JP2003015181A - カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 カメラ内部の構成を複雑にすることなく、複
数の受光素子を省スペースに組み込む。 【解決手段】 撮影レンズ２とＣＣＤイメージセンサ２
９の間に、透明な測光部２８を配置する。測光部２８
は、透明なガラス基板上に、透明な受光素子が薄膜状に
複数設けられている。測光部２８は被写体光の光路上に
配置されているが、被写体光の大部分を透過させるの
で、撮影時に測光部２８を退避させる必要がない。測光
部２８を結像面の直前に配置することで、結像した被写
体光を直接測光でき、撮影範囲を分割した測光が可能と
なる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、透明な受光素子を
内蔵したカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、カメラに組み込まれる受光素
子は、ストロボ発光窓や撮影レンズ近傍のカメラ外面に
配置されたり、あるいはカメラ内部に配置されて、調光
ストロボ用のストロボ反射光量を測定したり、露出調整
用の被写体輝度の測定に用いられている。

【０００３】受光素子をカメラ内部に設けたものでは、
撮影レンズを通して入射してくる光を測光の対象として
いるため、カメラ外面に受光素子を設けた前者のものよ
りも測光誤差が小さくなる。

【０００４】カメラ内部に受光素子を設ける場合、例え
ば、受光素子を撮影レンズの背後に配置して、撮影レン
ズを通過した被写体光を直接測光できるようにしたもの
がある。また、受光素子を被写体光の光路外に配置して
おき、結像面から反射した被写体光を測定するようにし
たものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、受光素子を
レンズの背後に配置したものでは、受光素子の写り込み
を防ぐために、受光素子を被写体光の光路上から退避さ
せるための駆動機構が必要になり、カメラ内部の構成が
複雑になってしまうという問題がある。また、受光素子
を被写体光の光路外に配置したものでは、被写体光の光
路近傍に受光素子設置用のスペースを別途設けなければ
ならなず、カメラが大型化してしまったり、受光素子の
組み付けや受光角の設定に高精度が要求されるという問
題点もある。

【０００６】本発明は、上記問題点を考慮してなされた
ものであり、撮影レンズ背後の構成を簡単にし、かつ受
光素子をカメラ内部に省スペースに配置したカメラを提
供することがその目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、透明基板上に透明な受光素子を薄膜状
に形成した測光部を備え、この測光部を被写体光が入射
する撮影レンズと、前記撮影レンズにより被写体光の像
が結ばれる結像面との間に配置するとともに、前記受光
素子を被写体光の光路上に配置したことを特徴とするも
ので、被写体光が透過できる測光部を受光素子を撮影レ
ンズと結像面の間に設けることによって、受光素子を固
定したままでも被写体光を直接測光でき、受光素子を省
スペースに組み込むことができるようにしたものであ
る。

【０００８】また、受光素子を透明基板上に複数設けて
おき、この透明基板を前記結像面の直前に配置する。こ
れにより、結像した状態の被写体光が測光部の受光面に
入射するので、撮影領域を分割した測光が可能となる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１及び図２に、本発明を実施し
たデジタルカメラ１を示す。デジタルカメラ１の前面に
は、撮影レンズ２が保持された沈胴式のレンズ鏡筒３、
光学ファインダ４、オートフォーカス用の測距部５が設
けられている。カメラ上面には、ポップアップ式のスト
ロボ発光部６、機能ダイヤル７が設けられている。

【００１０】ストロボ発光部６は、カメラ側面に設けら
れたポップアップボタン８を押すことで飛び出すように
なっており、ストロボ発光部６が飛び出すと同時にスト
ロボ充電が開始される。なお、ストロボ撮影が終了した
際、ストロボ発光部６は手動で元の位置に収納される。

【００１１】機能ダイヤル７は、露出調整やピント合わ
せを行う際、手動設定と、遠距離、近距離、屋内など規
定の撮影パターンに対応した自動設定とを切り替える際
に使用される。この機能ダイヤル７の中心部には、レリ
ーズボタン９が設けられている。グリップ部１０は、そ
の内部が電池室となっており、その下方には、電池室蓋
１１が設けられている。

【００１２】図２に示すカメラ背面には、各種のスイッ
チやボタンが配置された入力操作パネル１５が設けられ
ている。また、その下方にはフルカラー表示が可能な液
晶ディスプレイ１６が配置されている。電源スイッチ１
７は、モード切替レバー１８の中心部に設けられてい
る。モード切替レバー１８は、撮影モードと再生モード
とを切替える際に使用される。液晶ディスプレイ１６
は、撮影モードにおいて電子ビューファインダとして用
いられ、被写体像を連続的に表示する。また、再生モー
ドにおいては、撮影された被写体画像を再生表示する。

