JP3680693B2 - 実像式変倍ファインダ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は実像式変倍ファインダに関するものであり、更に詳しくはデジタルカメラに適した高変倍の実像式変倍ファインダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラに搭載される撮像デバイス(ＣＣＤ：Charge Coupled Device等)の小型化に伴い、小型・高変倍の実像式変倍ファインダが望まれている。しかし、従来の実像式変倍ファインダのほとんどは変倍比が３倍以下であり、変倍比が３倍を超えるものは大型である。例えば、特開平６−１０２４５３号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正のレンズ群と少なくとも１枚の負レンズを含む第４レンズ群とで構成されているが、その変倍比は２倍程度と低くなっている。特開平２−１７３７１３号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正のレンズ群と弱いパワーの第４レンズ群とで構成されているが、その変倍比は2.5〜3.5倍程度と低くなっており、しかも大型である。
【０００３】
特開平８−４３８８５号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正の３群から成っている。その変倍比は３倍を超えるが大型である。特開平１１−１０９２３１号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正・負の４群から成っており、広角端から望遠端への変倍において、第２レンズ群が像面側に移動し、第３レンズ群が物体側に単調に移動する構成になっている。その変倍比は４倍程度であるが、やや大型である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−１０２４５３号公報や特開平２−１７３７１３号公報で提案されているように、正・負・正で始まる対物光学系を備えた実像式変倍ファインダにおいて、第２レンズ群のみに変倍機能の大部分を持たせたズーム解は従来よりよく使われている。このズーム解では、必然的に第２レンズ群の移動量が大きくなると同時に第３レンズ群のパワーも大きくなる。したがって、第３レンズ群で発生する大きな収差と第２レンズ群で発生する収差のズーミングによる大きな変動のため、小型化は困難である。また、特開平８−４３８８５号公報や特開平１１−１０９２３１号公報で提案されているように、第２，第３レンズ群の両方にほぼ同等の変倍比を持たせた場合、ある程度の小型化は可能であるが十分とは言えない。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、変倍比が３倍を超える高変倍でありながら小型で良好な光学性能を有する実像式変倍ファインダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の実像式ファインダは、正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、前記対物光学系が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、で構成され、各レンズ群がレンズ１枚で構成され、広角端から望遠端への変倍において前記第２，第３レンズ群がお互いに近づくように移動するとともに、以下の条件式(1)〜(5)を満足することを特徴とする。
−０．７５＜ｍ２ｗ＜−０．３ …（１）
−２＜ｍ２Ｔ ≦−１．２２８ …（２）
−０．７５＜ｍ３ｗ＜−０．３ …（３）
−２＜ｍ３Ｔ＜−１．０５ …（４）
ｌ２＞ｌ３ …（５）
ただし、
ｍ２ｗ：第２レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ２Ｔ：第２レンズ群の望遠端での横倍率、
ｍ３ｗ：第３レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ３Ｔ：第３レンズ群の望遠端での横倍率、
ｌ２：全変倍域における第２レンズ群の移動量、
ｌ３：全変倍域における第３レンズ群の移動量、
である。
【０００７】
第２の発明の実像式変倍ファインダは、正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、前記対物光学系が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、で構成され、各レンズ群がレンズ１枚で構成され、広角端から望遠端への変倍において前記第２，第３レンズ群がお互いに近づくように移動するとともに、以下の条件式 (1) 〜 (5) を満足することを特徴とする。
−０．７５＜ｍ ２ｗ ＜−０．３ …（１）
−２＜ｍ ２Ｔ ＜−１．０５ …（２）
−０．６６６≦ｍ ３ｗ ＜−０．３ …（３）
−２＜ｍ ３Ｔ ＜−１．０５ …（４）
ｌ ２ ＞ｌ ３ …（５）
ただし、
ｍ ２ｗ ：第２レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ ２Ｔ ：第２レンズ群の望遠端での横倍率、
ｍ ３ｗ ：第３レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ ３Ｔ ：第３レンズ群の望遠端での横倍率、
ｌ ２ ：全変倍域における第２レンズ群の移動量、
ｌ ３ ：全変倍域における第３レンズ群の移動量、
である。
【０００８】
第３の発明の実像式変倍ファインダは、上記第１又は第２の発明の構成において、前記変倍の一部の領域で、前記第２，第３レンズ群のうちの一方が停止し他方が移動することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の実像式変倍ファインダは、上記第１又は第２の発明の構成において、正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、前記対物光学系が、最も物体側に位置する第１レンズ群と、その第１レンズ群に続く少なくとも２つのレンズ群とから成り、前記第１レンズ群が視度調整のために光軸方向に移動可能であり、前記第１レンズ群以外の２つのレンズ群が移動することにより等倍を挟んで変倍を行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した実像式変倍ファインダを、図面を参照しつつ説明する。図１〜図３に、第１〜第３の実施の形態に対応する広角端(W)及び望遠端(T)での実像式変倍ファインダのレンズ構成をそれぞれ示す。各実施の形態は、撮影系とは別体の実像式ズームファインダであって、正のパワーを有する対物光学系(TA)と、正のパワーを有する接眼光学系(SE)と、２つのプリズムから成る正立光学系(Pr1,Pr2)と、を少なくとも有している。なお、対物像面(IM)からの空気換算距離が接眼光学系(SE)の焦点距離の1/4以下の範囲内に位置する面のパワーは、コンデンサーとしての機能達成を主目的とするため、対物光学系(TA)の一部としては考えないものとする。
【００１３】
第１の実施の形態(図１)では、対物光学系(TA)が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、で構成され、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する構成になっている。対物光学系(TA)を構成しているレンズ群(Gr1〜Gr3)は各々レンズ１枚から成っており、接眼光学系(SE)もレンズ１枚から成っている。また、物体側の正立光学系(Pr1)の対物像面(IM)側の面は、コンデンサーレンズ面になっており、対物像面(IM)位置には視野枠(FR)が配置されている。第１の実施の形態では、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)が移動群として変倍に寄与し、それらの移動により等倍を挟むようにして変倍が行われる。
