JP2004264520A - ファインダ装置とこれを有するカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】被写体像と撮影再生画像を表示する表示素子とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダであって、表示素子光学系の設計自由度、表示品質および表示自由度の高いファインダ装置とこれを用いたカメラを提供すること。
【解決手段】撮影レンズからの光が結像される焦点板５と、前記焦点板５に結像された一次像を二次像面に結像するリレーレンズ１１と、前記撮影レンズからの光が結像される撮像装置１９と、前記撮像装置１９からの情報または撮影制御情報を処理する処理手段２１と、前記処理手段２１からの情報を表示する表示装置２９と、前記表示装置２９の表示像を前記二次像面に結像する表示用レンズ系３３と、前記一次像と前記表示像とを前記二次像面に重ねて、または切り替えて表示する光学処理手段３５と、前記二次像面の像を観察する接眼レンズ１５とを具備してなること。
【選択図】 図１
【解決手段】撮影レンズからの光が結像される焦点板５と、前記焦点板５に結像された一次像を二次像面に結像するリレーレンズ１１と、前記撮影レンズからの光が結像される撮像装置１９と、前記撮像装置１９からの情報または撮影制御情報を処理する処理手段２１と、前記処理手段２１からの情報を表示する表示装置２９と、前記表示装置２９の表示像を前記二次像面に結像する表示用レンズ系３３と、前記一次像と前記表示像とを前記二次像面に重ねて、または切り替えて表示する光学処理手段３５と、前記二次像面の像を観察する接眼レンズ１５とを具備してなること。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラのファインダ内表示装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
固体撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて、周囲の外光に影響されず高精細な撮影再生画像を観察可能な方法として、外光の影響を受けにくいファインダ内で再生画像を拡大観察する方法が採用されている。特に、撮影レンズの光学的結像状態と、撮影再生画像とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダ光学系が提案されている。この提案では、ファインダ光学系にリレーレンズ方式を採用し、リレーレンズの像面と等価な位置に画像の表示素子を配置し、ミラー等による光路切り替えによって、光学的結像と再生画像との切り替えまたは重ね合わせを行っている。さらに、表示素子にカメラの制御情報等（シャッター速度、絞り値、ＡＦエリア等）を表示して、光学的結像と同時に観察できるように構成している。（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２４５１１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の開示例では、撮影画像を表示する表示素子をリレーレンズの像面と等価な位置に直接配置しているため、リレーレンズによる結像と表示素子とを適切な大きさで観察するようにするためには、リレーレンズの像面の大きさと表示素子の大きさが一致している必要が有り、表示素子の選択の幅が狭まってしまうという問題がある。また、リレーレンズの像面と等価な位置に表示素子を配置する必要があるため、表示素子の光学系にプリズムや偏光ビームスプリッタなどを用いてより高性能な表示光学系を自由に設計できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、被写体像と撮影再生画像を表示する表示素子とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダであって、表示素子光学系の設計自由度、表示品質および表示自由度の高いファインダ装置とこれを用いたカメラを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、撮影レンズからの光が結像される焦点板と、前記焦点板に結像された一次像を二次像面に結像するリレーレンズと、前記撮影レンズからの光が結像される撮像装置と、前記撮像装置からの情報または撮影制御情報を処理する処理手段と、前記処理手段からの情報を表示する表示装置と、前記表示装置の表示像を前記二次像面に結像する表示用レンズ系と、前記一次像と前記表示像とを前記二次像面に重ねて、または切り替えて表示する光学処理手段と、前記二次像面の像を観察する接眼レンズとを具備してなることを特徴とするファインダ装置を提供する。
【０００７】
また、本発明のファインダ装置では、前記二次像面に結像された前記一次像と前記表示像の大きさは、当該表示像の方が大となるように前記表示用レンズ系が特性付けられていることが望ましい。
【０００８】
また、本発明のファインダ装置では、前記表示装置は、反射型偏光変換表示素子または微小ミラーアレイ素子からなり、当該反射型偏光変換表示素子または微小ミラーアレイ素子を照明する照明光学系を有していることが望ましい。
【０００９】
また、本発明のファインダ装置では、前記リレーレンズの光軸と前記表示用レンズ系の光軸とのなす角度を９０度未満とした構成とすることが望ましい。
【００１０】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記リレーレンズと前記二次像面との間に設けられていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記リレーレンズの光軸に対する傾斜角度または設置位置を変えることによって前記一次像と前記表示像との切り替えを行うことが望ましい。
【００１２】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記二次像面において前記一次像と前記表示像の明るさが略等しくなるように透過率特性を可変できることが望ましい。
【００１３】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、波長選択的透過特性または波長選択的反射特性を有する光学部材からなることが望ましい。
【００１４】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記リレーレンズからの光の透過部分と、該リレーレンズからの光の非透過部分とを有し、前記非透過部分はミラーから形成されていることが望ましい。
【００１５】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、ホログラム素子から形成されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、２枚以上の光学素子で形成されていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、それぞれ異なる波長選択特性を有することが望ましい。
【００１８】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、少なくとも１つが固定されており、その他は可動であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段の反射率特性に応じて、前記表示装置の表示色と明るさのいずれか、または両方を調整することが望ましい。
【００２０】
また、本発明では、前記ファインダ装置を搭載したことを特徴とするカメラを提供する
【００２１】
【発明の実施形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラの概略全体構成を示す図である。図２は、本発明の第１実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。図３は、本発明の第２実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。図４は、本発明の第３実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。図５は、図４に示すファインダ装置の表示状態を説明する図である。図６は、図４に示すファインダ装置のファインダ内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。図７は、本発明の第４実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。図８は、本発明の第５実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。
