JP2007093889A - ファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】所定結像面上の実像を電子画像に変換できる縮小光学系を有する、小型で簡素な構成で、高性能なファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器を提供する。
【解決手段】本発明のファインダ光学系は、対物レンズ１１によって焦点板１４（所定結像面）上に結像された被写体像（不図示）を、ペンタプリズム（正立光学系）１６によって正立像とし、この正立像を接眼レンズ１７を介して観察する観察光学系１と、観察光学系１の光軸より光路を分割し、焦点板１４上に結像された被写体像を電子画像として取り込む縮小光学系２とを有している。そして、縮小光学系２は、観察光学系１の光軸より光路を分割する光学プリズム（光路分割手段）２１と、光学プリズム２１により分割された観察光学系１からの光を受光して被写体像を結像する撮影レンズ２２と、撮影レンズ２２により結像された被写体像を電子画像に変換する固体撮像素子等２４とからなり、光学プリズム２１は、接眼レンズ１７の内部に配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、所定の結像面上の実像を接眼レンズを介して観察する観察光学系と、所定の結像面上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系とを有するファインダ光学系、及びこれを搭載する光学機器に関する。

従来、カメラには、対物レンズによって所定結像面（焦点板）上に結像された実像（被写体像）を、正立光学系によって正立像とし接眼レンズを介して観察する観察光学系と、焦点板上の実像を画像情報として取り込むため、測光レンズによって集光された被写体からの光を、測光センサにより測光し、露出制御を行う測光光学系とからなるファインダ光学系とを有するものが開示されている（例えば、特許文献１及び２参照）。

特許文献１に開示のファインダ光学系では、対物レンズによって結像される光束をプリズム体によって撮像素子側と観察光学系側とに分割する。そして、観察光学系側へと分割された光線を、焦点板上に結像させ、その像をプリズム群によって正立像し、接眼レンズを介して観察できるように構成されている。また、プリズム群のいずれかの反射面の一部又は全部をハーフミラー面になっており、該面への入射光路の延長線上に設置された測光レンズにより被写体からの光を集光し、測光センサによって測光できるように構成されている。

特許文献２に開示のファインダ光学系では、対物レンズ（撮影レンズ）から入射した光束を、ミラーで反射して焦点板上に結像させ、その像をペンタプリズムで正立像にし、接眼レンズ（ファインダルーペ）を介して観察できるように構成されている。さらに、ペンタプリズムの上方には、接眼レンズの光軸から傾斜した光軸を持つ測光光学系が設けられ、焦点板上の実像が、ペンタプリズム及び測光レンズを介して測光センサの受光面に形成され、被写体像の輝度を測光できるように構成されている。
特開昭６３−１９４２４１号公報 特開２０００−１６２６６６号公報

ところで、最近のデジタルカメラでは、ユーザーの撮影を支援するため多機能化が進み、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能等が搭載されているものがある。しかしながら、一般的な一眼レフタイプのデジタルカメラでは、対物レンズによって形成された被写体像は、クイックリターンミラーのために、シャッターレリーズ時のみ撮像素子に結像させている。このため、リアルタイムに撮像素子から被写体像の電子画像を取得することができず、リアルタイムに画像を背面液晶画面に表示することができなかった。

ここで、特許文献１に開示のファインダ光学系において、上記機能を展開するため既存の測光光学系を利用しようとすると、複数のプリズム（三角プリズムとダハプリズム）からなるプリズム群を非常に高精度で組み立てる必要があり、製造上難しかった。すなわち、既存の構成では、詳細な解析に対応できるだけの高精細な電子画像を得ることは難しいという問題があった。

また、特許文献２に開示のファインダ光学系において、上記機能を展開するため既存の測光光学系を利用しようとすると、この光学系では焦点板に対して測光レンズの光軸が垂直な構成となっていないため、焦点板上に形成される被写体像について測光センサで情報を取得する際に、被写体像が歪んでしまったり、被写体像の一部が暗くなってしまったりするおそれがある。これは、測光を目的とするならば問題は殆どないが、本発明のように取得した電子画像を用いて詳細な解析を目的するならば好ましくない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、所定結像面上の実像を電子画像に変換できる縮小光学系を有する、小型で簡素な構成で、高性能なファインダ光学系及びこれを搭載する光学機器を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明のファインダ光学系は、対物レンズによって所定結像面上に結像された被写体像を、正立光学系によって正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する観察光学系と、前記観察光学系の光軸より光路を分割し、前記所定結像面上に結像された被写体像を電子画像として取り込む縮小光学系とを有し、前記縮小光学系は、前記観察光学系の光軸より光路を分割する光路分割手段と、前記光路分割手段により分割された前記観察光学系からの光を受光して前記被写体像を結像する撮影レンズと、前記撮影レンズにより結像された被写体像を電子画像に変換する撮像素子とからなり、前記光路分割手段は、前記接眼レンズの内部に配置されている。また、本発明の光学機器は、上記構成のファインダ光学系を搭載している。

