JP2005284039A - 接眼レンズ - Google Patents

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JP2005284039A JP2004099130A JP2004099130A JP2005284039A JP 2005284039 A JP2005284039 A JP 2005284039A JP 2004099130 A JP2004099130 A JP 2004099130A JP 2004099130 A JP2004099130 A JP 2004099130A JP 2005284039 A JP2005284039 A JP 2005284039A
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    • GPHYSICS
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    • G03B13/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B13/02Viewfinders
    • G03B13/06Viewfinders with lenses with or without reflectors

Abstract

【課題】 高い倍率を確保しつつ収差を良好に補正することが可能な接眼レンズを提供する。
【解決手段】 撮影レンズにより焦点板FP上に結像された物体の像をプリズムPRで正立像とした後に結像する接眼レンズELにおいて、物体側から順に第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズ群G2と、第3レンズ群G3とから構成され、第1〜第3レンズ群G1〜G3を構成するすべてのレンズが物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成される。
【選択図】 図1

Description

本発明は、写真を写す前に構図を決めるために被写体のうちどの部分が写るかを確認するためのファインダー光学系に用いられる接眼レンズに関する。
一眼レフカメラのファインダー光学系(接眼用光学系)は、撮影レンズによる被写体像を撮影レンズの像面側に配設された反射鏡によって反射させて焦点板上に形成し、この焦点板上に形成された被写体像(ファインダー像)をペンタプリズム等により正立像とした後に、接眼レンズによって拡大して撮影者が観察するように構成されている。ファインダー光学系は写真を写す前に構図を決めるためのものであるため、シャープでクリアな像を観察できることや、正立像で適当な大きさの像が明るく見えることが要求されている。
そのため、このような一眼レフカメラにおいては、近年、視度調整可能で倍率が高い接眼レンズが提案されている。特に、接眼レンズをその屈折率が正負正の3つのレンズ群からなる構成とすることにより、接眼倍率を向上させたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−329752号公報
しかしながら、接眼倍率を高くするとそれに合わせて収差の発生も大きくなる傾向にあり、ファインダー像のシャープさが失われることがあるという課題があった。
本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、高い倍率を確保しつつ収差を良好に補正することが可能な接眼レンズを提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、本発明に係る接眼レンズは、撮影レンズにより焦点板上に結像された物体(被写体)の像を正立化部材(例えば、実施形態におけるプリズムPR)で正立像とした後に結像するものであり、物体側から順に第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、第3レンズ群とから構成され、第1〜第3レンズ群を構成するすべてのレンズが物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成される。
このとき、第2レンズ群が、少なくとも2枚の正メニスカスレンズで構成されることが好ましい。
また、第1レンズ群の最も物体側に位置するレンズの最も物体側の面の曲率半径をrfとし、第1レンズ群の最も像側に位置するレンズの最も像側の面の曲率半径をrrとしたとき、次式
2 < rf/rr < 5
を満足するように構成されることが好ましい。
また、第1レンズ群の焦点距離をf1とし、第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式
0.5 < f1/f3 < 2
を満足するように構成されることが好ましい。
さらに、第2レンズ群の焦点距離をf2とし、視度が−1m-1のときの第1レンズ群、第2レンズ群及び第3レンズ群の合成焦点距離をf123としたとき、次式