【００２３】
図１において、撮影レンズ１を透過した被写体からの光は、ハーフミラー３で反射されて焦点板５に１次像として結像される。焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００２４】
ハーフミラー３を透過した被写体からの光は、撮像素子１９（例えば、ＣＣＤ素子等）に結像して、撮影画像として画像処理手段２１に取り込まれる。画像処理手段２１は、撮像素子１９からの画像信号を処理したり、カメラの制御信号を制御したりする制御ユニット２３と撮影画像やカメラの制御情報を記憶するメモリー部２５とから構成されている。
【００２５】
画像処理手段２１からの撮影画像またはカメラの制御情報は表示素子ドライバー２７に送られて、表示装置２９（例えば、液晶表示装置等）によって表示される。
【００２６】
表示装置２９で表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、照明光学系３１で照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像され、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラが構成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００２７】
なお、図１では、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００２８】
また、表示装置２９がＬＥＤのような発光素子で形成されている場合は、照明光学系３１を設けなくても良い。
【００２９】
なお、本第１実施形態の説明では、ハーフミラー３を用いた例について説明したが、ハーフミラー３はクイックリターンミラーであっても良い。
【００３０】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【００３１】
図２において、焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９（図１参照）、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００３２】
表示装置２９に表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０からの光で照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、光学像１３と表示像３７とが観察可能なファインダ装置が形成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００３３】
本第１実施形態では、被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５は、被写体像観察光学系の光軸に挿脱可能に配置されている。焦点板５に結像された１次像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸から外した位置３５ａにセットして１次像を２次像面に結像させる。表示装置２９に表示された像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿入した位置３５ｂにセットして表示装置２９の表示画像を２次像面に結像する。このように、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿脱することによって、１次像と表示画像とを切替えて接眼レンズ１５を介して観察可能となる。
【００３４】
このように、本第１実施形態によれば、表示光学系によって表示像３７を形成し、光学処理手段３５によって光学像１３と表示像３７とを重ねて配置可能にすることによって、リレーレンズ１１による光学像１３の大きさと表示像３７との大きさの違いを表示光学系の結像倍率で調整することができ、ファインダ装置全体の設計自由度が向上する。
【００３５】
なお、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００３６】
また、光学処理手段３５はミラーで形成されている。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態にかかるファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【００３８】
本第２実施形態は、第１実施形態における表示装置２９の表示画像を２次像面に結像する表示用レンズ系の倍率を変えたものである。その他、第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００３９】
図３において、焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９（図１参照）、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００４０】
表示装置２９に表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０からの光で照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、光学像１３と表示像３７とが観察可能なファインダ装置が形成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００４１】
また、本第２実施形態では、被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５は、被写体像観察光学系の光軸に挿脱可能に配置されている。焦点板５に結像された１次像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸から外した位置３５ａにセットして１次像を２次像面に結像させる。表示装置２９に表示された像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿入した位置３５ｂにセットして表示装置２９の表示画像を２次像面に結像する。このように、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿脱することによって、１次像と表示画像とを切替えて接眼レンズ１５を介して観察可能となる。
【００４２】
また、表示用レンズ系３３は、２次像面に結像される表示像３７の最大像高を、リレーレンズ１１で結像される光学像１３の最大像高より大きくなるように結像倍率が設定されている。また、接眼レンズ１５の物体面が、表示像３７の最大像高をカバーするように設定されている。このように構成することによって、光学像１３よりも表示像３７の方を広い視野角で観察できるようになる。
【００４３】
この結果、表示装置２９に光学像１３と略同サイズの再生画像と、再生画像の外周にカメラの制御情報とを合わせた画像を表示し、表示用レンズ系３３と光学処理手段３５とを介して２次像面に表示像３７として結像させることで、接眼レンズ１５を介して撮影者が再生画像とカメラの制御情報とを同時に観察可能となる。
【００４４】
このように、本第２実施形態によれば、表示光学系によって結像される表示像３７の大きさを、光学像１３よりも大きく設定することによって、光学的制約のある光学ファインダの視野の大きさに関係なく、広い見かけの視野で再生画像を観察することが可能となる。また、新たな部材を追加することなく、光学像１３の外周部に各種の表示を行うことができる。
【００４５】
なお、第１実施形態と同様に、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００４６】
また、光学処理手段３５はミラーで形成されている。
【００４７】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態にかかるファインダ装置の光学系を示す概略図である。図５は、図４に示すファインダ装置の表示状態を説明する図である。図６は、図４に示すファインダ装置のファインダ内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。
【００４８】
本第３実施形態は、第１実施形態における光学処理手段を複数の反射光学素子に変更したものである。その他、第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００４９】
図４において、焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９（図１参照）、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００５０】
