(57)【要約】【課題】  比較的小さい撮像素子を用いる一眼レフカメラにも対応可能で、コンパクトで光量低下も少ないリレー式ファインダー光学系とそれを用いた一眼レフカメラ。【解決手段】  対物光学系２により１次結像位置１２に形成された１次結像としての被写体像を２次結像位置１７に再結像させるリレー光学系２１〜２６と、リレー光学系２１〜２６により再結像された像を観察する接眼光学系２７〜２９とを備えたリレー式ファインダー光学系において、１次結像位置１２と２次結像位置１７の間に、少なくとも３つの反射面１３ｂ、１３ｃ、１４、１５、１６を有し、その少なくとも３つの反射面の中、リレー光学系の光路中の光軸上に並ぶ２つの反射面１３ｂ、１３ｃは、一体のプリズムＰ１（１３）の内面反射面であり、この２つの反射面は全反射面である。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物光学系により１次結像位置に形成された１次結像としての被写体像を２次結像位置に再結像させるリレー光学系と、前記リレー光学系により再結像された像を観察する接眼光学系とを備えたリレー式ファインダー光学系において、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも３つの反射面を有し、
前記少なくとも３つの反射面の中、前記リレー光学系の光路中の光軸上に並ぶ２つの反射面は、一体のプリズムＰ１の内面反射面であり、この２つの反射面は全反射面であることを特徴とするリレー式ファインダー光学系。
【請求項２】
対物光学系により１次結像位置に形成された１次結像としての被写体像を２次結像位置に再結像させるリレー光学系と、前記リレー光学系により再結像された像を観察する接眼光学系とを備えたリレー式ファインダー光学系において、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも３つの反射面を有し、
前記少なくとも３つの反射面の中、前記リレー光学系の光路中の光軸上に並ぶ２つの反射面は、一体のプリズムＰ１の内面反射面であり、この２つの内面反射面へ入射する入射光軸の入射角が４５°よりも大きいことを特徴とするリレー式ファインダー光学系。
【請求項３】
前記対物光学系と前記１次結像位置の間の反射面数が奇数であり、
前記１次結像位置に形成された被写体像と前記２次結像位置に再結像された像との間に配された反射面の総数が５であり、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも１枚の正レンズを有した正レンズ群ＲＬを有し、
前記正レンズ群ＲＬの１次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、前記正レンズ群ＲＬの２次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、
前記プリズムＰ１は、前記５つの反射面における連続する２つの反射面の組ＰＭを備え、
前記正レンズ群ＲＬと前記２つの反射面の組ＰＭの間の光路中に前記５つの反射面の中の１枚の反射面が配されていることを特徴とする請求項１又は２記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項４】
前記１次結像位置に形成された被写体像と前記２次結像位置に再結像された像との間に配された反射面の総数が５であり、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも１枚の正レンズを有した正レンズ群ＲＬを有し、
前記正レンズ群ＲＬの１次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、前記正レンズ群ＲＬの２次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、
前記プリズムＰ１は、前記５つの反射面における連続する２つの反射面の組ＰＭを備え、
前記正レンズ群ＲＬと前記２つの反射面の組ＰＭの間の光路中に前記５つの反射面の中の１枚の反射面が配され、
前記正レンズ群ＲＬを挟む２つの反射面の中の前記プリズムＰ１の配される側とは反対側に配された反射面は光軸を鋭角に反射し、かつ、前記正レンズ群ＲＬの前記プリズムＰ１の配される側とは反対側に配された前記複数の反射面の間には少なくとも１枚の正レンズＳＲが配置されていることを特徴とする請求項１から３の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項５】
前記プリズムＰ１は、前記正レンズ群ＲＬの１次結像面側に配置されていることを特徴とする請求項１から４の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項６】
前記プリズムＰ１の光学作用面は平面で構成されていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項７】
前記プリズムＰ１は光学的パワーを有することを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項８】
前記プリズムＰ１に入射する光軸に対して、前記プリズムＰ１から射出する光軸は、被写体側に傾いていることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項９】
前記１次結像位置の光線入射側に、被写体からの光軸を反射する１面の光路分割反射面を持ち、
前記１次結像位置と前記２次結像位置との間に配される反射面は、反射光路順に、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第４反射面、第５反射面の５面であり、
前記光路分割反射面での入射光軸及び反射光軸を含む平面に、リレー式ファインダー光学系の光軸を投射し、前記光路分割反射面での反射方向を反時計回り方向としたときに、前記第１反射面は、光軸を反時計回り方向に反射し、前記第２反射面、前記第３反射面、前記第４反射面での光軸の折り曲げ方向は時計回り方向であり、前記第５反射面での光軸の折り曲げ方向は反時計回り方向であることを特徴とする請求項１から５の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか１項記載のリレー式ファインダー光学系を備えたことを特徴とする一眼レフカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リレー式ファインダー光学系及び一眼レフカメラに関し、特に、コンパクトなリレー式ファインダー光学系とそれを用いた一眼レフカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のライカサイズより小さい撮像面を持った一眼レフカメラが提案され、商品化されている。特にＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の電子撮像素子を用いたもので、その市場の拡大がなされている。撮像面が小さくなったため、ファインダー系の倍率が大きいものが求められている。ファインダー倍率を大きくするには、ファインダー全系の焦点距離を短くすることが必要であるが、これは広く用いられているペンタプリズム式でファインダー系を構成することを困難にさせる。
