JPH10254028A

JPH10254028A - カメラのファインダー装置

Info

Publication number: JPH10254028A
Application number: JP9074496A
Authority: JP
Inventors: Yukio Hasushita; 幸生蓮下
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1997-03-11
Filing date: 1997-03-11
Publication date: 1998-09-25
Also published as: US6035140A

Abstract

(57)【要約】【課題】従来の二重像合致式ファインダーでは、画面
の周辺部分にピントを合わせたい場合は、一度その被写
体が視野中央に位置するようにカメラを振り、ピントを
合わせた上で構図を元にもどすといった方法を採らなけ
ればならず、撮影作業が面倒であった。【解決手段】所定の基線長をもって被写体を異なる角
度から見込む実像式の第１、第２の対物光学系１０，２
０と、各対物光学系から入射した光束を合成するハーフ
ミラー３０と、合成された光束を撮影者の眼に導く接眼
光学系４０を備えている。第２の対物光学系２０は、光
軸Ａｘ1、Ａｘ2間の角度を変更する回動ミラー２２と、
第２の対物光学系により取り込まれる像の範囲を変更す
る液晶素子２３を備える。回動ミラー２２の回動角度
は、測距装置５１からの被写体距離情報と二重像形成範
囲の中心座標とに基づいて制御回路５０内で演算により
求め、当該被写体距離にある被写体に対して二重像が一
致するように決定され、これによりミラー駆動モータ５
３が制御される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ファインダー視
野の一部に距離計の像を合成して二重像を形成する二重
像合致式ファインダーを備えたカメラのファインダー装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】二重像合致式ファインダーは、所定の基
線長離れた位置から被写体を見込む第１、第２の対物光
学系を備えており、これらの対物光学系から取り込まれ
た光束をハーフミラーにより合成して共通の接眼光学系
に入射させる。撮影者は、この接眼光学系を介して被写
体の二重像を観察する。第２の対物光学系中には、二重
像の重なり具合を基線長方向に沿って変化させるよう光
路を偏向する回動ミラーが設けられており、この２つの
被写体像が重なるときの回動ミラーの回動角から被写体
距離が求められる。また、連動式距離計では、撮影レン
ズの動きと回動ミラーの回動とが連動しており、２つの
被写体像が一致した際に撮影レンズのピントが合うよう
に連動関係が設定されている。

【０００３】上記のような連動距離計を備えたファイン
ダーを用いることにより、撮影レンズとは独立したファ
インダー系をもつカメラにおいても、撮影レンズの合焦
状態をファインダー内で確認することができ、すなわ
ち、ファインダー視野を見ながら撮影レンズのピント合
わせをすることができる。なお、二重像合致式ファイン
ダーは、通常、ピント合わせの精度を上げるためファイ
ンダ視野の狭い一部分のみで二重像が見えるようになっ
ており、その場所は視野のほぼ中央に固定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の二重像合致式ファインダーでは、撮影したい構
図の画面の周辺部分にピントを合わせたい場合は、一度
その被写体が視野中央に位置するようにカメラを振り、
ピントを合わせた上で構図を元にもどすといった方法を
採らなければならず、撮影作業が面倒であった。

【０００５】この発明は、上述した従来技術の課題に鑑
みてなされたものであり、ファインダーの視野中心のみ
でなく、周辺部へも容易にピントを合わせることができ
る二重像合致式ファインダーを備えるカメラのファイン
ダー装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明にかかるカメラ
のファインダー装置は、上記の目的を達成させるため、
二重像合致式のファインダー装置において、二重像の形
成範囲をファインダー視野中の任意の位置に設定できる
ようにし、かつ、二重像の重なり具合を変化させる光路
偏向手段を、被写体距離情報と二重像形成範囲の位置情
報とに基づいて制御するようにしたことを特徴とする。

【０００７】すなわち、この発明にかかるカメラのファ
インダー装置は、所定の基線長をもって被写体を異なる
角度から見込む実像式の第１、第２の対物光学系と、第
１、第２の対物光学系から入射した光束を合成して視野
内の一部に二重像を形成する光束合成素子と、光束合成
素子により合成された光束を撮影者の眼に導く接眼光学
系と、第１の対物光学系の光軸に対する第２の対物光学
系の光軸の角度を変更することにより二重像の重なり具
合を基線長方向に沿って変化させる光路偏向手段と、第
２の対物光学系の結像面近傍に配置され、第２の対物光
学系により取り込まれる像の範囲を設定する二重像形成
範囲設定素子と、二重像形成範囲設定素子を制御して視
野内の任意の位置を選択して二重像の形成範囲を設定す
る選択手段と、被写体までの距離に相当する情報を検出
する被写体距離情報検出手段と、選択手段により設定さ
れた二重像形成範囲と被写体距離情報検出手段により検
出された被写体までの距離に相当する情報とに基づいて
該被写体距離にある被写体に対して第１、第２の対物光
学系から入射した光束により形成される２つの被写体像
が重なるよう光路偏向手段を制御する制御手段とを備え
ることを特徴とする。

【０００８】なお、この明細書において第１の対物光学
系の光軸に対する第２の対物光学系の光軸の角度とは、
第２の対物光学系の光路偏向手段より像側に位置するレ
ンズ群の光軸が、光路偏向手段により偏向された物体側
の領域で第１の対物光学系の固定された光軸に対してな
す角度をいう。第２の対物光学系の光軸は、光路偏向手
段が他のレンズより物体側に位置する場合には、光路偏
向手段により偏向された光軸を指すが、光路偏向手段の
物体側にさらにレンズが存在する場合、あるいは物体側
のレンズ自体が光路偏向手段を構成する場合には、この
物体側のレンズの光軸ではなく、光路偏向手段より像側
のレンズ群の光軸が物体側のレンズにより屈折された際
の物体側の軸を指すものとする。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明にかかるカメラの
ファインダー装置の実施形態を説明する。図１は、この
発明の第１の実施形態にかかるファインダー装置の光学
系および制御系の構成を示す説明図である。この例で
は、撮影光学系はファインダーとは独立して設けられて
おり、測距装置からの被写体距離信号にしたがって撮影
レンズが合焦のために駆動されるオートフォーカス機能
が備えられている。

