JP2006171658A - ファインダー光学系及びそれを備えた撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光束がけられにくく光の利用効率と他の素子の配設の自由度を高める。
【解決手段】ファインダー光学系７において、撮影レンズ３により一次結像面８に結像される一次像をリレー光学系１０を介して二次結像面１３に二次像として結像する。この二次像を接眼レンズ系１５を通して観察する。二次結像面１３の位置に焦点板１４を配置した。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えばデジタルスチルカメラ等に用いられ、倒立像である一次像を正立像である二次像に反転させて接眼光学系で観察する二次結像方式のファインダー光学系及びそれを備えた撮像装置に関する。

近年、デジタルスチルカメラの需要が増大しており、その中で銀塩３５mmフイルムカメラにおけるフィルム対角長に対して数分の一の大きさを有する撮像素子を用いるデジタル一眼レフレックスカメラの需要も増大している。これらのカメラではファインダー光学系の視野角も高級機として十分に広く確保する必要があるのでファインダー光学系全体の焦点距離を短くしなくてはならない。また、正立光学系をファインダー光学系の一次結像面と接眼光学系との間に配置する必要がある。一方で、ファインダー光学系においては、瞳径やアイポイント位置は接眼光学系の焦点距離に関係なく一定である。
以上の点から、ペンタプリズム等による像正立光学素子を介して直接一次結像面を接眼レンズで観察するタイプのファインダー光学系では、接眼光学系のパワー配置に大きな負担がかかり、見えに関係する各収差が悪化する。或いは、ファインダー光学系の構成が困難になる。
これに対して、撮影光学系による像をファインダー光学系中で一旦結像させ、これをリレーレンズ系により反転させて再結像させる二次結像方式を採用すれば、接眼光学系への負担は少なくなることが知られている。このようなファインダー光学系を備えた発明として、例えば下記特許文献１、２に記載されたものがある。

また、一眼レフレックスカメラにおける焦点検出用光学系では、一般に、光路切り換え手段としてのメインミラーを透過した撮影用光束をサブミラーでファインダー光学系と逆の方へ導いて焦点調整を行う構成が採用されている（特許文献３参照）。しかしながら、この構成ではサブミラーのスペースとサブミラーを反射したあとの光路の確保が必要な為、測距視野を大きくできないという不具合があった。そのため、ファインダー光学系において、一次結像面を透過した光束をファインダー光束から分割して焦点検出や測光を行う技術が提案されている。
また、二次結像方式ファインダー光学系で視野内表示像をスーパーインポーズする発明として下記特許文献４に記載されたファインダー装置が提案されている
特許第２５２０６８３号公報 特許３３８２３１７号公報 特許第３０１０８１３号公報 特開平２００２−１３９７７３号公報

しかしながら、特許文献１から４に記載の各ファインダー光学系では焦点板を一次結像面上に配置しているため、観察する際に光束がけられやすいという不具合があった。また、焦点板を外したり拡散特性の相違するものに交換する場合、各光学要素の配置構成上または遮光の必要上から、一次結像面上の焦点板を光路から取り外したり交換することを行い難いという不具合もあった。さらに一次結像面を透過した光束を用いて焦点検出や測光を行うとすると、焦点板によって光量が低下したり変化するために正確な焦点検出や測定が困難であった。そのため、二次結像方式のメリットを十分に享受していなかった。
また、特許文献３では、二次結像方式ファインダー光学系に配設したリレー光学系としてズームレンズ系を採用して変倍するようにしたものが提案されているが、ズームにより観察者側からみた焦点板の拡散特性が変化するという欠点がある。
また、特許文献４に記載のファインダー装置では、ハーフミラーによって視野内表示像の光束をファインダー系に投入しているので被写体像が暗くなるという欠点がある。

本発明は、このような実情に鑑みて、光束がけられにくく各種光学系の配設の自由度を高めたファインダー光学系を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、焦点板の拡散特性の変更を容易に行えるようにしたファインダー光学系を提供することである。
本発明の更に他の目的は、視野が広く安定した焦点検出や測光を行えるようにしたファインダー光学系を提供することである。

