DE4345554B4

DE4345554B4 - Suchereinrichtung

Info

Publication number: DE4345554B4
Application number: DE4345554A
Authority: DE
Inventors: Takeshi Yokohama Koyama; Shouichi Yokohama Yamazaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-09-11
Filing date: 1993-09-09
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2013-09-10

Abstract

Suchersystem zum Betrachten eines rechteckigen Sucher-Sichtfeldes, mit einer Objektiveinheit (1, 9, 21, 60) zum Erzeugen eines Realbildes, einer Prismeneinheit (3, 23) zum Ausbilden eines nicht-invertierten aufrechtstehenden Bildes und einer Okular-Linseneinheit (5, 25, 65) zum Betrachten des nicht-invertierten aufrechtstehenden Bildes,
wobei die Prismeneinheit (3, 23) ein erstes Prisma (6, 26, 66) und ein zweites Prisma (7, 27, 67) aufweist,
wobei das erste Prisma (6, 26, 66) aufweist
eine erste Oberfläche (6a, 26a, 66a), durch die das Licht von der Objektiveinheit (1, 9, 21, 60) in das erste Prisma (6, 26, 66) eintritt,
eine zweite Oberfläche (6b, 26b, 66b), die das durch die erste Oberfläche (6a, 26a, 66a) eingetretene Licht reflektiert, und
eine dritte Oberfläche (6c, 26c, 66c), die das von der zweiten Oberfläche (6b, 26b, 66b) reflektierte Licht erneut reflektiert,
wobei das zweite Prisma (7, 27, 67) aufweist
eine erste Oberfläche (7a, 27a,...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Suchersystem, mittels dessen ein von einer Objektiveinheit erzeugtes invertiertes Realbild mittels einer Okular-Linseneinheit als nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild betrachtet werden kann.
Im Bereich der Suchersysteme für photographische Kameras, Videokameras oder ähnliches wurden bisher verschiedene Realbild-Suchersysteme vorgeschlagen, die im Allgemeinen so angeordnet sind, dass ein Sucherbild als ein Realbild beobachtet werden kann.
Solche Realbild-Suchersysteme werden zur Zeit in Kameras mit Zoomobjektiven sehr häufig benutzt. Dies deshalb, weil es so möglich ist, die Größe des kompletten optischen Systems des Suchersystems, verglichen mit einem Virtuellbildsuchersystem, leicht zu reduzieren.
Wie bekannt ist, wird die Objektiveinheit eines Suchersystems bevorzugt in der Nachbarschaft des Aufnahmeobjektivs einer Kamera angeordnet, weil so Parallax-Fehler reduziert werden können.
Es ist ebenfalls erwünscht, die Okular-Linseneinheit in einer Position anzuordnen, die so ausgewählt ist, dass die Nase des Photographen nicht in Kontakt mit der Kamera kommt, wenn der Photograph in das Suchersystem der Kamera hineinschaut.
Dementsprechend ist es beim Entwurf einer üblichen Kamera notwendig, die Okular-Linseneinheit so anzuordnen, dass sie vom Kamerakörper vorsteht, und zwar in der rückwärtigen Richtung, oder die Okular-Linseneinheit in einem Endabschnitt des Kamerakörpers anzuordnen.
Jedoch hat die erste Anordnung den Nachteil, dass die Tragbarkeit der Kamera beeinträchtigt wird, während die zweite Anordnung den Nachteil hat, dass es notwendig ist, die optische Achse der Objektiveinheit von der der Okular-Linseneinheit beabstandet anzuordnen, im Sinne der Parallaxe.
Mit anderen Worten ist es notwendig, das Suchersystem so zu entwerfen, dass die Länge der gesamten Objektiveinheit und die vertikale Erstreckung des Suchersystems verringert werden und die optische Achse der Objektiveinheit und die der Okular-Linseneinheit voneinander in horizontaler Richtung in einem bestimmten Ausmaß zu beabstanden. Im Ergebnis wächst die Komplexität des gesamten Suchersystems an.
Bei einem Suchersystem, das eine Reflexionseinrichtung wie ein Porro-Prisma als Mittel zur Bildumkehr bzw. Bildinvertierung benutzt, wird vorzugsweise Totalreflexion eingesetzt wegen des Reflexionswirkungsgrads, da keine aufgedampfte Substanz (Aluminium oder Silber) benötigt wird.
Jedoch kann in einem System mit Totalreflexion ein Strahlenbündel, welches die Totalreflexionsbedingung nicht erfüllt, durch die Reflexionsfläche der Reflexionseinrichtung durchtreten, so dass ein Teil des Strahlenbündels als Streulicht die Okular-Linseneinheit erreichen und ein Geisterbild oder Flackern erzeugen kann.

Ein Suchersystem mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist bekannt durch Dokument DE 25 43 160 A1 . Bei diesem bekannten Suchersystem erzeugt die Objektiveinheit das Realbild auf einer Mattscheibe, die zwischen der Objektiveinheit und der Prismeneinheit angeordnet ist. Die Dachfläche ist an einem der Prismen der Prismeneinheit ausgebildet und faltet die lange Seite des rechteckigen Sucher-Sichtfeldes.

Das Dokument US 4 673 262 A offenbart ein Suchersystem für eine Kamera, das eine Prismeneinheit aufweist, die entweder aus einem oder aus zwei Prismen besteht, wobei die Prismeneinheit eine Dachfläche aufweist, die die lange Seite des rechteckigen Sucher-Sichtfeldes faltet.