【００１０】二重像合致式ファインダーの光学系は、所
定の基線長をもって被写体を異なる角度から見込む実像
式の第１の対物光学系１０、および第２の対物光学系２
０と、第１、第２の対物光学系から入射した光束を合成
して視野内の一部に二重像を形成する光束合成素子とし
てのハーフミラー３０と、ハーフミラー３０により合成
された光束を撮影者の眼に導く接眼光学系４０を備えて
いる。

【００１１】第１の対物光学系１０は、結像作用を持つ
第１レンズ１１、コンデンサレンズ１２、第１ミラー１
３を備えている。第２の対物光学系２０は、同様に結像
作用を持つ第１レンズ２１、コンデンサレンズ２４、第
２ミラー２５を備えており、第１レンズ２１とコンデン
サレンズ２４との間には、第１の対物光学系１０の光軸
Ａｘ1に対する第２の対物光学系２０の光軸Ａｘ2の角度
を変更する回動ミラー２２が配置されると共に、コンデ
ンサレンズ２４の回動ミラー２２側には第１レンズ２１
の結像面近傍に第２の対物光学系により取り込まれる像
の範囲を変更する二重像形成範囲設定素子としての液晶
素子２３が配置されている。

【００１２】第１の対物光学系１０から入射した光束
は、ファインダー視野の全域をカバーしており、リレー
レンズ１４を介して一部がハーフミラー３０で反射され
て二次像を形成し、接眼光学系の第１レンズ４１、第２
レンズ４２を介して撮影者の眼に導かれる。一方、第２
の対物光学系２０から入射する光束は、液晶素子２３に
より透過範囲がファインダー視野内の二重像形成範囲に
限定され、リレーレンズ２６を介して一部がハーフミラ
ー３０を透過して二次像を形成し、接眼光学系４０を介
して撮影者の眼に入射する。したがって、撮影者は、二
重像形成範囲については両対物光学系を介して入射した
光束により形成される二重像を観察することができ、そ
の周囲の部分については第１の対物光学系１０を介して
入射した光束により形成される重複しない像を観察する
ことができる。実像式の第１、第２の対物光学系１０,
２０により形成された倒立像である一次像は、リレーレ
ンズ１４,２６により光路中に正立像である二次像とし
て再結像されるため、これら２回の結像により撮影者は
正立像を観察できる。

【００１３】なお、第２の結像光学系２０は、ファイン
ダー視野中の一部に形成される狭い二重像形成範囲にお
いてのみ光束を通過させるが、その範囲は視界の任意の
位置に配置され得るため、少なくとも第１の対物光学系
１０と同じ視界の光束を透過させ得ることが必要であ
る。さらに、二重像形成範囲がファインダー視野の周辺
部に配置された場合を想定すると、歪曲収差等ができる
だけ第１の対物光学系と一致しているのが望ましい。そ
こで、この例では、第１、第２の結像光学系１０，２０
のレンズ構成が同一であり、リレーレンズ１４，２６に
ついても同一のレンズが用いられている。これにより光
学系を構成する部品の種類が減少するため、コストダウ
ンにも大きな効果がある。

【００１４】回動ミラー２２は、ステッピングモータで
あるミラー駆動モータ５３により角度制御される。これ
らの回動ミラー２２とミラー駆動モータ５３とは、光軸
間の角度を変化させることにより二重像の重なり具合を
基線長方向に沿って変化させる光路偏向手段として機能
する。

【００１５】液晶素子２３の透過範囲として定義される
二重像形成範囲は、二重像形成範囲選択スイッチ５２か
らの入力に基づいて制御回路５０によりにより決定され
る。二重像形成範囲選択スイッチ５２は、二重像の形成
位置を視野内の任意の位置から選択して設定する選択手
段として機能する。

【００１６】回動ミラー２２の回動角度は、測距装置５
１からの被写体距離情報と二重像形成範囲選択スイッチ
５２により選択された二重像形成範囲の中心座標とに基
づいて制御回路５０内で演算により求められる。制御回
路５０は、測距装置５１により測定された被写体距離に
ある被写体に対して第１、第２の対物光学系１０,２０
から入射した光束により形成される２つの被写体像が二
重像形成範囲内で一致するように回動ミラー２２の回動
角度を決定してミラー駆動モータ５３を制御する。二重
像形成範囲がファインダー視野の中央に固定されている
場合には、回動ミラー２２の回動角度は被写体までの距
離情報のみにより決定されるが、二重像形成範囲の中心
位置が可変である場合には、この二重像形成範囲の中心
座標に応じて回動ミラー２２の回動角度を補正する必要
がある。この補正の演算については後述する。

【００１７】測距装置５１から出力される被写体距離情
報は、一般に撮影レンズを被写体に自動的に合焦させる
オートフォーカス装置により用いられるが、この実施形
態では、上記のように回動ミラー２２の回動角度を決め
るための情報としても被写体距離情報を用いている。こ
れにより、オートフォーカスによって撮影者の意図する
被写体にピントが合わせられるか否かをファインダーを
見ながら知ることができる。すなわち、実施形態のファ
インダー装置によれば、測距対象となった被写体の像が
二重像形成範囲内で一致して観察されるよう回動ミラー
２２が制御されるため、それが撮影者が意図する被写体
であれば、オートフォーカスにより意図した被写体に合
焦できることが判断でき、意図する被写体の像が二重像
表示領域でずれて二重に観察される場合には、意図する
被写体と測距対象となった被写体とが異なることがわか
る。したがって、意図する被写体の像が二重に観察され
る場合には、これが一致して観察されるまで測距をやり
直すことにより、意図する被写体に撮影レンズを合焦さ
せることができる。

