JP2001075150A - ファインダー系及びそれを有した光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 適切に設定した光学素子を用いることによっ
て光学系全体の小型化、簡素化を図ったファインダー系
及びそれを有した光学機器を得ること。 【解決手段】 光入射面と、曲面反射面と、光出射面と
を一体に形成した光学素子を複数個用いるファインダー
系であって、２つの前記光学素子の相対的位置を変える
ことにより倍率を変えること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はファインダー系及び
それを有した光学機器に関し、特に対物レンズ系によっ
て所定面上に倍率を変えて形成された実像のファインダ
ー像（物体像）を接眼レンズ系で観察するようにしたス
チルカメラ，ビデオカメラ，デジタルカメラ等の光学機
器に好適なファインダー系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、スチルカメラやビデオカメラ等の
カメラのファインダー系として、逆ガリレオ式等の虚像
式ファインダー系に代わり、視野枠（ファインダー視野
枠）が明瞭に観察できる実像式ファインダー系が広く用
いられてきている。

【０００３】実像式ファインダー系のレンズ構成として
は、大別すると対物レンズ系、該対物レンズ系によって
形成された被写体の逆像をポロプリズムやダハプリズム
等のプリズムを用いて正立像に反転する正立光学系、そ
して正立光学系の後方に配置され、正立像と観察範囲を
制限する為の視野枠とを同時に観察する接眼レンズ系と
により構成される一次結像式の実像式ファインダー系
と、正立光学系として、プリズムを用いる代わりに、対
物レンズ系にて結像された被写体の逆像を再結像する事
により、逆像を正立像に変換する二次結像系を用いた二
次結像式の実像式ファインダー系とがある。

【０００４】また実像式ファインダー系のファインダー
倍率は、一般的に以下の様に定義されている。

【０００５】まず一次結像式の実像式ファインダー系で
は、対物レンズ系の焦点距離をｆｏ、接眼レンズ系の焦
点距離をｆｅとした時に、ファインダー倍率γ１は、 γ１＝ｆｏ／ｆｅ・・・（１） で定義される。

【０００６】これに対して、二次結像式の実像式ファイ
ンダー系では、対物レンズ系の焦点距離をｆｏ、二次結
像系の倍率をβ、接眼レンズ系の焦点距離をｆｅとした
時に、ファインダー倍率γ２は、 γ２＝β・ｆｏ／ｆｅ・・・（２） で定義される。

【０００７】即ち、二次結像式のファインダー系の倍率
は、一次結像式のファインダー系の倍率に、二次結像系
の倍率βを掛け合わせた形であり、この二次結像倍率β
を任意に設定できる分、ファインダー倍率の設定自由度
を広げることが出来る。

【０００８】また、実像式のファインダー系のタイプの
選択は、一般的にカメラの形態に合わせて決定されてお
り、カメラの厚みを薄くしたい場合には一次結像式が用
いられ、カメラの厚みを長くしたい場合には二次結像式
が用いられる。

【０００９】一次結像式においては、使用するプリズム
によって、ファインダー光学系の展開方向が異なり、カ
メラ形態、使用形態に応じてファインダーのタイプを種
々選択している。

【００１０】しかしながら、ファインダーに入射する光
軸位置と、観察光軸の位置関係は、使用するプリズムの
タイプにより決定してしまうので、自由にその位置関係
を変えることが出来なかった。

【００１１】また、カメラの仕様等の関係にて、ファイ
ンダー倍率の設定自由度が広い二次結像式のファインダ
ーを厚みの薄いカメラに配置する事を考えた場合、ファ
インダーの光路を適時平面ミラー等により折り曲げなけ
ればならず、必然的に構成点数が増加してしまう傾向が
あった。

【００１２】また近年、撮影レンズのズーム化に伴いフ
ァインダー系のズーム化も進んでいる。

【００１３】実像式のファインダー系におけるズーム化
の手法としては、 （ア−１）対物レンズ系にて変倍するもの （ア−２）接眼レンズ系にて変倍するもの （ア−３）二次結像系にて変倍するもの （ア−４）上記（ア−１）〜（ア−３）を組み合わせて
変倍するものがある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】実像式のファインダー
系は、虚像式のファインダー系に対して視野枠が明瞭に
見え、観察品位が高い反面、レンズ構成点数が原理的に
多くなる傾向がある。

【００１５】特にファインダー系のズーム化を図ろうと
するとレンズ構成枚数が増加してくる。

【００１６】従来の実像式のファインダー系におけるレ
ンズ枚数の削減方法としては、 ・非球面レンズの導入 ・プリズムとレンズの複合化 等がある。しかしながら非球面によるレンズ枚数削減に
はおのずと限界があり、またプリズムとレンズの複合化
は、プリズムの入射、若しくは射出面にフィールドレン
ズ作用を付加する程度に止まっていた。

【００１７】さらに、カメラのファインダー系の場合、
ファインダー系を構成するレンズの材質は、コスト・成
形性・光学特性等の理由から、アクリル若しくはポリカ
ーボネートのみの場合が多く、材質を選択する自由度が
無い。この為に、ファインダー系のズーム化に伴い、諸
収差の補正、特に色収差の補正が困難である等の問題点
があった。

