JP4626825B2 - ライブビュー光学系及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は新規なライブビュー光学系及び撮像装置に関する。詳しくは、一眼レフレックスタイプのカメラ（以下、「一眼レフカメラ」という）等の撮像装置において、液晶表示部等にライブビュー画像（被写体の時系列で順次に変化する画像）を表示するための撮像素子に被写体像を導く光学系（ライブビュー光学系）及び該ライブビュー光学系を備えた撮像装置に関する。

従来、一眼レフカメラにあっては、撮像レンズと撮像面との間に介挿した跳ね上げミラーによって撮像レンズからの光をファインダー光学系に導きこれをファインダ窓から観察する光学式ファインダーが装備されている。

ところで、デジタル式の一眼レフカメラにあっては、カメラ本体の背面に備えられた液晶表示部等によって画角決め等を行いたいとの要望があり、そのような要望に応えるものとして特許文献１に示したようなものがある。

特許文献１に示された一眼レフカメラにあっては、撮像用の撮像素子とは別個にライブビュー用の撮像素子が備えられ、接眼レンズ付近においてファインダー光路に対して進退可能な可動ミラーを設け、該可動ミラーをファインダー光路内に進退させることによって、被写体からの光束をファインダー窓に対向した接眼レンズへ導く状況と、被写体からの光束をライブビュー用撮像素子へと導く状況とを選択的に切り替えることを可能に構成している。

特開２００１−１３３８４６号公報

ところで、前記した特許文献１に示された一眼レフカメラにあっては、ファインダー光路に対して、しかも、接眼レンズ付近において、進退可能な可動ミラーを設ける必要がある。そのため、接眼レンズ付近に既存の光学要素とは別個の要素である可動ミラーを配置する必要があり、さらに、ファインダー光学系内に可動ミラーが進入するための空間を設ける必要があり、接眼レンズ近辺における装置の大型化を避けることができない。

特許文献１における可動ミラーのような特別な部品を付加すること無しに、被写体からの光束をライブビュー用撮像素子へと導くのに、例えば、既存の光学要素であるペンタダハミラーのミラー面の一部の角度を変えることにより光軸角度をライブビュー用撮像素子の方向へと変更することが考えられる。

しかしながら、ペンタダハミラーの開口部の大部分にファインダー光学系が対向していて、ライブビュー用の光束が通過する範囲は、ファインダー光学系に対向した部分とダハ部の三角屋根に囲まれた３角形の極く狭い範囲に限定されてしまう。そのため、ペンタダハミラーの開口部からライブビュー用撮像素子へと光束を導くライブビュー光学系を最適化しないと、前記開口部で光束の周辺部がけられ、ライブビュー画像の周辺照度の低下を招くなどの不都合が生じる。

そこで、本発明は、ペンタダハミラーの一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子へ導くためのライブビュー光学系を最適化して周辺照度の低下が少なく良好なライブビュー画像の取得を可能にすることを課題とする。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系は、焦点板上に結像される光学像をペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子上に再結像することによって被写体の画像を動画的態様で得ることが可能な撮像装置において、前記ペンタダハミラーの開口部とライブビュー用撮像素子との間に位置し、前記一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子上に再結像するライブビュー光学系であって、入射瞳位置が以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．７５＜（（Ｄｐ/２-Ｙ)・Ｚａ）/((Ｒａ/√２-Ｙ)・Ｚｐ)
但し、
Ｄｐ：前記ライブビュー光学系の入射瞳径
Ｚｐ：前記焦点板からライブビュー光学系の入射瞳までの距離
Ｙ：前記焦点板上での最大像高
Ｚａ：前記焦点板から前記ペンタダハミラー開口部までの距離
Ｒａ：前記ライブビュー光学系の光軸からダハ稜線までの距離
とする。

また、本発明の一実施形態による撮像装置は、焦点板上に結像される光学像をペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子上に再結像することによって被写体の画像を動画的態様で得ることが可能な撮像装置であって、前記ペンタダハミラーの開口部とライブビュー用撮像素子との間に位置し、前記一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子上に再結像するライブビュー光学系の入射瞳位置が以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．７５＜（（Ｄｐ/２-Ｙ)・Ｚａ）/((Ｒａ/√２-Ｙ)・Ｚｐ)
但し、
Ｄｐ：前記ライブビュー光学系の入射瞳径
Ｚｐ：前記焦点板からライブビュー光学系の入射瞳までの距離
Ｙ：前記焦点板上での最大像高
Ｚａ：前記焦点板から前記ペンタダハミラー開口部までの距離
Ｒａ：前記ライブビュー光学系の光軸からダハ稜線までの距離
とする。

本発明によれば、ペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子に向かう光のペンタダハミラーの開口部でのけられを少なくして、周辺照度の低下が少ないライブビュー画像を得ることが可能になる。

