JP2000321626A

JP2000321626A - ファインダー光学系用の焦点板

Info

Publication number: JP2000321626A
Application number: JP11132205A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Mukai; 弘向井; Shigeto Omori; 滋人大森
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1999-05-13
Filing date: 1999-05-13
Publication date: 2000-11-24

Abstract

(57)【要約】【課題】結像性能を劣化させることなく、画面全体を
明るくすることが可能な焦点板を提供する。【解決手段】複数種類のランダムパターン構造(P40〜
P42)を多数配置することにより拡散面を構成する。ラン
ダムパターン構造(P40〜P42)は、４種類の高さを有する
複数の微小な矩形エレメント(E1〜E4)から成っており、
矩形エレメント(E1〜E4)は、格子ピッチの異なる複数種
類の回折格子を構成するように不規則に配置されてい
る。ファインダー光学系の光軸(AX)から遠くに位置する
ランダムパターン構造(P41,P42)ほど、格子ピッチの高
周波成分の割合が大きくなっている。

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ー光学系
用の焦点板に関するものであり、例えば一眼レフカメラ
のファインダーに搭載される焦点板に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般的な一眼レフカメラのファインダー
は、撮影レンズからの光をメインミラーで反射させて、
拡散機能を有する焦点板上で結像させる構成になってい
る。焦点板はフィルム面と光学的に等価な位置に配置さ
れているため、ペンタプリズムや接眼レンズを通して、
焦点板上に構成されるファインダー画面の結像状態を観
察すれば、フィルム面上での結像状態を知ることができ
る。

【０００３】図７に焦点板の一従来例を示す。この焦点
板の撮影レンズ(不図示)側にはフレネルレンズ面(S1)が
形成されており{AX：フレネルレンズ面(S1)の光軸}、接
眼レンズ(不図示)側には拡散面(S2)が形成されている。
フレネルレンズ面(S1)は、ファインダー画面の最周辺に
入射する軸外光を瞳に導く(つまり瞳を合わせる)ための
コンデンサーパワーを有している。撮影レンズからの光
は、フレネルレンズ面(S1)による偏向を受けた後、拡散
面(S2)上で結像する。このような焦点板構成は一般的に
知られており、例えば特開平８−１２９２０５号公報で
は、指向性パターンと無指向性パターンとが重畳して拡
散面(S2)を構成し、その裏面にフレネルレンズ面(S1)を
有する拡散板が提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】図７に示すようにフレ
ネルレンズ面(S1)と拡散面(S2)とが離れて位置する場
合、撮影レンズとフレネルレンズ面(S1)との合成系の結
像性能が拡散面(S2)上での結像性能となる。したがっ
て、フレネルレンズ面(S1)は撮影レンズによる結像性能
(例えば収差性能)を劣化させる原因となる。フレネルレ
ンズ面(S1)を拡散面(S2)に近づけたり、拡散面(S2)上に
フレネルレンズを形成したりすれば、フレネルレンズ面
(S1)の輪帯(つまり同心円状のライン)が接眼レンズを通
して観察されることになるため、これも結像性能を劣化
させる原因となる。逆に、フレネルレンズ面(S1)を拡散
面(S2)から離せば、前記収差性能等の劣化が生じるとと
もに、ケラレによってファインダー画面周辺の光量が減
少し暗くなってしまう。

【０００５】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであって、結像性能を劣化させることなく、画面全
体を明るくすることが可能な焦点板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】上記目的を達成するため
に、第１の発明の焦点板は、複数種類のランダムパター
ン構造が多数配置されることにより拡散面が構成され
た、ファインダー光学系用の焦点板であって、前記ラン
ダムパターン構造が、複数種類の高さを有する複数の微
小なエレメントから成っており、そのエレメントが、格
子ピッチの異なる複数種類の回折格子を構成するように
不規則に配置されており、ファインダー光学系の光軸か
ら遠くに位置するランダムパターン構造ほど、前記格子
ピッチの高周波成分の割合が大きくなっていることを特
徴とする。

