(57)【要約】【課題】レンズによる観察像（実像）と画像表示装置の画像とを同時に観察できるファインダー光学系の小型化を図る。【解決手段】本発明に係る一眼レフカメラは、対物レンズ１１により焦点面２１ａ上に結像された観察像Ａ１を観察するためのファインダー光学系２０と、表示画像Ｂ１を表示する画像表示装置３０とを備え、ファインダー光学系２０は、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１を同一視野範囲内で観察するための接眼レンズ２３を有し、画像表示装置３０の位置に対応して、接眼レンズ２３の光軸Ｏ２と対物レンズ１１の光軸Ｏ１とがずれている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像レンズにより観察面上に結像された観察像を観察するためのファインダー光学系と、
画像情報を表示する画像表示装置とを備え、
前記ファインダー光学系は、前記観察像および前記画像情報を同一視野範囲内で観察するための接眼レンズを有し、
前記画像表示装置の位置に対応して、前記接眼レンズの光軸と前記結像レンズの光軸とがずれていることを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記結像レンズにより結像された前記観察像に基づく像を撮像する撮像素子を備え、
前記画像情報は、前記撮像素子により撮像された画像情報であることを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記接眼レンズを介して観察される前記観察像および前記画像情報の大きさは、ほぼ同じ大きさであることを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記接眼レンズを介して観察される前記画像情報を拡大する拡大レンズを備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記光学機器がカメラであることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項６】
前記観察像および前記画像情報が前記接眼レンズの前記視野範囲内で並んで配置されることを特徴とする請求項５に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラ、顕微鏡、双眼鏡等の光学機器に設けられるファインダー光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ファインダー光学系を用いて対物レンズによる実像と画像表示装置の画像とを観察するには、対物レンズと接眼レンズとの間に可動ミラーを配置して、ミラーの切り替えにより実像もしくは画像表示装置の画像をそれぞれ観察できるように構成していた（例えば、特許文献１を参照）。また、同様な方法として、実像および画像表示の切り替え表示もしくは重ね合わせ表示を行う方法も開示されている（例えば、特許文献２を参照）。
【特許文献１】特開２００１−２５５４７２号公報
【特許文献２】特開２００６−２６７３８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述のような従来の方法では、実像と画像表示装置の光学系を別々に構成し、さらに可動ミラー等による切り替え機構を設けるため、装置の大型化が避けられないという問題があった。また、ハーフミラー等を用いて像を合成すると、各々の観察像の明るさが半減するため視認性が低下するという問題もあった。
【０００４】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、ファインダー光学系を備えた光学機器において、レンズによる観察像（実像）と画像表示装置の画像とを同時に観察できるファインダー光学系の小型化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
このような目的達成のため、本発明に係る光学機器は、結像レンズにより観察面上に結像された観察像を観察するためのファインダー光学系と、画像情報を表示する画像表示装置とを備え、前記ファインダー光学系は、前記観察像および前記画像情報を同一視野範囲内で観察するための接眼レンズを有し、前記画像表示装置の位置に対応して、前記接眼レンズの光軸と前記結像レンズの光軸とがずれている。
【０００６】
なお、上述の発明において、前記結像レンズにより結像された前記観察像に基づく像を撮像する撮像素子を備え、前記画像情報は、前記撮像素子により撮像された画像情報であることが好ましい。
【０００７】
また、上述の発明において、前記接眼レンズを介して観察される前記観察像および前記画像情報の大きさは、ほぼ同じ大きさであることが好ましい。
【０００８】
また、上述の発明において、前記接眼レンズを介して観察される前記画像情報を拡大する拡大レンズを備えていることが好ましい。
【０００９】
また、上述の発明において、前記光学機器はカメラであることが好ましい。
【００１０】
