JP2008203290A - ビューファインダー - Google Patents

Abstract

【課題】コンパクト化を図る上で有利なビューファインダーを提供すること。
【解決手段】ビューファインダー２は、移動群４と固定群６で構成され、操作リング３６１０の回転操作により移動群４が光軸上を移動する。移動群４は、凸レンズＬ１、凹レンズＬ２、凸レンズＬ３の３枚のレンズから構成されている。固定群６は、１枚の凹レンズＬ４からなる構成されている。そして、移動群４の凹レンズＬ２のみがガラス球面レンズであり、他のレンズは全て非球面レンズで構成されている。
【選択図】図２

Description

本発明はビューファインダーに関し、より詳細には、コンパクト化を図ることが出来るビューファインダーに関する。

従来、第１群と第２群からなるビューファインダーは知られており、このビューファインダーでは、視度範囲を調整するために、第１群または第２群の一方を光軸上で移動させるようにしている。
このようなビューファインダーとして、第１群を、凸レンズと凹レンズの２枚のレンズで構成し、第２群を、１枚の凸レンズで構成したものが知られている（特許文献１）。
特開２００６−１０６４９１号公報

ところで、ビューファインダーの前方に配置される表示素子（ディスプレイ）の表示面が大きくなると、ビューファインダーを見たときの画角を変えないためには、ビューファインダーの焦点距離を長くしなくてはならず、ビューファインダーの長さが増大し大型化することが懸念される。
これを防止するためには、画角（視野角）を多少広めにしてバックフォーカスを短めに設定し、これによりビューファインダーのコンパクト化を図ることが必要となる。
しかしながら、上記従来技術ではこのような要求を満たすことが困難であった。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は表示面が大型化した場合においてコンパクト化を図る上で有利なビューファインダーを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、凸レンズ、凹レンズ、凸レンズの３枚のレンズからなる移動群と、１枚の凹レンズからなる固定群で構成され、前記移動群の凹レンズのみがガラス球面レンズであり、他のレンズは全て非球面レンズで構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、表示面が大型化した場合においてコンパクト化を図る上で有利となる。

次に、本発明の実施の形態について説明する。
図１は撮像装置１０および接眼ユニット３６の説明図である。
この実施の形態では、図１に示すように、撮像装置１０にビューファインダー装置３０が装着されており、ビューファインダー装置３０はディスプレイユニット３１と接眼ユニット３６とで構成され、本発明のビューファインダー２が接眼ユニット３６に装着されている。
撮像装置１０は放送局などで使用される業務用のビデオカメラである。
撮像装置１０は、前後に延在するカメラボディ１４を備え、カメラボディ１４の前部にレンズ鏡筒１２が装着されている。
なお、本明細書において左右は、撮像装置１０を後方から見た状態でいうものとし、また、光学系の光軸方向で被写体側を前方といい、撮像素子側を後方という。
レンズ鏡筒１２は、撮影光学系１６を収容するものである。
撮影光学系１６は、被写体像を図７に示す撮像素子１４Ｂに導くものである。なお、撮像素子１４Ｂは、ＣＣＤ、あるいは、Ｃ−ＭＯＳセンサなど従来公知のさまざまな撮像素子が採用可能である。

ディスプレイユニット３１は、本体部３２と、ディスプレイ部３４とを含んで構成されている。
本体部３２には、ディスプレイ部３４を動作させるための回路が収容されている。
ディスプレイ部３４は、カメラボディ１４から供給される映像信号に基づいて表示面に映像を表示するものである。
ディスプレイ部３４は映像を表示する表示素子として液晶表示素子１３２（図８参照）を含んで構成されている。
なお、表示素子は液晶表示素子に限定されるものではなく、有機ＥＬ表示素子など従来公知のさまざまな表示素子が採用可能である。

