JP2001094848A - モニター付カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】カメラシステム全体をコンパクトにすることが
でき、部品の単純化が図れ、光の取り込み効率を向上さ
せることが可能なモニター付カメラを提供すること。 【解決手段】モニター付カメラであって、前記撮影光学
系からの光束を、該撮影光学系による第一結像位置とは
別の第二結像位置に向けて偏向する回折光学手段を有
し、前記第二結像位置に結像した被写体像をモニターす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モニター（ファイ
ンダーユニット）付カメラに関し、特に、カメラシステ
ム全体をコンパクトにすることができ、部品の単純化が
図れ、光の取り込み効率を向上させることが可能なモニ
ター付カメラの実現を目指すものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカメラにおいて、特に銀塩カメラ
においてはそのファインダーに様々な種類の物があっ
た。代表的な物では、撮影光路を通ってきた光を反射ミ
ラーを利用して撮影画面と別の所に結像させ、その像を
接眼レンズを使って覗くタイプの、所謂、一眼レフレッ
クスタイプのファインダーが有名である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記一
眼レフ式のファインダーには次のような欠点があり、そ
れを克服する事が望まれていた。一般的に、このような
従来の一眼レフのものにおいては、４５度の反射ミラー
が撮影レンズの後方にあり、撮影時にこのミラーが接眼
部からの光漏れ防止も兼ねてピント板面側に跳ね上がる
ため、このミラーの動く軌跡分だけ撮影レンズを前に出
してレイアウトしなければならず、特に焦点距離の短い
広角レンズが撮影レンズとなる場合は、凹レンズが前面
に来て焦点距離を決めるレンズの主点位置がレンズユニ
ットから極端に後ろにある、所謂レトロフォーカスタイ
プのレンズを使う事となり、レンズが異様に大型化する
という問題があった。特に、この種のカメラは、交換レ
ンズ式のシステムカメラが一般的であるため、複数のワ
イド系のレンズすべてが大型化するといった問題が生じ
る。

【０００４】そこで、本発明は、上記した従来のものに
おける課題を解決し、カメラシステム全体をコンパクト
にすることができ、部品の単純化が図れ、光の取り込み
効率を向上させることが可能なモニター付カメラを提供
することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来のも
のにおける課題を達成するため、モニター付カメラをつ
ぎの（１）〜（１０）のように構成したことを特徴とす
るものである。 （１）本発明のモニター付カメラは、撮像光学系による
被写体像をモニターする構成を備えたモニター付カメラ
であって、前記撮像光学系からの光束を、該撮像光学系
による第一結像位置とは別の第二結像位置に向けて偏向
する回折光学手段を有し、前記第二結像位置に結像した
被写体像をモニターすることを特徴としている。 （２）本発明のモニター付カメラは、前記回折光学手段
が、反射系であることを特徴としている。 （３）本発明のモニター付カメラは、前記回折光学手段
が、前記撮像光学系側の第一結像位置近傍に形成されて
いることを特徴としている。 （４）本発明のモニター付カメラは、前記回折光学手段
が、前記撮像光学系の光軸に対して垂直方向に移動する
ことを特徴としている。 （５）本発明のモニター付カメラは、前記回折光学手段
が、フォーカルプレーンシャッターの先幕上に形成され
ていることを特徴としている。 （６）本発明のモニター付カメラは、前記第二結像位置
には、複数の画素を有するエリアセンサーが設けられ、
該エリアセンサーに前記回折光学手段によって偏向され
た光束を結像する構成を備えていることを特徴としてい
る。 （７）本発明のモニター付カメラは、前記エリアセンサ
ーからの画像を、前記モニターへ出力する画像出力手段
を有していることを特徴としている。 （８）本発明のモニター付カメラは、前記エリアセンサ
ーが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色ごとに結像位置を平面的に分割
して形成することを特徴としている。 （９）本発明のモニター付カメラは、前記各色のエリア
センサーが、前記回折光学手段側からみてＢ，Ｇ，Ｒの
順に並べて設けられていることを特徴としている。 （１０）本発明のモニター付カメラは、前記エリアセン
サーが、それぞれ大きさが異なるように構成されている
ことを特徴としている。

