JP4999571B2 - 変倍ファインダーおよびそれを用いた撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は変倍ファインダーおよびそれを用いた撮像装置に関し、例えば、ビデオカメラ、そしてデジタルカメラなどに好適なものである。

近年、デジタルスチルカメラに用いられる撮影系の多くは、ズーム比（変倍比）が３倍を超えている。

このため、デジタルカメラに装着されるファインダーには、撮影系の変倍比に対応した高変倍比（高ズーム比）の変倍ファインダーであることが要求されている。

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

変倍ファインダーとして、変倍作用のある対物光学系で形成した物体像（ファインダー像）を像反転光学系で正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する実像式の変倍ファインダーが知られている（特許文献１、２）。

具体的には、対物光学系を多数のレンズ群で構成し、このうち複数のレンズ群を光軸方向に移動させることによってズーミング（変倍）を行い、対物光学系により形成される物体像の倍率を種々と変えている。

そしてこのときの物体像をポロプリズムや複数のプリズムにより成る像反転光学系を介して正立像としている。そしてこの正立像を接眼レンズを介してアイポイントの位置より観察している。

特許文献１，２における対物光学系は、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、および正の屈折力を有する第４レンズ群から構成されている。

このうち特許文献１では、第１レンズ群および第４レンズ群が不動で、第２レンズ群と第３レンズ群が光軸方向に移動することで変倍および変倍に伴う視度変化（ファインダー視度変化）を補正している。

特許文献２では、第１レンズ群が不動で、第２レンズ群、第３レンズ群、第４レンズ群が移動することで変倍および変倍に伴う視度変化を補正している。
特開２００５−１６４９９３号公報 特開２００３−２０７７２２号公報

特許文献１の変倍ファインダーでは、変倍に際して第１レンズ群と第４レンズ群が不動である。そして、広角端から望遠端への変倍に際して変倍機能を有する第２レンズ群は光軸上を観察側へ移動している。

そして変倍時に伴う視度変化を補正するため、第３レンズ群が第２レンズ群とは独立に観察側へ移動している。引用文献１では、４．６倍前後の変倍ファインダーの実施例があげられている。これらの変倍ファインダーでは、高変倍比を得るため、変倍機能を有する第２レンズ群の移動量を増大させている。

この結果、第２レンズ群の移動する空間を確保しておかねばならず対物光学系のレンズ全長（第１レンズ面から最終レンズ面までの距離）が過大となる傾向があった。

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

特許文献１では変倍機能を有するレンズ群が１つであるため、高変倍比化を図ろうとすると、そのレンズ群の移動量を増大させねばならず、対物光学系のレンズ全長を短縮するのが困難となる。

これに対して特許文献２では、変倍機能を有するレンズ群を２つのレンズ群に分担させ、ズーム比３．６倍の変倍ファインダーを実現している。

具体的には、広角端から望遠端への変倍に際して、主変倍機能を有する第２レンズ群は観察側に、副変倍機能を有する第３レンズ群は物体側に移動している。そして第４レンズ群は物体側に移動することで変倍に伴う視度変化を補正している。

この場合、変倍時に第３レンズ群が物体側へ移動するため、望遠端での第３レンズ群と第４レンズ群の間隔が広がる。

この結果、変倍に伴う視度変化を補正するために、第３レンズ群と第４レンズ群の間隔を縮めようとすると、第４レンズ群の移動量が増大してくる。

この結果、望遠端において対物光学系のレンズ全長が長くなる傾向があった。

最近のデジタルスチルカメラに用いられる撮像系は変倍比の高いものが用いられるようになってきている。

このため、変倍ファインダーを構成する対物光学系のズームタイプ及び各レンズ群のレンズ構成を適切に設定しないと全系の小型化を図りつつ高変倍比及び高い光学性能を得るのが困難になってくる。

本発明は、対物光学系全体の小型化を図りつつ、高ズーム比化が容易で、広角端から望遠端に至る全変倍範囲で良好なる光学性能が得られる変倍ファインダーの提供を目的とする。

本発明の変倍ファインダーは、対物光学系と、該対物光学系が形成する物体像を正立像に反転する像反転光学系と、該像反転光学系を介して観察者へ光を導く接眼光学系とを備える変倍ファインダーにおいて、
該対物光学系は、物体側から観察側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群から成り、ズーミングに際して、該第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群は、光軸上を移動し、
該対物光学系の広角端と望遠端における焦点距離を各々ｆｗ、ｆＴ、該第２レンズ群の焦点距離をｆ２、該接眼光学系の焦点距離をｆｅとするとき、

