(57)【要約】  【課題】  光学全長を短くし、かつ、高い像倍率を達成可能で、ごみや傷等が観測され難い実像式ズームファインダを提供する。  【解決手段】  物体側より順に、第１レンズ１、第２レンズ２、第１正立光学素子３、第３レンズ４、視野枠５、第２正立光学素子６、および接眼レンズ７を具備するレンズ系から構成され、第１レンズ１および第２レンズ２を光軸上移動させて変倍を行う。レンズ系は、以下の条件を満足する。  １．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．５          …（１）  １．０＜｜（ｆ１／ｆ２）×ｍT ｜＜１．５…（２）  １５ｍｍ＜ｆｅ＜１８ｍｍ                …（３）  ２．５ｍｍ＜ｄｓ                        …（４）  ｆ１，ｆ２，ｆｅは第１レンズ１，第２レンズ２，接眼レンズ７の焦点距離、ｍTは望遠側の像倍率、ｄｓは視野枠５と第３レンズ４の像側面または第２正立光学素子６の第２反射面との面間隔。【選択図】  図１
2006065165.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第１正立光学素子、第３レンズ、視野枠、第２正立光学素子、および接眼レンズを具備するレンズ系から構成され、第１レンズおよび第２レンズを光軸上移動させて変倍を行う実像式ズームファインダであって、
前記第１レンズは、両側レンズ面が凹面形状であり、
前記第２レンズは、両側レンズ面が凸面形状であり、第１レンズとともに対物光学系を構成し、
前記第３レンズは、正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、
前記第１正立光学素子は、入射する光軸を略垂直に反射させる第１反射面を有する一方、
前記第２正立光学素子は、入射する光軸を略垂直に反射させる第２反射面と、第２反射面と略垂直な面であって、第２反射面からの光軸を再び略垂直に反射させ第２正立光学素子に入射する光軸とは逆方向に射出する第３反射面と、第３反射面からの光軸を略垂直に反射させ第１正立光学素子に入射する光軸に略平行に射出する第４反射面とを有し、第１正立光学素子とともに、前記対物光学系により倒立した像の上下左右を反転させて正立した象を得る正立光学系を構成し、
前記視野枠は、前記対物光学系による像が結像する対物光学系結像面に形成され、
前記接眼レンズは、両側レンズ面が凸面形状であり、
前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とする実像式ズームファインダ。
１．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．５            ・・・（１）
１．０＜｜（ｆ１／ｆ２）×ｍT ｜＜１．５  ・・・（２）
１５ｍｍ＜ｆｅ＜１８ｍｍ                  ・・・（３）
２．５ｍｍ＜ｄｓ                          ・・・（４）
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｍTは望遠側の像倍率、ｆｅは接眼レンズの焦点距離、ｄｓは第３レンズの像側面と視野枠との面間隔または視野枠と第２正立光学素子の第２反射面との面間隔である。
【請求項２】
前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とする請求項１記載の実像式ズームファインダ。
Σｄ＜５０ｍｍ                            ・・・（５）
ただし、Σｄは第１レンズの物体側面から接眼レンズの像側面までの最大光学全長である。
【請求項３】
