(57)【要約】    【課題】  正立像形成用の光学部材の射出面の有効面積を効果的に活用することができ、光学系全体が軽量であるとともに、ファインダーの観察倍率を大きくすることができるファインダー光学系を得ること。    【解決手段】  撮影レンズと、該撮影レンズの焦点面に配置された焦点板と、該焦点板からの光を反射する屋根型の第１反射鏡と、該第１反射鏡における反射光を反射する第２反射鏡と、該第２反射鏡における反射光を観察側へ導く接眼レンズとを有する撮像装置において、前記撮影レンズを通過した光を前記焦点板の方向へ反射する回転可能な回転鏡を有し、該回転鏡の法線と該撮影レンズの光軸とのなす角をθｑ、前記屋根型の第１反射鏡の稜線と前記第２反射鏡とのなす角をθｐとするとき、      ９０．５°＜θｐ＋θｑ＜９５°なる条件を満足し、前記接眼レンズは、回転非対称な光学部材を有すること。【選択図】図１
2008033003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点板と、該焦点板からの光を反射する屋根型の第１反射鏡と、該第１反射鏡における反射光を反射する第２反射鏡と、該第２反射鏡における反射光を観察側へ導く接眼レンズとを有するファインダー光学系を備えた撮像装置において、撮影レンズを通過した光を前記焦点板の方向へ反射する回転可能な回転鏡を有し、前記回転鏡の法線と前記撮影レンズの光軸とのなす角をθｑ、前記屋根型の第１反射鏡の稜線と前記第２反射鏡とのなす角をθｐとするとき、
９０．５°＜θｐ＋θｑ＜９５°
なる条件を満足し、
前記接眼レンズは、回転非対称な光学部材を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記接眼レンズは前記第２反射鏡から観察側へ順に、負レンズ、正レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記接眼レンズは前記第２反射鏡から観察側へ順に、楔形プリズム、負レンズ、正レンズ、正レンズからなることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特にファインダー光学系の軽量化を図りつつ、ファインダー像を良好に観察することができる、例えばデジタル一眼レフカメラ等の撮像装置に好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフカメラでは撮影レンズによって、焦点板上に形成した物体像（ファインダー像）をファインダー光学系を介して観察している。このファインダー光学系は、焦点板上に形成された物体像をペンタダハプリズムなどの像反転手段を介して正立像とした後、接眼レンズによって拡大してアイポイントから観察するように構成されている。
【０００３】
このようなファインダー光学系に用いられる像反転手段としてのペンタダハプリズム（屋根型プリズム）は空間を効率良く使用して正立像を得ることができるという特徴がある。
【０００４】
しかしながら屋根型の反射面は面精度や角度等の精度が厳しく、製造が難しい。又、ペンタダハプリズムは、プリズム体であるための光学系全体が高重量になる傾向があった。
【０００５】
このため、一眼レフカメラ用のファインダー光学系に屋根型の第１反射面と平面又は曲面のある第２反射面とを組み合わせた中空構成で正立像を得るようにした像反転手段が用いられている（特許文献１〜５）。
【０００６】
特許文献１、２では、焦点板の上方（光出射側）に屋根型の第１反射鏡と平面鏡より成る第２の反射鏡を配置して正立像を得ている。
【０００７】
特許文献３、４では、屋根型の第１反射面と、曲率のある第２反射鏡を用いて正立像を得ている。特に特許文献３、４では第２の反射鏡を集光作用を有する裏面鏡、または凹面鏡として接眼レンズの屈折力の補助を行うファインダー光学系を開示している。
【０００８】