以下に、本発明ライブビュー光学系及び撮像装置を実施するための最良の形態について説明する。

本発明ライブビュー光学系は、焦点板上に結像される光学像をペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子上に再結像することによって被写体の画像を動画的態様で得ることが可能な撮像装置において、前記ペンタダハミラーの開口部とライブビュー用撮像素子との間に位置し、前記一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子上に再結像するライブビュー光学系であって、入射瞳位置が以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．７５＜（（Ｄｐ/２-Ｙ)・Ｚａ）/((Ｒａ/√２-Ｙ)・Ｚｐ)
但し、
Ｄｐ：前記ライブビュー光学系の入射瞳径
Ｚｐ：前記焦点板からライブビュー光学系の入射瞳までの距離
Ｙ：前記焦点板上での最大像高
Ｚａ：前記焦点板から前記ペンタダハミラー開口部までの距離
Ｒａ：前記ライブビュー光学系の光軸からダハ稜線までの距離
とする。

図１乃至図４を参照して、本発明ライブビュー光学系の概要を説明する。

本発明ライブビュー光学系によれば、ペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子に向かう光のペンタダハミラーの開口部でのけられを少なくして、周辺照度の低下が少ないライブビュー画像を得ることが可能になる。

図１にライブビュー光学系Ａ及びその周辺部の構成を、また、図２に図１のＩＩ矢視図を示す。

ペンタダハミラーＢの入射部Ｃに対向して焦点板Ｄが配置され、焦点板Ｄの結像点を透過した光束は、ペンタダハミラーＢのダハ部Ｅで反射されて第１の反射面Ｆに向かい、この第１の反射面Ｆで反射されてペンタダハミラーＢの開口部Ｇから出射してライブビュー光学系Ａに入射し、このライブビュー光学系Ａによってライブビュー用撮像素子Ｈに再結像される。

そして、ペンタダハミラーＢの開口部Ｇには光学式ファインダー用のファインダー光学系Ｉが対向しているので、前記ライブビュー光学系Ａが対向する部分はファインダー光学系Ｉが対向している部分とダハ稜線Ｊまでの狭い空間しかなく、しかも、両側がダハ部の斜面によって限定されているので、第１の反射面Ｆで反射後の光束の広がりが大きくなると、光束の周辺部が開口部Ｇによってけられてしまい、周辺照度の低下を招いてしまう。

他の要素、Ｄｐ、Ｙ、Ｚａ、Ｒａが同じ場合、ライブビュー光学系Ａの入射瞳Ｋの位置がペンタダハミラーＢの開口部Ｇから離れていると（図４（ａ）の場合）、該開口部Ｇを通過する際の光束径が大きくなり、該開口部Ｇでけられる部分Ｌが生じ（図４（ｂ）参照）、周辺照度の低下を招く。

そこで、ライブビュー光学系Ａの入射瞳Ｋの位置を前記条件式（１）で設定した範囲にすることによって、入射瞳Ｋ位置がペンタダハミラーＢの開口部Ｇに近づき（図３（ａ）の場合）、これによって、開口部Ｇを通過する際の光束径が絞られ（図３（ｂ）参照）、周辺光束のけられが減少し、周辺照度の低下が抑制される。

従って、前記条件式（１）を満足することが重要である。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系あっては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、前記第１レンズ及び第２レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（２）を満足することが望ましい。
（２）−０．６５＜φp1／φm1＜−０．４５
但し、
φｐ1：正のプラスチックレンズ（第１レンズ）の屈折力
φｍ1：負のプラスチックレンズ（第２レンズ）の屈折力
とする。

第１レンズ及び第２レンズの２枚のレンズにプラスチックレンズを使用することにより低コスト化を図ることが可能であり、また、プラスチックレンズにすることによって非球面化が容易であり、非球面化することにより収差補正を良好に行うことができる。

しかしながら、プラスチックレンズは環境温度変化による膨張収縮によりレンズの屈折力が変化しやすいために、光学系のレンズバックが変化してしまう。この変化を抑制するために第１レンズを正のプラスチックレンズ、第２レンズを負のプラスチックレンズとして、上記の条件式（２）を満たすことで個々のレンズでの温度変化による屈折力変化をトータルで打ち消すようにしている。条件式の上限及び下限を超えると環境温度変化によるレンズバックの変化が大きく、ライブビュー画像の画質が大きく劣化してしまう。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系あっては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、前記第２レンズ及び第３レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（３）を満足することが望ましい。
（３）−０．８５＜φp2／φm2＜−０．６５
但し、
φｐ2：正のプラスチックレンズ（第３レンズ）の屈折力
φｍ2：負のプラスチックレンズ（第２レンズ）の屈折力
とする。

第２レンズ及び第３レンズの２枚のレンズにプラスチックレンズを使用することにより低コスト化を図ることが可能であり、また、プラスチックレンズにすることによって非球面化が容易であり、非球面化することにより収差補正を良好に行うことができる。

