JP2005275007A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 パララックスを防ぎ、実際に撮像する画像をファインダで表示される画像と一致させる。
【解決手段】 撮影レンズ２で取り込んだ被写体の像のうち、一部の光の像を半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａによって撮影レンズ２の光軸２ａに対し直交する方向に反射させて撮像素子８に投影させると共に、その残りの光の像を半透過反射部材４が撮影レンズ２の光軸２ａに沿って透過させて透過型のスクリーン１０に投影させる。従って、一つの撮影レンズ２で取り込んだ被写体の像を撮像素子８とスクリーン１０との両方に投影させることができる。このため、撮影光学系とファインダ光学系とを別々に構成しなくても、パララックスを防ぐことができると共に、撮影するときに被写体の像を表示素子１２に表示させる必要がないので、表示素子１２による消費電力を最小限に抑えることができる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、デジタルカメラなどの撮影装置に関する。

例えば、デジタルカメラにおいては、撮影レンズ等の撮影光学系で被写体の像をＣＣＤなどの撮像素子に投影し、この投影された被写体の像を撮像素子で画像データとして電気信号に変換するものであるが、このような被写体をデジタルカメラ本体から視認するためのファインダ光学系が別体に設けられることがある。

撮影光学系とファインダ光学系はデジタルカメラでの位置が異なるために視差ズレが生じてしまい、このようなパララックスを回避するために、特許文献１では、ファインダ光学系の入射方向を傾けている。
特開２００３−２７０５３４号公報

しかしながら、上記のような従来の撮影光学系とファインダ光学系とを別々に構成しているデジタルカメラでは、パララックスを補正するために入射方向をずらしているため、ファインダ光学系で写る像が歪んでしまう恐れがあった。

この発明が解決しようとする課題は、パララックスを防ぐ撮影装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、被写体の像を取り込む撮影レンズと、この撮影レンズで取り込んだ前記被写体の像のうち、一部の光の像を所定方向に反射し、その残りの光の像を前記反射方向と異なる方向に透過する半透過反射部材と、この半透過反射部材で反射された前記被写体の像が投影される撮像素子と、前記半透過反射部材を透過した前記被写体の像が投影される透過型のスクリーンとを備えたことを特徴とする撮影装置である。

請求項２に記載の発明は、前記半透過反射部材で反射された前記被写体の像を前記撮像素子に集光させる集光レンズを備えていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置である。

請求項３に記載の発明は、前記スクリーンに投影された前記被写体の像を観察するファインダレンズを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置である。

請求項４に記載の発明は、前記半透過反射部材で前記被写体の像が反射される反射方向と反対側に配置され、前記撮像素子で撮影された撮影画像を表示する表示素子を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮影装置である。

請求項１に記載の発明によれば、撮影レンズで取り込んだ被写体の像のうち、一部の光の像を半透過反射部材によって所定方向に反射させて撮像素子に投影させると共に、その残りの光の像を半透過反射部材が前記反射方向と異なる方向に透過させて透過型のスクリーンに投影させるので、一つの撮影レンズで取り込んだ被写体の像を撮像素子とスクリーンとの両方に投影することができる。このため、撮影光学系とファインダ光学系とを別々に構成しなくても、パララックスを防ぐことができる。

請求項２に記載の発明によれば、半透過反射部材で反射された被写体の像を撮像素子に集光させる集光レンズを備えていることにより、撮影レンズで取り込んで半透過反射部材で反射された被写体の像を集光レンズによって撮像素子の撮像領域に応じた画面サイズで投影することができ、これにより撮影レンズによる視野範囲を変えずに、撮影レンズで取り込んだ被写体の像を所定の画面サイズの画像として確実に取り込むことができる。

請求項３に記載の発明によれば、スクリーンに投影された被写体の像を観察するファインダレンズを備えていることにより、ファインダレンズを覗くと撮影レンズで取り込まれてスクリーンに拡大投影された像を視野範囲内に収めることができる。これにより撮影レンズによる視野範囲を変えずに、スクリーンに投影された被写体の像を撮影者に見やすくすることができ、このため撮影者が良好に被写体を観察することができる。

