JP4181654B2 - Variable magnification finder - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は実像式の変倍ファインダーに関し、特に撮影系とは別体に設けた外部式のファインダーにおいて、そのファインダーを構成する対物レンズ系のレンズ構成を適切に設定することにより小型で、しかも良好なるファインダー像の観察を可能とした、例えばスチルカメラやビデオカメラ等に好適な実像式の変倍ファインダーに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来より撮影系とファインダー系が別体に構成されているカメラでは撮影系が変倍系のときにはファインダー系も変倍系より構成し、撮影系の変倍に伴いファインダー視野倍率が変化するように構成している。一般に変倍ファインダーにはカメラに組み込むことから小型でしかも所定の変倍比が容易に得られる構成のものが要求されている。
【0003】
本出願人は特開平8−69032号公報において対物レンズを正の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群で構成し、第3群を物体側へ移動させて変倍をし、変倍に伴う像面変動(視度変動)を第2群を移動させて補正し、該対物レンズにより倍率を種々と変えた物体像をダハプリズム等の像反転部材を介して正立像とし、該正立像を接眼レンズで観察するようにした実像式の変倍ファインダーを提案している。
【0004】
又、本出願人は特開昭61−156018号公報や特開平1−116616号公報等において対物レンズを負の屈折力の第1群、正の屈折力の第2群、そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群で構成し、第2群を物体側へ移動させて変倍をし、変倍に伴う像面変動を第1群を移動させて補正し、該対物レンズにより倍率を種々と変えた物体像をポロプリズム等の像反転部材を介して正立像とし、該正立像を接眼レンズで観察するようにした実像式の変倍ファインダーを提案している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
先の特開平8−69032号公報や特開昭61−156018号公報や特開平1−116616号公報等で提案されている実像式のファインダーでは、対物レンズ系によって、結像面に形成した物体像からの光束を後続する像反転光学系や接眼レンズに導光するようにしている。そして、これらの各公報では各レンズ群のレンズ構成を適切に設定して良好なるファインダー像の観察を行っている。
【0006】
実像式の変倍ファインダーにおいて、レンズ系全体の小型化を図りつつ所定の変倍比を得るには、特に対物レンズのレンズ構成を適切に設定する必要がある。例えば、対物レンズ系のレンズ構成が不適切であると、レンズ系全体が大型化するとともに変倍に伴う収差変動が増大している。一般にレンズ系全体の小型化を図るには各レンズ群の屈折力を強くすれば良いが、単に強くすると変倍の際の収差変動が増大し、良好なるファインダー像の観察が難しくなってくる。
【0007】
本発明は、変倍部を有する対物レンズ系のレンズ構成を適切に設定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、所定の変倍比が容易に得られ、しかも全変倍範囲にわたり良好なるファインダー像の観察ができる小型の実像式の変倍ファインダーの提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
第1発明の変倍ファインダーは、物体側より順に、変倍機能を有する正の屈折力の対物レンズ系、該対物レンズ系により形成した物体像を正立像とする像反転光学系と、該正立像を観察者に導く接眼レンズ系とを有する変倍ファインダーにおいて、該対物レンズ系は、正の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、該第2群は観察側へ凸状の軌跡を有して移動し、該第3群は物体側へ該第2群との空気間隔が減少するように移動しており、該第2群の広角端に対する望遠端の光軸上の位置の差をm2(但し、観察側に設けたときを正)、広角端における該第1群の最も物体側のレンズ面から該第3群の最も像面側のレンズ面までの距離をL0とし、前記対物レンズ系の第i群の焦点距離をfiとしたとき、
−0.5 < m2/L0 < 0.1 ・・・(1a)
−0.1 < f2/f1 ≦ −0.022 ・・・(2a)
0.019 ≦ f3/f1 < 0.1 ・・・(3a)
なる条件を満足することを特徴としている。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の変倍ファインダーの要部断面図、図2〜図7は各々本発明の後述する数値実施例1〜6のレンズ断面図である。図2〜図7においては図1に示すファインダー光路を展開した状態で示している。レンズ断面図は広角端のズーム位置を示している。図8〜図25は本発明の数値実施例1〜6をmm単位で表わしたときの基準距離3mの収差図を示している。
【0010】
図中、10は変倍部(変倍機能)を有する正の屈折力の対物レンズ系であり、物体像(ファインダー像)を所定面上に形成している。
【0011】
Fは反射面を有するフィールドレンズであり、3角プリズム形状より成っている。フィールドレンズF1は対物レンズ10からの光束を入射面F1より入射させ、反射面F2で反射させ、F3で全反射させた後に凸面を観察側(E)に向けた正の屈折力のレンズ面F4より射出させている。4はファインダー視野枠であり、機械的又は液晶等の表示手段から成っている。
【0012】
Pは像反転光学系であり、ダハ面を含む4つの反射面を有するダハプリズムより成っている。Leは正の屈折力の接眼レンズである。ダハプリズムPはフィールドレンズFからの光束を入射面P1より入射させ、面P2で全反射させた後に、ダハ面P3で全反射させて入射面P1で全反射させて面P2より射出させて接眼レンズLeに導光している。
【0013】
対物レンズ系10によってフィールドレンズFとダハプリズムPとの間のファインダー視野枠4に形成された物体像をフィールドレンズFとダハプリズムPを介して上下左右に反転して正立像に変換している。本実施形態ではフィールドレンズFとダハプリズムPは像反転手段の一要素を構成している。尚、像反転手段の一要素としてポロプリズム等を用いても良い。
【0014】
