JP2958124B2 - 実像式変倍ファインダー光学系 - Google Patents

実像式変倍ファインダー光学系

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JP2958124B2 JP2412151A JP41215190A JP2958124B2 JP 2958124 B2 JP2958124 B2 JP 2958124B2 JP 2412151 A JP2412151 A JP 2412151A JP 41215190 A JP41215190 A JP 41215190A JP 2958124 B2 JP2958124 B2 JP 2958124B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、写真用カメラ又はビデ
オカメラ等に用いられる実像式変倍ファインダー光学系
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】撮像系とファインダー系が別体になった
ファインダー光学系としては、逆ガリレオファインダー
光学系が良く知られている。しかし、このファインダー
光学系は、視野枠の見えが不明瞭であったり、視野枠を
形成するためのハーフミラーにて生ずるゴースト,フレ
アーのため視野自体の見えが悪い等の欠点がある。
【0003】これに対して、ケプラー式ファインダー光
学系は、対物系にて形成された実像を接眼系で観察する
ので、前記の逆ガリレオファインダー光学系のもつ欠点
はおおむね解消され見えのよいファインダーが得られ
る。
【0004】又、ケプラー式ファインダー光学系に変倍
機能を持たせた例として、対物系が3群ズームタイプの
ものと、2群ズームタイプのものがある。前者のタイプ
のものとしては、特願平1−131510号公報に記載
されているように簡単な構成で2倍以上の変倍比を達成
したものがあり、又特開平2−191908号公報に
は、2倍以上の変倍比をもち且つ低倍端での画角が広い
ものが記載されている。又、後者のタイプのものとして
は、特開平1−309020号公報にバックフォーカス
の長い2群ズームタイプで2倍以上の変倍比を達成した
ものが記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、特開平1−
131510号公報に記載されたものは、構成は簡単な
ものの、高倍端での対物レンズのバックフォーカスが短
くて第3レンズ群と中間結像面との間に反射面を設置す
ることが出来ないため、ファインダー部の全長を短くす
ることができず、又低倍端での画角が狹いため撮影レン
ズの広角化に対応することができない。特開平2−19
1908号公報には、2倍以上の変倍比をもち、低倍端
の画角も広く、バックフォーカスも長い対物レンズが記
載されているが、各群の構成枚数が多いため、対物レン
ズの入射面から射出面までの全長が長くなってしまった
り、製造コストも高価となってしまうので、あまり実用
的でない。更に、特開平1−309020号公報にはバ
ックフォーカスの長い2群ズームタイプで2倍以上の変
倍比を達成したものが記載されているが、このタイプは
ファインダー画角の広角化を狙う場合バックフォーカス
を長いままにすると必然的に両群のパワーが強くなるの
で、収差発生量が大きくなり、各群を単玉で構成するこ
とは非常に困難である。更に、変倍時各群ともに動くの
で群偏芯等の問題が発生し易く、そのため製作する上で
かなり厳しい精度が必要となり、実用的でない。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑み、低倍端の画
角が広く且つ2倍以上の変倍比であると共に、バックフ
ォーカスが長くてファインダー部の全長が短くでき、更
に収差も良好に補正でき且つ製造コストも安くて済む実
像式変倍ファインダー光学系を提供することを目的とし
ている。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による実像式変倍
ファインダー光学系は、第1図に示す概念図のような構
成を有しており、物体側より順に負の屈折力の第1レン
ズ群G1 と正の屈折力の第2レンズ群G2 と正の屈折力
の第3レンズ群G3 とで構成される全系として正の屈折
力を有する対物レンズGI と、全系として正の屈折力を
有する接眼レンズ系GIIとにより成る実像式変倍ファイ
ンダー光学系において、前記第1レンズ群G1 を固定し
且つ前記第3レンズ群G3 を光軸上を移動させて変倍を