前記第１正立光学素子は、反射ミラーであり、前記第２正立光学素子は、プリズムであることを特徴とする請求項１または２記載の実像式ズームファインダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルスチルカメラ等のカメラに搭載される実像式ズームファインダに関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ、特にコンパクトカメラには、撮影レンズ系とは別に、ファインダ用のレンズ系を備える構成を有するものが多く存在する。そして、撮影レンズ系がズーム機能を有する場合に、それに合わせてファインダの像倍率が変化する実像式ズームファインダが公知である（例えば、特許文献１〜３参照）。このようなズームファインダは、物体側から順に、対物光学系、正立光学系、および接眼光学系より構成される。対物光学系のレンズにより所定の像倍率の倒立像を結像し、正立光学系の反射ミラーや複数の反射面を有するプリズム等により倒立像を正立させ、接眼光学系の接眼レンズを通して実像（正立像）を得ることができる。そして、対物光学系のレンズが可動することにより異なる視野倍率で結像させることができる。
【特許文献１】特開平１０−２２７９７５号公報
【特許文献２】特開平１−１１６６１６号公報
【特許文献３】特開昭６１−１５６０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、このような従来の実像式ズームファインダにおいては、以下のような問題があった。すなわち、上述したように、対物光学系と接眼レンズとの間に正立光学系を配置する必要があるため、対物光学系で得られた倒立像と接眼レンズとの間の光路が長くなってしまい、必然的に接眼レンズの焦点距離も長くなってしまう問題があった。接眼レンズの焦点距離が長くなると、ファインダ倍率（対物光学系の焦点距離／接眼レンズの焦点距離）が低くなり、見かけの視界が小さくなるため、ファインダ像が観察し難くなるため問題である。特に、デジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）の分野において、小型化・薄型化が進んでおり、光学全長をより短くする必要があるが、その足かせとなる問題も生じ得る。
【０００４】
また、対物光学系による像が結像する対物光学系結像面の近傍にレンズやプリズムを配置しているが、レンズやプリズムにごみや傷が付着すると、これらがファインダ像と一緒に観察されてしまうため、ファインダ品質の低下の原因となる問題もあった。
【０００５】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するべくなされたもので、光学全長を短くし、かつ、高い像倍率を達成可能で、ごみや傷等が観測され難い実像式ズームファインダを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る実像式ズームファインダは、物体側より順に、第１レンズ、第２レンズ、第１正立光学素子、第３レンズ、視野枠、第２正立光学素子、および接眼レンズを具備するレンズ系から構成され、第１レンズおよび第２レンズを光軸上移動させて変倍を行う実像式ズームファインダであって、前記第１レンズは、両側レンズ面が凹面形状であり、前記第２レンズは、両側レンズ面が凸面形状であり、第１レンズとともに対物光学系を構成し、前記第３レンズは、正の屈折力を有するメニスカスレンズであり、前記第１正立光学素子は、入射する光軸を略垂直に反射させる第１反射面を有する一方、前記第２正立光学素子は、入射する光軸を略垂直に反射させる第２反射面と、第２反射面と略垂直な面であって、第２反射面からの光軸を再び略垂直に反射させ第２正立光学素子に入射する光軸とは逆方向に射出する第３反射面と、第３反射面からの光軸を略垂直に反射させ第１正立光学素子に入射する光軸に略平行に射出する第４反射面とを有し、第１正立光学素子とともに、前記対物光学系により倒立した像の上下左右を反転させて正立した象を得る正立光学系を構成し、前記視野枠は、前記対物光学系による像が結像する対物光学系結像面に形成され、前記接眼レンズは、両側レンズ面が凸面形状であり、前記レンズ系は、以下の条件を満たすことを特徴とするものである。
【０００７】
１．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＜１．５            ・・・（１）
１．０＜｜（ｆ１／ｆ２）×ｍT ｜＜１．５  ・・・（２）
１５ｍｍ＜ｆｅ＜１８ｍｍ                  ・・・（３）
２．５ｍｍ＜ｄｓ                          ・・・（４）
ただし、ｆ１は第１レンズの焦点距離、ｆ２は第２レンズの焦点距離、ｍTは望遠側の像倍率、ｆｅは接眼レンズの焦点距離、ｄｓは第３レンズの像側面と視野枠との面間隔または視野枠と第２正立光学素子の第２反射面との面間隔である。
