(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が入射する入射面と、前記入射した光の少なくとも一部が出射する出射面とを有する透明基板を備え、
前記透明基板は、前記入射面から前記透明基板内に入射した光の少なくとも一部を平行光にして反射させ、前記出射面に導く放物面を有し、
前記入射面および前記放物面は、前記透明基板の側面に配置されており、
前記入射面は、前記放物面より前記出射面の近くに配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項２】
請求項１に記載された照明装置であって、
前記入射面から入射した光は、前記側面と交差する主面で反射を繰り返して前記入射面から前記放物面および前記放物面から前記出射面の間を進行することを特徴とする照明装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載された照明装置であって、
前記光を全反射させる全反射面が、前記透明基板の前記側面と交差する主面に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された照明装置であって、
前記出射面は、前記透明基板の前記側面に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載された照明装置であって、
前記出射面は、前記透明基板の前記側面と交差する主面に配置されており、
前記放物面で反射された前記光の少なくとも一部を、前記出射面に向かって反射させる反射面が、前記透明基板の前記側面に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項６】
請求項５に記載された照明装置であって、
前記反射面は、前記側面と交差する前記主面に対して０度より大きく９０度より小さい所定の角度の傾きを有することを特徴とする照明装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載された照明装置であって、
前記放物面の焦点に配置された光源を有する照明装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載された照明装置であって、
前記放物面で反射された光が、前記光源の方向に向かわないように前記放物面が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれか１項に記載された照明装置であって、
前記入射面は、前記光源と前記放物面との間に配置されていることを特徴とする照明装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれか１項に記載された照明装置であって、
前記透明基板の前記放物面に、反射率を向上させるための金属膜が設けられていることを特徴とする照明装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０までのいずれか１項に記載の照明装置を有する表示装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の表示装置を有するファインダ装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のファインダ装置を有するカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置等に関し、より詳細にはファインダ装置等に備えられるのに好適な照明装置等に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラ等に備えられるファインダ装置の中には、ファインダ内表示装置を備えるものが存在する。このようなファインダ内表示装置に用いられる照明装置としては、平行光束を得られるものが好ましい。平行光束を得られる照明装置としては、たとえば立体射影レンズ群と放物面鏡とを、両者の焦点が一致するように配置したもの等が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、従来技術に係る照明装置では、光源から出射される光を効率よく導こうとする場合、放物面鏡が大型化する傾向にあり、照明装置を小型化することが困難であった。また、立体射影レンズ群と放物面鏡とを含む複数の光学部材を組み合わせて光路を構成するため、構造が複雑になるという問題点を有していた。
