JP2012103303A

JP2012103303A - 撮影装置

Info

Publication number: JP2012103303A
Application number: JP2010249348A
Authority: JP
Inventors: Teruhiro Nishio; 彰宏西尾
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-05-31

Abstract

【課題】撮影光学系を介して焦点板等に形成される被写体中間像を実装上弊害の少ない位置に配置された結像光学系を用いて被写体形状認識機構を達成する。
【解決手段】撮影光学系を介し焦点板に投影された被写体像をペンタゴナルダハ形状の反射部材を介して観察するファインダー光学系を有する撮影装置において、前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の第３反射面に対向する面に反射部材が配置され、前記焦点板の光線が第３反射面にて偏向された後に前記反射部材により偏向され前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の屋根面上に配置された結像光学系を介して撮像素子に結像を行う。
【選択図】図１ａ

Description

本発明は、焦点板に結像された被写体像を観察するファインダー光学機構において、被写体形状を認識する作用を有するような撮影装置に関する。

近年、撮影機器においては撮影者の撮影行為の補助を行い、より鮮明な被写体画像を得るために動体予測や動体追尾、顔認識等の被写体認識技術が望まれている。そのために被写体像を取り込むための光学配置に関する提案がなされている。

しかしながら、特許文献１で開示される発明実施例においては、測光と画像認識を同一の受光センサで行うため高輝度な被写体では精度の良い測光と被写体認識の高精度検出を同時に行うのが難しくなってくる。

特許文献２は、接眼光学系近傍に赤外光の検知手段が配置されているため、実装配置するにあたっては接眼光学系の配置構造や形状に影響を与えてしまう問題がある。

特開平０６−２３０４５４号公報特開２００６−２２０８６８号公報

本発明は、撮影光学系を介して焦点板等に形成される被写体中間像を実装上弊害の少ない位置に配置された結像光学系を用いて被写体形状認識機構を達成するものである。

上述の目的を達成するために本発明は、撮影光学系を介し焦点板に投影された被写体像をペンタゴナルダハ形状の反射部材を介して観察するファインダー光学系を有する撮影装置において、前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の第３反射面に対向する面に反射部材が配置され、前記焦点板に投影された被写体像の光線が第３反射面にて偏向された後に前記反射部材により反射偏向された後に前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の屋根面上に配置された結像光学系を介して撮像素子に結像を行う
ことを特徴とする撮影装置とする。

本発明によれば、被写体認識像を取り込むための結像光学系を適切な位置に配置できるため、接眼光学系の配置空間を犠牲にすることの無いファインダー機構を有した撮影装置が達成できる。

（ａ）本案の実施形態１の側面概略図である。（ｂ）本案の実施形態１の上面概略図である。（ｃ）本案の実施形態１の斜視概略図である。（ａ）本案の実施形態２の上面概略図である。（ｂ）本案の実施形態２の斜視概略図である。（ａ）本案の実施形態３の側面概略図である。（ｂ）本案の実施形態３の上面概略図である。（ｃ）本案の実施形態３の斜視概略図である。（ａ）本案の実施形態４の側面概略図である。（ｂ）本案の実施形態４の上面概略図である。（ｃ）本案の実施形態４の斜視概略図である。本案の実施形態３及び４の結像光学系部分の拡大図である。（ａ）測距点を被写体の観察像にスーパーインポーズして表示するための測距点表示機構の光学構成を示した概略図である。（ｂ）測距点表示板の詳細図である。本案の実施形態３及び４で使用される反射部材の詳細図である。（ａ）はプリズムの接合前の状態を、（ｂ）はプリズムを接合して実施例で使用される構成を示す。

［実施例１］
図１は本案の実施例１である。

実施例１は図中の測光用光学系（１２）の横方向に反射プリズム２（５ａ）を配置して測光用光線とは個別に被写体像認識用光線の光線反射偏向手段を有するような光学構成をなしている。

図１（ａ）は側面から見た概略図であり、図１（ｂ）は、上面から見た概略図であり、図１（ｃ）は斜視方向の概略図である。因みに、図１（ｃ）においては、測光用光学系（１２）及び肉視観察用光軸、（Ｂ）は省略している。