さらに、上述の発明において、前記観察像および前記画像情報が前記接眼レンズの前記視野範囲内で並んで配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、レンズによる観察像（実像）と画像表示装置の画像とを同時に観察できるファインダー光学系を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本願の好ましい実施形態について図を参照しながら説明する。本願に係る光学機器である一眼レフカメラ１が図１に示されている。この一眼レフカメラ１は、対物レンズ１１と、クイックリターンミラー１２と、撮影用の撮像素子１３と、ファインダー光学系２０とを備えて構成される。また、ファインダー光学系２０は、物体側から順に光軸に沿って並んだ、焦点板２１と、ペンタプリズム２２と、接眼レンズ２３とを有して構成され、対物レンズ１１によって焦点板２１上に形成（結像）された像を接眼レンズ２３により観察できるようになっている。
【００１３】
対物レンズ１１は、被写体像を撮像素子１３上もしくは焦点板２１上に結像する。クイックリターンミラー１２は、対物レンズ１１を通る光軸Ｏ１に対して４５度の角度で挿入されており、通常時（撮影待機状態）には、対物レンズ１１を通った被写体（図示せず）からの光を反射して焦点板２１上に結像させ、シャッターレリーズ時にはミラーアップ状態となって跳ね上がり、対物レンズ１１を通った被写体（図示せず）からの光が撮像素子１３上に結像するようになっている。すなわち、撮像素子１３と焦点板２１とは、光学的に共役な位置に配設される。
【００１４】
ペンタプリズム２２は、対物レンズ１１によって結像された焦点板２１上の被写体像（倒立像）からの光束が、入射面２２ａ、第１反射面２２ｂ、最終反射面２２ｃおよび射出面２２ｄを順に経ることで、前記被写体像を上下左右反転して正立像にする。その結果、ペンタプリズム２２は、観察者が被写体像を正立像として観察できるようにするとともに、ファインダー光学系２０をコンパクトに構成できるようにしている。
【００１５】
接眼レンズ２３については、複数のレンズで構成することが好ましい。複数のレンズで構成することにより、色収差等の諸収差の補正が容易になる。また、レンズを移動させることにより、視度調節機能を得ることもできる。なお、本願において、ペンタプリズム２２よりもアイポイントＥＰ（図２を参照）側にあるレンズ群を接眼レンズとする。
【００１６】
本願の第１実施形態に係るファインダー光学系２０を展開して簡略化した構成を図２に示す。なお、図２において、焦点板２１については、焦点板２１の焦点面２１ａ（観察面）に結像される被写体像が観察像Ａ１として示されている。前述したように、ファインダー光学系２０は、対物レンズ１１によって焦点板２１の焦点面２１ａに結像された像、すなわち、観察像Ａ１をペンタプリズム２２および接眼レンズ２３を介してアイポイントＥＰで観察できるようになっている。
【００１７】
図２に示すように、焦点板２１と（図１の紙面と垂直な方向に）並ぶようにして、所定の表示画像Ｂ１を表示する画像表示装置３０が設けられており、観察像Ａ１と同様にファインダー光学系２０を用いて、画像表示装置３０の画面上に表示された表示画像Ｂ１をペンタプリズム２２および接眼レンズ２３を介してアイポイントＥＰで観察できるようになっている。このとき、接眼レンズ２３は、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１を同一視野範囲内で観察できるように構成されており、画像表示装置３０の位置に対応して、具体的には、接眼レンズ２３の光軸Ｏ２が焦点板２１の中心と画像表示装置３０の中心との間の略中間位置に位置するように、接眼レンズ２３の光軸Ｏ２を対物レンズ１１の光軸Ｏ１に対して略直角な方向にずらしている。
【００１８】
画像表示装置３０は、撮像素子１３と電気的に接続されており、撮像素子１３で撮像された被写体（図示せず）の画像情報が入力され、撮像素子１３で撮像された被写体の画像を表示画像Ｂ１として表示できるようになっている。なお、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１の大きさは、互いにほぼ同じ大きさであり、ペンタプリズム２２および接眼レンズ２３を介して観察される観察像Ａ１および表示画像Ｂ１は、互いにほぼ同じ大きさで、接眼レンズ２３の視野範囲内で撮影者から見ると左右に並んで配置されることになる。
【００１９】
このような構成の一眼レフカメラ１において、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、クイックリターンミラー１２で焦点板２１の方向に反射され、焦点板２１上に被写体像である観察像Ａ１が結像される。そして、ファインダー光学系２０において、焦点板２１上の観察像Ａ１からの光は、ペンタプリズム２２および接眼レンズ２３を通過してアイポイントＥＰに導かれ、アイポイントＥＰにて観察者は観察像Ａ１、すなわち被写体の実像を観察することができる。また、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体からの光は、クイックリターンミラー１２がミラーアップ状態となるため、撮像素子１３上に結像される。