行ない、第2レンズ群G2 を光軸上を移動させて視度の
補正を行ない、その際前記第2群G2 と前記第3レンズ
群G3 の合成倍率をβ23とした時|β23|≧1の範囲で
変倍を行なうことを特徴としている。尚、Pはプリズ
ム、Oは第3レンズ群G 3 物体位置、1は第3レンズ
群G 3 像位置(中間結像位置)を示している。
【0008】
【作用】図1において、変倍時第2レンズ群G2 と第3
レンズ群G3 の合成倍率β23が|β23|=1の点で中間
結像位置Iが最も物体側即ち第3レンズ群G3 側にずれ
るので、中間結像位置Iをほぼ一定にすべく補正すると
第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の間隔が最も拡が
った状態となる。つまり、|β23|<1の範囲で変倍す
ると、第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の間隔は低
倍端で最小となり且つ高倍端で最大となり、又、本発明
の光学系の如く、|β23|>1の範囲で変倍すると、逆
に第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3 の間隔は低倍端
で最大となり且つ高倍端で最小となる。
【0009】又、変倍作用を行なう第3レンズ群G3
倍率をβ3 とすると、|β3 |=1の時第3レンズ群G
3 の像Iと物体Oとの距離IOが最も小となるので、|
β3 |<1の範囲では視度補正を行なう第2レンズ群G
2 は物体方向へ移動し、又|β3 |>1の範囲では第2
レンズ群G2 は接眼レンズの方向へ移動するが、第3レ
ンズ群G3 の倍率β3 は|β3|<1であっても|β3
|>1であっても、本発明の目的は達成することが出来
る。
【0010】ところで、対物レンズ系によって形成され
る像の高さhは、 h=2×f×tan WF (1) で表わされる。但し、fは対物レンズ系の焦点距離、W
F は対物レンズ系の半画角である。つまり、対物レンズ
系と中間結像位置Iとの間に反射部材を設置する場合、
その時最低限必要な対物レンズ系のバックフォーカスL
は、 L≧a×2f×tan WF (2) で決定される。但し、aは対物レンズ系の射出光束が設
置される反射部材によって反射される回数である。よっ
て、この(2)式より、WF を大きくしてファインダー
光学系を広角化をすると、反射部材を設置するためのバ
ックフォーカスは長くとる必要があることが言える。
【0011】ここで、図2で示すようなレトロフォーカ
スタイプの対物レンズ系を考える。図2において、Oは
第1レンズ群Gi の像点であり、これは第2レンズ群G
iiの物点となる。又、その物点Oが第2レンズ群Gii
よって形成される像点がIである。第2レンズ群Gii
像点Iの距離Lは、 L=(1−β2 )×f2 (3) で表わされる。但し、β2 は第2レンズ群Giiの倍率、
2 は第2レンズ群Giiの焦点距離である。又、第1レ
ンズ群Gi と第2レンズ群Giiの合成焦点距離fは、 f=f1 ×β2 (4) で表わされる。但し、f1 は第1レンズGi の焦点距離
である。合成焦点距離fを変えずにLを長くとるために
は、(3)式においてf2 を長くするか、|β2 |を大
きくすればよい。ところが、|β2 |を変えずにf2
長くすると、(4)式よりf1 は一定なので、 1/f=1/f1 +1/f2 −d/(f1 2 ) (5) より第1レンズ群Gi と第2レンズ群Giiとの間隔dが
大きくなり、レンズ系が大型化してしまう。そこで、|
β2 |を大きくすれば、(4)式より第1レンズ群Gi
の焦点距離f1 が短くなり、群間隔dを変えずにLを長
くとることができる。
【0012】図2におけるLは、本発明ファインダー光
学系の対物レンズ系のバックフォーカスに相当し、又図
2の対物レンズ系のβ2 は、本発明ファインダー光学系
の対物レンズ系の第2レンズ群G2 と第3レンズ群G3
の合成倍率β23に相当するので、β23を|β23|≧1と
大きく設定することにより、ファインダー画角を広角化
しても反射部材を設置するための十分なバックフォーカ
スが得られる
【0013】又、対物レンズ系と接眼レンズ系との間に
反射後中間結像した像を正立するためのミラー光学系又
はポリプリズム又はイメージローテータ又は一回結像系
等の光学素子を挿入すれば、正立した視野像が得られ
る。
【0014】その場合、対物レンズ系GI の第1レンズ
群G1 の焦点距離f1 は、次の条件を満足するように設
定するのがよい。 1.0≦|fIW/f1 |<2.0 (6) 但し、fIWは低倍端における対物レンズ系GI の焦点距
