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JP6849452B2 - Eyepiece optical system and observation device and imaging device having it - Google Patents

Eyepiece optical system and observation device and imaging device having it Download PDF

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JP6849452B2 JP2017014853A JP2017014853A JP6849452B2 JP 6849452 B2 JP6849452 B2 JP 6849452B2 JP 2017014853 A JP2017014853 A JP 2017014853A JP 2017014853 A JP2017014853 A JP 2017014853A JP 6849452 B2 JP6849452 B2 JP 6849452B2
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Description

本発明は、接眼光学系及びそれを有する観察装置、撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、スチルカメラ、放送用カメラに用いられる電子ビューファインダーにおいて、画像表示素子に表示される画像を観察するのに好適なものである。 The present invention relates to an eyepiece optical system and an observation device and an imaging device having the same, and is suitable for observing an image displayed on an image display element, for example, in an electronic viewfinder used in a video camera, a still camera, or a broadcasting camera. It is a thing.

従来、ビデオカメラや放送用カメラ等の光学機器に用いられる電子ビューファインダーには、カメラ内部に備え付けられた画像表示面に表示した画像を拡大観察するための接眼光学系が備えられている。 Conventionally, an electronic viewfinder used in an optical device such as a video camera or a broadcasting camera is provided with an eyepiece optical system for magnifying and observing an image displayed on an image display surface provided inside the camera.

近年、撮像装置の高機能化等に伴い、視界が広く、画像を大きく映し出すことのできる電子ビューファインダーが求められている。こうした要望を実現するための方法として、液晶画面等の画像表示面を大きくする方法や、接眼光学系の観察倍率を高くする方法がある。 In recent years, with the increasing functionality of image pickup devices, there is a demand for an electronic viewfinder that has a wide field of view and can project a large image. As a method for realizing such a demand, there are a method of enlarging the image display surface such as a liquid crystal screen and a method of increasing the observation magnification of the eyepiece optical system.

ここで、画像表示面を大きくするとファインダーの大型化を招くため、ファインダー全体としての小型化を図るためには、接眼光学系の観察倍率を高くすることが好ましい。接眼光学系の観察倍率を高くするためには、接眼光学系における正の屈折力を強くする必要がある。ここで、正レンズのみで接眼光学系を構成すると、軸上色収差や倍率色収差等が多く発生し、これらを補正することが困難となる。このため、接眼光学系の観察倍率を高めつつ、高精細な観察像を得るためには、正レンズに加えて負レンズを用いて接眼光学系を構成することが好ましい。これにより、軸上色収差や倍率色収差が良好に補正された観察像を得ることができる。 Here, since enlarging the image display surface causes an increase in the size of the finder, it is preferable to increase the observation magnification of the eyepiece optical system in order to reduce the size of the finder as a whole. In order to increase the observation magnification of the eyepiece optical system, it is necessary to increase the positive refractive power in the eyepiece optical system. Here, if the eyepiece optical system is configured only with a positive lens, a large amount of axial chromatic aberration, chromatic aberration of magnification, and the like occur, and it becomes difficult to correct these. Therefore, in order to obtain a high-definition observation image while increasing the observation magnification of the eyepiece optical system, it is preferable to configure the eyepiece optical system by using a negative lens in addition to the positive lens. As a result, it is possible to obtain an observation image in which axial chromatic aberration and chromatic aberration of magnification are satisfactorily corrected.

また、ユーザがメガネを掛けた状態でも使用できるような、アイレリーフの長いファインダーが求められている。 In addition, there is a demand for a finder with a long eye relief that can be used even when the user wears glasses.

特許文献1は物体側から観察側へ順に、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズ、正の屈折力の第4レンズから構成される接眼光学系を開示している。観察側に配置された2枚の正レンズの屈折力を適切に設定することで観察倍率の向上と視野角の拡大を図っている。 Patent Document 1 is composed of a first lens having a positive refractive power, a second lens having a negative refractive power, a third lens having a positive refractive power, and a fourth lens having a positive refractive power in this order from the object side to the observation side. The eyepiece optical system is disclosed. By appropriately setting the refractive powers of the two positive lenses arranged on the observation side, the observation magnification is improved and the viewing angle is expanded.

特開2015−75713号公報JP-A-2015-75713

特許文献1の接眼光学系は、小型化を実現するために、第1レンズの観察側のレンズ面の曲率半径を短くして、第1レンズと第2レンズの間隔を狭くしている。その結果、第1レンズの出射面において大きく屈折された光線が、第2レンズの入射面において再び大きく屈折されることになり、像面湾曲等の軸外収差が発生しやすい。 In the eyepiece optical system of Patent Document 1, in order to realize miniaturization, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the first lens is shortened, and the distance between the first lens and the second lens is narrowed. As a result, the light rays greatly refracted on the exit surface of the first lens are greatly refracted again on the incident surface of the second lens, and off-axis aberrations such as curvature of field are likely to occur.

本発明は、アイレリーフが長く、広視野角であり、高い光学性能を有する接眼光学系及びそれを有する観察装置、撮像装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an eyepiece optical system having a long eye relief, a wide viewing angle, and high optical performance, and an observation device and an imaging device having the same.

