(57)【要約】    【課題】  機械誤差によるスポット測光範囲の変動が少なく、一定の測光範囲でスポット測光を良好に行うことができる測光レンズを得ること。    【解決手段】  撮像光学系によって焦点板に形成された被写体像からの光束を測光素子に導光するための測光レンズであって、測光レンズの光入射面と光出射面は共に屈折力が正で、かつ非球面形状であり、光軸からの任意の高さｈにおける光入射面の非球面形状のサグ量から光入射面の近軸曲率球面の球面形状のサグ量を引いた値を非球面量Ａｓｐ１、非球面量Ａｓｐ１の最小値ｍｉｎ（Ａｓｐ１）、測光レンズの焦点距離ｆを各々適切に設定すること。【選択図】    図１
2017009893.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像光学系によって焦点板に形成された被写体像からの光束を測光素子に導光するための測光レンズであって、
前記測光レンズの光入射面と光出射面は共に屈折力が正で、かつ非球面形状であり、光軸からの任意の高さにおける前記光入射面の近軸曲率球面のレンズ面のサグ量から非球面形状のレンズ面のサグ量を引いた値を非球面量Ａｓｐ１とし、該非球面量Ａｓｐ１の最大値をＭＡＸ（Ａｓｐ１）、前記測光レンズの焦点距離をｆとするとき、
０．２５＜ＭＡＸ（Ａｓｐ１）／ｆ＜０．７０
なる条件式を満足することを特徴とする測光レンズ。
【請求項２】
光軸方向にＸ軸、光軸に対して垂直な方向をｈ軸、光の進行方向を正とし、Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸ（ｈ）として、非球面形状を
Ｘ（ｈ）＝ｈ２／｛Ｒ［１＋｛１−（１＋Ｋ）ｈ２／Ｒ２｝１/２］｝＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０＋Ａ１２ｈ１２
なる式で表し、Ｘのｈに関する２次微分値をＺ（ｈ）とするとき、前記光出射面の非球面形状は、２次微分値Ｚ（ｈ）が０との交点を２つ以上持つような形状であることを特徴とする請求項１に記載の測光レンズ。
【請求項３】
前記測光レンズのレンズ面の頂点間隔をｄ、前記測光レンズの材料の屈折率をｎ、前記光入射面のレンズ内径をＤ１とするとき、
０．５×Ｄ１×（ｎ２−１）＜ｄ＜１．５×Ｄ１×（ｎ２−１）
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の測光レンズ。
【請求項４】
前記光出射面に関する２次微分値が０となる光軸からの高さをｈｉとするとき、
０．１≦２×ｈｉ／Ｄ１≦０．５
なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の測光レンズ。
【請求項５】
撮像光学系によって焦点板に結像された被写体像を正立像とする正立光学系と、
接眼レンズを介して前記正立像を観察するための観察光学系と、
前記焦点板に結像された被写体像からの光束を、前記正立光学系を介して測光素子に導光する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の測光レンズを有することを特徴とするファインダー光学系。
【請求項６】
前記測光レンズの光軸は、前記接眼レンズの光軸に対して非平行であり、前記測光レンズと前記接眼レンズは前記正立光学系の光出射側に各々の光入射面の面が前記正立光学系の光出射面に対向するように配置されていることを特徴とする請求項５に記載のファインダー光学系。
【請求項７】
前記測光レンズは光入射面から入射した光束を反射させて光出射面より出射する内面反射面を有することを特徴とする請求項５又は６に記載のファインダー光学系。
【請求項８】
前記測光レンズの光軸は、前記焦点板と前記観察光学系の光軸の交点を通り、前記接眼レンズの光軸に対して傾斜していることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載のファインダー光学系。
【請求項９】