請求項４に記載の発明によれば、半透過反射部材で被写体の像が反射される反射方向と反対側に配置され、撮像素子で撮影した撮影画像を表示する表示素子を備えていることにより、撮像素子で撮影された撮影画像を表示素子に表示させると、その表示画像が半透過反射板のスクリーン側の反射面によってスクリーンに向けて反射されるので、この反射された表示画像をスクリーンに投影させて観察することができる。これにより、撮像素子に投影された撮影画像を再生することができると共に、表示素子の表示領域を半透過反射部材の反射面に対応する大きさのサイズにすれば良いので、表示素子を小さくすることができ、電力消費を抑えることができる。

以下、図１〜図５を参照して、この発明の撮影装置をデジタルカメラに適用した実施形態について説明する。
図１はこの発明のデジタルカメラの外観斜視図、図２はその内部構造を示した構成図、図３は図２の内部構造を示した斜視図である。
このデジタルカメラは、図１および図２に示すように、カメラ本体１を備えている。このカメラ本体１の正面（図２では左側面）の中央部分には、撮影レンズ２がレンズ枠３によって設けられている。また、このカメラ本体１の内部には、図２に示すように、半透過反射部材４が撮影レンズ２の光軸２ａの延長線上に配置されている。

この半透過反射部材４は、図２および図３に示すように、第１、第２プリズム５、６を透明な接着剤７で接合することにより、全体の形状がほぼ正四面体に形成されている。すなわち、第１、第２プリズム５、６は、それぞれ断面形状が直角二等辺三角形で、屈折率が同じ透明な材料からなる三角柱状に形成され、直角部分に対向する各傾斜面５ａ、６ａが透明な接着剤７で接合されている。この半透過反射部材４は、第１プリズム５の直角部分の二辺に相当する互いに直交する各面５ｂ、５ｃのうち、光入射側の一面５ｂが撮影レンズ２に対向した状態で、その面方向が撮影レンズ２の光軸２ａに対し垂直に配置され、且つ第１、第２プリズム５、６の各傾斜面５ａ、６ａが撮影レンズ２の光軸２ａに対しほぼ４５°の角度で交差するように構成されている。

これにより、半透過反射部材４は、図２および図３に示すように、撮影レンズ２で取り込んだ被写体の像が第１プリズム５の光入射側の一面５ｂから入射し、この入射した被写体の像のうち、一部の光の像を第１プリズム５の第一光出射面である傾斜面５ａで所定方向、つまり撮影レンズ２の光軸２ａに対しほぼ直交する方向に反射し、その残りの光の像を反射方向と異なる方向、つまり撮影レンズ２の光軸２ａとほぼ平行な方向に沿って透過するように構成されている。この場合、透明な接着剤７は、第１、第２プリズム５、６に屈折率の差がある場合、その屈折率の差を補正する材料であることが望ましい。

また、カメラ本体１の内部には、図２に示すように、ＣＣＤなどの撮像素子８が第１プリズム５の第二光出射面である一面５ｃに対向する位置、つまり半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａで被写体の像が反射される反射方向（図２では上方向）の位置に、第１プリズム５と離間して配置されている。この場合、撮像素子８は、投影された被写体の像を電気信号に変換して撮影画像の画像データとして出力するように構成されている。また、第１プリズム５の一面５ｃには、集光レンズ９が設けられている。この集光レンズ９は、半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａで反射された被写体の像を撮像素子８の撮像領域に対応する画面サイズに縮小させて撮像素子８の撮像面に集光させるように構成されている。

また、半透過反射部材４の第２プリズム６における撮影レンズ２の光軸２ａと面方向が垂直な光出射側の一面６ｂには、図２および図３に示すように、半透過反射部材４の第１、第２プリズム５、６を透過した被写体の像が投影される透過型のスクリーン１０が設けられている。このスクリーン１０は、投影された被写体の像を拡散させて透過するように構成されている。また、このスクリーン１０の光出射方向（図２では右方向）に位置するカメラ本体１の背面（図２では右側面）には、ファインダレンズ１１が設けられている。このファインダレンズ１１は、図３〜図５に示すように、スクリーン１０に拡大されて投影された被写体の像をカメラ本体１の背面側の外部から等倍で観察するように構成されている。