【００１８】本発明は、被写体像を観察するファインダ
ー系において適切に設定した光学素子を用いることによ
って光学系全体の簡素化を図りつつ、種々のファインダ
ー倍率でファインダー像（物体像）の観察を良好に行う
ことのできるスチルカメラやビデオカメラ等に好適なフ
ァインダー系及びそれを有した光学機器の提供を目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明のファイ
ンダー系は、光入射面と、曲面反射面と、光出射面とを
一体に形成した光学素子を複数個用いるファインダー系
であって、２つの前記光学素子の相対的位置を変えるこ
とにより倍率を変えることを特徴としている。

【００２０】請求項２の発明は請求項1の発明におい
て、前記光学素子は曲面反射面を複数有していることを
特徴としている。

【００２１】請求項３の発明は請求項１の発明におい
て、前記光学素子の曲面反射面は回転非対称非球面であ
ることを特徴としている。

【００２２】請求項４の発明は請求項１又は２の発明に
おいて、前記２つの光学素子のうち一方は被写体からの
光束を結像させる結像作用を有し、他方は被写体像を正
立正像とする正立作用を有していることを特徴としてい
る。

【００２３】請求項５の発明のファインダー系は、光入
射面と、曲面反射面と、光出射面とを一体に形成した光
学素子を複数個用いて被写体像の正立正像を形成し、該
被写体像を接眼レンズを介して観察するファインダー系
であって、２つの前記光学素子の相対的位置を変化させ
て倍率を変えることを特徴としている。

【００２４】請求項６の発明のファインダー系は、光入
射面と、曲面反射面と、光出射面とを一体に形成した光
学素子を複数有し、ある光学素子を用いて１次結像面に
形成した被写体像を他の光学素子によって２次結像面に
正立正像の被写体像として形成し、該２次結像面上の被
写体像を接眼レンズを介して観察するファインダー系で
あって、該２つの光学素子の相対的位置を変化させて倍
率を変えることを特徴としている。

【００２５】請求項７の発明のファインダー系は、対物
レンズ系によって１次結像面に形成した被写体像を、光
入射面と、曲面反射面と、光出射面とを一体に形成した
光学素子によって２次結像面に正立正像の被写体像とし
て形成し、該２次結像面上の被写体像を接眼レンズを介
して観察するファインダー系であって、該対物レンズ系
と該光学素子との相対的位置を変化させて、倍率を変え
ることを特徴としている。

【００２６】請求項８の発明は請求項１から７のいずれ
か１項の発明において、前記光学素子の各面はプラスチ
ック又はガラスより成る透明体の表面にあることを特徴
としている。

【００２７】請求項９の発明は請求項１から８のいずれ
か１項の発明において、前記光学素子の各面は成形され
ていることを特徴としている。

【００２８】請求項１０の発明は請求項６又は７の発明
において、前記２次結像面又はその近傍に観察視野を制
限する視野枠を設けていることを特徴としている。

【００２９】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、前記視野枠はその大きさが可変であることを特徴
としている。

【００３０】請求項１２の発明は請求項１から１１のい
ずれか１項の発明において、前記光学素子の反射面は回
転非対称の反射面を含んでいることを特徴としている。

【００３１】請求項１３の発明の光学機器は、請求項１
から１２のいずれか１項のファインダー系を有している
ことを特徴としている。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明のファインダー系の光学素
子には通常の光学系における光軸のごとき対称軸が存在
しない。そこで本発明のファインダー系では共軸系の光
軸に相当する"基準軸"を設定して、この基準軸をベース
として光学系中の諸要素の構成を記述する。

【００３３】先ず基準軸の定義を説明する。一般的には
物体面から像面にいたる基準となる基準波長の或る光線
の光路をその光学系における"基準軸"と定義する。これ
だけでは基準となる光線が定まらないので、通常は以下
の２つの原則のいずれかに則り基準軸光線を設定する。

【００３４】・光学系に部分的にでも対称性を有する軸
が存在し、収差のとりまとめが対称性よく行なうことが
できる場合にはその対称性を有する軸上を通る光線を基
準軸光線とする。

【００３５】・光学系に一般的に対称軸が存在しない
時、あるいは部分的には対称軸が存在しても、収差のと
りまとめが対称性よく行なえない時には、物体面中心
（被撮影、被観察範囲の中心）から出て、光学系の指定
される面の順に光学系を通り、光学系内の絞り中心を通
る光線、又は光学系内の絞り中心を通って最終像面の中
心に至る光線を基準軸光線と設定し、その光路を基準軸
とする。

【００３６】このようにして定義される基準軸は一般的
には折れ曲がっている形状となる。ここで、各面におい
て各面と基準軸光線との交点を各面の基準点とし、各面
の物体側の基準軸光線を入射基準軸、像側の基準軸光線
を射出基準軸とする。

【００３７】さらに、基準軸は方向（向き）を持つこと
とし、その方向は基準軸光線が結像に際して進行する方
向とする。よって、入射、射出側に各々入射基準軸方
向、射出基準軸方向が存在する。このようにして基準軸
は設定された各面の順番に沿って屈折若しくは反射の法
則に従ってその方向を変化させつつ、最終的に像面に到
達する。

【００３８】なお、複数の面で構成された光学素子（光
学系）においては、その最も物体側の面へ入射する基準
軸光線をこの光学素子（光学系）の入射基準軸、最も像
側の面から射出する基準軸光線をこの光学素子（光学
系）の射出基準軸とする。又、これらの入射・射出基準
軸の方向の定義は面の場合と同じである。

【００３９】本発明の実施形態の説明に入る前に、実施
形態の構成諸元の表し方及び実施形態全体の共通事項に
ついて説明する。

【００４０】図９は本発明の光学系の構成データを定義
する座標系の説明図である。本発明の実施形態では物体
側から像面に進む１つの光線（図９中の一点鎖線で示す
もので基準軸光線と呼ぶ）に沿ってｉ番目の面を第ｉ面
とする。