【００１８】なお、被写体までの距離情報を求める被写
体距離情報入力手段としては、上記の実施形態のように
被写体距離を直接求める測距装置５１のみでなく、被写
体距離情報に基づいてフォーカシングのために駆動さ
れ、あるいはマニュアルフォーカスで移動された撮影レ
ンズの位置情報を利用することも可能であるし、位相差
式の合焦状態検出装置により検出された撮影レンズのデ
フォーカス量を利用することもできる。デフォーカス量
を利用する場合には、撮影レンズの現在のフォーカス位
置と、デフォーカス量とに基づいて被写体距離を求める
ことができる。

【００１９】この実施形態のように第１レンズ２１より
像側に配置された回動ミラー２２により第２の対物光学
系２０の光軸Ａｘ2を偏向する場合、回動ミラー２２の
回動角度は、第１レンズ２１のパワーを考慮して決定す
る必要がある。回動ミラー２２から第１レンズの第２主
点までの距離をｇ、第１レンズ２１の焦点距離をｆ、第
１レンズ２１より物体側の偏向された光軸Ａｘ2の回動
角度をθ1、第１レンズ２１より回動ミラー２２側の光
軸の回動角度をβ、回動ミラー２２の回動角度をαとす
ると、これらの関係は以下の通りとなる。ｇtanβ=ｆtanθ1 ∴β=arctan(ｆtanθ1／ｇ) α=β／２

【００２０】したがって、第１レンズ２１のパワーを考
慮すると、光軸Ａｘ2を角度θ1だけ回動させるために
は、第１レンズ２１より回動ミラー２２側で上記の式で
求められる回動角度βが得ればよい。また、回動ミラー
２２の回動角度αはβ／２に等しくなる。

【００２１】図２(Ａ-１)〜(Ａ-４)は、第１、第２の結
像光学系１０,２０を介して入射した光束を合成したフ
ァインダー視野の一例を示し、図中の矩形領域が二重像
形成範囲を示している。図２(Ｂ-１)〜(Ｂ-４)は、第２
の結像光学系２０を介して入射した光束のみにより観察
される視野の一例を示しており、(Ａ-１)〜(Ａ-４)の二
重像形成範囲内の像のそれぞれに対応している。

【００２２】図２に示されるように、任意の位置に二重
像形成範囲を設定し、被写体距離情報、二重像形成範囲
に応じて回動ミラー２２を制御することにより、当該範
囲内の被写体に対して合焦できるか否かをファインダー
中に観察される二重像の重なり具合から容易に判断する
ことができる。

【００２３】続いて、光路偏向手段により設定される第
１、第２の対物光学系の光軸のなす角度の計算方法の原
理について説明する。なお、以下の説明は、計算を単純
化するため、第１の対物光学系の光軸が接眼光学系の光
軸に一致して一直線上にあること、第２の対物光学系の
光軸が光路合成素子から第１の対物光学系の光軸に対し
て垂直に延びること、基線長分だけ光路合成素子から離
れた位置に第２の対物光学系の光軸を第１の対物光学系
の光軸と平行にするミラーが配置されていること、第２
の対物光学系の最も物体側に光路偏向素子が設けられて
いること、そして、第１、第２の対物光学系により形成
された被写体の一次像が第１、第２の対物光学系と接眼
光学系との間に配置されたリレーレンズにより二次像と
して再結像することを前提条件としている。

【００２４】二重像をファインダー内のいずれに形成す
るかにより計算方法が異なるため、最初にファインダー
中央に形成される場合について説明し、続いて中央から
基線長方向に沿って第２の対物光学系側にシフトした場
合、同様に第２の対物光学系とは反対側にシフトした場
合、中央から基線長方向と垂直な方向に沿ってシフトし
た場合についてそれぞれ説明する。

【００２５】最初に、図３に基づいて二重像形成領域の
中心がファインダー視野の中心に位置する場合について
説明する。図中の符号Ｉは撮影光学系の予定結像位置、
すなわち撮像媒体の位置、Ｅは第１、第２対物光学系の
入射瞳位置、Ａは光路合成素子の位置、Ｃは被写体の位
置、Ｂは第２の対物光学系の最終ミラーの位置、Ｄは光
路偏向素子の位置、Ｆは第２の対物光学系の光軸が第１
の対物光学系の光軸と平行な場合に通る位置、Ｃ'は位
置Ｃの被写体を第２の対物光学系を介して観察した際に
第１の光学系を介して観察した場合と同一倍率に見える
位置をそれぞれ示している。

【００２６】位置Ｃにある被写体の像を二重像形成範囲
で一致させるためには、第１、第２の対物光学系の光軸
のなす角度θ1は以下の式(１)により定められる。 θ1＝arctan(ｂ／(Ｌ1−Ｌ0−ｄ)) …(１) 但し、ｂ：基線長、Ｌ1：予定結像位置から被写体までの距離(撮影系の場合
の撮影距離に相当)、Ｌ0：予定結像位置から光束合成素子までの距離、ｄ：第２光学系の最終ミラーから光路偏向手段までの距
離である。

【００２７】また、第１、第２の対物光学系を介して観
察される被写体の倍率が等しくなる位置の間隔、すなわ
ち、Ｃ−Ｃ'間の距離ａは、以下の式(２)で求められ
る。 (Ｌ1−Ｌ0−ｄ)／(ａ＋Ｌ1−Ｌ0−ｂ−ｄ)＝cosθ1 ∴ａ＝(Ｌ1−Ｌ0−ｄ)／cosθ1−(Ｌ1−Ｌ0−ｂ−ｄ) …(２)

