JP5144006B2 - 表示スクリーンを備えるカメラ - Google Patents

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Description

本発明は情報や画像を表示するためのスクリーンに関し、特に複数の画像を選択して、あるいは重ねて表示することを可能にした表示スクリーンを備えるカメラに関するものである。
画像を表示させるための表示スクリーンには、画像を投影表示するための投影型の表示スクリーンと、画像を透過表示するための透過型の表示スクリーンがある。前者の投影型の表示スクリーンは白色スクリーンで構成され、例えばプロジェクタ装置の投影スクリーンがある。後者の透過型の表示スクリーンは表面を乳白色化した透明スクリーン等で構成され、例えば一眼レフカメラのファインダ装置の一つとしての焦点板や、液晶表示装置やCRT装置等のディスプレイ面がある。前記焦点板は透明樹脂平板で形成され、その表面が擦り面等の粗面に加工されたものであり、撮影レンズで被写体の実像を焦点板に結像し、擦り面での光学作用によって当該実像を視認できるようにしたものである。
従来、焦点板に撮影の各種情報を表示して被写体像と共に、あるいは被写体像とは別に当該情報を視認させるために、表示装置を設けて各種情報を焦点板に結像させている。この表示装置としてはLCD(液晶表示装置)が利用されており、LCDで表示した情報を光学手段によって焦点板と光学的に等価な光軸上の位置に結像させている。また、特許文献1,2では、このようなLCDに代えてEL(エレクトロルミネッセンス)装置を利用したものが提案されている。すなわち、特許文献1では焦点板の被写体像を表示する領域の周辺領域にEL装置を形成し、このEL装置をEL駆動回路により駆動させることにより必要な情報を表示するように構成することで、焦点板に被写体像と共に、あるいは当該情報のみを表示させ、これをファインダ装置で視認することを可能にしている。また、特許文献2では焦点板にEL装置を重ね、EL装置で撮影枠を表示する構成が開示されている。なお、特許文献1にはファインダ光学系のプリズムの表面にEL装置を形成した技術も提案されている。
特開2000−137268号公報 特許第3539251号公報
従来の表示スクリーンは投影型、透過型のいずれの表示スクリーンにおいても一つの画像を表示するために用いられており、複数の異なる画像を重ねて表示することは難しい。一方、特許文献1の技術は、焦点板やプリズムの結像面にEL装置を配設することで被写体像と情報を同時に表示させることは可能であるが、特許文献1では被写体像を表示する有効視野の外側領域にEL装置を形成しているため、被写体像に情報を重ねた状態で表示することはできない。また、EL装置は情報を表示するのみであるので、焦点板に表示される画像は撮影レンズにより結像される被写体像に限られている。特許文献2は被写体像にEL装置の画像を重ねて表示しているが、EL装置の画像は予め固定的に設定した画像であるため、EL装置で表示する画像が限定されている点では特許文献1と同じである。そのため、特許文献1,2では表示する画像の自由度が少ないものとなっている。
本発明の目的は、それぞれが予め固定的・定型的に設定されていない複数の画像(例えば、被写体像や動画等のように時間的、空間的に変化する画像、本明細書ではこのような画像を「自由画像」と定義する)を重ねた状態で表示することを可能にした表示スクリーンを備えるカメラを提供するものである。特に、本発明をカメラの焦点板に適用した場合に、被写体の光学像や撮像素子で撮影した画像、あるいは各種情報を重ねて表示することを可能にした表示スクリーンを備えるカメラを提供するものである。
本発明のカメラは、撮影レンズで被写体像を結像して第1の自由画像として表示する光透過型の結像板と、当該結像板の表面に配設されて第2の自由画像を表示するEL(エレクトロルミネッセンス)とで構成されてカメラのファインダ装置に設けられた表示スクリーンと、当該撮影レンズで結像した被写体像を撮像するための撮像素子を備え、ELは撮像素子で撮像した被写体像を含む画像を第2の自由画像として表示し、表示スクリーンは第1の自由画像としての被写体像と、第2の自由画像の被写体像の両方を重ねて表示することを可能にしたことを特徴とする。
