(57)【要約】  光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第１の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率より低い第２の反射率で反射する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で反射された光による前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第１の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率より低い第２の反射率で反射する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で反射された光による前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の光学装置において、
前記第１の光学素子における前記第１の波長の光の反射率と前記第２の波長の光の反射率との差と、前記第２の光学素子における前記第１の波長の光の透過率と前記第２の波長の光の透過率との差とが、略等しい光学装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の光学装置において、
前記表示部は、前記第１の波長および前記第２の波長と異なる第３の波長の光および前記第１の波長の光を前記第２の波長の光よりも多く射出し、
前記第１の光学素子は、前記第１および第３の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高く、
前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子を反射して入射する光に対して前記第２の波長の光の透過率が前記第１および第３の波長の光の透過率よりも高く、前記表示部から入射する光に対して前記第１および第３の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い光学装置。
【請求項４】
被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第１の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率よりも高い第２の反射率で反射し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率より低い第２の透過率で透過する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で透過された光による像と前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。
【請求項５】
請求項４に記載の光学装置において、
前記第１の光学素子における前記第１の波長の光の反射率と前記第２の波長の光の反射率との差と、前記第２の光学素子における前記第１の波長の光の反射率と前記第２の波長の光の反射率との差とが、略等しい光学装置。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の光学装置において、
前記表示部は、前記第１の波長および前記第２の波長と異なる第３の波長の光および前記第１の波長の光を前記第２の波長の光よりも多く射出し、
前記第１の光学素子は、前記第１および第３の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高く、
前記第２の光学素子は、前記第１の光学素子を反射して入射する光に対して前記第２の波長の光の反射率が前記第１および第３の波長の光の反射率よりも高く、前記表示部から入射する光に対して前記第１および第３の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い光学装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の光学装置において、
前記光学系による像を撮像する撮像部を備え、
前記表示部は、前記撮像部から出力される画像データによる画像を表示する光学装置。
【請求項８】
入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い透過率で透過する第１の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第１の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子を透過して入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記表示部から入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率より低い第２の反射率で反射する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。
【請求項９】
請求項８に記載の光学装置において、
前記第１の光学素子における前記第１の波長の光の透過率と前記第２の波長の光の透過率との差と、前記第２の光学素子における前記第１の波長の光の反射率と前記第２の波長の光の反射率との差とが、略等しい光学装置。
【請求項１０】
入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い透過率で透過する第１の光学素子と、
画像を表示する表示部と、
前記第１の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子を透過して入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率よりも高い第２の反射率で反射し、前記表示部から入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率より低い第２の透過率で透過する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で反射または透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、
を備える光学装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の光学装置において、
前記第１の光学素子における前記第１の波長の光の透過率と前記第２の波長の光の透過率との差と、前記第２の光学素子における前記第１の波長の光の透過率と前記第２の波長の光の透過率との差とが、略等しい光学装置。