表示装置２９に表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０からの光で照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、光学像１３と表示像３７とが観察可能なファインダ装置が形成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とのなす角度は、９０度未満に設定されている。
【００５１】
なお、第１実施形態と同様に、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００５２】
本第３実施形態では、光学処理手段３５は２つの光学素子５１、５３を用いた場合を示している。第１の光学素子５１は被写体像観察光学系の光軸内に、光軸に対して所定の傾き角度を有して固定されており、特定の波長域の光のみを反射する波長選択性を有する光学素子である。第２の光学素子５３は、接眼レンズ１５側に第１の光学素子５１と同じ傾き角度で被写体像観察光学系の光軸内に挿脱可能であり、可視光線のほぼ全域を反射するフルミラーである。
【００５３】
第１の光学素子５１のみが被写体像観察光学系の光軸内にある時、焦点板５の像は第１の光学素子５１を高い透過率で透過し２次像面に結像し、接眼レンズ１５を介して撮影者に良好な光学像１３として観察される。このとき、表示装置２９に所望の画像（例えば、カメラ情報等）を表示し、光源４０の照明光として第１の光学素子で反射される波長を用いることによって、表示装置２９に表示された画像は、第１の光学素子５１によって反射されて２次像面に表示像３７として結像される。この結果、撮影者は、２次像面で光学像１３と表示像３７とを合成した像を観察可能となる。
【００５４】
また、第２の光学素子５３を第１の光学素子５１の近傍で接眼レンズ１５側５３ｂ位置に挿入すると、被写体像観察光学系のリレーレンズ１１からの光束は遮断され、２次像面に結像することはない。この結果、２次像面には、表示装置２９に表示された表示像３７のみが結像され、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。
【００５５】
また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とのなす角度は９０度未満に設定している。そして、表示光学系の光軸を被写体像観察光学系の光軸と合致させるため、第１および第２の光学素子５１，５３が表示光学系の光軸となす傾角は、４５度よりも大きくしている。これにより、第１および第２の光学素子５１，５３からなる光学処理手段３５の被写体像観察光学系の光軸に沿った幅を狭くすることができ、ファインダ装置の小型化を実現することができる。
【００５６】
また、第１および第２の光学素子５１，５３にホログラムを用いることによって、より効率の高い反射が可能となると同時に、光学処理手段３５を光路中に挿入することによる被写体像に対する光学的影響を抑制することができる。
【００５７】
図５は、本第３実施形態にかかるファインダ装置の２次像面における光学像１３と表示像３７との合成像６１の例を示す。
【００５８】
図５において、２次像面に結像された光学像１３は、撮影レンズ１（図１参照）による被写体像であり撮像素子１９（図１参照）に結像される像と等価である。表示像３７は、表示装置２９に表示され表示光学系により２次像面に結像された表示画像を示している。光学処理手段３５は周囲にフルミラー部６３を有し、中央部に波長選択ミラー部６５を有している。
【００５９】
焦点板５に結像された被写体像はリレーレンズ１１を介して、光学処理手段３５の波長選択ミラー部６５を透過して２次像面に光学像１３として結像される。波長選択ミラー部６５の大きさは、リレーレンズ１１の光束を全て透過する大きさに設定する。これにより、撮影者は、焦点板５に結像された像をほとんど減衰なく観察可能となる。
【００６０】
また、表示装置２９に表示された画像のうち、画面の周囲にあって、光学処理手段３５のフルミラー部６３によって反射され２次像面に結像された表示像３７は、光学像１３の周辺部に表示されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。
【００６１】
また、表示装置２９に表示された画像のうち、画面中央付近にあって光学処理手段３５の波長選択ミラー部６５によって反射される部分６７は表示色を波長選択ミラー６５で反射可能な色（波長）にすることによって、光学像１３と合成して観察できる。
【００６２】
図６は、図４に示すファインダ装置のファインダ７０内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。
【００６３】
ここで、表示装置２９には、６４０×４８０ドット以上の画素を有する偏光変換表示素子またはマイクロミラーアレイ等の表示素子が用いられる。
【００６４】
図６（Ａ）の横位置撮影時に示すように、表示素子の画素数が多いため、光学像１３の周辺部にドットマトリックス表示７１、文字表示７２、およびキャラクタ文字表示７３等の種々の表示形態を構成することが可能である。
【００６５】
また、光学処理手段３５によって、光学像１３の画面内においても画面外と同様の精細さで画像表示ができるため、画面内への文字表示７４やキャラクタ文字表示７５が可能である。
【００６６】
また、図６（Ｂ）に示すような縦位置撮影時には、文字の上下方向を画面に合わせて変更することが可能であり、表示された文字やドットマトリクス表示を見やすく表示することができる。また、表示スペースが制限される場合には、画面外のキャラクタ文字７３等の配置を任意の場所に変更することで最適なファインダ７０内表示が可能となる。
【００６７】
横位置撮影時と縦位置撮影時の切替えは、カメラに搭載されている位置センサーで、カメラの位置が検出され、この信号を基にファインダ内表示の切替えが行われる。
【００６８】
このように、本第３実施の形態によれば、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とのなす角度を９０度未満とすることで、表示光学系が接眼レンズ１５側から観察困難となり、不要な反射光やフレアの発生を防ぐことが可能となる。また、航路の合成および切り替えを行う光学処理手段３５の光軸方向の幅を抑制することができ、光学系の全長を小型化できる。さらに、光路の合成にホログラムを用いた場合の反射特性や透過率特性を向上することができる。
【００６９】
また、光学処理手段３５は部分ミラーとし、光学像の光束は透過するようにし、同時に光学像の光束が透過しない部分には任意の反射特性を持たせ、表示光学系からの光束を接眼レンズ１５に導くようにしたことで、画像表示用の高精細表示素子を用いて、光学像１３の外周部にカメラの撮影情報の表示を行うことが可能となる。なお、光学像１３とカメラの撮影情報の表示像の明るさの調整は、光源４０の光量調整や光学処理手段３５の光学像の透過光量を調節することによって達成される。
【００７０】
また、光学処理手段３５に２枚以上の光学素子５１，５３を用い、それぞれ異なる反射特性、透過特性を持たせ、さらに少なくとも１枚を固定し、他を可動とすることにより、撮影画面の観察の際に、表示装置による撮影情報の表示像３７と、画像再生時における表示とを最適化することが可能となる。
【００７１】
また、反射光学素子にホログラムを用いることにより、透過光にほとんど影響を与えることなく、表示装置２９からの光束を接眼レンズ１５に導くことができる。
【００７２】
また、光学処理手段３５の反射特性により、表示装置の照明波長を変更することで、照明光の無駄を無くし、適切なファインダ内表示を行うことが可能となる。
【００７３】
（第４実施形態）
図７は、本発明にかかる第４実施形態に係るファインダ装置をカメラに搭載したときの光学系を示す斜視図である。第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００７４】
図７において、撮影レンズ１を透過した被写体光は、ハーフミラー３で反射されて焦点板５に１次像として結像される。焦点板５に結像された１次像は、折り曲げミラーＭ１と、折り曲げミラーＭ２と、リレーレンズ１１と、折り曲げミラーＭ３とを介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００７５】
表示装置２９で表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０の照明光によって照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像される。表示像３７は接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラが構成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００７６】
