JP2002077696A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 比較的簡単に構成により、多重画像処理に適
した複数画像を取得できる撮像装置を提供する。 【解決手段】 結像光学系１と撮像素子３との間の光路
中に配設された反射鏡２が撮影状態の位置に変移した際
に撮影を行い、これに引き続いて反射鏡２が微小変位し
て、被写体像と撮像素子３との相対位置が変化した状態
で撮影を行う。これにより、被写体像と撮像素子３との
相対位置が異なる多重画像処理に適した複数画像を取得
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、多重画像撮影モ
ードを有するデジタルカメラ等の撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】デジタルカメラにおける多重画像処理モ
ードとは、同一被写体を連続的に複数回撮影し、得られ
た複数枚の画像に所定の合成処理を施して１枚の画像を
作成する機能である。

【０００３】多重画像処理の一例として、合焦位置の異
なる複数の画像から、実際の絞りで撮影される画像のぼ
けよりもぼけ具合を強調した画像や、焦点深度を拡大し
た画像を取得するぼけコントロール処理がある。このぼ
け具合のコントロールの手法としては、特開平９−２０
０５０８号公報、さらには、久保田、相澤：「多焦点画
像の回転を考慮したレジストレーションと任意焦点画像
の逆フィルタ法による高速再構成」、信学技法 ＩＥ９
９−２５（１９９９−０７）などに開示されている。

【０００４】また、他の多重画像処理の例としては、被
写体像と撮像素子の位置をずらせて撮った複数の画像を
組み合わせるいわゆる画素ずらしにより解像度を高める
超解像処理や、写る範囲の異なる複数の画像を張り合わ
せるように合成して画素数の大きな画像を取得する画像
張り合わせ処理があり、いずれも撮像素子と被写体像と
の相対位置が異なる複数の撮影画像が必要となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際の撮影
では、被写体が不意に移動したりすることがあるので、
複数枚のすべてが多重画像処理に適した状態の画像とな
るのは困難である。

【０００６】このため、多重画像処理のための複数の画
像を得る多重画像撮影モードにおいては、結像光学系に
よる被写体像とこれを受光する撮像素子との相対位置が
撮影毎に自動的に変わる機能を持たせることにより、複
数枚の画像を取得するのが望ましく、これをコンパク
ト、かつ安価にして実現できる機構の開発が望まれてい
る。

【０００７】従来、たとえば、特公平１−３５５０号公
報では、モアレ防止対策として、撮像素子に対して二つ
の特定の周波数成分の振動を付与する技術が開示されて
いるが、実際には、振動源の振動を撮像素子に対して付
勢する手段などの構成がかなり複雑化して高価になる。

【０００８】この発明は、上記実情に鑑みてなされたも
のであり、比較的簡単な構成により、多重画像処理に適
した複数画像を取得できる撮像装置を提供することを課
題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、結像光学系
と撮像素子との間の光路中に反射鏡が配設された撮像装
置において、前記撮像素子と前記結像光学系による被写
体像との相対位置が変化するように、前記反射鏡を変位
させる変位手段と、前記変位手段による変位前後で前記
撮像素子による撮像を行わせる撮像制御手段と、を備え
ていることを特徴とする撮像装置によって解決される。

【００１０】この撮像装置では、反射鏡の変位の前に撮
像が行われ、これに引き続いて変位後も撮像が行われ
る。つまり、反射鏡の変位前後で、被写体像と撮像素子
との相対位置が自動的に変化するので、多重画像処理に
適した複数画像を容易に取得できる。

【００１１】上記撮像装置において、前記反射鏡は、前
記結像光学系による被写体像の光路を、前記撮像素子と
該撮像素子以外とに対して切り替えるものであっても良
い。

【００１２】このような構成とすることにより、例えば
一眼レフ型の撮像装置においては、一眼レフ型銀塩カメ
ラで用いられているクイックリターンミラーを反射鏡と
して用いることができ、別途、特殊部材を導入すること
なく、低コストで製作することができる。

