JP5142881B2 - 変倍ファインダーおよびこれを用いた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は変倍ファインダーおよびこれを用いた撮像装置に関し、例えばビデオカメラ、デジタルカメラ、銀塩フィルム用カメラなどに好適なものである。

デジタルカメラに装着されるファインダーには、撮影光学系の撮影画角及びズーム比に対応した観察視野と、ズーム比を有する変倍ファインダーであることが要求されている。

又、この変倍ファインダーには、小型のデジタルカメラに組み込むことから小型でしかも高い光学性能が容易に得られる構成のものが要求されている。

変倍ファインダーとして変倍作用のある対物光学系で形成した物体像を像反転光学系で正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する実像式の変倍ファインダーが知られている。

物体側から順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から構成された変倍作用のある対物光学系を有した変倍ファインダーが知られている（特許文献１、２）。

特許文献１では、ズーミングに際して第１レンズ群及び第４レンズ群が不動で、第２レンズ群、第３レンズ群が移動することで変倍及び変倍に伴う視度変化を補正した変倍ファインダーを開示している。

特許文献２では、ズーミングに際して第１レンズ群が不動で、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が移動することで変倍及び変倍に伴う視度変化を補正した変倍ファインダーを開示している。
特開２００１−９１８６１号公報 特開２００３−２０７７２２号公報

近年、デジタルスチルカメラには、高ズーム比で広画角の撮影光学系が用いられ、それに用いる変倍ファインダーにも高ズーム比で広画角であることが要求されている。

一般に、変倍および変倍に伴う視度変化を補正するため（ズーミングを行うため）には、少なくとも２つのレンズ群を移動させなければならない。

変倍機能を有するレンズ群が１つの場合、高ズーム比化を図ろうとすると、そのレンズ群の移動量が増大し、対物光学系のレンズ全長（第１レンズ面から最終レンズ面までの距離）の短縮が困難となる。

これに対して変倍機能を有するレンズ群を２つに分担させる構成では、レンズ全長の短縮化を図りつつ、高ズーム比化が容易となる。

しかしながら変倍に際して移動させるレンズ群の数を単に増加させてもファインダー像の観察を良好に維持しつつ、高ズーム比化及び観察視野の拡大化（広画角化）を図るのは難しい。

特に変倍ファインダーを構成する対物光学系のズームタイプ及び変倍に伴って移動するレンズ群の屈折力（パワー）や移動量等を適切に設定することが重要となってくる。

これらの要素が不適当だと全系の小型化を図りつつ、高いズーム比、広画角で高い光学性能を得るのが困難になってくる。

本発明は、広画角化及び高ズーム比が容易で広角端から望遠端に至る全ズーム範囲で良好なる光学性能が得られる変倍ファインダーの提供を目的とする。

本発明の変倍ファインダーは、変倍機能を有する対物光学系と、該対物光学系が形成する物体像を反転する像反転光学系と、該像反転光学系を介して観察側へ光を導く接眼光学系とを備える変倍ファインダーにおいて
該対物光学系は物体側から観察側へ順に、正の屈折力の第1レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
ズーミングに際して該第２レンズ群、該第３レンズ群、該第４レンズ群が光軸上を移動し、
該対物光学系の広角端における焦点距離をｆｗ、該第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端から望遠端への変倍に至る該第２レンズ群の移動距離をＭ２とするとき、
0.9＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜1.7
2.0＜Ｍ２／ｆｗ＜3.0
なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、広画角化及び高ズーム比が容易で広角端から望遠端に至る全ズーム範囲で良好なる光学性能が得られる変倍ファインダーが得られる。

以下に本発明の好ましい実施の形態を添付の図面に基いて詳細に説明する。

本発明の変倍ファインダーは、対物光学系と、対物光学系が形成する物体像を反転する像反転光学系と、物体像からの光束を像反転光学系を介して観察者のアイポイントへ導く接眼光学系とを備えている。

対物光学系は、物体側から観察側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群から成っている。そしてズーミング（変倍）に際して、第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群が、光軸上を移動する。

図１は、実施例１の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端（短焦点距離端）、中間のズーム位置、望遠端（長焦点距離端）におけるレンズ断面図である。図２、図３、図４は実施例１の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例１はファインダー倍率−０．２５〜−１．１８倍の実像式の変倍ファインダーである。

図５は、実施例２の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図６、図７、図８は実施例２の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例２はファインダー倍率−０．２５〜−１．１９倍の実像式の変倍ファインダーである。

図９は、実施例３の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図１０、図１１、図１２は実施例３の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例３はファインダー倍率−０．２５〜−１．１８倍の実像式の変倍ファインダーである。

図１３は、実施例４の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端、中間のズーム位置、望遠端におけるレンズ断面図である。図１４、図１５、図１６は実施例４の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例４はファインダー倍率−０．２５〜−１．４８倍の実像式の変倍ファインダーである。

