(57)【要約】【目的】ファインダー視野に光像枠が表示された安価なファインダーを提供する。【構成】接眼レンズ部を構成する要素部材３のこば（側面）に、単純な形状の面取り部３−１−１、３−１−２、３−２−１、３−２−２から成る全反射手段を備え、及び／又は対物レンズ部を構成する要素部材２に、３回の全反射が生起する全反射面２−１、２−３、２−４からなる全反射手段を備えた。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
単数又は複数の要素部材から成り、全体として負レンズとして機能し、被写体から発し、入射する光を透過する対物レンズ部と、
単数又は複数の要素部材から成り、全体として正レンズとして機能し、前記対物レンズを透過し入射した光を、観察者瞳孔に向けて透過する接眼レンズ部とを備え、
前記接眼レンズ部を構成する大略長方形を成す第１の要素部材のこばの対向する辺の少なくとも一部を面取りし、前記第１の要素部材に入射した光の一部を前記対物レンズの方向に向けて全反射させる第１の全反射手段を備えたことを特徴とするファインダー。
【請求項２】
前記各面取り部が互いに角度が異なり、且つ幅が異なる二つの傾斜面を形成し、前記第１の要素部材に入射した光の一部を対物レンズの方向に向けて全反射させる第１の全反射手段を備えたことを特徴とする請求項１記載のファインダー。
【請求項３】
単数又は複数の要素部材から成り、全体として負レンズとして機能し、被写体から発し、入射する光を透過する対物レンズ部と、
単数又は複数の要素部材から成り、全体として正レンズとして機能し、前記対物レンズを透過し入射した光を、観察者瞳孔に向けて透過する接眼レンズ部とを備え、
前記対物レンズ部を構成する第２の要素部材の上面が被写体側を向き、前記上面の周囲に、斜面が前記接眼レンズ部側に向かって開くように設けられた４角錐台を形成し、前記接眼レンズ部を構成する第１の要素部材に入射した光の一部を前記対物レンズの方向に向けて全反射させる第１の全反射手段により前記対物レンズの方向に向けて全反射された光が、前記傾斜面のうち第１の傾斜面、次に前記上面、さらにその次に、前記第１の傾斜面に相対する第２の傾斜面で順次全反射され、第２の要素部材内で３回全反射されて接眼レンズ部側に向かい、前記第１の全反射手段の虚像を、前記対物レンズ部を挟んで反対側の所定位置に形成する第２の全反射手段を備えたことを特徴とするファインダー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対物レンズとして負レンズ部と、接眼レンズとして正レンズ部を備えた逆ガリレオファインダーにおいて、視野枠等の表示を全反射プリズム等の全反射手段によって行うアルバダファインダーの光学系に関し、詳細には前記視野枠等の表示を行う全反射プリズム等の全反射手段の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
逆ガリレオファインダーの欠点は、視野枠がボケて見えること、さらに最大の欠点は、瞳孔の位置によって見える範囲が大きく変ることなど、信頼性が低いことである。
そこで下記の方式によりファインダー視野の周囲に光像枠（ブライトフレーム）等の表示を行い撮影される範囲を正確に見易く表示して信頼性を高めている。
（１）採光式光像枠ファインダー
（２）アルバダ式光像枠ファインダー
上記２方式ともに基本的には逆ガリレオファインダーであり、単数乃至複数枚の光学素子から成り、全体として負レンズとして機能する対物レンズ部と、単数乃至複数枚の光学素子から成り全体として正レンズとして機能する接眼レンズ部から構成され、さらに光像枠等を表示するための手段が付加される。
【０００３】
アルバダ式光像枠ファインダーは被写体を観察する逆ガリレオファインダー基本光学系そのものの中に、光像枠表示手段を設けることができることから、小さいスペース内に収まること、少ない部品点数で安価に構成されること等において多くの利点がある。
【０００４】