ELは透明基板に構成されたフルカラーディスプレイで構成される。また結像板は被写体像の結像面が粗面に形成され、第2の表面板は当該粗面に接した状態で、あるいは粗面に一体的に形成される。
本発明によれば、撮影レンズで被写体像を結像板に第1の自由画像として表示可能とし、当該撮影レンズを用いて撮像素子で撮像した被写体像を含む画像を第2の自由画像としてELに表示可能とし、これら第1の自由画像としての被写体像と第2の自由画像の被写体像を重ねて(スーパーインポーズ)表示することができるので、カメラの焦点板として様々な形態で被写体像の表示を行うことができる。これにより、表示スクリーンでの表示形態を多様化し、カメラでの撮影に際しての利便性を高めることができる。

次に、本発明の実施例を図面を参照して説明する。図1は本発明をデジタル一眼レフカメラのファインダ装置に適用した実施例1のブロック構成図である。デジタル一眼レフカメラはカメラ本体1と、カメラ本体1に着脱可能な撮影レンズ2を備えている。カメラ本体1は撮影レンズ2で撮影する被写体の被写体像を撮像するためのCCD素子等からなる撮像素子10と、被写体像を視認するためのファインダ装置11と、被写体像をファインダ装置11の焦点板12に結像させるためのメインミラー13とを備えている。前記撮像素子10の前面には光学ローパスフィルタ14が配置され、前記焦点板12の上側にはペンタプリズム15及び接眼レンズ16が配設される。また、メインミラー13の一部のハーフミラー領域の背後に第2ミラー17が配置され、後述する測距装置111での測距を行うように構成される。また、前記ペンタプリズム15に臨む位置に測光素子18が配設されている。
このデジタル一眼レフカメラでは、撮影レンズ2で結像する被写体像をメインミラー13により反射して焦点板12に結像し、当該焦点板12に結像された被写体像をペンタプリズム15により正立像として接眼レンズ16により撮影者が視認することが可能である。また、メインミラー13が上動したときにはフォーカルプレーンシャッタ19が開いたときに被写体像は撮像素子11により撮像され、後述するように信号処理によって得られた画像をLCD等からなるモニタ装置で確認することができる。また、本発明では詳細を後述するように当該信号処理によって得られる画像を焦点板12に表示させ、接眼レンズ16により視認することも可能とされている。
図2は前記焦点板12の外観斜視図、図3はその部分分解斜視図である。また、図4はその断面図と一部の拡大図である。焦点板12は矩形の平板状をした結像板31と、この結像板31の表面の周辺領域を除いたほぼ全面にわたって形成された浅い凹部311内に埋設されたEL装置32とで構成される。結像板31はPMMA(アクリル)、PC(ポリカーボネート)等の厚さ1mm程度の透明樹脂板で構成され、表面は結像される被写体像を視認させるための拡散面312として構成される。ここでは結像板31の表面に2μm程度の微細な凹凸312aを形成して粗面化することで拡散面312を構成している。また、ここでは結像板31は光学コンデンサ機能を持たせており、図の下側の裏面313はレンズ面としてあるいはフレネルレンズ面として構成されている。
EL装置32はここではフルカラーELディスプレイとして構成されており、図4に示したようにR(赤色),G(緑色),B(青色)の各画素320を平面マトリクス配列したものである。このELディスプレイ32は透明なフィルムからなる透明基板321の表面に前記画素320を配列したEL部322を形成しており、このEL部322では、防湿バリア膜323の上にITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウム錫)からなる25〜100 nmの膜厚の透明な基板側電極324が所要パターンに形成され、その上に各画素に対応して絶縁層325、発光層326、絶縁層327が形成される。