JP2000122158A - 情報表示機能を有する観察光学系 - Google Patents
情報表示機能を有する観察光学系Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ホログラムを用いて任意の情報表示を行うこ
とができる観察光学系を提供する。 【解決手段】 被写体像を対物像(I1)として形成する対
物系(LO)，対物像(I1)を拡大して瞳(EP)に導く接眼系(L
E)を備える。ホログラムコンバイナ(HC)は、体積型・位
相型・反射型ホログラムから成り、瞳(EP)から見て対物
像面(I1)と光学的に等価な面を対物像(I1)とは別の位置
に構成する光学的パワーを有する。表示素子(DD)は等価
な面の位置で情報表示を行う。情報表示が対物像(I1)に
重ね合わされた状態で被写体と共に観察されるように、
ホログラムコンバイナ(HC)が対物像(I1)からの光を透過
させるとともに表示素子(DD)からの光を反射させる。
とができる観察光学系を提供する。 【解決手段】 被写体像を対物像(I1)として形成する対
物系(LO)，対物像(I1)を拡大して瞳(EP)に導く接眼系(L
E)を備える。ホログラムコンバイナ(HC)は、体積型・位
相型・反射型ホログラムから成り、瞳(EP)から見て対物
像面(I1)と光学的に等価な面を対物像(I1)とは別の位置
に構成する光学的パワーを有する。表示素子(DD)は等価
な面の位置で情報表示を行う。情報表示が対物像(I1)に
重ね合わされた状態で被写体と共に観察されるように、
ホログラムコンバイナ(HC)が対物像(I1)からの光を透過
させるとともに表示素子(DD)からの光を反射させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は観察光学系に関する
ものであり、例えば、一眼レフカメラ，レンズシャッタ
ーカメラ等に用いられるファインダー光学系として好適
な、情報表示機能を有する観察光学系に関するものであ
る。
ものであり、例えば、一眼レフカメラ，レンズシャッタ
ーカメラ等に用いられるファインダー光学系として好適
な、情報表示機能を有する観察光学系に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】ホログラムを備えた観察光学系が従来よ
り知られている。ホログラムは対物系と接眼系との瞳合
わせを行うコンデンサーレンズとして利用される場合も
あるが(特開昭５１−１９５３０号公報等)、情報表示用
として用いられる場合もある。例えば特公昭５８−２７
５０４号公報や特開昭５９−１８５３１９号公報で提案
されている観察光学系は、特定の表示パターンが予め記
録されたホログラムを備えており、その記録された表示
パターンを再生して被写体像と共に表示する構成になっ
ている。
り知られている。ホログラムは対物系と接眼系との瞳合
わせを行うコンデンサーレンズとして利用される場合も
あるが(特開昭５１−１９５３０号公報等)、情報表示用
として用いられる場合もある。例えば特公昭５８−２７
５０４号公報や特開昭５９−１８５３１９号公報で提案
されている観察光学系は、特定の表示パターンが予め記
録されたホログラムを備えており、その記録された表示
パターンを再生して被写体像と共に表示する構成になっ
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記観
察光学系では、ホログラム作成時に記録された特定の表
示パターンのみが表示可能であり、ホログラムに記録さ
れていない任意の情報を表示することはできない。
察光学系では、ホログラム作成時に記録された特定の表
示パターンのみが表示可能であり、ホログラムに記録さ
れていない任意の情報を表示することはできない。
【０００４】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、ホログラムを用いて任意の情報表示を
行うことができる観察光学系を提供することを目的とす
る。
たものであって、ホログラムを用いて任意の情報表示を
行うことができる観察光学系を提供することを目的とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明の観察光学系は、外界の物体を拡大又は
縮小観察することができるように、前記物体の像を対物
像として形成する対物系と、前記対物像を拡大して瞳に
導く接眼系と、を備えた観察光学系であって、体積型で
位相型で反射型のホログラムから成り、かつ、前記瞳か
ら見て対物像面と光学的に等価な面を前記対物像とは別
の位置に構成する光学的パワーを有するホログラムコン
バイナと、前記等価な面の位置で情報表示を行う情報表
示手段と、を備え、前記情報表示が前記対物像に重ね合
わされた状態で前記物体と共に観察されるように、前記
ホログラムコンバイナが前記対物像からの光を透過させ
るとともに前記情報表示手段からの光を反射させること
を特徴とする。
に、第１の発明の観察光学系は、外界の物体を拡大又は
縮小観察することができるように、前記物体の像を対物
像として形成する対物系と、前記対物像を拡大して瞳に
導く接眼系と、を備えた観察光学系であって、体積型で
位相型で反射型のホログラムから成り、かつ、前記瞳か
ら見て対物像面と光学的に等価な面を前記対物像とは別
の位置に構成する光学的パワーを有するホログラムコン
バイナと、前記等価な面の位置で情報表示を行う情報表
示手段と、を備え、前記情報表示が前記対物像に重ね合
わされた状態で前記物体と共に観察されるように、前記
ホログラムコンバイナが前記対物像からの光を透過させ
るとともに前記情報表示手段からの光を反射させること
を特徴とする。
【０００６】第２の発明の観察光学系は、上記第１の発
明の構成において、前記ホログラムコンバイナが前記接
眼系よりも物体側に配置されていることを特徴とする。
明の構成において、前記ホログラムコンバイナが前記接
眼系よりも物体側に配置されていることを特徴とする。
【０００７】第３の発明の観察光学系は、上記第２の発
明の構成において、前記対物像が実像から成るケプラー
式の観察光学系であって、前記物体が正立正像として観
察されるように像反転を行う反転系を含み、この反転系
