CN101212568A - 成像设备 - Google Patents

Abstract

本发明设置了一种成像设备，其具有：取景器光学系统；第一图像传感器；测光传感器；以及光路改变装置。取景器光学系统具有反射观察用光通量的第一反射表面，并且第一反射表面改变观察用光通量的反射角。第一反射表面的反射角的改变使得观察用光通量的路线在第一光路与第二光路之间切换。在第二光路的情况下，通过放置在第二光路上的光路改变装置改变行进方向，使得利用第一图像传感器进行测光处理，而在第一光路的情况下，利用测光传感器进行测光处理。

Description

成像设备

技术领域

本发明涉及一种成像设备，诸如数字照相机。

背景技术

对于单镜头反射式照相机，存在着具有实时观看功能的技术。实时观看功能适合于在液晶显示单元等上显示与物体有关的时间序列图像。从而，换句话说，以移动图像形式的显示方式在液晶显示单元等上显示物体图像。

在日本专利申请公开(KOKAI)No.2000-13663(专利文献1)和日本专利申请公开(KOKAI)No.2006-11025(专利文献2)中，举例来说，描述了一种适合于，以在取景器光学系统的光路中放置分束器或半反射镜的方式，通过将从物体接收的光通量分成朝向图像传感器行进的一个组分以及朝向取景器窗口行进的另一个组分，使得一个组分被引导到图像传感器，从而实现实时观看功能的技术，。

可是，对于这种类型的技术，从物体接收的光通量通过分束器或半反射镜分成上述两种类型的组分，导致使通过取景器系统观看作为一个组分的物体图像具有暗度的问题。

日本专利申请公开(KOKAI)No.2001-133846(专利文献3)中描述的技术是可有效消除上述问题的一种技术。

专利文献3中所描述的技术中，独立于用于拍摄照片(或者用来记录静止图像)的图像传感器而设置有用于实时观看的图像传感器，并且在上述的取景器光路中还设置有可移动到和远离目镜附近的取景器光路的可移动反射镜。因而，所述技术采用了这样一种构造，即，该构造通过将反射镜移动到和远离取景器光路，而在从物体接收的光通量朝向目镜行进的状态与从物体接收的光通量到达用于实时观看的图像传感器的状态之间进行选择性地切换。

发明内容

但是，专利文献3中所描述的技术除了现有的光学部件之外，还需要在取景器光学系统的目镜附近设置可移动到和远离光路上的取景器光学系统的可移动反射镜。特别地，需要多个透镜的布置作为目镜以便用来进行屈光度调整等的情况下，很多部件应该放置在目镜附近的光路上，导致很难以避免由于有关光路部分而使设备尺寸增加。

本发明提供一种能够实现实时观看的成像设备，而无需进一步设置可移动到和远离取景器光学系统的可移动反射镜，同时，还可以通过光学取景器提供在明亮的条件下对物体图像进行视觉确认。

也需要对成像设备进行适当的测光处理。

同样地，本发明还提供了一种适合于在上述新颖类型的成像设备中执行适当的测光处理的技术。

根据本发明的实施例提供一种成像设备，包括：取景器光学系统，适合于朝向取景器窗口引导观察用光通量，该观察用光通量包括于从光学成像系统接收的光通量中，具体地说，包括于已从主反射表面反射的光通量中；第一图像传感器，用来通过检测上述观察用光通量产生图像信号；测光传感器；以及光路改变装置，适合于改变光路。取景器光学系统具有反射观察用光通量的第一反射表面，第一反射表面适合于改变观察用光通量的反射角，第一反射表面的反射角的变化使得上述观察用光通量的路线在第一光路与第二光路之间切换，所述第一光路从第一反射表面反射并朝向取景器窗口，所述第二光路从第一反射表面反射并朝向第一图像传感器。当观察用光通量的路线选择第二光路时，第二光路的行进方向通过放置在第二光路上的光路改变装置而被改变，这使得使用放置在由于行进方向的改变而产生的第二光路上的第一图像传感器进行测光处理。当观察用光通量的路线选择第一光路时，使用放置在第一光路附近的测光传感器进行测光处理。

根据本发明另一实施例提供了一种成像设备，包括：取景器光学系统，适合于朝向取景器窗口引导观察用光通量，观察用光通量被包括在从光学成像系统接收的光通量中，具体地说，被包括在已从主反射表面反射的光通量中；第一图像传感器，用来通过检测上述观察用光通量产生图像信号；测光传感器；以及光路改变装置，适合于改变光路。取景器光学系统具有反射观察用光通量的第一反射表面，并且第一反射表面适合于改变观察用光通量的反射角。第一反射表面的反射角的变化使得观察用光通量的路线在第一光路与第二光路之间切换，所述第一光路从第一反射表面反射并朝向取景器窗口，所述第二光路从第一反射表面反射并朝向第一图像传感器。当观察用光通量的路线选择第一光路时，使用适合于检测光通量的测光传感器进行测光处理，所述光通量的行进方向已被放置在第一光路附近的光路改变装置改变。当观察用光通量的路线选择第二光路时，使用放置在第二光路上的第一图像传感器进行测光处理。

本发明的这些和其它特性和方面将参照在下面的对实施例的详细描述中阐明。

附图说明

图1是示出了根据第一实施例的成像设备的外部正面结构的主视图；

图2是示出了成像设备的外部背面结构的后视图；

图3是示出了成像设备的功能的方块图；

图4是示出了光学取景器(OVF)的取景(framing)操作的截面图；

图5是示出了电子取景器(EVF)的取景操作的截面图；

图6是示出了在曝光期间的操作的截面图；

图7是成像设备的俯视图；

图8是示出了可改变角的镜驱动装置的示意图；

图9是示出了切换转盘周围的结构的视图；

图10是示出了在OVF的情况下相对于取景操作的检测状态的视图；

图11是示出了在EVF的情况下相对于取景操作的检测状态的视图；

图12是示出了根据第一实施例的成像设备的内部结构的截面图；

图13是示出了根据一个对照实施例的成像设备的内部结构的截面图；

图14是示出了根据第二实施例的成像设备的内部结构的截面图；

图15是示出了根据第三实施例的成像设备的内部结构的截面图；以及

图16是示出了根据第四实施例的成像设备的内部结构的截面图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图说明本发明的实施例。