次に焦点板に撮影光学系によって形成された被写体像の光路状態について図１を参照して説明を行う。

焦点板（１）に投影された被写体像はコンデンサレンズ（２）により屈折されペンタゴナルダハプリズム（３）内に入射される。

そして天井部のダハ反射面により左右像が反転された後に接眼レンズ群と対向する波長分離面（１１）を配した第３反射面に射出される。

この波長分離面（１１）は特定の波長域１（赤外波長）の透過を行い、その他の波長域２（可視域波長）は反射を行う作用を有する波長分離膜をプリズム面上に構成しているものであって、焦点板に投影された被写体像を一方は被写体像取得手段、他方は輝度検出手段及び肉視観察手段に用いる波長域の光線に分離する役割を担うような被写体像分離手段と成している。

ここで透過した波長域１の光線は反射プリズム１（４）に入射された後に裏面で反射されるが、前記反射プリズム１（４）の反射面は前記波長分離面（１１）の反射面とは上下、左右方向とも異なる反射面角度を有したものである。

よって波長域１と波長域２の光線はそれぞれ上下、左右方向が異なった反射偏向角度作用を与えられるものである。

そして前記波長域２の光線は図中の肉視観察光軸（Ｂ）に沿って測距点表示光反射プリズム群（９）を通過し、接眼レンズ群（１０）にて略平行光線に変換されて肉視観察手段を構成する。

一方前記波長域１の光線は図中の被写体認識光軸（Ａ）に沿って測距点表示光反射プリズム群（９）内の上方部分を通過する。

この際、測光用光学系（１２）に入射を防止するために反射プリズム１（４）は波長分離面（１１）面で反射偏向された肉視観察光軸（Ｂ）方向に対し上下反射角度及び左右反射角度を共に変化させるようにしている。

このことにより測光用光学系（１２）に光線が入射することによって誤測光値を生ずる問題を防止している。

そして光線は測距点表示光反射プリズム群（９）に接した反射プリズム２（５ａ）により反射偏向作用を与えられ、再び測距点表示光反射プリズム群（９）及び前記測距点表示光反射プリズム群（９）に接合される補正プリズム（６）を透過する。

ここで補正プリズム（６）は、前記透過光線が前記測距点表示光反射プリズム群（９）から射出する際に射出面の偏心によって生じる非対称性の収差発生を防止するためのものである。そのために被写体認識光軸（Ａ）とプリズムの射出面が法線となるように形成されている。

補正プリズム（６）を透過した光線はその後、ペンタダハプリズム（３）のダハ面であるプリズムの屋根部上に配置された結像レンズ（７）にて撮像素子（８）に焦点板（１）の被写体像を形成する。

そして、説明した撮像素子（８）により得られた被写体像の電気的信号を用いて、時系列で被写体位置変化を検知した動体追尾を行っての被写体位置や、被写体が人物である場合に形状検知によって人物の顔位置検知を行ってその位置に適応した測距点自動選択等の撮影拡張機能の達成を行うものである。

［実施例２］
図２は本案の実施例２である。

実施例２は実施例１の光学構成において図中の測光用光学系（１２）の双方の横方向に反射プリズム２（５ａ）を配置して更に結像光学系（７）と被写体像認識用撮像素子（８）を横方向に対称となるような配置を行ったものである。

図２（ａ）は上面から見た概略図であり、図２（ｂ）は斜視方向の概略図である。因みに、図２（ｂ）においては、測光用光学系（１２）及び肉視観察用光軸、（Ｂ）は省略している。

また図２中の丸形状と星形状は焦点板（１）の横方向の右半分と左半分の像位置を代表して示したものである。

次に焦点板に撮影光学系によって形成された被写体像の光路状態について図２を参照して説明を行う。

図２中に丸形状で示された位置の焦点板（１）に投影された被写体像はコンデンサレンズ（２）により屈折されペンタゴナルダハプリズム（３）内に入射される。

そして天井部のダハ反射面により左右像が反転された後に接眼レンズ群と対向する波長分離面（１１）を配した第３反射面に射出される。ここで波長分離膜（１１）は実施例１にて説明を行ったものと同様な作用を有するものである。