【特許文献１】特開平５−３３３２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、その目的は、小型で光損失の少ない照明装置および当該照明装置を有する表示装置等を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る照明装置は、
光（Ｌ２）が入射する入射面（６０）と、前記入射した光の少なくとも一部が出射する出射面（６６）とを有する透明基板（５４）を備え、
前記透明基板は、前記入射面から前記透明基板内に入射した光の少なくとも一部を平行光にして反射させ、前記出射面に導く放物面（６２）を有することを特徴とする。
【０００６】
また、たとえば、前記入射面および前記放物面は、前記透明基板の側面（５８）に配置されていてもよい。
【０００７】
また、たとえば、前記入射面から入射した光は、前記側面と交差する主面（５６）で反射を繰り返して前記入射面から前記放物面および前記放物面から前記出射面の間を進行してもよい。
【０００８】
また、たとえば、本発明に係る照明装置は、前記光を全反射させる全反射面が、前記透明基板の前記側面と交差する前記主面に配置されていてもよい。
【０００９】
また、たとえば、前記出射面は、前記透明基板の前記側面に配置されていてもよい。
【００１０】
また、たとえば、前記出射面は、前記透明基板の前記側面と交差する主面に配置されており、
前記放物面で反射された前記光の少なくとも一部を、前記出射面に向かって反射させる反射面（６４）が、前記透明基板の側面に配置されていてもよい。
【００１１】
また、たとえば、前記反射面は、前記側面と交差する主面に対して０度より大きく９０度より小さい所定の角度の傾きを有していてもよい。
【００１２】
また、たとえば、本発明に係る照明装置は、前記放物面（６２）の焦点に配置された光源（５２）を有していてもよい。
【００１３】
また、たとえば、本発明に係る照明装置は、前記放物面で反射された光が、前記光源の方向に向かわないように前記放物面が設けられていてもよい。
【００１４】
また、たとえば、前記入射面は、前記光源と前記放物面との間に配置されていてもよい。
【００１５】
また、たとえば、本発明に係る照明装置は、前記透明基板の前記放物面に、反射率を向上させるための金属膜が設けられていてもよい。
【００１６】
本発明に係る表示装置は、上記いずれかに記載の照明装置を有する。
また、本発明に係るファインダ装置は、上記の照明装置を有する。
また、本発明に係るカメラは、上記のファインダ装置を有する。
【００１７】
なお上述の説明では、本発明をわかりやすく説明するために実施形態を示す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明は、これに限定されるものでない。後述の実施形態の構成を適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させてもよい。さらに、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
【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照明装置を備えるカメラの概略図、
図２は、図１に示すカメラが有する表示装置の拡大平面図、
図３は、図２に示す表示装置の要部断面図、
図４は、図２および図３に示す表示装置に備えられる照明装置の斜視図、
図５は、図４に示す照明装置において、主として透明基板の主面に沿う方向に関する照明光の進行状態を表した模式図、
図６は、図４に示す照明装置を側面側から見た図であり、透明基板の主面で全反射しながら進行する照明光を表した模式図、
図７は、図４に示す照明装置を主面側から見た要部平面図、
図８は、本発明の第２実施形態に係る照明装置を備える表示装置の平面図、
図９は、図８に示す照明装置の斜視図である。
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には、撮影レンズ６を備えるレンズ鏡筒８が交換可能に装着されている。一眼レフカメラ２としては、記録媒体９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９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】