図６は本発明のビューファインダー２が適用された接眼ユニット３６の斜視図である。
ビューファインダー２はディスプレイ部３４の表示面に表示される映像を拡大表示するものである。
図６に示すように、接眼ユニット３６は、筒状のハウジング３６０４と、ハウジング３６０４内に設けられたビューファインダー２と、ハウジング３６０４の長手方向の一方の端部に設けられた接眼ユニット側取り付け部３６０６と、ハウジング３６０４の長手方向の他方の端部に設けられたアイピース３６０８と、ハウジング３６０４に設けられた操作リング３６１０などを含んで構成されている。

次に、図７を参照してカメラボディ１４の制御系の構成について説明する。
図７に示すように、カメラボディ１４は、前記の撮像素子１４Ｂの他に、プリズム１４Ａ、信号処理部１４Ｃ、制御部１４Ｄ、操作部１４Ｅ、表示部１４Ｆ、記録再生部１４Ｇ、Ｉ／Ｆ部１４Ｈ、電源部１４Ｉなどを含んで構成されている。

本実施の形態では、３色（赤、緑、青）のそれぞれに対応して３つの撮像素子１４Ｂが設けられており、プリズム１４Ａは、撮影光学系１６から導かれた被写体像を構成する光束を３色（赤、緑、青）に分離して、各色に対応した撮像素子１４Ｂに導くものである。
信号処理部１４Ｃは、各撮像素子１４Ｂを駆動すると共に、各撮像素子１４Ｂから供給される映像信号に対して、例えば、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）処理を行って、Ｓ／Ｎ比を良好に保つようにするとともに、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）処理を行って、利得を制御し、さらに、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換を行って、デジタル信号とした映像データを生成するなどの一連の前処理を行い、さらに、前処理がなされた映像データを所定の圧縮方式によって圧縮（エンコード）することにより、前記の記録用の映像データを生成するものである。生成された記録用の映像データは、制御部１４Ｄを介して記録再生部１４Ｇに供給される。
また、信号処理部１４Ｃは、デジタル信号に処理される前のアナログ信号の映像信号をコネクタ１４Ｊを介して後述するビューファインダー装置３０に供給することで撮影中の映像をビューファインダー装置３０に表示させる。また、前記前処理がなされた映像信号をコネクタ１４Ｊを介して外部のディスプレイ装置などに供給することで撮影中の映像を外部のディスプレイ装置に表示させる。

記録再生部１４Ｇは、信号処理部１４Ｃから制御部１４Ｄを介して供給される記録用の映像データを、記録媒体に記録し、また、前記記録媒体から再生した映像データを制御部１４Ｄを介してビューファインダー装置３０あるいは外部のディスプレイ装置に供給するものである。
前記記録媒体としては、例えば、磁気記録テープ、光ディスク、あるいは、ハードディスクなどの従来公知のさまざまな記録媒体が利用可能である。

Ｉ／Ｆ部１４Ｈは、制御部１４Ｄとビューファインダー装置３０との間でコネクタ１４Ｊを介して前記映像信号の授受やその授受にまつわる制御信号などのやり取りを行うものである。
また、Ｉ／Ｆ部１４Ｈは、制御部１４Ｄから出力される撮像装置１０の動作状態を示す状態信号をコネクタ１４Ｊを介してビューファインダー装置３０に供給するものである。
前記状態信号としては、録画状態か否かを示す状態信号、あるいは、撮像装置１０がバッテリー駆動されている際に、そのバッテリーの残量が所定値を下回ったことを警告する状態信号などが含まれる。

操作部１４Ｅは、撮像装置１０の動作にまつわる種々の設定を行うために操作されるスイッチやボリュームなどで構成されている。
表示部１４Ｆは、撮像装置１０の動作状態を表示するディスプレイやＬＥＤランプなどで構成されている。
制御部１４Ｄは、上述した信号処理部１４Ｃ、Ｉ／Ｆ部１４Ｈ、操作部１４Ｅ、表示部１４Ｆ、記録再生部１４Ｇの制御を司るものである。
具体的には、制御部１４Ｄは、ＣＰＵ、ワーキングエリアを提供するＲＡＭ、制御プログラムなどを格納するＲＯＭ、信号処理部１４Ｃ、Ｉ／Ｆ部１４Ｈ、操作部１４Ｅ、表示部１４Ｆとの間で制御信号やデータ信号を授受するための周辺ＬＳＩなどを含むマイクロコンピュータによって構成されており、前記ＣＰＵが前記ＲＯＭの制御プログラムを実行することによって種々の制御動作を実行する。

