(57)【要約】【課題】スーパーインポーズ表示の内容や位置を自由に変更することが容易であり、しかも複雑な表示内容の表示も可能なファインダ装置および光学装置を提供すること。【解決手段】表示光Ｌ２を発生させる照明手段３４と、照明手段３４から出射された表示光Ｌ２を、二次元方向に走査する走査手段３８と、走査手段３８による表示光Ｌ２の走査に同期させて、表示光Ｌ２を制御する光変調手段３０と、走査手段３８および光変調手段３０により描画された表示内容を持つ前記表示光Ｌ２を、被写体光Ｌ１と重ね合わせる合成手段１２と、を有するファインダ装置。【選択図】図１
2010107529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示光を発生させる照明手段と、
前記照明手段から出射された前記表示光を、二次元方向に走査する走査手段と、
前記走査手段による前記表示光の走査に同期させて、前記表示光を制御する光変調手段と、
前記走査手段および前記光変調手段により描画された表示内容を持つ前記表示光を、被写体光と重ね合わせる合成手段と、
を有するファインダ装置。
【請求項２】
波長選択性光学素子と接眼光学系を含み、前記被写体光と前記表示内容を持つ前記表示光が波長選択性光学素子を用いて合成され、接眼光学系へと至る請求項１に記載のファインダ装置。
【請求項３】
ダイクロイックミラーと、ペンタプリズムもしくは、ペンタミラーと、ファインダユニットとを有し、
前記合成手段が、前記ダイクロイックミラーを含み、
前記被写体光は、ダイクロイックミラーおよび、ペンタプリズムもしくはペンタミラーを通りファインダユニットへ至り、
前記表示内容を持つ前記表示光は、ダイクロイックミラーで反射されファインダユニットへ至り、
前記被写体光と前記表示内容を持つ前記表示光とが、前記ダイクロイックミラーを用いることにより合成される請求項１または２に記載のファインダ装置。
【請求項４】
被写体光を部分的に散乱もしくは遮蔽する手段をさらに有する、請求項１〜３のいずれかに記載のファインダ装置。
【請求項５】
透光性液晶表示板を有し、前記被写体光は、前記透光性液晶表示板を透過した後に、ファインダユニットへ至る請求項１〜４のいずれかに記載のファインダ装置。
【請求項６】
前記表示光の波長は、６００ｎｍ以上である請求項１〜５のいずれかに記載のファインダ装置。
【請求項７】
前記走査手段と前記光変調手段とをプログラムに応じて制御する制御手段をさらに有する請求項１〜６のいずれかに記載のファインダ装置。
【請求項８】
前記走査手段と前記光変調手段とは、被写体光の像情報の変化に応じて、前記表示内容が移動するように、前記制御手段により制御される請求項７に記載のファインダ装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載のファインダ装置を有する光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファインダ装置および光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カメラのファインダ視野内に焦点検出エリアなどの種々の情報を被写体像に重ねて表示（いわゆるスーパーインポーズ表示）を行うファインダ内表示装置が知られている。このようなファインダ内表示装置のうち、たとえば下記の特許文献１に示すように、マイクロミラー素子アレイからの反射光によりスーパーインポーズ表示を実現するファインダ装置が知られている。
【０００３】
ところが、このようにマイクロミラー素子アレイを用いてスーパーインポーズ表示を実現する従来のファインダ装置では、表示セグメントの数に対応してミラー素子の数を増やす必要がある。そのため、表示の内容が複雑な場合には、画素数に対応するミラーの数が必要となり、ファインダ装置が大型になり、そのファインダ装置を搭載するカメラの大型化を招くおそれがある。
【０００４】
また、従来のファインダ装置では、スーパーインポーズ表示の内容や位置をカメラの製造後に自由に変更することが困難であった。
