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JP2013152290A - 接眼光学系及び撮像装置 - Google Patents

接眼光学系及び撮像装置 Download PDF

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JP2013152290A
JP2013152290A JP2012012228A JP2012012228A JP2013152290A JP 2013152290 A JP2013152290 A JP 2013152290A JP 2012012228 A JP2012012228 A JP 2012012228A JP 2012012228 A JP2012012228 A JP 2012012228A JP 2013152290 A JP2013152290 A JP 2013152290A
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eyepiece optical
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Chiharu Hiyori
千春 日和
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Abstract

【課題】 製造コストの高騰を来たすことなく径方向における小型化を図ると共に有害光の発生を抑制する。
【解決手段】 少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足する。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
これにより、製造コストの高騰を来たすことなく径方向における小型化を図ると共に有害光の発生を抑制することができる。
【選択図】 図3

Description

本技術は接眼光学系及び撮像装置の技術分野に関する。詳しくは、製造コストの高騰を来たすことなく径方向における小型化を図ると共に有害光の発生を抑制する接眼光学系及び撮像装置の技術分野に関する。
近年、デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置が家庭用としても広く普及している。撮像装置には、一般に、被写体を視認するファインダーとして用いられる接眼光学系が配置されている。
このような撮像装置に設けられた従来の接眼光学系として、小型化又は有害光の発生を抑制するように構成されたものが知られている(例えば、特許文献1及び特許文献2参照)。
特許文献1に記載された接眼光学系は、焦点距離や主点間隔を規制することにより光軸方向への小型化を図るようにしている。
特許文献2に記載された接眼光学系は、二つのレンズ間に開口絞りを配置することにより有害光の発生を抑制している。
特開2007−264179号公報 特開2008−146087号公報
ところが、特許文献1に記載された接眼光学系にあっては、焦点距離や主点間隔を規制しており、性能を確保するために瞳径を大きくしなければならず、レンズの径方向における十分な小型化が図られていない。
また、特許文献2に記載された接眼光学系にあっては、二つのレンズ間に開口絞りを配置しているため、その分、部品点数や組付工数が多く製造コストが高くなり、また、開口絞りの配置スペースを必要とするためにレンズの径方向における大型化を来たすと言う問題がある。
さらに、レンズのコバ面に黒色等の塗装(墨塗り)を施してコバ面に到達した迷光を吸収し有害光として観察者に視認されないようにした撮像装置も存在するが、黒色等の塗装を施す場合には、レンズの製造後に塗装等の二次工程が必要になり、製造コストの高騰を来たすことになる。
そこで、本技術接眼光学系及び撮像装置は、上記した問題点を克服し、製造コストの高騰を来たすことなく径方向における小型化を図ると共に有害光の発生を抑制することを課題とする。
第1に、接眼光学系は、上記した課題を解決するために、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足するものである。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
従って、接眼光学系にあっては、最も観察者側に配置されたレンズのコバ面に達した迷光が、最も観察者側の面で全反射される。
第2に、別の接眼光学系は、上記した課題を解決するために、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(2)を満足するものである。
(2)|RL/KL|>2.0
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
とする。
従って、別の接眼光学系にあっては、最も観察者側に配置されたレンズのコバ面に達した迷光が、最も観察者側の面で全反射される。
第3に、上記した接眼光学系においては、前記最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされることが望ましい。