図2〜図7ではフィールドレンズFとダハプリズムPは簡単の為に光路を展開した2つのガラスブロックとして示している。正の屈折力の接眼レンズLeはファインダー視野枠4に形成した物体像をダハプリズムPを介して正立の物体像としてアイポイントEより観察している。ファインダー視野枠4にはファインダー視野範囲を示すフレームや各種の情報等を設けている。
【0015】
対物レンズ系10は観察側に凸面を向けた単一の正レンズより成る第1群L1、物体側に凹面を向けた単一の負レンズより成る第2群L2、両レンズ面が凸面の単一の正レンズより成る第3群L3の3つのレンズ群より構成している。このように、各レンズ群を単一レンズより構成することによりレンズ系全体の小型化及び簡素化を図っている。
【0016】
本実施例では第3群L3を矢印の如く物体側へ移動させて変倍を行い、それに伴う像面変動(ファインダー視度)の変化を第2群を矢印の如く観察側に凸状の軌跡を有しつつ移動させて補正している。第1群は変倍の際、固定である。
【0017】
本実施例においては対物レンズ系10を第1,第2,第3群の3つのレンズ群より構成すると共に、各レンズ群に所定形状の非球面を施し、該対物レンズ系10による物体像をフィールドレンズFとダハプリズムPとの間のファインダー視野枠4に形成する構成をとることにより収差補正を容易にし、良好なる物体像の観察を可能としている。
【0018】
本発明に係る対物レンズ系は基本的には負の屈折力の前群(第1群と第2群)と正の屈折力の後群(第3群)のレトロフォーカスタイプを形成し、対物レンズ系のバックフォーカスを十分長く確保している。
【0019】
また、各実施例において、フィールドレンズを有しており、更に像反転機能を有している。前記フィールドレンズは、対物レンズ系を射出した主光線経路を反射させた後、正の屈折力を有するレンズ面F4により収斂光もしくは平行光として正立正像用の像反転光学系Pに入射させることにより像反転光学系の小型化を可能としている。また、一部材で像反転光学系とフィールドレンズとしての効果を同時に持たせることによりローコスト化を実現している。本実施例においてフィールドレンズのレンズ面F4は球面で構成しているが、非球面、トーリック面等にしても同様の効果が得られる。
【0020】
次に前述した第1発明の構成の特徴について説明する。
【0021】
第1発明は数値実施例1〜6に相当している。
【0022】
第1発明は、最も物体側に正レンズ群を配置し、対物レンズ系を物体側から順に正の第1群、負の第2群、正の第3群で構成し第3群を広角端から望遠端にかけて物体側へ移動させ変倍を行い、第2群で変倍に伴う視度変化を第2群で補正している。第1発明において第3群を広角端から望遠端にかけて物体側へ大きく移動させて変倍を行い、第2群が広角端から望遠端にかけて往復移動をするように移動させることにより、対物レンズ系の全長を短縮している。
【0023】
条件式(1a)は第2群の移動量を規定したものであり、広角端と望遠端における全長のバランスを保ち、対物レンズ系を小型化するためのものである。下限値を超えると第2群が広角端に対し望遠端で物体側へ移動し過ぎて望遠端における全長が増大するため良くない。また、上限値を超えると第2群が望遠端に対し広角端における全長が長くなり前玉径が大型化するため良くない。また、更に小型化と高性能化のバランスを図るためには、条件式(1a)の下限値を−0.4とすることが好ましい。また、上限値を0. 05とすることが好ましい。
【0026】
条件式(2a)は前記対物レンズ系の第2群と第1群の屈折力の比に関し、主に小型化と高性能化を図るためのものである。
【0027】
条件式(2a)の下限値を超えると、第1群の屈折力が弱くなり過ぎて歪曲収差が補正困難となるため好ましくない。又、上限値を超えると第1群の屈折力が強くなり過ぎて第1群のレンズ径が増大し、また、望遠端のレンズ全長が増大する傾向にあるため好ましくない。
【0028】
更に小型化と高性能化を図るためには、条件式(2a)の下限値を−0.08とすることが好ましい。
【0029】
条件式(3a)は前記対物レンズ系の第3群と第1群の屈折力の比に関し、主に小型化と高性能化を図るためのものである。
【0030】
条件式(3a)の下限値を超えると第1群の屈折力が弱くなり、第3群の屈折力が強くなり過ぎると歪曲収差が補正困難となるため好ましくない。また、上限値を超えると第1群の屈折力が強くなり第3群の屈折力が弱くなり過ぎると第1群のレンズ径が増大し、また、望遠端のレンズ全長が増大する傾向にあるため好ましくない。
【0031】
更に小型化と高性能化を図るためには、条件式(3a)の上限値を0.08とすることが好ましい。
【0032】
(ア−1)前記対物レンズ系の各レンズ群は単一レンズから成り、かつ全体として少なくとも3つの非球面を有していることである。
【0033】
レンズ系全体の小型化を図るためにはレンズ枚数が多いと困難である。故にレンズ枚数を削減するために、各群を単レンズで構成し、このとき発生する収差を補正するために対物レンズ系に少なくとも3面の非球面を用いることが好ましい。更に全変倍領域において高性能化を図るためには、各群が単独である程度収差補正されていなければならず、そのためには対物レンズ系の各群に非球面を用いることが好ましい。
【0034】
(ア−2)前記対物レンズ系と前記像反転光学系との間に反射面を有するフィールドレンズが設けられており、該フィールドレンズは前記対物レンズ系により形成される物体像の位置近傍に正の屈折力のレンズ面aを有しており、該レンズ面aの曲率半径をRf、前記接眼レンズの焦点距離をfe、該物体像の位置と該レンズ面aとの間隔をdfとしたとき
0.2< fe/Rf <2.0 ・・・(4a)
−10<1000×df/fe<0.5・・・(5a)
なる条件を満足することである。
【0035】
条件式(4a)はフィールドレンズのレンズ面の曲率半径を規定しており、適切なフィールド効果を与えるためのものである。
【0036】
条件式(4a)の下限値を超えると、フィールドレンズのレンズ面の曲率半径が増大し過ぎて、フィールドレンズとしての効果が得られなくなり、像反転光学系が大型化するため好ましくない。また、対物レンズ系だけでテレセントリックにしよとすると対物レンズ系の最も観察側のレンズの径が増大するため好ましくない。また、上限値を超えるとフィールドレンズのレンズ面の曲率半径が小さく成り過ぎると、変倍を行う正のレンズ群との屈折力の分担のバランスが崩れ、正のレンズ群の屈折力を弱めるとレンズ全長が増大し、屈折力分担を変えないと広角端における歪曲収差が補正困難となり、いずれにしても好ましくない。
【0037】
更に適切にフィールドレンズのレンズ面を設定するためには、条件式(4a)の下限値を0.4とすることが好ましい。また、上限値を1. 5とすることが好ましい。