Das Dokument US 5 061 054 offenbart ein Suchersystem mit einer Prismeneinheit, die aus einem ersten Prisma und einem zweiten Prisma besteht. Ein von einer Objektiveinheit erzeugtes Realbild ist zwischen den beiden Prismen in der Ebene einer rechteckigen Sichtfeldblende angeordnet. Keines der Prismen der Prismenanordnung weist eine Dachfläche auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Suchersystem dahingehend weiterzubilden, dass seine Abmessungen reduziert sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Suchersystem gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäßen Suchersystem ist das Realbild der Objektiveinheit zwischen dem ersten Prisma und dem zweiten Prisma angeordnet. Dadurch ist das erfindungsgemäße Suchersystem in Richtung seiner optischen Achse verkürzt. Zudem verlaufen die das Realbild erzeugenden, abbildenden Strahlen durch das erste Prisma, dessen Brechzahl größer als die von Luft ist, so dass der Abstand von der Objektiveinheit zum Realbild – gemessen entlang der optischen Achse – geringer ist als die hintere Schnittweiter der Objektiveinheit. Es ist somit eine Verringerung der Abmessungen des Suchersystems in Richtung der optischen Achse erreicht.

Ferner ist bei dem erfindungsgemäßen Suchersystem vorgesehen, dass die Dachfläche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die kurze Seite des rechteckigen Sucher-Sichtfeldes faltet. Aufgrund dieser Ausbildung kann die Dachfläche eine geringere Höhe haben und dementsprechend das Prisma mit der Dachfläche kleiner ausgebildet werden. Auch dies trägt dazu bei, die Abmessungen des Suchersystems zu verringern.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf in den Figuren der beigefügten Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele näher erläutert.
Die Figuren zeigen:
1 zeigt eine Querschnittsansicht eines Suchersystems gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die wichtige Elemente des Suchersystems gemäß 1 darstellt;
3 ist eine schematische Ansicht in Richtung des Pfeils A aus 1;
4 ist eine schematische Querschnittsansicht von wichtigen Elementen eines Suchersystems gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine schematische Querschnittsansicht von wichtigen Elementen eines Suchersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht von wichtigen Elementen des Suchersystems gemäß 5;
7 ist eine schematische Ansicht in Richtung des Pfeils B aus 5;
8 ist eine schematische Querschnittsansicht von wichtigen Elementen eines Suchersystems gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
9 ist eine schematische Ansicht von wichtigen Elementen eines Suchersystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
10(A) und 10(B) sind Ansichten, die den optischen Weg des Suchersystems gemäß 9 in auseinandergezogener Darstellung zeigen.
1 ist eine Querschnittsansicht, die ein Suchersystem – im Folgenden auch nur „Sucher" genannt – gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine perspektivische Ansicht, die wichtige Elemente des Suchers zeigt. 3 ist eine schematische Ansicht in Richtung des Pfeils A aus 1 (d.h., eine schematische Frontansicht).
Der Sucher gemäß den 1, 2 und 3 umfasst eine als Zoomobjektiv ausgebildete Objektiveinheit 1, die zwei Linsen aufweist: eine negative Linse 2a und eine positive Linse 2b, von denen jede entlang der optischen Achse 1a der Objektiveinheit 1 bewegbar ist. Eine Prismeneinheit 3 ist, um ein nicht-inventiertes aufrechtstehendes Bild zu schaffen, aus einem ersten Prisma 6 und einem zweiten Prisma 7 aufgebaut. Ein Sichtfeldrahmen 8 dient dazu, das Sichtfeld des Suchers zu begrenzen, und ist im Zwischenraum zwischen einer Austrittsfläche 6d des ersten Prismas 6 und einer gegenüberliegenden ersten Oberfläche bzw. Eintrittsfläche 7a des zweiten Prismas 7 angeordnet. Ein Sucherbild, das als ein invertiertes Realbild von der Objektiveinheit 1 erzeugt wird, wird in der Nachbarschaft des Sichtfeldrahmens 8 mittels des ersten Prismas 6 erzeugt. Das Sucherbild, welches als ein invertiertes Realbild in der Nachbarschaft des Sichtfeldrahmens 8 erzeugt wird, wird einer Okular-Linseneinheit 5 mittels des zweiten Prismas 7 zugeführt, so dass das Sucherbild als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild durch die Okular-Linseneinheit 5 beobachtet werden kann.
Im ersten Ausführungsbeispiel ermöglichen die negative Linse 2a und die positive Linse 2b, aus denen sich die Objektiveinheit 1 zusammensetzt, das Zoomen, indem sie entlang der optischen Achse 1a der Objektiveinheit 1 in Übereinstimmung mit dem Zoomen eines Aufnahmeobjektivs einer Kamera (nicht gezeigt) bewegt werden, wie durch die Pfeile angezeigt, die in der Nähe der entsprechenden negativen und positiven Linse 2a und 2b eingezeichnet sind. So kann das Sucherbild als ein Bild betrachtet werden, dessen Größe sich korrespondierend zum photographischen Abbildungsmaßstab verändert, der sich in Übereinstimmung mit dem Zoomen des Aufnahmeobjektivs verändert.
