JP4234983B2 - ビューファインダ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に搭載されるビューファインダに係わり、特に、高解像度テレビカメラ等への搭載に適した焦点距離が比較的大きいビューファインダに関する。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ビデオカメラやテレビカメラなどの撮像装置には、使用者が画像表示面に表示された像を観察するために覗く電子ビューファインダ(以下、単にビューファインダという。)が備え付けられている。従来のテレビカメラ用ビューファインダは、1枚のレンズからなる1群構成、または2枚のレンズからなる1群構成といったような単純な構成となっている。このような構成のビューファインダにおいては、系全体を光軸に沿って前後に移動することにより、視度の調整をおこなうようになっている。
【0003】
1枚1群構成のビューファインダとしては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。また、例えば、特許文献2に記載された3枚1群構成のビューファインダもある。
【0004】
【特許文献1】
実開平5−41271号公報
【特許文献2】
特開2002−10112号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
最近では、例えばデジタル放送用に使用されるHD(High Definition )カメラに代表されるように、撮像装置の高解像度化が顕著である。したがって、撮像装置に搭載されるビューファインダにおいては、高解像度化に対応するためにビューファインダの焦点距離が必然的に増大する。
【0006】
しかしながら、上記した特許文献1のような1群構成では、ビューファインダの焦点距離が、例えば100mmを超えるような場合、視度補正を行う際のレンズ移動量も増大し、ビューファインダが大型化してしまう。さらに、この場合、レンズ移動量が増大することにより視度補正を行う際の倍率変動も増大してしまう。加えて、1群構成では、特に歪曲収差を良好に補正することも困難となる。
【0007】
なお、特許文献2に記載のビューファインダは、観察者に最も近い側に位置した1枚のレンズと後続の2枚のレンズとが共に正の焦点距離を有している。このため、必然的に短い焦点距離(33.73mm)となってしまい、長焦点化は困難である。
【0008】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、大きな焦点距離を有していても、コンパクトな構成であり、かつ良好な性能を発揮するビューファインダを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の第1の観点に係るビューファインダは、画像表示面を観察するためのビューファインダであり、観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、第1レンズ群が、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズを含み、光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成され、第2レンズ群が、負の単レンズにより構成されている。さらに、以下の条件式(1),(2)および(6)を全て満足している。ただし、fは系全体の焦点距離、f1は第1レンズ群の焦点距離、f2は第2レンズ群の焦点距離、nは第1レンズおよび第2レンズの平均の屈折率、rは第1レンズと第2レンズとの接合面の曲率半径、ν11は第1レンズのアッベ数、ν12は第2レンズのアッベ数、ν21は負の単レンズのアッベ数、f21は負の単レンズの焦点距離とする。
0.4<|f1/f|<0.75 ……(1)
0.5<|f2/f|<1.8 ……(2)
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10 −4 [1/mm]……(6)
ここで、正のレンズ群とは全体として正の屈折力(パワー)を有するレンズ群であり、負のレンズ群とは全体として負の屈折力を有するレンズ群である。
【0010】
本発明による第2の観点に係るビューファインダは、画像表示面を観察するためのビューファインダであり、観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、第1レンズ群が、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズを含み、第2レンズ群が、負の単レンズにより構成され、かつ光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成されている。さらに、以下の条件式(3),(4)および(6)を全て満足している。
0.4<|f1/f|<0.6 ……(3)
0.5<|f2/f|<0.8 ……(4)
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10 −4 [1/mm]……(6)
【0012】
本発明の第1および第2の観点に係るビューファインダでは、以上のような2群構成としたので、第1レンズ群または第2レンズ群のうちのいずれか一方を移動することにより視度補正が可能であり、その移動量も系全体を移動する場合よりも小さく抑えることができる。このため、視度補正時の視角の変化を小さく抑えることができる。さらに、2群構成にしたことにより、入射瞳側の主点位置がアイポイント(入射瞳位置)に、より近くなるので歪曲収差を小さくすることができる。
【0013】
本発明の第1および第2の観点に係るビューファインダでは、条件式(1)および(2)、または条件式(3)および(4)を満足することにより、適切なパワー配分をすることができ、球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正される。さらに、条件式(6)を満足することにより、色収差の発生量を実用上、支障のない程度に抑えることができる。
【0015】
本発明の第1および第2の観点に係るビューファインダでは、第1レンズ群を、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズで構成すると共に、以下の条件式(5)を満足するように構成することが望ましい。
n12>1.8 ……(5)
ただし、n12は第2レンズの屈折率である。条件式(5)を満足することにより、第2レンズの曲率半径をある程度大きくすることができるので球面収差の発生を低減することが可能となる。
【0016】
