JP2005308963A - 変倍ファインダー - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズ系全体の小型化を図りつつ、所定の変倍比が容易に得られ、しかも全変倍範囲にわたり良好なるファインダー像の観察ができる実像式の変倍ファインダーを得ること。
【解決手段】 変倍機能を有する正の屈折力の対物レンズ系１０により形成した物体像を像反転光学系Ｐを介して正立像とし、正立像を接眼レンズ系Ｌｅにより観察する変倍ファインダーにおいて、対物レンズ系１０が、正の屈折力の第１群Ｌ１、負の屈折力の第２群Ｌ２、そして正の屈折力の第３群Ｌ３の３つのレンズ群を有する。広角端から望遠端への変倍に際して、第２群Ｌ２は観察側へ凸状の軌跡を有して移動し、第３群Ｌ３は物体側へ第２群Ｌ２との空気間隔が減少するように移動する。そして、第３群Ｌ３の広角端に対する望遠端の光軸上の位置の差をｍ３、第３群Ｌ３の焦点距離をｆ３としたとき
１．０＜ｍ３／ｆ３＜２．０
なる条件を満足する。
【選択図】 図１

Description

本発明は実像式の変倍ファインダーに関し、特に撮影系とは別体に設けた外部式のファインダーにおいて、そのファインダーを構成する対物レンズ系のレンズ構成を適切に設定することにより小型で、しかも良好なるファインダー像の観察を可能とした、例えばスチルカメラやビデオカメラ等に好適な実像式の変倍ファインダーに関するものである。

従来より撮影系とファインダー系が別体に構成されているカメラでは撮影系が変倍系のときにはファインダー系も変倍系より構成し、撮影系の変倍に伴いファインダー視野倍率が変化するように構成している。一般に変倍ファインダーにはカメラに組み込むことから小型でしかも所定の変倍比が容易に得られる構成のものが要求されている。

本出願人は特開平８−６９０３２号公報において対物レンズを正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群で構成し、第３群を物体側へ移動させて変倍をし、変倍に伴う像面変動（視度変動）を第２群を移動させて補正し、該対物レンズにより倍率を種々と変えた物体像をダハプリズム等の像反転部材を介して正立像とし、該正立像を接眼レンズで観察するようにした実像式の変倍ファインダーを提案している。

又、本出願人は特開昭６１−１５６０１８号公報や特開平１−１１６６１６号公報等において対物レンズを負の屈折力の第１群、正の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群で構成し、第２群を物体側へ移動させて変倍をし、変倍に伴う像面変動を第１群を移動させて補正し、該対物レンズにより倍率を種々と変えた物体像をポロプリズム等の像反転部材を介して正立像とし、該正立像を接眼レンズで観察するようにした実像式の変倍ファインダーを提案している。

先の特開平８−６９０３２号公報や特開昭６１−１５６０１８号公報や特開平１−１１６６１６号公報等で提案されている実像式のファインダーでは、対物レンズ系によって、結像面に形成した物体像からの光束を後続する像反転光学系や接眼レンズに導光するようにしている。そして、これらの各公報では各レンズ群のレンズ構成を適切に設定して良好なるファインダー像の観察を行っている。

実像式の変倍ファインダーにおいて、レンズ系全体の小型化を図りつつ所定の変倍比を得るには、特に対物レンズのレンズ構成を適切に設定する必要がある。例えば、対物レンズ系のレンズ構成が不適切であると、レンズ系全体が大型化するとともに変倍に伴う収差変動が増大している。一般にレンズ系全体の小型化を図るには各レンズ群の屈折力を強くすれば良いが、単に強くすると変倍の際の収差変動が増大し、良好なるファインダー像の観察が難しくなってくる。

例えば、特開平１１−７５２３４８に見られるように、小型の実像式変倍ファインダーにおいては、その変倍比は３程度であり、より高倍変倍化を測るためには、特開２００１−２６４６３１のように、構成枚数を増やしたり、移動群の数を増やす必要があった。

本発明は、変倍部を有する対物レンズ系のレンズ構成を適切に設定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、所定の変倍比が容易に得られ、しかも全変倍範囲にわたり良好なるファインダー像の観察ができる小型の実像式の変倍ファインダーの提供を目的とする。