本第４実施形態では、ファインダで被写体像（光学像１３）を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸から退避させ、リレーレンズ１１の光軸を接眼レンズ１５の光軸に接続する。これにより、焦点板５に結像された被写体像を観察することができる。
【００７７】
ファインダ内で画像再生を行う際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸内に挿入し、リレーレンズ１１からの光束を遮断する。これと同時に、光学処理手段３５の傾角を所定の値に設定することで、表示装置２９の表示画像を表示用レンズ系３３を介して２次像面に表示像３７として結像させる。撮影者は接眼レンズ１５を介して表示像３７を観察することができる。
【００７８】
本第４実施形態では、焦点板５に形成された被写体像を、３枚の折り曲げミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を用いて、接眼レンズ１５に導いており、ファインダ装置を構成する被写体像観察光学系を短縮化できると共に、部品点数も削減できる。
【００７９】
（第５実施形態）
図８は、本発明にかかる第４実施形態に係るファインダ装置をカメラに搭載したときの光学系を示す斜視図である。第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００８０】
図８において、撮影レンズ１を透過した被写体光は、ハーフミラー３で反射されて焦点板５に１次像として結像される。焦点板５に結像された１次像は、折り曲げミラーＭ１と、折り曲げミラーＭ２と、リレーレンズ１１と、可動可能な折り曲げミラーＭ３とを介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００８１】
表示装置２９で表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０の照明光によって照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された可動可能な折り曲げミラーＭ３を所定角度に傾けて２次像面に表示像３７として結像される。表示像３７は接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラが構成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００８２】
本第５実施形態では、被写体像観察光学系に配置された折り曲げミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３のうち、最も２次像面に近い位置に配置された折り曲げミラーＭ３の傾角を変更することによって、接眼レンズ１５で観察される像を、光学像１３と表示像３７とに切替え可能としている。
【００８３】
このように本第５実施形態では、折り曲げミラーＭ３を共用することによって、専用の光学処理手段が不要となり、ファインダ装置を構成する光学部品点数が削減できると共に、ファインダ光学系の全長が短縮化でき、カメラの小型化ができる。
【００８４】
なお、本第５実施形態では、折り曲げミラーＭ３の傾角を変えているが、折り曲げミラーＭ３の位置を変えることでも実現可能である。
【００８５】
また、全ての実施形態において、光学処理手段３５を被写体像観察光学系のリレーレンズ１１と２次像面との間に配置することよって、接眼レンズ１５の物体面と接眼レンズの第１面との間の距離を短縮することができ、小型化や高倍率化に適した構成とすることができる。
【００８６】
また、表示装置２９の表示素子に、反射型偏光変換素子または微小ミラーアレイを用いることにより、高精細な画像再生を行うことが可能となる。
【００８７】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００８８】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、被写体像と撮影再生画像を表示する表示素子とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダであって、表示素子光学系の設計自由度、表示品質および表示自由度の高いファインダ装置とこれを用いたカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラの概略全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【図５】図４に示すファインダ装置の表示状態を説明する図である。
【図６】図４に示すファインダ装置のファインダ内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。
【図７】本発明の第４実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。
【図８】本発明の第５実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 撮影レンズ
３ ハーフミラー（クイックリターンミラー）
５ 焦点板
７ コンデンサーレンズ
９ 折り曲げミラー
１１ リレーレンズ
１３ 光学像
１５ 接眼レンズ
１７ 撮影者
１９ 撮像素子
２１ 画像処理手段
２３ 制御ユニット
２５ メモリー部
２７ 表示素子ドライバー
２９ 表示装置
３１ 照明光学系
３３ 表示用レンズ系
３５ 光学処理手段
３７ 表示像
４０ 光源
５１ 第１の光学素子
５３ 第２の光学素子
６１ 合成像
６３ フルミラー部
６５ 波長選択ミラー部
７０ ファインダ
７１ ドットマトリックス表示
７２ 文字表示
７３ キャラクタ文字表示
７４ 文字表示（画面内）
７５ キャラクタ文字表示（画面内）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 折り曲げミラー
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラのファインダ内表示装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
固体撮像素子を用いたデジタルカメラにおいて、周囲の外光に影響されず高精細な撮影再生画像を観察可能な方法として、外光の影響を受けにくいファインダ内で再生画像を拡大観察する方法が採用されている。特に、撮影レンズの光学的結像状態と、撮影再生画像とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダ光学系が提案されている。この提案では、ファインダ光学系にリレーレンズ方式を採用し、リレーレンズの像面と等価な位置に画像の表示素子を配置し、ミラー等による光路切り替えによって、光学的結像と再生画像との切り替えまたは重ね合わせを行っている。さらに、表示素子にカメラの制御情報等（シャッター速度、絞り値、ＡＦエリア等）を表示して、光学的結像と同時に観察できるように構成している。（特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２４５１１４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１の開示例では、撮影画像を表示する表示素子をリレーレンズの像面と等価な位置に直接配置しているため、リレーレンズによる結像と表示素子とを適切な大きさで観察するようにするためには、リレーレンズの像面の大きさと表示素子の大きさが一致している必要が有り、表示素子の選択の幅が狭まってしまうという問題がある。また、リレーレンズの像面と等価な位置に表示素子を配置する必要があるため、表示素子の光学系にプリズムや偏光ビームスプリッタなどを用いてより高性能な表示光学系を自由に設計できないという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、被写体像と撮影再生画像を表示する表示素子とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダであって、表示素子光学系の設計自由度、表示品質および表示自由度の高いファインダ装置とこれを用いたカメラを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、撮影レンズからの光が結像される焦点板と、前記焦点板に結像された一次像を二次像面に結像するリレーレンズと、前記撮影レンズからの光が結像される撮像装置と、前記撮像装置からの情報または撮影制御情報を処理する処理手段と、前記処理手段からの情報を表示する表示装置と、前記表示装置の表示像を前記二次像面に結像する表示用レンズ系と、前記一次像と前記表示像とを前記二次像面に重ねて、または切り替えて表示する光学処理手段と、前記二次像面の像を観察する接眼レンズとを具備してなることを特徴とするファインダ装置を提供する。
