KR100463331B1 - 소형 변배 파인더 - Google Patents

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KR100463331B1
KR100463331B1 KR10-2001-0078398A KR20010078398A KR100463331B1 KR 100463331 B1 KR100463331 B1 KR 100463331B1 KR 20010078398 A KR20010078398 A KR 20010078398A KR 100463331 B1 KR100463331 B1 KR 100463331B1
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Abstract

본 발명은 소형 변배 파인더를 개시한다.
본 발명에 따른 소형 변배 파인더는, 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군을 포함하고, 입사되는 광선에 해당하는 물체의 상을 도립상으로 결상하는 대물 렌즈부; 상기 대물 렌즈부에 의하여 결상된 도립상을 정립상으로 정립시키는 상반전 렌즈부; 및 상기 상반전 렌즈부에 의하여 정립된 정립상을 관찰하기 위한 접안 렌즈부를 포함하며, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군이 광축을 따라 이동하고,,(Mw : 광각단에서의 피사체 배율, Mt : 망원단에서의 피사체 배율, L : 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 물체측에서 가장 가까운 첫번째 렌즈면에서부터 제3 렌즈군의 물체측면까지의 거리)를 만족한다.
이러한 본 발명에 따르면, 간단한 구조를 가지면서도 수차 성능이 높은 소형의 변배 파인더를 제공할 수 있다.

Description

소형 변배 파인더{compact variable-magnification finder}
본 발명은 파인더에 관한 것으로, 더욱 상세하게 말하자면, 컴팩트(compact)카메라에 사용되는 소형 변배 파인더에 관한 것이다.
최근에 컴팩트 카메라에서는 다양한 기능보다는 간편한 휴대와, 편리한 사용을 목적으로 많은 개발이 이루어지고 있다. 이러한 추세에 따라 카메라는 점차 소형화되어 가고 있으며, 그에 따라 파인더도 소형화 및 경량화되어 가고 있다.
종래의 컴팩트 카메라에 사용되는 파인더 광학계로는 알바다식이나 역갈릴레오식 등의 허상식이 대부분이었다. 허상식 파인더는 비교적 시계를 넓게 할 수 있고 정립 프리즘도 필요가 없기 때문에 파인더의 소형화가 가능하나, 물체측 첫번째 렌즈의 크기가 커지고 시야테의 경계가 불분명하여 윤곽이 흐려지는 단점이 있다.
이러한 단점으로 인하여 최근에는 허상식 파인더 대신에 실상식 파인더를 채용하고 있다.
실상식 파인더는 크게 대물 렌즈부와 접안 렌즈부로 이루어지며, 대물 렌즈부를 통하여 결상된 피사체 상을 접안 렌즈부를 통하여 확대해서 사용자가 관찰할 수 있는 형태로 되어 있다. 이 때, 대물 렌즈부에서 결상된 상은 역상으로 맺히게 되어, 사용자가 접안 렌즈부를 통하여 상을 관찰하는 경우에는 원래 피사체가 거꾸로 된 상 즉, 도립상이 보이게 된다. 그러므로, 실상식 파인더에는 대물 렌즈부를 통하여 결상된 상을 정립시키는 상반전 광학계가 장착되어야 한다. 이외에도, 상을 정립시키는 한편, 카메라의 전장 즉, 바디(body)의 크기를 가능한 작게 하기 위하여 미러나 다양한 형상을 가진 프리즘을 사용하는 등의 여러가지 방법이 사용되고 있다.
종래의 실상식 파인더에 관한 기술로는 다음과 같은 것들이 있다.
1) 일본 공개 특허 평4-230719호
2) 일본 공개 특허 평10-227975
3) 일본 공개 특허 2001-75023
위의 종래 기술 중, 1)에 개시된 파인더는 대물 렌즈부가 물체측으로부터 부, 정, 정의 굴절력 배치를 가지는 3개의 렌즈군으로 이루어지며, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군이 이동하여 변배 및 수차 보정을 하는 구조이다. 그러나 대물 렌즈부의 전장이 길어서 소형화가 어려우며, 특히, 제2 렌즈군의 이동량이 많고, 전체적인 렌즈 매수가 많기 때문에 기구적인 구성이 복잡하며 제조상의 어려움으로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
2)에 개시된 파인더도 대물 렌즈부가 부, 정, 정의 굴절력 배치를 가지는 3개의 렌즈군으로 이루어지고, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군이 이동하여 변배 및 수차 보정을 하는 구조이기 때문에, 위에 기술된 바와 같이 소형화가 어렵고, 기구적인 구성이 복잡한 문제점이 있으며, 이외에도 제3 렌즈군의 렌즈 매수가 많아서 제조 원가가 상승되는 문제점이 있다.