【００２８】式(１)中の基線長ｂ、距離Ｌ0，ｄは系が
決定すれば一定であるため、光軸間の角度θ1は唯一の
変数である予定結像位置から被写体までの距離Ｌ0によ
ってのみ決定される。距離Ｌ0は、測距手段の出力、あ
るいは撮影レンズのフォーカス位置に基づいて算出され
る。したがって、上記の式(１)により求められる角度θ
1に合わせて光路偏向手段を制御したときに、ファイン
ダー視野の中心に設定された二重像形成範囲内で位置Ｃ
にある被写体の像が一致した状態で観察される場合に
は、その被写体に対して測距が正確に行われているこ
と、あるいは撮影レンズが合焦していることをファイン
ダー上で確認することができる。反対に、測距が正確に
行われておらず、あるいは撮影レンズがその被写体に対
して合焦していない場合には、二重像がずれて観察され
るため、目的とする被写体に合焦できないことが実際に
撮影する前にファインダー上で確認される。

【００２９】ここで、二重像の形成範囲がファインダー
中心以外の位置にある場合に、上記の計算により光軸間
の角度を決定するとどのような不具合が生じるかを説明
する。図３の例と同様にフィルム面からＬ1の距離にあ
る被写体の位置Ｃで第１、第２の対物光学系の光軸が交
差するように光軸間の角度をθ1に設定する。ここで、
視野の中心から基線長方向にシフトした位置に二重像を
形成すると、すなわち、第１の対物光学系の光軸から外
れた範囲で二重像を形成すると、図４に示すように第１
の対物光学系により二重像形成範囲内に取り込まれる光
束の範囲(図中の薄い網掛け部分)と第２の対物系により
二重像形成範囲内に取り込まれる光束の範囲(図中の濃
い網掛け部分)とが一致しない。図４において、Ｅ'はミ
ラーにより折り返される第２の対物光学系の光路を展開
した際の入射瞳の位置である。ここで、ＥＣ間の距離は
Ｅ'Ｃ'間の距離に等しい。すなわち、正確な測距が行わ
れ、あるいは撮影レンズが被写体に合焦しているにも拘
わらず、二重像がずれて観察されることとなり、フォー
カシングの確認が困難になる。

【００３０】上記のような不具合を解消するためには、
被写体までの距離Ｌ1のみでなく、二重像形成範囲のフ
ァインダー視野上での座標をも考慮して光軸間の角度を
決定しなければならない。ただし、二重像形成範囲がフ
ァインダー視野に占める割合が比較的大きくなると、二
重像形成範囲の座標を考慮して光軸間の角度を決定して
も、二重像形成範囲の周辺部で像がずれて見える場合が
ある。図４の例で説明すると、被写体面上で、第２の対
物光学系により二重像形成範囲に取り込まれる光束の範
囲は、第１の対物光学系により二重像形成範囲に取り込
まれる光束の範囲より広いため、二重像形成範囲を広く
とればとるほど、範囲の周辺部での像のずれが大きくな
る。これらの現象は第１、第２の光学系間のパララック
ス、および入射瞳位置から被写体までの距離の差による
倍率の差が原因となって生じるため、基線長ｂに対して
Ｌ1が十分長い場合には無視しても合焦確認の精度には
さほど影響がないが、Ｌ1が相対的に短くなると正確な
合焦の確認ができなくなる。

【００３１】以下、二重像形成範囲がファインダー視野
の中央にない場合の光軸間の角度の計算方法について説
明する。図５は、二重像形成範囲がファインダー視野の
中央から基線長方向に沿って第２の対物光学系側にシフ
トした場合、実視界ωに相当する位置を二重像形成範囲
の中心とする場合の光線の進み方を示す説明図である。
図３の場合と同様、第１の対物光学系の光軸に沿って位
置Ｃに被写体があるとして、第１の対物光学系の光軸と
垂直な被写体面上で第１の対物光学系の光軸から高さｈ
の点Ｒを二重像形成範囲の中心に設定する場合を想定す
る。

【００３２】入射瞳位置Ｅから第１の対物光学系を介し
て点Ｒを見込む直線の光軸との角度をωとし、ファイン
ダー視野中心で二重像を一致させるために両対物光学系
の光軸間の角度をθ1に設定すると、展開した光路上の
入射瞳位置Ｅ'から第２の対物光学系を介して光軸に対
して上記の見込み角ωを張る直線は被写体面上で点Ｒよ
り外側の点Ｔを通る。すなわち、このまま角度を補正し
なければ、第１の対物光学系を介して二重像形成範囲に
取り込まれる光束は点Ｒを中心とする部分の像を形成す
るのに対し、第２の対物光学系を介して二重像形成範囲
に取り込まれる光束は点Ｔを中心とする部分の像を形成
することとなる。

【００３３】第２の対物光学系を介して二重像形成範囲
に取り込まれる光束が点Ｒを中心とする部分の像を形成
するようにするためには、点Ｒを見込む直線と光軸との
なす角度がψとなるように、角度θx分を補正し、光軸
間の角度を(θ1＋θx)に設定する必要がある。ここで、
被写体面上における第１の対物光学系の光軸から二重像
形成範囲の中心となる物点までの距離ｈは、見込み角ω
と距離Ｌ1との関係により、以下のように導かれる。 tanω＝ｈ／(Ｌ1−ｅ) ∴ｈ＝(Ｌ1−ｅ)tanω

【００３４】次に、点Ｒから第２の対物光学系の光軸Ａ
ｘ2におろした垂線の足をＶとして三角形△ＲＶＣに着
目すると、以下の関係が導かれる。ＲＶ＝ｈcosθ1 ＶＣ＝ｈsinθ1 ∴ＶＣ’＝ａ−ＶＣ＝ａ−ｈsinθ1