【０００７】
また、本発明のファインダ装置では、前記二次像面に結像された前記一次像と前記表示像の大きさは、当該表示像の方が大となるように前記表示用レンズ系が特性付けられていることが望ましい。
【０００８】
また、本発明のファインダ装置では、前記表示装置は、反射型偏光変換表示素子または微小ミラーアレイ素子からなり、当該反射型偏光変換表示素子または微小ミラーアレイ素子を照明する照明光学系を有していることが望ましい。
【０００９】
また、本発明のファインダ装置では、前記リレーレンズの光軸と前記表示用レンズ系の光軸とのなす角度を９０度未満とした構成とすることが望ましい。
【００１０】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記リレーレンズと前記二次像面との間に設けられていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記リレーレンズの光軸に対する傾斜角度または設置位置を変えることによって前記一次像と前記表示像との切り替えを行うことが望ましい。
【００１２】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記二次像面において前記一次像と前記表示像の明るさが略等しくなるように透過率特性を可変できることが望ましい。
【００１３】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、波長選択的透過特性または波長選択的反射特性を有する光学部材からなることが望ましい。
【００１４】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、前記リレーレンズからの光の透過部分と、該リレーレンズからの光の非透過部分とを有し、前記非透過部分はミラーから形成されていることが望ましい。
【００１５】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、ホログラム素子から形成されていることが望ましい。
【００１６】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、２枚以上の光学素子で形成されていることが望ましい。
【００１７】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、それぞれ異なる波長選択特性を有することが望ましい。
【００１８】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段は、少なくとも１つが固定されており、その他は可動であることが望ましい。
【００１９】
また、本発明のファインダ装置では、前記光学処理手段の反射率特性に応じて、前記表示装置の表示色と明るさのいずれか、または両方を調整することが望ましい。
【００２０】
また、本発明では、前記ファインダ装置を搭載したことを特徴とするカメラを提供する
【００２１】
【発明の実施形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラの概略全体構成を示す図である。図２は、本発明の第１実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。図３は、本発明の第２実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。図４は、本発明の第３実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。図５は、図４に示すファインダ装置の表示状態を説明する図である。図６は、図４に示すファインダ装置のファインダ内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。図７は、本発明の第４実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。図８は、本発明の第５実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。
【００２３】
図１において、撮影レンズ１を透過した被写体からの光は、ハーフミラー３で反射されて焦点板５に１次像として結像される。焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００２４】
ハーフミラー３を透過した被写体からの光は、撮像素子１９（例えば、ＣＣＤ素子等）に結像して、撮影画像として画像処理手段２１に取り込まれる。画像処理手段２１は、撮像素子１９からの画像信号を処理したり、カメラの制御信号を制御したりする制御ユニット２３と撮影画像やカメラの制御情報を記憶するメモリー部２５とから構成されている。
【００２５】
画像処理手段２１からの撮影画像またはカメラの制御情報は表示素子ドライバー２７に送られて、表示装置２９（例えば、液晶表示装置等）によって表示される。
【００２６】
表示装置２９で表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、照明光学系３１で照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像され、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラが構成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００２７】
なお、図１では、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００２８】
また、表示装置２９がＬＥＤのような発光素子で形成されている場合は、照明光学系３１を設けなくても良い。
【００２９】
なお、本第１実施形態の説明では、ハーフミラー３を用いた例について説明したが、ハーフミラー３はクイックリターンミラーであっても良い。
【００３０】
（第１実施形態）
図２は、本発明の第１実施形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【００３１】
図２において、焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９（図１参照）、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００３２】
表示装置２９に表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０からの光で照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、光学像１３と表示像３７とが観察可能なファインダ装置が形成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００３３】
本第１実施形態では、被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５は、被写体像観察光学系の光軸に挿脱可能に配置されている。焦点板５に結像された１次像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸から外した位置３５ａにセットして１次像を２次像面に結像させる。表示装置２９に表示された像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿入した位置３５ｂにセットして表示装置２９の表示画像を２次像面に結像する。このように、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿脱することによって、１次像と表示画像とを切替えて接眼レンズ１５を介して観察可能となる。
【００３４】
このように、本第１実施形態によれば、表示光学系によって表示像３７を形成し、光学処理手段３５によって光学像１３と表示像３７とを重ねて配置可能にすることによって、リレーレンズ１１による光学像１３の大きさと表示像３７との大きさの違いを表示光学系の結像倍率で調整することができ、ファインダ装置全体の設計自由度が向上する。
【００３５】
なお、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００３６】
また、光学処理手段３５はミラーで形成されている。