【０００６】

【発明の実施の形態】上記した構成を採ることにより、
レンズバックを長くとっている従来のカメラのようにワ
イド系レンズが大型化するようなことがなく、カメラシ
ステム全体をコンパクトにすることができる。また、上
記したように回折光学系をフォーカルプレーンシャッタ
ーの先幕上に形成する構成を採ることにより、部品の単
純化を図ることができる。その際、フォーカルプレーン
シャッターの両側に回折格子と接触しないようにレール
を設けた事により、耐久性の高い回折格子付フォーカル
プレーンシャッターを構成することが可能となる。ま
た、上記したように回折光学系によりＲ，Ｇ，Ｂの三色
に分かれた光を別々のエリアセンサー上に結像させるよ
うに構成することで、エリアセンサー上のカラーフィル
ターを無くすことができ、光の取り込み効率を向上させ
ることが可能となる。また、上記したように各色のエリ
アセンサーが、回折光学手段側からみてＢ，Ｇ，Ｒの順
に並べ、回折効果の高い短い波長のＢ（ブルー）側を、
回折光学系の方向にレイアウトすることによって、コン
パクトな２次結像光学系を作ることが可能となり、カメ
ラボディを更に小さくすることができる。また、上記し
たようにエリアセンサーを、それぞれ大きさが異なるよ
うに構成することによって、これらのセンサーを同一の
基板上に作り込むことが可能となり、シンプルで小型の
システムを形成することができる。

【０００７】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。 ［実施例１］図１及び図２は本発明の実施例１の構成を
示す図であり、図３はホログラム反射板の反射原理図で
ある。また、図７は従来例を示す。図７において、１は
銀塩フィルムで、フォーカルプレーンシャッター２によ
り後述の撮影レンズ系７からの光を遮光されていると同
時に、不図示のカメラ本体により遮光、指示されてい
る。３はクイックリターンミラーで、図７の位置では撮
影レンズ系７からの被写体光を反射させ、ピント板４、
ペンタプリズム５、接眼レンズ６を通して、不図示の撮
影者の目に導く役割を果たしている。７は撮影レンズ系
で、撮影レンズ７ａとレンズ駆動用のモーター７ｂを内
蔵していて、通常この様な構成のカメラはレンズ交換式
のシステムカメラが多く、公知の不図示のマウントによ
りカメラ本体に固定されている。この様な構成の従来の
カメラは、前述したが図７から明らかなように、クイッ
クリターンミラー３、及びピント板が邪魔をして、撮影
レンズ系７を固定する位置が、例えば３５ｍｍフィルム
フォーマットであれば、フィルム面１から約４４ｍｍと
非常に大きなものになっている。

【０００８】これに対して、図１に示す本実施例のもの
においては、１はフィルム、２はフォーカルプレーンシ
ャッターで、その直前にホログラム反射板１１が図中矢
印（イ）方向に移動可能に形成されている。撮影レンズ
系７は、光路切り欠き部７ｃを有し、ワイド系のレンズ
を中心に図１に示すように、同じスペックのレンズを搭
載した図７と比較して小型化が可能となっている。撮影
レンズ系７から入射した被写体光は、ホログラム反射板
２によって、幾何光学に反し、斜めに反射して全反射ミ
ラー１２を介し、レンズ群１３によりＣ−ＭＯＳセンサ
ー１４に結像される。なお、ホログラム反射板の反射原
理については図３を使って後述する。