中に前記ホログラムコンバイナが配置されていることを
特徴とする。
明の構成において、前記対物像が実像から成るケプラー
式の観察光学系であって、前記物体が正立正像として観
察されるように像反転を行う反転系を含み、この反転系
中に前記ホログラムコンバイナが配置されていることを
特徴とする。
【０００８】第４の発明の観察光学系は、上記第２の発
明の構成において、前記ホログラムコンバイナが２光束
干渉記録により作成された位相型ホログラムであり、そ
の作成光の一つが前記接眼系と同一の光学系で構成され
ることを特徴とする。
明の構成において、前記ホログラムコンバイナが２光束
干渉記録により作成された位相型ホログラムであり、そ
の作成光の一つが前記接眼系と同一の光学系で構成され
ることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明を実施した観察光学
系を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態相
互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して
重複説明を適宜省略する。
系を、図面を参照しつつ説明する。なお、実施の形態相
互で同一の部分や相当する部分には同一の符号を付して
重複説明を適宜省略する。
【００１０】《第１の実施の形態(図１)》図１に、第１
の実施の形態の光学構成を示す。第１の実施の形態は、
外界の物体(つまり被写体)を拡大又は縮小観察すること
ができるように、物体の像を対物像(I1)として形成する
対物系(LO)と、対物像(I1)を拡大して瞳(EP)に導く接眼
系(LE)と、を備えた、一眼レフカメラのファインダー光
学系である。このファインダー光学系は、対物系(LO)，
ミラー(M1)，焦点板(P1)，コンデンサーレンズ(LC)，ペ
ンタダハプリズム(PD)，接眼系(LE)，保護ガラス(P2)等
で構成された一般的なファインダー系の構成に加えて、
照明光源(LT)，表示素子(DD)，ホログラムコンバイナ(H
C)等で構成された情報表示系を備えている。なお、図中
のFLはフィルム面である。
の実施の形態の光学構成を示す。第１の実施の形態は、
外界の物体(つまり被写体)を拡大又は縮小観察すること
ができるように、物体の像を対物像(I1)として形成する
対物系(LO)と、対物像(I1)を拡大して瞳(EP)に導く接眼
系(LE)と、を備えた、一眼レフカメラのファインダー光
学系である。このファインダー光学系は、対物系(LO)，
ミラー(M1)，焦点板(P1)，コンデンサーレンズ(LC)，ペ
ンタダハプリズム(PD)，接眼系(LE)，保護ガラス(P2)等
で構成された一般的なファインダー系の構成に加えて、
照明光源(LT)，表示素子(DD)，ホログラムコンバイナ(H
C)等で構成された情報表示系を備えている。なお、図中
のFLはフィルム面である。
【００１１】焦点板(P1)上には対物系(LO)によって対物
像(I1)が形成され、焦点板(P1)から発せられた被写体光
でファインダー画面が構成される。対物像(I1)からの被
写体光は、コンデンサーレンズ(LC)で集光されてペンタ
ダハプリズム(PD)に入射する。ペンタダハプリズム(PD)
は、被写体が正立正像として観察されるように像反転を
行う反転系を構成している。ペンタダハプリズム(PD)で
の像反転後、ペンタダハプリズム(PD)を射出した被写体
光は、接眼系(LE)と保護ガラス(P2)を通過して瞳(EP)に
到達する。
像(I1)が形成され、焦点板(P1)から発せられた被写体光
でファインダー画面が構成される。対物像(I1)からの被
写体光は、コンデンサーレンズ(LC)で集光されてペンタ
ダハプリズム(PD)に入射する。ペンタダハプリズム(PD)
は、被写体が正立正像として観察されるように像反転を
行う反転系を構成している。ペンタダハプリズム(PD)で
の像反転後、ペンタダハプリズム(PD)を射出した被写体
光は、接眼系(LE)と保護ガラス(P2)を通過して瞳(EP)に
到達する。
【００１２】ペンタダハプリズム(PD)は、入射面(S1)，
ダハ反射面(第１，第２反射面)(SD)，最終反射面(第３
反射面)(SR)，射出面(S2)等の複数の端面を有している
が、そのうちの最終反射面(SR)にホログラムコンバイナ
(HC)が配置されている。つまり、ペンタダハプリズム(P
D)の前方の面が透過面(ST)になっており、その透過面(S
T)と最終反射面(SR)との間にホログラムコンバイナ(HC)
が位置しているのである。このホログラムコンバイナ(H
C)は、体積型で位相型で反射型のホログラムから成って
おり、対物像(I1)からの被写体光を透過させるとともに
表示素子(DD)の表示面(IM)からの情報表示光を反射させ
る機能を有している。また、ホログラムコンバイナ(HC)
を構成しているホログラムは、それ自体に特定の表示画
像が記録されているわけではなく、情報表示光を被写体
光と重ね合わせるコンバイナレンズとして機能するもの
である。
ダハ反射面(第１，第２反射面)(SD)，最終反射面(第３
反射面)(SR)，射出面(S2)等の複数の端面を有している
が、そのうちの最終反射面(SR)にホログラムコンバイナ
(HC)が配置されている。つまり、ペンタダハプリズム(P
D)の前方の面が透過面(ST)になっており、その透過面(S
T)と最終反射面(SR)との間にホログラムコンバイナ(HC)
が位置しているのである。このホログラムコンバイナ(H
C)は、体積型で位相型で反射型のホログラムから成って
おり、対物像(I1)からの被写体光を透過させるとともに
表示素子(DD)の表示面(IM)からの情報表示光を反射させ
る機能を有している。また、ホログラムコンバイナ(HC)
を構成しているホログラムは、それ自体に特定の表示画
像が記録されているわけではなく、情報表示光を被写体
光と重ね合わせるコンバイナレンズとして機能するもの
である。
【００１３】表示素子(DD)と照明光源(LT)は情報表示手
段を構成している。表示素子(DD)はＬＣＤ(liquid crys
tal display)に代表される光変調素子であり、照明光源
(LT)からの光を変調して表示面(IM)で任意の情報表示を
行う。表示される情報としては、露出関連データ(シャ
