JP2012093628A

JP2012093628A - カメラのファインダー内表示装置

Info

Publication number: JP2012093628A
Application number: JP2010242260A
Authority: JP
Inventors: Shizuka Yoshino; 静香吉野
Original assignee: Sigma Corp
Current assignee: Sigma Corp
Priority date: 2010-10-28
Filing date: 2010-10-28
Publication date: 2012-05-17

Abstract

【課題】簡易構成で小型化が可能なファインダー内表示を提供する。
【解決手段】被写体光束が結像する焦点板近傍に配置され、複数の測距マークが設けられた平面を有する光学部材と、焦点板で結像した被写体光束が入射するペンタダハプリズムと、ペンタダハプリズムから射出された光を撮影者の眼に導く接眼レンズと、焦点板と光学部材とペンタダハプリズムと接眼レンズとからなるファインダー光学系の光路から外れた位置に配置された光源と、光源からの照明光を測距マークに導く光学ブロックと、を有し、測距マークはそれぞれ複数の微小プリズムから構成され、複数の微小プリズムはそれぞれ２枚の反射面を有しており、２枚の反射面の交線は対物レンズの光軸に対し非平行で、光学部材の平面への交線の射影に対し垂直な平面における２枚の反射面のなす角は測距マーク全てにおいて略同一とする。
【選択図】図６

Description

本発明は、カメラのファインダー画面内照明装置に関するものであり、詳しくは一眼レフカメラのスーパーインポーズ表示のためのカメラのファインダー内照明装置に関するものある。

従来、カメラの表示機能には様々な機能があり、例えば撮影に必要なシャッター速度、絞り値、露出に関する情報やＡＦに使用される情報等がある。このうちのＡＦに関して、近年の一眼レフカメラは多点ＡＦ機能を有しており、複数ある測距点のうちどの測距点を使用しているのかユーザーに認識させる必要がある。認識させる方法として、測距点を照明する方法が知られている。

特許４３２４９９７号

特開２００９−１７５５７７号

特許文献１には照明手段から照射されたＬＥＤ光を、ファインダースクリーン近傍に配置された光学部材上の微小プリズムで反射させることで観察できるファインダー内表示装置を提供している。しかし、この微小プリズムの稜線はＬＥＤ光に対して略直交する様に構成されており、プリズムを形成する２面の内１面はＬＥＤ光を全反射させるが、もう１面はプリズム面にあたって反射したＬＥＤ光を全反射させるものである。このため、プリズム面にあたって反射したＬＥＤ光を全反射させる面に照明光が当たると光はファインダースクリーンを透過して可動ミラーの方に抜けてしまい、ＬＥＤ光のロスにつながる。

また、微小プリズムの稜線の傾斜角は測距点毎に異なるため、微小プリズムを加工するためのバイトが測距点毎に必要となりコスト高に繋がる。また、測距点毎に大型ＬＥＤを使用しており、測距点の数が増えた場合、ＬＥＤ光を撮影者の眼に導くための光学系を増やさなければならず、カメラの大型化やコスト高に繋がってしまう。

特許文献２にはダハ面から投光されたＬＥＤ光を、ファインダースクリーン近傍に配置された光学部材上の微小プリズムで反射させることで観察できるファインダー内表示装置を提供している。しかし、２箇所から投光するため部品点数が増え、調整工程が増えるという問題点がある。

本発明は、上記課題を解決し、加工コストを抑え、少ない部品点数でＬＥＤ光のロスが少ないファインダー内表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係る第１の発明は、対物レンズを透過した被写体光束が結像する焦点板近傍に配置され、複数の測距マークが設けられた平面を有する略平行平面板形状の光学部材と、焦点板で結像した被写体光束が入射するペンタダハプリズムと、ペンタダハプリズムから射出された被写体光束を撮影者の眼に導く接眼レンズと、焦点板と光学部材とペンタダハプリズムと接眼レンズとからなるファインダー光学系の光路から外れた位置に配置された光源と、光源からの照明光を測距マークに導く光学ブロックと、を有し、測距マークはそれぞれ複数の微小プリズムから構成され、複数の微小プリズムはそれぞれ、照明光を反射してファインダー光学系の光路に導く２枚の反射面を有しており、２枚の反射面の交線は対物レンズの光軸に対し非平行であり、光学部材の平面への交線の射影に対し垂直な平面における２枚の反射面のなす角は測距マーク全てにおいて略同一であることを特徴とする。

