JP4979421B2

JP4979421B2 - 一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系

Info

Publication number: JP4979421B2
Application number: JP2007072636A
Authority: JP
Inventors: 隆明矢野
Original assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Current assignee: Ricoh Imaging Co Ltd
Priority date: 2007-03-20
Filing date: 2007-03-20
Publication date: 2012-07-18
Anticipated expiration: 2027-03-20
Also published as: US20080232791A1; US7761005B2; JP2008233514A

Description

本発明は、一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系に関する。

一眼レフカメラのファインダ光学系は、撮影レンズ系によって１次結像面（ピントグラス）に結像させた像を、リレー式ファインダ光学系を介して２次結像面に再結像させ、この２次像をルーペ光学系（接眼光学系）を介して観察するという基本構成を有する。
特開２００１-２９００８７号公報特開２００３-１２１７６０号公報

このリレー式ファインダ光学系の倍率は、小さくすると、視野枠の大きさに対して二次結像面の大きさが小さくなるためカメラ（ファインダ）の小型化に寄与するが、反面ファインダ倍率を上げるためにルーペ光学系の焦点距離を短くせざるを得ず、その結果、アイレリーフの短縮、ルーペ径の増大、ルーペ光学系の複雑化等を招く。逆に、リレー式ファインダ光学系の倍率を大きくすると、リレー系だけでなくルーペ系も大型化し、ファインダ（カメラ）の小型化ができない。

本発明は、必要なアイレリーフと見かけ視界とファインダー倍率を確保しながら、収差が良好に補正され、小型にできる一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系を得ることを目的とする。

本発明は、撮影光学系の像面と光学的に等価な位置にある１次結像面に形成された倒立像を正立像に反転させて２次結像面に結像させる、１次結像面側から順に、コンデンサレンズ群と、プリズムと、リレーレンズ群とからなる一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系において、リレーレンズ群が、物体側から順に、正単レンズからなる正の屈折力の前群、負単レンズからなる負の屈折力の中群、及び正の屈折力の後群からなり、後群の最も眼側のレンズは、眼側に凸の正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴としている。
（１）１＜ＳＦ
（２）-６＜ｆ／ｆＭ＜-３
但し、
ＳＦ＝（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１-ｒ２）
ｒ１；最も眼側のレンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２；最も眼側のレンズの眼側の面の曲率半径、
ｆ；リレー式ファインダ光学系全系の焦点距離、
ｆＭ；中群の焦点距離、
である。

後群は、具体的には例えば３枚の正単レンズから構成するのがよい。

中群の負単レンズは、具体的には例えば両凹の負単レンズから構成することが望ましい。

本発明のリレーレンズ群は、次の条件式（３）を満足することが好ましい。
（３）-０．３５＜ｍ＜-０．２５
但し、
ｍ；リレー式ファインダ光学系全系の横倍率、
である。

本発明によれば、必要なアイレリーフと見かけ視界とファインダー倍率を確保しながら、収差が良好に補正され、小型にできる一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系を得ることができる。

図１０は、本発明の対象とするリレー式ファインダ光学系を有する一眼レフカメラの主要部を示す断面図である。この一眼レフカメラは、撮影レンズ（撮影光学系）１０、ミラーボックス１４に支持されたメインミラー１１、リレー式ファインダ光学系（リレー光学系）２０、及びルーペ光学系３０を有し、ミラーボックス１４の後方には、撮像素子５１を有する撮像バック５２が装着されている。メインミラー１１は、周知の一眼レフカメラで採用されているものと同様に、撮影待機状態においては図１のＡの位置にあり、撮影状態においては図１のＢの位置に跳ね上がる。従って、撮影レンズ１０を透過した被写体光は、撮影待機状態においては、メインミラー１１によって反射されて撮像素子５１の撮像面と光学的に等価な位置にある焦点板（１次結像面）１２に導かれ、撮影状態においては、撮像素子５１に導かれる。

