JPH07146499A - ビデオカメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】光学ファインダー（２）を有するビデオカメラ
装置において、被写体と光学ファインダー（２）の光路
の途中にプリズム（３）を設け、撮影レンズを通して録
画される被写体の撮影範囲の中心位置と、撮影者が光学
ファインダーを通して見る被写体の観察範囲の中心位置
とを一致させることによって、パララックスを補正した
ビデオカメラ装置。 【効果】本発明によれば、光学ファインダーを有するビ
デオカメラ装置特有の問題点であるパララックスの補正
を、光学ファイダーを変更することなく、被写体と光学
ファイダーとの間にプリズムを設けることによって実現
でき、ビデオカメラ装置の光学ファインダー方式化によ
る省電力を容易に達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラ，電子スチ
ルカメラ等のズームレンズに係り、光学ファインダーを
用いたビデオカメラ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】現状のビデオカメラ用のファインダー方
式の多くは、液晶を用いた液晶ファインダー方式が一般
的である。液晶ファインダー方式を用いたビデオカメラ
装置を図３に示し、以下その内容について説明する。

【０００３】被写体（図示せず）の像が撮影レンズ
（１）を用いて撮像素子（７）の上に結像し、撮像素子
（７）より映像信号が出力される。この映像信号は、前
置増幅回路（図示せず）を経てカメラ回路（８）に入力
される。このカメラ回路（８）からの出力信号は、ＶＴ
Ｒ回路（図示せず）と液晶駆動回路（９）へと入力され
る。この液晶駆動回路（９）によって液晶板（１０）を
駆動し、液晶板（１０）上に被写体の像が再生される。
この再生された被写体の像は接眼系レンズ（１１）によ
って拡大され、撮影者（１２）は、この像を確認しなが
ら、撮影を行えるようになっている。

【０００４】この液晶ファインダー方式の場合は、図４
に示す様に、録画される被写体の撮影範囲（４）と、撮
影者（１２）がファインダーを通して見る被写体の観察
範囲（５）が一致しているという利点がある。しかし、
一方で、液晶板（１０）の駆動のための電力を必要とす
るため、ビデオカメラ装置（６）全体での消費電力が大
きくなるという欠点がある。

【０００５】ところで、近年のビデオカメラ装置（６）
の小形化競争の結果、可搬性が大幅に向上してきてい
る。しかし、ビデオカメラ装置（６）の消費電力が依然
大きいため、重いバッテリーパックを幾つも用意してお
かなければならない状況が続いていた。

【０００６】上述の技術については、例えば「写真工業
４月号臨時増刊，カメラ・レンズ百科」（昭和５８年４
月２０日発行）に記載されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のビデオカメラ装
置の消費電力の低減に対しては、ファインダー方式を液
晶板を用いない光学ファインダー方式に変更することが
有効である。光学ファインダー方式を用いたビデオカメ
ラ装置を図５に示し、以下その内容について説明する。
この図では、光学ファインダー（２）は、対物系レンズ
（１３）とリレー系レンズ（１４）と視野枠（１５）と
接眼系レンズ（１１）によって構成されている。

【０００８】被写体（図示せず）の像が撮影レンズ
（１）を用いて撮像素子（７）の上に結像し、撮像素子
（７）より映像信号が出力される。この映像信号は、前
置増幅回路（図示せず）を経てカメラ回路（８）に入力
される。一方、光学ファインダー（２）では、最初に、
被写体の像が対物系レンズ（１３）によって上下左右が
反転した状態で結像される。次に、リレー系レンズ（１
４）で再結像させ、上下左右が反転した被写体の像を視
野枠（１５）の位置に正立させる。最後に、この被写体
の像と視野枠（１５）が、接眼系レンズ（１１）によっ
て拡大され、撮影者（１２）は、この像を確認しなが
ら、撮影を行えるようになっている。尚、リレー系レン
ズ（１４）の替わりに他の像反転機能を有する光学素子
を用いた場合でも、以下の説明は同じである。