電源部１４Ｉは、不図示の外部電源から供給される電力に基づいて生成した電力を、撮像素子１４Ｂ、信号処理部１４Ｃ、Ｉ／Ｆ部１４Ｈ、操作部１４Ｅ、表示部１４Ｆ、記録再生部１４Ｇに供給することで、それら各部を動作させるものである。また、電源部１４Ｉからの電力はコネクタ１４Ｊを介してビューファインダー装置３０に供給されることでビューファインダー装置３０を動作させるものである。
なお、本実施の形態では、記録再生部１４Ｇがカメラボディ１４に内蔵されている場合について説明したが、記録再生部１４Ｇがカメラボディ１４の外部に設けられていてもよい。その場合には、記録再生部１４Ｇとカメラボディ１４とをケーブルで接続し、ケーブルを介して映像信号などの授受を行うようにすればよい。

次にビューファインダー装置３０の制御系について説明する。
図８はビューファインダー装置３０の制御系の構成を示すブロック図である。
図８に示すように、ビューファインダー装置３０の制御系は、本体部３２に設けられ撮像装置１０のコネクタ１４Ｊに接続されるコネクタ１０１と、第１乃至第４の基板Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４と、第５乃至第７の基板Ｂ５、Ｂ６、Ｂ７とを含んで構成されている。
第１の基板Ｂ１には、押しボタンスイッチ３２１０Ｃと、電源部１０２とが設けられている。
第２の基板Ｂ２には、ボリューム３２１０Ａ、切り替えスイッチ３２１０Ｂが設けられている。
第３の基板Ｂ３には、ＣＰＵ１０４、ＥＥＰＲＯＭ１０６、バッファおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０８、ＬＥＤドライバ１１０が設けられている。
第４の基板Ｂ４には、Ａ／Ｄ部１１２、スケーラー部１１４、ＳＤＲＡＭ１１６、ビューファインダー用信号処理部１１８が設けられている。
第５の基板Ｂ５には、第１乃至第３のランプ１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃが設けられている。
第６の基板Ｂ６には、第４乃至第８のランプ１２０Ｄ、１２０Ｅ、１２０Ｆ、１２０Ｇ、１２０Ｈと、検出部１２２が設けられている。
第７の基板Ｂ７には、表示素子駆動部１２３、バックライト駆動部１２８、バックライト１３０、液晶表示素子１３２が設けられている。