【０００３】
別の手法として、特許文献１等でリレー式ファインダー光学系が知られているが、従来の提案はファインダー部分が大きくなるという課題があった。また、反射回数が多くなることによる光量低下の課題もあった。
【特許文献１】特開平４−３３７７０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は従来技術のこのような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、比較的小さい撮像素子を用いる一眼レフカメラにも対応可能で、コンパクトで光量低下も少ないリレー式ファインダー光学系とそれを用いた一眼レフカメラを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の構成は、対物光学系により１次結像位置に形成された１次結像としての被写体像を２次結像位置に再結像させるリレー光学系と、前記リレー光学系により再結像された像を観察する接眼光学系とを備えたリレー式ファインダー光学系において、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも３つの反射面を有し、
前記少なくとも３つの反射面の中、前記リレー光学系の光路中の光軸上に並ぶ２つの反射面は、一体のプリズムＰ１の内面反射面であり、この２つの反射面は全反射面であることを特徴とするリレー式ファインダー光学系である。
【０００６】
以下に、第１の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明する。
【０００７】
リレー式ファインダー光学系においては、１次結像位置とリレー光学系の主点位置の間、及び、リレー光学系の主点位置と２次結像位置の間に、近軸的に所定の距離が必要となる。コンパクトなレイアウトを構成する上で、１次結像位置と２次結像位置との間の光路を折り曲げることが考えられる。
【０００８】
本発明では、１次結像位置と２次結像位置の間に、少なくとも３つの反射面を配しているので、リレー光学系のレイアウトをコンパクトにし得る。
【０００９】
このとき、反射面での光量の減少や、反射面同士の角度を精度良く配置しなければならないという課題が起きる。
【００１０】
本発明は、１次結像位置と２次結像位置の間に配される反射面の中、２つの反射面を一体のプリズムの内面とすることで、組み立て時の角度誤差の発生を抑えている。そして、内面反射面を全反射面とさせることにより、光量低下を低減することができる。
【００１１】
好ましくは、１次結像面よりも観察者側に５つの反射面を配置することにより、コンパクト性と光量の確保の両立がしやすくなる。
【００１２】
本発明の第２の構成は、対物光学系により１次結像位置に形成された１次結像としての被写体像を２次結像位置に再結像させるリレー光学系と、前記リレー光学系により再結像された像を観察する接眼光学系とを備えたリレー式ファインダー光学系において、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも３つの反射面を有し、
前記少なくとも３つの反射面の中、前記リレー光学系の光路中の光軸上に並ぶ２つの反射面は、一体のプリズムＰ１の内面反射面であり、この２つの内面反射面へ入射する入射光軸の入射角が４５°よりも大きいことを特徴とするリレー式ファインダー光学系である。
【００１３】
以下に、第２の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明する。
【００１４】
リレー式ファインダー光学系においては、１次結像位置とリレー光学系の主点位置の間、及び、リレー光学系の主点位置と２次結像位置の間に、近軸的に所定の距離が必要となる。コンパクトなレイアウトを構成する上で、１次結像位置と２次結像位置との間の光路を折り曲げることが考えられる。
【００１５】
本発明では、１次結像位置と２次結像位置の間に、少なくとも３つの反射面を配しているので、リレー光学系のレイアウトをコンパクトにし得る。
【００１６】
このとき、反射面での光量の減少や、反射面同士の角度を精度良く配置しなければならないという課題が起きる。
【００１７】
本発明は、１次結像位置と２次結像位置の間に配される反射面の中、２つの反射面を一体のプリズムの内面とすることで、組み立て時の角度誤差の発生を抑えている。そして、この２つの内面反射面へ入射する入射光軸の入射角を４５°よりも大きくさせることにより、光量低下を低減することができる。
【００１８】
好ましくは、１次結像面よりも観察者側に５つの反射面を配置することにより、コンパクト性と光量の確保の両立がしやすくなる。
【００１９】
本発明の第３の構成は、第１〜第２の構成において、前記対物光学系と前記１次結像位置の間の反射面数が奇数であり、
前記１次結像位置に形成された被写体像と前記２次結像位置に再結像された像との間に配された反射面の総数が５であり、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも１枚の正レンズを有した正レンズ群ＲＬを有し、
前記正レンズ群ＲＬの１次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、前記正レンズ群ＲＬの２次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、
前記プリズムＰ１は、前記５つの反射面における連続する２つの反射面の組ＰＭを備え、
前記正レンズ群ＲＬと前記２つの反射面の組ＰＭの間の光路中に前記５つの反射面の中の１枚の反射面が配されていることを特徴とするものである。
【００２０】
以下に、第３の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明する。
【００２１】
リレー式ファインダー光学系では、対物光学系を含め、偶数回の反射を行うことで正立像を得る構成が可能となる。