【０００７】第２の発明の焦点板は、上記第１の発明の
構成において、ファインダー光学系の光軸から等距離に
位置するランダムパターン構造が同一のランダムパター
ンを有することを特徴とする。

【０００８】第３の発明の焦点板は、上記第１の発明の
構成において、前記拡散面が設けられている面とは反対
側の面が平面であることを特徴とする。

【０００９】第４の発明の焦点板は、上記第１の発明の
構成において、前記エレメントの高さの種類が４種類以
上であることを特徴とする。

【００１０】第５の発明の焦点板は、上記第１の発明の
構成において、隣接するランダムパターン構造が以下の
条件式を満足することを特徴とする。ｈ１max≦ｈ２max ただし、ｈ１max：ファインダー光学系の光軸に近い側のランダ
ムパターン構造におけるエレメントの最大高さ、ｈ２max：ファインダー光学系の光軸から遠い側のラン
ダムパターン構造におけるエレメントの最大高さ、である。

【００１１】第６の発明の焦点板は、上記第５の発明の
構成において、ファインダー光学系の光軸から遠い側の
ランダムパターン構造におけるエレメントの高さ種類の
数が、ファインダー光学系の光軸に近い側のランダムパ
ターン構造におけるエレメントの高さ種類の数以上であ
ることを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した焦点板
を、図面を参照しつつ説明する。図２に、焦点板の実施
の形態が搭載されたファインダー光学系を示す。このフ
ァインダー光学系は、対物レンズ(TL)，焦点板(FS)，接
眼レンズ(SL)等で構成されている。焦点板(FS)の瞳(EP)
側面には拡散機能を有する拡散面(FSa)が形成されてお
り、その拡散面(FSa)が設けられている面とは反対側の
面{すなわち対物レンズ(TL)側面}は平面になっている。
対物レンズ(TL)から射出した光は、焦点板(FS)の拡散面
(FSa)上で結像する。拡散面(FSa)上の像から射出した拡
散光(LA,LB)は、接眼レンズ(SL)を通過して瞳(EP)に入
射する。拡散面(FSa)は後述するコンデンサーパワーを
有しているため、ファインダー画面の最周辺に入射した
軸外光も結像後は拡散光(LB)として接眼レンズ(SL)の中
心に向かうことになる。

【００１３】焦点板(FS)の拡散面(FSa)は、複数種類の
ランダムパターン構造が多数配置されることにより構成
されている。そのランダムパターン構造は、複数種類の
高さを有する複数の微小な矩形エレメントから成ってお
り、その矩形エレメントが、格子ピッチの異なる複数種
類の回折格子を構成するように不規則に配置されてい
る。上記複数種類の回折格子は、例えばＣＧＨ(Compute
r Generated Hologram)により構成される。ＣＧＨで高
さの異なる複数の周期構造を複数の周期について重畳さ
せると、格子ピッチの異なる複数種類の回折格子が構成
され、結果として矩形エレメントが不規則に配置された
上記ランダムパターン構造が構成される。その重畳した
複数の周期性により、多数の回折光が所定角度内に緻密
に発生することになるため、ボケの明るさは一様にな
る。したがって、明るさが一様な(つまり滑らかで自然
な)大きいボケを発生させるとともに、ファインダー画
面を明るくすることが可能となる。

【００１４】先に述べたように拡散面(FSa)は複数種類
のランダムパターン構造で構成されているが、ファイン
ダー光学系の光軸(AX)から遠くに位置するランダムパタ
ーン構造ほど(すなわち像高が高くなるほど)、格子ピッ
チの高周波成分の割合は大きくなっている。つまり図３
に示すように、光軸(AX)位置を中心とした、ファインダ
ー画面の中心領域(AR0)，中間領域(AR1)，周辺領域(AR
2)の順で、その領域に位置するランダムパターン構造中
の格子ピッチの高周波成分(つまり格子ピッチの小さい
回折格子)の割合が徐々に大きくなっているのである。
そして、光軸(AX)から等距離(すなわち同一像高)に位置
するランダムパターン構造は同一のランダムパターンを
有するため、同一のランダムパターン構造が光軸(AX)を
中心とした同一の同心円上に位置することになる。各領
域(AR0,AR1,AR2)間に位置する領域についても同様であ
る。

