JP2012118102A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】小型で安価なファインダ装置を提供すること
【解決手段】ファインダ視野内に複数の焦点検出領域をスーパーインポーズ表示するファインダ装置であって、前記複数の焦点検出領域に対応する表示部３３ａ〜３３ｄからの反射光を接眼レンズに反射するペンタミラー３１と、ペンタミラーよりも接眼レンズ側に配置され、前記表示部を照明する光を発するＳＩ用光源３５と、ペンタミラーよりも接眼レンズ側に配置され、光源からの光を２回反射して表示部に導く２つの反射面を有するＳＩレンズ３４と、を有し、各反射面には反射膜が設けられていない。
【選択図】図１

Description

本発明は、ファインダ視野内に被写体像と重ねて複数の焦点検出領域を表示するスーパーインポーズ（ＳＩ）表示機能を有する撮像装置に関する。

特許文献１は、フォーカシングスクリーンに形成された複数の焦点検出領域に対応する複数の表示部を照明し、各表示部からの反射光を接眼レンズに導光してＳＩ表示機能を実現し、光源からの表示部を照明する光をプリズムの反射面によって反射していた。特許文献２は、中空ペンタの上に光源と光束を２回全反射させる導光部材を配置してフォーカシングスクリーンに導いていた。その他の従来技術としては特許文献３がある。

特開２００５−３３８６６２号公報 特開平７−２４４３１７号公報 特開２００７−２６４０２９号公報

しかしながら、特許文献１のプリズムの反射面は反射膜を蒸着することによって形成されているためコストアップの原因となっていた。また、特許文献２のように、中空ペンタ上に光源と導光部材を設けると閃光装置と干渉し、また、カメラの高さが高くなって小型化を妨げる。

そこで、本発明は、小型で安価なファインダ装置と撮像装置を提供することを例示的な目的とする。

本発明のファインダ装置は、ファインダ視野内に複数の焦点検出領域をスーパーインポーズ表示するファインダ装置であって、前記複数の焦点検出領域に対応する表示部からの反射光を接眼レンズに反射するペンタミラーと、前記ペンタミラーよりも接眼レンズ側に配置され、前記表示部を照明する光を発する光源と、前記ペンタミラーよりも前記接眼レンズ側に配置され、前記光源からの光を２回反射して前記表示部に導く２つの反射面を有する導光手段と、を有し、各反射面には反射膜が設けられていないことを特徴とする。

本発明によれば、小型で安価なファインダ装置と撮像装置を提供することができる。

本実施例のファインダ装置の斜視図である。 本実施例の撮像装置（一眼レフデジタルカメラ）の斜視図である。 図１に示す撮像装置の断面図である。 図１に示すファインダ装置の斜視図と断面図である。 スーパーインポーズ（ＳＩ）用の照明光の反射を説明するための図である。 図１に示すファインダ装置のＳＩレンズと従来のＳＩレンズの図である。 ＳＩレンズがダハ面を有しない場合と有する場合の入射角の関係を示すグラフである。 本実施例のファインダ視野図である。

図２は、撮像装置（一眼レフデジタルカメラ）１の斜視図である。なお、撮像装置は一眼レフ銀塩カメラであってもよい。図２において、２は撮像装置１の本体の筐体３に交換可能に装着されたレンズユニットであり、被写体の光学像を形成する撮影光学系を収納している。４はレンズユニット２に収納された撮影光学系の光軸、１５はレリーズ釦、１６は操作釦をそれぞれ示している。撮像装置１は多くの操作釦を有しているが、操作釦１６は代表的な操作釦である。レリーズ釦１５は２段式の釦であり、以下、レリーズ釦１５の半押し操作をＳ１、全押し操作をＳ２と呼ぶ。

図３は、撮像装置１の断面図であり、いわゆるミラーダウン状態を示している。図３において、５は撮影光学系、６は撮影光学系５が形成した光学像を光電変換する撮像素子、７は撮像装置１に設けられた光学ファインダ（ファインダ装置）、８は電子ビューファインダ、９はＡＦセンサ、１０は主ミラー、１１はサブミラーである。ＡＦセンサ９は焦点検出領域を複数有している。

