JPH1138472A - 実像式ファインダー - Google Patents

実像式ファインダー

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JPH1138472A
JPH1138472A JP9194253A JP19425397A JPH1138472A JP H1138472 A JPH1138472 A JP H1138472A JP 9194253 A JP9194253 A JP 9194253A JP 19425397 A JP19425397 A JP 19425397A JP H1138472 A JPH1138472 A JP H1138472A
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Japan
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optical system
image
axis
rotationally asymmetric
objective optical
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JP9194253A
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English (en)
Inventor
Norihiko Aoki
青木法彦
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Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 像反転光学系内の反射面にパワーを持たせる
ことで厚み方向の小型化を図り、同時に像反転光学系内
に回転非対称な面を用いることで回転非対称な偏心収差
を補正した高性能な実像式ファインダー。 【解決手段】 正の屈折力を有する対物光学系Obと、
対物光学系Obによる中間像を正立正像にするためのポ
ロプリズムを含む像反転光学系PPと、正の屈折力を有
する接眼光学系Ocとを有する実像式ファインダーにお
いて、ポロプリズムPPの反射面の中少なくとも1面S
8 、S9 がパワーを有し、さらに、ポロプリズムの中少
なくとも1面S8 、S9 が回転非対称な面形状を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、実像式ファインダ
ーに関し、特に、撮影光学系とファインダー光学系とが
別体で設けられたスチルカメラやスチルビデオ等に好適
な像反転光学系を有する実像式ファインダーに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、レンズシャッターカメラ等のよ
うに撮影光学系とファインダー光学系とが別体で設けら
れている場合、そのファインダー光学系は虚像式ファイ
ンダーと実像式ファインダーとに大別できる。虚像式フ
ァインダーは、その構成上、前玉径が大きく視野枠の見
えが不明瞭であり、ファインダー光学系の小型高性能化
には大きな問題を含んでいる。一方、実像式ファインダ
ーの場合は、対物光学系の中間像面付近に視野枠を配置
し、それを接眼光学系で観察するような構成を採るため
に、視野枠の境界線を明確に見ることができる。さら
に、入射瞳位置が物体側に近いことから、対物光学系の
径方向の小型化が可能となり、最近の小型高性能なレン
ズシャッターカメラは実像式ファインダーを採用してい
るものがほとんどである。
【0003】しかしながら、大きさに関して、上記のよ
うに実像式ファインダーでは虚像式ファインダーに比べ
て入射側のレンズの径の小型化は図れるが、ファインダ
ー全系が対物光学系、像反転光学系、接眼光学系から構
成されるため全長が長くなり、このような実像式ファイ
ンダーをカメラに搭載する場合には、カメラの厚みが厚
くなるという問題を有している。そのため、像反転光学
系を構成するプリズムやミラーの折り方を工夫すること
により小型化を図っているのが一般的である。
【0004】また、最近のズームレンズを搭載したレン
ズシャッターカメラでは、高変倍比化と小型高性能化の
両方が要求され、特に撮影光学系では沈胴方式を採用す
ることで収納時の小型化を図り、撮影時には撮影レンズ
が繰り出すという構成を採っているのが大多数である。
一方、撮影光学系と別体のファインダー光学系では、撮
影レンズの高変倍比化に伴い必要とされる画角の変化量
は大きくなるが、一般にファインダー光学系自身がカメ
ラ本体から突出することは許容されず、カメラ本体の薄
型化と相まって、これ以上の小型化と高変倍比化との両
立は非常に困難な状況である。その実像式ファインダー
の厚み方向の小型化を阻害している要因の1つとして、
対物光学系のパワー配置がある。一般に実像式ファイン
ダーでは、プリズムやミラー等のような像反転光学系を
用いることにより正立正像を得るために、像反転光学系
で像を反転するための光路長をかせぐ必要が生じる。し
たがって、対物光学系は、全系の焦点距離に対しバック
フォーカスの長いいわゆるレトロフォーカスタイプを採
るのが一般的である。このタイプは全長の小型化と高変
倍比化には不向きで、プリズムを使った像反転光学系の
屈折面を曲面で構成して対物光学系のパワーの一部を像
反転光学系に分担させる提案も多数なされてはいるが、
像反転光学系で像反転を行うだけの光路長を確保したま
ま、対物光学系の厚み方向の小型化と高変倍比化を両立
するという問題に対し、抜本的な解決には至ってない状
況である。
【0005】そこで、最近では、実像式ファインダーの
像反転光学系内の屈折面ではなく反射面、すなわち、像
反転光学系を構成するプリズムの反射面やミラーを曲面
で構成してパワーを持たせる提案がいくつかなされてい
る。このような構成を採ることで、像反転をするための
光路長を保ちながら、対物光学系のバックフォーカスを
小さくすることができるので、対物光学系の厚み方向の
小型化が可能となる。しかし、像反転光学系の反射面は
一般に光軸に対し偏心しており、その面にパワーを持た
せるということは、光軸上でも回転非対称の偏心収差が
発生することを意味する。その回転非対称な偏心収差
は、回転対称面では原理的に補正が不可能である。
【0006】ここで、米国特許第3,810,221
号、米国特許第3,836,931号は何れも、レフレ
ックスカメラのファインダー光学系に回転対称非球面鏡
と対称面を1面しか持たない面を持ったレンズ系を用い
た例が示されている。ただし、対称面を1面しか持たな
い面は、観察虚像の傾きを補正する目的でのみ利用され
ている。また、この光学系は、カメラの撮影レンズとフ
ァインダー光学系が別体ではない。
【0007】また、特開平8−248481号において
は、レンズシャッターカメラの実像式ズームファインダ
ーのプリズムの反射面に回転対称な曲面を用いている。
その曲面は非球面又はトーリック面が適用可能との記載
もあるが、明細書中に開示されている非球面は回転対称
であり、また、トーリック面も2つの座標軸に対して対
称となるので、スキュー光線に対しての補正が十分では
ない。さらに、何れの例もプリズムの反射面を曲面とし
ているが、そのプリズムには像反転作用はなく、単なる
光路長をかせぐ手段でしかない。
【0008】また、EP0722106A2のものは、
上記特開平8−248481号の内容に加え、単焦点レ
ンズ用レンズシャッターカメラの実像式ファインダーの
プリズムの反射面に回転非対称な曲面を用いている。明
細書中にもあるように、そのプリズムは対物レンズとし
ての役割を果たしており、像反転作用は有してはいな
い。
【0009】また、特開平8−292368号、特開平
8−292371号、特開平8−292372号のもの
は、単焦点及びズームの撮像装置に回転非対称な面を用
いたプリズム光学系を用いて像反転を行っているが、フ
ァインダー光学系にその構成を適用した例はなく、また
その意図もない。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術のこ
のような点に鑑みてなされたものであり、その目的は、
対物光学系による中間像を像反転光学系により正立正像
としそれを接眼光学系を通して観察する実像式ファイン
ダーにおいて、特に像反転光学系内の反射面にパワーを
持たせることで厚み方向の小型化を図り、同時に像反転
光学系内に回転非対称な面を用いることで回転非対称な
偏心収差を補正した高性能な実像式ファインダーを提供
することである。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の実像式ファインダー光学系は、物体側から順に、正
の屈折力を有する対物光学系と、該対物光学系による中
間像を正立正像にするためのポロプリズムを含む像反転
光学系と、正の屈折力を有する接眼光学系とを有する実
像式ファインダーにおいて、前記ポロプリズムの反射面
の中少なくとも1面がパワーを有し、さらに、前記ポロ
プリズムの中少なくとも1面が回転非対称な面形状を有
することを特徴とするものである。
【0012】この場合、その回転非対称な面形状の少な
くとも1面は、軸上主光線に対して偏心していることが
望ましい。また、その回転非対称な面形状は、その面内
及び面外共に回転対称軸を有しないことが望ましい。
【0013】まず、以下の説明において、本発明で用い
る座標系について説明する。物点中心を通り、対物光学