各実施例の変倍ファインダーは、撮像装置（光学機器）に用いられる光学系であり、レンズ断面図において、左方が物体側で、右方が観察側である。

次に、各実施例の変倍ファインダーのレンズ構成について説明する。

Ｇｏは変倍（ズーミング）および変倍に伴う視度変化（ファインダー視度変化）を補正する、変倍機能を有し、全体として正の屈折力を有する対物光学系である。

対物光学系Ｇｏは物体側から観察側へ順に正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４から構成されている。対物光学系Ｇｏは物体像（ファインダー像）を所定面上に形成している。

Ｇｒは像反転光学系であり、三角プリズムＰ１とダハプリズムＰ２を有し、対物光学系Ｇｏによって形成される物体像を正立像に反転して射出させている。図１では三角プリズムＰ１とダハプリズムＰ２は光路を展開したブロックとしている。

Ｓ１は視野絞りであり、対物光学系Ｇｏによって形成される物体像が形成される位置又はその近傍に設けられている。視野絞りＳ１でファインダー視野の範囲を限定している。

Ｇｅは接眼光学系であり、像反転光学系Ｇｒで正立像とした物体像からの光を観察者のアイポイントＥｐに導いている。観察者は接眼レンズＧｅを介しアイポイントＥｐより物体像を観察している。

Ｃｖは接眼光学系Ｇｅを保護するための透明材料からなるプレート（保護ガラス）である。

矢印は、広角端から望遠端への変倍および変倍に伴う視度変化を補正するための各レンズ群の移動軌跡を示している。

尚、以下の各実施例において広角端と望遠端のズーム位置とは変倍用のレンズ群（各実施例では第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４）が機構上光軸上を移動可能な範囲の両端に位置したときのズーム位置をいう。

Ｍｋ１、Ｍｋ２、Ｍｋ３はいずれも不要な光をカットするための遮光部材である。遮光部材Ｍｋ１は第２レンズ群Ｌ２の物体側に配置され変倍時第２レンズ群と一体で可動する。遮光部材Ｍｋ２は第３レンズ群Ｌ３の物体側に配置され変倍時第３レンズ群と一体で可動する。遮光部材Ｍｋ３はプリズムＰ２と接眼光学系Ｇｅの間に配置される。

次に、収差図について説明する。収差図の球面収差において実線ｄはｄ線、二点鎖線ＦはＦ線について表している。非点収差において実線ΔＳはｄ線のサジタル像面、破線ΔＭはｄ線のメリディオナル像面を示す。倍率色収差において二点鎖線ＦはＦ線について表している。ωは入射光の画角（観察画角）である。

各実施例の変倍ファインダーにおいて、対物光学系Ｇｏの広角端における焦点距離をｆｗとする。第２レンズ群Ｌ２の焦点距離をｆ２とする。広角端から望遠端への変倍に至る該第２レンズ群の移動距離をＭ２とする。このとき、
0.9＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜1.7 ‥‥‥（１）
2.0＜Ｍ２／ｆｗ＜3.0 ‥‥‥（２）
なる条件を満足している。

ここで移動距離は観察側への移動量を正符号、物体側への移動量を負符号とする。

条件式（１）は第２レンズ群Ｌ２の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて焦点距離が大きすぎる（長すぎる）とすなわち屈折力が小さすぎると、広角端において軸外光束を屈曲させる作用が弱まり対物光学系Ｇｏやプリズムの有効径が増大してくる。

またプリズムを配置するために必要な対物光学系Ｇｏのバックフォーカスを確保することが困難となる。下限を超えて焦点距離が小さすぎる（短すぎる）とすなわち屈折力が大きすぎると、広角側において非点収差、コマ収差、望遠側において球面収差の発生が多くなってくるので良くない。

条件式（２）は第２レンズ群Ｌ２の変倍に伴う移動距離を規定する式である。上限を超えて移動距離が大きすぎると対物光学系Ｇｏのレンズ全長が増大してくる。又、下限を超えて移動距離が小さすぎると第２レンズ群Ｌ２における変倍作用が低下する。この場合、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の変倍比（ズーム比）を高めて所望の変倍比を得る必要が生じる。

このために第３レンズ群Ｌ３ないし第４レンズ群Ｌ４の屈折力を大きくすると変倍全域における球面収差と、非点収差の発生が増大してくるので良くない。

更に好ましくは条件式（１）、（２）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

0.95＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜1.50 ‥‥‥（１ａ）
2.15＜Ｍ２／ｆｗ＜2.80 ‥‥‥（２ａ）
各実施例では以上のように、構成することによって、広画角かつ高変倍で広角端から望遠端に至る全変倍範囲で良好な光学性能を有した変倍ファインダーが得られる。

