(57)【要約】【課題】ゴミ等の異物が混入しても観察視界の低下が起こらないファインダー光学系を構成する透明部材及びその製造方法、並びに前記透明部材を具備する撮像装置を提供する。【解決手段】ファインダー光学系を構成する、内部に散乱面を有する透明部材、及び高強度のレーザ光を前記透明部材の内部に集光させて照射した時に生じる前記透明基材の非線形吸収現象に起因する微細なクラックにより前記散乱面を形成することを特徴とする透明部材の製造方法。【選択図】図１
2009237136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファインダー光学系を構成する透明部材であって、内部に散乱面を有することを特徴とする透明部材。
【請求項２】
請求項１に記載の透明部材において、前記散乱面が前記ファインダー光学系におけるフォーカシングスクリーンとして働くことを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の透明部材において、前記散乱面が前記透明部材の入射面又は出射面から0.5 mm以上離れた距離に形成されていることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の透明部材において、前記散乱面が高強度のレーザ光を用いたレーザ加工によって形成されたものであることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の透明部材において、前記散乱面がフェムト秒レーザ光を用いたレーザ加工によって形成されたものであることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の透明部材において、前記散乱面にマイクロプリズム又はスプリットプリズムが形成されていることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれかに記載の透明部材において、前記透明部材の入射面に防塵膜が形成されていることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の透明部材において、前記透明部材の前記入射面に鋸形状が形成されていることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の透明部材において、前記透明部材がガラス又は樹脂であることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれかに記載の透明部材において、前記透明部材がペンタプリズムであることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材。
【請求項１１】
ファインダー光学系を構成する、内部に散乱面を有する透明部材の製造方法であって、高強度のレーザ光を前記透明部材の内部に集光させて照射した時に生じる前記透明基材の非線形吸収現象に起因する微細なクラックにより前記散乱面を形成することを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材の製造方法。
【請求項１２】
請求項11に記載の透明部材の製造方法において、前記レーザがYAGレーザ、YLFレーザ、YVO4レーザ、CO2レーザ、又はエキシマレーザであることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材の製造方法。
【請求項１３】
請求項11に記載の透明部材の製造方法において、前記レーザがフェムト秒レーザであることを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材の製造方法。
【請求項１４】
請求項11〜13のいずれかに記載の透明部材の製造方法において、前記透明部材を可動装置に保持して加工することを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材の製造方法。
【請求項１５】
請求項11〜14のいずれかに記載の透明部材の製造方法において、ファインダー光学系における前記透明部材の入射面から前記レーザ光を照射して前記散乱面を形成することを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材の製造方法。
【請求項１６】
請求項15に記載の透明部材の製造方法において、前記入射面から照射する第一のレーザ光に対して、垂直な方向から前記第一のレーザ光と同時に前記透明部材に第二のレーザ光を照射して前記散乱面を形成することを特徴とする内部に散乱面を有する透明部材の製造方法。
【請求項１７】
請求項１〜10のいずれかに記載の内部に散乱面を有する透明部材を具備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、透明部材に関し、特に一眼レフレックスカメラに用いる焦点面を有する透明部材に関し、さらに撮像装置のファインダー光学系内におけるゴミ等の異物による観察視界の低下が起こらない透明部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
