(57)【要約】【課題】光源からの表示光を投影面に性能良く結像させる表示装置及びこれを用いた撮影装置を提供する。【解決手段】光源と、光源からの光が入射する結像光学系と、結像光学系の光出射側に配置された絞りとを有し、絞りを通過した光がプリズム部材を通過して投影面に入射する表示装置であって、絞りの中心と投影面の中心を通過する光線を基準光線とするとき、基準光線の結像光学系による角度変化とプリズム部材による角度変化が互いに逆方向である。【選択図】図１
2014056134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、前記光源からの光が入射する結像光学系と、前記結像光学系の光出射側に配置された絞りとを有し、前記絞りを通過した光がプリズム部材を通過して投影面に入射する表示装置であって、
前記絞りの中心と前記投影面の中心を通過する光線を基準光線とするとき、前記基準光線の前記結像光学系による角度変化と前記プリズム部材による角度変化が互いに逆方向であることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記結像光学系による前記基準光線の角度の変化量は、前記プリズム部材による前記基準光線の角度の変化量よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記結像光学系の光入射面から前記投影面までの前記基準光線に対する空気換算光路長をＫ、前記プリズム部材の光入射面から前記投影面までの空気換算光路長と、前記プリズム部材の光出射面から前記投影面までの空気換算光路長との平均をＬ、前記基準光線の前記結像光学系による角度変化をδθ、前記基準光線の前記プリズム部材による角度変化をδΘとするとき、
L/(2*K)≦|δθ/δΘ|≦L/K
であることを特徴とする請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記結像光学系の光出射面は、前記基準光線を中心とする回転対称面であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記光源は面光源であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の表示装置を備え、前記投影面の付近に形成される被写体像を、前記プリズム部材を介して観察することを特徴とする撮影装置。
【請求項７】
前記プリズム部材はペンタダハプリズムであることを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
【請求項８】
前記光源からの光が入射する前記ペンタダハプリズムの光学面は、前記被写体像の観察に用いられる光学面とは異なる光学面であり、前記光源からの光が出射する前記ペンタダハプリズムの光学面は、前記被写体像の観察に用いられる入射面であることを特徴とする請求項７に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表示装置及びこれを用いた撮影装置に関し、特に一眼レフカメラやデジタル一眼レフカメラに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、一眼レフカメラのファインダー内の被写体像に、撮影情報を重ねて表示する所謂スーパーインポーズ表示機能が知られている。このような機能を有する表示装置として、複数の発光素子と複数の発光素子にそれぞれ対応する偏向部と反射面からなる構成によって、ファインダー画面内にある複数の焦点検出点をスーパーインポーズ表示させるものがある（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−０４３９１３号公報
【特許文献２】特許第４５６６８０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では焦点検出枠を多数、密に配置する傾向がある。このため、隣接する焦点検出枠まで照射するような誤照射が発生しやすい。
【０００５】
本発明の目的は、光源からの表示光を投影面に性能良く結像させる表示装置及びこれを用いた撮影装置を提供することにある。
【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、本発明に係る表示装置は、光源と、前記光源からの光が入射する結像光学系と、前記結像光学系の光出射側に配置された絞りとを有し、前記絞りを通過した光がプリズム部材を通過して投影面に入射する表示装置であって、前記絞りの中心と前記投影面の中心を通過する光線を基準光線とするとき、前記基準光線の前記結像光学系による角度変化と前記プリズム部材による角度変化が互いに逆方向であることを特徴とする。
【０００７】
