JPH04214517A - ケプラー式ズームファインダー光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、変倍可能なケプラー式ファインダー光学系に
関するものである。

（従来の技術） 近年、レンズシャッター式のコンパクトカメラにおいて
は、大きなズーム比を持つズームレンズが求められてお
り、それに伴ってファインダーにおいても大きな変倍率
をもつズームファインダーが必要になってきている。

この種のズームファインダーとしては、例えば、本発明
と同一出願人により提案した特開平２−１０９００９号
公報等があり、これらは基本的に対物レンズ群をズーム
化することにより連続的にファインダー倍率を可変とし
ている。

（発明が解決しようとする課題） 上記特開平２−１０９００９号公報にて提案したズーム
ファインダーは、変倍比（ズーム比）が２．３倍程度、
広角端における視野（画角）が５５度程度を有し優れた
光学性能を有している。

ところが、このズームファインダーは広角化、高変倍化
の点で充分なものとは言い難く、また大きな変倍比を持
つ構成にすると、ファインダー光学系の大型化を招く恐
れがある。

そこで、本発明は、広角端において画角（視野）が６６
度以上にも及ぶ超広角化や、変倍比（ズーム比）が２．
８５倍に及ぶ高変倍比化を可能としながらも、コンパク
トで高性能なファインダーを提供することを目的として
いる。

（課題を解決するための手段） 上記の目的を達成するために、本発明は、例えば第１図
に示す如く、変倍機能を持つ正屈折力の対物レンズ群Ｏ
と、該対物レンズＯにより形成される空間像を拡大観察
するための正屈折力を持つ接眼レンズ群Ｅとを有するケ
プラー式ズームファインダーにおいて、 前記対物レンズ群Ｏは、負の屈折力を持つ前群ＧＦと正
屈折力を持つ後群ＧＲとを有し、前記前群ＧＦは、負の
屈折力を持つ第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた
正メニスカス形状の第２レンズＬ２からなり、 前記後群ＧＲは、両凸形状の第３レンズＬ３と、これに
接合され物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４
レンズＬ４と、アイポイント側に凸面を向けた正メニス
カス形状の第５レンズＬ５からなり、 前記前群ＧＦと後群ＧＲとの群間隔を変えることによっ
てファインダー倍率を変化させ、さらに、以下の条件を
満足するようにしたものである。

（１）−０．６＜ｒ６／ｆＲ＜−０．３（２）−０．１
２＜ｒ■／ｆ５＜−０．０８（３）１８＜ν３−ν４＜
３０ 但し、 ｒ６：前記第３レンズＬ３と前記第４レンズＬ４との接
合面の曲率半径、 ｒ■：前記第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径、ｆＲ
：対物レンズ群中の後群ＧＲの焦点距離、ｆ５：前記第
５レンズＬ５の焦点距離、ν２：前記第３レンズＬ３の
アッベ数、ν４：前記第４レンズＬ４のアッベ数、であ
る。

（作用） 本発明のケプラー式ズームファインダーは、第１図に示
す如く、少なくとも負正の２群構成を有するズーム対物
レンズにより物体の空間像（中間像）Ｉを形成し、その
空間像Ｉを接眼レンズ群で拡大観察する構成を基本とし
ている。そして、そのズーム対物レンズを構成する負の
屈折力を持つ前群ＧＦと正の屈折力を持つ後群ＧＲとの
群間隔を変化させることによって、ファインダー倍率を
連続的に変化できる構成を有している。

このようなズームファインダーにおいて、従来よりもさ
らに小型化を図るためには、対物レンズ、接眼レンズそ
れぞれの屈折力を強める必要があるが、以下に示す２つ
の問題から非常な困難が伴う。

第１の問題は、各レンズの屈折力を高めるということは
、対物レンズによって形成される実像がより小さくなり
、それを接眼レンズでより大きく拡大して見ることにな
るため、対物レンズ、接眼レンズの収差がより拡大され
てしまう。

