JP7203718B2 - 観察光学系及び光学装置 - Google Patents

Description

本開示は、観察光学系及び光学装置に関する。

従来、デジタルカメラ等の撮像装置のビューファインダーにおいて、液晶表示素子等の表示素子に表示された画像を肉眼で観察するための観察光学系が用いられている。下記特許文献１～７には、観察光学系として使用可能なレンズ系が記載されている。

特開２０１５－１３５４７１号公報 特許第５７４５１８６号公報 特開２０１９－１３３０５５号公報 特開２０１１－０８５８７２号公報 特許第６４３６６８０号公報 特開２０１６－１６６９６９号公報 特許第５８８６７０７号公報

近年、より小型で、ファインダー倍率を高倍率化することができる観察光学系が要望されている。

本開示は、以上の事情を鑑みてなされたものであり、小型化とファインダー倍率の高倍率化とが両立された観察光学系、及びこの観察光学系を備えた光学装置を提供することを目的とする。

本開示の観察光学系は、表示素子と、表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズと、を備え、接眼レンズは、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズと、負の屈折力を有する第２レンズと、正の屈折力を有する第３レンズと、からなり、表示素子における表示領域の最長の径をＨ、接眼レンズの焦点距離をｆＡとした場合、
０．７＜Ｈ／ｆＡ＜０．８ （１）
で表される条件式（１）を満足する。

なお、本開示の観察光学系においては、下記条件式（１－１）を満足することが好ましく、下記条件式（１－２）を満足することがより好ましい。
０．７２＜Ｈ／ｆＡ＜０．７８ （１－１）
０．７３５＜Ｈ／ｆＡ＜０．７７ （１－２）

また、本開示の観察光学系においては、第１レンズの表示素子側の面から第３レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離をＴＬ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。
１．０７５＜ＴＬ／ｆＡ＜１．１６ （２）
１．０８５＜ＴＬ／ｆＡ＜１．１５ （２－１）

また、本開示の観察光学系においては、第１レンズのｄ線に対する屈折率と第３レンズのｄ線に対する屈折率との平均値をＮｄＡ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。
１．６４＜ＮｄＡ＜１．８ （３）
１．６５＜ＮｄＡ＜１．７９ （３－１）

また、本開示の観察光学系においては、第１レンズの焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましく、下記条件式（４－１）を満足することがより好ましい。
０．６３＜ｆ１／ｆＡ＜０．７５ （４）
０．６４＜ｆ１／ｆＡ＜０．７４ （４－１）

また、本開示の観察光学系においては、第２レンズの焦点距離をｆ２とした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましく、下記条件式（５－１）を満足することがより好ましい。
０．６２＜－ｆ２／ｆＡ＜０．７７ （５）
０．６３＜－ｆ２／ｆＡ＜０．７６ （５－１）

また、本開示の観察光学系においては、第１レンズ、第２レンズ及び第３レンズは、それぞれ単レンズであることが好ましい。

また、本開示の観察光学系においては、第１レンズは、両凸レンズであることが好ましい。

また、本開示の観察光学系においては、第２レンズは、両凹レンズであることが好ましい。

また、本開示の観察光学系においては、第３レンズは、両凸レンズであることが好ましい。

また、本開示の観察光学系においては、第１レンズは、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。

また、本開示の観察光学系においては、第２レンズは、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。

また、本開示の観察光学系においては、第３レンズは、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。

本開示の光学装置は、本開示の観察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。

また、本明細書において、「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。

また、本明細書において、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。

本開示によれば、小型化とファインダー倍率の高倍率化とが両立された観察光学系、及びこの観察光学系を備えた光学装置を提供することができる。

一実施形態に係る観察光学系（実施例１の観察光学系）の構成と光路を示す断面図である。 実施例１の観察光学系の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。 実施例１の観察光学系の横収差図である。 実施例２の観察光学系の構成と光路を示す断面図である。 実施例２の観察光学系の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。 実施例２の観察光学系の横収差図である。 実施例３の観察光学系の構成と光路を示す断面図である。 実施例３の観察光学系の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図である。 実施例３の観察光学系の横収差図である。 一実施形態に係る光学装置のハードウェア構成を示す図である。 補正テーブルの一例を示す図である。 一実施形態に係る光学装置の機能的構成を示す図である。