ッター速度，絞り値，露出補正値等)，撮影エリア(視野
枠表示)，測距エリア(ＡＦフレーム表示)，測光エリア
(測光フレーム表示)，焦点検出結果(合焦／非合焦，前
ピン／後ピン)，焦点調節方向，フラッシュ光関連デー
タ等が挙げられる。なお、ＬＣＤ等の光変調素子の代わ
りに、表示面(IM)位置で差し替え可能なマスクを用いて
もよい。また、ＬＥＤ(light emitting diode)等の発光
素子を備えた自己発光タイプの表示装置を、情報表示手
段として用いてもよい。
段を構成している。表示素子(DD)はＬＣＤ(liquid crys
tal display)に代表される光変調素子であり、照明光源
(LT)からの光を変調して表示面(IM)で任意の情報表示を
行う。表示される情報としては、露出関連データ(シャ
ッター速度，絞り値，露出補正値等)，撮影エリア(視野
枠表示)，測距エリア(ＡＦフレーム表示)，測光エリア
(測光フレーム表示)，焦点検出結果(合焦／非合焦，前
ピン／後ピン)，焦点調節方向，フラッシュ光関連デー
タ等が挙げられる。なお、ＬＣＤ等の光変調素子の代わ
りに、表示面(IM)位置で差し替え可能なマスクを用いて
もよい。また、ＬＥＤ(light emitting diode)等の発光
素子を備えた自己発光タイプの表示装置を、情報表示手
段として用いてもよい。
【００１４】ホログラムコンバイナ(HC)は、瞳(EP)から
見て対物像面(I1)と光学的に等価な面を対物像(I1)とは
別の位置に構成する光学的パワーを有している。また、
表示素子(DD)の表示面(IM)は、瞳(EP)から見て対物像面
(I1)と光学的に等価な面に位置している。つまり、瞳(E
P)からの平行光束がホログラムコンバイナ(HC)で反射さ
れて表示面(IM)位置で結像するように、表示素子(DD)が
配置されているのである。したがって、対物像(I1)から
の被写体光は反射面(SR)での反射前後にホログラムコン
バイナ(HC)を透過し、一方、表示面(IM)からの情報表示
光はホログラムコンバイナ(HC)で反射する。そして、ホ
ログラムコンバイナ(HC)での透過光(被写体光)と反射光
(情報表示光)が、共に接眼系(LE)に向かって進み、透過
光で構成される被写体像と反射光で構成される情報表示
像とが接眼系(LE)によって同一位置に虚像として投影さ
れる。つまり、情報表示は対物像(I1)に重ね合わされた
状態で被写体と共にファインダー視野内に観察されるこ
とになる。
見て対物像面(I1)と光学的に等価な面を対物像(I1)とは
別の位置に構成する光学的パワーを有している。また、
表示素子(DD)の表示面(IM)は、瞳(EP)から見て対物像面
(I1)と光学的に等価な面に位置している。つまり、瞳(E
P)からの平行光束がホログラムコンバイナ(HC)で反射さ
れて表示面(IM)位置で結像するように、表示素子(DD)が
配置されているのである。したがって、対物像(I1)から
の被写体光は反射面(SR)での反射前後にホログラムコン
バイナ(HC)を透過し、一方、表示面(IM)からの情報表示
光はホログラムコンバイナ(HC)で反射する。そして、ホ
ログラムコンバイナ(HC)での透過光(被写体光)と反射光
(情報表示光)が、共に接眼系(LE)に向かって進み、透過
光で構成される被写体像と反射光で構成される情報表示
像とが接眼系(LE)によって同一位置に虚像として投影さ
れる。つまり、情報表示は対物像(I1)に重ね合わされた
状態で被写体と共にファインダー視野内に観察されるこ
とになる。
【００１５】ホログラムコンバイナ(HC)には、波長選択
性の高いホログラムを用いる必要がある。波長選択性が
低いと、情報表示光の波長以外の波長の被写体光が、ホ
ログラムコンバイナ(HC)で反射されてしまうからであ
る。ホログラムコンバイナ(HC)に反射型ホログラムを用
いているのは、このためである。反射型ホログラムは、
透過型ホログラムに比べて波長選択性が非常に高い。つ
まり、特定の波長には反応するが、その他の波長には反
応しないのである。被写体光の一部の波長(情報表示光
と同じ波長)以外には反応しないので、被写体光はほと
んどホログラムコンバイナ(HC)の影響を受けない。した
がって、被写体像，情報表示像とも明るく良好な観察が
可能となる。これは透過型ホログラムでは達成できない
大きな特長である。
性の高いホログラムを用いる必要がある。波長選択性が
低いと、情報表示光の波長以外の波長の被写体光が、ホ
ログラムコンバイナ(HC)で反射されてしまうからであ
る。ホログラムコンバイナ(HC)に反射型ホログラムを用
いているのは、このためである。反射型ホログラムは、
透過型ホログラムに比べて波長選択性が非常に高い。つ
まり、特定の波長には反応するが、その他の波長には反
応しないのである。被写体光の一部の波長(情報表示光
と同じ波長)以外には反応しないので、被写体光はほと
んどホログラムコンバイナ(HC)の影響を受けない。した
がって、被写体像，情報表示像とも明るく良好な観察が
可能となる。これは透過型ホログラムでは達成できない
大きな特長である。
【００１６】上記波長選択性を更に詳しく説明する。図
６(Ａ)にホログラム記録時の感光材料(H)と作成光(La,L
b)との関係を示し、図６(Ｂ)にホログラム再生時のホロ
グラム(H')と再生光等(La',Lb')との関係を示す。Laが
物体光(波長λ0)、Lbが参照光(波長λ0)、La'が再生
光、Lb'が再生照明光(波長λc)である。ここでは、感光
材料(H)に物体光(La)を垂直に入射させた場合のホログ
ラム(H')を考える。
６(Ａ)にホログラム記録時の感光材料(H)と作成光(La,L
b)との関係を示し、図６(Ｂ)にホログラム再生時のホロ
グラム(H')と再生光等(La',Lb')との関係を示す。Laが
物体光(波長λ0)、Lbが参照光(波長λ0)、La'が再生
光、Lb'が再生照明光(波長λc)である。ここでは、感光
材料(H)に物体光(La)を垂直に入射させた場合のホログ
ラム(H')を考える。
【００１７】再生光波長(λc)を記録波長(λ0)からずら
していった場合の再生光強度は、角度選択性の場合と同
様な振る舞いを示し、強度が最大の波長(λ0)から最初
に０となる波長までの巾(Δλ)、及びこれに伴う角度変