なる条件を満足することを特徴としている。

本発明によれば、対物光学系全体の小型化を図りつつ、高変倍比が容易で広角端から望遠端に至る全変倍範囲で良好なる光学性能が得られる変倍ファインダーが得られる。

以下、図面を用いて本発明の変倍ファインダー及びそれを有する撮像装置の実施例について説明する。

本発明の変倍ファインダーは、対物光学系と、対物光学系が形成する物体像を正立像に反転する像反転光学系と、像反転光学系を介して観察者へ光を導く接眼光学系とを備えている。

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

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

実施例１はファインダー倍率−０．３０〜−１．３３倍の実像式の変倍ファインダーである。

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

実施例２はファインダー倍率−０．２４〜−１．２１倍の実像式の変倍ファインダーである。

図５は、実施例３の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端におけるレンズ断面図である。図６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例３の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例３はファインダー倍率−０．３０〜−１．３４倍の実像式の変倍ファインダーである。

図７は、実施例４の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端におけるレンズ断面図である。図８（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例４の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例４はファインダー倍率−０．３０〜−１．３４倍の実像式の変倍ファインダーである。

図９は、実施例５の変倍ファインダーの光路を展開したときの広角端におけるレンズ断面図である。図１０（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は実施例５の変倍ファインダーの広角端、中間のズーム位置、望遠端における収差図である。

実施例５はファインダー倍率−０．２８〜−１．４４倍の実像式の変倍ファインダーである。

図１１は、本発明の変倍ファインダーの光学系の要部概略図である。図１２は本発明の変倍ファインダーを有するデジタルカメラ（撮像装置）の要部概略図である。

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

次に、レンズ断面図について説明する。

Ｇｏは変倍および変倍に伴う視度変化（ファインダー視度変化）を補正し、全体として正の屈折力（光学的パワー＝焦点距離の逆数）を有する対物光学系である。

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

Ｇｒは像反転光学系であり、３角プリズムＰ１とダハプリズムＰ２を有し、対物光学系Ｇｏによって形成される物体像を正立像に反転している。

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

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

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

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

次に、収差図について説明する。収差図において、ｄはｄ線、ＦはＦ線、ＣはＣ線である。

ΔＭはメリディオナル像面、ΔＳはサジタル像面である。

倍率色収差はＦ線とＣ線について表している。

球面収差におけるＨは入射瞳高、ωは入射光の画角である。

次に、実施例１〜５の対物光学系の屈折力配置について説明する。

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

第１レンズ群Ｌ１は正の屈折力のレンズ群とすることで、結像作用を持たせ、正の屈折力のレンズ群を先行させることでレンズ外形を小さくしている。

第２レンズ群Ｌ２は負の屈折力のレンズ群とすることで、後述するズーミングに伴う移動によって変倍効果を持たせている。

第３レンズ群Ｌ３は正の屈折力レンズ群とすることで、後述するズーミングに伴う移動によって変倍に伴う視度変化（ファインダー視度変化）を補正している。

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

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

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

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

全系の変倍機能を１つのレンズ群で負担すると、変倍機能を有するレンズ群の移動量が増大し、レンズ全長（第１レンズ面から像側のレンズ面までの距離）が長くなる。

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

このとき、広角端から望遠端までのズーミングに際して、最も変倍比の大きいレンズ群を主変倍レンズ群とし、次に変倍比の大きいレンズ群を副変倍レンズ群と呼ぶ。

各実施例では、第２レンズ群Ｌ２を主変倍レンズ群、第４レンズ群Ｌ４を副変倍レンズ群とし、２つのレンズ群に変倍機能を分担している。

具体的には、第２レンズ群Ｌ２は、広角端から望遠端への変倍時に単調に観察側へ移動している。

第４レンズ群Ｌ４は、第２レンズ群Ｌ２との間隔を短くするよう、物体側へ凸状の軌跡で移動している。

なお、レンズ群の移動量の符号は、観察側への移動量を正の符号、物体側への移動量を負の符号としている。

変倍に際して第２レンズ群Ｌ２の移動量が大きすぎると、対物光学系Ｇｏのレンズ全長が増大してくる。

逆に、第２レンズ群Ｌ２の移動量が小さすぎると、所望の変倍比（ズーム比）を得ることが困難となる。

これと同様に、変倍に際して第４レンズ群Ｌ４の移動量が小さすぎると、第４レンズ群Ｌ４の変倍分担が過小となり、所望の変倍比を得ることが難しくなる。

逆に、第４レンズ群Ｌ４の移動量が大きすぎると、対物光学系Ｇｏのレンズ全長が増大してくる。

そこで、各実施例では、主変倍機能を有する第２レンズ群Ｌ２と、副変倍機能を有する第４レンズ群Ｌ４の屈折力やズーミングに伴う移動方向および移動量を適切に設定している。これにより、レンズ系全体の小型化と高変倍比化（高ズーム比化）を実現している。