リレー光学系２０は、焦点板１２から順に、コンデンサレンズ２１と、プリズム（トラピゾイドプリズム）２２と、リレーレンズ群２５とから構成されている。プリズム２２は、第１反射面２２ａ、第２反射面２２ｂ、第３反射面２２ｃによって、焦点板１２に結像した撮影光学系１０からの光束をリレーレンズ群２５に導く。焦点板１２に結像した像は左右倒立像であり、この倒立像はプリズム２２とリレーレンズ群２５により反転されて正立像となり、２次結像面２７に再結像する。２次結像面２７上に結像した像はルーペ光学系３０によって拡大観察される。コンデンサレンズ２１、プリズム２２及びルーペ光学系３０の構成には自由度があり、本実施形態は、リレーレンズ群２５を対象としている。別言すると、本実施形態のリレーレンズ群２５は、コンデンサレンズ２１、プリズム２２及びルーペ光学系３０の仕様が異なっていても、適用可能である。

リレーレンズ群２５は、図１、図４、図７の各実施例に示すように、物体側から順に、正の屈折力の前群２５ａ、負の屈折力の中群２５ｂ、及び正の屈折力の後群２５ｃからなっている。前群２５ａは、正の単レンズからなり、中群２５ｂは、両凹の負単レンズからなり、後群２５ｃは、正の単レンズ３枚からなっている。

正の屈折力の前群２５ａは、リレー光学系２０を小型化し、負の屈折力の中群２５ｂで発生するオーバーの球面収差と非点収差を補正する。負の屈折力の中群２５ｂは、像面湾曲と歪曲収差の補正を主たる役割としている。正の屈折力の後群２５ｃは、負の屈折力の中群２５ｂで拡がった光線を収束させて小型化、テレセントリック化する。

条件式（１）は、以上のように、リレーレンズ群２５を、物体側から順に、正の屈折力の前群２５ａ、負の屈折力の中群２５ｂ、及び正の屈折力の後群２５ｃから構成し、その後群２５ｃの最も眼側のレンズを正レンズとした上で、該正レンズが満足すべきシェーピングファクターに関する条件である。条件式（１）を満足するレンズは、眼側に凸のメニスカス正レンズである。この形状は、アプラナティックレンズに近いので、球面収差とコマ収差の発生を抑えながら、歪曲収差を補正するために効果がある。また、リレー光学系２０をよりテレセントリック化する効果があり、周辺光量の低下を防ぐ効果もある。そして、眼側に凸のメニスカス正レンズは、主点が眼側に移るため、該レンズから２次結像面２７迄の距離を大きくすることができ、その結果、該レンズ上に付着するゴミが目立たなくなる利点がある。さらに、メカ的には、メニスカスレンズのコバが物体側に出るので、２次結像面２７付近に大きなスペースを確保して、ファインダ内表示部材などが配置しやすくなる。

条件式（２）は、中群２５ｂのパワーを規定している。負の屈折力の中群２５ｂは、像面湾曲と歪曲収差の補正に役立っているが、そのパワーが強すぎると、他の群とのバランスが崩れて収差補正が困難になる。すなわち、条件式（２）の下限を超えて中群２５ｂのパワーが強くなりすぎると、球面収差がオーバーになり、樽型の歪曲収差が大きくなり、また像面湾曲がプラス側に大きくなる。条件式（２）の上限を超えて中群２５ｂのパワーが弱くなると、球面収差がアンダーとなり、糸巻き側の歪曲収差が大きくなり、像面湾曲が補正不足となる。

条件式（３）は、リレー光学系２０の構成を複雑化せず、カメラを大型にしないためのリレー光学系２０の倍率を規定している。条件式（３）の下限を越えてリレー光学系２０の倍率を高くすると、リレー光学系２０が大型化し、その結果、ルーペ光学系３０も大型化してしまう。逆に条件式（３）の上限を超えてリレー光学系２０の倍率を低くすると、ファインダ（カメラ）は小型化できるが、ファインダ倍率を上げるためにルーペ光学系３０の焦点距離を短くすることになり、アイレリーフが短縮され、ルーペ光学系３０の大径化、レンズ構成の複雑化を招く。