化量(Δθ)は、以下の式(1),(2)でそれぞれ近似的に表
される。 Δλ＝(dz・λ0)／T＝λ02／[T・{n±√(n2−sin2θr)}] …(1) Δθ＝−(sinθr)×(Δλ／λ0) …(2) ここで、 θr：参照光(Lb)の入射角度、 n ：感光材料(H)の屈折率、 λ0：記録波長、 dz ：干渉縞の感光材料厚み方向の間隔、 T ：感光材料(H)の厚み、 である。
していった場合の再生光強度は、角度選択性の場合と同
様な振る舞いを示し、強度が最大の波長(λ0)から最初
に０となる波長までの巾(Δλ)、及びこれに伴う角度変
化量(Δθ)は、以下の式(1),(2)でそれぞれ近似的に表
される。 Δλ＝(dz・λ0)／T＝λ02／[T・{n±√(n2−sin2θr)}] …(1) Δθ＝−(sinθr)×(Δλ／λ0) …(2) ここで、 θr：参照光(Lb)の入射角度、 n ：感光材料(H)の屈折率、 λ0：記録波長、 dz ：干渉縞の感光材料厚み方向の間隔、 T ：感光材料(H)の厚み、 である。
【００１８】Δλが小さいほど、波長選択性は良い。し
たがって、上記式(1),(2)より、 感光材料(ホログラム)が厚い(Tが大きい) dzが小さい(＝θrが大きい) 感光材料の屈折率(n)が大きい 記録波長(λ0)が短い ほど、波長選択性は高まることが分かる。
たがって、上記式(1),(2)より、 感光材料(ホログラム)が厚い(Tが大きい) dzが小さい(＝θrが大きい) 感光材料の屈折率(n)が大きい 記録波長(λ0)が短い ほど、波長選択性は高まることが分かる。
【００１９】図７に、感光材料の屈折率n＝1.5，作成波
長λ0＝500nm，感光材料の厚みT＝5μｍのときの２光束
の角度差(θr)に対する、反射型ホログラム(HR)と透過
型ホログラム(HT)の波長選択性(波長巾Δλ)を示す。２
光束の角度差(θr)が90度以上となるとき{すなわち反射
型ホログラム(HR)の場合}、透過型ホログラム(HT)に比
べて波長選択性がかなり高いことが分かる。
長λ0＝500nm，感光材料の厚みT＝5μｍのときの２光束
の角度差(θr)に対する、反射型ホログラム(HR)と透過
型ホログラム(HT)の波長選択性(波長巾Δλ)を示す。２
光束の角度差(θr)が90度以上となるとき{すなわち反射
型ホログラム(HR)の場合}、透過型ホログラム(HT)に比
べて波長選択性がかなり高いことが分かる。
【００２０】ところで、平面型ホログラム(いわゆる薄
いホログラム)では高次の回折光に相当する光が再生さ
れるが、体積型ホログラム(いわゆる厚いホログラム)で
は１つの次数の光しか再生されない。したがって、ホロ
グラムコンバイナ(HC)としては、高い回折効率を得るこ
とができる体積型ホログラムが望ましい。また、振幅型
ホログラムでは再生照明光がホログラムを通過するとき
に吸収されるが、位相型ホログラムでは光の吸収がな
い。したがって、ホログラムコンバイナ(HC)としては、
明るい情報表示像を得ることができる位相型ホログラム
が望ましい。なお、体積型ホログラムの場合、反射型の
方が透過型に比べて高い角度選択性を持たせることがで
きるので、体積型で反射型のホログラムを用いることに
は、ホログラムコンバイナ(HC)の配置の自由度が高くな
るというメリットがある。以上のような理由から、本実
施の形態ではホログラムコンバイナ(HC)に体積型・位相
型・反射型のホログラムを用いている。
いホログラム)では高次の回折光に相当する光が再生さ
れるが、体積型ホログラム(いわゆる厚いホログラム)で
は１つの次数の光しか再生されない。したがって、ホロ
グラムコンバイナ(HC)としては、高い回折効率を得るこ
とができる体積型ホログラムが望ましい。また、振幅型
ホログラムでは再生照明光がホログラムを通過するとき
に吸収されるが、位相型ホログラムでは光の吸収がな
い。したがって、ホログラムコンバイナ(HC)としては、
明るい情報表示像を得ることができる位相型ホログラム
が望ましい。なお、体積型ホログラムの場合、反射型の
方が透過型に比べて高い角度選択性を持たせることがで
きるので、体積型で反射型のホログラムを用いることに
は、ホログラムコンバイナ(HC)の配置の自由度が高くな
るというメリットがある。以上のような理由から、本実
施の形態ではホログラムコンバイナ(HC)に体積型・位相
型・反射型のホログラムを用いている。
【００２１】前述したように、ホログラムコンバイナ(H
C)は、瞳(EP)から見て対物像面(I1)と光学的に等価な面
を対物像(I1)とは別の位置に構成する光学的パワーを有
している。この光学的パワーは、表示面(IM)からの情報
表示光を接眼系(LE)に向けて偏向するパワーと、表示面
(IM)の位置をペンタダハプリズム(PD)に寄せるレンズ的
な正のパワーと、を含んでいる。対物像面(I1)と光学的
に等価な面は、情報表示光を偏向するパワーにより対物
像(I1)とは違う方向に向けて配され、一方、レンズ的な
正のパワーによりペンタダハプリズム(PD)の端面位置に
配される。先に述べたように、この等価な面に表示素子
(DD)の表示面(IM)を配置することにより、任意の表示パ
ターンでの表示が可能となる。
C)は、瞳(EP)から見て対物像面(I1)と光学的に等価な面
を対物像(I1)とは別の位置に構成する光学的パワーを有
している。この光学的パワーは、表示面(IM)からの情報
表示光を接眼系(LE)に向けて偏向するパワーと、表示面
(IM)の位置をペンタダハプリズム(PD)に寄せるレンズ的
な正のパワーと、を含んでいる。対物像面(I1)と光学的
に等価な面は、情報表示光を偏向するパワーにより対物
像(I1)とは違う方向に向けて配され、一方、レンズ的な
正のパワーによりペンタダハプリズム(PD)の端面位置に
配される。先に述べたように、この等価な面に表示素子
(DD)の表示面(IM)を配置することにより、任意の表示パ
ターンでの表示が可能となる。
【００２２】ホログラムコンバイナ(HC)のレンズ的なパ
ワーにより、情報表示像と被写体像とで観察者に対する
拡大率(言い換えれば焦点距離)が異なるようにすること
ができる。このため、情報表示像の大きさ、すなわち表
示面(IM)の大きさを小さくすることができる。さらに、
