JP4868899B2 - 実像式観察光学系、撮影鏡胴ユニット及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、実像式観察光学系、撮影鏡胴ユニット及び撮像装置に関し、さらに詳しくは、デジタル画像を記録するカメラや銀塩フイルムを使用するカメラなどに用いる実像式観察光学系に関するものである。

従来の実像式観察光学系では、その接眼光学系を透過する光線束は、レンズの有効径・光学系を収納している枠の大きさ、あるいはシート状の部材を光路中に挿入した固定絞りなどで決められており、使用者が任意にその径を変更することはできない。そのため、対物光学系が変倍機能をもつ際の望遠端と広角端、或いは昼間に使用する場合と夜間に使用する場合のように、使用条件が大きく異なる場合も一定の有効径で使わざるを得ないといった問題がある。

従来技術として特許文献１には、対物レンズ系、正立正像光学系、接眼レンズ系からなり、前記対物レンズ系で変倍と視度補正を行う実像式ファインダにおいて、少なくとも１枚の開口部を有する遮光部材を有する。また、前記遮光部材の開口面積を可変とすることにより、変倍やディストーションを考慮して不要な光線を最大限カットすることができる。更に、視差やディストーションを考慮し、これを補正する方向に開口部を移動させることによって、撮影レンズの撮影領域とマッチした良好な見え味を確保することが可能となる実像式ファインダについて開示されている。
特開平９−２６６１４号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来技術は、接眼光学系を透過する光線束の有効径を変更させる技術ではなく、対物光学系を透過する光線束の有効径を変更させる技術であり、本発明とは異なる。
本発明は、かかる課題に鑑み、実像式観察光学系の接眼光学系を透過する光線束の有効径を、使用者が変更することを可能とすることにより、使用環境条件に適合した有効径を選択して最適な観察像を得ること、および接眼光学系を透過する光線束の有効径を変更させる手段を簡単で小型の構成とし、かつ低コストで得ることができる実像式観察光学系を提供することを目的とする。

本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、物体側から瞳側に向かって順に全体として正の屈折力を持つ対物光学系と、該対物光学系により形成される像を反転させる反転光学系と、前記対物光学系により形成される像を拡大観察するための正の屈折力を持つ接眼光学系と、を備えた実像式観察光学系において、前記反転光学系よりも瞳側に、前記接眼光学系を透過する光線束の有効径を変更させる有効径可変手段を配置したことを特徴とする。
本発明は、物体側から瞳側に向かって順に全体として正の屈折力を持つ対物光学系と、この対物光学系により形成される像を拡大観察するための正の屈折力を持つ接眼光学系とからなる実像式観察光学系である。そして接眼光学系を透過する光線束の有効径を変化させる手段を有することにより、使用者の眼の状態および使用環境に適合した有効径を選択してより最適な観察像を得ることができる。

請求項２は、前記有効径可変手段は、１枚のシート状又は板状の部材に複数の径の異なる開口部を備えたことを特徴とする。
本発明の有効径可変手段は、１枚の部材に径が異なる複数の開口部を備えたものである。
請求項３は、前記有効径可変手段は、複数のシート状又は板状の部材に夫々径の異なる開口部を備えたことを特徴とする。
本発明は、個別の部材に夫々径が異なる開口部を備えたものである。

請求項４は、前記有効径可変手段は、前記部材を瞳面に平行に移動することにより径の異なる開口部を切り替えることを特徴とする。
本発明は、部材を瞳面に対して平行に移動して異なる径の開口部を切り替えるものである。
請求項５は、前記有効径可変手段は、前記部材を前記瞳面に垂直な軸を中心に回転することにより前記開口部の径を切り替えることを特徴とする。
本発明は、部材を瞳面に対して垂直な軸を中心に回転して異なる径の開口部を切り替えるものである。

請求項６は、前記有効径可変手段は、複数のシート状または板状の部材を備え、該部材の一部又は全部を移動させることにより、前記開口部の径を変化させることを特徴とする。
本発明は開口部を複数の部材で構成し、一部又は全部の部材を移動させることにより、開口部の径を変化させるものである。
請求項７は、前記有効径可変手段は、虹彩絞りからなることを特徴とする。
本発明は、最も一般的な虹彩絞りを利用するものである。