アルバダ式光像枠ファインダーは、逆ガリレオファインダー光学系の中に、接眼レンズ側に枠状反射手段を備えると共に、撮影可能な視野の周囲に被写体像と重ねて、前記枠状反射手段の虚像を所定距離に表示する凹面鏡を備えている。この凹面鏡に下記の２種類がある。
（１）半透明凹面鏡
（２）枠状凹面鏡
【０００５】
前記半透明凹面鏡は、逆ガリレオファインダー光学系の被写体像を形成する光束の光路中、即ち視野内に設けられるため、被写体像の光量損失は避けられない。従って被写体像が暗い。前記枠状凹面鏡はガリレオファインダー光学系の被写体像を形成する光束の光路外、即ち視野周囲に設けられ、被写体からの光量の損失がないので、明るい被写体像を見ることができる。
【０００６】
従来のアルバダ式ファインダーでは、対物レンズ部を構成する要素部材の凹曲面に半透明凹面鏡乃至は枠状凹面鏡を、及び接眼レンズ部を構成する要素部の表面に枠状反射手段を、真空蒸着やスパッタリングにより形成していた。
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
前記半透明凹面鏡、乃至は枠状凹鏡面、及び枠状反射手段の真空蒸着やスパッタリングの工程は高い精度の制御（気圧、温度、時間、物質の純度）が必要であり、真空槽への被蒸着物の配列やシャドウマスクのセットは多くの工数を要し、自動化による生産方式を採用し難くかった。従ってレンズの成形工程は容易に行えても真空蒸着やスパッタリング工程がネックになり、従来のアルバダ式ファインダーは安価に製造することは難しかった。
【０００８】
高い製造コストを要する従来の鏡面反射手段を使用する代わりに、安価なプラスチック成形プリズムを使用することにより、アルバダファインダーを容易、安価に製造する手段は、特許第３２８８１１７、並びに特願２０００−２２３３６６（特開２００２−４０５２１）に記述されている。本発明により、前記先行技術よりもさらに製造が容易で、かつ安価な高品質のアルバダファインダーを製造可能にすることができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のファインダーは、単数または複数の要素部材から構成され全体として負レンズとして機能する対物レンズ部と、単数もしくわ複数の要素部材から成り全体として正レンズとして機能する接眼レンズ部とを備えた逆ガリレオファインダーにおいて、
（１）接眼レンズ部を構成する少なくとも１つの第１の要素部材が、対物レンズ部から入射した光を、前記第１の要素部材の相対するこば（周囲側面）の少なくとも一部に設けられた面取り部により、対物レンズの方向に全反射させる第１の全反射手段を備えると共に
（２）対物レンズ部を構成する少なくとも１つの第２の要素部材に、上面が被写体側を、底面が接眼レンズ側を向くように配置された４角錐台を成す第２の全反射手段が設けられることを特徴するものである。前記第２の全反射手段には下記２方式がある。
（ａ）第２の要素部材内で２回の全反射を生じさせる第２の全反射手段（この全反射手段については、特願２０００−２２３３６６、特開２００２−４０５２１に記載されている）は、前記第１の全反射手段から入射した光が第２の要素部材、即ち４角錐台、の一方の傾斜面に入射し全反射され、相対する傾斜面に入射し接眼レンズ部の方向に全反射されるように設けられる。
（ｂ）第２の要素部材内で３回の全反射を生じさせる第２の全反射手段は、前記第１の全反射手段から入射した光が第２の要素部材、即ち４角錐台、の一方の傾斜面に入射し全反射され、四角錐台の上面に入射し全反射され、前記傾斜面に相対するもう一方の傾斜面に入射し接眼レンズ部の方向に全反射されるように設けられる。
【００１０】
以上述べた本発明の基本的な構成用件は、前記の特許第３２８８１１７、および特願２０００−２２３３６６（特開２００２−４０５２１）に記述されている技術を基礎に置いている。以下に先行技術との差異を記載する。
【００１１】