表示素子(DD)の配置にも自由度を与えることができるた
め、表示面(IM)位置をペンタダハプリズム(PD)の適当な
面に配置することができる。なお、ホログラムコンバイ
ナ(HC)にレンズ的なパワーを持たせないと、ペンタダハ
プリズム(PD)から離れた位置に表示面(IM)の大きな表示
素子(DD)を配置しなければならなくなり、ファインダー
光学系全体が大型化することになる。以上のように、ホ
ログラムコンバイナ(HC)にレンズ的なパワーを持たせる
ことにより、広い表示領域が得られ、コンパクトな配置
構成が可能となる。
ワーにより、情報表示像と被写体像とで観察者に対する
拡大率(言い換えれば焦点距離)が異なるようにすること
ができる。このため、情報表示像の大きさ、すなわち表
示面(IM)の大きさを小さくすることができる。さらに、
表示素子(DD)の配置にも自由度を与えることができるた
め、表示面(IM)位置をペンタダハプリズム(PD)の適当な
面に配置することができる。なお、ホログラムコンバイ
ナ(HC)にレンズ的なパワーを持たせないと、ペンタダハ
プリズム(PD)から離れた位置に表示面(IM)の大きな表示
素子(DD)を配置しなければならなくなり、ファインダー
光学系全体が大型化することになる。以上のように、ホ
ログラムコンバイナ(HC)にレンズ的なパワーを持たせる
ことにより、広い表示領域が得られ、コンパクトな配置
構成が可能となる。
【００２３】ホログラムコンバイナ(HC)の配置に関して
は、本実施の形態のようにホログラムコンバイナ(HC)を
接眼系(LE)よりも物体側(すなわち前方)に配置するのが
望ましい。ホログラムコンバイナ(HC)を接眼系(LE)より
も物体側に配置すると、情報表示像も被写体像{対物像
(I1)}とあわせて接眼系(LE)により拡大観察されること
になるため、情報表示系のトータルの焦点距離を短く構
成することができる。したがって、表示面(IM)を小さく
することができ、ファインダー光学系のコンパクト化を
図ることができる。また、ホログラムコンバイナ(HC)に
必要とされるレンズ的なパワーも弱くすることができる
ので、情報表示系としての収差の劣化が低減されて収差
的に有利になる。その結果、高精細な情報表示像を良好
に得ることが可能となる。
は、本実施の形態のようにホログラムコンバイナ(HC)を
接眼系(LE)よりも物体側(すなわち前方)に配置するのが
望ましい。ホログラムコンバイナ(HC)を接眼系(LE)より
も物体側に配置すると、情報表示像も被写体像{対物像
(I1)}とあわせて接眼系(LE)により拡大観察されること
になるため、情報表示系のトータルの焦点距離を短く構
成することができる。したがって、表示面(IM)を小さく
することができ、ファインダー光学系のコンパクト化を
図ることができる。また、ホログラムコンバイナ(HC)に
必要とされるレンズ的なパワーも弱くすることができる
ので、情報表示系としての収差の劣化が低減されて収差
的に有利になる。その結果、高精細な情報表示像を良好
に得ることが可能となる。
【００２４】ホログラムコンバイナ(HC)が２光束干渉記
録により作成された位相型ホログラムであり、その作成
光(物体光，参照光)の一つが接眼系(LE)と同一の光学系
で構成されるのが望ましい。ホログラムコンバイナ(HC)
を使用時と同じ光束で作成すると最も高い回折効率が得
られ、これを用いれば周辺まで明るい情報表示像を得る
ことができる。また、これは最も良好な収差補正をホロ
グラムで行うことができる条件でもある。したがって、
上記構成を有するホログラムコンバイナ(HC)を用いるこ
とにより、明るく高精細な情報表示を行うことができ
る。
録により作成された位相型ホログラムであり、その作成
光(物体光，参照光)の一つが接眼系(LE)と同一の光学系
で構成されるのが望ましい。ホログラムコンバイナ(HC)
を使用時と同じ光束で作成すると最も高い回折効率が得
られ、これを用いれば周辺まで明るい情報表示像を得る
ことができる。また、これは最も良好な収差補正をホロ
グラムで行うことができる条件でもある。したがって、
上記構成を有するホログラムコンバイナ(HC)を用いるこ
とにより、明るく高精細な情報表示を行うことができ
る。
【００２５】また、本実施の形態のように対物像(I1)が
実像から成るケプラー式(実像式)のファインダー光学系
においては、被写体が正立正像として観察されるよう
に、像反転を行う反転系が必要である。その反転系を構
成しているのが、ペンタダハプリズム(PD)である。ペン
タダハプリズム(HC)中には、ホログラムコンバイナ(HC)
が配置されている。このように反転系中にホログラムコ
ンバイナ(HC)を配置することは、コンパクトで効率良く
ホログラムコンバイナ(HC)を配置する上で望ましい。
実像から成るケプラー式(実像式)のファインダー光学系
においては、被写体が正立正像として観察されるよう
に、像反転を行う反転系が必要である。その反転系を構
成しているのが、ペンタダハプリズム(PD)である。ペン
タダハプリズム(HC)中には、ホログラムコンバイナ(HC)
が配置されている。このように反転系中にホログラムコ
ンバイナ(HC)を配置することは、コンパクトで効率良く
ホログラムコンバイナ(HC)を配置する上で望ましい。
【００２６】本実施の形態のように反転系が複数の端面
から成るペンタダハプリズム(PD)等のブロック体で構成
される場合には、そのブロック体の端面(すなわち反転
系の端面)にホログラムコンバイナ(HC)を配置すると、
ホログラムコンバイナ(HC)専用のスペースを確保する必
要がなくなる。このため、コンパクトで効率の良い配置
構成を達成することができる。このようにブロック体の
端面にホログラムコンバイナ(HC)を設けた場合、情報表
示光をホログラムコンバイナ(HC)で反射させて被写体光
と合流させようとすると、ブロック体の内部方向に情報
表示光を反射させる必要が生じる。このため、ブロック
体の他の端面から情報表示光をブロック体内に入射させ
る構成をとることになる。本実施の形態では、反転系が
ペンタダハ構成を含んでいるので、最終反射面(SR)上に
ホログラムコンバイナ(HC)を配置し、情報表示光をダハ
反射面(SD)と射出面(S2)との隙間から入射させる構成を
とっている。一眼レフカメラ用のペンタダハタイプのフ
