JP3599768B2 - 採光式ブライトフレームファインダ - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
この発明は採光式ブライトフレームファインダに関する。この発明は、レンズシャッタカメラやビデオカメラ等のファインダに利用できる。
【0002】
【従来の技術】
従来から、レンズシャッタカメラに広く使用されている「アルバダ型」のファインダは、フレームが接眼レンズに蒸着形成されているので、フレームの移動や切り換えができない。
【0003】
このような問題を解決し、フレームの移動や切り換えを可能とするものに「採光式ブライトフレームファインダ」がある。採光式ブライトフレームファインダの従来例としては、例えば、特開平5−93856号公報,特開昭56−101132号公報等に開示されたものがある。
【0004】
これらの採光式ブライトフレームファインダでは、フレーム像を観察するのに、接眼レンズの他に、専用レンズを必要とするため、全レンズ枚数が多く、コンパクト化やコストの低減化が困難であるという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
この発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、構成レンズ枚数の少ない新規な採光式ブライトフレームファインダの提供を目的とする(請求項1〜5)。
【0006】
この発明の別の目的は、コンパクトな採光式ブライトフレームファインダの提供にある(請求項1)。
【0007】
この発明の他の目的は、フレームを無理なくカメラ前面に取付け得る新規な採光式ブライトフレームファインダの提供を目的とする(請求項2)。
【0008】
この発明の更に他の目的は、コンパクトで、尚且つ良好なファインダ像を観察できるように、収差を良好に補正できる新規な採光式ブライトフレームファインダの提供にある(請求項3)。
【0009】
この発明の更に他の目的は、コンパクトで、尚且つフレーム像周辺の視度が過度にプラスとなることを有効に防止した新規な採光式ブライトフレームファインダの提供にある(請求項4)。
【0010】
この発明の更に他の目的は、コスト低減化の可能な新規な採光式ブライトフレームファインダの提供にある(請求項5)。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明の「採光式ブライトフレームファインダ」は、対物レンズおよび接眼レンズと、フレームと、接合プリズムとを有する。
「対物レンズ」は、負の焦点距離を持ち、「接眼レンズ」は、正の焦点距離を持つ。
【0012】
「接合プリズム」は、ハーフミラーを介して接合され、上記ハーフミラーが対物レンズと接眼レンズの間に位置するように配備され、上記フレームから接眼レンズに到る光路を形成する。即ち、フレーム側の光路は、接合プリズムにより、対物レンズから接眼レンズに到る光路に合流される。
【0013】
対物レンズと接合プリズムと接眼レンズとの組合せを「ファインダ系」と呼び、フレームと接合プリズムと接眼レンズとの組合せを「フレーム系」と呼ぶ。
【0014】
フレーム系は、フレームと接合プリズムと接眼レンズとの組合せであるので、「フレーム像」は、接眼レンズのみによる虚像であり、ファインダ系による「視野像」と重ね合わせて観察可能である。
【0015】
請求項1記載の発明の採光式ブライトフレームファインダは、上記接眼レンズの焦点距離:fe、接眼レンズの瞳側レンズ面から瞳面までの距離:E、最大射出角:θが、条件
(1) fe/(E・tanθ)<7.5
を満足することを特徴とする。なお、上記最大射出角:θは、「見かけの視野角の1/2」である。
【0016】
採光式ブライトフレームファインダは、接眼レンズの焦点距離:fe、フレームから接眼レンズに到る光路の接合プリズム内における実光路長:L、接合プリズムの屈折率:npが、条件
(2) L/(np・fe)>0.7
を満足することができる。
【0017】