【００１５】図１に、拡散面(FSa)の各領域(AR0,AR1,AR
2)中に位置するランダムパターン構造を示す。図１(Ａ)
はファインダー画面の中心領域(AR0)中に位置するラン
ダムパターン構造(P40)、図１(Ｂ)は中間領域(AR1)中に
位置するランダムパターン構造(P41)、図１(Ｃ)は周辺
領域(AR2)中に位置するランダムパターン構造(P42)を示
している。なお、ファインダー光学系(図２)の光軸(AX)
は、図１(Ａ)に示すランダムパターン構造(P40)の中心
に位置しており、また、図１(Ｂ),(Ｃ)に示すランダム
パターン構造(P41,P42)の(紙面に向かって)上方に位置
している。

【００１６】いずれのランダムパターン構造(P40〜P42)
も、４種類の高さを有する複数の微小な矩形エレメント
(E1,E2,E3,E4)から成っており、その矩形エレメント(E1
〜E4)が、格子ピッチの異なる複数種類の回折格子を構
成するように不規則に配置されている。各矩形エレメン
ト(E1〜E4)は、拡散面(FSa)に平行な断面形状が矩形形
状を成しており、拡散面(FSa)に垂直な断面形状が矩形
波形状を成している。したがって上記複数種類の回折格
子は、最大４レベルまでのバイナリ構造を有する位相型
のマルチレベル回折格子で構成されることになる。

【００１７】図１において各矩形エレメント(E1〜E4)を
表す濃淡と、各矩形エレメント(E1〜E4)の高さｈ(μｍ)
と、の関係を以下の表１に示す。ただし、焦点板(FS)の
材質をＰＭＭＡ(polymethyl methacrylate)とし、その
ｅ線に対する屈折率：ｎe＝1.4914とする。

【００１８】

【表１】

【００１９】回折角をθ、波長をλ、格子ピッチをΛと
すると、式：sinθ＝λ／Λが成り立つ。また、拡散面
(FSa)は光軸(AX)から遠いランダムパターン構造ほど格
子ピッチΛの高周波成分の割合が大きくなっており、そ
の格子ピッチΛの変化には、図１，図３から分かるよう
に光軸(AX)を中心とした同心円状の方向性がある。した
がって、光軸(AX)から遠い位置で拡散面(FSa)に入射す
る軸外光ほど大きく屈曲させることが可能であり、ファ
インダー画面の最周辺に入射した軸外光を瞳(EP)に導く
ためのコンデンサーパワーが達成される。このように拡
散面(FSa)がコンデンサーパワーを有しているため、フ
レネルレンズ面は不要であり、結像性能を劣化させるこ
となくファインダー画面全体を明るくすることが可能で
ある。

【００２０】上記ランダムパターン構造を構成するエレ
メントの高さの種類は、４種類以上であることが望まし
い。図４に、エレメントの高さ種類が８種類のランダム
パターン構造(P81,P82)を示す。図４(Ａ)は中間領域(AR
1)中に位置するランダムパターン構造(P81)を示してお
り、図４(Ｂ)は周辺領域(AR2)中に位置するランダムパ
ターン構造(P82)を示している。ファインダー光学系(図
２)の光軸(AX)は、図４(Ａ),(Ｂ)に示すランダムパター
ン構造(P81,P82)の(紙面に向かって)上方に位置してい
る。

【００２１】いずれのランダムパターン構造(P81,P82)
も、８種類の高さを有する複数の微小な矩形エレメント
(E1,E2,E3,E4,E5,E6,E7,E8)から成っており、その矩形
エレメント(E1〜E8)が、格子ピッチの異なる複数種類の
回折格子を構成するように不規則に配置されている。各
矩形エレメント(E1〜E8)は、拡散面(FSa)に平行な断面
形状が矩形形状を成しており、拡散面(FSa)に垂直な断
面形状が矩形波形状を成している。したがって上記複数
種類の回折格子は、最大８レベルまでのバイナリ構造を
有する位相型のマルチレベル回折格子で構成されること
になる。