以下、本開示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は、本開示の一実施形態に係る観察光学系５の光軸Ｚを含む断面における構成と光路を示す図であり、後述の実施例１のレンズ構成に対応している。図１に示す例では、表示素子１を観察物体としており、表示素子１上の光軸上の点および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。なお、図１に示すアイポイントＥＰは大きさ及び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。図１では左側が観察物体側、右側がアイポイント側として図示している。

本実施形態の観察光学系５は、表示素子１と、表示素子１のアイポイント側に配置された接眼レンズ３と、を備える。表示素子１は、画像が表示される表示領域１ａを含む。表示素子１としては、例えば、液晶表示素子及び有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示素子等の画像表示素子を挙げることができる。接眼レンズ３は、表示素子１の表示領域１ａに表示された画像を拡大して観察する際に使用可能である。なお、図１の例では、表示素子１と接眼レンズ３の間、及び接眼レンズ３とアイポイントＥＰの間のそれぞれに、入射面と出射面が平行な屈折力を有しない光学部材２、４を配置している。光学部材２、４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ものであり、本実施形態においては、光学部材２、４を除いた構成も可能である。

接眼レンズ３は、光軸Ｚに沿って観察物体側からアイポイント側へ向かって順に、正の屈折力を有する第１レンズＬ１と、負の屈折力を有する第２レンズＬ２と、正の屈折力を有する第３レンズＬ３と、からなる。接眼レンズ３をこのような３枚のレンズからなる構成とすることで、トリプレット構成となり、諸収差のコントロールが容易になる。また、接眼レンズ３をトリプレット構成とすることで、４枚以上のレンズからなる構成と比較して、接眼レンズ３の最も観察物体側のレンズ面から最もアイポイント側のレンズ面までの光軸方向の長さを短くすることができるので、小型化に有利となる。

第１レンズＬ１、第２レンズＬ２及び第３レンズＬ３は、それぞれ単レンズであることが好ましい。このような構成によれば、設計自由度を高くすることができるので、諸収差の補正に有利となる。

第１レンズＬ１は、両凸レンズであることが好ましい。第１レンズＬ１を両凸レンズとすることで、屈折力を強くすることができ、小型化に有利となる。また、第１レンズＬ１のアイポイント側の面を凸面とすることで、第１レンズＬ１よりアイポイント側のレンズで発生する歪曲収差の補正に有利となる。また、第１レンズＬ１は、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。第１レンズＬ１の少なくとも１面を非球面とすることで、非点収差、高次の球面収差、及び歪曲収差の補正を容易にすることができる。

第２レンズＬ２は、両凹レンズであることが好ましい。第２レンズＬ２を両凹レンズとすることで、強い負の屈折力を有することができるので、十分な視野角の確保に有利になるとともに、コマ収差及び像面湾曲等の諸収差の補正に有利となる。また、第２レンズＬ２は、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。第２レンズＬ２の少なくとも１面を非球面とすることで、非点収差、高次の球面収差、及び歪曲収差の補正を容易にすることができる。

第３レンズＬ３は、両凸レンズであることが好ましい。第３レンズＬ３を両凸レンズとすることで、屈折力を強くすることができ、小型化に有利となる。また、第３レンズＬ３のアイポイント側の面を凸面とすることで、球面収差の補正に有利となる。また、第３レンズＬ３は、少なくとも１面が非球面であることが好ましい。第３レンズＬ３の少なくとも１面を非球面とすることで、非点収差、高次の球面収差、及び歪曲収差の補正を容易にすることができる。

本開示の観察光学系５は、表示素子１における表示領域１ａの最長の径をＨとし、接眼レンズ３の焦点距離をｆＡとした場合、下記条件式（１）を満足するように構成されている。条件式（１）の下限以下とならないようにすることで、表示素子１における表示領域１ａに表示された画像の観測される大きさが小さくなることを抑制できるので、ファインダー倍率の高倍率化に有利となる。条件式（１）の上限以上とならないようにすることで、コマ収差の補正が容易となる。なお、より良好な特性とするためには、下記条件式（１－１）を満足することが好ましく、下記条件式（１－２）を満足することがより好ましい。
０．７＜Ｈ／ｆＡ＜０．８ （１）
０．７２＜Ｈ／ｆＡ＜０．７８ （１－１）
０．７３５＜Ｈ／ｆＡ＜０．７７ （１－２）