請求項８は、前記有効径可変手段は、前記部材に備えられた前記複数の開口部間に光線を透過させない部位を有することを特徴とする。
部材に複数の開口部を形成する場合、各開口部間に所定の間隔を設ける。これにより、光線を透過させない部位に部材を移動することにより、光線を遮断することができる。
請求項９は、撮影鏡胴ユニットは、請求項１乃至８の何れか一項に記載の実像式観察光学系を備えたことを特徴とする。
請求項１０は、撮像装置は、請求項９に記載の撮影鏡胴ユニットを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、実像式観察光学系において、この接眼光学系を透過する光線束の有効径を変化させる手段を有するため、使用者の眼の状態および使用環境に適合した有効径を選択して、より最適な観察像を得ることを可能となる。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
図１は本発明の一実施形態に係る実像式観察光学系の有効径を変化させる手段の配置を示す図である。図１の左側を物体側、右側を瞳側と呼ぶ。図１（ａ）は反転光学系１にリレー光学系を用いた実像式観察光学系の一例を示す図である。図１（ｂ）は反転光学系２にプリズムを用いた実像式観察光学系の例を示す図である。共に反転光学系２と接眼光学系３の間に有効径を変更する手段（有効径可変手段）５を配置している。
即ち、物体側から瞳側に向かって順に全体として正の屈折力を持つ対物光学系１と、視野マスク４と、反転光学系２と、対物光学系１により形成される像を拡大観察するための正の屈折力を持つ接眼光学系３と、有効径可変手段５と、を備えて構成される。

図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る有効径可変手段の図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。本実施形態では、反転光学系２と接眼光学系３との間に１枚のシート状又は板状の部材２３に複数の異なる径の開口部１１、１２、１３を備えた有効径可変手段５ａを備えたものである。そして、瞳面６に対して部材２３を矢印Ａ又はＢ方向に平行に移動させて有効径を切り替えるものである。
図２（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る有効径可変手段の図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。本実施形態では、反転光学系２と接眼光学系３との間に１枚のシート状又は板状の円盤部材２４に複数の異なる径の開口部１１、１２、１３を備えた有効径可変手段５ｂを備えたものである。そして、円盤部材２４を瞳面６に垂直な回転軸１０を中心に矢印の方向に回転することにより開口部の径を切り替えるものである。尚、図２（ｂ）の例で異なる開口径を持つシート状または板状の部材２４は、必ずしも図示したように円形である必要は無く扇型などでもよい。また図２（ａ）、（ｂ）供に開口形状を円で図示しているが矩形でも構わない。

図３（ａ）は、本発明の第３の実施形態に係る有効径可変手段の図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。図３（ａ）が図２（ａ）と異なる点は、部材２３が１枚の部材ではなく、部材２５、２６の２枚に分かれて移動できるようになっている点である。そして、瞳面６に対して部材２５を矢印Ａ方向に平行に移動させて有効径を切り替え、瞳面６に対して部材２６を矢印Ｂ方向に平行に移動させて有効径を切り替えるものである。
図３（ｂ）は、本発明の第４の実施形態に係る有効径可変手段の図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。図３（ｂ）が図２（ｂ）と異なる点は、部材２４が１枚の部材ではなく、部材２７、２８の２枚に分かれて回転できるようになっている点である。そして、部材２７を瞳面６に垂直な回転軸２９を中心に矢印の方向に回転することにより開口部の径を切り替え、部材２８を瞳面６に垂直な回転軸３０を中心に矢印の方向に回転することにより開口部の径を切り替えるものである。尚、図では一例として２枚の部材を図示しているが、それ以上の枚数を使用することも当然可能である。