特許文献５では撮影レンズの光路中に配置する回動ミラーによって反射する光線を上部よりやや撮影レンズ側に偏向させている。そして、屋根型の第１反射鏡と第２の反射鏡で構成する正立像形成用の像反転手段をやや前方に傾斜させて配置したファインダー光学系を開示している。
【特許文献１】実開平１−０６７６２８号公報
【特許文献２】特開平６−２３５８７０号公報
【特許文献３】特開昭５４−０１４２５３号公報
【特許文献４】特開昭５５−０２９８３３号公報
【特許文献５】特開２００４−２４６００９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一眼レフカメラのファインダー光学系には、光学系全体が軽量であり、又ファインダー視度が可変の機能を有しながらもファインダーの観察倍率を大きく保つことが要望されている。
【００１０】
ペンタダハプリズムの代わりに屋根型の第１反射鏡と平面又は曲率のある第２の反射鏡等の光学部材を組み合わせて正立像を形成する構成は、光学系全体の軽量化に有効である。
【００１１】
しかしながら、ファインダーの観察倍率を高くするために正立像形成用の光学部材の内部の光路長を短くすると屋根型の反射鏡を構成する２つの反射面の端を結んでできる正立像形成用の光学部材の射出部の面積が小さくなる傾向にある。
【００１２】
このため接眼レンズに入射する光束の有効径を大きくすることができなくなってファインダーの観察倍率を大きくすることが困難となる。
【００１３】
また逆に正立像形成用の光学部材の射出部の面積を大きくしようとすると正立像形成用の光学部材の内部の光路長が長くなってやはりファインダーの観察倍率を大きくすることが困難となる。
【００１４】
このため、従来の一眼レフカメラのファインダー光学系では、正立像形成用の光学部材の内部の光路長と射出部の面積について適切なバランスをとることによりファインダーの観察倍率を十分に大きく保つように設計していた。
【００１５】
本発明は、光学系全体が軽量で、しかもファインダーの観察倍率を容易に高くすることができる撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の撮像装置は、撮影レンズと、該撮影レンズの焦点面に配置された焦点板と、該焦点板からの光を反射する屋根型の第１反射鏡と、該第１反射鏡における反射光を反射する第２反射鏡と、該第２反射鏡における反射光を観察側へ導く接眼レンズとを有する撮像装置において、前記撮影レンズを通過した光を前記焦点板の方向へ反射する回転可能な回転鏡を有し、該回転鏡の法線と該撮影レンズの光軸とのなす角をθｑ、前記屋根型の第１反射鏡の稜線と前記第２反射鏡とのなす角をθｐとするとき、
９０．５°＜θｐ＋θｑ＜９５°
なる条件を満足し、前記接眼レンズは、回転非対称な光学部材を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、正立像形成用の光学部材の射出面の有効面積を効果的に活用することができ、ファインダー光学系全体が軽量であるとともに、ファインダーの観察倍率を大きくすることができる撮像装置が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
【実施例１】
【００１９】
図１は、撮影レンズが装着されたデジタル一眼レフカメラ（撮像装置）についての要部断面図（ＹＺ断面）である。１はカメラ本体（撮像装置）に固定または着脱可能な撮影レンズである。２はクイックリターンミラー（回転鏡）であり、回転軸２ａを中心に回転可能となっており、撮影レンズ１からの光束を上方の焦点板の方向へ反射させている。４は撮影レンズ１の焦点面に配置される焦点板（マット面）であり、その面上には撮影レンズ１を通過した光束によって物体像（ファインダー像）が形成されている。
【００２０】
５は正立像形成部材としてのペンタダハミラーを構成する屋根型形状の第１の反射鏡（第１反射鏡）であり、焦点板４からの光束を物体像側へ反射させている。６は第１の反射鏡５で物体側に反射された反射光を観察側方向（アイポイント側）に反射させる第２の反射鏡（第２反射鏡）である。本実施例の第１、第２の反射鏡５、６は像反転手段を構成しており、それらの反射鏡５、６により焦点板４上に形成された物体像を正立像としている。
