(57)【要約】カムコーダ又はデジタル・スチル・カメラなどのデュアル・モード画像形成系は、ディスプレイなどの被写体１、複数要素拡大光路８、及び焦点距離可変手段を備える。焦点距離可変手段は、光路中で１つ以上の要素９を追加、調整、又は除去して、「目に近い」使用モードと「腕を伸ばした距離」の使用モードの間の距離を変え、それによって観察者の目とこの系の距離を変える。拡大された被写体は、この距離のところで観察される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体と、複数要素拡大光路と、前記光路中で１つ又は複数の要素を追加、調整、又は除去して、観察者の目と前記系の距離を変える焦点距離可変手段とを備え、前記距離のところで拡大された被写体が観察される、画像形成系。
【請求項２】
前記焦点距離可変手段が１つ以上の光学要素を前記光路に対して出し入れする手段を備えている、請求項１に記載の系。
【請求項３】
前記焦点距離可変手段が平坦な非球面フレネル・レンズを前記光路に対して出し入れする手段を備えている、請求項２に記載の系。
【請求項４】
前記焦点距離可変手段が電気光学素子を含んでいる、請求項１に記載の系。
【請求項５】
前記電気光学素子が液晶レンズを含んでいる、請求項４に記載の系。
【請求項６】
前記電気光学素子がプログラム可能な回折素子を含んでいる、請求項４に記載の系。
【請求項７】
前記被写体が発光性である、請求項１から６のいずれかに記載の系。
【請求項８】
前記被写体が偏光を放出するように配置されている、請求項７に記載の系。
【請求項９】
前記被写体が光反射性である、請求項１から６までのいずれか一項に記載の系。
【請求項１０】
前記被写体と前記光路の間に偏光子が配置されている、請求項１から９のいずれかに記載の系。
【請求項１１】
前記光路が、順に、曲面ビーム・スプリッタ、第１の１／４波長板、平面ビーム・スプリッタ、第２の１／４波長板、及び直線偏光子を備えている、請求項１から１０のいずれかに記載の系。
【請求項１２】
前記光路が、順に、曲面ビーム・スプリッタのホログラフィ類似物、第１の１／４波長板、平面ビーム・スプリッタ、第２の１／４波長板、及び直線偏光子を備えている、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の系。
【請求項１３】
前記被写体から放出された光が平行にされている、請求項１から１２のいずれかに記載の系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許発明は拡大光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
ほとんどすべてのカムコーダ及びＤＳＣ（デジタル・スチル・カメラ）は、撮影及び見直しの助けとするために、約２０ｍｍ〜約５０ｍｍのサイズの小型直視式フラット・スクリーンを備える。このスクリーンは、通常、２５ｃｍ〜４０ｃｍの距離、すなわち「腕を伸ばした距離」から見られる。ほとんどすべてのカムコーダ及び一部のＤＳＣは、拡大光学系の後ろにはるかに小型のＬＣＤ（液晶ディスプレイ）又はＣＲＴ（ブラウン管）スクリーンからなるＥＶＦ（電子ビュー・ファインダ）も備える。このＥＶＦは、通常、光学系を目に近づけて、すなわち「目の近く」で保持することによって見られる。
【０００３】
直視式スクリーンの望ましい特徴は、以下のとおりである。
（１）ディスプレイは、使用者がそれを２５ｃｍ〜４０ｃｍの通常の明視距離で無理なく見ることができる十分なサイズのものであること。
（２）ディスプレイは、ビデオ画像又は写真画質を提供するのに十分に高い解像力を有すること。
（３）ディスプレイが消費する電流の量が最小限に抑えられ、したがって、電池の寿命が延びること。
（４）ディスプレイは、通常の太陽光の条件で見ることができるように十分に明るいこと。
【０００４】
ＥＶＦの望ましい特徴は、以下のとおりである。
（１）ディスプレイの画像は、使用者がそれを目の疲労が最小限な状態で無理なく見ることができる十分なサイズ及び距離のものであること。
（２）ディスプレイは、ビデオ画像又は写真画質を提供するのに十分に高く、かつビデオ又は写真を劣化させ得る画素化が生じない解像力を有すること。
（３）ディスプレイは、外部光がほとんど、又は全くない状態で、ビュー・ファインダの接眼レンズを通して見るのに十分に明るいこと。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、「目の近く」及び「腕を伸ばした距離」という２つの使用モードの間で切り替えることができる拡大系を提供することである。こうすると、単一の観察系を使用して、両方のタイプの観察機能が提供されるという利点が得られる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