請求項５乃至８のいずれか１項に記載のファインダー光学系と、該ファインダー光学系で観察される被写体像に相当する像を受光する撮像手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、測光レンズ及びそれを有するファインダー光学系に関する。特に、撮像光学系によって焦点板に形成された被写体像を接眼レンズを介して観察するとともに、焦点板に形成された被写体像からの光束を測光素子に導光して被写体像に関する輝度信号を得るファインダー光学系に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフカメラ等の撮像装置では、撮像光学系によって焦点板に形成された被写体像からの光束を測光レンズによって測光素子に導光して被写体像に関する輝度情報を得ている。このときの測光方式として測光素子を複数の測光エリアに分割して被写体の輝度情報を複数の領域で検出する分割測光方式が多く用いられている。分割測光方式を用いるときには、被写体の測光領域毎の輝度情報を正確に得る必要がある。このため測光レンズには、デフォーカス方向に対するスポットの大きさの変動量が少ないことが必要になる。
【０００３】
従来、一眼レフカメラにおいてスポットの大きさの変動を軽減させるようにした測光装置が知られている（特許文献１、２）。特許文献１では測光レンズを光軸方向に駆動させることによって適切なスポット測光範囲を得ている。また特許文献２では、カメラ内にミラーユニットを設け、それを稼動させることでスポット測光範囲を切り替えている。従来、多くの一眼レフカメラ等の撮像装置に用いられているファインダー光学系では撮像光学系によって焦点板に結像された被写体像を正立光学系を介して正立像とし、正立像を接眼レンズを介して観察している。
【０００４】
また測光方式としては焦点板に結像された被写体像からの光束を正立光学系を介して測光レンズで集光して測光素子に導光して、被写体像に関する輝度情報を得ている。多くの場合、測光レンズと接眼レンズは正立光学系の光出射側に各々の光入射側の面が正立光学系の光出射面に対向するように配置されている。そして測光レンズの光軸は、接眼レンズの光軸に対して非平行となっている。従来、このような構成を有する測光装置を用いたファインダー光学系が知られている（特許文献３、４）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−１５２６６３号公報
【特許文献２】特開２００３−１２１９２０号公報
【特許文献３】特開平６−１１８３００号公報
【特許文献４】特開２０１２−１２３１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
測光レンズの光軸が接眼レンズの光軸に対して傾いていると、焦点板に形成された被写体像からの光束を集光し、測光素子に導光する際、光束の入射光量が少なくなる。特に撮像光学系の開放Ｆ値が大きくなると焦点板から発散する光束の発散角度が小さくなり、測光レンズで集光される光束の光量は少なくなる。このことから、測光レンズは出来るだけ口径の大きいものが求められる。
【０００７】
しかし、口径が大きくなるほど測光レンズの焦点深度が浅くなり、製造において機械的な配置誤差があると測光精度が低下してくる。例えば測光素子と測光レンズの間隔に設計上の位置ずれがあると、測光レンズから得られる測光素子面上での光束のスポットの大きさが変動してくる。測光素子面上での光束のスポットの大きさが変動してくると、例えばスポット測光を行なう際の被写体の測光範囲を適切に設定することが困難になる。
【０００８】
本発明は、機械誤差によるスポット測光範囲の変動が少なく、一定の測光範囲でスポット測光を良好に行うことができる測光レンズ及びそれを有するファインダー光学系の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の測光レンズは、
撮像光学系によって焦点板に形成された被写体像からの光束を測光素子に導光するための測光レンズであって、