【００２１】
７は接眼レンズ部であり、第２の反射鏡６側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ７１、正の屈折力を有する第２レンズ７２、そして正の屈折力を有する第３レンズ７３を有している。接眼レンズ部７は第２反射鏡６で反射した光を観察側へ導いている。８はアイポイントの位置を表している。３は撮影レンズ１の像面であり、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子（撮像手段）に相当する。
【００２２】
本実施例では撮影レンズ１からの光をクイックリターンミラー２で反射させて焦点板４上に物体像を形成している。そして焦点板４に形成した物体像を第１、第２の反射鏡５、６で正立像とし、該正立像を接眼レンズ部７を介してアイポイント８より観察している。
【００２３】
また撮像手段３に像を形成するときは、クイックリターンミラー２は矢印２ｂの如く回動して撮影レンズ１からの光束が撮像手段３に入射するようにしている。
【００２４】
そして撮像手段３によって焦点板４に形成された物体像に相当する像（物体像の一部又は全部又はそれよりも大きな部分の像）を光電変換（受光）している。
【００２５】
また本実施例では第２レンズ７２を接眼レンズ部７の光軸に沿って移動させることで視度調節を行っている。
【００２６】
図１において実線Ｌａは撮影レンズ１の光軸１ａ上の光線であって、ファインダー光学系を構成する部品によって偏向させる方向に順に追った光線を表している。光線Ｌａは焦点板４の中心であって、焦点板４から垂直方向に出射する光線（基準光線）である。基準光線Ｌａの第２の反射鏡６との交点（入射点）を６Ｘ、接眼レンズ７の入射面７ａとの交点（入射点）を７Ｘとしている。
【００２７】
図１に示されるように入射点６Ｘと入射点７Ｘを結ぶ直線Ｌａ１は撮影レンズ１の光軸１ａに対して非平行である。つまり、直線Ｌａ１と第２反射鏡６との交点６Ｘから接眼レンズ７の入射面７ａとの交点７Ｘに向かうにつれて撮影レンズ１の光軸１ａ（焦点板６）に近づくように構成している。これにより、正立像形成用の像反転手段５、６から射出して接眼レンズ７へ向かう光束を屋根型の第１反射鏡５の稜線５ａから相対的に離れるようにして、接眼レンズ７の入射面７ａに相当する射出面上の光束の有効領域を十分に大きく確保している。
【００２８】
本実施例では、焦点板４の中心から垂直方向に出射する光線は、第２反射鏡６で反射した後、接眼レンズ７に、その入射面７ａに斜方向から撮影レンズ１の光軸１ａに近づくように入射している。また、接眼レンズ７は、その入射面７ａに斜方向から入射した光が撮影レンズ１の光軸１ａと平行となるように出射させるための回転非対称な光学部材を有している。このような構成によって、屋根型の第１反射鏡の射出面における屋根型の第１反射面の稜線の位置を高くして正立像形成用の光学部材５、６の射出部の面積を有効に利用している。またファインダーの観察倍率を拡大している。
【００２９】
回転鏡２の法線ｃと撮影レンズ１の光軸１ａとのなす角をθｑ、屋根型の第１反射鏡５の稜線５ａと第２反射鏡６とのなす角をθｐとするとき
９０．５°＜θｐ＋θｑ＜９５°
なる条件を満足している。ここで、θｑを規定する回転鏡２の法線ｃは、ファインダー光学系を介した観察時の回転鏡２の位置を基準とするものであり、撮影時に回転鏡２が回転したときの回転鏡の法線を基準とするものではない。
【００３０】
また、撮影レンズ１の光軸１ａは、カメラ本体と撮影レンズ１のマウントシステムによって、撮影レンズ１の種類によらずに共通している。したがって、カメラ本体のマウントシステムによって撮影レンズ１ａの光軸が決定される。
なお、θｐ＋θｑが９０°である場合に、撮影レンズ１の光軸１ａと、焦点板４から垂直方向に出射した光が第１反射鏡５および第２反射鏡６で反射した光とが平行となる。