Ein Strahlenbündel von der Objektiveinheit 1 tritt in das erste Prisma 6 durch eine erste Oberfläche bzw. Eintrittsfläche 6a ein. Die erste Oberfläche 6a ist eine gekrümmte Oberfläche, die konvex zur Objektiveinheit 1 ist und die eine positive Brechkraft aufweist. Die Objektiveinheit 1 und die erste Oberfläche 6a sind so angeordnet, dass sie ein ausgangsseitiges telezentrisches optisches System bilden. Die Strahlenbündel, die durch die erste Oberfläche 6a eintreten, werden an einer zweiten Oberfläche 6b in Richtung einer dritten Oberfläche 6c total reflektiert. Die dritte Oberfläche 6c reflektiert die Strahlenbündel, die von der Oberfläche 6b einfallen, um sie senkrecht auf eine vierte Oberfläche (Austrittsfläche) 6d zu leiten, die in derselben Ebene wie die zweite Oberfläche 6b liegt. Das Strahlenbündel tritt durch die Oberfläche 6d aus.
Das Strahlenbündel von der Oberfläche 6d des ersten Prismas 6 tritt in das zweite Prisma 7 durch dessen erste Oberfläche 7a ein. Die Oberfläche 6d und die Oberfläche 7a sind annähernd parallel zueinander. Das Strahlenbündel, das durch die Oberfläche 7a eintritt, wird an einer zweiten Oberfläche 7b des zweiten Prismas 7 total reflektiert, die annähernd senkrecht zur optischen Achse 1a der Objektiveinheit 1 angeordnet ist. Das Strahlenbündel, das durch die Oberfläche 7b total reflektiert wurde, trifft auf eine dritte Oberfläche 7c des zweiten Prismas 7, die als eine Dachfläche ausgebildet ist. Die Oberfläche 7c reflektiert das Strahlbündel von der Oberfläche 7b und leitet es einer vierten Oberfläche 7d des zweiten Prismas 7 zu, die in derselben Ebene wie die Oberfläche 7a angeordnet ist. Die Oberfläche 7c lässt das Strahlebündel auf die Oberfläche 7d unter einem Winkel einfallen, der so ausgewählt ist, dass das auf die Oberfläche 7d treffende Strahlenbündel total reflektiert wird, in eine Richtung parallel zur optischen Achse 1a.
Die Oberfläche 7c, die als eine Dachfläche ausgebildet ist, ist entlang der kurzen Seiten des Sucher-Sichtfeldes gefaltet, d.h. in der vertikalen Richtung bei einer normalen Kamera. Das Strahlenbündel, das von der Oberfläche 7d total reflektiert wurde, wird einer fünften Oberfläche 7e des zweiten Prismas 7 senkrecht zugeführt, die in derselben Ebene wie die Oberfläche 7b liegt. Das einfallende Strahlenbündel tritt durch die Oberfläche 7e aus.
Das Sucherbild (Objektbild), welches von der Objektiveinheit 1 erzeugt wird, wird in der Nähe der Austrittsfläche 6d des ersten Prismas 6 erzeugt, d.h. in der Nähe des Sichtfeldrahmens 8. Das Sucherbild, das als ein invertieres Realbild in der Nähe des Sichtfeldrahmens ausgebildet wird, wird der Okular-Linseneinheit 5 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild mittels des zweiten Prismas 7 zugeführt, wodurch das Sucherbild durch die Okular-Linseneinheit 5 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild betrachtet werden kann.
Im ersten Ausführungsbeispiel werden individuelle Bauelemente für das erste und zweite Prisma 6 und 7 und den Sichtfeldrahmen 8 in der oben beschriebenen Art und Weise angeordnet, und Totalreflexion wird benutzt, um den optischen Weg im Sucher zu falten. Deshalb können, wie in 3 gezeigt, die jeweiligen Beträge der vertikalen und horizontalen Erstreckung des gesamten Suchersystems klein gehalten werden, verglichen mit einem herkömmlichen Porro-Prisma-Suchersystem.
Dementsprechend kann der Bauraum des Suchersystems effektiv ausgenutzt werden, wodurch die Größe des gesamten Suchersystems reduziert werden kann.
Weiterhin sind im ersten Ausführungsbeispiel die Objektiveinheit 1 und die erste Oberfläche (Eintrittsfläche) 6a des ersten Prismas 6 so angeordnet, dass sie ein ausgangsseitiges, telezentrisches, optisches System bilden, und die Bedingung, die für die Totalreflexion eines Strahlenbündels benötigt wird, wird sogar erfüllt, wenn ein halbes Sichtfeld von nicht weniger als 20° vorhanden ist. Dementsprechend ist es möglich, die Beobachtung eines Sucherbildes mit großem Sichtfeld zu erlauben.
Weiterhin wird in der ersten Ausführungsform ein Objektbild, das von der Objektiveinheit 1 erhalten wird, in der Nähe des Sichtfeldrahmens 8 erzeugt, der im leicht abzudichtenden Raum zwischen dem ersten Prisma 6 und dem zweiten Prisma 7 angeordnet ist.
Dementsprechend werden Fremdstoffe wie Staub sehr effektiv von der vierten Oberfläche (Austrittsfläche) 6d, der ersten Oberfläche (Eintrittsfläche) 7a oder anderen Bauteilen ferngehalten und damit auch von der Beobachtung zusammen mit dem Sucherbild.
4 ist eine schematische Querschnittsansicht von wesentlichen Elementen eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In 4 werden dieselben Bezugszeichen für Bauteile verwendet, die im Wesentlichen identisch zu denen in 1 sind.
