JPH08220601A - 光学機器のファインダーおよび電子スチルカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 一次結像面に結像した像をリレーレンズで空中像面に投
影するとともに、空中像面と略同一平面に表示素子を配
置した。まこのことにより装置の小型化、軽量化が可能
となった。また測光ブロックを表示素子よりも光路的に
前に設けた。このことにより、測光ブロックは表示素子
から発せられた光束による影響をうけることが無くな
り、測光精度が向上した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学機器のファインダー
および電子スチルカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の銀塩スチルカメラの構成
を示した図である。カメラ本体３００には、撮影レンズ
１が取りつけられている。撮影レンズ１を通過した光束
は、一部がハーフミラーで構成される可動ミラー２に入
射する。可動ミラー２を透過した光束はサブミラー３に
より反射され、カメラ底部に配置された自動焦点検出ユ
ニット４に入射する。自動焦点検出ユニット４では、公
知の方法で焦点検出がなされる。検出結果は不図示のＣ
ＰＵで処理され、不図示のモータが駆動されて被写体に
焦点が合う位置に撮影レンズ１が移動する。自動焦点検
出の機構については、公知の方法が用いられるので詳細
な説明は省略する。

【０００３】前述の可動ミラー２で反射された光束は後
述するフィルム面と光学的に共役な位置に配置された焦
点板５上に結像される。焦点板５上で結像された被写体
像は、フィールドレンズ６およびペンタプリズム７を通
って撮影者の目に届く。撮影時には、可動ミラー２およ
びサブミラー３は光軸上より退避し、また、シャッター
１２は所定の時間だけ開放状態になる。そして、被写体
からの光束は、可動ミラー２およびサブミラー３により
反射されることなくフィルム面１３上に到達する。

【０００４】ペンタプリズム７の近傍には、測光ユニッ
ト１０が配置されている。被写体からの光束の一部は、
この測光ユニット１０に入射され、被写体の輝度が検出
される。検出結果は、不図示のＣＰＵで演算処理され、
適性絞り値と適性シャッタ秒時とが演算される。また、
ペンタプリズム７の近傍には、表示素子ＬＥＤ４１、Ｌ
ＣＤ４２があり、前述のＣＰＵにより演算された適性シ
ャッター秒時、適性絞り値等の表示が複数枚のミラーを
経て撮影者の目に届く。ＬＣＤ４２の背面には面発光体
４３が配置されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】表示素子ＬＥＤ４１、
ＬＣＤ４２より発せられた光束全てが撮影者の目に届け
ばよいのだが、光の拡散等により、一部は測光ユニット
１０に入射してしまう。すると測光ユニット１０には実
際の被写体からの光量よりも表示素子の表示分だけ多い
光量が入射することになり、測光値に誤差が生じる。こ
のままでは、被写体の露光量が不足しいわゆるアンダー
な写真が撮影される。その分の測光値を補正してやると
いう方法も考えられるが、手間が増える上に正確さに欠
くという問題があった。

【０００６】また、従来のカメラのように表示素子ＬＥ
Ｄ４１、ＬＣＤ４２をペンタプリズム７の近傍に置いた
場合には、カメラのスペース上複雑なミラー光学系を介
さなければならず、ミラーの調整等に大変手間がかかる
という問題があった。一方、近年、ＣＣＤなどの固体撮
像素子を用いて静止画像を記録する電子カメラが開発さ
れている。電子カメラは従来の銀塩スチルカメラのフィ
ルムの代わりに前述の固体撮像素子を使用するものであ
り、被写体の結像位置に固体撮像素子を配置してやれ
ば、原理的には従来のカメラと同様の光学系を使用する
ことが可能である。しかしながら、一般的に固体撮像素
子の大きさは７ｍｍ×１０ｍｍ程度であり、最も一般的
に普及している３５ｍｍサイズの銀塩フィルムと比較す
ると極めて小さいものである。このため、従来のカメラ
の撮影レンズを使用し、従来のカメラのフィルム面に固
体撮像素子を配置するだけでは、極めて画角の狭い範囲
しか撮影できない。そこで、従来のカメラの撮影レンズ
を使用可能な電子カメラを開発する際には、従来のカメ
ラのフィルム面にさらに縮小光学系を設け、フィルムサ
イズの画面を縮小して撮像素子上に投影する方法がとら
れている。このようなカメラの場合には、縮小光学系を
配置する分だけカメラのボディサイズが光軸方向に厚く
なってしまう。このため、被写体像を撮影者の目まで導
く為にファインダー光学系としてリレーレンズを用いる
方法が取られていた。