本発明の変倍ファインダーは、物体側より順に変倍機能を有する正の屈折力の対物レンズ系により形成した物体像を像反転光学系を介して正立像とし、該正立像を接眼レンズ系により観察する変倍ファインダーにおいて、該対物レンズ系は正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、該第２群は観察側へ凸状の軌跡を有して移動し、該第３群は物体側へ該第２群との空気間隔が減少するように移動しており、該第３群の広角端に対する望遠端の光軸上の位置の差をｍ３、該第３群の焦点距離をｆ３としたとき
１．０＜ｍ３／ｆ３＜２．０・・・（１）
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば以上のように、変倍部を有する対物レンズ系のレンズ構成を適切に設定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、所定の変倍比が容易に得られ、しかも全変倍範囲にわたり良好なるファインダー像の観察ができる小型の実像式の変倍ファインダーを達成することができる。

図１〜図３は各々本発明の後述する数値実施例１〜３のレンズ断面図である。図１〜図３においてはファインダー光路を展開した状態で示している。レンズ断面図は広角端のズーム位置を示している。図４〜図６は本発明の数値実施例１〜６をｍｍ単位で表わしたときの基準距離２ｍの収差図を示している。

図中、１０は変倍部（変倍機能）を有する正の屈折力の対物レンズ系であり、物体像（ファインダー像）を所定面上に形成している。

Ｆは反射面を有するフィールドレンズであり、本実施例においてはプリズム形状より成っている。フィールドレンズは対物レンズ１０からの光束を入射面より入射させ、複数の反射面で反射させた後に凸面を観察側（Ｅ）に向けた正の屈折力のレンズ面より射出させている。フィールドレンズ近傍の結像面には、機械的又は液晶等の表示手段から成る視野規制手段が設けられる。

Ｐは像反転光学系であり、本実施例においてはダハ面を含む４つの反射面を有するダハプリズムより成っている。Ｌｅは正の屈折力の接眼レンズである。ダハプリズムＰはフィールドレンズＦからの光束を入射面より入射させ、複数面で全反射させた後に射出させて接眼レンズＬｅに導光している。

対物レンズ系１０によってフィールドレンズＦとダハプリズムＰとの間のファインダー視野枠に形成された物体像をフィールドレンズＦとダハプリズムＰを介して上下左右に反転して正立像に変換している。本実施形態ではフィールドレンズＦとダハプリズムＰは像反転手段の一要素を構成している。尚、像反転手段の一要素としてポロプリズム等を用いても良い。

本実施例では第３群Ｌ３を矢印の如く物体側へ移動させて変倍を行い、それに伴う像面変動（ファインダー視度）の変化を第２群を矢印の如く観察側に凸状の軌跡を有しつつ移動させて補正している。第１群は変倍の際、固定である。

本実施例においては対物レンズ系１０を第１，第２，第３群の３つのレンズ群より構成すると共に、各レンズ群に所定形状の非球面を施し、該対物レンズ系１０による物体像をフィールドレンズＦとダハプリズムＰとの間のファインダー視野枠４に形成する構成をとることにより収差補正を容易にし、良好なる物体像の観察を可能としている。

本発明に係る対物レンズ系は基本的には負の屈折力の前群（第１群と第２群）と正の屈折力の後群（第３群）のレトロフォーカスタイプを形成し、対物レンズ系のバックフォーカスを十分長く確保している。

また、各実施例において、フィールドレンズを有しており、更に像反転機能を有している。前記フィールドレンズは、対物レンズ系を射出した主光線経路を反射させた後、正の屈折力を有するレンズ面により収斂光もしくは平行光として正立正像用の像反転光学系Ｐに入射させることにより像反転光学系の小型化を可能としている。また、一部材で像反転光学系とフィールドレンズとしての効果を同時に持たせることによりローコスト化を実現している。本実施例においてフィールドレンズのレンズ面は球面で構成しているが、非球面、トーリック面等にしても同様の効果が得られる。

次に前述した構成の特徴について説明する。

本発明は、最も物体側に正レンズ群を配置し、対物レンズ系を物体側から順に正の第１群、負の第２群、正の第３群で構成し第３群を広角端から望遠端にかけて物体側へ移動させ変倍を行い、第２群で変倍に伴う視度変化を第２群で補正している。本発明において第３群を広角端から望遠端にかけて物体側へ大きく移動させて変倍を行い、第２群が広角端から望遠端にかけて往復移動をするように移動させることにより、対物レンズ系の全長を短縮している。

条件式（１）は第３群の移動量を規定したものであり、広角端と望遠端における全長のバランスを保ち、対物レンズ系を小型化するためのものである。下限値を超えると第３群の移動量が充分に確保できないため、小型で高変倍な構成を得ることが出来ない。また、上限値を超えると第３群の屈折力に対する移動量が大きくなるため、全長が長くなり前玉径が大型化するため良くない。変倍時の収差補正という観点からも好ましくない。また、更に小型化と高性能化のバランスを図るためには、条件式（１）の下限値を１．１とすることが好ましい。また、上限値を１．６とすることが好ましい。