図４（ａ）は本発明の第５の実施形態に係る有効径可変手段の図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。本実施形態では、２枚のシート状または板状の部材１６、１７を備え、この部材の一方の部材又は両方の部材を１８、１９支点として矢印Ａ又はＢ方向に移動させることにより、開口径Ｓを変化させるものである。
図４（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る有効径可変手段の図である。同じ構成要素には図１と同じ参照番号を付して説明する。本実施形態では、虹彩絞り２０を用いたものであり、図４（ｂ）−１は開口部Ｓが小の場合であり、図４（ｂ）−２は開口部Ｓが大の場合である。尚、図４では反転光学系２および接眼光学系３は省略して描いた概念図である。

図５（ａ）は本発明の第１の実施形態に係る有効径可変手段が光線束を遮断する図である。この図では、部材２３に備えられた複数の開口部１１、１２、１３の夫々の間に光線を透過させない部位２１を有するものである。
図５（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る有効径可変手段が光線束を遮断する図である。この図では、部材２４に備えられた複数の開口部１１、１２、１３の夫々の間に光線を透過させない部位２２を有するものである。
図５（ｃ）は本発明の第５の実施形態に係る有効径可変手段が光線束を遮断する図である。この図では、光軸７は遮断されるように部材１６、１７を矢印Ｃ、Ｄ方向に移動するものである。

図６は、観察光学系と撮影光学系からなる撮影鏡胴ユニットの外観図である。この撮影鏡胴ユニット１００は、本発明の実像式観察光学系を備えたファインダ光学系３１と、撮影光学系ユニット３２とを備えて構成される。そして図示していない裏面側に有効径の切り替え機構を搭載している。

図７は、本発明の観察光学系と撮影光学系からなる撮影鏡胴ユニットを組み込んだカメラの外観図である。図８はデジタルスチルカメラＡの電気的な接続を示すブロック図である。まず、図７、図８を参照して、再生動作における一般的な動作について説明をする。この図では、カメラ裏面図の有効径切り替えＳＷをスライドすることにより、有効径のサイズを変更することが可能な機構となっている。

次に図７、図８を参照して、再生動作における一般的な動作について説明をする。モードダイアルＳＷ２を再生モードにしてカメラＡを起動すると、不揮発性メモリであるメモリカード１０１に保存されたＪＰＥＧ画像データ１０４はメディアインターフェース（Ｉ／Ｆ）１０５を介してＳＤＲＡＭ１０２に取り込まれる。このＪＰＥＧ画像データ１０４は、ＪＰＥＧ圧縮・伸張ブロック１０３で伸張されて、ＹＵＶデータ１０６としてＳＤＲＡＭ１０２に書き込まれる。この画像のサイズがそのまま表示可能なサイズの場合は、このデータをそのまま表示出力制御部１０７に送り、出力先のデータ形式にあわせて、同期信号などの信号付加処理をした後、カメラＡに内蔵されているＬＣＤ液晶ディスプレイ５０、又は図示しないＴＶへ出力される。この表示出力制御部１０７は１２８０×９６０画素以下のサイズの画像をそのまま入力可能である。

画像データが１２８０×９６０以上の場合は、リサイズ処理部１０８で縮小リサイズ処理を行い、表示可能なサイズである例えば６４０×４８０に縮小してＳＤＲＡＭ１０２に書き戻し、この画像を表示出力制御部１０７へ送って表示出力を行う。
メモリカード１０１に複数の画像が記録されている場合、右ボタンを押すことで次の画像へ、左ボタンを押すことで前の画像へ画像を切り替えることができる。またズームスイッチのテレ（ＳＷ４）で拡大、ワイドで縮小表示のようなズーム再生が可能である。

ＣＰＵ１０９は、このカメラＡの全体を集中的に制御しており、操作部１１０からの入力信号に対応して、メモリカード１０１からの画像の読み出し指示、伸張処理、リサイズ処理、表示出力制御部１０７の設定などの指示を行っており、各部はＣＰＵ１０９の指示に従い動作する。
また、色情報の抽出および色情報の変換や情報表示制御もＣＰＵ１０９が行っている。色抽出を行うことの指示や色抽出エリア指定が操作部によって入力されると、操作部１１０の信号をＣＰＵ１０９が認識して、指示動作にあわせて色抽出を行い、指定された形式で表示および音声出力を行う。