しかしながら、プラスチックレンズは環境温度変化による膨張収縮によりレンズの屈折力が変化しやすいために、光学系のレンズバックが変化してしまう。この変化を抑制するために第２レンズを負のプラスチックレンズ、第３レンズを正のプラスチックレンズとして、上記の条件式（３）を満足することで個々のレンズでの温度変化による屈折力変化をトータルで打ち消すようにしている。条件式（３）の上限及び下限を超えると環境温度変化によるレンズバックの変化が大きく、ライブビュー画像の画質が大きく劣化してしまう。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系にあっては、物体側から順に、第１レンズと第２レンズとの接合正レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズを有し、前記第３レンズ及び第４レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（４）を満足することが望ましい。
（４）−１．０５＜φp3／φm3＜−０．８５
但し、
φｐ3：正のプラスチックレンズ（第４レンズ）の屈折力
φｍ3：負のプラスチックレンズ（第３レンズ）の屈折力
とする。

第３レンズ及び第４レンズの２枚のレンズにプラスチックレンズを使用することにより低コスト化を図ることが可能であり、また、プラスチックレンズにすることによって非球面化が容易であり、非球面化することにより収差補正を良好に行うことができる。

しかしながら、プラスチックレンズは環境温度変化による膨張収縮によりレンズの屈折力が変化しやすいために、光学系のレンズバックが変化してしまう。この変化を抑制するために第３レンズを負のプラスチックレンズ、第４レンズを正のプラスチックレンズとして、上記の条件式（４）を満足することで個々のレンズでの温度変化による屈折力変化をトータルで打ち消すようにしている。条件式（４）の上限及び下限を超えると環境温度変化によるレンズバックの変化が大きく、ライブビュー画像の画質が大きく劣化してしまう。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系にあっては、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズを有し、前記第１レンズ及び第４レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（５）を満足することが望ましい。
（５）−１．８０＜φp4／φm4＜−１．４０
但し、
φｐ4：正のプラスチックレンズ（第４レンズ）の屈折力
φｍ4：負のプラスチックレンズ（第１レンズ）の屈折力
とする。

第１レンズ及び第４レンズの２枚のレンズにプラスチックレンズを使用することにより低コスト化を図ることが可能であり、また、プラスチックレンズにすることによって非球面化が容易であり、非球面化することにより収差補正を良好に行うことができる。

しかしながら、プラスチックレンズは環境温度変化による膨張収縮によりレンズの屈折力が変化しやすいために、光学系のレンズバックが変化してしまう。この変化を抑制するために第１レンズを負のプラスチックレンズ、第４レンズを正のプラスチックレンズとして、上記の条件式（５）を満足することで個々のレンズでの温度変化による屈折力変化をトータルで打ち消すようにしている。条件式（５）の上限及び下限を超えると環境温度変化によるレンズバックの変化が大きく、ライブビュー画像の画質が大きく劣化してしまう。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系にあっては、物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズを有し、前記第１レンズ及び第３レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（６）を満足することが望ましい。
（６）−０．４０＜φp5／φm5＜−０．２０
但し、
φｐ5：正のプラスチックレンズ（第１レンズ）の屈折力
φｍ5：負のプラスチックレンズ（第３レンズ）の屈折力
とする。

第１レンズ及び第３レンズの２枚のレンズにプラスチックレンズを使用することにより低コスト化を図ることが可能であり、また、プラスチックレンズにすることによって非球面化が容易であり、非球面化することにより収差補正を良好に行うことができる。

しかしながら、プラスチックレンズは環境温度変化による膨張収縮によりレンズの屈折力が変化しやすいために、光学系のレンズバックが変化してしまう。この変化を抑制するために第１レンズを正のプラスチックレンズ、第３レンズを負のプラスチックレンズとして、上記の条件式（６）を満足することで個々のレンズでの温度変化による屈折力変化をトータルで打ち消すようにしている。条件式（６）の上限及び下限を超えると環境温度変化によるレンズバック変化が大きく、ライブビュー画像の画質が大きく劣化してしまう。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系にあっては、前記第１レンズの物体側に開口絞りを有することが望ましい。

開口絞りを第１レンズの物体側に位置させることにより、入射瞳をライブビュー光学系のより物体側に位置させることが可能となり、第１の反射面で反射された光のペンタダハミラーの開口部でのけられを少なくすることが可能である。これによって、前記条件式（１）を満足させることが容易になる。

本発明の一実施形態によるライブビュー光学系にあっては、前記第１レンズの物体側に（第１レンズの物体側に開口絞りを有する場合は開口絞りの物体側に）光路分岐手段を有することが望ましい。ライブビュー用の光束の一部を光路分岐手段によって分岐することで、該分岐した光束を測光用光束として利用することができる。例えば、光路分岐手段で分岐した光束をＡＦ（Ａｕｔｏ−Ｆｏｃｕｓ）センサに入力させて、これによって、オートフォーカス動作を行わせることができる。