本発明の第1および第2の観点に係るビューファインダでは、第1レンズ群を、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズと、正の単レンズとで構成するようにしてもよい。このように、第1レンズ群に正の単レンズを追加することにより、正の接合レンズへのパワー負担を抑えることができ、球面収差の発生を低減することが可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0019】
[第1の実施の形態]
まず、図1を参照して、本発明の一実施の形態に係るビューファインダの構成について説明する。図1は、本実施の形態に係るビューファインダ1のレンズ構成例を示したものである。図1において、符号Zeyeで示す側が観察側(観察者側または入射瞳側ともいう。)であり、一方、符号Zimgで示す側が観察像側である。符号Simgは、CRT(陰極線管:cathode-ray tube)やLCD(液晶表示装置:liquid crystal display)等の画像表示面である。符号Riは、アイポイント(入射瞳位置)E.P.を1番目として、観察像側に向かって順次増加するi番目(i=1〜6)の光学面における曲率半径を示す。符号Diは、i番目の光学面とi+1番目の光学面との光軸上の面間隔を示す。さらに、符号Ljは、アイポイントE.P.の側から観察像側に向かって順次増加するj番目(j=1〜3)のレンズを示す。なお、図1に示した構成例は、後述の実施例1(図6)のレンズ構成に対応している。
【0020】
図1に示したビューファインダ1は、例えば、デジタル放送用のHDカメラなどの高い解像度に対応した撮像装置への搭載に適したものであり、使用者が、LCD等の画像表示面に表示された画像を拡大観察するためのものである。図1に示したようにビューファインダ1は、光軸Z1に沿って、観察者側から順に全体として正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、全体として負の屈折力を有する第2レンズ群G2とを備えている。第1レンズ群G1は、光軸Z1上でZ方向に移動することにより視度補正可能となるように構成されている。
【0021】
ビューファインダ1は、良好な収差性能と共にコンパクト性を確保するために、以下の条件式(1)および(2)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、fはビューファインダ1全体の焦点距離を示し、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を示し、さらにf2は第2レンズ群G2の焦点距離を示す。
0.4<|f1/f|<0.75 ……(1)
0.5<|f2/f|<1.8 ……(2)
【0022】
第1レンズ群G1は、入射瞳側から順に、負の第1レンズL1および正の第2レンズL2からなる正の屈折力を有する接合レンズであり、以下の条件式(5)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、n12は第2レンズL2の屈折率である。
n12>1.8 ……(5)
【0023】
第1レンズL1は、例えば、入射瞳側に凸面を向けたメニスカス形状となっている。第2レンズL2は、例えば、両面が凸面であるレンズ形状となっている。
【0024】
第2レンズ群G2は、負の屈折力を有する単レンズL3により構成されている。この単レンズL3は、例えば、入射瞳側に凹面を向けたメニスカス形状となっている。
【0025】
ビューファインダ1は、さらに、以下の条件式(6)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、nは第1レンズL1および第2レンズL2の平均の屈折率を示し、rは第1レンズL1と第2レンズL2との接合面の曲率半径を示す。ν11は第1レンズL1のアッベ数を示し、ν12は第2レンズL2のアッベ数を示し、ν21は負の単レンズL3のアッベ数を示す。さらに、f21は負の単レンズL3の焦点距離を示す。
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10-4[1/mm]……(6)
【0026】
次に、以上のような構成のビューファインダ1によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【0027】
ビューファインダ1は、正の第1レンズ群G1と負の第2レンズ群G2とを備えた2群構成としたので、特許文献2に記載のビューファインダとは異なり、長焦点距離を確保することが可能となる。さらに、第2レンズ群G2を固定した状態で第1レンズ群G1のみをZ方向に移動することにより視度補正をおこなうことを可能としたので、第1レンズ群G1の移動量は、系全体を移動することによって視度補正をおこなう場合よりも小さく抑えることができる。視度補正時に必要なレンズ移動量は、移動するレンズ部分全体の焦点距離の2乗に比例するからである。すなわち、1群構成のビューファインダではf2 /1000mmの移動が必要となる視度補正を、2群構成であるビューファインダ1で行う場合には、第1レンズ群G1の焦点距離の2乗である(f1)2 /1000mmだけ移動すればよい。第1レンズ群G1の焦点距離f1はビューファインダ系全体の焦点距離fよりも短いので、第1レンズ群G1の移動量(f1)2 /1000mmのほうがより小さくなる。このため、ビューファインダ1全体の焦点距離が大きくなった場合でも、全体の大きさをコンパクトに保つことが可能となる。
【0028】
ところで、一般に、ビューファインダを移動することにより視度補正を行う際には、観察像の視角が変化するので観察像の倍率が変化してしまう。例えば、入射瞳側に移動した場合には観察像の視角が小さくなるので、倍率が小さくなる。反対に、観察像側に移動した場合には視角が大きくなるので倍率が大きくなる。本実施の形態のビューファインダ1では2群構成とし、第1レンズ群G1のみ移動し、その移動量を低減するようにしたので、系全体を移動する場合よりも視度補正時の視角の変化を低減することができる。よって観察像の倍率変化を小さく抑えることができる。
【0029】
さらに、ビューファインダ1では、2群構成としたことにより歪曲収差を小さくすることができる。ビューファインダを正の1群構成とした場合には、入射瞳側の主点位置とアイポイントE.P.との距離が離れてしまうので、大きな糸巻き型歪曲が発生しやすい。しかし、2群構成とすることにより、入射瞳側の主点位置がアイポイントE.P.により近くなるので歪曲収差を低減することができる。
【0030】
条件式(1)および(2)は、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の適切なパワー範囲を規定している。条件式(1)および(2)の下限を下回ると、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2のパワーが強くなり過ぎ、球面収差、非点収差および歪曲収差を補正しきれなくなる。一方、上限を越えると、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2のパワーが弱くなり、視度補正の際、第1レンズ群G1の移動量が大きくなってしまう。その結果、ビューファインダ1全体のコンパクト性が失われてしまう。