第２の問題は、所定の瞳径を得るためには、より大口径
比のズーム対物レンズが必要となってしまい、ファイン
ダー系の大型化を招く恐れがある。

そこで、本発明は、上述に示す条件式（１）乃至（３）
を満足することによって、これらの問題点を解決できる
ことを見出したものである。

本発明のファインダー光学系は、まず、対物レンズ群中
の負の前群ＧＦを負の屈折力の第１レンズＬ１と正の屈
折力を持つメニスカス形状の第２レンズＬ２との２枚構
成とすることによって、従来のズームファインダーにお
いて補正が不十分であった歪曲収差を極めて良好に補正
し、広角端（最小倍率状態）における視野を広げること
を実現している。

また、対物レンズ群中の変倍機能を有する正の後群ＧＲ
を、両凸形状の第３レンズＬ３とこれに接合され物体側
に凹凸面を向けたメニスカス形状の負の第４レンズＬ４
と、アイポイント側に凸面を向けたメニスカス形状の正
の第５レンズＬ５とで構成することにより、レンズの口
径比を大きく取りながら広い変倍域にわたる収差変動を
抑えることを実現している。

条件式（１）は、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４との
接合面の最適な曲率半径を規定しており、対物レンズ群
Ｏの口径比が大きくなったときの球面収差及びコマ収差
の良好な補正に関するものである。上述した如き対物レ
ンズ群中の後群ＧＲの構成において、口径比を大きくし
た場合、第５レンズＬ５の物体側面の曲率が強めると、
高次の球面収差の発生が著しくなり、逆にその曲率を弱
めると、コマ収差の補正が困難となる。

そこで、本発明では、第３レンズＬ３と第４レンズＬ４
との接合面の曲率半径ｒ６を条件式（１）の範囲に保つ
ことによって、第５レンズＬ５にかかる収差補正負担を
軽減し、高次の球面収差の発生を抑えたものである。す
なわち条件式（１）の下限を越えると接合面の曲率半径
が大き過ぎるため、第５レンズＬ５にて発生する高次の
球面収差が抑えられない。逆に上限を越えると接合面の
曲率半径が小さ過ぎるため、かえって接合面において高
次収差が発生してしまう。さらに、この接合面の曲率半
径が小さい場合、縁厚を確保するには第３レンズＬ３と
第４レンズＬ４との接合よりなる接合レンズの中心厚が
厚くなりすぎて、変倍に必要な群間隔を保つことができ
なくなるため好ましくない。

条件式（２）は、正メニスカス形状の第５レンズＬ５の
焦点距離と、そのレンズＬ５の物体側面の曲率半径の最
適な比率を規定している。この上限を越えると、高次の
球面収差が著しく、逆に下限を越えると、望遠端におけ
るコマ収差の補正が困難となる。

条件式（３）は、接合レンズを構成する第３レンズＬ３
と第４レンズＬ４との最適なアッベ数の差の範囲を規定
するものであり、小型化、高倍率化にともなって飛躍的
に増大する軸上色収差を良好に補正するためのものであ
る。この下限を越えると、軸上色収差は補正不足となり
、逆に上限を越えると、望遠端における倍率の色収差が
増大するため好ましくない。

また、より十分なる非点収差補正を果たすには、第２レ
ンズＬ２の物体側面の曲率半径をｒ３とし、最小倍率状
態（広角端）での対物レンズ群の焦点距離をｆＷとする
とき、以下の条件を満足することが望ましい。

（４）０．６８＜ｒ３／ｆＷ＜０．８５条件式（４）は
、第２レンズＬ２の物体側面の最適な曲率半径を規定す
るものであり、非点収差の良好なる補正に関するもので
ある。この上限を越えると、広角端における子午像面が
大きな負の値となり、逆に下限を越えると、子午像面が
大きな正の値となってしまうため好ましくない。