【００２２】
１次結像位置と２次結像位置の間に５つの反射面を配置すると同時に、リレー光学系の全部又は一部をなす正レンズ群ＲＬの両側にそれぞれ複数の反射面を配することで、接眼光学系を含めて全長の短いコンパクトなレイアウトにできる。
【００２３】
このとき、プリズムＰ１内の２つの反射面の組ＰＭと正レンズ群ＲＬの間に１面の反射面を配置することにより、コンパクトなレイアウトが可能になる。
【００２４】
プリズムＰ１の内面反射面数を２つの反射面の組ＰＭのみとしてもよい。また、プリズムＰ１が、２つの反射面の組ＰＭと前述の反射面の３面の反射面を持つ構成としてもよい。
【００２５】
さらには、正レンズ群ＲＬは、１次結像面側から少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを持つことが、観察像の性能を良好にするために望ましい。
【００２６】
本発明の第４の構成は、第１〜第３の構成において、前記１次結像位置に形成された被写体像と前記２次結像位置に再結像された像との間に配された反射面の総数が５であり、
前記１次結像位置と前記２次結像位置の間に、少なくとも１枚の正レンズを有した正レンズ群ＲＬを有し、
前記正レンズ群ＲＬの１次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、前記正レンズ群ＲＬの２次結像面側に前記５つの反射面の中の複数の反射面が配置され、
前記プリズムＰ１は、前記５つの反射面における連続する２つの反射面の組ＰＭを備え、
前記正レンズ群ＲＬと前記２つの反射面の組ＰＭの間の光路中に前記５つの反射面の中の１枚の反射面が配され、
前記正レンズ群ＲＬを挟む２つの反射面の中の前記プリズムＰ１の配される側とは反対側に配された反射面は光軸を鋭角に反射し、かつ、前記正レンズ群ＲＬの前記プリズムＰ１の配される側とは反対側に配された前記複数の反射面の間には少なくとも１枚の正レンズＳＲが配置されていることを特徴とするものである。
【００２７】
以下に、第４の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明する。
【００２８】
１次結像位置と２次結像位置の間に５つの反射面を配置すると同時に、リレー光学系の全部又は一部をなす正レンズ群ＲＬの両側にそれぞれ複数の反射面を配することで、接眼光学系を含めて全長の短いコンパクトなレイアウトにできる。
【００２９】
このとき、プリズムＰ１内の２つの反射面の組ＰＭと正レンズ群ＲＬの間に１面の反射面を配置することにより、コンパクトなレイアウトが可能になる。
【００３０】
そして、正レンズ群ＲＬを挟む反射面の少なくとも１つの面で光軸を鋭角に反射させることで、コンパクトなレイアウトを構成できる。鋭角の反射にすると、この面を全反射面とすることはできなくなるが、鋭角反射面を含む複数の反射面間に正レンズＳＲを配置できる。そうすることで、リレー光学系の結像性能や全長の調整を良好にし得る。また、この正レンズＳＲにコンデンサー機能の一部を持たせることもでき、ファインダー全体をコンパクトかつ高性能にしやすくなる。
【００３１】
プリズムＰ１の内面反射面数を２つの反射面の組ＰＭのみとしてもよい。また、プリズムＰ１が、２つの反射面の組ＰＭと前述の反射面を持った３面の反射面を持つ構成としてもよい。
【００３２】
さらには、正レンズ群ＲＬは、１次結像面側から少なくとも１枚の正レンズと少なくとも１枚の負レンズと少なくとも１枚の正レンズを持つことが、観察像の性能を良好にするために望ましい。
【００３３】
本発明の第５の構成は、第１〜第４の構成において、前記プリズムＰ１は、前記正レンズ群ＲＬの１次結像面側に配置されていることを特徴とするものである。
【００３４】
以下に、第５の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明する。
【００３５】
このように構成することにより、被写体側（観察者側と反対方向）へ大きくならないレイアウトが行いやすくなり、全体としてコンパクトな一眼レフカメラの構成や、対物レンズへの制約の少ない一眼レフカメラの構成が行いやすくなる。
【００３６】
本発明の第６の構成は、第１〜第５の構成において、前記プリズムＰ１の光学作用面は平面で構成されていることを特徴とするものである。
【００３７】
以下に、第６の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明すると、このような構成により、プリズムＰ１の製作性、カメラボディへの組み込み性が高くなる。
【００３８】
本発明の第７の構成は、第１〜第５の構成において、前記プリズムＰ１は光学的パワーを有することを特徴とするものである。
【００３９】
以下に、第７の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明する。
【００４０】
プリズムＰ１に光学的パワーを持たせることにより、より性能の高い、又は、構成枚数の少ない、又は、コンパクトなファインダー系を構成しやすくなる。正レンズ群ＲＬに近い位置でパワーを持たせれば、リレー光学系の性能に寄与し、１次結像面、又は、２次結像面に近い位置にパワーを持たせれば、コンデンサー機能に寄与する。パワーは、入射面又は射出面をレンズ面として持たせもよい。又は、反射面に持たせもよい。なお、反射面に持たせる場合、少なくとも別の面に光軸に対して回転対称でないレンズ作用面を持たせるのが好ましい。
【００４１】
本発明の第８の構成は、第１〜第５の構成において、前記プリズムＰ１に入射する光軸に対して、前記プリズムＰ１から射出する光軸は、被写体側に傾いていることを特徴とするものである。
【００４２】
以下に、第８の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明すると、このような構成は、コンパクトな構成に有利である。
【００４３】
本発明の第９の構成は、第１〜第５の構成において、前記１次結像位置の光線入射側に、被写体からの光軸を反射する１面の光路分割反射面を持ち、
前記１次結像位置と前記２次結像位置との間に配される反射面は、反射光路順に、第１反射面、第２反射面、第３反射面、第４反射面、第５反射面の５面であり、
前記光路分割反射面での入射光軸及び反射光軸を含む平面に、リレー式ファインダー光学系の光軸を投射し、前記光路分割反射面での反射方向を反時計回り方向としたときに、前記第１反射面は、光軸を反時計回り方向に反射し、前記第２反射面、前記第３反射面、前記第４反射面での光軸の折り曲げ方向は時計回り方向であり、前記第５反射面での光軸の折り曲げ方向は反時計回り方向であることを特徴とするものである。
