JPH10228057A - ファインダ系及び該ファインダ系を有する光学機器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 焦点板上に形成された物体像に重ねて、測光
範囲やオートフォーカスエリアをファインダ像を劣化さ
せることなく、ファインダ像全面に表示する。 【構成】 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、光合成部
材５、接眼レンズ６が配置されており、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
パワーを有する集光レンズ９、光源１０が配列されてい
る。被写体からの光束は撮影レンズ１、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、光源１０を発
した光束は集光レンズ９を介して液晶パネル８に入射
し、更に投影レンズ７を経て光合成部材５に至る。光合
成部材５によって焦点板３上の撮影像と液晶パネル８に
よる情報が合成され、接眼レンズ６を通じて撮影者に表
示される。

Description

【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、物体からの光を観察者
に導く光学手段と、該光学手段の視野中に情報を表示す
る表示手段と、前記光学手段の光路中に配し、前記物体
からの光と前記表示手段に表示された情報とを合成する
光合成手段とを有するファインダ系であって、前記光合
成手段は光の入射角によって分光透過特性が異なり、前
記光合成手段を含む前記光学手段全体の分光透過特性
を、前記光合成手段に入射する光の入射角によらずに実
質的に一定に保つ補正手段を有す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４２
０ｎｍ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〜７００ｎ
ｍ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３
０％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、L
1、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同じ特性を持つ誘電体
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同じ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

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 物体からの光を観察者に導く光学手段
   と、該光学手段の視野中に情報を表示する表示手段と、
   前記光学手段の光路中に配し、前記物体からの光と前記
   表示手段に表示された情報とを合成する光合成手段とを
   有するファインダ系であって、前記光合成手段は光の入
   射角によって分光透過特性が異なり、前記光合成手段を
   含む前記光学手段全体の分光透過特性を、前記光合成手
   段に入射する光の入射角によらずに実質的に一定に保つ
   補正手段を有することを特徴とするファインダ系。
2. 【請求項２】 前記表示手段は所定波長の光を用いて表
   示を行うと共に、前記光合成手段は前記所定波長を含む
   波長帯域の光と該波長帯域以外の波長の光とで透過率が
   異なる請求項１に記載のファインダ系。
3. 【請求項３】 前記光合成手段は前記所定波長を含む波
   長帯域の光で低い透過特性を備え、該波長帯域以外の波
   長の光で高い透過特性を備える請求項２に記載のファイ
   ンダ系。
4. 【請求項４】 前記所定波長の光は可視領域における長
   波長帯域の光とする請求項２又は３に記載のファインダ
   系。
5. 【請求項５】 前記所定波長の光は可視領域における短
   波長帯域の光とする請求項２又は３に記載のファインダ
   系。
6. 【請求項６】 前記光合成手段はダイクロイックミラー
   とした請求項１〜５の何れか１つの請求項に記載のファ
   インダ系。
7. 【請求項７】 前記補正手段は前記ダイクロイックミラ
   ーと実質的に同じ透過特性の多層膜を備えた反射部材で
   あり、該反射部材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ように前記反射部材と前記ダ
   イクロイックミラーを配置した請求項６に記載のファイ
   ンダ系。
8. 【請求項８】 前記光学手段は、対物レンズと、該対物
   レンズからの光を偏向するミラーと、前記対物レンズに
   よる前記物体の実像が形成される焦点板と、該焦点板上
   に形成された前記物体の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に導光す
   る接眼レンズとを有し、前記補正手段を前記ミラーとし
   た請求項７に記載のファインダ系。
9. 【請求項９】 前記表示手段は、照明光を供給する光源
   と、該照明光によって照明される液晶パネルと、前記光
   源と観察者の瞳孔とを共役に設定する光学部材とを有す
   る請求項１〜８の何れか１つの請求項に記載のファイン
   ダ系。
10. 【請求項１０】 前記光学部材は、前記液晶パネルより
    も光源側に配したフレネルレンズと前記パネルよりも前
    記光合成手段側に配した投影レンズとを有する請求項９
    に記載のファインダ系。
11. 【請求項１１】 前記投影レンズは非球面を有する請求
    項１０に記載のファインダ系。
12. 【請求項１２】 前記光学手段は、焦点板と、該焦点板
    上に形成された前記物体の実像を反転する像反転部材、
    該像反転部材によって反転された実像を観察者に導光す
    る接眼レンズとを有し、前記光合成手段は前記像反転手
    段と前記接眼レンズの間に配した請求項１０に記載のフ
    ァインダ系。
13. 【請求項１３】 前記接眼レンズの焦点距離をｆｓ、前
    記投影レンズの焦点距離をｆｔとしたとき、 ｆｓ／５＜ｆｔ＜ｆｓ なる条件式を満足する請求項１２に記載のファインダ
    系。
14. 【請求項１４】 請求項１〜１３の何れか１つの請求項
    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。