(57)【要約】【課題】モアレを低減しかつ良好なファインダー像を観察することを可能にした焦点板およびそれを備える光学ファインダーを提供すること。【解決手段】光を拡散する拡散面と、正の屈折力を有するフレネルレンズ面で構成される焦点板であって、前記拡散面はレンズ状の曲面がほぼ規則的に配列されたマイクロレンズで構成され、前記フレネルの輪帯のピッチは変化し、前記フレネルの輪帯の前記ピッチ変化は、前記規則的に配列されたマイクロレンズの配置ピッチをＰｍ、前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最大値をＰＬｍａｘ、前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最小値をＰＬｍｉｎとしたときに下記の条件式を満たすことを特徴とする焦点板。       ２＜ＰＬｍａｘ／Ｐｍ＜３０       ２＜（ＰＬｍａｘ−ＰＬｍｉｎ）／Ｐｍ＜２９【選択図】図１
2016191758.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を拡散する拡散面と、正の屈折力を有するフレネルレンズ面で構成される焦点板であって、
前記拡散面はレンズ状の曲面がほぼ規則的に配列されたマイクロレンズで構成され、
前記フレネルの輪帯のピッチは変化し、
前記フレネルの輪帯の前記ピッチ変化は、
前記規則的に配列されたマイクロレンズの配置ピッチをＰｍ、
前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最大値をＰＬｍａｘ、
前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最小値をＰＬｍｉｎとしたときに下記の条件式を満たすことを特徴とする焦点板。
２＜ＰＬｍａｘ／Ｐｍ＜３０
２＜（ＰＬｍａｘ−ＰＬｍｉｎ）／Ｐｍ＜２９
【請求項２】
前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最小値をＰＬｍｉｎとしたときに、下記の条件式を満たすことを特徴とする請求項１に記載の焦点板。
ＰＬｍｉｎ０．０１ｍｍ
【請求項３】
前記フレネルの中心からn番目の輪帯のプリズム角度をAn,前記フレネルの中心からn+1番目の輪帯のプリズム角度をAn+1
としたときに、下記の条件式を満たす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。
|Ａｎ-Ａｎ＋１|＜０．００４ｒａｄ
【請求項４】
プリズム面が曲面で構成された請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の焦点板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一眼レフカメラ等に用いられる焦点板およびそれを備える光学ファインダーに関し、特にフレネルレンズを有する焦点板およびそれを備える光学ファインダーに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より一眼レフカメラには撮影レンズの結像位置（撮像面との共役面）に焦点板が組み込まれている。該焦点板の片面は多数の略同一形状のマイクロレンズ状曲面が略規則的に配列された拡散性を有するマット面が形成されており、該マット面はピント合わせに用いられる。また、一方の面にはフレネルレンズが形成されており、撮影レンズの射出瞳をファインダー光学系のアイポイントに結像させる作用を持っている。該焦点板においては、略規則的に配列された該マット面と略等ピッチで構成されたフレネルレンズ面で構成されているためモアレが発生してしまうことが問題となっている。
【０００３】
このモワレ対策として、特許文献１には、フレネルレンズの面角度に弱不規則性を持たせた焦点板が開示されている。また特許文献２にはマイクロレンズ状曲面の高さに不規則性を与えた焦点板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−２３０４５２号公報
【特許文献２】特開平４−２２０６３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、フレネルレンズのピッチは一定であるために、フレネルレンズのピッチ幅とマイクロレンズのピッチによりモアレが発生してしまう。
【０００６】
また特許文献２で開示された従来技術では、マイクロレンズ状曲面の高さに不規則性を与えることで、結果としてマイクロレンズ境界部がランダムになることになり、モアレは低減する。
【０００７】
しかしながら、マイクロレンズの高さを不規則にすることにより、マット面に微小暗部が不規則にちりばめられたようにザラツキが見える現象が生じてしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、モアレを低減しかつ良好なファインダー像を観察することを可能にした焦点板およびそれを備え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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、光を拡散する拡散面と、正の屈折力を有するフレネルレンズ面で構成される焦点板であって、 