音声出力制御部１１１は、ＣＰＵ１０９がＳＤＲＡＭ１０２より読み出した音声データを出力先の形式にあわせて変換処理などを行う出力制御を行っており、カメラＡがＴＶに接続されている場合はＴＶ出力、接続されていない場合はカメラＡに内蔵されたスピーカ１１２によって出力を行う。音声出力のボリュームはＣＰＵ１０９によって設定される。
これら再生処理と撮像処理のための回路は１チップで構成された信号処理ＩＣ１２１内部に構築されている。
ＳＤＲＡＭ１０２は、様々なデータ保管を行い、ＣＰＵ１０９のワークＲＡＭを兼ねている。

ＲＯＭ１１３には、カメラＡの制御を行う各種制御プログラムや後述の色名判定を行う時の情報などが記憶されていて、このプログラムおよびデータをもとにＣＰＵ１０９が動作する。
カメラＡは撮像動作も可能である。この場合の撮像手段は、レンズユニット１１４、レンズユニット１１４を駆動するモータドライバ１２０、ＣＣＤ１１５、ＣＣＤを駆動するＴＧ（制御信号発生器）１１６、ＣＣＤ出力電気信号（アナログ画像データ）をサンプリングするＣＤＳ１１７、このサンプリングされたデータのゲインを調整するＡＧＣ１１８、デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１１９から構成されている。レンズユニット１１４を介してＣＣＤ１１５で受光した画像は、デジタル映像信号に変換されて信号処理ＩＣ１２１に入力される。

信号処理ＩＣ１２１は、ＣＣＤ１１４への同期信号を出力と同期信号に合わせたデータの取り込みを行うＣＣＤインターフェース（Ｉ／Ｆ）１２２と、入力されたデジタル画像信号を表示可能や記録が可能なＹＵＶのデータ形式に変換するＹＵＶ変換部１２３なども含んでいる。符号１２４は、ＳＤＲＡＭ１０２を制御するメモリーコントローラである。
カメラＡを起動してモードダイアルＳＷ２を記録モードに設定すると、各ブロックが起動されて、ＣＣＤＩ／Ｆ１２２の同期信号に同期してＣＣＤ１１５からアナログ画像信号が出力される。このアナログ画像信号は、ＣＤＳ１１７で有効信号部分だけがサンプリングされ、ＡＧＣ１１８でゲイン調整を行った後に、Ａ／Ｄ変換器１１９でデジタル画像信号に変換される。

このデジタル画像信号は、ＣＣＤＩ／Ｆ１２２によって取り込まれて、ＳＤＲＡＭ１０２にＲＡＷデータ１２５として書き込まれる。ＳＤＲＡＭ１０２に書き込まれたデータは順次読み出されてＹＵＶ変換部１２３へ送られてＹＵＶ変換され、ＳＤＲＡＭ１０２に書き戻される。このＹＵＶ画像は、ＪＰＥＧ圧縮・伸張ブロック１０３でＪＰＥＧ圧縮が行われる。このＪＰＥＧ圧縮データ１０４はＳＤＲＡＭ１０２に書き戻され、ヘッダ追加などの処理が行われた後にメモリカード１０１へ画像データが保存される。
本発明によれば、実像式観察光学系において、この接眼光学系３を透過する光線束の有効径を変化させる手段を有するため、使用者の眼の状態および使用環境に適合した有効径を選択して、より最適な観察像を得ることを可能となる。

また、異なる径の開口をもつ一枚のシート状または板状の部材２３、２４を用いて達成するため、固定絞りを追加する場合とほとんど同じコストおよびスペースで有効径を変更する手段を得ることが出来る。
また、異なる径の開口をもつ複数のシート状または板状の部材を用いて達成するため、ほぼ同等のコストおよびスペースでより多くの有効径の切り替えを行なうことが可能となる。
また、複数のシート状または板状の部材によりそれぞれ有効径の一部を規制することにより開口径を変化させて達成するため、有効径を無段階に変化させることを可能とし、使用者の眼の状態や使用環境に応じてより良好な観察像を得ることができる。