本発明によるファインダー光学系は、撮影レンズにより一次結像面に結像される一次像をリレー光学系を介して反転させ二次結像面に二次像として再結像し、この二次像を接眼レンズ系を通して観察するファインダー光学系であって、二次結像面の位置に焦点板を配置したことを特徴とする。
本発明によれば、焦点板を撮影面と等価な位置である一次結像面でなく二次結像面に配置することで、焦点板に結像させた二次像を観察することができて一次結像面の一次像を観察する場合よりも光束がけられにくく、焦点板の挿脱も容易になる。しかも、撮影レンズ、好ましくは一次結像面から二次結像面までの間に焦点検出光学系や測光光学系等の他の光学素子を配設するスペースを確保でき、これら他の光学素子は焦点板の影響を受けないために精度の良い検出や測定が可能になり、ファインダー光学系における光の利用効率がよくなる。

また、焦点板は光路に対して挿脱可能としてもよい。
二次結像面に焦点板を配置したことで、焦点板の挿脱に際し、一次結像面に配置した場合よりも遮光性に与える影響が少なく、例えば撮影レンズを取り外すことなく焦点板の挿脱を容易に行うことができる等、他の部品との関係で挿脱が容易になる。そして、例えば焦点板の光路内への装着状態でマニュアルによる焦点調整、合焦やぼけ状態の確認等を行い、取り外した状態で像の明るさを大きくして見えをよくすることができる。
また、焦点板は拡散板からなり、拡散特性の異なる他の焦点板に交換可能としてもよい。これにより例えばオートフォーカスの場合やマニュアルによる焦点調整の場合等で撮影者の必要に応じて拡散特性の異なる焦点板を装着して二次像の見え具合を調整または設定できる。

一次結像面と二次結像面との間に配置されていて光束をファインダー光束と焦点検出用光束とに分割する光路分割手段と、分割された焦点検出用光束の光路に配置した焦点検出光学系とを備えていてもよい。なお、光路分割手段は一次結像面とリレー光学系等の再結像光学系との間に配置することが好ましい。
焦点板を通過していない光束をファインダー光学系に設けた焦点検出光学系に導いて焦点の検出を行えるから、焦点板の着脱交換に関わらずその影響を受けることなく且つ視野の広い経時変化の影響を受けにくい安定した焦点検出を行うことができる。
また、一次結像面と二次結像面との間に配置されていて光束をファインダー光束と測光用光束とに分割する光路分割手段と、分割された測光用光束の光路に配置した測光光学系とを備えていてもよい。なお、光路分割手段は一次結像面とリレー光学系等の再結像光学系との間に配置することが好ましい。
焦点板を通過していない光束をファインダー光学系に設けた測光光学系に導いて測光できるから、焦点板の着脱交換に関わらずその影響を受けることなく精度のよい安定した測光を行うことができてＦ値への対応が容易になる。

また、光路分割手段に視野内表示像を投影してファインダー光束に重ねる視野内表示投影系を配設してもよく、１つの光路分割手段で光路の分割と混合を選択的にまたは同時に行える。
一次結像面の撮影レンズ側近傍にコンデンサレンズを配設してもよい。
このコンデンサレンズは一次結像面の位置を考慮することなくリレー光学系と合わせて収差補正を行うことができるので、リレー光学系の小型化と高性能化を図ることができる。しかも、焦点検出光学系や測光光学系を一次結像面と二次結像面の間に配置することで、コンデンサ機能を共通化できるため焦点検出光学系用や測光用のコンデンサレンズを省略できて小型化できる。

また、二次結像面近傍の一次結像面側に二次像の像面を補正する光学素子を配設してもよい。
フィールドフラットナー等の像面湾曲を補正する光学素子を配設することで、一次結像面に対する二次結像面の像面の平坦性を確保し、焦点板上での中心から周辺までの焦点検出精度を向上できる。
或いは、焦点板を二次像の像面を補正するために曲面形状で形成してもよい。
焦点板を像面湾曲に合わせた湾曲形状に形成することで焦点板上での中心から周辺までの焦点検出精度を向上できる。
また、二次結像面近傍の一次結像面側に二次像の非点格差を補正する光学素子を配設してもよい。
非点収差による非点格差を補正して焦点板上での中心から周辺までの焦点検出精度を向上できる。