3)에 개시된 파인더는 대물 렌즈부가 물체측으로부터 부, 정, 정 또는 부, 정, 부의 3개의 렌즈군으로 이루어지고, 제1 렌즈군과 제2 렌즈군이 이동하여 변배 및 수차 보정을 하는 구조인데 반하여, 전장이 짧아서 소형화가 가능하다. 그러나, 소형화에 따른 성능 저하를 보정하기 위하여 제2 렌즈군이 양면이 비구면인 렌즈로 이루어지고, 특히 상반전 광학계의 구조가 자유 곡면을 사용하는 등 매우 어렵게되어 있어서, 제조상의 어려움이 발생하여 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.
그러므로, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 렌즈의 구조가 간단하면서도 고성능의 수차 특성을 가지는 소형의 변배 파인더를 제공하고자 하는데 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 2 내지 도 4는 각각 본 발명의 제1 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 6 내지 도 8은 각각 본 발명의 제2 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 줌위치별 구조를 나타낸 도이다.
도 10 내지 도 12는 각각 본 발명의 제3 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 광각단, 중간단 및 망원단에서의 수차도이다.
이러한 발명의 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 특징에 따른 소형 변배 파인더는, 물체측으로부터 순서대로, 부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군과, 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군을 포함하고, 입사되는 광선에 해당하는 물체의 상을 도립상으로 결상하는 대물 렌즈부; 상기 대물 렌즈부에 의하여 결상된 도립상을 정립상으로 정립시키는 상반전 렌즈부; 및 상기 상반전 렌즈부에 의하여 정립된 정립상을 관찰하기 위한 접안 렌즈부를 포함하며, 광각단에서 망원단으로의 변배시에 상기 제1 렌즈군과 제2 렌즈군이 광축을 따라 이동하고,,(Mw : 광각단에서의 피사체 배율, Mt : 망원단에서의 피사체 배율, L : 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 물체측에서 가장 가까운 첫번째 렌즈면에서부터 제3 렌즈군의 물체측면까지의 거리)를 만족한다.
이외에도,(fw : 광각단에서의 대물 렌즈부의 초점 거리, f1 : 대물 렌즈부의 제1 렌즈군의 초점 거리)를 더 만족한다.
이러한 특징을 가지는 변배 파인더에서, 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1 렌즈군은 상면측으로 이동하다가 물체측으로 이동하고, 상기 제2렌즈군은물체측으로 이동한다.
그리고, 제1 렌즈군은 물체측면이 오목한 렌즈로 이루어지고, 상기 제2 렌즈군은 양면이 볼록한 렌즈로 이루어질 수 있다. 그리고, 제3 렌즈군은 상측면이 볼록하며, 적어도 1면 이상이 반사면일 수 있다. 이 경우, 상기 제3 렌즈군의 반사면은 굴절력이 없다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있는 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
도 1, 도 5, 및 도 9에 본 발명의 각 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 구조가 줌위치별로 도시되어 있다.
첨부한 도 1, 도 5, 및 도 9에 도시되어 있듯이, 본 발명의 실시예에 따른 소형 변배 파인더는, 물체측으로부터 순서대로 위치되는 대물 렌즈부(I), 상반전 렌즈부(Ⅱ), 및 접안 렌즈부(Ⅲ)로 이루어진다.
대물 렌즈부(I)는 첨부한 도 1, 도 5 및 도 9에 도시되어 있듯이, 부의 굴절 력을 가지며 물체측면이 오목한 렌즈로 이루어지는 제1 렌즈군(1)과, 정의 굴절력을 가지며 양면이 볼록한 렌즈로 이루어지는 제2렌즈군(2)과, 정의 굴절력을 가지며 상측면이 볼록한 렌즈로 이루어지는 제3렌즈군(3)으로 이루어진다.
제1 렌즈군(1)과 제2 렌즈군(2)은 광축을 따라 이동하여 변배를 수행하며, 변배시에, 제1 렌즈군(1)이 물체측에서 상측으로 이동하였다가 다시 물체측으로 이동하며, 제2 렌즈군(2)이 상측에서 물체측으로 이동한다.
