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ファインダ - キヤノン株式会社
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発明の名称 ファインダ
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−72826
公開日 平成11年(1999)3月16日
出願番号 特願平9−249901
出願日 平成9年(1997)8月29日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】日比谷 征彦
発明者 佐藤 泰久
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 撮影レンズを透過した光を反射する第1の反射鏡と、該第1の反射鏡を反射した光を透過する正の屈折力を有するレンズ群と、該レンズ群を透過した光を物体側へ反射する屋根型形状の第2の反射鏡と、該第2の反射鏡を反射した光を物体と逆方向に反射する第3の反射鏡と、接眼レンズの働きをする接眼ユニットとを、物体側から順次に配列したファインダであって、前記第3の反射鏡は回折体を有し、その反射面を光軸に対して斜設したことを特徴とするファインダ。
【請求項2】 前記第3の反射鏡は回折体を有する平面とした請求項1に記載のファインダ。
【請求項3】 前記接眼ユニットは互いに光軸が偏心した正のレンズと負のレンズを含む請求項1に記載のファインダ。
【請求項4】 前記接眼ユニットは入射面かつ反射面と、曲面の反射面と、射出面とを有するプリズムとした請求項1に記載のファインダ。
【請求項5】 前記第2の反射鏡はペンタダハプリズムとした請求項1に記載のファインダ。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば一眼レフレックスカメラに使用するファインダに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、一眼レフレックスカメラのファインダは、特公昭58−32362号公報に示すように、ペンタダハプリズムを用いたものが主流となっており、また中空のペンタダハプリズムを用いたファインダが、特開平1−282525号公報に開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の従来例の特公昭58−32362号公報のペンタダハプリズムを用いたファインダは、撮影レンズの1回目の結像を比較的離れた位置の接眼レンズで観察するために観察倍率が低い。また、特開平1−282525号公報のファインダは、光路がガラスで埋められていないために、更に倍率が低くなるという欠点がある。
【0004】ファインダの倍率を高くするためには、接眼レンズの主点をできるだけ1次結像面に近付けると同時に、接眼レンズの焦点距離を可能な限り短くしなければならない。そのために、接眼レンズを正と負のレンズで構成し、主点位置を1次結像面側に持ってゆく方式があるが、この方式でも倍率を上げるには限界がある。
【0005】本発明の目的は、上述の問題点を解消し、反射鏡に回折体を使用して、高倍率でかつ収差補正が良好な特性を有するファインダを提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するための本発明に係るファインダは、撮影レンズを透過した光を反射する第1の反射鏡と、該第1の反射鏡を反射した光を透過する正の屈折力を有するレンズ群と、該レンズ群を透過した光を物体側へ反射する屋根型形状の第2の反射鏡と、該第2の反射鏡を反射した光を物体と逆方向に反射する第3の反射鏡と、接眼レンズの働きをする接眼ユニットとを、物体側から順次に配列したファインダであって、前記第3の反射鏡は回折体を有し、その反射面を光軸に対して斜設したことを特徴とする。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。図1は第1の実施例の一眼レフレックスカメラのファインダの構成図を示し、ファインダは撮影レンズ1の後方にあり、第1の反射鏡2、正の屈折力を有し結像機能は小さいが光束全体を収斂する機能を有するフィールドレンズ3、屋根型の反射面を有する第2の反射鏡4、光軸に対して斜設した回折体を有する第3の反射鏡5、接眼レンズ6から構成されている。
