JP2005062340A - 変倍ファインダ - Google Patents

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典哉 谷本
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Abstract

【課題】 設計の自由度を高めることのできる変倍ファインダを提供する。
【解決手段】 物体側から順に、全体として正の屈折力を持つ変倍対物光学系25と、板状の枠からなる視野枠27と、変倍対物光学系25による倒立像を正立させる反転光学系26と、正の屈折力を有し変倍対物光学系25による像を拡大観察する接眼光学系28とを備えた変倍ファインダであって、変倍対物光学系25による像面、視野枠27および反転光学系26の入射面が略一致し、変倍対物光学系25が3群以上で構成され、変倍対物光学系25のうち少なくとも視野枠27の物体側直前にある光学素子群24が光軸方向に沿って移動することにより変倍し、さらに式(1.2 ≦ t2/t1 ≦ 10)を満たす。但し、移動する光学素子群24の最も接眼側の面から反転光学系26の入射面までの距離をtとしたとき、t1はtが変倍により移動し最短になる時の値(mm)であり、t2はtが変倍により移動し最長になる時の値(mm)である。
【選択図】 図1

Description

本発明は、デジタルカメラや銀塩フイルムカメラに搭載され、撮影光学系とは独立した変倍ファインダに関するものである。
近年カメラの薄型化および小型化によりファインダ光学系にも薄型化と小型化が強く要求されている。変倍ファインダ光学系の光軸方向の全長を短縮するには、対物レンズの移動方式が重要であるが、従来の変倍ファインダでは、像面近辺の光学面に付着するゴミがファインダ像の品位を落とすことを回避するために、結像面前後の空気間隔をファインダ枠内で密閉して、ゴミの進入を防ぐ構成になっている(例えば、特許文献1参照)。
例えば、図12に示すように、物体側から順に、正の屈折力を持つ第1レンズ群1と、負の屈折力を持つ第2レンズ群2と、正の屈折力を持つ第3レンズ群3と、正の屈折力を持つ第4レンズ群4とからなり全体として正の屈折力を有する対物光学系5と、その後方に配置され第1プリズム6および第2プリズム7からなる反転光学系8と、第1プリズム6と第2プリズム7との間に配置された視野枠9と、第2プリズム7の後方に配置され正の屈折力を有する接眼光学系10とを備えた変倍ファインダがある。
そして、この変倍ファインダにおいては、対物光学系5を構成する4群のレンズ群が図12(a)の状態にあるときに広角端(短焦点距離端)を実現し、ズーミングに際して、第2レンズ群2が物体側から接眼側に向って軸上移動するとともに、第3レンズ群3が接眼側から物体側に向って軸上移動することにより、同図(b)のように広角端から中間焦点距離を経て、同図(c)の望遠端(長焦点距離端)への変倍(倍率増大)を実現している。
また、図13に示すような変倍ファインダもある。この変倍ファインダは、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群11と、正の屈折力を持つ第2レンズ群12と、負の屈折力を持つ第3レンズ群13と、正の屈折力を持つ第4レンズ群14とからなり全体として正の屈折力を有する対物光学系15と、第3レンズ群13と第4レンズ群14との間に配置されたミラー16と、第4レンズ群14の後方に配置された視野枠17と、その後方に配置された反転光学系18と、反転光学系18の後方に配置され正の屈折力を有する接眼光学系19とを備えている。
そして、この変倍ファインダにおいては、対物光学系15を構成する4群のレンズ群が図13(a)の状態にあるときに広角端を実現し、ズーミングに際して、第2レンズ群12が接眼側から物体側に向って軸上移動するとともに、第3レンズ群13が接眼側から物体側へ更に物体側から接眼側へ軸上移動することにより、同図(b)のように広角端から中間焦点距離を経て、同図(c)の望遠端への変倍を実現している。
特開2001−91861号公報(第3−4頁、図1)
