(57)【要約】【課題】光学ファインダーと電子ビューファインダーの双方で明るく、しかも良好なる画質のファインダー像の観察ができるファインダー装置及びそれを有する光学機器を得ること。【解決手段】ファインダー像が形成される位置又はその近傍に配置した液晶パネルと、該液晶パネルを照明する光源手段と、撮影レンズによって形成される画像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮影レンズを介して該液晶パネルに形成したファインダー像及び該撮像素子からの信号に基づいて液晶パネルに表示したファインダー像を観察する接眼レンズと、を有し、該液晶パネルは光入射面側又は光射出面側にマイクロレンズを画素毎に有すること。【選択図】　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファインダー像が形成される位置又はその近傍に配置した液晶パネルと、該液晶パネルを照明する光源手段と、撮影レンズによって形成される画像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮影レンズを介して該液晶パネルに形成したファインダー像及び該撮像素子からの信号に基づいて液晶パネルに表示したファインダー像を観察する接眼レンズと、を有し、該液晶パネルは光入射面側又は光射出面側にマイクロレンズを画素毎に有することを特徴とするファインダー装置。
【請求項２】
前記マイクロレンズは、前記撮影レンズからの光束が前記液晶パネルに入射する光入射側に設けられていることを特徴とする請求項１のファインダー装置。
【請求項３】
前記液晶パネルの画素は、千鳥状に配列されていることを特徴とする請求項１又は２のファインダー装置。
【請求項４】
前記液晶パネルの各画素の開口形状は、略正六角形であることを特徴とする請求項１、２又は３のファインダー装置。
【請求項５】
前記光源手段は複数の光源部を有しており、該複数の光源部は、互いに異なる分光特性の光束を放射しており、該液晶パネルに表示される画像情報に同調して時系列に発光していることを特徴とする請求項１、２、３又は４のファインダー装置。
【請求項６】
前記光源手段は前記撮影レンズからの光束が前記液晶パネルに入射する光入射側に設けられていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のファインダー装置。
【請求項７】
前記撮影レンズからの光束が前記液晶パネルに入射する光入射側に、光路中から挿脱可能な反射部材を有し、該反射部材が光路中に位置しているとき、該液晶パネルを前記光源手段からの光束のうち該反射部材で反射した光束で照明することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項のファインダー装置。
【請求項８】
前記反射部材は、一方向に収納可能な膜状より成ることを特徴とする請求項７のファインダー装置。
【請求項９】
前記液晶パネルに形成されるファインダー像は前記撮影レンズによる１次ファインダー像を、２次結像光学系によって縮小結像したものであることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項のファインダー装置。
【請求項１０】
前記ファインダー像を正立像に変換する光学素子を有しており、
前記光源手段からの光束を該光学素子を介して該液晶パネルを照明することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項のファインダー装置。
【請求項１１】
前記撮影レンズからの光束が前記液晶パネルに入射する光入射側に、光路中から挿脱可能な反射部材を有し、該液晶パネルに表示したファインダー像の観察を、前記光源手段からの光束のうち前記ペンタ光学素子を通過し該光路中に挿入した反射部材で反射した光束を利用していることを特徴とする請求項１０のファインダー装置。
【請求項１２】
前記反射部材は、一方向に収納可能な膜状より成ることを特徴とする請求項１１のファインダー装置。
【請求項１３】
液晶パネルを撮影レンズのピント位置又はその付近に設けたファインダー装置において、該液晶パネルは、一方の面に各々の画素に対しマイクロレンズが設けられていることを特徴とするファインダー装置。
【請求項１４】
前記液晶パネルの画素の配列は千鳥配列であることを特徴とする請求項１３のファインダー装置である。
