(57)【要約】【課題】より小型で収差の良好に補正された逆ガリレオファインダを提供する。【解決手段】この逆ガリレオファインダは、物体側から瞳側に向かって順に、瞳側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凹面を向けた負の第２レンズと、正の第３レンズと、を配置して構成される逆ガリレオファインダであって、８．０＜Ｌ＜１５．０を満たす（Ｌ：第１レンズの物体側面から第３レンズの瞳側面までの光軸上の距離（ｍｍ））。【選択図】　図２
2004020932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側から瞳側に向かって順に、瞳側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凹面を向けた負の第２レンズと、正の第３レンズと、を配置して構成される逆ガリレオファインダであって、次式を満たすことを特徴とする逆ガリレオファインダ。
８．０（ｍｍ）＜Ｌ＜１５．０（ｍｍ）
ただし、Ｌ：第１レンズの物体側面から第３レンズの瞳側面までの光軸上の距離（ファインダ軸上総厚）（ｍｍ）
【請求項２】
次式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の逆ガリレオファインダ。
０．５＜（ｆ３＋ｆ１２）／Ｌ＜０．９
ただし、ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【請求項３】
次式を満たすことを特徴とする請求項１または２に記載の逆ガリレオファインダ。
０．４＜ｆ１２／ｆ１＜０．８
但し、ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
【請求項４】
次式を満たすことを特徴とする請求項１，２または３に記載の逆ガリレオファインダ。
０．８＜−ｒ３／ｒ２＜３．９　（４）
但し、ｒ２：第１レンズの瞳側面の曲率半径
ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
【請求項５】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、及び前記第３レンズがプラスチック材料から形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の逆ガリレオファインダ。
【請求項６】
少なくとも３面の非球面を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の逆ガリレオファインダ。
【請求項７】
前記第１レンズ、前記第２レンズ、及び前記第３レンズがそれぞれ少なくとも１面の非球面を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の逆ガリレオファインダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、逆ガリレオファインダに関し、特に、撮像装置等に搭載可能であり、小型のデジタルスチルカメラや、カメラ付携帯電話等の光学ファインダに適用して好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）型イメージセンサ、あるいはＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサ等の固体撮像素子を用いた小型のＤＳＣ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｔｉｌｌ　Ｃａｍｅｒａ）や、カメラ付携帯電話等の撮影装置付携帯端末機器が普及しつつある。小型のＤＳＣとしては、カメラボディ厚の薄いＤＳＣが望まれており、また、カメラ付携帯電話に光学ファインダを搭載しようという動きもある（特開２００１−３２０４５４公報）。このような状況の中で、光学ファインダには軸上総厚のさらなる小型化及び軽量化の要求が高まっている。
【０００３】
このような用途のファインダ光学系として、撮影光学系が単焦点レンズの場合は虚像式のファインダ光学系が適しており、物体側より順に負の屈折力を有する対物レンズと正の屈折力を有する接眼レンズとからなる２枚構成の逆ガリレオタイプのファインダが公知である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このタイプは、適切なアイレリーフを確保したままレンズ全長の短縮を図ると、各レンズ群の焦点距離が短くなり収差補正が困難となり、また、レンズ枚数を過度に増やすことによる収差補正はレンズ全長の伸長や、それに伴うレンズ外径の増大を招き、レンズ全長や外径の小型化には向いていなかった。