【００１３】この場合、前記結像光学系による被写体像
の光路を前記撮像素子へと切り替えた前記反射鏡を、所
定位置に停止させる位置決め手段を有し、前記変位手段
は、前記位置決め手段を変位させることにより反射鏡を
変位させる構成としても良い。このような構成とするこ
とにより、反射鏡の変位のために、既存の位置決め手段
を利用でき、構造が比較的簡素になる。

【００１４】あるいはまた、前記反射鏡は回動軸に回動
可能に取り付けられ、前記変位手段は、前記回動軸を変
位させることにより反射鏡を変位させる構成としても良
い。この場合も、反射鏡の変位のために、既存の回動軸
が利用されて、構造が比較的簡素になる。

【００１５】また、前記課題は、結像光学系と撮像素子
との間の光路中に反射鏡が配設された撮像装置におい
て、前記反射鏡は、前記結像光学系による被写体像の光
路を、前記撮像素子と該撮像素子以外とに対して切り替
えるものであり、かつ、前記結像光学系による被写体像
の光路を前記撮像素子へと切り替えた前記反射鏡に当接
して、反射鏡を所定位置に停止させる位置決め手段と、
前記撮像素子による撮像を、反射鏡が前記位置決め手段
に当接する以前に少なくとも１回行わせ、反射鏡が位置
決め手段に当接した際の衝撃を受けた後に少なくとも１
回行わせる撮像制御手段と、を備えていることを特徴と
する撮像装置によっても解決される。

【００１６】この撮像装置では、結像光学系による被写
体像の光路を前記撮像素子へ向かわせるように切り替わ
った前記反射鏡をさらに駆動変位させることなく、反射
鏡が位置決め手段に当接した際の衝撃による撮像装置の
ぶれを利用して、被写体像と撮像素子との相対位置の異
なる複数画像を容易に取得することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００１８】図１は、この発明の一実施形態にかかる撮
像装置としてのデジタルカメラを示す要部の構成図であ
る。

【００１９】図１において、撮影レンズなどからなる結
像光学系１の後方には、被写体を観察するためのファイ
ンダ光学系４が配設されている。結像光学系１からファ
インダ光学系４までの光路に直交する光路上には、被写
体像を光電変換するＣＣＤのような撮像素子３が、下方
向きに配設されている。

【００２０】前記結像光学系１と撮像素子３との間の光
路中、ないしは前記結像光学系１とファインダ光学系４
との間の光路中には、前記結像光学系１による被写体像
の光路を、前記撮像素子３とファインダ光学系４に対し
て切り替える反射鏡２が配設されている。このデジタル
カメラは、一眼レフ型銀塩カメラの資産を利用する形態
が採られており、反射鏡２として、前記一眼レフ型銀塩
カメラのクイックリターンミラー（以下、ミラーとい
う）２が用いられている。このミラー２は、図示しない
駆動機構により駆動される回動軸６に枢支されており、
被写体像をファインダ光学系４に向かわせる被写体観察
状態の位置（実線で示す原状復帰位置）と、被写体像を
撮像素子３に向かわせる撮影状態の位置（点線で示す位
置）との間で回動可能に設定されている。

【００２１】７は前記撮影状態の位置に対応して設けら
れた位置決め部材であり、前記被写体観察状態の位置か
ら前記撮影状態の位置に回動した際のミラー２を所定位
置で受け止めて、強制停止させるようになっている。

【００２２】上記回動軸６および位置決め部材７は、た
とえばぼけコントロール処理のための多重画像撮影モー
ドでは、前記撮影状態の位置に移動したミラー２が、さ
らに図２の鎖線で示す位置まで平行移動で微小変位でき
るように、互いに同期して移動可能に設定されており、
それぞれ回動軸変位駆動部２１および位置決め部材変位
駆動部２２により駆動されるようになっている。