【００１４】
第２の実施の形態(図２)では、対物光学系(TA)が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、負のパワーを有する第４レンズ群(Gr4)と、で構成され、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する構成になっている。対物光学系(TA)を構成しているレンズ群(Gr1〜Gr4)は各々レンズ１枚から成っており、接眼光学系(SE)もレンズ１枚から成っている。また、物体側の正立光学系(Pr1)の対物像面(IM)側の面は、コンデンサーレンズ面になっており、対物像面(IM)位置には液晶パネル(LC)が配置されている。第２の実施の形態では、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)が移動群として変倍に寄与し、それらの移動により等倍を挟むようにして変倍が行われる。
【００１５】
第３の実施の形態(図３)では、対物光学系(TA)が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、負のパワーを有する第４レンズ群(Gr4)と、で構成され、変倍において第２〜第４レンズ群(Gr2〜Gr4)が移動する構成になっている。対物光学系(TA)を構成しているレンズ群(Gr1〜Gr4)は各々レンズ１枚から成っており、接眼光学系(SE)もレンズ１枚から成っている。また、瞳側の正立光学系(Pr2)の対物像面(IM)側の面は、コンデンサーレンズ面になっており、対物像面(IM)位置には液晶パネル(LC)が配置されている。第３の実施の形態では、第２レンズ群(Gr2)と第３，第４レンズ群(Gr3,Gr4)から成る合成群とが移動群として変倍に寄与し、それらの移動により等倍を挟むようにして変倍が行われる。移動群として第４レンズ群(Gr4)を含むことが、その自由度の増大により小型化に寄与することになる。
【００１６】
第１の実施の形態(図１)のように、正のパワーを有する対物光学系(TA)が正・負・正のレンズ群(Gr1〜Gr3)から成り、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する実像式変倍ファインダにおいては、以下の条件式(1)〜(5)を満足することが望ましい。また第２の実施の形態(図２)のように、正のパワーを有する対物光学系(TA)が正・負・正のレンズ群(Gr1〜Gr3)と更に第４レンズ群(Gr4)とから成り、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する実像式変倍ファインダにおいては、以下の条件式(1)〜(6)を満足することが望ましい。
【００１７】
-0.75＜ｍ2W＜-0.3 …(1)
-2＜ｍ2T＜-1.05 …(2)
-0.75＜ｍ3W＜-0.3 …(3)
-2＜ｍ3T＜-1.05 …(4)
ｌ2＞ｌ3 …(5)
-0.1＜ＰＷ4＜0.04 …(6)
ただし、
ｍ2W：第２レンズ群(Gr2)の広角端(W)での横倍率、
ｍ2T：第２レンズ群(Gr2)の望遠端(T)での横倍率、
ｍ3W：第３レンズ群(Gr3)の広角端(W)での横倍率、
ｍ3T：第３レンズ群(Gr3)の望遠端(T)での横倍率、
ｌ2：全変倍域における第２レンズ群(Gr2)の移動量、
ｌ3：全変倍域における第３レンズ群(Gr3)の移動量、
ＰＷ4：第４レンズ群(Gr4)のパワー(mm-1)、
である。
【００１８】
条件式(1)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(1)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(2)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(2)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。条件式(3)の上限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなり、条件式(3)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(4)の上限を超えると、第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(4)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。条件式(6)の上限を超えるとファインダ倍率が小さくなりすぎてしまい、条件式(6)の下限を超えると第４レンズ群(Gr4)で発生する収差が大きくなりすぎて性能確保が困難になる。
【００１９】
条件式(5)は、第２レンズ群(Gr2)の移動量が第３レンズ群(Gr3)の移動量よりも大きいことを意味している。等倍を含む倍率の大きい領域で両方のレンズ群(Gr2,Gr3)に変倍機能を持たせるとともに、第３レンズ群(Gr3)よりも第２レンズ群(Gr2)の移動量を大きくすれば、ファインダ全体の変倍における第２レンズ群(Gr2)の変倍比の寄与率が適正になるため、高変倍化とともに小型化を達成することができる。これを、図１０に基づいて以下に詳述する。
【００２０】
レンズ群の横倍率をβとすると、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の各移動に伴う共役長Ｄ2，Ｄ3の変化は以下のようになる。
・第２レンズ群(Gr2)が移動すると、第２レンズ群(Gr2)の移動量と同量だけ物点から第２レンズ群(Gr2)までの距離が変化するため、第２レンズ群(Gr2)の共役長Ｄ2の変化量は、｜β｜＜１のときよりも｜β｜＞１のときの方が大きくなる。
・第３レンズ群(Gr3)が移動すると、第３レンズ群(Gr3)の移動量と同量だけ像点から第３レンズ群(Gr3)までの距離が変化するため、第３レンズ群(Gr3)の共役長Ｄ3の変化量は、｜β｜＞１のときよりも｜β｜＜１のときの方が大きくなる。
【００２１】
また所定位置で結像させるには、第２レンズ群(Gr2)の共役長Ｄ2の変化量と第３レンズ群(Gr3)の共役長Ｄ3の変化量とを等しくする必要がある。したがって、第２レンズ群(Gr2)の移動量を第３レンズ群(Gr3)の移動量に比べて大きくしようとすれば、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の｜β｜が共に等倍になるズーム位置を、ミドル位置よりも望遠側にシフトさせることが必要になる。ただし、ミドル位置は式：ｆt／ｆm＝ｆm／ｆwを満たすズーム位置(ｆm：ミドル位置での対物焦点距離)である。
【００２２】
第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)との間隔は望遠側ほど狭くなるので、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)が共に等倍になるズーム位置での第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)との間隔は狭くなる(…▲１▼)。また、両者が等倍になるズーム位置で考えると、図１０に示すように式：Ｄ3／２＝(Ｄ2／２)＋Δの関係(Δ：群間隔)が成立するので、式：Ｄ3＝Ｄ2＋(２×Δ)で表されるように、第３レンズ群(Gr3)の共役長Ｄ3の方が第２レンズ群(Gr2)の共役長Ｄ2よりも群間隔Δの２倍分長いことになる。また、式：Ｄ／ｆ＝２−(β＋１／β)の関係から(Ｄ：共役長，ｆ：焦点距離)、β＝−１のときはｆ＝Ｄ／４である。よって、式：Ｄ3／４＝Ｄ2／４＋(Δ／２)の関係が成立するので、式：ｆ3＝ｆ2＋(Δ／２)で表されるように、第３レンズ群(Gr3)の焦点距離ｆ3は第２レンズ群(Gr2)の焦点距離ｆ2よりも群間隔Δの半分だけ長いことになる(…▲２▼)。また第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)は変倍時に同じだけ共役長Ｄが変化しないと、結像位置がずれて視度が狂ってしまうので、式：Ｄ／ｆ＝２−(β＋１／β)の関係から、レンズ群の移動により同じだけ共役長Ｄを変化させたとき、焦点距離が長いレンズ群ほどβの変化は少ないことになる(…▲３▼)。