【００３７】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態にかかるファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【００３８】
本第２実施形態は、第１実施形態における表示装置２９の表示画像を２次像面に結像する表示用レンズ系の倍率を変えたものである。その他、第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００３９】
図３において、焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９（図１参照）、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００４０】
表示装置２９に表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０からの光で照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、光学像１３と表示像３７とが観察可能なファインダ装置が形成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００４１】
また、本第２実施形態では、被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５は、被写体像観察光学系の光軸に挿脱可能に配置されている。焦点板５に結像された１次像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸から外した位置３５ａにセットして１次像を２次像面に結像させる。表示装置２９に表示された像を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿入した位置３５ｂにセットして表示装置２９の表示画像を２次像面に結像する。このように、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸に挿脱することによって、１次像と表示画像とを切替えて接眼レンズ１５を介して観察可能となる。
【００４２】
また、表示用レンズ系３３は、２次像面に結像される表示像３７の最大像高を、リレーレンズ１１で結像される光学像１３の最大像高より大きくなるように結像倍率が設定されている。また、接眼レンズ１５の物体面が、表示像３７の最大像高をカバーするように設定されている。このように構成することによって、光学像１３よりも表示像３７の方を広い視野角で観察できるようになる。
【００４３】
この結果、表示装置２９に光学像１３と略同サイズの再生画像と、再生画像の外周にカメラの制御情報とを合わせた画像を表示し、表示用レンズ系３３と光学処理手段３５とを介して２次像面に表示像３７として結像させることで、接眼レンズ１５を介して撮影者が再生画像とカメラの制御情報とを同時に観察可能となる。
【００４４】
このように、本第２実施形態によれば、表示光学系によって結像される表示像３７の大きさを、光学像１３よりも大きく設定することによって、光学的制約のある光学ファインダの視野の大きさに関係なく、広い見かけの視野で再生画像を観察することが可能となる。また、新たな部材を追加することなく、光学像１３の外周部に各種の表示を行うことができる。
【００４５】
なお、第１実施形態と同様に、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００４６】
また、光学処理手段３５はミラーで形成されている。
【００４７】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態にかかるファインダ装置の光学系を示す概略図である。図５は、図４に示すファインダ装置の表示状態を説明する図である。図６は、図４に示すファインダ装置のファインダ内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。
【００４８】
本第３実施形態は、第１実施形態における光学処理手段を複数の反射光学素子に変更したものである。その他、第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００４９】
図４において、焦点板５に結像された１次像は、コンデンサーレンズ７、折り曲げミラー９（図１参照）、およびリレーレンズ１１を介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者１７によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００５０】
表示装置２９に表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０からの光で照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、光学像１３と表示像３７とが観察可能なファインダ装置が形成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とのなす角度は、９０度未満に設定されている。
【００５１】
なお、第１実施形態と同様に、説明のために光学像１３と表示像３７との位置を光軸方向にずらして示してあるが、実際には同一の２次像面に結像されていることは言うまでもない。
【００５２】
本第３実施形態では、光学処理手段３５は２つの光学素子５１、５３を用いた場合を示している。第１の光学素子５１は被写体像観察光学系の光軸内に、光軸に対して所定の傾き角度を有して固定されており、特定の波長域の光のみを反射する波長選択性を有する光学素子である。第２の光学素子５３は、接眼レンズ１５側に第１の光学素子５１と同じ傾き角度で被写体像観察光学系の光軸内に挿脱可能であり、可視光線のほぼ全域を反射するフルミラーである。
【００５３】
第１の光学素子５１のみが被写体像観察光学系の光軸内にある時、焦点板５の像は第１の光学素子５１を高い透過率で透過し２次像面に結像し、接眼レンズ１５を介して撮影者に良好な光学像１３として観察される。このとき、表示装置２９に所望の画像（例えば、カメラ情報等）を表示し、光源４０の照明光として第１の光学素子で反射される波長を用いることによって、表示装置２９に表示された画像は、第１の光学素子５１によって反射されて２次像面に表示像３７として結像される。この結果、撮影者は、２次像面で光学像１３と表示像３７とを合成した像を観察可能となる。
【００５４】
また、第２の光学素子５３を第１の光学素子５１の近傍で接眼レンズ１５側５３ｂ位置に挿入すると、被写体像観察光学系のリレーレンズ１１からの光束は遮断され、２次像面に結像することはない。この結果、２次像面には、表示装置２９に表示された表示像３７のみが結像され、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。
【００５５】
また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とのなす角度は９０度未満に設定している。そして、表示光学系の光軸を被写体像観察光学系の光軸と合致させるため、第１および第２の光学素子５１，５３が表示光学系の光軸となす傾角は、４５度よりも大きくしている。これにより、第１および第２の光学素子５１，５３からなる光学処理手段３５の被写体像観察光学系の光軸に沿った幅を狭くすることができ、ファインダ装置の小型化を実現することができる。
【００５６】
また、第１および第２の光学素子５１，５３にホログラムを用いることによって、より効率の高い反射が可能となると同時に、光学処理手段３５を光路中に挿入することによる被写体像に対する光学的影響を抑制することができる。
【００５７】
図５は、本第３実施形態にかかるファインダ装置の２次像面における光学像１３と表示像３７との合成像６１の例を示す。
【００５８】
図５において、２次像面に結像された光学像１３は、撮影レンズ１（図１参照）による被写体像であり撮像素子１９（図１参照）に結像される像と等価である。表示像３７は、表示装置２９に表示され表示光学系により２次像面に結像された表示画像を示している。光学処理手段３５は周囲にフルミラー部６３を有し、中央部に波長選択ミラー部６５を有している。
【００５９】
焦点板５に結像された被写体像はリレーレンズ１１を介して、光学処理手段３５の波長選択ミラー部６５を透過して２次像面に光学像１３として結像される。波長選択ミラー部６５の大きさは、リレーレンズ１１の光束を全て透過する大きさに設定する。これにより、撮影者は、焦点板５に結像された像をほとんど減衰なく観察可能となる。
【００６０】
また、表示装置２９に表示された画像のうち、画面の周囲にあって、光学処理手段３５のフルミラー部６３によって反射され２次像面に結像された表示像３７は、光学像１３の周辺部に表示されて、接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。