【０００７】前述の銀塩スチルカメラの問題点を、上述
の電子スチルカメラに当てはめてみる。図３に示された
ものは、電子カメラを開発するにあたり、上記銀塩カメ
ラの問題点がどのように反映されてしまうかを想定した
ものであり、従来この種のカメラがあったわけではな
い。また、上述した従来の銀塩カメラと機能が同じもの
については同じ図番を用い、説明を省略する。

【０００８】カメラ本体１００には撮影レンズ１が取り
付けられている。焦点板５の上方にはフィールドレンズ
１０６、第２ミラー１０７が設けられている。第２ミラ
ー１０７を透過した光束はミラー１９で反射し、集光レ
ンズを経て測光ブロック１０に入射する。一方、第２ミ
ラー１０７で反射した光束は、リレーレンズ８を経て、
空中像として像面８５で結像する。この空中像を接眼レ
ンズ９で使用者は観察するようになっている。

【０００９】また焦点板５と略同一平面上に表示素子で
あるＬＣＤ３１およびＬＥＤ３２にが設けられている。
なおＬＣＤ３１の背面にはＬＣＤの文字を照明するため
の面発光体３３が設けられ、使用者の認識性を良くして
いる。そして表示素子３１、３２は焦点板５上の像とと
もに第２ミラー７、リレーレンズ８を経て空中像位置８
５に再結像した後に、接眼レンズ９を通して使用者より
観察される。

【００１０】また可動ミラー２の右側にはシャッター１
２が設けられている。シャッター１０の右には焦点板５
と供役な関係にある一次結像位置１３があり、その右に
は縮小光学系９２を構成するフィールドレンズ１４、リ
レーレンズ１５、オプティカルローパスフィルター１
７、撮像素子１８が設けられている。カメラ１００には
不図示のレリーズ釦が設けられており、レリーズ釦が軽
く押されると、測距素子４によって測距動作が行われ、
被写体像が焦点板５および結像面に結像するように撮影
レンズが移動する。また測光ブロック１０により焦点板
５上の被写体像の測光が行われ、被写体像を撮影するた
めに必要な絞り値やシャッター開口時間などが計算され
る。そしてこれらの演算の結果は表示素子３１、３２に
表示され、被写体像とともに撮影者によって観察され
る。

【００１１】表示素子３１、３２より発せられた光束が
リレーレンズ８に入射するためには、図４に示すように
フィールドレンズ１０６は表示素子３１、３２を含むよ
うな大きさでなければならない。また第２反射ミラー１
０７も同様に表示素子３１、３２を含むような大きさで
なければならない。一般に３５ｍｍカメラの場合、焦点
板５の大きさは２４ｍｍ×３６ｍｍであり、カメラの部
品のなかでも大きな部品である。そしてその焦点板を被
い、さらに表示素子までも被うようなフィールドレンズ
６および第２反射ミラー７の大きさは、カメラの大型
化、重量化を招くことになる。これは、小型化、軽量化
が望まれている、携帯を目的としたカメラにとっては大
きな問題となる。

【００１２】また、表示素子３１、３２より発せられた
光束は第２ミラー１０７で反射して撮影者の目に届けば
よいのだが、第２ミラー１０７がハーフミラーであるた
めに一部は透過して測光ブロック１０に入射してしま
う。すると測光ブロック１０には実際の被写体からの光
量よりも表示素子の表示分だけ多い光量が入射すること
になり、測光値に誤差が生じる。このままでは、被写体
の露光量が不足しいわゆるアンダーな写真が撮影され
る。その分の測光値を補正してやるという方法も考えら
れるが、手間が増える上に正確さに欠くという問題があ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１の本発明では、被写体像を第一の結像面
（５，１３）に結像させる撮影光学系（１）と、第一の
結像面に結像した被写体像を第二の結像面（８５）に再
結像させる再結像光学系（２０７，８）と、第二の結像
面と光学的にほぼ同一面に配置された表示手段（２０，
２１）と、第二の結像面に結像された被写体像と前記表
示手段の表示とを同時に観察可能な観察手段（９）とを
有するように光学機器のファンイダーを構成した。

【００１４】また、請求項２の発明では、請求項１にお
いて、再結像光学系（２０７，８）は光束の一部を反射
し一部を透過する光束分割手段（２０７）を含み、さら
に、光束分割手段により分割された光束の一部の明るさ
を測定する測光手段（１０）とを有するように構成し
た。また、請求項３の発明では、請求項２の光束分割手
段をハーフミラー（２０７）とし、測光手段はハーフミ
ラーを透過した光束の明るさを測光するように構成し
た。