なお、「表示素子１における表示領域１ａの最長の径」とは、重心が光軸Ｚと一致する表示領域１ａにおいて、径方向における最も光軸Ｚから離れた点と光軸Ｚとの距離の２倍の値を意味する。例えば、表示領域１ａが矩形の場合は、表示領域１ａの対角線の長さをＨとすることができる。また、例えば、表示領域１ａが正円の場合は、表示領域１ａの直径をＨとすることができ、表示領域１ａが楕円の場合は、表示領域１ａの径のうち最長の径（長径）をＨとすることができる。

また、表示領域１ａとは、実際に画像が表示される領域を意味する。例えば、表示素子１が、複数の画素が配置されたアスペクト比が４：３の表示部を備え、表示部のうち一部にアスペクト比が３：２の画像を表示する場合、表示領域１ａは、アスペクト比が３：２の画像が表示される領域を指す。したがって、表示素子１の径と表示領域１ａの最長の径Ｈとは、図１の例のように一致している形態に限らず、異なる形態であってもよい。

また、本開示の観察光学系５は、第１レンズＬ１の表示素子側の面から第３レンズＬ３のアイポイント側の面までの光軸上の距離をＴＬとした場合、下記条件式（２）を満足することが好ましい。条件式（２）の下限以下とならないようにすることで、視度調整幅の確保及びコマ収差の補正に有利となる。条件式（２）の上限以上とならないようにすることで、光軸Ｚ方向の小型化に有利となる。なお、より良好な特性とするためには、下記条件式（２－１）を満足することが好ましい。
１．０７５＜ＴＬ／ｆＡ＜１．１６ （２）
１．０８５＜ＴＬ／ｆＡ＜１．１５ （２－１）

また、本開示の観察光学系５は、第１レンズＬ１のｄ線に対する屈折率と第３レンズＬ３のｄ線に対する屈折率との平均値をＮｄＡとした場合、下記条件式（３）を満足することが好ましい。条件式（３）の下限以下とならないようにすることで、ペッツバール和を小さくすることができ、像面湾曲の抑制に有利となる。条件式（３）の上限以上とならないようにすることで、適切なアッベ数の材料を選択することができ、色収差の補正に有利となる。なお、より良好な特性とするためには、下記条件式（３－１）を満足することが好ましい。
１．６４＜ＮｄＡ＜１．８ （３）
１．６５＜ＮｄＡ＜１．７９ （３－１）

また、本開示の観察光学系５は、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とした場合、下記条件式（４）を満足することが好ましい。条件式（４）の下限以下とならないようにすることで、第１レンズＬ１の屈折力が過剰に強くなることを抑制でき、歪曲収差の補正に有利となる。条件式（４）の上限以上とならないようにすることで、第１レンズＬ１の屈折力が弱くなることを抑制できるので、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２との間隔が大きくなることを抑制でき、光軸Ｚ方向の小型化に有利となる。なお、より良好な特性とするためには、下記条件式（４－１）を満足することが好ましい。
０．６３＜ｆ１／ｆＡ＜０．７５ （４）
０．６４＜ｆ１／ｆＡ＜０．７４ （４－１）

また、本開示の観察光学系５は、第２レンズの焦点距離をｆ２とした場合、下記条件式（５）を満足することが好ましい。条件式（５）の下限以下とならないようにすることで、第２レンズＬ２の屈折力が過剰に強くなることを抑制でき、コマ収差、非点収差及び像面湾曲の補正に有利となる。条件式（５）の上限以上とならないようにすることで、第２レンズＬ２の屈折力が弱くなることを抑制できるので、十分な視野角の確保に有利となる。なお、より良好な特性とするためには、下記条件式（５－１）を満足することが好ましい。
０．６２＜－ｆ２／ｆＡ＜０．７７ （５）
０．６３＜－ｆ２／ｆＡ＜０．７６ （５－１）

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。

次に、本開示の観察光学系５の数値実施例について説明する。

［実施例１］
実施例１の観察光学系５の構成と光路を示す断面図は図１に示されており、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省略する。実施例１の観察光学系５について、基本レンズデータを表１に、可変面間隔を表２に、諸元を表３に、非球面係数を表４に示す。