各実施例において更に好ましくは以下の条件式のうち１以上を満足することが、より好ましい。

第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を順にｆ１、ｆ２、ｆ３とする。

第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における横倍率を各々β3w、β3tとする。第４レンズ群Ｌ４の広角端と望遠端における横倍率を各々β4w、β4tとする。

第４レンズ群Ｌ４の広角端から望遠端への変倍に至る移動距離をＭ４とする。

広角端において第４レンズ群Ｌ４の最も像側のレンズ面から対物光学系Ｇｏの結像面までの空気換算の距離をＢＦｗとする。

このとき
4.8＜ｆ１／ｆｗ＜7.0 ‥‥‥（３）
3.0＜ｆ３／ｆｗ＜6.0 ‥‥‥（４）
2.0＜ｆ４／ｆｗ＜4.0 ‥‥‥（５）
0.2＜((β3t×β4t)/(β3w×β4w))/(ft/fw)＜0.5 ‥‥‥（６）
-0.8＜Ｍ４／ｆｗ＜-0.4 ‥‥‥（７）
1.5＜ＢＦｗ／ｆｗ＜3.0 ‥‥‥（８）
なる条件のうち１以上を満足するのが良い。

移動距離Ｍ４は観察側への移動距離を正の符号、物体側への移動距離を負の符号としている。

条件式（３）は第１レンズ群Ｌ１の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて焦点距離が大きすぎると（長すぎると）すなわち屈折力が小さすぎると、ポジティブリードタイプの変倍ファインダーとして変倍比を高める作用が薄れる。

所望の変倍比を得るために第２レンズ群Ｌ２以降の各レンズ群の移動距離が増大し対物光学系Ｇｏのレンズ全長が増大してくる。又、下限を超えて焦点距離が小さすぎると（短すぎると）すなわち屈折力が大きすぎると、球面収差が多く発生し、これを非球面を用いても良好に補正するのが困難となる。

条件式（４）は第３レンズ群Ｌ３の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて焦点距離が大きすぎるとすなわち屈折力が小さすぎると、変倍に伴う視度変化を少ない移動量で補正することが難しくなる。又、下限を超えて焦点距離が小さすぎるとすなわち屈折力が大きすぎると、球面収差、非点収差の発生が多くなってくる。

条件式（５）は第４レンズ群Ｌ４の焦点距離すなわち屈折力を規定する式である。上限を超えて焦点距離が大きすぎるとすなわち屈折力が小さすぎると、高ズーム比（高倍化）のために必要な第４レンズ群Ｌ４の変倍作用が薄れ高変倍化と小型化の両立が困難となる。

又、下限を超えて焦点距離が小さすぎると、すなわち屈折力が大きすぎると、変倍全域（ズーム全域）に渡り球面収差の発生が増大してくる。

条件式（６）は第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の変倍分担を規定する式である。上限を超えて変倍分担が大きすぎると第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４の移動距離が増大しレンズ全長が増大してくるので良くない。

又、下限を超えて変倍分担が小さすぎると高変倍化のために第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めなければならず広角側において非点収差、コマ収差、望遠側において球面収差の発生が増大してくる。

条件式（７）は第４レンズ群Ｌ４の変倍に伴う移動距離を規定する式である。下限を超えて移動距離が大きすぎるとレンズ全長が増大してくる。又、上限を超えて移動距離が小さすぎると第４レンズ群Ｌ４の変倍分担が下がるため所望の変倍比を得るために第２レンズ群Ｌ２の屈折力を強めなければならず、この結果広角側において非点収差、コマ収差、望遠側において球面収差の発生が増大してくる。

条件式（８）は対物レンズＧｏの広角端におけるバックフォーカスを規定する式である。上限を超えてバックフォーカスが長すぎるとレンズ全長が増大してくる。又、下限を超えてバックフォーカスが短すぎるとプリズムＰ１、Ｐ２を挿入するためのスペースの確保が困難となる。

以上のように各実施例では、対物光学系Ｇｏを、正の屈折力の第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力の第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力の第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力の第４レンズ群Ｌ４から構成している。そして第２レンズ群Ｌ２のズーミングに伴う移動距離Ｍ２、および第２レンズ群Ｌ２の屈折力を適切に配置することにより、広画角化と高変倍化を図った変倍ファインダーを得ている。

更に好ましくは条件式（３）〜（８）の数値範囲を次の如く設定するのが良い。

5.0＜ｆ１／ｆｗ＜6.5 ‥‥‥（３ａ）
3.3＜ｆ３／ｆｗ＜5.7 ‥‥‥（４ａ）
2.1＜ｆ４／ｆｗ＜3.5 ‥‥‥（５ａ）
0.23＜((β3t×β4t)/(β3w×β4w))/(ft/fw)＜0.45 ‥‥‥（６ａ）
-0.70＜Ｍ４／ｆｗ＜-0.45 ‥‥‥（７ａ）
1.8＜ＢＦｗ／ｆｗ＜2.5 ‥‥‥（８ａ）
次に、実施例１〜４の対物光学系Ｇｏのレンズ構成について説明する。