Das gezeigte Suchersystem gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist von einem Typ, der geeignet ist, zusammen mit einem Aufnahmeobjektiv benutzt zu werden, das eine feste Brennweite hat. Dementsprechend hat die Objektiveinheit 9 keinen Zoomabschnitt und wird sie durch eine einzelne positive Linse gebildet.
Die gezeigte Anordnung umfasst eine Blende 10. Die positive Linse, die die Objektiveinheit 9 bildet, und die Blende 10 sowie die erste Oberfläche (Eintrittsfläche) 6a des ersten Prismas 6 sind so angeordnet, dass sie ein ausgangsseitiges telezentrisches optisches System bilden. Die Anordnung der anderen Elemente ist im Wesentlichen identisch zu den entsprechenden Elementen des ersten Ausführungsbeispiels, wie in 1 gezeigt.
5 ist eine schematische Querschnittsansicht von wichtigen Elementen eines Suchersystems gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine schematische, perspektivische Ansicht der Prismeneinheit 23 aus 5. 7 ist eine schematische Ansicht in Richtung des Pfeils B aus 5.
Die Objektiveinheit 21 des in den 5, 6 und 7 gezeigten Suchersystems ist ein Zoomobjektiv und besteht aus drei Linsen: einer negativen Linse 22a und einer positiven Linse 22b, von denen jede entlang einer optischen Achse 21a der Objektiveinheit 21 bewegbar ist, sowie einer feststehenden positiven Linse 22c. Die Prismeneinheit 23 zur Schaffung eines nicht-invertierten aufrechtstehenden Bildes ist aus einem ersten Prisma 26 und einem zweiten Prisma 27 aufgebaut. Ein Sichtfeldrahmen 28 dient dazu, das Sichtfeld des Suchers zu begrenzen, und ist im Zwischenraum zwischen der Austrittsfläche 26d des ersten Prismas 26 und einer gegenüberliegenden Eintrittsfläche 27a des zweiten Prismas 27 angeordnet.
Ein Sucherbild, welches als ein invertiertes Realbild von der Objektiveinheit 21 erhalten wird, wird in der Nähe des Sichtfeldrahmens 28 mittels des ersten Prismas 26 erzeugt. Das Sucherbild, welches als ein invertiertes Realbild in der Nähe des Sichtfeldrahmens 28 erzeugt wird, wird einer Okular-Linseneinheit 25 mittels des zweiten Prismas zugeführt, so dass das Sucherbild als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild durch die Okular-Linseneinheit 25 beobachtet wird.
Im dritten Ausführungsbeispiel ermöglichen die negative Linse 22a und die positive Linse 22b, die zu der Objektiveinheit 21 gehören, das Zoomen, indem sie unabhängig voneinander in Übereinstimmung mit dem Zoomen eines Aufnahmeobjektivs einer Kamera (nicht gezeigt) entlang der optischen Achse 21a der Objektiveinheit 21 bewegt werden, wie durch die Pfeile angezeigt, die in der Nähe der jeweiligen negativen und positiven Linse 22a und 22b dargestellt sind. Dadurch kann das Sucherbild als ein Bild beobachtet werden, dessen Größe sich korrespondierend mit dem photographischen Abbildungsmaßstab verändert, der sich in Übereinstimmung mit dem Zoomen des Aufnahmeobjektivs verändert.
Ein Strahlenbündel, welches von der Objektiveinheit 21 erhalten wird, tritt in das erste Prisma 26 durch eine erste Oberfläche (Eintrittsfläche) 26a ein. Die Objektiveinheit 21 bildet ein ausgangsseitiges telezentrisches optisches System. Das durch die Eintrittsfläche 26a eintretende Strahlenbündel wird von einer zweiten Oberfläche 26b reflektiert in Richtung einer dritten Oberfläche 26c, die in derselben Ebene wie die Eintrittsfläche 26a liegt. Die dritte Oberfläche 26c totalreflektiert das Strahlenbündel von der zweiten Oberfläche 26b, um es senkrecht auf eine vierte Oberfläche (Austrittsfläche) 26d einfallen zu lasen. Das Strahlenbündel ritt durch die vierte Oberfläche 26d aus.
Das Strahlenbündel, welches von der Oberfläche 26d des ersten Prismas 26 erhalten wird, tritt in das zweite Prisma 27 durch dessen erste Oberfläche (Eintrittsfläche) 27a ein. Die Oberfläche 26d und die Oberfläche 27a sind annähernd parallel zueinander. Das Strahlenbündel, das durch die Oberfläche 27a eingetreten ist, wird durch eine zweite Oberfläche 27b des zweiten Prismas 27 totalreflektiert, die annähernd senkrecht zur optischen Achse 21a der Objektiveinheit 21 angeordnet ist. Das Strahlenbündel, welches durch die zweite Oberfläche 27b totalreflektiert wurde, trifft auf eine dritte Oberfläche 27c des zweiten Prismas 27, die als eine Dachfläche ausgebildet ist. Die dritte Oberfläche 27c reflektiert das Strahlenbündel, das von der zweiten Oberfläche 27b kommt, wodurch es zu einer vierten Oberfläche 27d des zweiten Prismas 27 weitergeleitet wird, welche in derselben Ebene wie die Oberfläche 27a liegt. Die Oberfläche 27c lässt das Strahlenbündel unter einem vorbestimmten Winkel so auf die Oberfläche 27d einfallen, dass das auf die Oberfläche 27d fallende Strahlenbündel totalreflektiert wird in einer Richtung, die parallel zur optischen Achse 21a ist. Die Oberfläche 27c, die als eine Dachfläche ausgebildet ist, ist entlang der kurzen Seite des Sucher-Sichtfeldes gefaltet, d.h. in der vertikalen Richtung einer gewöhnlichen Kamera. Das Strahlenbündel, das durch die Oberfläche 27d totalreflektiert wurde, fällt senkrecht auf eine fünfte Oberfläche 27e des zweiten Prismas 27 ein, die in derselben Ebene wie die Oberfläche 27b liegt. Das einfallende Strahlenbündel wird durch die Oberfläche 27e nach außen geleitet.