請求項2記載の発明の採光式ブライトフレームファインダは、接眼レンズの焦点距離:fe、接眼レンズの瞳側レンズ面から瞳面までの距離:E、最大射出角:θ、フレームから接眼レンズに到る光路の接合プリズム内における実光路長:L、接合プリズムの屈折率:npが、条件
(1) fe/(E・tanθ)<7.5
(2) L/(np・fe)>0.7
を満足することを特徴とする。
【0018】
請求項3、4記載の発明の採光式ブライトフレームファインダにおいては、レンズ面として「非球面」が採用される。このように、レンズ面として「非球面」が採用される場合、「非球面の採用されたレンズ面と光軸との交点を原点として瞳側に向かう方向を正としてX軸を採り、光軸直交方向に高さ:Hを採り、非球面をX(H)、上記レンズ面の光軸上の曲率をC(=1/r,r:光軸上の曲率半径)」とする。
【0019】
採光式ブライトフレームファインダは、対物レンズが、物体側から瞳側へ向かって第1レンズおよび第2レンズを上記順序に配して構成され、上記第1,第2レンズは共に負レンズで、第1レンズの物体側面および第2レンズの物体側面が非球面で、第1レンズの物体側面のX1(H)及びC1,第2レンズの物体側面のX3(H)及びC3が、条件
(3) X1(H)>C1H2/{1+√(1−C1 2H2)}
(4) X3(H)<C3H2/{1+√(1−C3 2H2)}
を満足することもできる。
【0020】
上記請求項1、2記載の採光式ブライトフレームファインダにおいても、上記と同様に、対物レンズを、物体側から瞳側へ向かって第1レンズおよび第2レンズを上記順序に配した構成とし、第1,第2レンズを共に負レンズとするとともに、第1レンズの物体側面および第2レンズの物体側面を非球面とし、第1レンズの物体側面のX1(H)及びC1,上記第2レンズの物体側面のX3(H)及びC3が、上記条件(3),(4)を満足するようにすることができる(請求項3)。
【0022】
上記請求項1〜3記載の採光式ブライトフレームファインダにおいて、接眼レンズを1枚の正レンズにより構成して、その物体側面を非球面とし、接眼レンズの物体側面のX7(H)及びC7が、上記の条件
(5) X7(H)<C7H2/{1+√(1−C7 2H2)}
を満足するようにすることが出来る(請求項4)。
【0023】
上記請求項1〜4記載の発明の採光式ブライトフレームファインダは、接合プリズムをプラスチック材料による成形品として形成することが出来る(請求項5)。
【0024】
【作用】
上述のように、この発明の採光式ブライトフレームファインダは、負の焦点距離を持つ対物レンズと、正の焦点距離を持つ接眼レンズとにより、「逆ガリレオ型」となっており、対物レンズと接眼レンズの間に配備した接合プリズム中のハーフミラーによりフレーム像を視野像に重ね合わせて観察できるようになっている。
【0025】
「ハーフミラー」を、対物レンズと接眼レンズとの間に配備できる条件は、ハーフミラーが、光軸に対し45度傾けて配備されるため、対物レンズと接眼レンズの間隔が、光線有効径よりも大きいことが必要である。しかし、実視界の広画角(例えば60度以上)を確保したまま、倍率を大きく(例えば0.4倍以上)しようとすると、「対物レンズと接眼レンズの間隔を光線有効径よりも大きく保つ」という条件の満足が困難になってくる。
【0026】
そこで、この発明に於いては、「ハーフミラーを接合プリズム中に設ける」ことにより、軸外光線の入射高さを抑えて、実視界の広角状態を保ちつつ上記条件を満足させ、対物レンズの有効径を小さくしている。
【0027】
この発明の型のファインダで、ファインダ全長を抑えるためには、対物レンズおよび接眼レンズの焦点距離を短縮する必要がある。条件(1)は、接眼レンズの焦点距離を規定するものであって、パラメータである「fe/(E・tanθ)」が上限値:7.5以上になるとファインダ全長(対物レンズから接眼レンズまでの距離)が長大化し、ファインダのコンパクト化が困難になる。