【００２３】撮像制御部３０は、ＣＰＵを備えており、
ミラー２の回動動作、回動軸変位駆動部２１や位置決め
部材変位駆動部２２の動作、撮像素子３による撮像動作
を制御するほか、デジタルカメラ３の全体的な動作を制
御する。多重画像撮影モードでは、複数回の撮影を行う
ように撮像素子３等を制御する。

【００２４】次に、上記上記実施形態の構成による通常
撮影モードでの撮影シーケンスを図３のフローチャート
を参照して説明する。なお、ステップを「Ｓ」と略記す
る。

【００２５】撮影開始前では、ミラー２が実線で示す被
写体観察状態の位置にあり、結像光学系１による光学像
は、前記ミラー２に関係なく、ファインダ光学系４に向
かう。このため、撮影者５は、ファインダ光学系４を覗
くことにより、被写体状況を観察することができる。

【００２６】図示しないレリーズボタンを押し込み操作
すると、Ｓ５１では、この操作に連動してミラー２が前
記被写体観察状態の位置から点線で示す撮影状態の位置
に回動し、位置決め部材７に押圧状態で当接して位置決
めされる。この状態で、結像光学系１による被写体像
は、前記ミラー２により撮像素子３に向けて反射され、
撮像制御部３の制御により、撮像素子３が被写体像を受
光して光電変換する。これにより、Ｓ５２では、通常撮
影モードでの撮影が行われる。撮影が終わると、Ｓ５３
では、撮影状態の位置から被写体観察状態の位置に回動
復帰する。

【００２７】つぎに、上記実施形態の構成による多重画
像撮影モードでの撮影シーケンスを図４に示すフローチ
ャートを参照して説明する。

【００２８】レリーズボタンが押し込まれるまでの被写
体観察動作は、通常撮影モードと同じであり、説明を省
略する。

【００２９】Ｓ１０１で、複数画像の撮影が開始される
と、ミラー２は、図２の実線で示す被写体観察状態の位
置から点線で示す撮影状態の位置に回動し、位置決め部
材７に押圧状態で当接して位置決めされる。この状態
で、結像光学系１による被写体像は、前記ミラー２によ
り反射され、撮像素子３で受光される。つまり、Ｓ１０
２では、１枚目の撮影が行われる。

【００３０】次に、Ｓ１０３、Ｓ１０４で、回動軸変位
駆動部２１によりミラー２の回動軸６が駆動変位される
一方、位置決め部材変位駆動部２２により位置決め部材
７も駆動変位される。ここでは、上記回動軸６および位
置決め部材７の変位量および方向を同じにし、ミラー２
を撮影状態の位置から平行移動すように構成されてい
る。

【００３１】これにより、ミラー２が上記撮影状態の位
置からさらに図２の鎖線で示す位置まで図面下方に微小
変位する。この状態で、被写体像と撮像素子３との相対
位置が１枚目の撮影状態から変化することになる。

【００３２】そして、結像光学系１による被写体像は、
再度、ミラー２により反射され、撮像素子３で受光され
る。つまり、Ｓ１０５では、２枚目の撮影が行われる。
この撮影が終了すると、Ｓ１０６では、ミラー２は、撮
影状態の位置から被写体観察状態の位置に回動復帰す
る。

【００３３】このように、上記回動軸６および位置決め
部材７の変位量および方向を同じにし、ミラー２を撮影
状態の位置から平行移動で微小変位させるようにしてあ
るので、画角（写る範囲）を変えることなく、１枚目の
撮影の焦点位置に対して、２枚目の撮影の焦点位置を変
えることができる。これにより、特別な部品を導入する
ことなく、ぼけコントロール処理のための２枚の画像を
簡単に取得できる。

