WO2018164058A1 - 光学装置 - Google Patents
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- G03B19/12—Reflex cameras with single objective and a movable reflector or a partly-transmitting mirror
Definitions
- the present invention relates to an optical device.
- Patent Document 1 There has been known an imaging apparatus that superimposes and displays an optically input subject image and an image obtained by imaging the subject using a half mirror (Patent Document 1). In the above imaging device, the brightness of the image to be observed becomes dark.
- the optical device reflects light having the first wavelength out of light incident through the optical system that forms the subject image with a higher reflectance than the light having the second wavelength.
- the first optical element, the display unit for displaying an image, the light reflected by the first optical element and the light emitted from the display unit are incident and reflected by the first optical element.
- the light of the first wavelength is transmitted with a first transmittance
- the light of the second wavelength is transmitted with a second transmittance higher than the first transmittance
- the display Of the light emitted from the unit the first wavelength light is reflected with a first reflectance
- the second wavelength light is reflected with a second reflectance lower than the first reflectance.
- the optical device reflects light having the first wavelength out of light incident through the optical system that forms the subject image with a higher reflectance than the light having the second wavelength.
- the first optical element, the display unit for displaying an image, the light reflected by the first optical element and the light emitted from the display unit are incident and reflected by the first optical element.
- the optical device displays the image with the first optical element that transmits the light having the first wavelength out of the incident light with a higher transmittance than the light having the second wavelength.
- the light transmitted through the first optical element and the light emitted from the display unit are incident, and the light having the first wavelength out of the light transmitted through the first optical element is incident.
- Light is transmitted with a first transmittance
- light with the second wavelength is transmitted with a second transmittance higher than the first transmittance
- the first of the light incident from the display unit A second optical element that reflects light having a wavelength with a first reflectance and reflects light having the second wavelength with a second reflectance that is lower than the first reflectance;
- An observation unit capable of observing the image of the light transmitted through the optical element and the image displayed on the display unit in an overlapping manner.
- the optical device displays the image with the first optical element that transmits the light having the first wavelength out of the incident light with a higher transmittance than the light having the second wavelength. And the light transmitted through the first optical element and the light emitted from the display unit are incident, and the light having the first wavelength out of the light transmitted through the first optical element is incident. The light is reflected with a first reflectance, the light with the second wavelength is reflected with a second reflectance higher than the first reflectance, and the first of the light incident from the display unit.
- the optical device includes a light emitting unit that emits more light of a first wavelength than light of a second wavelength different from the first wavelength, and the first of the incident light.
- the optical device includes a light emitting unit that emits more light of a first wavelength than light of a second wavelength different from the first wavelength, and the first of the incident light.
- the reflectance of the second wavelength light is higher than the reflectance of the light of the first wavelength with respect to the incident light that is reflected or transmitted through the first optical element, and the light emission
- the optical device reflects light having the first wavelength out of light incident through the optical system that forms the subject image with a higher reflectance than the light having the second wavelength.
- Light reflected by the first optical element and the first optical element is incident, and light having the first wavelength out of the incident light reflected by the first optical element has a first transmittance. Observation that allows the light of the second wavelength to be transmitted at a second transmittance higher than the first transmittance and the object image to be observed by the light reflected by the first optical element.
- FIG. 1 It is a figure which shows the structural example of the imaging device to which the optical apparatus which concerns on 1st Embodiment is applied. It is a figure which shows an example of the light emission spectral characteristic of the image display part which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows an example of the reflective spectral characteristic of the beam splitter which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows an example of the spectral characteristic of the light of the image display part reflected by the beam splitter which concerns on 1st Embodiment. It is a figure which shows an example of the transmission spectral characteristic of the beam splitter which concerns on 1st Embodiment.
- FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic camera 1 (hereinafter referred to as a camera 1) that is an example of an imaging apparatus to which the optical device according to the first embodiment is applied.
- the camera 1 includes a camera body 2 and a lens unit 3.
- the lens unit 3 is an interchangeable lens, for example, and is detachably attached to the camera body 2 via a mount unit (not shown).
- the camera 1 may be a camera in which the camera body 2 and the lens unit 3 are integrally configured.
- the lens unit 3 includes a photographing optical system (imaging optical system) 31.
- the imaging optical system 31 is shown as a single lens for the sake of simplicity, but includes a plurality of lenses including a focus adjustment lens (focus lens) and a diaphragm. A subject image is formed on the imaging surface.
- the focus adjustment lens of the photographic optical system 31 moves back and forth in the direction of the optical axis L1 based on a signal output from the control unit of the camera body 2.
- the aperture diameter of the stop of the photographic optical system 31 is controlled based on a signal output from the control unit of the camera body 2.
- the camera body 2 includes a main mirror 21, a sub mirror 22, an observation optical system 40, an autofocus (AF) sensor 23, an image sensor 24, a control unit 25, a memory 26, a display unit 27, and an operation. Part 28.
- AF autofocus
- the main mirror 21 is configured by a beam splitter having spectral characteristics to be described later, and is disposed between the photographing optical system 31 and the image sensor 24, and subject light is incident through the photographing optical system 31.
- the beam splitter is, for example, a thin film mirror (pellicle mirror) on which a dielectric multilayer film is deposited.
- the main mirror 21 may be a flat glass on which this thin film is formed.
- the main mirror 21 can move between a position (mirror down position shown in FIG. 1) that is disposed obliquely with respect to the optical axis L1 in the optical path of light from the subject and a position (mirror up position) that is retracted from the optical path. It is. That is, the main mirror 21 has a function as a so-called quick return mirror.
- the sub mirror 22 is disposed between the main mirror 21 and the image sensor 24 and reflects part of the light transmitted through the main mirror 21 toward the AF sensor 23.
- the sub mirror 22 is moved to a position retracted from the optical path of the light from the subject in conjunction with the main mirror 21.
- the AF sensor 23 is composed of a line sensor, for example, and photoelectrically converts light from the subject reflected by the sub mirror 22 to generate a pair of focus detection signals used for phase difference type automatic focus adjustment (AF).
- the AF sensor 23 outputs the generated pair of focus detection signals, that is, the first focus detection signal and the second focus detection signal to the control unit 25.
- the first and second focus detection signals photoelectrically convert the first and second images of the first and second light beams that have passed through the first and second regions of the exit pupil of the photographing optical system 31, respectively. Generated.
- the image sensor 24 is, for example, a CMOS image sensor or a CCD image sensor.
- the image sensor 24 receives the light flux that has passed through the photographing optical system 31 and captures a subject image.
- a plurality of pixels having photoelectric conversion units are arranged in the row direction and the column direction.
- the photoelectric conversion unit is configured by, for example, a photodiode (PD).
- PD photodiode
- the memory 26 is a recording medium such as a memory card, for example. Image data and the like are recorded in the memory 26. Writing of data to the memory 26 and reading of data from the memory 26 are performed by the control unit 25.
- the display unit 27 displays an image based on image data, information relating to shooting such as a shutter speed and an aperture value, a menu screen, and the like.
- the operation unit 28 includes various setting switches such as a release button and a power switch, and outputs an operation signal corresponding to each operation to the control unit 25.
- the control unit 25 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and controls each unit of the camera 1 based on a control program.
- the control unit 25 performs various kinds of image processing on the signal output from the image sensor 24 to generate image data (still image data or moving image data).
- the image processing includes, for example, known image processing such as gradation conversion processing, color interpolation processing, and contour enhancement processing.
- the control unit 25 uses the pair of focus detection signals output from the AF sensor 23 to calculate the defocus amount by a known phase difference method. Specifically, the control unit 25 detects the image shift amount between the first and second images based on the pair of focus detection signals. The control unit 25 calculates the defocus amount based on the detected image shift amount. The focus adjustment is performed by driving the focus adjustment lens according to the defocus amount.
- the main mirror 21 described above When the main mirror 21 described above is disposed at the down position shown in FIG. 1, a part of the light beam that has passed through the photographing optical system 31 is reflected upward (upward in the drawing) by the main mirror 21, and the photographing optical system 31. The other part of the light flux that has passed through is transmitted.
- the light beam reflected by the main mirror 21 is guided to the observation optical system 40.
- the light beam transmitted through the main mirror 21 is reflected downward (downward in the drawing) by the sub mirror 22 and guided to the AF sensor 23.
- the main mirror 21 when the main mirror 21 is located at the down position, the subject light is guided to each of the observation optical system 40 and the AF sensor 23.
- the user can observe the subject image through the observation optical system 40 and the AF sensor 23 performs focus detection.
- the control unit 25 moves the main mirror 21 to the up position when, for example, the release button is fully pressed based on an operation signal output from the operation unit 28. Then, the control unit 25 causes the image sensor 24 to capture a subject image, and generates image data using a signal output from the image sensor 24. The control unit 25 records the generated image data in the memory 26.
- the observation optical system 40 includes a focusing screen 41, a pentaprism 42, a beam splitter 43, an image display unit 44, an EVF lens 45, an eyepiece lens 46, and an eyepiece unit 49. As described above, when the main mirror 21 is located at the down position, the light beam from the subject reflected by the main mirror 21 enters the observation optical system 40.
- the focusing screen 41 is disposed at a position optically equivalent to the image sensor 24, and a subject image is formed by the light beam reflected by the main mirror 21.