本発明に係る第２の発明は、上記発明においてさらに、交線と光学部材の平面の法線とのなす角は、同一の測距マーク内では略同一であることを特徴とする。

本発明に係る第３の発明は、上記発明においてさらに、交線の光学部材の平面への射影と対物レンズの光軸とのなす角は、同一の測距マーク内では略同一であることを特徴とする。

本発明に係る第４の発明は、上記発明においてさらに、測距マークを構成する複数の微小プリズムは、隣り合う微小プリズムと少なくとも２箇所で接していることを特徴とする。

本発明によれば、加工コストを抑え、少ない部品点数でＬＥＤ光のロスが少ないファインダー内表示装置を提供することができる。

本発明の一実施形態であるカメラのファインダー内照明装置を有したカメラシステムの主要な構成を示したブロック図である。図１に示したカメラシステムにおけるファインダー光学系の拡大図である。図２に示したファインダー光学系におけるファインダー内視野を説明する模式図である。図２に示したファインダー視野のＦ位置における測距マークの拡大図である。測距マークを構成する複数の微小プリズム単体での拡大図である。光学部材において各測距マークを、それぞれを構成する微小プリズム一つで表示した模式図である。

図１は、本発明に係るカメラのファインダー内照明装置が適用されたレンズ交換式のデジタル一眼レフカメラの主要な構成を示したブロック図である。

このデジタル一眼レフカメラは、図１に示すようにカメラ本体１００及び交換レンズ２００から構成されている。交換レンズ２００は概ね円筒形状を有しており、内部に結像光学系２０１を備えている。交換レンズ２００の後端部には不図示のレンズ側マウントが設けられている。また、カメラ本体１００の前面には不図示のカメラ側マウントが設けられており、双方のマウントが結合することで交換レンズ２００とカメラ本体１００とが着脱可能に固定される。

交換レンズ２００内には結像光学系２０１の他に、結像光学系２０１の開口量を調節するための絞り羽根を駆動制御する絞り駆動回路２０２と、レンズＣＰＵ２０３が設けられている。このレンズＣＰＵ２０３は、交換レンズ２００に関するレンズデータを格納する不図示のメモリ領域を有している。

格納されるレンズデータとしては、例えば、交換レンズ２００の焦点距離や開放Ｆ値、ズーミング及びフォーカシングに関する光学データ等が格納されている。レンズＣＰＵ２０３は必要に応じてこのメモリ領域にアクセスし、必要な情報の読み出し及び書き換えを行う。

レンズＣＰＵ２０３はレンズ側マウント及びカメラ側マウントに設けられた電気接点部を介してカメラ本体１００内のカメラＣＰＵ１０１と電気的に接続されており、上述したレンズデータをカメラ本体１００に送信したり、カメラ本体１００から送られる各種命令を受信し実行する。また、交換レンズ２００は不図示のレンズ駆動機構を有しており、結像光学系２０１の一部を構成する不図示のフォーカシングレンズを光軸方向に移動させることで被写体に対する合焦動作を行う。

カメラ本体１００内の光軸上にはクイックリターンミラー１０２が設けられており、その上方には撮影者が被写体を確認するためのファインダー光学系が設けられている。ファインダー光学系について詳しくは後に述べる。

不図示のレリーズボタンが半押し（１ｓｔレリーズＯＮ）されると、焦点調節及び露出調節が自動的に実行される。

自動焦点調節（ＡＦ）には、カメラ本体１００内に設けられた焦点検出回路１０３が用いられる。上述したクイックリターンミラー１０２はハーフミラーで構成されており、その後方にサブミラー１０４が設けられている。クイックリターンミラー１０２が観察位置にあるときは、被写体光束の一部はこのサブミラー１０４により下方に反射され、焦点検出回路１０３に導かれる。ここで、公知の位相差式焦点検出により合焦点の位置が検出され、カメラＣＰＵ１０１はレンズＣＰＵ２０３を介して合焦点位置にフォーカスレンズを駆動するよう指示を出す。レンズＣＰＵ２０３は、不図示のレンズ駆動機構を介してフォーカスレンズを合焦位置に駆動させ、被写体へのＡＦが完了する。

