JPH10161057A - 観察光学系 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファインダー視野内でファインダー情報を良
好に観察すると共に観察者の眼球の視線情報を得るよう
にした観察光学系を得ること。 【解決手段】 被写体像を一次結像面に形成する対物レ
ンズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１次結像面
に形成した被写体像と該１次結像面近傍に設けた情報表
示手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介して観察
する接眼レンズ系とを有する観察光学系において該観察
光学系は該１次結像面に形成した被写体像からの観察光
束を反射させて該接眼レンズに導光する鏡面反射面又は
ハーフミラーから成る１つの反射部材を有しており、該
画像情報からの表示光束は該反射部材を介して又は介さ
ないで該接眼レンズに導光していること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はカメラのファインダ
ー等に適用可能な観察光学系に関し、特にファインダー
視野内のファインダー情報を観察する際の光学系を適切
に表示すると共に観察者の眼球に赤外光を照射し、該眼
球からの反射光を検出して、例えば眼球の視線を求める
際に好適な観察光学系に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラのファインダー視野内
には撮影に必要な情報、例えば露出アンダー又は露出オ
ーバー等の情報、ストロボのＯＮ・ＯＦＦ情報等の各種
の情報を表示している。これらの情報の表示像と対物レ
ンズによる物体像（ファインダー像）とを共に同一視野
内で良好に観察するようにした観察光学系が、例えば特
開平４−１７４４１９号公報で提案されている。

【０００３】図６は同公報で提案されている観察光学系
の要部概略図である。同図において物体からの光束１は
絞りＡを通過し、ファインダー光軸上の対物レンズＯ、
そして対物レンズＯの結像位置に配置された視野枠Ｘ、
視野枠Ｘの物体側近傍に配置されたフィールドレンズＦ
をとおりポロプリズムＰへ入射する。第１反射面１０で
反射した光束１はポロプリズム内で更に３回反射した
後、射出して接眼レンズＥに入射する。

【０００４】一方、ファインダー光軸外にある照射用光
源Ｌから射出した光束２は情報表示部材としての情報表
示枠Ｙから第１反射面１０で反射した反射光の光軸に垂
直な透過面Ｔへ入射する。透過面Ｔは、補助プリズムＳ
の入射面Ｔとして構成されている。そして光束１と同様
にポロプリズムＰ内で３回反射した後、射出して接眼レ
ンズＥに入射する。そして光束１及び光束２により接眼
レンズを通してファインダー像を観察している。

【０００５】図６の構成においては、接眼系に観察光束
を反射させる面が全体として４面の像反転光学系である
ポロプリズムを有し、ファインダー視野内の情報表示光
束はポロプリズムＰ内で３回反射した後、接眼レンズＥ
に入射している。又観察者の眼球に赤外光を照射し、眼
球からの反射光を検出する機能を有する観察光学系は、
例えば本出願人が特開平１−２４１５１１号公報や特開
平５−８８０７４号公報等で提案している。前者におい
ては接眼系にペンタ・ダハミラーを用いた実像ファイン
ダーが示されており、後者においては電気的に表示され
る撮影画像を直接に接眼レンズを介して観察する構成が
示されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】先の特開平４−１７４
４１９号公報で提案されている観察光学系は、接眼レン
ズ系側のファインダー視野内の情報光束を反射させる反
射面の光線有効範囲がファインダー視野内の情報表示光
束を反射させる為に大きくなる。又ファインダー視野内
の情報表示光束を反射させる反射面を接眼レンズ系側に
３面も配置しているのでプリズムを含めた接眼レンズ系
が大型化してくる傾向があった。

【０００７】又特開平１−２４１５１１号公報や特開平
５−８８０７４号公報で提案されている観察光学系は撮
影画像を直接に接眼レンズを介して観察する為にスペー
ス効率が十分でなかった。

【０００８】本発明は、ファインダー視野内に表示する
ファインダー情報の観察手段の構成を適切に設定するこ
とにより良好なるファインダー像の観察が可能な観察光
学系の提供を目的とする。