【特許文献１】特開平１１−１５０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような実状に鑑みてなされ、その目的は、スーパーインポーズ表示の内容や位置を装置製造後に自由に変更することが容易であり、しかも複雑な表示内容の表示も可能なファインダ装置および光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るファインダ装置は、
表示光を発生させる照明手段と、
前記照明手段から出射された前記表示光を、二次元方向に走査する走査手段と、
前記走査手段による前記表示光の走査に同期させて、前記表示光を制御する光変調手段と、
前記走査手段および前記光変調手段により描画された表示内容を持つ前記表示光を、被写体光と重ね合わせる合成手段と、を有する。
【０００７】
本発明のファインダ装置では、表示光を二次元方向に走査する走査手段と、その表示光の走査に同期させて表示光を制御する光変調手段とを有するため、ファインダ内の任意の位置に、任意のマーク、キャラクタ、図形などの複雑な表示内容を、明光としてスーパーインポーズ表示することが可能となる。
【０００８】
また、本発明のファインダ装置では、カメラなどの光学装置に搭載後であっても、表示装置の制御プログラムすなわちソフトウェアを変更することにより、スーパーインポーズ表示の表示内容や表示位置を変更したり追加したりすることが可能である。
【０００９】
さらに、本発明のファインダ装置では、表示光を二次元方向に走査する走査手段を有するために、画素数に対応するミラーの数は必要ではなく、部品点数が少なく、製造が容易で、装置の小型化を図ることが可能である。
好ましくは、波長選択性光学素子と接眼光学系を含み、前記被写体光と前記表示内容を持つ前記表示光が波長選択性光学素子を用いて合成され、接眼光学系へと至る。
【００１０】
好ましくは、ファインダ装置は、
ダイクロイックミラーと、ペンタプリズムもしくはペンタミラーと、ファインダユニットとを有し、
前記合成手段が、前記ダイクロイックミラーを含み、
前記被写体光は、ダイクロイックミラーおよびペンタプリズムもしくはペンタミラーを通りファインダユニットへ至り、
前記表示内容を持つ前記表示光は、ダイクロイックミラーで反射されファインダユニットへ至り、
前記被写体光と前記表示内容を持つ前記表示光とが、前記ダイクロイックミラーを用いることにより合成される。
【００１１】
このような構成を採用することにより、既存のファインダ装置の部品を用いて、部品点数を増大させることなく、スーパーインポーズ表示が可能となる。
好ましくは、被写体光を部分的に散乱もしくは遮蔽する手段をさらに有する。
【００１２】
好ましくは、透光性液晶表示板を有し、前記被写体光は前記透光性液晶表示板を透過した後に、ファインダユニットへ至る。
【００１３】
このような構成を採用することにより、透光性液晶表示板による暗表示と、本発明に係る明光表示とを組み合わせたスーパーインポーズ表示が可能となる。
【００１４】
好ましくは、前記表示光の波長は、６００ｎｍ以上である。このような波長の表示光は、人間の目における可視域の上限近傍であり、ダイクロイックミラーの反射波長を適切に設定することにより反射させることができる。このため、ダイクロイックミラーで反射された表示光を、再びペンタプリズムへ戻し、ファインダユニットを通して撮影者に明光表示として認識させることができる。
【００１５】
好ましくは、ファインダ装置は、前記走査手段と前記光変調手段とをプログラムに応じて制御する制御手段をさらに有する。
【００１６】
好ましくは、前記走査手段と前記光変調手段とは、被写体光の画像の動きに応じて、前記表示内容が移動するように、前記制御手段により制御される。
【００１７】
本発明の光学装置は、上記のいずれかに記載のファインダ装置を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明を、図面に示す実施形態に基づき説明する。
図１は本発明の一実施形態に係るファインダ装置を含むカメラの概略断面図、