【００１５】請求項４の発明では、請求項２の光束分割
手段をビームスプリッタとし、測光手段はビームスプリ
ッタにより分割された光束の明るさを測光するように構
成した。また、請求項５の発明では、撮影レンズ（１）
を透過した光束を反射する反射ミラー（２）と、反射ミ
ラーに対して前記撮影レンズと反対側に位置し撮影レン
ズに入射した被写体像が結像する第一の結像面（１３）
近傍に配置され前記結像された被写体像を縮小する縮小
光学系（１５）と、縮小光学系により縮小された前記被
写体像を入射する撮像素子（１８）とを有する電子スチ
ルカメラにおいて、第一の結像面と光学的に共役な位置
に配置され反射ミラーによって反射された被写体からの
光束が結像される第二の結像面（５）と、第二の結像面
に結像した被写体像を第三の結像面（８５）に再結像さ
せる再結像光学系（８）と、第三の結像面と光学的にほ
ぼ同一面に配置された表示手段（２０，２１）と、第三
の結像面に結像された被写体像と表示手段の表示とを同
時に観察可能な観察手段（９）とを有するように電子ス
チルカメラを構成した。

【００１６】請求項６の発明では、請求項５の反射ミラ
ーを撮影時に光軸上から退避する可動式の反射ミラーで
構成した。また、請求項７の発明では、請求項５におい
て、撮影レンズと再結像光学系との間に配置され光束の
一部を反射し一部を透過する光束分割手段（２０７）
と、光束分割手段により分割された光束の一部の明るさ
を測定する測光手段（１０）とを有するように電子スチ
ルカメラを構成した。

【００１７】請求項８の発明では、請求項５の光束分割
手段をハーフミラーとし、測光手段はハーフミラーを透
過した光束の明るさを測光するように構成した。

【００１８】

【作用】上記の如く構成したことにより、請求項１の発
明では、再結像光学系を大型のものにする必要がなくな
り、光学機器を小型化することができた。また、請求項
２ないし４の発明では、測光ブロックの測光結果をより
正確なものとすることができた。

【００１９】請求項５の発明では、縮小光学系の配置に
より光軸方向の厚さが大きくなった分をカバーすると共
に、必要以上に大型の再結像光学系を使用する必要がな
くなり、光学機器を小型化することができた。請求項６
ないし８の発明では、測光ブロックの測光結果をより正
確なものとすることができた。

【００２０】

【実施例】以下、光学機器の代表として電子カメラを例
にとって説明するが、もちろん本発明でいう光学機器は
電子カメラに限定されるものではない。図１に本発明の
第１の実施例を示す。図中、図３と同じ機能をもつ箇所
には同じ符号をつけ説明は省略し、以下に図３と異なる
部分の説明を行う。

【００２１】カメラ本体１００には撮影レンズ１が取り
付けられている。撮影レンズ１を透過した光束は可動式
の一部がハーフミラーである反射ミラー２に入射する。
入射した光束の一部は反射ミラー２により反射され、反
射ミラー２の上方に配置された焦点板５に入射される。
焦点板５は撮影レンズ１を透過した被写体像が結像され
る位置に配置されているため、被写体像は焦点板５上に
結像される。また、ハーフミラー部を透過した一部の光
束は、反射ミラー２の後方に配置されたサブミラー３に
より反射され、被写体にピントを合わせるために使用さ
れる自動焦点検出ユニット４に入射される。

【００２２】焦点板５の上方にはフィールドレンズ１０
６、および、一部がハーフミラーである第二反射ミラー
１０７が設けられている。第２ミラー１０７を透過した
一部の光束は、さらに全反射ミラー１９によって反射さ
れ、集光レンズ１０を経て測光ブロック１０に入射す
る。また、第２ミラー１０７で反射した光束はリレーレ
ンズ８を経て、空中像として像面８５に再結像される。
そして、この空中像は接眼レンズ９を経て撮影者の目に
届くようになっている。

【００２３】可動ミラー２の後方にはシャッター１２が
設けられている。シャッター１２の後方には焦点板５と
光学的に供役な関係にある一次結像位置１３があり、そ
の近傍に縮小光学系９２が設けられている。縮小光学系
９２は、フィールドレンズ１４、リレーレンズ１５、オ
プティカルローパスフィルター１７により構成されてお
り、縮小光学系９２の後方には、撮像素子１８が設けら
れている。

【００２４】カメラ１００には不図示の２段式のレリー
ズ釦が設けられており、レリーズ釦が半押しされると、
自動焦点検出ユニット４により焦点検出が行われ、被写
体像が、焦点板５、結像面１３、および、撮像素子１８
上に結像するように撮影レンズが駆動される。また、測
光ブロック１０により焦点板５上の被写体像の測光が行
われ、被写体像を撮影するために必要な絞り値やシャッ
ター秒時などが計算される。焦点検出、撮影レンズ駆
動、および、測光演算については、公知の方法が使用可
能であるので、詳細については説明を省略する。