以上説明したように、本発明によれば、所定結像面上の実像を電子画像に変換できる縮小光学系を有する、小型で簡素な構成で、高性能なファインダ光学系及びこれを搭載するファインダ光学系を提供できる。

以下、本発明の好ましい実施形態について説明する。本発明に係るファインダ光学系は、一眼レフカメラに搭載されるものであり、観察光学系と、縮小光学系とを有している。

まず、観察光学系について説明する。観察光学系は、物体側から順に、対物レンズ、ミラー、焦点板、コンデンサレンズ、正立光学系（ペンタプリズム）、接眼レンズが配置されている。

対物レンズは、被写体像を焦点板上に結像する。対物レンズと焦点板との間にはミラーが設けられており、ミラーは、対物レンズの光軸を直角に偏向する。

ペンタプリズムは、対物レンズによって結像された焦点板上の被写体像（倒立像）を、上下左右反転して正立像にする。なお、ペンタプリズムは、観察者が被写体像を正立像として観察できるようにするとともに、本ファインダ光学系をコンパクトに構成できるようにしている。

なお、焦点板とペンタプリズムとの間にはコンデンサレンズが設けられており、焦点板上の被写体像をペンタプリズムに導いている。コンデンサレンズは、光束の発散を抑える正の屈折力を有しており、対物レンズの射出瞳から離れるに従い、光束の広がりが大きくなって、正立光学系や接眼光学系が大型化するのを防ぐため、対物レンズによって形成される被写体像の結像位置の近傍（例えば、上記のように焦点板とペンタプリズムとの間）に配置されている。

接眼レンズは、ペンタプリズムで正立像となった被写体像を観察者の目に導く。

このような構成の観察光学系では、被写体からの光は、対物レンズを透過し、ミラーで反射され、焦点板上に結像される。その後、コンデンサレンズを介してペンタプリズムに入射し、ペンタプリズムで正立像とした後、接眼レンズを介して観察者に観察される。

次に、縮小光学系について説明する。本発明において、縮小光学系は、一眼レフカメラのユーザーの撮影支援を行うため、例えば、被写体の顔にピントを合わせる顔認識機能、画像内での主被写体の移動に追従してフォーカス位置が変化して主被写体への合焦を容易とする自動追尾機能、カメラ本体の背面液晶画面にリアルタイムで画像表示するリアルタイム表示機能など、今まで一眼レフカメラになかった新たな機能を展開するために、本ファインダ光学系に搭載されている。

縮小光学系は、物体側から順に、光路分割手段（光学プリズム）、撮影レンズ、フィルター群、撮像素子（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子等）が配置されている。

光学プリズム（光路分割手段）は、詳細は後述するが、観察光学系の光軸より光路を分割し、被写体からの光を縮小光学系（より具体的には、撮影レンズ）に導く。

なお、本発明においては、光学プリズムは、接眼レンズの内部に配置されることが望ましい。このような構成により、アイレリーフをより長くすることができるとともに、視度調整を効果的に行うことができる。また、容易に高倍率を得ることができる。さらには、被写体からの光は接眼レンズの近傍で収束するため、光学プリズムや縮小光学系の小型化を実現する上で非常に好ましい。

撮影レンズは、光学プリズムにより分割された観察光学系からの光を、（後述のフィルター群を介して受光し、）固体撮像素子等に被写体像を結像する。なお、撮影レンズは、前後又はその内部に反射部材等を設けることもできる。これにより、縮小光学系をより小型（特に高さ方向）に構成することが可能となる。

フィルター群は、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等を備えて構成されている。

固体撮像素子等は、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子等からなり、撮影レンズによって結像された被写体像を電子画像に変換する。

このような構成の縮小光学系では、被写体からの光は、光学プリズムで観察光学系の光軸から分割された後、フィルター群を介して撮影レンズで結像され、固体撮像素子等で電子画像に変換される。

さらに、本発明に係るファインダ光学系は、小型で簡素な構成を達成するために、以下のように構成されることが望ましい。

本発明においては、光路分割手段（光学プリズム）は、観察光学系に対する入射面及び射出面が平面からなる（換言すると、観察光学系に対して屈折力を有さない）光学プリズムであることが望ましい。このような構成により、光路分割手段の製造や観察光学系内への光路分割手段の配置を容易に行うことができる。また、光路分割手段を観察光学系内に容易に装脱可能な構成とすることもできる。

また、本発明においては、光路分割手段（光学プリズム）は、観察光学系から入射する光束を反射及び透過する、より詳しくは、焦点板から撮影レンズに向かう光束のみを反射し、それ以外の光束は透過する光分割面を有し、この光分割面で反射された光束は、光路分割手段内で少なくとも１回全反射されることが望ましい。この構成により、光路分割手段における接眼レンズの光軸方向の薄型化を図ることができ、且つ、縮小光学系において、十分な光路長を確保することができる。その結果、ファインダ光学系の小型化を効果的に行うことができる。また、縮小光学系を構成する上で必要な屈折力を小さく抑えることができ、良好な光学性能が得ることができる。

