(57)【要約】【課題】コンパクトで高性能なビューファインダー及びそれを用いた撮像装置を提供する。【解決手段】  仮想面としての観察面とアイポイントの間に位置する観察光学であって、前記観察光学系は、前記観察面側から順に、正レンズ又は負レンズを有する第１レンズ群と、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズが接合された接合レンズを有する第２レンズ群と、正レンズを有する第３レンズ群と、を備え、前記第１レンズ群乃至前記第３レンズ群を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズ面は非球面からなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仮想面としての観察面とアイポイントの間に位置する観察光学系であって、
前記観察光学系は、前記観察面側から順に、
正レンズ又は負レンズを有する第１レンズ群と、
少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズが接合された接合レンズを有する第２レンズ群と、
正レンズを有する第３レンズ群と、
を備え、
前記第１レンズ群乃至前記第３レンズ群を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズ面は非球面からなることを特徴とする観察光学系。
【請求項２】
前記第１レンズ群の前記観察面側では、前記観察面の中心から射出した光束のうちの８０％と、前記観察面の周辺部から射出した光束の８０％は、重ならない
ことを特徴とする請求項１記載の観察光学系。
【請求項３】
前記第３レンズ群の最も前記アイポイント側に位置するレンズは、正レンズ１枚からなる
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の観察光学系。
【請求項４】
前記非球面は、該面上の第１の点における第１の法線と、第２の点における第２の法線が交わるような形状であって、
以下の条件式（１）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の観察光学系。
０＜ａｘ／Ｒａ＜１                                ・・・（１）
ただし、ａｘは前記非球面の頂点から第３の点までの光軸上の距離であって、
Ｙを前記観察面おける最軸外主光線の通過位置、前記第１の点を、該位置Ｙの０．９倍の位置（０．９Ｙ）の軸外主光線が前記非球面と交わる点、前記第２の点を、該位置Ｙの０．７倍の位置（０．７Ｙ）の軸外主光線が前記非球面と交わる点、Ｎを前記第１の法線と前記第２の法線の交点としたとき、該第３の点は、該交点Ｎを通り前記光軸と垂直な直線が前記光軸と交わる点であり、
Ｒａは前記非球面の頂点曲率半径、
である。
【請求項５】
以下の条件式（２）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の観察光学系。
−８＜ｒ３／ｆ＜−０．２                          ・・・（２）
ただし、ｒ３は前記接合レンズにおけるレンズ面のうちの最も前記観察面側に位置するレンズ面の曲率半径、
ｆは前記観察光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項６】
前記第１レンズ群は前記非球面を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１つに記載の観察光学系。
【請求項７】
前記第１レンズ群の前記アイポイント側の面は前記非球面である
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１つに記載の観察光学系。
【請求項８】
前記非球面は、曲率の向きが変わる変曲点を２つ以上有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１つに記載の観察光学系。
【請求項９】
以下の条件式（３）及び（３）’を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載の観察光学系。
０＜Ｒａ／ａｘ９＜５                            ・・・（３）
０＜Ｒａ／ａｘ７＜５                            ・・・（３）’
ただし、ａｘ９は前記非球面の頂点から第４の点までの光軸上の距離、ａｘ７は前記非球面の頂点から第５の点までの光軸上の距離であって、
Ｙを前記観察面おける最軸外主光線の位置、第１の点を、該位置Ｙの０．９倍の位置（０．９Ｙ）の軸外主光線が前記非球面と交わる点としたとき、該第４の点は、該第１の点における第１の法線が前記光軸と交わる位置であり、
第２の点を、前記位置Ｙの０．７倍の位置（０．７Ｙ）の軸外主光線が前記非球面と交わる点としたとき、該第５の点は、該第２の点における第２の法線が前記光軸と交わる点であり、
Ｒａは非球面の頂点曲率半径、
である。
【請求項１０】
以下の条件式（４）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれか１つに記載の観察光学系。
−０．５＜Δｘ／ｈ＜−０．０３５                  ・・・（４）
ただし、ｈは最軸外主光線が前記非球面と交わる位置Ｃの光軸からの距離、
Δｘは前記点Ｃにおける非球面と、非球面の光軸頂点曲率半径に基づく母球面との光軸方向の距離、
である。
【請求項１１】
以下の条件式（５）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１つに記載の観察光学系。
０°＜εｈ＜２０°                                ・・・（５）
ただし、εｈは前記観察面における最軸外主光線の射出角[°]
前記最軸外主光線は、所定の位置で前記観察光学系の光軸と交わる軸外主光線のうちの最も外側に位置する主光線、前記所定の位置は、最も前記アイポイント側に位置する前記観察光学系のレンズ面から、前記アイポイント側に２０ｍｍ離れた位置、である。
【請求項１２】
以下の条件式（６）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１つに記載の観察光学系。
０＜Ｅｎｘ／Ｙ１＜４０                            ・・・（６）
ただし、Ｅｎｘは前記観察面から入射瞳までの距離、
Ｙ１は前記観察面における所定の軸外主光線の高さ、
