JP2010197554A - 表示装置及びこれを備える光学機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の反射表示部を密集させて配置しても、所望の反射表示部のみを光らせることができるとともに、視認性の高い表示が可能な表示装置及びこれを備える光学機器を提供する。
【解決手段】 透明もしくはほぼ透明な平行平板状の表示体３０と、表示体３０の側面に設けられた光源４１ａ，４１ｂ，４１ｃ（以下光源４１と称する）からの光を集光する集光部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（以下集光部４２と称する）からなる複数の照明部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（以下照明部４０と称する）と、表示体３０を構成する第１平行平面２１上に前記照明部４０と対で設けられ、集光部４２により集光された光をアイポイント側に向けて反射させる反射面を有した複数の反射表示部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ（以下反射表示部５０と称する）とを備え、集光部４２の中心及び反射表示部５０の中心を通る直線と反射表示部５０の反射面を含む平面の法線とを含む平面が、他の反射表示部５０における前記平面に対して傾斜するように構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、観察光学系の視野内表示を行う表示装置及びこれを備える光学機器に関する。

所定の観察面に形成された像を接眼レンズにより観察する観察光学系では、焦点板の焦点面近傍に配置した平行平板状の表示体上に複数の反射表示部を有し、ＬＥＤなどの光源により前記反射表示部を照明して光らせ、観察視野上での各種マーク等の表示を行っていた（例えば、特許文献１を参照）。

特開２００８−１０２２２５号公報

しかしながら、従来の表示方法では、表示体上に反射表示部を複数設ける場合、隣り合う反射表示部の間を一定以上あけなければ、光源からの迷光が所望の反射表示部とは異なる反射表示部を照明してしまい、誤表示を行うおそれがあった。また、迷光を発生させないように光源から射出される光束を絞ってしまうと、本来照明すべき反射表示部の輝度を低下させ、視認性を損なうという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、複数の反射表示部を密集させて配置しても、所望の反射表示部のみを光らせることができるとともに、視認性の高い表示が可能な表示装置及びこれを備える光学機器を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の表示装置は、観察面（例えば、本実施形態における焦点板２１の焦点面）に形成された像（例えば、本実施形態における被写体像）を観察するための観察光学系の前記観察面の近傍に配設され、透明もしくはほぼ透明な平行平板状の表示体と、前記表示体の側面に設けられ、光源と前記光源からの光を集光する集光部とからなる複数の照明部と、前記表示体を構成する平行平面上に前記照明部と対で設けられ、前記集光部により集光された光を前記アイポイント側に向けて反射させる反射面を有した複数の反射表示部とを備え、前記集光部中心及び前記反射表示部中心を通る直線と、前記反射表示部の反射面を含む平面の法線とを含む平面が、他の反射表示部における前記平面に対して傾斜している。

なお、前記平面に含まれる前記反射表示部と、前記平面に対して傾斜している他の平面に含まれる前記他の反射表示部とは隣接していることが好ましい。

また、前記集光部中心と前記反射表示部中心を結んだ線の長さをＬとし、隣り合う前記反射表示部の中心間距離をＳとしたとき、次式ｔａｎ^-1（Ｓ／Ｌ）≧８の条件を満足することが好ましい。

また、前記反射表示部は、断面楔形である複数の微小構造体から構成され、前記反射面は、前記微小構造体に形成されていることが好ましい。

また、本発明の光学機器（例えば、本実施形態におけるデジタル一眼レフカメラ１）は、前記観察光学系と、前記いずれかの表示装置を備えて構成される。

本発明によれば、複数の反射表示部を密集させて配置しても、所望の反射表示部のみを光らせることができるとともに、視認性の高い表示が可能な表示装置及びこれを備える光学機器を提供することができる。

以下、本実施形態について、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態に係る表示装置をデジタル一眼レフカメラ１に適用した例を示している。図１に示すように、デジタル一眼レフカメラ１は、撮影レンズ１１と、クイックリターンミラー１２と、撮像素子１３と、観察光学系２０とを備えて構成される。