【請求項１２】
第１の波長の光を前記第１の波長と異なる第２の波長の光よりも多く発光する発光部と、
入射する光のうち前記第１の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い、または前記第１の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第２の波長の光の透過率が前記第１の波長の光の透過率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第１の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い第２の光学素子と、
を備える光学装置。
【請求項１３】
第１の波長の光を前記第１の波長と異なる第２の波長の光よりも多く発光する発光部と、
入射する光のうち前記第１の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い、または前記第１の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い第１の光学素子と、
前記第１の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第２の波長の光の反射率が前記第１の波長の光の反射率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第１の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い第２の光学素子と、
を備える光学装置。
【請求項１４】
被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、
前記第１の光学素子で反射された光が入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記第１の光学素子で反射された光による前記被写体像を観察可能な観察部と、
を備える光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光学的に入力される被写体像と被写体を撮像した画像とをハーフミラーを用いて重畳して表示する撮像装置が知られている（特許文献１）。
上記の撮像装置では、観察する像の明るさが暗くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開２０１２−６３７２１号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明の第１の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第１の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率より低い第２の反射率で反射する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で反射された光による前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第２の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第１の光学素子で反射された光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率よりも高い第２の反射率で反射し、前記表示部から射出されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率より低い第２の透過率で透過する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で透過された光による像と前記被写体像と前記表示部に表示された前記画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第３の態様によると、光学装置は、入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い透過率で透過する第１の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第１の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子を透過して入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記表示部から入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率より低い第２の反射率で反射する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第４の態様によると、光学装置は、入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い透過率で透過する第１の光学素子と、画像を表示する表示部と、前記第１の光学素子を透過した光と前記表示部から射出された光とが入射し、前記第１の光学素子を透過して入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の反射率で反射し、前記第２の波長の光を前記第１の反射率よりも高い第２の反射率で反射し、前記表示部から入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率より低い第２の透過率で透過する第２の光学素子を有し、前記第１の光学素子で反射または透過された光による像と前記表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部と、を備える。
本発明の第５の態様によると、光学装置は、第１の波長の光を前記第１の波長と異なる第２の波長の光よりも多く発光する発光部と、入射する光のうち前記第１の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い、または前記第１の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い第１の光学素子と、前記第１の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第２の波長の光の透過率が前記第１の波長の光の透過率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第１の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い第２の光学素子と、を備える。