【０００９】レンズ群１３には、ファインダー像の各波
長Ｒ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）別
に、異なる結像レンズが一体に構成されており、それぞ
れの波長にあった形状で良好な像をそれぞれのセンサー
部に結像している。Ｃ−ＭＯＳセンサー１４は、各色の
センサー部１４ａ、１４ｂ、１４ｃを、レンズ群１３の
各色用のレンズ１３ａ、ｂ、ｃの結像位置に持っている
ばかりでなく、このセンサー外に画像処理用の公知の回
路を一体に有している。また、図２に示す各センサーは
Ｂ，Ｇ，Ｒの順番で少しづつ大きさが大きくなるように
構成されており、こうする事により同一基板上に性能良
く結像する事が可能となる。また各センサーの形状は収
差を補正する為に、略台形形状をしている。また、１５
はアパーチャで、所謂前記フィルム１の有効画面部を形
成している。

【００１０】１６はファインダー（モニター）ユニット
で、１６ａは表示部である小型のＬＣＤで、不図示の照
明手段（後述の例ではＲＧＢ各色のＬＥＤ）により照明
されており、接眼レンズ１６ｂにより 撮影者の目に結
像される構成になっている。このＬＣＤ１６ａは、例え
ばモトローラ社の発表しているＶｉｒｔｕｏ Ｖｕｅの
様な物が望ましい。このＬＣＤ１６ａには、後述する画
像処理回路を介して、Ｃ−ＭＯＳセンサーで撮像した画
像が表示される。１７は、通常は取り外されているファ
インダースクリーンで、ファインダー接眼レンズ１６ｂ
に目を近づけて観察するような場合以外に使用され、こ
のスクリーン上にＬＣＤ１６ａの画像を投影する事によ
って、目を接眼部から離して観察する、所謂ウエストレ
ベルファインダーの役割を果たすものである。

【００１１】図３は、図１に示したホログラム反射板１
１の光を斜めに反射する原理を説明する原理図である。
図中（ａ）は反射板１１に垂直に入射した光の反射状態
を示した説明図であり、（ｂ）は角度（図中左側より）
を持った光の反射を示しており、また、（ｃ）も角度
（図中右側より）を持った光の反射を示す図である。そ
れぞれの図に示す階段状の構造はホログラム反射板１１
の一部を示しており、階段のピッチ及び段差は、約光の
波長の数倍以下、すなわち２μｍ前後に構成され、その
滑らかに形成された表面には、光を効率よく反射する為
の金属膜が蒸着してある。図３（ａ）を中心に説明する
と、このホログラム反射板１１に向かってくる矢印は入
射光を表し細かい矢印の一つ一つは光の波長を表す（こ
こでは考え易いように光は単色光とする）。通常の幾何
光学であれば、この垂直な入射光はそのまま垂直に反射
していく（図中小さな矢印で描いてある）が、例えば図
３の様に階段状の段差が光の波長の２倍くらい（約１
μ）であると、隣同士の光（図では別の矢印として記載
されているが）、つまり、単一光源から出たコヒーレン
シーな光はお互いに波の位相がそろおうとするため、図
中の太い矢印で示す方向に曲がって反射する。これが回
折反射の０次光で実際には＋１次光、−１次光その他な
どが発生するのであるが 回折の形状設計で押さえる事
が出来る。図３（ｂ）（ｃ）はそれぞれ角度を持って入
射する光の回折による反射方向を示したものである。こ
れらも図３（ａ）と同じである。