【０００９】本発明の更なる目的は、観察者の眼球に赤
外光を照射し、眼球からの反射光を受光素子面上に導光
して、例えば眼球の視線情報を検出する検出手段の構成
を適切に設定することにより、光学系全体の小型化を図
りつつ、ファインダー情報を良好に観察することができ
ると共に眼球の視線情報を高精度に検出することができ
る観察光学系の提供にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の観察光学系は、 （１−１）被写体像を一次結像面に形成する対物レン
ズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１次結像面に
形成した被写体像と該１次結像面近傍に設けた情報表示
手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介して観察す
る接眼レンズ系とを有する観察光学系において該観察光
学系は該１次結像面に形成した被写体像からの観察光束
を反射させて該接眼レンズに導光する鏡面反射面又はハ
ーフミラーから成る１つの反射部材を有しており、該画
像情報からの表示光束は該反射部材を介して又は介さな
いで該接眼レンズに導光していることを特徴としてい
る。

【００１１】特に、（１−１−１）前記像反転系は前記
対物レンズからの光束を少なくとも３回反射させる３つ
の反射面と前記１次結像面に形成した被写体像からの光
束を少なくとも１回反射させる１つの反射面を有してい
ることを特徴としている。

【００１２】（１−２）前記像反転系は前記対物レンズ
からの光束を互いに直交する方向に少なくとも３回反射
させる３つの反射面と前記１次結像面に形成した被写体
像からの光束を少なくとも１回反射させる１つの反射面
を有していることを特徴としている。

【００１３】（１−３）被写体像を一次結像面に形成す
る対物レンズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１
次結像面に形成した被写体像と該１次結像面近傍に設け
た情報表示手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介
して観察する接眼レンズ系、該接眼レンズを覗く観察者
の眼球に赤外光を照射する照明系、該眼球からの反射光
を該接眼レンズの少なくとも一部とダイクロイックミラ
ーを介して受光素子に導光する結像手段とを有する観察
光学系において該観察光学系は該１次結像面に形成した
被写体像からの観察光束を反射させて該接眼レンズに導
光する１つ又は２つの反射ミラーを有していることを特
徴としている。

【００１４】（１−４）被写体像を一次結像面に形成す
る対物レンズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１
次結像面に形成した被写体像と該１次結像面近傍に設け
た情報表示手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介
して観察する接眼レンズ系とを有する観察光学系におい
て該観察光学系は該１次結像面に形成した被写体像から
の観察光束を反射させて該接眼レンズに導光するダイク
ロイックミラーを含む１つ又は２つの反射面を有してお
り、該接眼レンズを覗く観察者の眼球に照明系からの赤
外光を該１次結像面と該接眼レンズとの間の光路中に設
けたハーフミラーと該接眼レンズを介して照射すると共
に、該眼球からの反射光を該接眼レンズ、該ハーフミラ
ー、そしてダイクロイックミラーを介して結像手段で受
光素子に導光していることを特徴としている。

【００１５】

【発明の実施の形態】図１（Ａ），（Ｂ）は本発明の実
施形態１の要部平面図と要部側面図である。尚図１
（Ａ）では図１（Ｂ）の一部分は簡単に省略して図示し
ている。図中、１は全体として正の屈折力の対物レンズ
であり、変倍系より成っており、被写体像（ファインダ
ー像）を所定面１ａ上に形成している。２は像反転系の
一部のプリズム体であり、３つの反射面２ａ，２ｂ，２
ｃを有しており、対物レンズ１による被写体像を後述す
るミラー６と共に正立像としている。尚プリズム体２は
ポロ反射系として示しているが、他の反射系でも良く、
又２次結像系であっても良い。３はフィールドレンズで
ある。４は観察範囲（ファインダー視野）を制限する視
野マスクである。５は液晶表示素子であり、各種なファ
インダー情報を表示している。