系の絞り中心又は開口中心を通過して中間像面中心に到
達し、さらに接眼光学系を通り瞳中心に入射する光線を
軸上主光線とする。次に、光学系の第1面に交差するま
での直線によって定義される光軸をZ軸とし、前記Z軸
と直交し、かつ、ファインダー光学系を構成する各面の
偏心面内の軸をY軸と定義し、前記光軸と直交し、か
つ、前記Y軸と直交する軸をX軸とする。また、光線の
追跡方向は、物体から像面に向かう順追跡である。
【0014】次に、本発明で用いる回転非対称な面につ
いて説明する。一般に、球面レンズのみで構成された球
面レンズ系では、球面により発生する球面収差と、コマ
収差、像面湾曲等の収差をいくつかの面でお互いに補正
しあい、全体として収差を少なくする構成になってい
る。一方、少ない面数で収差を良好に補正するためには
非球面等が用いられる。これは、球面で発生する各種収
差自体を少なくするためである。
【0015】回転対称な光学系が偏心した場合、回転非
対称な収差が発生し、これを回転対称な光学系でのみ補
正することは原理的に不可能である。この偏心により発
生する回転非対称な収差は、歪曲収差、像面湾曲、さら
に、軸上でも発生する非点収差、コマ収差がある。図1
6は偏心して配置された凹面鏡Mにより発生する像面湾
曲、図17は偏心して配置された凹面鏡Mにより発生す
る非点収差、図18は偏心して配置された凹面鏡Mによ
り発生する軸上コマ収差を示す図である。本発明は、上
記のような偏心により発生する回転非対称な収差の補正
のために、回転非対称な面を光学系中に配置して、その
回転非対称な収差を補正している。
【0016】偏心して配置された凹面鏡により発生する
回転非対称な収差に、回転非対称な像面湾曲がある。例
えば、無限遠の物点から偏心した凹面鏡に入射した光線
は、凹面鏡に当たって反射結像されるが、光線が凹面鏡
に当たって以降、像面までの後側焦点距離は、像界側が
空気の場合、光線が当たった部分の曲率の半分になる。
すると、図16に示すように、軸上主光線に対して傾い
た像面を形成する。このような回転非対称な像面湾曲を
補正することは、回転対称な光学系では不可能であっ
た。この傾いた像面湾曲を補正するには、凹面鏡Mを回
転非対称な面で構成し、この例ではY軸正の方向(図の
上方向)に対して曲率を強く(屈折力を強く)し、Y軸
負の方向((図の下方向)に対して曲率を弱く(屈折力
を弱く)することにより補正することができる。また、
上記構成と同様な効果を持つ回転非対称な面を凹面鏡M
とは別に光学系中に配置することにより、少ない構成枚
数でフラットの像面を得ることも可能である。
【0017】次に、回転非対称な非点収差について説明
する。前記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡M
では軸上光線に対しても、図17に示すような非点収差
が発生する。この非点収差を補正するためには、前記説
明と同様に、回転非対称面のX軸方向の曲率とY軸方向
の曲率を適切に変えることによって可能となる。
【0018】さらに、回転非対称なコマ収差について説
明する。前記説明と同様に、偏心して配置された凹面鏡
Mでは、軸上光線に対しても図18に示すようなコマ収
差が発生する。このコマ収差を補正するためには、回転
非対称面のX軸の原点から離れるに従って面の傾きを変
えると共に、Y軸の正負によって面の傾きを適切に変え
ることによって可能となる。
【0019】次に、上記で説明した回転非対称な曲面を
適用した本発明の実像式ファインダーについて詳述す
る。実像式ファインダーでは、像反転光学系により光路
が折り畳まれるために、接眼光学系と対物光学系を比較
した場合、光学系の厚み方向(以下、Z軸方向と呼
ぶ。)の大きさを決定する要因としては、対物光学系の
影響が大きい。したがって、本発明の課題の1つである
Z軸方向への小型化に対しては、対物光学系と像反転光
学系のZ軸方向の小型化を如何に達成するかが鍵とな
る。そこで、本発明においては、像反転光学系がポロプ
リズムを有していることを特徴としている。ポロプリズ
ムを用いることにより、対物光学系の直ぐ後側(中間像
面側)で光路を折り畳むことが可能となり、ダハプリズ
ムやダハミラー、ペンタプリズム等を用いるのに比べ、
像反転光学系のZ軸方向の小型化が可能である。
【0020】次に、対物光学系も含めたZ軸方向の小型
化を考える。前述したように、実像式ファインダーは像
反転を行う必要性から像反転光学系が不可欠である。そ
のため、対物光学系は、撮影光学系と略同等の画角を満
足しながら像反転光学系内で像反転を行うだけの光路長
を確保するため、焦点距離に対しバックフォーカスの長
いいわゆるレトロフォーカスタイプを採るのが一般的で
ある。しかし、その結果、対物光学系はその焦点距離に
対して全長が長くなり、対物光学系だけに着目した場合
は、各レンズのパワーを強めたりする等でしかZ軸方向
の小型化を達成することはできない。また、同時に、レ
トロフォーカスタイプでは高変倍比化が困難でもある。
【0021】その枠を越え、像反転光学系に用いられる
像反転部材の面にパワーを付け、対物光学系のパワーを
像反転部材に分担させる構成も多数考えられている。し
かし、像反転光学系は、ポロプリズムに代表されるよう
に像反転を行うために前述の軸上主光線(回転対称光学
系の場合は光軸)に対して偏心した反射面を有している
ため、それら偏心した反射面にパワーを付けると、前述
のような偏心収差が発生してしまう。その偏心収差は回
転対称な曲面では原理的に補正が不可能であることか
ら、偏心した反射面は平面のままで軸上主光線に対し偏
心していない屈折面にパワーを付ける構成が一般的であ
る。しかし、この場合、像反転部材の入射側の屈折面に
パワーを付けても、対物光学系に最も近接した面である
ことから対物光学系自身のパワー配置を大きく変化させ
るまでには至らず、射出側の屈折面にパワーを付けた場
合は、中間像面に近接しており、フィールドレンズとし
ての役割を果たすに止まり、これもまたZ軸方向の小型
化への寄与は小さい。
【0022】そこで、本発明の構成としては、前述のよ
うに、像反転部材であるポロプリズムの軸上主光線に対
して偏心した少なくとも1つの反射面にパワーを有し、
さらに、そのポロプリズムの中少なくとも1面が回転非
対称な面で構成することを特徴としている。偏心した反
射面にパワーを付けるということは、言い換えれば、像
反転部材であるポロプリズムの内部にパワーを有するこ
とを意味する。これにより、像反転を行いながら同時に
物体の中間像を形成する対物光学系の作用を像反転光学
系の内部に分担させることができるので、対物光学系と
して同じレトロフォーカスタイプを採り、全系の焦点距
離は同じままでもバックフォーカスを短くしたのと同様
の効果が得られるので、Z軸方向の全長の短縮化をなし
得ることができる。しかし、これにより、前述の回転非
対称な偏心収差が発生し、回転対称な面のみではその補
正が不可能である。そこで、ポロプリズムの少なくとも
1面に回転非対称な面を用いることで、偏心した反射面
にパワーを付けることにより発生する前述の回転非対称
な偏心収差を良好に補正している。
【0023】また、像反転光学系の偏心した反射面にパ
ワーを付けるということは、実像式ファインダーを構成
している他の回転対称な面のパワーを小さくしたり、回
転対称なレンズの枚数削減も可能であり、ファインダー
光学系の小型化のためには好ましいことである。これに
より、実像式ファインダーの小型化と高性能化が同時に
達成される。
【0024】また、本発明に適用されるポロプリズム
は、1つ又は複数のブロックからなることが好ましい。
ポロプリズムを1つのブロックで構成する場合は、特に
部品成型時に各面の偏心精度や面精度を出しておけば、
組み立て時に調整をする必要がないので、生産上大きな
コストダウンが図れる。2つあるいは3つ、あるいは、
4つのブロックでポロプリズムを構成する場合は、物体
の中間像をポロプリズム内部に配置することが可能とな
るので、ファインダー倍率の自由度が増えると同時に、
ファインダー内で情報を表示する視野枠等を配置する位
置の自由度も増え、好ましい。
【0025】また、本発明の実像式ファインダーに適用
する回転非対称な面は、軸上主光線に対して偏心させる
ことが望ましい。本発明では、軸上主光線に対して偏心
させた反射面にパワーを持たせたことで、その面で回転
非対称な偏心収差が発生する。そこで、軸上主光線に対
して偏心させた回転非対称な面を導入することで、その
回転非対称な偏心収差を効率良く補正することが可能と
なる。回転非対称な偏心収差を補正するために導入した
回転非対称な面が軸上主光線に対して偏心していない
と、回転非対称な面の回転非対称の度合いが強くなりす
ぎ、収差に対する感度も高くなるために、製造が困難に
なる。
【0026】また、軸上主光線に対して偏心しかつパワ
ーを持たせた面自体を回転非対称な面で構成してもよ
い。これにより自らの面が偏心しかつパワーを持ってい
るにも関わらず、回転非対称な偏心収差の発生の少ない
面を構成することが可能となる。
【0027】また、本発明の実像式ファインダーに適用
する回転非対称な面は、その面内及び面外共に回転対称
軸を有しないことが望ましい。面内及び面外に回転対称
軸を有する場合、例えば回転対称軸を外したトーリック
面、放物面等では、本発明で導入したような回転非対称
な面を使っての収差補正に対し、回転対称な成分が残る
ため、回転非対称な偏心収差に対して十分な補正を行う
ことができなくなる。
【0028】ここで1例として、回転非対称な面(以