さらに、カメラ本体１の内部には、図２および図３に示すように、表示素子１２が第２プリズム６の光入射側の一面６ｃに対向する位置、つまり半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａで被写体の像が反射される反射方向と反対方向（図２では下方向）に位置して配置されている。この表示素子１２は、バックライトを備えた液晶表示素子や、それ自身が発光するＥＬ表示素子（エレクトロルミネッセンス表示素子）などの平面型のものであり、撮像素子８で撮影された撮影画像を表示するように構成されている。この場合、表示素子１２は、その大きさが第２プリズム６の光入射側の一面６ｃとほぼ同じ大きさに形成されている。なお、このカメラ本体１には、図１に示すように、シャッタスイッチ１３やフラッシュ部１４などのカメラ機能に必要な各種の部品が設けられている。

このようなデジタルカメラで被写体を撮影するときには、図４に示すように、撮影レンズ２で被写体の像を取り込み、この取り込んだ被写体の像が半透過反射部材４の第１プリズム５にその光入射側の一面５ｂから入射し、この入射した被写体の像のうち、一部の光の像が第１プリズム５の傾斜面５ａで反射され、この反射された被写体の像が集光レンズ９によって撮像素子８にその撮像領域に応じた画面サイズに縮小されて集光される。これにより、撮像素子８が投影された被写体の像を電気信号に変換して撮影画像の画像データとして出力する。

また、第１プリズム５に入射した被写体の像のうち、第１プリズム５の傾斜面５ａで反射されない残りの光の像は第１プリズム５の傾斜面５ａおよび第２プリズム６を撮影レンズ２の光軸２ａに沿って透過し、この透過した被写体の像がスクリーン１０に投影される。これにより、撮影者がファインダレンズ１１を覗いてスクリーン１０に投影された被写体の像を観察することができる。このときには、ファインダレンズ１１によって撮影者に合った大きさの画面サイズの像、例えばスクリーン１０から拡大投影された像の光をファインダレンズ１１で平行光に補正し、この拡大した像を観察することができる。このように、ファインダレンズ１１で表示される画像は撮影レンズ２から投影されているため、撮像素子８が撮像する画像と位置ずれすることないのでファインダレンズ１１を覗くだけで位置ずれのない画像を撮影することができる。

また、このデジタルカメラで撮影した撮影画像を再生するときには、予め、撮影レンズ２から外部光を取り込まないように、撮影レンズ２にキャップを取り付けるか、あるいはレンズシャッタを電動的に閉じるかし、この状態で撮像素子８で撮影した撮影画像を表示素子１２に表示させる。すると、図５に示すように、表示素子１２に表示された表示画像が半透過反射板３の第２プリズム６にその光入射側の一面６ｃから入射し、この入射した表示画像が第２プリズム６の傾斜面６ａで反射されてスクリーン１０に投影される。これにより、投影された表示画像をファインダレンズ１１によって使用者に合った大きさの画面サイズの像、例えばスクリーン１０に拡大投影された表示画像をファインダレンズ１１で視野範囲内に収まるようにしたので視認者に見やすくすることができる。

このように、このデジタルカメラによれば、撮影レンズ２で取り込んだ被写体の像のうち、一部の光の像が半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａによって撮影レンズ２の光軸２ａに対しほぼ直交する方向に反射され、この反射された被写体の像が撮像素子８に投影されると共に、第１プリズム５の傾斜面５ａで反射されない残りの光の像が撮影レンズ２の光軸２ａとほぼ平行な方向に沿って第１プリズム５の傾斜面５ａおよび第２プリズム６を透過し、この透過した被写体の像が透過型のスクリーン１０に投影される。