【0038】
条件式(5a)は対物レンズによって形成される物体像の位置(焦点位置)と該レンズ面との間隔を適切に設定するためのものである。
【0039】
条件式(5a)の下限値を超えてレンズ面と前記対物レンズの結像面との距離が離れるとフィールドレンズとしての効果が損なわれると共に対物レンズ系が大型化するため良くない。また、上限値を超えてレンズ面と前記対物レンズの焦点位置との距離が離れると正立用の像反転光学系が大型化するため良くない。
【0040】
更に対物レンズの焦点位置と該レンズ面との間隔を適切に設定するためには、条件式(5a)の下限値を−5.0とすることが好ましい。また、上限値をを0.1とすることが好ましい。
【0041】
(ア−3)前記対物レンズ系の広角端における第1群の最も物体側のレンズ面から第3群の最も観察側のレンズ面までの距離をL0、広角端における対物レンズ系の焦点距離をfwとしたとき
1.5<L0 /fw<3.5・・・(6a)
なる条件を満足することである。
【0042】
条件式(6a)は広角端における対物レンズ系の全長を規定したものである。
【0043】
条件式(6a)の下限値を超えると広角端における焦点距離に対して広角端におけるレンズ全長が小さくなり過ぎて良好に収差補正することが困難となるため好ましくない。また、上限値を超えると広角端における焦点距離に対して広角端におけるレンズ全長が増大するため好ましくない。
【0044】
更に広角端における対物レンズ系の全長を適切に設定するためには、条件式(6a)の下限値を1.8とすることが好ましい。また、上限値を2.8とすることが好ましい。
【0045】
次に第2発明の構成の特徴について説明する。尚、第2発明は数値実施例4〜6に相当している。本発明は、物体側より順に、変倍機能を有する正の屈折力の対物レンズ系と、該対物レンズ系により形成した物体像を正立像とする像反転光学系と、該正立像を観察者に導く接眼レンズ系とを有する変倍ファインダーにおいて、該対物レンズ系は負の屈折力の負レンズ群と正の屈折力の正レンズ群を有し、広角端から望遠端への変倍に際して、該正レンズ群が物体側へ移動し、各レンズ群の空気間隔が減少するようにしており、該正レンズ群中の正レンズの材質の屈折率をNpとしたとき、
1.52<Np<1.9 ‥‥‥(1b)
なる条件を満足することを特徴としている。
【0046】
第2発明は、変倍を行う正レンズ群の正レンズの材質の屈折率を適切に設定している。対物レンズ系の小型化を行うためには、変倍群にある程度強い屈折力を設定しなければならない。しかしながら、正の屈折力を強く設定すると、対物レンズ系のぺッツバール和が正の方向に大きく成り過ぎて非点隔差が増大するか、あるいは、周辺の視度がプラスに増大するため良くない。それを補正するためにレンズ枚数を増やしたり、屈折力を弱めると対物レンズの全長の増大を招いてしまう。そこで、第2発明においては前記変倍を行う正レンズ群の正レンズの材質の屈折率を比較的高く設定することによりぺッツバール和が正の方向に増大しないようにし、非点隔差を良好に補正でき、高性能化と小型化を実現している。
【0047】
条件式(1b)は前記正レンズ群のレンズの材質を規定したものであり、非点収差を良好に補正するためのものである。
【0048】
条件(1b)の下限値を超えると、ペッツバール和が正に増大し非点収差が補正困難となるため良くない。また、上限値を超えると
非点収差は良好に補正できるもののレンズの材質のアッべ数が小さくなり、色収差のバランスが悪化するため良くない。
【0049】
更に非点収差を良好に補正するためには、条件式(1b)の下限値を1.56とすることが好ましい。
【0050】
第2発明において、更にレンズ系全体の小型化を図りつつ良好なる光学性能を得るためには、次の諸条件のうちの少なくとも1つを満足させるのが良い。
【0051】
(イ−1)前記対物レンズ系は正の屈折力の第1群、負の屈折力の第2群、そして正の屈折力の第3群の3つのレンズ群を有していることである。
【0052】
第2発明では、第3群で変倍を行い、視度変化を第2群で行っているが、小型化のために第3群の屈折力を強めると、特に広角端において歪曲収差が悪化するため、比較的屈折力の弱い第1群を配置することで歪曲収差を補正し、更なる小型化が図れるため好ましい。
【0053】
(イ−2)前記正レンズ群は光軸中心から周辺にかけて正の屈折力が弱くなる形状の非球面を有しており、前記負レンズ群と正レンズ群の焦点距離を各々fn,fPとしたとき
−2.0<fn/fP<−0.5・・・(2b)
なる条件を満足することである。
【0054】
正レンズ群は変倍群であるため、特に単独で収差補正がなされていなければ、全変倍範囲に渡り高い光学性能を得ることは困難である。そのため、正の屈折力のレンズ群で発生する諸収差を、光軸中心から周辺にかけて正の屈折力が弱くなる非球面を用いれば良好に補正することができるため好ましい。更に高い光学性能を得るために好ましくは、両レンズ面を非球面レンズを有することが好ましい。
【0055】
条件式(2b)の下限値を超えると第3群の屈折力が弱くなり過ぎると、望遠端における光学全長が増大するため好ましくない。また、上限値を超えると第3群の屈折力が強くなり過ぎて特に広角端における歪曲収差が補正困難となるため好ましくない。
【0056】
更に適切な屈折力を設定するためには、条件式(2b)の下限値を−1.5とすることが好ましい。また、上限値を−1.0とすることが好ましい。
【0057】
(イ−3)前記対物レンズ系と前記像反転光学系との間に反射面を有するフィールドレンズが設けられており、該フィールドレンズは前記対物レンズ系により形成される物体像の位置近傍に観察側へ凸面を向けた正の屈折力のレンズ面aを有しており、該レンズ面aの曲率半径をRf、前記接眼レンズの焦点距離をfe、該物体像の位置と該レンズ面aとの間隔をdfとしたとき
0.2< fe/Rf <2.0・・・(3b)
−0.5<1000×df/fe<0.5・・・(4b)
なる条件を満足することである。
【0058】
ここで条件式(3b),(4b)の技術的意味は第1発明の条件式(4a),(5a)と同じである。
【0059】
(イ−4)前記対物レンズ系の各レンズ群は単一レンズから成り、各レンズ群は少なくとも1つの非球面を有していることである。
【0060】
小型化を図りつつ全変倍領域において高性能化を得るためには、各群が単独である程度収差補正されていなければならず、そのためには対物レンズ系の各群に非球面を用いることが好ましい。
【0061】