最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされることにより、最も観察者側に配置されたレンズの隣に配置されたレンズのコバ面に達した迷光が、最も観察者側の面で全反射される。
第4に、上記した別の接眼光学系においては、前記最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされることが望ましい。
最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされることにより、最も観察者側に配置されたレンズの隣に配置されたレンズのコバ面に達した迷光が、最も観察者側の面で全反射される。
第5に、上記した接眼光学系においては、物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置されることが望ましい。
物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置されることにより、最も観察者側の面の曲率半径を小さくした状態において、視野角が広くなる。
第6に、上記した別の接眼光学系においては、物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置されることが望ましい。
物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置されることにより、最も観察者側の面の曲率半径を小さくした状態において、視野角が広くなる。
撮像装置は、上記した課題を解決するために、被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記接眼光学系は、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足する撮像装置。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
従って、撮像装置にあっては、最も観察者側に配置されたレンズのコバ面に達した迷光が、最も観察者側の面で全反射される。
別の撮像装置は、上記した課題を解決するために、被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記接眼光学系は、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(2)を満足する撮像装置。
(2)|RL/KL|>2.0
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
とする。
従って、別の撮像装置にあっては、最も観察者側に配置されたレンズのコバ面に達した迷光が、最も観察者側の面で全反射される。
本技術接眼光学系及び撮像装置は、製造コストの高騰を来たすことなく径方向における小型化を図ると共に有害光の発生を抑制することができる。
以下に、本技術接眼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。
[接眼光学系の概要]
先ず、本技術接眼光学系の概要を説明する(図1乃至図5参照)。
接眼光学系10は、図1に示すように、例えば、物体側から観察者側へ順に配列された第1のレンズ群GR1と第2のレンズ群GR2と第3のレンズ群GR3を有している。第1のレンズ群GR1と第2のレンズ群GR2と第3のレンズ群GR3は、例えば、それぞれ正の屈折力を有する第1のレンズG1と負の屈折力を有する第2のレンズG2と正の屈折力を有する第3のレンズG3によって構成されている。
尚、接眼光学系10のレンズ群の数は任意であり、また、第1のレンズ群GR1と第2のレンズ群GR2と第3のレンズ群GR3は、それぞれ二つ以上のレンズを有していてもよい。
接眼光学系10には第1のレンズG1の物体側に画像表示面R0が配置されている。画像表示面R0には図示しない撮像光学系によって取り込まれた被写体の光学像が表示され、画像表示面R0に表示される画像や映像が第1のレンズG1と第2のレンズG2と第3のレンズG3を介して観察者によって第3のレンズG3側から視認される。
第1のレンズG1と第2のレンズG2と第3のレンズG3の外周面はそれぞれコバ面として形成され、コバ面の厚み(光軸AX方向における幅)がそれぞれK1、K2、K3とされている。
第1のレンズG1は物体側の面の曲率半径がR1とされ観察者側の面の曲率半径がR2とされ、第2のレンズG2は物体側の面の曲率半径がR3とされ観察者側の面の曲率半径がR4とされ、第3のレンズG3は物体側の面の曲率半径がR5とされ観察者側の面の曲率半径がR6とされている。
最も観察者側のレンズ、即ち、第3レンズG3の光軸AXからコバ面K3までの径方向における最短距離はDHとされている(図2参照)。
本技術接眼光学系は、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足する。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
上記したように、本技術接眼光学系にあっては、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、条件式(1)を満足するように構成されている。条件式(1)におけるRLは、図1の例ではR6である。