Das Sucherbild, welches von der Objektiveinheit 21 erzeugt wird, wird in der Nähe der Oberfläche 26d des ersten Prismas 26 ausgebildet, d.h. in der Nähe des Sichtfeldrahmens 28. Das Sucherbild, welches als ein invertiertes Realbild in der Nähe des Sichtfeldrahmens 28 ausgeformt wird, wird der Okular-Linseneinheit 25 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild mittels des zweiten Prismas 27 zugeleitet, wodurch das Sucherbild durch die Okular-Linseneinheit 25 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild beobachtet werden kann.
Im dritten Ausführungsbeispiel sind die einzelnen Bauelemente für das erste und zweite Prisma 26 und 27 und den Sichtfeldrahmen 28 in der oben beschriebenen Art und Weise angeordnet, so dass, wie in 7 gezeigt, die Erstreckung des gesamten Suchersystems in vertikaler Richtung klein gehalten werden kann im Vergleich zu einem herkömmlichen Porro-Prisma-Suchersystem. Dementsprechend kann der Bauraum des Suchersystems effektiv ausgenutzt werden, wodurch die Größe des gesamten Suchersystems reduziert werden kann.
Weiterhin ist im dritten Ausführungsbeispiel die Objektiveinheit 21 so angeordnet, dass sie ein ausgangsseitiges telezentrisches optisches System bildet, und die Bedingung, die für eine Totalreflexion eines Strahlenbündels Voraussetzung ist, ist sogar dann erfüllt, wenn das halbe Sichtfeld nicht weniger als 20° umfasst.
Dementsprechend ist es möglich, die Beobachtung eines Sucherbildes mit einem großen Blickfeld zu erlauben.
Weiterhin wird bei der dritten Ausführungsform ein Objektbild, welches durch die Objektiveinheit 21 ausgebildet wird, in der Nähe des Sichtfeldrahmens 28 erzeugt, der im leicht abdichtbaren Zwischenraum zwischen dem ersten Prisma 26 und dem zweiten Prisma 27 angeordnet ist.
Dementsprechend wird effektiv verhindert, dass Fremdstoffe, wie Staub an der Austrittsfläche 26d, der Eintrittsfläche 27a oder Ähnlichem anhaften und dass sie zusammen mit dem Sucherbild betrachtet werden.
Weiterhin sind in der dritten Ausführungsform die optischen Achsen der Objektiveinheit 21 und der Okular-Linseneinheit 25 voneinander beabstandet, wodurch Parallax-Fehler reduziert werden. Dementsprechend ist es möglich, eine Anordnung zu erreichen, bei der die Okular-Linseneinheit 25 in einem Endabschnitt des Kameragehäuses untergebracht ist.
8 zeigt eine schematische Querschnittsansicht von wichtigen Elementen eines vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. In 8 sind die gleichen Bezugszeichen verwendet, um Bauteile zu bezeichnen, die im Wesentlichen identisch zu denen sind, die in 5 gezeigt sind.
Das gezeigte Suchersystem gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel ist von einem Typ, der geeignet ist, zusammen mit einem Aufnahmeobjektiv benutzt zu werden, das eine feste Brennweite hat. Dementsprechend hat die Objektiveinheit 21 keinen Zoomabschnitt und ist sie durch zwei feststehende positive Linsen 29 und 30 gebildet.
Die gezeigte Anordnung umfasst eine Frontblende 31, und die positive Linse 29, die positive Linse 30 und die Frontblende 31 sind so angeordnet, dass sie ein ausgangsseitiges telezentrisches optisches System bilden. Die Anordnung der anderen Elemente ist im Wesentlichen identisch zu den entsprechenden Elementen des dritten Ausführungsbeispiels.
Numerische Beispiele der jeweils in den 1 und 5 gezeigten Suchersysteme sind unten angeführt. In jedem der numerischen Beispiele wird vorausgesetzt, dass die jeweiligen optischen Pfade der ersten und zweiten Prismen entfaltet sind.
In jedem der numerischen Beispiele bedeutet „Ri" den Radius der Krümmung der i-ten Linsenoberfläche, von der Objekt seite aus gesehen. „Di" bedeutet die i-te Linsendicke und den Luftabstand, von der Objektseite aus gesehen, und „Ni" und „υi" bedeuten jeweils die Brechzahl und die Abbesche-Zahl des Glases der i-ten Linse, von der Objektseite aus gesehen.
Die X-Achse verläuft in Richtung der optischen Achse; die H-Achse verläuft in einer senkrechten Richtung zur optischen Achse; die Richtung der Lichtausbreitung ist positiv; R bezeichnet den Radius der Schmiegekugel; und A, B, C, D und E bezeichnen die asphärischen Koeffizienten. Dann wird die Form einer asphärischen Oberfläche durch folgenden Ausdruck wiedergegeben
Numerisches Beispiel zu 1
(Bei diesem numerischen Beispiel wird vorausgesetzt, dass eine Kamera, bei der ein 35mm Film benutzt wird, ein Zoomobjektiv als Aufnahmeobjektiv umfasst und dass die Brennweite des Zoomobjektivs zwischen 38 mm und 67 mm variabel ist).
Oberfläche R4: Asphärisch