【0008】上述の構成において、物体Sからの像は撮影レンズ1を透過し、第1の反射鏡2によってカメラ上方に反射され、フィールドレンズ3の近傍に1次像S’を形成する。フィールドレンズ3を透過した光は、第2の反射鏡4によって物体Sの側方向に反射され、第2の反射鏡4を反射した光は、第3の反射鏡5よって物体S側と逆方向に反射され、接眼レンズ6を経て観察者眼Eに入射する。
【0009】図2、図3はファインダの屈折力配置の説明図を示す。図2は従来例のファインダの場合であり、1次像S’と接眼レンズ6の間に配置してあるフィールドレンズは図示を省略している。1次像S’と接眼レンズ6との距離は接眼レンズ6の焦点距離fa に略等しく、1次像S’を屈折力φa を有する接眼レンズ6で観察している。
【0010】一方、図3は実施例のファインダを示し、第3の反射鏡5の屈折力をφb 、接眼レンズ6の屈折力をφc 、第3の反射鏡5と接眼レンズ6の合成屈折力をφbc、第3の反射鏡5と接眼レンズ6の間隔をeとすると、第3の反射鏡5及び接眼レンズ6の合成光学系の前側主点位置Hと接眼レンズ6との間の距離Lは式(1)となり、屈折力φb とφc の合成屈折力φbcは式(2) となる。
L=e・(1−φb /φbc) …(1) φbc=φb +φc −e・φb ・φc …(2) 【0011】ここで、第3の反射鏡5及び接眼レンズ6の屈折力φb 及びφc は通常では正の値なので、間隔eをペンタダハプリズム程度の値とすれば、合成屈折力φbcは屈折力φb よりも大きな正の値になる。この結果、式(1) からLは正の値となり、第3の反射鏡5と接眼レンズ6の合成焦点距離fbcは式(3) となる。
fbc=fa −L …(3) 【0012】従って、合成焦点距離fbcは接眼レンズ6の焦点距離fa よりも小さな値となるので、式の関係からファインダ倍率を大きくすることができる。
ファインダ倍率=(明視の距離)/(接眼レンズの焦点距離)
【0013】本実施例では、第3の反射鏡5が光軸に対して斜設されており、第3の反射鏡5への入射光は斜めから入射するために、第3の反射鏡5で偏心収差が発生する。
【0014】図4は第2の実施例の構成図を示し、上述の偏心収差を補正するための接眼光学系として、正のレンズ7aと負のレンズ7bを使用した正の屈折力を有する接眼レンズ7が、光軸を互いに偏心させて配置されている。その他の構成は図1と同様で、同じ符号は同じ部材を表している。
【0015】物体Sからの光は第1の実施例と同様の光路を通り、接眼レンズ7で第3の反射鏡5による偏心収差が補正されて観察者眼Eに入射する。このように接眼光学系を構成することによって、偏心収差を補正することができる。
【0016】図5は第3の実施例の構成図を示し、接眼部はプリズム8で構成されている。このプリズム8は、第2の反射鏡4の出射面と平行な入射面8aを有し、反対側に曲面から成る全反射面8bを有し、上面は射出面8cとされている。その他の構成は図1と同様で、同じ符号は同じ部材を表している。
【0017】入射面8aから入射した像は曲面の全反射面8bで反射された後に、再び入射面8aで全反射され、射出面8cから観察者眼Eに入射する。これによって、第3の反射鏡5で発生した偏心収差をプリズム8の曲面の全反射面8bで補正することができる。
【0018】このようにして、第3の反射鏡5への入射光が斜め方向から入射するために生ずる偏心収差を、同様に斜入射曲面である全反射面8bで相殺することにより、より収差の少ないファインダとすることができる。また、射出面8cを曲面にして接眼レンズとしての屈折力を分担させるようにしてもよい。
【0019】第3の反射鏡5の回折体の例として、図6はブレーズド型回折格子の側面図を示し、図7はバイナリ型回折格子の側面図を示している。一般に、回折体によって発生する波面の位相差ψ(h) は、λ0 を設計波長、hを光軸からの高さ、C2、C4 、C6 、…を位相係数として、式(4) で表すことができる。
ψ(h) =(2π/λ0 )・(C22 +C44 +C66 +・・)…(4) 【0020】また、このときの回折体の屈折力φb は、波長λの関数として式(5) で表すことができる。
φb(λ) =−2C2 ・(λ/λ0 ) …(5) 【0021】この式(4) から回折体は非球面と同様の収差補正効果があり、式(5) から回折体は光の波長によって屈折力が異なるために、色収差補正効果があることが分かる。このような特性を利用することによって、一般的な球面や非球面等の曲面状の反射鏡を使用する場合よりも、良好な収差補正効果を得ることができる。