撮影光学系５を介した被写体光は、主ミラー１０がミラーダウン位置にある時には、主ミラー１０により反射されて撮影光学系の予定結像面に配置されたフォーカシングスクリーン（ピント板）３３の上面のマット面に被写体像が投影される。フォーカシングスクリーン３３の下面は被写体光を集光するフレネルレンズ面である。

そして、フォーカシングスクリーン３３に投影された被写体像が集光正立正像に変更する中空形状のペンタミラー（以下、中空ペンタ）３１、接眼レンズ群４３を介して撮影者により観察される。

静止画撮影動作において、撮影者は操作釦１６などを操作して撮影用の設定を行い、その後、光学ファインダ７または電子ビューファインダ８を用いて構図を決める（エイミング動作）。光学ファインダ７を利用する場合には、図３に示すように、撮影者は光学ファインダ７を介して被写体を観察する。一方、電子ビューファインダ８を利用する場合には、主ミラー１０とサブミラー１１をアップさせて光束を撮像素子６に導き、撮像素子６で得られた像を電子ビューファインダ８に表示することで被写体を観察する（ライブビュー撮影）。

エイミング動作後、レリーズ釦１５を半押し操作することで撮像装置１は測光、焦点検出等の撮影に必要な情報の取り込みを行い、主被写体が存在すると撮像装置１が判断して焦点調節を行う。ファインダ視野内に焦点調節された焦点検出領域を撮影者に知らせる手段としてスーパーインポーズ（ＳＩ）が提案されている。

図４（ａ）は光学ファインダ７の斜視図、図４（ｂ）は光学ファインダ７の断面図である。図４において、３２は中空ペンタ３１の１面である反射ミラー、３４はＳＩレンズ、３５はＳＩ用光源、４１は接眼レンズ群４３が取り付けられたファインダ保持部材、４２はＳＩ保持部材である。ＳＩの光路は図４（ｂ）に破線で示している。

ＳＩ用光源３５は表示部を照明する光を発し、ＳＩ用光源３５からの光束は、ＳＩレンズ３４から中空ペンタ３１の開口３１ａを介してフォーカシングスクリーン３３に投射され、フォーカシングスクリーン３３上に設けられた表示部で反射される。その後、表示部からの反射光は、フォーカシングスクリーン３３の真上にある中空ペンタ３１によって接眼レンズ群４３に反射されて撮影者に観察される。

ＳＩレンズ３４とＳＩ用光源３５はＳＩ保持部材４２に取り付けられており、ＳＩ保持部材４２は図４に示すように、中空ペンタ３１の接眼レンズ群４３側の後頭部に配置されている。このため、ＳＩレンズ３４とＳＩ用光源３５はいずれも中空ペンタ３１の接眼レンズ側に設けられている。ＳＩレンズ３４とＳＩ用光源３５が中空ペンタ３１の上に設けられていないので、閃光手段と干渉したり、ファインダ装置または撮像装置の高さが高くなったりすることを防止している。

また、ＳＩレンズ３４とＳＩ用光源３５カメラは、正面から見て横方向に配置されている。接眼レンズ群４３の上には不図示の測光レンズや測光センサ等が配置されており、ＳＩレンズ３４とＳＩ用光源３５カメラを光軸と平行な方向に配置すると、これらの部材を干渉するおそれがあるからである。

図１は、ファインダ視野内に複数の焦点検出領域をスーパーインポーズ表示する光学ファインダ（ファインダ装置）７の斜視図である。分かり易くするために中空ペンタ３１を中央で切断して半分のみを示している。図１において、３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄは、それぞれ中央、長手方向端部、短手方向端部（撮影者の視野下方向）、短手方向端部（撮影者の視野上方向）の表示部である。３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、それぞれ表示部３３ａ、３３ｂ、３３ｃを照明する発光素子である。３６ａ、３６ｂ、３６ｃは、それぞれ光源３５ａ、３５ｂ、３５ｃから表示部３３ａ、３３ｂ、３３ｃに向かう光束である。３７ａは表示部３３ａで反射された光束である。