0.3 < f2/f123 < 0.4
を満足するように構成されることが好ましい。
なお、本発明に係る接眼レンズは、一眼レフカメレのファインダー光学系に用いられることが好ましい。
本発明に係る接眼レンズを第1〜第3レンズ群から構成するとともに第2レンズ群を正の屈折力を有するように構成することにより、接眼レンズの倍率を向上させることができ、さらに、この接眼レンズを構成する全てのレンズをメニスカスレンズで構成することにより収差を良好に補正することができる。
以下、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して説明する。ファインダー光学系FSは、光学系の最終の実像と撮影者(観察者)の目との間に使われるレンズ系であり、図1に示すように、物体側から順に光軸上に並んだ焦点板FP、コンデンサレンズCL、プリズムPR及び接眼レンズELから構成される。例えば、一眼レフカメラにおいては、撮影レンズにより、物体(被写体)からの光線をこの撮影レンズの像面側に配設された反射鏡によって反射させて焦点板FP上に集光させて物体像(被写体像)として形成し、このファインダー光学系FSで物体像を拡大する作用を有する。ここで、コンデンサレンズCLを配設することにより、ファインダー光学系FSの歪曲収差を良好に補正することができる。但し、コンデンサレンズCLを省略してファインダー光学系FSを構成しても、本発明の効果を得ることができる。また、プリズムPRは、ペンタプリズム等で構成され、反射鏡で反射して倒立した物体像を正立像に変換するものであるが、本実施例においてはその詳細な構成は省略する。
接眼レンズELは、焦点板FP側(物体側)から順に、第1レンズ群G1と、正の屈折力を有する第2レンズG2及び第3レンズ群G3とから構成される。この第1〜第3レンズ群G1〜G3を構成する全てのレンズは、焦点板FP側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成されている。接眼レンズELを3群からなるレンズ群G1〜G3から構成し、第2レンズ群G2が正の屈折力を有するように構成することにより、接眼レンズELの屈折力を大きくして倍率を向上させることができる。
また、このような高い屈折力を有する接眼レンズELを構成する全てのレンズを焦点板FP側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成することにより、球面収差及びコマ収差等を良好に補正することができる。とくに、第1レンズ群G1をメニスカスレンズで構成することにより、コマ収差と歪曲収差とを良好に補正することができる。また、第2レンズ群G2をメニスカスレンズで構成することにより球面収差を良好に補正することができる。そして、第3レンズ群G3をメニスカスレンズで構成することによりコマ収差を良好に補正することができる。
この接眼レンズELは、第2レンズ群G2を光軸に沿って前後に移動させることにより、ファインダーから見える像を撮影者の視力に合わせて調整する視度調整を可能にしている。このとき、第2レンズ群G2の屈折力を大きくすることにより、視度調整が可能な範囲を大きくすることができる。
また、第2レンズ群G2が正の屈折力を有する同一形状のレンズを複数配置して構成(例えば、図1に示すように、2枚の正メニスカスレンズから構成)すると、第2レンズ群G2の屈折力を大きくしつつ、良好な収差補正が可能となる。さらに、同一のレンズ(材質・形状が全く同一)を複数使用することによりこの接眼レンズELの生産性を向上させることができる。
次に、以上のような接眼レンズELを構成するための条件について説明する。まず、接眼レンズELは、第1レンズ群G1の最も物体側に位置するレンズの最も物体側のレンズ面の曲率半径をrfとし、第1レンズ群G1の最も像側に位置するレンズの最も像側のレンズ面の曲率半径をrrとしたとき、下の条件式(1)を満足するように構成されることが好ましい。例えば、図1に示す構成の場合、第1レンズ群G1は1枚のレンズL11から構成されているため、このレンズL11の物体側の面(後述の面番号6)と像側の面(面番号7)の曲率半径がそれぞれ対応する。
(数1)
2 < rf/rr < 5 (1)
この条件式(1)は、第1レンズ群G1において良好にコマ収差を補正するための範囲を示しており、条件式(1)の下限を下回るとコマ収差が過剰補正となり、上限を上回ると補正不足になり易くなり、良好な光学性能が得られなくなる。
また、接眼レンズELは、第1レンズ群G1の焦点距離をf1とし、第3レンズ群G3の焦点距離をf3としたとき、下の条件式(2)を満足するように構成することが好ましい。
(数2)
0.5 < f1/f3 < 2 (2)
この条件式(2)は、接眼レンズELの視度調整機能を適切に作用させるための、第1レンズ群G1と第3レンズ群G3を規定するものであり、条件式(2)の上限を上回ると視度調整範囲をプラス側に確保することが困難になり、下限を下回ると視度調整範囲をマイナス側に確保することが困難になる。