【００１６】１ａは１次結像面であり、視野マスク４近
傍に設定されており、対物レンズ１による被写体像が像
反転系２，フィールドレンズ３を介して形成されてい
る。６はミラーであり、像反転系の一部を構成してい
る。７は接眼レンズであり、１次結像面１ａに形成した
被写体像を正立正像として観察している。７ａは接眼レ
ンズの光軸である。ＩＰはアイポイントであり、観察者
の眼球１０１が位置している。

【００１７】８は照明系であり、例えば近赤外光（波長
９００ｎｍ近傍の光）を放射する発光ダイオード等から
成っており、観察者の眼球１０１を照明している。９は
ダイクロイックミラーであり、ミラー６と接眼レンズ７
との間の光路中に光軸７ａに対して４５°に斜設してい
る。ダイクロイックミラー９は可視光（波長４００ｎｍ
〜７００ｎｍ）を透過し、近赤外光を反射する特性を有
している。１０は結像系であり、非球面単レンズより成
り、照明系８で照明された観察者の眼球１０１に関する
像を２次元センサー１１に結像している。

【００１８】本実施形態では２次元センサー１１からの
信号を用いて眼球１０１が所定の位置に存在しているか
否か、即ち観察者が存在しているか否かを検出し、その
結果に基づいて例えば観察光学系の電源のＯＮ・ＯＦＦ
を制御したり、又眼球１０１の視線情報を検出したりし
ている。

【００１９】図２は視野マスク４の説明図である。図３
は液晶表示素子５でファインダー情報を表示したときの
説明図である。図２においてＡ１はファインダー視野範
囲を制限する為の光束が通過する開口部、Ｂ１，Ｃ１は
開口部Ａの外側に設けた開口光束が通過する開口部であ
る。図２の開口部Ａ１は図３の液晶表示素子５の表示用
の領域Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５に相当し、図２の開口部
Ｂ１，Ｃ１は図３の液晶表示素子５の表示部Ｂ２，Ｃ２
に相当している。図３の表示部Ｂ２はストロボのＯＮ・
ＯＦＦを表示しており、表示部Ｃ２はファインダー系の
テレとワイドを表示している。図３のＡ６は測距範囲を
示す表示部である。

【００２０】視野マスク４の開口部Ｂ１，Ｃ１はバック
ライトにより照明され、開口部Ｂ１，Ｃ１を通過した光
束は液晶表示素子の表示部Ｂ２，Ｃ２を照明する。表示
部Ｂ２，Ｃ２で表示されたファインダー情報に基づく光
束はミラー６で反射し、ダイクロイックミラー９を通過
して接眼レンズ７に入射している。

【００２１】次に図１の本実施形態におけるファインダ
ー系の観察光路について説明する。対物レンズ１を通過
した被写体（不図示）からの光束は像反転系のプリズム
体２に入射する。そして反射面２ａで略９０度横方向に
反射し、次いで反射面２ｂで略９０度前方に反射し、次
いで反射面２ｃで略９０度上方に反射して、プリズム体
２より出射し、フィールドレンズ３に入射する。フィー
ルドレンズ３を通過した光束は１次結像面１ａに被写体
像（ファインダー像）を形成する。

【００２２】１次結像面１ａに形成したファインダー像
からの光束は視野マスク４，液晶表示素子５を介してミ
ラー６で略９０度後方（像面側）へ反射してダイクロイ
ックミラー９を通過した接眼レンズ７に入射する。この
とき液晶表示素子５で表示されたファインダー情報に基
づく光束も同様にミラー６，ダイクロイックミラー９を
介して接眼レンズ７に入射している。

【００２３】これにより観察者は接眼レンズ７を介して
１次結像面１ａに形成したファインダー像及び液晶表示
素子５で表示したファインダー情報を同時に観察してい
る。尚、本実施形態においてプリズム体２を複数のプリ
ズムに分割して視野マスク４，１次結像面１ａ、そして
液晶表示素子５を反射面２ｂと反射面２ｃとの間に配置
するようにしても良い。