なお、より好ましくは、光路分割手段は、分割面がハーフミラー膜等を密閉した構成の光学プリズムであることが望ましい。この構成により、耐久性を向上させることができるからである。

本発明のファインダ光学系は、以下に示す条件式（１）〜（３）を満足することが望ましい。

本発明に係るファインダ光学系においては、光学プリズムの観察光学系の光軸方向の中心厚をＰＬとし、正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をＴＬとしたとき、次式（１）を満足することが望ましい。

０．１０ ＜ ＰＬ／ＴＬ ＜０．７５ …（１）

上記条件式（１）は、正立光学系の射出面から接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長ＴＬに対する、光学プリズムの観察光学系の光軸方向の中心厚ＰＬの適切な比を規定している。条件式（１）の上限値を上回ると、光学プリズムは光軸方向の中心厚ＰＬが厚くなり、大型化する。これに伴い、ファインダ光学系全体も大型化するため、好ましくない。逆に、条件式（１）の下限値を下回ると、光学プリズムは小型化・薄型化し過ぎてしまい、このプリズム内で全反射できなくなってしまうおそれがある。なお、上限値は０．６であることが望ましい。また、下限値は０．１５であることが望ましい。さらに望ましくは、下限値は０．２０であることが望ましい。これらの値は、発明者の鋭意研究を重ねた結果、見出されたものである。

また、本発明においては、光学プリズムの光分割面と観察光学系の光軸とがなす角をθｐとしたとき、次式（２）を満足することが望ましい。

５０° ＜ θｐ ＜ ７０° …（２）

上記条件式（２）は、観察光学系の光軸に対する、光学プリズムにおける光分割面がなす角度の適切な範囲を規定している。条件式（２）の上限値を上回ると、光学プリズムの小型化・薄型化には有利であるが、光学プリズムで全反射した光束が該プリズムの光分割面（ハーフミラー膜）に干渉してしまったり、或いは撮影光学系へ向かう光路のプリズムの射出面が確保できなくなってしまったりする等、固体撮像素子等への光線が遮断されてしまい、好ましくない。逆に、条件式（２）の下限値を下回ると、全反射面において全反射する光線の高さが接眼レンズの光軸から離れ、結果として光学プリズムが大型化してしまい、好ましくない。なお、より好ましくは、光学プリズムの光分割面と観察光学系の光軸とがなす角θｐが６５°程度となるように、光分割面（ハーフミラー膜）を配置することが望ましい。

また、本発明においては、更なる小型化を図るため、光学プリズムのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとしたとき、次式（３）を満足することが望ましい。

１．５５ ＜ ｎｄｐ …（３）

上記条件式（３）は、光分割面で反射された光束が、光学プリズム内部で少なくとも１回全反射するための、該光学プリズムのｄ線に対する屈折率ｎｄｐの適切な範囲を規定している。ここで、縮小光学系に導かれる光線には、観察光学系の光軸上の光線、すなわち光学プリズムに垂直に入射する光線（以下、軸上光線と称する）と、画角を持った軸外光線とがある。これら全ての縮小光学系に導かれる光線を、光学プリズム内部で全反射させるためには、全反射面での臨界角を小さくしなければならない。上記条件式（３）の下限値を下回ると、必要な屈折率が得られず、縮小光学系へ向かう光束の一部（もしくは全部）が全反射しなくなって、固体撮像素子等への一部の光線が遮られしまい、好ましくない。なお、下限値は、１．５９程度であることがより望ましい。

本発明に係るファインダ光学系では、接眼レンズを以下のように構成することが望ましい。

本発明においては、接眼レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなることが望ましい。このような構成により、アイレリーフをより長くすることができるとともに、視度調整を効果的に行うことが可能である。

また、上記接眼レンズは、該接眼レンズを構成する一部のレンズ群又は複数のレンズ群を、前記接眼レンズの光軸方向に移動させることによって、視度調整を行うことが望ましい。特に、正の屈折力を有するレンズ群を移動させることにより、少ない移動量で効果的に視度調整を行うことができる。具体的には、正の屈折力を有する、第２レンズ群を移動させて、視度調整を行うことが望ましい。

本発明に係るファインダ光学系では、撮影レンズ及び接眼レンズを以下のように構成することが望ましい。

本発明においては、撮影レンズは、接眼レンズにより行われる視度調整と連動し、該撮影レンズを構成する一部のレンズ又はレンズ全体を、撮影レンズの光軸方向に移動させることによって、撮影レンズの焦点調節を行うことが望ましい。このような構成により、例えば、後述の第１実施例，第２実施例，第４実施例及び第５実施例のように、接眼レンズの第２レンズ群を接眼レンズの光軸方向に移動させて視度調整を行う場合に、光路分割手段が視度調整レンズ（第２レンズ群）の後方に配置されると、縮小光学系に向かう光路長が変化して、固体撮像素子等上でのピント位置が変化してしまうという問題があった。しかしながら、上記構成のように、接眼レンズによる視度調整と連動し、撮影レンズを構成する一部のレンズ又はレンズ全体を該撮影レンズの光軸方向に移動させて焦点調節を行うことにより、この問題を回避することができる。