【００１２】図４は、本実施例のカメラに適した回路構
成図であり、５１はカメラの動作やシーケンスをコント
ロールするマイコン、５２はモータードライバーであ
り、このモータードライバー５２によりカメラのフィル
ムを給送するフィルム給送モーター５４をドライブし、
あるいは前記ホログラム反射板１１を駆動するモーター
５３をドライブする。５５はさまざまなレンズ系７とマ
ウントで接続された時に、レンズ側の不図示のマイコン
と動作の為の通信を行うレンズインターフェース回路で
ある。５６はカメラのホールド部にある感圧式のグリッ
プＳＷ（スイッチ）でユーザーがカメラを持った時に自
動的にスイッチが入って、マイコン５１にカメラをユー
ザーが持っている事を知らせる。５７〜６０までは、カ
メラのファインダーの接眼部のごく近傍に形成されてい
る公知のアイ検知システムの構成図で、５７はＳＰＣな
どの赤外光を検出するセンサー、５８はプルアップ抵
抗、５９は赤外発光ダイオード、６０はスウィッチング
トランジスターで、発光ダイオード５９から出た赤外光
の瞳表面による反射（プルキニエ像）をセンサー５７で
検出して接眼レンズをユーザーの目が覗いているか否か
を検出する構造になっている。６１は、図１で説明した
Ｃ−ＭＯＳセンサー（Ｃ−ＭＯＳセンサー１４）でモニ
ター用の画像をセンシングしており、画像生成回路６２
により所定のデジタル信号に変換して画像メモリー６３
に格納する。６４はモニタードライバーであり、これに
よって前述したように、例えばモトローラ社の発表して
いるＶｉｒｔｕｏ Ｖｕｅの様な携帯型商品に向いたモ
ニター６５、及びそれを照明するバックライトＬＥＤ６
６をドライブして、モニター画像が３０フレーム／秒の
動画となるようにコントロールしている。

【００１３】つぎに、図５のフローチャートを用いて、
以上の様な構成による動作を説明する。＃１０１でユー
ザーが不図示のメインＳＷをＯＮして撮影準備動作に入
るとマイコン５１はカメラの各ＳＷの状態を見にいっ
て、カメラが今どのような状況にあるかのチェックとユ
ーザーの意図の検出を行う。ここでグリップＳＷ５６が
入っていれば ユーザーはカメラをホールドしている事
になる。＃１０３でアイ検知システム５７−６０の出力
があるかないかを検出してなければ、＃１０４で例えば
１秒のタイマーをセットし＃１０５を介して、１秒後に
再び＃１０２に戻り今の動作を繰り返す。＃１０３でユ
ーザーの眼球のプルキニエ像が検出されると、マイコン
５１はユーザーがカメラを覗き込んでいると判断して、
＃１０６でＣ−ＭＯＳセンサーの電源を入れ、且つレン
ズ７ａを介してはいってくる被写体光を使って、＃１０
７で被写体距離を測定する測距動作を行う。

【００１４】＃１０８は、例えば、かばんの中にカメラ
が入っていてグリップ部を他の荷物が押していて、且つ
接眼部の近傍にぴかぴか光るものがあった場合などを想
定した誤動作防止のフローで、この場合ＡＦが超至近距
離と判別した場合は上記間違ったシチュエイションにあ
ると判別している。＃１０８で超至近と判別された場合
は＃１０９で例えばブザーを鳴らすなどの警告表示を行
った後＃１１１でレリーズボタンを見に行き、そこが押
されていなければ、もう一度＃１０２の待機フローに戻
る。これは後述するＥＶＦ１６ａやＣ−ＭＯＳセンサー
１２を起動すると少なからず、消費電力がかかり、本実
施例の様な携帯型カメラでは小型電池の寿命なども考え
て、極力消費電力を押さえるという考えに基づいて構成
されている。また、＃１１１で万が一レリーズボタンが
押されていれば、撮影準備状態という事で＃１１０に移
行し、＃１０８でＡＦが超至近でなかった場合と同じフ
ローとなる。＃１１０でＥＶＦ１６ａとＣ−ＭＯＳセン
サー１４が起動するとファインダーの画像がユーザーに
見えてくる。

【００１５】その後、＃１３１で再びレリーズボタンを
見にいって、第一ストロークであるＳＷ−１が押されて
いると＃１１２で被写界の測光を行い＃１１３で被写界
輝度が所定値より低いか、あるいは逆行シーンかの判別
をして、必要であれば＃１１４でストロボのチャージを
行い＃１１５でレンズの絞りとフォーカルプレーンシャ
ッターの露光値を決定して＃１１６で再び測距を行い、
適正なフォーカス位置にレンズ７ａをアクチュエーター
７ｂを使って移動させた後、＃１１８でファインダーＥ
ＶＦに公知のキャラクタージェネレーターなどを使って
撮影準備が完了した事やその他の表示を行い、＃１１９
でレリーズボタンの第二ストロークであるＳＷ−２が押
されているかの判別を行い、Ｎであれば＃１１８に戻
り、Ｙであれば以下カメラの露光動作に移行する。