【００２５】焦点検出結果、および、測光結果は表示素
子３１、３２に表示され、被写体像とともに撮影者によ
って観察される。以下、上記表示素子３１、３２につい
て、図１および図２を参照して説明する。図１におい
て、前述の空中像面８５の近傍には表示素子２０、２１
が設けられている。表示素子２０はＬＥＤで構成されて
おり、表示素子２０の表示は、プリズム２０１により接
眼レンズ方向に反射され、接眼レンズ９を経て撮影者の
目に届く。

【００２６】また表示素子２１はＬＣＤで構成されてお
り、その下側には面発光体２１１が配置されている。表
示素子２１の表示は、プリズム２１２により接眼レンズ
方向に反射され、接眼レンズ９を経て撮影者の目に届
く。図２は、撮影者の目に届くファインダー内の様子を
示している。ファインダー内には、焦点板５と、表示素
子２０、２１とが観察される。表示素子２０には、焦点
検出状態、露出補正の有無、および、ストロボの充電状
態を示すマークが表示される。また、表示素子２１に
は、測光モード、オートフォーカスモード、シャッター
秒時、絞り値、露出モード、コマ数等が表示される。

【００２７】なお、言うまでもないが、図２に示された
表示素子２０、２１は、前述のようにプリズム２０１、
２１２で一度反射されたものなので、実際の表示素子２
０、２１の表示は、図２のパターンとは上下逆のパター
ンとなっている。各表示素子２０、２１およびプリズム
２０１、２１２ともに不図示の調整機構で上下に調整可
能となっている。これは可動ミラー２および第２ミラー
７のわずかな傾きにより被写体像の中心位置がズレたり
回転することに対応するためであり、調整機構により図
４に示す焦点板５の上下の辺に平行となるように各表示
素子２０、２１の位置が調整可能となっている。

【００２８】なお、縮小光学系１５内部には絞り１６が
設けられている。これにより、連続撮影が行われても、
焦点板５に入射する光量を最大にするために絞り１６を
１コマごとに開放にするという動作が必要なくなり、絞
りの動作回数の減少によるシステムの耐久性の向上が達
成される。以下は、本実施例の電子スチルカメラの動作
の説明である。

【００２９】カメラ本体２００には２段スイッチからな
る不図示のレリーズ釦が設けられており、レリーズ釦が
半押しされると、自動焦点検出ユニット４によって焦点
検出動作が行われ、被写体像が撮像素子上に結像するよ
うに撮影レンズが駆動される。また測光ブロック１０に
より被写体像の測光が行われ、被写体像を撮影するため
に必要な絞り値やシャッター秒時などが計算される。そ
してこれらの演算の結果は表示素子２０、２１に表示さ
れ、被写体像とともに撮影者によって観察される。 本
実施例によれば、表示素子２０、２１より発せられた光
束２０３、２１３は測光ブロック４には入射しない。し
たがって測光誤差が発生する心配がない。また、フィー
ルドレンズ２０６および第２ミラー２０７は前述の従来
例と比較して小型化が可能となっている。この様子は図
２に示すフィールドレンズ２０６が従来例である図４の
フィールドレンズ６より小さくなっていることからも確
認することができる。

【００３０】レリーズ釦が全押しされると、可動ミラー
２およびサブミラー３は撮影レンズ１の光路から退避す
る。そして絞り１６が所定の絞り径になるように制御さ
れ、シャッター１２は所定のシャッター秒時の間光路よ
り退避する。撮影レンズ１によって集光され、結像した
像は一次結像位置１３に結像し、この空中像は再度、フ
ィールドレンズ１４、リレーレンズ１５によって撮像素
子１８に結像する。なおこの間にオプティカルローパス
フィルター１７によって画像情報のうち空間周波数の高
いものは取り除かれ、モワレの発生を防ぐようになって
いる。そして撮像素子上の画像は光電変換され、不図示
の記録媒体に記録される。

【００３１】なお、本実施例において、第二の反射ミラ
ーはハーフミラーであったが、ビームスプリッタその他
の同等の機能を持つ光学系を使用することが可能であ
る。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の発明では、再
結像光学系を大型のものにする必要がなくなり、光学機
器を小型、軽量化することができる。また、表示手段を
第二の結像面と光学的にほぼ同一面に配置したので、複
雑なミラー光学系等を使用する必要がなく、調整等に手
間がかかることもない。