条件式(1)は最も観察者側の面の曲率半径と最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離との比を規定する式であり、コバ面に達して反射された光(迷光)が最も観察者側の面に達したときの光の進行方向に関する条件(全反射条件)を示す。
条件式(1)の上限を上回ると、最も観察者側のレンズのコバ面に達した迷光が最も観察者側の面を透過されて観察者に届いてしまう。
本技術接眼光学系にあっては、条件式(1)を満足するように構成されているため、例えば、図3の概念図に示すように、第3レンズ群GR3(第3レンズG3)のコバ面K3に達した迷光が、第3レンズ群GR3の最も観察者側の面に大きな角度で入射される。
従って、迷光が最も観察者側の面で全反射されて観察者側に透過されず、観察者において迷光が有害光として発生せず接眼光学系の良好な品質を確保することができる。
また、従来の接眼光学系においては、コバ面に達して反射された迷光が最も観察者側の面を透過されないようにするためにレンズの外周部における正規光(画像表示面R0に表示される画像や映像を視認する光)の通過範囲より外周側にマージンMを設ける必要があった(図4参照)。
しかしながら、本技術接眼光学系にあっては、コバ面に達した迷光が観察者の眼に届かないため、従来必要とされていたマージンMを小さくすることができ、その分、レンズの径方向における小型化を図ることができる。特に、小型化及び高倍率化を図る場合には、観察者側に配置されるレンズの径が大きくなってしまうため、条件式(1)を満足することにより、有害光の発生を抑制した上で小型化及び高倍率化を確保することができる。
また、レンズの全体、即ち、レンズの外周までを正規光の通過領域にすることができるので、小型化を確保した上で広い視野角、例えば、31°以上の視野角とハイアイポイントを両立することができる。
視野角とは接眼光学系から観察者へ向けて出射された光線のうち、観察者の眼に届く最も外側の光の光軸に対する角度である。
また、アポイントとは接眼光学系における最も観察者側に配置された保護ガラスと観察者の眼との距離であり、観察者が保護ガラスから大きく離れた距離において画像表示面に表示される画像や映像を視認することが可能になりハイアポイントを達成することができる。
さらに、黒色等の塗装(墨塗り)等のレンズの製造後の二次工程が必要なく、レンズの製造コストの低減、歩留まりの向上及び安定した品質の確保を図ることができる。
尚、接眼光学系は、以下の条件式(1)′を満足することがより望ましい。
(1)′|RL/DH|<1.5
接眼光学系が条件式(1)′を満足することにより、有害光の発生を防止して接眼光学系の一層良好な品質を確保することができる。
別の本技術接眼光学系は、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(2)を満足する。
(2)|RL/KL|>2.0
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
とする。
条件式(2)は最も観察者側の面の曲率半径と最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚みとの関係を表す式である。条件式(2)におけるRLとKLは、図1の例ではそれぞれR6とK3である。
条件式(2)の上限を超えて最も観察者側の面の曲率半径が大きくなると、全反射条件を満足しなくなり、コバ面に達した迷光が最も観察者側の面を透過されて観察者に届いてしまう。
一方、最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚みが大きくなった場合にも全反射条件を満足できない領域が発生し、コバ面に達した迷光が最も観察者側の面を透過されて観察者に届いてしまう。
従って、接眼光学系が条件式(2)を満足することにより、例えば、図3の概念図に示すように、第3レンズ群GR3(第3レンズG3)のコバ面K3に達した迷光が、第3レンズ群GR3の最も観察者側の面に大きな角度で入射される。
従って、迷光が最も観察者側の面で全反射されて観察者側に透過されず、観察者において迷光が有害光として発生せず接眼光学系の良好な品質を確保することができる。
また、従来の接眼光学系においては、コバ面に達して反射された迷光が最も観察者側の面を透過されないようにするためにレンズの外周部における正規光(画像表示面R0に表示される画像や映像を視認する光)の通過範囲より外周側にマージンMを設ける必要があった(図4参照)。
しかしながら、別の本技術接眼光学系にあっては、コバ面に達した迷光が観察者の眼に届かないため、従来必要とされていたマージンMを小さくすることができ、その分、レンズの径方向における小型化を図ることができる。特に、小型化及び高倍率化を図る場合には、観察者側に配置されるレンズの径が大きくなってしまうため、条件式(2)を満足することにより、有害光の発生を抑制した上で小型化及び高倍率化を確保することができる。
また、レンズの全体、即ち、レンズの外周までを正規光の通過領域にすることができるので、小型化を確保した上で広い視野角、例えば、31°以上の視野角とハイアイポイントを両立することができる。
視野角とは接眼光学系から観察者へ向けて出射された光線のうち、観察者の眼に届く最も外側の光の光軸に対する角度である。