同様に図２中に星形状位置の焦点板（１）上の像も同様に第３反射面に射出される。

その後、波長域１の光線は反射プリズム１（４）に入射された後に裏面で反射されるが、前記反射プリズム１（４）は実施例１のものとは異なったものであり、接続部が谷形状となるように２つの左右方向が対称な三角プリズムを合成したような形状としている。

そして前記した丸形状位置像と星形状位置像の光線はおのおのの三角プリズムに入射されて記波長分離面（１１）の反射面とは上下、左右方向とも異なる反射面角度を与えられるものである。

一方、前記丸形状位置の波長域１の光線は図中の被写体認識光軸（Ａ１）に、前記星形状位置の波長域１の光線は図中の被写体認識光軸（Ａ２）にそれぞれ沿って、測距点表示光反射プリズム群（９）内の上方部分を通過する。

その後、前記実施例１の説明したのと同様に反射プリズム２（５ａ−１）にて反射偏向を行い再び測距点表示光反射プリズム群（９）及び前記測距点表示光反射プリズム群（９）および補正プリズム（６−１）を透過する。そして結像光学系（７−１）により被写体認識用撮像素子（８−１）に丸形状位置の被写体像を形成する。

他方、前記星形状位置の波長域１の光線に関しても前記したものと同等な作用にて横方向に対称に配置された反射プリズム２（５ａ−２）、補正プリズム（６−２）及び結像光学系（７−２）を介して撮像素子（８−２）に星形状位置の被写体像を形成する。

そして撮像素子（８−１）及び（８−２）の形成されるピント板（１）の左右それぞれの像を合成することにより実施例１と同様な撮影拡張機能を達成する。

本方式は、実施例１と比較して撮像素子の高画素化が図れると共に、結像光学系（７−１）及び（７−２）に広画角な光学特性を持たせなくてもピント板（１）の全体像が観察可能になるため、より広範囲の被写体像を高画質な状態で検知が行えることができるものである。

［実施例３］
図３は本案の実施例３である。

実施例３は本案の撮影装置に備わるファインダー光学構成に関して、測光用光学系（１２）の前方に測光用の光線と被写体像認識用の光線の分離を行う作用を有したビームスプリッタープリズム（５ｂ）を配置した構成としたものである。

図３（ａ）は側面から見た概略図であり、図３（ｂ）は、上面から見た概略図であり、図３（ｃ）は斜視方向の概略図である。また、図５は結像レンズ（７）付近の光学配置の拡大図である。因みに、図３（ｃ）においては測光用光学系（１２）及び肉視観察用光軸、（Ｂ）は省略している。

次に焦点板に撮影光学系によって形成された被写体像光線の伝播状態について図３及び図５を参照して説明を行う。

焦点板（１）に投影された被写体像は、前記実施例１と同様にペンタダハプリズム（３）の屋根部で反射偏向されて第３反射面に射出される。

その後、第３反射面上に構成された波長分離面（１１）により、特定の波長域１（赤外波長）は透過されて、その他の波長域２（可視域波長）は反射偏向される作用を与えられる。

そして波長域２の光線は実施例１と同様に図中の肉視観察光軸（Ｂ）に沿って測距点表示光反射プリズム群（９）を通過する。そして接眼レンズ群（１０）に入射して略平行光線に変換されて肉視観察手段を構成する。

一方、波長分離面（１１）を透過した前記波長域１の光線は反射プリズム１（４）の裏面での反射により前記波長分離面（１１）での反射とは異なる反射偏向角度を与えられる。

この際に反射プリズム１（４）の反射面は、波長分離面（１１）に対して上下方向の反射角度が異なっている形状となっており、波長分離面（１１）の反射偏向角度に対して反射偏向角度がより鈍角になるような反射面角度に構成されている。