【０００９】このファインダー方式の場合は、基本的に
光学ファインダー（２）の消費電力が０となるので、ビ
デオカメラ装置（６）全体での消費電力を小さくでき
る。その結果、どこでも入手可能な乾電池によるビデオ
カメラ装置（６）の駆動が可能となってくる。しかし、
一方で、撮影レンズ（１）と光学ファインダー（２）が
別々の独立した光学系となるため、図６に示す様に、録
画される被写体の撮影範囲（４）と、撮影者（１２）が
光学ファインダー（２）を通して見る被写体の観察範囲
（５）がずれるという欠点がある。この現象は、一般に
パララックスと呼ばれ、補正のための幾つかの方法が知
られている。

【００１０】方法１は、撮影レンズ（１）の画角に対し
て、光学ファインダー（２）の画角を小さくする方法で
ある。これによって、録画される被写体の撮影範囲
（４）の中心に対して、光学ファインダー（２）を通し
て見る被写体の観察範囲（５）の中心が多少ずれても、
先の図６の中で示した様に、撮影者（１２）が光学ファ
インダー（２）を通して見る被写体の観察範囲（５）
が、録画される被写体の撮影範囲（４）に含まれるよう
にしている。

【００１１】方法２は、視野枠（１５）の位置をずらす
方法である。この考え方は、撮影者（１２）にとって被
写体の観察範囲（５）が、実質的に視野枠（１５）の大
きさ・位置で制限されていることに着目したものであ
る。視野枠（１５）の位置をずらすことによって、光学
ファインダー（２）を通して見る被写体の観察範囲
（５）をずらし、撮影レンズ（１）を通して録画される
被写体の撮影範囲（４）に合わせるようにしている。

【００１２】方法３は、撮影レンズ（１）に対して光学
ファインダー（２）を傾けて取付ける方法である。この
考え方は、被写体に対して、別々な２つの光学系をそれ
ぞれ、まっすぐに向けるようにしたものである。これに
よって、撮影レンズ（１）を通して録画される被写体の
撮影範囲（４）の中心位置と、光学ファインダー（２）
を通して見る被写体の観察範囲（５）の中心位置を一致
させるようにしている。

【００１３】実際の対策では、方法１に方法２や方法３
を組合せてパララックスの補正を行う。

【００１４】ところで、上記の説明は厳密には、被写体
距離一定の場合での説明であり、被写体距離が変わるこ
とによって、上記の条件は異なる。方法１では光学ファ
インダー（２）の画角、方法２では視野枠（１５）の移
動量、方法３では光学ファインダーの傾け角であり、そ
れぞれ必要な値が変化する。しかし、実用上は、標準の
被写体距離でその補正効果が最大となるように補正すれ
ば充分である。

【００１５】パララックスの補正に関しては以上の方法
が効果があるが、それぞれ、以下の欠点がある。

【００１６】方法１のみでは、光学ファインダー（２）
の画角を特に小さくする必要が生じる。この場合、光学
ファインダー（２）を通して見る被写体の観察範囲
（５）は必ず録画されるが、撮影レンズ（１）を通して
録画される被写体の撮影範囲（４）とのずれが大きくな
り意図した構図と録画された構図とのずれが大きくなり
好ましくない。

【００１７】方法２では、ずらした視野枠（１５）の位
置にも光線が通過する必要があるので、従来の結像レン
ズの場合での概念である有効像円をその分大きく確保し
なければならない。その結果、光学ファインダー（２）
が大形化してしまう。

【００１８】方法３では、撮影レンズ（１）及び光学フ
ァインダー（２）が単焦点距離の場合は問題とはならな
いが、ズームの場合、撮影レンズ（１）と光学ファイン
ダー（２）のズーム動作の連動が難しくなる。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明は、光学ファインダーを有するビデオカメラ
装置において、被写体と光学ファインダーとの間にプリ
ズムを設けることによって、撮影レンズと光学ファイン
ダーとでのパララックスを低減することができる。