しかしながら、上記従来の技術のうち図12の変倍ファインダでは、第1プリズム6と第2プリズム7からなる反転光学系8にスペースを取られてしまうため、同じ全長内における変倍対物光学系5の占める割合が小さくなり、設計の自由度が低下するという問題点がある。
また、図13の変倍ファインダでは、反転光学系18にスペースを取られていないので、一見、上記問題点が生じないように考えられるが、第3レンズ群13と第4レンズ群14間にミラー16が配置されているために、第4レンズ群14を動かすことはできず、図12の場合と同様に同じ全長内における変倍対物光学系15の占める割合が小さくなり、設計の自由度は低下する。
なお、変倍対物光学系の群数を2群以下にすれば、全長を短くすることはできるが、これでは変倍比が小さくなってしまい、像性能は満足なものが得られない。
本発明の課題は、設計の自由度を高めることのできる変倍ファインダを提供することにある。
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、物体側から順に、全体として正の屈折力を持つ変倍対物光学系と、板状の枠からなる視野枠構成部材と、前記変倍対物光学系による倒立像を正立させる反転光学系と、正の屈折力を有し前記変倍対物光学系による像を拡大観察する接眼光学系とを備えた変倍ファインダであって、前記変倍対物光学系による像面、前記視野枠構成部材および前記反転光学系の入射面が略一致し、前記変倍対物光学系が3群以上で構成され、該変倍対物光学系のうち少なくとも前記視野枠構成部材の物体側直前にある光学素子群が光軸方向に沿って移動することにより変倍し、さらに以下の(1)式を満たすことを特徴としている。
1.2 ≦ t2/t1 ≦ 10 ・・・・・・・(1)
但し、移動する前記光学素子群の最も接眼側の面から前記反転光学系の入射面までの距離をtとしたとき、
t1:tが変倍により移動し最短になる時の値(mm)、
t2:tが変倍により移動し最長になる時の値(mm)、
である。
請求項2に記載の発明は、物体側から順に、全体として正の屈折力を持つ変倍対物光学系と、液晶平面板からなり透光可能領域を取り囲む遮光領域を有する視野枠構成部材と、前記対物光学系による倒立像を正立させる反転光学系と、正の屈折力を有し前記対物光学系による像を拡大観察する接眼光学系とを備えた変倍ファインダであって、前記変倍対物光学系による像面が前記視野枠構成部材のどちらかの面と略一致し、前記変倍対物光学系は3群以上の構成で構成され、該変倍対物光学系のうち少なくとも前記視野枠構成部材の物体側直前にある光学素子群が光軸方向に沿って移動することにより変倍し、さらに以下の(2)式を満たすことを特徴としている。
1.2 ≦ t4/t3 ≦ 10 ・・・・・・・(2)
但し、移動する前記光学素子群の最も接眼側の面から前記視野枠構成部材上の結像面までの距離をtとしたとき、
t3:tが変倍により移動し最短になる時の値(mm)、
t4:tが変倍により移動し最長になる時の値(mm)、
である。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、前記光学素子群は、反射面を有しない正のレンズ群からなることを特徴としている。
請求項4に記載の発明は、請求項3において、前記レンズ群は、正の屈折力を持つ1枚のレンズからなることを特徴としている。
請求項5に記載の発明は、請求項1において、前記視野枠構成部材は、導電性を持つ材質からなることを特徴としている。
請求項6に記載の発明は、請求項1又は2において、前記視野枠構成部材および前記反転光学系の入射面には、帯電防止処理が施されていることを特徴としている。
請求項7に記載の発明は、請求項1又は2において、前記反転光学系は、その入射面より前記接眼光学系側に少なくとも4面の反射面を持つことを特徴としている。
請求項8に記載の発明は鏡胴ユニットの発明で、請求項1〜7のいずれか1項に記載の変倍ファインダを搭載したことを特徴としている。
請求項9に記載の発明はデジタルカメラの発明で、請求項8に記載の鏡胴ユニットを搭載したことを特徴としている。
請求項10に記載の発明は塩銀フィルムカメラの発明で、請求項8に記載の鏡胴ユニットを搭載したことを特徴としている。