【００４１】図９において第１面Ｒ１は絞り、第２面Ｒ
２は第１面と共軸な屈折面、第３面Ｒ３は第２面Ｒ２に
対してチルトされた反射面、第４面Ｒ４、第５面Ｒ５は
各々の前面に対してシフト、チルトされた反射面、第６
面Ｒ６は第５面Ｒ５に対してシフト、チルトされた屈折
面である。第２面Ｒ２から第６面Ｒ６までの各々の面は
ガラス、プラスチック等の媒質の透明体の一部に設けて
一つの光学素子を構成しており、図９中では第１光学素
子Ｂ１としている。

【００４２】従って、図９の構成では不図示の物体面か
ら第２面Ｒ２までの媒質は空気、第２面Ｒ２から第６面
Ｒ６まではある共通の媒質、第６面Ｒ６から不図示の第
７面Ｒ７までの媒質は空気で構成している。

【００４３】本発明の光学系は偏心光学系であるため光
学系を構成する各面は共通の光軸を持っていない。そこ
で、本発明の実施形態においては第１面の光線有効径の
中心を原点とする"光学系の絶対座標系"を設定する。本
発明では光学系の絶対座標系の各軸を以下のように定め
る。

【００４４】Ｚ軸：原点を通り第２面Ｒ２に向かう基準
軸 Ｙ軸：原点を通りチルト面内（図９の紙面内）でＺ軸に
対して反時計回りに９０゜をなす直線 Ｘ軸：原点を通りＺ、Ｙ各軸に垂直な直線（図９の紙面
に垂直な直線） 又、光学系を構成する第ｉ面の面形状を表すには、光学
系の絶対座標系にてその面の形状を表記するより、基準
軸と第ｉ面が交差する基準点を原点とするローカル座標
系を設定して、ローカル座標系でその面の面形状を表し
た方が形状を認識する上で理解し易い為、本発明の実施
形態の数値データでは第ｉ面の面形状をローカル座標系
で表わす。

【００４５】また、第ｉ面のＹＺ面内でのチルト角は光
学系の絶対座標系のＺ軸に対して反時計回り方向を正と
した角度θｉ（単位°）で表す。よって、本発明の実施
形態では各面のローカル座標の原点は図９中のＹＺ平面
上にある。またＸＺおよびＸＹ面内での面のチルト、シ
フトはない。さらに、第ｉ面のローカル座標（ｘ，ｙ，
ｚ）のｙ，ｚ軸は光学系の絶対座標系（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に
対してＹＺ面内で角度θｉ傾いており、具体的には以下
のように設定する。

【００４６】ｚ軸：ローカル座標の原点を通り、光学系
の絶対座標系のＺ方向に対しＹＺ面内において反時計方
向に角度θｉをなす直線 ｙ軸：ローカル座標の原点を通り、ｚ方向に対しＹＺ面
内において反時計方向に９０゜をなす直線 ｘ軸：ローカル座標の原点を通り、ＹＺ面に対し垂直な
直線 また、Ｄｉは第ｉ面と第（ｉ＋１）面のローカル座標の
原点間の間隔を表すスカラー量、Ｎｄｉ、νｄｉは第ｉ
面と第（ｉ＋１）面間の媒質の屈折率とアッベ数であ
る。なお、絞りや最終結像面も１つの平面として表示し
ている。

【００４７】本発明の実施形態は球面，回転対称の非球
面及び回転非対称の非球面を有している。その内の球面
部分は球面形状としてその曲率半径Ｒ_iを記している。
曲率半径Ｒ_iの符号は、曲率中心がローカル座標のｚ軸
プラス方向にある場合をプラスとし、ｚ軸マイナス方向
にある場合をマイナスとする。

【００４８】ここで、球面は以下の式で表される形状で
ある。

【００４９】

【数１】

【００５０】また、回転対称の非球面は次式で表される
形状である。

【００５１】

【数２】

【００５２】また、本発明の光学素子は少なくとも回転
非対称な非球面を一面以上有し、その形状は以下の式に
より表す。

【００５３】z = C₀₂y² +C₁₁xy +C₂₀x²+ C₀₃ y³ +C₁₂ x
y² +C₂₁ x² y+C₃₀x³+ C₀₄ y⁴ +C₁₃ xy³ +C₂₂ x² y² +C
₃₁ x³ y+C₄₀ x⁴+・・・・・・・ 尚、本発明における回転非対称な各面の形状は上記曲面
式のｘに関する偶数次の項のみを使用し、奇数次の項を
０とすることにより、ｙｚ面を対称面とする面対称な形
状としている。

【００５４】また、以下の条件が満たされる場合はｘｚ
面に対して対称な形状を表す。

【００５５】C₀₃=C₂₁=0 さらに C₀₂=C₂₀ , C₀₄=C₄₀=C₂₂/2 , C₀₆=C₆₀=C₂₄/3=C₄₂/3 が満たされる場合は回転対称な形状を表す。以上の条件
を満たさない場合は回転非対称な形状である。

【００５６】なお、数値データにおいて水平半画角ｕ_Y
とは図９のＹＺ面内において第１面Ｒ１に入射する光束
の最大画角、垂直半画角ｕ_XとはＸＺ面内において第１
面Ｒ１に入射する光束の最大画角である。