これによって正立像形成用の光学部材５、６の射出部の面積を拡大し、ファインダーの観察倍率を高めている。この条件式の下限を超えると本発明の顕著な効果を発揮することができなくなる。また上限を超えると接眼レンズによって偏心収差の補正が難しくなってくる。
【００３１】
本実施例では、図１に示されるように回動ミラー（回転鏡）２の法線２ｃと撮影レンズ１の光軸１ａとのなす角度θｑは４５°である。又、屋根型の第１反射鏡５の一対の屋根型反射面の稜線５ａと第２の反射鏡６の反射面のなす角度θｐは４８°である。
【００３２】
このような角度設定とすることにより、回動ミラー２によって撮影レンズ１から射出した光束を直交方向、ここでは上方向に反射させている。そして、第２の反射鏡６によって反射される光束を撮影レンズ１の光軸１ａに近づけるように（後方斜め下方向に）偏向している。
【００３３】
本実施例では、θｐ＋θｑ＝９３°である。
【００３４】
また、正立像形成用の光学部材に屋根型の第１反射鏡と第２の反射鏡の組み合わせた中空構造の像反転手段を用いると、ペンタダハプリズムを用いる場合に比べて正立像形成用の光学部材の部分の光路長が長くなる。このとき接眼レンズの焦点距離を長くすることが必要となってファインダー光学系の観察倍率（撮影レンズと接眼レンズとの焦点距離の比から成る）が低下してくる。
【００３５】
そこで本実施例では接眼レンズ７を第２反射鏡６から観察側へ順に、負レンズ７１、正レンズ７２、正レンズ７３より構成している。これによってファインダーの観察倍率が低下しないようにしている。
【００３６】
本実施例の接眼レンズ７は、図１に示されるように撮影レンズ１の光軸１ａに対して平行ではない光束Ｌａ１を入射させた後に撮影レンズ１の光軸１ａと略平行となるように光束を偏向させる機能を有している。
【００３７】
図２は、本実施例のファインダー光学系について光路を展開したときの垂直断面の展開図である。図２では、焦点板４から接眼レンズ８までの光路を示している。なお、第１反射鏡５および第２反射鏡６については省略している。
【００３８】
本実施例の接眼レンズ７は物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ７１、正の屈折力を有する第２レンズ７２、正の屈折力を有する第３レンズ７３より構成している。これら３つのレンズ７１〜７３の各面を適切な形状とすることによって複数の機能を実現している。
【００３９】
即ち、まず第１に接眼レンズ７に対して仮の入射面７ａを設定する。このとき入射面７ａを撮影レンズ１の光軸１ａに対して垂直なものとし、この入射面７ａに対して斜めに入射する光束Ｌａ１をこの面に対して略直交するように偏向させる機能を持っている。
【００４０】
第２に全体の焦点距離を適切に設定して観察者が瞳孔位置８から観察したときに良好な像性能で適切な視度、かつ比較的大きい拡大倍率で観察させる機能を持っている。
【００４１】
そしてさらに３枚のレンズ７１〜７３のうちの第２レンズ７２を撮影レンズ１の光軸１ａと略平行となる方向に移動させて視度（ファインダー視度）を可変とする機能を同時に持っている。
本実施例では図２に示す如く各部材を構成することによって前述した課題を解決している。本実施例の効果を図３、図４を用いて説明する。図３は本実施例の一部分の概略図、図４は従来のファインダー光学系の一部分の概略図である。図３は、図１の屋根型の第１反射鏡５の一対の反射鏡を接眼レンズ７側から見た図である。図３において４は焦点板、５１、５２は図１の屋根型の第１反射鏡５の一対の反射鏡を表している。なお、図４は本実施例と比較説明のための従来技術に従ったファインダー光学系を構成した場合の図３に対応する図である。
【００４２】
図３において７Ａは接眼レンズ７へ入射する光束の有効領域、７Ｘは図１に示した基準光線Ｌａを接眼レンズ７まで追跡した入射面７ａ上の位置を示している。
【００４３】