【００２３】
第２レンズ群(Gr2)の移動量を第３レンズ群(Gr3)の移動量に比べて大きくすることで、βが等倍のときの第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の間隔を狭くすることができ(▲１▼参照)、その影響で第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の焦点距離差が小さくなり(▲２▼参照)、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の変倍比の差も小さくすることができる(▲３▼参照)。このように、第３レンズ群(Gr3)に比べて第２レンズ群(Gr2)の移動量を大きくすることで、第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)の変倍比を近づけることができる。
【００２４】
一方のレンズ群の変倍寄与率が大きいと、その変倍による収差の変動が大きくなるので高変倍化が困難になり、これを回避しうるように収差を補正しようとすると、大型化が伴うことになる。そこで、上記のように条件式(5)を満たすことにより第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の変倍比を近づければ、レンズ群の移動による収差の変動を小さくすることができ、これにより高変倍化と小型化とを両立させることが可能になるのである。
【００２５】
第１の実施の形態では、ズーミングの一部の領域で第２レンズ群(Gr2)が停止し第３レンズ群(Gr3)が移動する。また第２の実施の形態では、ズーミングの一部の領域で第３レンズ群(Gr3)が停止し第２レンズ群(Gr2)が移動する。このように変倍の一部の領域で、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)のうちの一方が停止し他方が移動することが望ましい。これを以下に詳述する。
【００２６】
例えば第１の実施の形態では、第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)が同時に横倍率β＝−１になる解に比べ、広角端(W)での第２レンズ群(Gr2)の｜β｜を大きくし、第３レンズ群(Gr3)の｜β｜を小さくしている。つまり、第３レンズ群(Gr3)の方が等倍から離れている。広角端(W)でのβ差があるため、広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにより第２レンズ群(Gr2)がβ＝−１になった時点でも、まだ第３レンズ群(Gr3)はβ＞−１である。このときの第３レンズ群(Gr3)のβをβ3mとすると、この後、第３レンズ群(Gr3)がβ＝１／β3mになる時点まで第３レンズ群(Gr3)のみを動かしている。この間では第３レンズ群(Gr3)のβはほぼ−１であり、第３レンズ群(Gr3)のみを動かしても共役長はほとんど変化しないので、視度もほとんど変化しない。これは、式：Ｄ／ｆ＝２−(β＋１／β)の関係から明らかである。この後は、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の移動により変倍が行われる。このように、第３レンズ群(Gr3)の移動のみで変倍可能な領域を持つことで、収差変動を更に抑えることが可能である。
【００２７】
また第３の実施の形態(図３)のように、正のパワーを有する対物光学系(TA)が正・負・正・負のレンズ群(Gr1〜Gr4)から成り、変倍において第２〜第４レンズ群(Gr2〜Gr4)が移動する実像式変倍ファインダにおいては、以下の条件式(7)〜(10)を満足することが望ましい。
-0.95＜ｍ2W＜-0.3 …(7)
-3＜ｍ2T＜-1.05 …(8)
-0.95＜ｍ34W＜-0.3 …(9)
-2.6＜ｍ34T＜-1.05 …(10)
ただし、
ｍ34W：第３，第４レンズ群(Gr3,Gr4)の広角端(W)での合成横倍率、
ｍ34T：第３，第４レンズ群(Gr3,Gr4)の望遠端(T)での合成横倍率、
である。
【００２８】
条件式(7)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(7)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(8)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(8)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。条件式(9)の上限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまい、条件式(9)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(10)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(10)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。
【００２９】
上記のように条件式(7)〜(10)を満足する実像式変倍ファインダにおいては、さらに以下の条件式(11)を満足することが望ましい。この条件式(11)は、第２レンズ群(Gr2)の変倍比の寄与率の好ましい範囲を規定している。
Ｍf 0.5＜Ｍ2＜Ｍf 0.8 …(11)
ただし、
Ｍ2：第２レンズ群(Gr2)の変倍比(＝ｍ2T／ｍ2W)、
Ｍf：ファインダ全体の変倍比、
である。
【００３０】
各実施の形態のように、対物光学系(TA)が、最も物体側に位置する第１レンズ群(Gr1)と、その第１レンズ群(Gr1)に続く少なくとも２つのレンズ群(Gr2…)とから成る実像式変倍ファインダにおいては、第１レンズ群(Gr1)が視度調整のために光軸方向に移動可能であり、第１レンズ群(Gr1)以外の２つのレンズ群が移動することにより等倍を挟んで変倍を行う構成が望ましい。これを以下に詳述する。
【００３１】
各実施の形態のように移動群が等倍を挟んで変倍する光学系においては、各移動群の倍率は当然ズーム全域で等倍近傍になる。等倍近傍のレンズ群は、光軸方向に動かしても共役長が少ししか変化しないため、視度も少ししか変化しない。したがって必要移動量が大きくなり、視度調整するとその副作用として変倍が行われてしまう。またこれら移動群を動かすと、広角端(W)と望遠端(T)とで視度の動く方向が逆になってしまう。視度誤差の原因は、レンズの面精度，光軸上の位置，屈折率に大別されるが、これらのうち、上記等倍を挟む移動群の位置以外は広角端(W)，望遠端(T)で同方向の視度誤差が発生する。したがって、等倍を挟む移動群の光軸上の位置で視度調整を行うと、大部分の視度誤差要因に対して広角端(W)，望遠端(T)のうちの一方は改善できても、他方は逆に改悪することになる。したがって、移動群は視度調整用としては不適切である。また、接眼光学系(SE)で視度を調整する方法も知られているが、接眼光学系(SE)で視度を調整すると全系の視度調整に連動して、対物像面(IM)に位置するＡＦ(autofocus)フレームの視度も変化してしまう。したがって、接眼光学系(SE)も対物光学系(TA)の視度調整用としては不適切である。