【００５７】また、ファインダー系の明るさは、アイポ
イントにおける開口を瞳径として示している。

【００５８】また、構成データを挙げている実施例につ
いてはその横収差図を示す。横収差図は、水平入射角、
垂直入射角が夫々（ｕ_X ，ｕ_Y ），（ｕ_X ，０），（ｕ
_X ，−ｕ_Y ），（０，ｕ_Y ），（０，０），（０，−ｕ
_Y ）となる入射角の光束の横収差を示す。横収差図にお
いては、横軸は瞳への入射高さを表し、縦軸は収差量を
表している。各実施例とも基本的に各面がｙｚ面を対称
面とする面対称の形状となっている為、横収差図におい
ても垂直画角のプラス、マイナス方向は同一となるの
で、図の簡略化の為に、マイナス方向の横収差図は省略
している。また、収差図上において、実線はｄ線におけ
る収差を示している。

【００５９】次に本発明の実像式の変倍作用をするファ
インダー系の各実施形態について説明する。図１は本発
明の実施形態１の要部断面図である。図中、２１は実像
式のファインダー系であり、対物光学系（対物レンズ
系）１と、正立正像用の正立光学系２、そして接眼光学
系（接眼レンズ系）３を有している。６は観察者の瞳位
置（アイポイント）、４は観察視野を制限するファイン
ダー視野枠（視野枠）、５はファインダー系２１の基準
軸である。

【００６０】７は１次結像面、８は２次結像面である。
対物レンズ系１と正立光学系２は各々透明体の表面に光
束が入射する入射面と、曲率を有する複数の反射面と、
該複数の反射面にて反射された光束を射出する出射面と
を一体成形した光学素子１１，１２より成っている。

【００６１】尚、光学素子１１，１２の複数の反射面の
うち一部を平面より構成しても良い。

【００６２】本実施形態では２つの光学素子１１，１２
を矢印の如く移動させ、双方の相対的位置を変えてファ
インダー倍率を変化させている。

【００６３】図１（Ａ）は広角端、図１（Ｂ）は中間の
ズーム位置、図１（Ｃ）は望遠端を示している。

【００６４】本発明のビデオカメラ，スチルカメラ，デ
ジタルカメラ等の光学機器は図１のファインダー系と、
撮影レンズ（不図示）とを有している。

【００６５】次に本発明の実施形態１におけるファイン
ダー系の結像状態を図１を用いて説明する。不図示の被
写体からの光束は、まず対物レンズ系１に入射する。

【００６６】対物レンズ系１は、プラスチック材料やガ
ラス材料等の透明体の表面に、曲率を有した反射面を複
数面有した光学素子１１から構成されている。

【００６７】光学素子１１は物体側より順に、正のパワ
ー（屈折力）を有する第一屈折面（入射面）Ｒ１、第一
反射面である凹面鏡Ｒ２、第二反射面である凹面鏡Ｒ
３、正のパワーを有する第二屈折面（射出面）Ｒ４の２
つの反射面と２つの屈折面より構成されている。尚、反
射面の数はいくつでもあっても良い。

【００６８】被写体からの光束は、まず第一屈折面Ｒ１
に入射し、第一屈折面Ｒ１の有する正のパワーにより物
体光束を収束しつつ凹面鏡Ｒ２に入射する。

【００６９】凹面鏡Ｒ２では、凹面鏡Ｒ２の有する正の
パワーにより、物体光束を収束とし、物体光束を凹面鏡
Ｒ３に入射させる為に、図１におけるＹ（−）・Ｚ
（−）方向に物体光束を反射している。

【００７０】この様にＺ（−）方向、即ち入射方向と逆
行する方向に光束を反射することにより、ファインダー
全長の短縮化を図っている。

【００７１】次に凹面鏡Ｒ３では、凹面鏡Ｒ３の有する
正のパワーにより、凹面鏡Ｒ２からの平行光を収束させ
ると共に、入射方向と平行になる様にＺ（＋）方向に光
束を反射している。

【００７２】凹面鏡Ｒ３により反射された物体光束は、
凹面鏡Ｒ３の正のパワーにより、一次結像面７上に物体
像を結像する。

【００７３】次に、一次結像面７にて結像された物体像
からの光束は、第２屈折面Ｒ４を射出し、正立光学系２
に至る。

【００７４】正立光学系２は、対物レンズ系１の光学素
子１１と同様な、２つの屈折面と曲率を有した反射面を
複数面有した光学素子１２から構成されている。

【００７５】光学素子１２は物体側より順に、正のパワ
ーを有する第一屈折面Ｒ５、第一反射面である凹面鏡Ｒ
６、第二反射面である凸面鏡Ｒ７、正のパワーを有する
第二屈折面Ｒ８の２つの反射面と２つの屈折面より構成
されている。尚、反射面は２以上あっても良い。

【００７６】正立光学系２の光学素子１２の第一屈折面
Ｒ５に入射した光束は、第一屈折面Ｒ５の有する正のパ
ワーにより一次結像面７からの発散光束を収束しつつ凹
面鏡Ｒ６に入射させている。

【００７７】凹面鏡Ｒ６では、凹面鏡Ｒ６の有する正の
パワーにより、第一屈折面Ｒ５からの光束を収束し、光
束を凸面鏡Ｒ７に入射させる為に、図１におけるＹ
（＋）・Ｚ（−）方向に物体光束を反射している。