離である。
【0015】(6)式の上限を越えて第1レンズ群G1
の屈折力が強くなると、低倍端から高倍端へかけての非
点収差及びコマ収差の変動量が著しく大きくなり、結像
性能が低下する。又、下限を越えると、十分なバックフ
ォーカスを確保できなくなる。
【0016】ファインダー部の全長を短くするには、第
2レンズ群G2 を全体として物体側に湾曲したメニスカ
ス形状にして、その主点を第1レンズ群G1 側へ出すの
が望ましい。何故なら、主点がレンズ群中にある状態で
対物レンズ系の全長を縮めると、高倍端で隣接するレン
ズ群同志特に第1レンズ群G1 と第2レンズ群G2 との
干渉が起きてしまう。そこで第2レンズ群G2 の主点を
第1レンズ群G1 側へ出すことで第2レンズ群G2 の位
置を接眼レンズ系側へシフトさせれば、第1レンズ群G
1 と第2レンズ群G2 との間の空気間隔を確保すること
ができる。
【0017】又、第1レンズ群G1 ,第2レンズ群
2 ,第3レンズ群G3 夫々の少なくとも一面に非球面
を用いることは、低倍及び高倍時の歪曲収差を少なくし
た上で非点収差とコマ収差のバランスをとる上で好まし
い。
【0018】更に、本発明ファインダー光学系では、広
角化によりパワーが強くなる第1レンズ群G1 を変倍時
も固定しているので、製作上の精度が厳しくなく、又光
学系内へのゴミの進入を防ぐためのカバーガラスを省く
ことができ、その結果コストを低減できると共に、ファ
インダー部の全長を一層短くすることができる。
【0019】
【実施例】以下、図示した実施例に基づき本発明を詳細
に説明する。実施例1 これは、図3に示した如く、一方の面が非球面の一枚の
負レンズの第1レンズ群2と一方の面が非球面の一枚の
正レンズの第2レンズ群3と一方の面が非球面の一枚の
正レンズの第3レンズ群4より成る対物レンズ1と、像
正立のための第1反射面であるミラー5と、第2,第3
及び第4反射面M2 ,M3及びM4 を有するプリズム6
と、一方の面が非球面の一枚の正レンズより構成された
接眼レンズレンズ7とより成り、中間像はプリズム6の
入射端面上に形成されるようになっている。
【0020】本実施例のデータは次の通りであり、図
4,図5,図6に夫々本実施例の低倍端,中間,高倍端
での収差曲線を示す。 倍率=0.36〜0.75,視野角(2ω)=63.4
゜〜36.1゜,|β23|=1.02〜2.14 r1 =−10.4063 d1 =1.0000 n1 =1.58362 ν1
=30.37 r2 =7.5875(非球面) d2 =4.9594(可変) r3 =4.7154(非球面) d3 =1.5000 n2 =1.49230 ν2
=57.71 r4 =18.1531 d4 =6.5457(可変) r5 =12.6764(非球面) d5 =2.5045 n3 =1.49230 ν3
=57.71 r6 =−11.1739 d6 =13.4210(可変) r7 =10.0673 d7 =30.5000 n4 =1.49230 ν4
=57.71 r8 =∞ d8 =2.0000 r9 =6.8000(非球面) d9 =2.7228 n5 =1.49230 ν5
=57.71 r10=14.8427 d10=15.0000 r11 (瞳)
【0021】非球面係数 第2面 E=−0.27959×10-2 , F=−0.942
78×10-5 ,G=0.16423×10-5 第3面 E=−0.35646×10-2 , F=−0.185
09×10-4 ,G=−0.61744×10-6 第5面 E=−0.54138×10-3 , F=−0.120
62×10-4 ,G=0.10021×10-5 第9面 E=−0.32651×10-3 , F=−0.185
17×10-5 ,G=−0.15234×10-6
【0022】
【表1】
【0023】実施例2 これは、図7に示した如く、一方の面が非球面の一枚の
負レンズの第1レンズ群2と一方の面が非球面の一枚の
正レンズの第2レンズ群3と一方の面が非球面の一枚の
正レンズの第3レンズ群4より成る対物レンズ1と、像
正立のための第1反射面M1 と第2反射面M2 を有する
プリズム6と、第3反射面M3 と第4反射面M4 を有す
るプリズム6′と、一方の面が非球面の一枚の正レンズ
より構成された接眼レンズ7とより成り、中間像はプリ
ズム6′の入射面に形成されるようになっている。
【0024】本実施例のデータは次の通りであり、又図
8,図9,図10に本実施例の低倍端,中間,高倍端の
収差曲線を示す。 倍率=0.36〜0.74,視野角(2ω)=63.6