前記所定の軸外主光線は、所定の位置で前記観察光学系の光軸と交わる軸外主光線のうちの視野角３０度に対応する主光線、前記所定の位置は、最も前記アイポイント側に位置する前記観察光学系のレンズ面から、前記アイポイント側に２０ｍｍ離れた位置、である。
【請求項１３】
以下の条件式（７）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１２のいずれか１つに記載の観察光学系。
−０．６８＜ｆasp／ｆ＜―０．１５                 ・・・（７）
ただし、ｆaspは前記非球面を有するレンズと、前記接合レンズとの合成焦点距離、
ｆは前記観察光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項１４】
以下の条件式（８）及び（８）’を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１３
のいずれか１つに記載の観察光学系。
１．７＜ｎ＜２．２                                ・・・（８）
１．７＜ｎ’＜２．２                              ・・・（８）’
ただし、ｎは前記接合レンズのうちの最も前記観察面側に位置するレンズの屈折率、
ｎ’は前記接合レンズうちの最も前記アイポイント側に位置するレンズの屈折率、
である。
【請求項１５】
以下の条件式（９）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか１つに記載の観察光学系。
｜ｎ−ｎ’｜＜０．１５                            ・・・（９）
ただし、ｎは前記接合レンズのうちの最も前記観察面側に位置するレンズの屈折率、
ｎ’は前記接合レンズのうちの最も前記アイポイント側に位置するレンズの屈折率、
である。
【請求項１６】
以下の条件式（１０）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の観察光学系。
１３ｍｍ＜ＥＰ＜４０ｍｍ                          ・・・（１０）
ただし、ＥＰはアイポイント距離であって、該アイポイント距離は、前記観察光学系の最も前記アイポイント側のレンズ面から前記アイポイントまでの距離[mm]である。
【請求項１７】
以下の条件式（１１）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１６のいずれかに記載の観察光学系。
１３．５ｍｍ＜ｆ＜４５ｍｍ                        ・・・（１１）
ただし、ｆは前記観察光学系全系の焦点距離である。
【請求項１８】
以下の条件式（１２）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１７のいずれかに記載の観察光学系。
０．０８＜ｔａｎθ×ＥＰ／ｆ＜１．６              ・・・（１２）
ただし、θは最大視野角、
ＥＰは前記アイポイント距離、
ｆは前記観察光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項１９】
以下の条件式（１３）及び条件式（１４）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１８のいずれかに記載の観察光学系。
０．８５＜ｆｌ／ｆ＜３                            ・・・（１３）
０＜（ｒ−ｒ'）／（ｒ＋ｒ'）＜３０              ・・・（１４）
ただし、ｆｌは前記第３レンズ群の焦点距離、
ｆは前記観察光学系全系の焦点距離、
ｒは前記第３レンズ群における前記観察面側レンズ面の曲率半径、
ｒ'は前記第３レンズ群における前記アイポイント側レンズ面の曲率半径、
である。
【請求項２０】
更に、前記観察面の位置に視野絞りまたは画像表示素子を有し、
以下の条件式（１５）を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項１９のいずれか１つに記載のビューファインダー。
３０＜ｔａｎ-1（Ｙ２／ｆ）＜４７                ・・・（１５）
ただし、Ｙ２は前記視野絞りまたは前記画像表示素子における対角長、
ｆは前記観察光学系全系の焦点距離、
である。
【請求項２１】
撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラーと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導くビューファインダーとを有し、
前記ビューファインダーに請求項１乃至請求項２０のいずれか１つに記載の観察光学系を用いた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、観察光学系及びそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
非球面を使用し、少ない枚数で歪曲収差を補正したビューファインダーが開示されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開平５−２１５９７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記特許文献１に記載された技術では、アイポイント距離が短く、非点収差が大きかった。したがって、視野角が大きくなり、ファインダー光学系の焦点距離が大きくなり、大型化し、収差を良好に補正することが困難であった。
【０００４】
本発明は従来技術のこれらの問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクトで十分なアイポイント距離と視野角を有し、収差が良好に補正された観察光学系、及びそれを用いた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明の観察光学系は、仮想面としての観察面とアイポイントの間に位置する観察光学系とであって、前記観察光学系は、前記観察面側から順に、正レンズ又は負レンズを有する第１レンズ群と、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズが接合された接合レンズを有する第２レンズ群と、正レンズを有する第３レンズ群と、を備え、前記第１レンズ群乃至前記第３レンズ群を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズ面は非球面からなることを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の撮像装置は、撮像素子と、画像を表示する画像表示素子と、前記撮像素子から得られた画像情報を前記画像表示素子にて表示可能な信号に変換するコントローラーと、前記画像表示素子に表示された画像を観察者の眼に導くビューファインダーとを有し、前記ビューファインダーに上記の観察光学系を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