【００７８】ここでも、光学素子１１の場合と同様にＺ
（−）方向、即ち入射方向と逆行する方向に光束を反射
することにより、ファインダー全長の短縮化を図ってい
る。

【００７９】また本実施例では、光学素子１１とは逆
に、Ｙ（＋）方向に光束を反射させているが、Ｙ（−）
方向に光束を反射する構成も可能であり、ファインダー
系の配置構成に自由度を持たせることが可能である。

【００８０】次に凸面鏡Ｒ７では、凸面鏡Ｒ７の有する
負のパワーにより、凹面鏡Ｒ６からの収束光束の角度を
緩めると共に、入射方向と平行になる様にＺ（＋）方向
に光束を反射している。

【００８１】凹面鏡Ｒ７により反射された物体光束は、
第二屈折面Ｒ８の正のパワーにより光束を収束させなが
ら、二次結像面８上に物体像を再結像している。

【００８２】再結像された物体像は、二次結像面８と略
同一位置に配置された、観察領域を制限する視野枠４と
重畳して、正立光学系２の後方に配置された接眼光学系
３によって、観察瞳７にて観察される。

【００８３】本実施形態においては、光学素子１１及び
光学素子１２の相対的位置を変化させることにより結像
倍率（ファインダー倍率）を変化させている。

【００８４】以上の様に本実施形態では、被写体からの
光束を結像する作用と、結像した被写体像を正立させる
作用と、正立した被写体像を観察する作用とを有するフ
ァインダーにおいて、透明体の表面に、光束が入射する
屈折面と、曲率を有した複数の反射面と、該複数の反射
面にて反射された光束を射出する屈折面を一体に成形し
た光学素子を利用し、該光学素子が該作用の少なくとも
一つの作用を有すると共に、該光学素子を移動させる事
により、該ファインダーの観察倍率を変化させている。

【００８５】図１において、（Ａ）が広角端、（Ｂ）が
中間、（Ｃ）が望遠端の状態を示し、広角から望遠への
結像倍率の変化は、矢印の如く光学素子１１が物体側に
移動するとともに、光学素子１２が光学素子１１との間
隔を狭めながら、これも物体側に移動することにより行
われる。

【００８６】また二次結像面８上に配置された視野枠４
には、観察領域を制限する機能の他に、近年多く見られ
る様な撮影画面の切換えの為に、図１のＸ及びＹ方向の
サイズを変化可能としても良い。

【００８７】本発明の様なカメラのファインダー系の場
合、ファインダー系を構成するレンズの材質は、アクリ
ル若しくはポリカーボネート等のプラスチック材料のみ
を使用する場合が多く、ペッツバール和と色収差のバラ
ンスを取る為の材質選定の自由度がほとんど無い。この
為に、ファインダー系のズーム化に伴い、諸収差の補
正、特に色収差の補正が困難となってきている。

【００８８】そこで本実施形態においては、対物レンズ
系内に曲率を有した反射面を含む光学素子を配置してい
る。この反射面は、波長によらず反射角度が一定な為、
結果として色収差が生じない。このような反射面にパワ
ーを分担させることにより、ファインダー系にアクリル
若しくはポリカーボネート等のプラスチック材料のみを
使用した場合においても、色収差の発生を抑え、諸収差
の補正を良好に行うことを可能としている。

【００８９】この様に本実施形態においては、被写体か
らの光束を結像する作用を有する対物光学系と結像した
被写体像を正立させる作用を有する正立光学系を曲率を
有した反射面を複数面有した光学素子にて構成し、双方
の光学素子を移動させる事により変倍を行い、さらに各
作用を一つの光学素子にて達成し、わずか３つの光学部
材にて二次結像式のズーム作用を有したファインダー系
を達成している。

【００９０】以上のように本実施形態では透明体の表面
に複数の曲率反射面を有した光学素子を少なくとも２つ
用いることにより、簡単な構成で実像式の変倍作用を有
したファインダー系を構成している。

【００９１】尚、以上の実施形態で用いた光学素子は、
反射面が２つある場合を示したが、この数に限定される
ものではなく、いくつあっても良い。

【００９２】実施形態１における収差図を図２〜図４に
示す。図２は広角端、図３は中間、図４は望遠端での収
差図である。

【００９３】図５は本発明のファインダー系の実施形態
１の要部概略図である。図５において図１で示した要素
と同一要素には同符合を付している。

【００９４】図５において、１は被写体からの光束を結
像する作用を有する対物レンズ系、７は１次結像面であ
り、物体像が形成されている。２は１次結像面７に結像
した被写体像を正立させる作用を有する正立光学系、８
は正立像が形成される２次結像面、３は２次結像面８に
正立した被写体像を観察する作用を有する接眼レンズ
系、４は視野枠、５はファインダー系の基準軸、６は観
察瞳である。

【００９５】次に本実施形態におけるファインダー系の
結像状態を図５を用いて説明する。

【００９６】不図示の被写体からの光束は、まず対物レ
ンズ系１に入射する。対物レンズ系１は、正のパワーを
有する一枚の球面系より成る凸レンズ（正レンズ）１３
により構成されている。

【００９７】被写体からの光束は、凸レンズ１３に入射
し、凸レンズ１３の有する正のパワー（屈折力）によ
り、一次結像面７上に物体像を結像する。

【００９８】次に、一次結像面７にて結像された物体光
束は、正立光学系２に至る。正立光学系２は、曲率を有
した反射面を複数面有した光学素子１４から構成されて
いる。

