JPH10224667A

JPH10224667A - 電子カメラ

Info

Publication number: JPH10224667A
Application number: JP9018886A
Authority: JP
Inventors: Kokichi Kenno; 研野孝吉
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1997-01-31
Filing date: 1997-01-31
Publication date: 1998-08-21
Anticipated expiration: 2017-01-31
Also published as: US7382410B2; US6633337B1; JP4190039B2; US20040052506A1

Abstract

(57)【要約】【課題】撮影中又は撮影後の電子像を２次元表示素子
に表示し、それを曲面反射鏡により構成された小型の拡
大光学系により虚像として拡大表示して、高精細な撮影
画像を観察できる小型の電子カメラ。【解決手段】撮影光学系２により結像された被写体像
を２次元撮像素子９により光電変換して電子像として記
録する電子カメラにおいて、記録中あるいは記録された
電子像を表示する２次元表示素子４と、２次元表示素子
４に表示された画像を虚像として拡大する拡大光学系５
とを備え、拡大光学系５が少なくとも１つの曲面反射鏡
２６と反射と透過作用を有する面２８とから構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体を２次元撮
像素子を用いて撮影する電子カメラに関し、特に、撮影
中又は撮影後の電子像を表示する表示手段を有する電子
スチルカメラに関する。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラのファインダーには、
光学式ファインダーと電子ビューファインダーとが知ら
れている。

【０００３】しかし、従来の光学式ファインダーでは、
撮影済みの電子像を撮影終了後に再生して観察すること
はできない。また、電子ビューファインダーには、小型
の液晶表示素子をカメラ背面に取り付けたものや、表示
素子に表示された電子像をルーペ光学系を介して拡大表
示するものしかなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のカメラ背面に２
次元表示素子を配置して、観察者が直接観察するタイプ
の電子ビューファインダーでは、カメラの大きさを大き
くすることはできないために小型の２次元表示素子にな
らざるを得ず、高精細な像を表示しても表示画面が小さ
すぎ肉眼で十分に観察することは難しかった。また、ル
ーペ光学系で拡大するものでは、光軸方向の大きさ、す
なわち、カメラ奥行き方向の寸法が大きくなり、小型の
電子カメラを実現することは困難であった。

【０００５】本発明は従来技術のこのような問題点を解
決するためになされたものであり、その目的は、撮影中
又は撮影後の電子像を２次元表示素子に表示し、それを
曲面反射鏡により構成された小型の拡大光学系により虚
像として拡大表示して、高精細な撮影画像を観察できる
小型の電子カメラを提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の電子カメラは、撮影光学系により結像された被写体
像を２次元撮像素子により光電変換して電子像として記
録する電子カメラにおいて、前記の記録中あるいは記録
された電子像を表示する２次元表示素子と、該２次元表
示素子に表示された画像を虚像として拡大する拡大光学
系とを備え、前記拡大光学系が少なくとも１つの曲面反
射鏡と反射と透過作用を有する面とから構成されている
ことを特徴とするものである。

【０００７】この場合、拡大光学系は、屈折率が１より
大きい透明媒質からなるプリズム体から構成されている
ことが望ましい。また、拡大光学系のその曲面反射鏡は
裏面鏡で構成されていることが望ましい。

【０００８】本発明において以上の構成をとる理由と作
用を説明すると、まず、電子像を虚像として拡大投影す
る拡大光学系を少なくとも１つの曲面反射鏡と透過と反
射作用を有する面とから構成することにより、射出瞳径
の大きい接眼光学系を構成することが可能となり、撮影
中又は撮影後の電子像を２次元表示素子に表示させ、そ
の拡大光学系を通して虚像として観察するときに、観察
しやすい電子像を構成することが可能となる。

【０００９】また、拡大光学系を屈折率が１より大きい
透明媒質からなるプリズム体から構成することにより、
拡大光学系の反射面と透過と反射作用を有する面とを一
体に構成することが可能となり、組立が容易にできる。

【００１０】また、拡大光学系の曲面反射鏡を裏面鏡で
構成することにより、曲面反射鏡の曲率が小さくなり
（曲率半径が大きくなり）、反射面で発生する収差が少
なくてすむ。このことは、観察者の瞳が移動したとき収
差変化が少なくてすみ、高精細で観察しやすい電子像を
提供することが可能となる。

【００１１】また、拡大光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）
とするとき、ｆ＜３０・・・（１）を満足することが望ましい。すなわち、本発明の電子カ
メラの拡大光学系の焦点距離を短くすることによって、
光学系全体を小型に構成することが可能となる。従来の
透過レンズ系によるファインダー光学系では、透過面に
より光学系の主なパワーを得ているために収差の発生が
大きく、接眼光学系の焦点距離を短くすることができな
かった。

【００１２】さらに好ましくは、ｆ＜２０・・・（２）なる条件式を満足することが好ましく、より小型の光学
系を構成することができる。

【００１３】また、２次元表示素子の対角長をＬ（ｍ
ｍ）とするとき、Ｌ＜２５・・・（３）を満足することが望ましい。すなわち、ファインダー光
学系の２次元表示素子の対角の大きさを小さくすること
によって、小型の光学系を構成することが可能となる。
上記（３）なる条件を満足することが重要である。この
条件を越えると、電子カメラ内に内蔵する２次元表示素
子が大きくなりすぎ、小型の電子カメラを構成すること
が不可能となる。