対物光学系Ｇｏは、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｌ４から構成されている。

第１レンズ群Ｌ１を正の屈折力とすることで、結像作用を持たせつつ、正の屈折力のレンズ群を先行させることで後続する各レンズ群のレンズ外形を小さくしている。

第２レンズ群Ｌ２を負の屈折力とすることで、ズーミングの際に移動させることによって変倍効果を持たせている。

第３レンズ群Ｌ３を正の屈折力とすることで、ズーミングに際して移動させることによって変倍に伴う視度変化（ファインダー視度変化）を補正している。

第４レンズ群Ｌ４を正の屈折力とすることで、第３レンズ群Ｌ３を射出した光を集光し、視野枠に一次結像させる役割を果たしている。

次に、各実施例の対物光学系Ｇｏを構成する各レンズ群のズーミングに伴う移動について説明する。

第１レンズ群Ｌ１はメカ構成を簡素化するため、ズーミング（変倍）に際して不動としている。

一般に、変倍および変倍に伴う視度変化を補正するためには、少なくとも２つのレンズ群を独立に移動させる必要がある。

全系の変倍機能を１つのレンズ群で負担すると、変倍機能を有するレンズ群の移動距離が増大し、レンズ全長（第１レンズ面から像側までの距離）が長くなってくる。

そこで各実施例では、変倍に際して、３つのレンズ群を互いに独立に移動させ、変倍機能を複数のレンズ群で分担して、所定のズーム比を確保しつつレンズ全長が短くなるようにしている。

各実施例では、第２レンズ群Ｌ２にて主たる変倍作用を担うとともに、第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系にも変倍作用を分担させている。

具体的には、広角端から望遠端への変倍時に第２レンズ群Ｌ２は単調に観察側へ移動している。第３レンズ群Ｌ３は、第２レンズ群Ｌ２との間隔が短くなるように移動している。第４レンズ群Ｌ４は第３レンズ群Ｌ３との間隔が短くなるように物体側に移動している。第３レンズ群と第４レンズ群の間隔は変倍に伴う視度変化を補正するように非直線的に変化させている。

各実施例では第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を適切に設定して広画角化と高性能化を達成している。各実施例では第２レンズ群の負の屈折力をある程度強めることで広角端において軸外光束を屈曲させ射出瞳を像面から遠ざけている。

これによりプリズムや対物レンズＧｏの有効径を大型化することなくファインダー系の広画角化を容易にしている。また広画角化に伴い対物レンズＧｏの焦点距離が短くなるとプリズムを挿入するために必要な長さのバックフォーカスを得るのが難しくなる。

そこで各実施例では第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力をある程度強めて必要な長さのバックフォーカスを確保している。逆に第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を極端に強めすぎると広角側において非点収差、コマ収差、望遠側において球面収差の発生が過度となるので良くない。この場合少ないレンズ枚数で収差補正するのが困難となる。レンズ枚数を増やすと光学系全体が大型化してくるので良くない。

また各実施例では第２レンズ群Ｌ２の変倍に伴う移動距離を適切に設定して高変倍とレンズ全長の短縮化を図っている。変倍に際して第２レンズ群Ｌ２の移動距離が大きすぎると、対物光学系Ｇｏのレンズ全長が増大してくる。逆に、第２レンズ群Ｌ２の移動距離が小さすぎると変倍作用が低下してくる。

第３レンズ群Ｌ３と第４レンズ群Ｌ４の合成系の変倍分担を高めて所望の変倍比を得ようとすると第３レンズ群Ｌ３ないし第４レンズ群Ｌ４の屈折力を大きくしなければならない。

この場合、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群Ｌ４を少ないレンズ枚数で構成しようとすると球面収差、非点収差の発生が過度となり光学性能が低下してくる。レンズ枚数を増やす場合は光学系が大型化してくるので良くない。

次に、各実施例の対物光学系Ｇｏを構成する各レンズ群のレンズ構成について説明する。

第１レンズ群Ｌ１は両凸形状の正レンズで構成しており、これにより望遠側において球面収差を良好に補正している。

第２レンズ群Ｌ２は両凹形状の負レンズで構成しており、これにより画角変化による像面変動を良好に補正している。

第３レンズ群Ｌ３は物体側に凸面を向けたメニスカス形状の正レンズで構成しており、これにより球面収差と非点収差を良好に補正している。

第４レンズ群Ｌ４は両凸形状の正レンズで構成しており、主に球面収差を良好に補正している。

そして、各レンズ群は１以上の非球面を有しており、これにより軸上光線と軸外光線の収差補正を独立に行うことで、少ないレンズ枚数で良好な光学性能を達成している。

また、各レンズ群は１枚のプラスティック材料より成るレンズで構成することで、製造を容易にしている。

各実施例では、以上のように対物光学系Ｇｅの各レンズ群を構成し、変倍（ズーミング）に伴う第２レンズ群Ｌ２の移動距離、および第２レンズ群Ｌ２の負の屈折力を適切に設置することにより、高い光学性能を有する実像式の変倍ファインダーを達成している。

