KR100366236B1 - 배율가변식파인더 - Google Patents

Abstract

배율 가변식 파인더가 개시되어 있다.

이 파인더는 물체쪽이 오목 또는 평면인 정(正)의 굴절력을 가진 제1렌즈군(10)과, 이동가능하도록 된 부(負)의 굴절력을 가진 제2렌즈군(20)과, 이동가능하도록 된 정의 굴절력을 가진 제3렌즈군(30)과, 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군(40)이 물체측으로부터 순차로 결합되어 이루어진 대물렌즈와, 이 대물렌즈의 뒤쪽에 위치한 접안렌즈인 제5렌즈군(50)로 이루어진다. 상기 제4렌즈군(40)과 상기 제5렌즈군(50) 사이에는 이 파인더의 내부에 맺히는 도립실상을 정립실상으로 바꾸어주는 광학계가 구비되어 있다.

상기 제1렌즈군(10)과 상기 제4렌즈군(40) 사이에 있는 렌즈군이 적어도 하나의 비구면렌즈를 채용하여 수차보정에 이용하도록 하였다.

상기 제1렌즈군(10)이 고정되어 있어 파인더의 커버글래스를 대신할 수 있고, 그 소재로 단일의 재료를 사용하여 생산비의 절감을 가져올 수 있도록 하였다.

Description

배율 가변식 파인더

본 발명은 배율 가변식 파인더에 관한 것으로 상세하게는, 줌(zoom) 기능을 가진 사진기와 비데오 카메라등에 적합한 배율 가변식 파인더에 관한 것이다.

일반적으로 줌 기능을 가진 사진기와 비데오 카메라등의 광학장치는 광학장치의 위치 이동없이 대상 물체를 확대 또는 축소 촬영할 수 있는 장치이다. 이 광학장치로, 촬영시 그 변화되는 배율을 육안으로 확인하기 위하여 광학장치에 일체로 설치된 파인더는 렌즈를 통하여 확대되는 배율에 따라 그 배율이 변화될 필요가 있다. 이를 위하여 역갈릴레오식 또는 알바다식 파인더가 널리 이용되었다.

역갈릴레오식 또는 알바다식 파인더는 허상식 파인더이다. 이러한 파인더들은 비교적 시계를 넓게 할 수 있고, 정립프리즘이 불필요하기 때문에 파인더를 소형화 할 수 있는 장점이 있으나, 물체측에 위치하는 대물렌즈군의 크기가 커지며, 시야테의 경계가 불분명하고, 파인더의 시야범위가 눈의 위치에 따라 변하는 단점이 있다. 뿐만아니라, 파노라마 기능의 추가와, 카메라의 소형화 및 촬영렌즈의 광각화(廣角化)가 요구됨에 따라 이 허상식 파인더의 사용에 한계가 드러나게 되었다.

이 허상식 광학계의 단점을 극복하기 위하여 일본 공개 공보 평6-102454호와, 미합중국 특허번호 제4,842,395호 및 제5,086,353호를 통하여 실상식 파인더가 개시된 바 있다.

이 개시된 배율 가변식 파인더 중 일본 공개 공보 평6-102454호를 통하여 개시된 파인더는 배율 가변비가 2.0배 이하인 배율 가변식 파인더로서 대물렌즈를 이루는 제2렌즈군의 굴절력이 지나치게 커서 왜곡수차등이 야기되어 2.0배 이상의 고배율로 가변하는 것은 어렵다.

제1도와 제2도는 미합중국 특허번호 제4,842,395호를 통하여 개시된 종래 파인더 광학계를 보인 개략도이다.

