JPH09325266A - 分岐撮像観察光学系 - Google Patents

分岐撮像観察光学系

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JPH09325266A
JPH09325266A JP8144491A JP14449196A JPH09325266A JP H09325266 A JPH09325266 A JP H09325266A JP 8144491 A JP8144491 A JP 8144491A JP 14449196 A JP14449196 A JP 14449196A JP H09325266 A JPH09325266 A JP H09325266A
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Tetsuya Abe
哲也 阿部
Takayuki Ito
孝之 伊藤
Takaaki Yano
隆明 矢野
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    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B13/00—Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/02—Viewfinders
    • G03B13/06—Viewfinders with lenses with or without reflectors

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮像光学系の途中から分岐させた光学ファイ
ンダを有するカメラにおいて、撮像光学系の画面サイズ
を小型にしたまま、見やすい光学ファインダを有する分
岐撮像観察光学系を得る。 【構成】 対物光学系；対物光学系による像を観察する
ための接眼光学系；対物光学系による像を撮像するため
の撮像面；対物光学系と接眼光学系の間に配置され、光
束を撮像面と接眼光学系とに分岐させる分岐光学系；こ
の分岐光学素子と撮像面の間に配置された縮小光学系；
分岐光学系内にあって対物光学系及び分岐光学素子によ
る像を接眼光学系にリレーするためのコンデンサレン
ズ；及び分岐光学素子とコンデンサレンズとの間に配置
された拡大光学系；を有する分岐撮像観察光学系。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】本発明は、小型のビデオカメラ、デジタル
カメラ、電子スチルカメラ等のＣＣＤカメラに用いられ
る撮像光学系とファインダ系とを有する分岐撮像観察光
学系に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】近年、受光素子としてのＣ
ＣＤの画面サイズが１／２”、１／３”から１／４”、
１／５”へとさらに小型となり、それに伴い、ＣＣＤカ
メラがより一層小型化されてきている。また、これらの
ＣＣＤカメラは、撮像する像を確認する手段として、液
晶ファインダ、光学ファインダ、あるいはその両方を有
するもの等いろいろなタイプがある。さらに、光学ファ
インダにも、撮像光学系と独立させたものと、撮像光学
系の途中から分岐させたものがある。
【０００３】液晶ファインダは、多くの電力を使い、電
池の消耗が早いという問題点と、静止画像の場合に画面
で表示される像が不連続な動きとなり、解像度も光学フ
ァインダと比べると劣る。
【０００４】撮像光学系と独立した光学ファインダで
は、基準となる物体距離以外の近距離の物体に対し、撮
像光学系による写る範囲と光学ファインダによる見える
範囲にずれ（いわゆるパララックス）が発生する。
【０００５】撮像光学系の途中から分岐した光学ファイ
ンダは、パララックスの問題は解決するが、小型化とフ
ァインダの見やすさの両立が困難となる。小型化のため
に、撮像光学系（ＣＣＤ）の画面サイズを小さくする
と、光学ファインダへの分岐する光路においても、その
１次結像の画面サイズが同様に小さくなるため、見かけ
の視界の角度（射出角）が小さくなり、像が小さく見え
るので、ファインダが見にくくなる。見かけ視界を大き