下、TFC面と呼ぶ。)を以下の式で定義されるもので
考える。
【0029】 Z=C2 +C3 y+C4 x +C5 2 +C6 yx+C7 2 +C8 3 +C9 2 x+C10yx2 +C113 +C124 +C133 x+C142 2 +C15yx3 +C164 +C175 +C184 x+C193 2 +C202 3 +C21yx4 +C225 +C236 +C245 x+C254 2 +C263 3 +C272 4 +C28yx5 +C296 +C307 +C316 x+C325 2 +C334 3 +C343 4 +C352 5 +C36yx6 +C377 ・・・・・ ・・・(a) 上記TFC面は、一般的には、X−Z面、Y−Z面共に
対称面を持つことはないが、例えばxの奇数次項を全て
0にすることによって、Y−Z面と平行な対称面が1つ
だけ存在する自由曲面となる。例をあげれば、上記定義
式(a)においては、C4 ,C6 ,C9 ,C11,C13
15,C18,C20,C22,C24,C26,C28,C31,C
33,C35,C37,・・・の各項の係数を0にすることに
よって可能である。
【0030】また、yの奇数次項を全て0にすることに
よって、X−Z面と平行な対称面が1つだけ存在するT
FC面とすることも可能である。例えば、上記定義式
(a)においては、C3 ,C6 ,C8 ,C10,C13,C
15,C17,C19,C21,C24,C26,C28,C30
32,C34,C36,・・・の各項の係数を0にすること
によって可能であり、また、以上のような対称面を持つ
ことにより製作性を向上することが可能となる。また、
さらに好ましくは、対称面を1つも持たなければそれだ
け自由度が増え、収差補正上有利なのは言うまでもな
い。
【0031】また、上記定義式(a)は、前述のように
1つの例として示したものであり、本発明の特徴は、回
転非対称な面で偏心により発生する回転非対称な収差を
補正することであるので、他のいかなる回転非対称な面
を表現する定義式に対しても同じ効果が得られることは
言うまでもない。
【0032】また、TFC面の他の定義式としてZer
nike多項式により定義できる。この面の形状は以下
の式(b)により定義する。その定義式(b)のZ軸が
Zernike多項式の軸となる。回転非対称面の定義
は、X−Y面に対するZの軸の高さの極座標で定義さ
れ、AはX−Y面内のZ軸からの距離、RはZ軸回りの
方位角で、Z軸から測った回転角で表せられる。
【0033】 X=R×cos(A) Y=R×sin(A) Z=D2 +D3 Rcos(A)+D4 Rsin(A) +D5 2 cos(2A)+D6 (R2 −1)+D7 2 sin(2A) +D8 3 cos(3A) +D9 (3R3 −2R)cos(A) +D10(3R3 −2R)sin(A)+D113 sin(3A) +D124cos(4A)+D13(4R4 −3R2 )cos(2A) +D14(6R4 −6R2 +1)+D15(4R4 −3R2 )sin(2A) +D164 sin(4A) +D175 cos(5A) +D18(5R5 −4R3 )cos(3A) +D19(10R5 −12R3 +3R)cos(A) +D20(10R5 −12R3 +3R)sin(A) +D21(5R5 −4R3 )sin(3A) +D225 sin(5A) +D236cos(6A)+D24(6R6 −5R4 )cos(4A) +D25(15R6 −20R4 +6R2 )cos(2A) +D26(20R6 −30R4 +12R2 −1) +D27(15R6 −20R4 +6R2 )sin(2A) +D28(6R6 −5R4 )sin(4A) +D296sin(6A)・・・・・ ・・・(b) なお、上記においてX方向に対称な光学系として設計す
るには、D4 ,D5 ,D6 ,D10,D11,D12,D13
14,D20,D21,D22・・・を利用すればよい。
【0034】その他の面の例として次の定義式をあげ
る。 Z=Σn Σm nmn n-m ただし、Σn はΣのnが0〜k、Σm はΣのmが0〜n
を表す。例として、k=7(7次項)を考えると、展開
したとき、以下の式(c)で表すことができる。
【0035】 Z=C2 +C3 Y+C4 |X| +C5 2 +C6 Y|X|+C7 2 +C8 3 +C9 2 |X|+C10YX2 +C11|X3 | +C124 +C133 |X|+C142 2 +C15Y|X3 |+C164 +C175 +C184 |X|+C193 2 +C202 |X3 | +C21YX4 +C22|X5 | +C236 +C245 |X|+C254 2 +C263 |X3 | +C272 4 +C28Y|X5 |+C296 +C307 +C316 |X|+C325 2 +C334 |X3 | +C343 4 +C352 |X5 |+C36YX6 +C37|X7 | ・・・(c) また、本発明に適用する像反転光学系内のパワーを付け
た反射面と回転非対称な面は、中間像面と対物光学系の
間の面に配置することが好ましい。中間像面よりも接眼
光学系側だと、対物光学系としてのパワーを分担するこ
とができなくなり、対物光学系のZ軸方向の小型化が図
れなくなる。また、同時に、回転非対称な面とパワーを
付けた反射面が中間結像面よりも対物光学系の側にない
と、中間像に回転非対称な偏心収差が残ってしまい、そ
の補正ができなくなる。
【0036】また、本発明の対物光学系は、ズームレン
ズでも、単焦点レンズでも、以上述べてきた構成に適用
できることは言うまでもない。
【0037】次に、本発明の対物光学系をズームレンズ
にする場合について説明する。この場合の本発明は、対
物光学系は、物体側から順に、負の屈折力を有する第1
レンズ群と、正の屈折力を有する第2レンズ群と、正又
は負の屈折力を有する第3レンズ群とを有し、ワイド端
からテレ端への変倍に際し前記第1レンズ群から第3レ
ンズ群の各群の間隔を変化するように構成され、前記像
反転光学系が有する反射面の中少なくとも1面が光学的
パワーを有する曲面反射鏡として構成されていると共
に、前記曲面反射鏡によって発生する偏心収差を補正す
るような回転非対称な面形状を有することを特徴とする
ものである。
【0038】一般に、実像式ファインダーの対物光学系
に変倍作用を持たせた場合、像反転光学系を配置する必
要上バックフォーカスをとり、変倍するために少なくと
も物体側より順に、負・正の2群構成のレトロフォーカ
スタイプのズーム方式が望ましい。しかし、この場合、
対物光学系の全長を小さく保ったまま変倍比を上げよう
とすると、性能的には2倍程度が限界で、それ以上の高
変倍比化は困難である。本発明では、さらに3倍から4
倍程度の高変倍比化を達成し、さらに、像反転光学系で
像反転を行うに十分なだけの光路長を確保するため、前
述のような対物光学系の構成を採っている。
【0039】対物光学系が負、正、負の3群を有し、各
群の間隔を変化させることで変倍を行うタイプは、主に
正の屈折力を有する第2群の移動により変倍を行い、少
なくとも負の屈折力を有する第1群又は第3群を移動す
ることで中間像の像面ズレを補正している。このタイプ
は、特に望遠端で第1群、第2群が接近して全体で正の
屈折力となり、第3群とで正・負のテレフォトタイプを
構成し、高変倍比でも望遠端の全長の小型化を図れると
いう利点がある。しかし、前述のように、バックフォー
カスをとる必要上、Z軸方向への小型化は十分には図れ
ない。
【0040】そこで、前にも詳述したように、像反転光
学系の反射面にパワーを付けることで対物光学系のパワ
ーを分担させ、像反転を行うだけの光路長をかせぎなが
らバックフォーカスを小さくすることで、対物光学系の
全長の小型化が可能になる。同時に、像反転光学系の少
なくとも1面に回転非対称な面を用いることで、偏心し
た反射面にパワーを付けることにより発生する前述の回
転非対称な偏心収差を良好に補正することが可能とな
る。
【0041】また、像反転光学系の偏心した反射面にパ
ワーを付けると、実像式ファインダーを構成している他
の回転対称な面のパワーを小さくすることが可能であ
り、そこで発生する収差量も小さくなり、ファインダー
光学系の小型化のためには好ましいことである。これに
より、実像式ファインダーの小型高変倍比化と高性能化
が同時に達成される。
【0042】また、対物光学系を負、正、負の3群を有
し、各群の間隔を変化させることで変倍を行うタイプに
する場合には、以下の条件式の何れかあるいは両方を満
足することが好ましい。 −2.0<f1 /fW <0 ・・・(1−1) −2.0<dz2/dz1<0 ・・・(1−2) ここで、f1 は対物光学系の第1レンズ群の焦点距離、
W 広角端(ワイド端)での対物光学系全系の焦点距離
(像反転光学系に付けたパワー分は含まない。)、dz1
は第1レンズ群と第2レンズ群の広角端から望遠端(テ
レ端)にかけての群間隔の変化量、dz2は第2レンズ群
と第3レンズ群の広角端から望遠端にかけての群間隔の
変化量である。
【0043】条件式(1―1)は、対物光学系の広角端
で発生が顕著な回転対称の負のディストーション(歪曲
収差)を小さくしたままバックフォーカスを十分にとる
ための条件式である。この下限の−2.0を越えると、
バックフォーカスはとれるが負のディストーションの発
生が大きくなり過ぎ、それを他の面で補正することがで
きなくなる。また、上限の0を越えると、負のディスト
ーション自体は小さくなるが、バックフォーカスが十分