更に、前記発明において好ましくは、前記フィールドレンズが反射面を2面有することが好ましい。例えば、三角プリズムの射出面に曲率を設けたフィールドレンズとすれば対物レンズ系の光路を折り曲げる等してカメラ等の小型化をはかれ、フィールドレンズと三角プリズムを一体化することでコストアップにもならず、好ましい。
【0062】
尚、第1,第2発明において前記フィールドレンズの屈折力を有する観察側の面と対物レンズ系の結像面を略等しく設定しているが、前記フィールドレンズの屈折力を有する観察側のレンズ面にファインダー情報を設けることが好ましい。このような構成とすることで、物体像に、例えば測距マークなどを重ねて視認でき、しかも比較的ローコストでファインダー情報を表示できる。
【0063】
以下に本発明の数値実施例1〜6を記載する。数値実施例1〜6において、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、Niとνiは各々物体側より順に第i番目のレンズのガラスの屈折率とアッベ数である。
【0064】
非球面形状は光軸方向にX軸、光軸と垂直方向にH軸、光の進行方向を正としレンズの頂点とX軸の交点を原点にとりRをレンズ面の近軸曲率半径、K,B,C,Dを各々非球面係数としたとき、
【0065】
【数1】
なる式で表わされるものである。又「D−0x」は10-Xを意味している。
【0066】
又、前述の各条件式と数値実施例における諸数値との関係を表−1に示す。
【0067】
【外1】
【0068】
【外2】
【0069】
【外3】
【0070】
【外4】
【0071】
【外5】
【0072】
【外6】
【0073】
【表1】
【0074】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、変倍部を有する対物レンズ系のレンズ構成を適切に設定することにより、レンズ系全体の小型化を図りつつ、所定の変倍比が容易に得られ、しかも全変倍範囲にわたり良好なるファインダー像の観察ができる小型の実像式の変倍ファインダーを達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の変倍ファインダーの要部断面図
【図2】 本発明の変倍ファインダーの数値実施例1のレンズ断面図
【図3】 本発明の変倍ファインダーの数値実施例2のレンズ断面図
【図4】 本発明の変倍ファインダーの数値実施例3のレンズ断面図
【図5】 本発明の変倍ファインダーの数値実施例4のレンズ断面図
【図6】 本発明の変倍ファインダーの数値実施例5のレンズ断面図
【図7】 本発明の変倍ファインダーの数値実施例6のレンズ断面図
【図8】本発明の変倍ファインダーの数値実施例1の基準距離3mの広角端の収差図
【図9】本発明の変倍ファインダーの数値実施例1の基準距離3mの中間の収差図
【図10】本発明の変倍ファインダーの数値実施例1の基準距離3mの望遠端の収差図
【図11】本発明の変倍ファインダーの数値実施例2の基準距離3mの広角端の収差図
【図12】本発明の変倍ファインダーの数値実施例2の基準距離3mの中間の収差図
【図13】本発明の変倍ファインダーの数値実施例2の基準距離3mの望遠端の収差図
【図14】本発明の変倍ファインダーの数値実施例3の基準距離3mの広角端の収差図
【図15】本発明の変倍ファインダーの数値実施例3の基準距離3mの中間の収差図
【図16】本発明の変倍ファインダーの数値実施例3の基準距離3mの望遠端の収差図
【図17】本発明の変倍ファインダーの数値実施例4の基準距離3mの広角端の収差図
【図18】本発明の変倍ファインダーの数値実施例4の基準距離3mの中間の収差図
【図19】本発明の変倍ファインダーの数値実施例4の基準距離3mの望遠端の収差図
【図20】本発明の変倍ファインダーの数値実施例5の基準距離3mの広角端の収差図
【図21】本発明の変倍ファインダーの数値実施例5の基準距離3mの中間の収差図
【図22】本発明の変倍ファインダーの数値実施例5の基準距離3mの望遠端の収差図
【図23】本発明の変倍ファインダーの数値実施例6の基準距離3mの広角端の収差図
【図24】本発明の変倍ファインダーの数値実施例6の基準距離3mの中間の収差図
【図25】本発明の変倍ファインダーの数値実施例6の基準距離3mの望遠端の収差図
【符号の説明】
10 対物レンズ系
F フィールドレンズ
P 像反転光学系
Le 接眼レンズ系
L1 第1群
L2 第2群
L3 第3群
E アイポイント
d d線
F F線
C C線
ΔS サジタル像面
ΔM メリディオナル像面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a real image type variable magnification finder, and in particular, in an external finder provided separately from a photographing system, by appropriately setting the lens configuration of an objective lens system constituting the finder, it is small and good The present invention relates to a real image type variable magnification finder suitable for, for example, a still camera or a video camera.
[0002]
[Prior art]
In cameras where the shooting system and viewfinder system have been configured separately, when the shooting system is a variable magnification system, the viewfinder system is also configured with a variable magnification system so that the viewfinder magnification changes as the shooting system changes magnification. It is composed. In general, since the zoom finder is incorporated in a camera, it is required to have a small size and a configuration that can easily obtain a predetermined zoom ratio.