【００１６】＃１２０は、カメラの露光動作のスタート
で露光を始める直前の画像データーを画像メモリー６３
に記録すると同時に、モニタードライバー６４によりそ
の被写体画像を一連の露光動作が終了するまでモニター
６５に出し続ける。その後＃１２１で前述の＃１１５で
決定した露光値にしたがって、レンズ７の絞り値を制御
し、＃１２２で不図示のアクチュエーターを使ってホロ
グラム反射板１１を画面外に退去させる。その動作に少
し遅れて＃１２３でシャッターの先幕をスタートさせて
露光動作を開始させ＃１１５で決定した適性露光値にし
たがってシャッターの後膜をスタートさせて＃１２６で
露光を終了させる。＃１２７で前述のホログラム反射板
１１やＦＰシャッター２を元の位置に戻して、＃１２８
で前述のモニタードライバー６４による露光直前の画像
をモニターに表示する動作をキャンセルしてリアルタイ
ムにＣ−ＭＯＳセンサー１４に取り込まれる画像を表示
するようにし、その後公知のフィルム巻き上げ動作を＃
１２９、＃１３０で行って、一連のシーケンスを終了す
る。

【００１７】［実施例２］図６は、本発明の実施例２の
構成を示すものである。本実施例は、前記実施例１で説
明したホログラム反射板１１を、フォーカルプレーンシ
ャッター２の先幕に一体に構成したものである。２ａ
は、先幕５枚の中の１枚を描いたもので、１１は前述の
原理図である図３に示した回折格子で、フォーカルプレ
ーンシャッター２の表面に一体的に成形されている。２
ｂは、前記回折格子がシャッタ１１の作動中に、他の羽
根の一部と接触しないように構成されたレールで、羽根
のベースの面から約１０μ突出して構成されている。こ
の様な構成とした時の動作、及び制御回路はほぼ前述の
ものと同様なので、ここでは略すが、本実施例の構成に
より、回折格子がフォーカルプレーンシャッターと接触
することが防止されるため、耐久性の高い構成を得るこ
とができ、更にメカニカルにレンズ７のレンズバックを
短くし、あるいはアパーチャー周りの構成を簡単にする
ことが可能となる。

【００１８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、レンズバックを長くとっている従来のカメラのよう
にワイド系レンズが大型化するようなことがなく、カメ
ラシステム全体をコンパクトにすることができる。ま
た、本発明によれば、回折光学系をフォーカルプレーン
シャッターの先幕上に形成することにより、部品の単純
化を図ることができる。その際、フォーカルプレーンシ
ャッターの両側に回折格子と接触しないようにレールを
設けた事により、耐久性の高い回折格子付フォーカルプ
レーンシャッターを構成することが可能となる。また、
本発明によれば、回折光学系によりＲ，Ｇ，Ｂの三色に
分かれた光を別々のエリアセンサー上に結像させるよう
に構成することで、エリアセンサー上のカラーフィルタ
ーを無くすことができ、光の取り込み効率を向上させる
ことが可能となる。また、本発明によれば、各色のエリ
アセンサーが、回折光学手段側からみてＢ，Ｇ，Ｒの順
に並べ、回折効果の高い短い波長のＢ（ブルー）側を、
回折光学系の方向にレイアウトすることによって、コン
パクトな２次結像光学系を作ることが可能となり、カメ
ラボディを更に小さくすることができる。また、本発明
によれば、エリアセンサーを、それぞれ大きさが異なる
ように構成することによって、これらのセンサーを同一
の基板上に作り込むことが可能となり、シンプルで小型
のシステムを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の構成を示す図。