本発明の第６の態様によると、光学装置は、第１の波長の光を前記第１の波長と異なる第２の波長の光よりも多く発光する発光部と、入射する光のうち前記第１の波長の光の反射率が前記第２の波長の光の反射率よりも高い、または前記第１の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い第１の光学素子と、前記第１の光学素子を反射または透過して入射する光に対して前記第２の波長の光の反射率が前記第１の波長の光の反射率よりも高く、前記発光部から入射する光に対して前記第１の波長の光の透過率が前記第２の波長の光の透過率よりも高い第２の光学素子と、を備える。
本発明の第７の態様によると、光学装置は、被写体像を形成する光学系を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子と、前記第１の光学素子で反射された光が入射し、前記第１の光学素子で反射されて入射した光のうち前記第１の波長の光を第１の透過率で透過し、前記第２の波長の光を前記第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、前記第１の光学素子で反射された光による前記被写体像を観察可能な観察部と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】第１の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の構成例を示す図である。
【図２】第１の実施の形態に係る画像表示部の発光分光特性の一例を示す図である。
【図３】第１の実施の形態に係るビームスプリッターの反射分光特性の一例を示す図である。
【図４】第１の実施の形態に係るビームスプリッターによって反射された画像表示部の光の分光特性の一例を示す図である。
【図５】第１の実施の形態に係るビームスプリッターの透過分光特性の一例を示す図である。
【図６】第１の実施の形態に係るメインミラーの反射分光特性の一例を示す図である。
【図７】第１の実施の形態に係る撮像装置の接眼部４９で観察される光の分光特性の一例を示す図である。
【図８】第２の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の構成例を示す図である。
【図９】第２の実施の形態に係る分光フィルタの透過分光特性の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る撮像装置の接眼部４９で観察される光の分光特性の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の一例である電子カメラ１（以下、カメラ１と称する）の構成例を示す図である。カメラ１は、カメラボディ２とレンズ部３とにより構成される。レンズ部３は、例えば交換式レンズであり、不図示のマウント部を介してカメラボディ２に着脱可能に装着される。なお、カメラ１は、カメラボディ２とレンズ部３とが一体的に構成されたカメラであってもよい。
【０００７】
レンズ部３は、撮影光学系（結像光学系）３１を備える。撮影光学系３１は、図を簡略化するために一枚のレンズで図示されているが、焦点調節レンズ（フォーカスレンズ）を含む複数枚のレンズと絞りとを含み、カメラボディ２の撮像素子の撮像面上に被写体像を結像する。撮影光学系３１の焦点調節レンズは、カメラボディ２の制御部から出力される信号に基づいて光軸Ｌ１方向に進退移動する。撮影光学系３１の絞りの開口径は、カメラボディ２の制御部から出力される信号に基づいて制御される。
【０００８】
カメラボディ２は、メインミラー２１と、サブミラ―２２と、観察光学系４０と、オートフォーカス（ＡＦ）センサ２３と、撮像素子２４と、制御部２５と、メモリ２６と、表示部２７と、操作部２８とを備える。
【０００９】
メインミラー２１は、後述する分光特性を有するビームスプリッターによって構成され、撮影光学系３１と撮像素子２４との間に配置され、撮影光学系３１を介して被写体光が入射される。このビームスプリッターは、例えば、誘電体の多層膜が蒸着された薄膜ミラー（ペリクルミラー）である。なお、メインミラー２１は、この薄膜が形成された平板ガラスであってもよい。メインミラー２１は、被写体からの光の光路中に光軸Ｌ１に対して斜めに配置される位置（図１に示すミラーダウン位置）と、光路から退避した位置（ミラーアップ位置）とに移動可能である。すなわち、メインミラー２１は、いわゆるクイックリターンミラーとしての機能を有する。
【００１０】
サブミラ―２２は、メインミラー２１と撮像素子２４との間に配置され、メインミラー２１を透過した光の一部を、ＡＦセンサ２３に向けて反射する。サブミラ―２２は、メインミラー２１がミラーアップ位置に移動される場合には、メインミラー２１と連動して、被写体からの光の光路から退避した位置に移動される。
【００１１】
ＡＦセンサ２３は、例えばラインセンサ等から構成され、サブミラー２２により反射された被写体からの光を光電変換して、位相差方式の自動焦点調節（ＡＦ）に用いる一対の焦点検出信号を生成する。ＡＦセンサ２３は、生成した一対の焦点検出信号、すなわち、第１の焦点検出信号および第２の焦点検出信号を、制御部２５に出力する。第１および第２の焦点検出信号は、撮影光学系３１の射出瞳の第１および第２の領域をそれぞれ通過した第１および第２の光束による第１および第２の像をそれぞれ光電変換して生成される信号である。
【００１２】
撮像素子２４は、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサである。撮像素子２４は、撮影光学系３１を通過した光束を受光して、被写体像を撮像する。撮像素子２４には、光電変換部を有する複数の画素が行方向および列方向に配置される。光電変換部は、例えばフォトダイオード（ＰＤ）によって構成される。撮像素子２４は、受光した光を光電変換して信号を生成し、生成した信号を制御部２５に出力する。
【００１３】
メモリ２６は、例えば、メモリカード等の記録媒体である。メモリ２６には、画像データ等が記録される。メモリ２６へのデータの書き込みや、メモリ２６からのデータの読み出しは、制御部２５によって行われる。表示部２７は、画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報、およびメニュー画面等を表示する。操作部２８は、レリーズボタン、電源スイッチなどの各種設定スイッチ等を含み、それぞれの操作に応じた操作信号を制御部２５へ出力する。
【００１４】