【００１４】さらに好ましくは、Ｌ＜１８・・・（４）なる条件を満足することが好ましく、さらにまた、Ｌ＜１５・・・（５）なる条件を満足することがより好ましい。

【００１５】さらに、本発明の目的である小型の電子カ
メラを構成するための電子ビューファインダーと光学式
ファインダーとを兼用にすることにより、撮影の終了し
た画像と撮影しようとしている物体像とを重畳して表示
することが可能となる。物体像とすでに撮影された電子
像を合成したり、位置情報を表示しながらファインダー
を覗いて撮影したりすることが可能となる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の電子カメラの実
施例を説明する。本発明による電子カメラの外観を示す
概念図を図１に示す。電子カメラ１は、撮影レンズ（対
物レンズ）２を備え、後記するように、この撮影レンズ
２によって結像された画像をカメラ匡体内部に配置され
た不図示のＣＣＤ等の２次元撮像素子により映像信号に
変換し、記録再生ユニット内に記録するものであり、光
学式ファインダーを採用している電子カメラ１の場合に
は、ファインダー３を備えている。

【００１７】図２はこのような電子カメラ１に採用でき
る奥行き寸法の短い撮影レンズ２の１例を示した断面図
であり、ズームレンズとして構成されている。この撮影
レンズ２は、第１レンズ群Ｌ₁、第２レンズ群Ｌ₂、第
３レンズ群Ｌ₃、第４レンズ群Ｌ₄の４群からなり、第
４レンズ群Ｌ₄は、透過面の第１面１１と、偏心して配
置された透過と反射作用を有する回転非対称面の第２面
１２と、偏心して配置された反射作用を有する回転非対
称裏面鏡の第３面１３とで囲まれた屈折率が１より大き
い透明媒質からなり、第１面１１から入射した光は、第
２面１２で反射され、次いで第３面１３で反射され、最
後に第２面１２を透過して外へ出る形状のものである。
そして、第１レンズ群Ｌ₁と第２レンズ群Ｌ₂の群間隔
Ｄ₁、第２レンズ群Ｌ₂と第３レンズ群Ｌ₃の群間隔Ｄ
₂、第３レンズ群Ｌ₃と第４レンズ群Ｌ₄の群間隔Ｄ₃
の中の少なくとも２つを可変とすることで変倍する撮影
光学系である。なお、回転非対称面については後記す
る。

【００１８】（第１実施例）図１のような電子カメラ１
の第１実施例の電子ビューファインダー光学系の光路図
を図３に示す。このファインダー光学系は、液晶表示素
子（ＬＣＤ）のような２次元表示素子４と接眼光学系５
からなり、接眼光学系５は、２次元表示素子４に面して
いて偏心して配置された透過と反射作用を有する回転非
対称面の第１面６と、偏心して配置された反射作用を有
する回転非対称裏面鏡の第２面７と、透過面の第３面８
とで囲まれた屈折率が１より大きい透明媒質からなり、
所定の有限の焦点距離を有するものである。この光学系
において、２次元表示素子４上の電子像から出た表示光
は、第１面６を透過して入射し、第２面７で反射され、
次いで今度は第１面６で反射され、最後に第３面８を透
過して観察者眼球Ｅに達するものである。

【００１９】ここで、上記の回転非対称面は、対称面が
１つのみ存在する面対称自由曲面で構成することも可能
であり、また、対称面が存在しないアシンメトリック・
ポリノミナル・サーフェス（ＡＰＳ）で構成することも
可能である。後者の場合は、面の偏心は３次元となり、
１断面内のみの偏心ではなくなることが特徴となる。

【００２０】ここで、面対称自由曲面、ＡＰＳとは以下
の式で定義されるものである。Ｚ＝Ｃ₂ ＋Ｃ₃ｙ＋Ｃ₄ｘ＋Ｃ₅ｙ²＋Ｃ₆ｙｘ＋Ｃ₇ｘ² ＋Ｃ₈ｙ³＋Ｃ₉ｙ²ｘ＋Ｃ₁₀ｙｘ²＋Ｃ₁₁ｘ³ ＋Ｃ₁₂ｙ⁴＋Ｃ₁₃ｙ³ｘ＋Ｃ₁₄ｙ²ｘ²＋Ｃ₁₅ｙｘ³＋Ｃ₁₆ｘ⁴ ＋Ｃ₁₇ｙ⁵＋Ｃ₁₈ｙ⁴ｘ＋Ｃ₁₉ｙ³ｘ²＋Ｃ₂₀ｙ²ｘ³＋Ｃ₂₁ｙｘ⁴ ＋Ｃ₂₂ｘ⁵ ＋Ｃ₂₃ｙ⁶＋Ｃ₂₄ｙ⁵ｘ＋Ｃ₂₅ｙ⁴ｘ²＋Ｃ₂₆ｙ³ｘ³＋Ｃ₂₇ｙ²ｘ⁴ ＋Ｃ₂₈ｙｘ⁵＋Ｃ₂₉ｘ⁶ ＋Ｃ₃₀ｙ⁷＋Ｃ₃₁ｙ⁶ｘ＋Ｃ₃₂ｙ⁵ｘ²＋Ｃ₃₃ｙ⁴ｘ³＋Ｃ₃₄ｙ³ｘ⁴ ＋Ｃ₃₅ｙ²ｘ⁵＋Ｃ₃₆ｙｘ⁶＋Ｃ₃₇ｘ⁷ ・・・・・・・・（ａ）ただし、Ｃ_m（ｍは２以上の整数）は係数である。

【００２１】上記（ａ）式で定義される曲面は、一般的
には、Ｘ−Ｚ面、Ｙ−Ｚ面共に対称面を持つことはない
（ＡＰＳ）が、ｘの奇数次項を全て０にすることによっ
て、Ｙ−Ｚ面と平行な対称面が１つだけ存在する面対称
自由曲面となる。例えば、上記定義式（ａ）において
は、Ｃ₄，Ｃ₆，Ｃ₉，Ｃ₁₁，Ｃ₁₃，Ｃ₁₅，Ｃ₁₈，
Ｃ₂₀，Ｃ₂₂，Ｃ₂₄，Ｃ₂₆，Ｃ₂₈，Ｃ₃₁，Ｃ₃₃，Ｃ₃₅，Ｃ
₃₇，・・・の各項の係数を０にすることによって可能で
ある。