次に、第３レンズ群L3の移動について説明する。

第３レンズ群Ｌ３は広角端から望遠端へのズーミングに際して第２レンズ群L２との間隔を縮めるよう観察側へ移動する。これにより、広角端での対物光学系Ｇｏのレンズ全長の短縮を図りつつ、変倍に伴う視度変化を補正している。

第３レンズ群Ｌ３の移動方向は、広角端から望遠端へのズーミング時に第３レンズ群Ｌ３を物体側へ移動することでも第２レンズ群Ｌ２との間隔を縮めることはできる。

しかしながら、この組み合わせでは、望遠端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が干渉しないよう、広角端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３の間隔を充分確保しなければならない。

この結果、対物光学系Ｇｏのレンズ全長が大型化してくる。そこで、各実施例では、第３レンズ群Ｌ３を後述する条件式（４）を満足するように観察側へ移動するようにしている。

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

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

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

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

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

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

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

各実施例では、以上のように対物光学系Ｇｅを構成し、ズーミングに伴う第２〜第４レンズ群の移動方向および移動量を適切に設置することにより、高い光学性能を有する実像式の変倍ファインダーを得ている。

次に、各実施例１の像反転光学系Ｇｒの構成について説明する。

像反転光学系Ｇｒは、図１１に示すように３角プリズムＰ１とダハプリズムＰ２を有している。

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

そして入射面Ｐ１ａを兼ねる全反射面Ｐ１ｃにより全反射させ光路を折り曲げ、射出面Ｐ１ｄより射出させて視野枠（視野絞り）Ｓ１が位置する一次結像面Ｓ１ａへ導光している。

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

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

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

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

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

次に、各実施例の接眼光学系Ｇｅの構成について説明する。

接眼レンズＧｅは正の屈折力を有する単一レンズで構成している。

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

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

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

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

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

対物光学系Ｇｏの広角端における焦点距離をｆｗ、望遠端における焦点距離をｆＴとする。

対物光学系の第１レンズ群Ｌ１、第２レンズ群Ｌ２、第３レンズ群Ｌ３、第４レンズ群の焦点距離を順にｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４とする。接眼光学系の焦点距離をｆｅとする。

広角端から望遠端へのズーミング時における第３レンズ群Ｌ３の移動量をｍ３とする（但し移動量の符号は観察側への移動を正とし、その逆を負とする）。

第１レンズ群Ｌ１の広角端と望遠端における結像倍率をβ１ｗ、β１ｔとする。
第２レンズ群Ｌ２の広角端と望遠端における結像倍率をβ２ｗ、β２ｔとする。
第３レンズ群Ｌ３の広角端と望遠端における結像倍率をβ３ｗ、β３ｔとする。
第４レンズ群Ｌ４の広角端と望遠端における結像倍率をβ４ｗ、β４ｔとする。

対物光学系Ｇｏの変倍比Ｚを、

とする。

第４レンズ群Ｌ４の変倍比Ｚ４を
Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
とする。

このとき、各実施例の変倍ファインダーは、条件式（１）かつ（２）を満足することにより、対物光学系全体の小型化を図りつつ、高変倍比が容易で広角端から望遠端に至る全変倍範囲で良好なる光学性能を得ている。

条件式（３）〜（６）の１以上を更に満足する場合には、より好ましい変倍ファインダーを実現することができる。

次に各条件式の技術的意味について説明する。

条件式（１）は、対物光学系Ｇｏの中間のズーム位置の焦点距離に対する、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離を規定した式である。

条件式（１）の下限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が短くなり、すなわち、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が過大となるため、ペッツバール和がマイナス側に増大する。

その結果、像面湾曲のオーバー傾向を過度に強めることとなり、これを補正するのが困難となる。

条件式（１）の上限を超えると、第２レンズ群Ｌ２の焦点距離が長くなり、すなわち、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が過小となる。

第２レンズ群Ｌ２は変倍機能を有するため、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が過小となると、所望のズーム比を得るためには、第２レンズ群Ｌ２の移動量が増大する。