制御部２５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等により構成され、制御プログラムに基づきカメラ１の各部を制御する。制御部２５は、撮像素子２４から出力される信号に各種の画像処理を行って画像データ（静止画像データや動画像データ）を生成する。画像処理には、例えば、階調変換処理、色補間処理、輪郭強調処理等の公知の画像処理が含まれる。
【００１５】
制御部２５は、ＡＦセンサ２３から出力される一対の焦点検出信号を用いて、公知の位相差方式によりデフォーカス量を算出する。具体的には、制御部２５は、一対の焦点検出信号に基づき、第１および第２の像の像ズレ量を検出する。制御部２５は、検出した像ズレ量に基づいてデフォーカス量を算出する。焦点調節レンズがデフォーカス量に応じて駆動されることにより、焦点調節が行われる。
【００１６】
上述したメインミラー２１が図１に示すダウン位置に配置されている場合は、撮影光学系３１を通過した光束の一部はメインミラー２１によって上方（紙面上方向）に反射し、撮影光学系３１を通過した光束の他の一部を透過する。メインミラー２１によって反射された光束は、観察光学系４０に導かれる。メインミラー２１を透過した光束は、サブミラ―２２によって下方（紙面下方向）へ反射されて、ＡＦセンサ２３に導かれる。
【００１７】
すなわち、メインミラー２１がダウン位置に位置した場合は、被写体光は観察光学系４０およびＡＦセンサ２３の各々へ導かれる。これにより、ユーザが観察光学系４０を通して被写体像を観察できると共に、ＡＦセンサ２３により焦点検出が行われる。
【００１８】
メインミラー２１がアップ位置に位置した場合は、撮影光学系３１を通過した光束は撮像素子２４に導かれる。制御部２５は、例えば操作部２８から出力される操作信号に基づいてレリーズボタンの全押し操作を検知した場合に、メインミラー２１をアップ位置に移動させる。そして、制御部２５は、撮像素子２４によって被写体像を撮像させ、撮像素子２４から出力される信号を用いて画像データを生成する。制御部２５は、生成した画像データをメモリ２６に記録させる。
【００１９】
観察光学系４０は、焦点板４１、ペンタプリズム４２、ビームスプリッター４３、画像表示部４４、ＥＶＦ用レンズ４５、接眼レンズ４６、および接眼部４９を備える。上述したように、メインミラー２１がダウン位置に位置している場合は、メインミラー２１によって反射された被写体からの光束は、観察光学系４０に入射する。
【００２０】
焦点板４１は、撮像素子２４と光学的に等価な位置に配置され、メインミラー２１で反射された光束によって被写体像が結像される。すなわち、撮影光学系３１を通過した光束による被写体像が、メインミラー２１を介して焦点板４１に形成される。ペンタプリズム４２は、複数の反射面を有し、焦点板４１に結像された被写体像を反射して、正立像に反転（変換）する。
【００２１】
画像表示部４４は、例えば液晶パネルおよび光源を有する液晶表示装置である。液晶パネルは、行方向および列方向に配置された複数の画素（液晶画素）から構成される。液晶パネルは、例えばＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のカラーフィルタを有する３種類の画素により構成される。液晶表示装置の光源は、複数のＬＥＤ（Light Emitting Diode）等により構成され、液晶パネルのバックライトとして機能する。画像表示部４４の光源の光は、ＲＧＢ各画素のカラーフィルタを透過し、ＥＶＦ用レンズ４５およびビームスプリッター４３を介して接眼レンズ４６に導かれる。
【００２２】
画像表示部４４は、ＲＧＢの各色の画素を用いて光源からの光の透過を制御することによって、カラー画像の表示を行う。本実施の形態では、画像表示部４４は、電子ビューファインダ（ＥＶＦ：Electronic View Finder）として機能する。画像表示部４４は、撮像素子２４からの信号に基づいて生成された画像データに基づく画像、シャッター速度や絞り値等の撮影に関する情報等を表示する。また、画像表示部４４は、ＲＧＢのカラーフィルタによって射出される光の分光特性を調整するため、ＲＧＢの各々の波長（帯域）の光を発光する発光部として機能する。なお、画像表示部４４は、有機ＥＬを用いた表示装置であってもよい。
【００２３】
図２は、第１の実施の形態に係る画像表示部４４の発光分光特性の一例を示す図である。図２において、縦軸は輝度（単位はｃｄ／ｍｍ２）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。画像表示部４４の光源の光はＲＧＢのカラーフィルタを介して射出されるため、画像表示部４４は、ＲＧＢの各々の波長の光を、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光よりも多く発光する。図２に示すように、画像表示部４４により発光される光の発光輝度は、４５０ｎｍ近傍のＢの波長、５３０ｎｍ近傍のＧの波長、および６３０ｎｍ近傍のＲの波長における３つのピークを有している。これらＲＧＢの３つのピークの発光輝度は、例えば１０００ｃｄ／ｍｍ２となる。
【００２４】
図１において、ビームスプリッター４３は、例えば、誘電体の多層膜が蒸着された面を有し、後述する分光特性を有する。ビームスプリッター４３は、ペンタプリズム４２を通過する被写体からの光の光路上に配置される。ビームスプリッター４３には、ペンタプリズム４２を通過した光束が入射する。ペンタプリズム４２を通過した光束の一部は、ビームスプリッター４３を透過して接眼レンズ４６に導かれる。また、ビームスプリッター４３には、画像表示部４４から射出される光束が入射する。画像表示部４４から射出された光束の一部は、ビームスプリッター４３によって反射されて接眼レンズ４６に導かれる。なお、ビームスプリッター４３は、誘電体の多層膜が蒸着された薄膜ミラーであってもよい。
【００２５】
ビームスプリッター４３を透過する被写体からの光と、画像表示部４４から出射してビームスプリッター４３によって反射される光とが、重ね合わされて（合成されて）接眼レンズ４６に導かれる。これにより、ユーザは、接眼部４９および接眼レンズ４６を介して画像表示部４４によって表示される画像と被写体像とを観察することができる。
【００２６】
本実施の形態では、詳細は後述するが、ビームスプリッター４３は、画像表示部４４から入射する光に対し、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の反射率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。本実施の形態では、ビームスプリッター４３の反射分光特性を画像表示部４４からのＲＧＢの波長の光を主に反射する特性とすることで、メインミラー２１から導かれる被写体光に対して、ビームスプリッター４３の透過率を確保している。
【００２７】