【００３２】
各実施の形態のように第１レンズ群(Gr1)を除く２つのレンズ群が広角端(W)から望遠端(T)への変倍時に等倍を挟んで移動するファインダにおいては、第２レンズ群(Gr2)のみの移動により変倍する場合よりも、第１レンズ群(Gr1)のパワーは大きくなる。また、第１レンズ群(Gr1)の移動による視度変化は、「ファインダ倍率×第１レンズ群(Gr1)のパワー」の２乗に比例するので、第１レンズ群(Gr1)のわずかな移動で効果的な視度補正が可能であり、しかも広角端(W)と望遠端(T)とで同方向に視度が変化することになる。したがって、各実施の形態のように移動群が等倍を挟んで変倍する光学系においては、第１レンズ群(Gr1)を光軸方向に移動させることで視度を調整するのが好ましい。この方法によるとレンズの調整移動量が減るため、他の性能変化の少ないコンパクトな視度補正が可能である。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を実施した実像式変倍ファインダの構成を、コンストラクションデータ等を挙げて、更に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例１〜３は、前述した第１〜第３の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第３の実施の形態を表す図１〜図３は、対応する実施例１〜３のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００３４】
表１，表３及び表５に、実施例１〜３のコンストラクションデータ等を示す。各コンストラクションデータにおいて、系や群の光学要素を構成するSi(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面であり、その面Siの曲率半径(mm)、物体側から数えてi番目の軸上面間隔(mm)、物体側から数えてi番目の光学要素のｅ線に対する屈折率(Ｎｅ)、物体側から数えてi番目の光学要素のアッベ数(νｄ)を示す。また、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔(可変空気間隔)については、広角端(W，短焦点距離端)，望遠端(T，長焦点距離端)のそれぞれについて示し、各焦点距離状態での半画角ω(°)を併せて示す。
【００３５】
*が付された面Siは、非球面で構成された面であることを示し、非球面の面形状を表す以下の式(AS)で定義されるものとする。表２，表４及び表６に、各実施例の非球面データを示す。
X(H)＝(C0・H2)／{1+√(1-ε・C02・H2)}＋(A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基準)、
H ：光軸に対して垂直な方向の高さ、
C0 ：近軸曲率(=1／曲率半径)、
ε ：２次曲面パラメータ、
Ai ：i次の非球面係数、
である。
【００３６】
表７に、各実施例の条件式対応値を示す。また表８に、一つのレンズ群が物体側へ0.1mm移動したときの視度変化量(単位：diopter)を、広角端(W)，望遠端(T)のそれぞれについて示す。表８に示すデータから分かるように、第１レンズ群(Gr1)を光軸方向に移動させれば、わずかな移動量で効果的な視度補正が可能であり、また視度変化が広角端(W)と望遠端(T)とで同方向になる。
【００３７】
図４〜図６のグラフに、各実施例のズーミングにおけるレンズ群の移動量(mm)とファインダ倍率との関係を示す。レンズ群の移動方向は物体側が負(瞳側が正)であり、原点(移動量=0mm)が広角端(W)に相当する。また各グラフにおいて、実線は第２レンズ群(Gr2)の移動、細かい破線は第３レンズ群(Gr3)の移動、粗い破線は第４レンズ群(Gr4)の移動を表している。移動量が変化しない範囲から分かるように、実施例１(図４)では、ファインダ倍率＝約-0.7〜-0.85倍の変倍領域で第２レンズ群(Gr2)のみが停止しており、実施例２(図５)では、ファインダ倍率＝約-0.9倍近傍の変倍領域で第３レンズ群(Gr3)のみが停止している。
【００３８】
図７〜図９は、実施例１〜３にそれぞれ対応する収差図である。図７〜図９において、(A)〜(C)は各実施例の広角端(W)での収差、(D)〜(F)は各実施例の望遠端(T)での収差を示しており、(A)及び(D)は球面収差、(B)及び(E)は非点収差、(C)及び(F)は歪曲収差を示している。球面収差図において、実線はｅ線、破線はｇ線に対する球面収差(ディオプター)を、横軸：瞳半径＝1.0(mm)に対してそれぞれ表している。非点収差図において、破線はメリディオナル面、実線はサジタル面でのｅ線に対する非点収差(ディオプター)を、横軸：各焦点距離状態での半画角ωに対してそれぞれ表している。また、歪曲収差図において実線はｅ線に対する歪曲(％)を、横軸：各焦点距離状態での半画角ω(°)に対して表している。
【００３９】
【表１】
【００４０】
【表２】
【００４１】
【表３】
【００４２】
【表４】
【００４３】
【表５】
【００４４】
【表６】
【００４５】
【表７】
【００４６】
【表８】
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、変倍比が３倍を超える高変倍でありながら、小型で良好な光学性能を有する実像式変倍ファインダを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】実施例１のズーミングにおける第２，第３レンズ群の移動量とファインダ倍率との関係を示すグラフ。
【図５】実施例２のズーミングにおける第２，第３レンズ群の移動量とファインダ倍率との関係を示すグラフ。
【図６】実施例３のズーミングにおける第２〜第４レンズ群の移動量とファインダ倍率との関係を示すグラフ。
【図７】実施例１の収差図。
【図８】実施例２の収差図。
【図９】実施例３の収差図。
【図１０】第２，第３レンズ群の移動量及び変倍比の関係を説明するための模式図。
【符号の説明】
TA …対物光学系
Gr1 …第１レンズ群
Gr2 …第２レンズ群
Gr3 …第３レンズ群
Gr4 …第４レンズ群
IM …対物像面
FR …視野枠
LC …液晶パネル
Pr1 …正立光学系
Pr2 …正立光学系
SE …接眼光学系
【発明の属する技術分野】
本発明は実像式変倍ファインダに関するものであり、更に詳しくはデジタルカメラに適した高変倍の実像式変倍ファインダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラに搭載される撮像デバイス(ＣＣＤ：Charge Coupled Device等)の小型化に伴い、小型・高変倍の実像式変倍ファインダが望まれている。しかし、従来の実像式変倍ファインダのほとんどは変倍比が３倍以下であり、変倍比が３倍を超えるものは大型である。例えば、特開平６−１０２４５３号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正のレンズ群と少なくとも１枚の負レンズを含む第４レンズ群とで構成されているが、その変倍比は２倍程度と低くなっている。特開平２−１７３７１３号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正のレンズ群と弱いパワーの第４レンズ群とで構成されているが、その変倍比は2.5〜3.5倍程度と低くなっており、しかも大型である。
【０００３】