前記の特許第３２８８１１７、及び特願２０００−２２３３６６に記述されている第１のプリズムは、第１の要素部材の観察者瞳孔側の面に形成された、断面が三角乃至台形状の傾斜面を有する長く伸びたリブ状突起を成すプリズムである。実際には、おおよそ０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度の幅を有する２つの傾斜面が伸びて山脈状に連なり、基本的には全体として長方形を形成する。前記の如く微細な形状のプリズムを光学部品の表面に成形する成形型の製作には、高い精度（傾斜面の角度、面の平面性、面の境界線仕上）が要求され、型の製作が難しく多大なコストがかかる。また、微細プリズム形状を切削、研磨等、機械加工で製作することは困難であった。
【００１２】
本発明の第１の反射手段は、第１の要素部材が本来有しているコバに面取りするだけで実現できるから、成形型は容易に且つ安価に製作でき、成形された光学要素の測定は容易に正確に行え、厳しい品質管理を行える。また前記の如く本発明の第１の反射手段は単純な形状であるから、成形型によらずに切削や研磨によっても製作可能であるから、試作の性能確認が容易に行え、また硝子で製作することも出来る。
【００１３】
特願２０００−２２３３６６（特開２００２−４０５２１）に記述されている、第２のプリズムは、第１のプリズムで全反射されて第２の要素部材に入射した光を相対する傾斜した第２のプリズム面で２回の全反射を生じさせるように設けられるが、屈折率が低い光学材料を使用する場合には、本発明における、第２の反射手段は、相対する２つの傾斜面、及び前記相対する２つの傾斜面の間に、第２の要素部材の上面でも全反射を生じさせて、第２の要素部材内で３回の全反射を生起するように設けられる。
【００１４】
ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ、屈折率Ｎｄ＝１．４９２）を使用した場合、前記特願２０００−２２３３６６に記載されている第２のプリズムの構成では、条件によっては（観察者の瞳孔位置が接眼レンズに近づいた場合など）、全反射が生じない、即ち全反射が生じる為の入射臨界角４２．０８６°を確保できない場合がある。
【００１５】
本発明の第２の反射手段を採用することにより、低い屈折率を有する光学材料を使用しても、全反射を生じさせる条件が広がり、瞳孔が接眼レンズに近づいた場合などでも、安定的に光像枠を表示できる。
【００１６】
高屈折率の光学樹脂材料、例えばポリスチレン（ＰＳ、屈折率Ｎｄ＝１．５９２、入射臨界角３８．９１３°）を、前記第２の要素部材に使用するなら、前記特願２０００−２２３３６６に記載の第２のプリズムと、本発明の第１の反射手段を組合せて使用できる。また前記特願２０００−２２３３６６に記載されているように、光像枠が生成する距離を調節するため、４角錐台を成す第２の要素部材の底面（接眼レンズに向けた面）を曲面としてもよいし、また底面の少なくとも一部を凸曲面としてもよい。さらに、前記傾斜面をシリンドリカル曲面としてもよい。
【００１７】
本発明のアルバダファインダーは、入射光を全反射させる上記第１の全反射手段、及び第２の全反射手段を備えたものであるため、これらが鏡と同等の作用をなし、従って上記第１の全反射手段を備えた場合は接眼レンズ部に真空蒸着等による鏡を形成する必要がなく、上記第２の全反射手段を備えた場合は対物レンズ部に真空蒸着等による鏡を形成する必要がなく、その分安価なファインダーが構成される。更に、特許第３２８８１１７、及び特願２０００−２２３３６６記載の第１のプリズム形状よりも本発明の第１の全反射手段が単純であるため成形型を安価容易に製作でき、成形された光学要素の測定が容易であり、厳しい品質管理を行える。また前記の如く成形型によらずに切削や研磨によっても製作可能であるから、試作の性能確認が容易に行えるし、また硝子で製作することも出来る。また更に特願２０００−２２３３６６に記載されている第２のプリズムは、低い屈折率の光学樹脂材料を使用した場合には全反射が成立しない場合もあるが、本発明の第２の全反射手段を採用するなら、全反射の条件が広がり、安定した視覚表示が可能になる。
【００１８】