<1.第一实施例>

<1-1.结构概况>

图1和2是示出了根据本发明第一实施例的成像设备1(1A)的外部结构的视图。具体地说，图1是示出了成像设备1的外部正面结构的主视图，图2是示出了成像设备1的外部背面结构的后视图。示出的成像设备1以可互换透镜的单透镜反射式数字照相机的形式设置。

如图1所示，成像设备1具有照相机主体单元(照相机主体)2。可互换的电子成像透镜单元(可互换透镜)3可拆卸地安装于照相机主体单元2上。

成像透镜单元3主要配置有诸如透镜镜筒36以及与光圈一起容纳在透镜镜筒36内的透镜组37(见图3)的部件。透镜组37(图像获得光学系统)中包括透镜，诸如通过适合于沿光轴方向移动以改变焦点位置的聚焦透镜。

照相机主体单元2在前方的大约中心处具有安装成像透镜单元3的环状支架Mt，并且该照相机主体单元在环状支架Mt的附近具有用于连接或者拆卸成像透镜单元3的连接/拆卸按钮89。

照相机主体单元2在前方的左上部上还具有模式设定转盘82，并且该照相机主体单元在前方的右上部还具有控制值设定转盘86。操作所述模式设定转盘82实现了对各种照相机模式(包括诸如各种照相模式(或者图形图像照相模式，风景图像照相模式以及完全自动照相模式等)、适合于回放所获得的图像的回放模式、以及适合于实现与外部设备的数据通信的通信模式)的设定(或切换)。操作所述控制值设定转盘86实现了相对于各种照相模式的控制值的设定。

照相机主体单元2在前方的左端还具有有利于使拍摄者握住的握持单元14。用于提供曝光开始指令的释放按钮11设置在握持单元14的上表面上。电池室和卡室设置在握持单元14内。举例来说，四节AA大小的干电池作为照相机电源而容纳在电池室内。适合于记录所获得图像的图像数据的存储卡90(见图3)应该可拆卸地容纳在卡室内。

释放按钮11是两级检测型的，适合于检测两种按压状态：半按压状态(S1状态)和全按压状态(S2状态)。当释放按钮11按下一半以获得S1状态时，诸如AF控制操作和AE控制操作的设置生效，所述AF控制操作和AE控制操作用于获得记录有关物体的静止图像、或者考虑要拍摄的图像。当进一步向释放按钮11施加力以获得S2状态时，对考虑要拍摄的图像进行拍摄，换句话说，进行下述一系列操作：从使用图像传感器5(稍后说明)相对于物体图像(即，物体的光图像)进行曝光，直到对由曝光产生的图像信号进行预定图像处理。

参照图2，照相机主体2在后部的大约顶部中心处具有取景器窗口(目镜窗口)10。通过以从取景器窗口10中观看的方式来视觉上确认从成像透镜单元3接收的物体光图像，拍摄者可以使取景生效。换句话说，可以使用光学取景器进行取景。

应该注意的是，根据第一实施例的成像设备1还使用在后部监视器12(稍后说明)上显示的实时图像来进行取景。还应该注意的是，操作者可以以转动切换转盘87的方式在通过光学取景器进行取景操作和通过显示的实时图像进行取景操作之间进行切换。下面对诸如切换的操作进行详细说明。

参照图2，照相机主体单元2在后部的大约中心处还具有后部监视器12。举例来说，后部监视器12以彩色液晶显示器(LCD)的形式设置。后部监视器12适合于显示菜单显示以便对诸如拍摄条件的条件进行设定，并且适合于在回放模式期间回放存储于存储卡90中的所拍摄图像。此外，当操作者选择的不是用光学取景器取景而是用所显示的实时图像取景时，由图像感应器7(稍后说明)获得的多个时间序列图像、或者移动图像作为实时图像显示在后部监视器12上。

主开关81设置在后部监视器12的左上部上。主开关81由两触点滑动开关组成。因而，将触点设置于触点左侧的“OFF”位置时关闭电源，而当将触点设置在触点右侧的“ON”位置时打开电源。

方向选择键84设置在后部监视器12的右部上。方向选择键84具有圆形操作按钮，并且适合于检测相对于操作按钮分别沿四个方向：上、下、左和右以及其它四个方向：右上，左下，右下和左下的按压操作。应注意的是，除了沿上述八个方向的按压操作之外，方向旋转键84还适合于检测相对于中心的按钮的按压操作。

设定按钮组83由用于诸如设定菜单显示和删除图像的操作的多个按钮组成，设定按钮组设置在后部监视器12的左部上。

<1-2.功能块>

现在参照图3描述成像设备1的功能概况。图3是示出了成像设备1的功能结构的方块图。

如图3所示，成像设备1具有诸如操作单元80、总控制单元101、焦点控制单元121、镜控制单元122、快门控制单元123、定时控制电路124和数字信号处理电路50的部件。

操作单元80配置有诸如包括释放按钮11(见图1)和开关的各种按钮的部件。响应于使用者向操作单元80的输入操作，通过总控制单元101实现各种操作。

总控制单元101以微型计算机的形式设置了，并且主要具有诸如CPU、内存、和ROM的部件。总控制单元101是通过在读取保存在ROM中的程序之后用CPU执行所读取的程序来实现不同功能。举例来说，总控制单元101与AF模块20和焦点控制单元121等协同进行用于控制聚焦透镜位置的焦点控制操作。总控制单元101根据由AF模块20检测到的物体对焦情况，使用焦点控制单元121提供AF操作。应该注意的是，AF模块20适合于使用已穿过镜机构6到达的光来根据基于相位差(延迟)方式的对焦情况检测技术检测物体焦点对准条件。

基于从，总控制单元101反馈的信号，焦点控制单元121以通过产生控制信号来驱动电机M1的方式来移位包括在成像透镜单元3的透镜组37中的聚焦透镜。聚焦透镜位置通过包括在成像透镜单元3的透镜位置检测单元39来检测，这使得表示聚焦透镜位置的数据被发送到总控制单元101。因而，诸如焦点控制单元121和总控制单元101的单元适合于沿光轴方向对聚焦透镜运动进行控制。