また、リレー光学系にパワーを有する反射面を複数配置し、該複数の反射面のうち少なくとも２面は自由曲面としてもよい。
リレー光学系として２面以上の自由曲面を有する自由曲面プリズム等の光学素子を設けることで、リレー光学系の小型化と高性能化をはかることができる。
また、焦点板に一次結像面側から視野内表示像を投影する視野内表示投影系を配設してもよい。
被写体像との視度を合わせ易く被写体像に重ねて視野内表示像を鮮明に表示し易い。しかも視野内表示像を表示しないときにはファインダーに視野内表示位置がわかりずらくすることが容易になり、被写体に集中し易くなる。また、視野内表示を行うためのハーフミラー等が不要になり、ファインダー光学系を簡素化できて光量の低下を抑制できる。
また、リレー光学系はズーム光学系であってもよい。

本発明による撮像装置は、上述したファインダー光学系と、該ファインダー光学系の一次結像面より被写体側の光路上に配設されていて撮影レンズを透過する光束を分割または反射させる光路切り換え手段と、該光路切り換え手段により分割された光束の一部または撮影レンズを透過した光束が入射する撮像素子とを備えたことを特徴とする。
本発明によれば、光束がけられにくく各種光学系の配設の自由度を高めることができる等、上述した各種の特性を有するファインダー光学系を備えた撮像装置を得られる。
なお、この撮像装置は撮影レンズを含む鏡枠モジュールを更に備えていてもよく、この場合、鏡枠モジュールは撮像装置に対して着脱可能または一体とすることができる。

本発明によるファインダー光学系によれば、焦点板を一次結像面でなく二次結像面に配置したため、一次結像面に配設した場合よりも光束がけられにくい。しかも、撮影レンズから二次結像面までの間に焦点検出光学系や測光光学系等の他の光学素子を配設するスペースを確保でき、しかもこれら他の光学素子は焦点板の影響を受けないために精度の良い検出や測定が可能になり、ファインダー光学系における光の利用効率がよくなる。更に、遮光性に悪影響を与えることなく、焦点板の挿脱や交換を容易に行うことが可能になる。

以下、本発明の各実施の形態によるファインダー光学系を図１乃至図９により説明する。図１は第一の実施の形態によるファインダー光学系の概略構成図である。
図１に示す第一の実施の形態によるデジタルカメラ、例えばデジタル一眼レフレックスカメラ１（撮影装置）は、カメラ本体１００（撮像装置）と、このカメラ本体１００の前面部（被写体側）に着脱可能に装着された鏡枠モジュール２００とから構成されている。鏡枠モジュール２００は、撮影対象となる物体（被写体）からカメラ１内に進入した光束をカメラ本体１００の撮像面２ａに入射させるための撮影レンズ３を備え、撮像面２ａを有するフィルムやＣＣＤ等の撮像素子２と、撮像素子２の被写体側近傍に配置されているローパスフィルタや赤外線カットフィルタ等のフィルタ素子４とを備えている。撮影レンズ３、撮像素子２、フィルタ素子４は撮影光学系１ａを構成する。
カメラ本体１００内の撮像面２ａと撮影レンズ３との間には撮影用光束を分割または反射させる光路分割手段５（光路切り換え手段）が配設され、撮影用光束の一部または全部をファインダー光学系７に反射させる。光路分割手段５は、ハーフミラー、ハーフミラー面を有するプリズム、或いはいわゆるクイックリターンミラー等で構成するのが望ましい。