パラメータ:f e / (E・tanθ)が大きくなる要因としては、分子のf e が大きくなる場合と、分母のE・tanθが小さくなる場合が考えられるが、分子を大きくすることはファインダ全長が増大する結果をもたらし、分母における角:θは「見かけの視野角の1/2」であるので、分母を小さくすることは視野角を狭める結果をもたらす。従って、視野角を狭めすぎないでファインダ全長の長大化を抑えるには、条件(1)を満足するのが良い。
【0028】
採光式ブライトフレームファインダのフレームは、通常、採光上の理由から、ファインダ系の対物レンズに隣接して、カメラ前面に配備される。この発明の採光式ブライトフレームファインダでは、フレーム系には、レンズとして接眼レンズのみが含まれ、フレーム像は、接眼レンズのみによる虚像であるから、接眼レンズの焦点距離が定まると、観察フレーム像の倍率に従い、接眼レンズからフレームに到る距離も自ずと定まってしまう。
【0029】
このとき、フレームを無理なく配置できる条件が条件(2)であり、パラメータである「L/(np・fe)」が下限値:0.7以下になると、フレーム系の光路を、光線の「ケラレ」を起こすこと無く、直角に2度、折り曲げることが困難になり、フレームをカメラ前面に配備することが困難になる。後述の実施例3では、条件(2)を満足するため、フレーム系の光路に沿ってプリズムを延長している。
【0030】
逆ガリレオ型のファインダは、瞳がレンズ系の後方に位置するため、元来、ファインダ系の収差を補正する上で不利である。従って、逆ガリレオ型のファインダをコンパクト化しようとすると、収差の補正条件はさらに厳しくなる。
【0031】
請求項3記載の発明の採光式ブライトフレームファインダでは、この問題を解決するために、対物レンズを2枚の負レンズで構成し、物体側から数えて第1番目と第3番目のレンズ面に非球面を採用している。これら非球面の形状を規定するのが条件(3)および(4)である。
【0032】
条件(3)は、対物レンズにおける第1レンズの物体側面の非球面形状が、レンズ周辺に向かうに連れて「負の屈折力が弱まる」形状であることを表し、条件(4)は、対物レンズにおける第2レンズの物体側面の非球面形状が、レンズ周辺に向かうに連れて「負の屈折力が強まる」形状であることを表している。
対物レンズをこのように構成することにより、球面のみでは大きく発生してしまう「歪曲収差」を、「非点収差」、「コマ収差」等とのバランスを取りつつ十分に補正することができる。
【0033】
この発明の採光式ブライトフレームファインダは、「フレーム系のレンズが接眼レンズのみ」であるので、その焦点距離を短くして、コンパクト化を図ろうとすると、フレーム系の周辺の視度が中心の視度に比してプラスとなることを避けがたいという問題がある。請求項4記載の発明では、この問題を有効に軽減するため、接眼レンズを1枚の正レンズで構成し、物体側の面を非球面とした。
【0034】
条件(5)は、接眼レンズの物体側面の非球面形状が、「レンズ周辺部に向かうに連れて、正の屈折力が弱まる」形状であることを示している。このような形状の非球面を接眼レンズの物体側面に与えることにより、フレーム系の周辺の視度が「過度にプラスとなる」ことを防ぐことができる。
【0035】
この発明の採光式ブライトフレームファインダでは、接合プリズムを使用している。接合プリズムの使用は、平行平板のハーフミラーを用いる場合に比し、コスト的に不利であるが、請求項5記載の発明のように、接合プリズムをプラスチック材料の成形品とすることにより接合プリズムの材料に低コストのプラスチック材料を利用できる。
【0036】
【実施例】
以下、具体的な実施例を説明する。
図1は1実施例の光学配置を示している。負の焦点距離を持つ「対物レンズ」は、第1レンズ11と第2レンズ12を物体側(図の左方)から瞳側へ向かって上記順序に配備してなるが、第1レンズ11,第2レンズ12ともに負レンズである。
【0037】
正の焦点距離を持つ「接眼レンズ」は、1枚の正レンズ20により構成されており、対物レンズと接眼レンズとの間には、接合プリズム16が配備されている。