に確保できなくなり、像反転光学系の反射面にパワーを
付けても像反転が困難になる。また、同時に、対物光学
系の小型化も困難になる。
【0044】条件式(1―2)は、必要な変倍比をかせ
ぎながら対物光学系の小型化を達成するための条件式で
ある。この下限の−2.0を越えると、第3レンズ群に
対し第1、第2レンズ群の移動量が大きくなり過ぎ、特
に望遠端で対物光学系の小型化が図れなくなる。また、
上限の0を越えると、必要な変倍比を得ることが困難に
なる。
【0045】また、対物光学系が負、正、正の3群を有
し、各群の間隔を変化させることで変倍を行うタイプ
は、主に正の屈折力を有する第2レンズ群と第3レンズ
群の移動により変倍と中間像の像面ズレを補正してい
る。また、負の第1レンズ群の移動により中間像の像面
ズレを補正することももちろん可能である。
【0046】この構成は、特に広角端でのバックフォー
カスを確保しやすいタイプであるが、このままでは、第
3群を負にするタイプと同様Z軸方向への小型化は十分
には図れない。
【0047】そこで、前にも詳述したように、像反転光
学系の反射面にパワーを付けることで対物光学系のパワ
ーを分担させ、像反転を行うだけの光路長をかせぎなが
らバックフォーカスを小さくすることで、対物光学系の
全長の小型化が可能になる。同時に、像反転光学系の少
なくとも1面に回転非対称な面を用いることで、偏心し
た反射面にパワーを付けることにより発生する前述の回
転非対称な偏心収差を良好に補正することが可能とな
る。
【0048】また、この場合も、以下の条件式の何れか
あるいは両方を満足することが好ましい。 −2.0<f1 /fW <0 ・・・(2−1) −2.0<dz2/dz1<0 ・・・(2−2) ここで、f1 は対物光学系の第1レンズ群の焦点距離、
W 広角端での対物光学系全系の焦点距離(像反転光学
系に付けたパワー分は含まない。)、dz1は第1レンズ
群と第2レンズ群の広角端から望遠端にかけての群間隔
の変化量、dz2は第2レンズ群と第3レンズ群の広角端
から望遠端にかけての群間隔の変化量である。
【0049】条件式(2―1)は、対物光学系の広角端
で発生が顕著な回転対称の負のディストーションを小さ
くしたままバックフォーカスを十分にとるための条件式
である。この下限の−2.0を越えると、バックフォー
カスはとれるが負のディストーションの発生が大きくな
り過ぎ、それを他の面で補正することができなくなる。
また、上限の0を越えると、負のディストーション自体
は小さくなるが、バックフォーカスが十分に確保できな
くなり、像反転光学系の反射面にパワーを付けても像反
転が困難になる。また、同時に、対物光学系の小型化も
困難になる。
【0050】条件式(2―2)は、必要な変倍比をかせ
ぎながら対物光学系の小型化を達成するための条件式で
ある。この下限の−2.0を越えると、第3レンズ群に
対し第1、第2レンズ群の移動量が大きくなり過ぎ、特
に望遠端で対物光学系の小型化が図れなくなる。また、
上限の0を越えると、必要な変倍比を得ることが困難に
なる。
【0051】また、像反転光学系の偏心した反射面にパ
ワーを付けると、実像式ファインダーを構成している他
の回転対称な面のパワーを小さくすることが可能であ
り、そこで発生する収差量も小さくなり、ファインダー
光学系の小型化のためには好ましいことである。これに
より、実像式ファインダーの小型高変倍比化と高性能化
が同時に達成される。
【0052】また、本発明は上記の何れの場合も、光学
系中の少なくとも1面に回転対称な非球面を用いること
で良好な収差補正が可能なのは言うまでもない。また、
各光学要素を有機材料で構成すればコスト的にも有利で
あり、その場合、アモルファスポリオレフィンのような
低吸湿材料であれば、環境による性能変化も少なくて好
ましい。
【0053】また、上記のズームタイプにおいて、像反
転光学系としてポロプリズムを適用できるのはもちろん
であるが、それ以外に像反転部材としてダハプリズムや
ダハミラー、ペンタプリズムやペチャンプリズム、偏角
プリズムや直角プリズム、楔型プリズムやペンタダハプ
リズム等が適用できるはもちろんである。特に像反転部
材にプリズムを用いる場合は、プリズムによる裏面反射
のため、表面反射と同じパワーを得るのにもその反射面
の曲率を緩くすることが可能である。そのため、特に像
面湾曲に影響のあるペッツバール和を小さくできるの
で、フラットな像面を得ることができるので好ましい。
同時に、反射面であることで、色収差の発生もないので
性能上好ましい。
【0054】また、本発明に用いる回転非対称面は、偏
心して配置された各面の偏心面と略同一の面を対称面と
なるようにすることで、対称面を挟んで左右両側を対称
にすることができ、収差補正と製作性を大幅に向上させ
ることができる。
【0055】また、以上の何れの場合も、次の条件式を
満足することが望ましい。次の条件式は、例えば水平線
を写したときに弓なり湾曲してしまう弓なりな回転非対
称な像歪みに関するものである。図19に示すように、
広角端においてY−Z面内でX方向の最大画角の主光線
が回転非対称面と交差する点における前記回転非対称面
の法線のtanの値と、軸上主光線が前記回転非対称面
と交差する点における前記回転非対称面の法線のtan
の値との差をDYとするとき、 |DY|<0.5 ・・・(3−1) なる条件を満足することが重要である。上記条件式の上
限の0.5を越えると、弓なりな像歪みが補正過剰とな
り、像が弓なりに歪んでしまう。
【0056】さらに、好ましくは、 |DY|<0.2 ・・・(3−2) なる条件を満足するこが好ましい。
【0057】また、次の条件式は、台形に発生する像歪
みに関するものである。回転非対称面の偏心方向をY−
Z面内とすると、広角端におけるY正方向の最大画角の
主光線とY負方向の最大画角の主光線とがその回転非対
称面と当たる部分のX方向の曲率の比をCxnとすると
き、 |Cxn|<1 ・・・(4−1) 又は、 1<|Cxn|<10 ・・・(4−2) なる条件のどちらかを満足することが重要となる。上記
条件式の範囲を越えると、Y正方向光線を反射している
場合には、Y負の方向に上辺が短くなる台形歪みが大き
くなりすぎ、他の面で補正することが不可能になる。ま
た、逆にY負方向光線を反射している場合には、Y正の
方向に上辺が短くなる台形歪みが大きく発生し、他の面
で補正することが難しくなる。また、1になる場合はこ
の面で発生する台形歪みを少なくすることができないの
で、台形歪みが出っ放しになる。つまり、1以外の条件
に入る値で他の面とのバランスをとってお互いに補正し
合うことが重要である。
【0058】さらに好ましくは、 |Cxn|<0.5 ・・・(4−3) 又は、 1<|Cxn|<3 ・・・(4−4) なる条件式を満足することが好ましい。
【0059】また、次の条件は回転非対称面のパワーに
関するものである。今、広角端において、実像式ファイ
ンダーの対物光学系の第1面に軸上主光線に沿ったX方
向、Y方向に対し微小な高さdの平行光線を通す。その
光線が中間像を形成するのに関与する面の中最も中間像
に近い面から射出する際の軸上主光線に対する傾角のs
inを上記dで割った値を中間像を形成するパワーと
し、それぞれPX,PYとする。また、回転非対称面の
軸上主光線近傍でのX方向、Y方向の面のパワーをそれ
ぞれPXn ,PYn とする。その際、以下の条件を満足
することが重要である。
【0060】 0<|PXn /PX|<1 ・・・(5−1) 0<|PYn /PY|<1 ・・・(5−2) これらの条件式は、回転非対称面の作用を効果的に発揮
するために設けた条件式で、それぞれの下限を越えた場
合は、回転非対称面がパワーを持たなくなり、回転非対
称な偏心収差を補正することができなくなり、対物光学
系のZ軸方向の小型化が図れなくなる。また、上限の1
を越えた場合は、回転非対称面のパワーが強くなり過
ぎ、逆にその回転非対称面で発生する回転非対称な収差
が大きくなり過ぎ、他の面でその補正ができなくなる。
【0061】さらに好ましくは、 0<|PXn /PX|<0.6 ・・・(5−3) 0<|PYn /PY|<0.6 ・・・(5−4) を満足することで、収差補正上また面製作上も有利にな
る。
【0062】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の実像式ファイン
ダーの各実施例の説明をする。図1に実施例1の実像式
ファインダーの広角端でのY−Z断面図(a)とX−Z
断面図(b)を示す。まず、座標系を説明すると、遠方
の物点中心を通り、対物光学系Obの開口中心を通過し
て中間像面S11中心に到達し、さらに接眼光学系Ocを
通り射出瞳中心に入射する光線を軸上主光線とし、その
軸上主光線が光学系の第1面S1 に交差するまでの直線
によって定義される光軸をZ軸とし、そのZ軸と直交し
かつ実像式ファインダーを構成する各面の偏心面内の軸
をY軸と定義し、Z軸と直交しかつY軸と直交する軸を
X軸とする。
【0063】実施例1は、図1に示すように、物体側よ
り順に、正の屈折力を有する対物光学系Obと、像反転
光学部材としてポロプリズムを用いた像反転光学系PP
と、正の屈折力を有する接眼光学系Ocからなる実像式
ファインダーである。光学系を構成する面に物体側から
順に符号S1 〜S18を付与してあるが、その添字の番号
は後記する構成パラメータの面番号に一致する。なお、
中間像面はS11、アイポイントはS18である。