フォーカシングスクリーン３３上には微細なプリズムが形成されており、ＳＩ光束を偏向する。例えば、表示部３３ａは光束３６ａを光束３７ａに偏向する。表示部は、図３に示すＡＦセンサ９の各焦点検出領域に対応して設けられている。図１においては、７つの焦点検出領域とそれに対応した表示部がある。前述したように、焦点調節に用いられる焦点検出領域が照明されることで主被写体と判断したエリアを撮影者に提示する。

複数の発光素子３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、例えば、ＬＥＤから構成され、各発光素子は対応する表示部を照明するように配置されている。

ＳＩレンズ３４は、ＳＩ用光源３５の発光素子の光を表示部に集光させるレンズとしての役割と、ＳＩ用の光束を折り返すプリズムとしての役割を持っている。また、ＳＩレンズ３４はＳＩ用光源３５からの光を表示部に導く導光手段としても機能している。

図１に示すように、ＳＩレンズ３４で折り返してＳＩ用光源３５に向かう光束は撮像装置１の高さを高くしないように、斜め下方に折り返されている。ここで、「下方」とは図１（ａ）のベクトル３７ａと反対方向を意味し、このためには、入射角を小さくする必要がある。このことを、図５を用いて模式的に説明する。

図５はＳＩ用光源３５の光源から発せられた光束（ＳＩ照明光）の折り返し状態を示す模式図である。図５は図１において、光束３６ａ及び３６ｂを含むような平面上の関係を示している。図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は表示部３３ａを照射する光束３６ａとその折り返し状態を示す図であり、図５（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は表示部３３ｂを照射する光束３６ｂとその折り返し状態を示す図である。図５において、３４ａはＳＩレンズ３４の反射面を示している。θはＳＩ照明光が反射面３４ａで折り返された時の入射角である。

図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）から分かるように、撮像装置１の高さを高くしないように折り返そうとすると図５（ａ）に示すＳＩ用光源３５の位置を図５（ｃ）に示す位置に変更する必要があるが、このようにすると、入射角θは小さくなる。また、図５（ａ）〜（ｃ）と図５（ｄ）〜（ｆ）を比較すると、表示部３３ｂに向かう光束３６ｂは特に入射角θが小さくなる。

図５（ａ）、（ｄ）では、ＳＩ用光源３５の光の射出位置がＳＩレンズ３４の反射面３４ａの入射位置よりも上になるようにＳＩ用光源３５とＳＩレンズ３４は配置されている。
図５（ｂ）、（ｅ）では、ＳＩ用光源３５の光の射出位置がＳＩレンズ３４の反射面３４ａの入射位置が同じ位置になるようにＳＩ用光源３５とＳＩレンズ３４は配置されている。
図５（ｃ）、（ｆ）では、ＳＩ用光源３５の光の射出位置がＳＩレンズ３４の反射面３４ａの入射位置よりも下になるようにＳＩ用光源３５とＳＩレンズ３４は配置されている。

従来のようにＳＩレンズ３４の反射面に反射膜を蒸着せずに安価に反射面３４ａを形成するためには全反射を利用することが有効である。全反射条件は、臨界角をθｍとして数１のように表現することができる。

但し、ｎ_Ａは媒質Ａの屈折率（媒質Ａは図５において反射面３４ａの外側の媒質であり、図５の例では空気である）、ｎ_Ｂは媒質Ｂの屈折率（媒質Ｂとは図５において反射面３４ａの内側の媒質であり、図５の例ではＳＩレンズ３４の材質）である。空気の屈折率を１、ＳＩレンズ３４の材質をアクリル樹脂（屈折率約１．４９１７１）として数１を解くと、θｍ＞４２．１度となり、４２．１度よりも入射角が大きければ全反射する。

なお、アクリル樹脂の屈折率は他の硝材の屈折率よりも小さく全反射しにくい材料の代表例である。他の硝材、例えば、ポリカーボネート（屈折率約１．５８５）であれば、４２．１度よりも低い入射角で全反射が可能である。