【００３４】さらに、既存の回動軸６および位置決め部
材７を利用してミラー２の微小変位を行わせるので、構
造が比較的簡素になる。

【００３５】ところで、この実施形態では、前記回動軸
６および位置決め部材７を同方向へ微小変位させたが、
図５に示すように、前記回動軸６の変移方向とミラー位
置決め部材７の変位方向とを互いに逆にし、結合光学系
１からファインダ光学系４に至る光路とミラー２から撮
像素子３に至る光路との交点を中心に、該ミラー２を回
転変位させるようにすれば、焦点位置を変えることな
く、画角を変えることができ、超解像処理や画像張り合
わせ処理のために適した複数枚の画像を容易に取得でき
る。

【００３６】なお、ミラー回動軸６およびミラー位置決
め部材７のいずれか一方のみを変位させることにより、
被写体像の撮像素子３に対する相対位置を変えることが
できる。この場合、画角が変わる方向と、焦点位置が変
わる方向との両方の変位が同時に生じる。

【００３７】また、上記実施形態では、２枚の画像を取
得する場合について説明したが、３枚以上の画像を取得
する場合でも、ミラー２の変位量を制御することによ
り、被写体像と撮像素子３の相対位置の異なる画像を得
ることができる。

【００３８】図６は、この発明の他の実施形態にかかる
デジタルカメラの要部を示す構成図である。

【００３９】図６において、結像光学系１の光路中に前
記撮像素子３を設けてあり、また、結像光学系１から撮
像素子３に至る光路と平行してファインダ光学系４が配
設されている。

【００４０】前記結像光学系１と撮像素子３との間の光
路中、ないしは前記結像光学系１とファインダ光学系４
との間の光路中には、前記結像光学系１による被写体像
の光路を、前記撮像素子３とファインダ光学系４に対し
て切り替える、前記実施形態と同様のミラー２が配設さ
れている。このミラー２は、図示しない駆動機構により
駆動される回動軸６に枢支されており、被写体像をファ
インダ光学系４に向かわせる被写体観察状態の位置（実
線で示す原状復帰位置）と、被写体像を撮像素子３に向
かわせる撮影状態の位置（点線で示す位置）との間で回
動可能に設定されている。

【００４１】７は前記被写体観察状態の位置に対応して
設けられた位置決め部材であり、前記撮影状態の位置か
ら前記被写体観察状態の位置に回動復帰した際のミラー
２を所定位置で受け止めて、強制停止させるようになっ
ている。

【００４２】前記ファインダ光学系４は、前記ミラー２
で反射された被写体像を上記光路に沿って後方に向かわ
せる固定反射鏡１２と、ファインダレンズ１３とからな
る。

【００４３】前記撮影状態の位置近傍には、該撮影状態
の位置に回動するミラー２が所定位置に達する直前にＯ
Ｎして撮影動作を開始させる第１の位置センサ８が配設
されている。

【００４４】また、前記撮影状態の位置には、該撮影状
態の位置に回動したミラー２を当接させて所定位置に停
止させる位置決め部材１１と、そのミラー２が上記位置
決め部材１１に当接した状態でＯＮして次の撮影動作を
開始させる第２の位置センサ９が配設されている。

【００４５】さらに、前記撮影状態の位置には、撮影状
態の位置に回動した前記ミラー２に対して進退可能な緩
衝部材１０が配置されている。この緩衝部材１０は、一
眼レフ型カメラにおいて高速移動するミラーが位置決め
部材に当接したときの衝撃に伴う筐体ぶれを防止するた
めに一般に用いられているものと同様の構成のものが用
いられている。この実施形態では、通常撮影モードで
は、実線で示す位置に進出して、前記ミラー２の先端部
が上記位置決め部材１１に当接する直前に回動力を弱め
て該位置決め部材１１に当接した際の緩衝動作を行い、
多重画像撮影モードでは、点線で示す位置に退去して、
前記ミラー２が位置決め部材１１に当たるのをそのまま
許容するようになっている。

【００４６】撮像制御部３０は、ＣＰＵを備えており、
ミラー２の回動動作、緩衝部材１０の進退動作、撮像素
子３による撮像動作を制御するほか、デジタルカメラ３
の全体的な動作を制御する。多重画像撮影モードでは、
第１の位置センサ８および第２の位置センサ９からの信
号に基づいて、複数回の撮影を行うように撮像素子３等
を制御する。