【０００５】
本発明は、このような従来技術の問題点に鑑み、より小型で収差の良好に補正された逆ガリレオファインダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明による逆ガリレオファインダは、物体側から瞳側に向かって順に、瞳側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズと、物体側に凹面を向けた負の第２レンズと、正の第３レンズと、を配置して構成される逆ガリレオファインダであって、次式（１）を満たすことを特徴とする。
【０００７】
８．０（ｍｍ）＜Ｌ＜１５．０（ｍｍ）　・・・（１）
ただし、Ｌ：第１レンズの物体側面から第３レンズの瞳側面までの光軸上の距離（ファインダ軸上総厚）（ｍｍ）
【０００８】
上述のように、小型で収差の良好に補正されたファインダ光学系を得るための、本発明の基本構成は、物体側から順に、２枚で対物レンズの役割をなす負の第１レンズと、負の第２レンズと、接眼レンズである正の第３レンズと、を備えるものである。
【０００９】
ここで、ファインダ光学系全長を短くするためには、一般に対物レンズ及び接眼レンズを構成するレンズの焦点距離を短くすればよいが、このとき、特に対物レンズの屈折力が大きくなり、それに伴い収差の発生量も多くなるが、対物レンズを負の第１レンズと負の第２レンズとにより構成し屈折力を分担することで、対物レンズ全体での収差発生量を低下させることができる。
【００１０】
また、負の第１レンズを瞳側に凹面を向けたメニスカス形状とすることで、第１レンズで発生する歪曲収差を小さく抑えることができる。さらに、第１レンズの瞳側面と第２レンズの物体側面を互いに凹面として向かい合わせて配置することにより、コマ収差を始めとした軸外の諸収差を効果的に補正することができる。
【００１１】
以上のようにして、レンズ枚数が３枚という簡略な構成にもかかわらず、より小型で収差の良好に補正された逆ガリレオファインダを実現することができる。
【００１２】
上記逆ガリレオファインダにおいて、次式（２）を満たすことが好ましい。
【００１３】
０．５＜（ｆ３＋ｆ１２）／Ｌ＜０．９　・・・（２）
ただし、ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ３：第３レンズの焦点距離
【００１４】
上記条件式（２）は対物レンズと接眼レンズの主点間隔をファインダ軸上総厚に対し適切に設定する条件である。式（２）の下限を上回ることで、対物レンズ及び接眼レンズの屈折力を小さくすることができ、収差補正に有利である。また、式（２）の上限を下回ることで対物レンズの主点位置を過度に物体側に寄せる必要がなく、第１レンズ及び第２レンズの構成を、上述のように規定するような収差の補正上好ましい構成にでき、良好なファインダ像が得られる。なお、上記式（２）は次式（２’）の範囲がより好ましく、上記効果をより一層得ることができる。
【００１５】
０．５５＜（ｆ３＋ｆ１２）／Ｌ＜０．８５　・・・（２’）
【００１６】
ここで、図１に、対物レンズ、接眼レンズを薄肉レンズと見なしたときの逆ガリレオファインダの構成図を示す。図１に示すように、対物レンズの焦点距離はｆ１２（負の値）、接眼レンズの焦点距離はｆ３（正の値）であるから、対物レンズと接眼レンズの主点間隔ｄ（正の値）はｆ３＋ｆ１２で表すことができる。
【００１７】
また、次式（３）を満たすことが好ましい。
【００１８】
０．４＜ｆ１２／ｆ１＜０．８　・・・（３）
但し、ｆ１２：第１レンズと第２レンズの合成焦点距離
ｆ１：第１レンズの焦点距離
【００１９】
上記条件式（３）は、対物レンズの屈折力に対し、第１レンズの屈折力を適切に設定するものである。上記式（３）の範囲を満たすことで、対物レンズ中における第１レンズと第２レンズの屈折力が適切に分担され、特に、軸外収差の補正を良好に行うことができる。なお、上記式（３）は次式（３’）の範囲がより好ましく、上記効果をより一層得ることができる。
【００２０】
０．４５＜ｆ１２／ｆ１＜０．７０　・・・（３’）
【００２１】
また、次式（４）を満たすことが好ましい。
【００２２】
０．８＜−ｒ３／ｒ２＜３．９　・・・（４）
但し、ｒ２：第１レンズの瞳側面の曲率半径
ｒ３：第２レンズの物体側面の曲率半径
【００２３】
上記条件式（４）は第１レンズの瞳側面曲率半径に対し、第２レンズの物体側面の曲率半径を適切に設定するものである。上記式（４）の下限を上回ることで、第２レンズの物体側面の曲率半径が小さくなりすぎず、歪曲収差を始めとした軸外の諸収差を補正することができ、また上記式（４）の上限を下回ることでコマ収差を始めとした軸外の諸収差を良好に補正することができる。なお、上記式（４）は次式（４’）の範囲がより好ましく、上記効果をより一層得ることができる。