図５において、全ての表示部に向かう光束に対して全反射条件を満たそうとすると、図５（ａ）、（ｄ）から更に高い位置にＳＩ用光源３５を配置しなければならず、撮像装置１の筺体３の高さが大きくなってしまう。撮像装置１の大型化を防ぐために、従来は反射面３４ａでは全反射を利用せず、適当な反射膜を蒸着することで反射面を得ており、高コスト化を招いていた。

そこで、本実施例は、ＳＩ用光源３５からの光を２回反射して表示部に導く２つの反射面をＳＩレンズ３４に設け、各反射面には反射膜を設けないこととしている。２つの反射面は、両者の間の角度が９０度であるダハ面であってもよい。

以下、図６を参照して、本実施例のＳＩレンズ３４と従来のＳＩレンズ１００とを比較して説明する。

図６（ｂ）は従来のＳＩレンズ１００の斜視図である。図６（ｂ）において、ＳＩレンズ１００は、入射面１１０、反射膜が蒸着された反射面１２０、射出面１３０を有する。反射面１２０は射出面１３０の上部に配置されている部分を有する。Ｌ２０は図６（ｂ）には不図示のＳＩ用光源からの光束、Ｌ２１は光束Ｌ２１が反射面１２０で反射された後の光束、Ｌ２２は反射面１１０を透過した光束を示している。

従来のＳＩレンズ１００においては、反射面１２０が１つの面で構成されているので、そのままでは全反射条件を満たしにくく、全反射条件を満たすにはファインダ装置が大型化してしまう。反射面１２０に反射膜を蒸着しない状態では光束Ｌ２２のように光束が透過してしまい不図示の表示部に光束を導くことができない。反射面１２０に反射膜を蒸着すると、反射面１２０で光束Ｌ２０を反射して光束Ｌ２１として表示部を照射することができる。反射面１２０は、射出面１３０が設けられたＳＩレンズ１００の底面と平行な上面１４０から４５度斜め上方に延びているが、反射面１２０の角度はこれに限定されるものではない。

図６（ａ）は本実施例のＳＩレンズ３４の斜視図である。ＳＩレンズ３４は、入射面５０、反射膜が蒸着されていない２つの反射面５１、５２、射出面５３を有する。Ｌ１０はＳＩ用光源３５からの光束、Ｌ１１は光束Ｌ１０が反射面５１と５２にこの順番で反射された後の光束を示している。反射面５１、５２は隣り合い、共に射出面５３の上部に配置されている部分を有する。

図６（ａ）では、反射面５１、５２がなす角度ｐは９０度であり、ダハ面（２つの互いに９０度をなす平面）を構成しているが、これに限定されない。入射面５０が設けられた垂直面と射出面５３が設けられた底面とがなす角度は本実施例では９０度である。図６（ａ）に従来のＳＩレンズ１００の反射面１２０を破線で仮想的に示している。

２つの平面である反射面５１、５２が交差する直線（稜線）５４はこの仮想的に示した反射面１２０上にあり、直線５４は射出面５３が形成されたＳＩレンズ３４の底面と平行な上面５５から４５度斜め上方に延びている。但し、直線５４の角度はこれに限定されるものではない。２つの反射面５１、５２では全反射条件を満足し易く、反射面１２０では全反射条件を満足しにくければ足りる。

図６（ａ）では、反射面５１、５２はダハ面を形成しており、各反射面への入射角を大きく確保することができ、全反射条件を満たし易くなる。その結果、光束Ｌ１０を２つのダハ面で全反射させて光束Ｌ１１のように導き表示部を照射することができる。

図６（ｃ）はＳＩレンズ３４のダハ面による反射面と従来の反射面の関係を示す図であり、図６（ａ）の反射面１２０に平行なＵ方向から見たＳＩレンズ３４の部分平面図である。図６（ｃ）はダハ面部分を強調して表示している。図６（ｃ）において、５１ｎ、５２ｎ、１２０ｎは反射面５１、５２、１２０のそれぞれの面法線である。面法線５１ｎ及び５２ｎは、いずれも面法線１２０ｎに対して４５度をなしている。