【0064】さらに詳しくは、対物光学系Obは、物体
側より順に、負の屈折力の第1群G1と正の屈折力の第
2群G2と負の屈折力の第3群G3とからなり、各群の
間隔を変化させることで変倍を行う変倍比が約3倍のズ
ームレンズであり、第3面S3 、第4面S4 、第5面S
5 に以下の式(d)で与えられる回転対称な非球面を用
いている。また、像反転光学系PPとしてのポロプリズ
ムは、それぞれが2つの反射面S8 、S9 、S13、S14
を有する2つのブロックP1、P2からなり、その間の
中間像面S11に対物光学系Obによる物体の中間像が形
成される。本実施例ではそのポロプリズムの中、中間像
よりも物体側にあるブロックP1の2つの反射面S8
9 に下記の式(a)で与えられる回転非対称な面を適
用している。また、同時に、物体側のブロックP1の入
射側の屈折面S7 にも曲率を付け、そこに下記式(d)
で与えられる回転対称な非球面を導入している。また、
接眼光学系Ocは正レンズ1枚からなり、物体側の面S
16に下記式(d)で与えられる回転対称な非球面を導入
している。
【0065】本実施例の回転対称非球面は、 Z=(y2 /R)/[1+{1−(1+K)y2 /R2 1/2 ] Ay4 +By6 +Cy8 +Dy10+・・・ ・・・(d) で与えられる。ただし、Zを光の進行方向を正とした光
軸(軸上主光線)とし、yを光軸と垂直な方向にとる。
ここで、Rは近軸曲率半径、Kは円錐係数、A、B、
C、D…はそれぞれ4次、6次、8次、10次の非球面
係数である。この定義式のZ軸が回転対称非球面の軸と
なる。
【0066】本実施例の回転非対称面は、 Z=C2 +C3 y+C4 x +C5 2 +C6 yx+C7 2 +C8 3 +C9 2 x+C10yx2 +C113 +C124 +C133 x+C142 2 +C15yx3 +C164 +C175 +C184 x+C193 2 +C202 3 +C21yx4 +C225 +C236 +C245 x+C254 2 +C263 3 +C272 4 +C28yx5 +C296 +C307 +C316 x+C325 2 +C334 3 +C343 4 +C352 5 +C36yx6 +C377 ・・・・・ ・・・(a) で与えられる。この定義式のZ軸が回転非対称面の軸と
なる。
【0067】対物光学系Obを構成するズームレンズに
ついて詳しく説明すると、図2に実施例1の対物光学系
Obの広角端(a)、標準状態(b)、望遠端(c)で
の各群G1〜G3の位置を像反転光学系PPの入射側の
屈折面S7 を基準にして示してある。第1群G1は両凹
負レンズ、第2群G2は両凸正レンズ、第3群G3は両
凹負レンズからなる。広角端から望遠端にかけて、第1
群G1は広角端から標準状態まで若干観察側へ後退し、
標準状態から望遠端までは物体側へ繰り出され、望遠端
で広角端と同じ位置になり、また、第2群G2、第3群
G3は観察側から物体側へ繰り出されるが、第2群G2
の方が速度が速い。
【0068】本実施例において、このような構成を採る
ことで、対物光学系Obとそれにより形成される物体の
中間像との間に配置されたポロプリズムPP内部にパワ
ーを持つこととなるので、像反転に必要なだけの光路長
を確保したまま、バックフォーカスを小さくする効果を
得ることができ、対物光学系Obが極端なレトロフォー
カスタイプを採る必要がなくなり、対物光学系ObのZ
軸方向の小型化が可能となる。
【0069】この実施例の水平半画角は22.258°
〜15.043°〜9.240°、垂直半画角は12.
586°〜8.542°〜5.275°、瞳径は直径4
mmである。この実施例の構成パラメータは後記する
が、構成パラメータ中、偏心が与えられている面につい
ては、その前の面から射出する軸上主光線に沿ってその
前の面からの距離で定義される間隔で与えられる位置を
原点とし、その原点からその軸上主光線の進む方向を新
たなZ軸とし、それに伴ってY−Z断面内で新たなZ軸
に直交する方向を新たなY軸、X−Z断面内で新たなZ
軸に直交する方向を新たなX軸とする。そして、その原
点に対する新たなX軸方向、Y軸方向、Z軸方向の偏心
量(それぞれx、y、z)と、その面の中心軸(自由曲
面については、(a)式のZ軸、回転対称非球面につい
ては、(d)式のZ軸。)の新たなX軸、Y軸、Z軸そ
れぞれを中心とする傾き角(°)(それぞれα、β、
γ)とが与えられている。なお、その場合、αとβの正
はそれぞれの軸の正方向に対しての反時計回りを、γの
正はZ軸の正方向に対しての時計回りを意味する。その
他、球面、(回転対称)非球面の近軸曲率半径、面間隔
(反射後に符号が反転する。)、媒質の屈折率、アッベ
数が慣用法に従って与えられている。また、後記する構
成パラメータにおいて、データの記載されていない非球
面に関する項は0である。屈折率についてはd線(波長
587.56nm)に対するものを表記してある。長さ
の単位はmmであるが、もちろん任意の係数倍をしても
よい。以上、実施例2以降についても同じ。
【0070】図3に、実施例2の実像式ファインダーの
図1と同様の断面図を示す。また、図4に、実施例2の
実像式ファインダーの図2と同様の各群G1〜G3の位
置を示す図を示す。実施例2は、実施例1と同様の構成
を採用したまま、変倍比を4倍程度まで上げた例であ
る。
【0071】すなわち、実施例2は、図3に示すよう
に、物体側より順に、正の屈折力を有する対物光学系O
bと、像反転光学部材としてポロプリズムを用いた像反
転光学系PPと、正の屈折力を有する接眼光学系Ocか
らなる実像式ファインダーである。光学系を構成する面
に物体側から順に符号S1 〜S18を付与してあるが、そ
の添字の番号は後記する構成パラメータの面番号に一致
する。なお、中間像面はS11、アイポイントはS18であ
る。
【0072】そして、対物光学系Obは、物体側より順
に、負の屈折力の第1群G1と正の屈折力の第2群G2
と負の屈折力の第3群G3とからなり、各群の間隔を変
化させることで変倍を行う変倍比が約4倍のズームレン
ズであり、第3面S3 、第4面S4 、第5面S5 に式
(d)で与えられる回転対称な非球面を用いている。ま
た、像反転光学系PPとしてのポロプリズムは、それぞ
れが2つの反射面S8 、S9 、S13、S14を有する2つ
のブロックP1、P2からなり、その間の中間像面S11
に対物光学系Obによる物体の中間像が形成される。本
実施例ではそのポロプリズムの中、中間像よりも物体側
にあるブロックP1の2つの反射面S8 、S9 に式
(a)で与えられる回転非対称な面を適用している。ま
た、同時に、物体側のブロックP1の入射側の屈折面S
7 にも曲率を付け、そこに式(d)で与えられる回転対
称な非球面を導入している。また、接眼光学系Ocは正
レンズ1枚からなり、物体側の面S16に式(d)で与え
られる回転対称な非球面を導入している。
【0073】対物光学系Obを構成するズームレンズに
ついては、図4に広角端(a)、標準状態(b)、望遠
端(c)での各群G1〜G3の位置を像反転光学系PP
の入射側の屈折面S7 を基準にして示すように、第1群
G1は両凹負レンズ、第2群G2は両凸正レンズ、第3
群G3は両凹負レンズからなり、広角端から望遠端にか
けて、第1群G1は広角端から標準状態まで物体側へ若
干繰り出され、標準状態から望遠端までは同じ位置にな
り、また、第2群G2、第3群G3は観察側から物体側
へ繰り出されるが、第2群G2の方が速度が速い。
【0074】実施例2の水平半画角は22.258°〜
12.501°〜6.629°、垂直半画角は12.5
86°〜7.262°〜3.799°、瞳径は直径4m
mである。
【0075】図5に、実施例3の実像式ファインダーの
図1と同様の断面図を示す。また、図6に、実施例3の
実像式ファインダーの図2と同様の各群G1〜G3の位
置を示す図を示す。実施例3は、図5に示すように、物
体側より順に、正の屈折力を有する対物光学系Obと、
像反転光学部材としてポロプリズムを用いた像反転光学
系PPと、正の屈折力を有する接眼光学系Ocからなる
実像式ファインダーである。光学系を構成する面に物体
側から順に符号S1 〜S18を付与してあるが、その添字
の番号は後記する構成パラメータの面番号に一致する。
なお、中間像面はS11、アイポイントはS18である。
【0076】そして、対物光学系Obは、物体側より順
に、負の屈折力の第1群G1と正の屈折力の第2群G2
と正の屈折力の第3群G3とからなり、各群の間隔を変
化させることで変倍を行う変倍比が約3倍のズームレン
ズであり、第2面S2 、第3面S3 、第5面S5 に式
(d)で与えられる回転対称な非球面を用いている。ま
た、像反転光学系PPとしてのポロプリズムは、それぞ
れが2つの反射面S8 、S9 、S13、S14を有する2つ
のブロックP1、P2からなり、その間の中間像面S11
に対物光学系Obによる物体の中間像が形成される。本
実施例ではそのポロプリズムの中、中間像よりも物体側
にあるブロックP1の2つの反射面S8 、S9 に式
(a)で与えられる回転非対称な面を適用している。ま
た、同時に、物体側のブロックP1の入射側の屈折面S
7 にも曲率を付け、そこに式(d)で与えられる回転対
称な非球面を導入している。また、接眼光学系Ocは正
レンズ1枚からなり、物体側の面S16に式(d)で与え
られる回転対称な非球面を導入している。
【0077】対物光学系Obを構成するズームレンズに
ついては、図6に広角端(a)、標準状態(b)、望遠