前記測光レンズの光入射面と光出射面は共に屈折力が正で、かつ非球面形状であり、光軸からの任意の高さｈにおける前記光入射面の近軸曲率球面のレンズ面のサグ量から非球面形状のレンズ面のサグ量を引いた値を非球面量Ａｓｐ１とし、該非球面量Ａｓｐ１の最大値をＭＡＸ（Ａｓｐ１）、前記測光レンズの焦点距離をｆとするとき、
０．２５＜ＭＡＸ（Ａｓｐ１）／ｆ＜０．７０
なる条件式を満足することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、機械誤差によるスポット測光範囲の変動が少なく、一定の測光範囲でスポット測光を良好に行うことができる測光レンズが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の測光レンズを有するファインダー光学系と撮像装置の要部外略図
【図２】測光レンズにおける焦点深度の比較
【図３】測光レンズにおける撮像素子上でのスポット形状についての比較
【図４】本発明の実施例１の測光レンズにおける断面
【図５】本発明の実施例１の測光レンズにおける収差図
【図６】本発明の実施例２の測光レンズにおける断面
【図７】本発明の実施例２の測光レンズにおける収差図
【図８】本発明の実施例３の測光レンズにおける断面
【図９】本発明の実施例３の測光レンズにおける収差図
【図１０】本発明の実施例４の単レンズにおける断面
【図１１】本発明の実施例４の単レンズにおける収差図
【図１２】実施例１乃至５の第１レンズ面の非球面量
【図１３】実施例１乃至５の第２レンズ面のＺ（ｈ）
【図１４】球面収差がない測光レンズにおける断面
【図１５】球面収差がない測光レンズにおける収差図
【図１６】球面収差がない測光レンズにおける第１面の非球面量
【図１７】球面収差がない測光レンズの第２レンズ面のＺ（ｈ）
【図１８】レンズ面のサグ量の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に基づいて説明する。本発明の測光レンズは、撮像光学系によって焦点板に形成された被写体像からの光束を測光素子に導光するための測光レンズである。
【００１３】
本発明の測光レンズを有するファインダー光学系は、撮像光学系によって焦点板に結像された被写体像を正立像とする正立光学系と、正立像を接眼レンズを介して観察する観察光学系とを有する。更に焦点板に結像された被写体像からの光束を正立光学系を介して測光素子に導光する測光レンズを有する。本発明の撮像装置は、ファインダー光学系と、ファインダー光学系で観察される被写体像に相当する像を受光する撮像手段とを有する。
【００１４】
図１は本発明の測光レンズを用いたファインダー光学系とファインダー光学系を有する撮像装置の要部概略図である。図１において１１１はレンズ装置であり、撮像光学系１０１を保持している。１１２はカメラ本体である。同図に示されるように、撮像光学系１０１を通過した物体からの光束はクイックリターンミラー１０２で反射され、撮像面１０３と光学的に等価な位置に配置された焦点板１０４に導かれる。
【００１５】
焦点板１０４の一方の面は撮像面１０３と光学的に等価となるように配置された拡散面となっている。焦点板１０４のもう一方の面は集光作用を持つ面（集光面）となっており、撮像光学系１０１の射出瞳から射出した光束を概ね観察者の瞳に集光させる作用をもっている。そして焦点板１０４に形成された被写体像をペンタダハプリズム１０５よりなる正立像としている。この正立像を接眼レンズ１０６を介して拡大し、拡大した正立像を瞳位置（アイポイント）１０７より観察している。１０８は測光レンズであり、１０９は測光に用いられる測光素子である。
【００１６】
図１に示すファインダー光学系は撮像光学系１０１によって焦点板１０４に形成された被写体像を正立像とする正立光学系１０５とこの正立像を接眼レンズ１０６を介してアイポイント１０７より観察する観察光学系とを有している。更に焦点板１０４に形成された被写体像の輝度情報を得るための測光レンズ１０８と測光素子１０９を有している。