【請求項１５】
前記液晶パネルの各画素の開口形状は六角形であることを特徴とする請求項１３又は１４のファインダー装置。
【請求項１６】
撮影レンズによって形成される画像を電気信号に変換する撮像素子と、前記液晶パネルを照明する光源手段と、該液晶パネル上に撮影レンズによって形成されたファインダー像及び撮像素子からの信号に基づく液晶パネルに表示した画像情報を選択して観察する接眼レンズと、を有することを特徴とする請求項１３、１４又は１５のファインダー装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項のファインダー装置と、撮像素子に像を形成する撮影レンズと、を有することを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファインダー装置及びそれを有する光学機器に関し、例えば一眼レフタイプのカメラあるいはビデオカメラ等の光学機器において、光学ファインダーと、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）を選択して使用する際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、撮影レンズによって、焦点板に形成された被写体像を接眼レンズを介して観察する光学ファインダーに加えて、撮影レンズによって被写体像を撮像素子に形成し、撮像素子で得られた画像情報を液晶パネル（液晶ディスプレイ）に表示し、液晶パネルに形成される画像情報を観察するようにした電子ビューファインダー（ＥＶＦ）を備えた一眼レフカメラが知られている（例えば特許文献１））））。この従来のＥＶＦを有する一眼レフカメラでは焦点板の上面（接眼レンズ側）に液晶ディスプレイを設け、カメラの使用環境が明るいとき（被写界が明るいとき）は、回転ミラーを下降状態とし、撮影レンズを通る被写界からの光を回転ミラーによって反射し、焦点板にファインダー像が結像し、該ファインダー像はペンタプリズム、接眼レンズを介して観察する光学ファインダーを用いている。
【０００３】
一方カメラの使用環境が暗いとき（被写界が暗いとき）は、回転ミラーを上昇位置（撮影光路外）とし、撮影レンズを通る被写界からの光で撮像素子上に物体像を形成し、該撮像素子によって検出された画像情報（ファインダー像）を液晶ディスプレイ上に表示している。液晶ディスプレイに表示された画像情報をペンタプリズム、接眼レンズを介して観察するＥＶＦを用いている。
【特許文献１】
特開平５−１３４２９４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＥＶＦは、焦点板の上面に液晶ディスプレイを設け、該液晶ディスプレイに表示した画像情報を観察する構成であるため、液晶の開口で光が遮られファインダー像が暗くなる傾向があった。又ぼけ方が小さくピント検出が難しくなる傾向があった。
【０００５】
本発明は光学ファインダーと電子ビューファインダーの双方で明るく、しかも良好なる画質のファインダー像の観察ができるファインダー装置及びそれを有する光学機器の提供を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明のファインダー装置はファインダー像が形成される位置又はその近傍に配置した液晶パネルと、該液晶パネルを照明する光源手段と、撮影レンズによって形成される画像を電気信号に変換する撮像素子と、該撮影レンズを介して該液晶パネルに形成したファインダー像及び該撮像素子からの信号に基づいて液晶パネルに表示したファインダー像を観察する接眼レンズと、を有し、該液晶パネルは光入射面側又は光射出面側にマイクロレンズを画素毎に有することを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１、図２は本発明をデジタルスチルカメラ等の光学機器に適用したときの実施形態１の要部概略図である。図１は光学ファインダー使用時、図２は電子ビューファインダー（ＥＶＦ）使用時を示している。図１、図２において７はカメラ本体である。
【０００８】
カメラ本体７はマウント７ａを介して交換レンズ（撮影レンズ）１を着脱可能とする一眼レフ用のカメラに適用可能である。３はローパスフィルタである。４はＣＣＤ等の撮像素子５、やカバーガラス等を含む撮像素子ユニットである。６は画像処理やカメラ動作を行う制御回路部である。２は回動ミラー（回転ミラー）である。