さらに、接眼レンズELは、第2レンズ群G2の焦点距離をf2とし、視度が−1m-1のときの第1レンズ群G1、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3の合成焦点距離をf123としたとき、下の条件式(3)を満足するように構成することが好ましい。
(数3)
0.3 < f2/f123 < 0.4 (3)
この条件式(3)は、良好な収差を確保しつつ、高い倍率と広い視度調整範囲を確保するためのものである。条件式(3)の下限を下回ると第2レンズ群G2の屈折力が強くなりすぎて、接眼レンズELの倍率を大きくすることはできるが収差の補正が困難になる。一方、上限を上回ると収差補正は容易になるが、倍率の向上や広い視度調整範囲の確保は困難になる。
また、この接眼レンズELを構成するレンズ面を非球面形状にすることにより収差を良好に補正することができ、有効である。特に、正の屈折力を有するレンズ群(例えば、第2レンズ群G2)を構成するレンズのレンズ面を非球面形状にすることにより球面収差及び歪曲収差の補正が容易になる。あるいは、他のレンズ群を構成するレンズのレンズ面を非球面形状にすることにより、コマ収差を更に良好に補正することができる。
それでは、以上のように構成された接眼レンズELを含むファインダー光学系FSの具体的な実施例について示す。下に示す3つの実施例では、図1、図5及び図9に示すように、物体側から順に焦点板FP、像側に凸面を向けた平凸レンズ(正レンズ)であるコンデンサレンズCL、プリズムPR及び接眼レンズELが並んで配設され、接眼レンズELから出射した光線がアイポイントEPに入射する。また、上述のように接眼レンズELは、物体側から順に、第1レンズ群G1、第2レンズ群G2及び第3レンズ群G3から構成されている。
図1に第1実施例に係るファインダー光学系FSのレンズ構成を示す。なお、以降の説明では、ファインダー光学系FSのうち、接眼レンズELについてのみ説明を行う。本第1実施例における第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11(負レンズ)から構成されている。第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL12(正レンズ)と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13(正レンズ)とから構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL14(負レンズ)から構成されている。この第2レンズ群G2は、レンズを構成する材質、レンズ面の曲率半径及び厚さが全く同一な2枚のレンズL12,L13から構成されている。この第1〜第3レンズ群G1〜G3を構成する全てのレンズL11〜L14は、物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成されている。
下の表1に、本第1実施例における各レンズの諸元を示す。表1における面番号1〜13は、この第1実施例に係るファインダー光学系FSに関するものであり、それぞれ図1における符号1〜13に対応する。また、表1におけるrはレンズ面の曲率半径を、dはレンズ面の間隔を、ndはd線に対する屈折率を、νdはd線に対するアッベ数を、feはコンデンサレンズCLを含むファインダー光学系FS全系の焦点距離をそれぞれ示している。なお、以下の全ての諸元値において掲載されている曲率半径r,rf,rr、面間隔d、焦点距離fe,f1,f2,f3,f123その他の長さの単位は、特記の無い場合一般に「mm」が使われるが、光学系は比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、単位は「mm」に限定されることなく、他の適当な単位を用いることもできる。また、視度及びfeは、第2レンズ群G2を光軸に沿って前後に移動させて調整可能な範囲を示している。
ここで、視度がX[m-1]であることは、接眼レンズELによる像がアイポイントEPから光軸上に沿って1/X[m]だけ離れた位置にできる状態のことを示している(符号は、像が接眼レンズEPより撮影者側にできたときを正とする)。また、表1における間隔表は、第2レンズ群G2を移動させたときの、視度、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との光軸上の面間隔D1、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との光軸上の面間隔D2及び第3レンズ群G3とアイポイントEPとの光軸上の面間隔(アイレリーフ)D3の関係を示している。以上の表1における記号の説明は、以降の実施例においても同様である。
(表1)
視度=-2.0〜+0.5[m-1
fe=62.88〜67.08
f1=-67.831
f2= 26.685
f3=-78.588
f123=69.614