【００２２】また、ｙの奇数次項を全て０にすることに
よって、Ｘ−Ｚ面と平行な対称面が１つだけ存在する面
対称自由曲面となる。例えば、上記定義式（ａ）におい
ては、Ｃ₃，Ｃ₆，Ｃ₈，Ｃ₁₀，Ｃ₁₃，Ｃ₁₅，Ｃ₁₇，Ｃ
₁₉，Ｃ₂₁，Ｃ₂₄，Ｃ₂₆，Ｃ₂₈，Ｃ₃₀，Ｃ₃₂，Ｃ₃₄，
Ｃ₃₆，・・・の各項の係数を０にすることによって可能
であり、また、以上のような対称面を持つことにより製
作性を向上することが可能となる。

【００２３】上記Ｙ−Ｚ面と平行な対称面、Ｘ−Ｚ面と
平行な対称面の何れか一方を対称面とすることにより、
偏心により発生する回転非対称な収差を効果的に補正す
ることが可能となる。

【００２４】さて、このような電子ビューファインダー
に撮影中又は撮影後の電子像を表示するには、図４に概
略の構成を示したように、図２のような撮影レンズ２の
像面に配置した２次元撮像素子９により被写体の像を光
電変換し、その被写体信号は、信号処理回路１４、コン
トローラ１５を介して記録再生ユニット１７に記録され
ると共に、撮影中は、コントローラ１５を介してドライ
バ１６により２次元表示素子４に電子像として同時に表
示され、撮影後は、記録再生ユニット１７に記録された
信号が再生され、コントローラ１５を介してドライバ１
６により２次元表示素子４に電子像として表示される。

【００２５】（第２実施例）第２実施例の電子ビューフ
ァインダー光学系の光路図を図５に示す。このファイン
ダー光学系は、２次元表示素子４と接眼光学系５からな
り、接眼光学系５は、図２の第４レンズ群Ｌ₄に類似し
たもので、２次元表示素子４に面していて透過面の第１
面２１と、偏心して配置された透過と反射作用を有する
回転非対称面の第２面２２と、偏心して配置された反射
作用を有する回転非対称裏面鏡の第３面２３とで囲まれ
た屈折率が１より大きい透明媒質からなり、所定の有限
の焦点距離を有するものである。この光学系において、
２次元表示素子４上の電子像から出た表示光は、第１面
２１を透過して入射し、第２面２２で反射され、次いで
第３面２３で反射され、最後に第２面２２を透過して観
察者眼球Ｅに達するものである。

【００２６】（第３実施例）第３実施例の電子ビューフ
ァインダー光学系の光路図を図６に示す。このファイン
ダー光学系は、２次元表示素子４と接眼光学系５からな
り、接眼光学系５はビームスプリッタープリズム状をし
ており、第１面２４、第２面２５、第３面２６、第４面
２７で囲まれた屈折率が１より大きい透明媒質からな
り、その中に斜めに反射と透過作用を有する面として半
透過反射面２８が設けられている。この半透過反射面２
８は、例えば１０〜９０％の反射率と９０〜１０％の透
過率を有する面で構成されている。また、２次元表示素
子４と反対側の第３面２６は裏面凹面鏡となっている。

【００２７】このような構成において、２次元表示素子
４上の電子像から出た表示光は、第１面２４を透過して
入射し、半透過反射面２８を透過して、裏面鏡の反射面
２６で反射され、今度は半透過反射面２８で反射され、
最後に第４面２７を透過して観察者眼球Ｅに達するもの
である。

【００２８】このように、接眼光学系５をプリズム体で
構成し、主たるパワーを有する面を裏面反射鏡２６で構
成することにより、収差発生の少ない接眼光学系とする
ことができる。

【００２９】また、接眼光学系５の最も２次元表示素子
４側の入射面２４を回転非球面にすることにより、像歪
みの補正を効果的に行うことが可能となる。さらに、反
射作用と透過作用を持つ半透過反射面２８を光軸に対し
て傾けて配置することにより、２次元表示素子４の電子
カメラの観察者側への突出を防ぐことも可能である。

【００３０】（第４実施例）第４実施例の電子カメラ光
学系の光路図を図７に示す。この実施例は、第３実施例
のファインダー光学系を用いて電子カメラを構成した例
である。撮像レンズ２としては回転対称な光学系を使用
している。また、接眼光学系５は、第１面２４、第２面
２５、第３面２６、第４面２７で囲まれた屈折率が１よ
り大きい透明媒質からなり、その中に斜めに反射と透過
作用を有する面として半透過反射面２８が設けられてお
り、２次元表示素子４と反対側の第３面２６が裏面凹面
鏡となっているものを用いている。

【００３１】この実施例においては、接眼光学系５の第
２面２５、半透過反射面２８、第４面２７を透過して、
凹面鏡２６に当たらないシースルー光路をとり、２次元
表示素子４の表示像（電子像）とは別に、外界の像を観
察する構成にすることが可能である。これにより、撮影
するときは、接眼光学系５の上記シースルー光路を光学
式ファインダーとして用い、以前に撮影した画像を観察
する場合は、２次元表示素子４に記録された電子像を表
示させて、接眼光学系５を用いて拡大表示することが可
能となる。これにより、常時２次元表示素子４を駆動す
る必要がなくなり、電力を節約でき、電源の寿命が長く
なる。

【００３２】また、電子カメラの設定、例えば残りの電
池量やメモリーの残量、撮影可能枚数、物体の距離情
報、方位の情報、ＧＳＰによる位置情報等を２次元表示
素子４に表示し、これらを接眼光学系５により拡大しな
がら、被写体はシースルー光路で確認する、等の利用が
できる。