镜控制单元122用于控制在镜机构6位于避开光路的位置处的状态(镜向上的状态)与该光路通过镜机构6拦截的状态(镜向下的状态)之间的切换。基于从总控制单元101反馈的信号，通过产生控制信号来驱动电机M2的方式，反射镜控制单元122在反射镜向上状态和与反射镜向下状态之间进行切换。

基于人总控制单元101反馈的信号，通过产生控制信号来驱动电机M3的方式，快门控制单元123来控制打开和关闭快门4。

定时控制电路124用来相对于图像传感器5等进行定时控制。

通过光电转换的作用将物体光图像转换为电信号，图像传感器5用来产生与考虑要拍摄的图像有关的图像信号(记录图像信号)。在这里，图像传感器5可以是CCD传感器(也简称为CCD)。图像传感器5也被解释为用于获得记录图像的图像传感器。

响应包括从定时控制电路124反馈的电荷累积开始信号和电荷累积结束信号的驱动控制信号，图像传感器5对成像在光检测平面上的物体图像进行曝光(通过光电转换的作用电荷累积)，使得产生与被曝光的物体图像有关的图像信号。响应从定时控制电路124反馈的读出控制信号，图像传感器5还将上述的与曝光物体图像有关的图像信号输出到信号处理单元51。定时信号(同步信号)从定时控制电路124反馈至信号处理单元51、以及A/D(模拟/数字)转换电路52。

通过信号处理单元51对由图像传感器5获得的图像信号进行预定的模拟信号处理。已经过上述模拟信号处理的图像信号通过A/D转换电路52转换为数字图像数据(图像数据)，然后该数字图像数据被反馈给数字信号处理电路50。

数字信号处理电路50对从A/D转换电路52反馈的图像数据进行数字信号处理，使得产生与所拍摄的图像有关的图像数据。数字信号处理电路50具有黑色等级校正电路53、白平衡(WB)电路54、γ校正电路55和图像存储器56。

黑色等级校正电路53用来将包括从A/D转换电路52输出的图像数据中的每一个像素数据的黑色等级校正为基准黑色等级。WB电路54用来对图像白平衡进行调整。γ校正电路55用来进行拍摄图像色调转换。图像存储器56是高速可存取型的，用于临时保存所产生的图像数据，并且图像存储器具有足以允许对应于多个帧存储图像数据的容量。

在实际拍摄期间，通过总控制单元101对临时保存在图像存储器56中的图像数据进行适当的图像处理(诸如压缩)，接着将其通过卡I/F 132保存在存储卡90中。

临时保存在图像存储器56中的图像数据通过总控制单元101也适当地传送给VRAM 131，使得基于图像数据的图像显示在后部监视器12上。这提供了显示，诸如：确认显示，或者在观看之后，用于核对所拍摄的图像；回放显示，适于回放已经拍摄的图像。

此外，成像设备1还具有不同于图像感应器5的图像感应器7(见图4)。图像感应器7用作用于获得所谓的实时图像、或者用于获得移动图像的图像传感器。图像感应器7还具有同图像感应器5相同的结构。但是，图像感应器7仅需保持足以产生用于实时观看的图像信号或者移动图像的分辨率，因而同图像感应器5相比，图像感应器7通常配置有较少数量的像素。

也对由图像传感器7获得的图像信号进行与对由图像传感器5获得的图像信号所进行的信号处理相同的信号处理。具体地说，通过信号处理单元51对由图像传感器7获得的图像信号进行预定处理，然后通过A/D转换电路52转换成为数字数据，然后通过数字信号处理单元50对该数字数据进行预定的图像处理，然后将其保存在图像存储器56中。

由图像传感器7获得后被保存在图像存储器56中的时间序列图像数据通过总控制单元101也被适当地依次传送给VRAM 131，使得基于所传送的时间序列图像数据的图像显示在后部监视器12上。这提供了适于实现取景的移动图像形式的显示(现场观看)。

此外，成像设备1进一步具有通信I/F 133，并且可以与被称为与接口133连接的目的设备的设备(举例来说，诸如个人计算机)建立数据通信。

此外，成像设备1进一步具有闪光灯41，闪光灯控制电路42和AF辅助发光单元43。闪光灯41是可应用于物体亮度缺乏的情况下的光源。诸如需要或者不需要闪光灯照明以及闪光灯持续时间的需求通过闪光灯控制电路42和总控制单元101等控制。AF辅助发光单元43是用于AF用途的辅助光源。诸如需要或者不需要AF辅助发光单元43的照明以及照明持续时间的需求通过总控制单元101等控制。

<1-3.拍摄操作>

<概况>

现在说明成像设备1的包括取景的拍摄操作。如上所述，成像设备1不仅可以使用构造有取景器光学系统等的光学取景器(也称OVF)提供取景，而且可以使用显示在后部监视器12(随后说明)上的实时图像提供取景。应该注意的是，通过图像传感器7和后部监视器12的使用执行的取景器功能用于在将物体光图像转换成电子数据以后使物体光图像可视化，因而也称电子取景器(EVF)。

如下所述，通过操作切换转盘87，操作者可以在用光学取景器(OVF)取景与用电子取景器(EVF)取景之间进行选择。

图4和图5是示出了成像设备1的截面图。图4示出使用OVF的取景操作，并且图5示出了使用EVF的的取景操作。图6是示出了在曝光期间的操作状态的截面图。

诸如图4所示的图形，反射镜机构6设置在从成像透镜单元3延伸到图像传感器5的光路(拍摄光路)上。反射镜机构6具有向上反射从光学成像系统接收的光的主反射镜61(主反射表面)。主反射镜61部分地或者完全地构造成例如允许从图像拍摄光学系统接收的光的一部分透射的半反射镜。反射镜机构6还具有使已透过主反射镜61的光向下反射的子反射镜62(子反射表面)。已从子反射镜62向下反射的光被引导以便入射在AF模块20上，使得有助于基于相位差方式的AF操作的使用。