【００６１】
また、表示装置２９に表示された画像のうち、画面中央付近にあって光学処理手段３５の波長選択ミラー部６５によって反射される部分６７は表示色を波長選択ミラー６５で反射可能な色（波長）にすることによって、光学像１３と合成して観察できる。
【００６２】
図６は、図４に示すファインダ装置のファインダ７０内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。
【００６３】
ここで、表示装置２９には、６４０×４８０ドット以上の画素を有する偏光変換表示素子またはマイクロミラーアレイ等の表示素子が用いられる。
【００６４】
図６（Ａ）の横位置撮影時に示すように、表示素子の画素数が多いため、光学像１３の周辺部にドットマトリックス表示７１、文字表示７２、およびキャラクタ文字表示７３等の種々の表示形態を構成することが可能である。
【００６５】
また、光学処理手段３５によって、光学像１３の画面内においても画面外と同様の精細さで画像表示ができるため、画面内への文字表示７４やキャラクタ文字表示７５が可能である。
【００６６】
また、図６（Ｂ）に示すような縦位置撮影時には、文字の上下方向を画面に合わせて変更することが可能であり、表示された文字やドットマトリクス表示を見やすく表示することができる。また、表示スペースが制限される場合には、画面外のキャラクタ文字７３等の配置を任意の場所に変更することで最適なファインダ７０内表示が可能となる。
【００６７】
横位置撮影時と縦位置撮影時の切替えは、カメラに搭載されている位置センサーで、カメラの位置が検出され、この信号を基にファインダ内表示の切替えが行われる。
【００６８】
このように、本第３実施の形態によれば、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とのなす角度を９０度未満とすることで、表示光学系が接眼レンズ１５側から観察困難となり、不要な反射光やフレアの発生を防ぐことが可能となる。また、航路の合成および切り替えを行う光学処理手段３５の光軸方向の幅を抑制することができ、光学系の全長を小型化できる。さらに、光路の合成にホログラムを用いた場合の反射特性や透過率特性を向上することができる。
【００６９】
また、光学処理手段３５は部分ミラーとし、光学像の光束は透過するようにし、同時に光学像の光束が透過しない部分には任意の反射特性を持たせ、表示光学系からの光束を接眼レンズ１５に導くようにしたことで、画像表示用の高精細表示素子を用いて、光学像１３の外周部にカメラの撮影情報の表示を行うことが可能となる。なお、光学像１３とカメラの撮影情報の表示像の明るさの調整は、光源４０の光量調整や光学処理手段３５の光学像の透過光量を調節することによって達成される。
【００７０】
また、光学処理手段３５に２枚以上の光学素子５１，５３を用い、それぞれ異なる反射特性、透過特性を持たせ、さらに少なくとも１枚を固定し、他を可動とすることにより、撮影画面の観察の際に、表示装置による撮影情報の表示像３７と、画像再生時における表示とを最適化することが可能となる。
【００７１】
また、反射光学素子にホログラムを用いることにより、透過光にほとんど影響を与えることなく、表示装置２９からの光束を接眼レンズ１５に導くことができる。
【００７２】
また、光学処理手段３５の反射特性により、表示装置の照明波長を変更することで、照明光の無駄を無くし、適切なファインダ内表示を行うことが可能となる。
【００７３】
（第４実施形態）
図７は、本発明にかかる第４実施形態に係るファインダ装置をカメラに搭載したときの光学系を示す斜視図である。第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００７４】
図７において、撮影レンズ１を透過した被写体光は、ハーフミラー３で反射されて焦点板５に１次像として結像される。焦点板５に結像された１次像は、折り曲げミラーＭ１と、折り曲げミラーＭ２と、リレーレンズ１１と、折り曲げミラーＭ３とを介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００７５】
表示装置２９で表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０の照明光によって照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された光学処理手段３５を介して２次像面に表示像３７として結像される。表示像３７は接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラが構成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００７６】
本第４実施形態では、ファインダで被写体像（光学像１３）を観察する際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸から退避させ、リレーレンズ１１の光軸を接眼レンズ１５の光軸に接続する。これにより、焦点板５に結像された被写体像を観察することができる。
【００７７】
ファインダ内で画像再生を行う際には、光学処理手段３５を被写体像観察光学系の光軸内に挿入し、リレーレンズ１１からの光束を遮断する。これと同時に、光学処理手段３５の傾角を所定の値に設定することで、表示装置２９の表示画像を表示用レンズ系３３を介して２次像面に表示像３７として結像させる。撮影者は接眼レンズ１５を介して表示像３７を観察することができる。
【００７８】
本第４実施形態では、焦点板５に形成された被写体像を、３枚の折り曲げミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３を用いて、接眼レンズ１５に導いており、ファインダ装置を構成する被写体像観察光学系を短縮化できると共に、部品点数も削減できる。
【００７９】
（第５実施形態）
図８は、本発明にかかる第４実施形態に係るファインダ装置をカメラに搭載したときの光学系を示す斜視図である。第１実施形態と同様の部材には同じ符号を付し説明を省略する。
【００８０】
図８において、撮影レンズ１を透過した被写体光は、ハーフミラー３で反射されて焦点板５に１次像として結像される。焦点板５に結像された１次像は、折り曲げミラーＭ１と、折り曲げミラーＭ２と、リレーレンズ１１と、可動可能な折り曲げミラーＭ３とを介して２次像面に光学像１３として結像される。２次像面に結像された光学像１３は、接眼レンズ１５を介して撮影者によって観察される。このようにして、被写体像観察光学系が形成されている。
【００８１】
表示装置２９で表示された撮影画像の再生画像やカメラの制御情報は、光源４０の照明光によって照明光学系３１を介して照明され、表示用レンズ系３３、および上述の被写体像観察光学系の光軸に配置された可動可能な折り曲げミラーＭ３を所定角度に傾けて２次像面に表示像３７として結像される。表示像３７は接眼レンズ１５を介して撮影者に観察される。このようにして、表示光学系が形成されている。これらにより、本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラが構成されている。また、被写体像観察光学系の光軸と表示光学系の光軸とは略９０度の傾き角度をなすように構成されている。
【００８２】
本第５実施形態では、被写体像観察光学系に配置された折り曲げミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３のうち、最も２次像面に近い位置に配置された折り曲げミラーＭ３の傾角を変更することによって、接眼レンズ１５で観察される像を、光学像１３と表示像３７とに切替え可能としている。
【００８３】
このように本第５実施形態では、折り曲げミラーＭ３を共用することによって、専用の光学処理手段が不要となり、ファインダ装置を構成する光学部品点数が削減できると共に、ファインダ光学系の全長が短縮化でき、カメラの小型化ができる。
【００８４】
なお、本第５実施形態では、折り曲げミラーＭ３の傾角を変えているが、折り曲げミラーＭ３の位置を変えることでも実現可能である。
【００８５】
また、全ての実施形態において、光学処理手段３５を被写体像観察光学系のリレーレンズ１１と２次像面との間に配置することよって、接眼レンズ１５の物体面と接眼レンズの第１面との間の距離を短縮することができ、小型化や高倍率化に適した構成とすることができる。
【００８６】
また、表示装置２９の表示素子に、反射型偏光変換素子または微小ミラーアレイを用いることにより、高精細な画像再生を行うことが可能となる。