特開平８−４３８８５号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正の３群から成っている。その変倍比は３倍を超えるが大型である。特開平１１−１０９２３１号公報で提案されている実像式変倍ファインダは、対物光学系が物体側から順に正・負・正・負の４群から成っており、広角端から望遠端への変倍において、第２レンズ群が像面側に移動し、第３レンズ群が物体側に単調に移動する構成になっている。その変倍比は４倍程度であるが、やや大型である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−１０２４５３号公報や特開平２−１７３７１３号公報で提案されているように、正・負・正で始まる対物光学系を備えた実像式変倍ファインダにおいて、第２レンズ群のみに変倍機能の大部分を持たせたズーム解は従来よりよく使われている。このズーム解では、必然的に第２レンズ群の移動量が大きくなると同時に第３レンズ群のパワーも大きくなる。したがって、第３レンズ群で発生する大きな収差と第２レンズ群で発生する収差のズーミングによる大きな変動のため、小型化は困難である。また、特開平８−４３８８５号公報や特開平１１−１０９２３１号公報で提案されているように、第２，第３レンズ群の両方にほぼ同等の変倍比を持たせた場合、ある程度の小型化は可能であるが十分とは言えない。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであって、変倍比が３倍を超える高変倍でありながら小型で良好な光学性能を有する実像式変倍ファインダを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第１の発明の実像式ファインダは、正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、前記対物光学系が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、で構成され、各レンズ群がレンズ１枚で構成され、広角端から望遠端への変倍において前記第２，第３レンズ群がお互いに近づくように移動するとともに、以下の条件式(1)〜(5)を満足することを特徴とする。
−０．７５＜ｍ２ｗ＜−０．３ …（１）
−２＜ｍ２Ｔ ≦−１．２２８ …（２）
−０．７５＜ｍ３ｗ＜−０．３ …（３）
−２＜ｍ３Ｔ＜−１．０５ …（４）
ｌ２＞ｌ３ …（５）
ただし、
ｍ２ｗ：第２レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ２Ｔ：第２レンズ群の望遠端での横倍率、
ｍ３ｗ：第３レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ３Ｔ：第３レンズ群の望遠端での横倍率、
ｌ２：全変倍域における第２レンズ群の移動量、
ｌ３：全変倍域における第３レンズ群の移動量、
である。
【０００７】
第２の発明の実像式変倍ファインダは、正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、前記対物光学系が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、で構成され、各レンズ群がレンズ１枚で構成され、広角端から望遠端への変倍において前記第２，第３レンズ群がお互いに近づくように移動するとともに、以下の条件式 (1) 〜 (5) を満足することを特徴とする。
−０．７５＜ｍ ２ｗ ＜−０．３ …（１）
−２＜ｍ ２Ｔ ＜−１．０５ …（２）
−０．６６６≦ｍ ３ｗ ＜−０．３ …（３）
−２＜ｍ ３Ｔ ＜−１．０５ …（４）
ｌ ２ ＞ｌ ３ …（５）
ただし、
ｍ ２ｗ ：第２レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ ２Ｔ ：第２レンズ群の望遠端での横倍率、
ｍ ３ｗ ：第３レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ ３Ｔ ：第３レンズ群の望遠端での横倍率、
ｌ ２ ：全変倍域における第２レンズ群の移動量、
ｌ ３ ：全変倍域における第３レンズ群の移動量、
である。
【０００８】
第３の発明の実像式変倍ファインダは、上記第１又は第２の発明の構成において、前記変倍の一部の領域で、前記第２，第３レンズ群のうちの一方が停止し他方が移動することを特徴とする。
【００１１】
第４の発明の実像式変倍ファインダは、上記第１又は第２の発明の構成において、正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、前記対物光学系が、最も物体側に位置する第１レンズ群と、その第１レンズ群に続く少なくとも２つのレンズ群とから成り、前記第１レンズ群が視度調整のために光軸方向に移動可能であり、前記第１レンズ群以外の２つのレンズ群が移動することにより等倍を挟んで変倍を行うことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を実施した実像式変倍ファインダを、図面を参照しつつ説明する。図１〜図３に、第１〜第３の実施の形態に対応する広角端(W)及び望遠端(T)での実像式変倍ファインダのレンズ構成をそれぞれ示す。各実施の形態は、撮影系とは別体の実像式ズームファインダであって、正のパワーを有する対物光学系(TA)と、正のパワーを有する接眼光学系(SE)と、２つのプリズムから成る正立光学系(Pr1,Pr2)と、を少なくとも有している。なお、対物像面(IM)からの空気換算距離が接眼光学系(SE)の焦点距離の1/4以下の範囲内に位置する面のパワーは、コンデンサーとしての機能達成を主目的とするため、対物光学系(TA)の一部としては考えないものとする。
【００１３】
第１の実施の形態(図１)では、対物光学系(TA)が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、で構成され、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する構成になっている。対物光学系(TA)を構成しているレンズ群(Gr1〜Gr3)は各々レンズ１枚から成っており、接眼光学系(SE)もレンズ１枚から成っている。また、物体側の正立光学系(Pr1)の対物像面(IM)側の面は、コンデンサーレンズ面になっており、対物像面(IM)位置には視野枠(FR)が配置されている。第１の実施の形態では、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)が移動群として変倍に寄与し、それらの移動により等倍を挟むようにして変倍が行われる。
【００１４】
第２の実施の形態(図２)では、対物光学系(TA)が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、負のパワーを有する第４レンズ群(Gr4)と、で構成され、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する構成になっている。対物光学系(TA)を構成しているレンズ群(Gr1〜Gr4)は各々レンズ１枚から成っており、接眼光学系(SE)もレンズ１枚から成っている。また、物体側の正立光学系(Pr1)の対物像面(IM)側の面は、コンデンサーレンズ面になっており、対物像面(IM)位置には液晶パネル(LC)が配置されている。第２の実施の形態では、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)が移動群として変倍に寄与し、それらの移動により等倍を挟むようにして変倍が行われる。
【００１５】