[0003]
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-69032, the applicant of the present invention comprises an objective lens composed of three lens groups, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, and a third group having a positive refractive power. , Moving the third group to the object side to change the magnification, moving the second group to correct the image plane variation (diopter variation) accompanying the magnification change, and changing the magnification by the objective lens A real image type variable magnification finder is proposed in which an image is made into an erect image through an image inverting member such as a roof prism and the erect image is observed with an eyepiece.
[0004]
In addition, the applicant of the present application disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-156018, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-116616, etc., the objective lens as a first group having a negative refractive power, a second group having a positive refractive power, and a positive refractive power. The third lens group is made up of three lens groups, the second group is moved toward the object side to change the magnification, and the image plane variation accompanying the magnification change is corrected by moving the first group. A real image type variable magnification finder has been proposed in which an object image with various magnifications is changed into an erect image through an image inverting member such as a Porro prism, and the erect image is observed with an eyepiece.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the real image type finder proposed in the above-mentioned JP-A-8-69032, JP-A-61-156018, JP-A-1-116616, etc., an object formed on the image plane by an objective lens system The light beam from the image is guided to the subsequent image reversal optical system or eyepiece. In each of these publications, a good viewfinder image is observed by appropriately setting the lens configuration of each lens group.
[0006]
In the real image type zoom finder, in order to obtain a predetermined zoom ratio while reducing the size of the entire lens system, it is particularly necessary to appropriately set the lens configuration of the objective lens. For example, if the lens configuration of the objective lens system is inappropriate, the entire lens system becomes larger and aberration fluctuations accompanying zooming increase. In general, in order to reduce the size of the entire lens system, it is sufficient to increase the refractive power of each lens group. However, if it is simply increased, the aberration fluctuation during zooming increases, making it difficult to observe a good viewfinder image.
[0007]
According to the present invention, by appropriately setting the lens configuration of the objective lens system having a zooming unit, a predetermined zooming ratio can be easily obtained while reducing the size of the entire lens system, and over the entire zooming range. It is an object of the present invention to provide a small real image type variable magnification finder capable of observing a good finder image.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
A zoom finder according to a first aspect of the present invention includes, in order from the object side, an objective lens system having a positive refractive power having a zoom function, an image reversal optical system in which an object image formed by the objective lens system is an erect image, In a variable magnification finder having an eyepiece system that guides a standing image to an observer, the objective lens system includes a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, and a third group having a positive refractive power. The second group moves with a convex locus toward the observation side during zooming from the wide-angle end to the telephoto end, and the third group moves toward the object side. The distance between the group and the telephoto end is set to m2 (however, positive when provided on the observation side), and the wide angle end the distance between the most object side lens surface of the first group to the lens surface on the most image side of the third group and L 0 in the When the focal length of the i group of objects lens system was fi,
-0.5 <m2 / L 0 <0.1 ··· (1a)
−0.1 <f2 / f1 ≦ −0.022 (2a)
0.019 ≦ f3 / f1 <0.1 (3a)
It is characterized by satisfying the following conditions.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a variable magnification finder of the present invention, and FIGS. 2 to 7 are cross-sectional views of lenses of numerical examples 1 to 6 to be described later. 2 to 7 show the finder optical path shown in FIG. 1 in a developed state. The lens cross-sectional view shows the zoom position at the wide-angle end. 8 to 25 show aberration diagrams of the reference distance of 3 m when Numerical Examples 1 to 6 of the present invention are expressed in mm.
[0010]
In the drawing,
[0011]
F is a field lens having a reflecting surface, and has a triangular prism shape. The field lens F1 allows the light beam from the
[0012]
P is an image reversal optical system, and is composed of a roof prism having four reflecting surfaces including a roof surface. Le is an eyepiece having a positive refractive power. The roof prism P causes the light flux from the field lens F to be incident from the incident surface P1, totally reflected by the surface P2, then totally reflected by the roof surface P3, totally reflected by the incident surface P1, and then emitted from the surface P2, and then an eyepiece. The light is guided to Le.
[0013]
An object image formed on the
[0014]
2 to 7, the field lens F and the roof prism P are shown as two glass blocks in which the optical path is developed for the sake of simplicity. The eyepiece lens Le having a positive refractive power observes an object image formed on the
[0015]
The
[0016]
In this embodiment, zooming is performed by moving the third lens unit L3 to the object side as indicated by an arrow, and the change in image plane variation (finder diopter) associated therewith is a locus that is convex toward the observation side as indicated by the arrow. It is corrected by moving while holding. The first group is fixed during zooming.
[0017]
In this embodiment, the
[0018]
The objective lens system according to the present invention basically forms a retrofocus type of a front group (first group and second group) having negative refractive power and a rear group (third group) having positive refractive power. The back focus of the lens system is secured long enough.
[0019]
Each embodiment has a field lens and further has an image reversal function. The field lens reflects the chief ray path emitted from the objective lens system, and then enters the image inverting optical system P for erect image as convergent light or parallel light by the lens surface F4 having positive refractive power. Thus, the image reversal optical system can be miniaturized. Moreover, the cost reduction is realized by having the effect as an image inverting optical system and a field lens at the same time with one member. In the present embodiment, the lens surface F4 of the field lens is a spherical surface, but the same effect can be obtained by using an aspherical surface, a toric surface or the like.
[0020]
Next, features of the configuration of the first invention described above will be described.
[0021]
The first invention corresponds to Numerical Examples 1 to 6.
[0022]
In the first invention, the positive lens group is disposed closest to the object side, and the objective lens system is composed of a positive first group, a negative second group, and a positive third group in order from the object side, and the third group is at the wide-angle end. The zoom lens is moved to the object side from the telephoto end to perform zooming, and the second lens group corrects the diopter change accompanying zooming in the second lens group. In the first invention, the third lens unit is moved from the wide-angle end to the telephoto end to the object side for zooming, and the second lens unit is moved so as to reciprocate from the wide-angle end to the telephoto end. The overall length is shortened.