撮影レンズ６と記録媒体９との間には、被写体１４からの撮影光Ｌ１をファインダ光学系へと反射させるクイックリターンミラー１０が配設されている。なお、図示していないが、記録媒体９とクイックリターンミラー１０との間にはシャッタが設けられている。
【００２１】
記録媒体９の画像結像面と光学的に共役な位置には、ファインダスクリーン１２が配置されており、被写体１４からの撮影光Ｌ１はクイックリターンミラー１０で反射されてファインダスクリーン１２上に結像する。ファインダスクリーン１２上に結像された被写体像は、ペンタプリズム１６および接眼レンズ１８を介して、ファインダを覗く人が観察できる。
【００２２】
撮影の際には、クイックリターンミラー１０が撮影光Ｌ１の光路上から光路外へと移動され、記録媒体９上に被写体像が結像される。なお、各実施形態の説明においては、図１のようにＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を定義して説明を行う。すなわち、撮影レンズ６から記録媒体９に撮影光Ｌ１が向かう方向をＸ軸の正方向、クイックリターンミラー１０からペンタプリズム１６に撮影光Ｌ１が向かう方向をＺ軸の正方向、Ｘ軸およびＺ軸に垂直な方向をＹ軸とする。
【００２３】
カメラボディ４内には、ファインダ装置が内蔵してある。ファインダ装置は、ファインダスクリーン１２、ペンタプリズム１６、接眼レンズ１８および表示装置２０を有する。表示装置２０は、ファインダスクリーン１２とペンタプリズム１６の間に配置された表示素子２１と、表示素子２１に取り付けられた照明装置２２を有する。
【００２４】
本実施形態では、表示素子２１として、屈折率型回折格子を用いた表示部を有する回折光学素子を用いている。しかし、表示装置２０に用いる表示素子２１としてはこれに限定されず、透過型液晶表示素子や高分子分散型液晶表示素子を用いても良い。図１において、照明装置２２から表示素子２１内に入射した照明光Ｌ２は、表示素子２１に配線４８を介して接続してある駆動部５０による制御に応じて、屈折率型回折格子によりペンタプリズム１６方向へ回折される。
【００２５】
表示素子２１は、図２に示すように、屈折率型回折格子で構成される表示部３２によりファインダ視野内に所定の情報、例えば焦点検出エリア等のマークを表示する。ファインダ装置内の表示素子２１から出射された照明光Ｌ２は、図１に示すペンタプリズム１６において反射され、接眼レンズ１８を介して撮影者に所定の情報として観察される。その結果、所定の情報が上述の被写体像に重ねてファインダ視野内に表示され、撮影者は被写体像と所定の情報とを同時に観察することが可能となり、いわゆるスーパーインポーズ表示が実現される。
【００２６】
図２に示すように、本実施形態に係る表示装置２０は、矩形平板形状の表示素子２１と、この矩形平板形状の表示素子２１におけるＸ軸正方向側の短辺側面２１ａに取り付けられた照明装置２２とを有する。図３は、図２に示す表示装置２０のIII−III線に沿う要部断面図であり、表示素子２１の内部構造を模式的に表したものである。
【００２７】
表示素子２１は、図３に示すように、透明な第１基板２４ａと第２基板２４ｂとを有する。第１基板２４ａと第２基板２４ｂの間には、光学材料層２６が形成してある。この光学材料層２６は、第１および第２基板２４ａ，２４ｂの外周縁部を密封するように接続してある透明シール材２８により封止されている。
【００２８】
光学材料層２６のうち、透明電極３６，３８によって挟まれた表示部３２は液晶ホログラムとなっている部分である。表示部３２は、屈折率等方性領域４０と屈折率異方性領域４２とが、交互に繰り返される縞状の層構造を形成している。屈折率等方性領域４０と屈折率異方性領域４２は、表示素子２１の平面に沿う方向であって照明装置２２からの照明光Ｌ２の進行方向に、交互に繰り返される。なお、表示部３２の周辺には、非表示部３４が形成されている。
【００２９】