R = –10.75, A = 0, B = 4.11 × 10–4, C = –7.40 × 10–5, D = 5.97 × 10–7

Oberfläche R9: Asphärisch

R = 21.82, A = 0, B = –1.41 × 10–4, C = 1.17 × 10–6, D = –1.70 × 10–8
R5, R6: Eintrittsfläche und Austrittsfläche des ersten Prismas
R7, R8: Eintrittsfläche und Austrittsfläche des zweiten Prismas

Numerisches Beispiel zu 5
(Bei diesem numerischen Beispiel wird vorausgesetzt, dass eine Kamera, bei der ein 35mm Film benutzt wird, ein Zoomobjektiv als Aufnahmeobjektiv umfasst und dass die Brennweite des Zoomobjektivs variabel zwischen 38 mm und 67 mm variabel ist).
Oberfläche R4: Asphärisch

R = –10.75, A = 0, B = 4.10 × 10–4, C = –7.397 × 10–6, D = 5.97 × 10–7

Oberfläche R11: Asphärisch

R = 21.82, A = 0, B = –1.406 × 10–4
C = 1.172 × 10–6, D = –1.695 × 10–8
R7, R8: Eintrittsfläche und Austrittsfläche des ersten Prismas
R9, R10: Eintrittsfläche und Austrittsfläche des zweiten Prismas

Es ist entsprechend den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen möglich, indem ein Prisma benutzt wird, das eine dachförmige Oberfläche hat und das geeignet eingesetzt ist, um ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild zu erhalten, ein Realbild- Suchersystem zu erhalten, das insgesamt in der Größe in vertikaler und horizontaler Richtung reduziert ist, und wobei ein solches größenreduziertes optisches Suchersystem benutzt werden kann, um ein Sucherbild zu invertieren, welches durch eine Objektiveinheit als ein invertiertes Realbild erzeugt ist, von einem invertierten Realbild zu einem nicht-invertierten aufrechtstehenden Bild, wodurch die Beobachtung eines qualitativ hochwertigen Sucherbildes ermöglicht wird.
Weiterhin ist es gemäß den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsbeispielen möglich, durch Benutzung eines Prismas mit geeignet angeordneter dachförmiger Oberfläche ein Realbild-Suchersystem zu erreichen, dessen Größe in vertikaler Richtung reduziert ist und bei dem die optische Achse der Objektiveinheit und die der Okular-Linseneinheit relativ weit voneinander beabstandet sein können, ohne Parallax-Fehler zu erhöhen. Dementsprechend ist es möglich, einen Kamerakörper zu schaffen, der in einem seiner Endabschnitte eine Okular-Linseneinheit aufweist.
Eine Ausführungsform, die Streulicht effektiv vermeidet, wird im Folgenden beschrieben.
9 ist eine schematische Ansicht von wichtigen Elementen eines Suchersystems gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Die 10(A) und 10(B) sind schematische Ansichten, die wichtige Elemente des Suchersystems in auseinandergezogener Darstellung zeigen. Die 10(A) und 10(B) zeigen jeweils die Zustände des Suchersystems im Fall der Weitwinkelendstellung und im Fall der Telephotoendstellung.
Im Suchersystem gemäß den 9, 10(A) und 10(B) umfasst die als Zoomobjektiv ausgebildete Objektiveinheit 60 eine erste Linse 61 mit negativer Brechkraft, eine bewegbare Blende 69, eine feststehende Blende 70 und eine zweite Linse 62 mit positiver Brechkraft.
Die Prismen 66 und 67 haben jeweils reflektierende Oberflächen und totalreflektierende Oberflächen als Mittel zur Bildumkehr. In den 10(A) und 10(B) sind die Prismen 66 und 67 in Blockform dargestellt, wobei die optischen Pfade auseinandergezogen sind.
Das Prisma 66 umfasst eine erste Oberfläche (Eintrittsfläche) 66a, die durch eine Linsenoberfläche gebildet ist, die eine positive Brechkraft hat, eine totalreflektierende zweite Oberfläche 66b, eine reflektierende dritte Oberfläche 66c, beschichtet mit einem Verdampfungsfilm, und eine vierte Oberfläche (Austrittsfläche) 66d, die in derselben Ebene wie die zweite Oberfläche 66b liegt.
Das Prisma 67 umfasst eine erste Oberfläche (Eintrittsfläche) 67a, eine totalreflektierende zweite Oberfläche 67b, eine reflektierende dachförmige dritte Oberfläche 67c, eine totalreflektierende vierte Oberfläche 67d, die in derselben Ebene wie die Eintrittsfläche 67a liegt, und eine fünfte Oberfläche (Austrittsfläche) 67e, die in derselben Ebene wie die Oberfläche 67b liegt. Die Austrittsfläche 66d des Prismas 66 und die Eintrittsfläche 67a des Prismas 67 verlaufen parallel zueinander.