【００４７】次に、図６に示した実施形態の構成による
通常撮影モードでの撮影シーケンスを図７のフローチャ
ートを参照して説明する。

【００４８】通常撮影モードでは、前記緩衝部材１０が
実線で示す進出位置に設定されている。

【００４９】撮影開始前では、ミラー２が実線で示す被
写体観察状態の位置にあり、結像光学系１による光学像
は、前記ミラー２で反射され、ファインダ光学系４に向
かい、固定反射鏡１２で反射されてファインダレンズ１
３に入光される。このため、撮影者５は、ファインダ光
学系４を覗くことにより、被写体状況を観察することが
できる。

【００５０】図示しないレリーズボタンを押し込み操作
すると、Ｓ１５１では、この操作に連動してミラー２が
前記被写体観察状態の位置から点線で示す撮影状態の位
置に回動し、第１の位置センサ８をＯＮさせる。Ｓ１５
２では、第１の位置センサ８がＯＮしたか否かを判断
し、第１の位置センサ８がＯＮすると（Ｓ１５２の判定
がＹＥＳ）、Ｓ１５３では、１枚目の撮影が行われる。
第１の位置センサ８がＯＮしなければ（Ｓ１５２の判定
がＮＯ）、Ｓ１５２に待機する。

【００５１】この後、ミラー２は、緩衝部材１０に当た
り回動時の慣性力が弱められ、この状態で位置決め部材
１１に当たり、第２の位置センサ９をＯＮして停止す
る。

【００５２】Ｓ１５４では、第２の位置センサ９がＯＮ
したか否かを判断し、第２の位置センサ９がＯＮすると
（Ｓ１５４の判定がＹＥＳ）、ミラー２は、撮影状態の
位置から被写体観察状態の位置に回動復帰する。

【００５３】第２の位置センサ９がＯＮしなければ（Ｓ
１５４の判定がＮＯ）、Ｓ１５４に待機する。

【００５４】次に、図６に示した実施形態の構成による
多重画像撮影モードでの撮影シーケンスを図８に示すフ
ローチャートを参照して説明する。

【００５５】この多重画像撮影モードでは、緩衝部材１
０が点線で示す位置に退去している。

【００５６】図示しないレリーズボタンを押し込み操作
すると、Ｓ２０１では、ミラー２が前記被写体観察状態
の位置から点線で示す撮影状態の位置に回動変移する。
このミラー２の回動時において、Ｓ２０２では、第１の
位置センサ８がＯＮしたか否かを判断する。第１の位置
センサ８がＯＮすると（Ｓ２０２の判定がＹＥＳ）、Ｓ
２０３では、結像光学系１からの被写体像が撮像素子３
に受光されて１枚目の撮影が行われる。第１の位置セン
サ８がＯＮしなければ（Ｓ２０２の判定がＮＯ）、Ｓ２
０２に待機する。

【００５７】この後、ミラー２は緩衝部材１０で緩衝作
用を受けることなく、そのまま撮影状態の位置に達し
て、位置決め部材１１に当たって停止する。この時、Ｓ
２０４では、第２の位置センサ９がＯＮしたか否かを判
断する。第２の位置センサ９がＯＮすると（Ｓ２０４の
判定がＹＥＳ）、Ｓ２０５では、２枚目の撮影が行われ
る。第２の位置センサ９がＯＮしなければ（Ｓ２０４の
判定がＮＯ）、Ｓ２０４に待機する。

【００５８】前記ミラー２が撮影状態の位置で位置決め
部材１１に当たるので、その衝撃により、デジタルカメ
ラにぶれが生じて、被写体像と撮像素子３との相対位置
が１枚目撮影時とは異なった状態となる。つまり、２回
の撮影により、多重画像撮影に適した複数画像が取得さ
れる。