- a subject image by the light beam that has passed through the photographing optical system 31 is formed on the focusing screen 41 via the main mirror 21.
- the pentaprism 42 has a plurality of reflecting surfaces, reflects the subject image formed on the focusing screen 41, and inverts (converts) it into an erect image.
- the image display unit 44 is, for example, a liquid crystal display device having a liquid crystal panel and a light source.
- the liquid crystal panel is composed of a plurality of pixels (liquid crystal pixels) arranged in the row direction and the column direction.
- the liquid crystal panel includes, for example, three types of pixels having R (red), G (green), and B (blue) color filters.
- the light source of the liquid crystal display device is composed of a plurality of LEDs (Light Emitting Diodes) and the like, and functions as a backlight of the liquid crystal panel. Light from the light source of the image display unit 44 passes through the color filters of the RGB pixels and is guided to the eyepiece 46 through the EVF lens 45 and the beam splitter 43.
- the image display unit 44 displays a color image by controlling transmission of light from the light source using pixels of each color of RGB.
- the image display unit 44 functions as an electronic view finder (EVF).
- EMF electronic view finder
- the image display unit 44 displays an image based on image data generated based on a signal from the image sensor 24, information related to photographing such as a shutter speed and an aperture value, and the like.
- the image display unit 44 functions as a light emitting unit that emits light of each wavelength (band) of RGB in order to adjust the spectral characteristics of the light emitted by the RGB color filters.
- the image display unit 44 may be a display device using organic EL.
- FIG. 2 is a diagram illustrating an example of emission spectral characteristics of the image display unit 44 according to the first embodiment.
- the vertical axis represents luminance (unit: cd / mm 2 ), and the horizontal axis represents wavelength (unit: nm). Since the light of the light source of the image display unit 44 is emitted through the RGB color filter, the image display unit 44 emits more light of each wavelength of RGB than light of a wavelength different from the RGB wavelength. .
- the light emission luminance of the light emitted by the image display unit 44 has three peaks at the B wavelength near 450 nm, the G wavelength near 530 nm, and the R wavelength near 630 nm. Yes.
- the emission luminance of these three RGB peaks is, for example, 1000 cd / mm 2 .
- the beam splitter 43 has, for example, a surface on which a dielectric multilayer film is deposited, and has spectral characteristics to be described later.
- the beam splitter 43 is disposed on the optical path of light from the subject passing through the pentaprism 42.
- the light beam that has passed through the pentaprism 42 enters the beam splitter 43.
- Part of the light beam that has passed through the pentaprism 42 passes through the beam splitter 43 and is guided to the eyepiece 46.
- the light beam emitted from the image display unit 44 enters the beam splitter 43.
- a part of the light beam emitted from the image display unit 44 is reflected by the beam splitter 43 and guided to the eyepiece 46.
- the beam splitter 43 may be a thin film mirror on which a dielectric multilayer film is deposited.
- the light from the subject passing through the beam splitter 43 and the light emitted from the image display unit 44 and reflected by the beam splitter 43 are superimposed (combined) and guided to the eyepiece 46. Accordingly, the user can observe the image and the subject image displayed by the image display unit 44 via the eyepiece unit 49 and the eyepiece lens 46.
- the beam splitter 43 is configured to transmit light having a wavelength different from that of RGB with respect to the light incident from the image display unit 44. It has a reflection spectral characteristic higher than the reflectance.
- the reflection spectral characteristic of the beam splitter 43 is a characteristic that mainly reflects light of RGB wavelengths from the image display unit 44, so that the beam splitter can be applied to the subject light guided from the main mirror 21. A transmittance of 43 is secured.
- the beam splitter 43 has a transmittance of light having a wavelength different from that of RGB with respect to light reflected by the main mirror 21 and incident on the beam splitter 43, rather than the transmittance of light having the respective wavelengths of RGB. High transmission spectral characteristics.
- the beam splitter 43 does not have a constant (substantially flat) transmittance in a specific wavelength region (for example, a visible light wavelength region from about 350 nm to about 680 nm)
- the main mirror 21 is temporarily constant in the specific wavelength region.
- the reflectance is (substantially flat)
- the color of the subject image observed through the beam splitter 43 changes. That is, the subject image observed through the observation optical system 40 is given a color different from the actual color of the subject.
- the main mirror 21 according to the present embodiment has a higher reflectance of light of each wavelength of RGB than that of light having a wavelength different from that of RGB with respect to the light passing through the photographing optical system 31. It has reflection spectral characteristics. Thereby, the change of the color of the subject image observed through the observation optical system 40 can be suppressed, and the user can observe the subject image with a natural color. This will be described in detail below.
- FIG. 3 is a diagram illustrating an example of the reflection spectral characteristic of the beam splitter 43 according to the first embodiment.
- the vertical axis represents the reflectance (unit:%)
- the horizontal axis represents the wavelength (unit: nm).
- the reflectivity of the beam splitter 43 has three peaks at the B wavelength near 450 nm, the G wavelength near 530 nm, and the R wavelength near 630 nm.
- the reflectance of the three peaks in each of these RGB wavelength ranges is, for example, about 30%.
- the beam splitter 43 has a substantially constant reflectance (for example, about 0%) at a wavelength different from the RGB wavelengths.
- the beam splitter 43 has a reflectance spectral characteristic in which the reflectance of light of each of RGB wavelengths is higher than the reflectance of light of wavelengths different from the RGB wavelengths with respect to the light incident from the image display unit 44.
- the beam splitter 43 reflects more light of each RGB wavelength incident from the image display unit 44 than light having a wavelength different from the RGB wavelength.
- the light emission luminance of the light incident on the beam splitter 43 from the image display unit 44 is 1000 cd / mm 2 at each wavelength of RGB in the vicinity of 450 nm, 530 nm, and 630 nm.
- the beam splitter 43 has a reflectivity of about 30% with respect to each of the RGB wavelengths incident from the image display unit 44.
- the spectral characteristic of the light of the image display unit 44 reflected by the beam splitter 43 is as shown in FIG.
- FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the spectral characteristics of the light of the image display unit 44 reflected by the beam splitter 43 according to the first embodiment.
- the vertical axis represents luminance (unit: cd / mm 2 ), and the horizontal axis represents wavelength (unit: nm).
- the brightness of the light of the image display unit 44 reflected by the beam splitter 43 is 300 cd / mm 2 near 450 nm, 530 nm, and 630 nm. This means that light having a luminance sufficient for the user to observe is guided to the eyepiece 46.
- the beam splitter 43 reflects more RGB light from the image display unit 44 toward the eyepiece 46 than light having a wavelength different from the RGB wavelength. That is, the beam splitter 43 functions as a filter that mainly reflects light of RGB wavelengths with respect to light incident from the image display unit 44. For this reason, the visibility of the image of the image display part 44 observed through the observation optical system 40 is securable.
- the reflectivity of the beam splitter 43 is determined by the material of the film constituting the beam splitter 43, the number of films to be stacked, the film thickness, and the like. For this reason, for example, the reflectance of the beam splitter 43 can be increased, and the light emission luminance of the light source of the image display unit 44 can be decreased, so that the power consumption of the light source can be reduced.
- FIG. 5 is a diagram illustrating an example of transmission spectral characteristics of the beam splitter 43 according to the first embodiment.
- the vertical axis represents the transmittance (unit:%)
- the horizontal axis represents the wavelength (unit: nm).
- the transmittance of the beam splitter 43 is, for example, about 100% at a wavelength different from the RGB wavelengths. Further, the transmittance of the beam splitter 43 decreases at a B wavelength near 450 nm, a G wavelength near 530 nm, and an R wavelength near 630 nm, for example, about 70%.
- the beam splitter 43 has a transmittance of light having a wavelength different from the RGB wavelength with respect to the light reflected by the main mirror 21 and incident on the beam splitter 43, and the transmittance of light having the respective wavelengths of RGB. Higher transmission spectral characteristics. For this reason, the beam splitter 43 transmits a lot of light having a wavelength different from the RGB wavelength among the light reflected by the main mirror 21 and incident on the beam splitter 43.
- FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the reflection spectral characteristic of the main mirror 21 according to the first embodiment.
- the vertical axis indicates the reflectance (unit:%)
- the horizontal axis indicates the wavelength (unit: nm).
- the reflectivity of the main mirror 21 has three peaks at the B wavelength near 450 nm, the G wavelength near 530 nm, and the R wavelength near 630 nm. The reflectance of these three RGB peaks is, for example, about 100%.
- the main mirror 21 has a substantially constant reflectance (for example, about 70%) at a wavelength different from the RGB wavelength in a specific wavelength range (for example, a visible light range).
- the reflection spectral characteristics of the main mirror 21 so that the amount of light necessary for focus detection by the AF sensor 23 and the control unit 25 is guided to the AF sensor 23.
- the reflectance at the three RGB peaks described above may be set to a value smaller than 100%.
- the main mirror 21 has a reflection spectral characteristic in which the reflectance of light of each of RGB wavelengths is higher than the reflectance of light of wavelengths different from the RGB wavelengths with respect to the light passing through the photographing optical system 31.
- the main mirror 21 reflects more of the RGB wavelengths of light passing through the imaging optical system 31 than light of a wavelength different from the RGB wavelengths.
- the reflectivity of the main mirror 21 is determined by the material of the film constituting the main mirror 21, the number of films to be laminated, the film thickness, and the like.