[0023]
Conditional expression (1a) defines the amount of movement of the second group, and is for maintaining the balance of the entire length at the wide-angle end and the telephoto end and reducing the size of the objective lens system. If the lower limit is exceeded, the second lens unit moves too far toward the object side at the telephoto end with respect to the wide-angle end, and the total length at the telephoto end increases, which is not good. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the total length of the second lens unit at the wide-angle end becomes longer than the telephoto end, and the front lens diameter increases, which is not good. In order to further balance the size reduction and the performance enhancement, it is preferable to set the lower limit value of conditional expression (1a) to −0.4. The upper limit is preferably set to 0.05.
[0026]
Conditional expression (2a) relates to the ratio between the refractive powers of the second group and the first group of the objective lens system, and is mainly for miniaturization and high performance.
[0027]
Exceeding the lower limit of conditional expression (2a) is not preferable because the refractive power of the first group becomes too weak and it becomes difficult to correct distortion. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the first group becomes too strong, the lens diameter of the first group increases, and the total lens length at the telephoto end tends to increase, which is not preferable.
[0028]
In order to further reduce the size and improve the performance, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (2a) to −0.08 .
[0029]
Conditional expression (3a) relates to the ratio of the refractive powers of the third group and the first group of the objective lens system, and is mainly for miniaturization and high performance.
[0030]
If the lower limit value of conditional expression (3a) is exceeded, the refractive power of the first group becomes weak, and if the refractive power of the third group becomes too strong, it becomes difficult to correct distortion, which is not preferable. If the upper limit is exceeded, the refractive power of the first group becomes strong, and if the refractive power of the third group becomes too weak, the lens diameter of the first group increases, and the total lens length at the telephoto end tends to increase. Therefore, it is not preferable.
[0031]
To further reduce the size and high performance, it is preferable to set the upper limit value of the conditional expression (3a) and 0.08.
[0032]
(A- 1 ) Each lens group of the objective lens system consists of a single lens and has at least three aspheric surfaces as a whole.
[0033]
In order to reduce the size of the entire lens system, it is difficult to increase the number of lenses. Therefore, in order to reduce the number of lenses, it is preferable that each group is constituted by a single lens, and at least three aspheric surfaces are used in the objective lens system in order to correct the aberration generated at this time. Further, in order to achieve high performance in the entire variable magnification region, each group must be corrected to some degree by itself, and for that purpose, it is preferable to use an aspherical surface for each group of the objective lens system.
[0034]
(A- 2 ) A field lens having a reflecting surface is provided between the objective lens system and the image inverting optical system, and the field lens is positioned in the vicinity of the position of the object image formed by the objective lens system. When the lens surface a has a refractive power of Rf, the radius of curvature of the lens surface a is Rf, the focal length of the eyepiece lens is fe, and the distance between the object image position and the lens surface a is df. 0.2 <fe / Rf <2.0 (4a)
−10 <1000 × df / fe <0.5 (5a)
To satisfy the following conditions.
[0035]
Conditional expression (4a) defines the radius of curvature of the lens surface of the field lens, and is for giving an appropriate field effect.
[0036]
Exceeding the lower limit of conditional expression (4a) is not preferable because the radius of curvature of the lens surface of the field lens is excessively increased and the effect as a field lens cannot be obtained, and the image reversal optical system is enlarged. Further, it is not preferable to telecentric only with the objective lens system because the diameter of the lens on the most observation side of the objective lens system increases. Also, if the radius of curvature of the lens surface of the field lens becomes too small if the upper limit is exceeded, the balance of refractive power sharing with the positive lens group performing zooming will be lost, and the refractive power of the positive lens group will be weakened. If the total lens length is increased and the refractive power sharing is not changed, it becomes difficult to correct distortion at the wide-angle end, which is not preferable in any case.
[0037]
In order to set the lens surface of the field lens appropriately, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (4a) to 0.4. Moreover, it is preferable to make an upper limit into 1.5.
[0038]
Conditional expression (5a) is for appropriately setting the distance between the position (focal position) of the object image formed by the objective lens and the lens surface.
[0039]
If the lower limit of conditional expression (5a) is exceeded and the distance between the lens surface and the imaging surface of the objective lens is increased, the effect as a field lens is impaired and the objective lens system is enlarged, which is not good. Also, if the distance between the lens surface and the focal position of the objective lens exceeds the upper limit value, the upright image reversal optical system becomes large, which is not good.
[0040]
Further, in order to appropriately set the distance between the focal position of the objective lens and the lens surface, it is preferable to set the lower limit value of conditional expression (5a) to −5.0. Moreover, it is preferable to make an upper limit into 0.1.
[0041]
(A- 3 ) L 0 is the distance from the most object side lens surface of the first group at the wide angle end of the objective lens system to the most observation side lens surface of the third group, and the focal length of the objective lens system at the wide angle end 1.5 <L 0 /fw<3.5 (6a)
To satisfy the following conditions.
[0042]
Conditional expression (6a) defines the total length of the objective lens system at the wide-angle end.
[0043]
Exceeding the lower limit of conditional expression (6a) is not preferable because the total lens length at the wide-angle end becomes too small with respect to the focal length at the wide-angle end, making it difficult to correct aberrations satisfactorily. If the upper limit is exceeded, the total lens length at the wide-angle end increases with respect to the focal length at the wide-angle end, which is not preferable.
[0044]
Furthermore, in order to appropriately set the total length of the objective lens system at the wide angle end, it is preferable to set the lower limit value of conditional expression (6a) to 1.8. Moreover, it is preferable to make an upper limit into 2.8.
[0045]
Features of arrangement of the second invention will be described next. The second invention corresponds to Numerical Examples 4 to 6. The present invention, in order from the object side, has a positive refractive power objective lens system having a variable power function, an image reversal optical system in which an object image formed by the objective lens system is an erect image, and the erect image as an observer In the zoom finder having an eyepiece system that leads to the objective lens system, the objective lens system has a negative lens group having a negative refractive power and a positive lens group having a positive refractive power, and at the time of zooming from the wide angle end to the telephoto end, When the positive lens group is moved to the object side and the air space between the lens groups is reduced, and the refractive index of the material of the positive lens in the positive lens group is Np,
1.52 <Np <1.9 (1b)
It is characterized by satisfying the following conditions.