【０００８】
上記構成に係る実像式ズームファインダにおいては、対物光学系が第１レンズおよび第２レンズで構成され、それぞれが光軸上を移動することによって、像倍率を変化させる。対物光学系による象は視野枠において結像される。視野枠は、第３レンズと第２正立光学素子との間に設けられる。また、正立光学系が第１正立光学素子および第２正立光学素子で構成され、対物光学系で得られる倒立像の上下左右を反転させて像を正立させる。接眼レンズは、ユーザが像を見易いように視野枠を拡大させる。
【０００９】
ここで、本発明における条件式（１）は、対物光学系の屈折力の配置を規定するものであり、小型化を達成しつつ諸収差の補正を良好に行い得る条件を示すものである。
【００１０】
すなわち、第２レンズの焦点距離ｆ２に対する第１レンズの焦点距離ｆ１の比が条件式（１）の上限を超えると、球面収差が大きくなるとともに誤差感度が大きくなる。一方、条件式（１）の下限を超えると、第２レンズの移動量が大きくなり対物光学系の全長が長くなってしまい、光学全長を短く抑えることができない。
【００１１】
また、本発明における条件式（２）は、望遠側の像倍率、すなわち、最大像倍率を規定するものであり、高性能を保ちつつ像倍率を高くし得る条件を示すものである。
【００１２】
すなわち、第２レンズの焦点距離ｆ２に対する第１レンズの焦点距離ｆ１の比に某縁側の像倍率を掛けた値が条件式（２）の上限を超えると、対物光学系の全長が長くなってしまい、光学全長を短く抑えることができない。一方、条件式（２）の下限を超えると、第１レンズの屈折力が大きくなり、第１レンズにおける収差が大きくなってしまうため、他のレンズでこの収差を補正することができなくなる。
【００１３】
また、本発明における条件式（３）は、接眼レンズの焦点距離を規定するものであり、小型化しつつ、ごみ等の観測され難い高品質なファインダとし得る条件を示すものである。
【００１４】
すなわち、接眼レンズの焦点距離が条件式（３）の上限を超えると、光学全長を短く抑えることができない。一方、条件式（３）の下限を超えると、ルーペ倍率となり、ごみが観測され易くなってしまう。
【００１５】
また、本発明における条件式（４）は、第３レンズと第２正立光学素子との間に位置する視野枠（すなわち、対物光学系結像面）の位置関係を規定するものであり、対物光学系結像面におけるごみ等の観測を防止し得る条件を示すものである。
【００１６】
すなわち、第３レンズの像側面と視野枠との面間隔または視野枠と第２正立光学素子との面間隔が条件式（４）の下限を超えると、視野枠（対物光学系結像面）が第３レンズまたは第２正立光学素子の光学面に近過ぎるため、第３レンズまたは第２正立光学素子の光学面に存在するごみが観測され易くなってしまう。
【００１７】
以上より、本発明の発明者は、鋭意研究の末、対物光学系を単レンズ２枚で構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）（２）を満足させることにより、光学全長を短くし、かつ、高い像倍率を達成するとともに諸収差が良好に補正され、条件式（３）（４）を満足させることにより、ごみ等の観測を防止することができる実像式ズームファインダを開発した。特に、対物光学系による像が結像する対物光学系結像面（視野枠）をレンズ面等の光学面が存在しない位置に配置することにより、ごみ、傷等がファインダ像とともに観測されるのを防止しつつ、２．７倍程度のズーム比を容易に得ることができ、広画角でかつ全ズーム域で良好な像を観察できる。しかも、短い光学全長によりカメラ本体の厚さが小さいカメラにも搭載することができる。このようなレンズ系を用いることにより、光学全長が短く、かつ、高い像倍率を達成可能で、ごみや傷等が観測され難くすることができる。
【００１８】
好ましくは、前記レンズ系は、以下の条件を満たすように構成される。
【００１９】
Σｄ＜５０ｍｍ                            ・・・（５）
ただし、Σｄは第１レンズの物体側面から接眼レンズの像側面までの最大光学全長である。
【００２０】
この場合、本発明における条件式（５）は、最大光学全長（望遠側位置における光学全長）を規定するものであり、条件式（１）〜（４）に加えて条件式（５）を満たすことにより、さらなる小型化を図ることができる。
【００２１】
