(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物レンズからの光を反射するクイックリターンミラーと、前記対物レンズにより物体の実像が形成される焦点板と、該焦点板に形成された実像を反転する像反転部材と、該像反転部材によって反転された実像を観察者へ導く接眼レンズと、該接眼レンズを介したファインダ視野に情報を表示するための表示手段と、前記対物レンズからの光を透過し前記表示手段からの光を反射するダイクロイックミラーとを有するファインダ系であって、前記クイックリターンミラーには誘電体多層膜が形成されており、前記クイックリターンミラーの反射率の角度依存性により、前記ダイクロイックミラーの透過率の角度依存性が補正されていることを特徴とするファインダ系。
【請求項２】
前記クイックリターンミラーの法線方向と前記ダイクロイックミラーの法線方向とが直交することを特徴とする請求項１に記載のファインダ系。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のファインダ系を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファインダ視野内に各種撮影情報を表示する一眼レフレックスカメラに好適なファインダ系に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の一眼レフレックスカメラ等においては、撮影レンズによって焦点板上に形成された物体像と共に、焦点板又は光学的に等価な位置に配置した測光範囲やオートフォーカスの測距エリア、各種の撮影情報を同時にファインダ光学系を介して観察するようにしたカメラのファインダ内表示装置については、各種の提案がなされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、特開昭５５−１８６６４号に開示されているように、物体波と参照波の干渉による記録情報を表面の凹凸に変換して記録したレリーフ型ホログラムを焦点板の近傍に配置して、ホログラム像を焦点板に再生してファインダ内表示を行うものが知られている。しかしながら、このレリーフ型ホログラムの構成では製作に高度な技術が必要であり、高価になることや、品位の高いホログラム像を焦点板上に結像させることは極めて困難である等の問題を有している。
【０００４】
また、特開昭５８−１８１０３４号のように、焦点板に液晶表示板を重ねて配置し、この液晶表示板によりファインダ内表示を行うものも知られている。
【０００５】
しかしながら、この構成では液晶表示の光軸方向の位置が正確には撮影レンズの焦点板上結像位置と一致せず、ファインダ観察時の視度が若干ずれることや、明快でデリケートな視感が要求される一眼レフレックスカメラのファインダ光路中に常に液晶部材が存在することになり、著しいファインダ像の品位と光量の低下を免れない等の問題を有している。
【０００６】
本発明の目的は、ファインダ像とそれに重ね合わせて表示される表示情報とが共に明るく、かつ高品位なファインダ像を観察することができるファインダ系を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係るファインダ系は、対物レンズからの光を反射するクイックリターンミラーと、前記対物レンズにより物体の実像が形成される焦点板と、該焦点板に形成された実像を反転する像反転部材と、該像反転部材によって反転された実像を観察者へ導く接眼レンズと、該接眼レンズを介したファインダ視野に情報を表示するための表示手段と、前記対物レンズからの光を透過し前記表示手段からの光を反射するダイクロイックミラーとを有するファインダ系であって、前記クイックリターンミラーには誘電体多層膜が形成されており、前記クイックリターンミラーの反射率の角度依存性により、前記ダイクロイックミラーの透過率の角度依存性が補正されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る光学機器は上記発明のファインダ系を有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