Ein Sichtfeldrahmen 68 dient dazu, das Sichtfeld des Suchers zu begrenzen. Dieser ist in der Nähe der Bildebene vorgesehen, in die ein Sucherbild durch die Objektiveinheit 60 abgebildet wird. Das Sucherbild, welches im Sichtfeld- rahmen 68 erzeugt wird, wird einer Okular-Linseneinheit 65 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild mittels des Prismas 67 zugeleitet, so dass das Sucherbild durch die Okular-Linseneinheit 65 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild beobachtet werden kann.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel bewegen sich während des Zoomens von der Weitwinkel- zur Telephotoendstellung die erste Linse 61 und die zweite Linse 62 in Richtung Objektseite, wie durch die Pfeile 61a und 62a angegeben, so dass der Zwischenraum zwischen der ersten Linse 61 und der zweiten Linse 62 reduziert wird. Gleichzeitig bewegt sich die bewegbare Blende 69 in Richtung Objektseite, wie durch den Pfeil 69a angegeben, jedoch einen geringeren Betrag als der Betrag der Bewegung der zweiten Linse 62, so dass die jeweiligen Abstände zwischen der bewegbaren Blende 69 und der ersten und zweiten Linse 61 und 62 reduziert werden. Die feststehende Blende 70 bewegt sich gemeinsam mit der zweiten Linse 62.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel wird das Zoomen dadurch erreicht, dass die erste Linse 61 und die zweite Linse 62 sowie auch die bewegliche Blende 69 entlang der optischen Achse der Objektiveinheit 60 in der oben beschriebenen Art und Weise bewegt werden.
Dementsprechend ist es möglich, ein Sucherbild als ein Realbild mit verschiedenen Abbildungsmaßstäben in der Nähe des Sichtfeldrahmens 68 mittels des Prismas 66 auszubilden.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel sind die Objektiveinheit 60 und die Eintrittsfläche 66a des Prismas 66 so ausgebildet angeordnet, dass annähernd ein telezentrisches optisches System erreicht wird, so dass ein Hauptstrahlenbündel, welches durch die Eintrittsfläche 66a des Prismas 66 durchtritt, annähernd parallel zur optischen Achse der Objektiveinheit 60 verläuft. Das Sucherbild, welches im Sichtfeldrahmen 68 erzeugt wird, wird der Okular-Linseneinheit 65 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild mittels des Prismas 67 zugeleitet, so dass das Sucherbild durch die Okular-Linseneinheit 65 als ein nicht-invertiertes aufrechtstehendes Bild betrachtet werden kann.
Im Falle der Weitwinkelendstellung hat ein axiales Strahlenbündel im Suchersystem gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel eine große Bündelweite. Aus diesem Grund wird die bewegbare Blende 69 im fünften Ausführungs- beispiel, im Fall der Weitwinkelendstellung, in Richtung der zweiten Linse 62 bewegt, so dass nur ein äußerer Abschnitt des axialen Strahlenbündels blockiert wird, ohne dass nicht-axiale Strahlenbündel blockiert werden.
Auf diese Weise wird die Bündelweite der axialen Strahlenbündel reduziert, so dass das Strahlenbündel so totalreflektiert werden kann, dass ein Großteil des axialen Strahlenbündels die Total-Reflexionsbedingung an den totalreflektierenden Oberflächen 66b, 67b und 67d erfüllt, die in den Prismen 66 und 67 vorgesehen sind. Dementsprechend ist es möglich, das Auftreten von Streulicht effektiv zu verhindern.
Bei dem fünften Ausführungsbeispiel fällt das Strahlenbündel für das ganze Sichtfeld des Suchers auf die Eintrittsfläche 66a des Prismas 66, wird durch die Oberfläche 66b totalreflektiert, dann reflektiert durch die Oberfläche 66c, und tritt es durch die Austrittsfläche 66d aus. Das Strahlenbündel, das durch die Austrittsfläche 66d austritt, tritt durch die Eintrittsfläche 67a des Prismas 67 ein, wird durch die Oberfläche 67b totalreflektiert, und dann durch die dachförmige Oberfläche 67c reflektiert. Das Strahlenbündel wird durch die Oberfläche 67d totalreflektiert und tritt durch die Austrittsfläche 67e aus. Dabei tritt der Hauptstrahl für das gesamte Sichtfeld annähernd senkrecht durch die Austrittsfläche 67e aus. Entsprechend der oben beschriebenen Anordnung ist es möglich, die Totalreflexion der Strahlenbündel für ein ganzes Sichtfeld auf jeder der totalreflektierenden Oberflächen effektiv zu erreichen.
Ein numerisches Beispiel des Suchersystems gemäß 9 ist unten angegeben. Im numerischen Beispiel bedeutet: „Ri" den Radius der Krümmung der i-ten Linsenoberfläche, von der Objektseite aus gesehen, „Di" die i-te Linsendicke und der Luftabstand, von der Objektseite aus gesehen, und „Ni" und „υi" jeweils die Brechzahl und die Abbesche-Zahl des Glases der i-ten Linse, von der Objektseite aus gesehen.
Die X-Achse verläuft in Richtung der optischen Achse; die H-Achse verläuft senkrecht zur Richtung der optischen Achse; die Richtung des einfallenden Lichts ist positiv; R bezeichnet den Radius der Schmiegekugel; und A, B, C, D und E bezeichnen die asphärischen Koeffizienten. Dann wird die Form einer asphärischen Oberfläche durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
Numerisches Beispiel zu Fig: 9
Asphärisch