図２は図１に示す二次元光スキャナの概略図、
図３（Ａ）〜図３（Ｃ）はそれぞれファインダ装置における表示例を示す概略図、
図４は本発明の他の実施形態に係るファインダ装置に用いる二次元光スキャナの概略図、
図５はダイクロイックミラーの反射領域を示す図である。
第１実施形態
【００１９】
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る一眼レフカメラ２は、カメラボディ４を有し、カメラボディ４のレンズマウント部６には、撮影レンズを備えるレンズ鏡筒が交換可能に装着される。一眼レフカメラ２としては、記録媒体８として、銀塩フィルムを用いるフィルム式カメラでも、記録媒体８としてＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子が用いられる一眼レフ方式のデジタルカメラでもよい。
【００２０】
レンズマウント部６と記録媒体８との間には、被写体からの被写体光Ｌ１をファインダ光学系へと反射するクイックリターンミラー１０が配設されている。記録媒体８とクイックリターンミラー１０との間にはシャッタ９が設けられている。図１において、クイックリターンミラー１０の下方には、ＡＦセンサユニット７が配置してあり、被写体光Ｌ１の一部を取り込み、オートフォーカス（ＡＦ）動作のためのセンシングを行うようになっている。オートフォーカス信号はＡＦセンサユニットからカメラの制御回路に送り込まれる。
【００２１】
記録媒体８の画像結像面と光学的に共役な位置の近傍には、ダイクロイックミラー１２が配置されている。被写体からの被写体光Ｌ１の大部分はクイックリターンミラー１０に反射されて、ダイクロイックミラー１２を透過し、ペンタプリズム１６およびファインダユニット１８を介して、ファインダ観察者により視認される。なお、撮影の際には、クイックリターンミラー１０がはねあがることにより被写体光Ｌ１の光路上から退避し、記録媒体８上に被写体像が結像される。
【００２２】
カメラボディ４内には、ファインダ装置２０が内蔵してある。ファインダ装置２０は、ダイクロイックミラー１２、ペンタプリズム１６およびファインダユニット１８を有する。ファインダユニット１８の近くには、側光センサユニット２２が配置してある。側光センサユニット２２は、ペンタプリズム１６を透過した後の光の一部を取り込み、露出センシングを行い、その結果をカメラの制御回路に送り込むようになっている。
【００２３】
本実施形態では、明光表示によるスーパーインポーズ表示を行うために、ペンタプリズム１６に対してダイクロイックミラー１２とは別の位置に、投射光学系３２が配置してある。投射光学系３２には、光源３４から発生して、集光レンズ３６を通過し、光スキャナ３８で反射されたスーパーインポーズ用表示光Ｌ２が入射し、その表示光Ｌ２をペンタプリズム１６内に導くようになっている。
【００２４】
表示光の光源３４は、とくに限定されず、発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザー（ＬＤ）などを用いる。ただし、半導体レーザーを用いる場合には、目に安全なパワーレベルまでフィルタ等で減光することが好ましい。
【００２５】
光源３４から出射される表示光Ｌ２の表示光波長λａは、好ましくは６００ｎｍ以上であり、人間の目の可視域の上限近傍に設定することが望ましい。さらに、ダイクロイックミラー１２は反射下限波長λｂ以上の波長光を反射する（反射率が高くなる）ように、かつ、このダイクロイックミラー１２の反射下限波長λｂが表示光波長λａよりも僅かに小さくなるように作製することが望ましい。上記の、人間の目の可視域、表示光波長λａ、反射下限波長λｂの関係を図５の概念図に示す。
【００２６】
設計例のひとつとして、表示光波長λａを６８０ｎｍ、ダイクロイックミラーの反射下限波長λｂを６６０ｎｍとすることができる。
【００２７】
上記の場合、光源３４を出射してペンタプリズム１６を通過した表示光Ｌ２は、ダイクロイックミラー１２で反射され、再びペンタプリズム１６に入射した後、ファインダユニット１８へと導かれ、ファインダ観察者の目に明光表示として視認される。