【００２２】図４において各矩形エレメント(E1〜E8)を
表す濃淡と、各矩形エレメント(E1〜E8)の高さｈ(μｍ)
と、の関係を以下の表２に示す。ただし、焦点板(FS)の
材質をＰＭＭＡ(polymethyl methacrylate)とし、その
ｅ線に対する屈折率：ｎe＝1.4914とする。

【００２３】

【表２】

【００２４】以上説明した焦点板(FS)の拡散面(FSa)で
はコンデンサーパワーを格子ピッチの変化により達成し
ているが、更にエレメントの最大高さの変化をコンデン
サーパワーに利用する構成としてもよい。例えば、隣接
するランダムパターン構造が以下の条件式(I)を満足す
ることが望ましい。ｈ１max≦ｈ２max …(I) ただし、ｈ１max：ファインダー光学系の光軸(AX)に近い側のラ
ンダムパターン構造におけるエレメントの最大高さ、ｈ２max：ファインダー光学系の光軸(AX)から遠い側の
ランダムパターン構造におけるエレメントの最大高さ、である。

【００２５】条件式(I)を満たす拡散面(FSa)は、例えば
図５(Ａ)及び図６(Ａ)に示すランダムパターン構造(P4
0)をファインダー画面の中心領域(AR0)に配置し、図５
(Ｂ)及び図６(Ｂ)に示すランダムパターン構造(P82W)を
周辺領域(AR2)に配置することにより構成される。な
お、ファインダー光学系(図２)の光軸(AX)は、図６(Ａ)
に示すランダムパターン構造(P40)の中心に位置してお
り、また、図６(Ｂ)に示すランダムパターン構造(P82W)
の(紙面に向かって)上方に位置している。

【００２６】ランダムパターン構造(P40)は４種類の高
さを有する複数の微小な矩形エレメント(E1〜E4)から成
っており、ランダムパターン構造(P82W)は８種類の高さ
を有する複数の微小な矩形エレメント(E1〜E8)から成っ
ている。いずれのランダムパターン構造(P40,P82W)の矩
形エレメント(E1〜E8)も、格子ピッチの異なる複数種類
の回折格子を構成するように不規則に配置されており、
拡散面(FSa)に平行な断面形状が矩形形状、拡散面(FSa)
に垂直な断面形状が矩形波形状を成している。したがっ
て上記複数種類の回折格子は、中心領域(AR0)から周辺
領域(AR2)にかけて、最大４レベルから最大８レベルま
で徐々に変化したバイナリ構造を有する位相型のマルチ
レベル回折格子で構成されることになる。

【００２７】図６において各矩形エレメント(E1〜E8)を
表す濃淡と、各矩形エレメント(E1〜E8)の高さｈ(μｍ)
と、の関係を以下の表３に示す。ただし、焦点板(FS)の
材質をＰＭＭＡ(polymethyl methacrylate)とし、その
ｅ線に対する屈折率：ｎe＝1.4914とする。

【００２８】

【表３】

【００２９】中心領域(AR0)のランダムパターン構造(P4
0)では最大高さｈmax＝0.83μｍであり、周辺領域(AR2)
のランダムパターン構造(P82W)では最大高さｈmax＝1.9
6μｍである。中心領域(AR0)から周辺領域(AR2)にかけ
て、矩形エレメントの高さ種類が４から８に徐々に変化
するとともに、矩形エレメントの最大高さｈmaxも徐々
に変化するので、隣接するランダムパターン構造も条件
式(I)を満たすことになる。回折角をθ、波長をλ、格
子ピッチをΛ、矩形エレメントの高さをｈとすると、
式：sinθ＝λ／Λと式：ｈ＝λ／(ｎ−１)が成り立
ち、これらの式から式：sin θ＝ｈ(ｎ−１)／Λが得ら
れる。したがって、矩形エレメントの高さｈが２倍にな
ればsin θも２倍になる。つまり、矩形エレメントの高
さを変化させることにより、光軸(AX)から遠い位置で拡
散面(FSa)に入射する軸外光ほど大きく屈曲させること
が可能となる。