表１において、Ｓｎの欄には、表示素子１の観察物体側の面（表示領域１ａが配置された面）を第１面とし、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。表１では、表示素子１、光学部材２、４及びアイポイントＥＰも記載しており、アイポイントＥＰに相当する面のＳｎの欄には、面番号と（ＥＰ）という語句を記載している。Ｒの欄には、各面の曲率半径を示し、曲率半径の符号は、観察物体側に凸面を向けた面形状のものを正、アイポイント側に凸面を向けた面形状のものを負としている。なお、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。

また、表１において、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Ｚ上の面間隔を示し、視度調整の際の可変面間隔については、ｄｄ［ ］という記号を用いて、［ ］の中にこの間隔の観察物体側の面番号を付して記載している。Ｎｄの欄には、各構成要素のｄ線に対する屈折率を示す。νｄの欄には、各構成要素のｄ線基準のアッベ数を示す。

表２に、各視度における可変面間隔の値を示す。表２の「ｄｐｔ」は、ディオプター（diopter）を意味する。なお、実施例１の観察光学系５は、接眼レンズ３を一体的に光軸Ｚ方向に移動させることにより、－４ｄｐｔ～＋２ｄｐｔの範囲で視度調整が可能である。

表３に、接眼レンズ３の焦点距離ｆＡ、表示素子１における表示領域１ａの最長の径Ｈ、及びファインダー倍率の値を示す。表３に示す値は、視度が－１ｄｐｔの場合のものである。また、ファインダー倍率は、焦点距離が５０ｍｍ（ミリメートル）の撮像レンズを装着した場合の、フルサイズ（２４ｍｍ（ミリメートル）×３６ｍｍ（ミリメートル））の撮像素子に対するファインダー倍率である。

表４において、Ｓｎの欄には、非球面の面番号を示す。ＫＡ及びＡｍ（ｍは３以上の整数であり、面により異なる。）の欄には、各非球面についての非球面係数の数値を示す。非球面係数の数値の「Ｅ±ｎ」（ｎは整数）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。

以下、各表及び各図のデータにおいて、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予め定められた桁でまるめた数値を記載している。

図２に、実施例１に係る観察光学系５について、視度が－１．００ディオプターの状態の球面収差図、非点収差図、歪曲収差図及び倍率色収差図を示す。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、短破線及び長破線で示す。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短破線及び長破線で示す。球面収差図及び非点収差図の横軸の単位はディオプターである。球面収差図のφは単位をｍｍ（ミリメートル）とした場合のアイポイントの直径、その他の収差図のωは半画角での視野角を意味する。

図３に、実施例１に係る観察光学系５について、視度が－１．００ディオプターの状態の横収差図を示す。左列にタンジェンシャル方向の収差、右列にサジタル方向の収差を、各画角について示す。図３では、ｄ線、Ｃ線及びＦ線における収差をそれぞれ実線、短破線及び長破線で示す。図３のωは半画角での視野角を意味する。

上記の実施例１に関する各データの記号、意味及び記載方法は、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。

［実施例２］
実施例２の観察光学系５について、構成と光路の断面図を図４に、各収差図を図５に、横収差図を図６に示す。また、実施例２の観察光学系５について、基本レンズデータを表５に、可変面間隔を表６に、諸元を表７に、非球面係数を表８に示す。

［実施例３］
実施例３の観察光学系５について、構成と光路の断面図を図７に、各収差図を図８に、横収差図を図９に示す。また、実施例３の観察光学系５について、基本レンズデータを表９に、可変面間隔を表１０に、諸元を表１１に、非球面係数を表１２に示す。

表１３に実施例１～３の観察光学系５の条件式（１）～（５）の対応値を示す。表１３に示す値はｄ線を基準とするものである。

以上のデータから、実施例１～３の観察光学系５は、それぞれ条件式（１）～（５）を満たし、小型でありながら、ファインダー倍率が０．８倍以上あり、高倍率に構成されていることが分かる。

なお、本開示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。

次に、本開示の実施形態に係る観察光学系５を備えた光学装置の一例としてのカメラ１０について説明する。本実施形態に係るカメラ１０は、本開示の表示素子１と接眼レンズ３とを備えた観察光学系５を含んで構成されるＥＶＦ（Electronic View Finder）を備えた撮像装置である。また、カメラ１０は、観察光学系５を通じてユーザにより観察される画像（すなわち、表示素子１に表示される画像）に対して観察光学系５の光学特性等が及ぼす影響を低減するように、表示素子１に表示される画像を補正する機能を備える。このような画像補正により、ユーザは、観察光学系５の光学特性等に起因する影響が低減された画像を観察することができる。なお、観察光学系５の光学特性には、一例として、倍率色収差及び歪曲収差等の諸収差に加えて、周辺光量の落ち込みの程度等が含まれる。