【００１７】
測光レンズ１０８の光軸は、接眼レンズ１０６の光軸に対して非平行である。測光レンズ１０８と接眼レンズ１０６は正立光学系１０５の光出射側に各々の光入射面の面が正立光学系１０５の光出射面に対向するように配置されている。測光レンズ１０８は光入射面（第１レンズ面）から入射した光束を反射させて光出射面（第２レンズ面）より出射する内面反射面を有する。測光レンズ１０８の光軸は、焦点板１０４と観察光学系（接眼レンズ１０６）の光軸の交点を通り、接眼レンズ１０６の光軸に対して傾斜している。
【００１８】
具体的には、測光レンズ１０８の光軸は接眼レンズ１０６（ファインダー光学系）の光軸から５〜１０°程度外れている。測光レンズ１０８は焦点板１４に形成された被写体像からの光束の一部を測光素子１０９に導光する。測光素子１０９で得られた信号より被写体に関する輝度情報を得ている。測光レンズ１０８は単一レンズ又は複数枚のレンズで構成されている。
【００１９】
また測光素子１０９は焦点板１０４に形成された被写体像を複数の領域に分割して各領域からの輝度を出力することが可能な分割測光に対応した測光素子よりなっている。被写体の色情報を読み取るために各領域にカラーフィルターが設けられることもある。測光レンズ１０８の光軸はファインダー光学系の光軸と非平行であり、ファインダー光学系の光軸に対して斜方向から焦点板１０４からの光束を集光している。このため、測光素子１０９に到達する光量は少なくなる。
【００２０】
特に撮像光学系１０１の撮影レンズの絞りを絞った場合は焦点板１０４に入射する光束の入射角度が小さくなるため、よりその傾向が顕著となる。このため測光レンズ１０８はスポット測光性能に影響がない限り、出来るだけ明るくすることが求められる。またスポット測光は被写体のごく一部の明るさ情報を得るために用いられる機能であることから、その測光範囲はある程度狭くする必要がある。そのため測光レンズのデフォーカス位置を調整するためには組み立て時に位置調節の過程を導入する必要がある。
【００２１】
一般にこの調整は困難であるため、測光レンズ１０８としては調整が必要ないほどに焦点深度を深くすることが望ましい。しかしながら測光素子１０９上で観察するスポットの焦点深度は、測光レンズ１０８のＦ値によって概ね決定する。Ｆ値を大きくすることで焦点深度を深くすることが出来るが、その場合、測光素子１０９に到達する光量が落ちてしまう。このように相反した条件を満足するためには、本発明の測光レンズでは図２（ｂ）のような光線分布にしている。
【００２２】
図２（ａ）、（ｂ）は、測光レンズから出射した光束が測光素子の中心に入射するときの光路の模式図である。２０４、２０６は測光レンズである。２０１、２０２、２０３は機械誤差によって測光素子が取りうる光軸方向のデフォーカス位置を表している。位置２０２は設計中心の場合の測光素子の配置位置である。また図３は図２のデフォーカス位置２０１、２０２、２０３における光束のスポットの大きさを示している。
【００２３】
図２（ａ）は測光レンズ２０４に球面収差のないときの光路を表した模式図である。光束２０５は測光素子の中心に入射する光束を射出瞳を通過する高さごとに区切って表示している。位置２０１、２０２、２０３と光束２０５の交点において、光軸からの光線高さの最も高い位置から光線高さの最も低い位置までが、この測光レンズ２０４のそのデフォーカス位置におけるスポットの大きさとなる。
【００２４】
図３（ａ）において、スポット３０１が図２（ａ）のデフォーカス位置２０１に相当する。スポット３０２が図２（ａ）の位置２０２に相当する。スポット３０３が図２（ａ）の位置２０３に相当する。ここでスポット３０２は小さいスポット径となるのに対して、スポット３０１やスポット３０３は大きくなっている。このように、測光素子１０９が位置２０１や位置２０３にある場合と位置２０２にある場合で測光するスポットの大きさが異なる。このために、各部材のばらつきによってスポット測光する際の測光範囲が異なってくる。
【００２５】