次に、本発明ライブビュー光学系を具体化した実施の形態について説明する。

なお、各実施の形態では、非球面が採用されており、そして、非球面形状は、次の数１式によって定義されるものとする。

なお、数１式において、ｘはレンズ面の頂点からの光軸方向の距離、ｙは光軸と垂直な方向の高さ、ｃはレンズ面の頂点での近軸曲率、εは円錐定数、A iは第 i 次の非球面係数である。

図５は本発明ライブビュー光学系の第１の実施の形態１のレンズ構成を示す図である。ライブビュー光学系１は、物体側より順に、光路分岐手段ＢＳ、正の屈折力を有する第１レンズＧ１、負の屈折力を有する第２レンズＧ２、正の屈折力を有する第３レンズＧ３が配列されて成り、撮像面ＩＭＧと第３レンズＧ３との間にローパスフィルタ等のフィルタＦＬが介挿され、また、第１レンズＧ１と光路分岐手段ＢＳとの間に開口絞りＳＴが配置される。そして、第１レンズＧ１及び第２レンズＧ２がプラスチックレンズとされている。さらに、第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第２レンズＧ２の両面（ｒ６、ｒ７）、第３レンズＧ３の物体側面（ｒ８）が非球面で構成されている。

表１に前記第１の実施の形態１に具体的数値を適用した数値実施例１のレンズデータを示す。なお、表１及びその他のレンズデータを示す表において、「ｒｉ」は物体側からｉ番目の面の近軸曲率半径を示し、「ｄｉ」は物体側からｉ番目の面とｉ＋１番目の面との間の軸上面間隔を示し、「Ｎｉ」は物体側からｉ番目の硝材のｄ線（波長＝５８７．６ｎｍ（ナノメータ））に対する屈折率を示し、「νｉ」は物体側からｉ番目の硝材のｄ線に対するアッベ数を示す。また、「ｆ」は焦点距離を、「ＦＮＯ．」はＦナンバーを、それぞれ示す。

表２に前記数値実施例１の第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第２レンズＧ２の両面（ｒ６、ｒ７）、第３レンズＧ３の物体側面（ｒ８）の４次、６次及び８次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８を円錐定数εと共に示す。なお、表２及び以下の非球面係数を示す表において「Ｄ−ｉ」は１０を底とする指数表現、すなわち、「１０^−ｉ」を表しており、例えば、「0.12345D-05」は「0.12345×10⁻⁵」を表している。

そして、数値実施例１は前記条件式（２）を満足している。

図６は前記数値実施例１の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件（Ｓｉｎｅ Ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）、非点収差、歪曲収差を示すものである。なお、球面収差及び正弦条件を示す図において、実線はｄ線に対する、１点鎖線はｇ線（波長＝４３５．８ｎｍ）に対する、２点鎖線はＣ線（波長＝６５６．３ｎｍ）に対する球面収差を示し、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

図７は本発明ライブビュー光学系の第２の実施の形態２のレンズ構成を示す図である。ライブビュー光学系２は、物体側より順に、光路分岐手段ＢＳ、正の屈折力を有する第１レンズＧ１、負の屈折力を有する第２レンズＧ２、正の屈折力を有する第３レンズＧ３が配列されて成り、撮像面ＩＭＧと第３レンズＧ３との間にローパスフィルタ等のフィルタＦＬが介挿され、また、第１レンズＧ１と光路分岐手段ＢＳとの間に開口絞りＳＴが配置される。そして、第２レンズＧ２及び第３レンズＧ３がプラスチックレンズとされている。さらに、第２レンズＧ２の両面（ｒ６、ｒ７）、第３レンズＧ３の両面（ｒ８、ｒ９）が非球面で構成されている。

表３に前記第２の実施の形態２に具体的数値を適用した数値実施例２のレンズデータを示す。

表４に前記数値実施例２の第２レンズＧ２の両面（ｒ６、ｒ７）、第３レンズＧ３の両面（ｒ８、ｒ９）の４次、６次及び８次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８を円錐定数εと共に示す。

そして、数値実施例２は前記条件式（３）を満足している。

図８は前記数値実施例２の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。なお、球面収差及び正弦条件を示す図において、実線はｄ線に対する、１点鎖線はｇ線に対する、２点鎖線はＣ線に対する球面収差を示し、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

図９は本発明ライブビュー光学系の第３の実施の形態３のレンズ構成を示す図である。ライブビュー光学系３は、物体側より順に、光路分岐手段ＢＳ、負の屈折力を有する第１レンズＧ１と正の屈折力を有する第２レンズＧ２との接合正レンズ、負の屈折力を有する第３レンズＧ３、正の屈折力を有する第４レンズＧ４が配列されて成り、撮像面ＩＭＧと第４レンズＧ４との間にローパスフィルタ等のフィルタＦＬが介挿され、また、第１レンズＧ１と光路分岐手段ＢＳとの間に開口絞りＳＴが配置される。そして、第３レンズＧ３及び第４レンズＧ４がプラスチックレンズとされている。さらに、第３レンズＧ３の両面（ｒ７、ｒ８）、第４レンズＧ４の両面（ｒ９、ｒ１０）が非球面で構成されている。