本発明の接眼光学系は、物体側から観察側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズ、正の屈折力の第4レンズから構成される接眼光学系であって、前記第3レンズの焦点距離をf3、前記接眼光学系の焦点距離をf、前記第1レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をR12、前記第2レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR21、前記第3レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をR32、前記第4レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR41、前記第3レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR31としたとき、
1.50≦f3/f≦20.00
6.84≦(R21+R12)/(R21−R12)≦0.00
−3.40≦(R41+R32)/(R41−R32)≦8.00
−25.00≦(R32+R31)/(R32−R31)≦−1.71
なる条件式を満足することを特徴とする。
In the eyepiece optical system of the present invention, a first lens having a positive refractive force, a second lens having a negative refractive force, a third lens having a positive refractive force, and a positive refractive force arranged in order from the object side to the observation side. The eyepiece optical system composed of the fourth lens, the focal distance of the third lens is f3, the focal distance of the eyepiece optical system is f, and the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the first lens is R12. The radius of curvature of the lens surface on the object side of the second lens is R21, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the third lens is R32, and the radius of curvature of the lens surface of the fourth lens on the object side is R41 . When the radius of curvature of the lens surface on the object side of the third lens is R31 ,
1.50 ≦ f3 / f ≦ 20.00
-6.84 ≤ (R21 + R12) / (R21-R12) ≤ 0.00
-3.40 ≤ (R41 + R32) / (R41-R32) ≤ 8.00
-25.00 ≤ (R32 + R31) / (R32-R31) ≤ -1.71
It is characterized in that it satisfies the conditional expression.

本発明によれば、アイレリーフが長く、広視野角であり、高い光学性能を有する接眼光学系が得られる。 According to the present invention, an eyepiece optical system having a long eye relief, a wide viewing angle, and high optical performance can be obtained.

本発明の実施例1の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例1の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 1 of this invention. 本発明の実施例2の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 2 of this invention. 本発明の実施例2の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 2 of this invention. 本発明の実施例3の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 3 of this invention. 本発明の実施例3の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 3 of this invention. 本発明の実施例4の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 4 of this invention. 本発明の実施例4の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 4 of this invention. 本発明の実施例5の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 5 of this invention. 本発明の実施例5の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 5 of this invention. 本発明の実施例6の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 6 of this invention. 本発明の実施例6の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 6 of this invention. 本発明の実施例7の接眼光学系のレンズ断面図である。It is a lens sectional view of the eyepiece optical system of Example 7 of this invention. 本発明の実施例7の接眼光学系の各収差図である。It is each aberration diagram of the eyepiece optical system of Example 7 of this invention. 本発明の撮像装置の要部概略図である。It is a schematic diagram of the main part of the image pickup apparatus of this invention.

以下、本発明の接眼光学系及びそれを有する観察装置、撮像装置について添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の接眼光学系は物体側より観察側(アイポイント側)へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズL1、負の屈折力の第2レンズL2、正の屈折力の第3レンズL3、正の屈折力の第4レンズL4から構成される。 Hereinafter, the eyepiece optical system of the present invention, an observation device having the same, and an imaging device will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The eyepiece optical system of the present invention is arranged in order from the object side to the observation side (eye point side), the first lens L1 having a positive refractive power, the second lens L2 having a negative refractive power, and the third lens L2 having a positive refractive power. It is composed of a lens L3 and a fourth lens L4 having a positive refractive power.

図1は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例1の接眼光学系のレンズ断面図である。図2は、実施例1の接眼光学系の基準状態における収差図である。図3は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例2の接眼光学系のレンズ断面図である。図4は、実施例2の接眼光学系の基準状態における収差図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of Example 1 in a diopter-1 diopter (reference state). FIG. 2 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of Example 1. FIG. 3 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of the second embodiment in the diopter-1 diopter (reference state). FIG. 4 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of the second embodiment.

図5は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例3の接眼光学系のレンズ断面図である。図6は、実施例3の接眼光学系の基準状態における収差図である。図7は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例4の接眼光学系のレンズ断面図である。図8は、実施例4の接眼光学系の基準状態における収差図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of Example 3 in the diopter-1 diopter (reference state). FIG. 6 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of Example 3. FIG. 7 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of the fourth embodiment in the diopter-1 diopter (reference state). FIG. 8 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of Example 4.

図9は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例5の接眼光学系のレンズ断面図である。図10は、実施例5の接眼光学系の基準状態における収差図である。図11は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例6の接眼光学系のレンズ断面図である。図12は、実施例6の接眼光学系の基準状態における収差図である。 FIG. 9 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of Example 5 in the diopter-1 diopter (reference state). FIG. 10 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of Example 5. FIG. 11 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of Example 6 in the diopter-1 diopter (reference state). FIG. 12 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of Example 6.

図13は、視度−1ディオプター(基準状態)における、実施例7の接眼光学系のレンズ断面図である。図14は、実施例7の接眼光学系の基準状態における収差図である。図15は本発明の接眼光学系を備える撮像装置の要部概略図である。 FIG. 13 is a cross-sectional view of the lens of the eyepiece optical system of Example 7 in the diopter-1 diopter (reference state). FIG. 14 is an aberration diagram in the reference state of the eyepiece optical system of Example 7. FIG. 15 is a schematic view of a main part of an image pickup apparatus including the eyepiece optical system of the present invention.

各実施例の接眼光学系は、例えばデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置の電子ビューファインダーに用いられる。レンズ断面図において左方は物体(画像表示面)側、右方は観察側である。CGは、接眼光学系を保護するためのカバーガラスである。EPは、ユーザが画像表示素子に表示された像を観察するためのアイポイントである。ここで、画像表示素子から出射された軸外光線が、観察者の瞳を通過することができる範囲で、アイポイントEPを光軸方向に移動させてもよい。 The eyepiece optical system of each embodiment is used in an electronic viewfinder of an imaging device such as a digital camera or a video camera. In the cross-sectional view of the lens, the left side is the object (image display surface) side, and the right side is the observation side. CG is a cover glass for protecting the eyepiece optical system. The EP is an eye point for the user to observe the image displayed on the image display element. Here, the eye point EP may be moved in the optical axis direction within a range in which the off-axis light rays emitted from the image display element can pass through the observer's pupil.