゜〜28.2゜,|β23|=1.08〜2.23 r1 =−11.5175 d1 =1.0000 n1 =1.58362 ν1
=30.37 r2 =6.5045(非球面) d2 =7.2645(可変) r3 =11.7716(非球面) d3 =3.6571 n2 =1.49230 ν2
=57.71 r4 =−14.3918 d4 =12.7186(可変) r5 =16.5215(非球面) d5 =2.2429 n3 =1.49230 ν3
=57.71 r6 =−16.7157 d6 =0.5000(可変) r7 =∞ d7 =19.4000 n4 =1.49230 ν4
=57.71 r8 =∞ d8 =0.5000 r9 =11.0600 d9 =22.0000 n5 =1.49230 ν5
=57.71 r10=∞ d10=2.9189 r11=1040.6567(非球面) d11=5.0000 n6 =1.49230 ν6
=57.71 r12=−10.5291 d12=13.5431 r13 (瞳)
【0025】非球面係数 第2面 E=−0.84340×10-3 , F=−0.534
08×10-4 ,G=0.24574×10-5 第3面 E=0.16115×10-3 , F=−0.107
67×10-4 ,G=0.14478×10-5 第5面 E=−0.22862×10-3 , F=0.1826
8×10-5 ,G=−0.19374×10-7 第11面 E=−0.32651×10-3 , F=−0.185
17×10-5 ,G=−0.15234×10-6
【0026】
【表2】
【0027】実施例3 これは、図11に示した如く、一方の面が非球面の一枚
の負レンズの第1レンズ群2と一方の面が非球面の一枚
の正レンズ3aと一枚の負レンズ3bより成る全体とし
て正の屈折力の第2レンズ群3と、一方の面が非球面の
一枚の正レンズの第3レンズ群4とにより成る対物レン
ズ1と、像正立のための第1反射面M1 を有するプリズ
ム6と、第2,第3及び第4反射面M2 ,M3 ,M4
有するプリズム6′と、一方の面が非球面の一枚の正レ
ンズより構成された接眼レンズ7とにより成り、中間像
はプリズム6の射出面上に形成されるようになってい
る。
【0028】本実施例のデータは次の通りであり、又図
12,図13,図14に本実施例の低倍端,中間,高倍
端の収差曲線を示す。 倍率=0.36〜0.80, 視野角(2ω)=63.
0゜〜28.5゜,|β23|=1.01〜2.24 r1 =−22.7412 d1 =1.0000 n1 =1.58362 ν1
=30.37 r2 =5.5084(非球面) d2 =13.1210(可変) r3 =5.2029(非球面) d3 =1.8377 n2 =1.49230 ν2
=57.71 r4 =−37.9226 d4 =0.5597 r5 =15.9783 d5 =1.6798 n3 =1.58362 ν3
=30.37 r6 =4.9604 d6 =9.2720(可変) r7 =11.9305(非球面) d7 =3.0000 n4 =1.49230 ν4
=57.71 r8 =−23.2651 d8 =8.6880(可変) r9 =∞ d9 =11.5000 n5 =1.49230 ν5
=57.71 r10=∞ d10=0.1000 r11=13.9366 d11=28.2713 n6 =1.49230 ν6
=57.71 r12=∞ d12=0.7000 r13=15.8493(非球面) d13=5.0000 n7 =1.49230 ν7
=57.71 r14=−27.5428 d14=15.0000 r15 (瞳)
【0029】非球面係数 第2面 E=−0.12425×10-2 , F=0.1491
5×10-5 ,G=−0.12773×10-5 第3面 E=−0.81697×10-3 , F=−0.318
39×10-5 ,G=−0.11964×10-5 第7面 E=−0.13614×10-3 , F=−0.820
14×10-5 ,G=0.41538×10-6 第13面 E=−0.12848×10-3 , F=0.4336
0×10-6 ,G=−0.85149×10-8
【0030】
【表3】
【0031】実施例4 これは、図15に示すように実施例3と同様な構成を有
し、実施例3の|β23|を大きくしたものである。
【0032】本実施例のデータは次の通りであり、又図
16,図17,図18に夫々低倍端,中間,高倍端の収
差曲線を示す。 倍率=0.36〜0.80, 視野角(2ω)=64.