また、本発明においては、撮影レンズは、接眼レンズにより行われる視度調整と連動し、撮像素子を撮影レンズの光軸方向に移動させることによって、撮影レンズの焦点調節を行うことが望ましい。このような構成により、例えば、後述の第１実施例，第２実施例，第４実施例及び第５実施例のように、接眼レンズの第２レンズ群を接眼レンズの光軸方向に移動させて視度調整を行う場合に、光路分割手段が視度調整レンズ（第２レンズ群）の後方に配置されると、縮小光学系に向かう光路長が変化して、固体撮像素子等上でのピント位置が変化してしまうという問題があった。しかしながら、上記構成のように、接眼レンズによる視度調整と連動させて、固体撮像素子等を撮影レンズの光軸方向に移動させて焦点調整を行うことにより、この問題を回避することができる。

さらに、本発明においては、画面視野の光線の影響を受けることなく、ファインダ光学系内で発生する乱反射やゴースト等を軽減するために、光路分割手段（光学プリズム）の入射面及び射出面を、接眼レンズ光軸に対して垂直ではなく、数度傾けることが望ましい。これは、ファインダ光学系内に平面が存在すると、接眼レンズのアイポイント側より強い光源に照らされたときなどに、光路分割手段の入射面が反射して、ゴーストとなってしまうおそれがあるからである。

なお、本発明においては、以下の各実施例でレンズ系が複数のレンズ群から構成されているが、各レンズ群の間に他のレンズ群を付加したり、或いはレンズ系の像側または物体（被写体）側に隣接させて他のレンズ群を付加することも可能である。

本発明の光学機器、例えば一眼レフカメラ等においては、上記構成のファインダ光学系を搭載することが望ましい。このような構成により、光学機器は、優れた光学性能を確保することができる。

以下に図面を参照して本発明の各実施例について説明する。

（第１実施例）
図１は、本発明の第１実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図１に示すように、観察光学系１と、縮小光学系２とを有している。観察光学系１は、物体側から順に、対物レンズ１１、ミラー１２、撮影用の撮像素子１３、焦点板１４、コンデンサレンズ１５、ペンタプリズム（正立光学系）１６、及び、接眼レンズ１７が配置されている。

なお、撮影用の撮像素子１３と焦点板１４とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー１２は、観察光学系１の光軸に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光を反射して焦点板１３に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、撮影用の撮像素子１３に結像するようになっている。

接眼レンズ１７は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、両凸形状の正レンズからなる第２レンズ群Ｌ２と、負メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｌ３とから構成されている。なお、本実施例では、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。

また、接眼レンズ１７の内部、具体的には第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間には、後述の縮小光学系２を構成する光学プリズム（光路分割手段）２１が配置されている。光学プリズム２１は、観察光学系１から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を有しており、ハーフミラー膜ＨＭにおいて透過した光は接眼レンズ１７（を構成する第３レンズ群Ｌ３）へと導き、反射した光は縮小光学系２へと導く。

このような構成の観察光学系１では、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、ミラー１２で反射され焦点板１４方向に反射され、焦点板１４上に被写体像が結像される。そして、焦点板１４上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ１５及びペンタプリズム１６を介して接眼レンズ１７を構成する第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２へ順に入射した後に、光学プリズム２１へ入射する。そして、光学プリズム２１に入射した光のうち、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を透過した光は、接眼レンズ１７を構成する第３レンズ群Ｌ３から射出され、アイポイントＥＰに導かれ、このアイポイントＥＰにて観察者は被写体（不図示）の実像を観察できるようになっている。なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、ミラー１２がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子１３上に結像されるようになっている。

図２は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系２の概略構成図である。縮小光学系２は、物体側から順に、光学プリズム２１、撮影レンズ２２、フィルター群２３（例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等）、固体撮像素子等２４（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が配置されている。

なお、光学プリズム２１は、観察光学系１に対する入射面２１ａ及び射出面２１ｂが平面からなっている。また、光学プリズム２１は、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）が密閉されており、接眼レンズ１７の光軸とのなす角θｐが６６°に配置され、焦点板１４からの光束を面２１ａで全反射するようになっている。

また、撮影レンズ２２は、本実施例においては、２枚のレンズで構成されている。但し、これに限定されず、１枚であっても、３枚以上であってもよい。

このような構成の縮小光学系２では、焦点板１４に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム２１の面２１ａから入射し、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）にて反射して観察光学系１の光軸から分割された光は、該プリズム２１の面２１ａで全反射した後に、面２１ｃから射出し、撮影レンズ２２に入射する。そして、撮影レンズ２２に入射した光は収束し、フィルター群２３を介して、固体撮像素子等２４の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。