【００３５】また、△ＲＶＥ’に着目すると、第２の対
物光学系を介して点Ｒを通る光線の光軸Ａｘ2に対する
角度ψは以下の通りに求められる。 tanψ＝(ｈcosθ1)／(Ｌ1−ｅ＋(ａ−ｈsinθ1)) ∴ψ＝arctan(ｈcosθ1)／(Ｌ1−ｅ＋(ａ−ｈsinθ1)) 補正量θxはω−ψで求められ、ψを上記の式で置き換
えることにより、補正角θxは以下の式(３)で求められ
る。 θx＝ω−arctan(ｈcosθ1)／(Ｌ1−ｅ＋(ａ−ｈsinθ1)) …(３)

【００３６】基準となる光軸間角度θ1は前述のように
距離Ｌ1を変数とする関数により求められ、かつ、補正
角度θxは式(３)において距離Ｌ1と見込み角ωとを変数
とする関数により求められるため、これら２つの値に基
づいて光軸間角度を設定すれば、二重像形成範囲がファ
インダーの視野中心から基線長方向にシフトした位置に
設定されている場合にも、測距された被写体距離、ある
いは撮影レンズが合焦する被写体距離に位置する被写体
の二重像が一致して観察される。したがって、測距が正
確におこなわれたこと、あるいは撮影レンズが合焦状態
にあることを二重像の重なりからファインダー上で確認
することが可能となる。

【００３７】図６は、二重像形成範囲がファインダー視
野の中央から基線長方向に沿って第２の対物光学系から
離れる側にシフトした場合、実視界ωに相当する位置を
二重像形成範囲の中心とする場合の光線の進み方を示す
図５と同様の説明図である。

【００３８】入射瞳位置Ｅから第１の対物光学系を介し
て点Ｒを見込む直線の光軸との角度をωとし、ファイン
ダー視野中心で二重像を一致させるために両対物光学系
の光軸間の角度をθ1に設定すると、展開した光路上の
入射瞳位置Ｅ'から第２の対物光学系を介して光軸に対
して上記の見込み角ωを張る直線は被写体面上で点Ｒよ
り外側の点Ｔを通る。

【００３９】第２の対物光学系を介して二重像形成範囲
に取り込まれる光束が点Ｒを中心とする部分の像を形成
するようにするためには、点Ｒを見込む直線と光軸との
なす角度がξとなるように、角度θy分を補正し、光軸
間の角度を(θ1−θy)に設定する必要がある。ここで、
図５の例と同様に△ＲＶＣに着目すると、距離ＶＣ'は
以下の式で求められる。ＲＶ＝ｈcosθ1 ＶＣ＝ｈsinθ1 ∴ＶＣ’＝ａ＋ＶＣ＝ａ＋ｈsinθ1

【００４０】次に、△ＲＶＥ’に着目すると、第２の対
物光学系を介して点Ｒを通る光線の光軸Ａｘ2に対する
角度ξは以下の通りに求められる。 tanξ＝(ｈcosθ1)／(Ｌ1−ｅ＋(ａ＋ｈsinθ1)) ∴ξ＝arctan(ｈcosθ1)／(Ｌ1−ｅ＋(ａ＋ｈsinθ1)) 補正量θyはω−ξで求められ、ξを上記の式で置き換
えることにより、補正角θyは以下の式(４)で求められ
る。 θy＝ω−arctan(ｈcosθ1)／(Ｌ1−ｅ＋(ａ＋ｈsinθ1)) …(４)

【００４１】補正角度θyは式(４)において距離Ｌ1と見
込み角ωとを変数とする関数により求められるため、こ
れら２つの値と基準となる光軸間角度θ1とに基づいて
光軸間角度を設定すれば、二重像形成範囲がファインダ
ーの視野中心から基線長方向に沿って第２の対物光学系
から離れる方向にシフトした位置に設定されている場合
にも、測距が正確におこなわれたこと、あるいは撮影レ
ンズが合焦状態にあることを二重像の重なりからファイ
ンダー上で確認することが可能となる。

【００４２】図７(Ａ)，(Ｂ)は、二重像形成範囲がファ
インダー視野の中央から基線長方向と垂直な方向に沿っ
てシフトした場合について示す説明図であり、(Ａ)は両
光軸を含む面内、(Ｂ)はこれと垂直な面内において実視
界ρに相当する位置を二重像形成範囲の中心とする場合
の光線の進み方を示す。図３の場合と同様、第１の対物
光学系の光軸に沿って位置Ｃに被写体があるとして、第
１の対物光学系の光軸と垂直な被写体面上で第１の対物
光学系の光軸から高さｋの点Ｒを二重像形成範囲の中心
に設定する場合を想定する。

【００４３】入射瞳位置Ｅから第１の対物光学系を介し
て点Ｒを見込む直線の光軸との角度をρとし、ファイン
ダー視野中心で二重像を一致させるために両対物光学系
の光軸間の角度をθ1に設定すると、展開した光路上の
入射瞳位置Ｅ'から第２の対物光学系を介して光軸に対
して上記の見込み角ρを張る直線は被写体面上で点Ｒよ
り外側の点Ｐを通る。

【００４４】第２の対物光学系を介して二重像形成範囲
に取り込まれる光束が点Ｒを中心とする部分の像を形成
するようにするためには、点Ｒを見込む直線と第２の対
物光学系の光軸Ａx2とのなす角度がεとなるように、基
線長方向と垂直な方向における光軸間の角度をθzに設
定する必要がある。ここで、図７(Ｂ)の△ＥＲＣに着目
すると、被写体面上で光軸Ａｘ1,Ａｘ2から点Ｒまでの
距離ｋは、以下のように求められる。 tanρ＝ｋ／(Ｌ1−ｅ) ∴ｋ＝(Ｌ1−ｅ)tanρ

【００４５】また、第２の対物光学系を介して点Ｒを通
る光線の光軸に対する角度εは、以下の関係により求め
られる。 tanε＝ｋ／(Ｌ1−ｅ＋ａ) ∴ε＝arctan(ｋ／(Ｌ1−ｅ＋ａ)) 補正量θzはρ−εで求められ、εを上記の式で置き換
えることにより、補正角度θzは、以下の式(５)で求め
られる。 θz＝ρ−arctan(ｋ／(Ｌ1−ｅ＋ａ)) …(５)