接合プリズム16は、ハーフミラー15を介して、直角プリズムであるプリズム13と、断面平行四辺形のプリズム14とを接合してなり、ハーフミラー15が、ファインダ系の光軸に対して45度傾くようにして、対物レンズと接眼レンズの間に位置するように配備されている。従って、ファインダ系の光路は、対物レンズからプリズム13、ハーフミラー15、プリズム14を通り、接眼レンズへと向かう。
【0038】
対物レンズに隣接した位置(図で対物レンズの下方)には、フレーム17が配備されている。フレーム系の光軸は、フレーム12からプリズム14を通り、プリズム14の斜面で反射され、さらにハーフミラー15で反射されることにより、ファインダ系の光軸と合流される。
【0039】
以下、具体的な諸元を挙げる。
【0040】
以下の各実施例に於て、「面番号」とあるのは、物体側から数えた面の番号であり、「ファインダ系」では、対物レンズ11の物体側面を表す「面番号:1」に始まり、接合プリズム16の物体側面(プリズム13の物体側面)を表す「面番号:5」、接合プリズム16の接眼レンズ側面を表す「面番号:6」と続き、接眼レンズの瞳側面を表す「面番号:8」を経て瞳面を表す「面番号:9」で終わる。
同様に、「フレーム系」では、フレーム面を表す「面番号:1」に始まり、接合プリズムのフレーム側面および接眼レンズ側面を表す「面番号:2,3」、接眼レンズのレンズ面をへて、瞳面を表す「面番号6」で終わる。
【0041】
「R」とあるのは、各面番号に該当する面の「曲率半径」を表し、非球面に就いては「光軸上の曲率半径(近軸曲率半径:前述のCの逆数)」を表す。「D」は、面番号順における、隣接する2面の光軸上の間隔を表す。Nd,νdとあるのは、レンズおよびプリズムのd線に対する屈折率およびアッベ数を表している。
【0042】
また、θは前述の「最大射出角」で、見かけの視野角の1/2であり、Mは近軸倍率を表す。
「非球面」は周知の如く、光軸に合致させてX座標を取り、光軸に直交させてH座標を設定するとき、光軸上の曲率半径をr(前述のCの逆数)、円錐定数をK、高次の非球面係数をA4,A6,A8,A10とするとき、
X=(1/r)H2/{1+√[1−(1+K)(H/r)2]}+A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10
で表される曲線を光軸の回りに回転させて得られる曲面であり、光軸上の曲率半径と円錐定数と高次の非球面係数とを与えて形状を特定する。
なお、高次の非球面係数の表示において、「Eと、それに続く数字」は「べき乗」を表す。即ち、例えば「E−04]とあれば、これは「10 ̄4」を意味し、この数が、それ以前の数に掛かるのである。
【0043】
実施例1
実施例1におけるデータは、表1の通りである。
【0044】
【表1】
【0045】
実施例2
実施例2におけるデータは、表2の通りである。
【0046】
【表2】
【0047】
実施例3
実施例3におけるデータは、表3の通りである。
【0048】
【表3】
【0049】
図1,2,3は、上記実施例1,2,3の光学配置を示している。なお、繁雑をさけるため、混同の虞れがないと思われるものについては、図2,3においても、図1におけると同一の符号を付した。実施例1〜3とも、請求項1〜5の実施例となっている。各実施例とも、各レンズおよび接合プリズムは、プラスチック材料で形成されている。
【0050】
実施例1,2,3に関する収差曲線図をそれぞれ、図4,5,6に示す。非点収差の図における実線はサジタル、破線はメリディオナル光線に関するものである。各実施例とも、収差は十分に補正され、良好な性能を有する。
【0051】
また、各実施例とも、実視界:60度以上と広画角であり、且つ倍率:0.4以上を有し、小型である。
【0052】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明によれば新規な採光式ブライトフレームファインダを提供できる。この採光式ブライトフレームファインダは、上記の如き構成により、従来、フレーム系において用いられていた専用のレンズを不用とし、フレーム系におけるレンズを接眼レンズのみとしたから、構成レンズ枚数が少なくなり、コンパクト化、低コスト化が可能になる(請求項1〜5)。