電源部１０２は、コネクタ１０１を介して撮像装置１０から供給される電源を調整して第３、第４、第７の基板Ｂ３、Ｂ４、Ｂ７に動作用の電源電圧として供給するものである。
言い換えると、電源部１０２はビューファインダー用信号処理部１１８と表示素子駆動部１２３の電源部を構成している。
ＣＰＵ１０４は、不図示のＲＯＭなどに格納された制御プログラムを実行することによって動作するものであり、Ａ／Ｄ部１１２、スケーラー部１１４、ビューファインダー用信号処理部１１８、表示素子駆動部１２３などの動作を制御するものである。
また、ＣＰＵ１０４は、ボリューム３２１０Ａ、切り替えスイッチ３２１０Ｂ、押しボタンスイッチ３２１０Ｃの操作入力に応じて各種の動作を行うものである。
また、ＣＰＵ１０４は、コネクタ１０１を介して撮像装置１０から供給される撮像装置１０の動作状態を示す状態信号（例えば、録画状態か否かを示す状態信号あるいはバッテリー残量を警告する状態信号）やディスプレイユニット３１の動作状態に基づいてＬＥＤドライバ１１０の動作を制御するものである。
また、ＣＰＵ１０４は、ＬＥＤドライバ１１０の動作を制御して第１乃至第８のランプ１２０Ａ〜１２０Ｈの輝度を調整し、また、バックライト駆動部１２８の動作を制御して液晶表示素子１３２の表示面に表示される映像の輝度を調整するものである。
ＥＥＰＲＯＭ１０６は、ＣＰＵ１０４の動作に必要な各種のデータなどが格納されるものである。
バッファおよびローパスフィルタ（ＬＰＦ）１０８は、撮像装置１０のカメラボディ１４からコネクタ１０１を介して供給される映像信号（以下第１の映像信号という）を蓄積し、必要な周波数帯域の第１の映像信号を後段のＡ／Ｄ部１１２に与えるものである。
ＬＥＤドライバ１１０は、第１乃至第８のランプ１２０Ａ〜１２０Ｈに駆動電流を供給することでそれらランプを点灯、滅灯させるものである。
また、ＬＥＤドライバ１１０は、ＣＰＵ１０４から供給される制御指令に基づいて前記駆動電流を増減させることで第１乃至第８のランプ１２０Ａ〜１２０Ｈの輝度を調整するように構成されている。
本実施の形態では、ＬＥＤドライバ１１０はＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation control）により前記駆動電流を制御している。

Ａ／Ｄ部１１２は、バッファおよびローパスフィルタ１０８から供給される第１の映像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するものである。
スケーラー部１１４は、Ａ／Ｄ部１１２から供給されるデジタル信号としての第１の映像信号を液晶表示素子１３２の画素数に応じてスケーリングする（解像度を下げる）ものである。
ＳＤＲＡＭ１１６はスケーラー部１１４が第１の映像信号をスケーリングする際に使用されるものである。
ビューファインダー用信号処理部１１８は、スケーラー部１１４から供給されるスケーリングされた第１の映像信号に対して従来公知のさまざまな信号処理を行うことで第２の映像信号を生成し、この第２の映像信号を後段の表示素子駆動部１２３に供給するものである。
このような信号処理としては、映像の輪郭部分を強調表示するピーキング処理、映像の一部を拡大して表示する拡大表示処理などがある。
また、ビューファインダー用信号処理部１１８は、液晶表示素子１３２に表示される映像の左右が反転した状態となるように第１の映像信号の信号処理、すなわち、映像反転処理を行う機能を有しており、ＣＰＵ１０４からの供給される制御信号に基づいて、映像反転処理の実行、非実行が制御されるようになっている。

表示素子駆動部１２３は、最適化処理部１２４および制御部１２６を含んで構成されている。
最適化処理部１２４は、ビューファインダー用信号処理部１１８から供給される第２の映像信号に対して液晶表示素子１３２で映像を表示するために必要な最適化の信号処理を行うものである。
本実施の形態では、ビューファインダー用信号処理部１１８、最適化処理部１２４はＰＬＤ（Programmable Logic Device）によって構成されている。
制御部１２６は、最適化処理部１２４から供給される最適化された第２の映像信号に基づいて液晶表示素子１３２駆動用の駆動信号を生成して液晶表示素子１３２に供給するなどの処理を行うものである。
液晶表示素子１３２は前記駆動信号に基づいて映像を表示するものであり、本実施の形態では、液晶表示素子１３２の背面に設けられたバックライト１３０から照射される照明光の光量に応じた輝度で映像を表示するものである。
バックライト駆動部１２８は、バックライト１３０に駆動信号を供給することでバックライト１３０を点灯させるものであり、ＣＰＵ１０４から供給される制御信号に基づいてバックライト１３０の照明光の明るさを調整し、これにより表示面に表示される映像の輝度を調整するように構成されている。