【0031】
ビューファインダを正のレンズ群G1および負のレンズ群G2からなる2群構成にすると、1群構成の正レンズ群の場合よりも正のレンズ群G1のパワーを強くする必要が生じ、その結果、レンズ球面の曲率を小さくせざるを得なくなることから球面収差の発生量が増大する。これを補正するため、条件式(5)は、第2レンズL2の屈折率n12の大きさを規定している。屈折率n12を1.8より大きくすることにより、レンズ球面の曲率半径をある程度大きく維持することができるので球面収差を抑制できる。一方、屈折率n12を1.8以下とした場合には、球面収差を十分に補正することが困難となる。
【0032】
条件式(6)は、左辺第1項の
{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}
が、第1レンズ群G1の接合面rで発生する色収差を表し、左辺第2項の
1/(ν21・f21)
が第2レンズ群G2で発生する色収差を表す。これらが打ち消し合い、条件式(4)を満足することにより、ビューファインダ1全体の色収差の発生量を実用上、支障のない程度に抑えることができる。条件式(6)の範囲を越えると、色収差が大きくなり、観察像が劣化する。
【0033】
また、第2レンズ群G2を固定し、第1レンズ群G1を移動できるようにしたことにより十分なバックフォーカスを確保できる。これにより、例えば、第2レンズ群G2と像面との間に、光路を偏向するための偏向ミラー等の他の光学部品を配置することができる。
【0034】
このように、本実施の形態に係るビューファインダ1によれば、正の第1レンズ群G1と負の第2レンズ群G2とからなる2群構成とし、かつ、正の第1レンズ群G1のみを視度補正時に移動するようにしたので、大きな焦点距離を有するビューファインダ1であっても、全体の大きさをコンパクトに保つことができると共に、観察像の倍率変化を抑えることができる。また、式(1),(2),(5)および(6)を満たすようにしたので、球面収差、非点収差、歪曲収差および色収差等を抑制することができ、良好な収差性能を発揮することができる。
【0035】
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上記第1の実施の形態における構成要素と実質的に同一の部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0036】
図2,3は、本実施の形態に係るビューファインダ2,3のレンズ構成例をそれぞれ示したものである。上記第1の実施の形態では、第1レンズ群G1が1組の接合レンズからなるようにしたビューファインダ1について説明した。これに対し本実施の形態では、第1レンズ群G1が1組の接合レンズと1枚の単レンズとからなるようにしたビューファインダ2,3について説明する。図2に示した構成例は、後述の実施例2(図11)のレンズ構成に対応し、図3に示した構成例は、後述の実施例3(図12)のレンズ構成に対応している。図2,3において、符号Riは、アイポイントE.P.を1番目として、観察像側に向かって順次増加するi番目( i=1〜8)の光学面における曲率半径を示す。符号Diは、i番目の光学面とi+1番目の光学面との光軸上の面間隔を示す。さらに、符号Ljは、アイポイントE.P.の側から観察像側に向かって順次増加するj番目(j=1〜4)のレンズを示す。
【0037】
図2,3に示した本実施の形態に係るビューファインダ2,3は、ビューファインダ1と同様に、特に、デジタル放送用のHDカメラなどの高い解像度に対応した撮像装置への搭載に適したものであり、使用者が、LCD等の画像表示面に表示された画像を拡大観察するためのものである。図2,3に示したようにビューファインダ1は、光軸Z1に沿って、観察者側から順に全体として正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、全体として負の屈折力を有する第2レンズ群G2とを備えている。第1レンズ群G1は、光軸Z1に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成されている。
【0038】
ビューファインダ2,3は、良好な収差性能と共にコンパクト性を確保するために、以下の条件式(1)および(2)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、fはビューファインダ2,3全体の焦点距離を示し、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を示し、さらにf2は第2レンズ群G2の焦点距離を示す。
0.4<|f1/f|<0.75 ……(1)
0.5<|f2/f|<1.8 ……(2)
【0039】
第1レンズ群G1は入射瞳側から順に負の第1レンズL1および正の第2レンズL2からなる正の屈折力を有する接合レンズと、正の屈折力を有する単レンズL3とからなる。第1レンズL1は、例えば、入射瞳側に凸面を向けたメニスカス形状となっている。第2レンズL2は、例えば、両面が凸面であるレンズ形状を有している。単レンズL3は、例えば、平凸形状あるいは両凸形状を有している。
【0040】
第2レンズ群G2は、負の屈折力を有する単レンズL4により構成されている。単レンズL4は、例えば、両側が凹面であるレンズ形状を有している。
【0041】
ビューファインダ2,3は、さらに、以下の条件式(6)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、nは第1レンズL1および第2レンズL2の平均の屈折率を示し、rは第1レンズL1と第2レンズL2との接合面の曲率半径を示す。ν11は第1レンズL1のアッベ数を示し、ν12は第2レンズL2のアッベ数を示し、ν21は負の単レンズL4のアッベ数を示す。さらに、f21は負の単レンズL4の焦点距離を示す。
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10-4[1/mm]……(6)
【0042】
以上のような構成のビューファインダ2,3では、正の第1レンズ群G1および負の第2レンズ群G2からなる2群構成にすることによって増大してしまう球面収差を補正するため、第1レンズ群G1を構成するレンズ枚数を増やすことにより正のパワーを分割するようにしている。すなわち、第1レンズ群G1全体として必要なパワーを、接合レンズ(L1+L2)と単レンズL3とに分配している。このため、接合レンズ(L1+L2)へのパワー負担が軽減され、この接合レンズ(L1+L2)で発生する球面収差が小さくなる。したがって、第2レンズL2の屈折率n12が小さい場合(例えば、1.8以下)であっても球面収差を良好に補正することが可能である。また、その他の作用および効果については、第1の実施の形態と同様である。