また、自動露出調節（ＡＥ）には、カメラ本体１００内に設けられた測光回路１０５が用いられる。測光回路１０５はファインダー光学系の近傍に設けられており、被写体光束の一部を受光する。測光回路１０５は、受光した被写体光束から被写体の輝度分布を算出し、それをカメラＣＰＵ１０１に送信する。カメラＣＰＵ１０１は、取得した輝度分布からそのときの撮影に最適な露出を算出し、それによりシャッタースピード、絞り値、及びＩＳＯ感度からなる露出条件の組み合わせを決定することでＡＥが完了する。

ＡＦ及びＡＥが完了することで撮影準備が整う。

クイックリターンミラー１０２後方の光軸上には、被写体光束を光電変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等からなる撮像素子１０６が設けられており、さらに、撮像素子１０６の露光時間を調節するためのシャッター幕を駆動するシャッター駆動回路１０７が設けられている。

撮影準備が整った段階で不図示のレリーズボタンが全押し（２ｎｄレリーズＯＮ）されると、クイックリターンミラー１０２はミラー駆動回路１０８により観察位置からミラーアップされて退避位置に移動される。また、カメラＣＰＵ１０１はレンズＣＰＵ２０３を介して交換レンズ２００内の絞り駆動回路２０２にＡＥ処理により決定された目標絞り値までに必要な絞りステップ数を指示し、これを受けた絞り駆動回路２０２はクイックリターンミラー１０２のミラーアップ開始と同時に絞り羽根の絞り込み駆動を開始する。

クイックリターンミラー１０２のミラーアップ及び絞り羽根の絞り込みが完了すると、カメラＣＰＵ１０１はシャッター駆動回路１０７を介してＡＥにより決定されたシャッタースピードだけ撮像素子１０６が露光するようにシャッター幕を駆動する。シャッター幕の走査により所定の時間だけ露光された撮像素子１０６は、被写体光束を電子データに変換し取得することで撮像処理が完了する。

撮像素子１０６で取得された被写体像は、不図示の信号処理回路において所定の画像処理及び記録フォーマットの変換処理等が施され、画像データとしてメモリーカード等の不図示の外部メモリ装置に記録される。また画像データは、カメラ本体１００の背面に設けられたＬＣＤや有機ＥＬ等からなる不図示の表示部に送られ、これにより撮影者は自分が撮影した画像を確認することができる。カメラ本体１００が所謂ライブビュー対応のカメラであった場合には、この表示部に撮像素子１０６で得られた被写体のライブビュー画像を表示することも可能である。

次に、図２を用いてファインダー光学系について詳しく説明する。ファインダー光学系は、クイックリターンミラー１０２側から、被写体光束の予定結像面に位置する焦点板１１１、ファインダー画面内表示を行うための光学部材１１２、入射面、射出面及び複数の反射面を有するペンタダハプリズム１１３、撮影者がファインダー像を観察するための接眼レンズ１１４、の順番に配置されている。

クイックリターンミラー１０２は、デジタル一眼レフカメラが非撮影時にあるときは図１に示すような観察位置に位置している。結像光学系２０１を透過してカメラ本体１００内に入射した被写体光束は、観察位置にあるクイックリターンミラー１０２によって上方に反射され、焦点板１１１の上面で一次結像する。

この焦点板１１１の下面にはフレネル面が形成されている。焦点板１１１に結像した被写体像は入射面よりペンタダハプリズム１１３内に入射し、反射面により反射を繰り返すことで倒立像から正立像に変換された後、ペンタダハプリズム１１３後方の射出面より射出される。

撮影者は、この射出面に対向するように配置された接眼レンズ１１４を介して被写体光束を観察することで、被写体の確認等を行うことができる。

ペンタダハプリズム１１３の第３反射面１１５近傍にはファインダー画面内表示を行うための光学部材１１２に照明光を導くための光学ブロック１１６とＬＥＤユニット１１７が配置されている。ＬＥＤユニット１１７は１チップ上に複数のＬＥＤが配置された構成となっている。

本発明に係るカメラのファインダー内照明装置は、ＡＦに用いられる複数の測距点として１１点の測距点を有する構成としており、ファインダーを覗いた撮影者には図３に示すように見える。便宜上、各測距点には図に示すようにＡ〜Ｋまでの記号を振ってある。