ディスプレイ部３４には、第１乃至第３のランプ１２０Ａ〜１２０Ｃと第４乃至第８のランプ１２０Ｄ〜１２０Ｈが設けられている。
第１のランプ１２０Ａは、撮影者が任意に機能を割り当てて使用することができるタリーランプである。
第２のランプ１２０Ｂおよび第６のランプ１２０Ｆは、それが点灯することで撮像装置１０による録画がなされていることを示すタリーランプである。
第３のランプ１２０Ｃは、それが点灯することで撮像装置１０がバッテリー駆動されている際に、そのバッテリーの残量が所定値を下回ったことを警告するバッテリー残量インジケータランプである。
第４、第５、第７、第８のランプ１２０Ｄ、１２０Ｅ、１２０Ｇ、１２０Ｈは、前記ピーキング処理の有無、拡大表示処理の有無を含むディスプレイユニット３１の動作状態などを表示するためのものである。
すなわち、第１乃至第８のランプ１２０Ａ〜１２０Ｈは、撮像装置１０またはディスプレイユニット３１の動作状態を表示するものである。

次に本発明の要部について説明する。
上述のように本発明が適用されたビューファインダー２は、接眼ユニット３６のハウジング３６０４に組み込まれている。
ビューファインダー２は、図２に示す移動群４と固定群６で構成され、操作リング３６１０（図６参照）の回転操作により移動群４が光軸上を移動する。

図２に示すように、移動群４は、凸レンズＬ１、凹レンズＬ２、凸レンズＬ３の３枚のレンズから構成されている。
固定群６は、１枚の凹レンズＬ４からなる構成されている。
そして、移動群４の凹レンズＬ２のみがガラス球面レンズであり、他のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ４は全て非球面レンズで構成されている。
なお、非球面レンズで構成された他のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ４は、ガラス製であってもよく、合成樹脂製であってもよい。ただし、非球面レンズで構成された他のレンズＬ１、Ｌ２、Ｌ４を合成樹脂製とすると、ビューファインダー２の軽量化を図る上で有利となる。
図２、図３において、符号ＰＥは瞳位置、符号ＰＤは表示面の位置、符号Ｆはフィルター、符号Ｐは偏光板を示す。

本実施の形態では、表示パネル１６の対角寸法をＬ、レンズをアイポイントに近いほうから順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４とし、レンズのパワーをＬ１ｐ、Ｌ２ｐ、Ｌ３ｐ、Ｌ４ｐ、レンズの屈折率をＬ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎ、Ｌ４ｎ、第２レンズのアッベ数をＶ２、１〜３枚目レンズ群のパワーをＬ１〜３ｐとしたとき、以下の式１〜式６を満たしている。
０．７１×Ｌ＞（１０００÷Ｌ１〜３ｐ）＞０．９１×Ｌ・・・式１
１．０＜（Ｌ１ｐ／（Ｌ１〜３ｐ））＜１．３・・・式２
−１．６＜（Ｌ２ｐ／（Ｌ１〜３ｐ））＜−１．１５・・・式３
Ｌ１ｎ＞１．５３・・・式４
Ｌ３ｎ＞１．５０・・・式５
２０＜Ｖ２＜３２・・・式６

（式１の説明）
（１０００÷Ｌ１〜３ｐ）の値が、０．７１×Ｌより大きいと視度調整範囲を十分に撮ることが出来なくなり、０．９１×Ｌより小さいと周辺画質の低下が大きくなる。
（式２の説明）
（Ｌ１ｐ／（Ｌ１〜３ｐ）の値が、１．０より小さいと色コマ収差の増大を招き、１．３より大きいと視度がマイナス側での非点収差が増大する。
（式３の説明）
Ｌ２ｐ／（Ｌ１〜３ｐ）の値が−１．６倍より小さいと視度がマイナス側での非点収差が増大し、−１．１５より大きいと視度がマイナス側での非点収差が増大し、縦色収差も増大する。
（式４の説明）
Ｌ１ｎの値が１．５３より低いと、パワーを持たせるときに曲率が急になりすぎるため収差補正に不利となり十分な軸外性能を得られない。
（式５の説明）
Ｌ３ｎの値が１．５０より低いと、パワーを持たせるときに曲率が急になりすぎるため収差補正に不利となり十分な軸外性能を得られない。
（式６の説明）
Ｖ２の値が２０より小さいと適当な材料がなく、Ｖ２の値が３２より大きいと十分な色収差補正ができなくなる。