一眼レフレックスカメラのファインダー光学系は、図４に示すように、撮影レンズ101、反射ミラー102、焦点板103、ペンタプリズム104及びファインダーレンズ105からなる。撮影レンズ101により集光された光束は、反射ミラー102で反射し、焦点板103上の焦点面103aに結像する。焦点板103上に結像した光束はペンタプリズム104に入射及び出射し、ファインダーレンズ105により集光されて観察される。
【０００３】
撮影者が長期間にわたってカメラを使用していると、空気中に浮遊している無数のチリやゴミ等が前記ファインダー光学系、特に焦点板103に付着し、視野内に観察されてしまう。このため、チリやゴミ等がファインダー光学系内に入らないような構造、焦点板等に付着しないような表面処理、又は付着しても目立たないようにする構造が検討されている。
【０００４】
特開平11-258664号（特許文献１）は、ファインダー光学系の焦点面を内部に設けた透明部材（ペンタプリズム等）を有する一眼レフレックス光学系を開示しており、前記焦点面と前記透明部材の光束入射面（又は光束出射面）との間に一定距離を設けることにより、透明部材の表面にチリやゴミが付着した場合でも表面がアウトフォーカスとなって、被写体像を観察する際に前記付着物の影響を受けないと記載している。しかしながら、特開平11-258664号（特許文献１）は、前記透明部材の内部に焦点面を設けると記載しているが、具体的に焦点面に焦点板等を設けるわけではなく、実際は単に視野枠のみを刻設した形態を記載しているだけである。又は別の形態として透明部材を接合により形成する方法を記載しているが、この方法では製造時にゴミが混入する可能性があり、さらに接着剤による光学歪が生じるおそれがある。
【０００５】
特開2001-21954号（特許文献２）は、中空窓が開けられている不透明部材からなり、前記中空窓の内縁辺部分に切欠状のマークが形成された視野枠を結像面に設けた実像式ファインダー光学系を開示しており、この視野枠は中空の枠であるためゴミが付着することはないと記載している。しかしながら、特開2001-21954号（特許文献２）に記載のファインダー光学系は、フォーカシングスクリーンを有さないため、マニュアルでの焦点調節が困難であり、また視野枠自体へのゴミ等の付着を防止できていない。
【特許文献１】特開平11-258664号公報
【特許文献２】特開2001-21954号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って、本発明の目的は、ゴミ等の異物が混入しても観察視界の低下が起こらないファインダー光学系を構成する透明部材及びその製造方法、並びに前記透明部材を具備する撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者らは、集光された高強度のレーザ光により透明部材の内部に微細なクラックからなる散乱面を形成できること、及び前記内部に散乱面を形成した透明部材をフォーカシングスクリーンとして使用することにより、焦点面にゴミが付着しないので、ファインダー光学系にゴミ等の異物が混入した場合にも、観察視界の低下が起こらないことを見出し、本発明に想到した。
【０００８】
すなわち、本発明の透明部材は、ファインダー光学系を構成する透明部材であって、内部に散乱面を有することを特徴とする。
【０００９】
前記散乱面は前記ファインダー光学系におけるフォーカシングスクリーンとして働くのが好ましい。前記散乱面は前記透明部材の入射面又は出射面から0.5 mm以上離れた距離に形成されているのが好ましい。
【００１０】
前記散乱面は高強度のレーザ光を用いたレーザ加工によって形成されたものであるのが好ましい。前記散乱面はフェムト秒レーザ光を用いたレーザ加工によって形成されたものであるのが好ましい。
【００１１】
前記散乱面にマイクロプリズム又はスプリットプリズムが形成されているのが好ましい。
【００１２】
前記透明部材の入射面に防塵膜が形成されているのが好ましい。前記透明部材の前記入射面に鋸形状が形成されているのが好ましい。
【００１３】
前記透明部材はガラス又は樹脂であるのが好ましい。
【００１４】
前記透明部材はペンタプリズムであるのが好ましい。
【００１５】
ファインダー光学系を構成する、内部に散乱面を有する透明部材を製造する本発明の方法は、高強度のレーザ光を前記透明部材の内部に集光させて照射した時に生じる前記透明基材の非線形吸収現象に起因する微細なクラックにより前記散乱面を形成することを特徴とする。
【００１６】
前記レーザはYAGレーザ、YLFレーザ、YVO4レーザ、CO2レーザ、又はエキシマレーザであるのが好ましい。前記レーザはフェムト秒レーザであるのが好ましい。
【００１７】
前記透明部材を可動装置に保持して加工するのが好ましい。