본 발명의 실시예에서, 제3 렌즈군(3)은 상측면이 볼록한 형태로 이루어지면서 1면 이상의 반사면을 가진다. 따라서 제3 렌즈군(3)은 제2 렌즈군(2)을 통하여 출사되는 광을 반사시켜 상반전 렌즈부(Ⅱ)로 출사함으로서, 도립된 상을 정립시키는 상반전 렌즈부(Ⅱ)로서의 기능을 일부 수행하게 되며, 프리즘일 수도 있다. 이러한 제3 렌즈군(3)의 반사면은 굴절력이 없다.
한편, 상반전 렌즈부(Ⅱ)는 대물 렌즈부(I)에 의하여 결상되는 도립상을 반전시켜 접안 렌즈부(Ⅲ)로 출력하며, 이에 따라 접안 렌즈부(Ⅲ)를 통하여 정립상이 관찰된다.
이러한 구조로 이루어지는 본 발명의 실시예에서는 변배 파인더가 고성능의 수차 성능을 가지면서 소형이 가능하도록 하기 위하여, 다음의 조건들을 만족한다.
(조건식 1)
여기서, L은 광각단에서 제1 렌즈군(1)의 물체측에서 가장 가까운 첫번째 렌즈면에서 제3 렌즈군(3)의 물체측면까지의 거리를 나타낸다.
위의 조건식1은 소형화가 용이하도록 하면서 수차 성능이 향상되도록 하기 위한 것이다. 조건식1의 상한값을 초과하는 경우에는 대물 렌즈부(I)의 전장이 길어져서 소형화가 어려우며, 조건식1의 하한값을 만족하지 않는 경우에는 제1 렌즈군(1)과 제2 렌즈군(2)의 파워가 커져서 모든 수차가 커지게 된다.
(조건식 2)
여기서, Mw는 광각단에서의 피사체 배율을 나타내고, Mt는 망원단에서의 피사체 배율을 나타낸다.
조건식2는 변배비에 관한 것으로, 조건식2를 만족하지 않으면 변배비가 작아져서 고배율화가 어려워진다.
(조건식 3)
여기서, fw는 광각단에서의 대물 렌즈부(I)의 초점 거리를 나타내며, f1은 대물 렌즈부(I)의 제1 렌즈군(1)의 초점 거리를 나타낸다.
조건식 3은 수차 성능을 향상시키기 위한 것이다. 조건식 3의 상한값을 초과하는 경우에는 제1 렌즈군(1)의 파워가 커져서 모든 수차가 커지게 되고, 조건식 3의 하한값을 만족하지 않는 경우에는 제2 렌즈군(2)의 파워가 커져서 모든 수차가 커지게 된다. 조건식 3을 만족함에 따라, 광각단에서의 대물 렌즈군(I)의 전체 초점 거리에 대하여 제1 렌즈군(1)의 초점 거리가 적정 값을 유지하여 위에 기술된 바와 같은 간단한 구조로서도 높은 수차 성능을 유지할 수 있다.
이러한 조건들(조건식1 ∼조건식3)을 만족하는 본 발명의 실시예에 따른 소형 변배 파인더의 실시예값은 다음과 같다.
다음의 f는 초점 거리를 나타내며, r은 렌즈면의 곡률 반경, D는 렌즈의 두께 또는 렌즈간의 거리를 나타내며, nd는 굴절률을, v는 분산치를 나타낸다. 길이를 나타내는 값의 단위는 mm이다.
각 실시예에서 렌즈면 8은 대물 렌즈부(I)에 의하여 상이 결상되는 1차 결상면이며, 렌즈면 12는 접안 렌즈부(Ⅲ)에 의하여 상이 결상되는 면을 나타낸다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 변배 파인더의 배율은 광각단과 망원단 사이에서 0.339∼0.865의 값을 가지고, 화각(2ω)은 55.12°∼20.44°의 값을 가진다.
표 1에 본 발명의 제1 실시예에 따른 변배 파인더를 구성하는 각 렌즈(프리즘 포함)의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(D) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 ∞ D1
2 -10.0217 1.20 1.49176 57.4
* 3 14.8864 D3
* 4 7.9618 1.98 1.49176 57.4
5 -7.6558 D5
6 ∞ 13.20 1.49176 57.4
* 7 -4.8640 1.51
8 ∞ 24.00 1.52540 54.0
9 ∞ 0.60
* 10 18.9650 2.00 1.49176 57.4
11 -14.5930 18.00
12 ∞ 0.00
여기서, *는 비구면을 나타내며, 비구면 계수를 위한 식은 다음과 같다.
x : 렌즈의 정점으로부터 광축 방향으로의 거리
y : 광축에 수직 방향으로의 거리
c : 렌즈의 정점에서의 곡률 반경의 역수(1/R)
K : 코닉(Conic) 상수
A4, A6, A8, A10: 비구면 계수
이러한 수학식1에 따라 산출되는 본 발명의 제1 실시예에 따른 각 비구면의 계수는 다음 표 2와 같다.