【００２０】
撮像素子１３で撮像された被写体の画像情報は、焦点板２１と並んで配置された画像表示装置３０に入力され、画像表示装置３０により撮像素子１３で撮像された被写体の画像が表示画像Ｂ１として表示される。そして、ファインダー光学系２０において、画像表示装置３０の画面上に表示された表示画像Ｂ１からの光は、ペンタプリズム２２および接眼レンズ２３を通過してアイポイントＥＰに導かれ、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１を接眼レンズ２３の同一視野範囲内で観察することができる。
【００２１】
このとき、本実施形態においては、前述したように、画像表示装置３０の位置に対応して、具体的には、接眼レンズ２３の光軸Ｏ２が焦点板２１の中心と画像表示装置３０の中心との間の略中間位置に位置するように、接眼レンズ２３の光軸Ｏ２を対物レンズ１１の光軸Ｏ１に対してずらしている。このようにすれば、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１を同時に観察するのに、可動ミラー等の切り替え機構を設けることなく、必要な接眼レンズ２３の視野範囲を必要最小限にすることができ、接眼レンズ２３の大型化を回避することができることから、レンズによる観察像Ａ１（実像）と画像表示装置の画像Ｂ１とを同時に観察できるファインダー光学系２０を小型化することが可能になる。特に、このような形態を一眼レフカメラ１に適用することで、高い効果を得ることができる。
【００２２】
また、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１から接眼レンズ２３に入射する光は、それぞれ接眼レンズ２３の光軸Ｏ２近傍を通るため、収差が小さくなるとともに収差補正が容易になり、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１の視認性を向上させることができる。さらに、接眼レンズ２３の視野範囲を狭めることにより、接眼レンズ２３の収差補正が容易になることから、ファインダー光学系２０におけるレンズ枚数の増加を抑えることもできる。
【００２３】
なお、画像表示装置３０で表示される表示画像Ｂ１は、特に制限されないが、撮像素子１３により撮像された被写体の画像であることが好ましく、このようにすれば、被写体の実像を観察するのと同時に、このとき撮像素子１３により撮像された被写体の画像を観察することができる。
【００２４】
また、接眼レンズ２３を介して観察される観察像Ａ１および表示画像Ｂ１の大きさは、ほぼ同じ大きさであることが好ましく、これにより、観察像Ａ１と表示画像Ｂ１とを容易に比較することができる。
【００２５】
さらに、観察像Ａ１および表示画像Ｂ１が接眼レンズ２３の視野範囲内で左右に並んで配置されることが好ましく、このようにすれば、画像表示装置３０を配置するために一眼レフカメラ１を主に左右方向に大きくするだけでよいため、一眼レフカメラ１の上下方向の大型化を回避することができる。
【００２６】
次に、本願の第２実施形態について図３を参照しながら説明する。第２実施形態の一眼レフカメラは、ファインダー光学系の構成を除いて、第１実施形態の一眼レフカメラ１と同様の構成であり、第２実施形態に係るファインダー光学系５０を展開して簡略化した構成を図３に示し、他の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。第２実施形態に係るファインダー光学系５０は、第１実施形態に係るファインダー光学系２０と同様に、物体側から順に光軸に沿って並んだ、焦点板５１と、ペンタプリズム５２と、接眼レンズ５３とを有して構成され、対物レンズ１１によって焦点板５１の焦点面５１ａ（観察面）に形成（結像）された像、すなわち観察像Ａ２を接眼レンズ５３により観察できるようになっている。
【００２７】
ペンタプリズム５２および接眼レンズ５３は、第１実施形態に係るペンタプリズム２２および接眼レンズ２３と同様の構成であり、詳細な説明を省略する、但し、ペンタプリズム５２と並ぶようにして、所定の表示画像Ｂ２を表示する画像表示装置６０が設けられ、ファインダー光学系５０を用いて、画像表示装置６０の画面上に表示された表示画像Ｂ２を（ペンタプリズム５２を介さずに）接眼レンズ５３を介してアイポイントＥＰで観察できるようになっている。また、接眼レンズ５３は、観察像Ａ２および表示画像Ｂ２を同一視野範囲内で観察できるように構成されており、画像表示装置６０の位置に対応して、具体的には、接眼レンズ５３の光軸Ｏ２が焦点板５１の中心と画像表示装置６０の中心との間の略中間位置に位置するように、接眼レンズ５３の光軸Ｏ２を対物レンズ１１の光軸Ｏ１に対して略直角な方向にずらしている。
【００２８】