【0043】
[第3の実施の形態]
次に、本発明の第3実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上記第1および第2の実施の形態における構成要素と実質的に同一の部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0044】
図4は、本実施の形態に係るビューファインダ4のレンズ構成例を示したものである。上記第1および第2の実施の形態では、第1レンズ群G1が光軸Z1上で移動することにより視度補正が可能なビューファインダ1について説明した。これに対し本実施の形態では、第2レンズ群G2が光軸Z1上でZ方向に移動することにより視度補正可能となるように構成されているビューファインダ4について説明する。図4に示した構成例は、後述の実施例4(図19)のレンズ構成に対応している。
【0045】
図4に示したビューファインダ4は、第1の実施の形態におけるビューファインダ1と同様の第1レンズ群G1および第2レンズ群G2を備えている。ただし、第2レンズ群G2が、光軸Z1上でZ方向に移動することにより視度補正可能となるように構成されている点が異なる。
【0046】
ビューファインダ4は、良好な収差性能と共にコンパクト性を確保するために、以下の条件式(3)および(4)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、fはビューファインダ4全体の焦点距離を示し、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を示し、さらにf2は第2レンズ群G2の焦点距離を示す。
0.4<|f1/f|<0.6 ……(3)
0.5<|f2/f|<0.8 ……(4)
【0047】
第1レンズ群G1は、ビューファインダ1と同様、入射瞳側から順に、負の第1レンズL1および正の第2レンズL2からなる正の屈折力を有する接合レンズであり、以下の条件式(5)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、n12は第2レンズL2の屈折率である。
n12>1.8 ……(5)
【0048】
第2レンズ群G2は、ビューファインダ1と同様、負の屈折力を有する単レンズL3により構成されている。
【0049】
ビューファインダ4は、さらに、以下の条件式(6)を満足するように構成されていることが望ましい。
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10-4[1/mm]……(6)
【0050】
次に、以上のような構成のビューファインダ4によってもたらされる光学的な作用および効果について説明する。
【0051】
ビューファインダ4は、正の第1レンズ群G1と負の第2レンズ群G2とを備えた2群構成としたので、特許文献2に記載のビューファインダとは異なり、長焦点距離を確保することが可能となる。さらに、第1レンズ群G1を固定した状態で第2レンズ群G2のみをZ方向に移動することにより視度補正をおこなうことを可能としたので、第1の実施の形態と同様に、ビューファインダ4全体の焦点距離が大きくなった場合でも、全体の大きさをコンパクトに保つことが可能となる。
【0052】
また、ビューファインダ4では2群構成とし、第2レンズ群G2のみ移動し、その移動量を低減するようにしたので、系全体を移動する場合よりも視度補正時の視角の変化を低減することができる。よって観察像の倍率変化を小さく抑えることができる。
【0053】
条件式(3)および(4)は、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の適切なパワー範囲を規定している。条件式(3)および(4)の下限を下回ると、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2のパワーが強くなり過ぎ、球面収差、非点収差および歪曲収差を補正しきれなくなる。一方、上限を越えると、第1レンズ群G1および第2レンズ群G2のパワーが弱くなり、視度補正の際、第1レンズ群G1の移動量が大きくなってしまう。その結果、ビューファインダ4全体のコンパクト性が失われてしまう。
【0054】
さらに、第1レンズ群G1を固定し、第2レンズ群G2を移動できるようにしたことにより、ビューファインダ4の密閉性を確保でき、ビューファインダ4内への外部からのダスト等の混入を避けることができる。
【0055】
また、第1の実施の形態と同様、ビューファインダ4では2群構成としたことにより、歪曲収差を小さくすることができる。また、ビューファインダ4では式(7)を満たすようにしたので、球面収差を抑制できる。さらに、ビューファインダ4では、式(8)を満たすようにしたので、色収差を抑制できる。
【0056】
このように、本実施の形態に係るビューファインダ4によれば、正の第1レンズ群G1と負の第2レンズ群G2とからなる2群構成とし、かつ、正の第2レンズ群G2のみを視度補正時に移動するようにしたので、大きな焦点距離を有するビューファインダ4であっても、全体の大きさをコンパクトに保つことができると共に、観察像の倍率変化を抑えることができる。また、ビューファインダ4では式(5)〜(8)を満たすようにしたので、球面収差、非点収差、歪曲収差および色収差等を抑制することができ、良好な収差性能を発揮することができる。
【0057】
[第4の実施の形態]
次に、本発明の第4実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上記第2および第3の実施の形態における構成要素と実質的に同一の部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【0058】
図5は、本実施の形態に係るビューファインダ5のレンズ構成例をそれぞれ示したものである。上記第2の実施の形態では、第1レンズ群G1が光軸Z1上で移動することにより視度補正可能となるように構成され、第1レンズ群G1が1組の接合レンズと1枚の単レンズとからなるようにしたビューファインダ2,3について説明した。また、上記第3の実施の形態では、第2レンズ群G2が光軸Z1上で移動することにより視度補正可能となるように構成され、第1レンズ群G1が1組の接合レンズからなるようにしたビューファインダ4について説明した。これに対し本実施の形態では、第2レンズ群G2が光軸Z1上で移動することにより視度補正可能となるように構成されると共に、第1レンズ群G1が1組の接合レンズと1枚の単レンズとからなるようにしたビューファインダ5について説明する。図5に示した構成例は、後述の実施例5(図24)のレンズ構成に対応している。
【0059】
図5に示した本実施の形態に係るビューファインダ5は、ビューファインダ1ないし4と同様、光軸Z1に沿って、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2とを備えている。ただし、第2レンズ群G2が、光軸Z1に沿ってZ方向に移動することにより視度補正可能となるように構成されている。