【００１３】十字キー２０では、手動での露出調整や解
像度の設定などが行える。シフトボタン２１を操作する
ことにより、十字キー２０のそれぞれに割り当てられた
複数の機能にシフトする。十字キー２０の機能や各種の
設定状況は、白黒表示の反射型液晶パネル２２で確認す
ることができ、各種の設定の決定や取消には、実行ボタ
ン２３やキャンセルボタン２４が用いられる。

【００１４】レンズ鏡筒３の内部には、図３で示すよう
に、撮影レンズ２と、絞り２６、シャッタ２７、測光部
２８、ＣＣＤイメージセンサ２９が設けられている。撮
影レンズ２から入射してくる被写体光は、絞り２６と測
光部２８を通過した後に、ＣＣＤイメージセンサ２９の
光電面上で結像する。ＣＣＤイメージセンサ２９は、結
像された被写体光から微弱な撮像信号を生成する。絞り
２６は、測光部２８で測定される被写体輝度に応じて、
ＣＣＤイメージセンサ２９に到達する被写体光量を調節
する。シャッタ２７は、通常では開放された状態になっ
ているが、レリーズボタン９の押下によって閉じられ
て、撮像信号の転送時に被写体光を遮断する。測光部２
８は、被写体光の結像面であるＣＣＤイメージセンサ２
９の光電面の直前に配置されている。

【００１５】測光部２８には、図４及び図５で示すよう
に、透明なガラス基板３０上に、透明導電膜３１が設け
られている。この透明導電膜３１上には、複数の薄膜状
の受光素子３２〜４０が設けられている。受光素子３２
〜４０の周囲には透過率調整層４１が設けられている。
受光素子３２〜４０は、透明な酸化物半導体からなるフ
ォトダイオードより構成されている。このフォトダイオ
ードは、ガラス基板３０上に蒸着形成された半導体膜中
に、スパッタリングにより不純物添加を行って、ｐ型半
導体層を形成した後、さらにｐ型半導体層に不純物添加
を行って、ｎ型半導体層を形成することでｐｎ接合を設
けている。測光部２８は、ＣＣＤイメージセンサ２９の
直前に配置されている。受光素子３２〜４０の受光面に
入射する被写体光は結像しているので、測光部２８で
は、撮影領域を９分割した測光を行うことが可能であ
る。

【００１６】受光素子３２〜４０は、撮影レンズ２の背
面で被写体光の光路上に設けられている。受光素子３２
〜４０では、入射した被写体光の一部が光電変換され、
光の強弱に応じた光電流が生じる。また、受光素子３２
〜４０に入射した被写体光の大部分は、そのままガラス
基板３０を透過してＣＣＤイメージセンサ２９に到達す
る。受光素子３２〜４０で発生した光電流は、透明導電
膜３１上の導体パターンを通じて、フレキシブル配線板
４２へ送られる。

【００１７】フレキシブル配線板４２は、被写体光の光
路の外側で透明導電膜３１に接続されている。フレキシ
ブル配線板４２は、詳しくは後述する増幅回路に接続さ
れており、各受光素子で発生した光電流は、露出制御用
の測光データとして用いられたり、ストロボ調光用に積
算される。

【００１８】受光素子３２〜４０を透過した被写体光
は、透明導電膜３１とガラス基板３０を透過して、ＣＣ
Ｄイメージセンサ２９に到達する。この時、ＣＣＤイメ
ージセンサ２９に到達する被写体光は、測光部２８を透
過する前の被写体光に比べ、その輝度がわずかに低下し
ている。

【００１９】透過率調整層４１は、受光素子３２〜４０
に入射した被写体光と、その周囲に入射した被写体光と
の間で、測光部２８の透過後における被写体輝度の低下
分が等しくなるように透過率を調整するものである。つ
まり、この透過率調整層４１により、受光素子３２〜４
０の配列パターンが、ＣＣＤイメージセンサ２９に投影
されることがなくなる。