次に具体的な実施例を示す。以下の実施例はいずれも、デジタル一眼レフ用である。諸収差図及び表中、ＳＡは球面収差、ＳＣは正弦条件、球面収差で表される色収差（軸上色収差）図及び倍率色収差図中のｄ線、ｇ線、Ｃ線、Ｆ線、ｅ線はそれぞれの波長に対する収差、Ｓはサジタル、Ｍはメリディオナル、Ｗは半画角（゜）、Feは有効Ｆナンバー、fは全系の焦点距離、Mは横倍率、fBはバックフォーカス（リレー光学系の最も眼側のレンズ面から２次結像面までの距離）、Ｙは２次結像面上における像高、ｒは曲率半径、ｄはレンズ厚またはレンズ間隔、Ｎ_dはｄ線の屈折率、νはアッベ数を示す。
また、回転対称非球面は次式で定義される。
x=cy²/[1+[1-(1+K)c²y²]^1/2]+A4y⁴+A6y⁶+A8y⁸+A10y¹⁰+A12y¹²・・・
（但し、cは曲率（１／ｒ）、ｙは光軸からの高さ、Ｋは円錐係数、Ａ４、Ａ６、Ａ８、・・・・・は各次数の非球面係数）
なお、ルーペ光学系は例えば特開２００１-２９００８７号公報、特開２００３-１２１７６０号公報のものが適用可能である。

図１ないし図３と表１は本発明による一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系の実施例１を示している。図１はそのレンズ構成図、図２はその諸収差図、図３はその横収差図（コマ収差図）、表１はその数値データである。また第１面が１次結像面である。
（表１）
Fe = 1: 3.6
f = 34.25
M = -0.27
fB= 5.00
面 No. ｒｄＮ_d ν
1 ∞ 2.00 1.49176 57.4
2 ∞ 2.00
3* 90.000 10.50 1.49176 57.4
4 ∞ 0.30
5 ∞ 102.08 1.51633 64.1
6 ∞ 1.50
7 8.064 1.90 1.77250 49.6
8 8898.416 3.20
9 -9.100 1.00 1.69895 30.1
10 8.421 2.14
11 -104.222 3.00 1.77250 49.6
12 -10.801 2.17
13 19.675 3.20 1.69350 53.2
14 526.281 4.68
15 -15.611 4.50 1.77250 49.6
16 -13.119 -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO ＫＡ４Ａ６
3 0.00 -0.18272×10^-6 -0.37468×10^-9

図４ないし図６と表２は本発明による一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系の実施例２を示している。図４はそのレンズ構成図、図５はその諸収差図、図６はその横収差図（コマ収差図）、表２はその数値データである。また第１面が１次結像面である。
（表２）
Fe = 1: 4.0
f = 35.39
M = -0.31
fB= 4.9
面 No. ｒｄＮ_d ν
1 ∞ 2.00 1.49176 57.4
2 ∞ 2.00
3* 90.000 10.50 1.49176 57.4
4 ∞ 0.30
5 ∞ 102.08 1.51633 64.1
6 ∞ 1.50
7 9.083 1.90 1.77250 49.6
8 77.063 4.27
9 -10.411 1.00 1.66680 33.0
10 9.798 2.30
11 -90.680 3.00 1.77250 49.6
12 -12.743 0.50
13 14.637 4.20 1.69350 53.2
14 32.862 8.03
15 -94.999 4.50 1.77250 49.6
16 -33.424 -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO ＫＡ４Ａ６Ａ８Ａ１０
3 0.00 -0.55000×10^-5 0.41000×10^-8 0.40000×10^-12 0.19000×10^-14