제3면의 비구면계수 제4면의 비구면 계수
K -0.9899017770E+1 K -0.1320335329E+2
A4 0.4755684157E-4 A4 0.1557082175E-2
A6 -0.1078317759E-3 A6 -0.1014902806E-3
A8 0.2317701524E-4 A8 0.9912044643E-6
A10 -0.1434474430E-5 A10 0.7516170798E-7
제7면의 비구면계수 제10면의 비구면 계수
K -0.2521063571E+2 K -0.6801507124E+1
A4 0 A4 0
A6 0 A6 0
A8 0 A8 0
A10 0 A10 0
그리고 변배시 변화되는 물체측과 대물 렌즈부(I)의 제1 렌즈군(1) 사이의 거리(D1), 제1 렌즈군(1)과 제2 렌즈군 사이의 거리(D3), 및 제2 렌즈군(2)과 제3 렌즈군(3) 사이의 거리(D5) 변화량은 다음 표 3과 같다.
면번호 광각단(2ω=55.12°) 중간단(2ω=31.63°) 망원단(2ω=20.44°)
D1 0.000 2.648 1.482
D3 9.620 3.810 0.800
D5 1.701 4.864 9.040
도 2에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제1 실시예에 따른 변배 파인더의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 3에 중간단에서의 수차 특성이 도시되어 있고, 도 4에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제2 실시예에 따른 변배 파인더의 배율은 광각단과 망원단 사이에서 0.339∼0.865의 값을 가지고, 화각(2ω)은 55.12°∼20.44°의 값을 가진다.
표 4에 본 발명의 제2 실시예에 따른 변배 파인더를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 ∞ D1
2 -10.4363 1.20 1.49176 57.4
* 3 15.7053 D3
* 4 8.3273 2.50 1.49176 57.4
5 -7.67473 D5
6 ∞ 13.20 1.49176 57.4
* 7 -5.0000 1.45
8 ∞ 24.00 1.52540 54.0
9 ∞ 0.60
* 10 18.9650 2.00 1.49176 57.4
11 -14.5930 18.00
12 ∞ 0.00
본 발명의 제2 실시예에 따른 각 비구면의 계수는 다음 표 5와 같다.
제3면의 비구면계수 제4면의 비구면 계수
K -0.1643005576E+2 K -0.1385258276E+2
A4 0.2000477877E-3 A4 0.1431606374E-2
A6 -0.6244209515E-4 A6 -0.9284191166E-4
A8 0.1090263667E-4 A8 0.2806049401E-5
A10 -0.4059387156E-6 A10 -0.1472346713E-6
제7면의 비구면계수 제10면의 비구면 계수
K -0.3507213675E+2 K -0.6801507124E+1
A4 0 A4 0
A6 0 A6 0
A8 0 A8 0
A10 0 A10 0
그리고 변배시 변화되는 물체측과 대물 렌즈부(I)의 제1 렌즈군(1) 사이의 거리(D1), 제1 렌즈군(1)과 제2 렌즈군 사이의 거리(D3), 및 제2 렌즈군(2)과 제3 렌즈군(3) 사이의 거리(D5) 변화량은 다음 표 6과 같다.
면번호 광각단(2ω=55.12°) 중간단(2ω=31.63°) 망원단(2ω=20.44°)
D1 0.000 3.282 2.517
D3 10.511 4.180 0.842
D5 1.790 4.840 8.943
도 6에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제2 실시예에 따른 변배 파인더의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 7에 중간단에서의 수차 특성이 도시되어 있고, 도 8에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
또한, 본 발명의 제3 실시예에 따른 변배 파인더의 배율은 광각단과 망원단 사이에서 0.339∼0.865의 값을 가지고, 화각(2ω)은 55.12°∼20.44°의 값을 가진다.
표 7에 본 발명의 제3 실시예에 따른 변배 파인더를 구성하는 각 렌즈의 실시예값이 기재되어 있다.
면번호 곡률반경(r) 두께,거리(d) 굴절률(nd) 분산치(v)
1 ∞ D1
2 -11.0041 1.44 1.49176 57.4
* 3 15.9413 D3
* 4 8.7370 2.50 1.49176 57.4
5 -7.9583 D5
6 ∞ 13.20 1.49176 57.4
* 7 -5.0000 1.50
8 ∞ 24.00 1.52540 54.0
9 ∞ 0.60
* 10 18.9650 2.00 1.49176 57.4
11 -14.5930 18.00
12 ∞ 0.00
본 발명의 제3 실시예에 따른 각 비구면의 계수는 다음 표 8과 같다.