また、アポイントとは接眼光学系における最も観察者側に配置された保護ガラスと観察者の眼との距離であり、観察者が保護ガラスから大きく離れた距離において画像表示面に表示される画像や映像を視認することが可能になりハイアポイントを達成することができる。
さらに、黒色等の塗装(墨塗り)等のレンズの製造後の二次工程が必要なく、レンズの製造コストの低減、歩留まりの向上及び安定した品質の確保を図ることができる。
尚、接眼光学系は、以下の条件式(2)′を満足することがより望ましい。
(2)′|RL/KL|>2.5
接眼光学系が条件式(2)′を満足することにより、有害光の発生を防止して接眼光学系の一層良好な品質を確保することができる。
本技術の一実施形態による接眼光学系にあっては、最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされることが望ましい。
図1及び図2の例では、最も観察者側に配置されたレンズが第3のレンズG3であり、その隣に配置されたレンズは第2のレンズG2である。
上記のように、最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされることにより、図5に概念的に示すように、第2レンズ群GR2(第2レンズG2)のコバ面K2に達して反射された迷光が最も観察者側の面で全反射して観察者に届かない。
従って、観察者において迷光が有害光として発生せず接眼光学系の良好な品質を確保することができる。
また、第2レンズG2のマージンMも小さくすることができるため、その分、レンズの径方向における小型化を図ることができる。
尚、接眼光学系においては、最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.2mm以下にされることがより望ましい。
最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.2mm以下にされることにより、有害光の発生を防止して接眼光学系の一層良好な品質を確保することができる。
本技術の一実施形態による接眼光学系にあっては、物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置されることが望ましい。
このように物体側より観察者側へ順に正負正の構成にすることにより、条件式(1)及び条件式(2)の最も観察者側の面の曲率半径RLを小さくした状態において、広い視野角を確保することができる。
[接眼光学系の数値実施例]
以下に、本技術接眼光学系の具体的な実施の形態及び実施の形態に具体的な数値を適用した数値実施例について、図面及び表を参照して説明する。
尚、以下の各表や説明において示した記号の意味等については、下記に示す通りである。
「Si」は物体側から観察者側へ数えた第i番目の面の面番号、「Ri」は第i番目の面の近軸曲率半径、「Di」は第i番目の面と第i+1番目の面の間の軸上面間隔(レンズの中心の厚み又は空気間隔)、「Ni」は第i番目の面から始まるレンズ等のd線(λ=587.6nm)における屈折率、「νi」は第i番目の面から始まるレンズ等のd線におけるアッベ数を示す。
「面番号」に関し「ASP」は当該面が非球面であることを示す。
「κ」は円錐定数(コーニック定数)、「A4」、「A6」、「A8」、「A10」、「A12」、「A14」はそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数を示す。
尚、以下の非球面係数を示す各表において、「E−n」は10を底とする指数表現、即ち、「10のマイナスn乗」を表しており、例えば、「0.12345E−05」は「0.12345×(10のマイナス五乗)」を表している。
各実施の形態において用いられた接眼光学系には、レンズ面が非球面に形成されたものがある。非球面形状は、「x」をレンズ面の頂点からの光軸方向における距離(サグ量)、「y」を光軸方向に垂直な方向における高さ(像高)、「c」をレンズの頂点における近軸曲率(曲率半径の逆数)、「κ」を円錐定数(コーニック定数)、「A4」、「A6」、「A8」、「A10」、「A12」、「A14」をそれぞれ4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数とすると、以下の数式1によって定義される。
Figure 2013152290
<第1の実施の形態>
図6は、本技術の第1の実施の形態における接眼光学系1のレンズ構成を示している。
接眼光学系1は、物体側より観察者側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3とが配列されて成る。
第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3は位置が常時固定とされている。第1のレンズ群GR1は正の屈折力を有する第1のレンズG1によって構成され、第2のレンズ群GR2は負の屈折力を有する第2のレンズG2によって構成され、第3のレンズ群GR3は正の屈折力を有する第3のレンズG3によって構成されている。
表1に、第1の実施の形態における接眼光学系1に具体的数値を適用した数値実施例1のレンズデーターを示す。
Figure 2013152290