【００２８】
一方前述のとおり、被写体からの被写体光Ｌ１はクイックリターンミラー１０に反射されてダイクロイックミラー１２に達する。その被写体光Ｌ１のうち反射下限波長λｂ(６６０ｎｍ)以下の波長光はダイクロイックミラー１２を通過しペンタプリズムに入射、ファインダユニットに達しファインダ観察者の目に被写体像として視認される。ファインダに達する被写体光はダイクロイックミラーの反射下限λｂ（６６０ｎｍ）以下の波長のみであるが、反射下限波長λｂは表示光波長λａ（６８０ｎｍ）の僅かに短波長すなわち可視域の上限近傍であり実際の被写体観察への影響はほとんどない。
【００２９】
このように、被写体光Ｌ１と表示光Ｌ２はダイクロイックミラー１２を経ることにより合成され、ファインダ観察者の目には、被写体と表示が重ね合わされた状態、すなわち被写体像に明光表示がスーパーインポーズされて視認される。
【００３０】
光源３４および光スキャナ３８は、制御回路３０により制御される。光スキャナ３８は、図２に示すように、たとえばMEMS(Micro-Electomechanical-Systems)技術により作製され、枠体４０と、枠体４０の中央に一対の支持部４４を介して保持してある可動枠４２と、可動枠４２の中央に一対の支持部４８を介して保持してある微小ミラー４６とを有する。
【００３１】
微小ミラー４６は、可動枠４２に対して、枠体４０のＸ軸方向の両端位置で一対の支持部４８により、支持部４８のＸ軸回りに回動可能に保持してある。また、可動枠４２は、枠体４０に対して、枠体４０のＹ軸方向の両端位置で一対の支持部４４により、支持部４４のＹ軸回りに回動可能に保持してある。なお、Ｘ軸とＹ軸とＺ軸とは直交する。
【００３２】
枠体４０に対して支持部４４を介して可動枠４２を回動させるには、MEMS技術による静電力や電磁力を用いることが多い（図示省略）が、これに限定されるものではない。また、可動枠４２に対して支持部４８を介して微小ミラー４６を回動させるためにもMEMS技術による静電力や電磁力を用いることが多い（図示省略）が、これに限定されるものではない。これら回動駆動は、図１に示す制御回路３０により制御される。
【００３３】
図１に示す光源３４から発せられて集光レンズ３６を通して光スキャナ３８に向かう表示光Ｌ２は、図２に示すように、微小ミラー４６によりＺ軸方向に所定角度で反射される。微小ミラー４６は、前記の回動駆動機構（図示省略）によりＸ軸およびＹ軸回りに回動制御され、表示光Ｌ２の反射光は、二次元スキャンされ、１／３０秒程度もしくはそれ以下で一画面５０のラスタスキャンＬ２ａを行う。このような短時間で一画面５０のラスタスキャンＬ２ａを行うために、可動枠４２は、支持部４４を支点として数十Ｈｚ程度の周期で往復回動され、微小ミラー４６は、支持部４８を支点として数十Ｈｚ程度の周期で高速ｎ往復回動制御される。
【００３４】
なお、表示画面の全体を一様に表示するラスタスキャンＬ２ａの代わりに、走査の始点終点および走査方向を可変とするベクタスキャンとなるように、図１に示す制御回路３０により光スキャナ３８のアクチュエータを制御しても良い。
【００３５】
このようなラスタスキャンＬ２ａの動きに合わせて、図１に示す光源３４は、制御回路３０により、オン・オフ制御あるいは強弱の制御が成され、光変調制御が行われる。たとえばラスタスキャンＬ２ａの動きに合わせて、光源３４からの表示光Ｌ２のオン・オフ制御を行うことで、たとえば図３（Ｂ）に示すように、一画面５０の中に、文字表示５４、図形表示５６，５８、マーク表示６０，６２などの明光表示が可能になる。
【００３６】
光源３４からの表示光Ｌ２が光変調制御され、しかも光スキャナ３８により二次元スキャンされた表示光Ｌ２は、図１に示す投射光学系３２を通して、ペンタプリズム１６の内部に出射され、ダイクロイックミラーで反射されると同時に被写体光Ｌ１と合成され、ファインダユニット１８を通して、ファインダを覗く人の目に届く。
【００３７】