さらにその上にIZO(Indium Zinc Oxide :酸化インジウム亜鉛)電極からなる25〜100 nmの膜厚の透明な表面側電極328、防湿バリア層329が形成されたものである。このELディスプレイ32は基板側電極324と表面側電極328との間に所要の電圧を印加して発光層に高電界を印加することにより発光層326がそれぞれ発光して赤色光、緑色光、青色光を出射する。したがって、所望の画素を選択して発光させることで、ELディスプレイ32において所望のカラーパターン(カラー画像)を表示させることが可能である。また、両電極324,328間に電圧を印加しないときにはELディスプレイ32は透明な状態に保たれる。
前記ELディスプレイ32の透明基板321は、厚さが75μm程度のPET(ポリエチレンテレフタレート),PES(ポリエーテルサルフォン),PAr(ポリアリレート),PC(ポリカーボネート)等の透明な樹脂フィルムで構成される。前記各絶縁層325,327は例えば0.2 〜0.3 μmの膜厚の二酸化シリコン膜が用いられ、前記防湿バリア膜323,329は例えば同程度の膜厚の窒化シリコン膜が用いられる。発光層326は0.5 〜1μmの厚さであり、無機ELとして構成したときには赤色画素にCaS:Eu,ZnS:Sm等、緑色画素にZn:Tb等、青色画素にSrS:Ce,CaGa24:Ce等が用いられる。また、有機ELとして構成したときには赤色画素にEu(DBM)3(Phen)(Eu錯体)、緑色画素にAlq(8−キノリノラトアルミニウム錯体)、青色画素にDPVBi(ジスチリル誘導体)が用いられる。
そして、前述したように前記ELディスプレイ32は表面側を結像板31の表面に向けた状態で前記結像板31の凹部311内に内装され、図には表れないがELディスプレイ32の周囲に透明なシール材を塗布して両者の各表面間を封止するとともに、両者を一体化して前記焦点板12を構成している。このとき、ELディスプレイ32は結像板31の拡散面312に近接ないし接触されているため、結像板31の結像面とELディスプレイ32の表示面は同じ光軸上の位置になり、それぞれ接眼レンズ16の焦点位置に設定できる。また、結像板31の拡散面312は粗面化されているためELディスプレイ32の表示面との間でニュートンリングが発生するようなことはない。
図1のブロック構成図を再度参照すると、撮像素子10で撮像された撮像信号はA/D変換器101においてデジタルの画像信号に変換される。このデジタル画像信号は信号処理回路102においてカラープロセス処理やガンマ補正等の所定の信号処理が施され、圧縮回路103において圧縮され、あるいは圧縮されることなくVRAM(画像メモリ)104に書き込まれる。前記撮像素子10は、CPU100がクロックジェネレータ106を介してCCDドライバ105を制御することによって、撮像時における撮像素子10での蓄積時間を設定することが可能にされている。
前記CPU100は被写体を撮像する際には測距装置111で測定した被写体距離に基づいてAF駆動機構112を制御する。また、ミラー駆動機構113を制御して前記メインミラー13を動作する。さらに、シャッタ駆動回路114を制御してフォーカルプレーンシャッタ19を開閉制御する。同時に撮影レンズ2内に設けられている絞り21を絞り駆動機構115により制御する。さらに、前記CPU100は、撮影情報用LCD121及びモニタ用LCD122に所要のデータを表示するように動作する。また、カメラに付属され、あるいは外付されたストロボ123を発光させるストロボ制御部124を制御する。さらに、前記測光素子18の測光出力に基づいて露出制御部125を制御する。