在拍摄模式下当释放按钮11进入全按压状态S2之前，换句话说，在取景期间，反射镜机构6被放置成获得反射镜向下的状态(见图4和图5)。然后，在取景期间，从成像透镜单元3接收的物体图像从主反射镜61向上反射以便作为观察用光通量入射在五边形反射镜65上。说明书中的术语“观察用光通量”是指用于观看的光通量。五边形反射镜65具有多个反射镜或反射表面，并且提供物体图像方向校正功能。在入射到五边形反射镜65上之后，根据采用的是上述两种类型的系统(或者OVF和EVF)中的哪一个进行取景的，观察用光通量的路线变化。上述的细节随后说明。根据所选择的期望方式，操作者可以实现取景。

另外，当释放按钮11被设置在全按压状态S2时，反射镜机构6被驱动以便得到反射镜向上的状态，导致曝光操作的启动(见图6)。用于获得要记录的有关物体的静止图像(也称为考虑要拍摄的图像)的操作(或者在曝光期间的操作)对于用上述两种类型的系统OVF和EVF进行取景来说是共通的。

具体地说，如图6所示，在曝光期间，反射镜机构6位于避开拍摄光路的位置中。更具体地说，主反射镜61和子反射镜62向上向上避开，以便不拦截从图像拍摄光学系统接收的光(物体图像)，使得来自成像透镜单元3的光根据打开快门4的定时而到达图像传感器5。图像传感器5通过光电转换的作用基于检测到的光通量而产生物体图像信号。用这样的方式，从物体接收的光通过成像透镜单元3被引导至图像传感器5，从而允许获得有关物体的拍摄图像，即，有关物体的拍摄图像数据。

<使用光学取景器的取景操作>

现在分别描述在取景时使用上述两种类型的系统的操作。

首先，描述使用OVF系统的取景操作。

如图4所示，当反射镜机构6的主反射镜61和子反射镜62被放置在从成像透镜单元3接收的物体图像的光路上时，物体图像通过主反射镜61、五边形反射镜65和目镜67被朝向取景器窗口10引导。如上所述，包括主反射镜61、五边形反射镜65和目镜67的取景器光学系统可适合于朝向取景器窗口10引导观察用光通量，该观察用光通量被包括于从光学图像系统接收的光通量(具体地说，从主反射镜61反射的光通量)中。

更具体地说，从成像透镜单元3接收的光从主反射镜61被反射以便向上改变路线，从而使得反射的光在聚焦屏63上成像以后通过聚焦屏63。然后，已通过聚焦屏63的光图像通过五边形反射镜65而在路线上进一步改变，接着通过目镜67朝向取景器窗口10行进(见在图4中的光路PA)。用这样的方式，已通过取景器窗口10的物体图像到达拍摄者的眼睛(或者观察者的眼睛)以便进行视觉确认。换句话说，拍摄者可以通过在取景器窗口10观察来检查物体图像。

在本发明中，五边形反射镜65具有：两个反射镜平面(达赫反射镜(dach mirror))65a和65b，形成三角形(delta)顶部(同样见图7)；平面65c，固定于达赫反射镜(达赫平面)65a和65b；以及另一个反射镜(反射表面)65e。德尔塔顶部形状的两个反光镜平面65a和65b以通过塑性模制的一体部件65d的形式设置。通过主反射镜61的反射而路线向上改变的光从达赫反射镜65a和65b反射成镜像翻转图像，接着行进到反射镜65e上，在该位置处上述的镜像翻转图像进一步被反射成倒置的图像，该图像将到达拍摄者的眼睛。因而，已通过成像透镜单元3的镜像翻转和倒转的光图像通过五边形反射镜65进一步镜像翻转和倒转。这样使拍摄者能够通过光学取景器观看物体图像，该物体图像的顶部和底部、以及左侧和右侧处于与实际的物体同样的状态。

通过主反射镜61的光从子反射镜62反射，以便向下改变路线，从而反射的光进入AF模块20。诸如AF模块20和焦点控制单元121的单元适合于使用已通过主反射镜61和子反射镜62的光提供AF操作。

<使用电子取景器的取景操作>

现在描述使用EVF的取景操作。

对于该取景操作，如图5所示，反射镜机构6的主反射镜61和子反射镜62也放置在从成像透镜单元3接收的物体图像的光路上。进而，从成像透镜单元3接收的光由主反射镜61反射，以便向上改变路线，从而反射的光在聚焦屏63上成像以后通过聚焦屏63。

但是，有关使用EVF系统的取景操作，已通过聚焦屏63的光通过五边形反射镜65进一步改变路线以后，再次通过分束器71改变路线，从而产生的光通过成像透镜(成像光学系统)69以后在在图像传感器7的镜像平面上重新成像(见图5中的光路PB)。应该注意的是，通过主反射镜61的反射而路线向上改变的光由达赫反射镜65a和65b反射成为镜像翻转的图像，接着行进到反射镜65e，在该位置处上述镜像翻转图像被进一步反射成倒置的图像，该倒置的图像通过成像透镜69而被进一步镜像翻转和倒转，然后到达图像传感器7。

更具体地说，通过与图4比较可看出，图5示出了反射镜65e的角度(相对于照相机主体单元2的安装角度)改变的状态。也就是说，反射镜65e围绕它的下端侧轴线AX1沿箭头AR1示出的方向从图4所示的位置摆动预定角度α。应该注意的是，如下所述，反射镜65e根据拍摄者所进行的操作而做转动运动。

然后，反射镜65e的反射角的改变使由反射镜65e反射的光(也就是说，观察用光通量)的反射角改变，从而导致由反射镜65e引起的反射光的行进路线的改变。具体地说，与图4所示的状态比较，入射到反射镜65e上的角θ1相对地变小，从而反射角θ2也变小。结果，反射镜65e反射的光的路线向上改变，具体地说，从通向目镜67的光路到接近于达赫反射镜65a和65b的光路，接着向分束器71行进，在该位置处反射光的路线进一步改变，之后，通过成像透镜69到达图像传感器7。应该注意的是，分束器71、成像透镜69和图像传感器7设置在目镜67上方，或者设置在这样的位置处，即，在光学取景器取景期间，在该位置处从反射镜65e行进到目镜67的光通量未被拦截。