このとき、望遠端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３が干渉しないようにするためには、広角端において第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間隔を充分確保しなければならない。この結果、広角端において対物光学系Ｇｏのレンズ全長が大型化してくる。

条件式（１）はさらに好ましくは、数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

条件式（２）は、対物光学系Ｇｏの広角端における焦点距離と接眼光学系Ｇｅの焦点距離の関係を規定した式である。

条件式（２）の下限を超えると、対物光学系Ｇｏの焦点距離を一定とすると、接眼光学系Ｇｅの焦点距離が過大となり、すなわち接眼倍率が低くなる。このため、所望のファインダー倍率を得るのが難しくなる。

また、接眼光学系Ｇｅの焦点距離を一定、すなわち、接眼倍率を一定と考えた場合は、対物光学系Ｇｏの焦点距離が短すぎるため、各レンズ群の屈折力を増大させなければならない。その結果、所望の光学性能を達成するためには、レンズ群の屈折力を複数のレンズに分散させなければならず、この結果、構成レンズ枚数が増大してくるので良くない。

条件式（２）の上限を超えると、対物光学系Ｇｏの焦点距離を一定とすると、接眼光学系Ｇｅの焦点距離が過小となり、接眼光学系Ｇｅにおいて糸巻き型の歪曲収差が多く発生してくるので良くない。

条件式（２）はさらに好ましくは、数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

条件式（３）は対物光学系Ｇｏの広角端における焦点距離に対する、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離を規定した式である。

条件式（３）の下限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が短くなり、すなわち、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が過大となり、望遠端において軸上色収差が補正不足となる。

条件式（３）の上限を超えると、第１レンズ群Ｌ１の焦点距離が長くなり、すなわち、第１レンズ群Ｌ１の屈折力が過小となる。

この場合、第１レンズ群Ｌ１を通過する光線を曲げる力が過小となるため、第１レンズ群Ｌ１を通過する光線の高さが高くなり、前玉径が大型化してくる。

条件式（３）はさらに好ましくは、数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

条件式（４）は第３レンズ群Ｌ３のズーミングに伴う移動量に対する、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離を規定した式である。

条件式（４）の下限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が短くなり、すなわち、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が過大となる。

その結果、望遠端において球面収差の補正が補正不足となる。

条件式（４）の上限を超えると、第３レンズ群Ｌ３の焦点距離が長くなり、すなわち、第３レンズ群Ｌ３の屈折力が過小となる。

この結果、高ズーム化に伴う視度変化を十分に補正するのが困難となる。

条件式（４）はさらに好ましくは、数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

条件式（５）は対物光学系Ｇｏの中間のズーム位置の焦点距離に対する、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離を規定した式である。

条件式（５）の下限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が過小となり、すなわち、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が過大となる。

このため、所望の光学性能を達成するには、第４レンズ群Ｌ４の屈折力を２枚以上のレンズに分担させなければならないため、対物光学系Ｇｏが大型化してくる。

条件式（５）の上限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の焦点距離が過大となり、すなわち、第４レンズ群Ｌ４の屈折力が過小となる。

第４レンズ群Ｌ４は変倍機能を有するレンズ群であるため、所望のズーム比を得るためには、第４レンズ群Ｌ４の移動量が増大する。

第１レンズ群Ｌ１を固定とすると、第４レンズ群Ｌ４の移動量が増大した分、広角端もしくは望遠端において対物光学系Ｇｏのレンズ全長が長くなり、結果的に対物光学系Ｇｏが大型化してくる。

条件式（５）はさらに好ましくは、数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

条件式（６）は、対物光学系Ｇｏ全体のズーム比に対する第４レンズ群Ｌ４の変倍比を規定した式である。

条件式（６）の下限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の変倍比が過小となるため、所望のズーム比を得るためには、変倍分担しているもうひとつのレンズ群、すなわち第２レンズ群Ｌ２の変倍比を増大する必要がある。

第２レンズ群Ｌ２の変倍比を増大すると、第２レンズ群Ｌ２の屈折力が過度に強くなるため、樽型の歪曲収差が多く発生してくる。

また、条件式（６）の上限を超えると、第４レンズ群Ｌ４の変倍比が過大となる。第４レンズ群Ｌ４の変倍比が過大となると、第４レンズ群Ｌ４の移動量が増大し、対物光学系Ｇｏのレンズ全長が増大してくる。

