(57)【要約】【課題】表示光の結像性能の向上を図れるとともに、同一の表示素子により視野範囲および視野範囲外に歪みの少ない表示を行うことができる観察光学装置の提供。【解決手段】光軸Ｊに沿った方向において、測光レンズ９の位置とほぼ同一となるように投影レンズ１７の位置を配置したので、光軸Ｊに対する表示光の斜め入射角を小さくすることができ、表示光の結像性能の向上を図れるとともに、同一の表示素子により視野範囲および視野範囲外に歪みの少ない表示を行うことができる。ホログラム７をペンタダハプリズム８の入射面に設けることにより、ホログラム７に埃等が付着するのを防止できる。【選択図】図２
2007240840.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点板の被写体像を観察するための観察光学系と、前記観察光学系の光軸近傍に配置されて前記焦点板からの被写体光を測光装置へと導く測光光学系とを備える観察光学装置において、
前記被写体像とは独立した像を表示する表示素子と、
前記観察光学系の光軸に沿った方向において、前記測光光学系の位置とほぼ同一となるように配置されるとともに、前記表示素子からの表示光を前記焦点板に投影する投影光学系と、
表示光を前記観察光学系へ反射収れんする反射部材とを備えたことを特徴とする観察光学装置。
【請求項２】
請求項１に記載の観察光学装置において、
前記焦点板の近傍に配設され、前記表示光を前記観察光学系へ反射する反射部材はホログラムであることを特徴とする観察光学装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の観察光学装置において、
前記測光光学系の前記観察光学系光軸からの距離を、前記投影光学系の前記観察光学系光軸からの距離よりも小さくしたことを特徴とする観察光学装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の観察光学装置において、
前記投影光学系は、前記焦点板に設定された視野範囲と、その視野範囲の外側に設けられた表示領域とに前記表示光を投影可能に構成されていることを特徴とする観察光学装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の観察光学装置において、
前記観察光学系はペンタダハプリズムを備え、
前記測光光学系および投影光学系を、前記ペンタダハプリズムの出射面近傍に配置したことを特徴とする観察光学装置。
【請求項６】
請求項５に記載の観察光学装置において、
前記投影光学系は、前記表示光の光路を屈曲させて前記ペンタダハプリズムの出射面に入射させることを特徴とする観察光学装置。
【請求項７】
請求項５または６に記載の観察光学装置において、
前記ホログラムは、前記ペンタダハプリズムの入射面に設けられていることを特徴とする観察光学装置。
【請求項８】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の観察光学装置において、
前記観察光学系は、前記焦点板からの被写体光の進行方向を屈曲させるミラーと、リレーレンズとから成るリレー光学系を備え、
前記投影光学系および測光光学系は、前記観察光学系の光軸に沿った方向における位置が、前記リレーレンズと前記焦点板との間となるように配置されることを特徴とする観察光学装置。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載の観察光学装置を備えたことを特徴とする光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、観察光学装置、および、その観察光学を備えた光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、観察光学装置としては、例えば特許文献１に記載されているようなファインダ内表示装置がある。そのファインダ内表示装置では、ファインダ光路外に設けられた表示装置で表示した像を、焦点板とペンタプリズム入射面との間に配置した光分割手段で反射し、接眼レンズ側へと導いている。
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２３６８５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の装置では、表示光束をペンタプリズムの非使用面を通して光分割手段に照射するようにしており、ファインダ光軸に対する表示光束の入射角が大きくなっている。そのため、ファインダ光軸と光分割手段との軸外し量が大きく、表示像の結像性能を上げにくい。また、焦点板の視野範囲外の領域まで表示領域として利用するには、表示光束の入射角はできるだけ小さいことが好ましいため、それぞれ独立した表示装置を複数設ける必要があり、装置が大型化することになる。