反射プリズム１（４）により反射偏向された前記波長域１の光線は、図３中の被写体認識光軸（Ａ）に沿って測距点表示光反射プリズム群（９）内の上方部分を通過する。

そして測光用光学系（１２）の前面に、表示光反射プリズム群（９）に接するように配置されたビームスプリッター（５ｂ）に入射を行い、スプリッターの光線分離面にて反射偏向を行う。

反射偏向された光線は、その後再び測距点表示光反射プリズム群（９）及び補正プリズム（６）を透過する。

［実施例４］
図４は本案の実施例３である。

実施例４は本案の撮影装置に備わるファインダー光学構成に関して、実施例３と同様に測光用光学系（１２）の前方に測光用の光線と被写体像認識用の光線の分離を行う作用を有した被写体像分離手段であるビームスプリッタープリズム（５ｂ）を配置した構成としたものであるが、ペンタダハ反射部材の第３反射面に設定されていた波長分離面（１１）及び反射プリズム１（４）を廃した光学構成となっているものである。

図４（ａ）は側面から見た概略図であり、図４（ｂ）は、上面から見た概略図であり、図４（ｃ）は斜視方向の概略図である。また、図５結像レンズ（７）付近の光学配置の拡大図である。因みに、図４（ｃ）においては測光用光学系（１２）及び肉視観察用光軸、（Ｂ）は省略している。

次に焦点板に撮影光学系によって形成された被写体像光線の伝播状態について図４及び図５を参照して説明を行う。

図４において第３反射面にて反射偏向された光線は焦点板中心から垂直に上方に射出される肉視観察光路光軸（Ｂ）に沿って第３反射面で反射偏向された後に接眼レンズ群（１０）を介して焦点板（１）を肉視観察用光線と成す。

一方、焦点板（１）の中心から斜め前方に射出される被写体像認識光軸（Ａ）は第３反射面により前記肉視観察光路光軸（Ｂ）より上方へ反射偏向されて測距点表示光反射プリズム群（９）の上方部分を通過する。

そして実施例３と同様に測光用光学系（１２）の前面に、表示光反射プリズム群（９）に接するように配置されたビームスプリッター（５ｂ）に入射を行い、スプリッターの光線分離面にて反射偏向を行う。

ここでビームスプリッター（５ｂ）にて反射偏向される以前の被写体像認識光軸（Ａ）は図５で示す測光用光軸（Ｃ）と一致しているものである。

そしてビームスプリッター（５ｂ）にてそれぞれ前記（Ａ）、（Ｃ）の光軸に分岐されるものである。

尚、ここで測光用光線と被写体検出用光線は前記第３反射面から共通な波長域で反射偏向された光線から光路分割を行う、そのため波長分離を行う方法の他に半透過反射膜構造としても良いものである。

次に分岐光線の内で反射偏向されて被写体像認識光軸（Ａ）に沿った光線は、その後再び測距点表示光反射プリズム群（９）及び補正プリズム（６）を透過する。

次に図６は図１〜４にて省略を行っていた測距点表示反射プリズム群（９）の上方に構成される測距点表示機構の簡略な構成図を示すものである。

図６（ａ）は側面からみた図であり、ペンタダハプリズム（３）に測距点表示反射プリズム群（９）が接しており、その後方に接眼レンズ群（１０）が配置されている。
測距点表示反射プリズム群（９）は２つのプリズムを接合して構成されており、その接合面には前記した特定波長域と同域な光線において特定の入射角度においては反射を行う作用を有した特定波長反射面１（１４）を有している。

そして測距点表示反射プリズム群（９）の上方には正レンズ（１５）、測距点表示板（１６）、照明装置（１７）の順でそれぞれ配置がなされている。

照明装置（１７）で可視光線波長域内の特定狭帯域波長で発光された光線は測距点表示板（１６）を通過して正レンズ（１５）にて収斂作用を受けて測距点表示反射プリズム群（９）に入射を行いその接合面である特定波長反射面１（１４）にて反射され、その後特定波長反射面２（１８）にて逆方向に反射を行う、そして再び特定波長反射面１（１４）に入射を行うがこの際には光線の透過が可能な入射角度となっているため光線は透過を行って接眼レンズ群（１０）を介して前記測距点表示板（１６）像の観察を焦点板の被写体像にスーパーインポーズされた状態で共に観察を行うものである。

