JP2015192190A - ビューファインダー及びそれを有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示板やピント板等の焼き付きを防止することができるビューファインダー及びそれを有する撮像装置を提供する。【解決手段】表示面１からの光を観察側へ導く観察光学系４と、表示面１の観察側に配置されたエレクトロクロミック素子３とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に用いられるビューファインダーに関するものである。

電子ビューファインダーでは、液晶表示板が観察光学系を介して観察される。その為、観察光学系の観察側（接眼側）から太陽光等の強い光が入射すると、液晶表示板に焦点を結び、液晶表示板が劣化する。

特許文献１は、液晶表示板と接眼レンズの間に配置された偏光板によって液晶表示板に入射する光量を低減させるビューファインダーを開示している。特許文献２は、アイキャップに形成された舌状部を小径部に押し込むことにより太陽光の進入を防ぐビューファインダーを開示している。

特開平８−１２９１５７号公報 特開２００３−６０９４５号公報

特許文献１の方法では太陽光を約半分まで低減できるものの、レンズ有効径が大きいビューファインダーにおいては液晶表示板やピント板の焼き付きを十分に防止できない可能性があった。

特許文献２の方法では、太陽光の状況に応じてアイキャップを押し込んだり元に戻したりする必要があった。

本発明は、液晶表示板やピント板等の焼き付きを防止することができるビューファインダー及びそれを有する撮像装置を提供することを目的とする。

本発明のビューファインダーは、
観察光学系を介して表示面を観察するビューファインダーにおいて、
光透過率が可変のエレクトロクロミック素子が前記表示面の観察側に配置されていることを特徴としている。

本発明によれば、液晶表示板やピント板等の焼き付きを防止することができるビューファインダー及びそれを有する撮像装置が得られる。

本発明のビューファインダーの実施例１の構成の概略図である。 本発明のビューファインダーの実施例２の構成の概略図である。 本発明のビューファインダーの実施例１の制御の説明図である。 本発明の撮像装置の説明図である。

以下に、本発明の好ましい実施例を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

本発明のビューファインダーは、撮影レンズで結像する像を表示する表示面と、観察光学系とを有している。そして観察光学系を介して表示面の像を観察側より観察する。表示面より観察側に可逆的に光透過率の制御が可能なエレクトロクロミック素子を有する。

各実施例で用いるエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）は、電圧を加えることによって、電気化学的な酸化還元反応を起こし、色や光の透過度が可逆的に変化する物質で作られた素子をいう。ＥＣ素子に用いるエレクトロクロミック材料は光の波長に対する分光透過率特性が異なる材料であれば有機材料及び無機材料のいずれを用いても良い。

本実施例ではこのようにＥＣ素子を用いることで、分光透過率特性を電気的に変更して、観察側から入射し、液晶表示板の表示面に入射する光量を効果的に制御している。

［実施例１］
図１は、本発明のビューファインダーの実施例の要部概略図である。実施例１は表示面に画像表示素子として液晶表示板を用いた電子式のビューファインダーである。

本実施例は、観察側から表示面へ入射する光量を受光する受光素子と、受光素子で受光された受光量に応じて、エレクトロクロミック素子の光透過率を制御する制御手段を有する。また制御手段は、受光素子で受光する受光量が第１の光量のときエレクトロクロミック素子の光透過率を第１の光透過率としている。第１の光量よりも大きい第２の光量のときエレクトロクロミック素子の光透過率を第１の光透過率よりも小さい第２の光透過率としている。

この他、観察光学系を保持するレンズ鏡筒を有し、レンズ鏡筒は観察側から光が入射する開口部を有している。そして受光素子は開口部から入射する光を受光する。また、受光素子は、観察側から観察光学系に入射する平行光束のうち表示面に到達する光束の最大入射角度を第１の入射角度とするとき、受光素子は第１の入射角度以下の角度で観察側から入射する平行光束を受光する。