端(c)での各群G1〜G3の位置を像反転光学系PP
の入射側の屈折面S7 を基準にして示すように、第1群
G1は両凹負レンズ、第2群G2は両凸正レンズ、第3
群G3は両凸正レンズからなり、広角端から望遠端にか
けて、第1群G1は広角端から標準状態まで若干観察側
へ後退し、標準状態から望遠端までは物体側へ繰り出さ
れ、望遠端で広角端と同じ位置になり、また、第2群G
2、第3群G3は略同じ速度で観察側から物体側へ繰り
出されるが、両群の間隔が標準状態で若干広がる。
【0078】本実施例においても、このような構成を採
ることで、対物光学系Obとそれにより形成される物体
の中間像との間に配置されたポロプリズムPP内部にパ
ワーを持つこととなるので、像反転に必要なだけの光路
長を確保したまま、バックフォーカスを小さくする効果
を得ることができ、対物光学系Obが極端なレトロフォ
ーカスタイプを採る必要がなくなり、対物光学系Obの
Z軸方向の小型化が可能となる。
【0079】実施例3の水平半画角は22.258°〜
15.043°〜9.240°、垂直半画角は12.5
86°〜8.542°〜5.275°、瞳径は直径4m
mである。
【0080】実施例4は、図示を省くが、実施例1と同
様の構成の実像式ファインダーであるが、Z軸方向に実
施例1より約10%大きい。この実施例の広角端から望
遠端にかけの各群の移動軌跡は、第1群G1は広角端か
ら望遠端まで固定され、第2群G2、第3群G3は観察
側から物体側へ繰り出されるが、第2群G2の方が速度
が速い。その他の構成は実施例1と同様である。この実
施例の水平半画角は22.258°〜15.043°〜
9.240°、垂直半画角は12.586°〜8.54
2°〜5.275°、瞳径は直径4mmである。
【0081】実施例5は、図示を省くが、実施例3と同
様の構成の実像式ファインダーであるが、ポロプリズム
PPの屈折率を小さくしたので、Z軸方向に実施例3よ
り約10%大きい。この実施例の水平半画角は22.2
58°〜15.043°〜9.240°、垂直半画角は
12.586°〜8.542°〜5.275°、瞳径は
直径4mmである。
【0082】以下に、上記実施例1〜5の構成パラメー
タを示す。なお、構成パラメータ中、回転非対称面は自
由曲面と表記されている。 実施例1 面番号 曲率半径 間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 3000.0000 1 -7.749 0.80 1.5842 30.5 2 11.413 d1 3 4.505 1.61 1.5254 55.8 (非球面1) 4 -5.437 d2 (非球面2) 5 -1847.945 0.80 1.5842 30.5 (非球面3) 6 5.313 d3 7 8.130 4.62 1.5254 55.8 (非球面4) 8 自由曲面[1] -4.62 偏心(1) 1.5254 55.8 9 自由曲面[2] 4.62 偏心(2) 1.5254 55.8 10 ∞ 0.97 11 ∞ 0.00 (中間像面) 12 9.846 5.79 1.5254 55.8 13 ∞ -8.79 偏心(3) 1.5254 55.8 14 ∞ 12.58 偏心(3) 1.5254 55.8 15 ∞ 1.46 16 11.119 2.62 1.4924 57.6 (非球面5) 17 -67.545 18.50 18 ∞ (アイポイント) 自由曲面[1] C5 -2.4937×10-37 -3.4545×10-38 2.6695×10-410 2.2002×10-412 1.0609×10-414 2.5059×10-616 5.0435×10-517 -2.5521×10−5 自由曲面[2] C5 9.0788×10-47 -1.6146×10-38 4.1934×10-410 8.6143×10-512 -1.9168×10-414 3.4457×10-516 5.1791×10-617 -2.3326×10-5 非球面1 K -0.328212 A -0.169591×10-2 B 0.134380×10-4 C -0.189746×10-4 D 0.194669×10-5 非球面2 K -2.693802 A -0.832644×10-4 B 0.737555×10-4 C -0.343977×10-4 D 0.328486×10-5 非球面3 K 462457.2732 A 0.204519×10-2 B -0.658153×10-3 C 0.869289×10-4 D -0.372509×10-5 非球面4 K -20.838307 A 0.179507×10-2 B 0.184123×10-3 C -0.546979×10-4 D 0.305275×10-5 非球面5 K 0.414550 A -0.239353×10-3 B 0.998505×10-5 C -0.519584×10-6 D 0.802739×10-8 偏心(1) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α 135.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α 0.00 β 45.00 γ 0.00 ズーム間隔 広角端 標準状態 望遠端 d1 4.78741 2.78765 0.50000 d2 0.20000 1.02683 3.27793 d3 0.80000 1.86903 2.00948 f1 /fW =-0.463 dz2/dz1 =-0.718 第8面 DY =-0.032269 Cxn = 0.001287 PXn /PX= 0.161172 PYn /PY= 0.112648 第9面 DY =-0.023888 Cxn = 0.000526 PXn /PX= 0.075338 PYn /PY= 0.041007 。
【0083】 実施例2 面番号 曲率半径 間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 3000.0000 1 -8.073 1.00 1.5842 30.5 2 11.506 d1 3 4.576 1.80 1.5254 55.8 (非球面1) 4 -5.496 d2 (非球面2) 5 -1450.283 1.00 1.5842 30.5 (非球面3) 6 4.896 d3 7 7.905 4.62
1.5254 55.8 (非球面4) 8 自由曲面[1] -4.62 偏心(1) 1.5254 55.8 9 自由曲面[2] 4.62 偏心(2) 1.5254 55.8 10 ∞ 0.97 11 ∞ 0.00 (中間像面) 12 9.846 5.79 1.5254 55.8 13 ∞ -8.79 偏心(3) 1.5254 55.8 14 ∞ 12.58 偏心(3) 1.5254 55.8 15 ∞ 1.46 16 11.119 2.62 1.4924 57.6 (非球面5) 17 -67.545 18.50 18 ∞ (アイポイント) 自由曲面[1] C5 -3.2064×10-37 -5.5794×10-3 自由曲面[2] C5 -3.1083×10-37 -7.9326×10-3 非球面1 K -0.363217 A -0.161120×10-3 B -0.502808×10-4 C -0.180331×10-5 D 0.217446×10-6 非球面2 K -3.089352 A -0.631867×10-3 B 0.924280×10-5 C -0.684861×10-5 D 0.458271×10-6 非球面3 K -0.138466×10+12 A -0.248918×10-3 B -0.133924×10-3 C 0.294023×10-4 D -0.166284×10-5 非球面4 K -1.394206 A 0.434082×10-3 B 0.197969×10-4 C -0.158307×10-6 D -0.202573×10-6 非球面5 K 0.789940 A -0.291128×10-3 B 0.668794×10-5 C -0.311071×10-6 D 0.382879×10-8 偏心(1) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α 135.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α 0.00 β 45.00 γ 0.00 ズーム間隔 広角端 標準状態 望遠端 d1 6.65117 3.56446 0.26193 d2 0.10000 0.89393 3.74185 d3 2.12127 5.54162 5.99623 f1 /fW =-0.560 dz2/dz1 =-0.586 第8面 DY = 0.000000 Cxn = 0.000000 PXn /PX= 0.267660 PYn /PY= 0.151933 第9面 DY = 0.000000 Cxn = 0.000000 PXn /PX= 0.380550 PYn /PY= 0.147285 。