くしようとして接眼レンズの焦点距離を小さくすると、
瞳径及びアイレリーフが小さくなり、眼の位置の僅かな
ずれでも、ケラレが起こりやすくなり、見にくいファイ
ンダとなる。
【０００６】
【発明の目的】本発明は、撮像光学系の途中から分岐さ
せた光学ファインダを有するカメラにおいて、撮像光学
系の画面サイズを小型にしたまま、見やすい光学ファイ
ンダを有する分岐撮像観察光学系を得ることを目的とす
る。
【０００７】
【発明の概要】本発明の分岐撮像観察光学系は、対物光
学系；対物光学系による像を観察するための接眼光学
系；対物光学系による像を撮像するための撮像面；対物
光学系と接眼光学系の間に配置され、光束を撮像面と接
眼光学系とに分岐させる分岐光学系；この分岐光学素子
と撮像面の間に配置された縮小光学系；分岐光学系内に
あって対物光学系及び分岐光学素子による像を接眼光学
系にリレーするためのコンデンサレンズ；及び分岐光学
素子とコンデンサレンズとの間に配置された拡大光学
系；を有することを特徴としている。この分岐撮像観察
光学系は、縮小光学系の横倍率をＭR-i とし、拡大光学
系とコンデンサレンズとの合成横倍率をＭR-C とすると
き、次の条件式（１）及び（２）を満足することが好ま
しい。 （１）０．５＜ＭR-i ＜１．０ （２）１．０＜ＭR-C ＜２．０ 本発明の分岐撮像観察光学系は、さらに次の条件式
（３）を満足することが好ましい。 （３）１．４＜ＭR-C ／ＭR-i ＜３．０ また、拡大光学系だけの横倍率をＭR とするとき、さら
に次の条件式（４）を満足することが好ましい。 （４）１．４＜ＭR ＜３．０
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明の分岐撮像観察光学系は、
図１に示すように、物体側から順に、対物光学系１０、
分岐光学系（分岐光学素子）２０、縮小光学系３０、及
び撮像面（ＣＣＤ）Ｉを備え、分岐光学系２０により分
岐された光路には、物体側から順に、拡大光学系４０、
コンデンサＣ、視野枠Ｆ、正立光学系Ｐ及び接眼光学系
５０が配置されている。ＥＰは、アイポイントを示す。
３１はＣＣＤのカバーガラス（フィルタ類も含む）であ
る。
【０００９】この分岐撮像観察光学系では、対物光学系
１０と縮小光学系３０による像は、撮像面Ｉ上に結像さ
れる。また、対物光学系１０と拡大光学系４０及びコン
デンサレンズＣによる像は、一次結像面である視野枠Ｆ
上に結像し、この像が正立光学系Ｐ及び接眼光学系５０
を介して正立実像として観察される。
【００１０】本発明は、対物光学系１０の後方の分岐光
学素子２０と撮像面Ｉとの間に縮小光学系３０を配置
し、一方、分岐光学素子２０と、接眼光学系５０にリレ
ーするためのコンデンサレンズＣとの間に、拡大光学系
４０を配置した点に特徴がある。分岐光学系２０と撮像
面Ｉとの間に縮小光学系３０を配置すれば、撮像面（Ｃ
ＣＤ）Ｉを小型化することが容易でかつ高性能化にも有
利である。また、分岐光学系２０とコンデンサレンズＣ
との間に拡大光学系４０を配置すれば、対物光学系の画
面サイズに比べ、１次結像面の画面サイズが拡大され
る。このため、接眼光学系５０の焦点距離を大きくする
ことができ、見かけ視界、瞳径及びアイレリーフの大き
さを、通常の光学ファインダに要求される大きさとする
ことができる。
【００１１】すなわち、縮小光学系３０と拡大光学系４
０を組み合わせることによって、対物光学系、ＣＣＤの
小型化、撮像光学系の高性能化、光学ファインダの見や
すさ、及び分岐撮像観察光学系全体の小型化が達成でき
る。
【００１２】条件式（１）は、縮小光学系の横倍率に関
するものである。縮小光学系の横倍率は条件式（１）を
満足することが望ましい。条件式（１）の上限を越える
と、縮小光学系にならないので、本発明の目的を達成で
きない。下限を越えると、ＣＣＤの小型化には有利であ
るが、縮小光学系のレンズ厚の増大を招く。
【００１３】条件式（２）は、拡大光学系とコンデンサ
レンズの合成横倍率に関するものである。この合成横倍
率は条件式（２）を満足することが望ましい。条件式
（２）の上限を越えると、見かけ視界、アイレリーフの
拡大には有利であるが、同時に対物光学系の収差も拡大