画像表示装置６０は、第１実施形態に係る画像表示装置３０と同様に、撮像素子１３で撮像された被写体の画像を表示画像Ｂ２として表示できるようになっているが、この表示画像Ｂ２は、ペンタプリズム５２を介さなくとも、アイポイントＥＰで観察される被写体の画像が正立像となるように補正されたものである。なお、観察像Ａ２および表示画像Ｂ２の大きさは、互いにほぼ同じ大きさであり、アイポイントＥＰで観察される観察像Ａ２および表示画像Ｂ２は、互いにほぼ同じ大きさで、接眼レンズ５３の視野範囲内で左右に並んで配置される。
【００２９】
第２実施形態の一眼レフカメラにおいても、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、クイックリターンミラー１２で焦点板５１の方向に反射され、焦点板５１上に被写体像である観察像Ａ２が結像される。そして、ファインダー光学系５０において、焦点板５１上の観察像Ａ２からの光は、ペンタプリズム５２および接眼レンズ５３を通過してアイポイントＥＰに導かれ、アイポイントＥＰにて観察者は観察像Ａ２、すなわち被写体の実像を観察することができる。また、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体からの光は、クイックリターンミラー１２がミラーアップ状態となるため、撮像素子１３上に結像される。
【００３０】
撮像素子１３で撮像された被写体の画像情報は、ペンタプリズム５２と並んで配置された画像表示装置６０に入力され、画像表示装置６０により撮像素子１３で撮像された被写体の画像がアイポイントＥＰで正立像にするために補正された表示画像Ｂ２として表示される。そして、ファインダー光学系５０において、画像表示装置６０の画面上に表示された表示画像Ｂ２からの光は、接眼レンズ５３を通過してアイポイントＥＰに導かれ、観察像Ａ２および表示画像Ｂ２をそれぞれ正立像として接眼レンズ５３の同一視野範囲内で観察することができる。
【００３１】
このように、第２実施形態の一眼レフカメラによっても、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。さらに、画像表示装置６０の表示画像Ｂ２は、ペンタプリズム５２を介さなくとも、アイポイントＥＰで観察される被写体の画像が正立像となるように補正されているため、ペンタプリズムに従来のものを使用することができ、ペンタプリズムを大型化する必要がなく重量の大幅な増加を回避することができる。
【００３２】
続いて、本願の第３実施形態について図４を参照しながら説明する。第３実施形態の一眼レフカメラは、ファインダー光学系の構成を除いて、第１実施形態の一眼レフカメラ１と同様の構成であり、第３実施形態に係るファインダー光学系７０を展開して簡略化した構成を図４に示し、他の構成については同一の番号を付して詳細な説明を省略する。第３実施形態に係るファインダー光学系７０は、第１実施形態に係るファインダー光学系２０と同様に、物体側から順に光軸に沿って並んだ、焦点板７１と、ペンタプリズム７２と、接眼レンズ７３とを有して構成され、対物レンズ１１によって焦点板７１の焦点面７１ａ（観察面）に形成（結像）された像、すなわち観察像Ａ３を接眼レンズ７３により観察できるようになっている。
【００３３】
ペンタプリズム７２および接眼レンズ７３は、第１実施形態に係るペンタプリズム２２および接眼レンズ２３と同様の構成であり、詳細な説明を省略する、但し、ペンタプリズム７２と並ぶようにして、所定の表示画像Ｂ３を表示する画像表示装置８０が設けられ、ファインダー光学系７０を用いて、画像表示装置８０の画面上に表示された表示画像Ｂ３を拡大レンズ８５および接眼レンズ７３を介してアイポイントＥＰで観察できるようになっている。また、接眼レンズ７３は、観察像Ａ３および表示画像Ｂ３を同一視野範囲内で観察できるように構成されており、画像表示装置８０の位置に対応して、具体的には、接眼レンズ７３の光軸Ｏ２が焦点板７１の中心と画像表示装置８０の中心との間の略中間位置に位置するように、接眼レンズ７３の光軸Ｏ２を対物レンズ１１の光軸Ｏ１に対して略直角な方向にずらしている。
【００３４】
拡大レンズ８５は、光軸に沿った方向から見た断面が半月形になるように形成された、正の屈折力を有する単レンズであり、画像表示装置８０と接眼レンズ７３との間に配設される。このように、拡大レンズ８５の断面形状を半月形にして、焦点板７１上の観察像Ａ３からの光が通過する範囲を削除した形状にすることで、拡大レンズ８５の小型化を図っている。なお、樹脂レンズ等を用いて、拡大レンズ８５のレンズ面を非球面にしてもよい。このようにすれば、必要最小限のレンズで収差補正することができる。
【００３５】
画像表示装置８０は、第１実施形態に係る画像表示装置３０と同様に、撮像素子１３で撮像された被写体の画像を表示画像Ｂ３として表示できるようになっているが、拡大レンズ８５により表示画像Ｂ３を拡大するため、表示画像Ｂ３の大きさは観察像Ａ３よりも小さく（拡大レンズ８５の屈折率にもよるが、観察像Ａ３の大きさの半分程度）、その一方で、アイポイントＥＰで観察される観察像Ａ３および表示画像Ｂ３は、互いにほぼ同じ大きさで、接眼レンズ７３の視野範囲内で左右に並んで配置されるようになっている。