アイレリーフは、接眼光学系の最も観察側のレンズ面からアイポイントEPまでの距離であり、アイレリーフが長いほどユーザによって使い勝手の良い接眼光学系といえる。 The eye relief is the distance from the lens surface on the observation side of the eyepiece optical system to the eye point EP, and it can be said that the longer the eye relief is, the more convenient the eyepiece optical system is for the user.

各収差図では、ファインダー視度が−1ディオプター(基準状態)であるときに各実施例の接眼光学系において発生する収差を示している。各収差図において、左から順に、球面収差、非点収差、歪曲収差、色収差を示している。 Each aberration diagram shows the aberration that occurs in the eyepiece optical system of each embodiment when the finder diopter is -1 diopter (reference state). In each aberration diagram, spherical aberration, astigmatism, distortion, and chromatic aberration are shown in order from the left.

球面収差図では、d線(波長587.6nm)、F線(波長486.1nm)に対する球面収差を示している。非点収差図において、dΔS、dΔMはそれぞれ、d線に対するサジタル像面、メリディオナル像面における非点収差を示している。fΔS、fΔMはそれぞれ、F線に対するサジタル像面、メリディオナル像面における非点収差を示している。歪曲収差はd線について示している。色収差図ではF線における色収差を示している。 The spherical aberration diagram shows spherical aberration with respect to the d-line (wavelength 587.6 nm) and the F-line (wavelength 486.1 nm). In the astigmatism diagram, dΔS and dΔM indicate astigmatism in the sagittal image plane and the meridional image plane with respect to the d line, respectively. fΔS and fΔM indicate astigmatism in the sagittal image plane and the meridional image plane with respect to the F line, respectively. Distortion is shown for line d. The chromatic aberration diagram shows the chromatic aberration on the F line.

ここで、正レンズのみで接眼光学系を構成すると、軸上色収差や倍率色収差等が多く発生し、これらを補正することが困難となる。このため、本発明では、正レンズに加えて負レンズを用いて接眼光学系を構成している。 Here, if the eyepiece optical system is configured only with a positive lens, a large amount of axial chromatic aberration, chromatic aberration of magnification, and the like occur, and it becomes difficult to correct these. Therefore, in the present invention, the eyepiece optical system is configured by using a negative lens in addition to the positive lens.

また、アイレリーフが長く、広視野角の接眼レンズの実現を図ると、接眼レンズのレンズ径が増大し、軸外光線が光軸から大きく離れた位置を通過することになり、像面湾曲等の軸外収差が発生しやすくなる。そこで、本発明では接眼光学系を構成する各レンズの形状を適切に設定することで、アイレリーフが長く、像面湾曲等の軸外収差が良好に補正された接眼光学系を実現している。 In addition, if an eyepiece with a long eye relief and a wide viewing angle is realized, the lens diameter of the eyepiece will increase, and off-axis rays will pass through a position far away from the optical axis, resulting in curvature of field, etc. Off-axis aberration is likely to occur. Therefore, in the present invention, by appropriately setting the shape of each lens constituting the eyepiece optical system, an eyepiece optical system in which the eye relief is long and off-axis aberrations such as curvature of field are satisfactorily corrected is realized. ..

各実施例の接眼光学系において、以下の条件式を満足することを特徴としている。
1.50≦f3/f≦20.00…(1)
−15.00≦(R21+R12)/(R21−R12)≦0.00…(2)
−3.40≦(R41+R32)/(R41−R32)≦8.00…(3)
The eyepiece optical system of each embodiment is characterized in that the following conditional expression is satisfied.
1.50 ≦ f3 / f ≦ 20.00… (1)
-15.00 ≤ (R21 + R12) / (R21-R12) ≤ 0.00 ... (2)
-3.40 ≤ (R41 + R32) / (R41-R32) ≤ 8.00 ... (3)

ここで、第3レンズL3の焦点距離をf3、接眼光学系全系の焦点距離をf、第1レンズL1の観察側のレンズ面の曲率半径をR12、第2レンズL2の物体側のレンズ面の曲率半径をR21とする。また、第3レンズL3の観察側のレンズ面の曲率半径をR32、第4レンズL4の物体側のレンズ面の曲率半径をR41とする。 Here, the focal length of the third lens L3 is f3, the focal length of the entire eyepiece optical system is f, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the first lens L1 is R12, and the lens surface of the second lens L2 on the object side. Let R21 be the radius of curvature of. Further, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the third lens L3 is R32, and the radius of curvature of the lens surface of the fourth lens L4 on the object side is R41.

条件式(1)は、第3レンズL3の焦点距離f3と、接眼光学系全系の焦点距離fの比を規定した条件式である。条件式(1)の下限値を下回って、第3レンズL3の焦点距離f3が短くなると、第3レンズL3の屈折力が強くなり過ぎる。結果としてアイレリーフを十分に確保することが困難になるため好ましくない。 The conditional expression (1) is a conditional expression that defines the ratio between the focal length f3 of the third lens L3 and the focal length f of the entire eyepiece optical system. When the focal length f3 of the third lens L3 becomes shorter than the lower limit of the conditional expression (1), the refractive power of the third lens L3 becomes too strong. As a result, it becomes difficult to secure a sufficient eye relief, which is not preferable.