以上の本発明によると、コンパクトで十分なアイポイント距離と視野角を有し、収差（歪曲収差、非点収差及び色収差等）が良好に補正された観察光学系、及びそれを用いた撮像装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本実施形態の観察光学系について、以下説明する。なお、以下の説明において、アイポイントＥは、観察面Ｄから射出された最軸外の光束がφ４の仮想絞りＳ内をフルに通る位置（仮想絞りＳの位置）のことである。この位置では、最軸外の光束の光束径と、仮想絞りＳの開口部の径（φ４）は略一致している。また、アイポイント距離ＥＰは、観察光学系（接眼レンズ）の最もアイポイント側のレンズ面からアイポイントまでの距離のことである（図１２（ａ）参照）。
【０００９】
なお、図１２（ａ）では、所定の位置は、アイポイント（仮想絞り）の位置とずれている（アイポイント距離の方が２０ｍｍより長い）。しかしながら、所定の位置は、アイポ
イント（仮想絞り）の位置と一致していてもよい。所定の位置とアイポイント位置が異なる場合、アイポイント位置では、上側光束の幅と下側光束の幅が異なる。所定の位置とアイポイント位置が同じ場合、アイポイント位置では、上側光束の幅と下側光束の幅が等しくなる。
【００１０】
本実施形態の観察光学系は、ビューファインダーへの利用に適している光学系である。ビューファインダーでは、観察面Ｄの位置に、視野絞り、すりガラスあるいは画像表示素子等の具体物が配置される。ただし、観察光学系としては、観察面Ｄの位置に具体物が存在しない。よって、観察光学系においては、観察面Ｄは仮想面となる。
【００１１】
本実施形態の観察光学系は、仮想面としての観察面とアイポイントの間に位置する観察光学系である。この観察光学系は、観察面側から順に、正レンズ又は負レンズを有する第１レンズ群と、少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズが接合された接合レンズを有する第２レンズ群と、正レンズを有する第３レンズ群と、を備える。このような構成により、本実施形態の観察光学系では、接合レンズの負レンズと正レンズで色収差を良好に補正することができる。また、本実施形態の観察光学系では、接合レンズの他に１枚の正レンズを有している。よって、この１枚の正レンズで、十分なアイポイント距離と広視野角を得ることができる。
【００１２】
そして、上記の構成において、第１レンズ群乃至第３レンズ群を構成するレンズのうち少なくとも１つのレンズ面は非球面からなる。このように非球面を用いることで、単色収差を補正することができる。また、軸外光束と、軸上光束の性能を分けて補正できるので、収差補正上好ましい。
【００１３】
また、本実施形態の観察光学系は、第１レンズ群の観察面側では、観察面の中心から射出した光束のうちの８０％と、観察面の周辺部から射出した光束の８０％は、重ならないことが好ましい（図９参照）。言い換えると、中心から射出した光束と周辺部から射出した光束が重なり合う領域は、最大でも全体（中心から射出した光束全体、あるいは周辺部から射出した光束全体）の２０％である。
【００１４】
このように、軸上光束と軸外光束が分離していると、一方の光束に対する影響を抑えながら他方の光束について収差補正を行うことが容易にできる。すなわち、軸外光束と軸上光束の結像性能について分けて考えられるので好ましい。
【００１５】
また、本実施形態の観察光学系は、第３レンズ群の最もアイポイント側のレンズは、正レンズ１枚からなることが好ましい。
【００１６】
正レンズを最もアイポイント側に配置することで、十分なアイポイント距離と広視野角を得ることができる。
【００１７】
また、本実施形態の観察光学系では、記非球面は、面上の第１の点における第１の法線と、第２の点における第２の法線が交わるような形状であって、以下の条件式（１）を満足することが好ましい。
０＜ａｘ／Ｒａ＜１                                ・・・（１）
ただし、ａｘは非球面の頂点から第３の点までの光軸上の距離（空気換算長）であって、
Ｙを観察面おける最軸外主光線の通過位置、第１の点を、該位置Ｙの０．９倍の位置（０．９Ｙ）の軸外主光線が非球面と交わる点、第２の点を、該位置Ｙの０．７倍の位置（０．７Ｙ）の軸外主光線が非球面と交わる点、Ｎを第１の法線と第２の法線の交点としたとき、第３の点は、交点Ｎを通り光軸と垂直な直線が光軸と交わる点であり、
Ｒａは非球面の頂点曲率半径、
である（図１０参照）。
【００１８】
条件式（１）を満足することで、非点収差、コマ収差及び歪曲収差を良好に補正することができる。条件式（１）の上限の１を上回ると、非点収差、コマ収差及び歪曲収差の補正効果が小さくなり好ましくない。条件式（１）の下限の０を下回ると、非点収差、コマ収差及び歪曲収差のバランスがとれないので好ましくない。
【００１９】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（２）を満足することが好ましい。
−８＜ｒ３／ｆ＜−０．２                          ・・・（２）
ただし、ｒ３は接合レンズにおけるレンズ面のうちの最も観察面側に位置するレンズ面の曲率半径、
ｆは観察光学系全系の焦点距離、
である。
【００２０】
条件式（２）を満足することにより、コンパクトでありながら収差を良好に補正することができる。
【００２１】
条件式（２）の下限の−８を下回ると、最もアイポイント側に位置する正レンズでの収差補正の負荷が大きくなる。この場合、特に像面湾曲等が悪化するので好ましくない。最もアイポイント側に位置する正レンズには、例えば、第３レンズ群の正レンズが該当する。
【００２２】
条件式（２）の上限の−０．２を上回ると、接合レンズの観察面側の曲率半径がきつくなる（小さくなる）。この場合、球面収差やコマ収差が悪化するので好ましくない。
【００２３】
なお、条件式（２）の下限を−６とした条件式を満足すると、さらに収差補正上有利になる。また、条件式（２）の下限を−４とした条件式を満足とすると、さらに収差補正上有利になる。
【００２４】
また、本実施形態の観察光学系は、第１レンズが非球面を有することが好ましい。