【００４４】
以下に、第９の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明すると、このような構成とすると、１次結像面から２次結像面までの光路をコンパクトに折りたたむ構成となる。
【００４５】
本発明の第１０の構成は、第１〜第９の構成のリレー式ファインダー光学系を備えたことを特徴とする一眼レフカメラである。
【００４６】
以下に、第１０の構成において、上記構成をとる理由と作用効果を説明すると、本発明のリレー式ファインダー光学系を備えることにより、少ない反射面でファインダー光学系の光路を折り返すことが可能になる。そのため、２次結像式のファインダーを持ちながらも、コンパクトで光量低下も少ない一眼レフカメラを構成することができる。そして、高いファインダー倍率を持つ一眼レフカメラを構成することができる。
【発明の効果】
【００４７】
以上の本発明によると、リレー光学系のレンズ素子の前後に反射面を配置して、ファインダー光学系の高さ方向、対物光学系の光軸方向においてコンパクトで光量低下も少ないリレー式ファインダー光学系を実現することができ、比較的小さい撮像素子を用いる一眼レフカメラにも対応可能であり、コンパクトで光量低下も少ないリレー式ファインダー光学系とそれを用いた一眼レフカメラを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４８】
以下に、本発明のリレー式ファインダー光学系及び一眼レフカメラを実施例に基づいて説明する。
【００４９】
図１は、本発明の１実施例のリレー式ファインダー光学系を搭載した一眼レフカメラの構成を示す断面図である。図中、符号１は、この本発明の１実施例のリレー式ファインダー光学系を搭載した一眼レフカメラである。符号２は、交換式の撮影レンズである。なお、撮影レンズ２はカメラボディと一体で構成されたものでもよい。
【００５０】
以下に、被写体から発して撮影レンズ２から射出された光束の進む順に従って説明する。
【００５１】
撮影レンズ２から射出された光束は、クイックリターンミラー１１で反射される。この例では、反射角９０°で反射させている。なお、クイックリターンミラー１１をハーフミラーとして透過した光束を焦点検出手段（不図示）に導くようにしてもよい。
【００５２】
以降、撮影レンズ２から射出された光軸がクイックリターンミラー１１で反射する位置を基準に、撮影レンズ２から射出された光軸に垂直で、クイックリターンミラー１１で光軸が反射された方向を上、撮影レンズ２の光軸と平行で撮影レンズ２の配される方向を被写体方向、撮影レンズ２の配される方向とは逆側を観察者方向と称する。  
【００５３】
クイックリターンミラー１１を反射した光束は、後で説明する撮像素子１０３と光学的に等価（共役）の位置（１次結像位置）に配置された焦点板１２に入射する。後述する図２で、被写体像が撮像素子１０３上に結像する場合、焦点板１２上にも結像する構成になっている。この焦点板１２はコンデンサーレンズの機能を有してもよい。
【００５４】
焦点板１２を射出した光束はプリズム１３に入射する。プリズム１３は、前述のプリズムＰ１に相当する。プリズム１３は、入射面１３ａ、反射面１３ｂ、反射面１３ｃ、射出面１３ｄを有している。入射面１３ａは、入射光軸に対して垂直であることが望ましい。入射面１３ａに入射した光束は、反射面１３ｂで被写体方向に反射する。このとき、全反射条件を満足することにより光量のロスが小さくなる。さらに、光束は、光軸が反射面１３ｃで被写体方向と上方向の成分を持つ（すなわち、このときの光軸方向は被写体方向と上方向の間にある）ように、上方向側に反射させる。このとき、全反射条件を満足することにより光量のロスが小さくなる。なお、反射面１３ｂ、１３ｃは、前述の連続する２つの反射面の組ＰＭに相当する。さらに、光束は、射出面１３ｄでプリズム１３を射出する。このとき、射出面１３ｄは光軸に垂直であることが望ましい。
【００５５】
プリズム１３を射出した光束は、さらにミラー１４で観察者方向に反射され、光軸は撮影レンズ２の光軸におよそ平行となる。
【００５６】
次に、リレー光学系を形成している、レンズ２１、レンズ２２、レンズ２３、レンズ２４を透過し、レンズ作用を受ける。図１の実施例１においては、レンズ２１が被写体側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２２が被写体側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２３が両凹負レンズ、レンズ２４が合成のパワーが正の被写体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズである。
【００５７】
ここに配置されるレンズ群の合成パワーは正になるように構成され、リレー光学系の主要部を担うことが求められており、具体的なレンズ構成は、収差等を考慮しながら設計されればよい。
【００５８】
好ましくは、少なくとも１枚の正レンズ（図１の実施例１においては、レンズ２１又はレンズ２２が該当）と、その正レンズの２次結像位置側に少なくとも１枚の負レンズ（図１の実施例１においては、レンズ２３が該当）と、その負レンズの２次結像位置側に少なくとも１枚の正レンズ（図１の実施例１においては、レンズ２４の正レンズが該当）を配置することにより、主点をこの領域に設定することができ、倍率と光学性能を確保しやすい。なお、その負レンズ付近に明るさ絞り３１を配置し、効率の良い瞳伝達を行ってもよい。
【００５９】
次に、光束はミラー１５で反射し、光軸は被写体方向かつ下方向側に屈曲する。さらに、ミラー１６で光軸は観察者方向に反射されるが、ミラー１５とミラー１６の間に正レンズ２５を配置することにより、リレー光学系の結像性能の向上と瞳伝達性能の向上を図ってもよい。
【００６０】
ミラー１６で反射した光束は、２次結像位置１７近傍に配置されたコンデンサーレンズ２６に入射する。図１の実施例１では、コンデンサーレンズ２６は被写体側に凸面を持った凸平正レンズで、平面側と２次結像位置１７を実質的に一致させている。
【００６１】
さらに、光束は防塵ガラス３２を透過する。防塵ガラス３２は他の枠等と合わせて２次結像位置１７近傍のレンズ面にごみ等が付着するのを防止する。
【００６２】
さらに、光束は、接眼光学系（接眼レンズ系）を構成するレンズ２７、レンズ２８、レンズ２９でレンズ作用を受け、カメラボディから射出する。そして、光束は観察者の眼に導かれる。
【００６３】
図２は、図１の一眼レフカメラの撮影時の状況を示す図である。ただし、カメラボディを示す枠線は省いてある。
