JP3326877B2 - アルバダ式ファインダー - Google Patents

アルバダ式ファインダー

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    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/02Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective
    • G02B15/04Optical objectives with means for varying the magnification by changing, adding, or subtracting a part of the objective, e.g. convertible objective by changing a part
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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、レンズの画角を広角側
と望遠側に切り換え可能な、変倍比2〜3倍程度のレン
ズを使用するビデオカメラ又はスチルカメラに使用する
アルバダ式ファインダーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の2〜3倍程度の変倍が可能なレン
ズ系に対応したファインダーには、下記のような種々の
方式がある。
【0003】採光式ブライトフレームファインダーは、
ファインダー倍率が一定で、視野を示す枠の部分を金属
やフィルムでスリットを形成し、レンズの画角変換に合
わせて枠の大きさを機械的に変換する。
【0004】実像式ズームファインダーは、実像を結ぶ
ズーム対物レンズにより視野絞り上に倒立像を結ばせ、
正立プリズム系又は正立レンズ系で正立像にして、接眼
レンズで観察する。
【0005】アルバダ式ズームファインダーは、凹面鏡
とレチクルで一定の大きさの光像枠を形成し、対物レン
ズを一般的には凸、凹、凸の各レンズ群からなるズーム
系を構成して、ファインダー倍率を連続的に変化させ
る。
【0006】また、アルバダ式ズームファインダーの変
形で、レチクルを2枚設け、ズーム変倍と連動して2枚
のレチクルを機械的に切り換える方式もある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の変倍レンズ系に対応したファインダーでは、それぞ
れ下記のような欠点が有った。
【0008】採光式ブライトフレームファインダーは、
倍率が変わらずに光像枠の大きさだけが変化するため、
望遠側ではファインダー全視野の中央部のみを注視する
ことになり、例えば3倍の画角変化では光像枠の面積は
1/9になり、大変見にくい。また鑑賞する画面では、
望遠側にすると被写体が大きくなるのに、その実感がフ
ァインダーでは分かりにくい。
【0009】実像式ズームファインダーは、倒立像を正
立像に直すために高価なプリズムやレンズ系などの部品
が増え、コスト高を招く。また実像を結ぶ位置の近くに
レンズやプリズムの表面が有ると、その光学表面上のゴ
ミ、傷などが視野に重なって見えるため、それらの欠陥
を排除することが困難な課題となる。
【0010】アルバダ式ズームファインダーは、実像式
ズームファインダーに比べて、その構造上バリエーター
レンズ群の屈折力を強く出来ないため、変倍比を大きく
できないか、または極端な大型化を招く。
【0011】また上記のアルバダ式ズームファインダー
の変形では、採光式ブライトフレームファインダーとア
ルバダ式ズームファインダー双方の欠点が緩和されると
ともに、双方の欠点を持ち込むことにもなる。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明のアルバダ式ファ
インダーは、物体側より順に、対物レンズ、凹面鏡及び
接眼レンズよりなるアルバダ式ファインダーにおいて、
上記対物レンズには、4つのレンズ面で囲まれると共に
対向する2面はそれぞれ光軸を共有しかつ2本の光軸が
ほぼ直交する4面レンズを含み、該4面レンズを上記
本の光軸の交点を通りかつ上記2本の光軸と直交する
を中心としてほぼ90度回転させることにより、上記
眼レンズの光軸に対して上記2本の光軸を交互に一致さ
せるように成し、上記4面レンズは、低倍率側にしたと
きは物体側が凹面で接眼側が凸面であり、物体側の凹面
のさらに物体側には接眼側に凹面を向けた凹レンズを一
体的に保持する一方、高倍率側にしたときは物体側が凸