好ましくは、前記第１正立光学素子は、反射ミラーであり、前記第２正立光学素子は、プリズムであるように構成される。
【００２２】
この場合、第１正立光学素子を反射ミラーにすることにより、用いるプリズムを第２正立光学素子の１個とすることができるため、正立像を得るためにプリズムを２個使用しているファインダに比べコストを低減させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係る実像式ズームファインダによれば、対物光学系を単レンズ２枚で構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）（２）を満足させることにより、光学全長を短くし、かつ、高い像倍率を達成するとともに諸収差が良好に補正され、条件式（３）（４）を満足させることにより、ごみ等の観測を防止することができる。特に、対物光学系による像が結像する対物光学系結像面（視野枠）をレンズ面等の光学面が存在しない位置に配置することにより、ごみ、傷等がファインダ像とともに観測されるのを防止しつつ、２．７倍程度のズーム比を容易に得ることができ、広画角でかつ全ズーム域で良好な像を観察できる。しかも、短い光学全長によりカメラ本体の厚さが小さいカメラにも搭載することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、添付図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明の一実施形態における実像式ズームファインダの断面図である。図１（ａ）は対物光学系の広角側位置（WIDE端）を示す図であり、図１（ｂ）は対物光学系の中間位置（MIDDLE位置）を示す図であり、図１（ｃ）は対物光学系の望遠側位置（TELE端）を示す図である。また、図２は正立光学系近傍を示す斜視図である。
【００２５】
本実施形態に係る実像式ズームレンズは、図１および図２に示すように、物体側より順に、第１レンズ１、第２レンズ２、第１正立光学素子である反射ミラー３、第３レンズ４、視野枠５、第２正立光学素子であるプリズム６、および接眼レンズ７を具備するレンズ系から構成され、第１レンズ１および第２レンズ２を光軸上移動させて変倍を行う。前記第１レンズ１は、両側レンズ面ｒ２，ｒ３が凹面形状（負の屈折力を有する、すなわち、焦点距離が負の値）であり、前記第２レンズ２は、両側レンズ面ｒ４，ｒ５が凸面形状（正の屈折力を有する、すなわち、焦点距離が正の値）であり、第１レンズ１とともに対物光学系を構成する。また、前記第３レンズ４は、正の屈折力を有するメニスカスレンズである。さらに、前記第１正立光学素子である反射ミラー３は、入射する光軸を略垂直に反射させる第１反射面ｓ１（面番号ｒ６）を有する。一方、前記第２正立光学素子であるプリズム６は、入射する光軸を略垂直に反射させる第２反射面ｓ２と、第２反射面ｓ２と略垂直な面であって、第２反射面ｓ２からの光軸を再び略垂直に反射させ第２正立光学素子であるプリズム６に入射する光軸とは逆方向に射出する第３反射面ｓ３と、第３反射面ｓ３からの光軸を略垂直に反射させ第１正立光学素子である反射ミラー３に入射する光軸に略平行に射出する第４反射面ｓ４とを有する。そして、第２正立光学素子であるプリズム６は、第１正立光学素子である反射ミラー３とともに、前記対物光学系により倒立した像の上下左右を反転させて正立した象を得る正立光学系を構成する。また、前記視野枠５は、前記対物光学系による像が結像する対物光学系結像面ｒ９に形成される。前記接眼レンズ７は、両側レンズ面ｒ１２，ｒ１３が凸面形状（正の屈折力を有する）であり、ユーザの目の位置となるアイポイント８で結像するように構成される。
【００２６】
以上の構成を有する本実施形態における実像式ズームファインダの各パラメータ値は、以下に示す通りである。ここで、Ｒｊは物体側から順にｊ番目の面番号ｒｊにおける曲率半径、ｄｊは物体側から順にｊ番目の面中心間隔（ただし、第１レンズ１の移動最前端（望遠側位置）をｒ１とし、ｒ１と第１レンズ１の物体側レンズ面ｒ２との距離をｄ１とする）を意味する。
【００２７】
また、非球面形状は、面頂点の接平面からの光軸方向の距離（サグ量）をｘ、光軸からの高さｈとして、ｒを近軸曲率半径、κを円錐定数、ａm （ｍ＝４，６，８）を第ｍ次の非球面係数としたとき、次式で表される。
【００２８】