光学部材１１２は概ね平行平面板形状をしている。光学部材１１２の平面上にはこれらの測距点に対応した１１個の測距マークが設けられており、夫々のＬＥＤが各測距マークと対になるように構成されている。光学部材１１２に設けられる各測距マークと、ＬＥＤユニット１１７のチップ上に設けられる各ＬＥＤとを略同配置とすることによって、複雑な光学ブロック１１６を採用せずとも適切な測距マークに投光することが可能となっている。

光学ブロック１１６は入射面、反射面、及び射出面から構成されており、入射面及び射出面はそれぞれ異なる曲率を有した透過球面となっている。ＬＥＤユニット１１７から発せられた光が光学部材１１２に設けられた各測距マークに集光する様に適切な曲率に設定されている。これにより、選択した測距マークに対応したＬＥＤの光のみが投光され、近接する測距マークに不用意に投光されることはない。

ＬＥＤユニット１１７から発せられた光は上述した光学ブロック１１６を介してペンタダハプリズム１１３を透過し、光学部材１１２に設けられた各測距マークで反射される。その後、焦点板１１１上に結像された被写体像と共にペンタダハプリズム１１３及び接眼レンズ１１４を介して撮影者の眼に導かれる。

これらの測距マークは複数の微小プリズム１２１の集合で構成されている。例えば、図３中のＦ位置に対応する測距マークを拡大すると図４に示すような構成となっている。各微小プリズム１２１は、測距マークの位置によってそれぞれ形状及び配置を異ならせているが、同一の測距マーク内では微小プリズム１２１は全て同一となっている。

図５は、各測距マークを構成する複数の微小プリズム１２１を単体で抜き出して拡大した図である。微小プリズム１２１は凧形の底面を有した四角錐の形状をしており、光学部材１１２の平面の下側、すなわちクイックリターンミラー１０２側に突出する形で一体成形されている。

図５に示すように、微小プリズム１２１はＬＥＤユニット１１７からの照明光の反射に寄与する２枚の反射面１２２と、反射には寄与しない２枚の面を有している。２枚の反射面１２２のなす角、すなわち、この２面の交線に垂直な断面における角度（以下、交線垂直断面角と呼ぶ。）は各測距マークで統一されてはいない。具体的には、図３中のＡ位置に対応する測距マークでは直角としているが、それ以外の測距マークでは直角に近い角度としている。

図６は、光学部材１１２において各測距マークを、それぞれを構成する微小プリズム１２１一つで表示した模式図である。この図に示す光学部材１１２は、ファインダー光学系のペンタダハプリズム１１３側から見下ろした状態を表している。また、図の上側が撮像素子１０６側、下側が被写体側となっている。

上述したように、微小プリズム１２１の２つの反射面１２２のなす交線垂直断面角は各測距マークで統一されていない。一方で、光学部材１１２の平面への２枚の反射面１２２の交線の射影に対し垂直な平面における微小プリズム１２１の２枚の反射面１２２のなす角（以下、交線射影断面角と呼ぶ。）は、測距マークの位置に依らず一定としている。

交線射影断面角をすべての測距マークで統一することにより、光学部材１１２を射出成形するための金型を加工するバイト角を一定にすることができ、加工コストを抑えることができる。

本発明に係るカメラのファインダー内照明装置では、上述したように図３中のＡ位置に対応する測距マークにおける交線垂直断面角が直角になるように構成しているが、これはＡ位置に対応する測距マークが撮影者にとって最も見やすくなる、すなわち、Ａ位置に対応する測距マークからのＬＥＤ反射光が撮影者の瞳中心に届くように設定しているためである。

交線垂直断面角が直角であれば、光学部材１１２に入射するＬＥＤ光の方向余弦の、光学部材１１２の長手方向成分の絶対値と２枚の反射面１２２で反射され光学部材１１２から射出するＬＥＤ光の方向余弦の、光学部材１１２の長手方向成分の絶対値は一致するため、２枚の反射面１２２のどちらに入射しても撮影者の瞳中心にＬＥＤ光を導くことが可能となる。