面で接眼側が凹面となるように成して倍率変換を行い
上記凹面鏡は上記接眼レンズ側に凹面を向けた半透鏡、
又は中心部が透過面で周辺部が全反射鏡と成し、上記接
眼レンズに視野を示す細い線状の鏡を設け、上記凹面鏡
上記接眼レンズにより鏡の虚像が倍率変換に関わりな
く一定の大きさに見えるように成し、変倍機能を有する
ことを特徴とする。
【0013】
【0014】
【0015】
【0016】
【作用】上記の構成によれば、屈折力配置を対物レンズ
の物体側、対物レンズの接眼側及び接眼レンズの3つに
分けて考えると、低倍率側では凹、凸、凸となり、高倍
率側では凸、凹、凸となるように、倍率により構成を変
えることができる。
【0017】実際の設計は、下記のような手順で行え
る。
【0018】(1)基本仕様を与える 撮影レンズの広角側と望遠側の画角、ファインダーの低
倍率側と高倍率側の倍率、ファインダーの全長、アイポ
イント位置、基準視度、デザイン上の制約などを与え
る。
【0019】(2)凹面鏡と接眼レンズを設計する 光像枠を形成する光学系を先に決める。凹面鏡と接眼レ
ンズの距離をパラメーターにして、基準視度に光像枠が
生じるように凹面鏡の曲率と接眼レンズの屈折力を適当
に配置して、正面から照明されたレチクルの反射光がア
イポイントに届くことと、光像枠の収差が実用上十分に
なるように、構成する。
【0020】(3)高倍率側における対物レンズの面の
屈折力を決める まず4面レンズの厚さを決め、ファインダー倍率、無限
遠物点の視度が仕様に一致するように、4面レンズの凸
面と凹面の屈折力を決める。
【0021】(4)低倍率側における対物レンズの面の
屈折力を決める まず4面レンズの厚さを決め、ファインダー倍率、無限
遠物点の視度が仕様に一致するように、4面レンズの凹
面と凸面の屈折力を決める。変倍比により必要に応じて
対物凹レンズを付加して、収差補正の自由度を増す。
【0022】(5)対物レンズで収差補正を行う 近軸屈折力配置がほぼ決定されると、各面の曲率を変更
出来る自由度が少ないので、4面レンズの各面及び対物
凹レンズの両面を非球面とし、非球面係数のバランスで
収差補正を行うのが有効である。
【0023】(6)4面レンズの成立、不成立を判定 4面それぞれの有効径が確保されて、形状が矛盾なく成
り立ち、しかも無駄に体積が大きすぎることがないか、
光路図から判定する。隣合う面の有効径が、重なり合っ
たり、離れすぎたりしていたら、(3)または(4)へ
戻る。
【0024】(7)(1)の仕様を満足するか判定 (6)までの繰り返しで解がなければ、ファインダー倍
率、大きさなどを見直して、試行錯誤を繰り返す。
【0025】以上述べた設計手順により、基本的にはア
ルバダ式ファインダーで、光学部品は僅か3部品または
4部品により、2〜3倍の倍率変化が可能で、また変倍
機構は対物レンズを90度回転するだけの、簡単な機構
で構成可能な、アルバダ式ファインダーが実現できる。
【0026】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0027】図1において、物体(保護板P)側より順
に、対物凹レンズL1、4面レンズL3、凹面鏡L7及び
接眼レンズL9から成り、対物凹レンズL1と4面レンズ
3のr3面とr4面は光軸C0を共有すると共に、4面レ
ンズL3のr5面とr6面は光軸Cを共有する。この2本
の光軸C0,Cは直交し、その交点を通りこの2本の光
軸C0,Cに直交する軸Oを中心に90度回転可能に保
持されている。凹面鏡L7は接眼側の面が、半透鏡、又
中心部が透過面で周辺部が全反射鏡を成す凹面鏡であ
り、接眼レンズL7は物体側に凸面を向けた凸レンズ
で、この凸面上にレチクルを設けている。図1は低倍率
側に設定した状態を示す。
【0028】本実施例の低倍率側における数値例を以下
に示す。
【0029】 r1 60.63 d1 1.5 n1 1.492 ν1 57.2 r2 6.3 d2 3.8 r3 −21.65 d3 17. n2 1.492 ν2 57.2 r4 −20.06 d4 2. r7 33.54 d7 1.2 n3 1.492 ν3 57.2 r8 25.31 d8 10. r9 25. d9 2. n4 1.492 ν4 57.2 r10 143.86 非球面係数 A468101 −0.296×10-4 0.691×10-5 0. 0. r2 −0.156×10-2 0.269×10-4 0. 0. r3 −0.162×10-2 0.614×10-4 −0.153×10-5 0.124×10-74 −0.859×10-4 0.289×10-5 −0.908×10-7 0.957×10-9 図2は高倍率側に設定した状態を示す。