図１は本実施例に係るファインダ光学系を有する一眼レフレックスカメラの概略構成図である。撮影レンズ１の光路に沿って、クイックリターンミラー２、焦点板３、ペンタプリズム４、ダイクロイックミラーから成る光合成部材５、接眼レンズ６が配置されている。また、光合成部材５に入射する光路には、光合成部材５側から順次に投影レンズ７、文字や図形を表示するための液晶パネル８、正のパワーを有するフレネルレンズから成る集光レンズ９、光源１０が配列されている。
【００１０】
被写体からの光束は撮影レンズ１及び撮影時には撮影光路から待避するクイックリターンミラー２を介して焦点板３に結像される。また、焦点板３上の像は、ペンタプリズム４、光合成部材５を介して接眼レンズ６を介して撮影者によって観察される。
【００１１】
この際に、接眼レンズ６の焦点距離は焦点板３から接眼レンズ６までの空気換算光路長より若干短く設定され、通常では視度−１ディオプタ程度に設定されている。そして、接眼レンズ６は図１に記載の固定された単レンズでなく、主点位置を可変としたり、複数の可動なレンズによって焦点距離を可変としたレンズ系によって構成してもよい。
【００１２】
光源１０を発した光束は集光レンズ９に入射する。集光レンズ９は光源１０と撮影者の瞳孔を共役な結像関係にして、表示光束が撮影者の瞳孔に８効率良く入射するための所謂コンデンサレンズの働きをしている。装置を小型化するためにには、光源１０と集光レンズ９の距離は短い方が望ましいが、距離を短くすればそれに伴って集光レンズ９のパワーを大きくして、撮影者の瞳孔と光源１０の共役関係を保つようにしなければならない。
【００１３】
このため、本実施例では集光レンズ９にフレネルレンズを用いることによって、レンズの薄型化と同時に装置の小型化を実現している。また、厳密には光源１０と撮影者の瞳の結像関係は、集光レンズ９と投影レンズ７の合成した集光力によって設定されている。集光レンズ９によって集光された光束は液晶パネル８に入射し、ファインダ像に重ねる文字や図形から成る情報は液晶パネル８によって形成される。液晶パネル８には予め任意の文字や情報が形成されているが、細かなドットによって表示時に任意の形状に形成してもよい。
【００１４】
何れの場合にも、ファインダ像に重ねるべき情報と同形の領域を情報の表示時には光透過可能とし、他の時は遮光可能な状態を液晶パネル８よって構成する。情報表示時には、この液晶パネル８を光源１０によって照明し、この際に液晶パネル８は表示すべき形状の領域だけ光を透過する。液晶パネル８の近傍には視認性を高めるために、光拡散特性を有するシートを付加しておいてもよい。
【００１５】
液晶パネル８を透過した光束は投影レンズ７によって集光される。そして、光合成部材５によってファインダ像つまり物体からの光と合成され、接眼レンズ６を介して撮影者の瞳孔に達し観察される。この場合に、投影レンズ７と接眼レンズ６の集光力が合成され、液晶パネル８を撮影者が拡大して観察することになる。なお、焦点板３上に結像した被写体像の接眼レンズ６による虚像と液晶パネル８の投影レンズ７と検眼レンズ６による虚像とが同じ距離に形成されるように、投影レンズ７の焦点距離及び投影レンズ７と液晶パネル８の距離を設定することが必要である。
【００１６】
また、接眼レンズ６の焦点距離をｆｓ、投影レンズ７の焦点距離をｆｔとした場合、次の式を満足することが望ましい。
ｆｓ／５＜ｆｔ＜ｆｓ
【００１７】
投影レンズ７の焦点距離ｆｔが上式の上限を超えると、投影レンズ７と液晶パネル８の距離が大きくなるに伴って、液晶パネル８の有効面積を大きくしなければならず、装置の大型化を招くと共に、光源１０、集光レンズ９から成る照明系の照明効率が低下する。
【００１８】
しかし、式の下限を超えると液晶パネル８に製作するパターンが小さくなり、製作が困難になると共に、投影レンズ７のＦナンバが小さくなり、単レンズでの構成が困難になって、表示像の品位に重大なる低下をもたらす虞れがある。
【００１９】
本実施例では、装置の小型化、高性能化のために投影レンズ７として非球面レンズを用いており、これによって表示領域全面に渡って、像の歪みや視度ずれの少ない良好な性能を得ることができた。
【００２０】
本実施例では、光合成部材５としてダイクロイックミラーを適用している。図２はダイクロイックミラーの入射角４５°における分光透過率特性図である。このような特性を有するダイクロイックミラーは、ガラス基板上に誘電体の多層膜を形成することによって製作することができる。このダイクロイックミラーでは、入射角が０°つまりダイクロイックミラーに垂直に光が入射する以外は、必ずその偏光方向によって分光透過率の波長依存特性が異なる。この場合に、図２に示すようにファインダ像を形成する波長４００〜６００ｎｍ台後半の可視域においては９０％程度の透過率を有し、可視光の中で赤色成分である６００ｎｍ台ではＳ偏光成分は概略６６０ｎｍで透過率が半値となり、Ｐ偏光では概略６８０ｎｍで透過率が半値となる特性を有している。