【0060】
ビューファインダ5は、良好な収差性能と共にコンパクト性を確保するために、以下の条件式(3)および(4)を満足するように構成されていることが望ましい。ここで、fはビューファインダ5全体の焦点距離を示し、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を示し、さらにf2は第2レンズ群G2の焦点距離を示す。
0.4<|f1/f|<0.6 ……(3)
0.5<|f2/f|<0.8 ……(4)
【0061】
第1レンズ群G1および第2レンズ群G2の構成は、ビューファインダ2と同様である。具体的には、第1レンズ群G1は、入射瞳側から順に負の第1レンズL1および正の第2レンズL2からなる正の屈折力を有する接合レンズと、正の屈折力を有する単レンズL3とからなる。第1レンズL1は、例えば、入射瞳側に凸面を向けたメニスカス形状となっている。第2レンズL2は、例えば、両面が凸面であるレンズ形状を有している。単レンズL3は、例えば、平凸形状あるいは両凸形状を有している。第2レンズ群G2は、負の屈折力を有する単レンズL4により構成されている。単レンズL4は、例えば、両側が凹面であるレンズ形状を有している。
【0062】
ビューファインダ5は、さらに、以下の条件式(6)を満足するように構成されていることが望ましい。
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10-4[1/mm]……(6)
【0063】
以上のような構成のビューファインダ5では、第2の実施の形態と同様、第1レンズ群G1全体として必要なパワーを、接合レンズ(L1+L2)と単レンズL3とに分配している。このため、接合レンズ(L1+L2)へのパワー負担が軽減され、この接合レンズ(L1+L2)で発生する球面収差が小さくなる。したがって、ビューファインダ2,3と同様に、第2レンズL2の屈折率n12が小さい場合(例えば、1.8以下)であっても球面収差を良好に補正することが可能である。また、その他の作用および効果については、第3の実施の形態と同様である。
【0064】
【実施例】
次に、上記各実施の形態に係るビューファインダにおける、いくつかの実施例について説明する。
【0065】
<実施例1>
まず、第1の実施の形態についての数値実施例を説明する。図6(A),(B)は、上記第1の実施の形態におけるビューファインダ1(図1)に対応する実施例1としてのレンズデータを示すものである。図6(A)には、それらの実施例のレンズデータのうちの基本的なデータ部分を示し、図6(B)には、視度調節によって変動する面間隔D1,D4の値を示す。
【0066】
図6(A)における面番号Siの欄は、図1のレンズの各面に対応した番号を示している。曲率半径Riの欄は、図1に付した符号Riに対応した値を示し、面間隔Diの欄は、図1に付した符号Diに対応した値を示す。これら曲率半径Riおよび面間隔Diの値の単位はミリメートル(mm)である。屈折率njおよびアッベ数νjの欄は、アイポイントE.P.の側からj番目(j=1〜3)のレンズLjのd線(波長587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。また、ビューファインダ1全系の焦点距離fは、150.0mmである。図6(A)において、ν1(=25.46)が本発明の条件式(6)における「ν11」の一具体例に対応し、ν2(=42.98)が本発明の条件式(6)における「ν12」の一具体例に対応し、さらにν3(=64.20)が本発明の条件式(6)における「ν21」の一具体例に対応する。また、n2が、本発明の条件式(5)における「n12」に対応する。
【0067】
図6(B)において、補正0dptは、視度補正を全く行わない場合である。視度−2.5dptは、第1レンズ群G1を観察像側に移動して補正を行った場合を示し、視度+1.0dptは、第1レンズ群G1を入射瞳側に移動して補正を行った場合を示す。
【0068】
図7は、実施例1について、既出の条件式(1),(2),(5)および(6)に対応する数値を、後述する実施例2および実施例3における数値と併せて示したものである。図7に示したように、実施例1では、条件式(1),(2),(5)および(6)を満足している。
【0069】
視度を1dpt補正する際に必要なレンズ移動量は、移動するレンズ部分全体の焦点距離をFとすると、おおよそF2 /1000mmに等しい。従って、1群構成におけるレンズ移動量は、ビューファインダ全体の焦点距離fが150.0mmの場合(F=f)、1502 /1000なので約22.5mmとなる。これに対し、ビューファインダ1では第1レンズ群G1の焦点距離f1が78mm(実施例1)なので(F=f1)、レンズ移動量は、782 /1000で約6.1mmとなり、格段に小さくなる。このように、2群構成にすることにより、全体の大きさをコンパクトに抑えることが可能であることがわかった。
【0070】
図8(A)〜(C)は、実施例1において、視度が0dptの場合のビューファインダ1についての球面収差、非点収差およびディストーション(歪曲収差)をそれぞれ表す収差図である。同様に、図9(A)〜(C)は視度が−2.5dptの場合の収差図であり、図10(A)〜(C)は視度が+1.0dptの場合の収差図である。図8〜10の球面収差はd線(波長587.6nm)、C線(波長656.3nm)、F線(波長486.1nm)についての値を示す。非点収差はd線についての値を示す。
【0071】
以上の各レンズデータおよび各収差図からわかるように、実施例1のビューファインダ1では、150.0mmという大きな焦点距離であっても全体の大きさがコンパクトであると共に、諸収差が良好に補正され、高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。具体的には、実施例1では、系全体の焦点距離fが150.0mmでありながら、第1レンズ群G1を約6.1mm移動することにより、視度を1dpt補正することができる。
【0072】
<実施例2,3>
次に、図11〜図18を参照して、第2の実施の形態におけるビューファインダ2,3の数値実施例について説明する。
【0073】
図11(A),(B)は、上記第2の実施の形態におけるビューファインダ2(図2)に対応する実施例2としてのレンズデータを示すものである。同様に、図12(A),(B)は、上記第2の実施の形態におけるビューファインダ3(図3)に対応する実施例3としてのレンズデータを示すものである。図11(A)および図12(A)には、それらの実施例のレンズデータのうちの基本的なデータ部分を示し、図11(B)および図12(B)には、視度調節によって変動する面間隔D1,D6の値を示す。図11(A),(B)および図12(A),(B)に示したレンズデータにおける各項目の意味は、図6(A),(B)と同等であるため、ここでは説明を省略する。ただし、屈折率njおよびアッベ数νjの欄は、アイポイントE.P.の側からj番目(j=1〜4)のレンズLjのd線(波長587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。図11(A)および図12(A)では、ν1が本発明の条件式(6)における「ν11」の一具体例に対応し、ν2が本発明の条件式(6)における「ν12」の一具体例に対応し、さらにν4が本発明の条件式(6)における「ν21」の一具体例に対応する。