接眼光学系1において、第1レンズ群GR1の正レンズG1の両面(第1面、第2面)、第2レンズ群GR2の負レンズG2の両面(第3面、第4面)及び第3レンズ群GR3の正レンズG3の両面(第5面、第6面)は非球面に形成されている。数値実施例1における非球面の4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数A4、A6、A8、A10、A12、A14を円錐定数κと共に表2に示す。
Figure 2013152290
<第2の実施の形態>
図6は、本技術の第2の実施の形態における接眼光学系2のレンズ構成を示している。
接眼光学系2は、物体側より観察者側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3とが配列されて成る。
第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3は位置が常時固定とされている。第1のレンズ群GR1は正の屈折力を有する第1のレンズG1によって構成され、第2のレンズ群GR2は負の屈折力を有する第2のレンズG2によって構成され、第3のレンズ群GR3は正の屈折力を有する第3のレンズG3によって構成されている。
表3に、第2の実施の形態における接眼光学系2に具体的数値を適用した数値実施例2のレンズデーターを示す。
Figure 2013152290
接眼光学系2において、第1レンズ群GR1の正レンズG1の両面(第1面、第2面)、第2レンズ群GR2の負レンズG2の両面(第3面、第4面)及び第3レンズ群GR3の正レンズG3の両面(第5面、第6面)は非球面に形成されている。数値実施例2における非球面の4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数A4、A6、A8、A10、A12、A14を円錐定数κと共に表4に示す。
Figure 2013152290
<第3の実施の形態>
図6は、本技術の第3の実施の形態における接眼光学系3のレンズ構成を示している。
接眼光学系3は、物体側より観察者側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3とが配列されて成る。
第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3は位置が常時固定とされている。第1のレンズ群GR1は正の屈折力を有する第1のレンズG1によって構成され、第2のレンズ群GR2は負の屈折力を有する第2のレンズG2によって構成され、第3のレンズ群GR3は正の屈折力を有する第3のレンズG3によって構成されている。
表5に、第3の実施の形態における接眼光学系3に具体的数値を適用した数値実施例3のレンズデーターを示す。
Figure 2013152290
接眼光学系3において、第1レンズ群GR1の正レンズG1の両面(第1面、第2面)、第2レンズ群GR2の負レンズG2の両面(第3面、第4面)及び第3レンズ群GR3の正レンズG3の両面(第5面、第6面)は非球面に形成されている。数値実施例3における非球面の4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数A4、A6、A8、A10、A12、A14を円錐定数κと共に表6に示す。
Figure 2013152290
<第4の実施の形態>
図6は、本技術の第4の実施の形態における接眼光学系4のレンズ構成を示している。
接眼光学系4は、物体側より観察者側へ順に、正の屈折力を有する第1レンズ群GR1と、負の屈折力を有する第2レンズ群GR2と、正の屈折力を有する第3レンズ群GR3とが配列されて成る。
第1レンズ群GR1と第2レンズ群GR2と第3レンズ群GR3は位置が常時固定とされている。第1のレンズ群GR1は正の屈折力を有する第1のレンズG1によって構成され、第2のレンズ群GR2は負の屈折力を有する第2のレンズG2によって構成され、第3のレンズ群GR3は正の屈折力を有する第3のレンズG3によって構成されている。
表7に、第4の実施の形態における接眼光学系4に具体的数値を適用した数値実施例4のレンズデーターを示す。
Figure 2013152290
接眼光学系4において、第1レンズ群GR1の正レンズG1の両面(第1面、第2面)、第2レンズ群GR2の負レンズG2の両面(第3面、第4面)及び第3レンズ群GR3の正レンズG3の両面(第5面、第6面)は非球面に形成されている。数値実施例4における非球面の4次、6次、8次、10次、12次、14次の非球面係数A4、A6、A8、A10、A12、A14を円錐定数κと共に表8に示す。
Figure 2013152290
[接眼光学系の条件式の各値]
以下に、本技術接眼光学系の条件式の各値について説明する。
表9に接眼光学系1乃至接眼光学系4における前記条件式(1)及び条件式(2)の各値を示す。
Figure 2013152290
表9から明らかなように、接眼光学系1乃至接眼光学系4は条件式(1)及び条件式(2)を満足するようにされている。
[撮像装置の概要]
本技術撮像装置は、被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、接眼光学系が、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足する。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