0゜〜29.4゜,|β23|=1.16〜2.58 r1 =−22.2169 d1 =1.0065 n1 =1.58362 ν1
=30.37 r2 =4.6512(非球面) d2 =6.8829(可変) r3 =5.4249(非球面) d3 =2.2822 n2 =1.49230 ν2
=57.71 r4 =−65.5869 d4 =0.2000 r5 =9.0643 d5 =1.5000 n3 =1.58362 ν3
=30.37 r6 =5.2648 d6 =10.2244(可変) r7 =11.7349(非球面) d7 =3.0000 n4 =1.49230 ν4
=57.71 r8 =−14.0241 d8 =7.2034(可変) r9 =∞ d9 =11.5000 n5 =1.49230 ν5
=57.71 r10=∞ d10=0.9486 r11=15.3788 d11=27.5810 n6 =1.49230 ν6
=57.71 r12=∞ d12=0.7000 r13=17.4241(非球面) d13=5.0000 n7 =1.49230 ν7
=57.71 r14=−25.3482 d14=15.0000 r15 (瞳)
【0033】非球面係数 第2面 E=−0.17632×10-2 , F=−0.482
11×10-4 ,G=−0.13975×10-5 第3面 E=−0.72882×10-3 , F=−0.114
98×10-4 ,G=−0.74849×10-6 第7面 E=−0.29820×10-3 , F=−0.403
07×10-6 ,G=0.73741×10-7 第13面 E=−0.12848×10-3 , F=0.4336
0×10-6 ,G=−0.85149×10-8
【0034】
【表4】
【0035】但し、上記各実施例においてr1 ,r2
…は各レンズ面の曲率半径、d1 ,d2 ,…は各レンズ
の肉厚及びレンズ間隔、n1 ,n2 ,…は各レンズの屈
折率、ν1 ,ν2 ,…は各レンズのアッベ数である。
【0036】又、上記各実施例中の非球面形状は、上記
非球面係数を用いて以下の式で表わされる。但し、光軸
方向の座標はX、光軸と垂直な方向の座標はYとする。
【式1】
【0037】ここで、Cは非球面頂点での曲率(=1/
r)である。又、上記各実施例中の対物レンズの光学要
素はプラスチックを材料としているが、コスト的に見合
うならガラス材料としてもよい。尚、各実施例の収差図
において、球面収差と非点収差の横軸は夫々ディオプタ
ーを示している。
【0038】
【発明の効果】上述の如く、本発明による実像式変倍フ
ァインダー光学系は、低倍端の画角が広く且つ2倍以上
の変倍比であると共に、ファインダー部の全長を短くで
き、更に収差も良好に補正でき且つ製造コストも安くて
済むという実用上重要な利点を有している。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による実像式変倍ファインダー光学系の
概念図である。
【図2】レトロフォーカスタイプの対物レンズ系の概念
図である。
【図3】実施例1の低倍端,中間,高倍端における展開
図である。
【図4】実施例1の低倍端における収差曲線図である。
【図5】実施例1の中間における収差曲線図である。
【図6】実施例1の高倍端における収差曲線図である。
【図7】実施例2の低倍端,中間,高倍端における展開
図である。
【図8】実施例2の低倍端における収差曲線図である。
【図9】実施例2の中間における収差曲線図である。
【図10】実施例2の高倍端における収差曲線図であ
る。
【図11】実施例3の低倍端,中間,高倍端における展
開図である。
【図12】実施例3の低倍端における収差曲線図であ
る。
【図13】実施例3の中間における収差曲線図である。
【図14】実施例3の高倍端における収差曲線図であ
る。
【図15】実施例4の低倍端,中間,高倍端における展
開図である。
【図16】実施例4の低倍端における収差曲線図であ
る。
【図17】実施例4の中間における収差曲線図である。
【図18】実施例4の高倍端における収差曲線図であ
る。
【符号の説明】
1 対物レンズ 2 第1レンズ群 3 第2レンズ群 4 第3レンズ群 5 ミラー 6,6′ プリズム 7 接眼レンズ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に負の屈折力の第1レンズ
    群と正の屈折力の第2レンズ群と正の屈折力の第3レン
    ズ群とで構成される全系として正の屈折力を有する対物
    レンズ系と全系として正の屈折力を有する接眼レンズ系
    とより成る実像式変倍ファインダー光学系において、前
    記第1レンズ群を固定し且つ前記第2レンズ群及び前記
    第3レンズ群を光軸方向に移動させることにより変倍及
    び視度補正を行ない、その際前記第2レンズ群と前記第
    3レンズ群の合成倍率をβ23とした時|β23|≧1の範
    囲で変倍させることを特徴とする実像式変倍ファインダ
    ー光学系。
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