- the reflectivities of the beam splitter 43 and the main mirror 21 are adjusted so that the difference between the reflectivity of light having a wavelength different from that of RGB is substantially equal.
- the difference between the reflectance of the beam splitter 43 with respect to each of the RGB wavelengths and the reflectance of the beam splitter 43 with respect to the light having a wavelength different from the RGB wavelengths is about 30%.
- the difference between the reflectance of the main mirror 21 with respect to light of each of RGB wavelengths and the reflectance of light of the main mirror 21 with respect to light having a wavelength different from the RGB wavelengths is about 30%. .
- the difference between the reflectance of each RGB wavelength of the beam splitter 43 and the reflectance of light having a wavelength different from the RGB wavelength, the reflectance of the RGB light of each wavelength of the main mirror 21, and the RGB The difference between the reflectance of light having a wavelength different from the wavelength is substantially equal.
- FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the spectral characteristics of the light beam observed by the eyepiece 49 of the imaging apparatus according to the first embodiment.
- the vertical axis indicates the transmittance (unit:%)
- the horizontal axis indicates the wavelength (unit: nm).
- the spectral characteristics shown in FIG. 7 are determined based on the reflection spectral characteristics of the main mirror 21 and the transmission spectral characteristics of the beam splitter 43, and the amount of light that has passed through the imaging optical system 31 through the main mirror 21 and the beam splitter 43.
- the ratio of That is, the spectral characteristics shown in FIG. 7 indicate the spectral characteristics of the subject light that is finally guided to the eyepiece 46. As shown in FIG.
- the spectral characteristic with respect to the subject light has a transmittance of about 70% in a specific wavelength range (for example, a visible light range), and a substantially flat spectral characteristic (the main mirror 21 and the beam splitter 43 are It is the same as the spectral characteristics of the subject luminous flux when there is no interposition).
- the spectral characteristics after the subject light is transmitted are spectral characteristics in which the transmittance is substantially constant in a specific wavelength range. Thereby, the change of the color of the subject image observed through the observation optical system 40 can be suppressed.
- the spectral characteristic with respect to the subject light is not limited to the flat spectral characteristic shown in FIG.
- the spectral characteristic for the subject light may be set by adjusting the reflection spectral characteristic of the main mirror 21 and the transmission spectral characteristic of the beam splitter 43 so that the color of the subject image does not give the user a sense of incongruity.
- the beam splitter 43 when the beam splitter 43 is arranged to superimpose the image on the image display unit 44 on the subject image, the subject light is attenuated by the beam splitter 43.
- the main mirror 21 has a constant (substantially flat) reflectivity and the beam splitter 43 has a constant (substantially flat) transmittance
- the reflectivity of the main mirror 21 is about 70%
- the beam splitter 43 Is approximately 70%
- the spectral characteristic for the subject light is approximately 49%.
- the reflection spectral characteristic of the beam splitter 43 is a characteristic that mainly reflects light of RGB wavelengths as shown in FIG. Ensures transmittance for light of different wavelengths.
- the transmittance of the beam splitter 43 is about 70% at the RGB wavelength and about 100% at a wavelength different from the RGB wavelength.
- the main mirror 21 ensures the reflectance of the subject light with respect to light of RGB wavelengths.
- the reflectance of the main mirror 21 is about 100% at the RGB wavelength and about 70% at the wavelength different from the RGB wavelength.
- the spectral characteristic of the object light in the eyepiece 49 has a transmittance of about 70% in a specific wavelength range such as the visible light wavelength range. That is, it is possible to obtain the same spectral characteristics as when the beam splitter 43 is not disposed. For this reason, the visibility of the subject image by the photographing optical system 31 observed through the observation optical system 40 can be improved.
- the optical device reflects light having a first wavelength out of light incident through an optical system (imaging optical system 31) that forms a subject image with a higher reflectance than light having a second wavelength.
- optical element main mirror 21
- display unit image display unit 44
- the light having the first wavelength is transmitted with the first transmittance
- the light having the second wavelength is transmitted with the second transmittance higher than the first transmittance.
- a second optical element (beam splitter 43) that is displayed on the display unit and the subject image by the light reflected by the first optical element Overlapping the image comprises observable observation portion (the observation optical system 40), the. Since it did in this way, the change of the color of the to-be-photographed image observed through the beam splitter 43 can be suppressed. Further, it is possible to obtain the same spectral characteristics as when the beam splitter 43 is not disposed.
- the optical device includes a light emitting unit (image display unit 44) that emits light having a first wavelength more than light having a second wavelength different from the first wavelength, and reflectance of light having the first wavelength.
- the first optical member main mirror 21
- the transmittance of the light of the first wavelength is higher than the transmittance of the light of the first wavelength
- the reflectance of the light of the first wavelength is higher than the reflectance of the light of the second wavelength with respect to the light incident from the light emitting unit.
- Second optical member (beam splitter 43). Since it did in this way, the change of the color of the to-be-photographed image observed through the beam splitter 43 can be suppressed. Further, it is possible to obtain the same spectral characteristics as when the beam splitter 43 is not disposed.
- FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the camera 1 which is an example of an imaging apparatus to which the optical device according to the second embodiment is applied.
- the light from the subject reflected by the main mirror 21 and the light from the image display unit 44 reflected by the beam splitter 43 are superimposed and guided to the eyepiece 46.
- the light from the subject that passes through the spectral filter 47 and the light from the image display unit 44 that is reflected by the beam splitter 43 are superimposed and guided to the eyepiece 46.
- the same reference numerals are assigned to the same or corresponding parts as those in the first embodiment, and the differences will be mainly described.
- the observation optical system 40 includes a spectral filter 47 and an objective lens 48.
- the spectral filter 47 is, for example, a thin film mirror (pellicle mirror) on which a dielectric multilayer film is deposited.
- the spectral filter 47 is disposed in the optical path (optical axis L2) of light from the subject. A light flux from the subject is incident on the spectral filter 47, and the spectral filter 47 transmits a part of the light flux from the subject.
- the light beam that has passed through the spectral filter 47 is guided to the beam splitter 43 via the objective lens 48.
- the spectral filter 47 and the objective lens 48 are arranged as shown in FIG. 8, but the position of the spectral filter 47 and the position of the objective lens 48 (arrangement order) may be interchanged. That is, light from the subject may pass through the objective lens 48 and enter the spectral filter 47.
- the light beam that has passed through the spectral filter 47 and the objective lens 48 is incident on the beam splitter 43. Part of the light beam that has passed through the spectral filter 47 and the objective lens 48 passes through the beam splitter 43 and is guided to the eyepiece 46. A part of the light beam emitted from the image display unit 44 is reflected by the beam splitter 43 and guided to the eyepiece 46. The light from the subject that passes through the spectral filter 47 and the light emitted from the image display unit 44 are superimposed and guided to the eyepiece 46. Accordingly, the user can observe the optical subject image and the image displayed by the image display unit 44 via the eyepiece unit 49 and the eyepiece lens 46.
- FIG. 9 is a diagram illustrating an example of transmission spectral characteristics of the spectral filter 47 according to the second embodiment.
- the vertical axis indicates the transmittance (unit:%), and the horizontal axis indicates the wavelength (unit: nm).
- the transmittance of the spectral filter 47 has three peaks at a B wavelength near 450 nm, a G wavelength near 530 nm, and an R wavelength near 630 nm.
- the transmittance of these three peaks of RGB is, for example, about 100%.
- the spectral filter 47 has a substantially constant transmittance (for example, about 85%) at a wavelength different from the RGB wavelength in a specific wavelength range (for example, the visible light region).
- the spectral filter 47 has transmission spectral characteristics in which the transmittance of light of each of the RGB wavelengths is higher than the transmittance of light of a wavelength different from the RGB wavelengths with respect to the subject light.
- the difference between the transmittance of light of each wavelength of RGB of the spectral filter 47 and the transmittance of light of a wavelength different from the RGB wavelength is the difference of the light of each wavelength of RGB of the beam splitter 43.
- the transmittance of each of the spectral filter 47 and the beam splitter 43 is adjusted so as to be smaller than the difference between the transmittance and the transmittance of light having a wavelength different from the RGB wavelength.
- the difference between the transmittance of the beam splitter 43 with respect to each of the RGB wavelengths and the transmittance of the beam splitter 43 with respect to the light having a wavelength different from the RGB wavelengths is about 30%.
- the difference between the transmittance of the spectral filter 47 with respect to each of the RGB wavelengths and the transmittance of the spectral filter 47 with respect to the light having a wavelength different from the RGB wavelengths is about 15%. Become. Thereby, it is possible to secure the amount of transmitted light of the subject light while suppressing the change in the color of the subject image. This will be described below with reference to FIG.
- FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a spectral characteristic of a light beam observed by the eyepiece 49 of the imaging apparatus according to the second embodiment.
- the vertical axis represents the transmittance (unit:%)
- the horizontal axis represents the wavelength (unit: nm).
- the spectral characteristics shown in FIG. 10 are obtained based on the transmission spectral characteristics of the spectral filter 47 in FIG. 9 and the transmission spectral characteristics of the beam splitter 43 in FIG. 5, and the ratio at which subject light passes through the spectral filter 47 and the beam splitter 43. Represents. As shown in FIG.