表５に前記第３の実施の形態３に具体的数値を適用した数値実施例３のレンズデータを示す。

表６に前記数値実施例３の第３レンズＧ３の両面（ｒ７、ｒ８）、第４レンズＧ４の両面（ｒ９、ｒ１０）の４次、６次及び８次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８を円錐定数εと共に示す。

そして、数値実施例３は前記条件式（４）を満足している。

図１０は前記数値実施例３の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。なお、球面収差及び正弦条件を示す図において、実線はｄ線に対する、１点鎖線はｇ線に対する、２点鎖線はＣ線に対する球面収差を示し、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

図１１は本発明ライブビュー光学系の第４の実施の形態４のレンズ構成を示す図である。ライブビュー光学系４は、物体側より順に、光路分岐手段ＢＳ、負の屈折力を有する第１レンズＧ１、正の屈折力を有する第２レンズＧ２、負の屈折力を有する第３レンズＧ３、正の屈折力を有する第４レンズＧ４が配置されて成り、撮像面ＩＭＧと第４レンズＧ４との間にローパスフィルタ等のフィルタＦＬが介挿され、また、第１レンズＧ１と光路分岐手段ＢＳとの間に開口絞りＳＴが配置される。そして、第１レンズＧ１と第４レンズＧ４とがプラスチックレンズとされている。さらに、第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第４レンズＧ４の両面（ｒ１０、ｒ１１）が非球面で構成されている。

表７に前記第４の実施の形態４に具体的数値を適用した数値実施例４のレンズデータを示す。

表８に前記数値実施例４の第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第４レンズＧ４の両面（ｒ１０、ｒ１１）の４次、６次及び８次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８を円錐定数εと共に示す。

そして、数値実施例４は前記条件式（５）を満足している。

図１２は前記数値実施例４の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。なお、球面収差及び正弦条件を示す図において、実線はｄ線に対する、１点鎖線はｇ線に対する、２点鎖線はＣ線に対する球面収差を示し、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

図１３は本発明ライブビュー光学系の第５の実施の形態５のレンズ構成を示す図である。ライブビュー光学系５は、物体側より順に、光路分岐手段ＢＳ、正の屈折力を有する第１レンズＧ１、正の屈折力を有する第２レンズＧ２、負の屈折力を有する第３レンズＧ３、正の屈折力を有する第４レンズＧ４が配置されて成り、撮像面ＩＭＧと第４レンズＧ４との間にローパスフィルタ等のフィルタＦＬが介挿され、また、第１レンズＧ１と光路分岐手段ＢＳとの間に開口絞りＳＴが配置される。そして、第１レンズＧ１と第３レンズＧ３とがプラスチックレンズとされている。さらに、第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第３レンズＧ３の両面（ｒ８、ｒ９）が非球面で構成されている。

表９に前記第５の実施の形態５に具体的数値を適用した数値実施例５のレンズデータを示す。

表１０に前記数値実施例５の第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第３レンズＧ４の両面（ｒ８、ｒ９）の４次、６次及び８次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８を円錐定数εと共に示す。

そして、数値実施例５は前記条件式（６）を満足している。

図１４は前記数値実施例５の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。なお、球面収差及び正弦条件を示す図において、実線はｄ線に対する、１点鎖線はｇ線に対する、２点鎖線はＣ線に対する球面収差を示し、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

図１５は本発明ライブビュー光学系の第６の実施の形態６のレンズ構成を示す図である。ライブビュー光学系６は、物体側より順に、光路分岐手段ＢＳ、正の屈折力を有する第１レンズＧ１、正の屈折力を有する第２レンズＧ２、負の屈折力を有する第３レンズＧ３、正の屈折力を有する第４レンズＧ４が配置されて成り、撮像面ＩＭＧと第４レンズＧ４との間にローパスフィルタ等のフィルタＦＬが介挿され、また、第１レンズＧ１と光路分岐手段ＢＳとの間に開口絞りＳＴが配置される。そして、第１レンズＧ１と第３レンズＧ３とがプラスチックレンズとされている。さらに、第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第３レンズＧ３の両面（ｒ８、ｒ９）が非球面で構成されている。

表１１に前記第６の実施の形態６に具体的数値を適用した数値実施例６のレンズデータを示す。

表１２に前記数値実施例６の第１レンズＧ１の両面（ｒ４、ｒ５）、第３レンズＧ４の両面（ｒ８、ｒ９）の４次、６次、８次及び１０次の非球面係数Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０を円錐定数εと共に示す。

そして、数値実施例６は前記条件式（６）を満足している。

図１６は前記数値実施例６の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。なお、球面収差及び正弦条件を示す図において、実線はｄ線に対する、１点鎖線はｇ線に対する、２点鎖線はＣ線に対する球面収差を示し、破線は正弦条件を示す。また、非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面における値を示すものである。

