JP4862265B2 - カメラ - Google Patents

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本発明は、観察光学系を具備するカメラに関する。
従来、走査型光学系を用いて観察眼の網膜に電子像を結像させ、光学像と共に電子像を観察可能とする重畳装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
米国特許第２００１００３４０７７号明細書
しかしながら、上記重畳装置の例は、複数の反射ミラー等の光学部材から構成されているために重畳装置のサイズが大きくなり、カメラや望遠鏡などの小型の観察光学系（ファインダ等）に搭載することが難しいという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、重畳装置を観察光学系の光路中に搭載したコンパクトなカメラを提供することを目的としている。
上記問題点を解決するために、本発明におけるカメラは、被写体像を電気信号に変換する長方形状の受光部を有する撮像素子と、被写体像を光学的に観察可能な観察光学系とを具備するカメラにおいて、前記カメラはさらに、前記撮像素子の前記受光部の長辺方向と平行に表示画像光束が射出されるよう配置された表示部材と、前記表示部材から射出される前記表示画像光束の光路上であってかつ前記観察光学系の光路上に、前記表示画像光束の光軸および前記観察光学系の光軸に対して斜設され、入射する光の偏光状態により入射光を透過又は反射させるビームスプリッターと、前記ビームスプリッターから射出される前記表示画像光束が入射する位置に配置され、入射する前記表示画像光束を前記ビームスプリッターに向けて反射する反射部材と、前記ビームスプリッターと前記反射部材との間に配置された１／４波長板とを有する重畳装置を具備する。
本発明では、重畳装置を具備するカメラをコンパクトに提供することができる。
本発明を適用したデジタルカメラ１の斜視図を図１に示す。図示のごとく本実施の形態におけるデジタルカメラ１は交換レンズ１０とカメラボディ２０とが着脱可能なレンズ交換式一眼レフデジタルカメラである。なお、撮像素子２７aは、交換レンズ１０
を透過した被写体像光束が結像するCCDやCMOS等の光電変換素子である。撮像素子２７aは、長方形状の受光面を持ち、該受光面が交換レンズ１０の光軸に対し垂直となるように配置される。さらに、撮像素子２７aは、カメラを正位置に構えた際に撮像素子２７aの受光面の長辺方向が水平方向となる様に配置される。以後、撮像素子２７a受光面の長辺方向（カメラボディの幅方向）をｘ軸、ｘ軸に対し直角かつ撮像レンズ１０の光軸方向（カメラボディの厚み方向）をｙ軸、ｘ軸、ｙ軸に対しそれぞれ直角をなす方向（カメラボディの高さ方向）にｚ軸をとり説明する。重畳装置１００については後述する。
デジタルカメラ１をｘ軸方向から見た際のｙｚ平面による断面図を図２に、デジタルカメラ１をｚ軸方向から見た際のｘｙ平面による断面図を図３に示す。交換レンズ１０の撮像光学系１１を透過した被写体像光束はミラーボックス２０内に配置されたクイックリターンミラー２１、により上方に屈曲されフォーカシングスクリーン２２に結像する。フォーカシングスクリーン２２に結像した被写体像は、ペンタプリズム２３により正立像に変換され、重畳装置１００、接眼光学系２４を経てファインダ接眼窓２５よりユーザーに観察可能となる。クイックリターンミラー２１は撮像時に、矢印Aで示したように、撮像光学系１１を透過した被写体像光束光軸から退避する。クイックリターンミラー２１が退避するとシャッター２６のシャッター幕が開き撮像素子２７aに被写体像光束が結像される。撮像素子２７aは基板２７ｂに取りつけられている。
また、ペンタプリズム２３の被写体像光束射出面上方部には、測光レンズ２８aと測光センサー２８ｂから構成される測光装置２８が配置されている。測光装置２８では被写体像の輝度を測定する。データ表示装置２９は、液晶およびバックライト、プリズム等で構成される液晶表示部である。データ表示装置２９には、測光モード、シャッタースピード、絞り値、露出モード、露出補正値、ホワイトバランス設定等の撮像時および撮像後の処理に関する設定値等の撮像データが表示される。データ表示装置２９は、表示光束がペンタプリズム２３の被写体像光束入射面に対し垂直方向に入射するように配置されており、表示されたデータ表示は、フォーカシングスクリーン２２に結像された被写体像と同様にファインダ接眼窓２５より観察される。背面液晶３０aは、液晶表示部材であり、基板３０ｂに取りつけられる。