面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.800 1.000000 FP
2 ∞ 5.500 1.508710 56.40 CL
3 -58.14700 3.400 1.000000
4 ∞ 97.316 1.568832 56.36 PR
5 ∞ 0.300 1.000000
6 58.98656 2.000 1.808095 22.76 L11
7 27.98138 D1 1.000000
8 32.35000 3.500 1.712995 53.87 L12
9 240.00000 0.500 1.000000
10 32.35000 3.500 1.712995 53.87 L13
11 240.00000 D2 1.000000
12 46.84471 3.000 1.834807 42.71 L14
13 26.53373 D3 1.000000

(間隔表)
視度 D1 D2 D3
-2.0 0.5 6.0 16.0
-1.0 1.7 4.8 18.0
+0.5 3.7 2.8 21.0

(条件対応値)
(1)rf/rr=2.11
(2)f1/f3=0.86
(3)f2/f123=0.38
このように、本第1実施例では、上記条件式(1)〜(3)は全て満たされていることが分かる。
また、図2〜図4は第1実施例における光学系の諸収差図である。各収差図は左から順に球面収差図、非点収差図、コマ収差図、歪曲収差図を示し、Y1はプリズムPRへの光線の入射高さを示し、Y0は焦点板FP上での物体高を示し、minは角度単位の分を示し、Dはd線を、FはF線を、CはC線をそれぞれ示している。また、非点収差図において、実線はサジタル像面を示し、破線はメリディオナル像面を示している。以上の収差図の説明は、以降の他の収差図についても同様である。なお、図2は視度が−2.0m-1のときの諸収差図を、図3は視度が−1.0m-1のときの諸収差図を、図4は視度が+0.5m-1のときの諸収差図を示している。各収差図から明らかなように本第1実施例では、第2レンズ群G2を移動させて視度を調整しても、諸収差が良好に補正され、視度調整範囲内で良好な光学性能が確保されていることが分かる。
図5に第2実施例に係るファインダー光学系FSのレンズ構成を示す。本第2実施例における接眼レンズELの第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL21(負レンズ)から構成されている。第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL22(正レンズ)と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23(正レンズ)とから構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL24(負レンズ)から構成されている。この第1〜第3レンズ群G1〜G3を構成する全てのレンズL21〜L24は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成されている。
なお、この第2実施例において、第2レンズ群G2を構成するレンズL22の物体側のレンズ面は非球面形状に形成されている。ここで、非球面は、光軸方向をx軸とし、光軸と直交する方向をy軸とし、非球面の頂点を原点とし、rを曲率半径とし、κを円錐定数として以下に示す式(4)で表される。
(数4)
x = (y2/r)/(1+(1−κ・y2/r21/2) (4)
下の表2に、本第2実施例における各レンズの諸元を示す。表2における面番号1〜13は、この第2実施例に係るファインダー光学系FSに関するものであり、それぞれ図5における符号1〜13に対応する。なお、非球面形状に形成されたレンズ面には、面番号の左側に*印を付している。また、非球面における曲率半径rは、近軸曲率半径を示している。
(表2)
視度=-1.9〜+0.0[m-1
fe=60.50〜71.60
f1=-92.769
f2= 26.587
f3=-54.270
f123=69.458

面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.800 1.000000 FP
2 ∞ 5.500 1.508710 56.40 CL
3 -58.14700 3.400 1.000000
4 ∞ 97.316 1.568832 56.36 PR
5 ∞ 0.300 1.000000
6 234.50389 1.500 1.808095 22.76 L21
7 56.64390 D1 1.000000
*8 25.00000 4.000 1.491080 57.08 L22
9 240.00000 0.100 1.000000
10 30.00000 3.500 1.712995 53.87 L23
11 240.00000 D2 1.000000
12 23.02272 1.500 1.834807 42.71 L24
13 14.81282 D3 1.000000

(非球面データ)
第8面
κ=-0.2646

(間隔表)
視度 D1 D2 D3
-1.9 0.5 6.0 16.0
-1.0 2.5 4.0 20.0
+0.0 6.0 0.5 26.0

(条件対応値)
(1)rf/rr=4.14
(2)f1/f3=1.71
(3)f2/f123=0.38
このように、本第2実施例では、上記条件式(1)〜(3)は全て満たされていることが分かる。また、図6〜図8は第2実施例における光学系の諸収差図であり、図6は視度が−1.9m-1のときの諸収差図を、図7は視度が−1.0m-1のときの諸収差図を、図8は視度が+0.0m-1のときの諸収差図を示している。各収差図から明らかなように本第2実施例では、第2レンズ群G2を移動させて視度を調整しても、諸収差が良好に補正され、視度調整範囲内で良好な光学性能が確保されていることが分かる。特に、非球面(第8面)により球面収差、歪曲収差だけでなく、非点収差も良好に補正されていることが分かる。
図9に第3実施例に係るファインダー光学系FSのレンズ構成を示す。本第3実施例における接眼レンズELの第1レンズ群G1は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL31(負レンズ)から構成されている。第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL32(正レンズ)と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL33(正レンズ)とから構成されている。また、第3レンズ群G3は、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL34(負レンズ)から構成されている。この第2実施例においても、第2レンズ群G2は、レンズを構成する材質、レンズ面の曲率半径及び厚さが全く同一な2枚のレンズL32,L33から構成されている。この第1〜第3レンズ群G1〜G3を構成する全てのレンズL31〜L34は物体側に凸面を向けたメニスカスレンズで構成されている。
下の表3に、本第3実施例における各レンズの諸元を示す。表3における面番号1〜13は、この第3実施例に係るファインダー光学系FSに関するものであり、それぞれ図9における符号1〜13に対応する。
(表3)
視度=-2.0〜+0.9[m-1
fe=67.50〜71.40
f1= -59.780
f2= 26.661
f3=-101.029
f123=74.937