【００２０】次に、デジタルカメラ１の電気的な構成に
ついて、図６を用いて説明する。受光素子３２〜４０で
生じた光電流は、対数圧縮回路４５を経て、可変ゲイン
アンプ４６に出力される。可変ゲインアンプ４６は、Ｃ
ＰＵ４９からの制御信号に応じて、対数圧縮回路４５か
ら出力された光電流の増幅レベルを自在に変更できる。
なお、対数圧縮回路４５及び可変ゲインアンプ４６は、
受光素子３２〜４０のそれぞれに対応して設けられてい
るが、図面では受光素子３２及び４０についてのみ示し
ている。各可変ゲインアンプ４６から出力される光電流
は、ＭＩＸＡＭＰ５０に出力される。

【００２１】ＣＰＵ４９は、デジタルカメラ１の電気的
な作動を全体的に管理するもので、入力操作パネル１５
やレリーズボタン９の操作によって生じた電気的な信号
を演算処理して、これに対応した制御信号をデジタルカ
メラ１の各部に出力する。

【００２２】ＭＩＸＡＭＰ５０は、可変ゲインアンプ４
６において増幅された受光素子３２〜４０からの光電流
を加算処理して積分回路５１に入力する。可変ゲインア
ンプ４６は、ＣＰＵ４９からの制御信号により増幅度を
自在に変更できる。さらに、ＭＩＸＡＭＰ５０では、受
光素子３２〜４０からの光電流が測光データに変換さ
れ、これがＣＰＵ４９に送られる。この測光データは、
測光開始時に、入力された光電流値がＭＩＸＡＭＰ５０
において記憶され、これがデジタル変換されることで作
成される。ＣＰＵ４９は、プログラムＲＯＭ５２を参照
し、測光データを演算処理し、その演算結果を露出制御
機構５３に入力する。露出制御機構５３は、ＣＰＵ４９
の演算結果に応じてモータを作動させ、絞り２６やシャ
ッタ２７の駆動制御を行う。

【００２３】積分回路５１では、ＭＩＸＡＭＰ５０で加
算処理された各受光素子からの光電流が積算される。積
分回路５１で積算された光電流は、比較器５４におい
て、予め設定された基準受光量と比較される。比較器５
４は、ストロボ反射光から得られた光電流の積算値が基
準受光量に達したとき、ＡＮＤゲート５５に積算完了信
号を出力する。

【００２４】ＡＮＤゲート５５は、ストロボ回路５６に
発光停止信号を出力する。この発光停止信号が出力され
るためには、ストロボ発光部６がポップアップ状態であ
るときにＣＰＵ４９から出力されるポップアップ検知信
号と、比較器５５からの積算完了信号とが、ＡＮＤゲー
ト５５に入力される必要がある。

【００２５】ストロボ回路５６は、ストロボ発光部６を
はじめ、昇圧回路、ストロボ発光用に高圧充電されるメ
インコンデンサ、トリガ回路、前述の発光停止信号によ
りストロボ発光を停止させる調光回路とから構成されて
いる。ストロボ回路５６では、前述のポップアップ検知
信号が入力されることにより充電処理が開始される。充
電処理が終了すると、ストロボ回路５６は、ＣＰＵ４９
に充電完了検知信号を出力する。

【００２６】プログラムＲＯＭ５２には、デジタルカメ
ラ１を作動させるためのシーケンスプログラムが記憶さ
れている。このプログラムには、ＣＰＵ４９によって参
照される全ての制御データが格納されており、ＣＰＵ４
９での演算により、測光データから、絞り径及びシャッ
タスピードの組み合わせが１組だけ決定される。露出制
御機構５３は、決定された絞り径とシャッタスピードを
満足するように絞り２６及びシャッタ２７を駆動させ
る。

【００２７】温度センサ５７は、可変ゲインアンプ４６
の増幅率が温度変動することを監視する。ＣＰＵ４９
は、温度センサ５７の測定結果からプログラムＲＯＭ５
２内の温度補正データを参照して、可変ゲインアンプ４
６の増幅率を僅かに増減し、増幅率の温度変動を防止す
る。

【００２８】画像データ処理回路５８は、ＣＣＤイメー
ジセンサ２９から送られてくる撮像信号を適度なレベル
まで増幅した後に、ホワイトバランス調節、ガンマ補正
などの信号処理を行った後、デジタル変換して画像デー
タを生成する。また、画像データ処理回路５８では、測
光部２８を透過する際に低下した被写体像の輝度を、画
像データの演算処理により補正する。レリーズボタン９
が操作された瞬間、ＣＣＤイメージセンサ２９上に結像
していた被写体の画像データは、画像データメモリ５９
に格納される。