また、上記表示装置を用いた撮影装置も本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、光源からの表示光を投影面に性能良く結像させる表示装置及びこれを用いた撮影装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態に係る表示装置を搭載した撮像装置としての一眼レフカメラの光学系を示す断面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係る表示装置の概略構成図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係る表示装置の展開図、（ｂ）は基準光線に関する説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る表示装置の複数の光源配置図である。
【図４】本発明の実施形態に係る表示装置の投影面における焦点検出枠配置図である。
【図５】ペンタダハプリズム部の概略拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
《第１の実施形態》
（撮影装置）
図１（ａ）は、本発明の実施形態に係る表示装置を搭載した撮影装置としての一眼レフカメラの光学系を示す断面図である。図中、１は撮影光学系（対物ユニット）２を含むレンズ鏡筒、３はカメラボディである。ここで、レンズ鏡筒１とカメラボディ３は着脱が可能となっている。４は撮影光学系２を透過してくる被写体からの光をファインダー光学系に導くためのクイックリターンミラーである。クイックリターンミラー４の後方（撮影光学系１からの光の直進する方向）には、不図示であるが銀塩フィルムや固体撮像素子（ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ）が配置されている。
【００１２】
クイックリターンミラー４は、カメラのレリーズに連動して回動することにより、撮影光路とファインダー光路を切り替えている。クイックリターンミラー４で上方に反射された光は、焦点板５の上面に結像する。ここで、焦点板５の下面はフレネル面が形成されている。
【００１３】
焦点板５の上方には、ファインダー画面内表示を行うための光学平板６及び焦点板５上に形成された被写体像を正立正像として撮影者（観察者）の瞳に導くためのプリズム部材としてのペンタダハプリズム（像反転光学部材）７が設けられている。図５に概略拡大図を示すペンタダハプリズム７は、入射面７ｃと射出面７ａ、そして複数の反射面を備えている。また、ペンタダハプリズム７の射出面７ａ上方にはファインダー画面内表示を行うための光学平板６に表示光を導く光入射面としての光学面７ｂが形成されている。
【００１４】
撮影光学系２により焦点板５上に形成された被写体像（即ち、光学平板６の被写体側の面の付近に形成された被写体像）は、像反転光学部材としてのペンタダハプリズム７で正立像に反転され、接眼レンズ（接眼ユニット）１０により撮影者に導かれる。焦点板５、光学平板６、ペンタダハプリズム７、接眼レンズ１０によって構成されるファインダー光学系は、撮影者がフィルム面や固体撮像素子の撮像面に対応した矩形の視野を観察できるように構成されている。図１（ａ）において、上下方向が観察視野の短辺方向（視野の上下方向）に対応し、紙面垂直な方向が観察視野の長辺方向（視野の水平方向）に対応する。
【００１５】
（表示装置）
図１（ａ）で、上述した光学面７ｂの上方には、ＬＥＤユニットである光源９、光源９と像反転光学部材であるペンタダハプリズム７の間の光路内に設けられる結像光学系としての結像レンズ８、を備えた表示装置が設けられている。この表示装置は、結像レンズ８により、ペンタダハプリズム７の表示光に対する光入射面（光学面７ｂ）より入射し表示光に対する光出射面（光学面７ｃ）より出射する光源９からの光を、該出射面に対向する投影面（光学平板６に相当）の複数位置に夫々結像させる。
【００１６】
ペンタダハプリズム７に関し、表示光に対する光入射面（光学面７ｂ）は、被写体像の観察に用いられる光学面と異なる光学面であり、表示光に対する光出射面は、被写体像の観察に用いられる入射面（光学面７ｃ）である。
【００１７】
光源９は、図３に示すように、１チップ上に複数のＬＥＤアレイ２１が配列された構成となっており、１つ１つのＬＥＤ光源が、図４に示す投影面における焦点検出用の複数位置（１２ａ、１２ｂなど）の１つ１つと対になっている。
【００１８】
ここで、図２（ａ）に本実施形態に係る表示装置の光路展開図を示す。光源９から出射した光は、結像レンズ８、結像レンズ８の光出射側に設けられる絞り２０、ペンタダハプリズム７を介して投影面である光学平板６に結像される。
【００１９】
（基準光線）
本願明細書において、基準光線とは、結像光学系としての結像レンズ８の出射側に設けられる絞り２０の中心と、投影面である光学平板６の中心をスネルの法則に従って通過する光線である。
【００２０】
ここで、基準光線が一義的に定まることを図２（ｂ）に示す。絞り２０の中心を通過し任意の角度でペンタダハプリズム７に入射する光線は、図２（ｂ）の破線で示すように一般に投影面である光学平板６の中心を通過しない。図２（ｂ）で実線で示す基準光線に対し、ペンタダハプリズム７への入射角が小さい場合には投影面である光学平板６の中心の前方を光線が通過する一方、ペンタダハプリズム７への入射角が大きい場合には投影面である光学平板６の中心の後方を光線が通過する。
【００２１】
（基準光線の角度変化）