されるので、光学ファインダとしては、色収差や像面湾
曲の収差が増大する。下限を越えると、拡大系になら
ず、本発明の目的を達成できない。なお、コンデンサレ
ンズＣは、接眼光学系５０へリレーするレンズであるか
ら、プラスのパワーを有し、その横倍率は１．０倍より
小さい。従って、条件式（２）を満足するには、拡大光
学系だけの横倍率ＭR は、条件式（４）を満足するのが
よい。
【００１４】この縮小光学系の横倍率に対する拡大光学
系とコンデンサレンズの合成横倍率の比は、条件式
（３）を満足することが望ましい。ＣＣＤの小型化を前
提としたとき、条件式（３）の下限を越えると、光学フ
ァインダの見やすさが損なわれる。上限を越えると、光
学ファインダの収差が増大する。
【００１５】正のパワーを有する縮小光学系は、少なく
とも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズの２枚
から構成すると、色収差の補正が可能となる。さらに次
の条件式（４）を満足するような高屈折ガラスを使用す
ると、縮小光学系のレンズ厚を小さくでき、像面湾曲を
良好に補正できる。 （４）１．７＜ＮP 、１．７＜ＮN 但し、 ＮP ；正レンズの屈折率、 ＮN ；負レンズの屈折率、 である。
【００１６】また負のパワーの拡大光学系は、対物光学
系に対して凹面を向けた少なくとも１枚の負メニスカス
レンズから構成すると、像面湾曲を良好に補正できる。
【００１７】以下、具体的な数値実施例について、本発
明を説明する。 ［実施例１］図２ないし図５は、本発明の分岐撮像観察
光学系の第１の実施例を示すもので、図２は対物光学系
１０から撮像面Ｉに至るレンズ系のレンズ構成図、図３
はその諸収差図である。図４は対物光学系１０から接眼
光学系５０に至るレンズ系のレンズ構成図、図５はその
諸収差図である。表１は、対物光学系１０から撮像面Ｉ
に至るレンズ系のレンズデータ、表２は、分岐光学素子
２０から接眼光学系５０に至るレンズ系のレンズデータ
である。表２では、表１と共通の面Ｎｏ．１から１４の
データを省略している。表１と表２の面Ｎｏ．１５と１
６は分岐光学素子２０、表１の面Ｎｏ．２１から２５は
撮像面（ＣＣＤ）Ｉのカバーガラス、表２の面Ｎｏ．２
０から２４は視野枠用平面板Ｆと正立光学系（ポロプリ
ズム）Ｐ、表２の面Ｎｏ．２７と２８は接眼光学系５０
のカバーガラスである。
【００１８】諸収差図中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦
条件、ｄ線、ｇ線、Ｃ線、それぞれの波長における、球
面収差によって示される色収差及び倍率色収差、Ｓはサ
ジタル、Ｍはメリディオナルを示している。
【００１９】表および図面中、FNO はＦナンバー、F は
焦点距離、W は半画角、ERは射出瞳直径、B は見かけ視
界（射出角の半画角）、fBはバックフォーカス、LEはア
イレリーフ、ERは射出瞳直径（アイリング）、f10 、f
30 、f40 、fC、及びf50 はそれぞれ対物光学系１０、
縮小光学系３０、コンデンサレンズＣ、拡大光学系４０
及び接眼光学系５０の焦点距離を表す。Ｒは曲率半径、
Ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎd はｄ線の屈折率、
νはｄ線のアッベ数を示す。表１に図２のレンズデータ
を示し、表２に図４のレンズデータを示す。
【００２０】
【表１】 FNO=1:2.5 F=4.23 W=29.1° fB=1.19 f10=5.98 f30=20.77 面 No. R D Nd νd 1 21.083 2.05 1.80518 25.4 2 -300.000 0.10 - - 3 11.634 1.00 1.80400 46.6 4 5.249 2.29 - - 5 -10.075 0.80 1.77250 49.6 6 -496.238 10.45 - - 7 5.637 1.20 1.72342 37.9 8 25.000 0.30 - - 9 -9.260 0.80 1.69895 30.1 10 7.040 0.64 - - 11 -57.150 1.10 1.65160 58.5 12 -8.873 0.10 - - 13 11.525 1.80 1.58913 61.2 14 -9.471 0.80 - - 15 ∞ 5.80 1.51633 64.1 16 ∞ 0.80 - - 17 11.891 2.00 1.77250 49.6 18 -11.891 0.11 - - 19 -9.471 0.80 1.84666 23.8 20 -165.000 0.40 - - 21 ∞ 1.20 1.51633 64.1 22 ∞ 1.37 1.49782 66.8 23 ∞ 0.10 - - 24 ∞ 0.75 1.51633 64.1 25 ∞ - - -