【００４６】ただし、図７のように二重像形成範囲の中
心がファインダー中心から基線長方向と垂直な方向にシ
フトしている場合、光路偏向素子としてミラーを用いて
いる場合には、図５、図６に示されるような基線長方向
の補正をする場合とは異なり、補正量θzを単純にミラ
ーの偏向角度に加算することはできない。なぜなら、ミ
ラーで光軸を上下に旋回させようとすると、像が傾くか
らである。この場合には、光路偏向部材として基線長方
向に第２の対物光学系の光軸を偏向するミラーの他に、
光軸を基線長方向と垂直な方向に偏向するために可変頂
角プリズムを用い、あるいは、レンズを偏心させるなど
して、光軸を偏向する必要がある。

【００４７】なお、二重像形成範囲がファインダー視野
中心に対して基線長方向、基線長方向に対して垂直な方
向の両成分を持つ方向、すなわち斜め方向にシフトした
場合には、上述した図５、図６に示される基線長方向の
補正と図７に示される基線長方向に対して垂直な方向の
補正とを組み合わせることにより補正が可能である。こ
れにより、二重像形成範囲がファインダー視野中心以外
に位置する場合にも、二重像の重なり具合から正確に撮
影系の合焦距離をモニターすることができる。また、被
写体までの距離Ｌ1が基線長ｂと比較して十分に長い場
合には、上記の式(３),(４),(５)の一部に近似式を用い
て補正角度を算出することも実用上可能である。

【００４８】図８〜図１０は、この発明の第２の実施形
態にかかるファインダー装置の光学系の構成を示す説明
図である。図８はファインダーによる観察時の光路図、
図９は要部の斜視図、図１０は撮影時の光路図である。
この例は、第１の対物光学系１０が撮影光学系に兼用さ
れており、撮影レンズを介して入射した光束がファイン
ダーに導かれる一眼レフカメラとして構成されている。
観察時には、図８に示されるように撮影レンズである第
１の対物光学系の第１レンズ１１を介して入射した光束
がクイックリターンミラー１３ａで反射され、コンデン
サレンズ１４を介して光路合成素子である複合プリズム
３１に入射する。

【００４９】一方、第２の対物光学系２０の第１レンズ
２１を介して入射した光束は、ミラー２７により直角に
偏向されて液晶素子２３、コンデンサレンズ２４を介し
て直角プリズム２８により２回裏面反射されて複合プリ
ズム３１に入射する。第１レンズ２１は、光軸に対して
垂直に基線長方向に沿って移動可能に設けられており、
この偏心により第２の対物光学系２０の光軸Ａｘ2を偏
向させる。すなわち、この実施例では、第１レンズ２１
が光路偏向手段としての機能を有している。

【００５０】ミラー２７から複合プリズム３１までの素
子は、図９に示されるように配列している。いずれの対
物光学系から入射した光束も、横方向の像の向きを反転
させる反射面で２回づつ、そして、縦方向の像の向きを
反転させる反射面で２回づつ反射され、接眼レンズ４２
を介して撮影者の眼に入射する。ここで、前述した図１
の例と同様に液晶素子２３を制御することにより任意の
位置に二重像を形成することができ、かつ、被写体距離
と二重像形成範囲の座標とに基づいて第２の対物光学系
２０の第１レンズ２１の偏心量を制御することにより、
撮影レンズの合焦状態を二重像の重なりとしてファイン
ダー内でモニターすることができる。

【００５１】撮影時には、クイックリターンミラー１３
ａは図１０に示されるように光路から退避するため、第
１の対物光学系１０を介して入射する光束は全てフィル
ム１５に達してフィルムが露光される。なお、光軸Ａｘ
2をθ1偏向するためのレンズの偏心量ｗは、以下の式に
より求められる。ｗ＝ｆo tanθ1／(ｍ'−ｍ) ただし、ｍ：第１レンズ２１を含む第２の対物光学系の一次結像
面までの横倍率、ｍ'：第１レンズ２１を含まない第２の対物光学系の一
次結像面までの横倍率、ｆo：第２の対物光学系の焦点距離である。

【００５２】第２の実施形態のファインダー装置は、カ
メラの光軸方向の厚さを小さくするのに適している。ま
た、第１の対物光学系１０と第２の対物光学系２０との
基線長を長く確保できるため、合焦状態の確認の精度を
高くすることができる。さらに、クイックリターンミラ
ー１３ａが光路から退避した際に、液晶素子２３の全範
囲を透過状態とすることにより、通常のクイックリター
ンミラー式一眼レフの欠点である「撮影時のファインダ
視野の消失」を防止することができる。

【００５３】図１１〜図１３は、この発明の第３の実施
形態を示す光学系の説明図である。この例では、光路偏
向素子として可変頂角プリズムを用いると共に、第１、
第２の対物光学系１０，２０が変倍可能に構成されてい
る。第１の対物光学系１０は、負の第１レンズ１１ａと
正の第２レンズ１１ｂとを備え、これらのレンズを光軸
方向に移動することにより焦点距離を変更できるよう構
成されている。第１の対物光学系１０から入射した光束
は、コンデンサレンズ１４を介してミラー１３で反射さ
れ、光束合成素子である第１の複合プリズム３２に入射
する。

【００５４】一方、第２の対物光学系２０は、最も物体
側に光路偏向素子である可変頂角プリズム２９を備える
と共に、第１の対物光学系と同一構成の負の第１レンズ
２１ａと正の第２レンズ２１ｂとを備えている。可変頂
角プリズム２９は、対向する二枚の光学ガラス板の周囲
を蛇腹状の弾性体で囲み、その中の空間に透明な液体を
密閉して構成されており、その頂角を変更することによ
り光軸Ａｘ2を偏向できる。なお、光軸Ａｘ2の偏向角度
が小さい場合、すなわち、正弦(sin)を角度自体で近似
できる場合、可変頂角プリズムの内部に封入された透明
物質の屈折率をｎとすると、光軸をθ1偏向させるには
プリズムの頂角γは以下の式で算出される。 γ＝θ1／(ｎ−１)