【００３３】なお、上記のシースルー光路を経た被写体
の観察を行う必要がない場合、あるいは、撮影後の画像
の確認時には、シースルー光路を液晶シャッター、メカ
ニカルシッター等で遮蔽又は減衰する構成にすることに
より、電子像拡大光路の画像の視認性を向上させること
が可能となる。

【００３４】また、撮影中の画像を２次元表示素子４に
表示し続けるようにすると、特に人物等を撮影する場合
には、良い表情の瞬間のみを撮影画像として保存するこ
とが可能となり、無駄な画像を保存しなくてよくなる。

【００３５】さらに、上記のシースルー光路に透過型レ
ンズ系を付加してシースルー倍率（光学式ファインダー
の倍率）を変えるようにすることも可能である。

【００３６】（第５実施例）第５実施例の光学式ファイ
ンダーと電子ビューファインダーが切り換えあるいは重
畳可能なファインダー光学系の光路図を図８に示す。こ
のファインダー光学系は、第２実施例の接眼光学系５の
第３面２３を反射と透過作用を有する半透過反射面に変
更し、その前側に補償光学素子２９を貼り付け、第４実
施例と同様に、電子像を拡大観察する光路と一部が重な
るようにシースルー光路を持たせるようにした実施例で
ある。補償光学素子２９は、第３面２３に貼り合わせる
面はその第３面２３と同じ形状の回転非対称面であり、
この面と反対側の面３０は、接眼光学系５の第２面２２
と略同じ回転非対称面からなり、また、その屈折率も接
眼光学系５と略同じ透明材料から構成されている。

【００３７】したがって、補償光学素子２９の前面３
０、半透過反射面２３、接眼光学系５の第２面２２を透
過してシースルー光路となり、２次元表示素子４の表示
像（電子像）とは別に、外界の像を観察することが可能
である。

【００３８】図９はこの実施例のファインダー光学系を
用いた電子カメラ光学系の光路図である。なお、この実
施例では撮像レンズ２としては、第２実施例の接眼光学
系５と同様の光学系を光路を逆にして用いている。

【００３９】このような構成により、被写体を撮影する
ときは、上記シースルー光路を光学式ファインダーとし
て用いながら撮影レンズ２の像面に配置した２次元撮像
素子９により被写体の像を光電変換して記録再生ユニッ
ト１７に取り込む（図４）。以前に撮影した画像を観察
する場合は、記録再生ユニット１７に記録された電子像
を２次元表示素子４に表示させて、第２実施例で説明し
たようにその電子像を拡大表示する。

【００４０】（第６実施例）第６実施例の実像ファイン
ダー兼用の電子カメラ光学系の光路図を図１０に示す。
この実施例は、撮像レンズ２としては図１の光学系を使
用し、また、接眼光学系５としては、２次元表示素子４
に面していて偏心して配置された透過と反射作用を有す
る回転非対称面の第１面３１と、偏心して配置された透
過と反射作用を有する回転非対称裏面鏡の第２面３２
と、反射面の第３面３３とで囲まれた屈折率が１より大
きい透明媒質からなり、所定の有限の焦点距離を有する
ものを用いている。そして、２次元撮像素子９と２次元
表示素子４は背中合せで近接して配置してある。この接
眼光学系５においては、２次元表示素子４上の電子像か
ら出た表示光は、第１面３１を透過して入射し、第２面
３２で反射され、次に第３面３３で反射され、次いで今
度は第１面３１で反射され、最後に第２面３２を透過し
て観察者眼球Ｅに達する。なお、この電子カメラ光学系
においては、撮影レンズ２の入射光軸と接眼光学系５の
射出光軸が略一致するようになっている。

【００４１】このような構成により、電子ビューファイ
ンダーを見ながら被写体を撮影するとき、あるいは、以
前に撮影した画像を観察する場合は、撮影中あるいは記
録再生ユニット１７から再生された電子像を２次元表示
素子４に表示させて、拡大表示する。また、可変倍率実
像ファインダー（望遠鏡）として用いる場合には、図１
１に示すように、背中合わせで配置してある２次元撮像
素子９と２次元表示素子４を光路外に外すと、元の２次
元撮像素子９の位置が中間像面になり、撮像レンズ２を
通った光束はこの位置で一旦結像し、その中間像は接眼
光学系５で拡大観察できるようになる。なお、２次元撮
像素子９の撮像面と２次元表示素子４の表示面は若干距
離があるが、その距離は撮像レンズ２のフォーカシング
により補償することができる。

【００４２】（第７実施例）第７実施例の実像ファイン
ダー兼用の電子カメラ光学系の光路図を図１２に示す。
この光学系は、図１の撮影レンズ２と図３（第１実施
例）の接眼光学系５を組み合わせ、撮影レンズ２の入射
光軸と接眼光学系５の射出光軸を略一致させるようにし
たものである。接眼光学系５の構成が異なる点以外は、
第６実施例と同様であるので、説明は省く。

【００４３】以下の第８〜第１３実施例に接眼光学系の
数値実施例を示す。また、第１４実施例に撮影光学系
（撮影レンズ）の数値実施例を示す。以下の説明におい
て、接眼光学系は逆光線追跡の順で説明されるが、実際
には物体面が像面になり、像面が２次元表示素子が配置
される物体面になる。撮影光学系は順光線追跡の順で説
明される。

【００４４】各実施例の説明に先立って、接眼光学系を
構成する偏心面の位置と傾きを定義する座標の定義につ
いて、以下に説明する。なお、各実施例の数値データは
後記するが、その数値データにおいて、面番号は、接眼
光学系は逆光線追跡の順に与えられており、撮影光学系
は順光線追跡の順で与えられている。

