JP5020647B2 - フォーカシングスクリーンおよびフォーカシングスクリーンの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カメラのファインダーの結像位置に配されるフォーカシングスクリーン等の光学部品に関する。

一眼レフカメラのファインダーは、撮影レンズによってカメラ内に取り込まれた画像がミラーを介し光学部品、例えばフォーカシングスクリーンのマット面に結像された画像を観察している。その際マット面に刻印されている測距範囲や測光範囲等の指標である刻線を同時に観察している。

マット面に刻印されている刻線形状は例えば特許文献１に示されている方眼形状や目盛り線の形状や、カメラカタログに載っている小判形状と丸形状の組合せなど多くの種類がある。図２に方眼形状の刻印がされた一般的なフォーカシングスクリーンの一例、図３に小判形状と丸形状を組合せた刻印がされた一般的なフォーカシングスクリーンの一例を示す。それぞれの図中の符号１は光学部品のピント板のマット面を指し、符号２は指標を示す。撮影レンズによって形成されたピント板のマット面上の物体像と共に測光範囲やセンター範囲等を示す指標２を同時にファインダー系を介してファインダーより観察できるようになっている。指標は屋根型形状や円錐形状の集合体であり、レンズ側から来る光をまげて観察者の目にとどかないようにしている。このことにより観察者は指標を黒い線として認識できる。

射出成形や圧縮成形でこの刻線の加工を行う場合、金型の刻線形状は成形品と反転したＶ溝形状となる。金型への加工方法としては特許文献２に示されるようなダイヤモンドの四角錐の工具を製作し、その工具を高速回転して連続で切削加工を行うことによりＶ溝形状を得る。またその工具を高速回転して断続で切削加工を行うことにより連続した円錐形状を得られる。その他の加工方法としてはダイヤバイトの刃先の形状を刻線形状と同等にして押し付けて加工する方法や、ダイヤバイトをそろばん玉形状に加工しローラー方式で押し付け加工する方法などが知られている。
特開平０８−０５４６６６ 特開２００１−１６２４２９ 特開２００２−１１３７２１

従来使用されてきたマット面は凹凸形状がランダムであり、規則性が少なかった。近年ファインダーの明るさを向上するため、特許文献３に示されている、マイクロレンズをマット面に使用したフォーカシングスクリーンが実用化されている。従来の加工法で直接屋根型形状や連続した円錐形状を形成した場合に得られる刻線形状は、刻線上に凹凸形状の一部が重なりあっていた。特に微細な凹凸形状であるマイクロレンズをマット面に使用した場合の、従来の加工方法で得られる多くの刻線形状は、図４で示される形状である。

図４は図２、図３に示したＡ部の拡大図であり、（ａ）が拡大斜視図、（ｂ）が拡大平面図、（ｃ）がＢ−Ｂ´の断面を横から見た断面図である。従来のマイクロレンズを使用しないマットの形状は規則性もなく凹凸の高さも２μｍ以下と小さいため、凹凸形状が重なることによる刻線への影響が少なかった。しかし、マイクロレンズを使用したフォーカシングスクリーンのマット形状は、マイクロレンズの集まりで規則性があり、凹凸の高さも４μｍ以上と大きいため、図４（ｂ）に示すようにマットのマイクロレンズと刻線部の一部分の重なりが、規則正しく形成されてしまう。図４（ｂ）に示すグレー部３は重なり合っている部分である。重なり合っている部分はマイクロレンズの形状として残る為、マイクロレンズの性質をもつ。本来マイクロレンズが、刻線部に重なり合わなければ、光は符号４の矢印方向に曲がり観察者の目にとどくことは無い。

しかし現実には図４（ｃ）で示すように、符号６で示すマイクロレンズが、符号９で示す刻線部に重なり合っている。この重なり合う部分は、マイクロレンズの性質を持つ為、光は曲がらず符号５の矢印方向に進み観察者の目にとどいてしまう。このため刻線の太さがまばらになり、さらに左右差が発生するため均一に見えないという問題が発生している。

マイクロレンズは規則性があり、凹凸の高さも４μｍ以上と大きいため顕著であるが、上記の問題は、マイクロレンズに限る問題ではなく、刻線部に対して凹凸形状が重なり合う場合に発生する問題である。