請求項1に記載の発明によれば、変倍対物光学系による像面と視野枠構成部材と反転光学系の入射面との位置が略一致しているため、視野枠構成部材より接眼側の空気間隔を物理的に最小とすることができる。また変倍対物光学系は少なくとも視野枠構成部材の物体側直前にあるレンズ群が光軸方向に沿って移動することにより変倍するので、従来、固定しなければならなかったレンズ群を移動群として利用でき、設計の自由度が高くなる。その結果、変倍対物光学系の全長を短縮することが可能となる。
また、変倍対物光学系が3群以上であるため、2群構成のファインダより変倍比を多くできる。ここで、上記(1)式の下限値以下では、レンズ群の移動による効果が少なく、他の移動群でその効果を発生させることが容易に可能となってしまう。また上記(1)式の上限値以上では、レンズ群の移動距離が過大となり、本来の小型化という目的から外れてしまう。
請求項2に記載の発明によれば、請求項1と同様の理由により変倍対物光学系の全長を短縮することが可能となる上に、視野枠構成部材の透光可能領域にオートフォーカスのターゲットマークや近距離補正マークなどを容易に表示することもできる。
請求項3に記載の発明によれば、光学素子群は反射面を有しない正のレンズ群からなるため、光軸方向への移動機構を簡単に構成することができ、変倍対物光学系の小型化および全長の短縮化を容易に図ることが可能となる。
請求項4に記載の発明によれば、正のレンズ群が1枚のレンズから構成されているので、変倍対物光学系の全長を短縮するのが更に容易となる。
請求項5に記載の発明によれば、視野枠構成部材が導電性を持つ材質で構成されているので、視野枠面に帯電した電気を容易に逃がすことができ、これにより、視野枠構成部材にゴミが付着するのを防ぐことができる。その結果、きれいなファインダ像を得ることが可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、前記視野枠構成部材および前記反転光学系の入射面に帯電防止処理が施されているため、観察像面にゴミが付着してファインダ像が見にくくなるのを防ぐことができる。
請求項7に記載の発明によれば、反転光学系がその入射面より接眼光学系側に少なくとも4面の反射面を持つため、変倍対物光学系による結像面より接眼光学系側の光学素子だけで正立正像への反転が可能となり、光路長を必要とする反射面を持つミラーやプリズムを変倍対物光学系内に配置する必要が無くなり、対物光学系の光路長を変倍のために有効に利用できる。これにより、ファインダ全長の短縮が可能となる。
請求項8に記載の発明によれば、本発明の変倍ファインダを鏡胴ユニットに搭載したことにより、鏡胴ユニットの小型化が可能となる。
請求項10または請求項11に記載の発明によれば、本発明の鏡胴ユニットを搭載したことにより、デジタルカメラや銀塩フィルムカメラの小型化や薄型化が可能となる。
以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。
図1は本発明の変倍ファインダの実施例1に係る光学配置図である。この変倍ファインダは、図1に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群21と、正の屈折力を持つ第2レンズ群22と、負の屈折力を持つ第3レンズ群23と、正の屈折力を持つ第4レンズ群24とからなり全体として正の屈折力を有する変倍対物光学系25と、その後方に配置され、変倍対物光学系25による倒立像を正立させるためのプリズムからなる反転光学系26と、反転光学系26の入射面に密着して取り付けられた板状の視野枠(視野枠構成部材)27と、反転光学系26の後方に配置され、正の屈折力を有するとともに、変倍対物光学系26による像を拡大観察するための接眼光学系28とを備えている。
第4レンズ群24は反射面を有しない1枚のレンズで構成され、また視野枠27は導電性を有する材質で作られている。また、視野枠27および反転光学系26の入射面には帯電防止処理が施されている。さらに、反転光学系26は、その入射面より接眼光学系28側に少なくとも4面の反射面を持っている。
また、上記構成の変倍ファインダは、以下の(1)式を満たすように構成されている。
1.2 ≦ t2/t1 ≦ 10 ・・・・・・・(1)
但し、移動する前記光学素子群の最も接眼側の面から前記反転光学系の入射面までの距離をtとしたとき、