根据反射镜65e的转动角度α，由反射镜65e反射的光通量的路线被改变角度β，角度β的大不瞒为角度α的两倍(＝2×α)。反过来说，为了将反射光路的行进角度改变角度β，则对于反射镜65e的转动角度来说，则比角β小一半的角α应该足以满足。换句话说，反射镜65e的相对小的转动角提供了由反射镜65e反射的光的路线的相对大的改变。另外，从光学上来讲，反射镜65e和图像传感器7放置成彼此分开。因而，反射镜65e的转动角动的仅仅微小改变即可使得由反射镜65e产生的两个反射光确保被引导至彼此分开的目镜67和图像感应器7。换句话说，反射镜65e的转动角度的微小改变适合于为反射镜65e产生的反射光的光通量提供沿令人满意的两个光路的可选择行进路线。因此，可以使由反射镜65e导致的空间增大最小化。

基于在反射镜65e反射以后通过成像透镜69到达图像传感器7的物体图像，图像传感器7产生实时图像。具体地说，在片刻时间间隔(举例来说，1/60秒)内依次产生多个图像。然进而，获得的时间序列图像依次显示在后部监视器12上。这样使拍摄者能够在视觉上确认显示在后部监视器12的移动图像(即，实时图像)之后，利用显示的移动图像进行取景。

在这种情况下，与使用OVF取景(见图4)相同，还可利用通过主反射镜61和子反射镜62进入AF模块20的光实现AF操作。

如上所述，反射镜65e的反射角度的改变使得观察用光通量的路线(更具体地说，主路线)在被反射镜65e反射以后在以下两个光路之间进行切换，即，从反射镜65e延伸到目镜67和取景器窗口10的光路PA(见图4)、和从反射镜65e延伸到成像透镜69和图像传感器7的光路PB(见图5)。换句话说，反射镜65e的反射角度的改变使得观察用光通量的路线在从反射镜65e反射的并朝向取景器窗口10的第一光路PA与从反射镜65e反射的并朝向图像传感器7的第二光路PB之间切换。

因而，不像现有技术，成像设备1可以实现实时观看，而无需在取景器光学系统的目镜67附近的光路之内设置可移动到物体图像的光路和远离该光路的可移动反射镜。换句话说，成像设备1通过紧凑的构造保证了可获得实时观看。

相比于现有技术中的到达取景器窗口的光大量减少(该减少是由于使用分束器或者半反射镜将观察用光通量分成朝向图像传感器行进的用于实时观看的一个组分、以及朝向取景器窗口行进的另一组分而造成的)的情况，成像设备1还可以避免或者抑制到达光学取景器的光的数量的减少的方式，通过光学取景器提供在明亮的条件下对物体图像进行视觉确认。

在成像设备1中，在包括于五边形反射镜65中的反射镜65a，65b和65e中，对特定反射平面(具体地说，反射镜65e)的反射角度进行改变，而其它反射平面(即，顶部反射镜65a和65b)是固定的。具体地说，观察用光通量的路线的改变由反射平面中的仅仅一个反射平面的驱动引起，从而实现可减少驱动部，从而保证可获得紧凑的构造。

在成像设备1中，光通量的路线的改变通过反射镜65e的反射角度而改变，在包括于取景器光学系统中的五边形反射镜65的反射表面中，指定反射镜65e而不是达赫反射镜65a和65b作为反射表面，同驱动达赫反射镜65a和65b的情况相比，这使得观察用光通量的路线的改变能够更容易地获得。

<在两个取景操作之间切换的机构>

现在描述在使用OVF进行取景操作与使用EVF进行取景操作之间的切换。

图7是成像设备1的俯视图，图8是示出了驱动机构(换句话说，反射镜65e的角度改变机构)的示意图。应该注意的是，有关图7，示出了内部构造，其中它的一部分被拆卸。

如图8所示，矩形反射镜65e被设置成允许围绕近似平行于反射镜的纵向方向的轴线转动。具体地说，矩形反射镜65e在其下端具有轴向件88，该轴向件通过沿反射镜65e下侧设置的插入孔而固定于反射镜65e。轴向件88通过反射镜65e的相对端而被轴向地支撑，以确保允许反射镜65e的转动或摆动。

切换转盘87和转子92固定在轴向件88上。

如图7所示，切换转盘87具有从成像设备1的照相机主体单元2的外表面突出的部分。因而，拍摄者可以通过使用切换转盘87的突出部分进行切换转盘87的转动。应该注意的是，切换转盘87被隔离件96围绕，以防止杂质(诸如灰尘)通过切换转盘87的所述部分进入设备中。

图9是示出在切换转盘87周围的构造的示意图。如图9所示，切换转盘87在它的外圆周上具有两个凹槽Na和Nb。弹性件91也设置在切换转盘87的外圆周上。弹性件91在其尖端处具有突出部91a，该突出部通过施加足够的弹力而被按压在切换转盘87的外圆周上上，从而允许沿着外圆周进行与切换转盘87的转动运动相关的相对运动。弹性件91的突出部91a适合于沿转动方向通过与两个凹槽Na和Nb中的一个选择性地接合而固定于切换转盘87上的位置。当弹性件91的突出部91a与凹槽Na接合时，使用OVF进行取景操作。反过来，当弹性件91的突出部91a与凹槽Nb接合时，使用EVF进行取景操作。

拍摄者可以通过操作切换转盘87而沿箭头AR1所示的方向转动反射镜65e以使弹性件91的突出部91a与凹槽Nb接合，而实现使用EVF进行取景操作。反过来，通过沿箭头AR2所示的方向转动反射镜65e以使弹性件91的突出部91a与凹槽Na接合，而实现使用OVF进行取景操作。

为了检测反射镜65e的角度而设置了转子92和检测器93。如图10所示，在使用OVF进行取景操作期间，检测器93的两个电连接器94a和94b彼此接触，以便提供开启状态。反过来，如图11所示，在使用EVF进行取景操作期间，与轴向件88的转动运动相关联地，通过转子92的突出部92b沿箭头AR3所示方向向电连接器94b施加力，使得电连接器94b向图11的右侧变形。结果，电连接器94b和电连接器94a分离开，使得电连接器94a和94b转变为断开状态。检测器93通过检测上述两种状态(开启和断开)对反射镜65e的角度进行检测。