[0046]
In the second invention, the refractive index of the material of the positive lens of the positive lens group that performs zooming is appropriately set. In order to reduce the size of the objective lens system, it is necessary to set a certain strong refractive power in the variable power group. However, if the positive refractive power is set strongly, the Petzval sum of the objective lens system becomes too large in the positive direction and the astigmatic difference increases or the peripheral diopter increases positively. If the number of lenses is increased or the refractive power is weakened to correct this, the total length of the objective lens is increased. Therefore, in the second invention, by setting the refractive index of the positive lens material of the positive lens group performing the zooming to be relatively high, the Petzval sum is prevented from increasing in the positive direction, and the astigmatic difference is improved. It can be corrected to achieve higher performance and smaller size.
[0047]
Conditional expression (1b) defines the material of the lens of the positive lens group, and is used to satisfactorily correct astigmatism.
[0048]
Exceeding the lower limit of the condition (1b) is not good because the Petzval sum increases positively and astigmatism becomes difficult to correct. On the other hand, if the upper limit is exceeded, astigmatism can be corrected satisfactorily, the Abbe number of the lens material becomes small, and the balance of chromatic aberration is deteriorated.
[0049]
Further, in order to satisfactorily correct astigmatism, it is preferable to set the lower limit value of conditional expression (1b) to 1.56.
[0050]
In the second invention, in order to obtain good optical performance while further reducing the size of the entire lens system, it is preferable to satisfy at least one of the following conditions.
[0051]
(A-1) The objective lens system has three lens groups, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, and a third group having a positive refractive power. .
[0052]
In the second invention, zooming is performed in the third group, and diopter change is performed in the second group. However, when the refractive power of the third group is increased for miniaturization, distortion becomes worse particularly at the wide angle end. Therefore, it is preferable to dispose the first lens unit having a relatively low refractive power to correct distortion and further reduce the size.
[0053]
(A-2) The positive lens group has an aspheric surface in which the positive refractive power decreases from the center to the periphery of the optical axis, and the focal lengths of the negative lens group and the positive lens group are fn and fP, respectively. -2.0 <fn / fP <-0.5 (2b)
To satisfy the following conditions.
[0054]
Since the positive lens group is a zooming group, it is difficult to obtain high optical performance over the entire zooming range unless aberration correction is performed independently. Therefore, it is preferable that various aberrations generated in the lens unit having a positive refractive power can be corrected satisfactorily by using an aspheric surface in which the positive refractive power decreases from the center to the periphery of the optical axis. In order to obtain higher optical performance, it is preferable that both lens surfaces have aspherical lenses.
[0055]
Exceeding the lower limit of conditional expression (2b) is not preferable because the total optical length at the telephoto end increases if the refractive power of the third group becomes too weak. On the other hand, if the upper limit is exceeded, the refractive power of the third group becomes too strong, and it becomes difficult to correct distortion especially at the wide-angle end, which is not preferable.
[0056]
Furthermore, in order to set an appropriate refractive power, it is preferable to set the lower limit of conditional expression (2b) to −1.5. Moreover, it is preferable to make an upper limit into -1.0.
[0057]
(A-3) A field lens having a reflecting surface is provided between the objective lens system and the image inverting optical system, and the field lens is observed in the vicinity of the position of the object image formed by the objective lens system. A lens surface a having a positive refractive power with a convex surface directed to the side, the radius of curvature of the lens surface a being Rf, the focal length of the eyepiece lens being fe, the position of the object image and the lens surface a 0.2 <fe / Rf <2.0 (3b) where df is an interval of
−0.5 <1000 × df / fe <0.5 (4b)
To satisfy the following conditions.
[0058]
Here, the technical meanings of the conditional expressions (3b) and (4b) are the same as the conditional expressions (4a) and (5a) of the first invention.
[0059]
(A-4) Each lens group of the objective lens system is composed of a single lens, and each lens group has at least one aspherical surface.
[0060]
In order to obtain high performance in the entire zooming range while achieving miniaturization, each group must be corrected to some degree by itself, and for that purpose, an aspheric surface should be used for each group of the objective lens system. preferable.
[0061]
In the present invention, it is preferable that the field lens has two reflecting surfaces. For example, if a field lens having a curvature on the exit surface of a triangular prism is used, the optical path of the objective lens system can be bent to reduce the size of the camera, etc., and the cost can be increased by integrating the field lens and the triangular prism. Of course, it is preferable.
[0062]
In the first and second inventions, the observation-side surface having the refractive power of the field lens and the imaging surface of the objective lens system are set to be substantially equal, but the observation-side lens having the refractive power of the field lens. It is preferable to provide finder information on the surface. With such a configuration, it is possible to visually recognize, for example, a distance measurement mark on the object image and to display finder information at a relatively low cost.
[0063]
Numerical examples 1 to 6 of the present invention will be described below. In Numerical Examples 1 to 6, Ri is the radius of curvature of the i-th lens surface in order from the object side, Di is the i-th lens thickness and air spacing in order from the object side, and Ni and νi are respectively in order from the object side. The refractive index and Abbe number of the glass of the i-th lens.
[0064]
The aspherical shape is the X axis in the optical axis direction, the H axis in the direction perpendicular to the optical axis, the light traveling direction is positive, the intersection of the lens apex and the X axis is the origin, and R is the paraxial radius of curvature of the lens surface, K, When B, C, and D are aspheric coefficients,
[0065]
[Expression 1]
It is expressed by the following formula. “D-0x” means 10 −X .
[0066]
Table 1 shows the relationship between the above-described conditional expressions and numerical values in the numerical examples.