【００６４】
撮影時には、クイックリターンミラー１１は光路から退避し、撮影レンズ２を射出した光束は、フィルター１０１、フィルター１０２を順に透過し、撮像素子１０３へ入射する。ファイルター１０１、フィルター１０２は、赤外カットフィルター、ローパスフィルター、防塵フィルター等の機能を有し、特に２つとは限らない。撮像素子１０３は、ＣＣＤやＣ−ＭＯＳ等の電子撮像素子や、銀塩フィルムで構成される。
【００６５】
図３は、図１のクイックリターンミラーに換えて、ハーフミラー面４１ａを有するプリズム群４１で置き換えた場合を模式的に表した図である。他の構成は、図１と同様であるので、詳細な図示は省いてある（特に、レンズ系）。この構成では、ファインダーで被写体の確認と同時に撮影も可能となる。
【００６６】
図４は、プリズムＰ１に相当するプリズム１３にレンズ作用を持たせた変形例の図１と同様の図である。図中、符号１は、この本発明の実施例のリレー式ファインダー光学系を搭載した一眼レフカメラである。符号２は、交換式の撮影レンズである。なお、撮影レンズ２はカメラボディと一体で構成されたものでもよい。
【００６７】
以下に、被写体から発して撮影レンズ２から射出された光束の進む順に従って説明する。
【００６８】
撮影レンズ２から射出された光束は、クイックリターンミラー１１で反射される。この例では、反射角９０°で反射させている。なお、クイックリターンミラー１１をハーフミラーとして透過した光束を焦点検出手段（不図示）に導くようにしてもよい。
【００６９】
以降、撮影レンズ２から射出された光軸がクイックリターンミラー１１で反射する位置を基準に、撮影レンズ２から射出された光軸に垂直で、クイックリターンミラー１１で光軸が反射された方向を上、撮影レンズ２の光軸と平行で撮影レンズ２の配される方向を被写体方向、撮影レンズ２の配される方向とは逆側を観察者方向と称する。  
【００７０】
クイックリターンミラー１１を反射した光束は、後で説明する撮像素子１０３と光学的に等価（共役）の位置（１次結像位置）に配置された焦点板１２に入射する。被写体像が撮像素子１０３上に結像する場合、焦点板１２上にも結像する構成になっている。この焦点板１２はコンデンサーレンズの機能を有してもよい。
【００７１】
焦点板１２を射出した光束はプリズム１３に入射する。プリズム１３は、前述のプリズムＰ１に相当する。プリズム１３は、入射面１３ａ、反射面１３ｂ、反射面１３ｃ、射出面１３ｄを有している。入射面１３ａは、入射光軸に対して垂直であることが望ましい。入射面１３ａに入射した光束は、反射面１３ｂで被写体方向に反射する。このとき、全反射条件を満足することにより光量のロスが小さくなる。さらに、光束は、光軸が反射面１３ｃで被写体方向と上方向の成分を持つ（すなわち、このときの光軸方向は被写体方向と上方向の間にある）ように、上方向側に反射させる。このとき、全反射条件を満足することにより光量のロスが小さくなる。なお、反射面１３ｂ、１３ｃは、前述の連続する２つの反射面の組ＰＭに相当する。さらに、光束は、射出面１３ｄでプリズム１３を射出する。このとき、射出面１３ｄは凸レンズ形状となっており、リレー光学系の機能の一部を分担する。
【００７２】
プリズム１３を射出した光束は、さらにミラー１４で観察者方向に反射され、光軸は撮影レンズ２の光軸におよそ平行となる。
【００７３】
次に、リレー光学系を形成している、レンズ２１、レンズ２２、レンズ２３、レンズ２４を透過し、レンズ作用を受ける。この図の実施例においては、レンズ２１が被写体側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２２が被写体側に強い凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２３が両凹負レンズ、レンズ２４が合成のパワーが正の被写体側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズである。
【００７４】
ここに配置されるレンズ群の合成パワーは正になるように構成され、リレー光学系の主要部を担うことが求められており、具体的なレンズ構成は、収差等を考慮しながら設計されればよい。
【００７５】
好ましくは、少なくとも１枚の正レンズ（図４の実施例においては、レンズ２１又はレンズ２２が該当）と、その正レンズの２次結像位置側に少なくとも１枚の負レンズ（図４の実施例においては、レンズ２３が該当）と、その負レンズの２次結像位置側に少なくとも１枚の正レンズ（図４の実施例においては、レンズ２４の正レンズが該当）を配置することにより、主点をこの領域に設定することができ、倍率と光学性能を確保しやすい。なお、その負レンズ付近に明るさ絞り３１を配置し、効率の良い瞳伝達を行ってもよい。
【００７６】
次に、光束はミラー１５で反射し、光軸は被写体方向かつ下方向側に屈曲する。さらに、ミラー１６で光軸は観察者方向に反射されるが、ミラー１５とミラー１６の間に正レンズ２５を配置することにより、リレー光学系の結像性能の向上と瞳伝達性能の向上を図ってもよい。
【００７７】
ミラー１６で反射した光束は、２次結像位置１７近傍に配置されたコンデンサーレンズ２６に入射する。図４の実施例では、コンデンサーレンズ２６は被写体側に凸面を持った凸平正レンズで、平面側と２次結像位置１７を実質的に一致させている。
【００７８】
さらに、光束は防塵ガラス３２を透過する。防塵ガラス３２は他の枠等と合わせて２次結像位置１７近傍のレンズ面にごみ等が付着するのを防止する。
【００７９】
さらに、光束は、接眼光学系（接眼レンズ系）を構成するレンズ２７、レンズ２８、レンズ２９でレンズ作用を受け、カメラボディから射出する。そして、光束は観察者の眼に導かれる。
【００８０】
図５は、前述のプリズムＰ１を前述の正レンズ群ＲＬと２次結像位置の間に配置した例を示す図１と同様の図である。図中、符号１は、この本発明の実施例のリレー式ファインダー光学系を搭載した一眼レフカメラである。符号２は、交換式の撮影レンズである。なお、撮影レンズ２はカメラボディと一体で構成されたものでもよい。
【００８１】
以下に、被写体から発して撮影レンズ２から射出された光束の進む順に従って説明する。
【００８２】
撮影レンズ２から射出された光束は、クイックリターンミラー１１で反射される。この例では、反射角９０°で反射させている。なお、クイックリターンミラー１１をハーフミラーとして透過した光束を焦点検出手段（不図示）に導くようにしてもよい。
【００８３】