- the spectral characteristics with respect to the subject light have a transmittance of about 70% with respect to the light of each wavelength of RGB, and the wavelength of RGB in a specific wavelength range (for example, visible light range). Has a transmittance of about 85% for light of different wavelengths. That is, the spectral characteristic with respect to the subject light is a spectral characteristic having a high transmittance of 70% or more in a specific wavelength range. For this reason, the visibility of the subject image observed through the observation optical system 40 can be improved.
- the difference between the transmittance for light of each wavelength of RGB and the transmittance for light of a wavelength different from the RGB wavelength is about 15% or less, and is observed through the observation optical system 40. Change in the color of the subject image to be performed is suppressed. For this reason, in the second embodiment, a change in the color of the subject image can be suppressed, and the transmitted light amount of the subject light can be secured to improve the visibility of the subject image.
- the light beam reflected by the main mirror 21 or the light beam transmitted through the spectral filter 47 is transmitted through the beam splitter 43, and the light beam emitted from the image display unit 44 is transmitted by the beam splitter 43.
- both the light beam reflected by the main mirror 21 or the light beam transmitted through the spectral filter 47 is reflected by the beam splitter 43, and the light beam emitted from the image display unit 44 is transmitted through the beam splitter 43.
- the spectral characteristic of the beam splitter 43 is different from the relationship shown in FIG. 3 and FIG. 5.
- the reflectance with respect to light of each wavelength of RGB is lower than the reflectance of light with a wavelength different from the RGB wavelength.
- the transmittance for light of each wavelength of RGB is higher than the transmittance of light of a wavelength different from the wavelengths of RGB. That is, the spectral characteristics are shown with the transmittance indicated by the vertical axis in FIG. 3 and the reflectance indicated by the vertical axis in FIG.
- the beam splitter 43 has been described as an example in which the reflectance of light of each RGB wavelength is higher than the reflectance of light having a wavelength different from the RGB wavelength.
- the reflection spectral characteristic of 43 is not limited to this.
- the reflection spectral characteristic of the beam splitter 43 may be adjusted according to the light emission spectral characteristic of the light of the image display unit 44.
- the beam splitter 43 has a reflectance spectrum in which the reflectance of light in one wavelength region (for example, the wavelength region of R) is higher than the reflectance of light in a wavelength region different from the one wavelength region in the specific wavelength region. You may make it have a characteristic.
- the beam splitter 43 reflects light in the wavelength region in which the reflectance of light in the R wavelength region is different from the R wavelength region. Higher reflection spectral characteristics.
- the beam splitter 43 may have reflection spectral characteristics in which the reflectance of light in the two wavelength ranges is higher than the reflectance of light in a wavelength range different from the two wavelength ranges in the specific wavelength range. Good. Further, the beam splitter 43 may have reflection spectral characteristics in which the reflectance of light in four or more wavelength regions is higher than the reflectance of light in a wavelength region different from those in the specific wavelength region. Good.
- the main mirror 21 has described an example in which the reflectance of light of each wavelength of RGB is higher than the reflectance of light of a wavelength different from the wavelength of RGB.
- the reflection spectral characteristic of the main mirror 21 is not limited to this.
- the reflection spectral characteristic of the main mirror 21 may be adjusted according to the transmission spectral characteristic (or reflection spectral characteristic) of the beam splitter 43 and the like.
- the main mirror 21 may have reflection spectral characteristics in which the reflectance of light in one or two wavelength regions is higher than the reflectance of light in a wavelength region different from those wavelength regions.
- the main mirror 21 may have reflection spectral characteristics in which the reflectance of light in four or more wavelength regions is higher than the reflectance of light in a wavelength region different from those wavelength regions.
- the spectral filter 47 has a transmission spectral characteristic in which the transmittance of light of each wavelength of RGB is higher than the transmittance of light of a wavelength different from the RGB wavelength.
- the transmission spectral characteristic of the spectral filter 47 is not limited to this.
- the transmission spectral characteristic of the spectral filter 47 may be adjusted according to the transmission spectral characteristic of the beam splitter 43 and the like.
- the spectral filter 47 has a transmission spectral characteristic in which the transmittance of light in one or two wavelength ranges is higher than the transmittance of light in a wavelength range different from those of the specific wavelength ranges. May be.
- the spectral filter 47 may have a transmission spectral characteristic in which the transmittance of light in four or more wavelength ranges is higher than the transmittance of light in a wavelength range different from those wavelength ranges.
- the reflectance of the main mirror 21 is about 100% for the RGB wavelength and about 70% for the wavelength different from the RGB wavelength, but the reflectance of the wavelength different from the RGB wavelength is more It may be higher (for example, 80%).
- the RGB reflectance at the beam splitter 43 may be lowered (for example, 20%) to increase the light emission luminance of the light source of the image display unit 44. This makes it possible to observe a brighter optical image.
- EVF when EVF is used, increasing the reflectivity of the beam splitter 43 can lower the light emission luminance of the light source of the image display unit 44, so that the power consumption of the light source can be reduced.
- a configuration in which a plurality of types of beam splitters having different reflection spectral characteristics are provided in an interchangeable manner may be employed.
- an optical element with variable reflection spectral characteristics for example, a thin film is provided on the surface of a dimming mirror device that controls the amount of light transmitted or reflected by switching between a mirror state and a transparent state by applying a voltage. An optical element may be used.