被写体像を形成するファインダー光束は、ファインダーから見て撮影可能範囲にある被写体から発し、対物レンズ部を透過し、接眼レンズ部を透過し観察者瞳孔に達する。一方、前記接眼レンズに入射した光の一部は、前記接眼レンズのコバの面取り部に入射し全反射され、第１要素部材の対辺側の面取り部に向かい、再度全反射されて、第２の要素部材に向かい、第２の要素部材の周囲に設けられた傾斜面で全反射され、第２の要素部材の被写体側の面（台形の上面に相当する面）に向かい、前記被写体側の面で全反射され、前記傾斜面の対辺側の傾斜面に向かい、この傾斜面で最終的に全反射され、被写体像を形成するファインダー光束と合流し、接眼レンズに向かい、接眼レンズを透過して、観察者の瞳孔に達し、被写体像と共に光像枠を表示する。
【００１９】
前述のように、第２の要素部材内において生起させる全反射の回数は、第２要素部材に採用する光学材料の屈折率に依存しており、高屈折率の光学樹脂、例えばポリスチレンを使用するなら、特願２０００−２２３３６６に記載されているように上記の２回の全反射を生じさせる構成生でよい。また屈折率の低いＰＭＭＡを採用するなら、上記の３回の全反射が生ずる構成になる。
【００２０】
本発明のアルバダファインダーは入射光束を全反射させる上記第１の全反射手段及び上記第２の全反射手段を備えたものであるため、これらが鏡と同等の作用をなし、従って上記第１の全反射手段を備えた場合は接眼レンズ部に真空蒸着等による鏡を形成する必要がなく、上記第２の全反射手段を備えた場合は対物レンズ部に真空蒸着等による鏡を形成する必要がなく、従ってその分安価に信頼の高いファインダーを作ることができる。
【００２１】
更に、特許第３２８８１１７、及び特願２０００−２２３３６６記載の第１のプリズム形状よりも本発明の第１の全反射手段が単純であるため成形型を安価容易に製作できる。成形された光学要素の測定が容易であり、厳しい品質管理を行える。また前記の如く成形型によらずに切削や研磨によっても製作可能であるから、試作の性能確認が容易に行えるしい、また硝子で製作することも出来る。また、特願２０００−２２３３６６記載の第２のプリズムは、低い屈折率の光学材料を使用した場合にも、本発明の第２全反射手段を採用することにより全反射の条件が広がり、安定した視覚表示が可能になる。
【００２２】
【実施例】
以下、本発明の実施例について説明する。従来のアルバダファインダーは、鏡面処理を行う工程にコストアップ要因があった。本発明は鏡面処理を行わずに全反射機能を有する成形されたプリズムを使用してアルバダファインダー機能が実現できる。本願の第一の全反射手段については先願の特願２０００−２２３３６６記載の第一の全反射手段よりもシンプルな形状であるから、容易に製作できる。本願の第二の全反射前記プリズムは、使用する光学材料の屈折率をより広範な条件で選択でき、安価に実現できる。
【００２３】
図１により本発明の第１の実施例を説明する。図１において、被写体Ｓ側から順に凹レンズとして機能する対物レンズ１、４角錐台を成す第２の要素部材２、及び凸レンズとして機能する接眼レンズ３が配置される。対物レンズ１と接眼レンズ３が逆ガリレオファインダー光学系を形成する。４角錐台を成す第２の要素部材２は、その上面２−１と底面２−２は、典型的には平行平面を成し、被写体Ｓ側からの光を素通しするのみで、被写体像形成に関わる機能は無い。
【００２４】
前記第２の要素部材２の上面２−１の両側に、傾斜した第２の反射手段を構成する全反射面２−３、２−４がある。また紙面垂直方向にも同様に図示しない２面の傾斜した全反射面がある。前記第２の要素部材２の上面２−１は４つの傾斜した全反射面で囲まれており、上面２−１の外周は、前記４つの全反射面と会合して稜線２Ｅを形成している。前記稜線２Ｅは被写体Ｓの像を形成するファインダー光束を取り囲んでいる。更に詳細には、ファインダーから見て撮影可能な範囲の被写体の最外縁部Ｓｂに位置する点から発した光Ｌ０が前記稜線部２Ｅぎりぎりを通過することになる。
【００２５】