表１は、本実施の形態のビューファインダーの各構成部品のデータを示している。

表２は、本実施の形態のビューファインダーの非球面係数のデータを示している。

図２は、面間隔を−３Ｄとした場合のビューファインダーの構成図を示し、図３は、面間隔を＋１Ｄとした場合のビューファインダーの構成図を示しており、移動群４のストロークは、２３．４ｍｍとなった。

図４は、面間隔を−３Ｄとした場合の収差図、図５は、面間隔を＋１Ｄとした場合の収差図を示している。

本発明にかかるビューファインダーは、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、業務用ビデオカメラなどの撮像装置に広く適用される。

撮像装置１０および接眼ユニット３６の説明図である。 面間隔を−３Ｄとした場合のビューファインダーの構成図である。 面間隔を＋１Ｄとした場合のビューファインダーの構成図である。 面間隔を−３Ｄとした場合の収差図である。 面間隔を＋１Ｄとした場合の収差図である。 本発明のビューファインダー２が適用された接眼ユニット３６の斜視図である。 カメラボディ１４の制御系の構成を示すブロック図である。 ビューファインダー装置３０の制御系の構成を示すブロック図である。

符号の説明

２……ビューファインダー、Ｌ１……第１レンズ、Ｌ２……第２レンズ、Ｌ３……第３レンズ、Ｌ４……第４レンズ。

Claims (7)

1. 凸レンズ、凹レンズ、凸レンズの３枚のレンズからなる移動群と、１枚の凹レンズからなる固定群で構成され、
   前記移動群の凹レンズのみがガラス球面レンズであり、他のレンズは全て非球面レンズで構成されている、
   ことを特徴とするビューファインダー。
2. 前記ビューファインダーは表示パネルを含んで構成され、
   前記表示パネルの対角寸法をＬとし、前記移動群のパワーをＬ１〜３ｐとしたとき、以下の式１を満たすことを特徴とする請求項１記載のビューファインダー。
   ０．７１×Ｌ＞（１０００÷Ｌ１〜３ｐ）＞０．９１×Ｌ・・・式１
3. 前記レンズをアイポイントに近いほうから順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４とし、それらレンズのパワーをＬ１ｐ、Ｌ２ｐ、Ｌ３ｐ、Ｌ４ｐとし、前記移動群のパワーをＬ１〜３ｐとしたとき、以下の式２を満たすことを特徴とする請求項１記載のビューファインダー。
   １．０＜（Ｌ１ｐ／（Ｌ１〜３ｐ））＜１．３・・・式２
4. 前記レンズをアイポイントに近いほうから順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４とし、前記移動群のパワーをＬ１〜３ｐとしたとき、以下の式１を満たすことを特徴とする請求項１記載のビューファインダー。
   −１．６＜（Ｌ２ｐ／（Ｌ１〜３ｐ））＜−１．１５・・・式３
5. 前記レンズをアイポイントに近いほうから順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４とし、それらレンズの屈折率をＬ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎ、Ｌ４ｎとしたとき、以下の式４を満たすことを特徴とする請求項１記載のビューファインダー。
   Ｌ１ｎ＞１．５３・・・式４
6. 前記レンズをアイポイントに近いほうから順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４とし、それらレンズの屈折率をＬ１ｎ、Ｌ２ｎ、Ｌ３ｎ、Ｌ４ｎとしたとき、以下の式５を満たすことを特徴とする請求項１記載のビューファインダー。
   Ｌ３ｎ＞１．５０・・・式５
7. 前記レンズをアイポイントに近いほうから順に第１レンズＬ１、第２レンズＬ２、第３レンズＬ３、第４レンズＬ４とし、第２レンズＬ２のアッベ数をＶ２としたとき、以下の式６を満たすことを特徴とする請求項１記載のビューファインダー。
   ２０＜Ｖ２＜３２・・・式６

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