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、焦点板の被写体像を観察するための観察光学系と、観察光学系の光軸近傍に配置されて焦点板からの被写体光を測光装置へと導く測光光学系とを備える観察光学装置に適用され、被写体像とは独立した像を表示する表示素子と、観察光学系の光軸に沿った方向において、測光光学系の位置とほぼ同一となるように配置されるとともに、表示素子からの表示光を焦点板に投影する投影光学系と、表示光を前記観察光学系へ反射収れんする反射部材とを備えたことを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載の観察光学装置において、焦点板の近傍に配設され、表示光を観察光学系へ反射する反射部材はホログラムである。
請求項３の発明は、請求項１または２に記載の観察光学装置において、測光光学系の観察光学系光軸からの距離を、投影光学系の観察光学系光軸からの距離よりも小さくしたものである。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の観察光学装置において、投影光学系は、焦点板に設定された視野範囲と、その視野範囲の外側に設けられた表示領域とに表示光を投影可能に構成されていることを特徴とする観察光学装置。
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の観察光学装置において、観察光学系はペンタダハプリズムを備え、測光光学系および投影光学系を、ペンタダハプリズムの出射面近傍に配置したものである。
請求項６の発明は、請求項５に記載の観察光学装置において、投影光学系は、表示光の光路を屈曲させてペンタダハプリズムの出射面に入射させるようにしたものである。
請求項７の発明は、請求項５または６に記載の観察光学装置において、ホログラムをペンタダハプリズムの入射面に設けたものである。
請求項８の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の観察光学装置において、観察光学系は、焦点板からの被写体光の進行方向を屈曲させるミラーと、リレーレンズとから成るリレー光学系を備え、投影光学系および測光光学系を、観察光学系の光軸に沿った方向における位置がリレーレンズと焦点板との間となるように配置したものである。
請求項９の発明による光学機器は、請求項１〜８のいずれか一項に記載の観察光学装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、光軸に対する表示光の斜め入射角を小さくすることができ、表示光の結像性能の向上を図れるとともに、単一の表示素子であっても視野範囲および視野範囲外に歪みの少ない表示を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は本発明による観察光学装置の一実施の形態を示す図であり、カメラのファインダ装置に適用した場合を示したものである。図１において、１は撮影レンズ、２は撮影レンズ１が設けられたレンズ鏡筒であり、レンズ鏡筒２はカメラ本体３に着脱可能に装着されている。４はクイックリターンミラー、５は焦点板、６は視野枠、７はホログラム、８はペンタダハプリズム、９は測光レンズ、１０は測光プリズム、１１は測光素子、１２は接眼レンズ、１３は投影表示装置、１４はシャッタ、１５は撮像素子である。
【０００８】
クイックリターンミラー４で反射された被写体光は焦点板５上に結像される。焦点板５からの光は、ホログラム７を透過した後にペンタダハプリズム８の各反射面で反射され、接眼レンズ１２を通って撮影者の眼へと入射する。その結果、視野枠６によって規制された範囲（視野範囲と称する）内の被写体像を、接眼レンズ１２を介して観察することができる。
【０００９】
また、投影表示装置１３から出射された表示光は、ペンタダハプリズム８の出射面８ａに入射した後に、ペンタダハプリズム８の各反射面で反射されてホログラム７に入射する。ホログラム７は、投影表示装置１３からの可視波長域の光束を反射集光するとともに、焦点板５からの光束を通過させるような光学作用を有している。ホログラム７に入射した表示光は接眼レンズ１２方向へと反射収れんされ、被写体像と表示像とが接眼レンズ１２を通して観察される。なお、ホログラム７に代えて、投影表示装置１３からの光束を反射収斂する凹面形状や凹面非球面のダイクロイック面または波長選択反射面などを用いても良い。
【００１０】
撮影時には、クイックリターンミラー４は光路外へと待避移動され、シャッタ１４が開閉駆動される。その結果、被写体光が撮像素子１５によって受光され、被写体像の撮像が行われる。撮像素子１５には、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子が用いられる。