前記拡散面はレンズ状の曲面がほぼ規則的に配列されたマイクロレンズで構成され、
前記フレネルの輪帯のピッチは変化し、
前記フレネルの輪帯の前記ピッチ変化は、
前記規則的に配列されたマイクロレンズの配置ピッチをＰｍ、
前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最大値をＰＬｍａｘ、
前記フレネルレンズの輪帯ピッチの最小値をＰＬｍｉｎとしたときに、
２＜ＰＬｍａｘ／Ｐｍ＜３０             ・・・（１）
２＜(ＰＬｍａｘ-ＰＬｍｉｎ)／Ｐｍ＜２９・・・（２）
の式を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、モアレを低減しかつ良好なファインダー像を観察することを可能にした焦点板およびそれを備え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】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態にかかわる観察光学系を一眼レフカメラのファインダーとして適用した場合の概略図である。
【図２】フレネルレンズ面の作用説明図である。
【図３】フレネルレンズ面の上面図である。
【図４】本発明の実施例１のフレネル面の拡大説明図である。
【図５】本発明の実施例２のフレネル面の拡大説明図である。
【図６】本発明の実施例３のフレネル面の拡大説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる観察光学系を一眼レフカメラのファインダーとして適用した場合の概略図である。
【実施例１】
【００１３】
以下、図１を参照して、本発明の第1の実施例による、焦点板を用いた観察光学系を一眼レフカメラのファインダーとして適用した場合について説明する。
【００１４】
図１において、１は対物レンズとしての撮影レンズである。２はクイックリターンミラーであり、可動可能なハーフミラーで構成される。３はピント板（焦点板）である。４はペンタダハプリズムである。５は接眼レンズである。６はファインダーの射出瞳位置に相当するアイポイントである。アイポイント６は、観察者の目が置かれる位置である。７は銀塩フィルム、もしくはＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子が置かれる撮像面である。
【００１５】
撮影レンズ１を通過した物体からの光束は、クイックリターン２で図中上方に反射し、ピント板３上に結像する。ピント板３上に形成された像は、ペンタダハプリズム４で左右反転され、接眼レンズ５を通過してアイポイント６に至る。撮影時には、クイックリターンミラー２が上方に回動して撮影レンズ１の光路から退避し、撮影レンズ１からの光束を撮像面７上に結像する。
【００１６】
ピント板３の一方の面には、本発明のフレネル面３１が形成され、他方の面には拡散面３２が形成されている。図１では、フレネル面３１と拡散面３２とを同一の部材であるピント板３の両面に形成しているが、それぞれ別の部材に形成しても良い。
【００１７】
図２を用いてフレネル面３１の効果について説明する。撮影レンズ１により被写体の像が拡散面３２上又はその近傍に形成される。したがって、フレネル面３１は、撮影レンズ１によって形成される像の近傍に位置することになる。
【００１８】
図２中の矢印は各像高に至る光線を示す。各像高でフレネル面３１に入射した光線は、正のパワーを持ったフレネル面３１の屈折作用により、接眼レンズ５およびアイポイント６の方向に屈折する。具体的には、フレネル面３１により撮影レンズ１の射出瞳とアイポイント６とが光学的に共役な関係となるようにする。仮にフレネル面３１が無い場合には、特に像高の高い位置の像はアイポイント６方向に向かうことができない。このようにフレネル面３１を撮影レンズ１が形成する像近傍に配置することで、周辺部まで光量的にカゲリの無い状態でファインダー像を観察することができる。
【００１９】
図３はフレネル面３１を上方からみた図であり、図４はフレネル面３１の断面図である。フレネル面３１は、観察光学系の光軸を中心とした同心のリング状に形成される。フレネル面３１の各輪帯構造の作用面３３の傾斜角θは周辺に行くに従い大きくなる。図４は実施例１のフレネル面３１の断面図である。実際のフレネルピッチは１０〜１００μｍ程度であるが、図４ではデフォルメして描いている。
【００２０】
図４において右側が焦点板の中心側であり、左側が周辺側となる。従来例ではフレネルピッチが等ピッチで構成されている。したがってフレネルレンズの傾斜角θは周辺に行くに従い大きくなると同時にその高さも周辺に行くに従い高くなっていく。フレネル面３１のフレネルピッチが等ピッチで構成されている場合、拡散面３２が略等ピッチのマット形状で構成されていると、フレネル面３１と拡散面３２でモワレが発生してしまう。
【００２１】