次に、各実施例の像反転光学系Ｇｒの構成について説明する。

像反転光学系Ｇｒは、図１７に示すように三角プリズムＰ１とダハプリズムＰ２を有している。

三角プリズムＰ１は、対物光学系Ｇｏからの光束を入射面Ｐ１ａより入射させ第１反射面Ｐ１ｂで物体側へ一旦反射させている。

そして入射面Ｐ１ａを兼ねる全反射面Ｐ１ｃにより全反射させ光路を折り曲げ、射出面Ｐ１ｄより射出させている。射出面Ｐ１ｄ近傍の視野枠（視野絞り）Ｓ１が位置する一次結像面Ｓ１ａに物体像を形成している。

射出面Ｐ１ｄには適切な正の屈折力を持たせており、光束を集光光束または平行光束とするフィールドレンズとしての作用を持たせている。

視野枠Ｓ１はファインダー視野範囲を示し、一次結像面又はその近傍（三角プリズムＰ１の射出面Ｐ１ｄ近傍）に設けており、メカ的な構成または液晶等の表示手段から成っている。

ダハプリズムＰ２は、三角プリズムＰ１の射出面Ｐ１ｄの視野枠Ｓ１近傍に形成された物体像を上下左右に反転し正立像に変換している。

即ち、ダハプリズムＰ２は三角プリズムＰ１からの光束を入射面Ｐ２ａより入射させ、面Ｐ２ｂで全反射させた後にダハ面Ｐ２ｃで全反射（又は反射）させている。

そして入射面Ｐ２ａで再度全反射させて面Ｐ２ｂより射出させて接眼レンズ（接眼光学系）Ｇｅに導光している。

次に、各実施例の接眼光学系Ｇｅのレンズ構成について説明する。

接眼レンズＧｅは正の屈折力を有する単一レンズで構成している。

接眼レンズＧｅは対物光学系Ｇｏにより形成された物体像からの光を像反転光学系Ｇｒを構成するプリズムＰ１，Ｐ２を介してアイポイントＥｐに導光している。観察者は接眼レンズＧｅを介して正立の物体像をアイポイントＥｐより観察している。

広視野（広画角）かつコンパクトな変倍ファインダーを構成するためには、接眼光学系Ｇｅの接眼倍率をある程度高くし、対物光学系Ｇｏと接眼光学系Ｇｅの屈折力配分を適切に行う必要がある。

ただし、対物光学系Ｇｏに対し、接眼倍率が極端に大きすぎると、接眼レンズＧｅにおいて歪曲収差が多く発生してくる。

逆に、接眼倍率が極端に小さすぎると、広視野を達成しようとすると対物光学系Ｇｏが大型化してくる。

そこで各実施例では、対物光学系Ｇｏに対する接眼倍率を適切に設定することで、広視野でありながら、変倍ファインダー全体としてのコンパクト化を達成している。

次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。

各数値実施例において使用する記号の意味は次に示すとおりである。

数値実施例において、ｉは物体側からの順番を示す。ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。

そして、ｎｄｉとνｄｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの材料の波長５８７．６ｎｍにおける屈折率とアッベ数である。

非球面形状は光軸からの高さＨの位置での光軸方向の変位を、面頂点基準でｘとするとき、

で表される。

ただし、Rは曲率半径、kは円錐定数、Ａ４、Ａ６、Ａ８は非球面係数である。また、［e+X］は［×10＋ｘ］を意味し、［e-X］は［×10-ｘ］を意味している。

ｒ１〜ｒ１０は対物光学系Ｇｏに相当し、ｒ３は遮光部材Ｍｋ１、ｒ６は遮光部材Ｍｋ２に相当する。ｒ１１、ｒ１２は、プリズムＰ１に相当する。ｒ１３は視野絞りＳ１に相当する。ｒ１４、ｒ１５は、ダハプリズムＰ２に相当する。ｒ１６は遮光部材Ｍｋ３に相当する。ｒ１７、ｒ１８は接眼光学系Ｇｅに相当する。ｒ１９、ｒ２０はプレートＣｖに相当する。

前述の各条件式と数値実施例における諸数値の関係を表１に示す。

［数値実施例１］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 14.229 3.30 1.49171 57.4
2 -35.093 (可変)
3 ∞ 0.90
4* -6.450 0.80 1.58306 30.2
5* 4.655 (可変)
6 ∞ -0.43
7* 5.765 1.40 1.49171 57.4
8* 18.966 (可変)
9* 10.318 1.55 1.49171 57.4
10* -7.237 (可変)
11 ∞ 11.74 1.57090 33.8
12 -35.000 0.50
13 ∞ (可変)
14 ∞ 19.20 1.57090 33.8
15 ∞ 0.30
16 ∞ 0.70
17* 19.928 2.20 1.49171 57.4
18 -11.785 1.10
19 ∞ 0.50 1.49171 57.4
20 ∞ 15.00
21 (アイポイント)