以降、撮影レンズ２から射出された光軸がクイックリターンミラー１１で反射する位置を基準に、撮影レンズ２から射出された光軸に垂直で、クイックリターンミラー１１で光軸が反射された方向を上、撮影レンズ２の光軸と平行で撮影レンズ２の配される方向を被写体方向、撮影レンズ２の配される方向とは逆側を観察者方向と称する。  
【００８４】
クイックリターンミラー１１を反射した光束は、撮像素子１０３と光学的に等価（共役）の位置（１次結像位置）に配置された焦点板１２に入射する。被写体像が撮像素子１０３上に結像する場合、焦点板１２上にも結像する構成になっている。この焦点板１２はコンデンサーレンズの機能を有してもよい。
【００８５】
焦点板１２を射出した光束は、ミラー５１で光軸を被写体方向に鋭角に反射する。さらに、正レンズ７１に入射する。この正レンズ７１により、リレー光学系の結像性能の向上又は瞳伝達性能の向上を図っている。
【００８６】
さらに、ミラー５２で光軸を上方向に鋭角に反射し、レンズ７２、レンズ７３、レンズ７４、レンズ７５でリレー光学系としてのレンズ作用を受ける。レンズ７２は全体として正のパワーを持った正レンズと負レンズの接合レンズ、レンズ７３は負レンズ、レンズ７４、レンズ７５はそれぞれ正レンズである。レンズ７２〜７５が前述の正レンズ群ＲＬに相当する。なお、負レンズ７３付近に明るさ絞り３１を配置し、効率の良い瞳伝達を行ってもよい。
【００８７】
さらに、光束はミラー５３で観察者方向に反射し、前述のプリズムＰ１に相当するプリズム５４に入射する。プリズム５４は、入射面５４ａ、反射面５４ｂ、反射面５４ｃ、射出面５４ｄを有している。入射面５４ａは、入射光軸に対して垂直であることが望ましい。入射面５４ａに入射した光束は、反射面５４ｂで下方向と観察者側方向の成分を持つ方向に反射する。このとき、全反射条件を満足することにより光量のロスが小さくなる。さらに、光束は、光軸が反射面５４ｃで観察者側方向に反射する。このとき、全反射条件を満足することにより光量のロスが小さくなる。なお、反射面５４ｂ、５４ｃは、前述の連続する２つの反射面の組ＰＭに相当する。さらに、光束は、射出面５４ｄでプリズム５４を射出する。このとき、射出面５４ｄは光軸に垂直であることが望ましい。
【００８８】
プリズム５４を射出した光束は、２次結像位置１７近傍に配置されたコンデンサーレンズ２６に入射する。図５の実施例では、コンデンサーレンズ２６は被写体側に凸面を持った凸平正レンズで、平面側と２次結像位置１７を実質的に一致させている。
【００８９】
さらに、光束は防塵ガラス３２を透過する。防塵ガラス３２は他の枠等と合わせて２次結像位置１７近傍のレンズ面にごみ等が付着するのを防止する。
【００９０】
さらに、光束は、接眼光学系（接眼レンズ系）を構成するレンズ２７、レンズ２８、レンズ２９でレンズ作用を受け、カメラボディから射出する。そして、光束は観察者の眼に導かれる。
【００９１】
図６に、図１のファインダー光学系に対応する数値実施例１のファインダー光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図を示す。その数値データは後記する。
【００９２】
図６中には、図１における各光学部材も符号で示してあるが、説明すると、面ｒ1 は焦点板１２上における１次結像位置に対応する。そして、面ｒ2 〜ｒ5 がプリズム１３に対応し、その中、面ｒ2 が入射面１３ａ、面ｒ3 が反射面１３ｂ、面ｒ4 が反射面１３ｃ、面ｒ5 が射出面１３ｄに対応する。
【００９３】
そして、面ｒ6 がミラー１４に対応し、面ｒ7 〜ｒ8 がレンズ２１、面ｒ9 〜ｒ10がレンズ２２、面ｒ11が明るさ絞り３１、面ｒ12〜ｒ13がレンズ２３、面ｒ14〜ｒ16がレンズ２４に対応する。
【００９４】
また、面ｒ17がミラー１５に対応し、面ｒ18〜ｒ19が正レンズ２５に対応し、面ｒ20がミラー１６に対応し、面ｒ21〜ｒ22がコンデンサーレンズ２６に対応し、面ｒ22と一致している面ｒ23が２次結像位置１７に対応する。
【００９５】
また、面ｒ24〜ｒ25が防塵ガラス３２に対応し、面ｒ26〜ｒ28が接眼光学系を構成するレンズ２７、面ｒ29〜ｒ30がレンズ２８、面ｒ31〜ｒ32がレンズ２９に対応し、面ｒ33が観察者の瞳、すなわち、アイポイントＥＰに対応する。
【００９６】
この実施例においては、リレー光学系を構成している、レンズ２１は１次結像位置側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２２は１次結像位置側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２３は両凹負レンズ、レンズ２４は１次結像位置側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、正レンズ２５は両凸正レンズからなり、また、コンデンサーレンズ２６は凸平正レンズからなっている。また、接眼光学系を構成するレンズ２７は両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ、レンズ２８は両凸正レンズ、レンズ２９は両凸正レンズからなっている。
【００９７】
そして、正レンズ２５の両面ｒ18、ｒ19、コンデンサーレンズ２６の１次結像位置側の面ｒ21には非球面が用いられている。
【００９８】
なお、後記する数値データ中には、視度調節する面間隔ｄ25、ｄ30と視度（ｄｉｏｐｔｅｒ）の関係を示してあり、さらに、反射面１３ｂ、反射面１３ｃ、ミラー１４、１５、１６における光軸の反射角度を示してある。
【００９９】
図７に、図４のファインダー光学系に対応する数値実施例２のファインダー光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図を示す。その数値データは後記する。図７中には、図４の構成における対応光学部材も符号で示してある。プリズム１３に対応する面ｒ2 〜ｒ5 中の射出面１３ｄに対応する面ｒ5 が凸面になっている以外は、基本的には、図６の数値実施例１と同様であり、リレー光学系を構成している、レンズ２１は１次結像位置側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２２は１次結像位置側に凸面を向けた正メニスカスレンズ、レンズ２３は両凹負レンズ、レンズ２４は１次結像位置側に凸面を向けた負メニスカスレンズと両凸正レンズの接合レンズ、正レンズ２５は両凸正レンズからなり、また、コンデンサーレンズ２６は凸平正レンズからなっている。また、接眼光学系を構成するレンズ２７は両凹負レンズと両凸正レンズの接合レンズ、レンズ２８は両凸正レンズ、レンズ２９は凸平正レンズからなっている。
【０１００】