図４において７ＸＸは同様に図１に示した基準光線Ｌａを接眼レンズ７の入射面７ａまで追跡した位置を示している。図４において７Ｂは接眼レンズ７の入射面７ａへ入射する光束の有効領域を表記したものである。図４では撮影レンズ１の光軸１ａと像反転手段５、６を介した光線（図１では光線Ｌａ１に相当）とが平行となる。従って第２反射鏡６での入射点６Ｘと接眼レンズ７の入射面７ａでの入射点７ＸＸは接眼レンズ７の光軸上に位置する。図４は本実施例の構成を適用しないため接眼レンズ７の方向から見たとき撮影レンズ１の光軸１ａを接眼レンズ７まで追跡した位置７Ｘは第２反射面６まで追跡した位置６Ｘと同等の位置（高さ）となる。
【００４４】
そのため基準光線は屋根型の第１反射面５の端部（稜線５ａ）までの距離が相対的に近くなって光束の有効領域７Ｂは図３に示した領域７Ａに比べて小さくなる。
【００４５】
本実施例では基準光線Ｌａ１が接眼レンズ７の光軸に対して斜方向から、かつ焦点板４側へ、即ち屋根型の第１反射鏡５の稜線から離れる方向に入射している。これによって図３に示されるように正立像形成用の像反転手段の射出面を有効に活用している。
【００４６】
本実施例では正立像形成用の像反転手段である第１反射面５及び第２反射面６を図１に示した構成とし、接眼レンズ７の３枚のレンズ７１、７２、７３のうち１以上を回転非対称形状となるように配置している。
【００４７】
このような構成により、本実施例ではファインダー光学系の収差補正を良好に行いつつ、又軽量化を実現しつつ観察倍率を十分に大きくしたファインダー光学系を備えた撮像装置を実現している。
【実施例２】
【００４８】
図５は、本発明の実施例２の要部断面図である。図６は図５のファインダー光学系について光路を展開したときの概略図である。なお、図６では図５における像反転手段１０５、１０６を省略している。実施例２では、撮影レンズ１０１の光軸１０１ａとクイックリターンミラー（回転鏡）１０２の法線１０２ｃとのなす角θｑと、屋根型の第１反射鏡１０５の稜線１０５ａと第２反射鏡１０６とのなす角θｐとが実施例１とは異なっている。
実施例２ではθｑが４２．５°であり、θｐが４８．５°である。
【００４９】
さらに、実施例２の接眼レンズ１０７は楔型プリズム１７１と３つのレンズ１７２〜１７４から構成されている点で実施例１とは異なっている。
【００５０】
図５において、１０１は撮影レンズ、１０２は回動ミラー（回転鏡）、１０３は撮影レンズ１０１の撮像面、１０４は焦点板である。１０５は一対の反射鏡を組み合わせて構成した屋根型の第１反射鏡、１０６は第２の反射鏡、１０７は接眼レンズ、１０８は観察者の瞳孔位置（アイポイント）を表わしている。
【００５１】
実施例１と同様に焦点板１０４上に形成された被写体像を屋根型の第１反射鏡１０５と第２反射鏡１０６によって正立像としている。そして接眼レンズ１０７によって拡大してアイポイント１０８から観察している。
【００５２】
図５において実線Ｌａは撮影レンズ１０１の光軸１０１ａ上の光線であって、ファインダー光学系によって偏向される方向に順に追った基準光線を表している。
【００５３】
基準光線Ｌａの第２の反射鏡１０６との交点（入射点）を１０６Ｘ、接眼レンズ１０７の入射面１０７ａとの交点（入射点）を１０７Ｘとしている。
【００５４】
図５に示されるように入射点１０６Ｘと入射点１０７Ｘを結ぶ直線Ｌａ１は撮影レンズ１０１の光軸１０１ａに対して非平行である。直線Ｌａ１は第２反射鏡１０６との交点１０６Ｘから接眼レンズ１０７の入射面１０７ａとの交点１０７Ｘに向かうにつれて撮影レンズ１０１の光軸１０１ａに近づくように構成している。
【００５５】
この構成にすることによって正立像形成用の像反転手段１０５、１０６から射出して接眼レンズ１０７へ向かう光束を屋根型の第１反射鏡１０５から相対的に離れるようにしている。これにより、実施例１と同様に射出面上の光束の有効領域を十分に大きく確保している。
【００５６】