非球面データ
第1面
K =-5.57671e-001 A 4=-2.90139e-005 A 6=-3.48477e-007 A 8=-3.42582e-009
第4面
K =-6.10037e+000 A 4=-1.36379e-004 A 6= 2.98967e-005 A 8=-6.64730e-007
第5面
K =-3.59239e-001 A 4=-7.60173e-004 A 6=-7.11896e-005 A 8= 1.66304e-005
第7面
K =-1.76161e+000 A 4= 2.55332e-004 A 6=-7.81351e-005 A 8=-7.15437e-006
第8面
K = 2.24972e+001 A 4=-9.71224e-004 A 6= 2.96111e-005 A 8=-1.68657e-005
第9面
K = 2.60989e+000 A 4=-1.97243e-003 A 6= 2.74971e-005 A 8=-2.90367e-007
第10面
K =-7.85629e-001 A 4=-2.77098e-004 A 6= 8.97308e-006 A 8= 8.99165e-007
第17面
K = 1.21128e+000 A 4=-2.15545e-004 A 6= 3.79608e-006 A 8=-7.16608e-008

各種データ
広角 中間 望遠
倍率 -0.25 -0.54 -1.18
画角 34.50 16.06 7.44
見かけ視界 8.91 8.91 8.91
対物f 3.90 8.39 18.37
接眼f 15.41 15.41 15.41
全長 76.54 76.54 76.54
入射瞳 9.64 20.19 27.03
アイポイント 16.60 16.60 16.60

d 2 0.38 5.20 9.19
d 5 10.84 6.39 3.31
d 8 5.06 3.19 1.47
d10 0.50 2.01 2.81
d13 1.00 1.00 1.00


ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 21.05
2 3 -4.52
3 6 16.28
4 9 8.91
5 11 61.31
6 14 15.41

［数値実施例２］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 13.389 3.30 1.49171 57.4
2 -34.947 (可変)
3 ∞ 0.90
4* -4.891 0.80 1.58306 30.2
5* 4.294 (可変)
6 ∞ -0.43
7* 5.358 1.40 1.49171 57.4
8* 18.986 (可変)
9* 9.482 1.55 1.49171 57.4
10* -6.918 (可変)
11 ∞ 11.74 1.57090 33.8
12 -35.000 0.50
13 ∞ (可変)
14 ∞ 19.20 1.57090 33.8
15 ∞ 0.30
16 ∞ 0.70
17* 19.928 2.20 1.49171 57.4
18 -11.785 1.10
19 ∞ 0.50 1.49171 57.4
20 ∞ 15.00
21 (アイポイント)

非球面データ
第1面
K =-6.87354e-001 A 4=-2.93236e-005 A 6=-2.72435e-007 A 8=-6.11451e-009
第4面
K =-6.05047e+000 A 4=-1.02556e-004 A 6= 3.03628e-005 A 8=-7.43783e-007
第5面
K =-5.02138e-001 A 4=-2.22398e-004 A 6=-1.05666e-004 A 8= 1.75904e-005
第7面
K =-1.71551e+000 A 4= 6.90790e-005 A 6= 1.30489e-004 A 8=-1.19202e-005
第8面
K = 2.71338e+001 A 4=-6.96637e-004 A 6= 2.22233e-004 A 8=-2.14021e-005
第9面
K = 6.65199e-001 A 4=-1.54228e-003 A 6= 3.39672e-005 A 8= 4.29421e-007
第10面
K =-1.04980e+000 A 4=-1.62574e-004 A 6=-2.84447e-006 A 8= 2.16292e-006
第17面
K = 1.21128e+000 A 4=-2.15545e-004 A 6= 3.79608e-006 A 8=-7.16608e-008

各種データ
広角 中間 望遠
倍率 -0.25 -0.53 -1.19
画角 34.96 16.64 7.50
見かけ視界 8.91 8.90 8.90
対物f 3.84 8.17 18.50
接眼f 15.41 15.41 15.41
全長 76.25 76.25 76.25
入射瞳 9.08 19.93 27.80
アイポイント 16.60 16.60 16.60

d 2 0.38 5.18 9.13
d 5 8.32 5.26 3.21
d 8 7.06 3.79 1.05
d10 0.74 2.27 3.11
d13 1.00 1.00 1.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 20.14
2 3 -3.80
3 6 14.68
4 9 8.40
5 11 61.31
6 14 15.41