また、前記CPU100には、メインスイッチ131の操作情報と、図には表れないレリーズボタンの押し込みにより動作される測光スイッチとレリーズスイッチ132のスイッチ情報と、各種モードを設定するためのモード設定部材133で設定されるモード情報が入力される。ここではモード情報として、「光学像表示モード」,「撮像モニタ表示モード」,「撮像ファインダ表示モード」が選択可能とされている。さらに、ELでの表示を瞬時的に行うためのEL表示釦134の操作情報が入力される。また、前記焦点板12に一体に設けられたELを駆動してELでの表示を行うためのEL駆動回路126が設けられており、前記モード設定部材133やEL表示釦134が操作されたときにCPU100はEL駆動回路126を動作させてELディスプレイでの表示を行うことが可能とされている。
以上の構成のデジタル一眼レフカメラの動作、特に焦点板12における被写体像の表示動作について説明する。モード設定部材133が「光学像表示モード」に設定されたとき、CPU100はEL駆動回路126を動作せず、ELディスプレイ32を駆動しない。このときELディスプレイ32は透明な状態とされる。撮影レンズ2で結像される自由画像である被写体像はメインミラー13で反射されて焦点板12の結像板31の拡散面312に結像される。この被写体像は透明な状態にあるELディスプレイ32を透過し、ペンタプリズム15及び接眼レンズ16によって視認することができ、撮影者は当該被写体像を視認しながら撮影を行うことができる。すなわち、これまでのデジタル一眼レフカメラの撮影形態と同じである。
モード設定部材133が「撮像モニタ表示モード」のとき、メインミラー15は上動し、撮影レンズ2で結像される被写体像は撮像素子10によって撮像される。撮像された被写体像の撮像信号は信号処理されて画像信号となり、カメラ本体1の背面のモニタ用LCD122において自由画像である被写体像として表示される。撮影者はモニタ用LCD122に表示される被写体像を視認しながら撮影を行うことができる。また、同時に被写体像の画像信号は画像メモリ104に記録することが可能である。
モード設定部材133が「撮像ファインダ表示モード」のとき、メインミラー15は上動し、撮影レンズ2で結像される被写体像は撮像素子10で撮像される。撮像された被写体像は信号処理されて画像信号となり、CPU100はこの画像信号に基づいてEL駆動回路126を駆動し、ELディスプレイ32に自由画像である被写体像を表示する。そのため、焦点板12にはELディスプレイ32により被写体像がカラー表示されるので、ペンタプリズム15及び接眼レンズ16によって視認することができ、撮影を行うことができる。このときメインミラー15からの被写体像が結像板31に結像されることがないことは言うまでもない。
以上のように、ELディスプレイ32を備えた焦点板12をデジタル一眼レフカメラに備えることにより、従来の「光学像表示モード」及び「撮像モニタ表示モード」での撮影モードに加えて新たに「撮像ファインダ表示モード」での撮影が可能になる。これによりカメラの撮影時の利便性を高めることができる。「撮像ファインダ表示モード」としては、これまでに撮像素子で撮像した画像を表示するモニタ用LCDをファインダ光学系内に配設し、ファインダ光学系の光路を切り替えることでファインダ装置を通してモニタ用LCDの画像を視認することを可能にした技術が提案されているが、この技術では光路を切り替えるための構成が必要であり、カメラの小型化を図る上では好ましくない。この実施例では焦点板12にELディスプレイ32を一体化しているためカメラの小型化を図るを上で有利である。また、この「撮像ファインダ表示モード」では、カメラを両手で支持しながらファインダ装置11を利用しての撮影であるため、モニタ用LCD122に表示された被写体像を視認しながら撮影を行う場合のようにカメラを撮影者から離して構えての撮影ではないため手ぶれが少なくなる。
ここで、「光学像表示モード」或いは「撮像ファインダ表示モード」のときには、焦点板12に表示された被写体像をファインダ装置11を通して視認する際の邪魔にならないELディスプレイ32の一部、例えば周辺領域に絞りやシャッタースピード等の固定的な画像である撮影情報画像を同時に表示するようにしてもよい。