물체쪽으로부터 눈이 위치하는 쪽으로 음의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(1)과, 양의 굴절력을 가지는 제2렌즈군(2)과, 제3렌즈군(3)이 순차적으로 구비되어 전체적으로 양의 굴절력을 가지는 대물렌즈군을 이루고, 그 후사면에 양의 굴절력을 가지는 접안렌즈군(6)이 구비되어 있다. 상기 제1렌즈군(1)을 통하여 입사되는 물체상을 상기 접안렌즈군(6)을 통하여 확대 또는 축소하여 관찰하기 위하여 상기 제2렌즈군(2)은 화살표 방향으로 움직인다. 상기 제1렌즈군(1)과 상기 제2렌즈군(2)을 통과한 물체상이 상기 제3렌즈군(3)의 입사면 전방에 도립실상으로 형성되도록 상기 제1렌즈군(1) 및 제2렌즈군(2)은 전체적으로 양의 굴절력을 가진다. 또한, 상기 제2렌즈군(2)의 움직임에 의하여 발생되는 수차를 보정하기 위하여 상기 제1렌즈군(1)도 상기 제2렌즈군과 더불어 표시된 화살표 방향으로 움직인다. 상기 제3렌즈군(3)을 통과한 도립실상의 물체상은 폴로프리즘(Polo prism;5)을 통하여 정립실상으로 변환된다. 이 정립실상이 상기 접안렌즈군(6)을 통하여 시야에 들어오게 된다. 물론, 상기 시야에 들어오는 물체상의 크기 범위는 상기 카메라를 통하여 촬영되는 물체상의 크기범위에 비례하여 변화한다.

상기 제1렌즈군(1)과 제2렌즈군(2)은 각각 물체상이 입사되는 면과 반사되는 면사이의 굴절력의 비가 일정범위에 포함되어야 상의 일그러짐과, 달무리 및 해무리와 같은 물체상의 무리(halo)가 발생하지 않는다.

미합중국 특허번호 제5,086,353호를 통하여 개시된 배율 가변식 파인더 또한 상기 인용된 미합중국 특허번호 제4,842,395호와 유사한 구조의 배율 가변 파인더이다.

이와같이 이루어진 배율 가변식 파인더는 최대 배율비가 약2.0배이고 양의 굴절력을 가지는 제1렌즈군을 움직여 배율을 조절하는 구조이다. 이와같이 제1렌즈군의 유동으로 인하여 이 제1렌즈군과는 별도의 커버글래스(cover glass)가 필요하다. 또한, 명확하게 시야를 잘라주기 위하여 대물렌즈군을 통하여 형성된 물체상 위치에 시야테를 위치시켜야 하므로, 이를 위하여 파인더 내부에서 물체상이 한번의 결상이 필요하다. 이경우 파인더의 구조가 복잡해지고 그 크기가 커지게 되는 단점이 있다.

그리고, 대물렌즈의 초점 거리를 길게 하거나 접안렌즈의 초점거리를 짧게 함으로서 배율비를 3배 이상으로 하는 경우가 가능하지만, 대물렌즈의 초점거리가 길게 되면, 소형화가 안되며 접안렌즈의 초점거리를 짧게 하는 경우는 기구적인 조립성의 난이성 때문에 그 한계가 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 극복하기 위하여 안출된 것으로서, 간단한 렌즈의 구성으로 가변 배율비가 3배 이상인 고가변 배율비를 가진 실상식 배율 가변식 파인더를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

물체쪽으로부터, 고정되고 물체쪽 면이 오목 또는 평면인 정(正)의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 이동 가능하도록 되고 부(負)의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과, 이동 가능하도록 되고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과, 고정되고 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군으로 이루어져 전체적으로 정의 굴절력을 가지도록 된 대물렌즈군과,

상기 대물렌즈군의 뒤쪽에 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군인 접안렌즈를 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 있어서,

상기 제1렌즈군의 초점거리()와 넓은 각도의 시야를 확보하도록 하는 광각단에서 상기 대물렌즈군의 초점거리()의 비가 0 </< 0.25 의 조건식을 만족하는 것이 바람직하며,

상기 제2렌즈군의 초점거리()와, 망원단에서 상기 대물렌즈군의 초점거리()의 비가 -0.70 </< -0.35 의 조건식을 만족하는 것이 바람직하며, 또한,

상기 제2렌즈군의 초점거리()와, 상기 제3렌즈군의 초점거리()의 비가 -1.10 </< -0.65 의 조건식을 만족하는 것이 바람직하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 디음과 같다.