- the optical device described in the above embodiment may be applied to a range finder, a telescope, and binoculars.
- the present invention is not limited to these contents.
- Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
- the wavelengths may not overlap completely with R and G, B and G, and B and R, but may partially overlap.
- the spectral characteristics of the image display unit, the main mirror, the spectral filter, and the beam splitter may not be the same in wavelength, that is, the center wavelength of each wavelength band may not be exactly the same.
- Imaging device 21 main mirror, 23 AF sensor, 43 beam splitter, 44 image display unit, 46 eyepiece, 47 spectral filter
Landscapes
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Abstract
光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で反射された光による前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
Description
本発明は、光学装置に関する。
光学的に入力される被写体像と被写体を撮像した画像とをハーフミラーを用いて重畳して表示する撮像装置が知られている(特許文献1)。
上記の撮像装置では、観察する像の明るさが暗くなる。
上記の撮像装置では、観察する像の明るさが暗くなる。
本発明の第1の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で反射された光による前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第2の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率よりも高い第2の反射率で反射し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率より低い第2の透過率で透過する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で透過された光による像と前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第3の態様によると、光学装置は、入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い透過率で透過する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子を透過して入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記表示部から入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第4の態様によると、光学装置は、入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い透過率で透過する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子を透過して入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率よりも高い第2の反射率で反射し、前記表示部から入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率より低い第2の透過率で透過する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で反射または透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第5の態様によると、光学装置は、第1の波長の光を前記第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部と、入射する光のうち前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い、または前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第1の光学素子と、前記第1の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第2の波長の光の透過率が前記第1の波長の光の透過率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い第2の光学素子と、を備える。
本発明の第6の態様によると、光学装置は、第1の波長の光を前記第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部と、入射する光のうち前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い、または前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第1の光学素子と、前記第1の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第2の波長の光の反射率が前記第1の波長の光の反射率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第2の光学素子と、を備える。
本発明の第7の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、前記第1の光学素子で反射された光が入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記第1の光学素子で反射された光による前記被写体像を観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第2の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率よりも高い第2の反射率で反射し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率より低い第2の透過率で透過する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で透過された光による像と前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第3の態様によると、光学装置は、入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い透過率で透過する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子を透過して入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記表示部から入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第4の態様によると、光学装置は、入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い透過率で透過する第1の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第1の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子を透過して入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率よりも高い第2の反射率で反射し、前記表示部から入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率より低い第2の透過率で透過する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で反射または透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第5の態様によると、光学装置は、第1の波長の光を前記第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部と、入射する光のうち前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い、または前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第1の光学素子と、前記第1の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第2の波長の光の透過率が前記第1の波長の光の透過率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い第2の光学素子と、を備える。
本発明の第6の態様によると、光学装置は、第1の波長の光を前記第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部と、入射する光のうち前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い、または前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第1の光学素子と、前記第1の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第2の波長の光の反射率が前記第1の波長の光の反射率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第2の光学素子と、を備える。
本発明の第7の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、前記第1の光学素子で反射された光が入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記第1の光学素子で反射された光による前記被写体像を観察可能な観察部と、を備える。
(第1の実施の形態)
図1は、第1の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の一例である電子カメラ1(以下、カメラ1と称する)の構成例を示す図である。カメラ1は、カメラボディ2とレンズ部3とにより構成される。レンズ部3は、例えば交換式レンズであり、不図示のマウント部を介してカメラボディ2に着脱可能に装着される。なお、カメラ1は、カメラボディ2とレンズ部3とが一体的に構成されたカメラであってもよい。
図1は、第1の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の一例である電子カメラ1(以下、カメラ1と称する)の構成例を示す図である。カメラ1は、カメラボディ2とレンズ部3とにより構成される。レンズ部3は、例えば交換式レンズであり、不図示のマウント部を介してカメラボディ2に着脱可能に装着される。なお、カメラ1は、カメラボディ2とレンズ部3とが一体的に構成されたカメラであってもよい。
レンズ部3は、撮影光学系(結像光学系)31を備える。撮影光学系31は、図を簡略化するために一枚のレンズで図示されているが、焦点調節レンズ(フォーカスレンズ)を含む複数枚のレンズと絞りとを含み、カメラボディ2の撮像素子の撮像面上に被写体像を結像する。撮影光学系31の焦点調節レンズは、カメラボディ2の制御部から出力される信号に基づいて光軸L1方向に進退移動する。撮影光学系31の絞りの開口径は、カメラボディ2の制御部から出力される信号に基づいて制御される。
カメラボディ2は、メインミラー21と、サブミラ―22と、観察光学系40と、オートフォーカス(AF)センサ23と、撮像素子24と、制御部25と、メモリ26と、表示部27と、操作部28とを備える。
メインミラー21は、後述する分光特性を有するビームスプリッターによって構成され、撮影光学系31と撮像素子24との間に配置され、撮影光学系31を介して被写体光が入射される。このビームスプリッターは、例えば、誘電体の多層膜が蒸着された薄膜ミラー(ペリクルミラー)である。なお、メインミラー21は、この薄膜が形成された平板ガラスであってもよい。メインミラー21は、被写体からの光の光路中に光軸L1に対して斜めに配置される位置(図1に示すミラーダウン位置)と、光路から退避した位置(ミラーアップ位置)とに移動可能である。すなわち、メインミラー21は、いわゆるクイックリターンミラーとしての機能を有する。
サブミラ―22は、メインミラー21と撮像素子24との間に配置され、メインミラー21を透過した光の一部を、AFセンサ23に向けて反射する。サブミラ―22は、メインミラー21がミラーアップ位置に移動される場合には、メインミラー21と連動して、被写体からの光の光路から退避した位置に移動される。
AFセンサ23は、例えばラインセンサ等から構成され、サブミラー22により反射された被写体からの光を光電変換して、位相差方式の自動焦点調節(AF)に用いる一対の焦点検出信号を生成する。AFセンサ23は、生成した一対の焦点検出信号、すなわち、第1の焦点検出信号および第2の焦点検出信号を、制御部25に出力する。第1および第2の焦点検出信号は、撮影光学系31の射出瞳の第1および第2の領域をそれぞれ通過した第1および第2の光束による第1および第2の像をそれぞれ光電変換して生成される信号である。
撮像素子24は、例えば、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサである。撮像素子24は、撮影光学系31を通過した光束を受光して、被写体像を撮像する。撮像素子24には、光電変換部を有する複数の画素が行方向および列方向に配置される。光電変換部は、例えばフォトダイオード(PD)によって構成される。撮像素子24は、受光した光を光電変換して信号を生成し、生成した信号を制御部25に出力する。
メモリ26は、例えば、メモリカード等の記録媒体である。メモリ26には、画像データ等が記録される。メモリ26へのデータの書き込みや、メモリ26からのデータの読み出しは、制御部25によって行われる。表示部27は、画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報、およびメニュー画面等を表示する。操作部28は、レリーズボタン、電源スイッチなどの各種設定スイッチ等を含み、それぞれの操作に応じた操作信号を制御部25へ出力する。