また、この実施例においては、非球面は、レンズ２１の１次結像位置側の面ｒ7 、正レンズ２５の両面ｒ18、ｒ19、コンデンサーレンズ２６の１次結像位置側の面ｒ21の４面に用いられている。
【０１０１】
後記する数値データ中には、数値実施例１と同様に、視度調節する面間隔ｄ25、ｄ30と視度（ｄｉｏｐｔｅｒ）の関係を示してあり、さらに、反射面１３ｂ、反射面１３ｃ、ミラー１４、１５、１６における光軸の反射角度を示してある。
【０１０２】
以下の数値実施例において、記号は上記の他、ｒ1 、ｒ2 …は各レンズ面（光学面）の曲率半径、ｄ1 、ｄ2 …は各レンズ面（光学面）間の間隔、ｎd1、ｎd2…は各レンズ（光学媒質）のｄ線の屈折率、νd1、νd2…は各レンズ（光学媒質）のアッベ数である。なお、非球面形状は、ｘを光の進行方向を正とした光軸とし、ｙを光軸と直交する方向にとると、下記の式にて表される。
【０１０３】
ｘ＝（ｙ2 ／ｒ）／［１＋｛１−（Ｋ＋１）（ｙ／ｒ）2 ｝1/2 ］
＋Ａ4 ｙ4 ＋Ａ6 ｙ6 
ただし、ｒは近軸曲率半径、Ｋは円錐係数、Ａ4 、Ａ6 はそれぞれ４次、６次の非球面係数である。
【０１０４】
数値実施例１（−１ｄｉｏｐｔｅｒ）
ｒ1 =     ∞（１次結像面）  ｄ1 =  7.00     
ｒ2 =     ∞                ｄ2 = 10.00     ｎd1 =1.51633 νd1 =64.14 
ｒ3 =     ∞                ｄ3 = 22.80     ｎd2 =1.51633 νd2 =64.14 
ｒ4 =     ∞                ｄ4 = 10.80     ｎd3 =1.51633 νd3 =64.14 
ｒ5 =     ∞                ｄ5 =  8.92     
ｒ6 =     ∞                ｄ6 =  7.88     
ｒ7 =    14.32              ｄ7 =  4.64     ｎd4 =1.71300 νd4 =53.87 
ｒ8 =   484.25              ｄ8 =  0.41     
ｒ9 =    15.50              ｄ9 =  4.78     ｎd5 =1.80400 νd5 =46.57 
ｒ10=    23.20              ｄ10=  2.07     
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.75     
ｒ12=   -15.23              ｄ12=  1.33     ｎd6 =1.84666 νd6 =23.78 
ｒ13=    10.30              ｄ13=  8.86     
ｒ14=   312.27              ｄ14=  1.49     ｎd7 =1.71736 νd7 =29.52 
ｒ15=    27.57              ｄ15=  5.55     ｎd8 =1.80400 νd8 =46.57 
ｒ16=   -22.16              ｄ16= 10.71     
ｒ17=     ∞                ｄ17= 11.24     
ｒ18=    31.04（非球面）    ｄ18=  5.53     ｎd9 =1.52542 νd9 =55.78 
ｒ19=  -291.42（非球面）    ｄ19= 10.67     
ｒ20=     ∞                ｄ20= 11.00     
ｒ21=    52.58（非球面）    ｄ21=  3.05     ｎd10=1.49236 νd10=57.86 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.00     
ｒ23=     ∞（２次結像面）  ｄ23=  4.14     
ｒ24=     ∞                ｄ24=  1.00     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ25=     ∞                ｄ25=  7.66     
ｒ26=   -14.33              ｄ26=  1.34     ｎd12=1.84666 νd12=23.78 
ｒ27=    75.22              ｄ27=  6.54     ｎd13=1.60311 νd13=60.64 
ｒ28=   -20.34              ｄ28=  0.50     
ｒ29=   238.56              ｄ29=  3.80     ｎd14=1.78590 νd14=44.20 
ｒ30=   -37.80              ｄ30=  3.31     
ｒ31=    40.09              ｄ31=  3.23     ｎd15=1.83400 νd15=37.16 
ｒ32=  -797.23              ｄ32= 23.00     
ｒ33=     ∞（観察者の瞳）  
非球面係数
第１８面
Ｋ  = -0.8405 
Ａ4 =  1.73 ×10-5
第１９面
Ｋ  = 84.0517 
Ａ4 =  1.64 ×10-5
第２１面
Ｋ  = -0.6627 
Ａ4 =  4.50 ×10-5
Ａ6 = -1.81 ×10-7
視度調整量  -1diopter -3diopter +1diopter 
ｄ25         7.66      5.48      9.81 
ｄ30         3.31      5.49      1.16 
光軸の反射角度
ｒ3        106°
ｒ4        116°
ｒ6         78°
ｒ17        77°
ｒ20        75°                                                            。
【０１０５】
数値実施例２（−１ｄｉｏｐｔｅｒ）
ｒ1 =     ∞（１次結像面）  ｄ1 =  7.00     
ｒ2 =     ∞                ｄ2 = 10.00     ｎd1 =1.51633 νd1 =64.14 
ｒ3 =     ∞                ｄ3 = 22.80     ｎd2 =1.51633 νd2 =64.14 
ｒ4 =     ∞                ｄ4 = 10.80     ｎd3 =1.51633 νd3 =64.14 