条件式(1)の上限値を上回って、第3レンズL3の焦点距離f3が長くなると、第3レンズL3の屈折力が弱くなり過ぎる。結果として、接眼光学系全系の屈折力を十分に強められず、観察倍率の向上を実現することが困難になるため好ましくない。 When the focal length f3 of the third lens L3 becomes longer than the upper limit of the conditional expression (1), the refractive power of the third lens L3 becomes too weak. As a result, the refractive power of the entire eyepiece optical system cannot be sufficiently strengthened, and it becomes difficult to improve the observation magnification, which is not preferable.

条件式(2)は、第1レンズL1の観察側のレンズ面と第2レンズL2の物体側のレンズ面によって形成される空気レンズの形状を規定した条件式である。条件式(2)の下限値を下回ると、第1レンズL1の観察側のレンズ面と第2レンズL2の物体側のレンズ面の曲率が近くなり過ぎる。接眼光学系の小型化を考慮すると、第1レンズL1と第2レンズL2の間隔が短くなり、第1レンズの出射面において大きく屈折された光線が、第2レンズの入射面において再び大きく屈折される。結果として、像面湾曲等の軸外収差が多く発生するため好ましくない。 The conditional expression (2) is a conditional expression that defines the shape of the air lens formed by the lens surface on the observation side of the first lens L1 and the lens surface on the object side of the second lens L2. If it is less than the lower limit of the conditional expression (2), the curvatures of the lens surface on the observation side of the first lens L1 and the lens surface on the object side of the second lens L2 become too close. Considering the miniaturization of the eyepiece optical system, the distance between the first lens L1 and the second lens L2 becomes shorter, and the light rays greatly refracted on the exit surface of the first lens are greatly refracted again on the incident surface of the second lens. The lens. As a result, many off-axis aberrations such as curvature of field occur, which is not preferable.

条件式(2)の上限値を上回ると、第1レンズL1の観察側のレンズ面に対して第2レンズL2の物体側のレンズ面の曲率半径が長くなり過ぎる。結果として、第2レンズL2の物体側のレンズ面において光線を大きく屈折させることが困難になり、視野角を十分に拡大することが難しくなるため好ましくない。 If the upper limit of the conditional expression (2) is exceeded, the radius of curvature of the lens surface on the object side of the second lens L2 becomes too long with respect to the lens surface on the observation side of the first lens L1. As a result, it becomes difficult to greatly refract the light beam on the lens surface of the second lens L2 on the object side, and it becomes difficult to sufficiently expand the viewing angle, which is not preferable.

条件式(3)は、第3レンズL3の観察側のレンズ面と第4レンズL4の物体側のレンズ面によって形成される空気レンズの形状を規定した条件式である。条件式(3)の下限値を下回ると、第3レンズL3の観察側のレンズ面の曲率半径が短くなり過ぎる。結果として、アイレリーフを十分に確保することが困難になるため好ましくない。条件式(3)の上限値を上回ると、第4レンズL4の物体側のレンズ面の曲率半径が長くなり過ぎる。結果として視野角を十分に拡大することが困難になるため、好ましくない。 The conditional expression (3) is a conditional expression that defines the shape of the air lens formed by the lens surface on the observation side of the third lens L3 and the lens surface on the object side of the fourth lens L4. If it is less than the lower limit of the conditional expression (3), the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the third lens L3 becomes too short. As a result, it becomes difficult to secure a sufficient eye relief, which is not preferable. If the upper limit of the conditional expression (3) is exceeded, the radius of curvature of the lens surface of the fourth lens L4 on the object side becomes too long. As a result, it becomes difficult to sufficiently expand the viewing angle, which is not preferable.

各実施例の接眼光学系において、条件式(1)乃至(3)を満足するように各レンズの形状を設定することで、アイレリーフが長く、広視野角であり、高い光学性能を有する接眼光学系を得ることができる。 In the eyepiece optical system of each embodiment, by setting the shape of each lens so as to satisfy the conditional expressions (1) to (3), the eyepiece has a long eye relief, a wide viewing angle, and high optical performance. An optical system can be obtained.

なお、各実施例において、好ましくは条件式(1)乃至(3)の数値範囲を次のようにするのがよい。
1.55≦f3/f≦15.00…(1a)
−12.00≦(R21+R12)/(R21−R12)≦−1.50…(2a)
−2.00≦(R41+R32)/(R41−R32)≦5.00…(3a)
In each embodiment, the numerical range of the conditional expressions (1) to (3) is preferably set as follows.
1.55 ≦ f3 / f ≦ 15.00 ... (1a)
-12.000 ≤ (R21 + R12) / (R21-R12) ≤ -1.50 ... (2a)
-2.00 ≤ (R41 + R32) / (R41-R32) ≤ 5.00 ... (3a)

また、更に好ましくは条件式(1)乃至(3)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
1.60≦f3/f≦10.00…(1b)
−10.00≦(R21+R12)/(R21−R12)≦−2.50…(2b)
−1.00≦(R41+R32)/(R41−R32)≦4.00…(3b)
Further, it is more preferable to set the numerical range of the conditional expressions (1) to (3) as follows.
1.60 ≦ f3 / f ≦ 10.00 ... (1b)
-10.00 ≤ (R21 + R12) / (R21-R12) ≤ -2.50 ... (2b)
-1.00 ≤ (R41 + R32) / (R41-R32) ≤ 4.00 ... (3b)