第３の実施の形態(図３)では、対物光学系(TA)が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群(Gr1)と、負のパワーを有する第２レンズ群(Gr2)と、正のパワーを有する第３レンズ群(Gr3)と、負のパワーを有する第４レンズ群(Gr4)と、で構成され、変倍において第２〜第４レンズ群(Gr2〜Gr4)が移動する構成になっている。対物光学系(TA)を構成しているレンズ群(Gr1〜Gr4)は各々レンズ１枚から成っており、接眼光学系(SE)もレンズ１枚から成っている。また、瞳側の正立光学系(Pr2)の対物像面(IM)側の面は、コンデンサーレンズ面になっており、対物像面(IM)位置には液晶パネル(LC)が配置されている。第３の実施の形態では、第２レンズ群(Gr2)と第３，第４レンズ群(Gr3,Gr4)から成る合成群とが移動群として変倍に寄与し、それらの移動により等倍を挟むようにして変倍が行われる。移動群として第４レンズ群(Gr4)を含むことが、その自由度の増大により小型化に寄与することになる。
【００１６】
第１の実施の形態(図１)のように、正のパワーを有する対物光学系(TA)が正・負・正のレンズ群(Gr1〜Gr3)から成り、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する実像式変倍ファインダにおいては、以下の条件式(1)〜(5)を満足することが望ましい。また第２の実施の形態(図２)のように、正のパワーを有する対物光学系(TA)が正・負・正のレンズ群(Gr1〜Gr3)と更に第４レンズ群(Gr4)とから成り、広角端(W)から望遠端(T)への変倍において第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)がお互いに近づくように移動する実像式変倍ファインダにおいては、以下の条件式(1)〜(6)を満足することが望ましい。
【００１７】
-0.75＜ｍ2W＜-0.3 …(1)
-2＜ｍ2T＜-1.05 …(2)
-0.75＜ｍ3W＜-0.3 …(3)
-2＜ｍ3T＜-1.05 …(4)
ｌ2＞ｌ3 …(5)
-0.1＜ＰＷ4＜0.04 …(6)
ただし、
ｍ2W：第２レンズ群(Gr2)の広角端(W)での横倍率、
ｍ2T：第２レンズ群(Gr2)の望遠端(T)での横倍率、
ｍ3W：第３レンズ群(Gr3)の広角端(W)での横倍率、
ｍ3T：第３レンズ群(Gr3)の望遠端(T)での横倍率、
ｌ2：全変倍域における第２レンズ群(Gr2)の移動量、
ｌ3：全変倍域における第３レンズ群(Gr3)の移動量、
ＰＷ4：第４レンズ群(Gr4)のパワー(mm-1)、
である。
【００１８】
条件式(1)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(1)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(2)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(2)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。条件式(3)の上限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなり、条件式(3)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(4)の上限を超えると、第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(4)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。条件式(6)の上限を超えるとファインダ倍率が小さくなりすぎてしまい、条件式(6)の下限を超えると第４レンズ群(Gr4)で発生する収差が大きくなりすぎて性能確保が困難になる。
【００１９】
条件式(5)は、第２レンズ群(Gr2)の移動量が第３レンズ群(Gr3)の移動量よりも大きいことを意味している。等倍を含む倍率の大きい領域で両方のレンズ群(Gr2,Gr3)に変倍機能を持たせるとともに、第３レンズ群(Gr3)よりも第２レンズ群(Gr2)の移動量を大きくすれば、ファインダ全体の変倍における第２レンズ群(Gr2)の変倍比の寄与率が適正になるため、高変倍化とともに小型化を達成することができる。これを、図１０に基づいて以下に詳述する。
【００２０】
レンズ群の横倍率をβとすると、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の各移動に伴う共役長Ｄ2，Ｄ3の変化は以下のようになる。
・第２レンズ群(Gr2)が移動すると、第２レンズ群(Gr2)の移動量と同量だけ物点から第２レンズ群(Gr2)までの距離が変化するため、第２レンズ群(Gr2)の共役長Ｄ2の変化量は、｜β｜＜１のときよりも｜β｜＞１のときの方が大きくなる。
・第３レンズ群(Gr3)が移動すると、第３レンズ群(Gr3)の移動量と同量だけ像点から第３レンズ群(Gr3)までの距離が変化するため、第３レンズ群(Gr3)の共役長Ｄ3の変化量は、｜β｜＞１のときよりも｜β｜＜１のときの方が大きくなる。
【００２１】
また所定位置で結像させるには、第２レンズ群(Gr2)の共役長Ｄ2の変化量と第３レンズ群(Gr3)の共役長Ｄ3の変化量とを等しくする必要がある。したがって、第２レンズ群(Gr2)の移動量を第３レンズ群(Gr3)の移動量に比べて大きくしようとすれば、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の｜β｜が共に等倍になるズーム位置を、ミドル位置よりも望遠側にシフトさせることが必要になる。ただし、ミドル位置は式：ｆt／ｆm＝ｆm／ｆwを満たすズーム位置(ｆm：ミドル位置での対物焦点距離)である。
【００２２】
第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)との間隔は望遠側ほど狭くなるので、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)が共に等倍になるズーム位置での第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)との間隔は狭くなる(…▲１▼)。また、両者が等倍になるズーム位置で考えると、図１０に示すように式：Ｄ3／２＝(Ｄ2／２)＋Δの関係(Δ：群間隔)が成立するので、式：Ｄ3＝Ｄ2＋(２×Δ)で表されるように、第３レンズ群(Gr3)の共役長Ｄ3の方が第２レンズ群(Gr2)の共役長Ｄ2よりも群間隔Δの２倍分長いことになる。また、式：Ｄ／ｆ＝２−(β＋１／β)の関係から(Ｄ：共役長，ｆ：焦点距離)、β＝−１のときはｆ＝Ｄ／４である。よって、式：Ｄ3／４＝Ｄ2／４＋(Δ／２)の関係が成立するので、式：ｆ3＝ｆ2＋(Δ／２)で表されるように、第３レンズ群(Gr3)の焦点距離ｆ3は第２レンズ群(Gr2)の焦点距離ｆ2よりも群間隔Δの半分だけ長いことになる(…▲２▼)。また第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)は変倍時に同じだけ共役長Ｄが変化しないと、結像位置がずれて視度が狂ってしまうので、式：Ｄ／ｆ＝２−(β＋１／β)の関係から、レンズ群の移動により同じだけ共役長Ｄを変化させたとき、焦点距離が長いレンズ群ほどβの変化は少ないことになる(…▲３▼)。
【００２３】
第２レンズ群(Gr2)の移動量を第３レンズ群(Gr3)の移動量に比べて大きくすることで、βが等倍のときの第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の間隔を狭くすることができ(▲１▼参照)、その影響で第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の焦点距離差が小さくなり(▲２▼参照)、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の変倍比の差も小さくすることができる(▲３▼参照)。このように、第３レンズ群(Gr3)に比べて第２レンズ群(Gr2)の移動量を大きくすることで、第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)の変倍比を近づけることができる。