このように反射面５１、５２を配置することで、平面１２０内で直線５４と直交する方向に光線が反転するが、その他はほぼ同じような反射をする。その結果、本実施例においては、図１に示すように、表示部３３ｃに導かれていた光束が表示部３３ｄに導かれるように変更されるが、表示部３３ａ、３３ｂに向かう光束はスポットが反転しているものの照射範囲に影響を受けない。また、上述したように、本実施例では表示部の上下方向の表示が反転するが、これは焦点検出領域に対応して点灯する光源をソフトウェアで変更すればよい。

図７に図５に示す入射角θを考えたとき、ＳＩレンズ３４に２つの反射面５１と５２を設けることによる入射角θの変化を示すグラフである。図７において、横軸はダハ面が無いときの入射角であり、図５の入射角θに相当する。縦軸はダハ面をつけたときの各面への入射角である。ダハ面なしの入射角はダハ面をつけると大きくなる。更に、図７中に数１などを用いて示した媒質がアクリルと空気の場合の全反射条件を破線で図示した。

図７によれば、図５に示す面内に存在する光束のみを考えた場合、どのような入射角θであっても全反射条件を満たす。例えば、図５（ｃ）、（ｆ）に示すような配置であってもダハ面を用いることで全反射によって表示部に光束を導くことができる。

実際には、図５において紙面に垂直な方向の成分を持つ光線も存在するので図７に示すように入射角によらずに全ての場合に全反射条件を満たせるわけではないが、２つの反射面が存在することにより全反射条件を満たし易くなる。実際の設計においては、ＳＩレンズ３４に取り込む有効光束が、図５において紙面に垂直な方向になす角の最大値を見積りその分を図７の全反射条件に対して余裕をもって設定すればよい。

例えば、８度の広がりをもった光束（光源から円錐形に各方向に８度をなすような光束）を有効光束として取り込む場合には、アクリル樹脂の全反射角４２．１度に対して、８度の余裕をみて５０度程度の角度をなすように設定すればよい。即ち、縦軸で５０．１度よりも上に行けばよい。

この時、反射面が一つのみ場合の入射角は、図７に示すように、縦軸で５０．１度に対応する２５度以上が図５において最も厳しい入射角について必要となる。このため、反射面が一つのみ場合は全反射条件を満たせない。

次に、図８を参照して、ＳＩレンズ３４の２つの反射面５１と５２の好適な寸法設定について説明する。

図８（ａ）は、ＳＩ光束がフォーカシングスクリーン３３の表示部が形成された面に投射された状態を模式的な平面図である。図８（ａ）において、中央の表示部３３ａは中央の丸の部分、若しくは、表示部３３ａの正方形形状の外形輪郭部が反射部として機能する。６１は表示部３３ａを照射するＳＩ光束のフォーカシングスクリーン上の円形のスポット（照明領域）を示している。

図８（ａ）では、スポット６１は表示部３３ａを含むように形成されている。スポット６１の大きさは、不図示のＳＩ光源やＳＩレンズ３４の位置に誤差があった場合にも表示部３３ａを照明し、かつ、隣接する別の表示部を照明しない程度の大きさに設定されている。

図８（ｂ）は、図８（ａ）の表示部３３ａの周りの部分拡大図である。図８（ａ）と図８（ｂ）においては、２つの反射面５１、５２のなす角度ｐは９０度であり、２つの反射面５１、５２はダハ面を構成している。

スポット６１は、スポット６１ａ、６１ｂから構成されている。スポット６１ａは、ＳＩレンズ３４の反射面（第２の反射面）５２、反射面（第１の反射面）５１の順に反射した光束が形成する半円形状のスポット（第２の照明領域）である。スポット６１ｂは、ＳＩレンズ３４の反射面（第１の反射面）５１、反射面（第２の反射面）５２の順に反射した光束が形成する半円形状のスポット（第１の照明領域）である。なお、スポット６１、６１ａ、６１ｂの形状は図８に示す形状に限定されるものではない。

図８（ａ）と図８（ｂ）においては、スポット６１ａ、６１ｂは半円の直線部分（弦の部分）で互いに接して全体として円形状のスポット６１を形成している。図８（ａ）と図８（ｂ）においては、スポット６１が表示部３３ａの全体を覆っているため、表示部３３ａの反射部が輪郭部３３ａ_１にあっても中央部３３ａ_２にあってもこれを照明することができ、撮影者はこれを認識しやすい。