制御部25は、CPU、ROM、RAM等により構成され、制御プログラムに基づきカメラ1の各部を制御する。制御部25は、撮像素子24から出力される信号に各種の画像処理を行って画像データ(静止画像データや動画像データ)を生成する。画像処理には、例えば、階調変換処理、色補間処理、輪郭強調処理等の公知の画像処理が含まれる。
制御部25は、AFセンサ23から出力される一対の焦点検出信号を用いて、公知の位相差方式によりデフォーカス量を算出する。具体的には、制御部25は、一対の焦点検出信号に基づき、第1および第2の像の像ズレ量を検出する。制御部25は、検出した像ズレ量に基づいてデフォーカス量を算出する。焦点調節レンズがデフォーカス量に応じて駆動されることにより、焦点調節が行われる。
上述したメインミラー21が図1に示すダウン位置に配置されている場合は、撮影光学系31を通過した光束の一部はメインミラー21によって上方(紙面上方向)に反射し、撮影光学系31を通過した光束の他の一部を透過する。メインミラー21によって反射された光束は、観察光学系40に導かれる。メインミラー21を透過した光束は、サブミラ―22によって下方(紙面下方向)へ反射されて、AFセンサ23に導かれる。
すなわち、メインミラー21がダウン位置に位置した場合は、被写体光は観察光学系40およびAFセンサ23の各々へ導かれる。これにより、ユーザが観察光学系40を通して被写体像を観察できると共に、AFセンサ23により焦点検出が行われる。
メインミラー21がアップ位置に位置した場合は、撮影光学系31を通過した光束は撮像素子24に導かれる。制御部25は、例えば操作部28から出力される操作信号に基づいてレリーズボタンの全押し操作を検知した場合に、メインミラー21をアップ位置に移動させる。そして、制御部25は、撮像素子24によって被写体像を撮像させ、撮像素子24から出力される信号を用いて画像データを生成する。制御部25は、生成した画像データをメモリ26に記録させる。
観察光学系40は、焦点板41、ペンタプリズム42、ビームスプリッター43、画像表示部44、EVF用レンズ45、接眼レンズ46、および接眼部49を備える。上述したように、メインミラー21がダウン位置に位置している場合は、メインミラー21によって反射された被写体からの光束は、観察光学系40に入射する。
焦点板41は、撮像素子24と光学的に等価な位置に配置され、メインミラー21で反射された光束によって被写体像が結像される。すなわち、撮影光学系31を通過した光束による被写体像が、メインミラー21を介して焦点板41に形成される。ペンタプリズム42は、複数の反射面を有し、焦点板41に結像された被写体像を反射して、正立像に反転(変換)する。
画像表示部44は、例えば液晶パネルおよび光源を有する液晶表示装置である。液晶パネルは、行方向および列方向に配置された複数の画素(液晶画素)から構成される。液晶パネルは、例えばR(赤)、G(緑)、B(青)のカラーフィルタを有する3種類の画素により構成される。液晶表示装置の光源は、複数のLED(Light Emitting Diode)等により構成され、液晶パネルのバックライトとして機能する。画像表示部44の光源の光は、RGB各画素のカラーフィルタを透過し、EVF用レンズ45およびビームスプリッター43を介して接眼レンズ46に導かれる。
画像表示部44は、RGBの各色の画素を用いて光源からの光の透過を制御することによって、カラー画像の表示を行う。本実施の形態では、画像表示部44は、電子ビューファインダ(EVF:Electronic View Finder)として機能する。画像表示部44は、撮像素子24からの信号に基づいて生成された画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報等を表示する。また、画像表示部44は、RGBのカラーフィルタによって射出される光の分光特性を調整するため、RGBの各々の波長(帯域)の光を発光する発光部として機能する。なお、画像表示部44は、有機ELを用いた表示装置であってもよい。
図2は、第1の実施の形態に係る画像表示部44の発光分光特性の一例を示す図である。図2において、縦軸は輝度(単位はcd/mm2)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。画像表示部44の光源の光はRGBのカラーフィルタを介して射出されるため、画像表示部44は、RGBの各々の波長の光を、RGBの波長とは異なる波長の光よりも多く発光する。図2に示すように、画像表示部44により発光される光の発光輝度は、450nm近傍のBの波長、530nm近傍のGの波長、および630nm近傍のRの波長における3つのピークを有している。これらRGBの3つのピークの発光輝度は、例えば1000cd/mm2となる。
図1において、ビームスプリッター43は、例えば、誘電体の多層膜が蒸着された面を有し、後述する分光特性を有する。ビームスプリッター43は、ペンタプリズム42を通過する被写体からの光の光路上に配置される。ビームスプリッター43には、ペンタプリズム42を通過した光束が入射する。ペンタプリズム42を通過した光束の一部は、ビームスプリッター43を透過して接眼レンズ46に導かれる。また、ビームスプリッター43には、画像表示部44から射出される光束が入射する。画像表示部44から射出された光束の一部は、ビームスプリッター43によって反射されて接眼レンズ46に導かれる。なお、ビームスプリッター43は、誘電体の多層膜が蒸着された薄膜ミラーであってもよい。
ビームスプリッター43を透過する被写体からの光と、画像表示部44から出射してビームスプリッター43によって反射される光とが、重ね合わされて(合成されて)接眼レンズ46に導かれる。これにより、ユーザは、接眼部49および接眼レンズ46を介して画像表示部44によって表示される画像と被写体像とを観察することができる。
本実施の形態では、詳細は後述するが、ビームスプリッター43は、画像表示部44から入射する光に対し、RGBのそれぞれの波長の光の反射率が、RGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。本実施の形態では、ビームスプリッター43の反射分光特性を画像表示部44からのRGBの波長の光を主に反射する特性とすることで、メインミラー21から導かれる被写体光に対して、ビームスプリッター43の透過率を確保している。
また、ビームスプリッター43は、メインミラー21によって反射されてビームスプリッター43に入射する光に対し、RGBの波長とは異なる波長の光の透過率が、RGBのそれぞれの波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する。このようにビームスプリッター43が特定波長域(例えば約350nmから約680nmまでの可視光の波長域)において一定の(ほぼ平坦な)透過率を有しないため、仮にメインミラー21が特定波長域において一定の(ほぼ平坦な)反射率を有する場合は、ビームスプリッター43を介して観察される被写体像の色味の変化が生じる。すなわち、観察光学系40を通して観察される被写体像に、被写体の実際の色とは異なる色が付くこととなる。
そこで、本実施の形態によるメインミラー21は、撮影光学系31を通過する光に対し、RGBのそれぞれの波長の光の反射率が、RGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。これにより、観察光学系40を通して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができ、ユーザは被写体像を自然な色味で観察することができる。以下に、詳細に説明する。
図3は、第1の実施の形態に係るビームスプリッター43の反射分光特性の一例を示す図である。図3において、縦軸は反射率(単位は%)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。図3に示すように、ビームスプリッター43の反射率は、450nm近傍のBの波長、530nm近傍のGの波長、および630nm近傍のRの波長における3つのピークを有している。これらRGBの各々の波長域における3つのピークの反射率は、例えば約30%となる。また、ビームスプリッター43は、RGBの波長とは異なる波長においては、略一定の反射率(例えば約0%)を有する。
このように、ビームスプリッター43は、画像表示部44から入射する光に対し、RGBのそれぞれの波長の光の反射率が、RGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。これにより、ビームスプリッター43は、画像表示部44から入射するRGBの各々の波長の光を、RGBの波長とは異なる波長の光よりも多く反射する。
画像表示部44からビームスプリッター43に入射する光の発光輝度は、図2に示すように、450nm近傍、530nm近傍、および630nm近傍のRGBの各波長において1000cd/mm2となる。また、ビームスプリッター43は、図3を用いて上述したように、画像表示部44から入射するRGBのそれぞれの波長の光に対して約30%の反射率を有する。この場合、ビームスプリッター43により反射された画像表示部44の光の分光特性は、図4に示すようになる。
図4は、第1の実施の形態に係るビームスプリッター43によって反射された画像表示部44の光の分光特性の一例を示す図である。図4において、縦軸は輝度(単位はcd/mm2)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。ビームスプリッター43により反射された画像表示部44の光の輝度は、図4に示すように、450nm近傍、530nm近傍、および630nm近傍のそれぞれにおいて300cd/mm2となる。これは、ユーザが観察するのに十分な輝度の光が接眼レンズ46に導かれることになる。
このように、ビームスプリッター43は、画像表示部44からのRGBの波長の光を、RGBの波長とは異なる波長の光よりも多く接眼レンズ46に向けて反射する。すなわち、ビームスプリッター43は、画像表示部44から入射する光に対し、RGBの波長の光を主に反射するフィルタとして機能する。このため、観察光学系40を通して観察される画像表示部44の画像の視認性を確保できる。また、ビームスプリッター43の反射率は、ビームスプリッター43を構成する膜の材料、積層する膜の数、膜厚などによって決まる。このため、例えばビームスプリッター43の反射率を上げ、画像表示部44の光源の発光輝度を下げるようにすることが可能となり、光源の消費電力を低減することができる。
図5は、第1の実施の形態に係るビームスプリッター43の透過分光特性の一例を示す図である。図5において、縦軸は透過率(単位は%)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。ビームスプリッター43の透過率は、RGBの波長とは異なる波長においては、例えば約100%となる。また、ビームスプリッター43の透過率は、450nm近傍のBの波長、530nm近傍のGの波長、および630nm近傍のRの波長において低下し、例えば約70%となる。
このように、ビームスプリッター43は、メインミラー21によって反射されてビームスプリッター43に入射する光に対し、RGBの波長とは異なる波長の光の透過率が、RGBのそれぞれの波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する。このため、ビームスプリッター43は、メインミラー21によって反射されてビームスプリッター43に入射する光のうち、RGBの波長とは異なる波長の光を多く透過する。
図6は、第1の実施の形態に係るメインミラー21の反射分光特性の一例を示す図である。図6において、縦軸は反射率(単位は%)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。図6に示すように、メインミラー21の反射率は、450nm近傍のBの波長、530nm近傍のGの波長、および630nm近傍のRの波長における3つのピークを有している。これらRGBの3つのピークの反射率は、例えば約100%となる。また、メインミラー21は、特定の波長域(例えば可視光域)のうちのRGBの波長とは異なる波長においては、略一定の反射率(例えば約70%)を有する。なお、AFセンサ23および制御部25による焦点検出に必要な光量がAFセンサ23に導かれるように、メインミラー21の反射分光特性を調整することが好ましい。例えば、AFセンサ23および制御部25が、RGBの各波長の光に基づいて焦点検出を行う場合は、上述したRGBの3つのピークにおける反射率を100%よりも小さい値とすればよい。
このように、メインミラー21は、撮影光学系31を通過する光に対し、RGBのそれぞれの波長の光の反射率が、RGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。これにより、メインミラー21は、撮影光学系31を通過する光のうちRGBの各々の波長の光を、RGBの波長とは異なる波長の光よりも多く反射する。
また、メインミラー21の反射率は、メインミラー21を構成する膜の材料、積層する膜の数、膜厚などによって決まる。本実施の形態では、ビームスプリッター43のRGBの各波長の光の反射率とRGBの波長とは異なる波長の光の反射率との差と、メインミラー21のRGBの各波長の光の反射率とRGBの波長とは異なる波長の光の反射率との差が略等しくなるように、ビームスプリッター43およびメインミラー21の各々の反射率が調整される。
図3に示す例では、ビームスプリッター43のRGBそれぞれの波長の光に対する反射率と、ビームスプリッター43のRGBの波長とは異なる波長の光に対する反射率との差は、約30%となる。また、図6に示す例では、メインミラー21のRGBそれぞれの波長の光に対する反射率と、メインミラー21のRGBの波長とは異なる波長の光に対する反射率との差は、約30%となる。このため、ビームスプリッター43のRGBの各波長の光の反射率とRGBの波長とは異なる波長の光の反射率との差と、メインミラー21のRGBの各波長の光の反射率とRGBの波長とは異なる波長の光の反射率との差が略等しくなる。
図7は、第1の実施の形態に係る撮像装置の接眼部49で観察される光束の分光特性の一例を示す図である。図7において、縦軸は透過率(単位は%)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。図7に示す分光特性は、メインミラー21の反射分光特性およびビームスプリッター43の透過分光特性に基づいて決まり、撮影光学系31を通過する被写体光がメインミラー21とビームスプリッター43とを通過した光量の割合を表す。すなわち、図7に示す分光特性は、最終的に接眼レンズ46に導かれる被写体光についての分光特性を示す。図7に示すように、被写体光に対する分光特性は、特定の波長域(例えば可視光域)において約70%の透過率を有し、概ね平坦な分光特性(メインミラー21とビームスプリッター43とが介在しない場合の被写体光束の分光特性と同じ)となる。
このように、被写体光が透過した後の分光特性は、特定の波長域において透過率が略一定である分光特性となる。これにより、観察光学系40を通して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。なお、被写体光に対する分光特性は、図7に示す平坦な分光特性に限られない。ユーザに違和感を与えない程度の被写体像の色味となるように、メインミラー21の反射分光特性およびビームスプリッター43の透過分光特性を調整して、被写体光に対する分光特性を設定すればよい。