ファインダー光学系７では、光路分割手段５で反射させられた物体の像の光束（ファインダー光束という）を一次結像面８で倒立像（一次像）として結像させる。一次結像面８は撮像面２ａと等価な位置にある。一次結像面８の光路分割手段５側の近傍にはコンデンサーレンズ９を配置する。なお、コンデンサーレンズ９による収差は後述のリレーレンズ系１０等と合わせて補正すれば良いので、一次結像面８より撮影レンズ３側に配置した場合でも特に一次結像面８と密着させる必要はない。
一次結像面８を通過した光束はリレーレンズ系１０（リレー光学系）を透過し、反射ミラー１１を介して二次結像面１３上にある拡散板１４の拡散面１４ａに再結像する。二次結像面１３上では物体の像を正立像（二次像）として再結像させる。正立像は拡散面１４ａで拡散作用を受けて接眼レンズ系１５を透過して観察者の目に到達する。
二次結像面１３近傍には、一次結像面８側に例えばメニスカスレンズ１２が一次像の像面湾曲を補正するフィールドフラットナーレンズとして配設されている。フィールドフラットナーレンズに代えてコンデンサーレンズを配設してもよい。

なお、図１に示すファインダー光学系７では、反射ミラー１１による光路の折り曲げを紙面上で行っているが、例えば一次結像面８とリレーレンズ系１０の間で紙面に垂直な方向に折り曲げ、更にリレーレンズ系１０と接眼レンズ系１５の間で紙面と平行な方向に折り曲げても良い。その際、折り曲げ手段は反射ミラーの他、プリズムでも良い。或いは、このプリズムの入射面または射出面をレンズ面とし、コンデンサーレンズやリレーレンズ、接眼レンズ系の一部としてもよい。

本実施の形態によるファインダー光学系７は上述の構成を備えているから、被写体である物体の像の光束は撮影レンズ３を透過して光路分割手段５で分割され、その一部が折り曲げられてコンデンサレンズ９を介して一次結像面８に倒立像（一次像）として結像する。そしてこの一次像はリレーレンズ系１０を通過して反転させられ、反射ミラー１１を介して二次結像面１３である拡散板１４の拡散面１４ａに正立像（二次像）として再結像する。拡散板１４上の二次像を接眼レンズ系１５によって観察する。
ここで、一次結像面８の近傍に設けたコンデンサレンズ９による収差はリレーレンズ系１０と合わせて補正するため、リレーレンズ系１０を小型化して高性能化できる。更に光束を二次結像させる際にメニスカスレンズ１２を透過させることで二次像の像面湾曲を補正して平坦性を担保する。

上述のように本実施の形態によるファインダー光学系７によれば、焦点板としての拡散板１４を再結像位置である二次結像面１３に配置させたから、一次結像面８に拡散板１４を配置した場合と比較して光束がけられにくい。しかも一次結像面８と二次結像面１３の間の光路に焦点検出光学系や測光光学系等の各種の光学素子を配設するスペースを確保でき、しかも拡散板１４の影響を受けない精度の良い焦点検出や測光を行うことができ、各種光学素子の配設の自由度が大きい。そのため、拡散板１４の拡散特性はどのようなものでもよく、一次結像面８と二次結像面１３の間に配設する上記光学素子の特性に悪影響を与えず、光の利用効率が良くなる。
その点、上述した従来技術のように一次結像面８に拡散板１４を配置すると、他の光学素子のスペースが制限され、しかも拡散板１４の拡散特性により光量が変化したり、瞳情報が失われるために、その光路の後方位置に焦点検出光学系や測光光学系等を配設すると焦点検出や測光の精度確保が困難になると共に、拡散板１４の拡散特性もこれらの悪影響を低減するべく制限される。

次に本発明の他の実施の形態によるファインダー光学系について説明するが、上述の実施の形態と同一または同様の部材、部品には同一の符号を用いてその説明を省略する。
図２は第二の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものであり、各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。本第二の実施の形態では、第二結像面１３に配置した拡散板１４をファインダー光束の光路から挿脱可能にした挿脱機構１７を備えている。
第一結像面８に拡散板１４を配設した場合、撮影光学系１ａに近接する位置であるために遮光の必要性や近傍に配設された他の部材との位置関係から拡散板１４の挿脱を行い難いが、本実施の形態では第二結像面１３に拡散板１４を配設しており、撮影光学系１ａから比較的遠い位置であるために他の部材による拡散板１４の挿脱のためのスペースの制約が小さく遮光の影響もないために、挿脱機構１７で挿脱を容易に行える。
本実施形態では、拡散板１４をファインダー光学系７の光路上に装着して拡散面１４ａに二次像を再結像させて接眼レンズ系１５で目視観察することで、観察者が二次像のぼけ具合を確認して合焦状態を手動等で調整できる。そして、拡散板１４を光路から外すことで鮮明な二次像を目視観察できて、見えがよい。
上述のように本実施形態によれば、拡散板１４の挿脱を容易に行えると共に、拡散板１４の挿脱によって合焦状態を調整したり二次像の見えを良くしたりすることができる。