【0084】 実施例3 面番号 曲率半径 間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 3000.0000 1 -6.04 0.80 1.5842 30.5 2 12.01 d1 (非球面1) 3 4.88 2.00 1.5254 55.8 (非球面2) 4 -24.24 d2 5 11.36 1.60 1.5254 55.8 (非球面3) 6 -10.08 d3 7 -11.56 4.62 1.5842 30.5 (非球面4) 8 自由曲面[1] -4.62 偏心(1) 1.5842 30.5 9 自由曲面[2] 4.62 偏心(2) 1.5842 30.5 10 ∞ 1.50 11 ∞ 0.00 (中間像面) 12 9.75 5.79 1.5254 55.8 13 ∞ -8.79 偏心(3) 1.5254 55.8 14 ∞ 12.58 偏心(3) 1.5254 55.8 15 ∞ 1.50 16 10.89 2.62 1.4924 57.6 (非球面5) 17 -80.78 18.50 18 ∞ (アイポイント) 自由曲面[1] C5 -1.6852×10-37 -2.4315×10-38 1.3763×10-410 1.3898×10-412 1.8459×10-614 -1.3322×10-416 -2.0500×10-517 -2.2610×10-619 1.0057×10-521 -4.2329×10-5 自由曲面[2] C5 7.8527×10-47 -7.0986×10-48 6.7723×10-510 -8.2393×10-612 -9.9608×10-514 -1.4290×10-416 -2.6818×10-417 9.5642×10-619 2.8647×10-521 -4.4497×10-5 非球面1 K -1.0748 A -5.2009×10-4 B 1.1973×10-4 C -3.2545×10-5 D 2.0110×10-6 非球面2 K -5.0340×10-1 A 3.7165×10-4 B 1.0333×10-4 C -1.2764×10-5 D 8.3066×10-7 非球面3 K -1.0225×10 A -1.6205×10-3 B -2.0873×10-4 C 8.3978×10-6 D -1.1485×10-6 非球面4 K 1.4058×10 A 8.4141×10-4 B 3.5573×10-4 C -6.2518×10-5 D 6.4473×10-6 非球面5 K 1.0547×10-1 A -1.9888×10-4 B 4.4837×10-6 C -2.1334×10-7 D 3.1991×10-9 偏心(1) x 0.00 y 0.00 z 0.00 α 135.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) x 0.00 y 0.00 z 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) x 0.00 y 0.00 z 0.00 α 0.00 β 45.00 γ 0.00 ズーム間隔 広角端 標準状態 望遠端 d1 4.00000 2.32479 0.30000 d2 0.20000 0.30000 0.20000 d3 0.40000 1.43124 4.10000 f1 /fW =-1.436 dz2/dz1 = 0 第8面 DY =-0.002521 Cxn = 0.000969 PXn /PX= 0.118089 PYn /PY= 0.080639 第9面 DY = 0.054421 Cxn = 0.000797 PXn /PX= 0.034475 PYn /PY= 0.037576 。
【0085】 実施例4 面番号 曲率半径 間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 3000.0000 1 -7.642 1.00 1.5842 30.5 2 12.138 d1 3 4.541 1.80
1.5254 55.8 (非球面1) 4 -5.472 d2 (非球面2) 5 -263.097 1.00 1.5842 30.5 (非球面3) 6 5.092 d3 7 7.905 4.62 1.5254 55.8 (非球面4) 8 自由曲面[1] -4.62 偏心(1) 1.5254 55.8 9 自由曲面[2] 4.62 偏心(2) 1.5254 55.8 10 ∞ 0.97 11 ∞ 0.00 (中間像面) 12 9.846 5.79 1.5254 55.8 13 ∞ -8.79 偏心(3) 1.5254 55.8 14 ∞ 12.58 偏心(3) 1.5254 55.8 15 ∞ 1.46 16 11.119 2.62 1.4924 57.6 (非球面5) 17 -67.545 18.50 18 ∞ (アイポイント) 自由曲面[1] C5 -2.4646×10-37 -3.9726×10-38 2.4035×10-410 4.5240×10-412 5.9444×10-514 2.5749×10-416 1.7758×10-417 -1.6772×10-519 -5.8164×10-521 -4.7464×10-5 自由曲面[2] C5 1.1417×10-37 -1.9469×10-48 2.4035×10-4 C10 4.5240×10-412 -1.2588×10-414 -5.0027×10-416 -2.9011×10-417 -1.1324×10-519 -8.8847×10-521 -1.4614×10-6 非球面1 K -0.329320 A -0.152103×10-2 B -0.639381×10-4 C -0.519506×10-5 D 0.473690×10-6 非球面2 K -3.282785 A -0.537075×10-3 B 0.990465×10-6 C -0.104711×10-4 D 0.774782×10-6 非球面3 K -24372.26332 A -0.495068×10-3 B -0.141484×10-3 C 0.297517×10-4 D -0.129449×10-5 非球面4 K -0.924551 A 0.545355×10-3 B -0.142582×10-4 C -0.222236×10-5 D -0.187769×10-6 非球面5 K 0.789940 A -0.291128×10-3 B 0.668794×10-5 C -0.311071×10-6 D 0.382879×10-8 偏心(1) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α 135.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) x 0.000 y 0.000 z 0.000 α 0.00 β 45.00 γ 0.00 ズーム間隔 広角端 標準状態 望遠端 d1 5.20000 2.91230 0.50000 d2 0.20000 1.07610 3.24184 d3 0.80000 2.21160 2.45816 f1 /fW =-0.459 dz2/dz1 =-0.647 第8面 DY =-0.048534 Cxn = 0.001736 PXn /PX= 0.181014 PYn /PY= 0.110186 第9面 DY =-0.123494 Cxn = 0.002225 PXn /PX= 0.008871 PYn /PY= 0.051043 。
【0086】 実施例5 面番号 曲率半径 間隔 偏心 屈折率 アッベ数 物体面 ∞ 3000.0000 1 -7.21 0.80 1.5842 30.5 2 10.14 d1 (非球面1) 3 5.24 2.00 1.5254 55.8 (非球面2) 4 -45.46 d2 5 14.68 1.60 1.5254 55.8 (非球面3) 6 -8.78 d3 7 -14.36 4.62 1.5254 55.8 (非球面4) 8 自由曲面[1] -4.62 偏心(1) 1.5254 55.8 9 自由曲面[2] 4.62 偏心(2) 1.5254 55.8 10 ∞ 1.50 11 ∞ 0.00 (中間像面) 12 9.45 5.79 1.5254 55.8 13 ∞ -8.79 偏心(3) 1.5254 55.8 14 ∞ 12.58 偏心(3) 1.5254 55.8 15 ∞ 1.50 16 10.91 2.62 1.4924 57.6 (非球面5) 17 -79.29 18.50 18 ∞ (アイポイント) 自由曲面[1] C5 -2.3770×10-37 -3.1902×10-38 2.2752×10-410 4.0118×10-512 -3.3348×10-514 -1.7642×10-416 -1.1360×10-517 3.7297×10-6 自由曲面[2] C5 9.7327×10-47 -2.3890×10-38 2.2095×10-410 -7.7803×10-512 -3.1397×10-514 1.2066×10-416 -1.4635×10-417 1.1908×10-5 非球面1 K 9.5350×10-1 A -3.8896×10-4 B 2.9938×10-5 C -2.6144×10-5 D 2.1315×10-6 非球面2 K -6.3999×10-1 A 1.8291×10-4 B 1.1997×10-4 C -2.1612×10-5 D 9.5866×10-7 非球面3 K -1.3708×10 A -1.4033×10-3 B -1.3244×10-4 C 8.8081×10-6 D -2.1819×10-7 非球面4 K 2.4602×10 A 6.9178×10-4 B 2.8044×10-4 C -6.3141×10-5 D 7.4779×10-6 非球面5 K 8.7308×10-2 A -2.0870×10-4 B 5.3399×10-6 C -2.5127×10-7 D 3.7542×10-9 偏心(1) x 0.00 y 0.00 z 0.00 α 135.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(2) x 0.00 y 0.00 z 0.00 α -45.00 β 0.00 γ 0.00 偏心(3) x 0.00 y 0.00 z 0.00 α 0.00 β 45.00 γ 0.00 ズーム間隔 広角端 標準状態 望遠端 d1 4.90000 2.47329 0.70000 d2 0.20000 0.36713 0.20000 d3 0.50000 2.11811 4.70000 f1 /fW =-1.459 dz2/dz1 = 0 第8面 DY =-0.006003 Cxn = 0.000289 PXn /PX= 0.148615 PYn /PY= 0.107046 第9面 DY = 0.018873 Cxn =-0.000572 PXn /PX= 0.111291 PYn /PY= 0.043830 。