总控制单元101基于检测器93所获得的检测状态来确定进行了使用OVF的取景操作和使用EVF的取景操作的哪一个。具体地说，当检测器93检测到的状态是开启状态时，总控制单元101确定使用OVF进行取景操作，接着通过停止向图像传感器7供电而进行诸如熄灭后部监视器12的处理。反过来，当检测器93的检测状态是断开的状态时，总控制单元101确定使用EVF进行取景操作，接着进行诸如在后部监视器12上显示实时图像的处理，同时向图像传感器7供电。

<测光处理>

现在，将对使用EVF进行取景操作时的测光处理、和使用EVF进行取景操作时的测光处理一起进行描述。

图12是示出了五边形反射镜65周围的内部构造的放大截面图。如图12所示，目镜67和取景器窗口10设置在光路PA上。另一方面，分束器71、成像透镜69和图像传感器7设置在光路PB上。

分束器71具有改变光的行进方向(即，光的路线或者光路)的光路改变功能。具体地说，分束器71设置在光路PB上，以便将光(更具体地说，已从反射表面65e反射的并沿光路PB行进的光)的路线向上改变约90度。成像透镜69和图像传感器7设置在通过分束器71而行进方向改变所产生的光路PB(或者PB2)上。因而，行进方向已被分束器71改变的光通量将通过成像透镜69在图像传感器7上成像。

在使用EVF进行取景操作期间，反射表面65e设置在位置P1处，使得观察用光通量的路线被切换到光路PB。这时，基于已沿光路PB行进后通过分束器71和成像透镜69而成像在图像传感器7上的物体图像，产生待拍摄的图像。然后，使用这样产生的待拍摄图像来实现实时观看，同时，也使用相同的待拍摄图像来进行测光处理。举例来说，所进行的测光处理是通过将由图像传感器7获得的待拍摄图像划分为多个测光块(举例来说，8(宽)×10(长)＝40(块))来计算相对于每一个测光处理块所检测到的光的数量。此外，基于测光处理的结果进行自动曝光控制，即，确定拍摄参数(诸如适于提供足够亮度的光圈值和快门速度)的处理。

另一方面，在使用OVF进行取景操作期间，反射表面65e设置在位置P2(由图12的虚线示出)处，使得观察用光通量的路线切换至光路PA。这时，通过取景器窗口10提供对物体图像的视觉确认，同时，使用放置在光路PA附近的测光传感器79进行测光处理。测光传感器79以通过成像透镜72检测透过放置在光路PA附近的分束器71的光通量的方式进行测光处理。

考虑到聚焦屏63放置测光传感器79，从而允许对沿图12虚线所示的光路PE行进的光(更具体地说，在光路PA附近行进以后透过分束器71的光)的检测。于是，分束器71落在光路PB上的位置中，也可在光路PE上，但是在光路PE的情况下，沿着光路PE行进的光通量将通过分束器71到达测光传感器79。测光传感器79通过检测沿光路PE行进的光通量进行检测对与沿光路PA行进的观察用光通量的物体图像相同的物体图像(换句话说，与被指定为拍摄目标的物体图像相同的光图像，更具体地说，从稍稍不同的角度、或者从稍微倾斜的方向观看与通过取景器窗口10检测到的物体图像有关的物体的光图像)进行检测。

因而，基于测光传感器79内检测以的光的数量，适当提供测光处理。举例来说，进行测光处理来计算测光传感器79内的所述多个测光单元(举例来说，8×5＝40)中的每一个所检测到的光的数量。另外，基于上述测光处理的结果进行自动曝光控制，也就是，确定拍摄参数(诸如适于提供足够亮度的光圈值和快门速度)的处理。

应该注意的是，在使用OVF进行取景操作期间，观察用光通量的路线切换至光路PA，从而使得没有任何合适的物体图像成像于图像传感器7。因而，如不安装上述类型的测光传感器79的话，会导致在使用OVF进行取景操作期间难以提供适合的测光处理。

图13是示出了一个对照实施例的视图。参照图13，示出了一种使用图像传感器7和测光传感器79而未设置分束器71来实现测光处理的情形。换句话说，图13的对照实施例与上述第一实施例的不同之处在于，前者没有设置分束器71。

如图13所示，光路PB和光路PE在五边形反射镜65的出口附近或者目镜的上部附近的位置XP处交叉。在这种情况下，要求避免放置在光路PB上的成像透镜69和放置在光路PE上的成像透镜72之间相互干涉。为此，在图13的布置中，成像透镜69和成像透镜72放置在与交叉位置XP隔开一段距离的位置处，具体地，相对于每一个光路放置在图13的向后、或向右的位置。这样布置也称后退放置(backed placement)。如图13所示，这种类型布置的应用导致需要在照相机的后侧处有额外空间，以便以后退旋放置的形式设置成像透镜69和72。如上所述的用于后退放置的空间不期望地导致成像设备尺寸的增加。

另一方面，上述第一实施例(见图12)试图通过设置分束器71来改变光路PB的路线，从而消除了对上述用于避免干涉的后退放置的需要，使得在放置时具有较高的自由度。具体地说，上述第一实施例试图实现小型化，同时，通过将成像透镜69和图像传感器7设置在由行进方向改变而产生的光路PB2上同时将成像透镜72和测光传感器79设置成接近于分束器71，避免了成像透镜69和72之间的干涉。

<2.第二实施例>

第二实施例涉及到对第一实施例的改进。下列的描述着重放在与第一实施例的不同之处上。图14是示出了根据第二实施例的成像设备1B的五边形反射镜65周围内部结构的放大截面图。

如图14所示，成像设备1B与成像设备1A的不同于在于，前者用半反射镜73代替分束器71。

半反射镜73也提供了与分束器71同样的功能。举例来说，包括：在使用EVF取景期间改变沿光路PB行进的光的行进方向的功能、和在使用OVF取景期间允许沿光路PE行进的光透镜的功能。

这种类型的结构也能获得与第一实施例同样的效果。

<3.第三实施例>

第三实施例涉及到对第一实施例的不同的改进。下列的描述着重放在与第一实施例的不同之处上。图15是示出了根据第三实施例的成像设备1C的五边形反射镜65周围内部结构的放大截面图。