本実施形態では、図１（ｂ）に示すように、基準光線の結像レンズ８の通過前後の角度変化を、基準光線のペンタダハプリズム７の通過前後の角度変化と逆方向に設定している。即ち、結像レンズ８を傾けることにより、基準光線の結像レンズ８の通過前後の角度変化（光の進行方向で左側へ変化）と、基準光線のペンタダハプリズム７の通過前後の角度変化（光の進行方向で右側へ変化）を逆方向としている。
【００２２】
これにより、結像レンズ８を通過する前後と、ペンタダハプリズム７を通過する前後において光線の屈折方向が逆となり、ペンタダハプリズム７により発生する収差を結像レンズ８によりキャンセルすることができ、良好な結像性能を実現できる。
【００２３】
（基準光線の角度変化の大小）
基準光線の結像レンズ８の通過前後の角度変化と、基準光線のペンタダハプリズム７の通過前後の角度変化に関しては、以下のような関係が成り立つ時、より望ましい性能が得られる。即ち、投影面（光学平板６）から遠い側にある結像光学系としての結像レンズ８の基準光線の通過前後の角度変化量を、投影面（光学平板６）から近い側にあるペンタダハプリズム７の基準光線の通過前後の角度変化量より小さくする。
【００２４】
これの考え方は、結像光学系としての結像レンズ、像反転光学部材であるペンタプリズムに関し、投影面からの距離と、基準光線の通過前後の角度変化との積についての互いの比が一定である場合に球面収差の影響を抑制できるとするものである。
【００２５】
ここで、結像レンズ８の光入射面である光源側の面から投影面（光学平板６）までの光路に沿った空気換算光路長をKとする。また、ペンタプリズム７の表示光の入射面７ｂから投影面（光学平板６）までの光路に沿った空気換算光路長と、射出面７ｃから投影面（光学平板６）までの光路に沿った空気換算光路長と、の平均をＬとする。また、結像レンズ８の通過前後の基準光線の角度変化をδθ、 ペンタダハプリズム７の通過前後の基準光線の角度変化をδΘとする。これらの定義の下において、具体的には以下の式を満足することが望ましい。
【００２６】
1/2≦|K*δθ/L*δΘ|≦1
L/(2*K)≦|δθ/δΘ|≦L/K 
|δθ/δΘ|が左辺より小さくなると、ペンタダハプリズム７による収差劣化を補正することが難しく、右辺より大きくなると補正が逆に大きくなってしまう。
【００２７】
（結像レンズの結像性能の改善）
更に、結像レンズ８に関して、結像性能をより上げるために、以下の条件を満足することが望ましい。即ち、表示光に関して結像レンズ８の出射側の面は、基準光線を中心とする回転対称面とする（なお、結像レンズ８の出射側には絞り２０が設けられており、結像レンズ８の出射側の面頂点位置と、絞り２０の中心位置はほぼ同一に配置される）。
【００２８】
これの考え方は、結像レンズ８の出射側の面を基準光線を中心とする回転対称球面とすれば、結像レンズ８の出射側に設けられる絞りを全光束が通過するため、全光束に対し収差軽減の効果を与えることができるというものである。これにより、表示装置における球面収差が改善できるため、投影面（光学平板６）における光源像の結像性能をより改善することができる。
【００２９】
（各面光学データ）
以下に、本実施形態に係る表示装置の各面光学データを表１に示す。面番号１、２はＬＥＤカバーガラスの表面、裏面である。面番号３、４は結像レンズ８の入射面、出射面、面番号５は絞り、面番号６、７はペンタダハプリズムの表示光の入射面、出射面、面番号８、９は光学平板６の表面、裏面である。表示光の投影面は、光学平板６の裏面（面番号９）に相当している。
【００３０】
【表１】
2014056134.tif 000003
（各面配置座標）
次に、各面配置座標を表２に示す。
【００３１】
【表２】
2014056134.tif 000004
（基準光線座標）
また、基準光線座標を表３に示す。
【００３２】
【表３】
2014056134.tif 000005
（条件式数値）
更に、基準光線の結像レンズ８、ペンタダハプリズム７の通過前後の角度変化に関する上述した条件式に関し、具体的数値を表４に示す。
【００３３】
【表４】
2014056134.tif 000006
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００３４】
（変形例１）
上述した実施形態では、結像レンズとして表示光に対する入射面、出射面の２面に屈折力を持たせたが、３面以上に屈折力を持たせるものであっても良い。また、回折光学素子を用いるものであっても良い。更に、外観形状としては配置空間に納まる任意のものが選択できる。また、結像光学系として屈折光学系に限らず、反射光学系であっても良い。
【００３５】
（変形例２）
上述した実施形態では、表示光を出射する光源として面光源を用いたが、独立に設けた複数光源であっても良い。
【００３６】
（変形例３）
また、上述した実施形態では、像反転光学部材としてペンタダハプリズムを用いたが、ダブプリズムなど異なる像反転光学部材を用いることもできる。
【符号の説明】
【００３７】
６・・光学平板、７・・ペンタダハプリズム、８・・結像レンズ、９・・光源（ＬＥＤユニット）
【図５】
2014056134.tif 000007
【図１】
2014056134.tif 000008
【図２】
2014056134.tif 000009
【図３】
2014056134.tif 000010
【図４】
2014056134.tif 000011