この問題を解決できる刻線形状として例えば、図５に示す刻線形状が考えられる。尚、図５は、図４と同様に、図２、図３に示したフォーカシングスクリーンのＡ部の拡大図であり、（ａ）が拡大斜視図、（ｂ）が拡大平面図、（ｃ）がＢ−Ｂ´の断面を横から見た断面図である。

図５に示す刻線形状はマットの形状に左右されることなく、独立した形状である。このような刻線の加工法としては、マットの形状の加工を完了しているマット駒に刻線加工を行う方法が挙げられる。以下、図１３を用いて、図５に示すフォーカシングスクリーンの作製過程を説明する。図１３（ａ）は、マット駒作製に使用する電鋳マスター１３の概略断面図である。このような電鋳マスターの作製法は、例えば特許文献３に記載されている。まず、作製された電鋳マスター１３の刻線に該当する部分にあらかじめエンドミドルで平面加工を行う。図１３（ｂ）に平面加工を施した電鋳マスター１３を示す。次に、図１３（ｃ）に示すように、平面加工を施した電鋳マスター１３からマット駒１２を作製する。図１３（ｄ）は得られたマット駒１２を示す。得られたマット駒１２に、屋根型形状または円錐形状の集合体の切削加工を行う。切削個所は、刻線部に対応する。図１３（ｅ）に切削加工したマット駒１２を示す。その後切削加工を行ったマット駒１２を用い、図１３（ｇ）に示すように、図５で説明した凸型マイクロレンズ６を備えたフォーカシングスクリーンを成形する。尚、特許文献３の段落番号（００６８）にマット駒を用いた凸型マイクロレンズ６の製造法が示されている。

しかし、電鋳加工においては、マット面の外観が安定しない為、通常は電鋳マスターを駒よりも大きめに製作し電鋳を行った後に、マット面の外観のよい部分のみを選らんで駒を切り出し、外形加工を行う必要がある。そのため、電鋳マスター１３に図１３（ｂ）のように事前に刻線部の為の平面加工を行うと、電鋳後に良品部分の選択ができない為、電鋳の歩留まりが極端に悪くなってしまう。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、刻線幅の変化や左右差を解決し、指標の観察品を向上させることが出来、また歩留まりを悪化させることなく刻線加工を施した光学部品を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明のフォーカシングスクリーンは、表面に多数のマイクロレンズが形成されたフォーカシングスクリーンにおいて、前記表面には前記マイクロレンズとマイクロレンズとの間に前記表面に対し垂直となる境界面を有する前記マイクロレンズの高さよりも高い土台部が形成され、前記土台部には、屋根型形状、または、円錐形状を重ね合わせ連続させた形状からなる刻線部が形成されていることを特徴とする。

本発明でいう光学機能形状とは、屈折・回折等の光学機能を果たす凹凸形状を指し、例えばマイクロレンズがあげられる。また、微細とは、例えば１００μｍ以下のピッチで光学機能形状が配されていることを指す。従来の刻線形成部は刻線部だけから成るのに対し、本願の刻線形成部は、土台部と土台部上に形成された刻線部からなる。光学機能形状に隣接し光学面に対して垂直方向の境界面を有する土台部により、本願の刻線部は前記光学機能形状の高さよりも高い位置で、形成されている。

本発明によれば、刻線形成部に土台部を設けて、該土台部に微細光学機能形状と隣接し光学面に対して垂直である境界面を形成するので、凹凸形状と刻線部の重なりを防止でき、凹凸形状に関わらず、良好な指標の観察が可能と成る。よって、表面に微細光学機能形状を形成した光学面上に刻線が形成されている光学部品において、刻線幅の変化や左右差を解決し、指標の観察品質を向上させた光学部品の提供が可能になる。

以下に本発明の実施形態例を図面に基づいて説明する。

（実施形態１）
本実施形態の刻線形態は、図２、３に示す一般的な光学部品の刻線形態と同様である。本実施形態の光学部品、例えばフォーカシングスクリーンは、例えばサイズ約３０ｍｍ×２０ｍｍのピント板で、且つマイクロレンズが半径２０〜４０μｍで規則性高くピント板のマット面上に配列されているものを使用することが可能である。尚、以下に示す図１、図６〜図８は、図２、３で示したＡ部の拡大図であり（ａ）が拡大斜視図、（ｂ）が拡大平面図、（ｃ）がＢ−Ｂ´の断面を横から見た断面図である。