【００２５】
第１レンズ群に非球面を適用することで、光束の分離度を高くし、且つ、全系を小さくできる。
【００２６】
また、本実施形態の観察光学系は、第１レンズ群のアイポイント側の面が非球面であることが好ましい。
【００２７】
第１レンズ群のアイポイント側の面に非球面を適用することで、光束の分離度を確保し、且つ、光束の広がりも確保することができる。これにより、コマ収差等に関して光学系の補正能力を上げることができる。
【００２８】
また、本実施形態の観察光学系では、非球面は、曲率の向きが変わる変曲点を２つ以上有することが好ましい。
【００２９】
非球面が、曲率の向きが変わる変曲点を２つ以上有することで、中心と周辺の間を通過する光束に対して、収差を良好に補正することができる。その結果、中間視野角領域での性能が向上する。
【００３０】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（３）及び（３）’を満足することが好ましい。
０＜Ｒａ／ａｘ９＜５                              ・・・（３）
０＜Ｒａ／ａｘ７＜５                              ・・・（３）’
ただし、ａｘ９は非球面の頂点から第４の点までの光軸上の距離（空気換算長）、ａｘ７は非球面の頂点から第５の点までの光軸上の距離（空気換算長）であって、
Ｙを観察面おける最軸外主光線の位置、第１の点を、位置Ｙの０．９倍の位置（０．９Ｙ）の軸外主光線が非球面と交わる点としたとき、第４の点は、第１の点における第１の法線が光軸と交わる位置であり、
第２の点を、位置Ｙの０．７倍の位置（０．７Ｙ）の軸外主光線が非球面と交わる点としたとき、第５の点は、第２の点における第２の法線が前記光軸と交わる点であり、
Ｒａは非球面の頂点曲率半径、
である（図１０参照）。
【００３１】
条件式（３）及び（３）’を満足することで、非点収差、コマ収差及び歪曲収差を良好に補正することができる。条件式（３）及び（３）’の上限の５を上回ると、非点収差、コマ収差及び歪曲収差の補正効果が小さくなるので好ましくない。条件式（３）及び（３）’の下限の０を下回ると、非点収差、コマ収差及び歪曲収差のバランスがとれないので好ましくない。
【００３２】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（４）を満足することが好ましい。
−０．５＜Δｘ／ｈ＜−０．０３５                  ・・・（４）
ただし、ｈは最軸外主光線が非球面と交わる位置Ｃの光軸からの距離、
Δｘは点Ｃにおける非球面と、非球面の光軸頂点曲率半径に基づく母球面との光軸方向の距離、
である（図１１参照）。
【００３３】
条件式（４）の下限の−０．５を下回ると、歪曲収差が−側、メリディオナル面が＋側へ倒れすぎ好ましくない。条件式（４）の上限の−０．０３５を上回ると、歪曲収差が＋側、メリディオナル面が−側へ倒れすぎ好ましくない。
【００３４】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（５）を満足することが好ましい。
０°＜εｈ＜２０°                                ・・・（５）
ただし、εｈは観察面における最軸外主光線の表示素子からの射出角[°]
最軸外主光線は、所定の位置で観察光学系の光軸と交わる軸外主光線のうちの最も外側に位置する主光線、所定の位置は、最もアイポイント側に位置する観察光学系のレンズ面から、アイポイント側に２０ｍｍ離れた位置、
である（図１２参照）。なお、基準位置から時計回りの方向がプラス、反時計回りの方向がマイナスになる。
【００３５】
条件式（５）を満足することで、最適なアイポイント距離が保持でき、光学系の小型化を図ることができる。
【００３６】
条件式（５）の下限の０°を下回ると、観察面からの光線の範囲が広がる。この場合、光学系の外径が大きくなるので好ましくない。
【００３７】
条件式（５）の上限の２０°を上回ると、観察面からの光線の範囲が内側を向きすぎてしまう。この場合、アイポイント距離を確保するためには光学系の全長を長くしなくてはならないので好ましくない。
【００３８】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（６）を満足することが好ましい。
０＜Ｅｎｘ／Ｙ１＜４０                            ・・・（６）
ただし、Ｅｎｘは観察面から入射瞳までの距離、
Ｙ１は観察面における所定の軸外主光線の高さ、
所定の軸外主光線は、所定の位置で観察光学系の光軸と交わる軸外主光線のうちの視野角３０度に対応する主光線、所定の位置は、最もアイポイント側に位置する観察光学系のレンズ面から、アイポイント側に２０ｍｍ離れた位置、
である（図１２参照）。
【００３９】
条件式（６）の下限の０を下回ると、全長が長くなるので好ましくない。
【００４０】
条件式（６）の上限の３０を上回ると、コマ収差が発生するので好ましくない。
【００４１】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（７）を満足することが好ましい。
−０．６８＜ｆasp／ｆ＜−０．１５                ・・・（７）
ただし、ｆaspは前記非球面を有するレンズと接合レンズとの合成焦点距離、      
ｆは結像光学系全系の焦点距離、
である。
【００４２】
条件式（７）の下限の−０．６８を下回ると、光学系全体のパワーが強くなりすぎる。この場合、光学系の外形が大きくなるので好ましくない。
【００４３】
条件式（７）の上限の−０．１５を上回ると、光学系全体のパワーが弱なりすぎる。この場合、光学系全体の全長が長くなるほか、色収差が良好に補正できないので好ましくない。
【００４４】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（８）及び（８）’を満足することが好ましい。
１．７＜ｎ＜２．２                              ・・・（８）
１．７＜ｎ’＜２．２                            ・・・（８）’
ただし、ｎは接合レンズのうちの最も観察面側に位置するレンズの屈折率、
ｎ’は接合レンズのうちの最もアイポイント側に位置するレンズの屈折率、
である。
【００４５】
条件式（８）及び（８）’の下限の１．７を下回ると、曲率半径がきつくなる。この場合、コマ収差が発生するので好ましくない。
【００４６】
条件式（８）及び（８）’の上限の２．２を上回ると、像面湾曲等の補正が困難となるので好ましくない。