【００２９】次に、本発明の作用について図７及び図８
を用いて説明する。電源スイッチ１７を投入して、デジ
タルカメラ１を撮影モードで起動させる。レンズ鏡筒３
が繰り出され、ＣＣＤイメージセンサ２９が駆動を開始
する。また、液晶ディスプレイ１６には、ＣＣＤイメー
ジセンサ２９で捉えられた被写体像が表示される。

【００３０】電源投入時においては、測光モードが中央
重点測光に設定される。中央重点測光では、測光部２８
の中央に設けられた受光素子３６からの光電流が大きく
増幅される。また、他の受光素子からの光電流の増幅率
は小さく抑えられ、撮影領域の中央部に重みが付けられ
た測光が行われる。

【００３１】測光モードの変更は、十字キー２０の操作
によって行う。液晶ディスプレイ１６上には縦３列、横
３列の計９個の矩形枠が表示される。この矩形枠は、受
光素子３２〜４０のそれぞれに対応しており、撮影領域
を９分割した上で、この中から測光領域を選択すること
ができる。この９個の矩形枠は、液晶ディスプレイ１６
上で被写体像と重なるように表示され、測光領域の選択
がフレーミングと同時に行われる。

【００３２】十字キー２０を操作して測光領域を選択す
ると、受光素子３２〜４０の中でその測光領域に対応し
た受光素子からの光電流が可変ゲインアンプ４６によっ
て大きく増幅される。一方、選択した測光領域以外の受
光素子からの光電流の増幅率は小さく抑えられる。ＭＩ
ＸＡＭＰ５０では、このようにして増幅された各受光素
子からの光電流に基づいて測光データを作成する。これ
により、選択した測光領域の明るさに重みが付けられた
測光が行われる。

【００３３】測光領域の選択後は、その測光領域に重み
がつけられた被写体輝度の測光が行われる。測光によっ
て作成された測光データは、ＣＰＵ４９で演算され、演
算結果が露出制御機構５３に送られる。露出制御機構５
３により、絞り２６が作動し、その開口径が切り替えら
れる。なお、この時に被写体輝度が所定のレベルを満た
していないときには、ストロボ撮影モードに移行する。

【００３４】被写体輝度が所定レベル以上であるとき、
撮影したい主要被写体を撮影領域の中心に据えて、ピン
トを固定する。ピントを固定したまま、液晶ディスプレ
イ１６上に表示される主要被写体像と、先ほど選択した
測光領域とを重ね合わせると、主要被写体の輝度に重み
が付けられた測光が行われる。測光により得られた測光
データに基づいて、絞り径とシャッタスピードの組み合
わせが決定される。

【００３５】レリーズボタン９を押すと、その瞬間にＣ
ＣＤイメージセンサ２９の光電面に結像していた被写体
像の取り込みが行われる。そして、決定されたシャッタ
スピードでシャッタ２７が閉じられる。シャッタ２７が
閉じられると、光学的な被写体像から得られた撮像信号
が転送され、画像データ処理回路５８に送られる。撮像
信号は、デジタル変換、輝度補正等の処理を経て、画像
データメモリ５９に格納される。液晶ディスプレイ１６
には、撮影された被写体画像が表示され、これと同時に
シャッタ２７が開放される。

【００３６】次に、被写体輝度が所定レベル以下である
場合について説明する。被写体輝度が所定レベル以下で
あると、デジタルカメラ１はストロボ撮影モードに移行
する。ストロボ撮影モードでは、まず、絞り２６が開放
される。ストロボ発光部６をポップアップさせると、ポ
ップアップ検出信号が出力される。ストロボ発光部６を
ポップアップさせると、自動的に充電処理が開始され
る。充電処理が完了すると、ストロボ回路５６から充電
完了検知信号が出力され、ストロボ撮影が行えるように
なる。

【００３７】レリーズボタン９を押すと、ＭＩＸＡＭＰ
５０と積分回路５１がリセットされ、ストロボ光が照射
される。被写体を反射したストロボ光は、撮影レンズ２
に入射すると、受光素子３２〜４０で検出される。ま
た、大部分のストロボ反射光は測光部２８を透過して、
ＣＣＤイメージセンサ２９に捉えられる。

【００３８】受光素子３２〜４０で検出された光電流
は、可変ゲインアンプ４６により増幅される。この時、
各可変ゲインアンプ４６の増幅率は、全て等しく設定さ
れる。増幅された光電流は、ＭＩＸＡＭＰ５０で加算さ
れると、積分回路５１に送られて積算される。積分回路
５１で積算された光電流値が、一定値に達すると、比較
器５４から積算完了信号が出力される。