観察光学系２０は、いわゆるビューファインダーであり、物体側から光軸に沿って順に並んだ、焦点板２１、表示装置２２と、ペンタプリズム２３と、接眼レンズ２４とを有し、撮影レンズ１１によって焦点板２１上に形成（結像）された像を接眼レンズ２４により観察できるように構成されている。

このようなデジタル一眼レフカメラ１に入射した不図示の物体（被写体）からの光は、レリーズ前には、撮影レンズ１１で集光されて、クイックリターンミラー１２を介して焦点板２１の焦点面（観察面）に結像される。焦点板２１の焦点面に結像された光は、表示装置２２を通り、ペンタプリズム２３中で複数回反射され、接眼レンズ２４へと導かれる。これにより、撮影者は、アイポイントＥＰにて接眼レンズ２４を介し、物体（被写体）像を正立像として観察することができる。

撮影者が接眼レンズ２４を介して観察するファインダー内表示例を図２に示す。表示装置２２は、物体（被写体）からの光に、各種マーク、文字、数字（これら総称して記号と呼ぶ）を重畳するものであり、本実施形態では、括弧形（［ ］形）のマーク６０ａ〜６０ｃ（総称する場合は符号６０を用いる）が被写体像に重畳される。

また、撮影者によって不図示のレリーズボタンが押されると、クイックリターンミラー１２が光路外へ退避し、撮影レンズ１１で集光された不図示の物体（被写体）の光は撮像素子１３上に被写体像を形成する。これにより、物体（被写体）からの光は、当該撮像素子１３により撮像され、物体（被写体）画像として不図示のメモリに記録される。このようにして、撮影者は本カメラ１による物体（被写体）の撮影を行うことができる。なお、デジタル一眼レフカメラ１は、撮影レンズ１１を着脱可能に保持するものでもよく、また撮影レンズ１１と一体に成形されるものでもよい。

表示装置２２は、観察光学系２０を構成する焦点板２１の焦点面（観察面）の近傍、具体的には焦点板２１とペンタプリズム２３との間に配設され、図３（ａ）に示すように、表示体３０と、照明部４０ａ，４０ｂ，４０ｃ（総称する場合は符号４０を用いる）と、前記照明部４０ａ，４０ｂ，４０ｃと対で設けられる反射表示部５０ａ，５０ｂ，５０ｃ（総称する場合は符号５０を用いる）とを備えて構成される。

表示体３０は、透明もしくはほぼ透明な平行平板である。なお、本実施形態においては、図３（ｂ）に示すように、物体側（焦点板２１側）の平行平面を第１平行平面３１とし、アイポイントＥＰ側の平行平面を第２平行平面３２と称する。

本実施形態においては、第１平行平面３１上に、３つの反射表示部５０ａ，５０ｂ，５０ｃが表示体３０の長手方向に並んで設けられているとともに、これら反射表示部５０ａ，５０ｂ，５０ｃに対応して、３つの照明部４０ａ，４０ｂ，４０ｃが表示体３０の長手方向の側面３３に設けられている。この構成により、照明部４０と反射表示部５０との間の距離が短くなることから、集光効率を向上させることができる。

照明部４０は、図３（ａ）及び（ｂ）に示すように、光源４１ａ，４１ｂ，４１ｃ（総称する場合は符号４１を用いる）と、これら光源４１ａ，４１ｂ，４１ｃに対応する集光部４２ａ，４２ｂ，４２ｃ（総称する場合は符号４２を用いる）とからなり、上記のように表示体３０の側面３３に複数設けられている。

なお、光源４１には、ＬＥＤ等の単一波長の光源を用いることが望ましい。ＬＥＤ等は光の指向性が強いため、反射表示部５０による反射表示の効果を十分に得ることができる。また、特定波長にあわせ、反射表示部５０の反射面の角度を設定することにより、その効率を最大限にすることができる。

集光部４２は、表示体３０の側面３３に光源４１と対向するように設けられたレンズ（例えば、片側に凸形状を有するシリンドリカルレンズ）であり、光源から４１からの光を集光して、反射表示部５０へと導く導光部材である。