図７ないし図９と表３は本発明による一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系の実施例３を示している。図７はそのレンズ構成図、図８はその諸収差図、図９はその横収差図（コマ収差図）、表３はその数値データである。また第１面が１次結像面である。
（表３）
Fe = 1: 3.2
f = 30.48
M = -0.25
fB= 5.10
面 No. ｒｄＮ_d ν
1 ∞ 2.000 1.49176 57.4
2 ∞ 2.000
3* 90.000 10.500 1.49176 57.4
4 ∞ 0.300
5 ∞ 102.080 1.51633 64.1
6 ∞ 1.500
7 10.462 1.900 1.77250 49.6
8 -128.327 2.580
9 -12.393 1.000 1.68893 31.1
10 11.752 2.300
11 -36.509 3.000 1.77250 49.6
12 -11.995 0.500
13 24.386 4.200 1.74100 52.7
14 -107.358 7.490
15 -37.538 4.500 1.77250 49.6
16 -23.830 -
*は回転対称非球面。
非球面データ（表示していない非球面係数は0.00である。）；
面NO ＫＡ４Ａ６
3 0.00 -0.40000×10^-5 0.13750×10^-8

各実施例の各条件式に対する値を表４に示す。
（表４）
実施例１実施例２実施例３
条件式（１） 11.53 2.09 4.48
条件式（２） -5.60 -4.77 -3.54
条件式（３） -0.27 -0.31 -0.25

表４から明らかなように、実施例１ないし３は条件式（１）〜（３）を満足しており、また諸収差図及び横収差図から明らかなように諸収差は比較的よく補正されている。

本発明による一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系の実施例１のレンズ構成図である。図１の構成における諸収差図である。図１の構成における横収差（コマ収差）図である。本発明による一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系の実施例２のレンズ構成図である。図４の構成における諸収差図である。図４の構成における横収差図（コマ収差）である。本発明による一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系の実施例３のレンズ構成図である。図７の構成における諸収差図である。図７の構成における横収差図（コマ収差）である。本発明によるリレー式ファインダ光学系を含む一眼レフカメラのファインダ光学系全系の一例を示す図である。

符号の説明

１０撮影レンズ（撮影光学系）
１２焦点板（１次結像面）
２１コンデンサレンズ
２０リレー式ファインダ光学系（リレー光学系）
２２プリズム
２５リレーレンズ群
２５ａ前群
２５ｂ中群
２５ｃ後群
２７２次結像面
３０ルーペ光学系

Claims

撮影光学系の像面と光学的に等価な位置にある１次結像面に形成された倒立像を正立像に反転させて２次結像面に結像させる、１次結像面側から順に、コンデンサレンズ群と、プリズムと、リレーレンズ群とからなる一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系において、
上記リレーレンズ群は、物体側から順に、正単レンズからなる正の屈折力の前群、負単レンズからなる負の屈折力の中群、及び正の屈折力の後群からなり、後群の最も眼側のレンズは、眼側に凸の正レンズからなり、次の条件式（１）及び（２）を満足することを特徴とする一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系。
（１）１＜ＳＦ
（２）-６＜ｆ／ｆＭ＜-３
但し、
ＳＦ＝（ｒ１＋ｒ２）／（ｒ１-ｒ２）
ｒ１；最も眼側のレンズの物体側の面の曲率半径、
ｒ２；最も眼側のレンズの眼側の面の曲率半径、
ｆ；リレー式ファインダ光学系全系の焦点距離、
ｆＭ；中群の焦点距離。
請求項１記載の一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系において、後群は、３枚の正単レンズからなる一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系。
請求項１または２記載の一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系において、中群の負単レンズは、両凹の負単レンズからなる一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系。
請求項１ないし３のいずれか１項記載の一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系において、次の条件式（３）を満足する一眼レフカメラのリレー式ファインダ光学系。
（３）-０．３５＜ｍ＜-０．２５
但し、
ｍ；リレー式ファインダ光学系全系の横倍率。