また、ビームスプリッター４３は、メインミラー２１によって反射されてビームスプリッター４３に入射する光に対し、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率が、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する。このようにビームスプリッター４３が特定波長域（例えば約３５０ｎｍから約６８０ｎｍまでの可視光の波長域）において一定の（ほぼ平坦な）透過率を有しないため、仮にメインミラー２１が特定波長域において一定の（ほぼ平坦な）反射率を有する場合は、ビームスプリッター４３を介して観察される被写体像の色味の変化が生じる。すなわち、観察光学系４０を通して観察される被写体像に、被写体の実際の色とは異なる色が付くこととなる。
【００２８】
そこで、本実施の形態によるメインミラー２１は、撮影光学系３１を通過する光に対し、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の反射率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。これにより、観察光学系４０を通して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができ、ユーザは被写体像を自然な色味で観察することができる。以下に、詳細に説明する。
【００２９】
図３は、第１の実施の形態に係るビームスプリッター４３の反射分光特性の一例を示す図である。図３において、縦軸は反射率（単位は％）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。図３に示すように、ビームスプリッター４３の反射率は、４５０ｎｍ近傍のＢの波長、５３０ｎｍ近傍のＧの波長、および６３０ｎｍ近傍のＲの波長における３つのピークを有している。これらＲＧＢの各々の波長域における３つのピークの反射率は、例えば約３０％となる。また、ビームスプリッター４３は、ＲＧＢの波長とは異なる波長においては、略一定の反射率（例えば約０％）を有する。
【００３０】
このように、ビームスプリッター４３は、画像表示部４４から入射する光に対し、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の反射率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。これにより、ビームスプリッター４３は、画像表示部４４から入射するＲＧＢの各々の波長の光を、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光よりも多く反射する。
【００３１】
画像表示部４４からビームスプリッター４３に入射する光の発光輝度は、図２に示すように、４５０ｎｍ近傍、５３０ｎｍ近傍、および６３０ｎｍ近傍のＲＧＢの各波長において１０００ｃｄ／ｍｍ２となる。また、ビームスプリッター４３は、図３を用いて上述したように、画像表示部４４から入射するＲＧＢのそれぞれの波長の光に対して約３０％の反射率を有する。この場合、ビームスプリッター４３により反射された画像表示部４４の光の分光特性は、図４に示すようになる。
【００３２】
図４は、第１の実施の形態に係るビームスプリッター４３によって反射された画像表示部４４の光の分光特性の一例を示す図である。図４において、縦軸は輝度（単位はｃｄ／ｍｍ２）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。ビームスプリッター４３により反射された画像表示部４４の光の輝度は、図４に示すように、４５０ｎｍ近傍、５３０ｎｍ近傍、および６３０ｎｍ近傍のそれぞれにおいて３００ｃｄ／ｍｍ２となる。これは、ユーザが観察するのに十分な輝度の光が接眼レンズ４６に導かれることになる。
【００３３】
このように、ビームスプリッター４３は、画像表示部４４からのＲＧＢの波長の光を、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光よりも多く接眼レンズ４６に向けて反射する。すなわち、ビームスプリッター４３は、画像表示部４４から入射する光に対し、ＲＧＢの波長の光を主に反射するフィルタとして機能する。このため、観察光学系４０を通して観察される画像表示部４４の画像の視認性を確保できる。また、ビームスプリッター４３の反射率は、ビームスプリッター４３を構成する膜の材料、積層する膜の数、膜厚などによって決まる。このため、例えばビームスプリッター４３の反射率を上げ、画像表示部４４の光源の発光輝度を下げるようにすることが可能となり、光源の消費電力を低減することができる。
【００３４】
図５は、第１の実施の形態に係るビームスプリッター４３の透過分光特性の一例を示す図である。図５において、縦軸は透過率（単位は％）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。ビームスプリッター４３の透過率は、ＲＧＢの波長とは異なる波長においては、例えば約１００％となる。また、ビームスプリッター４３の透過率は、４５０ｎｍ近傍のＢの波長、５３０ｎｍ近傍のＧの波長、および６３０ｎｍ近傍のＲの波長において低下し、例えば約７０％となる。
【００３５】
このように、ビームスプリッター４３は、メインミラー２１によって反射されてビームスプリッター４３に入射する光に対し、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率が、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する。このため、ビームスプリッター４３は、メインミラー２１によって反射されてビームスプリッター４３に入射する光のうち、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光を多く透過する。
【００３６】
図６は、第１の実施の形態に係るメインミラー２１の反射分光特性の一例を示す図である。図６において、縦軸は反射率（単位は％）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。図６に示すように、メインミラー２１の反射率は、４５０ｎｍ近傍のＢの波長、５３０ｎｍ近傍のＧの波長、および６３０ｎｍ近傍のＲの波長における３つのピークを有している。これらＲＧＢの３つのピークの反射率は、例えば約１００％となる。また、メインミラー２１は、特定の波長域（例えば可視光域）のうちのＲＧＢの波長とは異なる波長においては、略一定の反射率（例えば約７０％）を有する。なお、ＡＦセンサ２３および制御部２５による焦点検出に必要な光量がＡＦセンサ２３に導かれるように、メインミラー２１の反射分光特性を調整することが好ましい。例えば、ＡＦセンサ２３および制御部２５が、ＲＧＢの各波長の光に基づいて焦点検出を行う場合は、上述したＲＧＢの３つのピークにおける反射率を１００％よりも小さい値とすればよい。