反射表示部５０は、図４及び図５に示すように、断面視楔形に形成された複数の微小構造体５１，５１，…を、括弧形（［ ］形）に並べて構成したものである。ここで反射表示部５０を構成する微小構造体５１を断面視楔形としたのは、反射面の（総）面積を大きくして、光源４１からの光を効率的に用いて、ファインダー表示において視認性を高めるためである。このような構成の反射表示部５０では、図３（ｂ）の実線の矢印で示すように、照明部４０から表示体３０の内部に入射した光が、微小構造体５１に形成される反射面５２でそれぞれ反射し、表示体３０からアイポイントＥＰ側に向けて射出されるようになっている。

さらに、本実施形態において、反射表示部５０は、集光部４２の中心及び反射表示部５０の中心を通る直線と、反射表示部５０の反射面５２を含む平面の法線とを含む平面が、他の反射表示部５０における前記平面に対して傾斜するように構成されている。すなわち、図６に示すように、表示体３０を鉛直方向から見たときに、隣り合う反射表示部５０の反射面５２の法線における互いになす角θａ，θｂが０度にならない（すなわち略平行とならない）ように構成することで、同一の光源４１からの迷光等により、意図しない反射表示部５０が光ることを防いでいる。

上記表示方法によれば、図７に示すように、表示体３０上に複数の反射表示部５０を密集させて配置しても（例えば、表示体３０上に５つの反射表示部５０を十字状に並べて配置しても）、集光部４２の中心及び反射表示部５０の中心を通る直線と反射表示部５０の反射面５２を含む平面の法線とを含む平面が、隣り合う反射表示部５０における前記平面に対して傾斜（図７では直交）するように配置することで、それぞれの光源４１からの迷光の影響を回避して、所望の反射表示部５０のみを光らせることが可能となる。

なお、本実施形態においては、前記平面に含まれる反射表示部５０と、前記平面に対して傾斜している他の平面に含まれる他の反射表示部５０とは隣接していることが好ましい。このような隣接する反射表示部５０は、同一光源４１からの迷光等を受けやすいが、前記平面が互いに傾斜しているため、迷光を良好に防ぐことができる。

また、本実施形態においては、図８に示すように、集光部４２の中心と反射表示部５０の中心を結んだ線の長さをＬとし、隣り合う反射表示部５０の中心間距離をＳとしたとき、次式（１）の条件を満足することが好ましい。

ｔａｎ^-1（Ｓ／Ｌ）≧８ …（１）

この条件式（１）を満足することで、同一の光源４１からの迷光等により、意図しない反射表示部５０が光るのを確実に防ぐことができる。さらに、この効果を上げるため、条件式（１）の下限値を１０とすることが好ましい。

さらに、本実施形態においては、反射表示部５０及びこれと対をなす照明部４０の光源４１との距離が、それぞれ均一かつ最短であることが好ましい。このように、反射表示部５０と光源４１との距離が一定であると、それぞれの反射表示部５０を光らせたときの明るさが均一になる。また、反射表示部５０と光源４１との距離が最短であると、反射表示部５０の輝度が上がり、視認性がさらに高まる。

また、本実施形態において、表示体３０を構成する平行平面３１，３２は、研磨面（滑らかな面）で構成することが好ましい。この構成により、表示体３０の側面に設けられた集光部４２から表示体３０の内部に入射した光は、直接反射表示部５０に到達する光以外に、各平行平面３１，３２間で全反射を繰り返して反射表示部５０に到達する光もあり、照明効率を高めることができる。また、非研磨面を存在させないことにより、表示体３０の内部での照明光の散乱を小さくすることができる。仮に、表示体３０の内部で散乱が発生すると、表示体３０よりアイポイントＥＰ方向以外にも光源４１の光が射出して観察視野内に入ってしまう。そうすると、観察視野におけるコントラストの低下や、表示の視認性の低下を招く。よって、表示体３０での散乱を抑えることにより、表示の視認性を向上させることができる。