제3면의 비구면계수 제4면의 비구면 계수
K -0.3242259586E+2 K -0.1818657292E+2
A4 0.5301941171E-3 A4 0.1993316766E-2
A6 0.3256565251E-4 A6 -0.1837099344E-3
A8 -0.1639937111E-4 A8 0.1219688704E-4
A10 0.1471076385E-5 A10 -0.5470590370E-6
제7면의 비구면계수 제10면의 비구면 계수
K -0.3105220893E+2 K -0.6801507124E+1
A4 0 A4 0
A6 0 A6 0
A8 0 A8 0
A10 0 A10 0
그리고 변배시 변화되는 물체측과 대물 렌즈부(I)의 제1 렌즈군(1) 사이의 거리(D1), 제1 렌즈군(1)과 제2 렌즈군 사이의 거리(D3), 및 제2 렌즈군(2)과 제3렌즈군(3) 사이의 거리(D5) 변화량은 다음 표 9와 같다.
면번호 광각단(2ω=55.12°) 중간단(2ω=31.63°) 망원단(2ω=20.44°)
D1 0.000 3.697 3.119
D3 11.442 4.663 1.089
D5 2.116 5.198 9.350
도 10에 이러한 실시예값으로 이루어지는 본 발명의 제3 실시예에 따른 변배 파인더의 광각단에서의 수차 특성이 도시되어 있으며, 도 11에 중간단에서의 수차 특성이 도시되어 있고, 도 12에 망원단에서의 수차 특성이 도시되어 있다.
이러한 특성을 가지는 각 실시예에 따른 본 발명의 조건식 값은 다음 표 10과 같다.
조 건 제1 실시예 제2 실시예 제3 실시예
L 14.5 16.0 17.5
Mw 0.339 0.339 0.339
Mt 0.865 0.865 0.865
Mt/Mw 2.55 2.55 2.55
f1 -11.99 -12.56 -13.01
fw 5.80 5.80 5.80
fw/f1 0.484 0.462 0.446
본 발명은 위에 기술된 실시예에 한정되지 않고 다음에 기술되는 청구 범위 내에서 다양한 변경 및 변화가 가능하다.
이상에서와 같이 본 발명의 실시예에 따라, 간단한 구조를 가지면서도 높은 변배비를 가지는 높은 수차 성능의 소형 변배 파인더를 제공할 수 있다.
또한, 시야가 넓은 소형의 변배 파인더를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 물체측으로부터 순서대로,
    부의 굴절력을 가지는 제1 렌즈군, 정의 굴절력을 가지는 제2 렌즈군, 및 정의 굴절력을 가지는 제3 렌즈군을 포함하고, 입사되는 광선에 해당하는 물체의 상을 도립상으로 결상하는 대물 렌즈부;
    상기 대물 렌즈부에 의하여 결상된 도립상을 정립상으로 정립시키는 상반전 렌즈부; 및
    상기 상반전 렌즈부에 의하여 정립된 정립상을 관찰하기 위한 접안 렌즈부를 포함하며,
    광각단에서 망원단으로의 변배시에 상기 대물 렌즈부의 제1 렌즈군과 제2 렌즈군이 광축을 따라 이동하고, 다음의 조건을 만족하는 소형 변배 파인더.
    Mw : 광각단에서의 피사체 배율
    Mt : 망원단에서의 피사체 배율
    fw : 광각단에서의 대물 렌즈부의 초점 거리
    f1 : 대물 렌즈부의 제1 렌즈군의 초점 거리
    L : 광각단에서 상기 제1 렌즈군의 물체측에서 가장 가까운 첫번째 렌즈면에서부터 제3 렌즈군의 물체측면까지의 거리이며, 단위는 ㎜.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광각단에서 망원단으로 변배시, 상기 제1 렌즈군은 상면측으로 이동하다가 물체측으로 이동하고, 상기 제2렌즈군은 물체측으로 이동하는 것을 특징으로 하는 소형 변배 파인더.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 렌즈군은 물체측면이 오목한 렌즈로 이루어지고, 상기 제2 렌즈군은 양면이 볼록한 렌즈로 이루어지는 것을 특징으로 하는 소형 변배 파인더.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제3 렌즈군은 상측면이 볼록하며, 적어도 1면 이상이 반사면인 것을 특징으로 하는 소형 변배 파인더.
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