＜重畳部材の構成＞
次に、重畳装置の構成について図３を基に説明する。
重畳部材１００は、ファインダ内表示装置１０１、偏光ビームスプリッタ１０２（以後ＰＢＳと記す）、１／４波長板１０３、ミラー１０４等から構成されている。
ファインダ内表示装置１０１は液晶およびバックライトから構成される液晶表示部材である。ファインダ内表示装置１０１には、プレビュー画像、撮影済みの被写体画像、メニュー画像、ＡＦエリア表示、撮影データ等の画像や文字等が表示される。なお、ファインダ内表示装置１０１としては画像等が表示可能であれば良く、液晶表示装置に限られるものではい。例えば、有機ＥＬを用いた表示装置等のフラットパネルディスプレイや走査型表示装置等でも良い。
ＰＢＳ１０２は、入射する光の偏光方向により、光を透過または反射する偏光ビームスプリッタである。なお、ＰＢＳ１０２のかわりに、ハーフミラー、やプリズム等を用いてもよい。１/４波長板１０３は、透過する光の偏光状態を変換するための位相板である。
＜配置＞
各構成部材の配置について説明する。
ファインダ内表示用液晶１０１はｘ軸方向（撮像素子２７a受光部長辺方向）と垂直に交わり、かつ、ペンタプリズム２３から射出される被写体像光束光軸Ｉｐと平行となるように配置される。
ＰＢＳ１０２は、光軸Ｉｐとファインダ内表示用液晶１０１からの表示画像光束の射出光軸Ｉｓと交点に配置され、光軸ＩｐおよびＩｓに対し略４５度の傾きをなして設けられている。ファインダ内表示装置１０１から射出される表示画像光束はＰＢＳ１０２で透過されるように偏光状態が調整されている。なお、ファインダ内表示装置１０１を射出した表示画像光束がＰＢＳ１０２で透過するよう偏光状態を調整するために、ファインダ内表示装置１０１とＰＢＳ１０２との間に位相板等を設けても良い。さらに、重畳装置１００に入射する被写体像光束Iｐが、ＰＢＳ１０２を透過するよう偏光状態を調整するために、ペンタプリズム２３とＰＢＳ１０２との間の光軸Ｉｐ上に位相板等を設けても良い。
１/４波長板１０３は、ＰＢＳ１０２を透過後の表示画像光束が透過するように、ファインダ内表示用液晶１０１と平行かつ、ＰＢＳを中心にファインダ内表示用液晶１０１とは反対側に配置される。ミラー１０４は、１/４波長板１０３と同様にファインダ内表示装置１０１と平行に配置され、１/４波長板１０３を透過した表示画像光束をＰＢＳ１０２の方へ反射する。
＜表示光束の光路＞
ファインダ内表示装置１０１から射出された表示画像光束の光路について説明する。
ファインダ内表示装置１０１から射出された表示画像光束は、ＰＢＳ１０２を透過する。ＰＢＳ１０２を透過した表示画像光束は、１／４波長板１０３に入射および透過し、ミラー１０４に入射する。ミラー１０４に入射した表示画像光束は、ＰＢＳ１０２側に反射される。ＰＢＳ１０２側に反射された光は、再び１／４波長板１０３に入射および透過し、ＰＢＳ１０２に再び入射する。１／４波長板１０３を２度透過した表示画像光束は、ファインダ内表示装置１０１を射出した際と比べ、偏光方向が９０度回転しているため、ＰＢＳ１０２により反射される。ＰＢＳ１０２により反射された表示画像光束は、接眼光学系２４を介して接眼ファインダ窓２５から観察される。なお、ユーザーがファインダ接眼窓２５から観察する際に、ファインダスクリーン２２に結像した被写体像からの被写体像光束と、ファインダ内表示装置１０１に表示された表示画像からの表示画像光束とのアイポイントが一致するようにファインダ内表示装置１０１とミラー１０４との間隔が調整されている。
上述したように本発明におけるカメラは、フォーカシングスクリーン２２に結像した被写体像を光学的に観察するための、ペンタプリズム２３および接眼光学系２４からなる光学ビューファインダの光路中に重畳装置１００が配置される。そのため、接眼ファインダ窓２５からは、フォーカシングスクリーン２２に結像した被写体光学像と、ファインダ内表示装置１０１に表示された表示画像とを切換えて又は重畳させて観察可能となる。
また、上述した構成により、ファインダ内表示装置１０１から射出された表示画像光束は、接眼ファインダ窓２５付近のアイポイントまでの光路長を稼ぎつつ、重畳装置１００自体をコンパクトな構成にとどめることができる。
さらに、重畳装置１００の長手方向をｘ軸方向に向け、カメラボディ２０の光学ビューファインダの光路中に配置するため、従来より下方に配置されている、ファインダ内表示装置２９、ミラーボックス２０、シャッター２６、基板２７ｂ、基板３０ｂや、上方に配置されている、測光装置２８、不図示のホットシューや、ストロボ機構等の構成を大幅に変更する又はカメラを大型化することなく、重畳装置１００をカメラの光学ビューファインダ内に設置することができる。