如图15所示，说到要点，成像设备1C所采用的结构看起来是相对于成像设备1A而近似颠倒了图像传感器7与测光传感器79之间的位置关系。

具体地说，成像透镜67和图像传感器7设置在光路PB上，更具体地说，设置在由通过分束器71的透射而产生的光路(透射光路)PB上3。成像透镜72和测光传感器79设置在光路PE上，更具体地说，设置在由分束器71改变行进方向的所产生的光路PE3上。应该注意的是，目镜67和取景器窗口10设置在光路PA上，如同第一实施例。

在使用EVF进行取景操作期间，反射表面65e位于位置P1处，使得观察用光通量切换至光路PB。这时，基于沿着光路PB行进以后成像在图像传感器7上的物体图像，产生待拍摄图像。然后，使用这样产生的待拍摄图像实现实时观看，同时，也使用同样的拍摄图像进行测光处理。当观察用光通量的路线选择光路PB时，图像传感器7将通过检测透过放置于光路PB上的分束器71的光通量进行测光处理。

另一方面，在使用OVF进行取景期间，反射表面65e位于位置P2(由图12的虚线所示)处。这时，观察用光通量的路线切换成光路PA，使得通过取景器窗口10提供对物体图像的视觉确认，同时，使得使用放置在光路PE、或者PE3上的测光传感器79进行测光处理，所述PE3是相对于沿光路PA附近的光路PE行进的光通量而由分束器71改变行进方向而产生的。分束器71放置在光路PA的附近，使得沿光路PE行进的光通量的行进方向(具体地说，从五边形反射镜65的出口侧朝向分束器71行进的光路)在光路PA的附近向上改变。测光传感器79设置于通过分束器71改变行进方向所产生的光路PE3上。考虑到聚焦屏63设置测光传感器79，使得允许通过成像透镜72检测在光路PE上行进的光通量。具体地说，光通量是，从五边形反射镜65的出口侧朝向分束器71行进以后，沿着由通过分束器71(更具体地说，分束器71的反射表面)的反射改变行进方向而产生的光路PE3行进的光通量。换句话说，测光传感器79将检测与物体图像近似相同的光图像，更具体地说，从稍稍不同的角芳或者稍微倾斜的方向观看与通过取景器窗口10检测的物体图像有关的物体时的光图像。然后，基于测光传感器79内检测的光数量而适当地提供测光处理。

应该注意的是，在使用OVF进行取景操作期间，观察用光通量的路线切换成光路PA，从而使得没有任何合适的物体图像成像于图像传感器7。因而，如不安装上述类型的测光传感器79的话，会导致在使用OVF进行取景操作期间难以提供适合的测光处理。

第三实施例(见图15)通过设置分束器71试图改变光路PB，更具体地说，改变其行进方向，从而消除了对上述用于避免干涉的后退放置的需要，使得在放置时具有较高的自由度。具体地说，第三实施例试图实现小型化，同时，通过将成像透镜72和测光传感器79设置在由行进方向的改变所产生的光路PE3上同时将成像透镜69和图像传感器7设置成相对接近于分束器71，避免了两个成像透镜69和72之间的干涉。

<4.第四实施例>

第四实施例涉及到对第三实施例的改进。下列的描述着重放在与第三实施例的不同之处上。图16示出了根据第四实施例的成像设备1D的五边形反射镜65周围内部结构的放大截面图。

如图16所示，成像设备1D与根据第三实施例的成像设备1C的不同之处在于，前者用半透明反射镜73代替分束器71。

半透明反射镜73也提供了与分束器71同样的功能。举例来说，包括：在使用EVF取景期间改变沿光路PB行进的光的行进方向的功能、和在使用OVF取景期间允许沿光路PE行进的光透镜的功能。。

这种类型的结构也能获得与第三实施例同样的效果。

<5.其它的改进>

虽然上面已对本发明的实施例进行了描述，但是本发明不限于先前描述的那些内容。

举例来说，虽然以述实施例的每一个都示出了允许围绕反射镜65e的下端侧面轴线AX1转动的情形，但不限于以上所述。应用诸如通过平行位移的转动运动的结合来改变反射镜65e的角度的曲柄机构的机构也是允许的。更具体地说，反射镜65e的角度的改变可以通过以下实现，即，沿成像设备1的轴向方向移动穿过反射镜65e的竖直中心的中心轴线，同时围绕上述中心轴线转动。

虽然上述的实施例中的每一个都示出了涉及允许通过反射镜65e(在包括于取景器光学系统的五边形反射镜65的反射面中，指定反射镜65e而不是达赫反射镜65a和65b作为反射表面)的反射角的改变观察用光通量的路线的情形，但不限于以上所述，通过转动达赫反射镜65a和65b改变观察用光通量的路线也是允许的。

虽然上述的实施例中的每一个都示出了涉及在包括在取景器光学系统中的反射镜65a、65b、和65c中，对特定反射表面(即，反射镜65e)的反射角度进行改变的情形，而其它反射表面(即，达赫反射镜65a和65b)是固定的，但不限于以上所述，举例来说，通过旋转多个反射表面来改变观察用光通量的路线也是允许的。

虽然上述实施例中的每一个都示出了涉及通过利用拍摄者的物理操作(换句话说，通过人工操作)来对反射镜65e的角度进行改变的情形，但不限于以上所述，举例来说，通过使用诸如电机的驱动设备改变诸如反射镜65e的反射镜的角度也是允许的。

虽然上述实施例中的每一个都示出了涉及通过分束器71或者半反射镜73将每个光路的路线(PB或者PE)向上做改变的情形，但不限于以上所述。举例来说，通过分束器71沿水平方向改变光路PB也是允许的。换句话说，分束器71可以用来将观察用光通量行进方向改变为近似垂直于包含有主反射镜61反射之前和之后的光路(更具体地说，反射之前和之后不久的两个光路的光轴)的平面的方向、或者近似垂直于薄板平面的方向。可替换地，可以使用半反射镜73对行进方向进行类似改变。

虽然上述实施例中的每一个都示出了涉及可以应用于数字照相机的情形，但不限于以上所述，也可应用于装胶卷类型的照相机。具体地说，图像传感器5的成像平面仅仅被替换为胶卷的成像平面，而不设置图像传感器5。