【０００９】
図２に示すように回動ミラー２が上方に跳ね上げられ撮影光路外に位置しているとき、交換レンズ１を透過した被写体からの像光はローパスフィルター３を介し撮像素子５で撮像されその画像情報は、制御回路部６内の画像処理部６ａで画像処理されて記憶媒体に保存される。８は焦点板を兼ねる透過型液晶パネルである。２５はペンタダハプリズム（ペンタ光学素子）である。２６は接眼レンズであり、撮影レンズ１によって透過型液晶パネル８に形成される被写体像又は、撮像素子５で得られた画像情報に基づいて透過型液晶パネル８に表示される被写体像をペンタダハプリズム２５を介して観察している。
【００１０】
９は照明ランプ（光源手段）であり、ペンタダハプリズム２５の一部に設けられている。図２に示すように照明ランプ９から照射された光は、ペンタダハプリズム２５の一部を介して一旦透過型液晶パネル８を透過し、回転ミラー２で反射光して下側から透過型液晶パネル８を照明している。本実施形態において、透過型液晶パネル８に形成される被写体像を観察する観察光学系は、回転ミラー２、透過型液晶パネル８、照明ランプ９、ペンタダハプリズム２５、接眼レンズ２６等を有している。図３は透過型液晶パネル８の要部断面図である。
【００１１】
液晶パネル８は液晶保持ガラス８１、８２、の間に液晶が挟まれており、遮光部８５の間の液晶画素開口８４を通して観察光が透過する。液晶パネル８の液晶保持ガラス８２の表面にはマイクロレンズ８３が各画素毎に形成されておりピント板の拡散作用を持つと共に光の透過特性を増加している。マイクロレンズ８３の拡散作用によってピント板としての光学作用を発揮させている。マイクロレンズ８３は保持ガラス８２の下方（回動ミラー２側）に設けているが、保持ガラス８１の上方（ペンタダハプリズム２５側）に設けても良い。
【００１２】
液晶パネル８の画素は格子配列や千鳥配列（図１０）より成っている。更に、液晶パネル８の各画素の開口形状は四角形状や正六角形状（図１１）より成っている。
観察光学系で被写体像を観察するとき、即ち、被写界が明るいときは、光学ファインダーを用いる。光学ファインダーの使用時には図１に示すように回転ミラー２が下降状態にあり、撮影光路中に位置している。交換レンズ１を透過した光像は回転ミラー２で反射してピント板を兼ねた透過型液晶パネル８に結像し、透過型液晶パネル８に形成された被写体像はペンタプリズム２５、接眼レンズ２６を介して観察される。
【００１３】
次に被写界が暗いときには電子ビューファインダー（ＥＶＦ）を用いる。ＥＶＦ使用時には図２に示すように回転ミラー２が回動し上昇状態にあり、撮影光路外に位置している。
【００１４】
交換レンズ１を透過した像光は撮像素子５で撮像される。撮像素子５によって検出された画像情報は、画像処理部５ａで画像処理されて、透過型液晶パネル８上に画像の形で再生される。透過型液晶パネル８に形成された再生像は光源手段９からの光束で照明されペンタプリズム２５、接眼レンズ２６を介して観察される。
【００１５】
透過型液晶パネル８の照明はペンタダハプリズム２５の上方に照明用の光源手段９を設け光源手段９からの光束を用いて透過型液晶パネル８を照明するよう構成している。光源手段９からの光束は透過型液晶パネル８を通過し、下方に位置する回転ミラー２の反射面で反射して下から透過型液晶パネル８を照明している。
【００１６】
液晶パネル８の液晶保持ガラス８２の表面にはマイクロレンズ８３が各画素毎に形成されており照明光の透過特性を増加している。
【００１７】
図４は、本発明の実施形態２の要部概略図である。
【００１８】
図４では対物レンズ１による一次像を２次光学系によって縮小して撮像素子５に再結像するＥＶＦを使用している場合を示している。
【００１９】
図５は図４の透過型液晶パネル８の説明図である。透過型液晶パネル８は図５に示すように接眼レンズ側の液晶保持ガラス８１の表面にはマイクロレンズ８３が各画素毎に形成されており照明光の透過光量を増加している。
【００２０】
実施形態２は図１、図２の実施形態１に比べて光源手段９として互いに発光分光特性が異なる複数の光源部９１、９２、９３を用いて透過型液晶パネル８に表示する画像に同調して時系列に照明していること、撮像素子５に形成される物体像が２次光学系（３１，３３）を介したものであること、透過型液晶パネル８に設けるマイクロレンズ８３が接眼レンズ２６側にあること、等が異なっており、その他の構成は同じである。