さらに、各実施例において、次の条件式のうち1つ以上を満足することがより好ましい。
0.00<d23/d12≦0.75…(4)
−25.00≦(R32+R31)/(R32−R31)≦0.50…(5)
0.70≦f3/f4≦30.00…(6)
1.45≦Nda≦1.85…(7)
Further, in each embodiment, it is more preferable to satisfy one or more of the following conditional expressions.
0.00 <d23 / d12 ≦ 0.75 ... (4)
-25.00 ≤ (R32 + R31) / (R32-R31) ≤ 0.50 ... (5)
0.70 ≦ f3 / f4 ≦ 30.00… (6)
1.45 ≤ Nda ≤ 1.85 ... (7)

ここで、第1レンズL1と第2レンズL2の光軸上の間隔をd12、第2レンズL2と第3レンズL3の光軸上の間隔をd23、第3レンズL3の物体側のレンズ面の曲率半径をR31、第4レンズL4の焦点距離をf4とする。また、接眼光学系を構成する各レンズの材料の屈折率の平均値をNdaとする。 Here, the distance between the first lens L1 and the second lens L2 on the optical axis is d12, the distance between the second lens L2 and the third lens L3 on the optical axis is d23, and the distance between the third lens L3 and the lens surface on the object side is d23. The radius of curvature is R31, and the focal length of the fourth lens L4 is f4. Further, the average value of the refractive indexes of the materials of each lens constituting the eyepiece optical system is defined as Nda.

条件式(4)の上限値を上回って、第1レンズL1と第2レンズL2の光軸上の間隔d12が短くなると、像面湾曲等の軸外収差が多く発生するため好ましくない。また、条件式(4)の上限値を上回って、第2レンズL2と第3レンズL3の光軸上の間隔d23が長くなると、負の屈折力の第2レンズL2と正の屈折力の第3レンズL3による色収差の補正効果を十分に得ることが困難になるため好ましくない。 If the distance d12 on the optical axis between the first lens L1 and the second lens L2 becomes shorter than the upper limit of the conditional expression (4), many off-axis aberrations such as curvature of field occur, which is not preferable. Further, when the distance d23 on the optical axis between the second lens L2 and the third lens L3 becomes longer than the upper limit value of the conditional equation (4), the second lens L2 having a negative refractive power and the positive refractive power th It is not preferable because it becomes difficult to sufficiently obtain the effect of correcting chromatic aberration by the three-lens L3.

条件式(5)は、第3レンズL3の形状を規定した条件式である。第3レンズL3の物体側のレンズ面は曲率半径を比較的長くして、色収差の補正を図っている。第3レンズL3の観察側のレンズ面の曲率半径を比較的短くして、第4レンズL4に入射する光線角度を緩くして像面湾曲の低減を図っている。 The conditional expression (5) is a conditional expression that defines the shape of the third lens L3. The lens surface of the third lens L3 on the object side has a relatively long radius of curvature to correct chromatic aberration. The radius of curvature of the lens surface on the observation side of the third lens L3 is relatively short, and the angle of light rays incident on the fourth lens L4 is loosened to reduce curvature of field.

条件式(5)の下限値を下回ると、第3レンズL3の物体側のレンズ面の曲率と観察側のレンズ面の曲率が近くなり過ぎて、色収差の補正と像面湾曲の低減を両立させることが困難になるため、好ましくない。条件式(5)の上限値を上回ると、第3レンズL3の観察側のレンズ面の曲率半径が短くなり過ぎる。結果として、アイレリーフを十分に確保することが困難になるため好ましくない。 If it falls below the lower limit of the conditional expression (5), the curvature of the lens surface on the object side of the third lens L3 and the curvature of the lens surface on the observation side become too close to each other, and both correction of chromatic aberration and reduction of curvature of field are achieved. This is not preferable because it makes it difficult. If the upper limit of the conditional expression (5) is exceeded, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the third lens L3 becomes too short. As a result, it becomes difficult to secure a sufficient eye relief, which is not preferable.

条件式(6)は、第3レンズL3の焦点距離f3と、第4レンズL4の焦点距離f4の比を規定した条件式である。条件式(6)の下限値を下回って、第3レンズL3の焦点距離f3が短くなると、第3レンズL3の屈折力が強くなり過ぎる。結果としてアイレリーフを十分に確保することが困難になるため好ましくない。条件式(6)の上限値を上回って、第4レンズL4の焦点距離f4が長くなると、第4レンズL4の屈折力が弱くなり過ぎる。結果として視野角を十分に拡大することが困難になるため好ましくない。 The conditional expression (6) is a conditional expression that defines the ratio between the focal length f3 of the third lens L3 and the focal length f4 of the fourth lens L4. When the focal length f3 of the third lens L3 becomes shorter than the lower limit of the conditional expression (6), the refractive power of the third lens L3 becomes too strong. As a result, it becomes difficult to secure a sufficient eye relief, which is not preferable. When the focal length f4 of the fourth lens L4 becomes longer than the upper limit of the conditional expression (6), the refractive power of the fourth lens L4 becomes too weak. As a result, it becomes difficult to sufficiently expand the viewing angle, which is not preferable.

条件式(7)は、接眼光学系を構成する各レンズの材料の屈折率の平均値Ndaを規定した条件式である。条件式(7)の下限値を下回ると、視野角を十分に拡大することが困難になるため好ましくない。条件式(7)の上限値を上回ると、観察される画像が黄色味を帯びやすくなるため好ましくない。 The conditional expression (7) is a conditional expression that defines the average value Nda of the refractive indexes of the materials of each lens constituting the eyepiece optical system. If it is less than the lower limit of the conditional expression (7), it becomes difficult to sufficiently expand the viewing angle, which is not preferable. If the upper limit of the conditional expression (7) is exceeded, the observed image tends to be yellowish, which is not preferable.