そこで、本実施例では、前述の条件式（１）から条件式（２）を満足するようにしてモワレを低減している。条件式（１）はモワレを低減させるための条件式である。条件式（１）の下限を超えてしまうと、フレネル面３１フレネルピッチと拡散面３２の略等ピッチ形状のマイクロレンズの代表ピッチの差が小さくなってしまうためモワレを低減させることが出来ない。
【００２２】
逆に条件式１の上限を超えてしまうと、フレネルレンズ面３１のフレネルピッチが大きくなりすぎてしまい、ファインダーを覗いたときにフレネル面３１の輪帯が見えてしまう。
条件式（２）もモワレを低減させるための条件式である。
【００２３】
条件式（２）の下限を超えてしまうと、フレネル面３１のフレネルピッチの変化量が小さいために拡散面３２の略等ピッチ形状のマイクロレンズの代表ピッチとの間でモワレが発生してしまう。
【００２４】
逆に条件式（２）の上限を超えてしまうと、フレネル面３１の中心付近の輪帯間隔が広くなってしまい、輪帯が見えてしまう。
【００２５】
条件式（２）の上限を超えてしまうと、フレネル面３１の周辺部の輪帯間隔が狭くなりすぎてしまい、加工が困難になる。
【００２６】
フレネル面３１の輪帯の最も中心のピッチをPLmax、フレネル面３１の輪帯の最も外側のピッチをPlminとし、拡散面３２の略等ピッチ形状のマイクロレンズの代表ピッチをＰmとする。その時の中心からＮ番目の輪帯のフレネルピッチＬ(n)はフレネルンズの最外周の像高をHmaxとすると
【００２７】
【数１】
2016191758.tif 000003
【００２８】
で表わされる式を満足するピッチでフレネルレンズは構成されている。
【００２９】
実施例１での数値はマイクロレンズピッチＰｍが０．０２ｍｍ、フレネルレンズの最も中心のピッチをPLmaxが０．０６ｍｍ、フレネルレンズの最も外側のピッチをPLminとして０．０１ｍｍとした。またHmaxは１３ｍｍとなっている。
【実施例２】
【００３０】
以下、図５を参照して、本発明の第２の実施例によるピント板について説明する。
【００３１】
焦点板のモワレに関しては、特に焦点板の中心部で発生する。したがって実施例２では焦点板の中心部分でフレネルピッチが変化し、周辺部分では一定のピッチとする。本実施例ではフレネル面３１の輪帯の最も中心のピッチをPLmax、フレネル面３１の輪帯の周辺部の等ピッチ部分のピッチをPＬminとし、拡散面３２の略等ピッチ形状のマイクロレンズの代表ピッチをＰmとする。そのときの像高Ｈａまでフレネルピッチが変化する場合、中心からＮ番目の輪帯のフレネルピッチＬ(n)は
【００３２】
【数２】
2016191758.tif 000004
【００３３】
となる。
また像高Ｈａより外側のフレネルピッチは
【００３４】
【数３】
2016191758.tif 000005
【００３５】
で表わされる。
【００３６】
実施例２での数値はマイクロレンズピッチＰｍは０．０２ｍｍ、フレネルレンズの最も中心のピッチをＰＬｍａｘとし０．５ｍｍ、フレネルレンズの最も外側のピッチをＰＬｍｉｎとして０．０１ｍｍとした。Ｈａを７ｍｍとしている。したがって焦点板上の中心から７ｍｍ以上の部分のフレネルレンズのフレネルピッチは０．０１ｍｍとなっている。
【実施例３】
【００３７】
以下図６を参照して、本発明の第３の実施例によるピント板について説明する。実施例３では条件式１および条件式２を満たし、かつフレネルレンズのプリズム面が曲面で構成されたフレネルレンズである。
【００３８】
ピント板のモワレを低減させるために条件式１および条件式２を満たすと、中心部分のフレネルレンズのピッチが大きくなってしまう。したがって中心部分では一つの輪帯の幅が広くなり、広い領域が一つの角度で構成されたプリズム面で構成されているためにその輪帯の内側と外側でフレネルレンズの焦点距離が大きく変化してしまう。
【００３９】
本実施例ではフレネルレンズのプリズム面を曲面で構成することにより、想定瞳位置を一つの輪帯で一定にすることができる。各輪帯を構成する曲面の形状は焦点板の中心からの距離をＨとすると
【００４０】
【数４】
2016191758.tif 000006
【００４１】
で表わされる形状となっている。
【００４２】
本実施例では
Ｂ＝-0.0153
Ｃ＝9.30E-7
Ｄ＝-9.49E-11
となっている。
【００４３】
本実施例はすべての輪帯のプリズム面を上記式４の曲面形状としているが、中心付近で輪帯の幅が広いことがら、中心付近のみ曲面形状のフレネルレンズとしても良い。
【００４４】
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】
【００４５】
１  撮影レンズ、２  クイックリターン、３  ピント板、４  ペンタダハプリズム、
５  接眼レンズ、６  アイポイント、７  撮像面、３１  フレネル面、３２  拡散面
【図１】
2016191758.tif 000007
【図２】
2016191758.tif 000008
【図３】
2016191758.tif 000009
【図４】
2016191758.tif 000010
【図５】
2016191758.tif 000011
【図６】
2016191758.tif 000012