【００２１】
図４において交換レンズ１を透過した像光は交換レンズ１の焦点面３１付近に設けられたフィールドレンズ３２、反射ミラー３３、二次結像レンズ３４、反射ミラー３５を経て撮像素子５で撮像され画像処理部６ａで画像処理されて記憶媒体に保存される。
【００２２】
観察光学系は、回転ミラー２、透過型液晶パネル８、それぞれＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）の光を発光する３つの照明ランプ（光源部）９１、９２、９３より成る光源手段９、ペンタダハプリズム２５、接眼レンズ２６で構成される。
【００２３】
実施形態２においてファインダー装置の照明系は、Ｒの光源９１、Ｇの光源９２、Ｂの光源９３と、異なる発光分布を有する３種類の光源部（複数であればいくつでも良い。）を有し時系列に透過型液晶パネル８を照明するよう構成している。この場合、透過型液晶パネル８をモノクロのものにできるので元の被写体の色を損なうことがなく自然なファインダー観察像が得られる。
【００２４】
図６、図７は、本発明の実施形態３の要部概略図である。図６は光学ファインダー使用のとき、図７はＥＶＦ使用のときを示している。実施形態３では透過型液晶パネル８の下方（回転ミラー２側）に光路に対して挿入／退避可能な反射部材１１を設け、挿入時は透過型液晶パネル８近傍に設けられた光源手段１０からの照明光を反射して透過型液晶パネル８を照明するよう構成している。光路中に挿入／退避可能な反射部材は膜状のもので表面が拡散面になっており照明光を透過型液晶パネル８に導いている。
【００２５】
以上の構成が図１、図２の実施形態１と異なっており、その他の構成は同じである。
【００２６】
図６に示す光学ファインダーの使用時には回転ミラー２が下降しており、撮影レンズ１を通る光は回転ミラー２で反射しピント面である透過型液晶パネル８上に結像しペンタ光学素子２５と接眼レンズ２６を介して観察される。
【００２７】
そのとき照明用の反射部材１１はカメラ側方の巻き取り部に巻き取られて退避状態にある。図７に示すＥＶＦの使用時には回転ミラー２が上昇し、撮影レンズ１を通る光は撮像素子５によって検出される。このとき光学ファインダーは回転ミラー２によって遮光される。また、上面が拡散面の膜状の反射部材１１が透過型液晶パネル８の下方に挿入され光源手段１０からの光を拡散反射して透過型液晶パネル８を照明する。撮像素子４によって検出された像は透過型液晶パネル８上に画像の形で再生される。再生像は接眼レンズ２６を介して観察される。
【００２８】
透過型液晶パネル８は接眼レンズ２６とは逆側の液晶保持ガラス８２の表面にはマイクロレンズ８３が各画素毎に形成されておりＴＴＬファインダー観察時の透過光量及び照明光の透過光量を増加している。
【００２９】
図８、図９は本発明の実施形態４の要部概略図である。図８は光学ファインダー使用のとき、図９はＥＶＦ使用のときを示している。
【００３０】
本実施形態は図１、図２の実施形態１に比べて光学ファインダーを２次結像光学ファインダーより構成している点が異なっており、その他の構成は略同じである。
【００３１】
実施形態４ではファインダー光学系が対物レンズ１による一次像を縮小して結像する二次結像光学系（４１、４３）を有しており二次像面に上記の透過型液晶パネル８を設けている。図８の光学ファインダーの使用時には回転ミラー２が下降し、撮影レンズ１を通る光は回転ミラー２で反射して像は一次結像面に結像した後フィールドレンズ４１、ミラー４２を介し２次結像レンズ４３で二次結像面にある透過型液晶パネル（液晶ディスプレイ）８上に正立再結像し透過型液晶パネル８に形成したファインダー像を接眼レンズ２６を介して観察される。
【００３２】
図９のＥＶＦの使用時には回転ミラー２が上昇し、撮影レンズ１を通る光は撮像素子５によって検出される。このとき光学ファインダーは回転ミラー２によって遮光される。また、光源手段４５、反射部材４４を有する液晶ディスプレイ用の照明系が透過型液晶パネル８の後方に挿入され照明される。撮像素子５によって検出された像は透過型液晶パネル８上に画像の形で再生される。再生像は接眼レンズ２６を介して観察される。
【００３３】