ァインダー光学系においては、この配置構成が効率的で
ある。
から成るペンタダハプリズム(PD)等のブロック体で構成
される場合には、そのブロック体の端面(すなわち反転
系の端面)にホログラムコンバイナ(HC)を配置すると、
ホログラムコンバイナ(HC)専用のスペースを確保する必
要がなくなる。このため、コンパクトで効率の良い配置
構成を達成することができる。このようにブロック体の
端面にホログラムコンバイナ(HC)を設けた場合、情報表
示光をホログラムコンバイナ(HC)で反射させて被写体光
と合流させようとすると、ブロック体の内部方向に情報
表示光を反射させる必要が生じる。このため、ブロック
体の他の端面から情報表示光をブロック体内に入射させ
る構成をとることになる。本実施の形態では、反転系が
ペンタダハ構成を含んでいるので、最終反射面(SR)上に
ホログラムコンバイナ(HC)を配置し、情報表示光をダハ
反射面(SD)と射出面(S2)との隙間から入射させる構成を
とっている。一眼レフカメラ用のペンタダハタイプのフ
ァインダー光学系においては、この配置構成が効率的で
ある。
【００２７】《第２の実施の形態(図２)》図２に、第２
の実施の形態の光学構成を示す。第２の実施の形態の特
徴は、情報表示系が再結像系を含む点にあり、そのほか
は第１の実施の形態と同様に構成されている。再結像系
は、表示面(IM)とホログラムコンバイナ(HC)との間に配
置された、ミラー(M2)，結像レンズ(L1)及びレンズ面を
成す入射面(S1')から成っている。
の実施の形態の光学構成を示す。第２の実施の形態の特
徴は、情報表示系が再結像系を含む点にあり、そのほか
は第１の実施の形態と同様に構成されている。再結像系
は、表示面(IM)とホログラムコンバイナ(HC)との間に配
置された、ミラー(M2)，結像レンズ(L1)及びレンズ面を
成す入射面(S1')から成っている。
【００２８】情報表示の明るさの点では、情報表示光の
ペンタダハプリズム(PD)への入射を、被写体光の光路に
使っていない光学面(つまり被写体光の光路間の隙間の
光学面)から行うことが望ましい。そのためには、情報
表示光の入射光束をできるだけ小さくする必要がある。
そこで本実施の形態では、結像面(I2)が再結像系によっ
て表示面(IM)位置で再結像するように表示素子(DD)を配
置するとともに、再結像系により入射面(S1')と瞳(EP)
とを略共役な関係とし、ホログラムコンバイナ(HC)によ
り情報表示光の瞳を入射面(S1')に一致させている。情
報表示光の瞳が入射面(S1')に一致しているため、入射
面(S1')位置での情報表示光の入射光束は小さくなって
いる。また、再結像系の結像倍率に自由度があるため、
表示領域の拡大が達成されて、第１の実施の形態に比べ
て領域の広い表示が可能となる。更に表示素子(DD)も小
さくすることができるので、コンパクトなファインダー
構成を実現することができる。
ペンタダハプリズム(PD)への入射を、被写体光の光路に
使っていない光学面(つまり被写体光の光路間の隙間の
光学面)から行うことが望ましい。そのためには、情報
表示光の入射光束をできるだけ小さくする必要がある。
そこで本実施の形態では、結像面(I2)が再結像系によっ
て表示面(IM)位置で再結像するように表示素子(DD)を配
置するとともに、再結像系により入射面(S1')と瞳(EP)
とを略共役な関係とし、ホログラムコンバイナ(HC)によ
り情報表示光の瞳を入射面(S1')に一致させている。情
報表示光の瞳が入射面(S1')に一致しているため、入射
面(S1')位置での情報表示光の入射光束は小さくなって
いる。また、再結像系の結像倍率に自由度があるため、
表示領域の拡大が達成されて、第１の実施の形態に比べ
て領域の広い表示が可能となる。更に表示素子(DD)も小
さくすることができるので、コンパクトなファインダー
構成を実現することができる。
【００２９】《第３の実施の形態(図３)》図３に、第３
の実施の形態の光学構成を示す。第３の実施の形態の特
徴は、パンケーキタイプの結像レンズ(L2)から成る再結
像系を情報表示系が含む点にある。そのほかは第２の実
施の形態と同様に構成されており、再結像系により得ら
れる効果も第２の実施の形態と同様である。結像レンズ
(L2)はペンタダハプリズム(PD)側に選択反射面(SP)を有
しており、選択反射面(SP)にはコレステリック液晶等が
用いられている。また、結像レンズ(L2)を構成している
凹反射面により、第１の実施の形態に比べて情報表示光
の収差性能の向上が図られ、高精細な表示観察が達成さ
れる。
の実施の形態の光学構成を示す。第３の実施の形態の特
徴は、パンケーキタイプの結像レンズ(L2)から成る再結
像系を情報表示系が含む点にある。そのほかは第２の実
施の形態と同様に構成されており、再結像系により得ら
れる効果も第２の実施の形態と同様である。結像レンズ
(L2)はペンタダハプリズム(PD)側に選択反射面(SP)を有
しており、選択反射面(SP)にはコレステリック液晶等が
用いられている。また、結像レンズ(L2)を構成している
凹反射面により、第１の実施の形態に比べて情報表示光
の収差性能の向上が図られ、高精細な表示観察が達成さ
れる。
【００３０】《第４の実施の形態(図４)》図４に、第４
の実施の形態の光学構成を示す。第４の実施の形態の特
徴は、ペンタダハプリズム(PD)の被写体光入射面(S1)に
ホログラムコンバイナ(HC)が配置され、結像プリズム(L
3)から成る再結像系を情報表示系が含む点にある。その
ほかは第１の実施の形態とほぼ同様に構成されており、
再結像系により得られる効果も第２の実施の形態と同様
である。
の実施の形態の光学構成を示す。第４の実施の形態の特
徴は、ペンタダハプリズム(PD)の被写体光入射面(S1)に
ホログラムコンバイナ(HC)が配置され、結像プリズム(L
3)から成る再結像系を情報表示系が含む点にある。その
ほかは第１の実施の形態とほぼ同様に構成されており、
再結像系により得られる効果も第２の実施の形態と同様
である。
【００３１】本実施の形態では、結像面(I2)が結像プリ
ズム(L3)によって表示面(IM)位置で再結像するように表
示素子(DD)を配置するとともに、結像プリズム(L3)によ