【0053】
また、請求項2記載の採光式ブライトフレームファインダは、フレームを無理なくカメラ前面に取付けることができ、請求項3記載の採光式ブライトフレームファインダは、コンパクトで、尚且つ良好なファインダ像を観察でき、請求項4記載の採光式ブライトフレームファインダは、コンパクトで、尚且つフレーム像周辺の視度が過度にプラスとなることがなく、請求項5記載の採光式ブライトフレームファインダは、低コストで実現可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1の採光式ブライトフレームファインダの光学配置を示す図である。
【図2】実施例2の採光式ブライトフレームファインダの光学配置を示す図である。
【図3】実施例3の採光式ブライトフレームファインダの光学配置を示す図である。
【図4】実施例1に関する収差曲線図である。
【図5】実施例2に関する収差曲線図である。
【図6】実施例3に関する収差曲線図である。
【符号の説明】
11 対物レンズの第1レンズ
12 対物レンズの第2レンズ
15 ハーフミラー
16 接合プリズム
17 フレーム
20 接眼レンズ
Claims (5)
- 負の焦点距離を持つ対物レンズと、正の焦点距離を持つ接眼レンズと、フレームと、ハーフミラーを介して接合された接合プリズムとを有し、
上記接合プリズムを、ハーフミラーが上記対物レンズと接眼レンズの間に位置するように配備することにより、上記フレームから上記接眼レンズに到る光路を形成し、
視野像と、上記接眼レンズのみによるフレーム像とを重ね合わせて観察可能としてなる採光式ブライトフレームファインダであって、
上記接眼レンズの焦点距離:fe、接眼レンズの瞳側レンズ面から瞳面までの距離:E、最大射出角:θが、条件
(1) fe/(E・tanθ)<7.5
を満足することを特徴とする採光式ブライトフレームファインダ。 - 請求項1記載の採光式ブライトフレームファインダにおいて、
上記接眼レンズの焦点距離:fe、上記フレームから接眼レンズに到る光路の接合プリズム内における実光路長:L、接合プリズムの屈折率:npが、条件
(2) L/(np・fe)>0.7
を満足することを特徴とする採光式ブライトフレームファインダ。 - 請求項1または2記載の採光式ブライトフレームファインダにおいて、
対物レンズは、物体側から瞳側へ向かって、第1レンズおよび第2レンズを上記順序に配して構成され、上記第1,第2レンズは共に負レンズで、第1レンズの物体側面および第2レンズの物体側面が非球面であり、
非球面の採用されたレンズ面と光軸との交点を原点として瞳側に向かう方向を正としてX軸を採り、光軸直交方向に高さ:Hを採り、非球面をX(H)、上記レンズ面の光軸上の曲率をC(=1/r,r:光軸上の曲率半径)とするとき、
上記第1レンズの物体側面のX1(H)及びC1,上記第2レンズの物体側面のX3(H)及びC3が、条件
(3) X1(H)>C1H2/{1+√(1−C1 2H2)}
(4) X3(H)<C3H2/{1+√(1−C3 2H2)}
を満足することを特徴とする採光式ブライトフレームファインダ。 - 請求項1または2または3記載の採光式ブライトフレームファインダにおいて、
上記接眼レンズが、1枚の正レンズにより構成され、その物体側面が非球面であり、
非球面の採用されたレンズ面と光軸との交点を原点として瞳側に向かう方向を正としてX軸を採り、光軸直交方向に高さ:Hを採り、非球面をX(H)、上記レンズ面の光軸上の曲率をC(=1/r,r:光軸上の曲率半径)とするとき、
上記接眼レンズの物体側面のX7(H)及びC7が、条件
(5) X7(H)<C7H2/{1+√(1−C7 2H2)}
を満足することを特徴とする採光式ブライトフレームファインダ。 - 請求項1〜4の任意の1に記載の採光式ブライトフレームファインダにおいて、
接合プリズムがプラスチック材料による成形品として形成されていることを特徴とする採光式ブライトフレームファインダ。
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