図３は第三の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものであり、各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。本第三の実施の形態では、第二結像面１３に配置する拡散板１４について拡散特性の異なる複数の拡散板１４Ａ，１４Ｂ，１４，Ｃ，１４Ｄを用意して、いずれかを選択して光路上に装着できる交換装着機構１８を備えている。
第一結像面８では撮影光学系１ａに近接する位置であるために近傍に配設された他の部材との関係や遮光の必要性から拡散板１４の挿脱を行い難い上に、装着する拡散板１４の拡散特性の相違に応じて焦点検出系や測光系で受光する光量が変動してしまい安定した焦点検出や測光が困難になる。
これに対し、本実施の形態では、第二結像面１３で複数種類の拡散板１４Ａ…１４Ｄを交換装着するために、他の部材による拡散板１４Ａ…１４Ｄの挿脱のためのスペースの制約が小さく遮光性にも影響を与えないために挿脱を容易に行える。しかも、観察者が手動等で焦点調整を行う場合には拡散特性の大きい拡散板１４Ａを装着して行い、オートフォーカスの場合には拡散特性のない又は拡散特性の小さい拡散板１４Ｄを装着することで二次像の見えがよく、目視確認し易い等、選択の自由度が大きい。特に異なる拡散特性の拡散板１４Ａ〜１４Ｄを選択使用するニーズが高いから、実用上の利点が大きい。
なお、複数の拡散板１４Ａ〜１４Ｄはカメラの内部に収納した内蔵式と外部に取り出す取り出し式のいずれを採用しても良い。

図４は第四の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものであり、各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。本第四の実施の形態では、一次結像面８と二次結像面１３との間に他の光学素子として焦点検出光学系を配置したものである。
即ち、図に示すファインダー光学系７において、例えば一次結像面８からリレーレンズ系１０の間の光路に焦点検出用光路分割手段として例えばハーフミラー２０を配設し、ハーフミラー２０で分割され反射された焦点検出用光束の光路上に焦点検出系２１が配設されている。図４に示す例では、焦点検出系２１として、位相差式焦点検出系２２を採用している。この場合、一次結像面８に拡散板１４が配設されていないので、光量が拡散で減少することがなく効率的に位相差式焦点検出系２２に到達させることができ、位相情報を効率的に検出できる。或いは、位相式焦点検出系２２に代えてコントラスト式焦点検出系を採用してもよい。
このファインダー光学系７では、コンデンサーレンズ９をファインダー光学系７と焦点検出系２１とで共用することができる。焦点検出系光路分割手段としてはハーフミラー２０に代えて退避可能な反射ミラーを採用してもよい。或いは、電気的に透過率・反射率を可変にする光学素子でもよい。
本実施の形態によれば、従来のクイックリターンミラーに付随するサブミラー式の焦点検出系と比較して、よりも広い測距視野が容易に確保できると共にファインダー光学系と焦点検出系とでそれぞれコンデンサレンズを配設する必要がなく、共用できるために構成が簡素化する。

図５は第五の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものであり、各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。そして本第五の実施の形態では、一次結像面８と二次結像面１３との間に他の光学系として測光光学系２６を配置したものである。
即ち、図に示すファインダー光学系７において、例えば一次結像面８からリレーレンズ系１０の間の光路に測光用光路分割手段として例えばハーフミラー２３を配設し、ハーフミラー２３で分割され反射された測光用光束の光路上にコンデンサレンズ２４を介して測光センサ２５が配設されている。この場合、一次結像面８に拡散板１４が配設されていないので、光量が拡散で減少することがなく、またあおり角がないので正確な測光を容易に行える。