【0074】
実施例2では、系全体の焦点距離fを150.0mmとしたが、実施例3ではfを97.4mmとした。図7に示したように、実施例2,3においても、条件式(1),(2)および(6)を満足している。
【0075】
視度を1dpt補正するときの移動量については、実施例2における第1レンズ群G1の焦点距離f1が72mmなので、レンズ移動量は約5.2(=722 /1000)mmとなり、1群構成におけるレンズ移動量よりも格段に小さくなる。同様に、実施例3における第1レンズ群G1の焦点距離f1は70mmなので、レンズ移動量は約4.9(=702 /1000)mmとなり、1群構成におけるレンズ移動量9.5(=97.42 /1000)mmの場合と比べ、半分程度となる。このように、2群構成にすることにより、全体の大きさをコンパクトに抑えることが可能であることがわかった。
【0076】
図13(A)〜(C)は、実施例2において、視度が0dptの場合のビューファインダ2についての球面収差、非点収差およびディストーション(歪曲収差)をそれぞれ表す収差図である。同様に、図14(A)〜(C)は実施例2における視度−2.5dptの場合の収差図であり、図15(A)〜(C)は実施例2における視度+1.0dptの場合の収差図である。さらに、図16〜図18は、実施例3における、視度0,−2.5および+1.0dptの場合の収差図である。対象波長は、いずれも実施例1の場合と同様である。
【0077】
以上の各レンズデータおよび各収差図からわかるように、実施例2,3のビューファインダ2,3も、大きな焦点距離でありながら全体の大きさがコンパクトであると共に、諸収差が良好に補正され、高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。具体的には、実施例2では、系全体の焦点距離fが150.0mmでありながら、第1レンズ群G1を約5.2mm移動することにより、視度を1dpt補正することができる。実施例3では、系全体の焦点距離fが97.4mmでありながら、第1のレンズ群G1を約4.9mm移動することにより、視度を1dpt補正することができる。
【0078】
<実施例4>
次に、図19〜図23を参照して、第3の実施の形態におけるビューファインダ4の数値実施例を説明する。図19(A),(B)は、ビューファインダ4(図4)に対応する実施例4としてのレンズデータを示すものである。図19(A)には、それらの実施例のレンズデータのうちの基本的なデータ部分を示し、図19(B)には、視度調節によって変動する面間隔D4,D6の値を示す。図19(A),(B)に示したレンズデータにおける各項目の意味は、図6(A),(B)と同等であるため、ここでは説明を省略する。ただし、図19(A)において、ν1(=25.46)が本発明の条件式(6)における「ν11」の一具体例に対応し、ν2(=42.98)が本発明の条件式(6)における「ν12」の一具体例に対応し、さらにν3(=64.20)が本発明の条件式(6)における「ν21」の一具体例に対応する。また、n2が、本発明の条件式(5)における「n12」に対応する。なお、ビューファインダ4全系の焦点距離fは150.0mmとした。
【0079】
図20は、実施例4について、既出の条件式(3)ないし(6)に対応する数値を、後述する実施例5における数値と併せて示したものである。図20に示したように、実施例4では、条件式(3)ないし(6)を満足している。
【0080】
視度を1dpt補正するときの移動量については、実施例4における第2レンズ群G2の焦点距離f2が−99.3mmなので、レンズ移動量は、(−99.3)2 /1000)で約9.9mmとなり、1群構成におけるレンズ移動量22.5(=1502 /1000)mmの場合と比べ、格段に小さくなる。このように、2群構成にすることにより、全体の大きさをコンパクトに抑えることが可能であることが確認できた。
【0081】
図21(A)〜(C)は、実施例4において、視度が0dptの場合のビューファインダ4についての球面収差、非点収差およびディストーション(歪曲収差)をそれぞれ表す収差図である。同様に、図22(A)〜(C)は視度が−2.5dptの場合の収差図であり、図23(A)〜(C)は視度が+1.0dptの場合の収差図である。対象波長は、いずれも実施例1の場合と同様である。
【0082】
以上の各レンズデータおよび各収差図からわかるように、実施例4のビューファインダ4では、150.0mmという大きな焦点距離であっても全体の大きさがコンパクトであると共に、諸収差が良好に補正され、高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。具体的には、実施例4では、系全体の焦点距離fが150.0mmでありながら、第2レンズ群G2を約9.9mm移動することにより、視度を1dpt補正することができる。
【0083】
<実施例5>
次に、図20と図24ないし図27とを参照して、第4の実施の形態におけるビューファインダ5の数値実施例について説明する。
【0084】
図24(A),(B)は、上記第4の実施の形態におけるビューファインダ5(図5)に対応する実施例5としてのレンズデータを示すものである。図24(A)は、それらの実施例のレンズデータのうちの基本的なデータ部分を示し、図24(B)は、視度調節によって変動する面間隔D6,D8の値を示す。図24(A),(B)に示したレンズデータにおける各項目の意味は、図11(A),(B)と同等であるため、ここでは説明を省略する。ただし、屈折率njおよびアッベ数νjの欄は、アイポイントE.P.の側からj番目(j=1〜4)のレンズLjのd線(波長587.6nm)に対する屈折率およびアッベ数の値を示す。図24(A)では、ν1が本発明の条件式(6)における「ν11」の一具体例に対応し、ν2が本発明の条件式(6)における「ν12」の一具体例に対応し、さらにν4が本発明の条件式(6)における「ν21」の一具体例に対応する。
【0085】
実施例5では、系全体の焦点距離fを150.0mmとし、図20に示したように、実施例5においても、条件式(3),(4)および(6)を満足している。
【0086】
視度を1dpt補正するときの移動量については、実施例5における第2レンズ群G2の焦点距離f2が−85.5mmなので、レンズ移動量は約7.3(=(−85.5)2 /1000)mmとなり、1群構成におけるレンズ移動量22.5(=1502 /1000)mmの場合と比べ格段に小さくなる。このように、2群構成にすることにより、全体の大きさをコンパクトに抑えることが可能であることがわかった。