表１３に前記数値実施例１乃至６の前記条件式（１）〜（６）対応値を示す。

次に、本発明撮像装置について説明する。

本発明撮像装置は、焦点板上に結像される光学像をペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子上に再結像することによって被写体の画像を動画的態様で得ることが可能な撮像装置であって、前記ペンタダハミラーの開口部とライブビュー用撮像素子との間に位置し、前記一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子上に再結像するライブビュー光学系の入射瞳位置が以下の条件式（１）を満足する。
（１）０．７５＜（（Ｄｐ/２-Ｙ)・Ｚａ）/((Ｒａ/√２-Ｙ)・Ｚｐ)
但し、
Ｄｐ：前記ライブビュー光学系の入射瞳径
Ｚｐ：前記焦点板からライブビュー光学系の入射瞳までの距離
Ｙ：前記焦点板上での最大像高
Ｚａ：前記焦点板から前記ペンタダハミラー開口部までの距離
Ｒａ：前記ライブビュー光学系の光軸からダハ稜線までの距離
とする。

本発明撮像装置によれば、ペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子に向かう光のペンタダハミラーの開口部でのけられを少なくして、周辺照度の低下が少ないライブビュー画像を得ることが可能になる。

図１７に本発明撮像装置を具体化した実施の形態の一例１０を示す。

図１７に示した撮像装置１０は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。

撮像装置１０はカメラ本体部１１を備えており、該カメラ本体部１１に対して交換式の撮影レンズユニット（交換レンズ）１２を着脱可能に取り付けるようになっている。

カメラ本体部１１の背面ほぼ中央上部にはファインダ窓１３が開設されていて、撮影者はファインダ窓を覗くことによって撮影レンズユニット１２から導かれた被写体の光像を視認して構図の決定等を行うことができる。

カメラ本体部１１の背面の大きな部分を占めるように背面モニタ１４が配置されている。背面モニタ１４は、例えば、カラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ＝Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）として構成される。背面モニタ１４は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示したり、再生モードにおいては図示しない内蔵メモリやリムーバブルメモリに記録された撮影画像を再生表示したりすることができる。また、本撮像装置１０においては、撮影レンズユニット１２から導かれた被写体の光像を利用して取得された時系列の複数の画像（すなわち動画像）を背面モニタ１４にライブビュー画像として表示することができる。

カメラ本体部１１内には主撮像素子１５を有する。該主撮像素子１５としては、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）等の個体撮像素子が適用される。

撮影レンズユニット１２に導かれた被写体の光像は該主撮像素子１５によって受光され、画像信号が取得される。

前記撮影レンズユニット１２から主撮像素子１５に至る光路（撮影光路）上にはミラー機構１６が設けられている。ミラー機構１６は撮影レンズユニット１２からの光を上方へ向けて反射する主ミラー１６ａを有している。この主ミラー１６ａはその一部又は全部がハーフミラーとして構成され、撮影レンズユニット１２からの光の一部を透過するようになっている。ミラー機構１６は主ミラー１６ａを透過した光を下方へ反射させるサブミラー１６ｂを有している。サブミラー１６ｂによって下方へ反射された光は、ＡＦモジュール１７に受光され、このＡＦモジュール１７によって、例えば、位相左方式によるＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）動作に利用される。なお、ミラー機構１６は前記撮影光路内に位置したミラーダウン状態と撮影光路内から待避したミラーアップ状態との間で駆動されるようになっている。

また、前記ミラー機構１６と主撮像素子１５との間には開閉可能なシャッター膜１８が設けられている。

前記ミラー機構１６の上方に焦点板１９（Ｄ：図１の同じ部位の符号に対応。以下の括弧内の大文字アルファベットについては同じ意味である）が配置され、主ミラー１６ａによって上方へ反射された被写体像は一旦この焦点板１９上で結像される。

前記焦点板１９の上方にペンタダハミラー２０（Ｂ）が配置される。そして、このペンタダハミラー２０の一部の反射面２１（Ｆ）はその角度が可変の角度可変反射面とされている。ペンタダハミラー２０の開口部２２（Ｇ）の上方部を除く大部分にはファインダー光学系２３（Ｉ）の物体側が対向している。また、ペンタダハミラー２０の開口部２２の上方部にはライブビュー光学系２４（Ａ）が対向配置されている。そして、ライブビュー光学系２４の再結像位置にはライブビュー用撮像素子２５（Ｈ）が配置されている。さらに、ライブビュー光学系２４の、例えば、ビームスプリッタ等から成る光路分割手段２４ａの分割光路側には測光用光学系２６及び測光モジュール２７が配置されている。

前記撮像装置１０において、撮影者は、ファインダー光学系２３を介してファインダ窓１３から視認できる被写体の光像によって構図決めを行うことができると共に、ライブビュー光学系２４を介してライブビュー用撮像素子２５によって得られ、背面モニタ１４に表示されるライブビュー画像によって構図決めを行うこともできる。