ここで測距点表示板（１６）の正面図を図６（ｂ）に示す。図中では遮光板にの白い矩形の透過部を設けており、照明装置（１７）は（１６）の各矩形を照明するように複数の発光源を有しており必要な位置の照明を選択的に行うものである。

図７は、前記した実施例３及び４で使用されるビームスプリッター（５ｂ）の詳細図である。

ここで図７（ａ）はここで上下及び左右方向共に傾斜面で構成された接合面１（２１）と接合面２（２２）を有する三角プリズム１（１９）と三角プリズム２（２０）の接合前の状態を示し、図７（ｂ）は接合を行った後に全体が直方体のプリズム形状になっているものを示している。接合面１（２１）または接合面２（２２）には被写体像を認識するために特定波長域光線のみを反射させる特性、または半透過特性にして一部光量分を反射させて前記した被写体像認識光路光軸（Ａ）に沿って反射偏向作用を持たせるものである。

なお実施例１〜４に関して、ペンタダハプリズム（３）は中空構造としたペンタダハミラーにてファインダー光学構成を行っても良いものである。

また本案実施例では被写体認識光線の反射部材は、屈折率の異なる媒体への斜入出による収差発生を防止するためにプリズム構造としているが、結像性能が許容できるのであれば平面や曲面ミラーを用いても良いものである。

以上説明したように、ペンタゴナルダハ形状の反射部材の屋根面上に配置した結像光学系を介して撮像素子に焦点板上の被写体像を結像するような光学配置を構成することで接眼配置空間を犠牲にすることの無い被写体認識機構を有した撮影装置を得ることが出来る。

図１〜図７共通の符号
１焦点板
２コンデンサレンズ
３ペンタダハプリズム
４反射プリズム１
５ａ、５ａ−１、５ａ−２反射プリズム２
５ｂビームスプリッター
６、６−１、６−２補正プリズム
７、７−１、７−２結像光学系
８、８−１、８−２被写体像認識用撮像素子
９測距点表示光反射プリズム群
１０接眼レンズ群
１１波長分離面（第３反射面）
１２測光用光学系
１３測光用撮像素子
１４特定波長反射面１
１５正レンズ
１６測距点表示板
１７照明装置
１８特定波長反射面２
１９三角プリズム１
２０三角プリズム２
２１接合面１
２２接合面２
Ａ、Ａ−１、Ａ−２被写体像認識光路光軸
Ｂ肉視観察光路光軸
Ｃ測光用光軸

Claims

撮影光学系を介し焦点板に投影された被写体像をペンタゴナルダハ形状の反射部材を介して観察するファインダー光学系を有する撮影装置において、前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の第３反射面に対向する面に反射部材が配置され、前記焦点板の光線が第３反射面にて偏向された後に前記反射部材により偏向され前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の屋根面上に配置された結像光学系を介して撮像素子に結像を行う
ことを特徴とする撮影装置。
前記焦点板からの前記被写体像光束を分離する被写体像分離手段と、該被写体像分離手段で分離された像の一方は被写体像の肉視観察手段に、他方は前記結像光学系を介して撮像素子に結像させる光線反射偏向手段を有する事を特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記撮像素子は前記結像光学系の光軸上に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
前記被写体像分離手段は被写体像を２つの波長域に分離する波長分離面である事を特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
前記被写体像分離手段は前記ペンタゴナルダハ形状の反射部材の第３反射面に可視光は反射を行い赤外光は透過させるような膜特性を持たせた被写体像分離手段と、前記透過赤外光の反射を行い前記可視光とは異なる角度で偏向を行うような光線反射偏向手段を配置したことであることを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
測光用結像光学系の前方に三角プリズムを接合したビームスプリッターを配置し、前記接合面の反射光線を結像して被写体像の検知手段に用いることを特徴とした請求項１に記載の撮影装置。