ｒ5 =   -66.31              ｄ5 =  8.92     
ｒ6 =     ∞                ｄ6 =  7.88     
ｒ7 =    15.05（非球面）    ｄ7 =  5.03     ｎd4 =1.69350 νd4 =53.21 
ｒ8 =   191.03              ｄ8 =  0.46     
ｒ9 =    14.60              ｄ9 =  4.84     ｎd5 =1.80400 νd5 =46.57 
ｒ10=    23.40              ｄ10=  1.84     
ｒ11=     ∞（絞り）        ｄ11=  0.80     
ｒ12=   -13.71              ｄ12=  1.10     ｎd6 =1.84666 νd6 =23.78 
ｒ13=     9.89              ｄ13=  8.96     
ｒ14=  1037.06              ｄ14=  1.56     ｎd7 =1.71736 νd7 =29.52 
ｒ15=    24.71              ｄ15=  5.59     ｎd8 =1.80400 νd8 =46.57 
ｒ16=   -20.86              ｄ16= 10.41     
ｒ17=     ∞                ｄ17= 11.73     
ｒ18=    26.73（非球面）    ｄ18=  5.36     ｎd9 =1.52542 νd9 =55.78 
ｒ19=  -273.06（非球面）    ｄ19= 10.41     
ｒ20=     ∞                ｄ20= 10.82     
ｒ21=    59.97（非球面）    ｄ21=  2.97     ｎd10=1.52542 νd10=55.78 
ｒ22=     ∞                ｄ22=  0.00     
ｒ23=     ∞（２次結像面）  ｄ23=  4.14     
ｒ24=     ∞                ｄ24=  1.00     ｎd11=1.51633 νd11=64.14 
ｒ25=     ∞                ｄ25=  7.79     
ｒ26=   -14.54              ｄ26=  1.37     ｎd12=1.84666 νd12=23.78 
ｒ27=    69.47              ｄ27=  6.36     ｎd13=1.60311 νd13=60.64 
ｒ28=   -20.03              ｄ28=  0.50     
ｒ29=   284.63              ｄ29=  3.67     ｎd14=1.78590 νd14=44.20 
ｒ30=   -38.06              ｄ30=  3.38     
ｒ31=    37.41              ｄ31=  3.30     ｎd15=1.83400 νd15=37.16 
ｒ32=     ∞                ｄ32= 23.00     
ｒ33=     ∞（観察者の瞳）  
非球面係数
第７面
Ｋ  =  0.0590 
Ａ4 =  1.20 ×10-5
第１８面
Ｋ  = -0.8962 
Ａ4 =  1.73 ×10-5
第１９面
Ｋ  = -0.0551 
Ａ4 =  1.60 ×10-5
第２１面
Ｋ  = -0.2550 
Ａ4 =  6.30 ×10-6
視度調整量  -1diopter -3diopter +1diopter 
ｄ25         7.79      5.58      9.96 
ｄ30         3.38      5.59      1.20 
光軸の反射角度
ｒ3        106°
ｒ4        116°
ｒ6         78°
ｒ17        77°
ｒ20        75°                                                            。
【０１０６】
上記実施例１、２の収差図をそれぞれ図８、図９に示す。これらの収差図において、（ａ）は＋１ｄｉｏｐｔｅｒ時、（ｂ）は−１ｄｉｏｐｔｅｒ時、（ｃ）は−３ｄｉｏｐｔｅｒ時の球面収差（ＳＡ）、非点収差（ＡＳ）、歪曲収差（ＤＴ）、倍率色収差（ＣＣ）を示す。なお、図中、“φ”は瞳直径、“ω”は射出角を示す。これら収差図における収差状況は、１次結像面以降のファインダー光学系の収差状況を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】本発明の１実施例のリレー式ファインダー光学系を搭載した一眼レフカメラの構成を示す断面図である。
【図２】図１の一眼レフカメラの撮影時の状況を示す図である。
【図３】図１のクイックリターンミラーに換えて、ハーフミラー面を有するプリズム群で置き換えた場合を模式的に表した図である。
【図４】プリズムにレンズ作用を持たせた変形例の図１と同様の図である。
【図５】プリズムを正レンズ群と２次結像位置の間に配置した例を示す図１と同様の図である。
【図６】数値実施例１のファインダー光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図である。
【図７】数値実施例２のファインダー光学系を展開して光軸に沿ってとった断面図である。
【図８】数値実施例１の収差図である。
【図９】数値実施例２の収差図である。
【符号の説明】
【０１０８】
１…一眼レフカメラ
２…撮影レンズ
１１…クイックリターンミラー
１２…焦点板
１３…プリズム
１３ａ…入射面
１３ｂ、１３ｃ…反射面
１３ｄ…射出面
１４、１５、１６…ミラー
１７…２次結像位置
２１、２２、２３、２４…レンズ
２５…正レンズ
２６…コンデンサーレンズ
２７、２８、２９…レンズ（接眼光学系）
３１…絞り
３２…防塵ガラス
４１…プリズム群
４１ａ…ハーフミラー面
５１、５２、５３…ミラー
５４…プリズム
５４ａ…入射面
５４ｂ、５４ｃ…反射面
５４ｄ…射出面
７１…正レンズ
７１、７２、７３、７４…レンズ
１０１、１０２…フィルター
１０３…撮像素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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