したがって、本発明は、被写体、複数要素拡大光路、及び焦点距離可変手段を備える画像形成系を提供する。この焦点距離可変手段は、光路中で１つ又は複数の要素を追加、調整、又は除去して、観察者の目とこの系の距離を変える。拡大された被写体は、この距離のところで観察される。
【０００７】
この焦点距離可変手段は、平坦な非球面フレネル・レンズなど、１つ以上の光学要素を光路に対して出し入れする手段を含み得る。或いは、この焦点距離可変手段は、液晶レンズ又はプログラム可能な回折素子などの電気光学素子を含み得る。
【０００８】
被写体は発光性又は反射性であってもよい。
【０００９】
一実施例では、被写体と光路の間に偏光子が配置される。或いは、又はそれに加えて、効率を向上させるために、被写体は偏光を放出するように配置されてもよい。
【００１０】
この光路は、順に、曲面ビーム・スプリッタ、第１の１／４波長板、平面ビーム・スプリッタ、第２の１／４波長板、及び直線偏光子を含み得る。曲面ビーム・スプリッタの代わりに、そのホログラフィ類似物が使用されてもよい。
【００１１】
被写体から放出された光は平行にされてもよく、それによって初期放出光線をより多く収集し、初期放出光線をよりいっそう制御し得る。
【００１２】
次に、添付の図面を単なる例として参照して、本発明の実施例をより詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
本発明は、被写体、この被写体の像を拡大する装置、及び全体装置の焦点距離を短くして、それを目の近くのディスプレイとして役立たせるのに使用し得る光学装置を備える。
【００１４】
図１に示すように、像を拡大するのに使用する装置は、米国再発行特許第２７，３５６号に記載されている「パンケーキ・ウィンドウ（商標）」に基づくものである。この動作原理は、被写体、この場合にはディスプレイ１からの光に依存する。被写体からの光は、光学装置に入射する前に、直線偏光子２によって偏光される。この装置に入射すると、偏光は、曲面ビーム・スプリッタ３を通過し、次いで、１／４波長板４を通過する。１／４波長板４の光学軸は、偏光方向に対して４５°傾いている。このため、直線偏光が円偏光に変換される。次いで、この円偏光は、光の５０％を通過させ、光の残りの５０％を反射する平面ビーム・スプリッタ５を通過する。この反射光は、反射時、反転された偏光状態を有し、次に１／４波長板４を反対方向に通過する。ここでこの１／４波長板を通過すると、この光は変換されて直線偏光に戻るが、その偏光方向は、入射光の偏光方向に直交する。次に、この光は再度、曲面ビーム・スプリッタ３に当たり、５０％が反射され、この系を通過して戻る。この光は再度、１／４波長板４を通過し、このときは、最初に通過した光とは掌性が逆の円偏光に変換される。この円偏光は再度、平面ビーム・スプリッタ５に当たり、５０％が通過してこの系の次の要素に至る。この次の要素は、別の１／４波長板６である。１／４波長板６は、円偏光を変換して直線偏光に戻すが、その偏光方向はこの系に最初に入射した光の偏光方向に直交する。この系の最後の要素は、直線偏光子７であり、この光を通過させるように位置決めされる。曲面ビーム・スプリッタ３を最初に通過した光は、反対方向に偏光しており、この直線偏光子によって遮られる。
【００１５】
拡大率は、曲面ビーム・スプリッタ３の距離率半径によって決まる。
【００１６】
図２に示すように、この装置を使用して被写体を拡大し、それによって、腕を伸ばした距離のビューワとして使用することができる。図２では、拡大装置を８で示す。この装置を、目の近くのビューワとして使用し得るモードに切り替えるために、図３に示すように、被写体１と拡大装置８の間にレンズ９その他の１つ以上の光学要素を配置して、この系の焦点距離を短くしなければならない。この要素は、平坦な非球面フレネル・レンズとし得るであろう。このレンズは、操作者がいずれのモードでこの装置を使用したいかに応じて、この装置に対して出し入れして機械的に切り替えることができる。或いは、この要素は、液晶レンズ又はプログラム可能な回折素子などのある種の電気光学素子とし得る。
【００１７】
本明細書で用いる「備える」という動詞は、いかなる形式で用いる場合でも、「からなる、又は、含む」という意味を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明による拡大系の概略断面図である。
【図２】「腕の伸ばした距離」のビューワとして構成した、図１の系を一般化した概略図である。
【図３】「目に近い」ビューワとして構成した、図１の系を一般化した概略図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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