【0087】
図25(A)〜(C)は、実施例5において、視度が0dptの場合のビューファインダ5についての球面収差、非点収差およびディストーション(歪曲収差)をそれぞれ表す収差図である。同様に、図26(A)〜(C)は実施例5における視度−2.5dptの場合の収差図であり、図27(A)〜(C)は実施例5における視度+1.0dptの場合の収差図である。
【0088】
以上の各レンズデータおよび各収差図からわかるように、実施例5のビューファインダ5では、150.0mmという大きな焦点距離であっても全体の大きさがコンパクトであると共に、諸収差が良好に補正され、高解像度の撮像装置に最適な性能が得られている。具体的には、実施例5では、系全体の焦点距離fが150.0mmでありながら、第2レンズ群G2を約7.3mm移動することにより、視度を1dpt補正することができる。
【0089】
以上、いくつかの実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態および実施例に限定されず、種々変形可能である。例えば、各レンズ成分の曲率半径R、面間隔D、屈折率nおよびアッベ数νの値は、上記各数値実施例で示した値に限定されず、他の数値を取ることができる。また、放送用のテレビカメラへの適用に限定されるものではなく、例えば、家庭用ビデオカメラ等にも適用可能である。
【0090】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1または請求項5に記載のビューファインダによれば、観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、第1レンズ群または第2レンズ群のうちのいずれか一方が、光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成した。こうすることにより、大きな焦点距離を有する場合であっても全体の大きさをコンパクトに保つことができると共に、視度補正時における観察像の倍率変化を小さく抑えることができる。さらに、2群構成としたことにより、1群構成の場合よりも歪曲収差を抑えることができ、良好な収差性能を発揮することができる。
【0091】
また、請求項1、または請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のビューファインダによれば、観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、第1レンズ群が、光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成した。こうすることにより、大きな焦点距離を有する場合であっても全体の大きさをコンパクトに保つことができると共に、視度補正時における観察像の倍率変化を小さく抑えることができる。さらに、2群構成としたことにより、1群構成の場合よりも歪曲収差を抑えることができ、良好な収差性能を発揮することができる。また、第2レンズ群を固定し、第1レンズ群を移動できるようにしたことにより十分なバックフォーカスを確保でき、例えば、第2レンズ群と像面との間に、他の光学部品を配置することができる。さらに、条件式(1)および(2)を満足するように構成したので、より良好な収差性能、特に球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正されたビューファインダを得ることができる。また、第1レンズ群が、少なくとも負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズを含み、第2レンズ群が、負の単レンズにより構成され、さらに、条件式(6)を満足するように構成したので、特に色収差の発生量が実用上、支障のない程度に抑制されたビューファインダを得ることができる。
【0093】
また、請求項2、または請求項3ないし請求項5のいずれか1項に記載のビューファインダによれば、観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、第2レンズ群が、光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成した。こうすることにより、大きな焦点距離を有する場合であっても全体の大きさをコンパクトに保つことができると共に、視度補正時における観察像の倍率変化を小さく抑えることができる。さらに、2群構成としたことにより、1群構成の場合よりも歪曲収差を抑えることができ、良好な収差性能を発揮することができる。さらに、第1レンズ群を固定し、第2レンズ群を移動できるようにしたことにより、ビューファインダの系全体の密閉性を確保でき、外部からのビューファインダ内へのダストの混入を避けることができる。さらに、条件式(3)および(4)を満足するように構成したので、より良好な収差性能、特に球面収差、非点収差および歪曲収差が良好に補正されたビューファインダを得ることができる。また、第1レンズ群が、少なくとも負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズを含み、第2レンズ群が、負の単レンズにより構成され、さらに、条件式(6)を満足するように構成したので、特に色収差の発生量が実用上、支障のない程度に抑制されたビューファインダを得ることができる。
【0095】
さらに、請求項3に記載のビューファインダによれば、第1レンズ群が、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズであり、第2レンズの屈折率が条件式(5)を満足するように構成したので、特に球面収差が良好に補正されたビューファインダを得ることができる。
【0096】
さらに、請求項4に記載のビューファインダによれば、第1レンズ群が、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズと、正の単レンズとからなるように構成したので、第1レンズ群に高屈折率を有するレンズを使用しなくても、特に球面収差が良好に補正されたビューファインダを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係るビューファインダの一構成例を示す断面図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係るビューファインダの一構成例を示す断面図である。
【図3】本発明の第2の実施の形態に係るビューファインダの他の構成例を示す断面図である。
【図4】本発明の第3の実施の形態に係るビューファインダの他の構成例を示す断面図である。
【図5】本発明の第4の実施の形態に係るビューファインダの他の構成例を示す断面図である。