【００２１】
【表２】 W=29.1° B=11.0° LE=12.0 ER=4.7 f40=-11.95 fC =13.93 f50=22.34 面 No. R D Nd νd 15 ∞ 5.80 1.51633 64.1 16 ∞ 2.15 - - 17 -7.640 1.20 1.69680 55.5 18 -99.000 4.77 - - 19 11.614 3.00 1.83400 37.2 20 ∞ 3.50 - - 21 ∞ 1.00 1.51633 64.1 22 ∞ 3.80 - - 23 ∞ 23.50 1.49176 57.4 24 ∞ 1.50 - - 25 ＊ 19.320 2.60 1.49176 57.4 26 -24.330 1.50 - - 27 ∞ 1.20 1.49176 57.4 28 ∞ - - - ＊は回転対称非球面を表す。 但し、回転対称非球面は次式で定義される。 ｘ＝Ｃｈ２／｛１＋［１−（１＋Ｋ）Ｃ
２ｈ２］１／２｝＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋・
・・ （Ｃは曲率（１／ｒ）、ｈは光軸からの高さ、Ｋは円錐
係数) 非球面データ No.25; K=0.0、A4=-0.52000×10-4 、A6=-0.11300 ×10-6 A8= 0.0、A10=0.0、A12=0.0
【００２２】［実施例２］図６ないし図９は、本発明の
分岐撮像観察光学系の第２の実施例を示すもので、図６
は対物光学系１０から撮像面Ｉに至るレンズ系のレンズ
構成図、図７はその諸収差図である。図８は対物光学系
１０から接眼光学系５０に至るレンズ系のレンズ構成
図、図９はその諸収差図である。表３は、対物光学系１
０から撮像面Ｉに至るレンズ系のレンズデータ、表４
は、対物光学系１０から接眼光学系５０に至るレンズ系
のレンズデータである。表４では、表３と共通の面Ｎ
ｏ．１から１０のデータを省略している。表３と表４の
面Ｎｏ．１１と１２は分岐光学素子２０、表３の面Ｎ
ｏ．１７から２１は撮像面（ＣＣＤ）Ｉのカバーガラ
ス、表４の面Ｎｏ．１６から２０は視野枠用平面板Ｆと
正立光学系（ポロプリズム）Ｐ、表４の面Ｎｏ．２３と
２４は接眼光学系５０のカバーガラスである。
【００２３】
【表３】 FNO=1:2.5 F=4.22 W=29.4° fB=1.19 f10=5.95 f30=22.73 面 No. R D Nd νd 1 22.606 1.46 1.84666 23.8 2 ∞ 0.57 - - 3 -40.000 1.30 1.66910 55.4 4 ＊ 5.000 13.24 - - 5 6.123 1.50 1.80400 46.6 6 -55.210 0.59 - - 7 -9.763 0.80 1.68893 31.1 8 5.000 1.54 - - 9 11.190 1.80 1.72916 54.7 10 -8.146 0.80 - - 11 ∞ 5.60 1.51633 64.1 12 ∞ 0.79 - - 13 11.050 2.00 1.77250 49.6 14 -11.050 0.18 - - 15 -7.900 0.80 1.84666 23.8 16 -128.179 0.40 - - 17 ∞ 1.20 1.51633 64.1 18 ∞ 1.37 1.49782 66.8 19 ∞ 0.10 - - 20 ∞ 0.75 1.51633 64.1 21 ∞ - - - 非球面データ NO. 4; K=0.0、A4=-0.90000×10-3 、A6=-0.13400 ×10-5 A8=-0.19900×10-5、A10=0.0、A12=0.0