t1:tが変倍により移動し最短になる時の値(mm)、
t2:tが変倍により移動し最長になる時の値(mm)、
である。
上記構成の変倍ファインダにおいて、変倍対物光学系25による像面と視野枠27と反転光学系26の入射面との位置は略一致している。また、変倍対物光学系25を構成する4群のレンズ群が図1(a)の状態にあるときに広角端(短焦点距離端)を実現し、ズーミングに際して、第2レンズ群22および第3レンズ群23が接眼側から物体側に向って軸上移動するとともに、第4レンズ群24が一旦接眼側から物体側に、その後、物体側から接眼側に軸上移動することにより、同図(b)のように広角端から中間焦点距離を経て、同図(c)の望遠端(長焦点距離端)への変倍(倍率増大)を実現している。
ここで、本実施例の変倍ファインダは、表1〜4に掲げる詳細データ(パラメータ)を有するものである。
Figure 2005062340
Figure 2005062340
Figure 2005062340
Figure 2005062340
なお、表2の非球面データにおける記号の意味は以下の通りである。
K :非球面の円錐定数
A4 :4次の非球面係数
A6 :6次の非球面係数
A8 :8次の非球面係数
A10:10次の非球面係数
但し、ここで用いられる非球面は、近軸曲率半径の逆数をC、光軸からの高さをHとするとき、以下の式で定義される。
Figure 2005062340
上記(1)式のt2/t1の下限値を1.2に、上限値を10にした理由は、下限値が1.2未満では第4レンズ群24の移動による効果が少なく、他の移動群(第2レンズ群22および第3レンズ群23)でその効果を発生させることが容易に可能となってくるからであり、また上限値が10を超えると第4レンズ群24の移動距離が過大となって、小型化という本来の目的から外れてしまうからである。本実施例では、表3から分かるように、t2/t1は上記した下限値と上限値の間に収まっている。
また、図2は広角端(WIDE)における収差図、図3は中間焦点距離(MEAN)における収差図、図4は望遠端(TELE)における収差図で、各々、球面収差(SA,SC)、非点収差(Ast)、歪曲収差(Dist)およびコマ収差(Coma)を示している。
本実施例によれば、変倍対物光学系25による像面と視野枠27と反転光学系26の入射面とが略一致しているため、視野枠27より接眼側の空気間隔を物理的に最小とすることができる。また、従来では、視野枠27の物体側直前にある第4レンズ群24は固定されていたが、本実施例では、この第4レンズ群24を光軸方向に沿って移動可能としたので、その分、設計の自由度を高くすることができる。その結果、変倍対物光学系25の全長を短縮することが可能となる。
また、変倍対物光学系25が4群以上で構成されているため、2群構成のファインダより変倍比を多くすることができる。
図5は本発明の変倍ファインダの実施例2に係る光学配置図である。この変倍ファインダは、図5に示すように、物体側から順に、負の屈折力を持つ第1レンズ群31と、正の屈折力を持つ第2レンズ群32,33と、正の屈折力を持つ第3レンズ群34とからなり全体として正の屈折力を有する変倍対物光学系35と、その後方に配置され、変倍対物光学系35による倒立像を正立させるためのプリズムからなる反転光学系36と、反転光学系36の入射面に密着して取り付けられ視野枠構成部材としての液晶平面板37と、反転光学系36の後方に配置され、正の屈折力を有するとともに、変倍対物光学系36による像を拡大観察するための接眼光学系38とを備えている。
第3レンズ群34は反射面を有しない1枚のレンズで構成されている。液晶平面板37は、電位を加えたときに、中央部に透光可能領域が、周辺部に前記透光可能領域を取り囲む遮光領域が形成される。液晶平面板37および反転光学系36の入射面には帯電防止処理が施されている。さらに、反転光学系36は、その入射面より接眼光学系38側に少なくとも4面の反射面を持っている。
また、上記構成の変倍ファインダは、以下の(2)式を満たすように構成されている。
1.2 ≦ t4/t3 ≦ 10 ・・・・・・・(2)
但し、移動する前記光学素子群の最も接眼側の面から前記視野枠構成部材上の結像面までの距離をtとしたとき、