本実施例では、図５に示されるように回動ミラー１０２の法線と撮影レンズ１０１の光軸１０１ａとのなす角度θｑを４２．５°としている。屋根型の第１反射鏡１０５の一対の反射面の稜線１０５ａと第２の反射鏡１０６の反射面のなす角度θｐは４８．５°としている。このような角度設定とすることにより、回動ミラー１０２によって撮影レンズ１０１から射出した光束を真上よりもやや斜め前方に反射させている。そして第２の反射鏡１０６によって反射される光束を撮影レンズ１０１の光軸１０１ａに近づけるように（後方斜め下方向に）偏向している。本実施例では、θｐ＋θｑ＝９１°である。
【００５７】
本実施例の接眼レンズ１０７は複数枚のレンズより構成されている。図５に示すように撮影レンズ１０１の光軸１０１ａに対して平行ではない光束を入射させた後に撮影レンズ１０１の光軸１０１ａと略平行となるように光束を偏向させる機能を有している。
【００５８】
図６は実施例２のファインダー光学系の光路を展開したときの垂直断面の展開図である。
【００５９】
本実施例の接眼レンズ７は物体側から順に光束の偏向作用を有する楔形部材１７１、負の屈折力を有する第１レンズ１７２、正の屈折力を有する第２レンズ１７３、正の屈折力を有する第３レンズ１７４より構成している。
【００６０】
本実施例ではこれら４つの光学部材によって次の複数の機能を実現している。
【００６１】
即ち、まず接眼レンズ１０７を構成する複数のレンズのうち、楔形部材１７１によって、撮影レンズ１０１の光軸１０１ａに近づく方向に向かう光束を光軸１０１ａに略平行な方向に向かうように偏向させる。そして後方の３枚のレンズ１７２、１７３、１７４によって観察視度を可変としつつ観察倍率を十分に大きくしている。
【００６２】
本実施例では３枚のレンズ１７２、１７３、１７４は回転対称となる共通の光軸を持っている。偏向作用を有する楔形部材１７１を含めて考えたときには接眼レンズ１０７は回転対称となる共通の光軸を持たない構成となっている。
【００６３】
なお、実施例２では接眼レンズ１０７の最も物体側の光学部材１７１を像偏向作用のみを持つ楔プリズムより構成した例を開示した。
【００６４】
しかしながらこの光学部材ではプリズム作用によって垂直方向の色ずれが発生するため、複数の異なった材質の部材を組み合わせて使用すれば、色消しを良好に行うことができる。プリズム作用の他、回折光学素子を用いて偏向するようにしても良い。
【００６５】
また、各実施例の第２反射鏡について、収斂作用を持たせるために凹面鏡としてもよく、さらに非対称性の収差補正のために回転非対称な自由曲面反射鏡としても良い。
【００６６】
このとき、角度θｐを求めるときの第２反射鏡の反射面の傾きは、第２反射鏡への基準光線の入射点における接平面を反射面として用いれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の実施例１の一眼レフカメラの要部断面図。
【図２】図１の一部分の光路を展開したときの要部展開図。
【図３】図１の一部分の説明図。
【図４】従来のファインダー光学系の一部分の説明図。
【図５】本発明の実施例２の撮像装置の要部断面図。
【図６】図５の一部分の光路を展開したときの要部展開図。
【符号の説明】
【００６８】
１、１０１    撮影レンズ
２、１０２    回動ミラー
３、１０３    撮像面
４、１０４    焦点板
５、１０５    屋根型の第１反射鏡
６、１０６    第２反射鏡
７、１０７    接眼レンズ
８、１０８    アイポイント
７１、１７２    負レンズ
７２、７３、１７３、１７４    正レンズ
１７１    楔形プリズム
【図１】
2008033003.tif 000003
【図２】
2008033003.tif 000004
【図３】
2008033003.tif 000005
【図４】
2008033003.tif 000006
【図５】
2008033003.tif 000007
【図６】
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