以下の表１に、本実施例に係る条件式対応値を示す。

（表１）
θｐ＝６６°
ｎｄｐ＝１．５６３８４
ＰＬ＝７．００
ＴＬ＝２２．３０
（条件対応式）
（１）θｐ＝６６°
（２）ｎｄｐ＝１．５６３８４
（３）ＰＬ／ＴＬ＝０．３１

以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体（不図示）からの光を接眼レンズ１７を介して観察する観察光学系１と、所定焦点板（結像面）１３上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系２とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。

（第２実施例）
図３は、本発明の第２実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図３に示すように、観察光学系１と、縮小光学系２とを有している。観察光学系１は、物体側から順に、対物レンズ１１、ミラー１２、撮影用の撮像素子１３、焦点板１４、コンデンサレンズ１５、ペンタプリズム（正立光学系）１６、及び、接眼レンズ１７が配置されている。但し、図３においては、対物レンズ１１、ミラー１２及び撮影用の撮像素子１３は、第１実施例と同様の配置であるため、省略している。

なお、撮影用の撮像素子１３と焦点板１４とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー１２は、観察光学系１の光軸に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光を反射して焦点板１３に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、撮影用の撮像素子１３に結像するようになっている。

接眼レンズ１７は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、両凸形状の正レンズからなる第２レンズ群Ｌ２と、負メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｌ３とから構成されている。なお、本実施例では、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。

また、接眼レンズ１７の内部、具体的には第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間には、後述の縮小光学系２を構成する光学プリズム（光路分割手段）２１が配置されている。光学プリズム２１は、観察光学系１から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を有しており、ハーフミラー膜ＨＭにおいて透過した光は接眼レンズ１７（を構成する第３レンズ群Ｌ３）へと導き、反射した光は縮小光学系２へと導く。

このような構成の観察光学系１では、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、ミラー１２で反射され焦点板１４方向に反射され、焦点板１４上に被写体像が結像される。そして、焦点板１４上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ１５及びペンタプリズム１６を介して接眼レンズ１７を構成する第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２へ順に入射した後に、光学プリズム２１へ入射する。そして、光学プリズム２１に入射した光のうち、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を透過した光は、接眼レンズ１７を構成する第３レンズ群Ｌ３から射出され、アイポイントＥＰに導かれ、このアイポイントＥＰにて観察者は被写体（不図示）の実像を観察できるようになっている。なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、ミラー１２がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子１３上に結像されるようになっている。

図４は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系２の概略構成図である。縮小光学系２は、物体側から順に、光学プリズム２１、撮影レンズ２２、フィルター群２３（例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等）、固体撮像素子等２４（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が配置されている。

なお、光学プリズム２１は、観察光学系１に対する入射面２１ａ及び射出面２１ｂが平面からなっている。また、光学プリズム２１は、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）が密閉されており、接眼レンズ１７の光軸とのなす角θｐが６５°に配置され、焦点板１４からの光束を面２１ａで全反射するようになっている。
ている。

また、撮影レンズ２２は、本実施例においては、２枚のレンズで構成されている。但し、これに限定されず、１枚であっても、３枚以上であってもよい。

このような構成の縮小光学系２では、焦点板１４に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム２１の面２１ａから入射し、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）にて反射して観察光学系１の光軸から分割された光は、該プリズム２１の面２１ａで全反射した後に、面２１ｃから射出し、撮影レンズ２２に入射する。そして、撮影レンズ２２に入射した光は収束し、フィルター群２３を介して、固体撮像素子等２４の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。

以下の表２に、本実施例に係る条件式対応値を示す。

（表２）
θｐ＝６５°
ｎｄｐ＝１．５８９１３
ＰＬ＝７．８０
ＴＬ＝２３．８０
（条件対応式）
（１）θｐ＝６５°
（２）ｎｄｐ＝１．５８９１３
（３）ＰＬ／ＴＬ＝０．３３

以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体（不図示）からの光を接眼レンズ１７を介して観察する観察光学系１と、所定焦点板（結像面）１３上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系２とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。

（第３実施例）
図５は、本発明の第３実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図５に示すように、観察光学系１と、縮小光学系２とを有している。観察光学系１は、物体側から順に、対物レンズ１１、ミラー１２、撮影用の撮像素子１３、焦点板１４、コンデンサレンズ１５、ペンタプリズム（正立光学系）１６、及び、接眼レンズ１７が配置されている。但し、図５においては、対物レンズ１１、ミラー１２及び撮影用の撮像素子１３は、第１実施例と同様の配置であるため、省略している。

なお、撮影用の撮像素子１３と焦点板１４とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー１２は、観察光学系１の光軸に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光を反射して焦点板１３に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、撮影用の撮像素子１３に結像するようになっている。

接眼レンズ１７は、物体側から順に、両凹形状の負レンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、両凸形状の正レンズからなる第２レンズ群Ｌ２と、両凹形状の負レンズからなる第３レンズ群Ｌ３とから構成されている。なお、本実施例では、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。