また、「光学像表示モード」のときでもEL表示釦134を押している間だけELディスプレイ32に表示を行うことが可能である。例えば、EL表示釦134を押したときにはELディスプレイ32に各種情報のみを表示させるようにしておき、焦点板12に被写体の光学像を表示させているときにEL表示釦134を押して各種情報をELディスプレイ32によって瞬時的に焦点板12の周辺領域に表示させるようにすることが可能になる。
図6は実施例2の焦点板12Aの断面図及びその一部拡大図である。ここでは実施例1と等価な部分には同一符号を付してある。ELディスプレイ(EL装置)32AのフィルムベースをEL基板321として実施例1よりも厚く形成して機械的な強度を高めるとともに、周辺領域を除く領域に浅い凹部323を形成し、この凹部323の表面にR,G,Bの各画素320で構成されるEL部322を形成している。また、EL基板321の下側の裏面324はレンズ面又はフレネルレンズ面として構成している。結像板31Aは実施例1よりも薄く形成し、微細な凹凸312aを形成した拡散面312を下向きにしてEL基板321の表面に対向した状態で凹部321a内に内装している。結像板31Aは必要に応じて封止材で封止してEL基板321に一体化してもよい。
実施例2の焦点板12Aを用いたデジタル一眼レフカメラでは、実施例1と全く同様に焦点板12Aに被写体像や各種情報の表示を行うことができ、ファインダ装置11を通して視認することができる。また、実施例2ではEL基板321を厚くして機械的な強度を高めることができるため、EL部322の画素が変形によってダメージを受け難くなり、信頼性を高める上で有効である。また、結像板31Aを異なる種類のものに交換することも可能である。
図7は実施例3の焦点板12Bの断面図及びその一部拡大図である。実施例1と等価な部分には同一符号を付してある。結像板31Bの表面に微小な凹凸312aを形成して拡散面312として形成するとともに、この拡散面312上にR,G,Bの各画素320で構成されるEL部322を一体的に形成している。すなわち、結像板31Bを実施例1のEL基板と兼用した構成としたものである。
実施例3の焦点板12Bを用いたデジタル一眼レフカメラでは、実施例1,2と全く同様に焦点板12Aに被写体像や各種情報の表示を行うことができ、ファインダ装置11を通して視認することができる。実施例3では実施例1,2のような独立したEL基板が不要になり、構成を簡略化するとともに、焦点板12Bを薄く形成でき、カメラの小型化を図る上で有利になる。また、実施例3では結像板31BがそのままEL基板として機能するため、ELディスプレイ32Bの機械的な強度が向上でき、EL部322の画素が変形によってダメージを受け難くなり、信頼性を高める上で有効である。
前記実施例1,2,3は本発明の表示スクリーンをデジタル一眼レフカメラの焦点板に適用しているが、コンパクト型のデジタルカメラの実像式の光学ファインダ装置に適用することもできる。図示は省略するが、特許文献1に開示されているように、通常の光学ファインダ装置は対物レンズ系と接眼レンズ系で構成され、これらのレンズ系の間に光学ファインダ装置の撮影範囲を表示するためのファインダ枠が配置されている。したがって、このファインダ枠と光学的に等価な光軸上の位置において、ファインダ枠で囲まれる撮影範囲はもとよりその外側領域を含む領域、すなわち接眼レンズ系を通して視認することが可能な領域にわたってEL装置を配置する。このように光学ファインダ装置にEL装置を配設し、撮像素子で撮像した被写体像をEL装置において表示することで、撮影者は光学ファインダ装置を覗いたままで対物レンズ系で結像される被写体像あるいはEL装置に表示された被写体像を接眼レンズ系を通して視認でき、実施例1〜3のデジタル一眼レフカメラとほぼ同様にファインダ装置を通して被写体像を確認しての撮影を行うことができる。
なお、この実施例4の技術は望遠鏡や双眼鏡についても同様に適用できる。すなわち、望遠鏡や双眼鏡のレンズ系の一部にEL装置を配設し、必要に応じてEL装置での表示を行うことで観察対象物にEL装置で表示した画像を重ねた状態で観察することが可能になる。EL装置によって方位角や俯仰角を目盛線と共に表示することで観察の利便性を高めることができる。