【００２１】
このような特性を有するダイクロイックミラーを図１に示す光合成部材５としてファインダ光学系に適用し、光源１０の発光中心が６６０〜６８０ｎｍ程度のＬＥＤを用いることによって、図３に示すようなパターンを有した液晶パネル８からの光束はその殆どがダイクロイックミラーにより反射され、接眼レンズ６によって撮影者の瞳孔に導光される。
【００２２】
一方、焦点板３上に結像した被写体像からのファインダ光束は９０％程度がダイクロイックミラーを透過し、接眼レンズ６によって撮影者の瞳孔に導光される。この際に、ダイクロイックミラーに入射する表示光学系からの光束の偏光方向を液晶パネル８の作用によってＳ偏光として、表示光束の反射効率を大きくすることにより表示効率を高めることができる。これは完全なＳ偏光でなくともその目的は達成することができ、このような構成によって赤色の情報表示をファインダ内に自在に行うことができる。
【００２３】
図４は光合成部材５に用いる他のダイクロイックミラーの入射角４５゜における分光透過率特性図である。このダイクロイックミラーでは、ファインダ像を形成する波長４５０ｎｍ以上の可視域においては９０％程度の透過率を有し、可視光の中でＳ偏光成分は概略４５０ｎｍで透過率が半値となり、Ｐ偏光では概略４２０ｎｍで透過率が半値となる特性を有している。このような特性を有するダイクロイックミラーをファインダ光学系に適用し、発光中心が４５０ｎｍ程度の光源１０を用いることによって表示光学系からの光束はその殆どがダイクロイックミラーにより反射され、青紫色の情報表示をファインダ内に表示し、接眼レンズ６を介して撮影者の瞳孔に導光される。
【００２４】
ところで、本実施例では光合成部材５としてダイクロイックミラーを用いているが、参考例として透過特性及び反射特性に波長依存性が殆どないハーフミラーを用いた場合を考えてみる。
【００２５】
図５は或るハーフミラーの分光透過特性図である。このハーフミラーは波長４００ｎｍ〜７００ｎｍにおいて、平均透過率が７０％程度である。このようなハーフミラーを、図１における光合成部材５として用いた場合に、焦点板３上に結像した被写体像からのファインダ光束の７０％程度がハーフミラーを透過し、撮影者の瞳孔に達する。一方、液晶パネル８からの光束の３０％程度がハーフミラーで反射され、ファインダ像を重ね合わされて撮影者の瞳孔に達することになる。
【００２６】
図５に示すような分光透過特性を持つハーフミラーを光合成部材５として用いた際には、本実施例のようにダイクロイックミラーを光合成部材５として用いた場合と比較して光の利用効率が悪く、ファインダ像と液晶パネル８による情報表示が共に非常に暗いものになってしまう。これに対し、本実施例では光合成部材にダイクロイックミラーを用いているので、焦点板３上に結像した被写体像からのファインダ光束と液晶パネル３からの光束を共に非常に高い効率で観察者に導光することができる。
【００２７】
しかしながら後述するように、ダイクロイックミラーは分光透過率特性が光の入射角によって異なるという特性を持っている。図１に示したような系においては、被写体からの光は様々な入射角でダイクロイックミラーに入射するため、上記のようなダイクロイックミラーの特性により観察方向によってファインダ像に色相変化が生じてしまう。
【００２８】
次に、光合成部材５にダイクロイックミラーを用いることによって生ずるファインダの観察方向による色相変化を補正する方法について述べる。図６はファインダ光学系とこの光学系を透過する方向の異なる３つの光束L0、L1、L2を示している。それぞれの光束は撮影レンズ１を透過しクイックリターンミラー２によって反射されて焦点板３上に結像し、ペンタプリズム４、ダイクロイックミラーから成る光合成部材５、検眼レンズ６を経て撮影者の瞳孔に至る。ここで、各光束L0、L1、L2のクイックリターンミラー２への入射角に注目してみる。各光束のクイックリターンミラーへの入射角をθ0 、θ1 、θ2 とすれば、
θ1 ＜θ0 ＜θ2
となる。
【００２９】
一般に、クイックリターンミラーは撮影レンズ光軸に対して４５°に設定されるためθ0 は４５°となる。一方、ダイクロイックミラーへの各光束L0、L1、L2の入射角を見てみると、その入射角をそれぞれω0 、ω1 、ω2 とすれば、