【００３３】請求項２ないし４の発明では、請求項１の
発明の効果に加え、測光結果をより正確なものとするこ
とができる。請求項５の発明では、縮小光学系の配置に
より光軸方向の厚さが大きくなった分をカバーすると共
に、必要以上に大型の再結像光学系を使用する必要がな
くなり、光学機器を小型、軽量化することができた。ま
た、表示手段を第二の結像面と光学的にほぼ同一面に配
置したので、複雑なミラー光学系等を使用する必要がな
く、調整等に手間がかかることもない。

【００３４】請求項６ないし８の発明では、請求項５の
発明の効果に加え、測光ブロックの測光結果をより正確
なものとすることができた。また実施例の効果として
は、焦点板の光量を測光するとともに、光路的に測光ブ
ロックより後ろに位置する空中像面に表示素子を配置す
ることにより、測光ブロックに表示素子より発せられた
光束が入射しなくなる。これにより測光値の誤差がなく
なり、被写体像の露出が不足することがなくなる。ま
た、測光値の誤差を補正する演算をする必要もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の断面図である。

【図２】使用者がファインダーより観察した様子を示
す。

【図３】本発明に到達する過程で考慮された電子カメラ
を示した図である。

【図４】図３の電子カメラのフィールドレンズを示した
図である。

【図５】従来の銀塩スチルカメラを示した図である。

【符号の説明】

１・・・撮影レンズ ２・・・可動ミラー ３・・・サブミラー ５・・・焦点板 ６・・・リレーレンズ ７・・・第２ミラー １１・・・測光ブロック １８・・・撮像素子 ２０・・・表示素子 ２１・・・表示素子 ９０・・・ファインダー光学系 ９２・・・縮小光学系 １００・・・カメラ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体像を第一の結像面に結像させる撮影
   光学系と、 前記第一の結像面に結像した前記被写体像を第二の結像
   面に再結像させる再結像光学系と、 前記第二の結像面と光学的にほぼ同一面に配置された表
   示手段と、 前記第二の結像面に結像された前記被写体像と前記表示
   手段の表示とを同時に観察可能な観察手段とを有するこ
   とを特徴とする光学機器のファンイダー。
2. 【請求項２】前記再結像光学系は、光束の一部を反射し
   一部を透過する光束分割手段を含み、 さらに、前記光束分割手段により分割された光束の一部
   の明るさを測定する測光手段を有することを特徴とする
   光学機器のファンイダー。
3. 【請求項３】請求項２において、 前記光束分割手段はハーフミラーであり、 前記測光手段は、前記ハーフミラーを透過した光束の明
   るさを測光することを特徴とする光学機器のファンイダ
   ー。
4. 【請求項４】請求項２において、 前記光束分割手段はビームスプリッタであり、 前記測光手段は、前記ビームスプリッタにより分割され
   た光束の明るさを測光することを特徴とする光学機器の
   ファンイダー。
5. 【請求項５】撮影レンズを透過した光束を反射する反射
   ミラーと、 前記反射ミラーに対して前記撮影レンズと反対側に位置
   し前記撮影レンズに入射した被写体像が結像する第一の
   結像面近傍に配置され、前記結像された被写体像を縮小
   する縮小光学系と、 前記縮小光学系により縮小された前記被写体像を入射す
   る撮像素子とを有する電子スチルカメラにおいて、 前記第一の結像面と光学的に共役な位置に配置され、前
   記反射ミラーによって反射された被写体からの光束が結
   像される第二の結像面と、 前記第二の結像面に結像した前記被写体像を第三の結像
   面に再結像させる再結像光学系と、 前記第三の結像面と光学的にほぼ同一面に配置された表
   示手段と、 前記第三の結像面に結像された前記被写体像と前記表示
   手段の表示とを同時に観察可能な観察手段とを有するこ
   とを特徴とする電子スチルカメラ。
6. 【請求項６】請求項５において、 前記反射ミラーは、撮影時に光軸上から退避する可動式
   の反射ミラーであることを特徴とする電子スチルカメ
   ラ。
7. 【請求項７】請求項５において、 前記撮影レンズと前記再結像光学系との間に配置され、
   光束の一部を反射し一部を透過する光束分割手段と、 前記光束分割手段により分割された光束の一部の明るさ
   を測定する測光手段とを有することを特徴とする光学機
   器のファンイダー。
8. 【請求項８】請求項５において、 前記光束分割手段はハーフミラーであり、 前記測光手段は、前記ハーフミラーを透過した光束の明
   るさを測光することを特徴とする光学機器のファンイダ
   ー。