図６は第六の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものである。
図に示すファインダ光学系７において、撮像光学系１ａの光路分割手段５で分割され反射した光束の進路に沿って、コンデンサレンズ９を介して一次結像面８が配設され、物体の像を倒立像（一次像）として結像させる。ファインダー光束の光軸方向で、一次結像面８の前方には光束を折り曲げる反射ミラー１１と、リレーレンズ系（リレー光学系）１０とが順次配設され、更に二次結像面１３上に湾曲型拡散板２７が配設され、その拡散面２７ａに正立像（二次像）を再結像させる。正立像は拡散面２７ａで拡散作用を受けて接眼レンズ系１５を透過して観察者の目に到達する。
湾曲型拡散板２７は、接眼レンズ系１５側に凸をなす湾曲板形状をなしていて曲面を像面湾曲に合わせた形状に形成することで二次結像面の像面の平坦性を確保すると共に、リレーレンズ系１０の収差を補正できる。また、ファインダー光学系７の光路外には湾曲型拡散板２７の拡散面２７ａに視野内表示像を投影するための視野内表示投影系２８が搭載されている。視野内表示投影系２８によって視野内表示像を湾曲型拡散板２７に投影することにより、二次像としての被写体像と視度のあった鮮明な視野内表示像を重ねて表示でき、これを接眼レンズ系１５を通して観察できる。視野内表示像を表示しない時には、視野内に不要なマーク表示等がなくすっきりした物体像を表示できる。
尚、湾曲型拡散板２７は視野内表示投影系２８との組み合わせで搭載しなくても良く、視野内表示投影系２８で平面型の拡散板１４に投影しても良い。

本実施の形態によれば、湾曲型拡散板２７によって像面の平坦性を確保して、焦点面２７ａでの中心から周辺までの焦点検出精度を向上できると共に、ファインダー光束の光量の低下を防止して物体像を暗くすることなく視野内表示像を重ねて表示できる。そのため、視野内表示投影系のレイアウトの自由度が増してボディをコンパクトにできる。
これに対し、従来のファインダー光学系では、一次結像面８に拡散板を配置するため、視野内表示投影系で視野内表示像を光路内に投影するためには二次結像面の前にハーフミラーを挿入したり、リレーレンズ系の前の光路折り曲げのための反射ミラーに代えてハーフミラーを挿入して、このハーフミラーに視野内表示像を投影していた。そのため、ファインダー光束の光量が低下したり、視野内表示投影系の設置のためのレイアウトの自由度が低下するという不具合があった。

図７は第七の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものである。各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。本第七の実施の形態では、一次結像面８と二次結像面１３との間に焦点検出光学系２１と視野内表示投影系２８を配置したものである。
即ち、図に示すファインダー光学系７において、例えば一次結像面８からリレーレンズ系１０の間の光路に光路分割及び混合手段として例えばハーフミラー３０を配設した。一次結像面８を通過するファインダー光束がハーフミラー３０で分割され反射された焦点検出用光束の光路上に焦点検出系２１として、例えば位相差式焦点検出系２２（コントラスト式焦点検出系でもよい）が配設されている。
また、ファインダー光束の光路外には、ハーフミラー３０に対向して視野内表示投影系２８が配設されている。視野内表示投影系２８から照射された視野内表示像の光束はハーフミラー３０で分割されて反射され、ハーフミラー３０を透過するファインダー光束と重なり、二次結像面１３上の拡散板１４に物体の二次像と視野内表示像とを重ねて表示できる。

本実施の形態によるファインダー光学系７では、焦点検出光学系２１と視野内表示投影系２８を同じハーフミラー３０で光路分割及び光路混合させている。そのため、レイアウトと光束利用を効率的にできる。視野内表示の際に、視野内表示投影系２８の光束の一部がハーフミラー３０を透過して焦点検出光学系２１にも投影されるが、焦点検出のための測距タイミングと視野内表示タイミングをずらすように設定すればよい。或いは、焦点検出と視野内表示を同時に行うとした場合でも、焦点検出光学系２１において視野内表示投影系２８の透過光束情報を考慮した測距システムを構築することで対応すればよい。これによって視野内表示像の光束の影響を排除した焦点検出を行える。