ただし、表示体３０を樹脂成形等で製造する場合に、製造の都合上、表示体３０に非研磨面を設けなければならないときには、非研磨面を表示体３０のアイポイントＥＰ側（接眼レンズ２５側）の第２平行平面３２に設けることが望ましい。非研磨面が光源４１からの光の散乱で光る場合、非研磨面が観察像に近い方が目立ち易く望ましくないからである。なおこのとき、反対側の面である第１平行平面３１を研磨面（滑らかな面）で構成することにより、両方の平行平面３１，３２を研磨面で構成する場合には及ばないが、上述したような照明効率を高める効果を得ることができる。また、表示体３０が樹脂材料を用いて形成される場合には、加工が容易であり、所望の光学性能が得られる高精度の加工を行うことが可能になる。

また、本実施形態においては、表示体３０の厚さを薄くすることも望ましい。表示体３０の厚さを薄くすることにより、表示体３０の側面に設けられた集光部４２から表示体３０の内部に入射した光の各平行平面３１，３２で発生する全反射の回数が増え、反射表示部５０に光が到達する確率が大きくなるためである。

また、本実施形態においては、図５に示すように、光源４１と反射表示部５０（微小構造体５１）の反射面５２が対向するように配置することが好ましい。なお、本実施形態においては、楔形に形成された微小構造体５１の稜線が、光源４１の光軸方向と略直角になるように構成することが好ましい。このような構成によれば、微小構造体５１の反射面５２は光源４１からの光をアイポイントＥＰ側に反射させて導くような面となり、光源４１からの直接光を効率的にアイポイントＥＰ側へ反射させることが可能になる。また、光源４１から反射表示部５０の反射面５２に直接到達する光に対して反射面５２が最適な位置となり、反射表示部５０での反射光における光源４１の位置ずれや照射範囲のバラツキによるムラの影響を抑えることもできる。

ここで、上記構成の表示装置２２の照明動作について説明する。表示装置２２において、例えば、観察視野の中央に位置するマーク６０ｂを点灯させる場合（図２参照）、このマーク６０ｂに対応する反射表示部５０ｂと対で設けられた光源４１ｂを点灯する。光源４１ｂから射出された光は、集光部４２ｂで集光され、表示体３０の内部を直接もしくは平行平面３１，３２間で全反射を繰り返しながら進み、反射表示部５０ｂを照射する。このとき、集光部４２ｂの中心及び反射表示部５０ｂの中心を通る直線と、反射表示部５０ｂの反射面５２を含む平面の法線とを含む平面が、他の反射表示部５０ａ，５０ｃそれぞれにおける前記平面に対して傾斜しているため、光源４１ｂからの迷光等により意図しない反射表示部５０ａ，５０ｃが光ることを防ぎ、所望の反射表示部５０ｂのみを光らせることができる。このようにして反射表示部５０ｂを照射した光は、図３（ｂ）の実線の矢印で示すように、反射表示部５０の反射面５２で反射され、ペンタプリズム２３へと導かれる。そして、ペンタプリズム２３内で反射した光は、図３（ｂ）の一点鎖線の矢印で示す被写体光とともに、接眼レンズ２４を介して撮影者により観察可能となる。その結果、観察者はファインダー内表示において、被写体像と、これに重畳された反射表示部５０ｂの像、すなわち括弧形のマーク６０ｂを観察できる。

以上のように、本実施形態に係る表示装置２２及びこれを備える一眼レフカメラ１によれば、集光部４２の中心及び反射表示部５０の中心を通る直線と、反射表示部５０の反射面５２を含む平面の法線とを含む平面が、他の反射表示部５０における前記平面に対して傾斜するように構成されているため、光源４１からの迷光等により意図しない反射表示部５０が光ることを防ぎ、所望の反射表示部５０ｂのみを光らせることができる。また、集光部４２により光源４１からの光が表示体３０の内部に入射するとともに反射表示部５０に向けて集光され、集光された光が反射表示部５０でアイポイントＥＰ側へ反射されるため、光源４１からの光を集光させることで効率的に表示（照明）に用いることができることから、明るい表示を効率的に行うことができ、単純な構成で、視認性の高い表示を行うことが可能になる。