面番号 r d nd νd
1 ∞ 0.800 1.000000 FP
2 ∞ 5.500 1.508710 56.40 CL
3 -58.14700 3.400 1.000000
4 ∞ 94.691 1.568832 56.36 PR
5 ∞ 0.300 1.000000
6 88.78344 1.200 1.808095 22.76 L31
7 31.09643 D1 1.000000
8 32.50000 2.900 1.712995 03.87 L32
9 240.00000 0.100 1.000000
10 32.50000 2.900 1.712995 53.87 L33
11 240.00000 D2 1.000000
12 82.79116 1.100 1.834807 42.71 L34
13 41.52660 D3 1.000000

(間隔表)
視度 D1 D2 D3
-2.0 0.6 4.0 21.0
-1.0 1.8 2.8 22.0
+0.9 4.3 0.3 26.0

(条件対応値)
(1)rf/rr=2.86
(2)f1/f3=0.59
(3)f2/f123=0.35
このように、本第3実施例では、上記条件式(1)〜(3)は全て満たされていることが分かる。また、図10〜図12は第3実施例における光学系の諸収差図であり、図10は視度が−2.0m-1のときの諸収差図を、図11は視度が−1.0m-1のときの諸収差図を、図12は視度が+0.9m-1のときの諸収差図を示している。各収差図から明らかなように本第3実施例では、第2レンズ群G2を移動させて視度を調整しても、諸収差が良好に補正され、視度調整範囲内で良好な光学性能が確保されていることが分かる。
ファインダー光学系の第1実施例におけるレンズ構成図である。 第1実施例において、視度=−2.0m-1のときの諸収差図である。 第1実施例において、視度=−1.0m-1のときの諸収差図である。 第1実施例において、視度=+0.5m-1のときの諸収差図である。 ファインダー光学系の第2実施例におけるレンズ構成図である。 第2実施例において、視度=−1.9m-1のときの諸収差図である。 第2実施例において、視度=−1.0m-1のときの諸収差図である。 第2実施例において、視度=+0.0m-1のときの諸収差図である。 ファインダー光学系の第3実施例におけるレンズ構成図である。 第3実施例において、視度=−2.0m-1のときの諸収差図である。 第3実施例において、視度=−1.0m-1のときの諸収差図である。 第3実施例において、視度=+0.9m-1のときの諸収差図である。
符号の説明
FS ファインダー光学系
FP 焦点板
CL コンデンサレンズ
PR プリズム(正立化部材)
EL 接眼レンズ
G1 第1レンズ群
G2 第2レンズ群
G3 第3レンズ群

Claims (6)

  1. 撮影レンズにより焦点板上に結像された物体の像を正立化部材で正立像とした後に結像する接眼レンズであって、
    物体側から順に第1レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、第3レンズ群とから構成され、前記第1〜第3レンズ群を構成するすべてのレンズが物体側に凸面をむけたメニスカスレンズで構成されることを特徴とする接眼レンズ。
  2. 前記第2レンズ群が、少なくとも2枚の正メニスカスレンズで構成されることを特徴とする請求項1に記載の接眼レンズ。
  3. 前記第1レンズ群の最も物体側に位置する前記レンズの最も物体側の面の曲率半径をrfとし、前記第1レンズ群の最も像側に位置する前記レンズの最も像側の面の曲率半径をrrとしたとき、次式
    2 < rf/rr < 5
    を満足することを特徴とする請求項1または2に記載の接眼レンズ。
  4. 前記第1レンズ群の焦点距離をf1とし、前記第3レンズ群の焦点距離をf3としたとき、次式
    0.5 < f1/f3 < 2
    を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の接眼レンズ。
  5. 前記第2レンズ群の焦点距離をf2とし、視度が−1m-1のときの前記第1レンズ群、前記第2レンズ群及び前記第3レンズ群の合成焦点距離をf123としたとき、次式
    0.3 < f2/f123 < 0.4
    を満足することを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の接眼レンズ。
  6. 一眼レフカメラのファインダー光学系に用いられることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の接眼レンズ。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US8014074B2 (en) 2008-05-09 2011-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Finder optical system and image pickup apparatus using the same
JP2012168300A (ja) * 2011-02-14 2012-09-06 Sigma Corp ファインダー光学系
JP2013214018A (ja) * 2012-04-04 2013-10-17 Canon Inc ファインダー光学系及びそれを用いた撮像装置
JP2016031415A (ja) * 2014-07-28 2016-03-07 キヤノン株式会社 ファインダー光学系及びそれを用いた撮像装置

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