り入射面(S1')と瞳(EP)とを略共役な関係とし、ホログ
ラムコンバイナ(HC)により情報表示光の瞳を入射面(S
1')に一致させている。また、反転系がペンタダハ構成
を含んでいるので、被写体光の入射面(S1)上にホログラ
ムコンバイナ(HC)を配置し、情報表示光をダハ反射面(S
D)と最終反射面(SR)との隙間から入射させる構成をとっ
ている。一眼レフカメラ用のペンタダハタイプのファイ
ンダー光学系においては、この配置構成も効率的であ
る。
ズム(L3)によって表示面(IM)位置で再結像するように表
示素子(DD)を配置するとともに、結像プリズム(L3)によ
り入射面(S1')と瞳(EP)とを略共役な関係とし、ホログ
ラムコンバイナ(HC)により情報表示光の瞳を入射面(S
1')に一致させている。また、反転系がペンタダハ構成
を含んでいるので、被写体光の入射面(S1)上にホログラ
ムコンバイナ(HC)を配置し、情報表示光をダハ反射面(S
D)と最終反射面(SR)との隙間から入射させる構成をとっ
ている。一眼レフカメラ用のペンタダハタイプのファイ
ンダー光学系においては、この配置構成も効率的であ
る。
【００３２】《第５の実施の形態(図５)》図５に、第５
の実施の形態の光学構成を示す。第５の実施の形態は、
被写体を拡大又は縮小観察することができるように、被
写体像を対物像(I1)として形成する対物系(LO)と、対物
像(I1)を拡大して瞳(EP)に導く接眼系(LE)と、を備え
た、レンズシャッターカメラの別体型実像式ファインダ
ー光学系である。このファインダー光学系は、対物系(L
O)，視野枠(MS)，第１プリズム(Pr1)，第２プリズム(Pr
2)，接眼系(LE)等で構成された一般的なファインダー系
の構成に加えて、照明光源(LT)，表示素子(DD)，ホログ
ラムコンバイナ(HC)等で構成された情報表示系を備えて
いる。
の実施の形態の光学構成を示す。第５の実施の形態は、
被写体を拡大又は縮小観察することができるように、被
写体像を対物像(I1)として形成する対物系(LO)と、対物
像(I1)を拡大して瞳(EP)に導く接眼系(LE)と、を備え
た、レンズシャッターカメラの別体型実像式ファインダ
ー光学系である。このファインダー光学系は、対物系(L
O)，視野枠(MS)，第１プリズム(Pr1)，第２プリズム(Pr
2)，接眼系(LE)等で構成された一般的なファインダー系
の構成に加えて、照明光源(LT)，表示素子(DD)，ホログ
ラムコンバイナ(HC)等で構成された情報表示系を備えて
いる。
【００３３】本実施の形態における反転系は、ダハ反射
面(SD)を有する第１プリズム(Pr1)と、第１プリズム(Pr
1)との間に微小な空間をもって配置された第２プリズム
(Pr2)と、で構成されている。第１プリズム(Pr1)と第２
プリズム(Pr2)との隙間は、全反射，透過を行うＴＩＲ
面(SS)を構成しており、これにより被写体光を瞳(EP)に
導いている。このＴＩＲ面(SS)の第２プリズム(Pr2)側
にはホログラムコンバイナ(HC)が配置されており、被写
体光はホログラムコンバイナ(HC)を透過し、一方、表示
面(IM)からの情報表示光はホログラムコンバイナ(HC)で
反射する。そして、ホログラムコンバイナ(HC)での透過
光(被写体光)と反射光(情報表示光)が、共に接眼系(LE)
に向かって進み、透過光で構成される被写体像と反射光
で構成される情報表示像とが接眼系(LE)によって同一位
置に虚像として投影される。つまり、情報表示は対物像
(I1)に重ね合わされた状態で被写体と共にファインダー
視野内に観察されることになる。
面(SD)を有する第１プリズム(Pr1)と、第１プリズム(Pr
1)との間に微小な空間をもって配置された第２プリズム
(Pr2)と、で構成されている。第１プリズム(Pr1)と第２
プリズム(Pr2)との隙間は、全反射，透過を行うＴＩＲ
面(SS)を構成しており、これにより被写体光を瞳(EP)に
導いている。このＴＩＲ面(SS)の第２プリズム(Pr2)側
にはホログラムコンバイナ(HC)が配置されており、被写
体光はホログラムコンバイナ(HC)を透過し、一方、表示
面(IM)からの情報表示光はホログラムコンバイナ(HC)で
反射する。そして、ホログラムコンバイナ(HC)での透過
光(被写体光)と反射光(情報表示光)が、共に接眼系(LE)
に向かって進み、透過光で構成される被写体像と反射光
で構成される情報表示像とが接眼系(LE)によって同一位
置に虚像として投影される。つまり、情報表示は対物像
(I1)に重ね合わされた状態で被写体と共にファインダー
視野内に観察されることになる。
【００３４】実像式ファインダーの場合、対物像面(I1)
の位置にＡＦフレーム等のターゲットマークが配置され
るが、その配置のためには対物像面(I1)の位置に物理的
な面が必要とされる。この物理的な面にゴミ等が付着す
れば、そのゴミも対物像(I1)と共に接眼系(LE)により拡
大されて、視野にゴミが重なって見えてしまうことにな
り、品位が損なわれる。本実施の形態のファインダー光
学系では、ホログラムコンバイナ(HC)によってターゲッ
トマーク等の情報表示が行われるので、対物像面(I1)に
は物理的な面は必要ない。したがって、ゴミが見えるこ
とのないすっきりした視界が得られる。
の位置にＡＦフレーム等のターゲットマークが配置され
るが、その配置のためには対物像面(I1)の位置に物理的
な面が必要とされる。この物理的な面にゴミ等が付着す
れば、そのゴミも対物像(I1)と共に接眼系(LE)により拡
大されて、視野にゴミが重なって見えてしまうことにな
り、品位が損なわれる。本実施の形態のファインダー光
学系では、ホログラムコンバイナ(HC)によってターゲッ
トマーク等の情報表示が行われるので、対物像面(I1)に
は物理的な面は必要ない。したがって、ゴミが見えるこ
とのないすっきりした視界が得られる。
【００３５】《その他の実施の形態等》前記各実施の形
態のようにホログラムコンバイナ(HC)を用いる構成は、
実像式ファインダー光学系に限らず、図８に示すような
逆ガリレオ式等の虚像式ファインダー光学系にも適用可
能であり、また、反転系としてリレーレンズ(LR)を用い
た、図９に示すようなリレー式ファインダー光学系にも