まず、図１０を参照して、本実施形態に係るカメラ１０のハードウェア構成を説明する。図１０に示すように、カメラ１０は、カメラボディ３０の内部に、本開示の観察光学系５、撮像レンズＬＯ、撮像素子１１及び視度調整機構１８を備える。また、カメラ１０は、アイカップ２４及び視度調整部２６を備える。視度調整部２６は、観察光学系５の視度を調整するためのダイヤル式等の操作部である。また、カメラ１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１２、一時記憶領域としてのメモリ１３、及び不揮発性の記憶部１４を備える。表示素子１、撮像素子１１、ＣＰＵ１２、メモリ１３、記憶部１４及び視度調整機構１８は、バス１９に接続される。

カメラ１０においては、被写体像が撮像レンズＬＯによって撮像素子１１の撮像面に結像される。撮像素子１１は、結像した被写体像を示す画像を出力する。撮像素子１１によって撮像された画像に対しては、各種の画像補正が施され、補正後の画像が表示素子１に表示される。ユーザは、アイカップ２４を介してＥＶＦを覗き、観察光学系５を通じて、表示素子１に表示される画像を観察する。また、ユーザによる視度調整部２６の操作に応じて、視度調整機構１８は、接眼レンズ３の位置を光軸Ｚ方向に移動させる。これにより、近視又は遠視といったユーザの視度に合わせてピントを調整することができる。

記憶部１４は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、ＳＳＤ（Solid State Drive）及びフラッシュメモリ等によって実現される。記憶部１４には、補正テーブル１５及び画像処理プログラム１６が記憶される。ＣＰＵ１２は、記憶部１４から画像処理プログラム１６を読み出してからメモリ１３に展開し、展開した画像処理プログラム１６を実行する。

図１１を参照して、補正テーブル１５の一例について説明する。補正テーブル１５には、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像を補正するための補正用データが、カメラ１０が備えるＥＶＦの種類、カメラボディ３０の種類、アイカップ２４の種類、及び観察光学系５の視度調整量の各条件の組合せごとに格納されている。

図１１の例では、ＥＶＦの種類の一例として、Ｅ１及びＥ２を例示している。Ｅ１及びＥ２等のそれぞれのＥＶＦは、例えば、ＥＶＦが含む観察光学系５の光学特性が異なる。

また、図１１の例では、カメラボディ３０の種類の一例として、Ｃ１及びＣ２を例示している。Ｃ１及びＣ２等のそれぞれのカメラボディ３０は、例えば、撮像レンズＬＯが異なる。撮像レンズＬＯが異なれば、撮像レンズＬＯの諸収差を含めた光学特性が異なる。撮像レンズＬＯの光学特性には、観察光学系５の光学特性と同様に、一例として、倍率色収差及び歪曲収差等の諸収差に加えて、周辺光量の落ち込みの程度等が含まれる。カメラ１０において、表示素子１に表示される画像は、撮像レンズＬＯ及び撮像素子１１を通じて取得される画像であるため、撮像レンズＬＯの光学特性は、表示素子１に表示される画像に対しても影響を及ぼす。このように、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像は、観察光学系５の光学特性に起因する影響に加えて、撮像レンズＬＯの光学特性に起因する影響を受ける。

また、図１１の例では、アイカップ２４の種類の一例として、ｅｙｅ１及びｅｙｅ２を例示している。ｅｙｅ１及びｅｙｅ２等のそれぞれのアイカップ２４は、例えば、観察光学系５の光軸Ｚ方向の厚み、及びユーザがＥＶＦを覗くための開口部の大きさが異なる。これらの相違により、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像における歪曲収差及び倍率色収差等の現れ方、並びに周辺光量の落ち込みの程度等も変化する。このように、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像は、観察光学系５の光学特性に起因する影響に加えて、アイカップ２４の種類に起因する影響を受ける。

また、図１１の例では、視度調整量の一例として、＋２ｄｐｔ、－１ｄｐｔ及び－４ｄｐｔを例示している。視度調整量が変化すると、表示素子１に対する接眼レンズ３の位置が変化するため、例えば、観察光学系５に対する光線の経路が変化する。この変化により、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像における歪曲収差及び倍率色収差等の現れ方、並びに周辺光量の落ち込みの程度等も変化する。このように、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像は、観察光学系５の光学特性に起因する影響に加えて、視度調整量に起因する影響を受ける。