【００１８】
ファインダー光学系における前記透明部材の入射面から前記レーザ光を照射して前記散乱面を形成するのが好ましい。前記入射面から照射する第一のレーザ光に対して、垂直な方向から前記第一のレーザ光と同時に前記透明部材に第二のレーザ光を照射して前記散乱面を形成するのが好ましい。
【００１９】
本発明の撮像装置は、前記の内部に散乱面を有する透明部材を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の透明部材は、内部にフォーカシングスクリーンとなる散乱面を有するので、ファインダー光学系に配置された透明部材の表面にゴミ等の異物が付着しても前記異物には焦点が合わないため、観察視界の低下が起こらない。また、ペンタプリズムの内部に前記散乱面を設けることにより、従来使用されているフォーカシングスクリーンを省くことができるので、カメラの小型化が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
[1]内部に散乱面を有する透明部材
本発明の透明部材は散乱面を内部に有している。この内部に形成された散乱面をフォーカシングスクリーンとすることにより、たとえファインダー光学系に設置された前記透明部材の表面にゴミ等の異物が付着した場合でも、焦点は内部に形成された散乱面付近にあるため、焦点からずれたゴミ等の異物は観察されない。
【００２２】
レフレックスカメラ（撮像装置）におけるファインダー光学系は、図４に示すように、撮影レンズ101からなる撮影光学系の光路中に回動可能に配置されたレフレックスミラー102と、このレフレックスミラー102により反射した撮影光束の結像位置に配置された焦点板103と、入射面が前記焦点板103の出射面に対向するように配置されたペンタプリズム104と、ペンタプリズム104の出射面に対向するように配置された接眼レンズ105とから構成される。本発明の光学部材106は、例えば図５に示すように、レフレックスカメラのファインダー光学系における焦点板103の代わりに用いることができ、光学部材106の内部に設けた散乱面107が焦点面103aの働きをする。また図６に示すように、焦点板103を取り除き、散乱面107をペンタプリズム104の内部に設けて、この散乱面107をフォーカシングスクリーンとして使用することもできる。
【００２３】
(1) 透明部材の形状
透明部材はファインダー光学系の光路中に設置できる形状であれば特に限定されないが、板状又はプリズム状であるのが好ましく、特にファインダー光学系で通常用いているペンタプリズムであるのが好ましい。ペンタプリズムの内部に前記散乱面を設けることにより、従来使用されている焦点板を省くことができ、ゴミ等の付着による観察視野の低下を防ぐだけでなく、カメラの小型化が図れる。
【００２４】
(2) 透明部材の材質
透明部材の材質はファインダー光学系で通常用いられる材料であれば特に限定されない。例えば、石英、BK7、BaK4等の光学ガラス、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリイミド、フッ素樹脂、ノルボルネン系樹脂、非晶ポリアリレート、シク口オレフインポリマー等のプラスチック、蛍石等を使用できる。
【００２５】
(3)散乱面
透明部材内部に設けられた散乱面は、集光された高強度のレーザ光により形成された微細なクラックからなる。散乱面は透明部材の光束入射面又は出射面から0.5 mm以上内部に形成するのが好ましい。
【００２６】
散乱面には、マイクロプリズム又はスプリットプリズムを設けても良い。
【００２７】
(4) 積層型防塵膜
透明部材の入射面には積層型防塵膜を形成してもよい。積層型防塵膜は撥水撥油性層及び帯電防止層からなるのが好ましい。積層型防塵膜は、撥水撥油性層と帯電防止層との間、又は帯電防止層の内面側に、微細な凹凸からなる耐塵埃付着性微細凹凸層を有してもよい。撥水撥油性層は最表面に形成するのが好ましい。
【００２８】
(i) 撥水撥油性層
撥水撥油性層の材料としては、フッ素含有無機又は有機化合物、フッ素含有有機−無機ハイブリッドポリマー、フッ化ピッチ［例えばCFn（n：1.1〜1.6）］、フッ化グラファイト等が挙げられる。
【００２９】
フッ素含有有機化合物としては、フッ素含有オレフィン系化合物の重合体、並びにフッ素含有オレフィン系化合物及びこれと共重合可能な単量体からなる共重合体等のフッ素樹脂が好ましい。具体的には、ポリテトラフルオロエチレン、テトラエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリフッ化ビニル等が挙げられる。フッ素樹脂としてオプスター（ジェイエスアール株式会社製）、サイトップ（旭硝子株式会社製）等の市販のフッ素含有組成物を重合させたものを使用してもよい。
【００３０】
フッ素含有無機化合物としては、LiF、MgF2、CaF2、AlF3、BaF2、YF3、LaF3、CaF3等の化合物が好ましい。これらのフッ素含有無機化合物は、例えばキャノンオプトロン株式会社から入手できる。