図１の形状は刻線形成部に符号７に示す土台部と、符号９で示す屋根形状の刻線部を併せ持つ形状であり、符号８で示す土台部の境界面の高さはマイクロレンズ個々の球面の高さよりも高い。従来の刻線形状は、刻線部だけで形成されていたが、本形状では、土台部と刻線部から成る刻線形成部により形成されている。刻線部が、マイクロレンズと重ならない為、光は符号４の矢印方向に曲がり観察者の目にとどくことは無い。

この形状の加工を行うには、図１２に示す４軸以上の加工軸を持った高精度加工機に、図９に示す四角錐部と垂直部を合わせもつダイヤバイトを回転軸に取付け高速で回転させ、その反対方向の加工機のマット駒取付け部１１に加工するマット駒１２を取付け加工機の各軸を操作し刻線加工を行う。図１２中の符号１０は回転軸を示す。

以下、図１４を用いて、本実施形態の光学部品の作製過程を説明する。図１４（ａ）に使用する電鋳マスター１３の概略断面図を示す。図１３（ｂ）と異なり、電鋳マスター１３に平坦加工することなく、図１４（ｂ）に示すように、電鋳マスター１３からマット駒１２を作製する。その後、図１４（ｃ）に示すマット駒１２に、前記高精度加工機により切削加工を行い、図１４（ｄ）に示すマット駒１２の形状を得る。この際、図９の四角錐部と垂直部をもつダイヤバイトにより、マット駒に対する刻線形成部の刻線部と土台部に対応する切削を同時に可能としている。その後、図１４（ｅ）に示すように、切削加工を行ったマット駒１２を用い、図１４（ｆ）に示すように、図１で説明した凸型マイクロレンズ６を備えたフォーカシングスクリーンを成形する。

作製したフォーカシングスクリーンの形状は図１４（ｆ）に示すように、マイクロレンズとマイクロレンズの間に、土台部７と刻線部９からなる刻線形成部を形成する。土台部７上に刻線部９を形成する為、刻線部はマイクロレンズ６の凹凸形状の高さよりも、高い位置に形成することが可能である。結果、歩留まりを悪化することなくマイクロレンズ６と指標の刻線が干渉しない形状を得る。尚、図１４に示す形状では、刻線形成部と同じ形状の押し込み加工用バイトを形成しマット駒に押し込み加工を行うことも可能である。

（実施形態２）
実施形態２において、フォーカシングスクリーンの凹凸形状の基本構成は実施形態１と同様であるが、その刻線形状が実施形態１と相異するものである。実施形態２の刻線形状を図６に示す。図６の形状は刻線形成部に符号７で示す土台部と、符号９で示す屋根形状の刻線部を併せ持つ形状であり、土台部の境界面はマイクロレンズ６個々の球面の高さよりも高く、刻線部の底幅Ｌ１は土台部の幅Ｌ２に対して短い。この形状でも刻線部が、マイクロレンズ６と重ならない為、光は符号４の矢印方向に曲がり観察者の目にとどくことは無い。

この形状の加工を行うには、図１２に示す４軸以上の加工軸を持った高精度加工機に、図１１に示すエンドミル用ダイヤバイトを回転軸に取付け高速で回転させ、その反対方向の加工機のマット駒取付け部に加工するマット駒を取付け、加工機の各軸を操作し刻線形成部の土台部に該当する切削を行っている。その後、図１０に示す四角錐のダイヤバイトにバイトを交換し高速で回転させ、加工機の各軸を操作し土台部に該当する切削個所にさらに切削を行い、刻線部に該当する切削を行う。

図１の形状と同様にマイクロレンズとマイクロレンズの間に、土台部と刻線部からなる刻線形成部を形成する。土台部上に刻線部を形成する為、刻線部とマイクロレンズの重なりを防止することが可能である。結果、歩留まりを悪化することなくマイクロレンズと指標の刻線が干渉しない形状を得ることが可能である。