しかしながら、交線垂直断面角が直角以外だと、上述した２つの長手方向成分の絶対値が一致しない。このため、反射面１２２の一方の面で反射したＬＥＤ光を撮影者の瞳中心に導くよう微小プリズム１２１を配置すると、反射面１２２のもう一方の面で反射したＬＥＤ光は撮影者の瞳中心から大きくズレてしまい、結果としてＬＥＤ光の反射効率が悪化してしまう。

そこで本発明に係るカメラのファインダー内照明装置では、２枚の反射面１２２どちらに入射しても観察者の瞳中心からのズレが等しくなる様に、光学部材１１２の平面への微小プリズム１２１の２枚の反射面１２２の交線の射影を、各測距マークに入射するＬＥＤユニット１１７からの照明光の射影と概ね一致するように構成することにより、反射効率を維持している。

上述したように、各測距マークを構成する微小プリズム１２１は光学部材１１２の平面から突出するように成形されており、微小プリズム１２１の２枚の反射面１２２の交線は対物レンズ２０１の光軸と非平行となっている。ファインダー光路から外れた位置に配置されたＬＥＤユニット１１７からの光は、光学部材１１２の平面の法線と交線とのなす角が各測距マーク毎に適切な角度となるように設定された微小プリズム１２１の２枚の反射面１２２で反射することによりファインダー光路に入り、撮影者の眼に導くことが可能となる。

さらに、本発明に係るカメラのファインダー内照明装置では、図４に示すように各測距マークを構成する複数の微小プリズム１２１は隣り合う微小プリズム１２１と少なくとも２箇所で接するように構成されている。これにより微小プリズム１２１の配置密度が増加するので、各測距マーク内の微小プリズム１２１の個数が増え、ＬＥＤユニット１１７からの照明光を反射する面積を増やすことが可能となる。その結果、選択した測距マークをより明るく照明することが可能となり、撮影者がファインダーを覗いたときの測距マークの視認性を向上することができる。

以上、本発明に係るカメラのファインダー内照明装置によれば、加工コストを抑え、少ない部品点数でＬＥＤ光のロスが少ないファインダー内表示装置を提供することが可能となる。

１００カメラ本体
１０１カメラＣＰＵ
１０２クイックリターンミラー
１０３焦点検出回路
１０４サブミラー
１０５測光回路
１０６撮像素子
１０７シャッター駆動回路
１０８ミラー駆動回路
１１１焦点板
１１２光学部材
１１３ペンタダハプリズム
１１４接眼レンズ
１１５第３反射面
１１６光学ブロック
１１７ＬＥＤユニット
１２１微小プリズム
１２２反射面
２００交換レンズ
２０１結像光学系
２０２絞り駆動回路
２０３レンズＣＰＵ

Claims

対物レンズを透過した被写体光束が結像する焦点板近傍に配置され、複数の測距マークが設けられた平面を有する略平行平面板形状の光学部材と、
前記焦点板で結像した被写体光束が入射するペンタダハプリズムと、
前記ペンタダハプリズムから射出された被写体光束を撮影者の眼に導く接眼レンズと、
前記焦点板と前記光学部材と前記ペンタダハプリズムと前記接眼レンズとからなるファインダー光学系の光路から外れた位置に配置された光源と、
前記光源からの照明光を前記測距マークに導く光学ブロックと、
を有し、
前記測距マークはそれぞれ複数の微小プリズムから構成され、前記複数の微小プリズムはそれぞれ、前記照明光を反射して前記ファインダー光学系の光路に導く２枚の反射面を有しており、
前記２枚の反射面の交線は前記対物レンズの光軸に対し非平行であり、前記光学部材の前記平面への前記交線の射影に対し垂直な平面における前記２枚の反射面のなす角は前記測距マーク全てにおいて略同一であることを特徴とするカメラのファインダー内表示装置。
前記交線と前記光学部材の前記平面の法線とのなす角は、同一の前記測距マーク内では略同一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内表示装置。
前記交線の前記光学部材の前記平面への射影と前記対物レンズの光軸とのなす角は、同一の前記測距マーク内では略同一であることを特徴とする請求項１又２に記載のカメラのファインダー内表示装置。
前記測距マークを構成する前記複数の微小プリズムは、隣り合う微小プリズムと少なくとも２箇所で接していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカメラのファインダー内表示装置。