【００９９】光学素子１４は物体側より順に、負のパワ
ーを有する第一屈折面（入射面）Ｒ３、第一反射面であ
る凹面鏡Ｒ４、第二反射面である凸面鏡Ｒ５、第三反射
面である凹面鏡Ｒ６、第四反射面である凹面鏡Ｒ７、正
のパワーを有する第二屈折面（射出面）Ｒ８の４つの反
射面と２つの屈折面より構成されている。

【０１００】尚、反射面の数はいくつであっても良い。
光学素子１４の第一屈折面Ｒ３に入射した、１次結像面
７からの発散光束は第一屈折面Ｒ３の有する負のパワー
によりさらに発散しつつ凹面鏡Ｒ４に入射させている。

【０１０１】凹面鏡Ｒ４では、凹面鏡Ｒ４の有する正の
パワーにより、第一屈折面Ｒ４からの光束を収束し、該
光束を凹面鏡Ｒ５に入射させる為に、図５におけるＹ
（−）・Ｚ（−）方向に物体光束を反射している。

【０１０２】ここでも、実施形態１の場合と同様にＺ
（−）方向、即ち入射方向と逆行する方向に光束を反射
することにより、ファインダー全長の短縮化を図ってい
る。

【０１０３】次に凸面鏡Ｒ５では、凸面鏡Ｒ５の有する
負のパワーにより、凹面鏡Ｒ４からの光束を発散させる
と共に、光束を凹面鏡Ｒ６に入射させる為に、Ｙ（−）
・Ｚ（＋）方向に物体光束を反射している。

【０１０４】凹面鏡Ｒ６により反射された光束は、凹面
鏡Ｒ７に入射し、凹面鏡Ｒ７の有する正のパワーにより
光束を収束させると共に、入射方向と平行になる様にＺ
（＋）方向に光束を反射している。

【０１０５】凹面鏡Ｒ７により反射された物体光束は、
第二屈折面Ｒ８の正のパワーにより光束をさらに収束さ
せながら、二次結像面８上に物体像を再結像している。

【０１０６】再結像された物体像は、二次結像面８と略
同一位置に配置された、観察領域を制限する視野枠４と
重畳して、正立光学系２の後方に配置された接眼光学系
３によって、観察瞳７にて観察される。

【０１０７】本実施形態においては、凸レンズ１３及び
光学素子１４の相対的位置を変化させることにより結像
倍率（ファインダー倍率）を変化させている。

【０１０８】図５において、（Ａ）が広角端、（Ｂ）が
中間、（Ｃ）が望遠端の状態を示し、広角から望遠への
結像倍率の変化は、凸レンズ１３が観察側に移動すると
ともに、光学素子１４が凸レンズ１３との間隔を広げな
がら、これも観察側に移動することにより行われる。

【０１０９】また実施形態１と同様に、二次結像面８上
に配置された視野枠４には、観察領域を制限する機能の
他に、近年多く見られる様な撮影画面の切換えの為に、
図５のＸ及びＹ方向のサイズを変化可能としても良い。

【０１１０】実施形態２における収差図を図６〜図８に
示す。図６は広角端、図７は中間、図８は望遠端での収
差図である。

【０１１１】この様に本実施形態においては、単一の正
レンズからなる対物光学系と、曲率を有した反射面を複
数面有した光学素子にて構成された正立光学系とによ
り、正レンズと光学素子を移動させる事により変倍を行
い、さらに各作用を一つの光学要素にて達成し、わずか
３つの光学部材にて二次結像式のズーム作用を有したフ
ァインダー系を達成している。