条件式（６）はさらに好ましくは、数値範囲を以下の如く設定するのが良い。

以上のように各実施例によれば、対物光学系Ｇｏを、正の屈折力を有する第１レンズ群Ｌ１、負の屈折力を有する第２レンズ群Ｌ２、正の屈折力を有する第３レンズ群Ｌ３、正の屈折力を有する第４レンズ群Ｌ４から構成している。そして第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３および第４レンズ群Ｌ４のズーミングに伴う移動方向および移動量を適切に配置したことにより、薄型化と高ズーム比化の両立が容易な変倍ファインダーを得ている。

次に本発明の各実施例の数値実施例を示す。

各数値実施例において使用する記号の意味は次に示すとおりである。

数値実施例において、Ａはファインダー倍率、ωはファインダーの半画角、Ｒｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ面の曲率半径、Ｄｉは物体側より順に第ｉ番目のレンズ厚及び空気間隔である。そして、Ｎｉとνｉは各々物体側より順に第ｉ番目のレンズの材料の波長５８７．６ｎｍにおける屈折率とアッベ数である。

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

で表される。

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

Ｒ１〜Ｒ８は、対物光学系Ｇｏに相当する。Ｒ９、Ｒ１０は、３角プリズムＰ１に相当する。Ｒ１２〜Ｒ１５は、ダハプリズムＰ２に相当する。Ｒ１６、Ｒ１７は接眼光学系Ｇｅに相当する。

前述の各条件式と数値実施例における諸数値の関係を表１に示す。

［数値実施例１］
A＝-0.30〜-1.33 ω＝23.59°〜5.61°
* R1= 8.138 D1= 1.91 N1= 1.49171 ν1= 57.40
R2= -18.121 D2= 可変
* R3= -2.768 D3= 0.60 N3= 1.58306 ν3= 30.23
R4= 3.29 D4= 可変
* R5= 3.295 D5= 1.01 N5= 1.49171 ν5= 57.40
* R6= 10.960 D6= 可変
* R7= 7.258 D7= 1.47 N7= 1.49171 ν7= 57.40
* R8= -3.983 D8= 可変
R9= ∞ D9= 8.22 N9= 1.57090 ν9= 33.80
R10= -24.500 D10= 0.15
R11= ∞ D11= 1.20
R12= ∞ D12= 15.37 N12= 1.57090 ν12= 33.80
R13= ∞ D13= 0.10
R14= ∞ D14= 0.20
R15= ∞ D15= 0.09
* R16= 16.780 D16= 1.60 N16= 1.49171 ν16= 57.40
R17= -9.084 D17= 16.00
R18= アイポイント

非球面係数
R1 K= 1.92651E+00 B= -8.19997E-04 C= -7.41171E-06
D= -1.23721E-06 E= 0.00000E+00
R3 K= 8.40036E+05 B= 4.60857E-05 C= 1.99522E-03
D= -4.55166E-04 E= 0.00000E+00
R5 K= -2.10797E+00 B= 3.30115E-03 C= 1.83923E-04
D= -8.70731E-05 E= 0.00000E+00
R6 K= -4.24494E+01 B= 6.59969E-03 C= 5.67238E-04
D= -2.12951E-04 E= 0.00000E+00
R7 K= -5.92649E+00 B= -5.78993E-03 C= 1.25133E-03
D= -2.52564E-04 E= 0.00000E+00
R8 K= 6.45446E-02 B= -1.84264E-03 C= 1.15300E-03
D= -2.23999E-04 E= 0.00000E+00
R16 K= 3.79650E+00 B= -4.47796E-04 C= 5.04578E-06
D= -2.43568E-07 E= 0.00000E+00

広角 中間 望遠
D2 1.37 4.95 6.31
D4 3.22 1.32 0.49
D6 3.60 0.62 0.84
D8 1.06 2.35 1.60

始面 焦点距離
第１レンズ群 1 11.70
第２レンズ群 3 -2.49
第３レンズ群 5 9.19
第４レンズ群 7 5.47
反転光学系 9 42.91
接眼光学系 16 12.24