【００２４】
【表４】 W=29.4° B=11.2° LE=12.0 ER=4.5 f40=-10.88 fC =13.63 f50=22.34 面 No. R D Nd νd 11 ∞ 6.60 1.51633 64.1 12 ∞ 2.21 - - 13 -5.627 1.20 1.69680 55.5 14 -23.765 4.36 - - 15 11.368 3.00 1.83400 37.2 16 ∞ 3.50 - - 17 ∞ 1.00 1.51633 64.1 18 ∞ 3.80 - - 19 ∞ 23.50 1.49176 57.4 20 ∞ 1.50 - - 21 ＊ 19.320 2.60 1.49176 57.4 22 -24.330 1.50 - - 23 ∞ 1.20 1.49176 57.4 24 ∞ - - - 非球面データ No. 4; K=0.0、A4=-0.90000×10-3 、A6=-0.13400 ×10-5 A8=-0.19900×10-5、A10=0.0、A12=0.0 No.21; K=0.0、A4=-0.52000×10-4 、A6=-0.11300 ×10-6 A8= 0.0、A10=0.0、A12=0.0
【００２５】［実施例３］図１０ないし図１３は、本発
明の分岐撮像観察光学系の第３の実施例を示すもので、
図１０は対物光学系１０から撮像面Ｉに至るレンズ系の
レンズ構成図、図１１はその諸収差図である。図１２は
対物光学系１０から接眼光学系５０に至るレンズ系のレ
ンズ構成図、図１３はその諸収差図である。表５は、対
物光学系１０から撮像面Ｉに至るレンズ系のレンズデー
タ、表６は、対物光学系１０から接眼光学系５０に至る
レンズ系のレンズデータである。表６では、表５と共通
の面Ｎｏ．１から１０のデータを省略している。表５と
表６の面Ｎｏ．１１と１２は分岐光学素子２０、表５の
面Ｎｏ．１７から２１は撮像面（ＣＣＤ）Ｉのカバーガ
ラス、表６の面Ｎｏ．１７から２０は正立光学系（ポロ
プリズム）Ｐ、表６の面Ｎｏ．２３と２４は接眼光学系
５０のカバーガラスである。
【００２６】
【表５】 FNO=1:2.5 F=4.27 W=29.1° fB=1.20 f10=6.06 f30=22.06 面 No. R D Nd νd 1 ＊ 100.000 1.30 1.66625 55.2 2 4.624 2.33 - - 3 6.700 1.20 1.78472 25.7 4 8.580 12.64 - - 5 6.818 1.75 1.80400 46.6 6 -117.780 0.20 - - 7 -13.700 0.80 1.68893 31.1 8 6.080 0.26 - - 9 11.166 1.70 1.77250 49.6 10 -11.166 0.80 - - 11 ∞ 5.60 1.51633 64.1 12 ∞ 0.99 - - 13 11.306 2.17 1.72916 54.7 14 -11.306 0.08 - - 15 -9.680 0.80 1.84666 23.8 16 ∞ 0.70 - - 17 ∞ 1.20 1.51633 64.1 18 ∞ 1.37 1.49782 66.8 19 ∞ 0.10 - - 20 ∞ 0.75 1.51633 64.1 21 ∞ - - - 非球面データ No. 1; K=0.0、A4=0.49100 ×10-3 、A6=0.0 A8=-0.72000×10-7、A10=0.0、A12=0.0
【００２７】
【表６】 W=29.1° B=10.8° LE=12.0 ER=4.7 f40=-12.35 fC =14.25 f50=23.74 面 No. R D Nd νd 11 ∞ 6.60 1.51633 64.1 12 ∞ 2.80 - - 13 -5.830 1.20 1.83481 42.7 14 -14.677 4.84 - - 15 23.065 3.00 1.83400 37.2 16 -23.065 3.50 - - 17 ∞ 1.00 1.51633 64.1 18 ∞ 4.30 - - 19 ∞ 23.50 1.49176 57.4 20 ∞ 3.50 - - 21 ＊ 10.937 6.50 1.49176 57.4 22 ＊ 139.719 3.00 - - 23 ∞ 1.20 1.49176 57.4 24 ∞ - - - 非球面データ No.21; K=0.0、A4=0.56200 ×10-4 、A6=0.17900×10-5 A8= 0.0、A10=0.0、A12=0.0 No.22; K=0.0、A4=0.23000 ×10-3 、A6=0.56400×10-5 A8= 0.0、A10=0.0、A12=0.0