【００３１】
フッ素含有有機−無機ハイブリッドポリマーとしては、フルオロ脂肪族基含有不飽和エステル単量体及び不飽和シラン単量体の共重合体、フルオロカーボン基を有する有機珪素ポリマー等が挙げられる。
【００３２】
撥水撥油性層の厚さは0.4〜100 nmであるのが好ましく、10〜80 nmであるのがより好ましい。撥水撥油性層の厚さが0.4 nm未満であると、撥水撥油性が不十分である。
【００３３】
(ii) 帯電防止層
帯電防止層の材料としては、酸化アンチモン、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、スズドープ酸化インジウム（ITO）、アンチモンドープ酸化スズ（ATO）等が好ましい。帯電防止層は、上記導電性無機材料からなる微粒子（導電性無機微粒子）と、バインダとからなる複合膜であってもよいし、上記導電性無機材料からなる緻密膜（例えば蒸着膜等）であってもよい。バインダとしては、金属アルコキシド又はそのオリゴマーや、紫外線硬化性又は熱硬化性の化合物（例えばアクリル酸エステル等）が挙げられる。
【００３４】
帯電防止層を設けた場合の表面抵抗は、1×1014Ω／□以下であるのが好ましく、1×1012Ω／□以下であるのがより好ましい。帯電防止層を積層型防塵膜の最内層に設ける場合、その厚さは特に制限されないが、0.01〜3μmであるのが好ましい。帯電防止層を撥水撥油性層と耐塵埃付着性微細凹凸層の間に設ける場合、その厚さは0.4〜100 nmが好ましく、10〜80 nmがより好ましい。
【００３５】
(iii) 耐塵埃付着性微細凹凸層
耐塵埃付着性微細凹凸層としては、(a)アルミナを含むゲル膜を熱水で処理してなる膜、(b)アルミニウム及び／又はアルミナからなる蒸着膜を熱水で処理してなる膜、もしくは(c)亜鉛化合物を含むゲル膜を20℃以上の温度の水で処理してなる膜が好ましい。前記(a)及び(b)は、ゲル膜又は蒸着膜が熱水の作用を受けることにより、不規則な微細凹凸が形成されたものである。これらを微細凹凸アルミナ膜とよぶ。前記(c)は、亜鉛化合物を含むゲル膜が20℃以上の温度の水の作用を受けることにより、析出物が表層部分に生じて形成された微細な凸形状からなる。このような凸形状は亜鉛化合物の種類により異なる。この膜を微細凹凸亜鉛化合物膜とよぶ。
【００３６】
微細凹凸アルミナ膜は、アルミナ及び／又はアルミニウム水酸化物を主成分とするのが好ましく、アルミナのみからなるのがより好ましい。必要に応じてジルコニア、シリカ、チタニア、亜鉛酸化物、亜鉛水酸化物等の任意成分を含んでもよい。任意成分の含有量は、耐塵埃付着性微細凹凸層全量に対して0.01〜50質量％が好ましく、0.05〜30質量％がより好ましい。
【００３７】
微細凹凸亜鉛化合物膜は、亜鉛酸化物及び／又は亜鉛水酸化物を主成分とするのが好ましく、これらのいずれかのみからなるのがより好ましい。必要に応じてアルミナ、ジルコニア、シリカ、チタニア等の任意成分を含んでもよい。任意成分の含有量は、耐塵埃付着性微細凹凸層全量に対して0.01〜50質量％が好ましく、0.05〜30質量％がより好ましい。
【００３８】
耐塵埃付着性微細凹凸層は、アルミナ、亜鉛酸化物、ジルコニア、シリカ、チタニア等の透明な金属酸化物をフォトリソグラフィー法でパターニングした膜でもよい。
【００３９】
(5)その他
透明部材の前記入射面に鋸形状を形成してもよい。鋸形状は散乱面と同様にして、高強度のレーザによって形成することができる。鋸形状を設けることにより、フレネル面を形成できるといった効果がある。
【００４０】
[2]製造方法
(1)レーザによる内部マーキング
透明部材内部の散乱面は、集光された高強度のレーザ光により形成する。高強度のレーザ光を前記透明部材の内部に集光させて照射すると、前記透明基材の非線形吸収が起こり、この吸収により透明部材が損傷を受け微細なクラックが発生する。クラックが発生することにより、透明部材と屈折率の異なる微小領域がランダムに生成し、その部分での屈折率差により光束が散乱する。このクラックを平面状に形成することにより、透明部材内部に散乱面を形成することができる。
【００４１】
高強度のレーザとしては、YAGレーザ、YLFレーザ、YVO4レーザ等の固体レーザ、CO2レーザ、エキシマレーザ等のガスレーザ等を使用することができる。中でも高出力のレーザ光発振が可能な、YAGレーザ又はCO2レーザが好ましい。レーザはパルス発振レーザであるのが好ましく、中でもナノ秒レーザ、ピコ秒レーザ、又はフェムト秒レーザであるのが好ましく、特にフェムト秒レーザであるのが好ましい。
【００４２】
レーザ光はペンタプリズム等の透明部材の入射面から導入するのが好ましい。
【００４３】
透明部材の散乱面には、合焦マーク（マイクロプリズム、スプリットプリズム等）もレーザ加工により成形することができる。
【００４４】
透明部材の表面に、フレネル面もレーザ加工により成形することができる。フレネル面は特に透明部材の入射面に設けるのが好ましい。