カメラ本体部１１に設けられた図示しない切替手段の操作によって変更される角度可変反射面２１の角度が図１７の２点鎖線で示す状態の場合、主ミラー１６ａで反射され焦点板１９を透過した光はペンタダハミラー２０のダハ部２８（Ｅ）で反射された後角度可変反射面２１によって実線ＰＡで示す方向へ反射され、ファインダー光学系２３へ入射し、これをファインダ窓１３を覗くことによって視認することができる。

なお、図１７に実線で示す光線と異なる角度でペンタダハミラー２０に入射した光の一部ＰＥはダハ部２８で反射された後角度可変反射面２１で反射されてライブビュー光学系２４の光路分割手段２４ａの光路分割面２４ｂで反射されて測光用光学系２６を経て測光モジュール２７で受光され、測光に利用される。例えば、この測光結果に基づいて、撮影画像の適切な明るさを実現する撮影パラメータ（絞り値、シャッタースピード等）を決定する処理が行われる。

前記図示しない切替手段の操作によって、角度可変反射面２１の角度が図１７の実線で示す状態になると、主ミラー１６ａで反射され焦点板１９を透過した光はペンタダハミラー２０のダハ部２８（Ｅ）で反射された後角度可変反射面２１によって実線ＰＢで示す方向へ反射され、ライブビュー光学系２４へ入射し、これがライブビュー用撮像素子２５によって受光される。そして、ライブビュー用撮像素子２５が受光することによって得られたライブビュー画像（動画）が背面モニタ１４に表示される。

前記したように、撮像装置１０にあっては、撮影者は、ファインダ窓１３を覗いて見える光学像によって構図決めを行うことと、背面モニタ１４に表示されるライブビュー画像を見て構図決めを行うこととを適宜に選択することができる。

そして、構図が決まって、図示しないシャッターレリーズボタンが押下ストロークの約半分まで押下されると（いわゆる半押しの状態）、ＡＦ動作、自動露出（ＡＥ＝Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）モードの場合には、絞り値、シャッタースピード等の決定等が行われる。そして、シャッターレリーズボタンが押下ストロークの下端まで押下される（いわゆる全押しの状態）と、ミラー機構１６が撮影光路から退避するミラーアップ状態になると共に、シャッタースピードで決まる所定の時間シャッター膜１８が開放され、主撮像素子１５への露光が行われ、静止画像が取得される。

なお、前記各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本発明を実施するための具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図４と共に本発明ライブビュー光学系の概要を説明するものであり、本図は光学構成の概要を示すものである。 図１のＩＩ矢視図である。 条件式（１）を満足する場合を説明するもので、（ａ）は各部の位置関係を示すものであり、（ｂ）はペンタダハミラーの開口部での光束の様子を示す図である。 条件式（１）を満足していない場合を説明するもので、（ａ）は各部の位置関係を示すものであり、（ｂ）はペンタダハミラーの開口部での光束の様子を示す図である。 ライブビュー光学系の第１の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図５に示す第１の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例１の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。 ライブビュー光学系の第２の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図７に示す第２の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例２の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。 ライブビュー光学系の第３の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図９に示す第３の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例３の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。 ライブビュー光学系の第４の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１１に示す第４の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例４の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。 ライブビュー光学系の第５の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１３に示す第５の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例５の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。 ライブビュー光学系の第６の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 図１５に示す第６の実施の形態に具体的数値を適用した数値実施例６の各収差、すなわち、球面収差及び正弦条件、非点収差、歪曲収差を示すものである。 本発明撮像装置の実施の形態の一例を示す概略説明図である。

符号の説明

Ａ…ライブビュー光学系、Ｂ…ペンタダハミラー、Ｄ…焦点板、Ｆ…一部の反射面、Ｇ…ペンタダハミラーの開口部、Ｈ…ライブビュー用撮像素子、Ｋ…入射瞳、１…ライブビュー光学系、Ｇ１…第１レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ２…第２レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ３…第３レンズ、ＳＴ…開口絞り、ＢＳ…光路分割手段、２…ライブビュー光学系、Ｇ１…第１レンズ、Ｇ２…第２レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ３…第３レンズ（プラスチックレンズ）、ＳＴ…開口絞り、ＢＳ…光路分割手段、３…ライブビュー光学系、Ｇ１…第１レンズ、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ４…第４レンズ（プラスチックレンズ）、ＳＴ…開口絞り、ＢＳ…光路分割手段、４…ライブビュー光学系、Ｇ１…第１レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ、Ｇ４…第４レンズ（プラスチックレンズ）、ＳＴ…開口絞り、ＢＳ…光路分割手段、５…ライブビュー光学系、Ｇ１…第１レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ４…第４レンズ、ＳＴ…開口絞り、ＢＳ…光路分割手段、６…ライブビュー光学系、Ｇ１…第１レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ２…第２レンズ、Ｇ３…第３レンズ（プラスチックレンズ）、Ｇ４…第４レンズ、ＳＴ…開口絞り、ＢＳ…光路分割手段、１０…撮像装置、１３…ファインダ窓、１９…焦点板、２０…ペンタダハミラー、２１…角度可変反射面（一部の反射面）、２２…開口部、２４…ライブビュー光学系、２４ａ…光路分割手段、２５…ライブビュー用撮像素子