また、接眼レンズ１７の内部、具体的には第１レンズ群Ｌ１と第２レンズ群Ｌ２との間には、後述の縮小光学系２を構成する光学プリズム（光路分割手段）２１が配置されている。光学プリズム２１は、観察光学系１から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を有しており、ハーフミラー膜ＨＭにおいて透過した光は接眼レンズ１７（を構成する第２レンズ群Ｌ２）へと導き、反射した光は縮小光学系２へと導く。

このような構成の観察光学系１では、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、ミラー１２で反射され焦点板１４方向に反射され、焦点板１４上に被写体像が結像される。そして、焦点板１４上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ１５及びペンタプリズム１６を介して接眼レンズ１７を構成する第１レンズ群Ｌ１に入射した後に、光学プリズム２１へ入射する。そして、光学プリズム２１に入射した光のうち、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を透過した光は、接眼レンズ１７を構成する第２レンズ群Ｌ２を通って第３レンズ群Ｌ３から射出され、アイポイントＥＰに導かれ、このアイポイントＥＰにて観察者は被写体（不図示）の実像を観察できるようになっている。なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、ミラー１２がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子１３上に結像されるようになっている。

図６は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系２の概略構成図である。縮小光学系２は、物体側から順に、光学プリズム２１、撮影レンズ２２、フィルター群２３（例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等）、固体撮像素子等２４（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が配置されている。

なお、光学プリズム２１は、観察光学系１に対する入射面２１ａ及び射出面２１ｂが平面からなっている。また、光学プリズム２１は、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）が密閉されており、接眼レンズ１７の光軸とのなす角θｐが６５°に配置され、焦点板１４からの光束を面２１ａで全反射するようになっている。

また、撮影レンズ２２は、本実施例においては、１枚のレンズで構成されている。但し、これに限定されず、２枚以上であってもよい。

このような構成の縮小光学系２では、焦点板１４に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム２１の面２１ａから入射し、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）にて反射して観察光学系１の光軸から分割された光は、該プリズム２１の面２１ａで全反射した後に、面２１ｃから射出し、撮影レンズ２２に入射する。そして、撮影レンズ２２に入射した光は収束し、フィルター群２３を介して、固体撮像素子等２４の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。

以下の表３に、本実施例に係る条件式対応値を示す。

（表３）
θｐ＝６５°
ｎｄｐ＝１．５８９１３
ＰＬ＝８．２０
ＴＬ＝２７．９０
（条件対応式）
（１）θｐ＝６５°
（２）ｎｄｐ＝１．５８９１３
（３）ＰＬ／ＴＬ＝０．２９

以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体（不図示）からの光を接眼レンズ１７を介して観察する観察光学系１と、所定焦点板（結像面）１３上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系２とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。

（第４実施例）
図７は、本発明の第４実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図７に示すように、観察光学系１と、縮小光学系２とを有している。観察光学系１は、物体側から順に、対物レンズ１１、ミラー１２、撮影用の撮像素子１３、焦点板１４、コンデンサレンズ１５、ペンタプリズム（正立光学系）１６、及び、接眼レンズ１７が配置されている。但し、図７においては、対物レンズ１１、ミラー１２及び撮影用の撮像素子１３は、第１実施例と同様の配置であるため、省略している。

なお、撮影用の撮像素子１３と焦点板１４とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー１２は、観察光学系１の光軸に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光を反射して焦点板１３に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、撮影用の撮像素子１３に結像するようになっている。

接眼レンズ１７は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、両凸形状の正レンズからなる第２レンズ群Ｌ２と、負メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｌ３とから構成されている。なお、本実施例では、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。

また、接眼レンズ１７の内部、具体的には第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間には、後述の縮小光学系２を構成する光学プリズム（光路分割手段）２１が配置されている。光学プリズム２１は、観察光学系１から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を有しており、ハーフミラー膜ＨＭにおいて透過した光は接眼レンズ１７（を構成する第３レンズ群Ｌ３）へと導き、反射した光は縮小光学系２へと導く。

このような構成の観察光学系１では、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、ミラー１２で反射され焦点板１４方向に反射され、焦点板１４上に被写体像が結像される。そして、焦点板１４上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ１５及びペンタプリズム１６を介して接眼レンズ１７を構成する第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２へ順に入射した後に、光学プリズム２１へ入射する。そして、光学プリズム２１に入射した光のうち、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を透過した光は、接眼レンズ１７を構成する第３レンズ群Ｌ３から射出され、アイポイントＥＰに導かれ、このアイポイントＥＰにて観察者は被写体（不図示）の実像を観察できるようになっている。なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、ミラー１２がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子１３上に結像されるようになっている。

図８は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系２の概略構成図である。縮小光学系２は、物体側から順に、光学プリズム２１、撮影レンズ２２、フィルター群２３（例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等）、固体撮像素子等２４（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が配置されている。