図８は第八の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものである。各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。本第八の実施の形態では、一次結像面８と二次結像面１３との間に配設したリレーレンズ系１０Ａを変倍光学系または倍率切り換え系に設定したものである。この場合、ズーム型のリレーレンズ系１０Ａを構成するレンズ群の一部または全部がファインダ光束の光軸方向に前後動することで、一次結像面８から二次結像面１３への像倍率を変化させることができる。しかも、拡散板１４と観察者の目の位置関係は変化しないため、安定した像が得られる。

図９は第九の実施の形態によるファインダー光学系７を含むデジタルカメラ１を示すものである。各光学要素の配置構成は第一の実施の形態と概略同一である。本第八の実施の形態では、一次結像面８と二次結像面１３との間には、複数枚のレンズ群からなるリレーレンズ系１０に代えて１または２以上の自由曲面（線対称軸は１つ以下の面を有する）プリズムを配設してリレーレンズ系３２を構成している。なお、自由曲面とは、その面内及び面外共に回転対称軸を有さない面をいう。
図９に示す例ではリレーレンズ系３２として第一自由曲面プリズム３３と第二自由曲面プリズム３４とが配設されている。これらの第一及び第二自由曲面プリズム３３，３４において、少なくとも光束が反射または通過する２面以上が自由曲面を形成すればよい。
図９に示す例では、反射ミラー１１で反射した光束は第一自由曲面プリズム３３の自由曲面３３ａで反射して第二自由曲面プリズム３４に入射し反射面３４ａで反射した後、第二自由曲面３４ｂで反射してプリズム３４を射出し拡散板１４の拡散面１４ａに正立像（二次像）を結像する。
なお、図９では光路の折り曲げを紙面上で行っているが、例えば一次結像面８とリレーレンズ系３２の間で紙面に垂直な方向に折り曲げ、自由曲面プリズム３３、３４の組み合わせで更に紙面と平行方向に折り曲げても良い。
本実施形態によれば、自由曲面プリズムを用いることで省スペースで安価な高性能リレーレンズ系３２を構成することができる。

図１０は上述した各実施の形態によるファインダー光学系７の変形例を示す要部構成図である。
図１０に示すファインダー光学系７において、拡散板１４の一次結像面８側近傍には、上述した各実施の形態で配設した像面湾曲を補正するメニスカスレンズ１２（フィールドフラットナー）に代えて非点格差を補正するためのレンズ３６（光学素子）が配設されている。このレンズ３６は例えばメニスカスレンズ１２より肉厚で曲率半径が大きい曲面形状を有している。
このような構成を採用した場合でも、フィールドフラットナーを設けた構成と同様にレズの数を増大させることなく、拡散板１４上での中心から周辺までの焦点検出精度を向上させることができる。
また、上記の構成において、平板状の拡散板１４に代えて図６に示す湾曲型拡散板２７を配設すれば、同様にレンズの枚数を増大させることなく、像面湾曲と非点格差を補正することができるため、焦点検出精度を更に向上できる。或いは、平板状の拡散板１４の一次結像面８側にメニスカスレンズ１２と非点格差を補正するためのレンズ３６を配列してもよく、この場合でも同様な効果を得られるが、レンズ枚数が増大することになる。
以上、本発明の各実施の形態を説明したが、本発明はこれら実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは勿論である。例えば、上述した各実施の形態を示す図では、光学系の説明を判りやすくするために光路の折り曲げ方向を紙面上で行っているが、これに限定する必要はなく、カメラのボディ内でもっとも効果的なレイアウトで実施するのが望ましい。
また、本実施の形態において、撮影レンズ３を備える鏡枠モジュール２００をカメラ本体１００に着脱可能な構成としたが、本発明はこれに限定されることなくカメラ本体１００と鏡枠モジュール２００とを一体に設けてもよい。