一方、図２（ｂ）は測光レンズ２０６に球面収差のあるときの光路の模式図である。光束２０７は測光素子の中心に入射する光束を射出瞳を通過する高さごとに区切って表示している。図２（ｂ）では測光レンズ２０６の射出瞳を通過する光軸からの光線高さが低い位置において、測光素子の位置よりアンダー方向に集光する。つまり、近軸焦点距離を短くしている。また、光線高さの高い位置においては集光位置を測光素子のデフォーカス中心位置に合うように球面収差を発生させている。このときのスポットの大きさを図３（ｂ）に示す。
【００２６】
スポット３０４は図２（ｂ）の位置２０１に相当する。スポット３０５は図２（ｂ）の位置２０２に相当する。スポット３０６は図２（ｂ）の位置２０３に相当している。このときスポット３０５のように、位置２０２でのスポット径を大きくしている。スポット３０４やスポット３０６におけるスポット径の大きさは図２（ａ）のスポット３０１やスポット３０３と同程度になっている。これにより図２（ｂ）に示す光路となる球面収差を発生させることで、各部材のバラツキによるスポット測光の測光範囲の差を小さくしている。
【００２７】
各部材の製造誤差によるデフォーカス方向のスポット径の大きさの変動量を抑える方法として、測光レンズの球面収差をより大きく残すなどして取りうるデフォーカス範囲全体でスポット径を大きくするという方法がある。しかしその場合、図２（ａ）の位置２０１や位置２０３の中心位置２０２からずれた位置におけるスポット径の大きさがより大きくなってしまう。この結果、被写体の一部の輝度情報を測るというスポット測光として許容値が外れることがある。
【００２８】
本実施例では光軸からの光線高さの高い位置の光線を測光素子の中心位置に合わせている。これによって測光素子がデフォーカス方向にずれた場合でもスポット径の大きさが上限値から大きく外れないようにしている。また、光軸からの光線高さの低い位置での光線が測光素子よりオーバーに結像させても、アンダーに結像させた場合と近い効果が得られるが、アンダー側への結像の方がよりデフォーカス中心でのスポット径の大きさを大きく出来る。このことは図２（ａ）、（ｂ）の概略図を作図してみれば明らかである。
【００２９】
測光レンズ２０６に図２（ｂ）のような光路を通る収差を発生させる場合、球面収差をオーバー側に設定する必要がある。しかしながら軸上近傍で大きな球面収差を発生させると、軸外から入射する光束に対してコマ収差が多く発生してしまう。このような収差の発生と補正を単一レンズで行なう場合、球面収差に対する影響が強い第１レンズ面（光入射面）では球面収差を多く発生させることが必要になる。
【００３０】
そこで本発明の測光レンズは次の構成をとっている。測光レンズの光入射面と光出射面は共に屈折力が正で、かつ非球面形状である。そして光軸からの任意の高さｈにおける光入射面の近軸曲率球面のレンズ面のサグ量から光入射面の非球面形状のレンズ面のサグ量を引いた値を非球面量Ａｓｐ１とする。非球面量Ａｓｐ１の最大値をＭＡＸ（Ａｓｐ１）とし、さらにＭＡＸ（Ａｓｐ１）／ｆとすることで規格化した非球面量を算出する。測光レンズの焦点距離をｆとする。このとき、
０．２５＜ＭＡＸ（Ａｓｐ１）／ｆ＜０．７０      ・・・（１）
なる条件式を満足する。
【００３１】
更に光軸方向にＸ軸、光軸に対し垂直方向にｈ軸、光の進行方向を正とする。Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸ（ｈ）として、非球面形状を、
Ｘ（ｈ）＝ｈ２／｛Ｒ［１＋｛１−（１＋Ｋ）ｈ２／Ｒ２｝１/２］｝＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０＋Ａ１２ｈ１２
なる式で表す。このときＸのｈに関する２次微分値をＺ（ｈ）とするとき、光出射面の非球面形状は２次微分値Ｚ（ｈ）が０との交点を２つ以上持つような形状にしている。
【００３２】