次に述べる実施例5,6は本発明の参照例であるが、本発明の表示スクリーンは各実施例のカメラに適用されるのみではなく、図8に示すプロジェクタ等の投影型表示装置にも適用できる。すなわち、プロジェクタ200の自由画像である投影画像を投影するスクリーン201を白色あるいは銀色の反射型スクリーン202と、この反射型スクリーン202の投写面の全面にわたって一体的に配設したEL装置203で構成する。EL装置203は実施例1〜4と同様に透明基板204の表面に画素を配設したEL部205を形成したものである。また、EL装置203を駆動するためのEL駆動装置206を接続する。
このようにすることで、プロジェクタ200でスクリーン201に画像を投写しない状態のときにEL装置203で所望の自由画像を表示することで、当該画像のみを表示できる。また、プロジェクタ200でスクリーン201に自由画像を投写しているときにもEL装置203で所望の自由画像を表示することで両画像を重ねた、いわゆるスーパーインポーズした画像を表示することができる。これにより種々の形態での画像の表示が可能になり、プロジェクタ装置の利便性が高められる。
あるいは、図9に示すように、パソコン300等のディスプレイ301の表面、ここではLCD302の表面にEL装置303を一体に形成してもよい。このようにすることで、ディスプレイ301に画像を表示していない状態のときにEL装置303で所望の画像を表示することで、当該画像のみを表示できる。また、ディスプレイ301に画像を表示しているときにもEL装置303で所望の画像を表示することで両画像をスーパーインポーズした画像を表示することができる。これにより種々の形態での画像の表示が可能になり、ディスプレイの利便性が高められる。これはTV装置についても同様である。また、CRT(陰極線管)表示装置等で構成されるディスプレイ装置やTV装置等についても同様である。
本発明は以上の実施例で示した表示面(表示スクリーン)に限られるものではなく、実施例以外の種々の表示面に対してEL装置を配設することで各実施例で説明したと同様な様々な形態での表示を行うことができるという顕著な作用効果を奏するものである。
実施例1のカメラのブロック構成図である。 焦点板の外観斜視図である。 図2の焦点板の分解斜視図である。 図2の焦点板の断面図とその一部拡大図である。 EL部の拡大断面図である。 実施例2の焦点板の断面図とその一部拡大図である。 実施例3の焦点板の断面図とその一部拡大図である。 実施例5の概略斜視図である。 実施例6の概略斜視図である。
符号の説明
12 焦点板
31 結像板
32 EL装置
312 拡散面
313 レンズ面
320 画素
321 透明基板
322 EL部
324 基板側電極
326 発光層
328 表面側電極

Claims (3)

  1. 撮影レンズで被写体像を結像して第1の自由画像として表示する光透過型の結像板と、前記結像板の表面に配設されて第2の自由画像を表示するEL(エレクトロルミネッセンス)とで構成されてカメラのファインダ装置に設けられた表示スクリーンと、前記撮影レンズで結像した被写体像を撮像するための撮像素子を備え、前記ELは前記撮像素子で撮像した被写体像を含む画像を前記第2の自由画像として表示し、前記表示スクリーン前記第1の自由画像としての被写体像と、前記第2の自由画像の被写体像の両方を重ねて表示することを可能にしたことを特徴とする表示スクリーンを備えるカメラ。
  2. 前記ELは透明基板に構成されたフルカラーディスプレイで構成されることを特徴とする請求項1に記載の表示スクリーンを備えるカメラ。
  3. 前記結像板は被写体像の結像面が粗面に形成され、前記ELは前記粗面に接した状態で、あるいは当該粗面に一体的に形成されていることを特徴とする請求項1または2に記載の表示スクリーンを備えるカメラ。
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