本発明の第一の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの光学系を示す図である。 第二の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第三の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第四の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第五の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第六の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第七の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第八の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 第九の実施の形態によるファインダー光学系を含むカメラの図である。 ファインダー光学系の変形例を示す要部構成図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ（撮影装置）
２ 撮像素子
３ 撮影レンズ
７ ファインダー光学系
８ 一次結像面
９ コンデンサレンズ
１０、３２ リレーレンズ系（リレー光学系）
１０Ａ 変倍リレーレンズ系（リレー光学系）
１２ メニスカスレンズ（フィールドフラットナー）
１３ 第二結像面
１４ 拡散板（焦点板）
１５ 接眼レンズ系
２０ 焦点検出光学系用光路分割手段（光路分割手段）
２１ 焦点検出光学系
２３ 測光用光路分割手段（光路分割手段）
２６ 測光光学系
２７ 湾曲型拡散板（拡散板；焦点板）
２８ 視野内表示投影系
３３ 第一自由曲面プリズム
３３ａ 第一自由曲面
３４ 第一自由曲面プリズム
３４ｂ 第二自由曲面
３６ 非点格差を補正するレンズ（非点格差を補正する光学素子）
１００ カメラ本体（撮像装置）
２００ 鏡枠モジュール

Claims (16)

1. 撮影レンズにより一次結像面に結像される一次像をリレー光学系を介して二次結像面に二次像として結像し、この二次像を接眼レンズ系を通して観察するファインダー光学系であって、二次結像面の位置に焦点板を配置したことを特徴とするファインダー光学系。
2. 前記焦点板は光路に対して挿脱可能とした請求項１に記載のファインダー光学系。
3. 前記焦点板は拡散板からなり、拡散特性の異なる他の焦点板に交換可能とした請求項１または２に記載のファインダー光学系。
4. 前記一次結像面と二次結像面との間に配置されていて光束をファインダー光束と焦点検出用光束とに分割する光路分割手段と、分割された焦点検出用光束の光路に配置した焦点検出光学系とを備えた請求項１乃至３のいずれかに記載のファインダー光学系。
5. 前記一次結像面と二次結像面との間に配置されていて光束をファインダー光束と測光用光束とに分割する光路分割手段と、分割された測光用光束の光路に配置した測光光学系とを備えた請求項１乃至３のいずれかに記載のファインダー光学系。
6. 前記一次結像面の撮影レンズ側近傍にコンデンサレンズを配設した請求項１乃至５のいずれかに記載のファインダー光学系。
7. 前記二次結像面近傍の一次結像面側に二次像の像面を補正する光学素子を配設した請求項１乃至６のいずれかに記載のファインダー光学系。
8. 前記焦点板を二次像の像面を補正するために曲面形状に形成した請求項１乃至６のいずれかに記載のファインダー光学系。
9. 前記二次結像面近傍の一次結像面側に二次像の非点格差を補正する光学素子を配設した請求項１乃至８のいずれかに記載のファインダー光学系。
10. 前記リレー光学系にパワーを有する反射面を複数配置し、該複数の反射面のうち少なくとも２面は自由曲面とした請求項１乃至９のいずれかに記載のファインダー光学系。
11. 前記焦点板に一次結像面側から視野内表示像を投影する視野内表示投影系を配設した請求項１乃至１０のいずれかに記載のファインダー光学系。
12. 前記リレー光学系はズーム光学系である請求項１乃至１１のいずれかに記載のファインダー光学系。
13. 前記光路分割手段に視野内表示像を投影してファインダー光束に重ねる視野内表示投影系を配設した請求項４または５に記載のファインダー光学系。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載のファインダー光学系と、該ファインダー光学系の一次結像面より被写体側の光路上に配設されていて前記撮影レンズを透過する光束を分割または反射させる光路切り換え手段と、該光路切り換え手段により分割された光束の一部または撮影レンズを透過した光束が入射する撮像素子とを備えた撮像装置。
15. 前記撮影レンズを含んでいて前記撮像装置に対して着脱可能に設けられた鏡枠モジュールを更に備えた請求項１４に記載の撮像装置。
16. 前記撮影レンズを含んでいて前記撮像装置に一体に設けられた鏡枠モジュールを更に備えた請求項１４に記載の撮像装置。
    

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