【００５５】第２の対物光学系２０を介して入射した光
束は、ミラー２２ａで反射され、液晶素子２３、コンデ
ンサレンズ２４を介して第２の複合プリズム３３に入射
する。第１、第２の複合プリズム３２，２８ａは、図１
２に示す位置関係で配置されている。すなわち、第２の
複合プリズム３３は、２つの直角プリズム３３ａ，３３
ｂを組み合わせて構成されており、第１の複合プリズム
３２は、直角プリズム３２ａとキューブ型のハーフミラ
ープリズム３２ｂとを組み合わせて構成されている。

【００５６】第１の対物光学系１０側から入射した光束
は、第１の複合プリズムの直角プリズム３２ａにより２
回反射され、その一部がハーフミラープリズム３２ｂに
より反射されて接眼レンズ４２に入射する。第２の対物
光学系２０側から入射した光束は、第２の複合プリズム
３３で３回反射されて９０度偏向され、一部が第１の複
合プリズム３２のハーフミラープリズム３２ｂを透過し
て接眼レンズ４２に入射する。したがって、撮影者の眼
には、両対物光学系１０，２０からの光束が共に入射す
ることとなる。ここで、前述した図１の例と同様に液晶
素子２３を制御することにより任意の位置に二重像を形
成することができ、かつ、被写体距離と二重像形成範囲
の座標とに基づいて第２の対物光学系２０の可変頂角プ
リズム２９の頂角を制御することにより、撮影レンズの
合焦状態を二重像の重なりとしてファインダー内でモニ
ターすることができる。

【００５７】第３の実施形態の対物光学系１０，２０
は、このファインダー光学系とは独立して設けられた図
示せぬ撮影光学系の変倍、すなわちズーミングに連動し
て焦点距離を変化させるようそれぞれの第１、第２レン
ズが光軸方向に沿って移動するように構成されている。
変倍手段は、図示せぬズームモータに固定された駆動ギ
ア６１、この駆動ギアに噛合する従動ギア６２、従動ギ
ア６１に噛合するラック７１が一辺に形成されて図中の
左右方向、すなわち基線長方向にスライド可能なカム板
７０から構成されている。

【００５８】各対物光学系１０，２０の第１レンズ、第
２レンズは、カムフォロワーが設けられた可動レンズ枠
に支持されており、カム板７０には、それぞれのレンズ
枠に設けられたカムフォロワーに係合するカム溝７２
ａ，７２ｂ，７３ａ，７３ｂが形成されている。対物光
学系の第１レンズ１１ａ，２１ａを駆動するカム溝７２
ａ，７３ａは、所定のカーブで形成されており、第２レ
ンズ１１ｂ，２１ｂを駆動するカム溝７２ｂ，７３ｂは
直線状に形成されている。カム板７０がズームモータに
駆動されてスライドすると、それに伴って第１レンズ、
第２レンズが光軸方向に移動し、各対物光学系の焦点距
離が変化する。図１１は、対物光学系の焦点距離が最も
短くなる広角端における各部材の配置を示しており、図
１３は、焦点距離が最も長くなる望遠端における各部材
の配置を示している。

【００５９】なお、近時の一眼レフカメラはオートフォ
ーカス機能を備えるものが一般的であるが、オートフォ
ーカス機能を備えるカメラの中には、ファインダー光学
系の視野内の複数の検出ゾーンについて被写体距離を測
定可能な、いわゆる多点方式のオートフォーカス機能を
備えるものもある。多点方式のオートフォーカス機能を
備えるカメラにこの発明のファインダー装置を適用する
場合、複数の検出ゾーンの中から撮影光学系を合焦させ
るべき被写体が含まれる検出ゾーンを含むように二重像
形成範囲を設定し、その検出ゾーンに対応する被写体距
離情報に基づいて光軸間の角度を決定することにより、
その範囲内の二重像の重なり具合により当該検出ゾーン
内に位置する被写体に対して正確に測距が行われたか否
か、あるいは撮影レンズが合焦しているか否かを判断す
ることができる。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ファインダー視野内の任意の位置に二重像を表示さ
せることができるため、ファインダー視野の中心のみで
なく、周辺部に位置する被写体に対しても合焦状態を確
認することができ、被写体が視野の中心部にない場合に
も、中心部と同様の操作でピントの確認ができ、ピント
合わせの確認を従来より容易とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施形態にかかるファイン
ダー装置の光学系および制御系の概要を示す説明図であ
る。

【図２】図１のファインダー装置により第１、第２の
対物光学系のそれぞれを介して観察される視野の例を示
す説明図である。

【図３】二重像形成範囲がファインダー視野の中央に
位置する場合の光線の進み方を示す説明図である。

【図４】二重像形成範囲がファインダー視野の中央か
らシフトした位置にある場合の第１、第２の対物光学系
により二重像形成範囲内に取り込まれる光束の範囲を示
す説明図である。