図８（ｃ）は、２つの反射面５１、５２のなす角度ｐが９０度より小さい場合のスポット６１ａ、６１ｂを示す図である。この時、スポット６１ａ、６１ｂは重なり部分を有するように反射面５１、５２のなす角度ｐが設定されている。２つの反射面５１、５２のなす角度ｐが更に小さくなると、スポット６１ａは図８（ｃ）の下方向にスポット６１ｂは図８（ｃ）の上方向に更に移動し、最終的には両者は離れていく。

図８（ｃ）においては、スポット６１ａ、６１ｂの重なり部分が表示部３３ａの全体を覆っているため、表示部３３ａの反射部が輪郭部３３ａ_１にあっても中央部３３ａ_２にあってもこれを照明することができる。また、重なり部分では照度が高いので撮影者はこれを更に認識しやすくなる。例えば、ＳＩレンズ内の反射面から表示部までの距離を３０ｍｍとし、スポット半径を１．０ｍｍとすると、約１度移動するとスポット６１ａ，６１ｂがすれ違ってしまうので角度ｐは８９度から９０度程度に設定すればよい。

図８（ｄ）は、２つの反射面５１、５２のなす角度ｐが９０度より大きい場合のスポット６１ａ、６１ｂを示す図である。この時、スポット６１ａ、６１ｂの間には隙間が形成され、隙間の間隔は２つの反射面５１、５２のなす角度ｐがより大きくなるにつれて大きくなる。

図８（ｃ）においてスポット６１ａ、６１ｂの重なり部分がなくなって離れたり、図８（ｄ）に示す状態になってもスポット６１ａ、６１ｂが表示部３３ａの近くにあれば撮影者は表示部３３ａの反射部を認識することができる。

以上に説明したように、本実施例によれば、小型で安価なファインダ装置を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

ファインダ装置は撮像装置に適用することができる。撮像装置は被写体を撮像する用途に適用することができる。

１ 撮像装置
７ 光学ファインダ（ファインダ装置）
３３ フォーカシングスクリーン
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ 表示部
３４ ＳＩレンズ（導光手段）
３５ ＳＩ用光源
５１、５２ 反射面

Claims (6)

1. ファインダ視野内に複数の焦点検出領域をスーパーインポーズ表示するファインダ装置であって、
   前記複数の焦点検出領域に対応する表示部からの反射光を接眼レンズに反射するペンタミラーと、
   前記ペンタミラーよりも接眼レンズ側に配置され、前記表示部を照明する光を発する光源と、
   前記ペンタミラーよりも前記接眼レンズ側に配置され、前記光源からの光を２回反射して前記表示部に導く２つの反射面を有する導光手段と、
   を有し、
   各反射面には反射膜が設けられていないことを特徴とするファインダ装置。
2. 前記表示部が形成された面を有するフォーカシングスクリーンを更に有し、
   前記２つの反射面は第１の反射面と第２の反射面からなり、
   前記光源からの光は前記第１の反射面、前記第２の反射面の順番で反射されて前記フォーカシングスクリーンの前記面に第１の照明領域を形成し、前記光源からの光は前記第２の反射面、前記第１の反射面の順番で反射されて前記フォーカシングスクリーンの前記面に第２の照明領域を形成することを特徴とする請求項１に記載のファインダ装置。
3. 前記２つの反射面はダハ面を形成することを特徴とする請求項１または２に記載のファインダ装置。
4. 前記２つの反射面のなす角度は９０度よりも小さく前記第１の照明領域と前記第２の照明領域とが重なり部分を有するように設定されていることを特徴とする請求項２に記載のファインダ装置。
5. 前記光源の前記光の射出位置が前記導光手段の前記２つの反射面のいずれかの入射位置よりも下になるように前記光源と前記導光手段は配置されていることを特徴とする請求項１ないし４のうちいずれか一項に記載のファインダ装置。
6. 請求項１ないし５のうちいずれか一項に記載のファインダ装置を備えた撮像装置。