図１の各部材について説明する。１は表示面であり、本実施例では液晶表示板１ａの表示面に相当している。２は偏光板やガラス板等のフィルター類である。フィルター類２は液晶の配光方向の変化を透過率の変化する為の偏光板や、接眼側（観察側）から入ったゴミを表示面１に近付けない為のガラス板等からなっている。なお、液晶表示板１ａから観察光学系４と逆方向に配した部材はビューファインダーを構成しないため、図示を省略している。

３はエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）である。４は観察光学系、５はレンズ鏡筒、７は開口部である。６は受光素子であり、開口部７から入射した太陽光等の光を光電変換するＣＣＤ、ＣＭＯＳ、太陽電池や、集光した光による熱を電流に変換する熱電対等である。開口部７はレンズ鏡筒５の一部に設けられており、観察光学系４を覗く接眼部４ａとは異なる開口部である。８は太陽８ａからの光を模式的に示した光線であり、同一角度で観察光学系４と開口部７に入射した際の光路を示している。

９は受光素子６で光電変換された信号に対し、ノイズ除去処理、アナログ信号からデジタル信号への変換等を行なう信号処理装置である。１０は各種処理命令を出すマイクロコンピュータ（制御手段）である。１１はＥＣ素子３に電圧を印加する為の電源や電気回路等のＥＣ素子駆動装置、１２は液晶表示板１ａに電圧を印加する為の電源や電気回路等の液晶駆動装置である。但し、本実施例において液晶駆動装置１２は必ずしも必要ではない。

本実施例では表示面１と観察光学系４との間に可逆的に光透過率（光透過量）を制御できるエレクトロクロミック素子（ＥＣ素子）を有している。

開口部７から入射した太陽８ａからの光８が表示面１に達した際の熱量は観察光学系４の有効径と密接な関係がある。表示面１が光８で焼き付くのを防止出来るＥＣ素子３の透過率は、観察光学系４毎に決定できる。本実施例では可逆的に光透過量を制御可能なＥＣ物性素子３の透過率を表示面１が焼き付かない値に切り替えて、表示面１の焼き付きを防止している。

受光素子６で受光した受光量に応じて制御手段１０は表示面１が焼き付かないようにＥＣ素子３の透過率を制御している。即ち入射する光８の強度に応じてＥＣ素子３の透過率を例えば複数段階に自動切り替えている。

本実施例におけるビューファインダーにおけるエレクトロクロミック素子の光透過率の制御方法は次のとおりである。

撮影レンズによって結像する像が表示される表示面１を順に、可逆的に光透過率の制御ができるエレクトロクロミック素子３と観察光学系４とを介して観察側より観察する。このとき観察側から表示面１へ入射する光量を受光する受光素子６で受光される受光量に応じて制御手段１０によってエレクトロクロミック素子３に印加する電圧を変えて、エレクトロクロミック素子３の光透過率を制御する。

次に本発明のビューファインダーにおけるＥＣ素子の光透過率の制御方法を図３のフローチャートを参照して説明する。なお、図３のフローチャートに従ったプログラムをマイクロコンピュータ（制御手段）１０内の記憶装置に格納し動作する事により、次の制御方法を実現させている。また、本実施例では印加電圧を上げた際に透過率が低くなる物性素子（ＥＣ素子）を用いているが、印加電圧を上げた際に透過率が高くなる物性素子（ＥＣ素子）を用いる場合は、印加電圧の制御を変えれば良い。

先ず、各ステップの判定や判定後の処理に必要な情報を準備しておく。具体的には、制御モードの選択、信号処理装置９の出力値に対する下限側閾値読み込み、信号処理装置９の出力値に対する上限側閾値読み込み、ＥＣ素子３への印加電圧最高値読み込み、ＥＣ素子３への印加電圧最低値読み込み等を行う。更に液晶表示板１ａへの印加電圧最高値読み込み、液晶表示板１ａへの印加電圧標準値読み込み、信号処理装置９の出力値毎のＥＣ素子３への印加電圧算出、信号処理装置９の出力値毎の液晶表示板１ａへの印加電圧算出、等を読み込む。