上述したように、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像は、各条件に応じた影響を受ける。したがって、各条件の組合せごとに、歪曲収差及び倍率色収差等の現れ方、並びに周辺光量の落ち込みの程度等も変化する。そこで、本実施形態に係る補正テーブル１５には、各条件の組合せごとに異なる補正用データであって、それぞれ観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像を好適に補正することができる補正用データが格納されている。補正用データは、歪曲収差及び倍率色収差等の諸収差、並びに周辺光量の落ち込み等を低減させるために、補正対象となる画像の画素ごとに、画素値をどのように変化させるかを規定したデータである。

図１１の例では、補正用データの一例として、ｄ１からｄ２４を例示している。例えば、補正用データｄ１は、ＥＶＦがＥ１、カメラボディ３０がＣ１、アイカップ２４がｅｙｅ１、及び視度調整量が「＋２ｄｐｔ」の各条件が組み合わされた場合の補正用データである。

図１２を参照して、本実施形態に係るカメラ１０の機能的な構成を説明する。図１２に示すように、カメラ１０は、画像取得部２１、条件取得部２２及び画像処理部２３を含む。ＣＰＵ１２が画像処理プログラム１６を実行することにより、画像取得部２１、条件取得部２２及び画像処理部２３として機能する。

画像取得部２１は、撮像素子１１から出力された画像を取得する。条件取得部２２は、補正テーブル１５に規定される各条件に関する情報を取得する。ＥＶＦの種類（Ｅ１及びＥ２等）、カメラボディの種類（Ｃ１及びＣ２等）、及びアイカップの種類（ｅｙｅ１及びｅｙｅ２等）の各条件に関する情報は、例えば、カメラ１０の製造時に予め記憶部１４に記憶されている。視度調整量の条件に関する情報は、例えば、ユーザの調整によって設定されている現在の値が、記憶部１４に記憶されている。この場合、条件取得部２２は、記憶部１４から各条件の組合せに関する情報を取得する。

画像処理部２３は、条件取得部２２が取得した各条件に基づいて、当該条件に対応する補正用データを補正テーブル１５から読み出し、読み出した補正用データに基づいて、画像に対して画像補正を施す。また、画像処理部２３は、補正後の画像を表示素子１に出力する。表示素子１には、補正後の画像が表示される。なお、画像処理部２３は、画像に対して、ホワイトバランス補正、明るさ補正、及びコントラスト調整等の各種画像処理を施してもよい。

以上説明したように、本実施形態に係るカメラ１０は、撮像素子１１で取得した画像に基づいて生成された画像に対して、観察光学系５の光学特性等に起因する画像への影響を低減する画像補正を施したうえで、補正後の画像を表示素子１に表示する。画像補正は、観察光学系５を通じてユーザによって観察される画像に対して影響を及ぼす要因を考慮した補正用データに基づいて施される。画像補正に用いられる補正用データは、観察光学系５の光学特性を規定する条件、撮像レンズＬＯの光学特性を規定する条件、アイカップ２４の種類、及び視度調整量を含む複数の条件のうち、選択された条件の組合せに応じたものが選択される。したがって、小型化とファインダー倍率の高倍率化とが両立された観察光学系５を備えたカメラ１０においても、カメラ１０を構成する種々の要素に応じて、観察光学系５の光学特性等に起因する画像への影響を好適に補正することができる。

なお、上述した補正テーブル１５は一例であり、種々の変形が可能である。例えば、上述した各条件のうち、任意の条件を選択的に用いる形態としてもよいし、他の条件を用いる形態としてもよい。

例えば、アイカップ２４がカメラボディ３０に対して着脱可能で、ユーザが使用するか否かを選択できる場合に、アイカップ２４の有無に応じて、補正用データが変更されるようにしてもよい。この場合、アイカップ２４の有無の情報は、例えば、ユーザがカメラ１０に備えられた入力部（不図示）を介して入力され、入力された情報が、アイカップ２４の条件として記憶部１４に記憶されてもよい。