【０１１２】次に、各実施形態における数値データを以
下に示す。

【０１１３】 ［数値データー１］ 瞳径 φ３．４ 設計距離 ２ｍ 観察視度 −１ｄｐｔ 広角端 中間 望遠端 ファインダー倍率 −０．５９ −０．８６ −１．１４ 水平半画角 １９．１ １３．０ ９．８ 垂直半画角 １４．５ ９．８ ７．４ i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 8.50 1.49171 57.40 屈折面 2 0.00 8.50 25.00 10.00 1.49171 57.40 反射面 3 -7.66 2.07 25.00 8.00 1.49171 57.40 反射面 4 -7.66 10.07 0.00 変数 1 屈折面 5 -7.66 17.15 0.00 8.50 1.49171 57.40 屈折面 6 -7.66 25.65 -25.00 10.00 1.49171 57.40 反射面 7 0.00 19.23 -25.00 8.50 1.49171 57.40 反射面 8 0.00 27.73 0.00 変数 1 屈折面 9 0.00 34.30 0.00 1.00 1.49171 57.40 屈折面 10 0.00 35.30 0.00 変数 1 屈折面 11 0.00 57.06 0.00 4.50 1.49171 57.40 屈折面 12 0.00 61.56 0.00 30.00 1 屈折面 13 0.00 91.56 0.00 0.00 1 アイホ゜イント 広角端 中間 望遠端 D 4 7.08 3.06 1.00 D 8 6.57 13.06 19.58 D10 21.76 21.76 21.76 D1〜4面 Zi(M)=Zi(W)-2.47 Zi(T)=Zi(W) -6.92 D5〜8面 Zi(M)=Zi(W)-6.49 Zi(T)=Zi(W)-13.00 球面形状 R 1面 R 1= 9.974 R 4面 R 4=-11.829 R 5面 R 5= 12.000 R 8面 R 8= -9.496 R 9面 R 9= ∞ R10面 R10= ∞ 非球面形状 R11面 R11= 20.894 k=-2.020 a =-4.46010e-05 b = 3.35304e-07 R12面 R12=-26.217 k=-5.254 a =-5.72387e-05 b = 3.30707e-07 自由曲面形状 R2面 C₀₂=-9.71213e-03 C₂₀=-1.34683e-02 C₀₃= 2.63402e-04 C₂₁= 7.96275e-03 C₀₄= 3.62602e-05 C₂₂=-2.07214e-04 C₄₀=-2.68116e-04 C₀₅=-1.54019e-05 C₂₃=-3.54582e-05 C₄₁=-2.10041e-04 C₀₆= 1.70854e-06 C₂₄= 7.13032e-06 C₄₂= 2.27953e-05 C₆₀= 1.45692e-05 R3面 C₀₂= 1.03645e-02 C₂₀= 2.15628e-02 C₀₃=-4.34848e-06 C₂₁= 1.47793e-05 C₀₄=-5.30109e-05 C₂₂=-2.94116e-04 C₄₀= 2.17257e-05 C₀₅=-1.80797e-05 C₂₃=-6.45927e-06 C₄₁= 3.95959e-05 C₀₆=-1.24196e-06 C₂₄= 1.47358e-05 C₄₂=-1.73038e-05 C₆₀= 6.11990e-08 R6面 C₀₂=-1.24893e-02 C₂₀=-1.55600e-02 C₀₃=-4.84023e-05 C₂₁=-3.33147e-04 C₀₄= 2.81557e-05 C₂₂= 1.14792e-04 C₄₀= 2.45722e-05 C₀₅= 1.40595e-05 C₂₃=-5.29207e-05 C₄₁= 6.24108e-06 C₀₆=-3.25022e-06 C₂₄= 1.15255e-05 C₄₂= 8.96012e-07 C₆₀= 9.39664e-08 R7面 C₀₂=-2.45963e-03 C₂₀=-5.00313e-03 C₀₃=-2.19294e-04 C₂₁=-6.00706e-03 C₀₄=-2.45086e-05 C₂₂=-1.64782e-05 C₄₀=-3.41198e-04 C₀₅= 1.70132e-05 C₂₃= 9.91165e-06 C₄₁= 1.30679e-04 C₀₆=-1.76436e-07 C₂₄= 5.93074e-06 C₄₂= 2.51427e-06 C₆₀= 6.99616e-06 ［数値データー２］ 瞳径 φ４ 設計距離 ２ｍ 観察視度 −１ｄｐｔ 広角端 中間 望遠端 ファインダー倍率 −０．４３ −０．６３ −０．８４ 水平半画角 １９．１ １３．０ ９．８ 垂直半画角 １４．５ ９．８ ７．４ i Yi Zi(W) θi Di Ndi νdi 1 0.00 0.00 0.00 4.20 1.49171 57.40 屈折面 2 0.00 4.20 0.00 変数 1 屈折面 3 0.00 11.53 0.00 7.50 1.58310 30.20 屈折面 4 0.00 19.03 25.00 10.00 1.58310 30.20 反射面 5 -7.66 12.60 15.00 10.00 1.58310 30.20 反射面 6 -11.08 22.00 15.00 10.00 1.58310 30.20 反射面 7 -18.74 15.57 25.00 8.00 1.58310 30.20 反射面 8 -18.74 23.57 0.00 変数 1 屈折面 9 -18.74 31.59 0.00 0.50 1.49171 57.40 屈折面 10 -18.74 32.09 0.00 21.82 1 屈折面 11 -18.74 53.92 0.00 1.90 1.49171 57.40 屈折面 12 -18.74 55.82 0.00 16.00 1 屈折面 13 -18.74 71.82 0.00 0.00 1 アイホ゜イント 広角端 中間 望遠端 D 2 7.33 10.04 11.49 D 8 8.02 4.52 1.00 D1〜2面 Zi(M)=Zi(W)+0.79 Zi(T)=Zi(W)+2.86 D3〜8面 Zi(M)=Zi(W)+3.50 Zi(T)=Zi(W)+7.02 D9面 Zi(M)=Zi(W) Zi(T)=Zi(W) 球面形状 R 3面 R 3=-16.624 R 8面 R 8=-12.374 R 9面 R 9= ∞ R10面 R10= ∞ R11面 R11= 11.932 非球面形状 R 1面 R 1= 4.666 k= 0.060 a =-9.16702e-04 b = 0.00000e+00 R 2面 R 2= 45.106 k= 436.789 a = 1.49246e-04 b = 0.00000e+00 R12面 R12=-847.976 k=-26092.725 a = 7.83030e-05 b = 0.00000e+00 自由曲面形状 R4面 C₀₂=-2.71006e-02 C₂₀=-4.00530e-02 C₀₃= 1.14103e-04 C₂₁= 1.41325e-04 C₀₄=-2.29304e-05 C₂₂=-8.24239e-05 C₄₀=-5.48055e-05 C₀₅=-1.23884e-07 C₂₃= 1.03303e-06 C₄₁= 6.18919e-07 C₀₆=-1.50155e-07 C₂₄=-5.75738e-07 C₄₂=-7.64819e-07 C₆₀=-3.91434e-07 R5面 C₀₂=-1.30187e-02 C₂₀=-1.11779e-01 C₀₃= 2.10699e-03 C₂₁= 2.14042e-02 C₀₄=-1.96520e-04 C₂₂=-1.84425e-03 C₄₀= 8.97784e-03 C₀₅= 7.47585e-06 C₂₃=-2.67116e-04 C₄₁=-3.43701e-04 C₀₆=-1.78278e-06 C₂₄=-1.37496e-05 C₄₂=-6.29668e-05 C₆₀=-4.16710e-03 R6面 C₀₂=-5.49833e-03 C₂₀=-3.63526e-02 C₀₃= 9.76436e-04 C₂₁=-5.61671e-04 C₀₄= 1.51730e-04 C₂₂=-1.35661e-05 C₄₀=-1.16844e-04 C₀₅=-3.92806e-05 C₂₃= 3.06894e-05 C₄₁= 1.49562e-05 C₀₆=-1.09400e-05 C₂₄= 7.71818e-06 C₄₂= 1.98723e-06 C₆₀= 5.10264e-07 R7面 C₀₂= 1.15266e-02 C₂₀=-8.71340e-03 C₀₃= 4.92230e-04 C₂₁=-3.84713e-04 C₀₄=-2.09449e-05 C₂₂=-1.07203e-04 C₄₀=-3.98719e-04 C₀₅=-2.53816e-06 C₂₃=-7.06237e-07 C₄₁= 9.48568e-06 C₀₆=-2.16068e-07 C₂₄=-6.12224e-07 C₄₂= 2.14123e-06 C₆₀= 4.68171e-06