제3도 내지 제6도는 본 발명에 따른 배율 가변식 파인더의 실시예를 니타낸 개략도이다.

이 배율 가변식 파인더 광학계는 물체측으로부터 정(正)의 굴절력을 가지는 대물렌즈군과, 정(正)의 굴절력을 가지는 접안렌즈으군로 이루어져 있다. 상기 대물렌즈군은 정(正)의 굴절력을 가지는 제1렌즈군(10)과, 부(負)의 굴절력을 갖는제2렌즈군(20)과, 정의 굴절력을 갖는 제3렌즈군(30) 및 제4렌즈군(40)으로 이루어져 있으며, 상기 접안렌즈군은 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군(50)으로 이루어져 있다.

상기 제1렌즈군(10)은 물체쪽면이 오목이거나 평면이고, 그 반대면이 볼록면인 양의 굴절력을 가지는 렌즈군로서 파인더의 커버글래스로서의 역할을 병행하도록 고정되어 있다. 이 제1렌즈군(10)의 굴절력을 가능한 줄임으로서 부의 굴절력을 가진 상기 제2렌즈군(20)의 굴절력 부담을 줄여 구면수차등의 수차가 적게 일어나도록 하였다.

상기 제2렌즈군(20)과 상기 제3렌즈군(30)은 이동가능하게 설치되어 접안렌즈군을 통하여 관찰되는 물체상의 배율을 조절한다. 상기 제3렌즈군(30)은 상기 제2렌즈군(20)과 상기 제4렌즈군(40)의 사이를 움직이면서, 배율을 변화시킨다. 이와같은 배율 변화에 따라 야기되는 시도(視度) 변화를 상기 제2렌즈군(20)을 이동시키므로 보상한다. 또한, 상기 제1렌즈군(10)과 상기 제4렌즈군(40) 사이에 있는 렌즈군이 적어도 하나의 비구면을 가지는 렌즈군을 구비하여 렌즈의 수차를 보정한다.

상기 제1렌즈군(10)을 통과한 물체상은 상기 제4렌즈군(40)의 주변에 도립실상으로 결상되고, 이 제4렌즈군(40)과 상기 제5렌즈군(50)사이에 배치되어 결상된 물체상을 정립실상으로 바꾸어주는 프리즘(60)등의 광학계를 구비하여 접안렌즈를 통하여 정배율 또는 변화된 배율의 실제 촬영되는 물체상을 육안으로 확인할 수 있다.

제3도는 상기에서 언급한 파인더의 일 실시예를 나타낸 것으로서, 앞에서 언급한 바와 같은 렌즈군으로 이루어져 있으며, 그 데이타는 표1에 나타내었다.

표1에서 기호 ω는 촬영할 수 있는 범위가 렌즈중심에 이루는 각도의 절반을 나타내는 반화각이고, D는 렌즈의 두께 또는 렌즈사이의 폭이고, R은 렌즈의 직경, Nd는 두께 D 선상의 렌즈 굴절율을 나타내고, v는 렌즈의 아베수이다. 또한, K는 코닉상수를 나타내고 A는 비구면 계수를 니타낸다. 여기서, 인용된 기호에 붙은 첨자는 렌즈의 면을 나타내는 면 번호이다.

제4도는 제3도의 배율변화를 설명하기 위하여 나타낸 렌즈배치도로서, (가)도는 광각단을 나타낸 렌즈 배치도이고, (나)도는 중앙단, (다)도는 망원단을 나타낸 렌즈 구성도이다.