【0087】次に、上記実施例1の広角端、標準状態、
望遠端での中心及びX方向、Y方向最大画角における横
収差状況をそれぞれ図7〜図9に示す。また、実施例2
の同様の横収差状況を図10〜図12に、実施例4の同
様の横収差状況を図13〜図15に示す。これら横収差
を表す図において、括弧内に示された数字は(水平(X
方向)画角,垂直(Y方向)画角)を表し、その画角に
おける横収差図を示す。ただし、これら横収差は接眼光
学系Ocの観察側に無収差結像レンズを配置してその結
像面上での横収差である。
【0088】以上の本発明の実像式ファインダーは例え
ば次のように構成することが望ましい。 〔1〕 物体側から順に、正の屈折力を有する対物光学
系と、該対物光学系による中間像を正立正像にするため
のポロプリズムを含む像反転光学系と、正の屈折力を有
する接眼光学系とを有する実像式ファインダーにおい
て、前記ポロプリズムの反射面の中少なくとも1面がパ
ワーを有し、さらに、前記ポロプリズムの中少なくとも
1面が回転非対称な面形状を有することを特徴とする実
像式ファインダー。
【0089】〔2〕 前記の回転非対称な面形状の少な
くとも1面が、軸上主光線に対して偏心していることを
特徴とする上記〔1〕記載の実像式ファインダー。
【0090】〔3〕 前記の回転非対称な面形状は、そ
の面内及び面外共に回転対称軸を有しないことを特徴と
する上記〔2〕記載の実像式ファインダー。
【0091】〔4〕 物点中心を通り、対物光学系の絞
り中心又は開口中心を通過して中間像面中心に到達し、
さらに接眼光学系を通り瞳中心に入射する光線を軸上主
光線とし、軸上光線が前記回転非対称面に交差するまで
の直線によって定義される軸をZ軸とし、前記Z軸と直
交し、かつ、前記回転非対称面の偏心面内の軸をY軸と
定義し、前記Z軸と直交し、かつ、前記Y軸と直交する
軸をX軸とするとき、広角端においてY−Z面内でX方
向の最大画角の主光線が前記回転非対称面と交差する点
における前記回転非対称面の法線のtanの値と、軸上
主光線が前記回転非対称面と交差する点における前記回
転非対称面の法線のtanの値との差をDYとすると
き、 |DY|<0.5 ・・・(3−1) なる条件を満足することを特徴とする上記〔1〕から
〔3〕の何れか1項記載の実像式ファインダー。
【0092】〔5〕 物点中心を通り、対物光学系の絞
り中心又は開口中心を通過して中間像面中心に到達し、
さらに接眼光学系を通り瞳中心に入射する光線を軸上主
光線とし、軸上光線が前記回転非対称面に交差するまで
の直線によって定義される軸をZ軸とし、前記Z軸と直
交し、かつ、前記回転非対称面の偏心面内の軸をY軸と
定義し、前記Z軸と直交し、かつ、前記Y軸と直交する
軸をX軸とするとき、前記回転非対称面の広角端におけ
るY正方向の最大画角の主光線とY負方向の最大画角の
主光線とが前記回転非対称面と当たる部分のX方向の曲
率の比をCxnとするとき、 |Cxn|<1 ・・・(4−1) 又は、 1<|Cxn|<10 ・・・(4−2) なる条件のどちらかを満足することを特徴とする上記
〔1〕から〔3〕の何れか1項記載の実像式ファインダ
ー。
【0093】〔6〕 物点中心を通り、対物光学系の絞
り中心又は開口中心を通過して中間像面中心に到達し、
さらに接眼光学系を通り瞳中心に入射する光線を軸上主
光線とし、軸上光線が前記回転非対称面に交差するまで
の直線によって定義される軸をZ軸とし、前記Z軸と直
交し、かつ、前記回転非対称面の偏心面内の軸をY軸と
定義し、前記Z軸と直交し、かつ、前記Y軸と直交する
軸をX軸とするとき、広角端において、前記対物光学系
の第1面に軸上主光線に沿ったX方向、Y方向に対し微
小な高さdの平行光線を通し、その光線が中間像を形成
するのに関与する面の中最も中間像に近い面から射出す
る際の軸上主光線に対する傾角のsinを前記dで割っ
た値をそれぞれPX,PYとし、また、前記回転非対称
面の軸上主光線近傍でのX方向、Y方向の面のパワーを
それぞれPXn ,PYn とするとき、 0<|PXn /PX|<1 ・・・(5−1) 0<|PYn /PY|<1 ・・・(5−2) なる条件を満足することを特徴とする上記〔1〕から
〔3〕の何れか1項記載の実像式ファインダー。
【0094】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、像反転光学系内の反射面にパワーを持たせる
ことで、厚み方向の小型化を図り、同時に像反転光学系
内に回転非対称な面を用いることで、回転非対称な偏心
収差を補正した高性能な実像式ファインダーを得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の実像式ファインダーの広角
端での断面図である。
【図2】実施例1の対物光学系の広角端(a)、標準状
態(b)、望遠端(c)での各群の位置を示す図であ
る。
【図3】本発明の実施例2の実像式ファインダーの広角
端での断面図である。
【図4】実施例2の対物光学系の広角端(a)、標準状
態(b)、望遠端(c)での各群の位置を示す図であ
る。
【図5】本発明の実施例3の実像式ファインダーの広角
端での断面図である。
【図6】実施例3の対物光学系の広角端(a)、標準状
態(b)、望遠端(c)での各群の位置を示す図であ
る。
【図7】実施例1の広角端での横収差状況を示す収差図
である。
【図8】実施例1の標準状態での横収差状況を示す収差
図である。
【図9】実施例1の望遠端での横収差状況を示す収差図
である。
【図10】実施例2の広角端での横収差状況を示す収差
図である。
【図11】実施例2の標準状態での横収差状況を示す収
差図である。
【図12】実施例2の望遠端での横収差状況を示す収差
図である。
【図13】実施例4の広角端での横収差状況を示す収差
図である。
【図14】実施例4の標準状態での横収差状況を示す収
差図である。
【図15】実施例4の望遠端での横収差状況を示す収差
図である。
【図16】偏心した反射面により発生する像面湾曲を説
明するための概念図である。
【図17】偏心した反射面により発生する非点収差を説
明するための概念図である。
【図18】偏心した反射面により発生するコマ収差を説
明するための概念図である。
【図19】本発明において用いるパラメータDYを説明
するための図である。
【符号の説明】
Ob…対物光学系 PP…像反転光学系(ポロプリズム) Oc…接眼光学系 G1…第1レンズ群 G2…第2レンズ群 G3…第3レンズ群 P1、P2…プリズムブロック S1 〜S10、S12〜S17…光学面 S11…中間像面 S18…アイポイント M …凹面鏡

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物体側から順に、正の屈折力を有する対
    物光学系と、該対物光学系による中間像を正立正像にす
    るためのポロプリズムを含む像反転光学系と、正の屈折
    力を有する接眼光学系とを有する実像式ファインダーに
    おいて、前記ポロプリズムの反射面の中少なくとも1面
    がパワーを有し、さらに、前記ポロプリズムの中少なく
    とも1面が回転非対称な面形状を有することを特徴とす
    る実像式ファインダー。
  2. 【請求項2】 前記の回転非対称な面形状の少なくとも
    1面が、軸上主光線に対して偏心していることを特徴と
    する請求項1記載の実像式ファインダー。
  3. 【請求項3】 前記の回転非対称な面形状は、その面内
    及び面外共に回転対称軸を有しないことを特徴とする請
    求項2記載の実像式ファインダー。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6643062B1 (en) 1999-09-07 2003-11-04 Olympus Optical Co., Ltd. Finder optical system and image pickup apparatus using the same
US7050239B2 (en) 2000-09-26 2006-05-23 Olympus Corporation Real image mode variable magnification finder

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