【００１１】
図２，３は、観察光学系と測光光学系および投影光学系との関係を説明する図であり、図２はファインダ装置の斜視図である。図３は、光路を説明するために、ファインダ装置を展開して上方から見た平面図である。投影表示装置１３と、測光レンズ９，測光プリズム１０および測光素子１１から成る測光装置は、ペンタダハプリズム８の出射面８ａ側に配置されている。
【００１２】
投影表示装置１３には、表示像を形成するＬＣＤ等の表示素子１９と、表示素子１９を背面側から照明する発光素子２０と、表示素子１９の表示光をペンタダハプリズム８の出射面８ａから入射させてホログラム７に投影するための投影レンズ１７，１８および投影プリズム１６とが設けられている。表示光は投影レンズ１８からカメラ背面方向へと出射された後、投影プリズム１６により光路を１８０度曲げられ、投影レンズ１７を介してペンタダハプリズム８の出射面８ａに入射する。
【００１３】
測光レンズ９は観察光学系の光軸Ｊから距離ａの位置に配置され、投影レンズ１７は光軸Ｊから距離ｂの位置に配置されている。図３に示すように、測光レンズ９および投影レンズ１７は、ペンタダハプリズム８の出射面８ａの近傍に配置されている。さらに、測光レンズ９の入射面および投影レンズ１７の出射面は、観察光学系の光軸Ｊに沿った方向の位置がほぼ同一となるように、つまり、光軸Ｊに直交する平面内に配置されている。
【００１４】
上述したように、測光装置は焦点板５を斜めから見込むように配置されているため、見込み角（光軸からの角度）の大きな領域からの光量が低下する。また、焦点板５の像は幾何学的な歪みが少ないことが望ましい。また、焦点板５からの被写体光は、接眼レンズ１２へと向かう指向性を有する光束となっている。本実施の形態では、図３に示すように測光レンズ９の距離ａを投影レンズ１７の距離ｂよりも小さくすることにより、測光レンズ９が投影レンズ１７よりも光軸Ｊの近くとなるようにした。そのため、指向性を有する被写体光の測光を行う場合であっても像の歪みを少なくできる。
【００１５】
一方、焦点板５の近傍に配設されたホログラム７に表示像を投影する投影表示装置１３の場合も、観察画面全体に歪み無く高い結像性能で表示像を投影することが望ましく、測光装置と同様な条件の位置に配置されるのが好ましい。そのため、本実施の形態では、測光レンズ９の入射面および投影レンズ１７の出射面の光軸に沿った方向の位置が、ほぼ同位置となるように設定した。その結果、測光装置と同様の歪みの少ない表示像を、ホログラム７によって投影することが可能となる。
【００１６】
ファインダ装置の表示は図４に示すようなものであり、ハッチングが施された視野枠６の内側には、観察画面の大きさを規定する矩形状の視野範囲１００が規定されている。視野範囲１００の中央にはＡＦエリア表示２４が表示されている。また、視野枠６上において、視野範囲１００の下側および左側には、撮影情報を示す表示２３ａ，２３ｂが表示されている。これらの表示２３ａ，２３ｂ，２４は、投影表示装置１３によりホログラム７上に投影された表示像により形成される。
【００１７】
また、上述したように投影プリズム１６を用いて光路を１８０度折り曲げることにより、投影表示装置１３の一部である発光素子２０、表示素子１９および投影レンズ１８を、ペンタダハプリズム８のダハ面の側方空間に配置した。このように、投影表示装置１３の構成要素を、ペンタダハプリズム８の側方または上側空間に配置したので、小型化を図ることができる。なお、ここでは光路を１８０度折り曲げているが、必ずしも１８０度である必要はなく、例えば、９０度折り曲げた場合であっても、カメラの厚み方向寸法の増加を抑制することができる。
【００１８】
図５は、従来の表示方式と本実施の形態の表示方式とを比較した図であり、（ａ）は従来方式を、（ｂ）は本実施の形態を示す。図５（ａ）に示す従来方式は、視野範囲外である図４の画面下側の表示２３ａを表示するための表示素子２１および投影プリズム２２を、ペンタダハプリズム８の入射面側に設けたものである。なお、視野範囲外の左右領域にも表示する場合には、さらに左右表示用の表示素子が必要となる。図５（ａ）に示す構成の場合、表示素子２１と焦点板面とを光学的に等しい距離に配置するために、ペンタダハプリズム８の入射面と焦点板５との間に距離ｈを設ける必要がある。
【００１９】
一方、本実施の形態では、画面下側の表示２３ａを表示するための表示素子をペンタダハプリズム８の入射面側に設ける必要がないので、上述した距離ｈの分だけ高さ寸法を低減することができる。このことは、焦点板５と接眼レンズ１２との距離の短縮にもつながり、ファインダ倍率の向上を図ることができる。
【００２０】