【００４７】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（９）を満足することが好ましい。
｜ｎ−ｎ’｜＜０．１５                            ・・・（９）
【００４８】
条件式（９）を満足することで、接合面での単色収差の発生を小さくすること、及び色の補正が十分できるので、好ましい。
【００４９】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（１０）を満足することが好ましい。
１３ｍｍ＜ＥＰ＜４０ｍｍ                          ・・・（１０）
ただし、ＥＰはアイポイント距離であって、アイポイント距離は、観察光学系の最もアイポイント側のレンズ面からアイポイントまでの距離［ｍｍ］である。
【００５０】
条件式（１０）の下限の１３を下回ると、アイポイントに最も近い正レンズ（例えば、上記の第３レンズ群の正レンズ）において、中心光束と周辺光束とが分離しなくなる。この場合、中心性能と周辺性能の両立が困難となるので好ましくない。
【００５１】
条件式（１０）の上限の４０を上回ると、アイポイントに最も近い正レンズが大きくなるので好ましくない。また、周辺光束に対する収差の発生量が大きくなるので好ましくない。
【００５２】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（１１）を満足することが好ましい。
１３．５ｍｍ＜ｆ＜４５ｍｍ                        ・・・（１１）
ただし、ｆは観察光学系全系の焦点距離［ｍｍ］である。
【００５３】
条件式（１１）の下限の１３．５を下回ると、アイポイント距離が短くなるので好ましくない。
【００５４】
条件式（１１）の上限の４５を上回ると、光学系の全長が長くなるので好ましくない。
【００５５】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（１２）を満足することが好ましい。
０．０８＜ｔａｎθ×ＥＰ／ｆ＜１．６              ・・・（１２）
ただし、θは最大視野角、
ＥＰはアイポイント距離、
ｆは観察光学系全系の焦点距離、
である。
【００５６】
条件式（１２）の下限の０．０８を下回ると、視野角とアイポイント距離が小さくなる。この場合、中心軸付近と周辺部での光束の分離が困難となる。その結果、中心性能と周辺性能の両立が困難となるので好ましくない。
【００５７】
条件式（１３）の上限の１．６を上回ると、観察光学系全系の焦点距離が短くなる。この場合、アイポイント距離と、最もアイポイントに近い正レンズのパワー（屈折力）のバランスが崩れる。その結果、周辺性能が劣化しやすくなるので好ましくない。
【００５８】
また、本実施形態の観察光学系は、以下の条件式（１３）及び条件式（１４）を満足することが好ましい。
０．８５＜ｆｌ／ｆ＜３                            ・・・（１３）
０＜（ｒ−ｒ'）／（ｒ＋ｒ'）＜３０              ・・・（１４）
ただし、ｆｌは第３レンズ群の焦点距離、
ｆは観察光学系全系の焦点距離、
ｒは第３レンズ群における観察面側レンズ面の曲率半径、
ｒ'第３レンズ群におけるアイポイント側レンズ面の曲率半径、
である。
【００５９】
条件式（１３）の下限の０．８５を下回ると、第３レンズ群の焦点距離が短くなって収差が大き発生する。この場合、発生した収差を補正が困難となるので、好ましくない。
【００６０】
条件式（１３）の上限の３を上回ると、観察光学系の外径が大きくなる。また、接合レンズで発生する収差量が大きくなる。その結果、色収差と単色の軸外収差に対する補正の両立が困難となるので、好ましくない。
【００６１】
条件式（１４）の下限の０を下回ると、第３レンズ群における観察面側レンズ面の曲率
が強くなる。この場合、主点が観察面側になり、接合レンズとの主点間隔が小さくなる。その結果、特に、非点収差又はコマ収差のバランスがとりにくくなるので好ましくない。
【００６２】
条件式（１４）の上限の３０を上回ると、第３レンズ群におけるアイポイント側レンズ面の曲率が強くなる。この場合、コマ収差等の周辺光束の収差の発生が大きくなるので、好ましくない。
【００６３】
また、本実施形態の観察光学系は、観察面の位置に視野絞りまたは画像表示素子を有し、以下の条件式（１５）を満足することが好ましい。
３０＜ｔａｎ-1（Ｙ２／ｆ）＜４７                ・・・（１５）
ただし、Ｙ２は視野絞りまたは画像表示素子における対角長、
ｆは観察光学系全系の焦点距離、
である。
【００６４】
条件式（１５）の下限の３０を下回ると、視野が狭くなる。この場合、眼の分解能の制約から解像度が上がらなくなるので好ましくない。
【００６５】
条件式（１５）の上限の４７を上回ると、観察面に対する観察光学系全系の焦点距離が短くなる。その結果、コマ収差が発生するので好ましくない。
【００６６】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。なお、以下の各実施例は、観察光学系をビューファインダーに適用したものである。よって、ビューファインダーと称して、観察光学系の説明を行なう。
【００６７】
図１は、ビューファインダーの第１実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００６８】
第１実施例のビューファインダーでは、物体像が形成される観察面ＤとアイポイントＥとの間に、観察光学系Ｏが配置されている。
【００６９】
観察光学系Ｏは、観察面Ｄ側より順に、第１レンズ群としての第１レンズ成分Ｌ１と、第２レンズ群としての第２レンズ成分Ｌ２と、第３レンズ群としての第３レンズ成分Ｌ３と、で構成されている。ここで、第１レンズ成分Ｌ１は、観察面Ｄ側に平面を向けた平凸正レンズからなる。第２レンズ成分Ｌ２は、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズからなる。第３レンズ成分Ｌ３は、両凸正レンズからなる。
【００７０】
非球面は、第１レンズ成分Ｌ１のアイポイント側のレンズ面に用いられている。
【００７１】
図２は、ビューファインダーの第２実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００７２】
第２実施例のビューファインダーでは、物体像が形成される観察面ＤとアイポイントＥとの間に、観察光学系Ｏが配置されている。
【００７３】