【００３０】条件式(I)を満たすように構成すれば、同
一の格子ピッチΛで強いコンデンサーパワーを発生させ
ることができ、そのコンデンサーパワーによってファイ
ンダー画面の最周辺に入射した軸外光を瞳(EP)に導くこ
とができる。条件式(I)の範囲を外れると、強いコンデ
ンサーパワーを発生させるために、格子ピッチΛを更に
小さくしなければならなくなり、その結果、拡散面(FS
a)の製作が困難になる。

【００３１】また、ランダムパターン構造(P40)は４種
類の高さの矩形エレメント(E1〜E4)から成り、ランダム
パターン構造(P82W)は８種類の高さの矩形エレメント(E
1〜E8)から成っているが、このように光軸(AX)から遠い
側{例えば周辺領域(AR2)}のランダムパターン構造にお
けるエレメントの高さ種類の数が、光軸(AX)に近い側
{例えば中心領域(AR0)}のランダムパターン構造におけ
るエレメントの高さ種類の数以上であることが望まし
い。このように構成すれば、ファインダー画面の周辺領
域(AR2)で回折効率が低下するのを防止することができ
る。この条件が満たされなければ、ファインダー画面の
周辺領域(AR2)で回折効率が低下するため、暗く陰る
か、あるいは色づきが発生するおそれがある。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係る焦点板
によれば、結像性能を劣化させることなく、画面全体を
明るくすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】高さが４種類の矩形エレメントで構成されたラ
ンダムパターン構造を示す平面図。

【図２】実施の形態が用いられたファインダー光学系を
模式的に示す光学構成図。

【図３】図２中の焦点板を示す平面図。

【図４】高さが８種類の矩形エレメントで構成されたラ
ンダムパターン構造を示す平面図。

【図５】矩形エレメントの高さ種類数が像高位置によっ
て異なるランダムパターン構造の要部を示す拡大断面
図。

【図６】図５のランダムパターン構造を示す平面図。

【図７】従来の焦点板を示す断面図。

【符号の説明】

FS …焦点板 FSa …拡散面 AR0 …中心領域 AR1 …中間領域 AR2 …周辺領域 P40〜P42 …ランダムパターン構造 P81，P82 …ランダムパターン構造 P82W …ランダムパターン構造 E1〜E8 …矩形エレメント TL …対物レンズ SL …接眼レンズ EP …瞳 AX …光軸

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数種類のランダムパターン構造が多数
配置されることにより拡散面が構成された、ファインダ
ー光学系用の焦点板であって、前記ランダムパターン構造が、複数種類の高さを有する
複数の微小なエレメントから成っており、そのエレメン
トが、格子ピッチの異なる複数種類の回折格子を構成す
るように不規則に配置されており、ファインダー光学系
の光軸から遠くに位置するランダムパターン構造ほど、
前記格子ピッチの高周波成分の割合が大きくなっている
ことを特徴とする焦点板。
【請求項２】ファインダー光学系の光軸から等距離に
位置するランダムパターン構造が同一のランダムパター
ンを有することを特徴とする請求項１記載の焦点板。
【請求項３】前記拡散面が設けられている面とは反対
側の面が平面であることを特徴とする請求項１記載の焦
点板。
【請求項４】前記エレメントの高さの種類が４種類以
上であることを特徴とする請求項１記載の焦点板。
【請求項５】隣接するランダムパターン構造が以下の
条件式を満足することを特徴とする請求項１記載の焦点
板；ｈ１max≦ｈ２max ただし、ｈ１max：ファインダー光学系の光軸に近い側のランダ
ムパターン構造におけるエレメントの最大高さ、ｈ２max：ファインダー光学系の光軸から遠い側のラン
ダムパターン構造におけるエレメントの最大高さ、である。
【請求項６】ファインダー光学系の光軸から遠い側の
ランダムパターン構造におけるエレメントの高さ種類の
数が、ファインダー光学系の光軸に近い側のランダムパ
ターン構造におけるエレメントの高さ種類の数以上であ
ることを特徴とする請求項５記載の焦点板。