【００２４】
一方のレンズ群の変倍寄与率が大きいと、その変倍による収差の変動が大きくなるので高変倍化が困難になり、これを回避しうるように収差を補正しようとすると、大型化が伴うことになる。そこで、上記のように条件式(5)を満たすことにより第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の変倍比を近づければ、レンズ群の移動による収差の変動を小さくすることができ、これにより高変倍化と小型化とを両立させることが可能になるのである。
【００２５】
第１の実施の形態では、ズーミングの一部の領域で第２レンズ群(Gr2)が停止し第３レンズ群(Gr3)が移動する。また第２の実施の形態では、ズーミングの一部の領域で第３レンズ群(Gr3)が停止し第２レンズ群(Gr2)が移動する。このように変倍の一部の領域で、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)のうちの一方が停止し他方が移動することが望ましい。これを以下に詳述する。
【００２６】
例えば第１の実施の形態では、第２レンズ群(Gr2)と第３レンズ群(Gr3)が同時に横倍率β＝−１になる解に比べ、広角端(W)での第２レンズ群(Gr2)の｜β｜を大きくし、第３レンズ群(Gr3)の｜β｜を小さくしている。つまり、第３レンズ群(Gr3)の方が等倍から離れている。広角端(W)でのβ差があるため、広角端(W)から望遠端(T)へのズーミングにより第２レンズ群(Gr2)がβ＝−１になった時点でも、まだ第３レンズ群(Gr3)はβ＞−１である。このときの第３レンズ群(Gr3)のβをβ3mとすると、この後、第３レンズ群(Gr3)がβ＝１／β3mになる時点まで第３レンズ群(Gr3)のみを動かしている。この間では第３レンズ群(Gr3)のβはほぼ−１であり、第３レンズ群(Gr3)のみを動かしても共役長はほとんど変化しないので、視度もほとんど変化しない。これは、式：Ｄ／ｆ＝２−(β＋１／β)の関係から明らかである。この後は、第２，第３レンズ群(Gr2,Gr3)の移動により変倍が行われる。このように、第３レンズ群(Gr3)の移動のみで変倍可能な領域を持つことで、収差変動を更に抑えることが可能である。
【００２７】
また第３の実施の形態(図３)のように、正のパワーを有する対物光学系(TA)が正・負・正・負のレンズ群(Gr1〜Gr4)から成り、変倍において第２〜第４レンズ群(Gr2〜Gr4)が移動する実像式変倍ファインダにおいては、以下の条件式(7)〜(10)を満足することが望ましい。
-0.95＜ｍ2W＜-0.3 …(7)
-3＜ｍ2T＜-1.05 …(8)
-0.95＜ｍ34W＜-0.3 …(9)
-2.6＜ｍ34T＜-1.05 …(10)
ただし、
ｍ34W：第３，第４レンズ群(Gr3,Gr4)の広角端(W)での合成横倍率、
ｍ34T：第３，第４レンズ群(Gr3,Gr4)の望遠端(T)での合成横倍率、
である。
【００２８】
条件式(7)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(7)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(8)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(8)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。条件式(9)の上限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまい、条件式(9)の下限を超えると十分な変倍比が確保できなくなる。条件式(10)の上限を超えると第２レンズ群(Gr2)のみの変倍に近くなり、条件式(10)の下限を超えると移動による収差性能の変動が大きくなりすぎてしまう。
【００２９】
上記のように条件式(7)〜(10)を満足する実像式変倍ファインダにおいては、さらに以下の条件式(11)を満足することが望ましい。この条件式(11)は、第２レンズ群(Gr2)の変倍比の寄与率の好ましい範囲を規定している。
Ｍf 0.5＜Ｍ2＜Ｍf 0.8 …(11)
ただし、
Ｍ2：第２レンズ群(Gr2)の変倍比(＝ｍ2T／ｍ2W)、
Ｍf：ファインダ全体の変倍比、
である。
【００３０】
各実施の形態のように、対物光学系(TA)が、最も物体側に位置する第１レンズ群(Gr1)と、その第１レンズ群(Gr1)に続く少なくとも２つのレンズ群(Gr2…)とから成る実像式変倍ファインダにおいては、第１レンズ群(Gr1)が視度調整のために光軸方向に移動可能であり、第１レンズ群(Gr1)以外の２つのレンズ群が移動することにより等倍を挟んで変倍を行う構成が望ましい。これを以下に詳述する。
【００３１】
各実施の形態のように移動群が等倍を挟んで変倍する光学系においては、各移動群の倍率は当然ズーム全域で等倍近傍になる。等倍近傍のレンズ群は、光軸方向に動かしても共役長が少ししか変化しないため、視度も少ししか変化しない。したがって必要移動量が大きくなり、視度調整するとその副作用として変倍が行われてしまう。またこれら移動群を動かすと、広角端(W)と望遠端(T)とで視度の動く方向が逆になってしまう。視度誤差の原因は、レンズの面精度，光軸上の位置，屈折率に大別されるが、これらのうち、上記等倍を挟む移動群の位置以外は広角端(W)，望遠端(T)で同方向の視度誤差が発生する。したがって、等倍を挟む移動群の光軸上の位置で視度調整を行うと、大部分の視度誤差要因に対して広角端(W)，望遠端(T)のうちの一方は改善できても、他方は逆に改悪することになる。したがって、移動群は視度調整用としては不適切である。また、接眼光学系(SE)で視度を調整する方法も知られているが、接眼光学系(SE)で視度を調整すると全系の視度調整に連動して、対物像面(IM)に位置するＡＦ(autofocus)フレームの視度も変化してしまう。したがって、接眼光学系(SE)も対物光学系(TA)の視度調整用としては不適切である。
【００３２】
各実施の形態のように第１レンズ群(Gr1)を除く２つのレンズ群が広角端(W)から望遠端(T)への変倍時に等倍を挟んで移動するファインダにおいては、第２レンズ群(Gr2)のみの移動により変倍する場合よりも、第１レンズ群(Gr1)のパワーは大きくなる。また、第１レンズ群(Gr1)の移動による視度変化は、「ファインダ倍率×第１レンズ群(Gr1)のパワー」の２乗に比例するので、第１レンズ群(Gr1)のわずかな移動で効果的な視度補正が可能であり、しかも広角端(W)と望遠端(T)とで同方向に視度が変化することになる。したがって、各実施の形態のように移動群が等倍を挟んで変倍する光学系においては、第１レンズ群(Gr1)を光軸方向に移動させることで視度を調整するのが好ましい。この方法によるとレンズの調整移動量が減るため、他の性能変化の少ないコンパクトな視度補正が可能である。
【００３３】
【実施例】
以下、本発明を実施した実像式変倍ファインダの構成を、コンストラクションデータ等を挙げて、更に具体的に説明する。なお、以下に挙げる実施例１〜３は、前述した第１〜第３の実施の形態にそれぞれ対応しており、第１〜第３の実施の形態を表す図１〜図３は、対応する実施例１〜３のレンズ構成をそれぞれ示している。
【００３４】