【0022】前述の実施例における反射型回折光学素子の回折格子形状は図6に示す形状とされている。
【0023】この回折格子の構成は、図8に示すように基材11の表面に紫外線硬化樹脂を塗布し、この樹脂部12に波長530nmで1次回折効率が100%となるような格子厚dの回折格子13を形成している。図9はこの回折光学素子の1次回折効率の波長依存特性を示し、設計次数での回折効率は最適化した波長580nmから離れるに従って低下し、一方で設計次数近傍の次数0次、2次回折光が増大している。この設計次数以外の回折光の増加はフレアとなり、光学系の解像度の低下につながる。図10はこの回析格子の空間周波数に対するMTF特性を示し、低周波数領域のMTFが所定の値よりも低下していることが分かる。
【0024】そこで、図11に示す積層型の回折光学素子とすることが好ましい。具体的な構成としては、基材11上に紫外線硬化樹脂などにより第1の回析格子14を形成し、その上に紫外線硬化樹脂(nd=1.499、νd=54)から成る第2の回析格子15を形成し、更にその上に紫外線硬化樹脂(nd=l.598、νd=28)から成る第3の回折格子16を形成している。この材質の組み合わせでは、第1の回折格子14の格子厚dlはdl=13.8μm、第2の回折格子15の格子厚d2はd=10.5μmとしている。
【0025】この材質の組み合わせでは、第1の回折格子14の格子厚dlはdl=6.9*cosθ(μm)、第2の回折格子15の格子厚d2はd=5.25*cosθ(μm)としており、θは反射型回折光学素子への入射角である。この入射角は近軸光線の入射角とし、格子厚は回折光学素子全域で一律の厚さとすることが製造上は好ましい。
【0026】一方、光学系の主光線の入射角をこの回折格子の入射角とし、回折光学素子の場所毎に格子厚を変えるような構成を採れば、光学系全域で図12に示した回折効率が得られ、性能上は好ましい。この図12から分かるように積層構造の回折格子にすることで、設計次数の回折効率は使用波長域全域で95%以上の高い回折効率を有している。図13はこの場合の空間周波数に対するMTF特性を示し、積層構造の回折格子を用いることで、低周波数のMTFは改善され、所望のNTF特性が得られている。このような積層構造の回折格子を用いることで、光学性能は更に改善される。
【0027】なお、前述の積層構造の回折光学素子は材質を紫外線硬化樹脂に限定するものではなく、他のプラスチック材などを使用することも可能である。
【0028】また、使用基材によっては、第1の回折格子15を直接基材11に形成してもよい。更に、各格子厚が異なる必要はなく、材料の組み合わせによっては図14に示すように2つの格子厚dを等しくすることができる。この場合は図11の場合と同様に、回折光学素子表面に格子形状が形成されないので、防塵性に優れ、回折光学素子の組み立て作業性が向上し、より安価な光学系が得られる。
【0029】このような回折体を、実施例のペンタダハプリズムを使用したファインダの第3の反射鏡5に応用する場合には、物体Sが結像する像S’の対角長をPで表したときに、回折体の屈折力φb(λ0)の値を次の範囲内とすることが望ましい。
0.1<P・φb(λ0)<0.9 …(6) 【0030】即ち、この値P・φb(λ0)が上限を超えると、回折体の屈折力が強くなり過ぎて、接眼レンズ6も含めた収差補正が困難になり、下限を下廻ると回折体の屈折力が弱くなり過ぎて、倍率向上への寄与が著しく少なくなる。
【0031】なお、これらの回折体は平面上に設けても曲面上に設けてもよい。更に、第3の反射鏡5は光軸に非対称な使い方をしているので、回折体を光軸に対し非対称な形状とすることにより、より収差を少なくすることができる。また、本実施側のように中空製ではなく、ガラス製のペンタダハプリズムでも支障はない。
【0032】一般に、一眼レフレックスカメラでは拡散性を有する焦点板が用いられているが、このような焦点板を1次結像面の近傍に配置してもよく、またオートフォーカスや測光等に物体Sからの像を用いているために、第3の反射鏡5を半透過の反射鏡にしたり、波長選択的な透過性を持たせて、透過した光を光センサ等で受けるようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係るファインダは、第3の反射鏡の反射面を光軸に対して斜設した回折体を有する面としたことにより、高倍率及び良好な偏心特性を得ることができる。




 

 


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