【００４５】図１４に示すように、物点中心を通り、瞳
中心を通過し、像面中心に到達する光線を軸上主光線と
し、光学系の絞り面（接眼光学系の場合は射出瞳面）に
交差するまでの直線によって定義される光軸をＺ軸と
し、このＺ軸と直交し、絞り面の中心を通り、かつ、光
学系を構成する各面の偏心面内の軸（図１４の紙面内に
ある軸）をＹ軸と定義し、Ｚ軸と直交し、かつ、Ｙ軸と
直交する軸をＸ軸とし、軸上主光線が物点から像面に到
る方向をＺ軸の正方向、図１４において下から上へ向か
う方向をＹ軸の正方向、図１４の紙面に垂直で紙面の表
から裏へ向かう方向をＸ軸の正方向とする。

【００４６】後記の数値データにおいて、第８、第９、
第１４実施例の光学系を構成する自由曲面は前記の
（ａ）式で定義され、各面の偏心は、光学系の絞り面か
らのその面の面頂位置のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向
の偏心量と、その面の中心軸（（ａ）式のＺ軸）のＸ
軸、Ｙ軸、Ｚ軸それぞれを中心とする傾き角（それぞれ
α、β、γ）とで与えられている。なお、その場合、α
とβの正はそれぞれの軸の正方向に対しての反時計回り
を、γの正はＺ軸の正方向に対しての時計回りを意味す
る。その他、曲率半径、間隔、屈折率、アッベ数が慣用
法に従って与えられている。

【００４７】第１０〜第１３実施例においては、基本的
に同軸光学系と等価であり、各面の曲率半径、面間隔、
媒質の屈折率、アッベ数が慣用法に従って与えられてい
る。また、光学系中に光軸に対して斜めに挿入されてい
る反射と透過作用を有する半透過反射面（面番号３）の
偏心が前記の定義に従って与えられている。なお、屈折
率はｄ線（波長５８７．５６ｎｍ）に対するものを表記
してある。長さの単位はｍｍである。

【００４８】（第８実施例）この実施例の電子カメラの
外観は図１に示すようなものであり、その光路図を図１
３に示す。この実施例は図３に示したような電子ビュー
ファインダーを採用した電子カメラである。図１３にお
いて、撮像レンズ２としては図１の光学系を使用し、ま
た、ファインダー光学系は、２次元表示素子４と接眼光
学系５からなり、接眼光学系５は、２次元表示素子４に
面していて偏心して配置された透過と反射作用を有する
回転非対称面の第１面６と、偏心して配置された反射作
用を有する回転非対称裏面鏡の第２面７と、透過面で回
転非対称面の第３面８とで囲まれた屈折率が１より大き
い透明媒質からなり、所定の有限の焦点距離を有するも
のである。この光学系において、２次元表示素子４上の
電子像から出た表示光は、第１面６を透過して入射し、
第２面７で反射され、次いで今度は第１面６で反射さ
れ、最後に第３面８を透過して射出瞳４０面に瞳孔を一
致させた観察者眼球Ｅに達するものである。

【００４９】本実施例の接眼光学系５の断面図を図１４
に示す。この実施例の数値データは後記するが、光線追
跡は逆光線追跡で行っている。なお、この実施例の瞳径
は４ｍｍ、観察画角は水平３５°、垂直２６．６°であ
り、２次元表示素子４の対角長は１３．９４ｍｍであ
る。また、Ｘ−Ｚ断面内の焦点距離ｆ_xは１８．９２９
ｍｍ、Ｙ−Ｚ断面内の焦点距離ｆ_yは１７．６１２ｍｍ
である。

【００５０】（第９実施例）この実施例の電子カメラの
光路図を図１５に示す。この実施例は図５に示したよう
な電子ビューファインダーを採用した電子カメラであ
る。図１５において、撮像レンズ２としては図１の光学
系を使用し、また、ファインダー光学系は、２次元表示
素子４と接眼光学系５からなり、接眼光学系５は、２次
元表示素子４に面していて透過面で回転非対称面の第１
面２１と、偏心して配置された透過と反射作用を有する
回転非対称面の第２面２２と、偏心して配置された反射
作用を有する回転非対称裏面鏡の第３面２３とで囲まれ
た屈折率が１より大きい透明媒質からなり、所定の有限
の焦点距離を有するものである。この光学系において、
２次元表示素子４上の電子像から出た表示光は、第１面
２１を透過して入射し、第２面２２で反射され、次いで
第３面２３で反射され、最後に第２面２２を透過して射
出瞳４０面に瞳孔を一致させた観察者眼球Ｅに達するも
のである。

【００５１】本実施例の接眼光学系５の断面図を図１６
に示す。この実施例の数値データは後記するが、光線追
跡は逆光線追跡で行っている。なお、この実施例の瞳径
は４ｍｍ、観察画角は水平３５°、垂直２６．６°であ
り、２次元表示素子４の対角長は１３．９４ｍｍであ
る。また、Ｘ−Ｚ断面内の焦点距離ｆ_xは１８．２８２
ｍｍ、Ｙ−Ｚ断面内の焦点距離ｆ_yは１７．９７３ｍｍ
である。

【００５２】（第１０実施例）この実施例の電子カメラ
の光路図を図１７に示す。この実施例は図６に示したよ
うな電子ビューファインダーを採用した電子カメラであ
る。ただし、電子カメラ上面から環境光、例えば室内の
照明機器や野外の太陽光線等をＬＣＤのような２次元表
示素子４の照明光源として使用することが可能なよう
に、接眼光学系５の上側に２次元表示素子４を配置する
ようにしている。図１７において、撮像レンズ２として
は図１の光学系を使用し、また、ファインダー光学系
は、２次元表示素子４と接眼光学系５からなり、接眼光
学系５はビームスプリッタープリズム状をしており、第
１面２４、第２面２５、第３面２６、第４面２７で囲ま
れた屈折率が１より大きい透明媒質からなり、その中に
斜めに反射と透過作用を有する面として半透過反射面２
８が設けられている。この半透過反射面２８は、例えば
１０〜９０％の反射率と９０〜１０％の透過率を有する
面で構成されている。また、２次元表示素子４と反対側
の第３面２６は裏面凹面鏡となっている。