ファインダを覗く人の目には、被写体光Ｌ１と共に、光変調制御されて二次元スキャンされた表示光Ｌ２による図３（Ｂ）に示す表示５４〜６２も明光として映る。なお、図３（Ｂ）に示す表示５４は、たとえば露光補正量を示すキャラクタ文字であり、表示５６は、たとえば白飛び領域を示すマーク表示であり、表示５８は、たとえば人の顔を認識しているマーク表示であり、表示６０は、たとえばオートフォーカスの合焦を示すマーク表示であり、表示６２は、たとえばバッテリの残量を示すマーク表示である。
【００３８】
なお、「白飛び」とは、ＣＣＤなどの撮像手段に対して飽和点以上の光量が入り込み、一定以上の明るさの被写体が真っ白に塗りつぶされてしまう現象のことである。白飛びが生じると推定される領域は、たとえば図１に示す側光センサユニット２２からの出力信号に応じて判断され、図１に示す制御回路３０に基づき光源３４の光変調制御と、光スキャナ３８による二次元スキャンを制御して、図３（Ｂ）に示す表示５６を行う。
【００３９】
また、表示５８が、人の顔の認識マーク表示である場合には、被写体光Ｌ１に基づく人の顔の移動位置に応じて、そのマーク表示５８を追随して移動させるように、図１に示す制御回路３０に基づき光源３４の光変調制御と、光スキャナ３８による二次元スキャンを制御しても良い。人の顔の位置の特定は、たとえば図１に示す側光センサユニット２２からの出力信号により行っても良いし、あるいは、図示省略してある被写体認識用サブ画像センサにより行っても良い。
【００４０】
マーク表示６０におけるオートフォーカスの合焦位置情報は、図１に示すＡＦセンサユニット７からの出力信号に基づき、ＡＦ処理回路（図示省略）で処理され、さらにその出力信号を制御回路３０に入力処理することによって光源３４の光変調制御と、光スキャナ３８による二次元スキャンを制御して、図３（Ｂ）に示す表示６０を行う。
【００４１】
なお、図１に示すように、ダイクロイックミラー１２の前面に、透光性液晶表示板１１が配置してあっても良く、透光性液晶表示板１１により、図３（Ａ）に示すＡＦ（オートフォーカス）セグメントマーク５２，５２ａを、ファインダの画面５０内で暗表示させても良い。マーク５２，５２ａに対応する部分は、透光性液晶表示板１１に対する電圧印加の制御に応じて、被写体光Ｌ１を散乱させ透過させないことにより、暗いマークとして暗表示される。なお、マーク５２は撮影者が選択可能なオートフォーカスセグメント（複数）であり、マーク５２ａは選択されているオートフォーカスセグメントを示す。
【００４２】
図３（Ａ）に示す暗表示ＡＦセグメントマーク５２、５２ａと、図３（Ｂ）に示す明光の表示５４〜６２（露光補正量、白飛び領域、顔認識、ＡＦ合焦、バッテリー残量）とが組み合わされて、図３（Ｃ）に示すような画面表示が得られ、図１に示すファインダユニット１８を覗く撮影者は、被写体光に重ねて、図３（Ｃ）に示すような画面表示を見ることができる。
【００４３】
本実施形態に係るファインダ装置２０では、ファインダ内画面５０の任意の位置に、任意のマーク、キャラクタ、図形などの複雑な表示５４〜６２を、明光としてスーパーインポーズ表示することが可能となる。
【００４４】
また、本実施形態のファインダ装置２０では、カメラ２などの光学装置に搭載後であっても、制御回路３０に組み込むプログラムなどのソフトウェアを変更することにより、スーパーインポーズ表示の表示内容や表示位置を変更したり追加したりすることが可能である。
【００４５】
さらに、本実施形態のファインダ装置２０では、表示光を二次元方向に走査する光スキャナ３８を有するために、画素数に対応するミラーの数は必要ではなく、部品点数が少なく、製造が容易で、装置の小型化を図ることが可能である。
第２実施形態
【００４６】
第２実施形態では、走査手段として、図２に示す光スキャナ３８ではなく、たとえば図４に示す光スキャナ３８ａを用いた以外は、第１実施形態と同様であり、共通する説明は省略する。なお、本発明では、走査手段として、図２および図４に示す光スキャナ以外に、その他の走査手段を用いても良い。
【００４７】
