(57)【要約】【課題】光学ファインダーの明るさを保ちつつ手動でのピント合わせを容易にする焦点板、及びそれを有する光学ファインダーを提供すること。【解決手段】  少なくとも片面が複数の凸形状の二次元的な配置によって構成される焦点板において、前記凸形状は２種類以上の異なる頂角を持つ略円錐形状によって構成されることを特徴とし、隣り合う略円錐形状同士の頂点間隔Ｌが、１０μｍ＜Ｌ＜４０μｍを満たすことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも片面が複数の凸形状の二次元的な配置によって構成される焦点板において、
前記凸形状は２種類以上の異なる頂角を持つ円錐形状によって構成されることを特徴とし、
隣り合う円錐形状同士の頂点間隔Ｌが，
１０μｍ＜Ｌ＜４０μｍ
を満たすことを特徴とする焦点板。
【請求項２】
前記円錐形状は、焦点板の屈折率をｎとしたとき、その頂角αが
α＝２×ａｒｃｔａｎ｛（ｎ−ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ｝
１．７９°＜θ＜２６．６°
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の焦点板。
【請求項３】
前記単位ユニットは、複数枚のフォトマスクを用いて連続的に多段露光して形成されたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の焦点板。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載された焦点板を有することを特徴とするファインダー系。
【請求項５】
請求項４に記載のファインダー系を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交換レンズ及びカメラ本体及びカメラシステムに関し、特に一眼レフカメラの光学ファインダーに用いられる焦点板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフカメラでは撮像面と光学的に等価な位置に焦点板が配置され、焦点板上に形成された撮影レンズによる像を視認するための光学ファインダーが備えられている。焦点板は一般的に、撮影レンズを概ね観察者の瞳に集光させる作用のある集光面と、焦点板上に出来た像を拡散するための拡散面からなり、拡散面上には像を拡散するための微細構造が形成されている。この微細構造としては従来、形状の制御性に優れるマイクロレンズや円錐形状による凹凸形状が用いられているが、中でも拡散面の特性を最適化するために、複数種類の凹凸形状によって拡散面を形成するといった手法が知られている。
【０００３】
特許文献１では焦点板として高さの異なるマイクロレンズを規則的に配置して、拡散分布の輝点間隔を小さくすることで光学ファインダーのボケ味の改善を図った焦点板が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２では高さの異なる複数種の凸形状を異なるピッチで配置することでファインダーのボケ味改善を図った焦点板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１９９２−１１９３３９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０３０８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献で開示された技術では、光学ファインダーのボケ味の改善を狙っている反面、焦点板が広い拡散角度を持つことにより、暗いＦ値のレンズを使用したときに光学ファインダーが暗くなってしまう。また、その形状を維持したままで光学ファインダーを明るくしようとすると、焦点板全体の拡散角度が狭まって光学ファインダーによる被写界深度の確認が難しくなり、手動でのピント合わせが困難になってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光学ファインダーの明るさを保ちつつ手動でのピント合わせを容易にする焦点板、及びそれを有する光学ファインダーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するために、本発明に係る焦点板は、少なくとも片面が複数の凸形状の二次元的な配置によって構成され、前記凸形状は２種類以上の頂角を持つ円錐形状によって構成されることを特徴とし、隣り合う円錐同士の頂点間隔Ｌが
１０μｍ＜Ｌ＜４０μｍ
を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学ファインダーの明るさを保ちつつ手動でのピント合わせを容易にする焦点板、及びそれを有する光学ファインダーを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施例１に関わる焦点版の表面形状
【図２】本発明の実施例１に関わる円錐形状の頂点配置図
【図３】本発明の実施例１に関わる焦点版の拡散特性
【図４】本発明の実施例２に関わる焦点版の表面形状
【図５】本発明の実施例２に関わる円錐形状の頂点配置図
【図６】本発明の実施例２に関わる焦点版の拡散特性
【図７】本発明の実施例３に関わる焦点版の表面形状
【図８】本発明の実施例３に関わる円錐形状の頂点配置図
【図９】本発明の実施例３に関わる焦点版の拡散特性
【図１０】本発明の撮像装置の要部外略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の好ましい図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１０は本発明の実施例における一眼レフカメラの要部外略図である。