【0030】次に、本実施例の高倍率側における数値例
を以下に示す。
【0031】 r5 18.46 d5 14. n2 1.492 ν2 57.2 r6 9.25 d6 5.2 r7 33.54 d7 1.2 n3 1.492 ν3 57.2 r8 25.31 d8 10. r9 25. d9 2. n4 1.492 ν4 57.2 r10 143.86 非球面係数 A465 −0.174×10-4 −0.775×10-76 −0.123×10-3 −0.202×10-5 非球面の定義:非球面の深さをχi 、光軸からの高さ
をHとして、 χi=H2/ri{1+(1−H2/ri 21/2}+ΣAi
・Hi ファインダー倍率:低倍率側 0.333倍 高倍率側 1.0倍 視度:無限遠物点の低倍率側、高倍率側それぞれの像及
びレチクル −1D レチクルの見掛け視界:垂直10.3度、水平13.7
度、対角17.1度 アイポイント:r10面の後方20 本数値例における、無限遠物点の低倍率側、高倍率側の
それぞれの像及び光像枠の球面収差と非点収差と歪曲収
差を図3、図4に示す。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
変倍時にレンズを光軸方向に移動させる必要がないた
め、従来と比較して変倍機構が簡素化され、小型化が図
れる。
【0033】また、従来と比較して、変倍機構が簡素化
され、光学部品、機構部品とも部品点数を大幅に削減で
きるため、製造コストを低減することができる。
【0034】ズームファインダーでは、低倍率側でも高
倍率側でも光線は同じレンズを透過するため、変倍には
収差変動が伴い、収差補正の自由度が少ないが、本発明
によれば、屈折力配置を、低倍率側では凹、凸、凸に、
高倍率側では凸、凹、凸に入れ換えることができるた
め、低倍率側、高倍率側それぞれ独立に収差補正を行え
る設計の自由度が増えるので、良好な性能が容易に得や
すい。
【0035】撮影レンズ系が、広角と望遠を瞬時に変換
する変倍レンズ系の場合、ズームファインダーでは、撮
影レンズ系には写らない変倍途中の像が見えてしまう
が、本発明によれば、4面レンズを回転するだけで、瞬
時に倍率変換ができるため、違和感が少ない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のアルバダ式ファインダー
を、低倍率側に設定した状態を示す構成図。
【図2】上記アルバダ式ファインダーを、高倍率側に設
定した状態を示す構成図。
【図3】(a)〜(c)は、上記アルバダ式ファインダ
の低倍率側の球面収差と非点収差及び歪曲収差をそれ
ぞれ示す収差曲線図。
【図4】(a)〜(c)は、上記アルバダ式ファインダ
の高倍率側の球面収差と非点収差及び歪曲収差をそれ
ぞれ示す収差曲線図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02B 9/00 - 17/08 G02B 21/02 - 21/04 G02B 25/00 - 25/04 G03B 13/12

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側より順に、対物レンズ、凹面鏡及
    び接眼レンズよりなるアルバダ式ファインダーにおい
    て、 上記対物レンズには、4つのレンズ面で囲まれると共に
    対向する2面はそれぞれ光軸を共有しかつ2本の光軸が
    ほぼ直交する4面レンズを含み、該4面レンズを上記
    本の光軸の交点を通りかつ上記2本の光軸と直交する
    を中心としてほぼ90度回転させることにより、上記
    眼レンズの光軸に対して上記2本の光軸を交互に一致さ
    せるように成し、 上記4面レンズは、低倍率側にしたときは物体側が凹面
    で接眼側が凸面であり、物体側の凹面のさらに物体側に
    は接眼側に凹面を向けた凹レンズを一体的に保持する一
    方、高倍率側にしたときは物体側が凸面で接眼側が凹面
    となるように成して倍率変換を行い 、 上記凹面鏡は、上記接眼レンズ側に凹面を向けた半透
    鏡、又は中心部が透過面で周辺部が全反射鏡と成し、上記接眼レンズに視野を示す細い線状の鏡を設け 、上記
    凹面鏡と上記接眼レンズにより鏡の虚像が倍率変換に関
    わりなく一定の大きさに見えるように成し、変倍機能を有する ことを特徴とするアルバダ式ファイン
    ダー
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