(가)도에서 나타낸 바와같이 광각단인 경우 그 화각이 2ω = 48.9°로서 가장 넓은 시야를 확보할 수 있고, (나)도에서 나타낸 바와같이 중앙단인 경우 그 화각이 2ω = 25.1° 도로서 대략 배율이 1인 물체상을 얻을 수 있으며, (다)도와 같이 렌즈가 배치된 망원단인 경우 그 화각이 2ω = 15.1° 로서 가장 좁은 각도의 시야를 제공하여 가장 확대된 배율의 물체상을 얻을 수 있다.

제5도와 제6도는 본 발명에 따른 배율 가변식 파인더의 실시예2와 실시예3을 나타낸 도면으로서, 각각 표2와, 표3을 통하여 나타낸 바와같은 수치데이타를 가진다.

여기서, 인용된 부호는 실시예1에서 설명한 바와 동일 하다.

제7도의 (가)(나)도에서 제8도의 (가)(나)도는 각 실시예의 구면수차, 비점수차, 왜곡등의 렌즈 수차도를 나타낸 것으로서, 각도면의 (가)도는 광각단에서의 렌즈수차를 나타낸 것이고, (나)도는 망원단에서의 렌즈수차를 나타낸 것이며, 중앙단에서의 렌즈 수차도는 생략하였다.

상기 제1렌즈군(10)의 초점거리()와 상기 광각단에서 상기 대물렌즈군의 초점거리()의 비가 0 </< 0.25 의 조건식의 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 만일, 그 비가 상기 조건식의 상한을 넘게되는 경우 상기 제1렌즈군(10)의 굴절력이 커지고, 따라서, 상기 제2렌즈군(20)의 굴절력도 커지게 된다. 이에 따라 비점수차 및 왜곡수차 정도가 심해진다. 상기 조건식의 하한을 넘는 경우 상기 제1렌즈군(10)이 부의 굴절력을 가지게 되므로, 광학계가 전체적으로 길어지게 되어 소형화가 곤란하다.

상기 제2렌즈군(20)의 초점거리()와, 망원단에서 상기 대물렌즈군의 초점거리()의 비가 -0.70 </< -0.35 의 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 만일 이 조건식의 상한을 넘게되면, 상기 제2렌즈군(20)의 굴절력과 상기 제3렌즈군(30)의 굴절력이 작아져 전체적으로 그 형상이 길어지게되어 소형화가 곤란하고, 반대로 조건식의 하한을 넘게되면, 상기 제2렌즈군(20)의 굴절력과 상기 제3렌즈군(30)의 굴절력이 커지게 되어 수차가 커지게 된다.

상기 제2렌즈군(20)의 초점거리()와, 상기 제3렌즈군(30)의 초점거리(f3)의 비가-1.10 </< -0.65 의 조건식을 만족하는 것이 바람직하다. 만일, 이 조건식의 상한을 넘게되면 상기 제2렌즈군(20)의 굴절력이 커져 왜곡등의 수차가발생되고 이에 따라 다른 렌즈군의 굴절력이 커져야하므로 수차보정이 더욱 불리하게 된다. 또한, 상기 조건식이 하한을 넘게되면, 상기 제2렌즈군(20)의 굴절력이 너무 작아지게 되어 수차보정에는 다소 유리하나 이동량이 커지게되어 일정 공간내에서 배율 가변비를 크게 할 수 없는 단점이 있다.

따라서, 상술한 세 조건식의 범위를 만족하도록 설계하는 것이 바람직하며, 본 발명의 실시예1에서 실시예3를 통하여 나타낸 광학계의 수치 데이타에 따른 그,,,,상호간의 비를 표4를 통하여 나타내었다.

각 렌즈 군들은 가격면에서 유리소재에 비하여 저렴한 프라스틱 소재를 사용하였으며, 특히 전체 렌즈군들을 PMMA라 불리는 한 종류의 프라스틱 소재만을 사용하여 생산의 단순화를 기하였다. 이와같이 단일소재의 사용으로 야기되는 색수차 보정문제는 각 렌즈들의 굴절력을 적절히 선택하므로써 보정하였다.