一般的に、画像表示部44の画像を被写体像に重畳させるためにビームスプリッター43を配置すると、ビームスプリッター43によって被写体光が減光されることとなる。メインミラー21が一定の(ほぼ平坦な)反射率を有し、ビームスプリッター43が一定の(ほぼ平坦な)透過率を有する場合に、メインミラー21の反射率を約70%とし、ビームスプリッター43の透過率を約70%とすると、被写体光に対する分光特性は、約49%の透過率となる。
本実施の形態では、図3に示すようにビームスプリッター43の反射分光特性をRGBの波長の光を主に反射する特性とすることで、図5に示すように被写体光のうちRGBの波長とは異なる波長の光に対する透過率を確保している。図5に示す例では、ビームスプリッター43の透過率は、RGBの波長では約70%、RGBの波長とは異なる波長では約100%となる。また、図6に示すように、メインミラー21においては、被写体光のうちRGBの波長の光に対する反射率を確保している。図6に示す例では、メインミラー21の反射率は、RGBの波長では約100%、RGBの波長とは異なる波長では約70%となる。以上の構成により、本実施の形態では、接眼部49において被写体光に対する分光特性は、可視光の波長域のような特定の波長域において約70%の透過率となる。すなわち、ビームスプリッター43を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。このため、観察光学系40を通して観察される撮影光学系31による被写体像の視認性を向上させることができる。
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(1)光学装置は、被写体像を形成する光学系(撮影光学系31)を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子(メインミラー21)と、画像を表示する表示部(画像表示部44)と、第1の光学素子で反射された光と表示部から射出された光とが入射し、第1の光学素子で反射されて入射した光のうち第1の波長の光を第1の透過率で透過し、第2の波長の光を第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、表示部から射出されて入射した光のうち第1の波長の光を第1の反射率で反射し、第2の波長の光を第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子(ビームスプリッター43)を有し、第1の光学素子で反射された光による被写体像と表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部(観察光学系40)と、を備える。このようにしたので、ビームスプリッター43を介して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。また、ビームスプリッター43を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。
(2)光学装置は、第1の波長の光を第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部(画像表示部44)と、第1の波長の光の反射率または透過率が第2の波長の光の反射率または透過率よりも高い第1の光学部材(メインミラー21)と、第1の光学部材を反射または透過して入射する光に対して第2の波長の光の透過率が第1の波長の光の透過率よりも高く、発光部から入射する光に対して第1の波長の光の反射率が第2の波長の光の反射率よりも高い第2の光学部材(ビームスプリッター43)と、を備える。このようにしたので、ビームスプリッター43を介して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。また、ビームスプリッター43を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。
(1)光学装置は、被写体像を形成する光学系(撮影光学系31)を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子(メインミラー21)と、画像を表示する表示部(画像表示部44)と、第1の光学素子で反射された光と表示部から射出された光とが入射し、第1の光学素子で反射されて入射した光のうち第1の波長の光を第1の透過率で透過し、第2の波長の光を第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、表示部から射出されて入射した光のうち第1の波長の光を第1の反射率で反射し、第2の波長の光を第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子(ビームスプリッター43)を有し、第1の光学素子で反射された光による被写体像と表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部(観察光学系40)と、を備える。このようにしたので、ビームスプリッター43を介して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。また、ビームスプリッター43を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。
(2)光学装置は、第1の波長の光を第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部(画像表示部44)と、第1の波長の光の反射率または透過率が第2の波長の光の反射率または透過率よりも高い第1の光学部材(メインミラー21)と、第1の光学部材を反射または透過して入射する光に対して第2の波長の光の透過率が第1の波長の光の透過率よりも高く、発光部から入射する光に対して第1の波長の光の反射率が第2の波長の光の反射率よりも高い第2の光学部材(ビームスプリッター43)と、を備える。このようにしたので、ビームスプリッター43を介して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。また、ビームスプリッター43を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。
(第2の実施の形態)
図面を参照して、第2の実施の形態に係る光学装置を説明する。図8は、第2の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の一例であるカメラ1の構成例を示す図である。第1の実施の形態では、メインミラー21で反射される被写体からの光と、ビームスプリッター43で反射される画像表示部44からの光とが重ね合わされて接眼レンズ46に導かれた。これに対して、第2の実施の形態では、分光フィルタ47を透過する被写体からの光と、ビームスプリッター43で反射される画像表示部44からの光とが重ね合わされて接眼レンズ46に導かれる。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。
図面を参照して、第2の実施の形態に係る光学装置を説明する。図8は、第2の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の一例であるカメラ1の構成例を示す図である。第1の実施の形態では、メインミラー21で反射される被写体からの光と、ビームスプリッター43で反射される画像表示部44からの光とが重ね合わされて接眼レンズ46に導かれた。これに対して、第2の実施の形態では、分光フィルタ47を透過する被写体からの光と、ビームスプリッター43で反射される画像表示部44からの光とが重ね合わされて接眼レンズ46に導かれる。なお、図中、第1の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。
第2の実施の形態による観察光学系40は、分光フィルタ47、対物レンズ48を備える。分光フィルタ47は、例えば誘電体の多層膜が蒸着された薄膜ミラー(ペリクルミラー)である。分光フィルタ47は、被写体からの光の光路(光軸L2)中に配置される。分光フィルタ47には被写体からの光束が入射され、分光フィルタ47は被写体からの光束の一部を透過する。分光フィルタ47を透過した光束は、対物レンズ48を介してビームスプリッター43に導かれる。なお、分光フィルタ47および対物レンズ48を図8に示すように配置したが、分光フィルタ47の位置と対物レンズ48の位置と(配列順序)を入れ替えてもよい。すなわち、被写体からの光が、対物レンズ48を通過して分光フィルタ47に入射するようにしてもよい。
ビームスプリッター43には、分光フィルタ47および対物レンズ48を通過した光束が入射される。分光フィルタ47および対物レンズ48を通過した光束の一部は、ビームスプリッター43を透過して、接眼レンズ46に導かれる。また、画像表示部44から射出された光束の一部は、ビームスプリッター43によって反射されて、接眼レンズ46に導かれる。分光フィルタ47を透過する被写体からの光と、画像表示部44により発光された光とが重ね合わされて接眼レンズ46に導かれる。これにより、ユーザは、接眼部49および接眼レンズ46を介して、光学的な被写体像および画像表示部44によって表示される画像を観察することができる。
図9は、第2の実施の形態に係る分光フィルタ47の透過分光特性の一例を示す図である。図9において、縦軸は透過率(単位は%)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。図9に示すように、分光フィルタ47の透過率は、450nm近傍のBの波長、530nm近傍のGの波長、および630nm近傍のRの波長における3つのピークを有している。これらRGBの3つのピークの透過率は、例えば約100%となる。また、分光フィルタ47は、特定の波長域(例えば可視光域)のうちのRGBの波長とは異なる波長においては、略一定の透過率(例えば約85%)を有する。このように、分光フィルタ47は、被写体光に対し、RGBのそれぞれの波長の光の透過率が、RGBの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する。
また、本実施の形態では、分光フィルタ47のRGBの各波長の光の透過率とRGBの波長とは異なる波長の光の透過率との差が、ビームスプリッター43のRGBの各波長の光の透過率とRGBの波長とは異なる波長の光の透過率との差よりも小さくなるように、分光フィルタ47およびビームスプリッター43の各々の透過率が調整される。
図5に示す例では、ビームスプリッター43のRGBのそれぞれの波長の光に対する透過率と、ビームスプリッター43のRGBの波長とは異なる波長の光に対する透過率との差は、約30%となる。また、図9に示す例では、分光フィルタ47のRGBのそれぞれの波長の光に対する透過率と、分光フィルタ47のRGBの波長とは異なる波長の光に対する透過率との差は、約15%となる。これにより、被写体像の色味の変化を抑制しつつ、被写体光の透過光量を確保することが可能となる。以下に、図10を用いて説明する。
図10は、第2の実施の形態に係る撮像装置の接眼部49で観察される光束の分光特性の一例を示す図である。図10において、縦軸は透過率(単位は%)を示しており、横軸は波長(単位はnm)を示している。図10に示す分光特性は、図9の分光フィルタ47の透過分光特性および図5のビームスプリッター43の透過分光特性に基づいて求められ、被写体光が分光フィルタ47とビームスプリッター43とを通過する割合を表す。図10に示すように、被写体光に対する分光特性は、RGBのそれぞれの波長の光に対して約70%の透過率を有し、特定の波長域(例えば可視光域)のうちRGBの波長とは異なる波長の光に対して約85%の透過率を有する。すなわち、被写体光に対する分光特性は、特定の波長域において70%以上の高い透過率を有する分光特性となる。このため、観察光学系40を通して観察される被写体像の視認性を向上させることができる。
また、図10に示す例では、RGBのそれぞれの波長の光に対する透過率と、RGBの波長とは異なる波長の光に対する透過率との差は、約15%以下となり、観察光学系40を通して観察される被写体像の色味の変化が抑制される。このため、第2の実施の形態では、被写体像の色味の変化を抑制できると共に、被写体光の透過光量を確保して被写体像の視認性を向上させることができる。
尚、上記の実施の形態では、メインミラー21で反射された光束、または分光フィルタ47を透過した光束が、いずれもビームスプリッター43を透過し、画像表示部44から発した光束をビームスプリッター43で反射する構成としたが、メインミラー21で反射された光束、または分光フィルタ47を透過した光束を、いずれもビームスプリッター43で反射し、画像表示部44から発した光束をビームスプリッター43を透過する構成としても良い。
この場合、ビームスプリッター43の分光特性は、図3および図5に示す関係と異なり、例えばRGBの各波長の光に対する反射率が、RGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも低く、RGBの各波長の光に対する透過率が、RGBの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高いものとなる。つまり、図3の縦軸が示すものを透過率とし、図5の縦軸が示すものを反射率とした分光特性となる。
この場合、ビームスプリッター43の分光特性は、図3および図5に示す関係と異なり、例えばRGBの各波長の光に対する反射率が、RGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも低く、RGBの各波長の光に対する透過率が、RGBの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高いものとなる。つまり、図3の縦軸が示すものを透過率とし、図5の縦軸が示すものを反射率とした分光特性となる。
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
(変形例1)
上述した実施の形態では、ビームスプリッター43が、RGBの各波長の光の反射率がRGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する例について説明したが、ビームスプリッター43の反射分光特性はこれに限定されない。ビームスプリッター43の反射分光特性は、画像表示部44の光の発光分光特性等に応じて調整するようにすればよい。例えば、ビームスプリッター43が、1つの波長域(例えばRの波長域)の光の反射率が特定波長域のうちのその1つの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。例えば、画像表示部44が主にRの波長域の光を発光する場合に、ビームスプリッター43が、Rの波長域の光の反射率がRの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにする。
上述した実施の形態では、ビームスプリッター43が、RGBの各波長の光の反射率がRGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する例について説明したが、ビームスプリッター43の反射分光特性はこれに限定されない。ビームスプリッター43の反射分光特性は、画像表示部44の光の発光分光特性等に応じて調整するようにすればよい。例えば、ビームスプリッター43が、1つの波長域(例えばRの波長域)の光の反射率が特定波長域のうちのその1つの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。例えば、画像表示部44が主にRの波長域の光を発光する場合に、ビームスプリッター43が、Rの波長域の光の反射率がRの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにする。