上記したように、本技術撮像装置にあっては、接眼光学系が、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、条件式(1)を満足するように構成されている。
条件式(1)は最も観察者側の面の曲率半径と最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離との比を規定する式であり、コバ面に達して反射された光(迷光)が最も観察者側の面に達したときの光の進行方向に関する条件(全反射条件)を示す。
条件式(1)の上限を上回ると、最も観察者側のレンズのコバ面に達した迷光が最も観察者側の面を透過されて観察者に届いてしまう。
本技術撮像装置にあっては、接眼光学系が、条件式(1)を満足するように構成されているため、例えば、図3の概念図に示すように、第3レンズ群GR3(第3レンズG3)のコバ面K3に達した迷光が、第3レンズ群GR3の最も観察者側の面に大きな角度で入射される。
従って、迷光が最も観察者側の面で全反射されて観察者側に透過されず、観察者において迷光が有害光として発生せず接眼光学系の良好な品質を確保することができる。
また、本技術撮像装置にあっては、接眼光学系が、コバ面に達した迷光が観察者の眼に届かないため、従来必要とされていたマージンMを小さくすることができ、その分、レンズの径方向における小型化を図ることができる。特に、小型化及び高倍率化を図る場合には、観察者側に配置されるレンズの径が大きくなってしまうため、条件式(1)を満足することにより、有害光の発生を抑制した上で小型化及び高倍率化を確保することができる。
さらに、レンズの全体、即ち、レンズの外周までを正規光の通過領域にすることができるので、小型化を確保した上で広い視野角、例えば、31°以上の視野角とハイアイポイントを両立することができる。
さらにまた、黒色等の塗装(墨塗り)等のレンズの製造後の二次工程が必要なく、レンズの製造コストの低減、歩留まりの向上及び安定した品質の確保を図ることができる。
別の本技術撮像装置は、被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、接眼光学系が、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(2)を満足する。
(2)|RL/KL|>2.0
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
とする。
条件式(2)は最も観察者側の面の曲率半径と最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚みとの関係を表す式である。
条件式(2)の上限を超えて最も観察者側の面の曲率半径が大きくなると、全反射条件を満足しなくなり、コバ面に達した迷光が最も観察者側の面を透過されて観察者に届いてしまう。
一方、最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚みが大きくなった場合にも全反射条件を満足できない領域が発生し、コバ面に達した迷光が最も観察者側の面を透過されて観察者に届いてしまう。
接眼光学系が条件式(2)を満足することにより、例えば、図3の概念図に示すように、第3レンズ群GR3(第3レンズG3)のコバ面K3に達した迷光が、第3レンズ群GR3の最も観察者側の面に大きな角度で入射される。
従って、迷光が最も観察者側の面で全反射されて観察者側に透過されず、観察者において迷光が有害光として発生せず接眼光学系の良好な品質を確保することができる。
また、別の本技術撮像装置にあっては、接眼光学系が、コバ面に達した迷光が観察者の眼に届かないため、従来必要とされていたマージンMを小さくすることができ、その分、レンズの径方向における小型化を図ることができる。特に、小型化及び高倍率化を図る場合には、観察者側に配置されるレンズの径が大きくなってしまうため、条件式(2)を満足することにより、有害光の発生を抑制した上で小型化及び高倍率化を確保することができる。
さらに、レンズの全体、即ち、レンズの外周までを正規光の通過領域にすることができるので、小型化を確保した上で広い視野角、例えば、31°以上の視野角とハイアイポイントを両立することができる。
さらにまた、黒色等の塗装(墨塗り)等のレンズの製造後の二次工程が必要なく、レンズの製造コストの低減、歩留まりの向上及び安定した品質の確保を図ることができる。
[撮像装置の一実施形態]
図7に、本技術撮像装置の一実施形態によるデジタルスチルカメラのブロック図を示す。
撮像装置(デジタルスチルカメラ)100は、撮像機能を担うカメラブロック10と、撮影された画像信号のアナログ−デジタル変換等の信号処理を行うカメラ信号処理部20と、画像信号の記録再生処理を行う画像処理部30とを有している。また、撮像装置100は、撮影された画像等を表示するLCD(Liquid Crystal Display)等の表示部40と、メモリーカード1000への画像信号の書込及び読出を行うR/W(リーダ/ライタ)50と、撮像装置の全体を制御するCPU(Central Processing Unit)60と、ユーザーによって所要の操作が行われる各種のスイッチ等から成る入力部70と、カメラブロック10に配置されたレンズの駆動を制御するレンズ駆動制御部80とを備えている。