[数値実施例２]
A＝-0.24〜-1.21 ω＝27.77°〜6.23°
* R1= 8.494 D1= 1.88 N1= 1.49171 ν1= 57.40
R2= -16.505 D2= 可変
* R3= -2.581 D3= 0.70 N3= 1.58306 ν3= 30.23
R4= 3.231 D4= 可変
* R5= 3.415 D5= 0.99 N5= 1.49171 ν5= 57.40
* R6= 11.251 D6= 可変
* R7= 6.964 D7= 1.63 N7= 1.49171 ν7= 57.40
* R8= -3.823 D8= 可変
R9= ∞ D9= 8.22 N9= 1.57090 ν9= 33.80
R10= -24.500 D10= 0.45
R11= ∞ D11= 1.20
R12= ∞ D12= 15.37 N12= 1.57090 ν12= 33.80
R13= ∞ D13= 0.10
R14= ∞ D14= 0.20
R15= ∞ D15= 0.09
* R16= 16.780 D16= 1.60 N16= 1.49171 ν16= 57.40
R17= -9.084 D17= 16.00
R18= アイポイント

非球面係数
R1 K= 1.95417E+00 B= -7.53692E-04 C= -7.30731E-06
D= -1.08053E-06 E= 0.00000E+00
R3 K= 6.37652E+05 B= 3.38109E-04 C= 1.75822E-03
D= -2.94358E-04 E= 0.00000E+00
R5 K= -3.26232E+00 B= 5.82559E-03 C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00 E= 0.00000E+00
R6 K= -3.24027E+01 B= 6.87170E-03 C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00 E= 0.00000E+00
R7 K= -3.57935E+00 B= -5.43247E-03 C= 1.30608E-03
D= -2.95406E-04 E= 0.00000E+00
R8 K= 4.42447E+06 B= -1.86098E-03 C= 1.08098E-03
D= -2.38860E-04 E= 0.00000E+00
R16 K= 3.79650E+00 B= -4.47796E-04 C= 5.04578E-06
D= -2.43568E-07 E= 0.00000E+00

広角 中間 望遠
D2 1.03 4.58 6.24
D4 3.34 1.35 0.85
D6 4.39 0.86 0.69
D8 0.57 2.54 1.55

始面 焦点距離
第１レンズ群 1 11.70
第２レンズ群 3 -2.36
第３レンズ群 5 9.57
第４レンズ群 7 5.28
反転光学系 9 42.91
接眼光学系 16 12.24

[数値実施例３]
A＝-0.30〜-1.34 ω＝23.70°〜5.67°
* R1= 7.091 D1= 2.10 N1= 1.49171 ν1= 57.40
R2= -16.629 D2= 可変
* R3= -1.930 D3= 0.70 N3= 1.58306 ν3= 30.23
R4= 2.607 D4= 可変
* R5= 2.609 D5= 1.62 N5= 1.49171 ν5= 57.40
* R6= 76.767 D6= 可変
* R7= 9.156 D7= 1.56 N7= 1.49171 ν7= 57.40
* R8= -3.516 D8= 可変
R9= ∞ D9= 8.22 N9= 1.57090 ν9= 33.80
R10= -24.500 D10= 0.45
R11= ∞ D11= 1.20
R12= ∞ D12= 15.37 N12= 1.57090 ν12= 33.80
R13= ∞ D13= 0.10
R14= ∞ D14= 0.20
R15= ∞ D15= 0.09
* R16= 16.780 D16= 1.60 N16= 1.49171 ν16= 57.40
R17= -9.084 D17= 16.00
R18= アイポイント

非球面係数
R1 K= 9.76085E-01 B= -8.04180E-04 C= -1.05015E-05
D= -8.17938E-07 E= 0.00000E+00
R3 K= 5.44929E+05 B= 1.57735E-02 C= 1.71213E-04
D= -1.02686E-03 E= 0.00000E+00
R5 K= -2.58843E+00 B= 6.16679E-03 C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00 E= 0.00000E+00
R6 K= -2.17546E+04 B= 8.43760E-03 C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00 E= 0.00000E+00
R7 K= 6.61466E+00 B= -1.39016E-02 C= 1.42835E-03
D= -2.36324E-04 E= 0.00000E+00
R8 K= 1.21759E+00 B= -2.68895E-03 C= 2.09427E-03
D= -1.34856E-04 E= 0.00000E+00
R16 K= 3.79650E+00 B= -4.47796E-04 C= 5.04578E-06
D= -2.43568E-07 E= 0.00000E+00

広角 中間 望遠
D2 1.44 5.00 6.09
D4 2.04 1.10 0.46
D6 3.33 0.29 0.55
D8 0.41 0.83 0.12

始面 焦点距離
第１レンズ群 1 10.41
第２レンズ群 3 -1.80
第３レンズ群 5 5.46
第４レンズ群 7 5.39
反転光学系 9 42.91
接眼光学系 16 12.24