観察光学系Ｏは、観察面Ｄ側より順に、第１レンズ群としての第１レンズ成分Ｌ１と、第２レンズ群としての第２レンズ成分Ｌ２と、第３レンズ群としての第３レンズ成分Ｌ３と、で構成されている。ここで、第１レンズ成分Ｌ１は、観察面Ｄ側に平面を向けた平凹負レンズからなる。第２レンズ成分Ｌ２は、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズからなる。第３レンズ成分Ｌ３は、両凸正レンズからなる。
【００７４】
非球面は、第１レンズ成分Ｌ１のアイポイント側面に用いられている。
【００７５】
図３は、ビューファインダーの第３実施例にかかる光学構成を示す光軸に沿う断面図である。
【００７６】
第３実施例のビューファインダーでは、物体像が形成される観察面ＤアイポイントＥの間に、観察光学系Ｏが配置されている。
【００７７】
観察光学系Ｏは、観察面Ｄ側より順に、第１レンズ群としての第１レンズ成分Ｌ１と、第２レンズ群としての第２レンズ成分Ｌ２と、第３レンズ群としての第３レンズ成分Ｌ３とで構成されている。ここで、第１レンズ成分Ｌ１は、観察面Ｄ側に平面を向けた平凸正レンズからなる。第２レンズ成分Ｌ２は、両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズからなる。第３レンズ成分Ｌ３は、アイポイント側に強い凸面を持った正レンズからなる。
【００７８】
非球面は、第１レンズ成分Ｌ１のアイポイント側面に用いられている。
【００７９】
また、観察光学系Ｏは、視度補正を可能とするため、光学系の全体又は一部が移動可能な構成としても良い。光学系の一部が移動する場合は、移動しない固定部が観察面Ｄに対する防塵効果を有する。また、アイポイント側にカバーガラスを有しても良い。なお、観察面Ｄに液晶表示素子ＬＣＤや有機ＥＬ等の表示素子を使用した場合、上記のビューファインダーは電子ビューファインダーとして利用することができる。
【００８０】
以下に、上記実施例１〜３の数値データを示す。また各条件式の値もまとめて示す。
【００８１】
これら実施例の数値データ及び各条件式の値は、ｒは各レンズ面の曲率半径、ｄは各レンズ面間の間隔、ｎは各レンズのｄ線の屈折率、νは各レンズのアッベ数である。また、像面のｒはそれぞれの曲率半径である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【００８２】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（K＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋A2ｙ2＋A4ｙ4 ＋A6ｙ6 ＋A8ｙ8＋A10ｙ10
ただし、ｒは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A2、A4、A6、A8、A10は、それぞれ２次、４次、６次、８次、１０次の非球面係数である。
【００８３】
また、数値データ内のE±N（Nは整数）は、×１０±Nを表す。
【００８４】
数値実施例１
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ    有効径
1（観察面)           ∞        可変                         17.75
2                    ∞        2.00     1.52542    55.78    17.24
3（非球面）        17.872      4.04                         17.07
4                 -17.090      2.14     1.80518    25.42    17.25
5                  26.464     10.12     1.83481    42.71    20.94
6                 -22.094      2.00                         23.38
7                  46.257      6.24     1.64000    60.08    26.80
8                 -40.996      可変                         22.49
9（仮想絞り）        ∞
非球面係数
第３面
K=0,A2=-4.26E-02,A4=1.63E-04
変化量
視度(m-1)        +1       -1       -3 
d1           5.88     4.88    44.70 
d8          22.00    23.00    24.00 
各種データ
視度(m-1)        +1       -1       -3 
視野角          43.55°  44.19°  44.70°
全長            32.43    31.43    30.43 
入射瞳位置   10224.98  -513.41  -251.68 
焦点距離          22.1
前側主点位置      16.72 
前側主点位置      -0.39 
物体高             8.88
各レンズ焦点距離
第１レンズ成分             65.23
第２レンズ成分            282.45
第２レンズ成分負レンズ    -12.62
第２レンズ成分正レンズ     15.93
第３レンズ成分             34.93
【００８５】
数値実施例２
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ    有効径
1（観察面)           ∞        可変                         17.75
2                    ∞        4.53     1.52542    55.78    15.53
3（非球面）        11.316      5.45                         13.67
4                 -58.801      2.00     1.80518    25.42    14.27
5                  24.592      7.56     1.60311    60.64    15.03
6                 -23.063      2.00                         16.59
7                 148.263      7.29     1.51633    64.14    16.83