【００８７】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００８８】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、被写体像と撮影再生画像を表示する表示素子とを同一の接眼レンズで観察可能なファインダであって、表示素子光学系の設計自由度、表示品質および表示自由度の高いファインダ装置とこれを用いたカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るファインダ装置を搭載したカメラの概略全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【図３】本発明の第２実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【図４】本発明の第３実施の形態に係るファインダ装置の光学系を示す概略図である。
【図５】図４に示すファインダ装置の表示状態を説明する図である。
【図６】図４に示すファインダ装置のファインダ内表示例を示す図であり、（Ａ）は横位置撮影時を、（Ｂ）は縦位置撮影時を示す。
【図７】本発明の第４実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。
【図８】本発明の第５実施の形態に係るファインダ装置を搭載したカメラの光学系を示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 撮影レンズ
３ ハーフミラー（クイックリターンミラー）
５ 焦点板
７ コンデンサーレンズ
９ 折り曲げミラー
１１ リレーレンズ
１３ 光学像
１５ 接眼レンズ
１７ 撮影者
１９ 撮像素子
２１ 画像処理手段
２３ 制御ユニット
２５ メモリー部
２７ 表示素子ドライバー
２９ 表示装置
３１ 照明光学系
３３ 表示用レンズ系
３５ 光学処理手段
３７ 表示像
４０ 光源
５１ 第１の光学素子
５３ 第２の光学素子
６１ 合成像
６３ フルミラー部
６５ 波長選択ミラー部
７０ ファインダ
７１ ドットマトリックス表示
７２ 文字表示
７３ キャラクタ文字表示
７４ 文字表示（画面内）
７５ キャラクタ文字表示（画面内）
Ｍ１，Ｍ２，Ｍ３ 折り曲げミラー
Claims (15)
- 撮影レンズからの光が結像される焦点板と、
前記焦点板に結像された一次像を二次像面に結像するリレーレンズと、
前記撮影レンズからの光が結像される撮像装置と、
前記撮像装置からの情報または撮影制御情報を処理する処理手段と、
前記処理手段からの情報を表示する表示装置と、
前記表示装置の表示像を前記二次像面に結像する表示用レンズ系と、
前記一次像と前記表示像とを前記二次像面に重ねて、または切り替えて表示する光学処理手段と、
前記二次像面の像を観察する接眼レンズとを具備してなることを特徴とするファインダ装置。 - 前記二次像面に結像された前記一次像と前記表示像の大きさは、当該表示像の方が大となるように前記表示用レンズ系を特性付けたことを特徴とする請求項１に記載のファインダ装置。
- 前記表示装置は、反射型偏光変換表示素子または微小ミラーアレイ素子からなり、当該反射型偏光変換表示素子または微小ミラーアレイ素子を照明する照明光学系を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のファインダ装置。
- 前記リレーレンズの光軸と前記表示用レンズ系の光軸とのなす角度を９０度未満としたことを特徴とする請求項１または２に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、前記リレーレンズと前記二次像面との間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、前記リレーレンズの光軸に対する傾斜角度または設置位置を変えることによって前記一次像と前記表示像との切り替えを行うことを特徴とする請求項５に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、前記二次像面において前記一次像と前記表示像の明るさが略等しくなるように透過率特性を可変できることを特徴とする請求項５に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、波長選択的透過特性または波長選択的反射特性を有する光学部材からなることを特徴とする請求項５に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、前記リレーレンズからの光の透過部分と、該リレーレンズからの光の非透過部分とを有し、
前記非透過部分はミラーから形成されていることを特徴とする請求項５に記載のファインダ装置。 - 前記光学処理手段は、ホログラム素子から形成されていることを特徴とする請求項５に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、２枚以上の光学素子で形成されていることを特徴とする請求項５に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、それぞれ異なる波長選択特性を有することを特徴とする請求項１１に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段は、少なくとも１つが固定されており、その他は可動であることを特徴とする請求項１１に記載のファインダ装置。
- 前記光学処理手段の反射率特性に応じて、前記表示装置の表示色と明るさのいずれか、または両方を調整することを特徴とする請求項１または３または５に記載のファインダ装置。
- 請求項１乃至１４に記載のファインダ装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
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|---|---|---|---|
| JP2003054039A JP2004264520A (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | ファインダ装置とこれを有するカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003054039A JP2004264520A (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | ファインダ装置とこれを有するカメラ |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JP2004264520A true JP2004264520A (ja) | 2004-09-24 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003054039A Pending JP2004264520A (ja) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | ファインダ装置とこれを有するカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102005025613B3 (de) * | 2005-06-03 | 2006-09-21 | Stueckler Gerd | Elektronische Suchereinrichtung für Photoapparate und Filmkameras |
| JP2007233295A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nikon Corp | 光学ファインダ装置および電子カメラ |
| US7705907B2 (en) | 2003-09-01 | 2010-04-27 | Nikon Corporation | Image display apparatus and camera capable of having an electronic image superimposed on an optical image |
-
2003
- 2003-02-28 JP JP2003054039A patent/JP2004264520A/ja active Pending
Cited By (3)
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| JP2007233295A (ja) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nikon Corp | 光学ファインダ装置および電子カメラ |
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