また、接眼光学系３を透過する光線束の有効径を変化させる手段に光線を透過させない位置をもたせることにより、所謂アイピースシャッターとしての機能をもたせることができる。この機能を有する観察装置をカメラなどに用いた場合、電源と有効径を変化させる手段を連動させ、電源オフ時に該アイピースシャッターを閉じることによりカメラの電源の状態を外部から判別しやすくすることが可能となる。また逆に、該アイピースシャッターを閉じる動作でカメラの電源をオフにすることも可能となる。
また、実像式観察装置をカメラの鏡胴ユニットに使用することにより、簡単な構成及び低コストで良好な観察像が得られる観察光学系を撮影光学系のファインダとして利用することが可能となる。

また、撮影鏡胴ユニットを使用することにより、簡単な構成及び低コストで良好な観察像が得られるファインダをもつ銀塩フイルムカメラまたはデジタルカメラを得ることが可能となる。
これにより、実像式観察光学系において常に最適な観察像を得ること、および有効径を変更する手段を簡単で小型の構成で、かつ低コストで得ることが可能となる。

（ａ）（ｂ）は本発明の一実施形態に係る実像式観察光学系の有効径を変化させる手段の配置を示す図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る有効径可変手段の図、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る有効径可変手段の図である。 （ａ）は本発明の第３の実施形態に係る有効径可変手段の図、（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る有効径可変手段の図である。 （ａ）は本発明の第５の実施形態に係る有効径可変手段の図、（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る有効径可変手段の図である。 （ａ）は本発明の第１の実施形態に係る有効径可変手段が光線束を遮断する図、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る有効径可変手段が光線束を遮断する図、（ｃ）は本発明の第５の実施形態に係る有効径可変手段が光線束を遮断する図である。 観察光学系と撮影光学系からなる撮影鏡胴ユニットの外観図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の観察光学系と撮影光学系からなる撮影鏡胴ユニットを組み込んだカメラの外観図である。 デジタルスチルカメラＡの電気的な接続を示すブロック図である。

符号の説明

１ 対物光学系、２ 反転光学系、３ 接眼光学系、４ 視野マスク、５ 有効径可変手段、６ 瞳面、７ 光軸、１１、１２、１３ 開口部、２３ 部材、

Claims (10)

1. 物体側から瞳側に向かって順に全体として正の屈折力を持つ対物光学系と、該対物光学系により形成される像を反転させる反転光学系と、前記対物光学系により形成される像を拡大観察するための正の屈折力を持つ接眼光学系と、を備えた実像式観察光学系において、
   前記反転光学系よりも瞳側に、前記接眼光学系を透過する光線束の有効径を変更させる有効径可変手段を配置したことを特徴とする実像式観察光学系。
2. 前記有効径可変手段は、１枚のシート状又は板状の部材に複数の径の異なる開口部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の実像式観察光学系。
3. 前記有効径可変手段は、複数のシート状又は板状の部材に夫々径の異なる開口部を備えたことを特徴とする請求項１に記載の実像式観察光学系。
4. 前記有効径可変手段は、前記部材を瞳面に平行に移動することにより径の異なる開口部を切り替えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の実像式観察光学系。
5. 前記有効径可変手段は、前記部材を前記瞳面に垂直な軸を中心に回転することにより前記開口部の径を切り替えることを特徴とする請求項１、２又は３に記載の実像式観察光学系。
6. 前記有効径可変手段は、複数のシート状または板状の部材を備え、該部材の一部又は全部を移動させることにより、前記開口部の径を変化させることを特徴とする請求項１に記載の実像式観察光学系。
7. 前記有効径可変手段は、虹彩絞りからなることを特徴とする請求項６に記載の実像式観察光学系。
8. 前記有効径可変手段は、前記部材に備えられた前記複数の開口部間に光線を透過させない部位を有することを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の実像式観察光学系。
9. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の実像式観察光学系を備えたことを特徴とする撮像装置の撮影鏡胴ユニット。
10. 請求項９に記載の撮影鏡胴ユニットを備えたことを特徴とする撮像装置。

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