8                 -18.350      可変                         16.84
9（仮想絞り）        ∞
非球面係数
第３面
K=0,A2=-1.69E-02,A4=7.12E-05
変化量
視度(m-1)        +1       -1       -3 
d1           6.66     4.76     3.06 
d8          21.10    23.00    24.70 
各種データ
視度(m-1)        +1       -1       -3 
視野角          31.67°  33.48°  35.02°
全長            35.49    33.59    31.89 
入射瞳位置      36.20    36.99    38.07 
焦点距離          30.7
前側主点位置      25.01 
後側主点位置      16.82 
物体高             8.88
各レンズ焦点距離
前レンズ成分              -34.85
第１レンズ成分            138.28
第１レンズ成分負レンズ    -21.31
第１レンズ成分正レンズ     20.99
第２レンズ成分             32.10
【００８６】
数値実施例３
単位     ｍｍ
面データ
面番号                  ｒ         ｄ        ｎｄ      νｄ    有効径
1（観察面)           ∞        可変                         11.15
2                    ∞        6.50     1.52542    55.78    11.24
3（非球面）         8.455      2.68                         11.49
4                 -16.092      1.20     1.80518    25.42    11.72
5                  16.054     11.14     1.81600    46.62    22.00
6                 -17.911      1.53                         16.31
7                1023.850      5.65     1.51633    64.14    15.98
8                 -20.220      可変                         15.70
9（仮想絞り）        ∞
非球面係数
第３面
K=0,A2=-8.60E-02,A4=1.47E-04
変化量
視度(m-1)        +1       -1       -3 
d1           2.30     1.50     0.75 
d8          22.20    23.00    23.75 
各種データ
視度(m-1)        +1       -1       -3 
視野角          31.53°  31.61°  31.61°
全長            30.99    30.19    29.44 
入射瞳位置     -76.17   -66.15   -59.21 
焦点距離          19.3
前側主点位置      17.39 
後側主点位置      -2.30 
物体高             5.58
各レンズ焦点距離
前レンズ成分               35.45
第１レンズ成分             86.83
第１レンズ成分負レンズ     -9.82
第１レンズ成分正レンズ     12.17
第２レンズ成分             40.75
【００８７】
条件式
実施例１      実施例２      実施例３
条件式 (１)         0.6          0.8          1.95
条件式 (２)        -0.8         -1.9         -0.8
条件式（３）        0.38         0.98        -0.08
条件式（３）'      0.01         0.85        -0.24
条件式 (４)   -0.256〜-0.260    -0.09    -0.235〜-0.237
条件式 (５)      6.0〜7.5     14.8〜15.0    1.3〜0.2
条件式（６）     3.6〜3.8      0.9〜 1.1    7.3〜7.7
条件式（７）       -0.50        -0.37         0.38
条件式（８）        1.80518      1.80518      1.80518
条件式（８）'      1.83481      1.60311      1.81600
条件式（９）        0.03         0.20         0.01
条件式（１０）     44.0         33.0         31.6
条件式（１１）     20           20           20
条件式（１２）     22.1         30.7         19.3
条件式 (１３)       0.37         0.20         0.29
条件式 (１４)       1.54         1.05         2.11
条件式 (１５)      16.58         1.28         1.04
【００８８】
以上の実施例１〜３の収差図をそれぞれ図４〜図６に示す。これらの収差図において、ＳＡは球面収差、ＡＳは非点収差、ＤＴは歪曲収差、ＤＺＹはコマ収差を示す。各図中、ＦＮＯはＦナンバー、ＦＩＹは像高を示す。
【００８９】
図７は、本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示す図である。図７において、符号１０は撮像装置であるデジタルカメラで、撮像光学系１と、フィルター２と、撮像素子３と、コントローラー４と、内蔵メモリー５と、電子ビューファインダー６と、インターフェイス７とより構成されている。
【００９０】