ω2 ＜ω0 ＜ω1
となる。
【００３０】
ファインダ像の上下の観察方向によってダイクロイックミラーへの入射角が変化するため、ダイクロイックミラーへの入射角によらずに、その分光透過率は一定であることが望ましい。しかしながら、本実施例のダイクロイックミラーはガラス基板へ誘電体の多層膜を蒸着することによって、図２、図４で示す分光透過率特性を得ている。このようなダイクロイックミラーでは、分光透過率の角度依存性をなくすことは到底困難であり、ファインダ像が上下方向で色相が変化し好ましくない。
【００３１】
具体的に、図２の分光透過率特性を持つダイクロイックミラーを例に挙げて説明すると、ダイクロイックミラーに対する入射角が大きくなると、大←で示すように透過と反射の特性が反転する波長が短波長側にシフトする。逆に、入射角が小さくなると→小で示すように透過と反射の特性が反転する波長が長波長側にシフトする。その結果、このダイクロイックミラーの特性だけで考えれば、ファインダ像の上を見る、つまり図６における光束L1を見ると、ダイクロイックミラーへの入射角が大きく透過可能な長波長側カット波長が短波長側にシフトし赤成分が欠落する結果として、撮影者にはファインダ像が下部よりも青く見える。
【００３２】
反対にファインダ像の下を見る、つまり図６における光束L2を見ると、ダイクロイックミラーへの入射角が小さく透過可能な長波長側のカット波長が短波長側にシフトし赤色成分が増加する。結果として、撮影者にはファインダ像が上部よりも赤く見える。
【００３３】
このような上下方向の色相変化を防止するため、本実施例ではクイックリターンミラー２を光合成部材５のダイクロイックミラーと類似の特性を持つ誘電体の多層膜による構成として、その反射率の角度依存性による色相の変化が、ダイクロイックミラーによって生ずる色相の変化と相殺するようにしている。
【００３４】
一般に、一眼レフレックスカメラに用いるクイックリターンミラーは可視城の波長に対しては概略平坦な反射特性を有するように設定され、その角度依存性も少ない方が望ましいとされている。しかし、本実施例ではクイックリターンミラー２を誘電体の多層膜による構成として、その反射率の入射角度依存性を利用してダイクロイックミラーを含めたファインダ系を通して、色相変化の少ない良好なファインダ系を得ている。
【００３５】
なお、本実施例では、誘電体多層膜を施したクイックリターンミラー２を色相変化を防止するための補正手段として用いたが、ダイクロイックミラーによる色相変化を防止するための膜を他の光学部材、例えばペンタプリズムの反射面や透過面、レンズ表面、透明平行平板等に施し、これらの部材を補正手段として用いてもよく、これらの形態は本発明の趣旨を逸脱することはない。
【００３６】
しかしながら、クイックリターンミラー２の法線方向に対して、互いの法線方向が直交するように光合成部材５をファインダ系中に配置し、光合成部材５に施されたダイクロイック膜と類似の特性の誘電体多層膜をクイックリターンミラー２に施す本実施例の構成が、本発明の目的を最も容易に実現することができる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るファインダ系によれば、ファインダ像とそれに重ね合わせて表示される表示情報とが共に明るく、かつ高品位なファインダ像の観察が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例の一眼レフレックスカメラの概略構成図である。
【図２】ダイクロイックミラーの分光透過率特性図である。
【図３】液晶パネルに表示されるパターンの説明図である。
【図４】他のダイクロイックミラーの分光透過率の特性図である。
【図５】参考例のハーフミラーの分光透過率の特性図である。
【図６】観察方向によって異なるダイクロイックミラーへの入射角の説明図である。
【符号の説明】
１  撮影レンズ
２  クイックリターンミラー
３  焦点板
４  ペンタプリズム
５  光合成部材
６  接眼レンズ
７  投影レンズ
８  液晶パネル
９  集光レンズ
１０  光源
【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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