【００３９】ＡＮＤゲート５５は、積算完了信号とポッ
プアップ検出信号とが入力されることで、ストロボ回路
５６に対し発光停止信号を出力する。ここで、ストロボ
光の照射が停止され、シャッタ２７が閉じられる。スト
ロボ発光が行われている間、ＣＣＤイメージセンサ２９
で得られた撮像信号は、画像データ処理回路５８におい
て画像データに変換され、液晶ディスプレイ１６上に表
示される。表示された画像は、近距離で撮影を行った場
合でも、ストロボ光による白とびが発生しておらず、適
正露出で撮影されている。

【００４０】通常撮影、あるいはストロボ撮影が終了し
たら、液晶ディスプレイ１６上に表示された画像を保存
する。一方、撮影をやり直したい場合には、再びフレー
ミングから上述の手順を追って撮影を行えばよい。

【００４１】なお、上記実施形態では、分割測光を行う
ために、結像面の直前に測光部を配置しているが、撮影
範囲の全体的な明るさのみを測光の対象とする時には、
測光部を撮影レンズの背後に設けてもよい。あるいは、
撮影レンズを構成するレンズの一枚を透明基板として使
用し、このレンズ上に薄膜状の受光素子を設けてもよ
い。撮影レンズ上には、撮影画質を向上させるために赤
外線遮断フィルタ等の光学フィルタが設けられるので、
この光学フィルタ上に薄膜受光素子を設けるようにして
もよい。また、絞りを撮影レンズ中に設けたものでは、
その背後に測光部を設けるようにしてもよい。

【００４２】また、本発明は、デジタルカメラのみなら
ず、銀塩フイルムを使用する写真カメラに適用してもよ
い。この場合、測光部を透過する際に生じる被写体像の
輝度低下分は、高感度フイルムを用いることで補うよう
にしてもよい。また、測光の対象とする可視光を狭い波
長域の光に限定し、他の波長の可視光をほぼ全て透過さ
せるようにすれば、被写体像の輝度低下を小さくするこ
とができるので、特に写真カメラに対して好適なものと
なる。

【００４３】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、透明な
受光素子が設けられた測光部を、撮影レンズと被写体の
結像面との間に配置したので、測光部を配置するために
専用のスペースを設ける必要がなく、撮影レンズ背面の
構造を簡単にすることができるとともに、正確な測光が
行える。また、測光部に設ける受光素子を複数にして、
これを結像面の直前に配置するようにすることで、撮影
領域を複数に分割した測光が正確に行える。また、受光
素子をカメラ外面に配置した場合と比べ、外観をシンプ
ルにできるので、デザイン性を高めることも可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】デジタルカメラの前面斜視図である。

【図２】デジタルカメラ背面斜視図である。

【図３】レンズ鏡筒内の構成を表す断面図である。

【図４】測光部を表す図である。

【図５】測光部の構造を表す断面図である。

【図６】デジタルカメラの電気的構成を表すブロック図
である。

【図７】デジタルカメラの動作の流れを表すフローチャ
ートである。

【図８】デジタルカメラの動作の流れを表すタイムチャ
ートである。

【符号の説明】

２ 撮影レンズ １５ 入力操作パネル ２６ 絞り ２７ シャッタ ２８ 測光部 ２９ ＣＣＤイメージセンサ ３０ ガラス基板 ３１ 透明導電膜 ３２〜４０ 受光素子 ４１ 透過率調整層

───────────────────────────────────────────────────── 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 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/235 ５Ｆ０４９ 5/235 5/335 Ｖ 5/335 101:00 // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｈ０１Ｌ 31/10 Ａ Ｆターム(参考） 2H002 DB01 DB06 DB11 DB15 2H054 AA01 CD01 2H100 BB11 5C022 AA13 AB06 AC42 AC51 5C024 BX01 CY17 EX13 EX21 GX03 5F049 MA02 MB01 NA19 NB07 RA02 SE02 SS01 UA20

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板上に透明な受光素子を薄膜状に
   形成した測光部を備え、この測光部を、被写体光が入射
   する撮影レンズと、前記撮影レンズにより被写体光の像
   が結ばれる結像面との間に配置するとともに、前記受光
   素子を被写体光の光路上に配置したことを特徴とするカ
   メラ。
2. 【請求項２】 前記透明基板上には、前記受光素子が複
   数設けられており、この透明基板を前記結像面の直前に
   配置したことを特徴とする請求項１記載のカメラ。