【００５３】このような構成において、２次元表示素子
４上の電子像から出た表示光は、球面の第１面２４を透
過して入射し、半透過反射面２８を透過して、裏面鏡の
球面の反射面２６で反射され、今度は半透過反射面２８
で反射され、最後に球面の第４面２７を透過して射出瞳
４０面に瞳孔を一致させた観察者眼球Ｅに達するもので
ある。

【００５４】本実施例の接眼光学系５の断面図を図１８
に示す。この実施例の数値データは後記するが、光線追
跡は逆光線追跡で行っている。なお、この実施例の瞳径
は４ｍｍ、観察画角は水平３５°、垂直２６．６°であ
り、２次元表示素子４の対角長は１３．９４ｍｍであ
る。また、焦点距離ｆは１８．３６４ｍｍである。

【００５５】（第１１実施例）この実施例の接眼光学系
５のシースルー時の断面図を図１９に示す。この実施例
は第４実施例のシースルー時の接眼光学系５の数値例に
関するものであり、この実施例は、接眼光学系５のビー
ムスプリッタープリズム状の光学系のシースルー光路入
射側に凹レンズ４１を配置して、シースルー光路のパワ
ーを略ゼロにすることによってアフォーカル光学系を形
成し、虚像式ファインダーとして使用する場合の例であ
る。外界の像を観察する場合には、外界からの光は、凹
レンズ４１、第２面２５、半透過反射面２８、第４面２
７を透過して、凹面鏡に当たらないシースルー光路をと
り、２次元表示素子４の表示像（電子像）とは別に、外
界の像を観察する構成にすることが可能である。さらに
好ましくは、物体側の凹レンズ４１の表面反射を用いて
アルバダ式ファインダーを構成することも可能である。
なお、この実施例の数値データは後記するが、光線追跡
は逆光線追跡で行っている。そのアフォーカル倍率は
０．８５４７倍である。

【００５６】（第１２実施例）この実施例は、第１０実
施例の接眼光学系５の他の形態の実施例であり、その断
面図を図２０に示す。この実施例の数値データは後記す
るが、光線追跡は逆光線追跡で行っている。なお、この
実施例の瞳径は４ｍｍ、観察画角は水平３０°、垂直２
２．７°であり、２次元表示素子４の対角長は１３．９
４ｍｍである。また、焦点距離ｆは２１．１８１ｍｍで
ある。

【００５７】（第１３実施例）この実施例は、第１０実
施例の接眼光学系５の別の形態の実施例であり、その断
面図を図２１に示す。この実施例の数値データは後記す
るが、光線追跡は逆光線追跡で行っている。なお、この
実施例の瞳径は４ｍｍ、観察画角は水平３５°、垂直２
６．６°であり、２次元表示素子４の対角長は１３．９
４ｍｍである。また、焦点距離ｆは２２．１４５ｍｍで
ある。

【００５８】（第１４実施例）この実施例は本発明の電
子カメラに採用できる撮影レンズ２に関するものであ
り、その断面図を図２２に示す。この撮影レンズ２は、
図２の第４レンズ群Ｌ₄と同様の構成の偏心プリズムか
らなる単一光学系であり、絞り４２の後側に配置され、
偏心して配置された回転非対称面の透過面の第１面１１
と、偏心して配置された透過と反射作用を有する回転非
対称面の第２面１２と、偏心して配置された反射作用を
有する回転非対称裏面鏡の第３面１３とで囲まれた屈折
率が１より大きい透明媒質からなり、絞り４２を経て第
１面１１から入射した被写体からの光が、第２面１２で
反射され、次いで第３面１３で反射され、最後に第２面
１２を透過して、フィルター及びカバーガッラス４３と
一体の２次元撮像素子９上に達して結像するように配置
されている。なお、さらに好ましくは、第２面１２での
反射は全反射であることが、光学系を小型にする上で好
ましい。このように、撮影レンズ２を偏心プリズムで構
成することによって、さらに小型にすることが可能であ
る。

【００５９】この実施例の数値データは後記するが、光
線追跡は順光線追跡で行っている。この実施例の入射瞳
径は１．７８５ｍｍ、水平画角は４２．６４°、垂直画
角は３２．６２°であり、面の偏心面内をＹ軸方向、こ
れと直交する方向をＸ軸方向とするとき（図１４参
照）、撮影レンズ２の入射側から軸上主光線とＹ方向に
１ｍｍ離れた平行光束を入射させ、撮影レンズ２から射
出する側でその２つの光線がＹ−Ｚ面内でなす角をＮ
Ａ’ｙｉ、そのＮＡ’ｙｉの逆数をＹ方向の焦点距離ｆ
_yとし、同様にＸ−Ｚ面内でＸ方向の焦点距離ｆ_xを定
義すると、本実施例においては、ｆ_xは８．２９２ｍ
ｍ、ｆ_yは８．０７６ｍｍである。

【００６０】また、本数値実施例の横収差図を図２３〜
図２５に示す。これら横収差図において、括弧内に示さ
れた数字は（水平（Ｘ方向）画角，垂直（Ｙ方向）画
角）を表し、その画角における横収差図を示す。また、
図２６に本数値実施例の像歪みを表す収差図を示す。

【００６１】（第１５実施例）この実施例の斜視図を図
２７に示す。この実施例は、以上の各実施例に示した小
型の電子カメラ１を携帯電話５０と接続又は一体にする
ことによって、撮影した画像を電話回線で離れた場所に
あるパソコン等に高速に送ることが可能なシステムとし
て構成した実施例である。また、パソコンに収納された
画像データの中から必要なものを転送して電子カメラ１
の２次元表示素子に表示させ、その画像を虚像として大
きく拡大した高密度画素表示で観察することが可能とな
るものである。なお、図中、５１は携帯電話５０のダイ
ヤル・ボタン、５２はマイク、５３はスピーカー、５４
はアンテナを示す。