根据本发明，可以实现实时观看，而无需在取景器光学系统的光路内进一步设置可移动到和远离取景器光学系统的光路的可移动反射镜。相比于到达取景器窗口的光大量减少(该减少是由于使用分束器或者半反射镜将观察用光通量分成朝向图像传感器行进的用于实时观看的一个组分、以及朝向取景器窗口行进的另一组分而造成的)的情况，本发明还可以通过光学取景器提供在明亮的条件下对物体图像进行视觉确认。

此外，根据本发明，当观察用光通量的路线选择第二光路时，使用第一图像传感器进行测光处理，而当观察用光通量的路线选择第一光路时，使用测光传感器进行测光处理。因此，可适当地实现测光处理。特别地，测光传感器或者第一图像传感器放置在由光路改变装置改变行进方向所产生的光路上，使得在放置进能够获得较高的自由度。

应当理解，在所附权利要求或其等同物的范围内，本领域技术人员可以根据设计要求和其它因素进行各种修改、组合、子组合和改变。

相关申请交叉参考

本专利包含与2006年12月27日向日本专利局提交的日本专利申请JP 2006-351871有关的主题，该申请的全部内容均结合于此作为参考。

Claims (20)

1.一种成像设备，包括：

取景器光学系统，适合于朝向取景器窗口引导观察用光通量，所述观察用光通量被包括在从光学成像系统接收的光通量中，具体地说，被包括在已从主反射表面反射的光通量中；

第一图像传感器，用来通过检测所述观察用光通量而产生图像信号；

测光传感器；以及

光路改变装置，适合于改变光路；

其中：

所述取景器光学系统具有反射所述观察用光通量的第一反射表面，

所述第一反射表面适合于改变所述观察用光通量的反射角，

所述第一反射表面的所述反射角的变化使得所述观察用光通量的路线在第一光路与第二光路之间切换，所述第一光路从所述第一反射表面反射并朝向所述取景器窗口，所述第二光路从所述第一反射表面反射并朝向所述第一图像传感器，

当所述观察用光通量的路线选择所述第二光路时，所述第二光路的行进方向通过放置在所述第二光路上的光路改变装置而被改变，这使得使用放置在由于所述行进方向的改变而产生的第二光路上的所述第一图像传感器进行测光处理，并且

当所述观察用光通量的路线选择所述第一光路时，使用放置在所述第一光路附近的所述测光传感器进行测光处理。

2.根据权利要求1所述的成像设备，当所述观察用光通量的路线选择所述第一光路时，通过检测在第一光路附近传播之后经过所述光路改变装置的所述光通量，所述测光传感器进行测光处理。

3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述光路改变装置包括分束器。

4.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述光路改变装置包括半反射镜。

5.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述光路改变装置将所述观察用光通量的行进方向改变为与包括从所述主反射表面反射之前和之后的光路的平面大致垂直的方向。

6.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一反射表面包括所述取景器光学系统的五边形反射镜的其中一个反射表面。

7.根据权利要求6所述的成像设备，其中，所述第一反射表面包括所述取景器光学系统的所述五边形反射镜的所述反射表面中的除了顶平面之外的反射表面。

8.根据权利要求7所述的成像设备，其中，所述第一反射表面围绕所述第一反射表面的下端侧轴线转动。

9.根据权利要求1所述的成像设备，进一步包括：第二图像传感器，在所述主反射表面被放置在避开拍摄光路的位置的情况下，所述第二图像传感器用来通过检测从所述光学成像系统接收的光通量而产生图像信号。

10.根据权利要求1所述的成像设备，进一步包括：显示单元，用来显示通过所述第一图像传感器获得的时间序列图像。

11.一种成像设备，包括：

取景器光学系统，适合于朝向取景器窗口引导观察用光通量，所述观察用光通量被包括在从光学成像系统接收的光通量中，具体地说，被包括在已从主反射表面反射的光通量中；

第一图像传感器，用来通过检测所述观察用光通量而产生图像信号；

测光传感器；以及

光路改变装置，适合于改变光路，

其中：

所述取景器光学系统具有反射所述观察用光通量的第一反射表面，

所述第一反射表面适合于改变所述观察用光通量的反射角，

所述第一反射表面的所述反射角的变化使得所述观察周光通量的路线在第一光路与第二光路之间切换，所述第一光路从所述第一反射表面反射并朝向所述取景器窗口，所述第二光路从所述第一反射表面反射并朝向所述第一图像传感器，

当所述观察用光通量的路线选择所述第一光路时，使用适合于检测所述光通量的所述测光传感器进行测光处理，所述光通量的行进方向已被放置在所述第一光路附近的所述光路改变装置改变，以及

当所述观察用光通量的路线选择所述第二光路时，使用放置在所述第二光路上的所述第一图像传感器进行测光处理。

12.根据权利要求11所述的成像设备，其中，当所述观察用光通量的路线选择所述第二光路时，通过检测经过所述光路改变装置传输的所述光通量，所述第一图像传感器进行测光处理。

13.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述光路改变装置包括分束器。

14.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述光路改变装置包括半反射镜。

15.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述光路改变装置将所述观察用光通量的行进方向改变为与包括从所述主反射表面反射之前和之后的光路的平面大致垂直的方向。

16.根据权利要求11所述的成像设备，其中，所述第一反射表面包括所述取景器光学系统的五边形反射镜的其中一个反射表面。

17.根据权利要求16所述的成像设备，其中，所述第一反射表面包括所述取景器光学系统的所述五边形反射镜中的所述反射表面中的除了顶平面之外的反射表面。

18.根据权利要求17所述的成像设备，其中，第一反射表面围绕所述第一反射表面的下端侧轴线转动。

19.根据权利要求11所述的成像设备，进一步包括：第二图像传感器，在所述主反射表面被放置在避开拍摄光路的位置的情况下，所述第二图像传感器用来通过检测从所述光学成像系统接收的光通量而产生图像信号。

20.根据权利要求11所述的成像设备，进一步包括显示单元，用来显示通过所述第一图像传感器获得的时间序列图像。

Images