ところで、前述の条件（１）においては、第３レンズＬ
３と第４レンズＬ４との最適な接合面の曲率半径を規定
したが、球面収差のより良好なる補正のためには、負の
第４レンズＬ４の屈折率を正の第３レンズＬ３の屈折率
より高く保つことが望ましく、このとき、第３レンズＬ
３の屈折率をｎ３、第４レンズＬ４の屈折率をｎ４とす
るとき、以下の条件を満足することがより望ましい。

（５）０．０６＜ｎ４−ｎ３＜０．２５この下限を越え
ると接合面において球面収差が補正し難く、逆に上限を
越えると、球面収差が補正過剰となる。

また、歪曲収差とコマ収差とをよりバランス良く補正す
るには、第１レンズＬ１の焦点距離をｆ１とし、広角端
（最小倍率状態）での対物レンズ群中の前群ＧＦと後群
ＧＲとの合成焦点距離をｆＷとするとき、以下の条件を
満足することがより好ましい。

（６）−１．２２＜ｆ１／ｆＷ＜−０．９７条件式（６
）は、負の前群ＧＦにおける負の第１レンズＬ１と正の
第２レンズＬ２との最適な屈折力配分を規定したもので
ある。この上限を越えると、大口径化を図った場合に、
望遠端におけるコマ収差の補正が困難となり、逆に下限
を越えると、広角端における負の歪曲収差が甚大である
となるので良好なる性能が得られない。

さて、ケプラー式ファインダーにおいて、対物レンズＯ
の射出瞳を適切なアイポイント位置に導くためには、視
野レンズ群Ｆの存在は重要である。

このため、対物レンズ群Ｏの空間像（中間像）が形成さ
れる位置近傍に適切な屈折力を持つ視野レンズ群Ｆを配
置することが好ましく、このとき、視野レンズ群Ｆの焦
点距離ｆＦとし、接眼レンズ群Ｅの焦点距離ｆＥとする
とき、以下の条件を満足することがより好ましい。

（７）０．９＜ｆＦ／ｆＥ＜１．２ この条件式の下限を越えるとアイポイント位置が接眼レ
ンズ群Ｅに近くなりすぎて観察しづらく、上限を越える
と接眼レンズ群Ｅの最終面からアイポイントまでの距離
が長くなり過ぎるので、接眼レンズやミラー、プリズム
等の正立光学系の大型化を招く恐れがある。

さらにズームファインダー光学系全体をバランス良く良
好なる収差補正を図るめには、第１レンズＬ１のアイポ
イント側面及び正メニスカス形状の第５レンズＬ５のア
イポイント側面をともに非球面とし、さらに各々非球面
が以下の条件を満足していることが望ましい。

（８）０．１８０．ｒ２＜Ｓ２（０．６．ｒ２）＜０．
１９６．ｒ２（９）０．１８０．ｒｇ＜Ｓｇ（０．６．
ｒｇ）＜０．１９５．ｒｇここで、Ｓ２（ｙ）、Ｓ８（
ｙ）はそれぞれ第１レンズＬ１のアイポイント側の非球
面、第５レンズＬ５のアイポイント側の非球面の形状を
示しており、これらは、各非球面において光軸から垂直
方向の高さｙにおける各非球面の頂点の接平面からの光
軸方向に沿った距離を示している。そして、ｒ２、ｒｇ
はそれぞれ第１レンズＬ１のアイポイント側の非球面及
び第５レンズＬ５のアイポイント側の非球面の近軸曲率
半径である。

但し、非球面は一般的に、円錐係数ｋ、ｎ次の非球面係
数をＡｎ、基準の曲率半径をＲとするとき、 の多項式で表現できる。そして、上述の近軸曲率半径ｒ
は、ｒ＝１／（２・Ａ２＋１／Ｒ）である。