【００１３】
同図に示されるように、撮影光学系１０１を通過した撮影レンズ光束はクイックリターンミラー１０２で分割され、撮像面１０３と、光学的に１０３と等価な位置に配置された焦点板１０４に導かれる。
【００１４】
同図における焦点板１０４は、その一方の面が撮像面１０３と光学的に等価となるように配置された拡散面となっており、前記焦点板１０４を透過した光束を用いてこの面上における被写体像の結像状態を観察可能としている。また焦点板１０４のもう一方の面は集光作用を持つ面（集光面）となっており、撮影光学系１０１の射出瞳から射出した光束を概ね観察者の瞳に集光させる作用をもっている。そして焦点板１０４へ導かれた撮影レンズ光束はペンタダハプリズム１０５で正立像に反転され、接眼レンズ１０６を通過して拡大された後に観測者の瞳位置１０７より観察されるようになっている。
【実施例１】
【００１５】
以下、図１、図２、図３を参照して、本発明の第１の実施例による焦点板について説明する。
【００１６】
図１（Ａ）は焦点板１０４のうち、少なくとも片面を構成している拡散面をｘｙ平面で観察した場合の二次元画像であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）をｘｚ平面で観察した場合の断面図となっている。ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は各々頂角の異なる円錐形状（略円錐形状：以下、同じ）であり、円錐同士は一定間隔Ｌずつ離れた六方細密構造に配列されている。図２は円錐形状の頂点位置を示す模式図である。Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ円錐ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の頂点を示したものである。Ｐ１，Ｐ２、Ｐ３の円の中心が円錐形状の頂点の位置と一致し、円の色の違いは円錐形状の頂角の違いを表す。また、Ｌは円錐同士の頂点間隔を示している。本実施例の焦点板おいて各円錐形状は円錐最下部の高さを全ての円錐で一致させており、頂点の高さは円錐ごとに異なっている。また本実施例の焦点板の材質は、屈折率ｎ＝１．５である。
【００１７】
図３（Ａ）は、本実施例の焦点板の拡散面に、焦点板に対して垂直な光線を入射したときの二次元拡散光量分布を示す。また図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の光量分布を円周上に半周分足し合わせ、一次元表示にした拡散特性を示す。この図３（Ｂ）の拡散光量は、元々の光源の光量を１とした場合の値である。
【００１８】
拡散面をマイクロレンズによって形成する場合、マイクロレンズ一つあたりの拡散角度は一定の傾向を持ちながらも広く分布する。しかし本実施例のように拡散面を円錐形状で構成する場合、一種類の頂角の円錐につき、単一の拡散角度が求められる。マイクロレンズ形状による拡散は様々な角度の拡散光を含むため、ファインダーから見るボケ味といった面では有利だが、反面拡散角度が広いため暗いＦ値のレンズではファインダーが暗くなる。一方で円錐形状を用いた拡散面では、マイクロレンズ形状にボケ味で劣る一方、余分な角度での拡散がないため、Ｆ値の暗いレンズでもファインダーの明るさを維持することができる。
【００１９】
本実施例においては、三種類の頂角の円錐ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３によって拡散面を構成している。円錐形状はその頂角によって拡散角度を一意に決めることが可能であり、その関係は以下の式より表される。
【００２０】
α＝２×ａｒｃｔａｎ｛（ｎ−ｃｏｓθ）／ｓｉｎθ｝
θ＝ａｒｃｔａｎ｛１／（２×Ｆ）｝
ここでαは円錐の頂角、ｎが焦点板の屈折率、ＦがＦ値を、θはＦ値に対応した拡散角度を示す。目標にするＦ値に対応するθを用いてαを計算することで、角度θの方向に光線を拡散させる円錐形状の頂角αが求まる。通常撮影レンズにおける開放Ｆ値は、Ｆ１．０からＦ５．６の範囲内であり、テレコンバータを併用することを考えてもＦ１６より暗いレンズの像をファインダーで視認することはないと考えられる。従ってθは１．７９°＜θ＜２６．６°の範囲であり、本実施例での焦点板の屈折率が１．５であるため、この時円錐形状として必要な角度の範囲は、１０７°＜α＜１７３°である。
【００２１】
本実施例のＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３はそれぞれＦ１．８、Ｆ５．６、Ｆ８．０に相当する拡散角度に最適化されており、このときＣＳ１の頂角１２６°、ＣＳ２の頂角１６０°、ＣＳ３の頂角１６６°となっている。
【００２２】
図３（Ａ）、（Ｂ）より、本実施例の焦点板ではＦ１．８に相当する１５°付近、Ｆ５．６〜Ｆ８に相当する３〜５°付近に拡散光が集中しており、それ以外の角度では殆ど拡散光がない。本実施例の焦点板では大口径レンズにおけるピントの合わせやすさを保ちつつ、暗いレンズにおけるファインダーの明るさを実現している。
【００２３】
また、実際には拡散面では回折の影響があり、本来円錐は単一の拡散角度のみに拡散光量があるはずだが、図３（Ｂ）のように拡散角度は光量のピークを中心に幅を持った分布となる。これは隣り合う円錐同士の間隔が狭くなるほど回折による影響が顕著になるためであり、回折による影響が強くなるほど焦点板の拡散特性の制御が難しくなる。回折の影響を抑えるためには円錐同士の頂点間隔ＬがＬ＞１０μｍである必要があり、これより間隔が狭くなると良好な拡散特性を得られない。また頂点間隔Ｌが広くなり過ぎると、ファインダーから拡散面の形状が視認できるようになってしまうため、ファインダーから円錐を視認できないようにするためにはＬ＜４０μｍである必要がある。本実施例においてはＬ＝２０μｍとなっており、いずれの条件も満たしている。