カメラブロック10は、撮像光学系11とCCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)等の撮像素子12と接眼光学系13(本技術が適用される接眼光学系10)とを備えている。
カメラ信号処理部20は、撮像素子12からの出力信号に対するデジタル信号への変換、ノイズ除去、画質補正、輝度・色差信号への変換等の各種の信号処理を行う。
画像処理部30は、所定の画像データーフォーマットに基づく画像信号の圧縮符号化・伸張復号化処理や解像度等のデーター仕様の変換処理等を行う。
表示部40はユーザーの入力部70に対する操作状態や撮影した画像等の各種のデーターを表示する機能を有している。
R/W50は、画像処理部30によって符号化された画像データーのメモリーカード1000への書込及びメモリーカード1000に記録された画像データーの読出を行う。
CPU60は、撮像装置100に設けられた各回路ブロックを制御する制御処理部として機能し、入力部70からの指示入力信号等に基づいて各回路ブロックを制御する。
入力部70は、例えば、シャッター操作を行うためのシャッターレリーズボタンや、動作モードを選択するための選択スイッチ等によって構成され、ユーザーによる操作に応じた指示入力信号をCPU60に対して出力する。
レンズ駆動制御部80は、CPU60からの制御信号に基づいて撮像光学系11の各レンズを駆動する図示しないモータ等を制御する。
メモリーカード1000は、例えば、R/W50に接続されたスロットに対して着脱可能な半導体メモリーである。
以下に、撮像装置100における動作を説明する。
撮影の待機状態では、CPU60による制御の下で、カメラブロック10において撮影された画像信号が、カメラ信号処理部20を介して表示部40に出力され、カメラスルー画像として表示される。また、入力部70からのズーミングのための指示入力信号が入力されると、CPU60がレンズ駆動制御部80に制御信号を出力し、レンズ駆動制御部80の制御に基づいて撮像光学系11の所定のレンズが移動される。
入力部70からの指示入力信号によりカメラブロック10の図示しないシャッターが動作されると、撮影された画像信号がカメラ信号処理部20から画像処理部30に出力されて圧縮符号化処理され、所定のデーターフォーマットのデジタルデーターに変換される。変換されたデーターはR/W50に出力され、メモリーカード1000に書き込まれる。
フォーカシングは、例えば、入力部70のシャッターレリーズボタンが半押しされた場合や記録(撮影)のために全押しされた場合等に、CPU60からの制御信号に基づいてレンズ駆動制御部80が撮像光学系11の所定のレンズを移動させることにより行われる。
メモリーカード1000に記録された画像データーを再生する場合には、入力部70に対する操作に応じて、R/W50によってメモリーカード1000から所定の画像データーが読み出され、画像処理部30によって伸張復号化処理が行われた後、再生画像信号が表示部40に出力されて再生画像が表示される。
尚、上記した実施の形態においては、撮像装置をデジタルスチルカメラに適用した例を示したが、撮像装置の適用範囲はデジタルスチルカメラに限られることはなく、デジタルビデオカメラ、カメラが組み込まれた携帯電話、カメラが組み込まれたPDA(Personal Digital Assistant)等のデジタル入出力機器のカメラ部等として広く適用することができる。
[その他]
本技術接眼光学系及び本技術撮像装置においては、実質的にレンズパワーを有さないレンズが配置されていてもよく、このようなレンズを含むレンズが第1レンズ群乃至第3レンズ群に加えて配置されていてもよい。この場合には、本技術接眼光学系及び本技術撮像装置が、第1レンズ群乃至第3レンズ群に加えて配置されたレンズを含めて実質的に4群以上のレンズ群によって構成されていてもよい。
[本技術]
本技術は、以下の構成にすることもできる。
<1>少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足する。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
<2>少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(2)を満足する接眼光学系。
(2)|RL/KL|>2.0
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
とする。
<3>前記最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされた前記<1>に記載の接眼光学系。
<4>前記最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされた前記<2>に記載の接眼光学系。
<5>物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置された前記<1>又は前記<3>に記載の接眼光学系。
<6>物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置された前記<2>又は前記<4>に記載の接眼光学系。