각 실시예들을 통하여 나타나는 비구면 형상은 다음의 식으로 표현가능하다.

여기서,

X : 렌즈의 정점으로부터 광축방향으로의 거리

y : 광축에 수직방향으로의 거리

C : 렌즈의 정점에 있어서의 곡률반경의 역수

K : 코닉상수

A ₄,A ₆,A ₈,A ₁₀: 비구면 계수

따라서, 본 발명에 따른 배율 가변식 파인더는 조립성의 향상 및 가격의 절감, 소형화를 기하면서, 높은 정밀도의 배율 조절수단을 제공하는 매우 유용한 발명이다.

[표1] 〈 실시예 1〉

[표2] 〈 실시예 2〉

[표3] 〈 실시예 3〉

R10면의 비구면 계수

[표4]

제1도는 종래의 배율 가변식 파인더를 나타낸 개략적인 단면도.

제2도는 종래의 배율 가변식 파인더를 통하여 입사되는 물체상의 경로를 나타내는 개략도.

제3도는 본 발명의 배율 가변식 파인더의 실시예1을 나타낸 개략적인 단면도.

제4도의 (가)(나)(다) 각각은 제3도에 나타낸 실시예1의 배율 가변식 파인더의 광각단, 중앙단, 망원단인 경우를 나타낸 개략도.

제5도와 제6도는 본 발명의 배율 가변식 파인더의 실시예2와 실시예3을 나타낸 개략적인 단면도.

제7도의 (가)(나)도 에서 제9도의 (가)(나)도는 실시예1에서 실시예3를 통하여 나타낸 본 발명의 배율 가변식 파인더의 광학계의 수차들을 도시한 수차도.

Claims (8)

1. 물체쪽으로부터, 고정되고 물체쪽이 오목 또는 평면인 정(正)의 굴절력을 가지는 제1렌즈군과, 이동 가능하도록 되고 부(負)의 굴절력을 가지는 제2렌즈군과, 이동 가능하도록 되고 정의 굴절력을 가지는 제3렌즈군과, 고정되고 정의 굴절력을 가지는 제4렌즈군을 포함하여 전체적으로 정의 굴절력을 가지도록 된 대물렌즈군과;

   상기 대물렌즈 군의 뒤쪽에 정의 굴절력을 가지는 제5렌즈군인 접안렌즈군;을 구비한 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.
2. 제1항에 있어서,

   상기 제3렌즈군은 상기 접안렌즈를 통하여 관찰되는 상의 크기를 변화시키도록 이동가능하게 설치되고, 상기 제2렌즈군은 상기 제3렌즈군의 이동에 의하여 발생된 시도(視度)변화를 보상하도록 이동가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.
3. 제1항에 있어서,

   상기 제1렌즈군의 초점거리()와 넓은 각도의 시야를 확보하도록 하는 광각단에서 상기 대물렌즈군의 초점거리()의 비가 아래의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.

   0 </< 0.25
4. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2렌즈군의 초점거리()와, 망원단에서 상기 대물렌즈군의 초점거리()의 비가 아래의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.

   -0.70 </< -0.35
5. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제2렌즈군의 초점거리()와, 상기 제3렌즈군의 초점거리()의 비가 아래의 조건식을 만족하는 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.

   -1.10 </< -0.65
6. 제1항 또는 제3항에 있어서,

   상기 제1렌즈군에서 상기 제5렌즈군까지 각각의 렌즈군이 모두 플라스틱 소재로 이루어진 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.
7. 제1항에 있어서,

   상기 제1렌즈군과 상기 제4렌즈군 사이에 있는 렌즈군이 적어도 하나의 비구면을 가지는 렌즈군을 구비한 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.
8. 제1항에 있어서,

   상기 제4렌즈군은 물체쪽이 상쪽 보다 강한 볼록면을 가지는 것을 특징으로 하는 배율 가변식 파인더.