条件式（８）は、歪曲収差を良好に補正するためのもの
である。この上限を越えると非球面の効果に乏しく歪曲
収差の良好な補正が困難であり、反対に下限を越えると
非球面の効果が過剰となり、非点収差の増大が避けられ
ない。

条件式（９）は、望遠端における球面収差の補正に関す
る。この上限を越えると非球面の効果が少なくなるため
、球面収差が補正不足であり、反対に下限を越えると非
球面の効果が過剰であって、球面収差が補正過剰となる
。

（実施例） 第１図、第３図、第５図、第７図、第９図及び第１１図
は、それぞれ本発明における第１乃至第６実施例の光路
図を示しており、（ａ）は最小倍率状態（広角端）、（
ｂ）は中間倍率状態、（ｃ）は最大倍率状態（望遠端）
での光路図を示している。

各光路図に示す如く、本発明の各実施例についてのケプ
ラー式のズームファインダー光学系は、物体側から順に
、５枚のレンズよりなり変倍機能を持つ対物レンズ群（
ズーム対物レンズ）Ｏ、単一の正レンズよりなる視野レ
ンズ群（フィールドレンズ）Ｆ、１枚あるいは２枚の正
レンズよりなる接眼レンズ群Ｅと基本的に有する構成と
なっている。

対物レンズ群Ｏは、負の屈折力を持つ前群ＧＦと正の屈
折力を持つ後群ＧＲとの２群より成り、この前群ＧＦは
、物体側より順に、アイポイント側により強い曲率の凹
面を向けた負の屈折力を持つ第１レンズＬ１と物体側に
凸面を向けた正メニスカス形状の第２レンズＬ２とから
なる。そして、後群ＧＲは、物体側から順に、両凸形状
の第３レンズＬ３と、これに接合されてアイポイント側
に凸面を向けた正メニスカス形状の第４レンズＬ４と、
アイポイント側に凸面を向けた正メニスカス形状の第５
レンズＬ５とからなっている。

広角端（最小倍率状態）から望遠端（最大倍率状態）へ
の変倍は、前群ＧＦと後群ＧＲとの間隔を縮小するよう
に変化させることによって達成されている。具体的には
、前群ＧＦはＵターンを描く軌跡を描きながら移動し、
後群ＧＦは非直線状に物体側へ移動する。

第１図に示す実施例１の像の正立化は、不図示ではある
が、対物レンズ群Ｏと視野レンズ群Ｆとの空間に設けら
れた２枚の反射面と、視野レンズ群Ｆと接眼レンズ群Ｅ
との空間に設けられた２枚の反射面とによる合計して４
回反射によって達成される。なお、第２実施例では対物
レンズ群Ｏのアイポイント側には保護窓ＰＬが設けられ
ている。

また、第３図、第７図及び第１０図それぞれに示す実施
例２、４、５の像の正立化は、不図示ではあるが、プリ
ズムＰ中に設けられた４つの反射面による合計して４回
反射、あるいは対物レンズ群Ｏと視野レンズ群Ｆとの空
間に設けられた１つの反射面とプリズムＰ中に設けられ
た３つの反射面とによる合計して４回反射によって達成
される。

第５図に示す実施例３及び第１１図に示す実施例６の像
の正立化は、不図示ではあるが、対物レンズ群Ｏと視野
レンズ群Ｆとの空間に設けられた１枚の反射面と、視野
レンズ群Ｆよりアイポイント側に設けられたプリズムＰ
中に設けられた２つの反射面と、このプリズムＰと接眼
レンズ群Ｅとの空間に設けられた１つの反射面とによる
合計して４回反射によって達成される。

また、視野枠ｓは各実施例の光路図中では不図示である
が、これは実施例１では平凸形状の単一レンズよりなる
視野レンズ群Ｆの物体側面近傍Ｓ上に設けられており、
実施例２〜６では、プリズムＰの物体側面に設けられて
いる。