【００２４】次に観察者の眼球１０１の視線情報の検出
光路について説明する。本実施形態では照明系８からの
近赤外光で眼球１０１を照明している。このとき眼球１
０１の角膜の表面で反射した近赤外光は接眼レンズ７，
ダイクロイックミラー９を介して結像系１０に入射す
る。これにより結像系１０は眼球１０１の角膜反射像を
２次元センサー１１に結像している。

【００２５】そして２次元センサー１１からの信号を用
いて公知の方法により眼球１０１の視線情報を得てい
る。このときの視線検出方法は、例えば特開平４−１３
８４３２号公報で提案されている方法等が適用可能であ
る。

【００２６】尚本実施形態におけるプリズム体２の各反
射面２ａ，２ｂ，２ｃの有効範囲は対物レンズ１によっ
て１次結像面１ａに形成されるファインダー像が観察さ
れる大きさとなっている。又ミラー６の有効範囲は上下
方向はファインダー像に基づく光束が通過する大きさで
あり、左右方向は視野マスク４の開口部Ｂ１，Ｃ１を通
過した光束が反射する大きさとなっている。

【００２７】本実施形態では１次結像面１ａに形成した
被写体像を１つ又は２つの反射面（６又は／及び２ｃ）
を介して接眼レンズに導光するようにしており、これに
より装置全体の小型化を図った観察光学系を達成してい
る。

【００２８】図４は本発明の実施形態２の要部側面図で
ある。同図において４２はファインダー視野を制限する
視野マスクであり、この近傍に対物レンズ１による被写
体像が形成されている。４３はファインダー視野内にフ
ァインダー情報を表示する為の情報マスクである。情報
マスク４３は開口部４３ａを有し、バックライト等で照
明され、開口部４３ａを通過した光束は直接、接眼レン
ズ７に入射する。これにより、例えばＡＦのＯＮ・ＯＦ
ＦやストロボのＯＮ・ＯＦＦ等の情報表示に用いてい
る。この他の各要素１，２，３，６，７等は図１の実施
形態１で用いたものと同じである。

【００２９】本実施形態では以上のような構成により視
野マスク４２に形成した被写体像と情報マスク４３で表
示したファインダー情報を観察している。尚本実施形態
においてミラー６をハーフミラーとし、情報マスク４３
からの光束を該ハーフミラーで透過させるようにしても
良い。これによれば光学系全体の高さを低くすることが
できる。

【００３０】又本実施形態を図１の実施形態１に適用し
ても良い。又このときミラー６をハーフミラーとして視
野内の情報表示光束を透過光として導光すれば液晶表示
素子５の表示パターンが簡素化され、又図３に示す表示
部Ｂ２やＣ２の情報表示を前方からの透過光で導くよう
にすれば液晶表示素子が小型化になり、更にバックライ
ト照明も簡素化されて好ましい。

【００３１】図５は本発明の実施形態３の要部断面図で
ある。同図において６２は可視光反射で赤外光透過のダ
イクロイックミラー、９２はハーフミラーである。この
他の各要素１，２，３，４，５，７，８，１０，１１等
は図１の実施形態１で用いたのと同じである。

【００３２】本実施形態では１次結像面１ａに形成した
被写体像及び液晶表示素子５で表示したファインダー情
報をダイクロイックミラー６２，ハーフミラー９２を介
して接眼レンズ７より観察している。照明系８からの近
赤外光はハーフミラー９２で反射して観察者の眼球１０
１を照明している。

【００３３】眼球１０１で反射した近赤外光は順に接眼
レンズ７，ハーフミラー９２，ダイクロイックミラー６
２、そして結像系１０により２次元センサー１１に入射
し、その面上に眼球像を形成している。そして２次元セ
ンサー１１からの信号を用いて図１の実施形態１と同様
な信号処理を行っている。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば以上のように、ファイン
ダー視野内に表示するファインダー情報の観察手段の構
成を適切に設定することにより良好なるファインダー像
の観察が可能な観察光学系を達成することができる。