なお、ミラー１０４に曲率をもたせたり、ファインダ表示用液晶とＰＢＳとの間に拡大または縮小光学系や、ズーム光学系等を設けるとしても良い。これにより、ファインダ内表示装置１０１の表示を拡大又は縮小可能となり、ファインダ接眼窓２４から観察した際に、ファインダ内表示装置１０１により表示された表示用画像の大きさの調整または、重畳装置１００の長辺方向（ファインダ内表示装置１０１とミラー１０４との間隔）の短縮も可能となる。
また、上述では、ペンタプリズム２３と接眼光学系２４との間に重畳装置１００を配置したが、重畳装置の配置はこれに限るものではない。例えば、接眼光学系と接眼ファインダ窓との間に重畳装置を設けたり、接眼光学系の複数あるレンズの間に重畳装置を設けても良い。
＜変化例＞
以下変化例について説明する。
上述では、ファインダ内表示装置１０１や、ミラー１０４は固定されていたが、これらを可変させるとしても良い。例えば、接眼光学系に視度調整機構がもうけられている場合は、視度調整機構による接眼光学系のレンズ可動機構に合わせてファインダ内表示装置１０１またはミラー１０４を必要に応じて可動させる。また、上述したように、ファインダ内表示装置とＰＢＳとの間に縮小または拡大光学系や、ズーム光学系等が配置されている場合は、該光学系全体又はその一部を視度調整機構による接眼光学系のレンズ可動機構に合わせて必要に応じて可動させる。これにより、視度調整機構による接眼光学系の可動させた際にファインダ接眼窓２５から観察される、フォーカシングスクリーン２２に結像した被写体像からの被写体像光束と、ファインダ内表示装置１０１に表示された表示画像の表示画像光束とのアイポイントのズレが生じる場合であっても、該ズレが調整可能となる。
以上本発明をレンズ交換式一眼レフデジタルカメラに適用した場合について説明したが、本発明をレンズ交換式銀塩カメラ、レンズ一体型デジタルカメラ等の光学ビューファインダを具備する撮像装置に適用しても良い。
デジタルカメラ１の斜視図 デジタルカメラ１のｙｚ平面による断面図 デジタルカメラ１のｘｙ平面による縦断面図
符号の説明
１ デジタルカメラ
１０ 交換レンズ
１１ 撮像光学系
２０ カメラボディ
２１ クイックリターンミラー
２２ フォーカシングスクリーン
２３ ペンタプリズム
２４ 接眼光学系
２５ ファインダ接眼窓
２６ シャッター
２７a 撮像素子
２８ 測光装置
２９ データ表示装置
３０a 背面液晶
１００ 重畳装置
１０１ ファインダ内表示装置
１０２ 偏光ビームスプリッター
１０３ １／４波長板
１０４ ミラー

Claims (3)

  1. 被写体像を電気信号に変換する長方形状の受光部を有する撮像素子と、
    被写体像を光学的に観察可能な観察光学系とを具備するカメラにおいて、
    前記カメラはさらに、
    前記撮像素子の前記受光部の長辺方向と平行に表示画像光束が射出されるよう配置された表示部材と、
    前記表示部材から射出される前記表示画像光束の光路上であってかつ前記観察光学系の光路上に、前記表示画像光束の光軸および前記観察光学系の光軸に対して斜設され、入射する光の偏光状態により入射光を透過又は反射させるビームスプリッターと、
    前記ビームスプリッターから射出される前記表示画像光束が入射する位置に配置され、入射する前記表示画像光束を前記ビームスプリッターに向けて反射する反射部材と、
    前記ビームスプリッターと前記反射部材との間に配置された１／４波長板と
    を有する重畳装置を具備することを特徴とするカメラ。
  2. 前記観察光学系は、前記被写体像からの光束が結像するフォーカシングスクリーンと、前記フォーカシングスクリーンを透過した光束が入射して前記被写体像を正立像に変換するペンタプリズムと、前記ペンタプリズムから射出した光束が入射する接眼光学系とを有し、
    前記重畳装置は、前記ペンタプリズムと前記接眼光学系との間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
  3. 前記ペンタプリズムに向けて撮影データの表示光束を射出するよう配置されたデータ表示装置を備えることを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
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