なお、光学プリズム２１は、観察光学系１に対する入射面２１ａ及び射出面２１ｂが平面からなっている。また、光学プリズム２１は、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）が密閉されており、接眼レンズ１７の光軸とのなす角θｐが６３°に配置され、焦点板１４からの光束を面２１ａで全反射するようになっている。

また、撮影レンズ２２は、本実施例においては、１枚のレンズで構成されている。但し、これに限定されず、２枚以上であってもよい。

このような構成の縮小光学系２では、焦点板１４に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム２１の面２１ａから入射し、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）にて反射して観察光学系１の光軸から分割された光は、該プリズム２１の面２１ａで全反射した後に、面２１ｃから射出し、撮影レンズ２２に入射する。そして、撮影レンズ２２に入射した光は収束し、フィルター群２３を介して、固体撮像素子等２４の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。

以下の表４に、本実施例に係る条件式対応値を示す。

（表４）
θｐ＝６３°
ｎｄｐ＝１．５８９１３
ＰＬ＝８．５０
ＴＬ＝２４．１０
（条件対応式）
（１）θｐ＝６３°
（２）ｎｄｐ＝１．５８９１３
（３）ＰＬ／ＴＬ＝０．３５

以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体（不図示）からの光を接眼レンズ１７を介して観察する観察光学系１と、所定焦点板（結像面）１３上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系２とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。

（第５実施例）
図９は、本発明の第５実施例に係るファインダ光学系を備えた、一眼レフカメラの概略構成図である。本実施例におけるファインダ光学系は、図９に示すように、観察光学系１と、縮小光学系２とを有している。観察光学系１は、物体側から順に、対物レンズ１１、ミラー１２、撮影用の撮像素子１３、焦点板１４、コンデンサレンズ１５、ペンタプリズム（正立光学系）１６、及び、接眼レンズ１７が配置されている。但し、図９においては、対物レンズ１１、ミラー１２及び撮影用の撮像素子１３は、第１実施例と同様の配置であるため、省略している。

なお、撮影用の撮像素子１３と焦点板１４とは、光学的に共役な位置に配設されている。また、ミラー１２は、観察光学系１の光軸に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光を反射して焦点板１３に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、撮影用の撮像素子１３に結像するようになっている。

接眼レンズ１７は、物体側から順に、負メニスカスレンズからなる第１レンズ群Ｌ１と、両凸形状の正レンズからなる第２レンズ群Ｌ２と、負メニスカスレンズからなる第３レンズ群Ｌ３とから構成されている。なお、本実施例では、第２レンズ群Ｌ２を光軸方向に移動させ、視度調整を行っている。

また、接眼レンズ１７の内部、具体的には第２レンズ群Ｌ２と第３レンズ群Ｌ３との間には、後述の縮小光学系２を構成する光学プリズム（光路分割手段）２１が配置されている。光学プリズム２１は、観察光学系１から入射する光束を透過及び反射するハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を有しており、ハーフミラー膜ＨＭにおいて透過した光は接眼レンズ１７（を構成する第３レンズ群Ｌ３）へと導き、反射した光は縮小光学系２へと導く。

このような構成の観察光学系１では、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、ミラー１２で反射され焦点板１４方向に反射され、焦点板１４上に被写体像が結像される。そして、焦点板１４上の被写体像からの光束は、コンデンサレンズ１５及びペンタプリズム１６を介して接眼レンズ１７を構成する第１レンズ群Ｌ１及び第２レンズ群Ｌ２へ順に入射した後に、光学プリズム２１へ入射する。そして、光学プリズム２１に入射した光のうち、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）を透過した光は、接眼レンズ１７を構成する第３レンズ群Ｌ３から射出され、アイポイントＥＰに導かれ、このアイポイントＥＰにて観察者は被写体（不図示）の実像を観察できるようになっている。なお、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体（不図示）からの光は、ミラー１２がミラーアップ状態となり、撮影用の撮像素子１３上に結像されるようになっている。

図１０は、上記ファインダ光学系に含まれる縮小光学系２の概略構成図である。縮小光学系２は、物体側から順に、光学プリズム２１、撮影レンズ２２、フィルター群２３（例えば、ローパスフィルターや赤外カットフィルタ等）、固体撮像素子等２４（例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳ等）が配置されている。

なお、光学プリズム２１は、観察光学系１に対する入射面２１ａ及び射出面２１ｂが平面からなっている。また、光学プリズム２１は、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）が密閉されており、接眼レンズ１７の光軸とのなす角θｐが６５°に配置され、焦点板１４からの光束を面２１ａ及び面２１ｂで全反射するようになっている。

また、撮影レンズ２２は、本実施例においては、２枚のレンズで構成されている。但し、これに限定されず、１枚であっても、３枚以上であってもよい。

このような構成の縮小光学系２では、焦点板１４に形成される被写体像からの光束は、光学プリズム２１の面２１ａから入射し、ハーフミラー膜ＨＭ（光分割面）にて反射して観察光学系１の光軸から分割された光は、該プリズム２１の面２１ａで全反射した後に、さらに面２１ｂで全反射する。この面２１ｂで全反射された光束は、面２１ｃから射出し、撮影レンズ２２に入射する。そして、撮影レンズ２２に入射した光は収束し、フィルター群２３を介して、固体撮像素子等２４の撮像面上に結像し、電子画像としての情報を得ることができるようになっている。