また、ビームスプリッター43が、2つの波長域の光の反射率が特定波長域のうちのそれら2つの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。更に、ビームスプリッター43が、4つ以上の波長域の光の反射率が特定波長域のうちそれらの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。
また、上述した実施の形態では、メインミラー21が、RGBの各波長の光の反射率がRGBの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する例について説明したが、メインミラー21の反射分光特性はこれに限定されない。メインミラー21の反射分光特性は、ビームスプリッター43の透過分光特性(または反射分光特性)等に応じて調整するようにすればよい。例えば、メインミラー21が、1つまたは2つの波長域の光の反射率がそれらの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。また、メインミラー21が、4つ以上の波長域の光の反射率がそれらの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。
更に、上述した第2の実施の形態では、分光フィルタ47が、RGBの各波長の光の透過率がRGBの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する例について説明したが、分光フィルタ47の透過分光特性はこれに限定されない。分光フィルタ47の透過分光特性は、ビームスプリッター43の透過分光特性等に応じて調整するようにすればよい。例えば、分光フィルタ47が、1つまたは2つの波長域の光の透過率が特定波長域のうちのそれらの波長域とは異なる波長域の光の透過率よりも高い透過分光特性を有するようにしてもよい。また、分光フィルタ47が、4つ以上の波長域の光の透過率がそれらの波長域とは異なる波長域の光の透過率よりも高い透過分光特性を有するようにしてもよい。
(変形例2)
上記の実施の形態では、メインミラー21の反射率を、RGBの波長では約100%、RGBの波長とは異なる波長では約70%としたが、RGBの波長とは異なる波長の反射率をより高く(例えば80%)しても良い。この場合、ビームスプリッター43でのRGBの反射率を低く(例えば20%)し、画像表示部44の光源の発光輝度を上げれば良い。これにより、より明るい光学像を観察することが可能となる。
一方、EVFを使用する場合は、ビームスプリッター43の反射率を高くした方が画像表示部44の光源の発光輝度を下げることができるため光源の消費電力を低減することができる。この場合、メインミラー21からの光束は観察に必要ないため、メインミラーの反射分光特性とは無関係にRGBの反射率を高くしたビームスプリッターを用いる方が良い。そのため、反射分光特性の異なる複数種類のビームスプリッターを交換式に備える構成としても良い。あるいは反射分光特性が可変の光学素子(例えば、電圧を印加することにより鏡の状態と透明な状態とを切り替えて光の透過量や反射量を制御する調光ミラーデバイスの表面に薄膜を設けた光学素子)を用いるようにしても良い。
上記の実施の形態では、メインミラー21の反射率を、RGBの波長では約100%、RGBの波長とは異なる波長では約70%としたが、RGBの波長とは異なる波長の反射率をより高く(例えば80%)しても良い。この場合、ビームスプリッター43でのRGBの反射率を低く(例えば20%)し、画像表示部44の光源の発光輝度を上げれば良い。これにより、より明るい光学像を観察することが可能となる。
一方、EVFを使用する場合は、ビームスプリッター43の反射率を高くした方が画像表示部44の光源の発光輝度を下げることができるため光源の消費電力を低減することができる。この場合、メインミラー21からの光束は観察に必要ないため、メインミラーの反射分光特性とは無関係にRGBの反射率を高くしたビームスプリッターを用いる方が良い。そのため、反射分光特性の異なる複数種類のビームスプリッターを交換式に備える構成としても良い。あるいは反射分光特性が可変の光学素子(例えば、電圧を印加することにより鏡の状態と透明な状態とを切り替えて光の透過量や反射量を制御する調光ミラーデバイスの表面に薄膜を設けた光学素子)を用いるようにしても良い。
(変形例3)
上述の実施の形態で説明した光学装置は、レンジファインダー、望遠鏡、双眼鏡に適用されてもよい。
上述の実施の形態で説明した光学装置は、レンジファインダー、望遠鏡、双眼鏡に適用されてもよい。
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
たとえば、上記の実施の形態においては、単に波長という語を用いていても単一の波長で輝度をもつものに限っているものではなく、一定の幅(帯域)で輝度を持つものであっても良いことは言うまでもない。一定の幅を持つ場合、例えばRとG、BとG、BとRで波長が完全に分離せず、一部重なっていても構わない。また、画像表示部、メインミラー、分光フィルタ、ビームスプリッターの各分光特性は、波長が完全に一致していない、つまり各波長帯域の中心波長が厳密に一致していないものであっても良い。
たとえば、上記の実施の形態においては、単に波長という語を用いていても単一の波長で輝度をもつものに限っているものではなく、一定の幅(帯域)で輝度を持つものであっても良いことは言うまでもない。一定の幅を持つ場合、例えばRとG、BとG、BとRで波長が完全に分離せず、一部重なっていても構わない。また、画像表示部、メインミラー、分光フィルタ、ビームスプリッターの各分光特性は、波長が完全に一致していない、つまり各波長帯域の中心波長が厳密に一致していないものであっても良い。
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願2017年第45291号(2017年3月9日出願)
日本国特許出願2017年第45291号(2017年3月9日出願)
1 撮像装置、21 メインミラー、23 AFセンサ、43 ビームスプリッター、44 画像表示部、46 接眼レンズ、47 分光フィルタ
Claims (14)
- 被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第1の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で反射された光による前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。 - 請求項1に記載の光学装置において、
前記第1の光学素子における前記第1の波長の光の反射率と前記第2の波長の光の反射率との差と、前記第2の光学素子における前記第1の波長の光の透過率と前記第2の波長の光の透過率との差とが、略等しい光学装置。 - 請求項1または請求項2に記載の光学装置において、
前記表示部は、前記第1の波長および前記第2の波長と異なる第3の波長の光および前記第1の波長の光を前記第2の波長の光よりも多く射出し、
前記第1の光学素子は、前記第1および第3の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高く、
前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子を反射して入射する光に対して前記第2の波長の光の透過率が前記第1および第3の波長の光の透過率よりも高く、前記表示部から入射する光に対して前記第1および第3の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い光学装置。 - 被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第1の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率よりも高い第2の反射率で反射し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率より低い第2の透過率で透過する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で透過された光による像と前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。 - 請求項4に記載の光学装置において、
前記第1の光学素子における前記第1の波長の光の反射率と前記第2の波長の光の反射率との差と、前記第2の光学素子における前記第1の波長の光の反射率と前記第2の波長の光の反射率との差とが、略等しい光学装置。 - 請求項4または請求項5に記載の光学装置において、
前記表示部は、前記第1の波長および前記第2の波長と異なる第3の波長の光および前記第1の波長の光を前記第2の波長の光よりも多く射出し、
前記第1の光学素子は、前記第1および第3の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高く、
前記第2の光学素子は、前記第1の光学素子を反射して入射する光に対して前記第2の波長の光の反射率が前記第1および第3の波長の光の反射率よりも高く、前記表示部から入射する光に対して前記第1および第3の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い光学装置。 - 請求項1から請求項6までのいずれか一項に記載の光学装置において、
前記光学系による像を撮像する撮像部を備え、
前記表示部は、前記撮像部から出力される画像データによる画像を表示する光学装置。 - 入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い透過率で透過する第1の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第1の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子を透過して入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記表示部から入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率より低い第2の反射率で反射する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。 - 請求項8に記載の光学装置において、
前記第1の光学素子における前記第1の波長の光の透過率と前記第2の波長の光の透過率との差と、前記第2の光学素子における前記第1の波長の光の反射率と前記第2の波長の光の反射率との差とが、略等しい光学装置。 - 入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い透過率で透過する第1の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第1の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第1の光学素子を透過して入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の反射率で反射し、前記第2の波長の光を前記第1の反射率よりも高い第2の反射率で反射し、前記表示部から入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率より低い第2の透過率で透過する第2の光学素子を有し、前記第1の光学素子で反射または透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。 - 請求項10に記載の光学装置において、
前記第1の光学素子における前記第1の波長の光の透過率と前記第2の波長の光の透過率との差と、前記第2の光学素子における前記第1の波長の光の透過率と前記第2の波長の光の透過率との差とが、略等しい光学装置。 - 第1の波長の光を前記第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部と、
入射する光のうち前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い、または前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第1の光学素子と、
前記第1の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第2の波長の光の透過率が前記第1の波長の光の透過率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い第2の光学素子と、
を備える光学装置。 - 第1の波長の光を前記第1の波長と異なる第2の波長の光よりも多く発光する発光部と、
入射する光のうち前記第1の波長の光の反射率が前記第2の波長の光の反射率よりも高い、または前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第1の光学素子と、
前記第1の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第2の波長の光の反射率が前記第1の波長の光の反射率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第1の波長の光の透過率が前記第2の波長の光の透過率よりも高い第2の光学素子と、
を備える光学装置。 - 被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第1の波長の光を第2の波長の光よりも高い反射率で反射する第1の光学素子と、
前記第1の光学素子で反射された光が入射し、前記第1の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第1の波長の光を第1の透過率で透過し、前記第2の波長の光を前記第1の透過率よりも高い第2の透過率で透過し、前記第1の光学素子で反射された光による前記被写体像を観察可能な観察部と、
を備える光学装置。
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JP2010145674A (ja) * | 2008-12-18 | 2010-07-01 | Konica Minolta Holdings Inc | 映像表示装置およびヘッドマウントディスプレイ |
JP2014119629A (ja) * | 2012-12-18 | 2014-06-30 | Ricoh Imaging Co Ltd | ファインダ装置及び一眼レフカメラ |
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2018
- 2018-03-05 WO PCT/JP2018/008338 patent/WO2018164058A1/ja active Application Filing
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