なお、各実施例において、好ましくは条件式(4)乃至(7)の数値範囲を次のようにするのがよい。
0.00<d23/d12≦0.60…(4a)
−23.00≦(R32+R31)/(R32−R31)≦0.10…(5a)
0.80≦f3/f4≦25.00…(6a)
1.50≦Nda≦1.80…(7a)
In each embodiment, the numerical range of the conditional expressions (4) to (7) is preferably set as follows.
0.00 <d23 / d12 ≦ 0.60 ... (4a)
-23.00 ≤ (R32 + R31) / (R32-R31) ≤ 0.10 ... (5a)
0.80 ≦ f3 / f4 ≦ 25.00 ... (6a)
1.50 ≤ Nda ≤ 1.80 ... (7a)

また、更に好ましくは条件式(4)乃至(7)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.00<d23/d12≦0.50…(4b)
−18.00≦(R32+R31)/(R32−R31)≦0.00…(5b)
0.90≦f3/f4≦20.00…(6b)
1.55≦Nda≦1.75…(7b)
Further, it is more preferable to set the numerical range of the conditional expressions (4) to (7) as follows.
0.00 <d23 / d12 ≦ 0.50 ... (4b)
-18.00 ≤ (R32 + R31) / (R32-R31) ≤ 0.00 ... (5b)
0.90 ≦ f3 / f4 ≦ 20.00 ... (6b)
1.55 ≤ Nda ≤ 1.75 ... (7b)

画像表示面に表示される画像を観察する観察装置に各実施例の接眼光学系を用いるときには、次の条件式のうち1つ以上を満足することが好ましい。
0.25≦H/f≦0.55…(8)
0.00<d1/f≦0.80…(9)
When the eyepiece optical system of each embodiment is used for the observation device for observing the image displayed on the image display surface, it is preferable that one or more of the following conditional expressions are satisfied.
0.25 ≤ H / f ≤ 0.55 ... (8)
0.00 <d1 / f ≦ 0.80 ... (9)

ここで、画像表示面の対角長の半分をH、視度−1.0ディオプター(基準状態)における画像表示面から第1レンズL1までの距離をd1とする。 Here, half of the diagonal length of the image display surface is H, and the distance from the image display surface to the first lens L1 in the diopter −1.0 diopter (reference state) is d1.

条件式(8)の上限値を上回って画像表示面が大きくなり過ぎると、第1レンズL1に入射する光線の高さが高くなり、第1レンズL1の有効径が増大するため好ましくない。条件式(8)の下限値を下回って画像表示面が小さくなり過ぎると、画像を大きく映し出すために、接眼光学系の拡大倍率を高くする必要が生じる。接眼光学系の拡大倍率を高くするために、接眼光学系の全系の屈折力を強くすると、諸収差を良好に補正することが困難になるため好ましくない。 If the image display surface becomes too large beyond the upper limit of the conditional expression (8), the height of the light beam incident on the first lens L1 becomes high and the effective diameter of the first lens L1 increases, which is not preferable. If the image display surface becomes too small below the lower limit of the conditional expression (8), it becomes necessary to increase the magnification of the eyepiece optical system in order to project a large image. It is not preferable to increase the refractive power of the entire eyepiece optical system in order to increase the magnification of the eyepiece optical system because it becomes difficult to satisfactorily correct various aberrations.

条件式(9)の上限値を上回って、画像表示面から第1レンズL1までの距離d1が長くなると、第1レンズL1に入射する光線の高さが高くなり、第1レンズL1の有効径が増大するため好ましくない。また、第1レンズL1によって大きく屈折された光線を第2レンズL2によって大きく跳ね上げる必要が生じ、像面湾曲が多く発生するため好ましくない。 When the distance d1 from the image display surface to the first lens L1 becomes longer than the upper limit of the conditional expression (9), the height of the light beam incident on the first lens L1 becomes higher and the effective diameter of the first lens L1 becomes higher. Is not preferable because it increases. Further, it is necessary to greatly bounce the light rays greatly refracted by the first lens L1 by the second lens L2, which causes a lot of curvature of field, which is not preferable.

なお、各実施例において、好ましくは条件式(8)及び(9)の数値範囲を次のようにするのがよい。
0.30≦H/f≦0.50…(8a)
0.00<d1/f≦0.60…(9a)
In each embodiment, the numerical range of the conditional expressions (8) and (9) is preferably set as follows.
0.30 ≤ H / f ≤ 0.50 ... (8a)
0.00 <d1 / f ≦ 0.60 ... (9a)

また、更に好ましくは条件式(8)及び(9)の数値範囲を次の如く設定するのが良い。
0.35≦H/f≦0.45…(8b)
0.00<d1/f≦0.55…(9b)
Further, it is more preferable to set the numerical range of the conditional expressions (8) and (9) as follows.
0.35 ≤ H / f ≤ 0.45 ... (8b)
0.00 <d1 / f ≦ 0.55 ... (9b)

次に、本発明の実施例1乃至7にそれぞれ対応する数値実施例1乃至7を示す。各数値実施例において、iは画像表示面側からの光学面の順序を示す。riは第i番目の光学面(第i面)の曲率半径、diは第i面と第i+1面との間の間隔、ndiとνdiはそれぞれd線に対する第i番目の光学部材の材料の屈折率、アッベ数を示す。r1は画像表示面を示す。最も観察側の面は、各実施例の接眼光学系の基準状態におけるアイポイントEPを示す。 Next, numerical examples 1 to 7 corresponding to Examples 1 to 7 of the present invention are shown. In each numerical embodiment, i indicates the order of the optical surfaces from the image display surface side. ri is the radius of curvature of the i-th optical plane (i-plane), di is the distance between the i-th plane and the i + 1 plane, and ndi and νdi are the refraction of the material of the i-th optical member with respect to the d line, respectively. Shows the rate and Abbe number. r1 indicates an image display surface. The surface on the most observing side shows the eye point EP in the reference state of the eyepiece optical system of each embodiment.