［数値実施例３］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 14.750 3.30 1.49171 57.4
2 -36.351 (可変)
3 ∞ 0.90
4* -6.768 0.80 1.58306 30.2
5* 5.344 (可変)
6 ∞ -0.43
7* 5.991 1.40 1.49171 57.4
8* 17.051 (可変)
9* 10.349 1.55 1.49171 57.4
10* -6.913 (可変)
11 ∞ 11.74 1.57090 33.8
12 -35.000 0.50
13 ∞ (可変)
14 ∞ 19.20 1.57090 33.8
15 ∞ 0.30
16 ∞ 0.70
17* 19.928 2.20 1.49171 57.4
18 -11.785 1.10
19 ∞ 0.50 1.49171 57.4
20 ∞ 15.00
21 (アイポイント)

非球面データ
第1面
K =-5.76329e-001 A 4=-1.59225e-005 A 6=-3.35624e-007 A 8=-2.60712e-009
第4面
K =-6.63157e+000 A 4=-1.25675e-004 A 6= 3.07767e-005 A 8=-7.13863e-007
第5面
K = 5.67645e-002 A 4=-6.32221e-004 A 6=-4.70495e-005 A 8= 1.39335e-005
第7面
K =-1.93560e+000 A 4=-9.10325e-004 A 6=-1.05004e-004 A 8=-1.71344e-005
第8面
K =-1.07099e+000 A 4=-1.78161e-003 A 6= 9.15023e-007 A 8=-2.40865e-005
第9面
K = 1.64554e+000 A 4=-1.91008e-003 A 6= 2.96338e-005 A 8= 1.75800e-007
第10面
K =-1.02798e+000 A 4=-3.33007e-004 A 6= 1.65107e-005 A 8= 1.04490e-006
第17面
K = 1.21128e+000 A 4=-2.15545e-004 A 6= 3.79608e-006 A 8=-7.16608e-008

各種データ
広角 中間 望遠
倍率 -0.25 -0.55 -1.18
画角 34.66 15.51 7.35
見かけ視界 8.90 8.91 8.91
対物f 3.90 8.61 18.30
接眼f 15.41 15.41 15.41
全長 76.06 76.06 76.06
入射瞳 9.91 19.54 23.62
アイポイント 16.60 16.60 16.60

d 2 0.38 5.16 9.10
d 5 11.68 6.24 2.76
d 8 3.89 3.02 1.70
d10 0.34 1.88 2.74
d13 1.00 1.00 1.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 21.80
2 3 -5.00
3 6 18.03
4 9 8.69
5 11 61.31
6 14 15.41

［数値実施例４］
単位 mm

面データ
面番号 r d nd νd
1* 13.807 3.30 1.49171 57.4
2 -32.991 (可変)
3 ∞ 0.90
4* -5.945 0.80 1.58306 30.2
5* 5.202 (可変)
6 ∞ -0.43
7* 6.913 1.40 1.49171 57.4
8* 18.934 (可変)
9* 10.314 1.55 1.49171 57.4
10* -6.406 (可変)
11 ∞ 11.74 1.57090 33.8
12 -35.000 0.50
13 ∞ (可変)
14 ∞ 19.20 1.57090 33.8
15 ∞ 0.30
16 ∞ 0.70
17* 19.928 2.20 1.49171 57.4
18 -11.785 1.10
19 ∞ 0.50 1.49171 57.4
20 ∞ 15.00
21 (アイポイント)

非球面データ
第1面
K =-7.14209e-001 A 4=-2.64320e-005 A 6=-4.69964e-007 A 8=-9.70354e-009
第4面
K =-5.76998e+000 A 4= 6.70802e-005 A 6= 2.73266e-005 A 8=-6.58250e-007
第5面
K =-2.51211e-001 A 4=-9.64912e-004 A 6=-7.11631e-005 A 8= 2.59676e-005
第7面
K =-2.07655e+000 A 4=-9.40131e-004 A 6=-9.15162e-005 A 8=-2.68332e-006
第8面
K = 1.99221e+001 A 4=-2.24552e-003 A 6= 1.89795e-005 A 8=-1.22397e-005
第9面
K = 1.75768e+000 A 4=-1.96339e-003 A 6= 4.75027e-005 A 8= 1.68148e-007
第10面
K =-1.80127e+000 A 4=-4.01031e-004 A 6= 3.75232e-005 A 8=-7.78212e-007
第17面
K = 1.21128e+000 A 4=-2.15545e-004 A 6= 3.79608e-006 A 8=-7.16608e-008

各種データ
広角 中間 望遠
倍率 -0.25 -0.58 -1.48
画角 34.73 15.76 5.86
見かけ視界 8.91 8.91 8.90
対物f 3.90 9.07 23.00
接眼f 15.41 15.41 15.41
全長 74.75 74.75 74.75
入射瞳 9.51 20.14 17.16
アイポイント 16.60 16.60 16.60

d 2 0.38 5.44 9.66
d 5 11.11 6.75 2.24
d 8 2.66 0.69 0.42
d10 0.83 2.10 2.67
d13 1.00 1.00 1.00