R5: R = –10.76, A = 0, B = 4.1 × 10–4, C = –7.4 × 10–6, D = 5.97 × 10–7
R10: R = 21.82, A = 0, B = –1.41 × 10–4, C = 1.17 × 10–6, D = –1.7 × 10–8

Es ist anzumerken, dass bei einem Suchersystem gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise die folgende Bedingung erfüllt ist: 1,3 < DW/fW < 10wobei f_W die Brennweite der Objektiveinheit in der Weitwinkelendstellung, und D_W die Gesamtlänge der Objektiveinheit in der Weitwinkelendstellung ist. In diesem Fall ist die Gesamtlänge der Abstand zwischen der ersten Oberfläche der Objektiveinheit und seiner ersten Bildebene. Im Fall gemäß 4 entspricht die Gesamtlänge dem Abstand von der Blende 10.
Es ist darüber hinaus vorzuziehen, die folgende Bedingung zu erfüllen: 1,5 < Dw/fW < 8
Wenn die Objektiveinheit eine feste Brennweite hat, ist diese Brennweite f_W.
Vorzugsweise sollte auch die folgende Bedingung erfüllt sein: 0,2 < fW/fe < 2wobei f_W die Brennweite der Objektiveinheit in der Weitwinkelendstellung ist, und f_e die Brennweite der Okular-Linseneinheit ist.
Die Werte der jeweiligen numerischen Beispiele zu den 1 und 5 sind unten aufgelistet.
Die erste Bildebene im numerischen Beispiel zu 1 entspricht einer Position im Abstand „0,5" von der Oberfläche 6d, und die erste Bildebene im numerischen Beispiel zu 5 entspricht einer Position im Abstand „0,2" von der Oberfläche 26d.
Gemäß dem oben beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel ist es durch geeignete Anordnung der Linsen der Objektiveinheit möglich, ein Suchersystem zu schaffen, das insgesamt in der Größe reduziert ist und bei dem das Zoomen leicht erreicht werden kann. Weiterhin ist es möglich, Streulicht effektiv zu eliminieren, welches durch die totalreflektierenden Oberflächen eines Prismas durchtritt, das als Mittel zur Bildumkehr benutzt wird, und welches zu einer Okular-Linseneinheit gelangt, ohne die Total-Reflexionsbedingung zu erfüllen, so dass ein qualitativ hochwertiges Sucherbild mit verschiedenen Abbildungsmaßstäben betrachtet werden kann.

Claims

Suchersystem zum Betrachten eines rechteckigen Sucher-Sichtfeldes, mit einer Objektiveinheit (1, 9, 21, 60) zum Erzeugen eines Realbildes, einer Prismeneinheit (3, 23) zum Ausbilden eines nicht-invertierten aufrechtstehenden Bildes und einer Okular-Linseneinheit (5, 25, 65) zum Betrachten des nicht-invertierten aufrechtstehenden Bildes, wobei die Prismeneinheit (3, 23) ein erstes Prisma (6, 26, 66) und ein zweites Prisma (7, 27, 67) aufweist, wobei das erste Prisma (6, 26, 66) aufweist eine erste Oberfläche (6a, 26a, 66a), durch die das Licht von der Objektiveinheit (1, 9, 21, 60) in das erste Prisma (6, 26, 66) eintritt, eine zweite Oberfläche (6b, 26b, 66b), die das durch die erste Oberfläche (6a, 26a, 66a) eingetretene Licht reflektiert, und eine dritte Oberfläche (6c, 26c, 66c), die das von der zweiten Oberfläche (6b, 26b, 66b) reflektierte Licht erneut reflektiert, wobei das zweite Prisma (7, 27, 67) aufweist eine erste Oberfläche (7a, 27a, 67a), durch die das von dem ersten Prisma (6, 26, 66) kommende Licht in das zweite Prisma (7, 27, 67) eintritt, eine zweite Oberfläche (7b, 27b, 67b), die das durch die erste Oberfläche (7a, 27a, 67a) des zweiten Prismas (7, 27, 67) eingetretene Licht reflektiert, und eine dritte Oberfläche (7c, 27c, 67c), die das von der zweiten Oberfläche (7b, 27b, 67b) des zweiten Prismas (7, 27, 67) reflektierte Licht erneut reflektiert, und wobei die Prismeneinheit (3, 23) eine Dachfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Realbild der Objektiveinheit (1, 9, 21, 60) zwischen dem ersten Prisma (6, 26, 66) und dem zweiten Prisma (7, 27, 67) angeordnet ist, und dass die Dachfläche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass sie die kurze Seite des rechteckigen Sucher-Sichtfeldes faltet.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektiveinheit (1, 21, 61) ein Zoomobjektiv ist und dass das Suchersystem folgende Bedingung erfüllt: 0,2 < fw/fe < 2,wobei f_w die Brennweite der Objektiveinheit (1, 21, 60) in deren Weitwinkelendstellung sowie f_e die Brennweite der Okular-Linseneinheit (5, 25, 65) sind.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektiveinheit (1, 21, 61) ein Zoomobjektiv ist, und dass das Suchersystem folgende Bedingung erfüllt: 1,3 < Dw/fw < 10,wobei f_w die Brennweite der Objektiveinheit (1, 21, 61) in deren Weitwinkelendstellung sowie D_w die Gesamtlänge der Objektiveinheit (1, 21, 61) in der Weitwinkelendstellung sind.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Oberfläche (6a, 66a) des ersten Prismas (6, 66) eine Linsenoberfläche ist, die eine positive Brechkraft hat.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektiveinheit (1, 9, 21, 60) eine telezentrische Charakteristik hat.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche (6b, 66b) des ersten Prismas (6, 66) eine totalreflektierende Oberfläche ist und dass das von der dritten Oberfläche (6c, 66c) des ersten Prismas (6, 66) reflektierte Licht aus dem ersten Prisma (6, 66) durch die zweite Oberfläche (6b, 66b) des ersten Prismas (6, 66) austritt.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Oberfläche (7b, 27b, 67b) des zweiten Prismas (7, 27, 67) eine totalreflektierende Oberfläche ist und dass das von der dritten Oberfläche (7c, 27c, 67c) des zweiten Prismas (7, 27, 67) reflektierte Licht aus dem zweiten Prisma (7, 27, 67) durch die zweite Oberfläche (7b, 27b, 67b) austritt.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Oberfläche des ersten Prismas und die erste Oberfläche des zweiten Prismas parallel zueinander sind.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten Prisma (6, 26, 66) und dem zweiten Prisma (7, 27, 67) ein Sichtfeldrahmen (8, 28, 68) angeordnet ist.
Suchersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Oberfläche (7c, 27c, 67c) des zweiten Prismas (7, 27, 67) die Dachfläche ist.