t3:tが変倍により移動し最短になる時の値(mm)、
t4:tが変倍により移動し最長になる時の値(mm)、
である。
上記構成の変倍ファインダにおいて、変倍対物光学系35による像面は、平面液晶板37の両面のうちどちらかの面と位置が略一致している。また、変倍対物光学系35を構成する3群のレンズ群が図5(a)の状態にあるときに広角端(短焦点距離端)を実現し、ズーミングに際して、第2レンズ群32,33が一体となって接眼側から物体側に向って軸上移動するとともに、第3レンズ群34が物体側から接眼側に軸上移動することにより、同図(b)のように広角端から中間焦点距離を経て、同図(c)の望遠端(長焦点距離端)への変倍(倍率増大)を実現している。
ここで、本実施例の変倍ファインダは、表5〜8に掲げる詳細データ(パラメータ)を有するものである。
Figure 2005062340
Figure 2005062340
Figure 2005062340
Figure 2005062340
なお、表6の非球面データにおける記号(K,A4,A6,A8,A10)の意味は、実施例1における表2の場合と同様である。
上記(1)式のt4/t3の下限値を1.2に、上限値を10にした理由は、実施例1の場合と同様である。本実施例では、表7から分かるように、t4/t3は上記した下限値と上限値の間に収まっている。
また、図6は広角端(WIDE)における収差図、図7は中間焦点距離(MEAN)における収差図、図8は望遠端(TELE)における収差図で、各々、球面収差(SA,SC)、非点収差(Ast)、歪曲収差(Dist)およびコマ収差(Coma)を示している。
本実施例によれば、実施例1と同様な効果に加えて、液晶平面板37の透光可能領域にオートフォーカスのターゲットマークや近距離補正マークなどを容易に表示することができるという効果も期待できる。
図9は、本発明の鏡胴ユニットの斜視図である。この鏡胴ユニット40には、撮影光学系のレンズ本体部41と、このレンズ本体部41の上部に配置されたファインダ部42と、ファインダ部42の横方に設けられファインダ部42内のレンズを駆動する駆動部43とが設けられている。
そして、ファインダ部42には、実施例1または実施例2の変倍ファインダが搭載されている。すなわち、実施例1が搭載された場合は、第2レンズ群22、第3レンズ群23および第4レンズ群24は駆動部43によって、また実施例2が搭載された場合も、第2レンズ群32、第3レンズ群33および第4レンズ群34は駆動部43によってそれぞれ駆動されて軸上移動する。
本実施例によれば、変倍ファインダはその変倍対物光学系の全長の短縮化が図られており、そのような変倍ファインダを搭載した鏡胴ユニット40の小型化が可能となる。
図10および図11は本発明のデジタルカメラ50を示しており、図10はその正面図、図11は背面図である。本実施例では、鏡筒ユニットとして、実施例3の鏡筒ユニット40が搭載され、その鏡筒ユニット40の上部にファインダ部42が配置されている。
図10および図11において、51はストロボ発光部、52は液晶モニタ、53はシャッターレリーズボタン、54は電源スイッチである。
本実施例によれば、デジタルカメラの小型化や薄型化が可能となる。なお、鏡胴ユニット40はデジタルカメラに限らず、銀塩フィルムカメラに搭載することもできる。
本発明の実施例1による変倍ファインダの光学配置図であり、(a)は広角端における各レンズ群の配置を、(b)は中間焦点距離における各レンズ群の配置を、(c)は望遠端における各レンズ群の配置をそれぞれ示す。 実施例1の変倍ファインダの広角端における収差図である。 実施例1の変倍ファインダの中間焦点距離における収差図である。 実施例1の変倍ファインダの望遠端における収差図である。 本発明の実施例2による変倍ファインダの光学配置図であり、(a)は広角端における各レンズ群の配置を、(b)は中間焦点距離における各レンズ群の配置を、(c)は望遠端における各レンズ群の配置をそれぞれ示す。 実施例2の変倍ファインダの広角端における収差図である。 実施例2の変倍ファインダの中間焦点距離における収差図である。 実施例2の変倍ファインダの望遠端における収差図である。 本発明の鏡胴ユニットの斜視図である。 本発明のデジタルカメラの正面図である。 本発明のデジタルカメラの背面図である。 従来の変倍ファインダの一例による光学配置図であり、(a)は広角端における各レンズ群の配置を、(b)は中間焦点距離における各レンズ群の配置を、(c)は望遠端における各レンズ群の配置をそれぞれ示す。 従来の変倍ファインダの他の例による光学配置図であり、(a)は広角端における各レンズ群の配置を、(b)は中間焦点距離における各レンズ群の配置を、(c)は望遠端における各レンズ群の配置をそれぞれ示す。