以下の表５に、本実施例に係る条件式対応値を示す。

（表５）
θｐ＝６５°
ｎｄｐ＝１．５８９１３
ＰＬ＝７．８０
ＴＬ＝２３．８０
（条件対応式）
（１）θｐ＝６５°
（２）ｎｄｐ＝１．５８９１３
（３）ＰＬ／ＴＬ＝０．３３

以上のような、本実施例に係るファインダ光学系においては、被写体（不図示）からの光を接眼レンズ１７を介して観察する観察光学系１と、所定焦点板（結像面）１３上の実像を電子画像に変換するための縮小光学系２とを有し、小型且つ簡素な構成で、高い性能を実現することができた。

なお、本発明は上記実施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あれば適宜改良可能である。

本発明の第１実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第１実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。 本発明の第２実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第２実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。 本発明の第３実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第３実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。 本発明の第４実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第４実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。 本発明の第５実施例に係る縮小光学系を備えた一眼レフカメラのファインダ光学系の概略構成図である。 上記第５実施例に係る縮小光学系の概略構成図である。

符号の説明

１ 観察光学系 １１ 対物レンズ １２ ミラー
１３ 撮影用の撮像素子 １４ 焦点板 １５ コンデンサレンズ
１６ ペンタプリズム（正立光学系） １７ 接眼レンズ
２ 縮小光学系 ２１ 光学プリズム（光路分割手段） ２２ 撮影レンズ
２３ フィルター群 ２４ 固体撮像素子等（撮像素子）
ＨＭ ハーフミラー膜（光分割面） ＥＰ アイポイント

Claims (11)

1. 対物レンズによって所定結像面上に結像された被写体像を、正立光学系によって正立像とし、この正立像を接眼レンズを介して観察する観察光学系と、
   前記観察光学系の光軸より光路を分割し、前記所定結像面上に結像された被写体像を電子画像として取り込む縮小光学系とを有し、
   前記縮小光学系は、前記観察光学系の光軸より光路を分割する光路分割手段と、前記光路分割手段により分割された前記観察光学系からの光を受光して前記被写体像を結像する撮影レンズと、前記撮影レンズにより結像された被写体像を電子画像に変換する撮像素子とからなり、
   前記光路分割手段は、前記接眼レンズの内部に配置されていることを特徴とするファインダ光学系。
2. 前記光路分割手段は、前記観察光学系に対する入射面及び射出面が平面からなる光学プリズムであることを特徴とする請求項１に記載のファインダ光学系。
3. 前記光路分割手段は、前記観察光学系から入射する光束を、透過及び反射する光分割面を有し、
   前記光分割面で反射された光束は、該光路分割手段内で少なくとも１回全反射されることを特徴とする請求項１又は２に記載のファインダ光学系。
4. 前記光学プリズムの前記観察光学系の光軸方向の中心厚をＰＬとし、前記正立光学系の射出面から前記接眼レンズの最もアイポイント側のレンズまでの全長をＴＬとしたとき、次式
   ０．１０ ＜ ＰＬ／ＴＬ ＜０．７５
   を満足することを特徴とする請求項２又は３に記載のファインダ光学系。
5. 前記光学プリズムの光分割面と前記観察光学系の光軸とがなす角をθｐとしたとき、次式
   ５０° ＜ θｐ ＜ ７０°
   を満足することを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載のファインダ光学系。
6. 前記光学プリズムのｄ線に対する屈折率をｎｄｐとしたとき、次式
   １．５５ ＜ ｎｄｐ
   を満足することを特徴とする請求項２〜５のいずれかに記載のファインダ光学系。
7. 前記接眼レンズは、物体側から順に、負の屈折力を有する第１レンズ群と、正の屈折力を有する第２レンズ群とからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のファインダ光学系。
8. 前記接眼レンズは、該接眼レンズを構成する一部のレンズ群又は複数のレンズ群を、前記接眼レンズの光軸方向に移動させることによって、視度調整を行うことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のファインダ光学系。
9. 前記撮影レンズは、前記接眼レンズにより行われる視度調整と連動し、該撮影レンズを構成する一部のレンズ又はレンズ全体を、前記撮影レンズの光軸方向に移動させることによって、前記撮影レンズの焦点調節を行うことを特徴とする請求項８に記載のファインダ光学系。
10. 前記撮影レンズは、前記接眼レンズにより行われる視度調整と連動し、前記撮像素子を前記撮影レンズの光軸方向に移動させることによって、前記撮影レンズの焦点調節を行うことを特徴とする請求項８に記載のファインダ光学系。
11. 請求項１〜１０のいずれかに記載のファインダ光学系を搭載することを特徴とする光学機器。

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