透明電極３６，３８に電圧が印加されていない状態では、照明装置２２から入射した照明光Ｌ２に対して、液晶の屈折率とポリマーの屈折率とはブラッグ回折条件を満たすような互いに異なった屈折率値をとるようになっている。すなわち、電圧が印加されていない状態では、表示部３２には屈折率の大きい層と屈折率の小さい層とが交互に並んだ屈折率型回折格子が形成される。このときの回折条件は、表示素子２１の短辺側面２１ａを通して光学材料層２６内に入り、光学材料層２６内部を進行する照明光Ｌ２を、表示部３２において回折させ、照明光Ｌ２が図１に示すペンタプリズム１６の方向（Ｚ軸の正方向）に回折されるように設定されている。
【００３０】
それに対して、透明電極３６，３８に電圧が印加された状態では、屈折率異方性領域４２内の液晶の配向が変化するとともに屈折率も変化し、液晶の屈折率がポリマーの屈折率と等しくなる。その結果、照明装置２２から出射されて光学材料層２６内に入り、Ｘ軸の負方向に進行する照明光Ｌ２は、表示部３２にて回折することなく表示部３２を透過する。
【００３１】
このように、表示装置２０を制御する制御部は、各透明電極３６，３８への電圧の印加、非印加を切り換えることによって、表示素子２１の表示部３２の表示、非表示を切り換えることができる。
【００３２】
図４は、図２および図３に示す表示装置２０に備えられる照明装置２２の斜視図である。照明装置２２は、光源５２と透明基板５４とを有している。光源５２としては、ＬＥ、ＬＥＤ等の点光源、面光源または体積光源等を使用することができる。透明基板５４は、主としてガラスまたは樹脂等の透明な材料で構成され、光源５２で発生した照明光を、略平行光束とした後に出射させ、表示素子２１に入射させることができる。
【００３３】
透明基板５４は、Ｘ軸およびＺ軸を通るＹＺ平面に略平行な２つの主面５６と、２つの主面５６と交差する面であって、２つの主面５６を接続する側面５８とを有する。また、本実施形態に係る透明基板５４は、入射面６０、放物面６２、反射面６４および出射面６６を有する。図４示すように、入射面６０、放物面６２および反射面６４は、透明基板５４の側面５８に配置されており、出射面６６は、透明基板５４の主面５６に配置されている。
【００３４】
図５に示す透明基板５４の入射面６０からは、光源５２で発生した照明光Ｌ２が、透明基板５４の内部に入射する。入射面６０から入射した照明光Ｌ２は、放物面６２に向かって透明基板５４の内部を進行する。このとき、透明基板５４の内部に入射した照明光Ｌ２は、図６（ａ）に示すように、主面５６で反射を繰り返しながら、放物面６２に向かって進行する。
【００３５】
透明基板５４の内部を進行する照明光Ｌ２のうち、図６（ａ）に示す入射角θａ，θｂ（主面５６に対する照明光Ｌ２の入射角）を有する照明光Ｌ２ａおよびＬ２ｂが、主面５６において全反射される条件は、おおむね以下の式（１）で表される。
θａ，θｂ  ＞  ｓｉｎ−１（１／ｎ１）      （１）
ここで、ｎ１は、透明基板５４の屈折率である。
【００３６】
本実施形態において、透明基板５４の屈折率ｎ１は１．４７以上とすることが好ましい。透明基板５４の屈折率ｎ１が大きいほど、より小さい入射角θａ，θｂを有する照明光Ｌ２が、主面５６において全反射することができる。このように、主面５６が、照明光Ｌ２を全反射させる全反射面となることによって、照明光Ｌ２が放物面６２に向かって進行する際に発生する光損失を効果的に抑制することができる。また、本実施形態に係る透明基板５４において、入射面６０は光源５２と近接するように配置されており、入射面６０から入射した照明光Ｌ２を全反射させながら放物面６２へと導く。したがって、透明基板５４は、小型であるにもかかわらず、光源５２で発生した照明光Ｌ２を効率よく透明基板５４の内部に導き、光損失を抑制しながら導くことができるため、省エネルギーである。
【００３７】
図５に示す放物面６２は、透明基板５４の内部に入射した照明光Ｌ２を平行光にして反射させる。本実施形態において、放物面６２は、図７のように主面５６の法線方向（Ｘ軸方向）から観察した場合、光源５２を焦点とする放物面を構成している。したがって、入射面６０から透明基板５４に入射した照明光Ｌ２は、放物面６２によって、放物面６２の頂点Ｐ１と、放物面６２の焦点に配置された光源５２を結ぶ方向Ｄ１に対して、略平行な方向に反射される。
【００３８】