上記撮像装置において、撮像光学系１は複数の光学素子（レンズ等）にて構成されている。物体より発した光は、この撮像光学系１により集光され、この集光位置に物体像が形成される。そして、この集光位置には、ＣＣＤ等の撮像素子３（受光面）が配置されている。撮像素子３は、規則正しく配置された光電変換素子の集まりよりなっている。また、モアレ現象の発生を防止するために、ローパス効果を持つフィルター２が撮像光学系１と
撮像素子３の間に配置されている。また、赤外光をカットするための赤外カットフィルターを配置することもある。
【００９１】
撮像素子３に入射した光束は、その光電変換素子により電気信号（画像信号）に変換される。この電気信号は、コントローラー４に入力される。ここで、コントローラー４により、ガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理が電気信号に対して行なわれる。信号処理が施された電気信号は、内蔵メモリー５やインターフェイス７を介してパーソナルコンピューター９等に出力される。
【００９２】
電子ビューファインダー６は、照明系、画像表示素子（図７には示していない）及び接眼光学系（接眼レンズ）等で構成されている。ここで、接眼光学系には、本実施形態の観察光学系Ｏが用いられている。また、観察面Ｄには、画像表示素子が配置されている。この画像表示素子は、コントローラー４によって制御されている。このような構成により、電子ビューファインダー６では、撮像しようとする物体の像や撮像された画像を観察者が観察し得るようになっている。また、内蔵メモリー５から補助メモリー８へ画像データを送ることできる。一方、インターフェイス７からは同じ画像データをパーソナルコンピューター９へ送ることができる。
【００９３】
図８は、本発明の撮像装置を銀塩カメラに適用した場合の構成を示すものである。図８に示すように、銀塩カメラ２０は、撮像光学系１１と、フィルム１２と、対物レンズ１３と、ＣＣＤ等の撮像素子１４と、第１のコントローラー１５と、第２のコントローラー１６とを有する。そしてさらに、図７のデジタルカメラと同様に、内蔵メモリー５と、電子ビューファインダー６とを備えている。なお、図示されているように、撮像光学系１１と対物レンズ１３とは、別の異なる光学系である。
【００９４】
この図８に示す銀塩カメラ２０では、物体からの光束は撮像光学系１１により集光され、この集光位置（第１集光位置）に物体像が形成される。第１集光位置には、フィルム１２が配置されている。また、物体より発した光束は、対物レンズ１３により集光され、この集光位置（第２集光位置）に物体像が形成される。この第２集光位置には、ＣＣＤ等の撮像素子１４が配置されている。撮像素子１４は、規則正しく配置された光電変換素子の集まりよりなっている。
【００９５】
この撮像素子１４に入射した光束は、光電変換素子にて電気信号（画像信号）に変換される。この電気信号は、第１のコントローラー１５に入力される。この第１のコントローラー１５により、ガンマー補正や画像圧縮処理等の信号処理が行なわれる。信号処理が施された電気信号は、画像表示素子へ送られる。上述のように、電子ビューファインダー６は、照明系、画像表示素子及び接眼光学系（接眼レンズ）等で構成されている。接眼光学系には、本実施形態の鑑札光学系Ｏが用いられている。この電子ビューファインダー６を介して、撮像しようとする物体の像を撮像者は観察し得る。
【００９６】
一方、内蔵メモリー５に蓄積された情報等を用いて、撮像で得られた画像を使用者（観察者）は観察し得る。このような制御は、第１のコントローラー１５により行なわれる。
【００９７】
また、撮像光学系１１を制御するためのものとして、第２のコントローラー１６を備えている。第２のコントローラー１６は、撮像光学系１１に対してズーミングやフォーカシング等の動作を行わせる。ズーミングやフォーカシング等の情報は、この第２のコントローラー１６からの信号を基に第１のコントローラー１５にて認識される。第１のコントローラー１５は、この認識により、画像表示素子に表示する像を撮像画角（ズーミング）に合わせて調節し得る。また、フォーカシング等の情報に基づいて、表示素子に表示される像の範囲の補正（パララックス補正）を行なうようにしてもよい。また、第１のコントロ
ーラー１５よりの信号は、内蔵メモリー５や図示してないインターフェイスへ送られるようにしても良い。そして、これらの信号（情報）を、インターフェイスを介してパーソナルコンピューター等に出力するようにしてもよい。
【００９８】
また、撮像光学系１１とフィルム１２の間に光路分割素子を配置しても良い。この光路分割素子を介して物体からの光束を撮像素子１４に導き、撮像素子１４に物体の像を形成しても良い。そして、この物体像を基に観察を行なうようにしてもよい。この場合、対物レンズ１３を用いる必要が無い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明に係るビューファインダーの実施例１を示す図である。
【図２】本発明に係るビューファインダーの実施例２を示す図である。
【図３】本発明に係るビューファインダーの実施例３を示す図である。
【図４】実施例１のビューファインダーの収差図である。
【図５】実施例２のビューファインダーの収差図である。
【図６】実施例３のビューファインダーの収差図である。
【図７】本発明の撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示す図である。
【図８】本発明の撮像装置を銀塩カメラに適用した場合の構成を示す図である。
【図９】中心からの光束と周辺からの光束を示す図である。
【図１０】条件式（１）、（３）に関する説明図である。
【図１１】条件式（４）に関する説明図である。
【図１２】（ａ）は条件式（５）に関する説明図、（ｂ）は条件式（６）に関する説明図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…撮像光学系
２…フィルター
３…撮像素子
４…コントローラー
５…内蔵メモリー
６…電子ビューファインダー
７…インターフェイス
８…補助メモリー
９…パーソナルコンピューター
１０…デジタルカメラ
１１…撮像光学系
１２…フィルム
１３…対物レンズ
１４…撮像素子
１５…第１のコントローラー
１６…第２のコントローラー
２０…銀塩カメラ
【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】
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【図１１】
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【図１２】
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