【００３５】又本発明によれば、観察者の眼球に赤外光
を照射し、眼球からの反射光を受光素子面上に導光し
て、例えば眼球の視線情報を検出する検出手段の構成を
適切に設定することにより、光学系全体の小型化を図り
つつ、ファインダー情報を良好に観察することができる
と共に眼球の視線情報を高精度に検出することができる
観察光学系を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１の要部概略図

【図２】図１のファインダー視野の説明図

【図３】図１の一部分の説明図

【図４】本発明の実施形態２の要部概略図

【図５】本発明の実施形態３の要部概略図

【図６】従来の観察光学系の要部概略図

【符号の説明】

１ 対物レンズ ２ 像反転系 ３ フィールドレンズ ４ 視野マスク ５ 液晶表示素子 ６ ミラー ７ 接眼レンズ ８ 照明系 ９，６２ ダイクロイックミラー １０ 結像系 １１ 受光素子 ９２ ハーフミラー １０１ 眼球

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体像を一次結像面に形成する対物レ
   ンズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１次結像面
   に形成した被写体像と該１次結像面近傍に設けた情報表
   示手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介して観察
   する接眼レンズ系とを有する観察光学系において該観察
   光学系は該１次結像面に形成した被写体像からの観察光
   束を反射させて該接眼レンズに導光する鏡面反射面又は
   ハーフミラーから成る１つの反射部材を有しており、該
   画像情報からの表示光束は該反射部材を介して又は介さ
   ないで該接眼レンズに導光していることを特徴とする観
   察光学系。
2. 【請求項２】 前記像反転系は前記対物レンズからの光
   束を少なくとも３回反射させる３つの反射面と前記１次
   結像面に形成した被写体像からの光束を少なくとも１回
   反射させる１つの反射面を有していることを特徴とする
   請求項１の観察光学系。
3. 【請求項３】 前記像反転系は前記対物レンズからの光
   束を互いに直交する方向に少なくとも３回反射させる３
   つの反射面と前記１次結像面に形成した被写体像からの
   光束を少なくとも１回反射させる１つの反射面を有して
   いることを特徴とする請求項１の観察光学系。
4. 【請求項４】 被写体像を一次結像面に形成する対物レ
   ンズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１次結像面
   に形成した被写体像と該１次結像面近傍に設けた情報表
   示手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介して観察
   する接眼レンズ系、該接眼レンズを覗く観察者の眼球に
   赤外光を照射する照明系、該眼球からの反射光を該接眼
   レンズの少なくとも一部とダイクロイックミラーを介し
   て受光素子に導光する結像手段とを有する観察光学系に
   おいて該観察光学系は該１次結像面に形成した被写体像
   からの観察光束を反射させて該接眼レンズに導光する１
   つ又は２つの反射ミラーを有していることを特徴とする
   観察光学系。
5. 【請求項５】 被写体像を一次結像面に形成する対物レ
   ンズ、該被写体像を正立像とする像反転系、１次結像面
   に形成した被写体像と該１次結像面近傍に設けた情報表
   示手段に表示した画像情報とを接眼レンズを介して観察
   する接眼レンズ系とを有する観察光学系において該観察
   光学系は該１次結像面に形成した被写体像からの観察光
   束を反射させて該接眼レンズに導光するダイクロイック
   ミラーを含む１つ又は２つの反射面を有しており、該接
   眼レンズを覗く観察者の眼球に照明系からの赤外光を該
   １次結像面と該接眼レンズとの間の光路中に設けたハー
   フミラーと該接眼レンズを介して照射すると共に、該眼
   球からの反射光を該接眼レンズ、該ハーフミラー、そし
   てダイクロイックミラーを介して結像手段で受光素子に
   導光していることを特徴とする観察光学系。