このように、主面５６の法線方向（Ｘ軸方向）から観察した場合、放物面６２は、入射面６０から透明基板５４の内部に入射した照明光Ｌ２を、方向Ｄ１に平行な平行光にして反射させる。透明基板５４の放物面６２には、照明光Ｌ２の反射率を向上させるために、銀、アルミニウム、その他の金属等による蒸着膜が形成されていてもよい。なお、本実施形態において、図７に示す放物面６２は、放物面６２の頂点Ｐ１を含まないため、放物面６２から出射面６６までの照明光Ｌ２の伝達経路を、光源５２が妨害することがない。したがって、本実施形態に係る照明装置２２では、出射面６６における照明光Ｌ２の強度分布が、光源５２の影によって不均一となる現象が防止されている。
【００３９】
放物面６２で反射した照明光Ｌ２は、図６（ｂ）に示す照明光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂのように、再び主面５６で反射を繰り返しながら、反射面６４に向かって進行する（図５）。なお、照明光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂが主面５６において全反射する条件については、照明光Ｌ２ａ，Ｌ２ｂが入射面６０から放物面６２に向かって進行する場合（図６（ａ））と同様である。
【００４０】
図５および図６に示す反射面６４は、放物面６２で反射された照明光Ｌ２，Ｌ２ａ，Ｌ２ｂを出射面６６に向かって反射させる。本実施形態における反射面６４は、主面５６に対して０度より大きく９０度より小さい所定の角度θ１の傾きを有することが好ましい。反射面６４と主面５６との間の角度θ１を適切な範囲に設定することによって、照明光Ｌ２の進行方向や、出射面６６に対する照明光Ｌ２の入射角を調整し、照明光Ｌ２を出射面６６から効率的に出射させることができる。
【００４１】
反射面６４には、放物面６２と同様に、照明光Ｌ２の反射率を向上させるために銀、アルミニウム、その他の金属等による蒸着膜が形成されていてもよい。なお、透明基板５４のうち、反射面６４および出射面６６が配置される部分については、透明基板５４におけるその他の部分とは屈折率等が異なる別部材で構成されていてもよい。
【００４２】
図５および図６に示す出射面６６は、放物面６２、反射面６４等で反射された照明光Ｌ２を出射する。本実施形態では、出射面６６には、表示素子２１の短辺側面２１ａが密着するように取り付けられている。したがって、出射面６６から出射した照明光Ｌ２は、直ちに表示素子２１に入射し、図３に示す光学材料層２６の内部を進行する。図１および図２に示す表示装置２０は、光学材料層２６に入射した照明光Ｌ２を回折することによって、スーパーインポーズ表示を行う。
【００４３】
なお、図３に示す透明基板５４の出射面６６は、主面５６に対して所定の傾きを有するように構成することも可能である。出射面６６を主面５６に対して傾けることによって、照明光Ｌ２の出射方向を調整したり、透明基板５４と表示素子２１の取付け角度を調整することができる。
【００４４】
本実施形態に係る照明装置２２は、照明光Ｌ２が入射する入射面６０と、照明光Ｌ２を平行光にして反射させる放物面６２と、照明光Ｌ２を出射する出射面６６とを有する透明基板５４を有する。したがって、本実施形態に係る照明装置２２は、光源５２によって発生した照明光Ｌ２を、指向性のある光束にすることができ、それと同時に、照明光Ｌ２が照明装置２２から出射するまでの間に起きる光損失を抑制することができる。すなわち、本実施形態に係る照明装置２２は、光源５２で発生した照明光Ｌ２を、大きく損失することなく、平行光等の指向性のある光束として出射することができる。
【００４５】
また、透明基板５４は、光源５２で発生した照明光Ｌ２を、平行光にする機能と、所定の位置の配置されており所定の面積を有する出射面まで導いて出射する機能の両機能を、一つの光学部材で実現している。したがって、本実施形態に係る照明装置は、両機能を実現する従来技術に比べて構造がシンプルであり、小型化を実現することができる。また、本実施形態において、透明基板５４の入射面６０は、光源５２と放物面６２との間に設けられているため、光源５２と放物面６２の間に透明基板５４以外のミラーもしくはレンズ等を設ける必要がなく、照明装置２２をさらに小型化することができる。
【００４６】
また、本実施形態に係る照明装置２２は、透明基板５４の入射面６０および放物面６２が、照明光Ｌ２の主要な伝達方向（ＹＺ平面方向）に沿って配置される主面５６に交差する側面５８に配置されているため、薄型化が容易である。さらに照明光Ｌ２は、透明基板５４の内部において、主面５６で全反射しながら透明基板５４の内部を進行する。そのため、本実施形態に係る照明装置は、照明光Ｌ２が光源５２によって発生し、出射面６６から出射するまでの間に起きる光損失を、効果的に抑制することができる。