表１，表３及び表５に、実施例１〜３のコンストラクションデータ等を示す。各コンストラクションデータにおいて、系や群の光学要素を構成するSi(i=1,2,3,...)は物体側から数えてi番目の面であり、その面Siの曲率半径(mm)、物体側から数えてi番目の軸上面間隔(mm)、物体側から数えてi番目の光学要素のｅ線に対する屈折率(Ｎｅ)、物体側から数えてi番目の光学要素のアッベ数(νｄ)を示す。また、ズーミングにおいて変化する軸上面間隔(可変空気間隔)については、広角端(W，短焦点距離端)，望遠端(T，長焦点距離端)のそれぞれについて示し、各焦点距離状態での半画角ω(°)を併せて示す。
【００３５】
*が付された面Siは、非球面で構成された面であることを示し、非球面の面形状を表す以下の式(AS)で定義されるものとする。表２，表４及び表６に、各実施例の非球面データを示す。
X(H)＝(C0・H2)／{1+√(1-ε・C02・H2)}＋(A4・H4+A6・H6+A8・H8+A10・H10+A12・H12) …(AS)
ただし、式(AS)中、
X(H)：高さHの位置での光軸方向の変位量(面頂点基準)、
H ：光軸に対して垂直な方向の高さ、
C0 ：近軸曲率(=1／曲率半径)、
ε ：２次曲面パラメータ、
Ai ：i次の非球面係数、
である。
【００３６】
表７に、各実施例の条件式対応値を示す。また表８に、一つのレンズ群が物体側へ0.1mm移動したときの視度変化量(単位：diopter)を、広角端(W)，望遠端(T)のそれぞれについて示す。表８に示すデータから分かるように、第１レンズ群(Gr1)を光軸方向に移動させれば、わずかな移動量で効果的な視度補正が可能であり、また視度変化が広角端(W)と望遠端(T)とで同方向になる。
【００３７】
図４〜図６のグラフに、各実施例のズーミングにおけるレンズ群の移動量(mm)とファインダ倍率との関係を示す。レンズ群の移動方向は物体側が負(瞳側が正)であり、原点(移動量=0mm)が広角端(W)に相当する。また各グラフにおいて、実線は第２レンズ群(Gr2)の移動、細かい破線は第３レンズ群(Gr3)の移動、粗い破線は第４レンズ群(Gr4)の移動を表している。移動量が変化しない範囲から分かるように、実施例１(図４)では、ファインダ倍率＝約-0.7〜-0.85倍の変倍領域で第２レンズ群(Gr2)のみが停止しており、実施例２(図５)では、ファインダ倍率＝約-0.9倍近傍の変倍領域で第３レンズ群(Gr3)のみが停止している。
【００３８】
図７〜図９は、実施例１〜３にそれぞれ対応する収差図である。図７〜図９において、(A)〜(C)は各実施例の広角端(W)での収差、(D)〜(F)は各実施例の望遠端(T)での収差を示しており、(A)及び(D)は球面収差、(B)及び(E)は非点収差、(C)及び(F)は歪曲収差を示している。球面収差図において、実線はｅ線、破線はｇ線に対する球面収差(ディオプター)を、横軸：瞳半径＝1.0(mm)に対してそれぞれ表している。非点収差図において、破線はメリディオナル面、実線はサジタル面でのｅ線に対する非点収差(ディオプター)を、横軸：各焦点距離状態での半画角ωに対してそれぞれ表している。また、歪曲収差図において実線はｅ線に対する歪曲(％)を、横軸：各焦点距離状態での半画角ω(°)に対して表している。
【００３９】
【表１】
【表２】
【表３】
【表４】
【表５】
【表６】
【表７】
【表８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、変倍比が３倍を超える高変倍でありながら、小型で良好な光学性能を有する実像式変倍ファインダを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態(実施例１)のレンズ構成図。
【図２】第２の実施の形態(実施例２)のレンズ構成図。
【図３】第３の実施の形態(実施例３)のレンズ構成図。
【図４】実施例１のズーミングにおける第２，第３レンズ群の移動量とファインダ倍率との関係を示すグラフ。
【図５】実施例２のズーミングにおける第２，第３レンズ群の移動量とファインダ倍率との関係を示すグラフ。
【図６】実施例３のズーミングにおける第２〜第４レンズ群の移動量とファインダ倍率との関係を示すグラフ。
【図７】実施例１の収差図。
【図８】実施例２の収差図。
【図９】実施例３の収差図。
【図１０】第２，第３レンズ群の移動量及び変倍比の関係を説明するための模式図。
【符号の説明】
TA …対物光学系
Gr1 …第１レンズ群
Gr2 …第２レンズ群
Gr3 …第３レンズ群
Gr4 …第４レンズ群
IM …対物像面
FR …視野枠
LC …液晶パネル
Pr1 …正立光学系
Pr2 …正立光学系
SE …接眼光学系
Claims (4)
- 正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、
前記対物光学系が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、で構成され、各レンズ群がレンズ１枚で構成され、広角端から望遠端への変倍において前記第２，第３レンズ群がお互いに近づくように移動するとともに、以下の条件式(1)〜(5)を満足することを特徴とする実像式変倍ファインダ；
−０．７５＜ｍ２ｗ＜−０．３ …（１）
−２＜ｍ２Ｔ ≦−１．２２８ …（２）
−０．７５＜ｍ３ｗ＜−０．３ …（３）
−２＜ｍ３Ｔ＜−１．０５ …（４）
ｌ２＞ｌ３ …（５）
ただし、
ｍ２ｗ：第２レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ２Ｔ：第２レンズ群の望遠端での横倍率、
ｍ３ｗ：第３レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ３Ｔ：第３レンズ群の望遠端での横倍率、
ｌ２：全変倍域における第２レンズ群の移動量、
ｌ３：全変倍域における第３レンズ群の移動量、
である。 - 正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、
前記対物光学系が、物体側より順に、正のパワーを有する第１レンズ群と、負のパワーを有する第２レンズ群と、正のパワーを有する第３レンズ群と、で構成され、各レンズ群がレンズ１枚で構成され、広角端から望遠端への変倍において前記第２，第３レンズ群がお互いに近づくように移動するとともに、以下の条件式 (1) 〜 (5) を満足することを特徴とする実像式変倍ファインダ；
−０．７５＜ｍ ２ｗ ＜−０．３ …（１）
−２＜ｍ ２Ｔ ＜−１．０５ …（２）
−０．６６６≦ｍ ３ｗ ＜−０．３ …（３）
−２＜ｍ ３Ｔ ＜−１．０５ …（４）
ｌ ２ ＞ｌ ３ …（５）
ただし、
ｍ ２ｗ ：第２レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ ２Ｔ ：第２レンズ群の望遠端での横倍率、
ｍ ３ｗ ：第３レンズ群の広角端での横倍率、
ｍ ３Ｔ ：第３レンズ群の望遠端での横倍率、
ｌ ２ ：全変倍域における第２レンズ群の移動量、
ｌ ３ ：全変倍域における第３レンズ群の移動量、
である。 - 前記変倍の一部の領域で、前記第２，第３レンズ群のうちの一方が停止し他方が移動することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の実像式変倍ファインダ。
- 正のパワーを有する対物光学系と、正のパワーを有する接眼光学系と、正立光学系と、を少なくとも有する実像式変倍ファインダであって、
前記対物光学系が、最も物体側に位置する第１レンズ群と、その第１レンズ群に続く少なくとも２つのレンズ群とから成り、前記第１レンズ群が視度調整のために光軸方向に移動可能であり、前記第１レンズ群以外の２つのレンズ群が移動することにより等倍を挟んで変倍を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の実像式変倍ファインダ。
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