符号の説明
21,31 第1レンズ群
22,32,33 第2レンズ群
23,34 第3レンズ群
24, 第4レンズ群
25,35 変倍対物光学系
26,36 反転光学系
27 視野枠
28,38 接眼光学系
37 液晶平面板
40 鏡胴ユニット
42 ファインダ部
50 デジタルカメラ

Claims (10)

  1. 物体側から順に、全体として正の屈折力を持つ変倍対物光学系と、板状の枠からなる視野枠構成部材と、前記変倍対物光学系による倒立像を正立させる反転光学系と、正の屈折力を有し前記変倍対物光学系による像を拡大観察する接眼光学系とを備えた変倍ファインダであって、
    前記変倍対物光学系による像面、前記視野枠構成部材および前記反転光学系の入射面が略一致し、前記変倍対物光学系が3群以上で構成され、該変倍対物光学系のうち少なくとも前記視野枠構成部材の物体側直前にある光学素子群が光軸方向に沿って移動することにより変倍し、さらに以下の式を満たすことを特徴とする変倍ファインダ。
    1.2 ≦ t2/t1 ≦ 10
    但し、移動する前記光学素子群の最も接眼側の面から前記反転光学系の入射面までの距離をtとしたとき、
    t1:tが変倍により移動し最短になる時の値(mm)、
    t2:tが変倍により移動し最長になる時の値(mm)、
    である。
  2. 物体側から順に、全体として正の屈折力を持つ変倍対物光学系と、液晶平面板からなり透光可能領域を取り囲む遮光領域を有する視野枠構成部材と、前記対物光学系による倒立像を正立させる反転光学系と、正の屈折力を有し前記対物光学系による像を拡大観察する接眼光学系とを備えた変倍ファインダであって、
    前記変倍対物光学系による像面が前記視野枠構成部材のどちらかの面と略一致し、前記変倍対物光学系は3群以上の構成で構成され、該変倍対物光学系のうち少なくとも前記視野枠構成部材の物体側直前にある光学素子群が光軸方向に沿って移動することにより変倍し、さらに以下の式を満たすことを特徴とする変倍ファインダ。
    1.2 ≦ t4/t3 ≦ 10
    但し、移動する前記光学素子群の最も接眼側の面から前記視野枠構成部材上の結像面までの距離をtとしたとき、
    t3:tが変倍により移動し最短になる時の値(mm)、
    t4:tが変倍により移動し最長になる時の値(mm)、
    である。
  3. 前記光学素子群は、反射面を有しない正のレンズ群からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の変倍ファインダ。
  4. 前記レンズ群は、正の屈折力を持つ1枚のレンズからなることを特徴とする請求項3に記載の変倍ファインダ。
  5. 前記視野枠構成部材は、導電性を持つ材質からなることを特徴とする請求項1に記載の変倍ファインダ。
  6. 前記視野枠構成部材および前記反転光学系の入射面には、帯電防止処理が施されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の変倍ファインダ。
  7. 前記反転光学系は、その入射面より前記接眼光学系側に少なくとも4面の反射面を持つことを特徴とする請求項1又は2に記載の変倍ファインダ。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の変倍ファインダを搭載したことを特徴とする鏡胴ユニット。
  9. 請求項8に記載の鏡胴ユニットを搭載したことを特徴とするデジタルカメラ。
  10. 請求項8に記載の鏡胴ユニットを搭載したことを特徴とする銀塩フイルムカメラ。
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