[数値実施例４]
A＝-0.30〜-1.34 ω＝23.73°〜5.66°
* R1= 7.633 D1= 2.10 N1= 1.49171 ν1= 57.40
R2= -16.043 D2= 可変
* R3= -2.229 D3= 0.70 N3= 1.58306 ν3= 30.23
R4= 3.03 D4= 可変
* R5= 3.024 D5= 1.30 N5= 1.49171 ν5= 57.40
* R6= 22.180 D6= 可変
* R7= 10.623 D7= 1.42 N7= 1.49171 ν7= 57.40
* R8= -3.740 D8= 可変
R9= ∞ D9= 8.22 N9= 1.57090 ν9= 33.80
R10= -24.500 D10= 0.45
R11= ∞ D11= 1.20
R12= ∞ D12= 15.37 N12= 1.57090 ν12= 33.80
R13= ∞ D13= 0.10
R14= ∞ D14= 0.20
R15= ∞ D15= 0.09
* R16= 16.780 D16= 1.60 N16= 1.49171 ν16= 57.40
R17= -9.084 D17= 16.00
R18= アイポイント

非球面係数
R1 K= 1.05300E+00 B= -7.21020E-04 C= -1.16332E-05
D= -4.61290E-07 E= 0.00000E+00
R3 K= 7.18420E+04 B= 3.12957E-03 C= 2.25276E-03
D= -6.78191E-04 E= 0.00000E+00
R5 K= -2.86111E+00 B= 6.88098E-03 C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00 E= 0.00000E+00
R6 K= -8.07155E+02 B= 9.16235E-03 C= 0.00000E+00
D= 0.00000E+00 E= 0.00000E+00
R7 K= 3.07171E+00 B= -1.02817E-02 C= 1.70018E-03
D= -2.15025E-04 E= 0.00000E+00
R8 K= 5.84951E-01 B= -1.17771E-03 C= 1.22288E-03
D= -1.37370E-04 E= 0.00000E+00
R16 K= 3.79650E+00 B= -4.47796E-04 C= 5.04578E-06
D= -2.43568E-07 E= 0.00000E+00

広角 中間 望遠
D2 1.35 4.94 5.99
D4 2.96 1.53 0.71
D6 3.38 0.47 0.61
D8 0.79 1.55 1.18

始面 焦点距離
第１レンズ群 1 10.84
第２レンズ群 3 -2.10
第３レンズ群 5 6.97
第４レンズ群 7 5.81
反転光学系 9 42.91
接眼光学系 16 12.24


[数値実施例５]
A＝-0.28〜-1.44 ω＝26.71°〜5.42°
R 1 = 9.442 D 1 = 3.00 N 1 = 1.491710 ν 1 = 57.4
R 2 = -48.981 D 2 = 可変
R 3 = -4.436 D 3 = 1.00 N 2 = 1.632000 ν 2 = 23.0
R 4 = 3.204 D 4 = 可変
R 5 = 3.581 D 5 = 1.30 N 3 = 1.491710 ν 3 = 57.4
R 6 = 14.794 D 6 = 可変
R 7 = 5.737 D 7 = 1.70 N 4 = 1.491710 ν 4 = 57.4
R 8 = -6.596 D 8 = 可変
R 9 = ∞ D 9 = 8.22 N 5 = 1.570900 ν 5 = 33.8
R10 = -24.500 D10 = 0.15
R11 = ∞ D11 = 1.20
R12 = ∞ D12 = 15.4 N 6 = 1.570900 ν 5 = 33.8
R13 = ∞ D13 = 0.10
R14 = ∞ D14 = 0.20
R15 = ∞ D15 = 0.09
R16 = 16.781 D16 = 1.60 N 7 = 1.491710 ν 5 = 57.4
R17 = -9.084 D17 = 16.00
R18 = アイポイント

非球面係数
R1 k=-3.92781e-01 B=-1.73125e-05 C=-2.77642e-06 D=1.36697e-07
E=-3.77678e-09
R3 k=-3.01910e+00 B=5.81595e-03 C=-4.67941e-04 D=1.78431e-05
E= 0.00000e+00
R6 k=-6.67064e+01 B=6.82407e-03 C=-4.41289e-05 D=0.00000e+00
E= 0.00000e+00
R7 k= 2.47816e+00 B=-3.65828e-03 C=-7.47374e-05 D=-9.44132e-07
E= 0.00000e+00
R8 k=-1.11835e+01 B=-3.61111e-03 C= 3.43326e-04 D= 7.54838e-06
E= 0.00000e+00
R16 k= 3.79650e+00 B=-4.47796e-04 C= 5.04578e-06 D=-2.43568e-07
E= 0.00000e+00