従来、デジタルカメラに内製されている液晶表示パネルのような表示素子で被写体をモニタリングする際に、表示素子に表示するためのモニタリング画像を撮像するために撮像素子を常時動作するばかりでなく、液晶表示パネルや液晶表示パネルに光を出射するバックライトを常時駆動しなければならないので消費電力が著しく大きいが、本実施形態のデジタルカメラは、一つの撮影レンズ２で取り込んだ被写体の像を撮像素子８とスクリーン１０との両方に投影することができる。このため、従来例のように撮影光学系とファインダ光学系とを別々に構成しなくても、パララックスを防ぐことができると共に、被写体のモニタリングの際に常時撮像素子８で撮像しなくてもよく、モニタリング画像を表示素子１２に表示させる必要がないので、表示素子１２による消費電力を最小限に抑えることができる。

この場合、特に半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａで反射された被写体の像を集光レンズ９によって撮像素子８にその撮像領域に応じた画面サイズで投影することができるので、撮影レンズ２による視野範囲を変えずに、撮影レンズ２で取り込んだ被写体の像を所定サイズの画像として確実に取り込むことができる。また、スクリーン１０に投影された被写体の拡大像をファインダレンズ１１によって撮影者の視野範囲に合った大きさの画面サイズの像にすることができ、スクリーン１０に投影された被写体の像を撮影者に見やすくすることができるので、撮影者が良好に被写体の像を観察することができる。

また、このデジタルカメラでは、半透過反射部材４の第１プリズム５の傾斜面５ａで被写体の像が反射される反射方向と反対側に、撮像素子８で撮影した撮影画像を表示する表示素子１２を配置したので、この表示素子１２に撮像素子８で撮影した撮影画像を表示させると、その表示画像が半透過反射板３の第２プリズム６の傾斜面６ａによってスクリーン１０に反射され、この反射された表示画像をファインダレンズ１１で拡大して観察することができる。これにより、撮像素子８に投影された撮影画像を再生することができると共に、表示素子１２の表示領域が第２プリズム６の光入射側の一面６ｂにほぼ対応する大きさの画面サイズでよいので、表示素子１２の画面サイズを小さくすることができ、これによっても表示素子１２の電力消費を抑えることができる。

なお、上記実施形態では、半透過反射部材として、第１、第２プリズム５、６を接合した半透過反射部材４を用いた場合について述べたが、これに限らず、ハーフミラーを撮影レンズ２の光軸２ａに対し４５°傾けて配置した構造でも良い。このようなハーフミラーを半透過反射部材として用いても、上述した実施形態と同様の作用効果がある。
また、上記実施形態では、半透過反射部材で被写体の像を撮影レンズ２の光軸２ａに対し直交する方向に反射させたが、必ずしも被写体の像を光軸２ａに対し直交する方向に反射させる必要はなく、撮影レンズ２の光軸２ａに対し交差する方向に反射させると共に、この反射方向と異なる方向に被写体の像を透過させるように、半透過反射部材を構成しても良い。

この発明を適用したデジタルカメラの外観斜視図である。 図１の内部構造を示した構成図である。 図２の内部構造の斜視図である。 図２のデジタルカメラで被写体を撮影する状態を示した図である。 図２のデジタルカメラで撮影画像を再生する状態を示した図である。

符号の説明

１ カメラ本体
２ 撮影レンズ
４ 半透過反射部材
５ 第１プリズム
６ 第２プリズム
５ａ、６ａ 傾斜面
８ 撮像素子
９ 集光レンズ
１０ スクリーン
１１ ファインダレンズ
１２ 表示素子

Claims (4)

1. 被写体の像を取り込む撮影レンズと、
   この撮影レンズで取り込んだ前記被写体の像のうち、一部の光の像を所定方向に反射し、その残りの光の像を前記反射方向と異なる方向に透過する半透過反射部材と、
   この半透過反射部材で反射された前記被写体の像が投影される撮像素子と、
   前記半透過反射部材を透過した前記被写体の像が投影される透過型のスクリーンと
   を備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記半透過反射部材で反射された前記被写体の像を前記撮像素子に集光させる集光レンズを備えていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記スクリーンに投影された前記被写体の像を観察するファインダレンズを備えていることを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
4. 前記半透過反射部材で前記被写体の像が反射される反射方向と反対側に配置され、前記撮像素子で撮影された撮影画像を表示する表示素子を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮影装置。
   
   

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