【図５】二重像形成範囲がファインダー視野の中央か
ら基線長方向に沿って第２の対物光学系側にシフトした
場合の光線の進み方を示す説明図である。

【図６】二重像形成範囲がファインダー視野の中央か
ら基線長方向に沿って第２の対物光学系から離れる側に
シフトした場合の光線の進み方を示す説明図である。

【図７】二重像形成範囲がファインダー視野の中央か
ら基線長方向と垂直な方向に沿ってシフトした場合の光
線の進み方を示す説明図である。

【図８】この発明の第２の実施形態にかかるファイン
ダー装置の光学系の観察時の説明図である。

【図９】図７の光学系のプリズム部分の構成を示す斜
視図である。

【図１０】図７の光学系の撮影時の説明図である。

【図１１】この発明の第３の実施形態にかかるファイ
ンダー装置の光学系の広角端での配置を示す説明図であ
る。

【図１２】図１１の光学系のプリズム部分の構成を示
す斜視図である。

【図１３】図１１の光学系の望遠端での配置を示す説
明図である。

【符号の説明】

１０第１の対物光学系２０第２の対物光学系Ａｘ1 第１の対物光学系の光軸Ａｘ2 第２の対物光学系の光軸２２回動ミラー３０ハーフミラー４０接眼光学系５０制御回路５１測距装置５２二重像形成範囲選択スイッチ５３ミラー駆動モータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の基線長をもって被写体を異なる角
度から見込む実像式の第１、第２の対物光学系と、前記第１、第２の対物光学系から入射した光束を合成し
て視野内の一部に二重像を形成する光束合成素子と、前記光束合成素子により合成された光束を撮影者の眼に
導く接眼光学系と、前記第１の対物光学系の光軸に対する前記第２の対物光
学系の光軸の角度を変更することにより前記二重像の重
なり具合を前記基線長方向に沿って変化させる光路偏向
手段と、前記第２の対物光学系の光路中に配置され、前記第２の
対物光学系により取り込まれる像の範囲を設定する二重
像形成範囲設定素子と、前記二重像形成範囲設定素子を制御して視野内の任意の
位置を選択して二重像形成範囲を設定する選択手段と、被写体までの距離に相当する情報を検出する被写体距離
情報検出手段と、前記選択手段により設定された二重像形成範囲と前記被
写体距離情報検出手段により検出された被写体までの距
離に相当する情報とに基づいて該被写体距離にある被写
体に対して前記第１、第２の対物光学系から入射した光
束により形成される２つの被写体像が重なるよう前記光
路偏向手段を制御する制御手段とを備えることを特徴と
するカメラのファインダー装置。
【請求項２】前記二重像形成範囲設定素子は、前記第
２の対物光学系の結像面近傍に配置されていることを特
徴とする請求項１に記載のカメラのファインダー装置。
【請求項３】前記第１、第２の対物光学系は、同一の
レンズ構成であることを特徴とする請求項１に記載のカ
メラのファインダー装置。
【請求項４】撮影光学系の焦点距離の変化に合わせて
前記第１、第２光学系の対物光学系の倍率を同時に変更
する変倍手段を備えていることを特徴とする請求項１ま
たは３のいずれかに記載のカメラのファインダー装置。
【請求項５】前記光路偏向手段は、回動ミラーと、該
回動ミラーを回動させるミラー駆動手段とを備えること
を特徴とする請求項１に記載のカメラのファインダー装
置。
【請求項６】前記光路偏向手段は、可変頂角プリズム
を備えることを特徴とする請求項１に記載のカメラのフ
ァインダー装置。
【請求項７】前記光路偏向手段は、前記第２の対物光
学系の少なくとも一部のレンズを前記第２の対物光学系
の光軸に対して垂直な方向に偏心させることを特徴とす
る請求項１に記載のカメラのファインダー装置。
【請求項８】前記光路偏向手段は、前記第２の対物光
学系の少なくとも一部のレンズを前記基線長方向に偏心
させることを特徴とする請求項７に記載のカメラのファ
インダー装置。
【請求項９】前記二重像形成範囲設定素子は、二重像
を形成する一部領域のみを透過させ、他の領域を遮光す
る液晶素子であることを特徴とする請求項１に記載のカ
メラのファインダー装置。
【請求項１０】前記被写体距離情報検出手段は、被写
体距離を測定する測距装置であることを特徴とする請求
項１に記載のカメラのファインダー装置。
【請求項１１】前記被写体距離情報検出手段は、カメ
ラの撮影レンズのフォーカス位置を検出することを特徴
とする請求項１に記載のカメラのファインダー装置。
【請求項１２】前記被写体距離情報検出手段は、前記
ファインダー光学系の視野内の複数の検出ゾーンについ
て被写体距離情報を検出可能であり、前記選択手段は、
撮影光学系の合焦に用いられる検出ゾーンを含む領域に
前記二重像形成範囲を設定するよう前記二重像形成範囲
設定素子を制御することを特徴とする請求項１に記載の
カメラのファインダー装置。
【請求項１３】前記制御手段は、複数の被写体距離情
報のうち、撮影光学系を合焦させるべき検出ゾーンに対
応する被写体距離情報に基づいて前記光路偏向手段を制
御することを特徴とする請求項１２に記載のカメラのフ
ァインダー装置。
【請求項１４】前記第１、第２の対物光学系と前記接
眼光学系との間には、前記第１、第２の対物光学系によ
り形成された被写体の一次像をリレーして二次像を形成
するリレーレンズ系が設けられていることを特徴とする
請求項１に記載のカメラのファインダー装置。
【請求項１５】前記第１の対物光学系は、撮影光学系
の対物レンズに兼用されていることを特徴とする請求項
１に記載のカメラのファインダー装置。
【請求項１６】前記第１の対物光学系と前記光束合成
素子との間に、前記第１の対物光学系を介して入射した
光束を撮像媒体に導く撮影位置と光束合成素子側に導く
観察位置との間で切り換え可能な光路分配素子が配置さ
ていることを特徴とする請求項１４に記載のカメラのフ
ァインダー装置。
【請求項１７】前記光路分配素子は、クイックリター
ンミラーであることを特徴とする請求項１６に記載のカ
メラのファインダー装置。
【請求項１８】前記選択手段は、前記光路分配手段が
前記撮像媒体に光束を導く際に、前記第２の対物光学系
から入射した光束によりファインダー視野全域が観察で
きるよう前記二重像形成範囲設定素子を制御することを
特徴とする請求項１６に記載のカメラのファインダー装
置。