【００４５】
(2)レーザ加工装置
透明部材の内部に散乱面を形成する本発明の方法に用いるレーザ加工装置10は、図１に示すように、レーザ光源１、レーザ光源から出射したレーザ光1aを整形するための光学系２、光学系２によって整形されたレーザ光2aを集光するための集光手段３、透明部材５をX,Y,Z軸方向に移動可能にするステージ４からなる。レーザ光を集光手段３により透明部材５内の集光位置６に集光させて照射することにより、集光位置６においては透明部材５の非線形吸収が起こるが、それ以外の部分では強度が十分でないため非線形吸収は起こらない。この非線形吸収が起こった透明部材５内部の集光位置６のみに損傷を与え、微細なクラックを発生させることができる。
【００４６】
散乱面の形成は以下のように行う。ステージ４のXY平面と形成する散乱面７とが平行になるように透明部材５をステージ４に固定し、散乱面７を形成する位置（例えば、透明部材５の入射面5aから深さ0.5 mmの位置）に集光位置６がくるように、ステージ４のZ軸方向の調節を行う。例えば、フェムト秒レーザ（エネルギー：５ mJ、パルス幅：150フェムト秒、繰り返し周波数：200 kHz、波長：800 nm、スポット径：２μm）をレーザ光源１として、レーザ光を間欠的に照射することにより微小クラックを形成する。さらにX軸方向にステージを移動し、引き続き間欠的にレーザ光を照射し微小クラックを形成する。この操作をX軸方向、Y軸方向及びZ軸方向に繰り返すことにより、所望の形状を有する散乱面７を形成することができる。散乱面７は微小な点の集まりであるので、それらのX,Y,Z軸方向の配列は等間隔でないのが好ましい。すなわちランダムに微小な点を形成するのが好ましい。前記方法は、ステージ上の透明部材５を移動させながら加工を行う例であるが、レーザ光源を含む光学系を移動させながら加工しても良い。
【００４７】
図２に示すように、散乱面７を形成した後に、透明部材５の入射面5aにレーザ光の集光位置６が一致するように、ステージ４をZ軸方向に移動させ、入射面5aにフレネル面11を加工することもできる。
【００４８】
図３に示すように、分割されたアシスト光22cを有するレーザ加工装置20を用いて散乱面７を形成してもよい。このレーザ加工装置20は、レーザ光源１、レーザ光源から出射したレーザ光1aを２本の部分光22a,22bに分割する分割器22、分割器22によって分割された部分光22aを集光するための集光手段３、分割器22によって分割された部分光22bをアシスト光22cとして集光位置６に導くためのミラー8a,8b及び光学系９、透明部材５をX,Y,Z軸方向に移動可能にするステージ４からなる。分割された部分光22bは、ミラー8aにより反射され、光学系９で光の束が狭められた平行光となり、ミラー8bにより反射され、部分光22aの入射方向に対して90°の方向からアシスト22cとして集光位置６に同時に照射される。
【００４９】
このように、集光位置６にアシスト光22cを照射することにより、加工スピードを速めることができ、加工時間の短縮が可能である。さらに、透明部材５から出射したアシスト光22cをモニターすることにより、加工部分の位置や加工程度の検知が可能であり、加工精度の向上が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の製造方法に用いるレーザ加工装置の一例を示す模式図である。
【図２】本発明の製造方法に用いるレーザ加工装置の一例を示す模式図である。
【図３】本発明の製造方法に用いるレーザ加工装置の他の一例を示す模式図である。
【図４】一眼レフレックスカメラのファインダー光学系の一例を示す模式図である。
【図５】内部に散乱面を有する透明部材を使用した一眼レフレックスカメラのファインダー光学系の一例を示す模式図である。
【図６】内部に散乱面を有するペンタプリズムを使用した一眼レフレックスカメラのファインダー光学系の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５１】
１・・・レーザ光源
1a・・・レーザ光
２・・・光学系
2a・・・レーザ光
３・・・集光手段
４・・・ステージ
５・・・透明部材
5a・・・入射面
６・・・集光位置
７・・・散乱面
8a,8b・・・ミラー
９・・・光学系
11・・・フレネル面
22・・・分割器
22a,22b・・・部分光
22c・・・アシスト光
101・・・撮影レンズ
102・・・レフレックスミラー
103・・・焦点板
103a・・・焦点面
104・・・ペンタプリズム
105・・・接眼レンズ
106・・・光学部材
107・・・散乱面
【図１】
2009237136.tif 000003
【図２】
2009237136.tif 000004
【図３】
2009237136.tif 000005
【図４】
2009237136.tif 000006
【図５】
2009237136.tif 000007
【図６】
2009237136.tif 000008