また、Kを離心率、A4、A6、A8を非球面係数、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とするとき、非球面形状は、
x=(h/R)/[1+[1−(1+K)(h/R)1/2]+A4h+A6h+A8h
で表示される。但しRは近軸曲率半径である。面番号の右側に*を付した面は、非球面であることを示す。また「E−Z」の表示は「10−Z」を意味する。
Further, when K is the eccentricity, A4, A6, and A8 are the aspherical coefficients, and the displacement in the optical axis direction at the position of the height h from the optical axis is x with respect to the surface apex, the aspherical shape is
x = (h 2 / R) / [1 + [1- (1 + K) (h / R) 2 ] 1/2 ] + A4h 4 + A6h 6 + A8h 8
Is displayed. However, R is the radius of curvature of the paraxial axis. The surface marked with * on the right side of the surface number indicates that it is an aspherical surface. In addition, the display of the "E-Z" means "10 -Z".

実施例1の接眼光学系の焦点距離は18.41mm、実施例1の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=12.5mm、視野角2ω=37.1度である。実施例2の接眼光学系の焦点距離は17.85mm、実施例1の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=12.5mm、視野角2ω=37.8度である。実施例3の接眼光学系の焦点距離は13.32mm、実施例3の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=10.0mm、視野角2ω=40.0度である。実施例4の接眼光学系の焦点距離は13.20mm、実施例4の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=10.0mm、視野角2ω=40.7度である。 The focal length of the eyepiece optical system of Example 1 is 18.41 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 1 has a diagonal length of 2H = 12.5 mm and a viewing angle of 2ω = 37.1 degrees on the image display surface. .. The focal length of the eyepiece optical system of Example 2 is 17.85 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 1 has a diagonal length of 2H = 12.5 mm and a viewing angle of 2ω = 37.8 degrees on the image display surface. .. The focal length of the eyepiece optical system of Example 3 is 13.32 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 3 has a diagonal length of 2H = 10.0 mm and a viewing angle of 2ω = 40.0 degrees on the image display surface. .. The focal length of the eyepiece optical system of Example 4 is 13.20 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 4 has a diagonal length of 2H = 10.0 mm and a viewing angle of 2ω = 40.7 degrees on the image display surface. ..

実施例5の接眼光学系の焦点距離は22.00mm、実施例5の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=16.8mm、視野角2ω=40.9度である。実施例6の接眼光学系の焦点距離は19.86mm、実施例6の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=12.5mm、視野角2ω=34.3度である。実施例7の接眼光学系の焦点距離は15.43mm、実施例7の接眼光学系を含むファインダーは、画像表示面の対角長2H=10.0mm、視野角2ω=34.9度である。 The focal length of the eyepiece optical system of Example 5 is 22.00 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 5 has a diagonal length of 2H = 16.8 mm and a viewing angle of 2ω = 40.9 degrees on the image display surface. .. The focal length of the eyepiece optical system of Example 6 is 19.86 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 6 has a diagonal length of 2H = 12.5 mm and a viewing angle of 2ω = 34.3 degrees on the image display surface. .. The focal length of the eyepiece optical system of Example 7 is 15.43 mm, and the viewfinder including the eyepiece optical system of Example 7 has a diagonal length of 2H = 10.0 mm and a viewing angle of 2ω = 34.9 degrees on the image display surface. ..

[数値実施例1]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 1]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
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非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
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Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

[数値実施例2]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 2]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

[数値実施例3]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 3]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

[数値実施例4]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 4]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

[数値実施例5]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 5]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

[数値実施例6]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 6]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

[数値実施例7]
単位 mm
面データ
[Numerical Example 7]
Unit mm
Surface data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

非球面データ Aspherical data

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

Figure 0006849452
Figure 0006849452

続いて、各数値実施例における上述した条件式の数値を表1に示す。 Subsequently, Table 1 shows the numerical values of the above-mentioned conditional expressions in each numerical example.

Figure 0006849452
Figure 0006849452

次に、各実施例に示した接眼光学系を用いた撮像装置の実施形態について、図15を用いて説明する。撮像光学系101により形成された物体像は、光電変換素子である撮像素子102により電気信号に変換される。撮像素子102としては、CCDセンサやCMOSセンサなどが用いられる。 Next, an embodiment of the image pickup apparatus using the eyepiece optical system shown in each example will be described with reference to FIG. The object image formed by the image pickup optical system 101 is converted into an electric signal by the image pickup element 102 which is a photoelectric conversion element. As the image sensor 102, a CCD sensor, a CMOS sensor, or the like is used.

撮像素子102からの出力信号が画像処理回路103において処理され、画像データが生成される。画像データは、半導体メモリ、磁気テープ、光ディスクなどの記録媒体に記録される。ファインダーユニット105は、画像表示素子1051及び各実施例の接眼光学系1052を備える。画像表示素子1051は、液晶表示素子等から構成され、画像処理回路103において生成された画像データに基づいて画像を表示する。 The output signal from the image sensor 102 is processed by the image processing circuit 103 to generate image data. The image data is recorded on a recording medium such as a semiconductor memory, a magnetic tape, or an optical disk. The finder unit 105 includes an image display element 1051 and an eyepiece optical system 1052 of each embodiment. The image display element 1051 is composed of a liquid crystal display element or the like, and displays an image based on the image data generated by the image processing circuit 103.