図４に示す光スキャナ３８ａは、二つの枠体４０ａおよび４０ｂを有し、これらの枠体４０ａおよび４０ｂは、表示光Ｌ２を二回反射してラスタスキャンＬ２ｂを実現できるように、所定の位置関係に配置してある。
【００４８】
枠体４０ａには、一対の支持部４４ａを介して、枠体４０ａの中央に第１微小ミラー４２ａが保持してある。枠体４０ｂには、一対の支持部４８ａを介して、枠体４０ｂの中央に第２微小ミラー４６ａが保持してある。
【００４９】
第２微小ミラー４６ａは、枠体４０ｂに対して、Ｘ軸方向の両端位置で一対の支持部４８ａにより、支持部４８ａのＸ軸回りに回動可能に保持してある。また、第１微小ミラー４２ａは、枠体４０ａに対して、枠体４０ａのＹ軸方向の両端位置で一対の支持部４４ａにより、支持部４４ａのＹ軸回りに回動可能に保持してある。
【００５０】
図１に示す光源３４から発せられて集光レンズ３６を通して光スキャナ３８に向かう表示光Ｌ２は、図４に示すように、第１微小ミラー４２ａで反射される。第１微小ミラー４２ａは、図示省略してある駆動機構によりＹ軸回りに回動制御され、その反射光は、第２微小ミラー４６ａにおける支持部４８ａの軸芯に対応する表面で一次元方向にスキャンされる。
【００５１】
第２ミラー４６ａは、図示省略してある駆動機構によりＸ軸回りに回動制御され、第２ミラー４６ａにより反射された反射光は、二次元スキャンされ、１／３０秒程度もしくはそれ以下の時間で一画面５０のラスタスキャンを行う。
【００５２】
本実施形態に係るファインダ装置においても、前述した実施形態に係るファインダ装置と同様な作用効果を奏する。
【００５３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変することができる。
【００５４】
たとえば、図１に示す光源３４としては、単一色の単一光源のみでも良いが、光の三原色ＢＧＢに合わせた複数色の複数光源であっても良い。また、単一の光源から分岐させて複数色の光線を光スキャナ３８へと導くようにしても良い。
【００５５】
また、光変調手段としては、制御回路３０による光源３４の直接の変調、すなわちオン・オフ制御あるいは強弱の制御以外であっても良い。また、別途、光スイッチや変調器を設けて、光変調手段としても良い。
【００５６】
さらに、走査手段としては、MEMS技術により作製された光スキャナ３８，３８ａ以外に、電気光学デバイス、音響光学デバイスなどを光スキャナとして用いても良い。
【００５７】
合成手段としては、ペンタプリズム以外に、その他の光学素子を用いることも可能である。
【００５８】
また、上記実施形態において、被写体光Ｌ１と表示光Ｌ２が重ね合わせる合成手段として、図１に示すダイクロイックミラー１２の代わりに、回折格子などのホログラム板を用いることも可能であるし、また、その他、光学素子を用いてもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】図１は本発明の一実施形態に係るファインダ装置を含むカメラの概略断面図である。
【図２】図２は図１に示す二次元光スキャナの概略図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）はそれぞれファインダ装置における表示例を示す概略図である。
【図４】図４は本発明の他の実施形態に係るファインダ装置に用いる二次元光スキャナの概略図である。
【図５】図５はダイクロイックミラーの反射領域を示す図である。
【符号の説明】
【００６０】
２…  カメラ
１１…  透光性液晶表示板
１２…  ダイクロイックミラー
１６…  ペンタプリズム
２０…  ファインダ装置
３０…  制御回路
３４…  光源
３８，３８ａ…  光スキャナ
４２ａ，４６，４６ａ…  ミラー
５２，５２ａ…  セグメントマーク
５４〜６２…  表示
【図１】
2010107529.tif 000003
【図２】
2010107529.tif 000004
【図３】
2010107529.tif 000005
【図４】
2010107529.tif 000006
【図５】
2010107529.tif 000007