（実施形態３）
実施形態３において、フォーカシングスクリーンの凹凸形状の基本構成は実地形態１と同様であるが、その刻線形状が実施形態１と相異するものである。図７に実施形態３の刻線形状の一例を示し、図８に実施形態３の刻線形状の別例について示す。図７の刻線形状は、土台部７上に刻線部９を形成し、刻線部９は、符号１４で示す円錐形状を重ね合わせ連続させた形状である。図８の刻線形状は、図７と同様に土台部７上に、符号１４で示す円錐形状を重ね合わせ連続させた形状をもつ刻線部９を有し、刻線部の底幅Ｌ１は土台部の幅Ｌ２に対して短い。

どちらの刻線形状でも本発明の刻線の性能は得られ、刻線部が、マイクロレンズ６と重ならない為、光は符号４の矢印方向に曲がり観察者の目にとどくことは無い。

さらに、実施形態３においては、先に説明した実施形態の屋根形状とは異なり、線の中心部が曲線形状となる。そのため、図７（ｂ）及び図８（ｂ）の拡大平面図に示すように、刻線の中心線は連続した点で構成される。成形時の樹脂の充填性が若干悪い場合において、屋根型形状では、レンズ側からの光が観察者にとどき白く透ける、線状の中心抜けが発生しまう恐れがある。しかし本実施形態では、刻線中心部が、連続した点なので、白く透けた光は点であり、観察者が認識することが少ないため、品位が向上する。欠点として線の太さが規則的に変化することが挙げられるが、円錐と円錐のピッチを縮めることにより観察者が認識することを少なくすることが可能である。また規則性があり、左右差がないため違和感が生じにくい。

本発明刻線の第一の実施形態である刻線の拡大図 一般的な光学部品の一実施形態であるピント板の一例を示す概略図 一般的な光学部品の一実施形態であるピント板の別例を示す概略図 従来の刻線の形態を示す刻線の拡大図 刻線の別形態として考えられる刻線の拡大図 本発明刻線の第二の実施形態である刻線の拡大図 本発明刻線の第三の実施形態である刻線の一例を示す拡大図 本発明刻線の第三の実施形態である刻線の別例を示す拡大図 バイトの一例を示した図（刻線と垂直面同時加工用） バイトの一例を示した図（刻線加工用） バイトの一例を示した図（垂直面と平面同時加工用） 金型を加工するための加工装置の一例を示した概略図 図５で示す刻線形状を作製する過程を示す概略図 図１で示す刻線形状を作製する過程を示す概略図

符号の説明

１ 光学部品のピント板のマット面
２ 指標
３ 光の透過部
４ 観察者にとどかない光の方向を示す矢印
５ 観察者にとどく光の方向を示す矢印
６ マイクロレンズ
７ 土台部
８ 土台部の境界面
９ 刻線部
１０ 回転軸
１１ 加工機のマット駒取付け部
１２ マット駒
１３ 電鋳マスター
Ｌ１ 刻線部の低幅
Ｌ２ 土台部の幅
１４ 円錐形状

Claims (3)

1. 表面に球面によるマイクロレンズが多数形成されたフォーカシングスクリーンにおいて、前記表面には前記マイクロレンズとマイクロレンズとの間に前記表面に対し垂直となる境界面を有する前記マイクロレンズの高さよりも高い土台部が形成され、前記土台部には、屋根型形状、または、円錐形状を重ね合わせ連続させた形状からなる刻線部が形成されていることを特徴とするフォーカシングスクリーン。
2. 前記円錐形状を重ね合わせ連続させた形状の底幅は、前記土台部の幅に対して短いことを特徴とする請求項１記載のフォーカシングスクリーン。
3. マイクロレンズに対応する球面形状が多数形成された電鋳マスターからマット駒を作製し、前記マット駒に、前記マイクロレンズに対応する形状より深い前記マット駒表面に対し垂直となる境界面を有する土台部に対応する形状と、屋根型形状、または、円錐形状を重ね合わせ連続させた形状からなる刻線部に対応する溝形状とを切削加工したマット駒を用いてフォーカシングスクリーンを成形することを有することを特徴とするフォーカシングスクリーンの製造方法。

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