接眼凸レンズ３の周囲コバの瞳孔側に面取りが施され、第１の全反射手段を構成する傾斜した全反射面３−１，３−２を備えている。図１において、対物レンズ部１、第２の要素部材２を通過し、接眼レンズ３に入射した光の一部Ｌ１は接眼レンズ３のコバの第１の面取り部３−１で対辺側の第２の面取り部３−２に向けて全反射し、光線Ｌ２となり、前記面取り部３−２で第２の要素部材２の第１の傾斜面２−４に向けて全反射し光線Ｌ３となり、前記第１の傾斜面２−４で対辺側の第２の傾斜面２−３に向けて全反射し光線Ｌ４となり、前記第２の傾斜面２−３で接眼レンズ３に向けて最終的に全反射して光束Ｌ５となり、ファインダーから見て撮影可能範囲の被写体最外縁部Ｓｂから発した光束Ｌ０と合流し、接眼レンズ３を透過し、観察者瞳孔６に入射する。
【００２６】
観察者は視野の上辺に面取り部３−１の虚像を見ることができ、前記光線Ｌ０と光軸Ａｘに対して対称な図示しない光線は光路Ｌ１〜Ｌ５と対称な光路を辿り、面取り部３−２の虚像も同様に見ることができる。また、図示しないが、紙面に対して垂直方向にも、図示した配置と同様な配置が行なわれ、視野の左右辺についても同様な光路を辿り線状の光像を見ることが出来る。全体として視野周囲に光像枠を視認できる。なお前記光路は第２の要素部材２内で２回の全反射が生起する実施例について述べている。
【００２７】
図１において、第２の要素部材２の長方形を成す上面２−１を囲む第２の傾斜面２−３、２−４と図示しない二つの傾斜面は全反射面として機能し、視野絞りとして機能する。従って前記４面の傾斜面２−３、２−４及びその他２面は、対物レンズ１から入射する光を透過してはならない。前記の対物レンズ１から入射した光が前記傾斜面を透過するとゴーストイメージやフレアーとなり、光像枠を著しく見難くする。光像枠を見難くする光を遮断するため遮光マスク４が、第２の要素部材稜線２Ｅに隣接して設けられる。前記遮光マスク４は枠状をなし枠の開口部の大きさは稜線２Ｅが形成する長方形に大略略一致する。
【００２８】
図２及び図３に、更に安定した光像枠の表示を行う手段として第１の全反射手段の形状を改善した実施例を示す。図１に示した第１の実施例において、光像枠がはっきり視認できるのは、観察者瞳孔６が、本ファンダーの光軸Ａｘ上に位置し、且つ全反射面３−１を通して全反射面３−２を見込む所定の位置に限られる。観察者瞳孔６が光軸Ａｘ上から外れたり、所定位置から遠ざかったり、近寄ったりすると、全反射面３−１と全反射面３−２は互いにずれて触を生じ、光像枠はケラレを生じて、見え難くなるか、更には全く見えなくなる。
【００２９】
図２及び図３に示す実施例は、図１に示す接眼レンズ３の各々の面取り部３−１、３−２を、光軸に対する面の角度と幅が互いに異なる２つの面取り部３−１−１と３−１−２、及び３−２−１と３−２−２に分割し、１回目に全反射を生ずる面取り部３−１−２と２回目に全反射が生ずる面取り部３−２−１の間に、角度と幅の差異を作ることにより、けられ又は触を防止している。同様に面取り部３−２−２と面取り部部３−１−１の間の、また図示しない紙面に垂直方向に配置される面取り部にも、前記同様の角度と幅の差異を作り、上記と同様な経緯で、けられ又は触を防止して、観察者が光像枠をはっきり確認できるようにしている。
【００３０】
また図２及び図３に示す実施例は、低屈折率光学材料を使用した場合の第２の要素部材実施例を示している。前記第１の要素部材３からの光Ｌ３は第２の要素部材３の第１の傾斜面２−４で全反射され、上面２−１の、傾斜面２−３と会合する稜線２Ｅ付近に入射し全反射されて光線Ｌ４’となり、隣接する第２の傾斜面２−３に入射し全反射され接眼レンズ３に向けて最終的に全反射して光束Ｌ５となる。図１に示す第２の要素部材２の傾斜面２−３への入射光Ｌ４の入射角は、低屈折率光学材料の場合、全反射を生起させる臨界角に達していないが、図２、及び図３に示す実施例では、一旦上面２−１で全反射させた後、傾斜面２−３へ入射させることにより、全反射を生起させる臨界角を確保している。
【００３１】
図２に示す第２の実施例は、接眼レンズ３に入射した一部の光Ｌ１は、幅の広い面取り部３−１−２で全反射して、光線Ｌ２として幅の狭い面取り部３−２−１に到達し、以後幾つかの光学素子を通過して最終的に観察者の瞳孔６に到達し、面取り部３−２−１の虚像を見ることができる。観察者の瞳孔６が光軸Ａｘから外れても面取り部３−１−２と面取り部３−２−１どうしの触は生るじことはなく、従って光像枠のけられは生じない。