【図6】図1に示したビューファインダの一実施例(実施例1)を示す説明図である。
【図7】実施例1ないし3に係るビューファインダが満たす条件式のデータを示す説明図である。
【図8】実施例1のビューファインダにおける、視度0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図9】実施例1のビューファインダにおける、視度−2.5dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図10】実施例1のビューファインダにおける、視度+1.0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図11】図2に示したビューファインダの一実施例(実施例2)を示す説明図である。
【図12】図3に示したビューファインダの一実施例(実施例3)を示す説明図である。
【図13】実施例2のビューファインダにおける、視度0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図14】実施例2のビューファインダにおける、視度−2.5dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図15】実施例2のビューファインダにおける、視度+1.0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図16】実施例3のビューファインダにおける、視度0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図17】実施例3のビューファインダにおける、視度−2.5dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図18】実施例3のビューファインダにおける、視度+1.0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図19】図4に示したビューファインダの一実施例(実施例4)を示す説明図である。
【図20】実施例4および5に係るビューファインダが満たす条件式のデータを示す説明図である。
【図21】実施例4のビューファインダにおける、視度0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図22】実施例4のビューファインダにおける、視度−2.5dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図23】実施例4のビューファインダにおける、視度+1.0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図24】図5に示したビューファインダの一実施例(実施例5)を示す説明図である。
【図25】実施例5のビューファインダにおける、視度0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図26】実施例5のビューファインダにおける、視度−2.5dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【図27】実施例5のビューファインダにおける、視度+1.0dptの場合の諸収差を示す収差図である。
【符号の説明】
R1〜R8…曲率半径、D1〜D8…面間隔、G1,G2…レンズ群、L1〜L4…レンズ成分、Z1…光軸。
Claims (5)
- 画像表示面を観察するためのビューファインダであって、
観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群が、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズを含み、光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成され、
前記第2レンズ群が、負の単レンズにより構成され、
以下の条件式(1),(2)および(6)を全て満足する
ことを特徴とするビューファインダ。
0.4<|f1/f|<0.75 ……(1)
0.5<|f2/f|<1.8 ……(2)
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10 −4 [1/mm]……(6)
ただし、
f:系全体の焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
n:第1レンズおよび第2レンズの平均の屈折率
r:第1レンズと第2レンズとの接合面の曲率半径
ν11:第1レンズのアッベ数
ν12:第2レンズのアッベ数
ν21:負の単レンズのアッベ数
f21:負の単レンズの焦点距離
とする。 - 画像表示面を観察するためのビューファインダであって、
観察者側から順に、正の第1レンズ群と、負の第2レンズ群とを備え、
前記第1レンズ群が、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズを含み、
前記第2レンズ群が、負の単レンズにより構成され、かつ光軸に沿って移動することにより視度補正可能となるように構成され、
以下の条件式(3),(4)および(6)を全て満足する
ことを特徴とするビューファインダ。
0.4<|f1/f|<0.6 ……(3)
0.5<|f2/f|<0.8 ……(4)
|{(n−1)/r}{(1/ν11)−(1/ν12)}+1/(ν21・f21)|<5.0×10 −4 [1/mm]……(6)
ただし、
f:系全体の焦点距離
f1:第1レンズ群の焦点距離
f2:第2レンズ群の焦点距離
n:第1レンズおよび第2レンズの平均の屈折率
r:第1レンズと第2レンズとの接合面の曲率半径
ν11:第1レンズのアッベ数
ν12:第2レンズのアッベ数
ν21:負の単レンズのアッベ数
f21:負の単レンズの焦点距離
とする。 - 前記第1レンズ群は、負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズであり、以下の条件式(5)を満足するように構成されている
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載のビューファインダ。
n12>1.8 ……(5)
ただし、
n12:第2レンズの屈折率
とする。 - 前記第1レンズ群は、
負の第1レンズおよび正の第2レンズからなる正の接合レンズと、
正の単レンズと
からなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のビューファインダ。 - テレビカメラに用いられることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のビューファインダ。
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