[0067]
[Outside 1]
[0068]
[Outside 2]
[0069]
[Outside 3]
[0070]
[Outside 4]
[0071]
[Outside 5]
[0072]
[Outside 6]
[0073]
[Table 1]
[0074]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, by appropriately setting the lens configuration of the objective lens system having a zoom unit, a predetermined zoom ratio can be easily obtained while reducing the size of the entire lens system, In addition, it is possible to achieve a small real image type variable magnification finder capable of observing a good finder image over the entire variable magnification range.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an essential part of a zoom finder of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view of a lens of Numerical Example 1 of the variable magnification finder of the present invention. Lens sectional view [FIG. 4] Lens sectional view of Numerical Example 3 of the variable magnification finder of the present invention [FIG. 5] Lens Cross sectional view of Numerical Example 4 of the variable magnification finder of the present invention [FIG. 6] Variable magnification of the present invention Lens cross-sectional view of Numerical Example 5 of the viewfinder FIG. 7 is a cross-sectional view of Lens of Numerical Example 6 of the variable magnification finder of the present invention. FIG. 8 is a wide angle with a reference distance of 3 m of Numerical Example 1 of the variable magnification finder of the present invention. FIG. 9 is an aberration diagram in the middle of the reference distance 3 m of the numerical example 1 of the zoom finder of the present invention. FIG. 10 is a telephoto end of the reference distance 3 m of the numerical example 1 of the zoom finder of the present invention. Fig. 11 is a diagram showing aberrations of the zoom lens according to the present invention. Fig. 12 is an aberration diagram at the wide-angle end at a reference distance of 3 m in the numerical value example 2 of Fig. 12. Fig. 12 is an aberration diagram in the middle of the reference distance of 3 m in the numerical example 2 of the variable magnification finder of the present invention. FIG. 14 is a diagram showing aberrations at the telephoto end at a reference distance of 3 m according to Numerical Example 2. FIG. 14 is a diagram showing aberrations at a wide angle end at a reference distance of 3 m according to Numerical Example 3 according to the present invention. Fig. 16 is an aberration diagram in the middle of the reference distance 3m of Numerical Example 3 in Fig. 16. Fig. 16 is an aberration diagram at the telephoto end of the reference distance 3m in Numerical Example 3 of the present invention. Fig. 17 is an aberration diagram of the variable magnification finder of the present invention. FIG. 18 is an aberration diagram at the wide-angle end of the reference distance of 3 m in Numerical Example 4. FIG. 18 is an aberration diagram in the middle of the reference distance of 3 m of Numerical Example finder of the present invention. Aberration diagram at telephoto end with a reference distance of 3 m in Example 4 FIG. 20 is an aberration diagram at the wide-angle end at a reference distance of 3 m in Numerical Example 5 of the variable magnification finder of the present invention. FIG. 21 is an aberration diagram at an intermediate distance of 3 m in Numerical Reference Example of the variable magnification finder of the present invention. FIG. 22 is an aberration diagram at the telephoto end at a reference distance of 3 m in the numerical example 5 of the zoom finder of the present invention. FIG. 23 is an aberration diagram at the wide angle end at the reference distance of 3 m in the numerical example 6 of the zoom finder of the present invention. FIG. 25 is an aberration diagram in the middle of the reference distance of 3 m in the numerical example 6 of the zoom finder of the present invention. FIG. 25 is an aberration diagram at the telephoto end of the reference distance of 3 m in the numerical example 6 of the zoom finder of the present invention. Explanation】
10 objective lens system F field lens P image reversal optical system Le eyepiece lens system L1 first group L2 second group L3 third group E eye point d d line F F line C C line ΔS sagittal image plane ΔM meridional image plane
Claims (4)
−0.5 < m2/L0 < 0.1
−0.1 < f2/f1 ≦ −0.022
0.019 ≦ f3/f1 < 0.1
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。In order from the object side, a positive refractive power objective lens system having a variable power function, an image reversal optical system in which an object image formed by the objective lens system is an erect image, and an eyepiece system that guides the erect image to an observer The objective lens system has three lens groups, a first group having a positive refractive power, a second group having a negative refractive power, and a third group having a positive refractive power, During zooming from the wide-angle end to the telephoto end, the second group moves with a convex locus toward the observation side, and the third group moves toward the object side so that the air gap between the second group and the second group decreases. The difference in position on the optical axis of the telephoto end with respect to the wide-angle end of the second group is m2 (provided when provided on the observation side), and the most object side of the first group at the wide-angle end focal length from the lens surface the distance to the lens surface on the most image side of the third group and L 0, of the i group of the objective lens system when the fi,
-0.5 <m2 / L 0 <0.1
−0.1 <f2 / f1 ≦ −0.022
0.019 ≦ f3 / f1 <0.1
A zoom finder characterized by satisfying the following conditions.
ダー。2. The variable magnification finder according to claim 1, wherein each lens group of the objective lens system is composed of a single lens, and has at least three aspheric surfaces as a whole.
0.2< fe/Rf <2.0
−10<1000×df/fe<0.5
なる条件を満足することを特徴とする請求項1又は2の変倍ファインダー。A field lens having a reflecting surface is provided between the objective lens system and the image inverting optical system, and the field lens has a positive refractive power near the position of an object image formed by the objective lens system. A surface a, the radius of curvature of the lens surface a is Rf, the focal length of the eyepiece lens is fe, and the distance between the position of the object image and the lens surface a is df.
0.2 <fe / Rf <2.0
−10 <1000 × df / fe <0.5
The zoom finder according to claim 1 or 2, wherein the following condition is satisfied.
1.5<L0 /fw<3.5
なる条件を満足することを特徴とする請求項1〜3のいずれかの変倍ファインダー。When the distance from the lens surface closest to the object side of the first group to the lens surface closest to the observation side of the third group at the wide-angle end of the objective lens system is L 0 , and the focal length of the objective lens system at the wide-angle end is fw ,
1.5 <L 0 /fw<3.5
The zoom finder according to any one of claims 1 to 3, wherein the following condition is satisfied.
Priority Applications (1)
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JP05576098A JP4181654B2 (en) | 1998-02-20 | 1998-02-20 | Variable magnification finder |
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JPH11237548A JPH11237548A (en) | 1999-08-31 |
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