【０１１４】

【発明の効果】本発明によれば、被写体像を観察するフ
ァインダー系において適切に設定した光学素子を用いる
ことによって光学系全体の簡素化を図りつつ、種々のフ
ァインダー倍率でファインダー像（物体像）の観察を良
好に行うことのできるスチルカメラやビデオカメラ等に
好適なファインダー系及びそれを有した光学機器を達成
することができる。

【０１１５】特に本発明は、（イ−１）レンズ構成枚数
の少ない変倍作用を有するファインダー系を達成するこ
とができる。

【０１１６】（イ−２）色収差を含む諸収差を良好に補
正したファインダー系を達成することができる。

【０１１７】（イ−３）ファインダー系の各要素の配置
の自由度を向上させることができる。等の効果が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部断面図

【図２】本発明の実施形態１の広角端の収差図

【図３】本発明の実施形態１の中間の収差図

【図４】本発明の実施形態１の望遠端の収差図

【図５】本発明の実施形態２の要部断面図

【図６】本発明の実施形態２の広角端の収差図

【図７】本発明の実施形態２の中間の収差図

【図８】本発明の実施形態２の望遠端の収差図

【図９】本発明における座標系の説明図

【符号の説明】

２１ ファインダー系 １ 対物レンズ系 ３ 接眼レンズ系 １１，１２，１４ 光学素子 ４ 視野枠 ５ 基準軸 ２ 正立光学系 ７ １次結像面 ８ ２次結像面

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光入射面と、曲面反射面と、光出射面と
   を一体に形成した光学素子を複数個用いるファインダー
   系であって、２つの前記光学素子の相対的位置を変える
   ことにより倍率を変えることを特徴とするファインダー
   系。
2. 【請求項２】 前記光学素子は曲面反射面を複数有して
   いることを特徴とする請求項１のファインダー系。
3. 【請求項３】 前記光学素子の曲面反射面は回転非対称
   非球面であることを特徴とする請求項１のファインダー
   系。
4. 【請求項４】 前記２つの光学素子のうち一方は被写体
   からの光束を結像させる結像作用を有し、他方は被写体
   像を正立正像とする正立作用を有していることを特徴と
   する請求項１又は２のファインダー系。
5. 【請求項５】 光入射面と、曲面反射面と、光出射面と
   を一体に形成した光学素子を複数個用いて被写体像の正
   立正像を形成し、該被写体像を接眼レンズを介して観察
   するファインダー系であって、２つの前記光学素子の相
   対的位置を変化させて倍率を変えることを特徴とするフ
   ァインダー系。
6. 【請求項６】 光入射面と、曲面反射面と、光出射面と
   を一体に形成した光学素子を複数有し、ある光学素子を
   用いて１次結像面に形成した被写体像を他の光学素子に
   よって２次結像面に正立正像の被写体像として形成し、
   該２次結像面上の被写体像を接眼レンズを介して観察す
   るファインダー系であって、該２つの光学素子の相対的
   位置を変化させて倍率を変えることを特徴とするファイ
   ンダー系。
7. 【請求項７】 対物レンズ系によって１次結像面に形成
   した被写体像を、光入射面と、曲面反射面と、光出射面
   とを一体に形成した光学素子によって２次結像面に正立
   正像の被写体像として形成し、該２次結像面上の被写体
   像を接眼レンズを介して観察するファインダー系であっ
   て、該対物レンズ系と該光学素子との相対的位置を変化
   させて、倍率を変えることを特徴とするファインダー
   系。
8. 【請求項８】 前記光学素子の各面はプラスチック又は
   ガラスより成る透明体の表面にあることを特徴とする請
   求項１から７のいずれか１項のファインダー系。
9. 【請求項９】 前記光学素子の各面は成形されているこ
   とを特徴とする請求項１から８のいずれか１項のファイ
   ンダー系。
10. 【請求項１０】 前記２次結像面又はその近傍に観察視
    野を制限する視野枠を設けていることを特徴とする請求
    項６又は７のファインダー系。
11. 【請求項１１】 前記視野枠はその大きさが可変である
    ことを特徴とする請求項１０のファインダー系。
12. 【請求項１２】 前記光学素子の反射面は回転非対称の
    反射面を含んでいることを特徴とする請求項１から１１
    のいずれか１項のファインダー系。
13. 【請求項１３】 請求項１から１２のいずれか１項のフ
    ァインダー系を有していることを特徴とする光学機器。