また、アイカップ２４の種類及びアイカップ２４の有無は、観察光学系５のアイポイントＥＰの位置を規定する条件の一例である。したがって、これに加えて又は代えて、カメラ１０にアイポイントＥＰの位置を取得する機構を設け、この機構を通じて取得したアイポイントＥＰの位置を、補正用データを選択する条件として用いてもよい。アイポイントＥＰの位置を取得する機構としては、例えば、カメラ１０に設けられた入力部など、ユーザのマニュアル操作による入力を受け付ける機構でもよい。また、カメラボディ３０の接眼部等にユーザの瞳位置を光学的に検出するセンサを設け、このセンサをアイポイントＥＰの位置を取得する機構として用いてもよい。

また、視度調整量は、観察光学系５の視度を規定する条件の一例である。したがって、これに加えて又は代えて、着脱式の視度調整レンズを装着する場合の視度調整レンズの視度を、補正用データを選択する条件として用いてもよい。この場合、視度調整レンズの視度の情報は、例えば、ユーザがカメラ１０に備えられた入力部（不図示）を介して入力され、入力された情報が、視度調整レンズの視度の条件として記憶部１４に記憶されてもよい。

また、図１０に示すカメラ１０のハードウェア構成は、一例であり、カメラ１０が備える観察光学系５は、光学部材２、４を備えてもよい。また、撮像光学系に絞り、並びに撮像レンズＬＯ及び絞りを制御するための機構等を備えてもよい。また、視度調整機構１８、アイカップ２４及び視度調整部２６等を除いた構成としてもよい。また、図１０ではカメラ１０に内蔵されたファインダーの例を示したが、本開示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、上記実施形態において、例えば、画像取得部２１、条件取得部２２及び画像処理部２３といった各種の処理を実行する処理部（Processing Unit）のハードウェア的な構造としては、次に示す各種のプロセッサ（Processor）を用いることができる。上記各種のプロセッサには、上述したように、ソフトウェア（プログラム）を実行して各種の処理部として機能する汎用的なプロセッサであるＣＰＵに加えて、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等の製造後に回路構成を変更可能なプロセッサであるプログラマブルロジックデバイス（Programmable Logic Device :PLD）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の特定の処理を実行させるために専用に設計された回路構成を有するプロセッサである専用電気回路等が含まれる。

１つの処理部は、これらの各種のプロセッサのうちの１つで構成されてもよいし、同種又は異種の２つ以上のプロセッサの組み合わせ（例えば、複数のＦＰＧＡの組み合わせ又はＣＰＵとＦＰＧＡとの組み合わせ）で構成されてもよい。また、複数の処理部を１つのプロセッサで構成してもよい。複数の処理部を１つのプロセッサで構成する例としては、第１に、クライアント及びサーバ等のコンピュータに代表されるように、１つ以上のＣＰＵとソフトウェアとの組み合わせで１つのプロセッサを構成し、このプロセッサが複数の処理部として機能する形態がある。第２に、システムオンチップ（System On Chip:SoC）等に代表されるように、複数の処理部を含むシステム全体の機能を１つのＩＣ（Integrated Circuit）チップで実現するプロセッサを使用する形態がある。このように、各種の処理部は、ハードウェア的な構造として、上記各種のプロセッサの１つ以上を用いて構成される。

さらに、これらの各種のプロセッサのハードウェア的な構造としては、より具体的には、半導体素子等の回路素子を組み合わせた電気回路（Circuitry）を用いることができる。

上記説明により、以下の付記項に記載の光学装置を把握することができる。
「付記項１」
撮像レンズによって結像される被写体を示す画像を出力する撮像素子と、
前記撮像素子から出力される画像を表示する表示素子と、前記表示素子に表示される画像を観察対象とする接眼レンズと、を備えた観察光学系と、
前記表示素子に表示される画像に対して画像補正を施すプロセッサと、を備え、
前記プロセッサは、
前記観察光学系を通じてユーザによって観察される画像に影響を及ぼす要因を考慮した補正用データであって、前記観察光学系の光学特性を規定する条件、前記撮像レンズの光学特性を規定する条件、アイカップの種類、及び視度調整量を含む複数の条件のうち、選択された条件の組合せに応じた補正用データに基づいて、前記表示素子に表示される画像に対して前記画像補正を施す
光学装置。

なお、本開示の観察光学系５は、本実施形態に係るカメラ１０にのみ適用されるものではなく、例えば、表示素子１に表示される画像を補正する処理を含まない光学装置に適用されてもよい。また、本開示の観察光学系５を、フィルムカメラ、ビデオカメラ及びヘッドマウントディスプレイ等の光学装置に適用することも可能である。