【００３７】
このように、メインミラー２１は、撮影光学系３１を通過する光に対し、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の反射率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する。これにより、メインミラー２１は、撮影光学系３１を通過する光のうちＲＧＢの各々の波長の光を、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光よりも多く反射する。
【００３８】
また、メインミラー２１の反射率は、メインミラー２１を構成する膜の材料、積層する膜の数、膜厚などによって決まる。本実施の形態では、ビームスプリッター４３のＲＧＢの各波長の光の反射率とＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率との差と、メインミラー２１のＲＧＢの各波長の光の反射率とＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率との差が略等しくなるように、ビームスプリッター４３およびメインミラー２１の各々の反射率が調整される。
【００３９】
図３に示す例では、ビームスプリッター４３のＲＧＢそれぞれの波長の光に対する反射率と、ビームスプリッター４３のＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対する反射率との差は、約３０％となる。また、図６に示す例では、メインミラー２１のＲＧＢそれぞれの波長の光に対する反射率と、メインミラー２１のＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対する反射率との差は、約３０％となる。このため、ビームスプリッター４３のＲＧＢの各波長の光の反射率とＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率との差と、メインミラー２１のＲＧＢの各波長の光の反射率とＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率との差が略等しくなる。
【００４０】
図７は、第１の実施の形態に係る撮像装置の接眼部４９で観察される光束の分光特性の一例を示す図である。図７において、縦軸は透過率（単位は％）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。図７に示す分光特性は、メインミラー２１の反射分光特性およびビームスプリッター４３の透過分光特性に基づいて決まり、撮影光学系３１を通過する被写体光がメインミラー２１とビームスプリッター４３とを通過した光量の割合を表す。すなわち、図７に示す分光特性は、最終的に接眼レンズ４６に導かれる被写体光についての分光特性を示す。図７に示すように、被写体光に対する分光特性は、特定の波長域（例えば可視光域）において約７０％の透過率を有し、概ね平坦な分光特性（メインミラー２１とビームスプリッター４３とが介在しない場合の被写体光束の分光特性と同じ）となる。
【００４１】
このように、被写体光が透過した後の分光特性は、特定の波長域において透過率が略一定である分光特性となる。これにより、観察光学系４０を通して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。なお、被写体光に対する分光特性は、図７に示す平坦な分光特性に限られない。ユーザに違和感を与えない程度の被写体像の色味となるように、メインミラー２１の反射分光特性およびビームスプリッター４３の透過分光特性を調整して、被写体光に対する分光特性を設定すればよい。
【００４２】
一般的に、画像表示部４４の画像を被写体像に重畳させるためにビームスプリッター４３を配置すると、ビームスプリッター４３によって被写体光が減光されることとなる。メインミラー２１が一定の（ほぼ平坦な）反射率を有し、ビームスプリッター４３が一定の（ほぼ平坦な）透過率を有する場合に、メインミラー２１の反射率を約７０％とし、ビームスプリッター４３の透過率を約７０％とすると、被写体光に対する分光特性は、約４９％の透過率となる。
【００４３】
本実施の形態では、図３に示すようにビームスプリッター４３の反射分光特性をＲＧＢの波長の光を主に反射する特性とすることで、図５に示すように被写体光のうちＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対する透過率を確保している。図５に示す例では、ビームスプリッター４３の透過率は、ＲＧＢの波長では約７０％、ＲＧＢの波長とは異なる波長では約１００％となる。また、図６に示すように、メインミラー２１においては、被写体光のうちＲＧＢの波長の光に対する反射率を確保している。図６に示す例では、メインミラー２１の反射率は、ＲＧＢの波長では約１００％、ＲＧＢの波長とは異なる波長では約７０％となる。以上の構成により、本実施の形態では、接眼部４９において被写体光に対する分光特性は、可視光の波長域のような特定の波長域において約７０％の透過率となる。すなわち、ビームスプリッター４３を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。このため、観察光学系４０を通して観察される撮影光学系３１による被写体像の視認性を向上させることができる。
【００４４】
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）光学装置は、被写体像を形成する光学系（撮影光学系３１）を介して入射した光のうち第１の波長の光を第２の波長の光よりも高い反射率で反射する第１の光学素子（メインミラー２１）と、画像を表示する表示部（画像表示部４４）と、第１の光学素子で反射された光と表示部から射出された光とが入射し、第１の光学素子で反射されて入射した光のうち第１の波長の光を第１の透過率で透過し、第２の波長の光を第１の透過率よりも高い第２の透過率で透過し、表示部から射出されて入射した光のうち第１の波長の光を第１の反射率で反射し、第２の波長の光を第１の反射率より低い第２の反射率で反射する第２の光学素子（ビームスプリッター４３）を有し、第１の光学素子で反射された光による被写体像と表示部に表示された画像とを重ねて観察可能な観察部（観察光学系４０）と、を備える。このようにしたので、ビームスプリッター４３を介して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。また、ビームスプリッター４３を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。