第１発明において更にレンズ系全体の小型化を図りつつ良好なる光学性能を得るためには、次の諸条件のうちの少なくとも１つを満足させるのが良い。

前記対物レンズ系の第ｉ郡の広角端での倍率に対する望遠端での倍率比をｚｉとしたとき
２．５＜ｚ３／ｚ２＜５．０・・・（２）
となる条件を満足することである。

また、前記対物レンズ系の第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき
−０．３＜ｆ２／ｆ１＜−０．１・・・（３ａ）
０．１＜ｆ３／ｆ１＜ ０．３・・・（３ｂ）
なる条件を満足することである。

条件式（２）は前記対物レンズ系の第３群と第２群の変倍負担の比率に関し、主に小型化と高性能化を図るためのものである。

条件式（２）の下限値を超えると、第２群の広角端と望遠端の移動量が大きくなり過ぎて全長短縮のためには好ましくない。又、上限値を超えると第３群の変倍負担が強くなり過ぎて収差補正上好ましくない上、第３群のレンズ径が増大する傾向にあるため好ましくない。

更に小型化と高性能化を図るためには、条件式（２）の下限値を２．９とすることが好ましい。また、上限値を４．１とすることが好ましい。

条件式（３ａ）は前記対物レンズ系の第２群と第１群の屈折力の比に関し、主に広角端での収差補正と小型化に関するものである。

条件式（３ａ）の下限値を超えると第２群の屈折力が弱くなり充分な変倍比を確保するためには、第２群の移動量を大きくする必要があるため、全長短縮の点から好ましくない。また、上限値を超えると第２群の屈折力が強くなり、歪曲収差が補正困難となるため好ましくない。

更に小型化と高性能化を図るためには、条件式（３ａ）の下限値を−０．２５とすることが好ましい。また、上限値を−０．１８とすることが好ましい。

条件式（３ｂ）は前記対物レンズ系の第３群と第１群の屈折力の比に関し、主に各辺倍域での収差補正と小型化に関するものである。

条件式（３ｂ）の下限値を超えると第３群の屈折力が強くなり、像面湾曲やコマ収差の補正が困難になる。また、上限値を超えると第３群の屈折力が弱くなり所望の変倍比を得るためには、第３群の移動量を大きくする必要があり、全長短縮の点から好ましくない。

更に小型化と高性能化を図るためには、条件式（３ａ）の下限値を−０．２５とすることが好ましい。また、上限値を−０．１８とすることが好ましい。

また、前記対物レンズ系の各レンズ群は単一レンズから成り、かつ全体として少なくとも３つの非球面を有していることが好ましい。

レンズ系全体の小型化を図るためにはレンズ枚数が多いと困難である。故にレンズ枚数を削減するために、各群を単レンズで構成し、このとき発生する収差を補正するために対物レンズ系に少なくとも３面の非球面を用いることが好ましい。更に全変倍領域において高性能化を図るためには、各群が単独である程度収差補正されていなければならず、そのためには対物レンズ系の各群に非球面を用いることが好ましい。

前記対物レンズ系と前記像反転光学系との間に反射面を有するフィールドレンズが設けられており、該フィールドレンズは前記対物レンズ系により形成される物体像の位置近傍に正の屈折力のレンズ面ａを有しており、該レンズ面ａの曲率半径をＲｆ、前記接眼レンズの焦点距離をｆｅ、該物体像の位置と該レンズ面ａとの間隔をｄｆとしたとき
０．１＜ｆｅ／Ｒｆ＜０．５・・・（４）
なる条件を満足することである。

条件式（４）はフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を規定しており、適切なフィールド効果を与えるためのものである。

条件式（４）の下限値を超えると、フィールドレンズのレンズ面の曲率半径が増大し過ぎて、フィールドレンズとしての効果が得られなくなり、像反転光学系が大型化するため好ましくない。また、対物レンズ系だけでテレセントリックにしよとすると対物レンズ系の最も観察側のレンズの径が増大するため好ましくない。また、上限値を超えるとフィールドレンズのレンズ面の曲率半径が小さく成り過ぎると、変倍を行う正のレンズ群との屈折力の分担のバランスが崩れ、正のレンズ群の屈折力を弱めるとレンズ全長が増大し、屈折力分担を変えないと広角端における歪曲収差が補正困難となり、いずれにしても好ましくない。