次に、ステップＳ１において、信号処理装置９からの出力値が準備していた閾値の下限値以下かどうかを判定する。下限値以下であれば、表示面１の焼き付きの恐れがない為、ステップＳ２に進み、ＥＣ素子３の印加電圧は最低値にした後、ステップＳ３へ進み、表示面１として配した液晶表示板１ａの印加電圧を標準値にする。ここで標準値とは液晶表示板１ａを好みの輝度にするものであり、受光素子６の利用とは関係なく設定している値である。

ステップＳ１において、信号処理装置９からの出力値が閾値の下限値を超える場合はステップＳ４へ進み制御方法の場合分けを行なう。本実施例では二種類の制御方法を示すが、制御方法の種類は二種類以外でも構わない。ステップＳ４で制御方法１と判定された場合、ステップＳ５へ進み、ＥＣ素子３の印加電圧を最高値にする。

制御方法１は、観察者がビューファインダーから顔を離した際には、表示面１を見る必要が無いと判断する観察者が選択するのを想定している。そこで、ビューファインダーから顔を離した際に、受光素子６へ太陽８ａからの光８が入射し、信号処理装置９の出力が閾値の下限値を超えたならば、表示面１の焼き付き防止を最優先する。そしてＥＣ素子３の印加電圧を最高値にしてＥＣ素子３の透過率を最低値にしている。

ステップＳ４で制御方法２と判定された場合、ステップＳ６へ進み、信号処理装置９からの出力値が閾値の上限値以下かどうかを判定する。上限値以下であれば、ステップＳ７へ進み、ＥＣ素子３の印加電圧を事前に算出していた値にした後、ステップＳ８へ進み、表示面１として配した液晶表示板１ａの印加電圧を事前に算出していた値にする。

ステップＳ６において、信号処理装置９からの出力値が閾値の上限値を超える場合はステップＳ９へ進み、ＥＣ素子３の印加電圧を最高値にした後、ステップ１０へ進み、表示面１として配した液晶表示板１ａの印加電圧を最高値にする。

制御方法２は、観察者がビューファインダーから顔を離しても、遠目で表示面１を見たいと判断する観察者が選択するのを想定している。そこで、ビューファインダーから顔を離した際に、受光素子６へ太陽８ａからの光８が入射し、信号処理装置９の出力が閾値の下限値を超えたならば、信号処理装置９の出力値に応じた電圧を印加する。そしてＥＣ素子３の透過率を低くして表示面１の焼き付きを防止する。

この際、ＥＣ素子３の透過率が低くなる事で表示面１として配した液晶表示板１ａが暗く見えてしまう為、液晶表示板１ａへの印加電圧を事前に算出していた値にし、液晶表示板１ａの明るさを増加させて暗く見えるのを抑制している。なお、信号処理装置９の出力が閾値の上限値を超えた場合は、ＥＣ素子３と液晶表示板１ａへの印加電圧は最高値にし、表示面１に届く太陽８ａからの光８の熱量をＥＣ素子３で最大限抑制する制御となっている。但し、本実施例の目的達成の為には、液晶表示板１ａの印加電圧を変える事は必ずしも必要ではない。

更に、本実施例は、観察側から入射した太陽８ａからの光８が観察光学系４を透過し表示面１に到達する場合に、ＥＣ素子３の透過率が低くなる側に変化するのが望ましい。

太陽８ａからの光８の強度が強くても、表示面１に到達しない場合は、ＥＣ素子３の透過率を低くしなくても表示面１は焼き付かない。従って、太陽８ａからの光８が表示面１に到達する場合にＥＣ素子３の透過率を低くすれば良い。更に、本実施例のＥＣ素子３は、波長７００ｎｍ〜２０００ｎｍの波長帯域の最低透過率が１％〜５０％である事が望ましい。

太陽８ａからの光８に含まれる可視光線や赤外線等で表示面１は焼き付くのだが、可視光は表示面１の観察に必要であり、遠赤外線は観察光学系４で吸収され易い。従って、ＥＣ素子３では近赤外線である波長７００ｎｍ〜２０００ｎｍ程度の透過率を優先して落とすのが良い。また、ＥＣ素子３の最低透過率が５０％以上では偏光板で減光する方法でも代用出来る為、本実施例の効果が十分に得られない。