本実施形態の透過型液晶パネル８は図３に示すように接眼レンズ２６とは逆側の液晶保持ガラス８２の表面にはマイクロレンズ８３が各画素毎に形成されておりＴＴＬファインダー観察時の透過光量及び照明光の透過光量を増加している。実施形態４では二次結像面が小さいので照明系を透過型液晶パネル８の接眼レンズ２６とは逆の側に照明光源あるいは照明光学系を使用時に挿入するという構成が簡単に実現できる。
【００３４】
実施形態４では撮像画面の寸法に関わらず透過型液晶パネル８の大きさを小さくすることができ、透過型液晶パネル８の製作が容易となる。また、特開平５−１３４２９４号公報に開示されいるファインダ系に比べて、照明系を小さく、簡略化した形で実現することができる。
【００３５】
実施形態４では、液晶ディスプレイ用の照明系として反射部材は必ずしも必要ではなく、ＥＬ等の面発光パネルで構成し直接照明してもよい。
【００３６】
尚、以上の各実施形態においては、次の構成が適用可能である。
【００３７】
◎液晶パネルの画素の配列は格子配列の他、図１０に示すように千鳥型に配置すると、ファインダー像のボケ像がより自然なぼけ方となりファインダー品位が向上する。
【００３８】
◎液晶パネルの画素を千鳥型に配置した上で各画素の形状を六角形もしくは八角形等の多角形にすると各画素の回折の方向がより増加し、更に自然なぼけ方となりファインダーの品位が向上する。
【００３９】
◎照明光源はミラーボックスの側面或いは底面に設けても良い。又、ハーフミラーである回転ミラーを通して液晶パネルを照明しても良い。その場合、撮像のタイミングと照明光点灯のタイミングとをずらして時系列とするとゴースト、フレアーの発生を防止することができ、鮮明な画像が得られる。
等が防げ、クリアな画像が得られる。
【００４０】
以上のように各実施形態では、一方の面に各々の画素に対しマイクロレンズを設けた液晶パネルをピント面又はその近傍に配置する構成とすることにより、
◎従来のＴＴＬファインダの機能を有しながらＥＶＦを組み合わせることのできる一眼レフファインダー装置がえられ、一眼レフカメラになれたユーザーにとって使い易いカメラとなる。
【００４１】
◎明るく、ボケが大きくピント合わせがし易いファインダー系が実現できる。
【００４２】
◎液晶パネルの画素の配列、形を工夫することによりボケ味の自然なファインダー像が得られる。
【００４３】
◎液晶パネルを通して観察するＴＴＬファインダーでありながら、従来の一眼レフカメラのＴＴＬファインダーに比べ違和感の無いファインダー像性能を得ることができる。
【００４４】
◎二次結像光学系の２次結像面に液晶パネルを設けた構成では、撮像画面の寸法に関わらず液晶パネルの大きさを小さくすることができ、液晶パネルの製作を容易にすることが可能であり、液晶パネルの照明系も小さくなり、簡略化した形でファインダー装置を実現することができる。
【００４５】
【発明の効果】
本発明によれば光学ファインダーと電子ビューファインダーの双方で明るく、しかも良好なる画質のファインダー像の観察ができるファインダー装置及びそれを有する光学機器が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の要部概略図
【図２】本発明の実施形態１の要部概略図
【図３】本発明に係る液晶パネルの説明図
【図４】本発明の実施形態２の要部概略図
【図５】本発明に係る液晶パネルの説明図
【図６】本発明の実施形態３の要部概略図
【図７】本発明の実施形態３の要部概略図
【図８】本発明の実施形態４の要部概略図
【図９】本発明の実施形態４の要部概略図
【図１０】本発明に係る液晶パネルの画素配列を示す図
【図１１】本発明に係る液晶パネルの画素配列及び画像形状を示す図
【符号の説明】
１　・・・交換レンズ
２　・・・回転ミラー
３　・・・ローパスフィルタ
４　・・・撮像素子ユニット
５　・・・撮像素子
６　・・・画像処理／カメラ制御回路部
７　・・・一眼レフデジタルカメラ
８　・・・液晶パネル
９　・・・照明ランプ
２５　・・・ペンタダハプリズム
２６　・・・接眼レンズ
８１、８２・・・液晶保持ガラス
８３　・・・マイクロレンズ
８４　・・・液晶画素開口
８５　・・・遮光部
【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】
2004109865.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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