【実施例２】
【００２４】
以下、図４、図５、図６を参照して、本発明の第２の実施例による焦点板について説明する。
【００２５】
図４（Ａ）は焦点板１０４のうち、少なくとも片面を構成している拡散面のｘｙ平面で観察した場合の二次元画像であり、図４（Ａ）をｘｚ平面で観察した場合の断面図となっている。ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３は各々頂角の異なる円錐形状であり、円錐同士は等間隔Ｌの六方細密構造に配列されている。図５において、Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ円錐ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の頂点を示したものであり、円錐同士の頂点間隔を示している。ＣＳ１、ＣＳ２、ＣＳ３の頂角はそれぞれ１２６°、１６０°、１６６°であり、また円錐同士の間隔Ｌ＝２０μｍである。また本実施例の焦点板の材質は、屈折率ｎ＝１．５である。
【００２６】
また図６（Ａ）にこの拡散面に点光源を入射したときの拡散光量分布を、図６（Ｂ）に図６（Ａ）の光量分布を円周上に足し合わせ、元の点光源の光量を１としたときの拡散特性を示す。
【００２７】
本実施例の円錐配置は、実施例１におけるＣＳ２のうち、半分の数をＣＳ１に置き換えたものに等しい。ＣＳ１はＦ１．８に対応した拡散角度であり、ＣＳ２はＦ５．６に対応した拡散角度であるため、本実施例による焦点板では実施例１の焦点板を用いたファインダーに比べてＦ１．８の拡散光が多くなっている（図６（Ｂ））。
【００２８】
このような構成の焦点板を用いることで、大口径レンズを用いたときに、手動でより正確にピントを合わせることのできるファインダーを提供できる。
【実施例３】
【００２９】
以下、図７、図８、図９を参照して、本発明の第３の実施例による焦点板について説明する。
【００３０】
図７（Ａ）は焦点板１０４のうち、少なくとも片面を構成している拡散面のｘｙ平面で観察した場合の二次元画像であり、図７（Ａ）をｘｚ平面で観察した場合の断面図となっている。ＣＳ１、ＣＳ２は頂角の異なる円錐形状であり、円錐同士は等間隔Ｌの六方細密構造に配列されている。図８において、Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ円錐ＣＳ１、ＣＳ２の頂点を示したものであり、円錐同士の頂点間隔を示している。ＣＳ１、ＣＳ２の頂角はそれぞれ１４２°、１６０°であり、これはそれぞれＦ２．８とＦ５．６に対応した角度である。また、円錐同士の間隔Ｌ＝３０μｍである。また本実施例の焦点板の材質は、屈折率ｎ＝１．５である。
【００３１】
図９（Ａ）にこの拡散面に点光源を入射したときの拡散光量分布を、図９（Ｂ）に図９（Ａ）の光量分布を円周上に足し合わせ、元の点光源の光量を１としたときの拡散光量分布を示す。図９から、本実施例における焦点板を用いることで、Ｆ値が２．８以下のレンズを用いたときのピントの合わせやすさと、それより暗いレンズを用いたときの像の明るさを両立したファインダーが得られる。
【００３２】
本実施例の焦点板において、頂角の異なる円錐ＣＳ１、ＣＳ２はそれぞれ最下部から頂点までの高さが等しい。
【００３３】
本実施例の焦点板は多段露光による製作を想定しているが、このような製造プロセスの場合、焦点板の拡散面が複数の異なる高さを持った凹凸形状で構成される場合、全ての凹凸形状の高さを制御することは難しく、安定した製造が困難になる。そのため本実施例のように高さを一定値に揃えた焦点板は、安定した製造が期待できる。拡散面をマイクロレンズ形状で構成する場合、高さを均一にするためにはマイクロレンズ形状を変化させるか凹凸形状の間隔Ｌを狭くしなければならないが、Ｌを小さくしすぎると回折の影響が大きくなり、拡散特性の制御が難しくなる。一方円錐形状においては、側面の形状は高さや間隔に寄らないため、Ｌによる形状の変化がない。
【００３４】
本実施例の焦点板を用いることで、ピントの合わせやすさとファインダーの明るさを両立し、また製造上の困難の減少を実現している。
【００３５】
また各実施例における焦点板の拡散面は直円錐形状によって構成されているが、必ずしもこの形状が維持される必要はなく、円錐の側面にあたる部分の角度が維持されていれば円錐形状による拡散面と同様の効果を得ることが可能である。この時、側面と側面の延長線が為す角度が円錐形状における頂角と同じ意味になる。
【００３６】
さらに、各実施例において円錐形状の配置は等間隔になっているが、必ずしも間隔を等しくする必要はなく、円錐形状同士の間隔の平均値が同程度ならば、等間隔に並べた円錐形状と同様の拡散効果が得られる。
【００３７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００３８】
ＣＳ１，ＣＳ２，ＣＳ３  円錐形状、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３  円錐形状の頂点位置
【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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【図１０】
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