以下に本発明による各実施例の諸元の値を表１〜表６に
掲げる。以下の表中、左端の数字は面番号、ｒは曲率半
径、ｄは面間隔、ｎはｄ線（λ＝５８７．６ｎｍ）に対
する屈折率、νはアッベ数、ｘは視度（ディオプター）
、ｍは倍率、ωは入射角（゜）、Ｅ．Ｐ．はアイポイン
トを表している。

また、非球面を＊印にて面番号の右に示し、この非球面
形状は前述の非球面の多項式で表している。

さて、従来この種の視野レンズ群Ｆは、物体側に凸面を
向けた平凸レンズが一般的であったが、この様に構成す
ると物体側面での歪曲収差の発生が著しく、歪曲収差の
変動を抑えることが難しいことが判明した。それゆえ、
実施例１では、視野レンズ群Ｆをアイポイント側に凸面
を向けた平凸レンズで構成し、実施例２〜６では、視野
レンズ群Ｆを両凸レンズで構成して、歪曲収差の変動を
良好に補正している。

ここで、視野レンズ群Ｆを対物レンズ群Ｏの結像面より
も物体側へ配置する場合には、視野レンズ群Ｆを両凸レ
ンズで構成することが望ましく、この視野レンズ群Ｆの
物体側面をｒ１０とし、これのアイポイント側面の曲率
半径ｒ１１とするとき、以下の条件を満足することが望
ましい。

−１．２＜ｒ１０／ｒ１１＜−０．８ この上限を越えると、歪曲収差の変動を抑えることが困
難であって、下限を越えると、広角端における負の歪曲
収差と非点収差を同時に補正することが困難となる。

実施例２〜６では、ｒ１０／ｒ１１＝−１となるように
視野レンズ群Ｆの物体側面ｒ１０とアイポイント側面ｒ
１１との曲率を等しくした両凸形状の正レンズで構成し
ているため、組立工程において、表裏の確認の必要がな
くなるため有利である。

尚、各実施例のファインダーの視度は、接眼レンズＥを
移動させることによって調節することが出来る。特に実
施例１の接眼レンズは、物体側の正レンズのみの移動に
よってアイポイントをほとんど変えることなく、視度を
変えることが出来る。

そして、アイポイントのレンズ側が固定されているため
防塵に有利である。いずれの場合も接眼レンズをアイポ
イント側に移動させると視度がプラスになる。

第２図、第４図、第６図、第８図、第１０図及び第１２
図には本発明による実施例１〜６についての諸収差図を
示しており、諸収差図における上段の（ａ）は最小倍率
状態（広角端）、中段（ｂ）は中間倍率状態、下段の（
ｃ）は最大倍率状態（望遠端）での収差図である。そし
て、各収差図中のｈ’はアイポイントＥ．Ｐ．における
光線の高さを表しており、各収差図中のｄはｄ線（λ＝
５８７．６ｎｍ）、ＣはＣ線（λ＝６５６．３ｎｍ）、
ＦはＦ線（λ＝４８６．１ｎｍ）による収差曲線を示し
ている。非点収差図中の点線で示すｍはメリジオナル像
面、ｓはサジタル像面を示している。

各収差図から明らかな如く、各倍率状態で、諸収差が良
好に補正されていることが分かる。

特に、実施例１、実施例３、実施例５、実施例６では共
に２．５以上にも達する高変倍比を実現しながらも、色
収差、歪曲収差が極めて良好に補正されてるのみならず
、倍率変化に伴う、これらの収差の変動も同時に補正さ
れている。

また、実施例２、実施例５では共に６２゜以上にも達す
る広角化を実現しながらも、色収差、歪曲収差が極めて
良好に補正されてるのみならず、倍率変化に伴う、これ
らの収差の変動も同時に補正されている。