【００５９】撮影が終了すると、Ｓ２０６では、ミラー
２が撮影状態の位置からファインダ観察状態の位置に回
動復帰する。

【００６０】なお、以上の実施形態では、ミラー２が回
動する構造のもので説明したが、ミラー２が回動するも
のに限定されるものではない。

【００６１】また、上記第１および第２の位置センサ
８，９を用いる代わりに、ミラー２の移動の時間特性を
把握した上で、撮影シーケンスを時間管理したり、ある
いは、ミラー２の駆動工程を制御することにより、ミラ
ー２が位置決め部材１１に当接する前に１枚目の撮影を
行い、ミラー２が位置決め部材１１に当接した後に２枚
目を撮影できるようにする場合でも、同様に効果が発揮
される。

【００６２】また、前記ミラー２が位置決め部材１１に
衝突して振動が生じている時間内に連続撮影することが
可能であれば、撮影画像数を３枚以上として、被写体像
と撮像素子３の相対位置の異なる画像を得ることができ
る。

【００６３】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、反射鏡の
変位前後で、被写体像と撮像素子との相対位置が自動的
に変化した画像を撮影するので、多重画像処理に適した
複数画像を容易に取得できる。

【００６４】請求項２に係る発明によれば、反射鏡が位
置決め手段に当接した際の衝撃による撮像装置のぶれを
利用して、被写体像と撮像素子との相対位置の異なる複
数画像を容易に取得することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施形態にかかるデジタルカメラを
示す要部の構成図である。

【図２】同じくデジタルカメラの反射鏡を平行移動で微
小変位させる例の説明図である。

【図３】同じくデジタルカメラの通常撮影モードでの撮
影シーケンスを示すフローチャートである。

【図４】同じくデジタルカメラの多重画像撮影モードで
の撮影シーケンスを示すフローチャートである。

【図５】反射鏡を回転変位で微小変位させる別の例の説
明図である。

【図６】他の実施形態にかかるデジタルカメラを示す要
部の構成図である。

【図７】同じくデジタルカメラの通常撮影モードでの撮
影シーケンスを示すフローチャートである。

【図８】同じくデジタルカメラの多重画像撮影モードで
の撮影シーケンスを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１・・・・・・・・結像光学系 ２・・・・・・・・反射鏡 ３・・・・・・・・撮像素子 ４・・・・・・・・ファインダ光学系 ６・・・・・・・・回動軸（変位手段） ７・・・・・・・・位置決め部材（変位手段） １１・・・・・・・位置決め部材（位置決め手段） ２１・・・・・・・回動軸変位駆動部（変位手段） ２２・・・・・・・位置決め部材変位駆動部（変位手
段） ３０・・・・・・・撮像制御部（撮像制御手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H054 AA01 BB02 CA14 CB20 5C022 AA00 AB44 AC02 AC42 AC54 AC69 AC74 CA02 5C024 BX01 CX37 CY18 CY34 EX04 HX50

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 結像光学系と撮像素子との間の光路中に
   反射鏡が配設された撮像装置において、 前記撮像素子と前記結像光学系による被写体像との相対
   位置が変化するように、前記反射鏡を変位させる変位手
   段と、 前記変位手段による変位前後で前記撮像素子による撮像
   を行わせる撮像制御手段と、 を備えていることを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 結像光学系と撮像素子との間の光路中に
   反射鏡が配設された撮像装置において、 前記反射鏡は、前記結像光学系による被写体像の光路
   を、前記撮像素子と該撮像素子以外とに対して切り替え
   るものであり、 かつ、前記結像光学系による被写体像の光路を前記撮像
   素子へと切り替えた前記反射鏡に当接して、反射鏡を所
   定位置に停止させる位置決め手段と、 前記撮像素子による撮像を、反射鏡が前記位置決め手段
   に当接する以前に少なくとも１回行わせ、反射鏡が位置
   決め手段に当接した際の衝撃を受けた後に少なくとも１
   回行わせる撮像制御手段と、 を備えていることを特徴とする撮像装置。