条件式（１）の上限値を超えると光入射面（第１レンズ面）で所望の球面収差を発生させることが困難になる。また下限値を超えると測光レンズを大口径化したとき、軸外の光束において光出射面（第２レンズ面）のレンズ形状に関わらずコマ収差が多く発生してくる。
【００３３】
ここで、図１８を用いて球面形状のレンズ面のサグ量と非球面形状のレンズ面のサグ量の意味を説明する。サグ量はレンズ頂点面から、レンズ面の光軸上のある位置での光軸方向の距離をいう。図１８に示すようにレンズ面の曲率が＋となっている場合、サグ量も＋となる。ＭＡＸ（Ａｓｐ１）はレンズ内径Ｄ１（高さＤ１／２）の範囲内において球面の近軸曲率のレンズ面のサグ量から非球面形状のレンズ面のサグ量を引いたＡｓｐ１数値が最も大きくなる光軸からの位置（高さ）である。通常はレンズ内径の最端がその条件に当てはまる。
【００３４】
次に光出射面においては、軸上光束は光入射面の強い球面収差をそのまま残し、かつ軸外光束で大きく発生したコマ収差は取り除くという、軸上光束と軸外光束に対して異なる収差を与えることが求められる。そのために、光出射面の非球面形状を表す式Ｘ（ｈ）としたとき、その２回微分値Ｚ（ｈ）はＺ（ｈ）＝０となる点が少なくとも２点必要になる。この条件は光出射面の面形状に変曲点を２つ以上もつということと同義である。
【００３５】
加えて、このような収差を単一レンズに与える条件として光出射面で軸上光束と軸外光束が分離している必要があることから、レンズ面の頂点間隔（厚さ）ｄがある一定以上に離れている必要がある。このため、光入射面のレンズ内径をＤ１、レンズの材料の屈折率をｎ、レンズの焦点距離をｆとする。このとき次式を満足する必要がある。
【００３６】
０．５×Ｄ１×（ｎ２−１）＜ｄ＜１．５×Ｄ１×（ｎ２−１）  ・・・（２）
ただしレンズ内径とは、レンズの鏡面が製作されている範囲全面のことを指す。条件式（２）の下限値を超えて厚さｄが小さくなると、光入射面の曲率を極端に小さくしなければ光射出面で軸上光線と軸外光線を分離することが出来なくなりよくない。また上限値を超えて厚さｄが厚くなると、光出射面までの光路における光線角度を緩やかにするため光入射面の曲率を大きくしなければならず、光入射面で球面収差を多く与えることが出来なくなるため良くない。また、レンズ中に折り曲げ用のミラーを設けても測光レンズ全体が大きくなり過ぎてしまい、良くない。
【００３７】
光出射面においては光入射面で発生させた強い球面収差を、光軸近傍においてはそのまま残しておく一方で、レンズ周辺部については強く補正している。単一レンズの光入射間円の前面に絞りを配置する光学系においては、軸上光線と軸外光線は光入射面のほぼ同じ領域を通過することになる。軸外光線は軸上光線より大きな角度で光入射面に入射するため、通常軸上光線よりも大きな収差が発生する。取り分け本構成のような軸上光線に対しても球面収差のある構成の場合、軸外光線においてはそれが非常に強いコマ収差として発生してしまう。
【００３８】
それを補正するために光出射面では異なる二つの役割を負担する必要があり、その要求を満たすと光射出面の非球面形状は必然的に変曲点を持つ形状となる。このとき光出射面におけるＺ（ｈ）＝０となる高さｈｉは、
０．１≦２×ｈｉ／Ｄ１≦０．５    ・・・（３）
の範囲内になる。この位置は光出射面において光軸とレンズ周辺部の中間付近の位置を示している。
【００３９】
以下、本発明の実施例による測光レンズについて説明する。実施例中において、光軸方向にＸ軸、光軸に対し垂直方向にｈ軸、光の進行方向を正とする。Ｒを近軸曲率半径、Ｋを円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２を各々非球面係数、光軸からの高さｈの位置での光軸方向の変位を面頂点を基準にしてＸ（ｈ）として、非球面形状を、
Ｘ（ｈ）＝ｈ２／｛Ｒ［１＋｛１−（１＋Ｋ）ｈ２／Ｒ２｝１/２］｝＋Ａ４ｈ４＋Ａ６ｈ６＋Ａ８ｈ８＋Ａ１０ｈ１０＋Ａ１２ｈ１２
なる式で表している。
【００４０】
また、光線有効径はレンズ光入射面の前に設けられた開口部のことを指しており、Ｆ値は開口部の値と測光レンズの焦点距離との比によって求められる。