（２）光学装置は、第１の波長の光を第１の波長と異なる第２の波長の光よりも多く発光する発光部（画像表示部４４）と、第１の波長の光の反射率または透過率が第２の波長の光の反射率または透過率よりも高い第１の光学部材（メインミラー２１）と、第１の光学部材を反射または透過して入射する光に対して第２の波長の光の透過率が第１の波長の光の透過率よりも高く、発光部から入射する光に対して第１の波長の光の反射率が第２の波長の光の反射率よりも高い第２の光学部材（ビームスプリッター４３）と、を備える。このようにしたので、ビームスプリッター４３を介して観察される被写体像の色味の変化を抑制することができる。また、ビームスプリッター４３を配置しない場合と同等の分光特性を得ることができる。
【００４５】
（第２の実施の形態）
図面を参照して、第２の実施の形態に係る光学装置を説明する。図８は、第２の実施の形態に係る光学装置を適用した撮像装置の一例であるカメラ１の構成例を示す図である。第１の実施の形態では、メインミラー２１で反射される被写体からの光と、ビームスプリッター４３で反射される画像表示部４４からの光とが重ね合わされて接眼レンズ４６に導かれた。これに対して、第２の実施の形態では、分光フィルタ４７を透過する被写体からの光と、ビームスプリッター４３で反射される画像表示部４４からの光とが重ね合わされて接眼レンズ４６に導かれる。なお、図中、第１の実施の形態と同一もしくは相当部分には同一の参照番号を付し、相違点を主に説明する。
【００４６】
第２の実施の形態による観察光学系４０は、分光フィルタ４７、対物レンズ４８を備える。分光フィルタ４７は、例えば誘電体の多層膜が蒸着された薄膜ミラー（ペリクルミラー）である。分光フィルタ４７は、被写体からの光の光路（光軸Ｌ２）中に配置される。分光フィルタ４７には被写体からの光束が入射され、分光フィルタ４７は被写体からの光束の一部を透過する。分光フィルタ４７を透過した光束は、対物レンズ４８を介してビームスプリッター４３に導かれる。なお、分光フィルタ４７および対物レンズ４８を図８に示すように配置したが、分光フィルタ４７の位置と対物レンズ４８の位置と（配列順序）を入れ替えてもよい。すなわち、被写体からの光が、対物レンズ４８を通過して分光フィルタ４７に入射するようにしてもよい。
【００４７】
ビームスプリッター４３には、分光フィルタ４７および対物レンズ４８を通過した光束が入射される。分光フィルタ４７および対物レンズ４８を通過した光束の一部は、ビームスプリッター４３を透過して、接眼レンズ４６に導かれる。また、画像表示部４４から射出された光束の一部は、ビームスプリッター４３によって反射されて、接眼レンズ４６に導かれる。分光フィルタ４７を透過する被写体からの光と、画像表示部４４により発光された光とが重ね合わされて接眼レンズ４６に導かれる。これにより、ユーザは、接眼部４９および接眼レンズ４６を介して、光学的な被写体像および画像表示部４４によって表示される画像を観察することができる。
【００４８】
図９は、第２の実施の形態に係る分光フィルタ４７の透過分光特性の一例を示す図である。図９において、縦軸は透過率（単位は％）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。図９に示すように、分光フィルタ４７の透過率は、４５０ｎｍ近傍のＢの波長、５３０ｎｍ近傍のＧの波長、および６３０ｎｍ近傍のＲの波長における３つのピークを有している。これらＲＧＢの３つのピークの透過率は、例えば約１００％となる。また、分光フィルタ４７は、特定の波長域（例えば可視光域）のうちのＲＧＢの波長とは異なる波長においては、略一定の透過率（例えば約８５％）を有する。このように、分光フィルタ４７は、被写体光に対し、ＲＧＢのそれぞれの波長の光の透過率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する。
【００４９】
また、本実施の形態では、分光フィルタ４７のＲＧＢの各波長の光の透過率とＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率との差が、ビームスプリッター４３のＲＧＢの各波長の光の透過率とＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率との差よりも小さくなるように、分光フィルタ４７およびビームスプリッター４３の各々の透過率が調整される。
【００５０】
図５に示す例では、ビームスプリッター４３のＲＧＢのそれぞれの波長の光に対する透過率と、ビームスプリッター４３のＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対する透過率との差は、約３０％となる。また、図９に示す例では、分光フィルタ４７のＲＧＢのそれぞれの波長の光に対する透過率と、分光フィルタ４７のＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対する透過率との差は、約１５％となる。これにより、被写体像の色味の変化を抑制しつつ、被写体光の透過光量を確保することが可能となる。以下に、図１０を用いて説明する。
【００５１】
図１０は、第２の実施の形態に係る撮像装置の接眼部４９で観察される光束の分光特性の一例を示す図である。図１０において、縦軸は透過率（単位は％）を示しており、横軸は波長（単位はｎｍ）を示している。図１０に示す分光特性は、図９の分光フィルタ４７の透過分光特性および図５のビームスプリッター４３の透過分光特性に基づいて求められ、被写体光が分光フィルタ４７とビームスプリッター４３とを通過する割合を表す。図１０に示すように、被写体光に対する分光特性は、ＲＧＢのそれぞれの波長の光に対して約７０％の透過率を有し、特定の波長域（例えば可視光域）のうちＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対して約８５％の透過率を有する。すなわち、被写体光に対する分光特性は、特定の波長域において７０％以上の高い透過率を有する分光特性となる。このため、観察光学系４０を通して観察される被写体像の視認性を向上させることができる。
【００５２】
また、図１０に示す例では、ＲＧＢのそれぞれの波長の光に対する透過率と、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光に対する透過率との差は、約１５％以下となり、観察光学系４０を通して観察される被写体像の色味の変化が抑制される。このため、第２の実施の形態では、被写体像の色味の変化を抑制できると共に、被写体光の透過光量を確保して被写体像の視認性を向上させることができる。