なお、本発明を分かりやすくするために、実施形態の構成要件を付して説明したが、本発明がこれに限定されるものではないことは言うまでもない。

例えば、本実施形態に係る観察光学系２０は、一眼レフカメラのファインダーとして用いられる観察光学系に限らず、広く実像光学系に用いられる観察光学系としても利用可能である。

また、上記実施形態において、図９に示すように、光源４１を保持する保持部材７０を表示体３０と一体的に形成するようにしてもよい。このようにすれば、保持部材７０を表示体３０と一体にすることにより、光源４１と反射表示部５０との相対位置を確実にすることができ、位置のバラツキによる表示の明るさのムラを低減させることが可能になる。なお、図９に示す例では、保持部材７０は表示体３０と一体に箱形に形成され、保持部材７０の中央に形成された保持孔７１で、光源４１を集光部４２と対向するように保持している。

また、上記実施形態において、表示体３０の第１平行平面３１上に、３つもしくは５つの反射表示部５０が並んで形成されているが（図６及び図７参照）、これに限られるものではなく、反射表示部５０の数は任意の数だけ設けることが可能である。さらに、長手方向に並んで形成される必要もなく、表示体３０の平行平面上の所望の位置に反射表示部５０を設けることが可能である。

また、上記実施形態において、表示体３０の第１平行平面３１に反射表示部５０が形成されているが、これに限られるものではなく、第２平行平面３２に反射表示部５０を設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態において、反射表示部５０は括弧形（［ ］形）の表示形状を有しているが、これに限られるものではなく、例えば丸形（（ ）型）等、任意の形状にすることが可能である。

また、上記実施形態において、反射表示部５０の微小構造体５１は断面視楔形に形成されているが、これに限られるものではなく、断面視台形に形成してもよい。

また、上記実施形態において、表示体３０は透明であるが、これに限られるものではなく、被写体像（観察像）の観察や反射表示部５０による表示に影響しない部分は透明でなくてもよい（すなわち、ほぼ透明な状態であってもよい）。

デジタル一眼レフカメラの概略構成図である。 表示装置によるファインダー表示例を示す図である。 表示装置を説明する図であり、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側断面図である。 反射表示部の斜視図（透視図）である。 反射表示部の正面図である。 表示体の長手方向に並んで設けられた反射表示部の反射面の法線方向を説明する図である。 表示体上に密集して配置された反射表示部の反射面の法線方向を説明する図である。 反射表示部に係る条件式を説明する図である。 表示装置の変形例を示す正面図である。

１ 一眼レフカメラ（光学機器）
１１ 対物レンズ
２０ 観察光学系 ２１ 焦点板 ２２ 表示装置
２３ ペンタプリズム ２４ 接眼レンズ
３０ 表示体 ３１ 第１平行平面
３２ 第２平行平面 ３３ 側面
４０ 照明部 ４１ 光源 ４２ 集光部
５０ 反射表示部 ５１ 微小構造体 ５２ 反射面
ＥＰ アイポイント

Claims (5)

1. 観察面に形成された像を観察するための観察光学系の前記観察面の近傍に配設され、
   透明もしくはほぼ透明な平行平板状の表示体と、
   前記表示体の側面に設けられ、光源からの光を集光する集光部からなる複数の照明部と、
   前記表示体を構成する平行平面上に前記照明部と対で設けられ、前記集光部により集光された光を前記アイポイント側に向けて反射させる反射面を有した複数の反射表示部とを備え、
   前記集光部中心及び前記反射表示部中心を通る直線と、前記反射表示部の反射面を含む平面の法線とを含む平面が、他の反射表示部における前記平面に対して傾斜していることを特徴とする表示装置。
2. 前記平面に含まれる前記反射表示部と、前記平面に対して傾斜している他の平面に含まれる前記他の反射表示部とは隣接していることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記集光部中心と前記反射表示部中心を結んだ線の長さをＬとし、隣り合う前記反射表示部の中心間距離をＳとしたとき、次式
   ｔａｎ^-1（Ｓ／Ｌ）≧８
   の条件を満足することを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記反射表示部は、断面楔形である複数の微小構造体から構成され、
   前記反射面は、前記微小構造体に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の表示装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の表示装置を備えて構成されることを特徴とする光学機器。

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