【００４７】
また、さらに、本実施形態に係る照明装置２２では、透明基板５４の側面５８に反射面６４が配置されているため、側面５８と交差する主面５６に配置された出射面６６から照明光Ｌ２を出射させることができる。この際、反射面６４と主面５６との間の角度θ１を、０度より大きく９０度より小さい所定の角度とすることによって、照明光Ｌ２を出射面６６から効率的に出射させることができる。
第２実施形態
【００４８】
図８は、本発明の第２実施形態に係る照明装置２２ａを有する表示装置２０ａの平面図である。第２実施形態に係る照明装置２２ａは、出射面６６ａが透明基板５４ａの側面５８に配置されており、第１実施形態における反射面６４に相当する反射面６４を有しないことを除き、第１実施形態に係る照明装置２２と同様である。なお、第２実施形態に係る照明装置２２ａおよびこれを有する表示装置２０ａに関して、第１実施形態と同様である部分については説明を省略する。
【００４９】
第２実施形態に係る照明装置２２ａは、入射面６０、放物面６２および出射面６６ａが、すべて透明基板５４ａの側面５８に配置されている。したがって、照明装置２２ａの内部における照明光Ｌ２の主な進行方向と、表示素子２１の内部における照明光Ｌ２の主な進行方向とが、共にＸＹ平面に沿う方向となり、一致するため、表示装置２０全体を薄型化することができる。
【００５０】
また、図９に示すように、第２実施形態に係る照明装置２２ａは、第１実施形態に照明装置２２における反射面６４を有しないため、より構造がシンプルである。なお、透明基板５４ａの内部において、照明光Ｌ２が主面５６で全反射しながら透明基板の内部を進行する点については、第１実施形態に係る照明装置２２と同様である。
【００５１】
このように、第２実施形態に係る照明装置２２ａを有する表示装置２０ａは、第１実施形態に係る照明装置２２を有する表示装置２０が有する効果に加えて、表示装置２０を薄型にできるという効果を有する。
その他の実施形態
【００５２】
上述の第１および第２実施形態では、照明装置２２，２２ａを、カメラに備えられた表示装置２０に適用した例によって説明したが、本発明に係る照明装置の用途はこれに限定されない。例えば、本発明の照明装置を、小型で光損失が少なく省エネルギーであるという特性を活用し、ＬＣＤのバックライトや、携帯電話に備えられた表示等の照明装置として用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る照明装置を備えるカメラの概略図である。
【図２】図２は、図１に示すカメラが有する表示装置の拡大平面図である。
【図３】図３は、図２に示す表示装置の要部断面図である。
【図４】図４は、図２および図３に示す表示装置に備えられる照明装置の斜視図である。
【図５】図５は、図４に示す照明装置において、主として透明基板の主面に沿う方向に関する照明光の進行状態を表した模式図である。
【図６】図６は、図４に示す照明装置を側面側から見た図であり、透明基板の主面で全反射しながら進行する照明光を表した模式図である。
【図７】図７は、図４に示す照明装置を主面側から見た要部平面図である。
【図８】図８は、本発明の第２実施形態に係る照明装置を備える表示装置の平面図である。
【図９】図９は、図８に示す照明装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００５４】
２…  一眼レフカメラ
２０…  表示装置
２１…  表示素子
２２，２２ａ…  照明装置
５２…  光源
５４…  透明基板
５６…  主面
５８…  側面
６０…  入射面
６２…  放物面
６４…  反射面
６６…  出射面
Ｌ２…  被写体光
【図１】
0005169417.tif 000002
【図２】
0005169417.tif 000003
【図３】
0005169417.tif 000004
【図４】
0005169417.tif 000005
【図５】
0005169417.tif 000006
【図６】
0005169417.tif 000007
【図７】
0005169417.tif 000008
【図８】
0005169417.tif 000009
【図９】
0005169417.tif 000010