ｘ＝｛（１／ｒ）ｈ2｝／〔１＋｛１−（１＋κ）（１／ｒ）2ｈ2｝1/2〕
＋ａ4ｈ4＋ａ6ｈ6＋ａ8ｈ8・・・（Ｘ）
したがって、以下では、上記式（Ｘ）におけるａmの値を示し、非球面形状を特定している。
【００２９】
【表１】
2006065165.tif 000003
【００３０】
【表２】
2006065165.tif 000004
【００３１】
【表３】
2006065165.tif 000005
なお、本実施形態においては、第１レンズ１の焦点距離ｆ１＝−１０．３８ｍｍであり、第２レンズ２の焦点距離ｆ２＝７．２６ｍｍであるので、１．０＜｜ｆ１／ｆ２｜＝１．４２８＜１．５となり、条件式（１）を満足している。また、望遠側の像倍率ｍＴ＝０．９６であるので、１．０＜｜（ｆ１／ｆ２）×ｍT｜＝１．３７７＜１．５となり、条件式（２）を満足している。
【００３２】
さらに、接眼レンズ７の焦点距離ｆｅ＝１５．２ｍｍであるので、１５ｍｍ＜ｆｅ１５．２ｍｍ＜１８ｍｍとなり、条件式（３）を満足している。また、第３レンズ４の像側面ｒ８と視野枠５（面番号ｒ９）との面間隔ｄ８＝２．６２ｍｍであり、視野枠５（万番号ｒ９）と第２正立光学素子であるプリズム６の入射面ｒ１０との面間隔ｄ９＝２．５８ｍｍであるので、２．５ｍｍ＜ｄ９＝２．５８ｍｍ，ｄ８＝２．６２ｍｍとなり、条件式（４）を満足している。最後に、第１レンズ１の物体側面ｒ２（＝ｒ１）から接眼レンズ７の像側面ｒ１３までの最大光学全長（すなわち、望遠側位置における光学全長）Σｄ＝Σｄｉ（ｉ＝１，…，１２）＝４６．１３５ｍｍであるので、Σｄ＝４６．１３５ｍｍ＜５０ｍｍとなり条件式（５）も満足している。
【００３３】
図３は図１の実像式ズームファインダの広角側位置における収差図である。図３（ａ）は球面収差を示し、図３（ｂ）は非点収差を示し、図３（ｃ）は歪曲収差を示す。また、図４は図１の実像式ズームファインダの望遠側位置における収差図である。図４（ａ）は球面収差を示し、図４（ｂ）は非点収差を示し、図４（ｃ）は歪曲収差を示す。
【００３４】
本実施の形態においては、従来技術に比較して、対物光学系を単レンズ２枚で構成しているにも関わらず、各収差とも良好に補正されている。
【００３５】
なお、本実施形態のレンズ系においては、レンズ面ｒ２，ｒ３，ｒ４，ｒ５，ｒ７，ｒ８，ｒ１２およびｒ１３において非球面であるレンズを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、適宜選択して採用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る実像式ズームファインダは、対物光学系を単レンズ２枚で構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）（２）を満足させることにより、光学全長を短くし、かつ、高い像倍率を達成するとともに諸収差が良好に補正され、条件式（３）（４）を満足させることにより、ごみ等の観測を防止することができるという効果を奏し、デジタルスチルカメラ等のカメラに搭載される実像式ズームファインダとして有用である。
【００３７】
本発明に係る実像式ズームファインダは、対物光学系を単レンズ２枚で構成し、レンズ系の各パラメータが条件式（１）（２）を満足させることにより、光学全長を短くし、かつ、高い像倍率を達成するとともに諸収差が良好に補正され、条件式（３）（４）を満足させることにより、ごみ等の観測を防止することができるという効果が必要な技術分野等の用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態における実像式ズームファインダの断面図
【図２】正立光学系近傍を示す斜視図
【図３】図１の実像式ズームファインダの広角側位置における収差図
【図４】図１の実像式ズームファインダの望遠側位置における収差図
【符号の説明】
【００３９】
１  第１レンズ
２  第２レンズ
３  反射ミラー
４  第３レンズ
５  視野枠
６  プリズム
７  接眼レンズ
【図１】
2006065165.tif 000006
【図２】
2006065165.tif 000007
【図３】
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【図４】
2006065165.tif 000009