（発明の効果） このように本発明によれば、コンパクトな形態で全ての
変倍域で優れた光学性能を保ちながら、従来にない広角
あるいは高変倍率のケプラー式ファインダーが実現され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図、第３図、第５図、第７図、第９図及び第１１図
は本発明による実施例１乃至実施例６の光路図である。 第２図、第４図、第６図、第８図、第１０図及び第１２
図は本発明による実施例１乃至実施例６の諸収差図であ
る。 （主要部分の符号の説明） （ＧＦ…前群 ＧＲ…後群）対物レンズ群Ｏ Ｆ……視野レンズ群（フィールドレンズ）Ｅ……接眼レ
ンズ群Ｐ……・正立プリズムＰＬ……保護窓Ｓ……視野
枠 Ｅ．Ｐ．…アイポイント 出願人　株式会社　ニコン 代理人弁理士　渡辺　隆男

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】変倍機能を持つ正屈折力の対物レンズ群Ｏ
   と、該対物レンズＯにより形成される空間像を拡大観察
   するための正屈折力を持つ接眼レンズ群Ｅとを有するケ
   プラー式ズームファインダー光学系において、 前記対物レンズ群Ｏは、負の屈折力を持つ前群ＧＦと正
   屈折力を持つ後群ＧＲとを有し、前記前群ＧＦは、負の
   屈折力を持つ第１レンズＬ１と、物体側に凸面を向けた
   正メニスカス形状の第２レンズＬ２からなり、 前記後群ＧＲは、両凸形状の第３レンズＬ３と、これに
   接合され物体側に凹面を向けた負メニスカス形状の第４
   レンズＬ４と、アイポイント側に凸面を向けた正メニス
   カス形状の第５レンズＬ５からなり、 前記前群ＧＦと後群ＧＲとの群間隔を変えることによっ
   てファインダー倍率を変化させ、以下の条件を満足する
   ことを特徴とするケプラー式ズームファインダー光学系
   。 （１）−０．６＜ｒ■／ｆＲ＜−０．３（２）−０．１
   ２＜ｒ■／ｆ５＜−０．０８（３）１８＜ν３−ν４＜
   ３０ 但し、 ｒ■：前記第３レンズＬ３と前記第４レンズＬ４とによ
   り形成される接合面の曲率半径、 ｒ■：前記第５レンズＬ５の物体側面の曲率半径、ｆＲ
   ：対物レンズ群中の後群ＧＲの焦点距離、ｆ５：前記第
   ５レンズＬ５の焦点距離、ν３：前記第３レンズＬ３の
   アッベ数、ν４：前記第４レンズＬ４のアッベ数、であ
   る。
2. 【請求項２】前記ケプラー式ズームファインダー光学系
   は、以下の条件を満足することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載のケプラー式ズームファインダー光学系
   。 （４）０．６８＜ｒ３／ｆＷ＜０．８５（５）０．０６
   ＜ｎ４−ｎ３＜０．２５（６）−１．２２＜ｆ１／ｆＷ
   ＜−０．９７但し、 ｒ３：前記第２レンズＬ２の物体側面の曲率半径、ｆＷ
   ：対物レンズ群中の前群ＧＦと後群ＧＲとの最低倍率端
   における合成焦点距離、 ｎ３：前記第３レンズＬ３の屈折率、 ｎ４：前記第４レンズＬ４の屈折率、 ｆ１：第１レンズＬ１の焦点距離、 である。
3. 【請求項３】前記ケプラー式ズームファインダー光学系
   は、前記対物レンズ群Ｏの焦点位置近傍に視野レンズ群
   Ｆを有し、以下の条件を満足することを特徴とする特許
   請求の範囲第１項または第２項記載のケプラー式ズーム
   ファインダー光学系。 （７）０．９＜ｆＦ／ｆＥ＜１．２ 但し、 ｆＦ：前記視野レンズ群Ｆの焦点距離、ｆＥ：前記接眼
   レンズ群Ｅの焦点距離、である。