【００２８】次に、実施例１及び３の各条件式に対する
値を表７に示す。
【表７】
【００２９】表７から明らかなように、実施例１ないし
３は、本発明の条件式（１）ないし（４）を満足してい
る。また、各収差も比較的よく補正されている。
【００３０】
【発明の効果】本発明によれば、撮像光学系の途中から
分岐させた光学ファインダを有するカメラにおいて、撮
像光学系を小型にしたまま、見やすい光学ファインダを
有する分岐撮像観察光学系を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による分岐撮像観察光学系の全体構成を
示す概略図である。
【図２】本発明の実施例１の対物光学系から撮像面に至
るレンズ系の構成図である。
【図３】図２のレンズ系の諸収差図である。
【図４】本発明の実施例１の対物光学系から接眼光学系
に至るレンズ系の構成図である。
【図５】図４のレンズ系の諸収差図である。
【図６】本発明の実施例２の対物光学系から撮像面に至
るレンズ系の構成図である。
【図７】図６のレンズ系の諸収差図である。
【図８】本発明の実施例２の対物光学系から接眼光学系
に至るレンズ系の構成図である。
【図９】図８のレンズ系の諸収差図である。
【図１０】本発明の実施例３の対物光学系から撮像面に
至るレンズ系の構成図である。
【図１１】図１０のレンズ系の諸収差図である。
【図１２】本発明の実施例３の対物光学系から接眼光学
系に至るレンズ系の構成図である。
【図１３】図１２のレンズ系の諸収差図である。
【符号の説明】
１０ 対物光学系 ２０ 分岐光学系 ３０ 縮小光学系 ４０ 拡大光学系 ５０ 接眼光学系 Ｉ 撮像面
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 隆明 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク１ −１−10札幌市エレクトロニクスセンター 313号室 旭光学工業株式会社ペンタック ステクノロジー札幌内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 対物光学系；対物光学系による像を観察
    するための接眼光学系；対物光学系による像を撮像する
    ための撮像面；上記対物光学系と接眼光学系の間に配置
    され、光束を上記撮像面と接眼光学系とに分岐させる分
    岐光学系；この分岐光学素子と撮像面の間に配置された
    縮小光学系；上記分岐光学系内にあって対物光学系及び
    分岐光学素子による像を接眼光学系にリレーするための
    コンデンサレンズ；及び上記分岐光学素子とコンデンサ
    レンズとの間に配置された拡大光学系；を有することを
    特徴とする分岐撮像観察光学系。
  2. 【請求項２】 請求項１において、縮小光学系の横倍率
    をＭR-i とし、拡大光学系とコンデンサレンズとの合成
    横倍率をＭR-C とするとき、下記条件式（１）及び
    （２）を満足する分岐撮像観察光学系。 （１）０．５＜ＭR-i ＜１．０ （２）１．０＜ＭR-C ＜２．０
  3. 【請求項３】 請求項１において、さらに下記条件式
    （３）を満足する分岐撮像観察光学系。 （３）１．４＜ＭR-C ／ＭR-i ＜３．０
  4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか１項におい
    て、上記拡大光学系の横倍率をＭR とするとき、さらに
    下記条件式（４）を満足する分岐撮像観察光学系。 （４）１．４＜ＭR ＜３．０
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