<7>被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記接眼光学系は、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(1)を満足する撮像装置。
(1)|RL/DH|<1.7
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
とする。
<8>被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、前記接眼光学系は、少なくとも一つのレンズを有し、最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、以下の条件式(2)を満足する撮像装置。
(2)|RL/KL|>2.0
但し、
RL:最も観察者側の面の曲率半径
KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
とする。
<9>実質的にレンズパワーを有さないレンズがさらに配置されている前記<1>から前記<6>の何れかに記載の接眼光学系又は前記<7>若しくは前記<8>に記載の撮像装置。
上記した各実施の形態において示した各部の形状及び数値は、何れも本技術を実施するための具体化のほんの一例に過ぎず、これらによって本技術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7と共に本技術接眼光学系及び撮像装置を実施するための最良の形態を示すものであり、本図は、接眼光学系の概要を示す図である。 第3レンズ群を示す図である。 第3レンズのコバ面で反射された光の進行方向を示す概念図である。 第3レンズ群の径方向における小型化を説明するための図である。 第2レンズのコバ面で反射された光の進行方向を示す概念図である。 接眼光学系の実施の形態のレンズ構成を示す図である。 撮像装置の一例を示すブロック図である。
10…接眼光学系、1…接眼光学系、2…接眼光学系、3…接眼光学系、4…接眼光学系、G1…正レンズ、G2…負レンズ、G3…正レンズ、100…撮像装置、12…撮像素子、13…接眼光学系

Claims (8)

  1. 少なくとも一つのレンズを有し、
    最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、
    以下の条件式(1)を満足する
    接眼光学系。
    (1)|RL/DH|<1.7
    但し、
    RL:最も観察者側の面の曲率半径
    DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
    とする。
  2. 少なくとも一つのレンズを有し、
    最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、
    以下の条件式(2)を満足する
    接眼光学系。
    (2)|RL/KL|>2.0
    但し、
    RL:最も観察者側の面の曲率半径
    KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
    とする。
  3. 前記最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされた
    請求項1に記載の接眼光学系。
  4. 前記最も観察者側に配置されたレンズとその隣に配置されたレンズとの空気間隔が、光軸からの径方向における距離に拘わらず0.5mm以下にされた
    請求項2に記載の接眼光学系。
  5. 物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置された
    請求項1に記載の接眼光学系。
  6. 物体側より観察者側へ順に正レンズと負レンズと正レンズが配置された
    請求項2に記載の接眼光学系。
  7. 被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記接眼光学系は、
    少なくとも一つのレンズを有し、
    最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、
    以下の条件式(1)を満足する
    撮像装置。
    (1)|RL/DH|<1.7
    但し、
    RL:最も観察者側の面の曲率半径
    DH:最も観察者側のレンズの光軸からコバ面までの径方向における最短距離
    とする。
  8. 被写体の像を光学像として取り込む撮像光学系と前記被写体の像を視認するための接眼光学系と前記撮像光学系によって形成された光学像を電気的信号に変換する撮像素子とを備え、
    前記接眼光学系は、
    少なくとも一つのレンズを有し、
    最も観察者側に配置されたレンズの最も観察者側の面が観察者側に凸の形状に形成され、
    以下の条件式(2)を満足する
    撮像装置。
    (2)|RL/KL|>2.0
    RL:最も観察者側の面の曲率半径
    KL:最も観察者側のレンズにおけるコバ面の厚み
    とする。
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