更に、本実施例のＥＣ素子３の光軸上の位置は、表示面１よりも観察光学系４に近い事が望ましい。

ＥＣ素子３を配する光軸上の位置であるが、観察光学系４より観察側（接眼側）に配するとアイポイント長の確保が困難となる為、表示面１と観察光学系４の間に配するのが好ましい。この際、表示面１に近い程、観察光学系４で集光された太陽８ａからの光８の単位面積あたりの熱量が増す為、ＥＣ素子３は表示面１よりも観察光学系４の近くに配するのが好ましい。

更に、本発明は、観察側から入射した太陽８ａからの光８が観察光学系４を透過し表示面１に到達する場合に、受光素子６にも太陽８ａからの光８が到達するのが望ましい。受光素子６の検出結果を用いてＥＣ素子３の透過率を低く制御する事を考えると、表示面１に太陽８ａからの光８が到達する際には受光素子６にも太陽光８が到達する必要がある。

本実施例では開口部７から入射した太陽８ａからの光８を受光素子６に到達させる構成としている。

具体的には、受光素子は、観察側から観察光学系に入射する平行光束のうち観察面に到達する光束の最大入射角度を第１の入射角度とするとき、受光素子６は少なくとも第１の入射角度以下の角度で観察側から入射する平行光束を受光するようにしている。

また、観察光学系４の焦点距離をｆ（ｍｍ）とする。このとき、
２０．０（ｍｍ）＜ｆ＜２００．０（ｍｍ）・・・（１）
なる条件式を満足するのが良い。

前述した通り、観察側から入射した光８が表示面１に達した際の熱量は観察光学系４の有効径と密接な関係がある。一方、表示面１が大きい程、表示面１から射出される光を通す為に観察光学系４の有効径も大きくなり易い。ビューファインダーの視野角は全開角で２０〜４０°程度と限定されている事も考えれば、観察光学系４の焦点距離が長い程、観察光学系４の有効径も大きくなる傾向にある。

条件式（１）の上限値を超えると、観察光学系４の有効径が大きくなり過ぎビューファインダーとしては好ましくない。逆に条件式（１）の下限値を超えると、観察光学系４の有効径は小さくなり、太陽８ａからの光８で表示面１が焼き付き難くなり、本発明の効果を得るのが困難になる。

本実施例では表示面１に液晶表示板１ａを用いたが表示面１にピント板を用いても良い。即ち表示面１に撮像光学系によって形成される像が結像するピント板を用い、ピント板に結像した像を観察光学系４を介して観察するビューファインダーにも同様に適用できる。このときピント板の観察側にエレクトロクロミック素子を配置すれば観察側から入射する光によってピント板が焼き付くのを防止することができる。

本実施例によれば、観察側から入射する太陽光の量に応じて、液晶表示板１ａやピント板が焼き付くのを防止可能なビューファインダーを実現する事ができる。

［実施例２］
実施例２はエレクトロクロミック素子３の光透過率を変更するために操作される操作部を備える点において実施例１とは異なっている。

図２は、本発明のビューファインダーの実施例２の要部概略図である。操作部（メカニカルスイッチ）１３はエレクトロクロミック素子３の光透過率を変更するために操作される。ＥＣ素子駆動装置１１は操作部１３の操作に応じてエレクトロクロミック素子３に印加する電圧を制御する。

実施例２では、太陽光８が観察光学系４を介して表示面１に入射し得る撮影環境において、エレクトロクロミック素子の光透過率が適度に小さくなるように操作部を操作することによって、表示面１の焼き付きを防ぎつつ、ファインダーを使用することができる。また、ＥＣ素子３の光透過率が低下する方向に変化させた場合には、液晶表示板１ａに表示される画像が明るくなる方向に変化させることにより、観察画像の視認性の低下を防ぐことができる。