【００３６】
第３実施形態の一眼レフカメラにおいても、被写体（不図示）からの光は、対物レンズ１１を通り、クイックリターンミラー１２で焦点板７１の方向に反射され、焦点板７１上に被写体像である観察像Ａ３が結像される。そして、ファインダー光学系７０において、焦点板７１上の観察像Ａ３からの光は、ペンタプリズム７２および接眼レンズ７３を通過してアイポイントＥＰに導かれ、アイポイントＥＰにて観察者は観察像Ａ３、すなわち被写体の実像を観察することができる。また、シャッターレリーズ時には、対物レンズ１１を通った被写体からの光は、クイックリターンミラー１２がミラーアップ状態となるため、撮像素子１３上に結像される。
【００３７】
撮像素子１３で撮像された被写体の画像情報は、ペンタプリズム７２と並んで配置された画像表示装置８０に入力され、画像表示装置８０により撮像素子１３で撮像された被写体の画像が表示画像Ｂ３として表示される。そして、ファインダー光学系７０において、画像表示装置８０の画面上に表示された表示画像Ｂ３からの光は、拡大レンズ８５および接眼レンズ７３を通過してアイポイントＥＰに導かれ、観察像Ａ３および表示画像Ｂ３を接眼レンズ７３の同一視野範囲内で観察することができる。
【００３８】
このように、第３実施形態の一眼レフカメラによっても、第１実施形態の場合と同様の効果を得ることができる。さらに、表示画像Ｂ３を拡大する拡大レンズ８５を備えることで、接眼レンズ７３により表示画像Ｂ３を観察するときの見かけの大きさを小さくすることなく、画像表示装置８０を小型化することが可能になり、ファインダー光学系７０をより小型化することが可能になる。
【００３９】
なおこのとき、表示画像Ｂ３の大きさは、観察像Ａ３の半分の大きさより小さくすることが好ましい。このようにすれば、ファインダー光学系７０を効果的に小型化することが可能になる。また、観察像Ａ３の半分程度の大きさなら、拡大レンズ８５を単レンズで構成することができ、ファインダー光学系７０をより効果的に小型化することが可能になる。
【００４０】
なお、上述の各実施形態において、一眼レフカメラ１に限らず、ファインダー光学系を有した光学機器であれば本願を適用することが可能である。また、上述の実施形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本願の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００４１】
また、上述の各実施形態において、接眼レンズの光軸Ｏ２を対物レンズの光軸Ｏ１に対して略直角な方向にずらしているが、これに限られるものではなく、例えば、表示画像の向きが観察像の向きに対して傾いている場合、接眼レンズの光軸Ｏ２を対物レンズの光軸Ｏ１に対して斜め方向にずらしてもよく、対物レンズの光軸Ｏ１と交差する方向にずらすようにすればよい。
【００４２】
また、上述の各実施形態において、画像表示装置は、撮像素子１３で撮像された被写体の画像を表示画像として表示しているが、これに限られるものではなく、例えば、過去に撮像した被写体の連続表示画像や、いわゆる１セグメント放送によるテレビ画像、外部から入力等されたサンプル画像や、取扱説明画像等の画像情報を表示するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】一眼レフカメラの概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るファインダー光学系の模式図（光学断面図）である。
【図３】第２実施形態に係るファインダー光学系の模式図（光学断面図）である。
【図４】第３実施形態に係るファインダー光学系の模式図（光学断面図）である。
【符号の説明】
【００４４】
１  一眼レフカメラ（光学機器）        １１  対物レンズ（結像レンズ）
２０  ファインダー光学系（第１実施形態）
２１  焦点板（２１ａ  焦点面）          ２３  接眼レンズ
３０  画像表示装置
５０  ファインダー光学系（第２実施形態）
５１  焦点板（５１ａ  焦点面）          ５３  接眼レンズ
６０  画像表示装置
７０  ファインダー光学系（第３実施形態）
７１  焦点板（７１ａ  焦点面）          ７３  接眼レンズ
８０  画像表示装置                      ８５  拡大レンズ
Ａ１  観察像（第１実施形態）            Ｂ１  表示画像（第１実施形態）
Ａ２  観察像（第２実施形態）            Ｂ２  表示画像（第２実施形態）
Ａ３  観察像（第３実施形態）            Ｂ３  表示画像（第３実施形態）
【図１】
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【図２】
2008298875.tif 000004
【図３】
2008298875.tif 000005
【図４】
2008298875.tif 000006