適用可能である。このリレー式ファインダー構成(図９)
では、対物像(I1)の２次像と表示面(IM)の情報表示像と
が結像面(I2)位置で重ね合わされることになる。さら
に、ホログラムコンバイナ(HC)を用いる構成は、カメラ
のファインダー光学系に限らず、双眼鏡，顕微鏡等の観
察光学系についても同様の適用が可能である。なお、前
述した第１〜第５の実施の形態では反転系をプリズムで
構成しているが、中空ペンタミラー等の表面反射を組み
合わせたもので反転系を構成してもよい。その場合、平
面ミラーの表面にホログラムコンバイナ(HC)を貼り付け
れば、前述した実施の形態の場合と同様の作用効果を得
ることができる。
態のようにホログラムコンバイナ(HC)を用いる構成は、
実像式ファインダー光学系に限らず、図８に示すような
逆ガリレオ式等の虚像式ファインダー光学系にも適用可
能であり、また、反転系としてリレーレンズ(LR)を用い
た、図９に示すようなリレー式ファインダー光学系にも
適用可能である。このリレー式ファインダー構成(図９)
では、対物像(I1)の２次像と表示面(IM)の情報表示像と
が結像面(I2)位置で重ね合わされることになる。さら
に、ホログラムコンバイナ(HC)を用いる構成は、カメラ
のファインダー光学系に限らず、双眼鏡，顕微鏡等の観
察光学系についても同様の適用が可能である。なお、前
述した第１〜第５の実施の形態では反転系をプリズムで
構成しているが、中空ペンタミラー等の表面反射を組み
合わせたもので反転系を構成してもよい。その場合、平
面ミラーの表面にホログラムコンバイナ(HC)を貼り付け
れば、前述した実施の形態の場合と同様の作用効果を得
ることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ホ
ログラムを用いて任意の情報表示を行うことができる観
察光学系を実現することができる。
ログラムを用いて任意の情報表示を行うことができる観
察光学系を実現することができる。
【図１】第１の実施の形態を示す光学構成図。
【図２】第２の実施の形態を示す光学構成図。
【図３】第３の実施の形態を示す光学構成図。
【図４】第４の実施の形態を示す光学構成図。
【図５】第５の実施の形態を示す光学構成図。
【図６】ホログラムの記録・再生を説明するための模式
図。
図。
【図７】ホログラムの２光束角度差に対する波長選択性
を示すグラフ。
を示すグラフ。
【図８】逆ガリレオ式ファインダー光学系の実施の形態
を示す光学構成図。
を示す光学構成図。
【図９】リレー式ファインダー光学系の実施の形態を示
す光学構成図。
す光学構成図。
LO …対物系 LE …接眼系 PD …ペンタダハプリズム(反転系) HC …ホログラムコンバイナ DD …表示素子(情報表示手段) IM …表示面
Claims (4)
- 【請求項１】 外界の物体を拡大又は縮小観察すること
ができるように、前記物体の像を対物像として形成する
対物系と、前記対物像を拡大して瞳に導く接眼系と、を
備えた観察光学系であって、 体積型で位相型で反射型のホログラムから成り、かつ、
前記瞳から見て対物像面と光学的に等価な面を前記対物
像とは別の位置に構成する光学的パワーを有するホログ
ラムコンバイナと、前記等価な面の位置で情報表示を行
う情報表示手段と、を備え、前記情報表示が前記対物像
に重ね合わされた状態で前記物体と共に観察されるよう
に、前記ホログラムコンバイナが前記対物像からの光を
透過させるとともに前記情報表示手段からの光を反射さ
せることを特徴とする観察光学系。 - 【請求項２】 前記ホログラムコンバイナが前記接眼系
よりも物体側に配置されていることを特徴とする請求項
１記載の観察光学系。 - 【請求項３】 前記対物像が実像から成るケプラー式の
観察光学系であって、前記物体が正立正像として観察さ
れるように像反転を行う反転系を含み、この反転系中に
前記ホログラムコンバイナが配置されていることを特徴
とする請求項２記載の観察光学系。 - 【請求項４】 前記ホログラムコンバイナが２光束干渉
記録により作成された位相型ホログラムであり、その作
成光の一つが前記接眼系と同一の光学系で構成されるこ
とを特徴とする請求項２記載の観察光学系。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29799198A JP3674341B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 情報表示機能を有する観察光学系 |
| US09/421,575 US6914726B2 (en) | 1998-10-20 | 1999-10-20 | Optical apparatus and viewing optical system thereof which is capable of displaying information |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29799198A JP3674341B2 (ja) | 1998-10-20 | 1998-10-20 | 情報表示機能を有する観察光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000122158A true JP2000122158A (ja) | 2000-04-28 |
| JP3674341B2 JP3674341B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=17853724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Country Status (2)
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|---|---|
| US (1) | US6914726B2 (ja) |
| JP (1) | JP3674341B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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