【００２０】

【作用】本発明の作用を図１，図２をもとに説明する。

【００２１】図１は、本発明を適用したレンズシステム
の構成を表す図である。被写体（図示せず）の像は、撮
影レンズ（１）によって、撮像素子（図示せず）上に結
像する。また、一方で、被写体の像はプリズム（３）を
経て、光学ファインダー（２）によって形成され、撮影
者（図示せず）によって観察される。

【００２２】以下このときに、撮影レンズ（１）を通し
て録画される被写体の撮影範囲（４）の中心位置と、光
学ファインダー（２）を通して見る被写体の観察範囲
（５）の中心位置とを一致させる原理について説明す
る。

【００２３】図１で、Ｌ１は被写体から撮影レンズ
（１）迄の距離、Ｌ２は被写体から光学ファインダー
（２）迄の距離、ａは撮影レンズ（１）の光軸と光学フ
ァインダー（２）の光軸との距離、ｂは光学ファインダ
ー（２）の光軸上においてプリズム（３）を配置する位
置を表す値、αはプリズム（３）の頂角、βは被写体の
中心位置から出た光線がプリズム（３）で屈折する点で
の法線とのなす角度を表す。

【００２４】以下、被写体の中心位置から出た光線が、
プリズム（３）で屈折した後に、光学ファインダー
（２）の光軸と一致するためのαの求め方について説明
する。

【００２５】まず、図１に示したように、撮影レンズ
（１）の光軸と被写体からプリズム(３）へ向かう光線
のなす角度は、錯角よりβ−αとなる。従って、被写体
から光学ファインダー（２）迄の距離Ｌ２は、数１式と
なる。

【００２６】

【数１】Ｌ２＝ｂ＋ａ／〔ｔａｎ（β−α）〕 また、プリズム（３）の屈折率をＮとするとスネルの法
則より、数２式が成立する。

【００２７】

【数２】Ｎ・ｓｉｎ（α）＝ｓｉｎ（β） ここで、Ｌ２＝Ｌ１＝Ｌとし、数１式を変形すると数３
式が得られる。

【００２８】

【数３】β−α＝ａｒｃｔａｎ｛ａ／（Ｌ−ｂ）｝≡θ （記号：ａｒｃｔａｎ｛ ｝は、｛ ｝内の量に就き逆
正接を取ることを意味する） 次に、数３式の右辺をθで定義し、β＝α＋θを数２式
に代入しαを求めると数４式が得られる。

【００２９】

【数４】 α＝ａｒｃｔａｎ｛ｓｉｎ（θ）／［Ｎ−ｃｏｓ（θ）］｝ 従って、逆に、数３式及び数４式によって定まるαを有
するプリズム（３）を設けることによって、撮影レンズ
（１）を通して録画される被写体の撮影範囲(４）の中
心位置と、光学ファインダー（２）を通して見る被写体
の観察範囲（５）の中心位置とを一致させることが可能
となる。

【００３０】次に、図２を用いて、撮影レンズ（１）を
通して録画される被写体の撮影範囲（４）と、撮影者が
光学ファインダー（２）を通して見る被写体の観察範囲
（５）との関係を説明する。撮影レンズ（１）を通して
録画される被写体の撮影範囲（４）の中心位置と、撮影
者が光学ファインダー（２）を通して見る被写体の観察
範囲（５）の中心位置が一致しているが、これは、標準
の被写体距離のときの状態を示したものである。これに
対して、被写体距離が変化した場合は、数３式のＬの値
が変化するので、２つの中心位置は一致せずにずれる。
これに対しては、先に述べたように、撮影レンズ（１）
の画角に対して光学ファインダー（２）の画角を多少小
さくしておき、観察範囲（５）がずれても、撮影範囲
（４）内に充分含まれるようにしている。

【００３１】

【実施例】以下、図１に示した本発明のプリズムの形状
及び取付け位置の数値実施例を示す。

【００３２】被写体から撮影レンズ（１）迄の標準距離
Ｌ１を３０００ｍｍ、撮影レンズ(１）の光軸と光学フ
ァインダー（２）の光軸との距離ａを３０ｍｍ、設ける
プリズム（３）の取付け位置ｂを１０ｍｍ、そして、プ
リズム（３）の屈折率Ｎを１．５１６３３とした。この
とき、プリズム（３）の頂角αは、数３式・数４式によ
り１．１１度となった。