【００３２】
図２に図示しないが、前記の光線Ｌ１〜Ｌ５と光軸Ａｘに対し対称な光線も観察者の瞳孔６に入射し、面取り部３−１−１の虚像を見ることができる。面取り部３−２−２、３−１−２は照明手段として、面取り部３−１−１、３−２−１は像形成手段として機能することになる。図示しないが、紙面の垂直方向にも前記のような配置が行なわれ、同様な光路を辿る光線により光像枠表示が行なわれる。
【００３３】
図３に示す第３の実施例は、接眼レンズ３に入射した光Ｌ１を、幅の狭い面取り部３−１−１により全反射させて、幅の広い面取り部３−２−２に送り、前記面取り部３−２−２からの光束Ｌ３が光像枠を形成する光束となり、以後幾つかの光学素子を経由して観察者の瞳孔６に達する。瞳孔６の位置が光軸Ａｘからずれても、面取り部３−１−２と面取り部３−２−１との触は生じ難く光像枠のけられは生じない。幅が狭い面取り部３−１−１が像形成手段として、幅が広い面取り部３−２−２が像のリレー手段として機能することになる。図示していないが、光軸Ａｘに対して光線Ｌ１〜Ｌ５と対称な光線も、また紙面に対して垂直方向にも、図示した光学素子と同様な配置が行なわれ、前記と同様な光路を辿り、光像枠の表示が行なわれる。
【００３４】
特願２０００−２２３３６６に述べられているように、光像枠の生成距離を調整する為に要素部材２の接眼レンズ側の面２−２の少なくとも一部を曲面としてもよいし、また第２の要素部材２の第１の傾斜面２−４、及び第２の傾斜面２−３をシリンドリカル曲面としてもよい。
【００３５】
前述の実施例は、視野周囲の４辺すべてに光像枠を表示すものとして述べたが、視野の上下辺のみ又は左右辺のみの光像枠表示であっても、例えば上記実施例の紙面に対して奥行方向に配置される光学機能面を削除して、視野の上下辺のみを表示するに留めても大凡の機能は達せられる。
【００３６】
また特願２０００−２２３３６６の（００５７）に述べられているように、第１の全反射手段と第２の全反射手段を第１の要素部材に設けてもよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上述べた如く本発明は、従来のアルバダ式光像枠ファインダーと等しい品質レベルで、極めて安価にファインダーに導入できる光像枠表示手段を提供するものであるが、詳細には特許第３２８８１１７、および特願２０００−２２３３６６記載の手段よりも、さらにシンプルな形状を採用することにより、容易安価に、且つ広範囲な条件に対応できる光像枠表示手段を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のファインダー第１の実施例断面図である。
【図２】本発明のファインダー第２の実施例断面図である。
【図３】本発明のファインダー第３の実施例断面図である。
【符号の説明】
１          対物レンズ
２          第２の要素部材
２−１      第２の要素部材の上面
２−２      第２の要素部材の底面
２−３      第２の要素部材の全反射面
２−４      第２の要素部材の全反射面
２Ｅ        第２の要素部材の稜線
３          接眼レンズ
３−１      接眼レンズ面取り部
３−１−１  幅が狭い面取り部
３−１−２  幅が広い面取り部
３−２      接眼レンズ面取り部
３−２−１  幅が狭い面取り部
３−２−２  幅が広い面取り部
４          遮光枠
５          接眼窓
６          観察者の瞳孔
Ａｘ        ファインダー光軸
Ｌ０〜Ｌ５  光線
Ｓ          被写体
Ｓｂ        撮影可能範囲限界の被写体
【図１】
2004240099.tif 000003
【図２】
2004240099.tif 000004
【図３】
2004240099.tif 000005