更に適切にフィールドレンズのレンズ面を設定するためには、条件式（４）の下限値を０．２とすることが好ましい。また、上限値を０．４５とすることが好ましい。

小型化を図りつつ全変倍領域において高性能化を得るためには、各群が単独である程度収差補正されていなければならず、そのためには対物レンズ系の各群に非球面を用いることが好ましい。

更に、前記発明において好ましくは、前記フィールドレンズが反射面を２面有することが好ましい。例えば、三角プリズムの射出面に曲率を設けたフィールドレンズとすれば対物レンズ系の光路を折り曲げる等してカメラ等の小型化をはかれ、フィールドレンズと三角プリズムを一体化することでコストアップにもならず、好ましい。

尚、第１，第２発明において前記フィールドレンズの屈折力を有する観察側の面と対物レンズ系の結像面を略等しく設定しているが、前記フィールドレンズの屈折力を有する観察側のレンズ面にファインダー情報を設けることが好ましい。このような構成とすることで、物体像に、例えば測距マークなどを重ねて視認でき、しかも比較的ローコストでファインダー情報を表示できる。

以下に本発明の数値実施例１〜６を記載する。数値実施例１〜６において、Ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。

非球面形状は光軸方向にＸ軸、光軸と垂直方向にＨ軸、光の進行方向を正としレンズの頂点とＸ軸の交点を原点にとりＲをレンズ面の近軸曲率半径、Ｋ，Ｂ，Ｃ，Ｄを各々非球面係数としたとき、

なる式で表わされるものである。又「ｅ−ｘ」は１０-Xを意味している。

又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−１に示す。

本発明の変倍ファインダーの数値実施例１のレンズ断面図 本発明の変倍ファインダーの数値実施例２のレンズ断面図 本発明の変倍ファインダーの数値実施例３のレンズ断面図 本発明の変倍ファインダーの数値実施例１の基準距離２ｍの収差図 本発明の変倍ファインダーの数値実施例２の基準距離２ｍの収差図 本発明の変倍ファインダーの数値実施例３の基準距離２ｍの収差図

符号の説明

１０ 対物レンズ系
Ｆ フィールドレンズ
Ｐ 像反転光学系
Ｌｅ 接眼レンズ系
Ｌ１ 第１レンズ群
Ｌ２ 第２レンズ群
Ｌ３ 第３レンズ群
Ｅ アイポイント
ｄ ｄ線
Ｆ Ｆ線
Ｃ Ｃ線
ΔＳ サジタル像面
ΔＭ メリジオナル像面

Claims (5)

1. 物体側より順に変倍機能を有する正の屈折力の対物レンズ系により形成した物体像を像反転光学系を介して正立像とし、該正立像を接眼レンズ系により観察する変倍ファインダーにおいて、該対物レンズ系は正の屈折力の第１群、負の屈折力の第２群、そして正の屈折力の第３群の３つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、該第２群は観察側へ凸状の軌跡を有して移動し、該第３群は物体側へ該第２群との空気間隔が減少するように移動しており、
   該第３群の広角端に対する望遠端の光軸上の位置の差をｍ３、該第３群の焦点距離をｆ３としたとき
   １．０＜ｍ３／ｆ３＜２．０
   なる条件を満足することを特徴とする変倍ファインダー。
2. 前記対物レンズ系の第ｉ群の広角端での倍率に対する望遠端での倍率比をｚｉとしたとき
   ２．５＜ｚ３／ｚ２＜５．０
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１の変倍ファインダー。
3. 前記対物レンズ系の第ｉ群の焦点距離をｆｉとしたとき
   −０．３＜ｆ２／ｆ１＜−０．１
   ０．１＜ｆ３／ｆ１＜ ０．３
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項２の変倍ファインダー。
4. 前記対物レンズ系の各レンズ群は単一レンズから成り、かつ全体として少なくとも３つの非球面を有していることを特徴とする請求項１乃至請求項３の変倍ファインダー。
5. 前記対物レンズ系と前記反転光学系との間に反射面を有するフィールドレンズが設けられており、該フィールドレンズは前記対物レンズ系により形成される物体像の位置近傍に観察側へ凸面を向けた性の屈折力のレンズ面ａを有しており、該レンズ面ａの曲率半径をＲｆ、前記接眼レンズの焦点距離をｆｅとしたとき、
   ０．１＜ｆｅ／Ｒｆ＜０．５
   なる条件を満足することを特徴とする請求項４の変倍ファインダー。

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