１ 表示素子
１ａ 表示領域
２、４ 光学部材
３ 接眼レンズ
５ 観察光学系
１０ カメラ
１１ 撮像素子
１２ ＣＰＵ
１３ メモリ
１４ 記憶部
１５ 補正テーブル
１６ 画像処理プログラム
１８ 視度調整機構
１９ バス
２１ 画像取得部
２２ 条件取得部
２３ 画像処理部
２４ アイカップ
２６ 視度調整部
３０ カメラボディ
ＥＰ アイポイント
Ｈ 表示領域の最長の径
Ｌ１ 第１レンズ
Ｌ２ 第２レンズ
Ｌ３ 第３レンズ
ＬＯ 撮像レンズ
Ｚ 光軸

Claims (17)

1. 表示素子と、前記表示素子のアイポイント側に配置された接眼レンズと、を備え、
   前記接眼レンズは、表示素子側からアイポイント側へ向かって順に、
   正の屈折力を有する第１レンズと、
   負の屈折力を有する第２レンズと、
   正の屈折力を有する第３レンズと、からなり、
   前記表示素子における表示領域最長の径をＨ、
   前記接眼レンズの焦点距離をｆＡ、
   前記第１レンズのｄ線に対する屈折率と前記第３レンズのｄ線に対する屈折率との平均値をＮｄＡ、
   前記第１レンズの焦点距離をｆ１とした場合、
   ０．７＜Ｈ／ｆＡ＜０．８ （１）
   １．６４＜ＮｄＡ＜１．８ （３）
   ０．６３＜ｆ１／ｆＡ＜０．７５ （４）
   で表される条件式（１）、（３）及び（４）を満足する観察光学系。
2. 前記第１レンズの表示素子側の面から前記第３レンズのアイポイント側の面までの光軸上の距離をＴＬとした場合、
   １．０７５＜ＴＬ／ｆＡ＜１．１６ （２）
   で表される条件式（２）を満足する請求項１に記載の観察光学系。
3. 前記第２レンズの焦点距離をｆ２とした場合、
   ０．６２＜－ｆ２／ｆＡ＜０．７７ （５）
   で表される条件式（５）を満足する請求項１又は請求項２に記載の観察光学系。
4. 前記第１レンズ、前記第２レンズ及び前記第３レンズは、それぞれ単レンズである
   請求項１から請求項３の何れか１項に記載の観察光学系。
5. 前記第１レンズは、両凸レンズである
   請求項１から請求項４の何れか１項に記載の観察光学系。
6. 前記第２レンズは、両凹レンズである
   請求項１から請求項５の何れか１項に記載の観察光学系。
7. 前記第３レンズは、両凸レンズである
   請求項１から請求項６の何れか１項に記載の観察光学系。
8. 前記第１レンズは、少なくとも１面が非球面である
   請求項１から請求項７の何れか１項に記載の観察光学系。
9. 前記第２レンズは、少なくとも１面が非球面である
   請求項１から請求項８の何れか１項に記載の観察光学系。
10. 前記第３レンズは、少なくとも１面が非球面である
    請求項１から請求項９の何れか１項に記載の観察光学系。
11. ０．７２＜Ｈ／ｆＡ＜０．７８ （１－１）
    で表される条件式（１－１）を満足する請求項１に記載の観察光学系。
12. ０．７３５＜Ｈ／ｆＡ＜０．７７ （１－２）
    で表される条件式（１－２）を満足する請求項１に記載の観察光学系。
13. １．０８５＜ＴＬ／ｆＡ＜１．１５ （２－１）
    で表される条件式（２－１）を満足する請求項２に記載の観察光学系。
14. １．６５＜ＮｄＡ＜１．７９ （３－１）
    で表される条件式（３－１）を満足する請求項１に記載の観察光学系。
15. ０．６４＜ｆ１／ｆＡ＜０．７４ （４－１）
    で表される条件式（４－１）を満足する請求項１に記載の観察光学系。
16. ０．６３＜－ｆ２／ｆＡ＜０．７６ （５－１）
    で表される条件式（５－１）を満足する請求項３に記載の観察光学系。
17. 請求項１から請求項１６の何れか１項に記載の観察光学系を備えた光学装置。

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