【００２４】
１．０＜−ｒ３／ｒ２＜３．５　・・・（４’）
【００２５】
また、前記第１レンズ、前記第２レンズ、及び前記第３レンズがプラスチック材料から形成されていることが好ましい。
【００２６】
上述の式（１）で規定する全長（ファインダ軸上総厚Ｌ）を満足するような逆ガリレオファインダは、各レンズの焦点距離を短くする必要があるため、各レンズの曲率半径やレンズ縁厚、及び外径がかなり小さくなってしまい、研磨加工により製造されるガラスレンズでは加工が困難となる。そこで、各レンズを射出成形により製造されるプラスチックレンズで構成することにより、曲率半径や外径、レンズ縁厚が小さなレンズであっても大量生産をすることができ、ファインダ光学系の小型化が可能となる。更に、ガラスレンズにより構成するよりもファインダ光学系全体の軽量化を図ることができる。また、プラスチックで成形することにより、非球面化が容易となるため、収差補正上も有利である。
【００２７】
また、上記逆ガリレオファインダは、少なくとも３面の非球面を有することが好ましい。このように、少なくとも３面の非球面を付加することにより、収差補正の自由度が増し、より良好なファインダ像を得ることが可能となる。更に、第１レンズ、第２レンズ、及び第３レンズがそれぞれ少なくとも１面の非球面を有することがより好ましく、各レンズごとに収差の発生量を低減させることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による実施の形態について説明する。本実施の形態による逆ガリレオファインダは、後述の図２，図４，図６，図８のように、図の左方の物体側から瞳側に向かって順に、瞳側に凹面を向けたメニスカス形状の負の第１レンズＬ１と、物体側に凹面を向けた負の第２レンズＬ２と、正の第３レンズＬ３と、を配置している。第１レンズＬ１の瞳側面と第２レンズＬ２の物体側面を互いに凹面として対向させて配置している。
【００２９】
この逆ガリレオファインダは、光学ファインダの小型化を図るものであり、小型のファインダの尺度として、式（１）を満たすレべルの小型化を目指している。
【００３０】
８．０（ｍｍ）＜Ｌ＜１５．０（ｍｍ）　・・・（１）
ここで、Ｌ（ｍｍ）は、図２，図４，図６，図８に示すように、最も物体側の面から最も瞳側の面までの光軸上の距離（ファインダ軸上総厚）である。
【００３１】
逆ガリレオファインダのファインダ軸上総厚Ｌを上記式（１）の範囲を満たすことで、適切なアイレリーフを確保しながらファインダ光学系の全長を短くでき、相乗的にレンズ外径も小さくできる。これにより、逆ガリレオファインダを小型のＤＳＣやカメラ付携帯電話等へ搭載することが可能となる。なお、アイレリーフとは、図１に示すように、ファインダ光学系の最終レンズ面からアイポイントＳまでの光軸上の距離ｍを言う。
【００３２】
【実施例】
次に、本発明の逆ガリレオファインダを実施例１乃至４により更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３３】
実施例の逆ガリレオファインダのレンズにおける非球面の形状は、面の頂点を原点とし、光軸方向をＸ軸とした直交座標系において、頂点曲率をＣ、円錐定数をＫ、非球面係数をＡ４，Ａ６，Ａ８として次の数式（数１）で表す。
【００３４】
【数１】
2004020932.tif 000003
【００３５】
〈実施例１〉
【００３６】
図２は実施例１における各レンズの配置を示す断面図であり、図３は実施例１における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。実施例１のレンズデータを表１に示す。表中のレンズの面１〜６は、第１レンズＬ１の物体側の面から第３レンズの瞳側の面まで順に付しており、面２，面４，面６が非球面にされており、面７が図２のアイポイントＳである（図４，図６，図８でも同じ）。また、表１において、１０のべき乗数（例えば、２．５×１０−３）をＥ（例えば、２．５Ｅ−３）を用いて表している。以上のことは、以下の表２乃至４においても同じである。
【００３７】
【表１】
2004020932.tif 000004
【００３８】
実施例１の逆ガリレオファインダでは、第２レンズＬ２をメニスカス形状とし物体側に凹面３を向け、第２レンズＬ２の瞳側面４に正の屈折力を持たせることで、接眼レンズである第３レンズＬ３の屈折力を分担し、接眼レンズで発生する収差を低減させている。
【００３９】
〈実施例２〉
【００４０】
図４は実施例２における各レンズの配置を示す断面図であり、図５は実施例２における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。実施例２のレンズデータを表２に示す。
【００４１】