ズームレンズ群データ
群 始面 焦点距離
1 1 20.27
2 3 -4.64
3 6 21.33
4 9 8.29
5 11 61.31
6 14 15.41

次に実施例１〜４に示した変倍ファインダーをデジタルスチルカメラ（撮像装置）に適用した実施例を図１８を用いて説明する。

図１８（Ａ）は正面図であり、図１８（Ｂ）は断面図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）において１０はカメラ本体である。１１は撮影光学系である。

１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報は不図示のメモリに記録される。１３は被写体像を観察するための変倍ファインダーである。変倍ファインダー１３は実施例１〜４に示したような実像式の変倍ファインダーで構成される。

このように本発明の実像式の変倍ファインダーをデジタルスチルカメラ等の撮像装置に適用することにより、小型の撮像装置が実現できる。

本発明の数値実施例１のレンズ断面図 本発明の数値実施例１の広角端における収差図 本発明の数値実施例１の中間のズーム位置における収差図 本発明の数値実施例１の望遠端における収差図 本発明の数値実施例２のレンズ断面図 本発明の数値実施例２の広角端における収差図 本発明の数値実施例２の中間のズーム位置における収差図 本発明の数値実施例２の望遠端における収差図 本発明の数値実施例３のレンズ断面図 本発明の数値実施例３の広角端における収差図 本発明の数値実施例３の中間のズーム位置における収差図 本発明の数値実施例３の望遠端における収差図 本発明の数値実施例４のレンズ断面図 本発明の数値実施例４の広角端における収差図 本発明の数値実施例４の中間のズーム位置における収差図 本発明の数値実施例４の望遠端における収差図 本発明の変倍ファインダーの光学系の断面図 本発明の変倍ファインダーを有する撮像装置の要部概略図

符号の説明

ΔＭ…メリディオナル像面
ΔＳ…サジタル像面
Ｇｏ…対物光学系
Ｇｒ…像反転光学系
Ｇｅ…接眼光学系
Ｌ１…第１群
Ｌ２…第２群
Ｌ３…第３群
Ｌ４…第４群
Ｓ１…視野枠
Ｃｖ…プレート（保護ガラス）

Claims (10)

1. 変倍機能を有する対物光学系と、該対物光学系が形成する物体像を反転する像反転光学系と、該像反転光学系を介して観察側へ光を導く接眼光学系とを備える変倍ファインダーにおいて
   該対物光学系は物体側から観察側へ順に、正の屈折力の第１レンズ群、負の屈折力の第２レンズ群、正の屈折力の第３レンズ群、正の屈折力の第４レンズ群からなり、
   ズーミングに際して該第２レンズ群、該第３レンズ群、該第４レンズ群が光軸上を移動し、
   該対物光学系の広角端における焦点距離をｆｗ、該第２レンズ群の焦点距離をｆ２、広角端から望遠端への変倍に至る該第２レンズ群の移動距離をＭ２とするとき、
   0.9＜｜ｆ２｜／ｆｗ＜1.7
   2.0＜Ｍ２／ｆｗ＜3.0
   なる条件を満足することを特徴とする変倍ファインダー。
2. 前記第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   4.8＜ｆ１／ｆｗ＜7.0
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の変倍ファインダー。
3. 前記第３レンズ群の焦点距離をｆ３とするとき、
   3.0＜ｆ３／ｆｗ＜6.0
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の変倍ファインダー。
4. 前記第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
   2.0＜ｆ４／ｆｗ＜4.0
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の変倍ファインダー。
5. 前記第３レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β3w、β3t、前記第４レンズ群の広角端と望遠端における横倍率を各々β4w、β4tとするとき、
   0.2＜((β3t×β4t)/(β3w×β4w))/(ft/fw)＜0.5
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の変倍ファインダー。
6. 前記第４レンズ群の広角端から望遠端への変倍に至る移動距離をＭ４とするとき、
   -0.8＜Ｍ４／ｆｗ＜-0.4
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の変倍ファインダー。
7. 広角端において前記第４レンズ群の最も像側のレンズ面から前記対物光学系の結像面までの空気換算の距離をＢＦｗとするとき、
   1.5＜ＢＦｗ／ｆｗ＜3.0
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の変倍ファインダー。
8. 前記第１レンズ群は両凸形状の正レンズより成り、前記第２レンズ群は両凹形状の負レンズより成り、前記第３レンズ群は物体側の面が凸でメニスカス形状の正レンズより成り、前記第４レンズ群は両凸形状の正レンズより成ることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項の変倍ファインダー。
9. 前記第１レンズ群から第４レンズ群は、いずれもプラスティック材料より成る１つのレンズから構成されることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の変倍ファインダー。
10. 請求項１〜９のいずれか１項の変倍ファインダーと撮影光学系とを有することを特徴とする撮像装置。