【００６２】（第１６実施例）この実施例の斜視図を図
２８に示す。図２８（ａ）に全体のシステムの構成を、
図２８（ｂ）に電子カメラ１の構成を示す。この実施例
は、以上の各実施例に示した小型の電子カメラ１（図の
場合は、撮影レンズ２は第１４実施例、接眼光学系５は
第１０実施例）を携帯電話５０に取り外し可能な構成に
したものである。

【００６３】以下に、上記第８実施例〜第１４実施例の
数値データを示す。第８実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -2000.0000 1 ∞（絞り） 2 自由曲面偏心(1) 1.4922 57.5 3 自由曲面偏心(2) 1.4922 57.5 4 自由曲面偏心(3) 1.4922 57.5 5 自由曲面偏心(2) 像面 ∞ 偏心(4) 自由曲面Ｃ₅ 2.2153×10^-2 Ｃ₇ 2.8411×10^-2 Ｃ₈ 0 Ｃ₁₀ 0 Ｃ₁₂ 0 Ｃ₁₄ -3.1319×10^-5 自由曲面Ｃ₅ 2.0409×10^-3 Ｃ₇ 6.6975×10^-3 Ｃ₈ -1.8605×10^-5 Ｃ₁₀ -7.9159×10^-5 Ｃ₁₂ 0 Ｃ₁₄ -7.5458×10^-6 自由曲面Ｃ₅ 9.9446×10^-3 Ｃ₇ 1.1558×10^-2 Ｃ₈ -7.0627×10^-5 Ｃ₁₀ -1.1373×10^-4 Ｃ₁₂ 0 Ｃ₁₄ -4.6407×10^-6 ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 0.000 20.124 0.00 0.00 0.00 偏心(2) 0.000 0.000 30.714 47.72 0.00 0.00 偏心(3) 0.000 -10.321 31.697 75.96 0.00 0.00 偏心(4) 0.000 3.586 40.230 52.31 0.00 0.00 。

【００６４】第９実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -2000.0000 1 ∞（絞り） 2 自由曲面偏心(1) 1.4922 57.5 3 自由曲面偏心(2) 1.4922 57.5 4 自由曲面偏心(1) 1.4922 57.5 5 自由曲面偏心(3) 像面 ∞ 偏心(4) 自由曲面Ｃ₅ 1.8566×10^-4 Ｃ₇ -5.9960×10^-3 Ｃ₈ -9.3755×10^-6 Ｃ₁₀ -1.2098×10^-4 自由曲面Ｃ₅ -7.8289×10^-3 Ｃ₇ -1.1744×10^-2 Ｃ₈ -1.4839×10^-5 Ｃ₁₀ 1.2340×10^-5 自由曲面Ｃ₅ -1.9292×10^-4 Ｃ₇ -1.8773×10^-1 Ｃ₈ 1.2657×10^-6 Ｃ₁₀ 4.7538×10^-4 ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 7.230 19.284 8.28 0.00 0.00 偏心(2) 0.000 0.330 27.044 -19.41 0.00 0.00 偏心(3) 0.000 2.351 369.458 92.61 0.00 0.00 偏心(4) 0.000 19.316 27.698 52.14 0.00 0.00 。

【００６５】第１０実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り） 20.00 2 65.895 8.00 1.4922 57.5 3 ∞ -10.00 偏心(1) 1.4922 57.5 4 57.009 18.00 1.4922 57.5 5 187.069 4.16 像面 ∞ ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 0.000 0.000 45.00 0.00 0.00 。

【００６６】第１１実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り） 27.00 2 75.396 10.00 1.4922 57.5 3 ∞ 10.00 偏心(1) 1.4922 57.5 4 ∞ 1.00 5 -65.000 3.00 1.4922 57.5 6 65.000 971.98 像面 ∞ ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 0.000 0.000 45.00 0.00 0.00 。

【００６７】第１２実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り） 27.00 2 75.396 10.00 1.4922 57.5 3 ∞ -12.00 偏心(1) 1.4922 57.5 4 64.455 20.00 1.4922 57.5 5 108.418 4.96 像面 ∞ ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 0.000 0.000 45.00 0.00 0.00 。

【００６８】第１３実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ -1000.00 1 ∞（絞り） 27.00 2 ∞ 10.00 1.4922 57.5 3 ∞ -12.00 偏心(1) 1.4922 57.5 4 52.292 20.00 1.4922 57.5 5 9.711 4.78 像面 ∞ ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 0.000 0.000 45.00 0.00 0.00 。

【００６９】第１４実施例面番号曲率半径間隔偏心屈折率アッベ数物体面 ∞ ∞ 1 ∞（絞り） 2 自由曲面偏心(1) 1.8061 50.9 3 自由曲面偏心(2) 1.8061 50.9 4 自由曲面偏心(3) 1.8061 50.9 5 自由曲面偏心(2) 6 ∞ 1.00 偏心(4) 1.5163 64.1 7 ∞ 0.40 1.5163 64.1 像面 ∞ 自由曲面Ｃ₅ 6.9172×10^-3 Ｃ₇ -6.1395×10^-2 Ｃ₈ -8.6695×10^-3 Ｃ₁₀ 9.3979×10^-3 Ｃ₁₂ -1.1168×10^-4 Ｃ₁₄ -6.6955×10^-3 Ｃ₁₆ -1.0032×10^-3 自由曲面Ｃ₅ 2.9915×10^-2 Ｃ₇ 1.8072×10^-2 Ｃ₈ -1.4235×10^-3 Ｃ₁₀ -1.3855×10^-4 Ｃ₁₂ 1.7627×10^-4 Ｃ₁₄ -5.1449×10^-4 Ｃ₁₆ 2.9926×10^-5 Ｃ₁₇ -2.0752×10^-5 Ｃ₁₉ 2.2598×10^-4 Ｃ₂₁ 2.8425×10^-5 Ｃ₂₃ -8.5787×10^-6 Ｃ₂₅ -3.9807×10^-5 Ｃ₂₇ 4.2915×10^-6 自由曲面Ｃ₅ -5.3125×10^-2 Ｃ₇ -4.1643×10^-2 Ｃ₈ 6.4987×10^-4 Ｃ₁₀ 3.2017×10^-5 Ｃ₁₂ -2.1358×10^-4 Ｃ₁₄ -2.5418×10^-4 Ｃ₁₆ -1.4899×10^-4 Ｃ₁₇ 2.0960×10^-6 Ｃ₁₉ 3.5556×10^-5 Ｃ₂₁ 1.6431×10^-5 ＸＹＺ α（°） β（°） γ（°）偏心(1) 0.000 0.000 0.487 14.82 0.00 0.00 偏心(2) 0.000 1.030 3.861 -43.09 0.00 0.00 偏心(3) 0.000 3.587 4.807 100.40 0.00 0.00 偏心(4) 0.000 -3.356 7.512 -56.54 0.00 0.00 。