【００４１】
図４は実施例１の測光レンズのレンズ断面であり、図５は実施例１の測光レンズの球面収差図である。実施例１の測光レンズの焦点距離は６．４０４ｍｍ、材料の屈折率は１．５３１１、光線有効径は５．９ｍｍ、Ｆ値は１．０９である。４０１はレンズ開口部、４０２は光入射面（第１レンズ面）、４０３は光出射面（第２レンズ面）、４０４は測光素子の位置を示している。
【００４２】
図６は実施例２の測光レンズのレンズ断面であり、図７は実施例２の測光レンズの球面収差図である。実施例２の測光レンズの焦点距離は７．２３ｍｍ、材料の屈折率は１．５３１１、光線有効径は６．６ｍｍ、Ｆ値は０．９１６である。６０１はレンズ開口部、６０２は光入射面、６０３は光出射面、６０４は測光素子の位置を示している。
【００４３】
図８は実施例３の測光レンズのレンズ断面であり、図９は実施例３の測光レンズの球面収差図である。実施例３の測光レンズの焦点距離は６．２５ｍｍ、材料の屈折率は１．５３１１、光線有効径は５．９ｍｍ、Ｆ値は１．０６である。８０１はレンズ開口部、８０２は光入射面（第１レンズ面）、８０３は光出射面（第２レンズ面）、８０４は測光素子の位置を示している。
【００４４】
図１０は実施例４の測光レンズのレンズ断面であり、図１１は実施例４の測光レンズの球面収差図である。実施例４の測光レンズの焦点距離は６．１１ｍｍ、材料の屈折率は１．６３５０、光線有効径は７．０ｍｍ、Ｆ値は０．８７３である。１００１はレンズ開口部、１００２は光入射面（第１レンズ面）、１００３は光出射面（第２レンズ面）、１００４は測光素子の位置を示している。
【００４５】
また図１４は実施例１の測光レンズから球面収差を補正した場合の参考例１のレンズ形状であり、図１５は参考例１の球面収差図を示す。１４０１はレンズ開口部、１４０２は光入射面（第１レンズ面）、１４０３は光出射面（第２レンズ面）、１４０４は測光素子の位置を示している。
【００４６】
図５、図７、図９、図１１の球面収差図を見ると、光線高さが高くなるにつれて球面収差がオーバーになり、光線がある高さ以上の部分については一定値の球面収差量となっている。これによって、図２（ｂ）のような光線分布を得ている。また、実施例１乃至４のどの場合においても、条件式（２）を満足している。
【００４７】
図１２に実施例１乃至４の測光レンズの光入射面の非球面量を焦点距離で規格化した値を、図１３は光出射面の非球面形状の２回微分値Ｚ（ｈ）の値を焦点距離で規格化した値を示す。それぞれ横軸は、光入射面のレンズ内径Ｄ１で規格化した値になっている。図１２の非球面量では、実施例１乃至４までの値が＋０．３から＋０．５程度になっているのに対し、参考例１の球面収差を補正したレンズにおいては図１６に示すように非球面量が＋０．３以下となっており、これは先に述べた条件式と一致する。非球面量が＋０．７より大きくなると、軸外光束で補正困難なコマ収差が発生してしまうことは既に述べた。
【００４８】
図１３では実施例における光出射面のレンズ形状の二回微分値Ｚ（ｈ）を焦点距離で規格化した値を表している。実施例１乃至実施例４までのすべてのＺ（ｈ）が０と２回以上の交点を持っているおり、またその交点は全て０．１から０．５の条件式（３）で示す範囲内に収まっていることが確認できる。
【００４９】
この変曲点は光入射面で強く発生させた球面収差をそのまま残す領域と、補正する領域とを両方を光出射面に持たせる必要があるためである。変曲点が０．１から０．５までの範囲内にあるのは、その位置が中心像高の光束と軸外光束との中間位置となっているためである。このような変曲点は、球面収差の補正のみを行なった図１７の参考例１においては見られない。以上の実施例１乃至４と参考例１についての数値データを表１に示す。
【００５０】
（数値実施例１）
レンズ焦点距離  ｆ＝６．４０４ｍｍ
光線有効径＝５．９ｍｍ
レンズＦ値  １．０９
頂点間隔  ｄ＝９．５ｍｍ
レンズ屈折率ｎ＝１．５３１
最大像高  １．０ｍｍ
第１面レンズ内径  Ｄ１＝７．２ｍｍ