このように本発明の接眼光学系を、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に適用することにより、アイレリーフが長く、広視野角であり、高い光学性能を有する撮像装置を得ることができる。 By applying the eyepiece optical system of the present invention to an image pickup device such as a digital camera or a video camera in this way, it is possible to obtain an image pickup device having a long eye relief, a wide viewing angle, and high optical performance.

L1 第1レンズ
L2 第2レンズ
L3 第3レンズ
L4 第4レンズ
CG カバーガラス
EP アイポイント
L1 1st lens L2 2nd lens L3 3rd lens L4 4th lens CG cover glass EP eye point

Claims (8)

物体側から観察側へ順に配置された、正の屈折力の第1レンズ、負の屈折力の第2レンズ、正の屈折力の第3レンズ、正の屈折力の第4レンズから構成される接眼光学系であって、
前記第3レンズの焦点距離をf3、前記接眼光学系の焦点距離をf、前記第1レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をR12、前記第2レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR21、前記第3レンズの観察側のレンズ面の曲率半径をR32、前記第4レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR41、前記第3レンズの物体側のレンズ面の曲率半径をR31としたとき、
1.50≦f3/f≦20.00
6.84≦(R21+R12)/(R21−R12)≦0.00
−3.40≦(R41+R32)/(R41−R32)≦8.00
−25.00≦(R32+R31)/(R32−R31)≦−1.71
なる条件式を満足することを特徴とする接眼光学系。
It is composed of a first lens with a positive refractive power, a second lens with a negative refractive power, a third lens with a positive refractive power, and a fourth lens with a positive refractive power, which are arranged in order from the object side to the observation side. It is an eyepiece optical system
The focal distance of the third lens is f3, the focal distance of the eyepiece optical system is f, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the first lens is R12, and the radius of curvature of the lens surface of the second lens on the object side. R21, the radius of curvature of the lens surface on the observation side of the third lens is R32, the radius of curvature of the lens surface of the fourth lens on the object side is R41 , and the radius of curvature of the lens surface of the third lens on the object side is R31 . When you do
1.50 ≦ f3 / f ≦ 20.00
-6.84 ≤ (R21 + R12) / (R21-R12) ≤ 0.00
-3.40 ≤ (R41 + R32) / (R41-R32) ≤ 8.00
-25.00 ≤ (R32 + R31) / (R32-R31) ≤ -1.71
An eyepiece optical system characterized by satisfying the conditional expression.
前記第1レンズと前記第2レンズの光軸上の間隔をd12、前記第2レンズと前記第3レンズの光軸上の間隔をd23としたとき、
0.00<d23/d12≦0.75
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1に記載の接眼光学系。
When the distance between the first lens and the second lens on the optical axis is d12 and the distance between the second lens and the third lens on the optical axis is d23,
0.00 <d23 / d12 ≦ 0.75
The eyepiece optical system according to claim 1, wherein the conditional expression is satisfied.
前記第4レンズの焦点距離をf4としたとき、
0.70≦f3/f4≦30.00
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の接眼光学系。
When the focal length of the fourth lens is f4,
0.70 ≤ f3 / f4 ≤ 30.00
The eyepiece optical system according to claim 1 or 2 , wherein the conditional expression is satisfied.
前記接眼光学系を構成する各レンズの材料の屈折率の平均値をNdaとしたとき、
1.45≦Nda≦1.85
なる条件式を満足することを特徴とする請求項1乃至のいずれか1項に記載の接眼光学系。
When the average value of the refractive indexes of the materials of each lens constituting the eyepiece optical system is Nda,
1.45 ≤ Nda ≤ 1.85
The eyepiece optical system according to any one of claims 1 to 3, wherein the conditional expression is satisfied.
画像を表示する画像表示素子と、該画像表示素子の画像表示面に表示される画像を観察するための請求項1乃至のいずれか1項に記載の接眼光学系を有することを特徴とする観察装置。 An image display device for displaying an image, and having an ocular optical system according to any one of claims 1 to 4 for observing the image displayed on the image display surface of the image display device Observation device. 前記画像表示面の対角長の半分をHとするとき、
0.25<H/f<0.55
なる条件式を満足することを特徴とする請求項に記載の観察装置。
When half of the diagonal length of the image display surface is H,
0.25 <H / f <0.55
The observation device according to claim 5 , wherein the observation device satisfies the conditional expression.
視度−1.0ディオプターにおける前記画像表示面から前記第1レンズまでの距離をd1としたとき、
0.00<d1/f≦0.80
なる条件式を満足することを特徴とする請求項またはに記載の観察装置。
When the distance from the image display surface to the first lens in the diopter -1.0 diopter is d1
0.00 <d1 / f ≦ 0.80
The observation device according to claim 5 or 6 , wherein the conditional expression is satisfied.
撮像素子と、
前記撮像素子に物体像を形成する撮像光学系と、
前記物体像を表示する画像表示素子と、
前記画像表示素子で表示された画像を観察するために用いられる請求項1乃至のいずれか1項に記載の接眼光学系を有することを特徴とする撮像装置。
With the image sensor
An imaging optical system that forms an object image on the image sensor,
An image display element that displays the object image and
An image pickup apparatus comprising the eyepiece optical system according to any one of claims 1 to 4 , which is used for observing an image displayed by the image display element.
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