【表２】
2004020932.tif 000005
【００４２】
実施例２の逆ガリレオファインダでは、第１レンズＬ１と第２レンズＬ２とから構成される対物レンズにおいて第１レンズＬ１に第２レンズＬ２を極力近づけて配置することで、対物レンズ全体の主点位置を接眼レンズの第３レンズＬ３から遠ざけている。これにより、対物レンズ及び接眼レンズの屈折力を小さくすることができ、各レンズ面での収差の発生を減少させ、また、各レンズの偏芯に対する誤差感度を小さく抑えている。
【００４３】
〈実施例３〉
【００４４】
図６は実施例３における各レンズの配置を示す断面図であり、図７は実施例３における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。実施例３のレンズデータを表３に示す。
【００４５】
【表３】
2004020932.tif 000006
【００４６】
実施例３の逆ガリレオファインダでは、実施例１と同様に、第２レンズＬ２をメニスカス形状とし物体側に凹面３を向け、第２レンズＬ２の瞳側面４に正の屈折力を持たせることで、接眼レンズである第３レンズＬ３の屈折力を分担し、接眼レンズで発生する収差を低減させており、また、全長（ファインダ軸上総厚）Ｌを実施例１よりも後述の表５のように短くしている。
【００４７】
〈実施例４〉
【００４８】
図８は実施例４における各レンズの配置を示す断面図であり、図９は実施例４における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。実施例４のレンズデータを表４に示す。
【００４９】
【表４】
2004020932.tif 000007
【００５０】
実施例４の逆ガリレオファインダでは、第２レンズＬ２の瞳側面４にアルバダ反射面を設け、第３レンズＬ３の物体側面５に視野フレームＡを設けることで、視野フレームを表示できるアルバダ式逆ガリレオファインダとしている。これにより、視野をフレーム内で囲まれた状態で見ることができる。
【００５１】
上記実施例１〜４について、上述の式（１）乃至（４）に関する各数値を表５に示すが、実施例１〜４の各逆ガリレオファインダは、全長（ファインダ軸上総厚）Ｌが１５ｍｍ未満となっており、小型化を達成でき、また各条件式（２）〜（４）を満足している。
【００５２】
【表５】
2004020932.tif 000008
【００５３】
なお、表１〜表５において、βはファインダ倍率、ωはファインダ光学系の半画角（゜）、ｒは曲率半径（ｍｍ）、ｄは軸上面間隔（ｍｍ）、ｎｄはレンズ材料のｄ線に対する屈折率、νｄはレンズ材料のアッベ数、ｆ１は第１レンズＬ１の焦点距離（ｍｍ）、ｆ２は第２レンズＬ２の焦点距離（ｍｍ）、ｆ３は第３レンズＬ３の焦点距離（ｍｍ）、ｆ１２は第１レンズＬ１と第２レンズＬ２の合成焦点距離（ｍｍ）、である。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、より小型で収差の良好に補正された逆ガリレオファインダを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明において、対物レンズ、接眼レンズを薄肉レンズと見なしたときの逆ガリレオファインダの構成を示す図である。
【図２】実施例１における各レンズの配置を示す断面図である。
【図３】実施例１における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。
【図４】実施例２における各レンズの配置を示す断面図である。
【図５】実施例２における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。
【図６】実施例３における各レンズの配置を示す断面図である。
【図７】実施例３における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。
【図８】実施例４における各レンズの配置を示す断面図である。
【図９】実施例４における球面収差、非点収差及び歪曲収差をそれぞれ表す収差図である。
【符号の説明】
Ｌ１　　　第１レンズ
Ｌ２　　　第２レンズ
Ｌ３　　　第３レンズ
Ｓ　　　アイポイント
【図１】
2004020932.tif 000009
【図２】
2004020932.tif 000010
【図３】
2004020932.tif 000011
【図４】
2004020932.tif 000012
【図５】
2004020932.tif 000013
【図６】
2004020932.tif 000014
【図７】
2004020932.tif 000015
【図８】
2004020932.tif 000016
【図９】
2004020932.tif 000017