【００５３】
尚、上記の実施の形態では、メインミラー２１で反射された光束、または分光フィルタ４７を透過した光束が、いずれもビームスプリッター４３を透過し、画像表示部４４から発した光束をビームスプリッター４３で反射する構成としたが、メインミラー２１で反射された光束、または分光フィルタ４７を透過した光束を、いずれもビームスプリッター４３で反射し、画像表示部４４から発した光束をビームスプリッター４３を透過する構成としても良い。
この場合、ビームスプリッター４３の分光特性は、図３および図５に示す関係と異なり、例えばＲＧＢの各波長の光に対する反射率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも低く、ＲＧＢの各波長の光に対する透過率が、ＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高いものとなる。つまり、図３の縦軸が示すものを透過率とし、図５の縦軸が示すものを反射率とした分光特性となる。
【００５４】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００５５】
（変形例１）
上述した実施の形態では、ビームスプリッター４３が、ＲＧＢの各波長の光の反射率がＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する例について説明したが、ビームスプリッター４３の反射分光特性はこれに限定されない。ビームスプリッター４３の反射分光特性は、画像表示部４４の光の発光分光特性等に応じて調整するようにすればよい。例えば、ビームスプリッター４３が、１つの波長域（例えばＲの波長域）の光の反射率が特定波長域のうちのその１つの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。例えば、画像表示部４４が主にＲの波長域の光を発光する場合に、ビームスプリッター４３が、Ｒの波長域の光の反射率がＲの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにする。
【００５６】
また、ビームスプリッター４３が、２つの波長域の光の反射率が特定波長域のうちのそれら２つの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。更に、ビームスプリッター４３が、４つ以上の波長域の光の反射率が特定波長域のうちそれらの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。
【００５７】
また、上述した実施の形態では、メインミラー２１が、ＲＧＢの各波長の光の反射率がＲＧＢの波長とは異なる波長の光の反射率よりも高い反射分光特性を有する例について説明したが、メインミラー２１の反射分光特性はこれに限定されない。メインミラー２１の反射分光特性は、ビームスプリッター４３の透過分光特性（または反射分光特性）等に応じて調整するようにすればよい。例えば、メインミラー２１が、１つまたは２つの波長域の光の反射率がそれらの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。また、メインミラー２１が、４つ以上の波長域の光の反射率がそれらの波長域とは異なる波長域の光の反射率よりも高い反射分光特性を有するようにしてもよい。
【００５８】
更に、上述した第２の実施の形態では、分光フィルタ４７が、ＲＧＢの各波長の光の透過率がＲＧＢの波長とは異なる波長の光の透過率よりも高い透過分光特性を有する例について説明したが、分光フィルタ４７の透過分光特性はこれに限定されない。分光フィルタ４７の透過分光特性は、ビームスプリッター４３の透過分光特性等に応じて調整するようにすればよい。例えば、分光フィルタ４７が、１つまたは２つの波長域の光の透過率が特定波長域のうちのそれらの波長域とは異なる波長域の光の透過率よりも高い透過分光特性を有するようにしてもよい。また、分光フィルタ４７が、４つ以上の波長域の光の透過率がそれらの波長域とは異なる波長域の光の透過率よりも高い透過分光特性を有するようにしてもよい。
【００５９】
（変形例２）
上記の実施の形態では、メインミラー２１の反射率を、ＲＧＢの波長では約１００％、ＲＧＢの波長とは異なる波長では約７０％としたが、ＲＧＢの波長とは異なる波長の反射率をより高く（例えば８０％）しても良い。この場合、ビームスプリッター４３でのＲＧＢの反射率を低く（例えば２０％）し、画像表示部４４の光源の発光輝度を上げれば良い。これにより、より明るい光学像を観察することが可能となる。
一方、ＥＶＦを使用する場合は、ビームスプリッター４３の反射率を高くした方が画像表示部４４の光源の発光輝度を下げることができるため光源の消費電力を低減することができる。この場合、メインミラー２１からの光束は観察に必要ないため、メインミラーの反射分光特性とは無関係にＲＧＢの反射率を高くしたビームスプリッターを用いる方が良い。そのため、反射分光特性の異なる複数種類のビームスプリッターを交換式に備える構成としても良い。あるいは反射分光特性が可変の光学素子（例えば、電圧を印加することにより鏡の状態と透明な状態とを切り替えて光の透過量や反射量を制御する調光ミラーデバイスの表面に薄膜を設けた光学素子）を用いるようにしても良い。
【００６０】
（変形例３）
上述の実施の形態で説明した光学装置は、レンジファインダー、望遠鏡、双眼鏡に適用されてもよい。
【００６１】
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。
たとえば、上記の実施の形態においては、単に波長という語を用いていても単一の波長で輝度をもつものに限っているものではなく、一定の幅（帯域）で輝度を持つものであっても良いことは言うまでもない。一定の幅を持つ場合、例えばＲとＧ、ＢとＧ、ＢとＲで波長が完全に分離せず、一部重なっていても構わない。また、画像表示部、メインミラー、分光フィルタ、ビームスプリッターの各分光特性は、波長が完全に一致していない、つまり各波長帯域の中心波長が厳密に一致していないものであっても良い。
【００６２】
次の優先権基礎出願の開示内容は引用文としてここに組み込まれる。
日本国特許出願２０１７年第４５２９１号（２０１７年３月９日出願）
【符号の説明】
【００６３】
１  撮像装置、２１  メインミラー、２３  ＡＦセンサ、４３  ビームスプリッター、４４  画像表示部、４６  接眼レンズ、４７  分光フィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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