広角 中間 望遠
D2 1.06 4.85 8.79
D4 4.56 3.09 1.48
D6 6.63 3.43 0.97
D8 1.17 2.05 2.19

始面 焦点距離
第１レンズ群 1 16.38
第２レンズ群 3 -2.80
第３レンズ群 5 9.26
第４レンズ群 7 6.54
反転光学系 9 42.91
接眼光学系 16 12.24

次に実施例１〜５を示した変倍ファインダーをデジタルスチルカメラ（撮像装置）に適用した実施例を、図１２を用いて説明する。

図１２（Ａ）は正面図であり、図１２（Ｂ）は断面図である。

図１２（Ａ），（Ｂ）において、１０はカメラ本体である。１１は撮影レンズである。
１２はカメラ本体に内蔵され、撮影光学系１１によって形成された被写体像を受光するＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（光電変換素子）である。固体撮像素子１２によって光電変換された被写体像に対応する情報は不図示のメモリに記録される。１３は被写体像を観察するための変倍ファインダーである。変倍ファインダー１３は、実施例１〜５に示したような、実像式の変倍ファインダーで構成される。

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

本発明の実施例１の変倍ファインダーのレンズ断面図 本発明の実施例１の広角端における収差図 本発明の実施例１の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例１の望遠端における収差図 本発明の実施例２の変倍ファインダーのレンズ断面図 本発明の実施例２の広角端における収差図 本発明の実施例２の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例２の望遠端における収差図 本発明の実施例３の変倍ファインダーのレンズ断面図 本発明の実施例３の広角端における収差図 本発明の実施例３の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例３の望遠端における収差図 本発明の実施例４の変倍ファインダーのレンズ断面図 本発明の実施例４の広角端における収差図 本発明の実施例４の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例４の望遠端における収差図 本発明の実施例５の変倍ファインダーのレンズ断面図 本発明の実施例５の広角端における収差図 本発明の実施例５の中間のズーム位置における収差図 本発明の実施例５の望遠端における収差図 本発明の変倍ファインダーの光学系の要部断面図 本発明の変倍ファインダーを有する撮像装置の要部概略図

符号の説明

ΔＭ…メリディオナル像面
ΔＳ…サジタル像面
Ｇｏ…対物光学系
Ｇｒ…反転光学系
Ｇｅ…接眼光学系
Ｌ１…第１レンズ群
Ｌ２…第２レンズ群
Ｌ３…第３レンズ群
Ｌ４…第４レンズ群
Ｓ１ …視野枠
Ｅｐ …アイポイント

Claims (7)

1. 対物光学系と、該対物光学系が形成する物体像を正立像に反転する像反転光学系と、該像反転光学系を介して観察者へ光を導く接眼光学系とを備える変倍ファインダーにおいて、
   該対物光学系は、物体側から観察側へ順に、正の屈折力を有する第１レンズ群、負の屈折力を有する第２レンズ群、正の屈折力を有する第３レンズ群、正の屈折力を有する第４レンズ群から成り、ズーミングに際して、該第２レンズ群、第３レンズ群および第４レンズ群は、光軸上を移動し、
   該対物光学系の広角端と望遠端における焦点距離を各々ｆｗ、ｆＴ、該第２レンズ群の焦点距離をｆ２、該接眼光学系の焦点距離をｆｅとするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする変倍ファインダー。
2. 前記対物光学系の第１レンズ群の焦点距離をｆ１とするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１の変倍ファインダー。
3. 前記対物光学系の第３レンズ群の焦点距離をｆ３、広角端から望遠端へのズーミングにおける該第３レンズ群の移動量をｍ３とし、移動量の符号は観察側への移動を正とするとき、
   
   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。
4. 前記対物光学系の第４レンズ群の焦点距離をｆ４とするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１、２又は３の変倍ファインダー。
5. 前記対物光学系の広角端から望遠端までの変倍比をＺ、前記第４レンズ群の変倍比をＺ４、該第４レンズ群の広角端と望遠端における結像倍率を各々β４ｗ、β４ｔとし、
   Ｚ４＝β４ｔ／β４ｗ
   とするとき、
   
   なる条件を満足することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項の変倍ファインダー。
6. 前記対物光学系の第１レンズ群から第４レンズ群はいずれも１枚のプラスティック材より成るレンズから構成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項の変倍ファインダー。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の変倍ファインダーと、撮影光学系とを有することを特徴とする撮像装置。