【００７０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によると、撮影中又は撮影後の電子像を２次元表示素子
に表示し、それを曲面反射鏡により構成された小型の拡
大光学系により虚像として拡大表示して、高精細な撮影
画像を観察できる小型の電子カメラを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による電子カメラの外観を示す概念図で
ある。

【図２】本発明による電子カメラに用いる撮影レンズの
１例の断面図である。

【図３】第１実施例の電子ビューファインダー光学系の
光路図である。

【図４】電子像を表示するための概略の構成を示す図で
ある。

【図５】第２実施例の電子ビューファインダー光学系の
光路図である。

【図６】第３実施例の電子ビューファインダー光学系の
光路図である。

【図７】第４実施例の電子カメラ光学系の光路図であ
る。

【図８】第５実施例のファインダー光学系の光路図であ
る。

【図９】第５実施例のファインダー光学系を用いた電子
カメラ光学系の光路図である。

【図１０】第６実施例の電子カメラ光学系の光路図であ
る。

【図１１】第６実施例の光学系を可変倍率実像ファイン
ダーとして用いる場合の光路図である。

【図１２】第７実施例の電子カメラ光学系の光路図であ
る。

【図１３】第８実施例の電子カメラ光学系の光路図であ
る。

【図１４】第８実施例の接眼光学系の断面図である。

【図１５】第９実施例の電子カメラ光学系の光路図であ
る。

【図１６】第９実施例の接眼光学系の断面図である。

【図１７】第１０実施例の電子カメラ光学系の光路図で
ある。

【図１８】第１０実施例の接眼光学系の断面図である。

【図１９】第１１実施例の接眼光学系のシースルー時の
断面図である。

【図２０】第１２実施例の接眼光学系の断面図である。

【図２１】第１３実施例の接眼光学系の断面図である。

【図２２】第１４実施例の撮影レンズの断面図である。

【図２３】第１４実施例の撮影レンズの横収差図の一部
である。

【図２４】第１４実施例の撮影レンズの横収差図の他の
一部である。

【図２５】第１４実施例の撮影レンズの横収差図の残り
の部分である。

【図２６】第１４実施例の撮影レンズの像歪みを表す収
差図である。

【図２７】第１５実施例の携帯電話システムの斜視図で
ある。

【図２８】第１６実施例の携帯電話システムの斜視図で
ある。１…電子カメラ２…撮影レンズ（対物レンズ）３…ファインダー４…２次元表示素子５…接眼光学系６…第１面７…第２面８…第３面９…２次元撮像素子１１…第１面１２…第２面１３…第３面１４…信号処理回路１５…コントローラ１６…ドライバ１７…記録再生ユニット２１…第１面２２…第２面２３…第３面２４…第１面２５…第２面２６…第３面（裏面凹面鏡）２７…第４面２８…半透過反射面２９…補償光学素子３０…補償光学素子の前面３１…第１面３２…第２面３３…第３面４０…射出瞳４１…凹レンズ４２…絞り４３…フィルター及びカバーガッラス５０…携帯電話５１…携帯電話のダイヤル・ボタン５２…携帯電話のマイク５３…携帯電話のスピーカー５４…携帯電話のアンテナＬ₁…第１レンズ群Ｌ₂…第２レンズ群Ｌ₃…第３レンズ群Ｌ₄…第４レンズ群Ｄ₁…第１レンズ群と第２レンズ群の群間隔Ｄ₂…第２レンズ群と第３レンズ群の群間隔Ｄ₃…第３レンズ群と第４レンズ群の群間隔Ｅ…観察者眼球

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影光学系により結像された被写体像を
２次元撮像素子により光電変換して電子像として記録す
る電子カメラにおいて、前記の記録中あるいは記録され
た電子像を表示する２次元表示素子と、該２次元表示素
子に表示された画像を虚像として拡大する拡大光学系と
を備え、前記拡大光学系が少なくとも１つの曲面反射鏡
と反射と透過作用を有する面とから構成されていること
を特徴とする電子カメラ。
【請求項２】前記拡大光学系は、屈折率が１より大き
い透明媒質からなるプリズム体から構成されていること
を特徴とする請求項１記載の電子カメラ。
【請求項３】前記拡大光学系の前記曲面反射鏡は裏面
鏡で構成されていることを特徴とする請求項２記載の電
子カメラ。
【請求項４】前記拡大光学系の焦点距離をｆ（ｍｍ）
とするとき、ｆ＜３０・・・（１）を満足することを特徴とする請求項３記載の電子カメ
ラ。
【請求項５】前記２次元表示素子の対角長をＬ（ｍ
ｍ）とするとき、Ｌ＜２５・・・（３）を満足することを特徴とする請求項４記載の電子カメ
ラ。