第２面レンズ内径  Ｄ２＝７．２ｍｍ
第１面非球面データ
Ｒ＝３．６５５
Ａ４＝−８．０８３Ｅ−０３
Ａ６＝１．２６６Ｅ−３
Ａ８＝−１．９１６Ｅ−４
Ａ１０＝１．４６０Ｅ−５
Ａ１２＝−５．３６３Ｅ−７
第２面非球面データ
Ｒ＝−４．９８２
Ａ４＝−２．９２０Ｅ−３
Ａ６＝６．１９０Ｅ−３
Ａ８＝−７．８９３Ｅ−４
Ａ１０＝−２．０８５Ｅ−５
【００５１】
（数値実施例２）
レンズ焦点距離  ｆ＝７．２３１ｍｍ
光線有効径＝６．６ｍｍ
レンズＦ値  １．１０
頂点間隔  ｄ＝９．５
レンズ屈折率ｎ＝１．５３１
最大像高  １．４ｍｍ
第１面レンズ内径  Ｄ１＝７．５ｍｍ
第２面レンズ内径  Ｄ２＝５．５ｍｍ
第１面非球面データ
Ｒ＝−４．０１１
Ａ４＝１．０４５Ｅ−３
Ａ６＝−１．０６７Ｅ−３
Ａ８＝１．２７８Ｅ−４
Ａ１０＝−６．５４４Ｅ−６
Ａ１２＝８．２０７Ｅ−８
第２面非球面データ
Ｒ＝−１７．５５０
Ａ４＝−４．６４９Ｅ−４
Ａ６＝１．２４８Ｅ−３
Ａ８＝９．４５４Ｅ−５
Ａ１０＝−２．９３９Ｅ−５
Ａ１２＝６．７８３Ｅ−７
【００５２】
（数値実施例３）
レンズ焦点距離  ｆ＝６．２５３ｍｍ
光線有効径＝５．９ｍｍ
レンズＦ値  １．０６
頂点間隔  ｄ＝９．５ｍｍ
レンズ屈折率ｎ＝１．５３１
最大像高  １．０ｍｍ
第１面レンズ内径  Ｄ１＝７．２ｍｍ
第２面レンズ内径  Ｄ２＝７．２ｍｍ
第１面非球面データ
Ｒ＝３．６５０
Ａ４＝−１．６０５Ｅ−２
Ａ６＝４．５２９Ｅ−３
Ａ８＝−８．６７９Ｅ−４
Ａ１０＝７．６８２Ｅ−５
Ａ１２＝−２．６２８Ｅ−６
第２面非球面データ
Ｒ＝−３．６５０
Ａ４＝−４．３０６Ｅ−２
Ａ６＝−２．８１９Ｅ−２
Ａ８＝−５．７７６Ｅ−３
Ａ１０＝４．９４４Ｅ−４
Ａ１２＝−１．４７７Ｅ−６
【００５３】
（数値実施例４）
レンズ焦点距離  ｆ＝６．１１０ｍｍ
光線有効径＝７．０ｍｍ
レンズＦ値  ０．８７３
頂点間隔  ｄ＝９．５
レンズ屈折率ｎ＝１．６３５
最大像高  １．１ｍｍ
第１面レンズ内径  Ｄ１＝８．４ｍｍ
第２面レンズ内径  Ｄ２＝８．４ｍｍ
第１面非球面データ
Ｒ＝４．２８５
Ａ４＝−３．１７９Ｅ−３
Ａ６＝１．６７２Ｅ−５
Ａ８＝１．００９Ｅ−５
Ａ１０＝−８．７０７Ｅ−７
Ａ１２＝０
第２面非球面データ
Ｒ＝−６．０２１
Ａ４＝２．９０８Ｅ−３
Ａ６＝７．８９０Ｅ−５
Ａ８＝２．１０１Ｅ−５
Ａ１０＝０
Ａ１２＝０
【００５４】
（参考例１）
レンズ焦点距離  ｆ＝６．４８２ｍｍ
光線有効径＝５．９ｍｍ
レンズＦ値  １．１０
頂点間隔  ｄ＝９．５
レンズ屈折率ｎ＝１．５３１
最大像高  １．０ｍｍ
第１面レンズ内径  Ｄ１＝７．２ｍｍ
第２面レンズ内径  Ｄ２＝７．２ｍｍ
第１面非球面データ
Ｒ＝４．１４６
Ａ４＝−９．２４３Ｅ−４
Ａ６＝−１．７２３Ｅ−４
Ａ８＝２．１０９Ｅ−６
Ａ１０＝１．０８４Ｅ−６
Ａ１２＝−１．１２４Ｅ−１２
第２面非球面データ
Ｒ＝−４．２１６
Ａ４＝０
Ａ６＝０
Ａ８＝０
Ａ１０＝０
Ａ１２＝０
【００５５】
【表１】
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【符号の説明】
【００５６】
１０１  撮像光学系      １０３  撮像素子      １０４  焦点板
１０５  正立光学系      １０６  接眼レンズ      １０７  アイポイント
１０８  測光レンズ      １０９  測光素子
【図１８】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
2017009893.tif 000014
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2017009893.tif 000019
【図１６】
2017009893.tif 000020
【図１７】
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