【図２】本発明の実施例１におけるＣ−ＭＯＳセンサー
等の詳細を説明するための図。

【図３】ポログラム反射板の反射原理についての説明
図。

【図４】本発明の実施例１におけるカメラに適した回路
の構成図。

【図５】本発明の実施例１におけるカメラの動作を説明
するためのフローチャート。

【図６】本発明の実施例２の構成を示す図。

【図７】従来例の構成を示す図。

【符号の説明】

１：銀塩フィルム ２：フォーカルプレーンシャッター ３：クイックリターンミラー ４：ピント板 ５：ペンタプリズム ６：接眼レンズ ７：撮影レンズ ７ａ：撮影レンズ ７ｂ：レンズ駆動用のモータ １１：ホログラム反射板 １２：全反射ミラー １３：レンズ群 １３ａ、１３ｂ、１３ｃ：各色用レンズ １４：Ｃ−ＭＯＳセンサー １５：アパーチャ １６：ファインダー（モニター）ユニット １６ａ：ＬＣＤ １６ｂ：接眼レンズ １７：ファインダースクリーン ５１：マイコン ５２：モータードライバー ５３：ホログラム反射板駆動用モーター ５４：フィルム給送モーター ５５：レンズインターフェース回路 ５６：グリップＳＷ（スイッチ） ５７：検出センサー ５８：プルアップ抵抗 ５９：赤外発光ダイオード ６０：スイッチングトランジスター ６１：Ｃ−ＭＯＳセンサー ６２：画像生成回路 ６３：画像メモリー ６４：モニタードライバー ６５：モニター ６６：バックライトＬＥＤ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 9/09 Ｈ０４Ｎ 9/09 Ａ ９Ａ００１ 9/097 9/097 Ｆターム(参考） 2H018 AA32 2H087 KA14 RA44 RA46 TA04 2H100 AA31 5C022 AC03 AC09 AC42 AC52 AC54 AC74 5C065 AA03 CC01 DD15 DD19 EE01 EE02 EE20 FF03 9A001 BB03 HH18 HH23 HH34 JJ71 KK42

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像光学系による被写体像をモニターする
   構成を備えたモニター付カメラであって、前記撮像光学
   系からの光束を、該撮像光学系による第一結像位置とは
   別の第二結像位置に向けて偏向する回折光学手段を有
   し、前記第二結像位置に結像した被写体像をモニターす
   ることを特徴とするモニター付カメラ。
2. 【請求項２】前記回折光学手段が、反射系であることを
   特徴とする請求項１に記載のモニター付カメラ。
3. 【請求項３】前記回折光学手段が、前記撮像光学系側の
   第一結像位置近傍に形成されていることを特徴とする請
   求項１または請求項２に記載のモニター付カメラ。
4. 【請求項４】前記回折光学手段が、前記撮像光学系の光
   軸に対して垂直方向に移動することを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に記載のモニター付カメラ。
5. 【請求項５】前記回折光学手段が、フォーカルプレーン
   シャッターの先幕上に形成されていることを特徴とする
   請求項１または請求項２に記載のモニター付カメラ。
6. 【請求項６】前記第二結像位置には、複数の画素を有す
   るエリアセンサーが設けられ、該エリアセンサーに前記
   回折光学手段によって偏向された光束を結像する構成を
   備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１
   項に記載のモニター付カメラ。
7. 【請求項７】前記エリアセンサーからの画像を、前記モ
   ニターへ出力する画像出力手段を有していることを特徴
   とする請求項６に記載のモニター付カメラ。
8. 【請求項８】前記エリアセンサーが、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色
   ごとに結像位置を平面的に分割して形成することを特徴
   とする請求項６または請求項７に記載のモニター付カメ
   ラ。
9. 【請求項９】前記各色のエリアセンサーが、前記回折光
   学手段側からみてＢ，Ｇ，Ｒの順に並べられていること
   を特徴とする請求項６〜８のいずれか１項に記載のモニ
   ター付カメラ。
10. 【請求項１０】前記エリアセンサーが、それぞれ大きさ
    が異なるように構成されていることを特徴とする請求項
    ６〜９のいずれか１項に記載のモニター付カメラ。