Claims (10)

1. 焦点板上に結像される光学像をペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子上に再結像することによって被写体の画像を動画的態様で得ることが可能な撮像装置において、前記ペンタダハミラーの開口部とライブビュー用撮像素子との間に位置し、前記一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子上に再結像するライブビュー光学系であって、
   入射瞳位置が以下の条件式（１）を満足することを特徴とするライブビュー光学系。
   （１）０．７５＜（（Ｄｐ/２-Ｙ)・Ｚａ）/((Ｒａ/√２-Ｙ)・Ｚｐ)
   但し、
   Ｄｐ：前記ライブビュー光学系の入射瞳径
   Ｚｐ：前記焦点板からライブビュー光学系の入射瞳までの距離
   Ｙ：前記焦点板上での最大像高
   Ｚａ：前記焦点板から前記ペンタダハミラー開口部までの距離
   Ｒａ：前記ライブビュー光学系の光軸からダハ稜線までの距離
   とする。
2. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、
   前記第１レンズ及び第２レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１に記載のライブビュー光学系。
   （２）−０．６５＜φp1／φm1＜−０．４５
   但し、
   φｐ1：正のプラスチックレンズ（第１レンズ）の屈折力
   φｍ1：負のプラスチックレンズ（第２レンズ）の屈折力
   とする。
3. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、負の屈折力を有する第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、
   前記第２レンズ及び第３レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（３）を満足することを特徴とする請求項１に記載のライブビュー光学系。
   （３）−０．８５＜φp2／φm2＜−０．６５
   但し、
   φｐ2：正のプラスチックレンズ（第３レンズ）の屈折力
   φｍ2：負のプラスチックレンズ（第２レンズ）の屈折力
   とする。
4. 物体側から順に、第１レンズと第２レンズとの接合正レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズを有し、
   前記第３レンズ及び第４レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１に記載のライブビュー光学系。
   （４）−１．０５＜φp3／φm3＜−０．８５
   但し、
   φｐ3：正のプラスチックレンズ（第４レンズ）の屈折力
   φｍ3：負のプラスチックレンズ（第３レンズ）の屈折力
   とする。
5. 物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズを有し、
   前記第１レンズ及び第４レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１に記載のライブビュー光学系。
   （５）−１．８０＜φp4／φm4＜−１．４０
   但し、
   φｐ4：正のプラスチックレンズ（第４レンズ）の屈折力
   φｍ4：負のプラスチックレンズ（第１レンズ）の屈折力
   とする。
6. 物体側から順に、正の屈折力を有する第１レンズ、正の屈折力を有する第２レンズ、負の屈折力を有する第３レンズ、正の屈折力を有する第４レンズを有し、
   前記第１レンズ及び第３レンズがプラスチックレンズであり、以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１に記載のライブビュー光学系。
   （６）−０．４０＜φp5／φm5＜−０．２０
   但し、
   φｐ5：正のプラスチックレンズ（第１レンズ）の屈折力
   φｍ5：負のプラスチックレンズ（第３レンズ）の屈折力
   とする。
7. 前記第１レンズの物体側に開口絞りを有する
   ことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載のライブビュー光学系。
8. 前記第１レンズの物体側に光路分岐手段を有する
   ことを特徴とする請求項２乃至６の何れかに記載のライブビュー光学系。
9. 前記開口絞りの物体側に光路分岐手段を有する
   ことを特徴とする請求項７に記載のライブビュー光学系。
10. 焦点板上に結像される光学像をペンタダハミラーの一部の反射面で反射してライブビュー用撮像素子上に再結像することによって被写体の画像を動画的態様で得ることが可能な撮像装置であって、
    前記ペンタダハミラーの開口部とライブビュー用撮像素子との間に位置し、前記一部の反射面で反射した光をライブビュー用撮像素子上に再結像するライブビュー光学系の入射瞳位置が以下の条件式（１）を満足することを特徴とする撮像装置。
    （１）０．７５＜（（Ｄｐ/２-Ｙ)・Ｚａ）/((Ｒａ/√２-Ｙ)・Ｚｐ)
    但し、
    Ｄｐ：前記ライブビュー光学系の入射瞳径
    Ｚｐ：前記焦点板からライブビュー光学系の入射瞳までの距離
    Ｙ：前記焦点板上での最大像高
    Ｚａ：前記焦点板から前記ペンタダハミラー開口部までの距離
    Ｒａ：前記ライブビュー光学系の光軸からダハ稜線までの距離
    とする。

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