【００３３】これによって、被写体距離３０００ｍｍの
場合において、撮影レンズ（１）を通して録画される被
写体の撮影範囲（４）の中心位置と、撮影者が光学ファ
インダー（２）を通して見る被写体の観察範囲（５）の
中心位置の一致を達成している。

【００３４】次に、このプリズム（３）の保持精度につ
いて説明する。

【００３５】先の図１でのプリズム（３）の詳細形状を
表す値ｃとｄについて、数５式が成立する。

【００３６】

【数５】ｄ＝ｃ・ｔａｎ（α） ところで、プリズム（３）が光学ファインダー（２）の
光軸に対し垂直方向にｘずれた位置に保持された場合
に、撮影者が光学ファインダー（２）を通して見る被写
体の観察範囲（５）の中心位置の移動量ｙは、ｃとｄの
微分値ΔｃとΔｄを用いて数６式で求めることができ
る。

【００３７】

【数６】ｘ＝Δｃ ｙ＝Δｄ・ｔａｎ（β−α） 数５式の微分を用いて数６式をｙ／ｘについて解き、数
７式が得られる。

【００３８】

【数７】ｙ／ｘ＝ｔａｎ（α）・ｔａｎ（β−α） ＝ｔａｎ（α）・ａ／（Ｌ−ｂ） 上記の実施例についてｙ／ｘの値を計算すると、ｙ／ｘ
＝０．０００１９となった。従って、プリズム（３）の
保持精度は特に厳しくはなく、本発明は実用上優れたパ
ララックス補正の方式であることがわかる。

【００３９】また、被写体と光学ファインダー（２）と
の間にプリズム（３）を設置するのではなく、被写体と
撮影レンズ（１）との間にプリズム（３）を設置して
も、同様の効果が得られることはいうまでもない。

【００４０】

【発明の効果】本発明の方法によれば、光学ファインダ
ーを用い省電力を実現したビデオカメラ装置において、
被写体と光学ファインダーの間にプリズムを設けること
によって、撮影レンズと光学フィンダーとのパララック
スの補正を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図である。

【図２】本発明のパララックス図である。

【図３】液晶ファインダー方式のビデオカメラ装置の構
成図である。

【図４】液晶ファインダー方式でのパララックス図であ
る。

【図５】光学ファインダー方式のビデオカメラ装置の構
成図である。

【図６】光学ファインダー方式でのパララックス図であ
る。

【符号の説明】

１…撮影レンズ、２…光学ファインダー、３…プリズ
ム、４…撮影レンズを通して録画される被写体の撮影範
囲、５…撮影者が光学ファインダーを通して見る被写体
の観察範囲、６…ビデオカメラ装置、７…撮像素子、８
…カメラ回路、９…液晶駆動回路、１０…液晶板、１１
…ファインダーの接眼系レンズ、１２…撮影者、１３…
ファインダーの対物系レンズ、１４…ファインダーのリ
レー系レンズ、１５…視野枠。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮影レンズ（１）と、光学ファインダー
   （２）を有するビデオカメラ装置において、 被写体と光学ファインダー（２）との間に、プリズム
   （３）を設けたことを特徴とするビデオカメラ装置。
2. 【請求項２】請求項１において、上記プリズム（３）
   を、撮影レンズ（１）の光軸に近い側が厚くなるように
   配置したことを特徴とするビデオカメラ装置。
3. 【請求項３】撮影レンズ（１）と、光学ファインダー
   （２）を有するビデオカメラ装置において、 被写体と撮影レンズ（１）との間に、プリズム（３）を
   設けたことを特徴とするビデオカメラ装置。
4. 【請求項４】請求項３において、上記プリズム（３）
   を、光学ファインダー（２）の光軸に近い側が厚くなる
   ように配置したことを特徴とするビデオカメラ装置。