実施例２では例えば観察者が観察光学系４での観察を中断し、観察面から離れるときメカニカルスイッチ（操作部）１３をＯＮにする。それに応じてＥＣ素子駆動装置１２はエレクトロクロミック素子３の光透過率を減少させる。これによって観察側から液晶表示板１ａに入射する光を減らして液晶表示板１ａの焼き付けを防止する。尚、このときメカニカルスイッチ１３をＯＮの状態にしたまま液晶表示板１ａの明るさを明るくして表示面１を観察するようにしても良い。

一方、観察者が観察光学系４での観察を行うときには、メカニカルスイッチ１３をＯＦＦにし、それに応じてＥＣ素子駆動装置１２はエレクトロクロミック素子３の光透過率を増加させる。これによって観察者は表示面１を明るく観察するようにしている。

本実施形態においても実施例１と同様に、条件式（１）を満足するのが望ましい。

次に本発明のビューファインダーをビデオカメラ（撮像装置）に用いた実施例を説明する。

図４において、２０はビデオカメラ本体、２１は撮影光学系、２２は集音マイク、２３は不図示の表示素子に表示された被写体像を観察するためのビューファインダーである。上記表示素子は液晶表示板等によって構成され、撮影光学系２１の撮影像等が表示される。この様に本発明のビューファインダーをビデオカメラ等の撮像装置に適用する事により、太陽からの光による液晶表示板等の焼き付きを防ぎながらも、撮像等を高い視認性で観察することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 表示面 １ａ 液晶表示板 ２ フィルター類 ３ ＥＣ素子
４ 観察光学系 ５ 保持鏡筒 ６ 受光素子 ７ 鏡筒開口部
８ 光 ９ 信号処理装置 １０ マイクロコンピュータ（制御手段）
１１ ＥＣ素子駆動装置 １２ 液晶駆動装置 １３ 切替手段

Claims (12)

1. 表示面からの光を観察側へ導く観察光学系と、前記表示面の観察側に配置されたエレクトロクロミック素子とを有することを特徴とするビューファインダー。
2. 観察側から前記表示面側へ入射する光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光量に応じて、前記エレクトロクロミック素子の光透過率を制御する制御手段とを有することを特徴とする請求項１に記載のビューファインダー。
3. 前記制御手段は、前記受光素子の受光量が第１の光量のとき前記エレクトロクロミック素子の光透過率を第１の光透過率とし、前記受光素子の受光量が前記第１の光量よりも大きい第２の光量のとき前記エレクトロクロミック素子の光透過率を前記第１の光透過率よりも小さい第２の光透過率とすることを特徴とする請求項２に記載のビューファインダー。
4. 前記観察光学系を保持するレンズ鏡筒を有し、該
   レンズ鏡筒は観察側からの光を入射させる開口部を有し、前記受光素子は前記開口部から入射する光を受光することを特徴とする請求項２または３に記載のビューファインダー。
5. 観察側から前記観察光学系に入射する平行光束のうち前記表示面に到達する光束の最大入射角度を第１の入射角度とするとき、前記受光素子は前記第１の入射角度以下の角度で観察側から入射する平行光束を受光することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のビューファインダー。
6. 前記エレクトロクロミック素子の光透過率を変更するための操作部を有することを特徴とする請求項１に記載のビューファインダー。
7. 前記表示面に画像表示素子が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のビューファインダー。
8. 前記エレクトロクロミック素子の光透過率の減少に応じて、前記画像表示素子に表示される画像の明るさを増加させることを特徴とする請求項７に記載のビューファインダー。
9. 前記表示面にピント板が配置されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のビューファインダー。
10. 前記エレクトロクロミック素子の光軸上の位置は、前記表示面よりも前記観察光学系に近いことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のビューファインダー。
11. 前記観察光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）とするとき、
    ２０．０（ｍｍ）＜ｆ＜２００．０（ｍｍ）
    なる条件式を満足することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のビューファインダー。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のビューファインダーを有することを特徴とする撮像装置。