１２を表１～表１２に示す。各数値実施例において、画像表示面ＩＰから観察側ＥＰへ順に「ｒｉ」は第ｉ番目の面の近軸曲率半径を示す。例えば、ｒ１、ｒ２は画像表示素子の面であり、ｒ１は画像表示面である。最後の面は観察面ＥＰである。ｄｉは画像表示面ＩＰから順に第ｉ番目の面と第ｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示す。さらに、ｎｄｉは第ｉ番目の材料のｄ線（波長＝５７８．６ｎｍ）に対する屈折率を示し、νｄｉは第ｉ番目の材料のｄ線に対するアッベ数を示す。ωは標準視度における見かけ視野（半画角（°））を示す。

なお、数値データでは、記載されている長さの単位は、特記の無い場合［ｍｍ］が使われている。ただし、ファインダー光学系Ｌ０は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は［ｍｍ］に限定されることなく、他の適当な単位を用いることができる。

なお、数値データにおいて曲率半径の欄に「＊」の添え字が書かれている面は、非球面形状である。非球面形状は、ｘを光軸方向の面頂点からの変位量、ｈを光軸と垂直な方向の光軸からの高さ、ｒをレンズ面の頂点での近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各次数の非球面係数とするとき、
ｘ＝（ｈ²／ｒ）／［１＋｛１－（１＋Ｋ）（ｈ／ｒ）²｝^1/2 ＋Ａ４×ｈ⁴＋Ａ６×ｈ⁶
＋Ａ８×ｈ⁸＋Ａ１０×ｈ¹⁰］
で表している。なお、非球面係数において、「Ｅ－ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち「１０－ｉ」を表している。

各数値実施例における種々の値を、表１３にまとめて示す。
［撮像装置］
次に、各実施例に示したファインダー光学系Ｌ０を有する観察装置を用いた撮像装置の実施形態について、図２５を用いて説明する。図２５は、各実施例の観察装置を備える撮像装置の要部概略図である。撮像光学系１０１により形成された物体像は、光電変換素子である撮像素子１０２により電気信号に変換される。撮像素子１０２としては、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどが用いられる。

撮像素子１０２からの出力信号が画像処理回路１０３において処理され、画像が形成される。形成された画像は、半導体メモリ、磁気テープ、光ディスクなどの記録媒体１０４に記録される。また、画像処理回路１０３において形成された画像は、ファインダー光学系ユニット（観察装置）１０５に表示される。観察装置１０５は、画像表示素子１０５１及び各実施例のファインダー光学系１０５２を備える。画像表示素子１０５１は、液晶表示素子ＬＣＤや有機ＥＬ等から構成される。

このように本発明のファインダー光学系を有する観察装置を、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、広視野角かつ小型であり、高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

［数値実施例１］

［数値実施例２］

［数値実施例３］

［数値実施例４］

［数値実施例５］

［数値実施例６］

［数値実施例７］

［数値実施例８］

［数値実施例９］

［数値実施例１０］

［数値実施例１１］

［数値実施例１２］

１ 画像表示素子
Ｌ０ ファインダー光学系
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ

Claims (13)

1. 画像を表示する画像表示素子と、該画像表示素子の画像表示面に表示される画像を観察するためのファインダー光学系を有する観察装置であって、
   前記ファインダー光学系は、画像表示面側から観察側へ順に配置された、正の屈折力の第１レンズ、負の屈折力の第２レンズ、正の屈折力の第３レンズを有し、
   前記第１レンズのｄ線における屈折率をｎｄ１、前記第２レンズのｄ線における屈折率をｎｄ２、前記ファインダー光学系の焦点距離をｆ、標準視度における前記画像表示面から前記第１レンズの画像表示面側のレンズ面までの光軸上の距離の空気換算長をｄ１２、前記第１レンズの焦点距離をｆ１、前記画像表示面の対角長の半分の距離をＨとするとき、
   １．７００≦ｎｄ１
   ｎｄ２≦１．７００
   ０．１０＜ｄ１２／ｆ＜０．３７
   ０．２０＜ｆ１／ｆ＜０．８３
   ０．３３≦Ｈ／ｆ≦０．６０
   なる条件式を満足することを特徴とする観察装置。
2. 前記第１レンズの中心厚をｄ３、前記第２レンズの中心厚をｄ５とするとき、
   ２．０＜ｄ３／ｄ５＜７．０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１に記載の観察装置。
3. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２とするとき、
   －０．９０＜ｆ２／ｆ＜－０．１０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１または２に記載の観察装置。
4. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２とするとき、
   －２．００＜ｆ１／ｆ２＜－０．８０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の観察装置。
5. 前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２とするとき、
   －０．２０＜ｆ／ｆ１２＜１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の観察装置。
6. 前記第３レンズと前記第３レンズより観察側に配置された全てのレンズの合成焦点距離をｆ３Ｌとするとき、
   ０．４０＜ｆ３Ｌ／ｆ＜１．５０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の観察装置。
7. 前記第３レンズと前記第３レンズより観察側に配置された全てのレンズの合成焦点距離をｆ３Ｌ、前記第１レンズと前記第２レンズの合成焦点距離をｆ１２とするとき、
   －０．２０≦ｆ３Ｌ／ｆ１２＜１．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の観察装置。
8. 前記第１レンズの画像表示面側のレンズ面の曲率半径をＲ１１、前記第１レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をＲ１２とするとき、
   －１．５０＜（Ｒ１２＋Ｒ１１）／（Ｒ１２－Ｒ１１）＜－０．１０
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の観察装置。
9. 前記第２レンズの画像表示面側のレンズ面の曲率半径をＲ２１、前記第２レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をＲ２２とするとき、
   ０．４０＜（Ｒ２２＋Ｒ２１）／（Ｒ２２－Ｒ２１）＜５．００
   なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の観察装置。
10. 前記第１レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をＲ１２、前記第２レンズの画像表示面側のレンズ面の曲率半径をＲ２１とするとき、
    －２０．００＜（Ｒ２１＋Ｒ１２）／（Ｒ２１－Ｒ１２）＜－１．５０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の観察装置。
11. 前記第１レンズの観察側のレンズ面の頂点から、観察側に最も近いレンズのレンズ面の頂点までの頂点間隔をＴＬとするとき、
    ０．５０＜ｆ／ＴＬ＜０．９０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の観察装置。
12. 前記ファインダー光学系は、前記第３レンズの観察側に配置された正の屈折力の第４レンズを更に有し、
    前記第３レンズの焦点距離をｆ３、前記第４レンズの焦点距離の焦点距離をｆ４とするとき、
    －０．２０＜ｆ３／ｆ４＜０．３０
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の観察装置。
13. 撮像素子と、前記撮像素子に物体像を形成する撮像光学系と、前記物体像を表示するための前記画像表示素子で表示された画像を観察するために用いられる請求項１から１２のいずれか一項に記載の観察装置を有することを特徴とする撮像装置。
    

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