また、本実施の形態では、表示装置を１系統に統合しているため、表示素子用の電源を一つにまとめることができ、消費電力の抑制を図ることができる。さらに、従来のように表示素子を複数設けた場合には、各表示素子毎に位置合わせ工程が必要であるが、本実施の形態ではそのような位置合わせが不要となり、工数削減を図ることができる。なお、ホログラム７は焦点板５の近傍に配置されるため、ホログラム７に埃等が付着した場合にはそれが観察されてしまう。そこで、薄膜状のホログラム７をペンタダハプリズム８の入射面に貼り付けることで、埃の付着を防止することができる。
【００２１】
［変形例］
図６、７は、上述した観察光学装置の変形例を示したものであり、ペンタダハプリズム８に代えてリレー光学系を用いたものである。図６は観察光学系を図１と同様な方向から見た図であり、リレー光学系として、リレーレンズ２６とミラー２５ａ〜２５ｃとを備えている。測光装置および投影表示装置は図６のＡで示す位置に配置される。
【００２２】
投影表示装置の表示光は、ミラー２５ｂ、ミラー２５ａの順に反射されて、ホログラム７に投影される。また、焦点板５からの被写体光およびホログラム７で反射された表示光は、ミラー２５ａ、ミラー２５ｂの順に反射された後、リレーレンズ２６を通ってミラー２５ｃに入射する。ミラー２５ｃで反射された光は、接眼レンズ１２を通って観察者の眼２１に入射する。
【００２３】
図７は、図６の構成を展開して示した図であり、反射系をそれと等価な透過系で示したものである。測光レンズ９および投影レンズ１７をリレーレンズ２６よりも焦点板５側に配置し、光軸に沿った方向の測光レンズ９の位置と投影レンズ１７位置とをほぼ同一とした。そのため、リレーレンズの影響を受けず、かつ観察光学系の光軸に対する測光装置および投影表示装置の見込み角を小さくすることができ、一つの投影表示装置により、視野範囲および視野範囲外に表示像を投影することができる。
【００２４】
以上説明した実施の形態によれば、次のような作用効果を奏することができる。
（１）光軸Ｊに沿った方向における投影レンズ１７の位置を、測光レンズ９の位置とほぼ同一となるように配置したので、測光レンズと同条件の位置に投影レンズを配置することができ、光軸Ｊに対する表示光の斜め入射角を小さくすることができる。そのため、表示光の結像性能の向上を図れるとともに、同一の表示素子により視野範囲および視野範囲外に歪みの少ない表示を行うことができる。ホログラム７をペンタダハプリズム８に貼り付ける等してペンタダハプリズム８の入射面に設けることにより、ホログラム７に埃等が付着するのを防止できる。
（２）投影レンズ１７で投影された表示光をホログラム７により接眼レンズ１２方向へと反射する構成とすることにより、小型化を図れる。
（３）投影光学系を、表示光の光路を屈曲させてペンタダハプリズム８の出射面に入射させるように構成したことにより、観察光学装置の小型化を図ることができる。
（４）投影光学系および測光光学系を、観察光学系の光軸Ｊに沿った方向における位置がリレーレンズ２６と焦点板５との間となるように配置したことにより、リレーレンズの影響を受けず、かつ光軸Ｊに対する表示光の斜め入射角を小さくすることができ、表示光の結像性能の向上を図れるとともに、同一の表示素子により視野範囲および視野範囲外に歪みの少ない表示を行うことができる。
【００２５】
なお、上述した実施の形態では、観察光学装置をカメラのファインダ装置に適用した場合を説明したが、本実施の形態の観察光学装置は、観察像と表示装置の表示像とを観察する光学機器であればカメラに限らず適用することができる。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明による観察光学装置の一実施の形態を示す図であり、カメラのファインダ装置に適用した場合を示したものである。
【図２】ファインダ装置の斜視図である。
【図３】光路を説明するために、ファインダを展開して上方から見た平面図である。
【図４】ファインダ装置の表示例を示す図である。
【図５】従来の表示方式と本実施の形態の表示方式とを比較した図であり、（ａ）は従来方式を、（ｂ）は本実施の形態を示す。
【図６】観察光学装置の変形例を示す図である。
【図７】図６の装置を展開表示した図である。
【符号の説明】
【００２７】
１：撮影レンズ、５：焦点板、６：視野枠、７：ホログラム、８：ペンタダハプリズム、８ａ：射出面、９：測光レンズ、１０：測光プリズム、１１：測光素子、１２：接眼レンズ、１３：投影表示装置、１５：撮像素子、１６：投影プリズム、１７，１８：投影レンズ、１９：表示素子、２０：発光素子、２５ａ〜２５ｃ：ミラー、２６：リレーレンズ、Ｊ：光軸
【図１】
2007240840.tif 000003
【図２】
2007240840.tif 000004
【図３】
2007240840.tif 000005
【図４】
2007240840.tif 000006
【図５】
2007240840.tif 000007
【図６】
2007240840.tif 000008
【図７】
2007240840.tif 000009