JP2004109543A

JP2004109543A - Imaging apparatus, camera and portable information terminal system

Info

Publication number: JP2004109543A
Application number: JP2002272510A
Authority: JP
Inventors: Kiichiro Nishina; 仁科　喜一朗
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-09-19
Filing date: 2002-09-19
Publication date: 2004-04-08

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus in which no light quantity detecting means and no special means, which is used to vary transmissivity of an optical system are required for an object to be photographed under any brightness, good image forming performance is obtained without being adversely affected by diffraction and cost, size and power consumption are reduced and it is contributed to resource economization. <P>SOLUTION: A camera system comprises an imaging apparatus 1, an image pickup optical system 2, a display device 12 and a finder optical system 15 or the like. The apparatus 1 includes a lens 2a, diaphragm 2c, a photography optical system consisting of a mechanism or the like and an imaging device 3. An objective lens arranged in the position nearest to an object to be photographed among the lens 2a is coated with material such as photochromic compound having a dimming function. Thus, the lens 2a automatically changes the transmissivity in accordance with the changes in light quantity of the light beams being emitted from the object to be photographed so that appropriate light quantity is made incident on the device 3. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、カメラシステムおよび携帯情報端末システムに関し、特に、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置、前記撮像装置を使用したカメラシステムおよび前記カメラシステムを具備した情報携帯端末システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被写体から撮像した撮像データをデジタル信号として記録する撮像装置と、この撮像装置を使用するデジタルカメラやデジタルビデオカメラが急激に普及している。
このような撮像装置に使用される光電変換素子として、一般的にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）が使用されている。
近年記録画像の高画質化を達成するため、ＣＣＤの高密度化が大幅に進み、総画素数が３００万画素から４００万画素のデバイスが具現化されている。このような高密度化とＣＣＤの小型化とを両立させるために、ＣＣＤの１画素の大きさは、次第に小型化される傾向にあり、例えば１／２．７型で４００万画素のＣＣＤの１画素の大きさは３．１２５μｍであり、１／１．８型で３００万画素ＣＣＤの１画素は２．８μｍ程度であるといったように、非常に小さくなってきている。
このような画素サイズが小さくなった撮像装置に使用される光学系には、評価周波数が１６０本／ｍｍ　乃至１８０本／ｍｍ　といった非常に高い高周波領域において、良好な結像性能を備える必要がある。
【０００３】
図４および図５は、光の波動光学的な性質により、直進光と回折光との干渉が生じる様子を説明する説明図である。
即ち、光は、波動光学的な性質を有しており、図４に示すように、光が絞り２ｃを通過する際に、直進しないで絞り２ｃの縁のところで外周方向へ回り込む回折現象が生じる。このため、図５に示すように直進した光２１と外周部へ回り込んだ光２２とが干渉を起こし、レンズ２に収差が無い場合でも結像性能が劣化する。特に、評価周波数が高くなると、この影響が大きくなる。また、Ｆナンバを暗くした（即ち、絞り径を小さくした）場合にも、この影響が大きくなり、前述のように高密度なＣＣＤを使用する光学系を使用して明るい被写体を撮影する場合、レンズの絞り径を小さくして、光量を調整する方法をとると、絞り込んだ状態での結像性能が大幅に劣化してしまう。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３４７６３号公報。
前述の問題点を解決する方法として、
【特許文献１】には、明るい被写体を撮影する場合、計測した入射光量に応じて液晶フィルタの光透過率を変更することで、絞り径を小さくすることなく、ＣＣＤへの入射光量が適正になるように調整し、また、シャッター速度及びシャッタータイミングとを任意に設定する技術が示されている。
【特許文献２】
特開平１１−８４４６３号公報。
また、この
【特許文献２】には、明るい被写体を撮影する場合に、絞りのＦ値が設定値を超えた場合に、計測した入射光量に応じて電気化学調光素子の光透過率を変更することで、回折ぼけによる画像劣化を防止する技術が示されている。
【０００５】
【特許文献３】
特開２０００−１５２０７２号公報。
さらに、この
【特許文献３】には、明るい被写体を撮影する場合に、被写体の輝度が所定値を超えた場合に、計測した入射光量に応じてＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを挿入すると共に、そのために生じる像位置を補正する技術が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のとおり、従来の撮像装置は、高密度化と、内蔵するＣＣＤの小型化とを両立させようとすると、直進する光２１と、回折現象によりレンズの外周方向へ回り込んだ光２２とが干渉することにより、レンズ２の絞り径を小さくすると、レンズの結像性能が大幅に劣化してしまうといった問題点を有している。
これを解決するための、前述の
【特許文献１】、
【特許文献２】、
【特許文献３】に記載の技術では、いずれも、ＣＣＤへの光量を適正に保つために、入射光量を計測するための装置（または素子）が必須の構成要素であり、また、液晶や電気化学調光素子の光透過率を変更するための手段や、ＮＤフィルタを挿入するための手段が必要となり、撮像装置自体が大型化するという問題点や、装置のコストがアップしてしまうという問題点がある。
さらに、光量検知や駆動に対して余分な電力が必要となる。このため、通常容量の電池では電池寿命が短くなるという問題点があり、また、大容量の電池では、省エネルギーにならないという問題点があると共に、部品点数が増加することにより省資源が達成されないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体からの光量を、撮影光学系を構成する材料の光学的特性を利用して調整することにより、簡単な構成で光の回折と干渉による画質の低下を防止することができる撮像装置を提供することを目的としている。
本発明の他の目的は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体からの光量を、撮影光学系を構成する材料の光学的特性を利用して調整することにより、簡単な構成で光の回折と干渉による画質の低下を防止することができるカメラシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体からの光量を、撮影光学系を構成する材料の光学的特性を利用して調整することにより、簡単な構成で光の回折と干渉による画質の低下を防止することができるカメラシステムを具備した携帯情報端末システムを提供することにある。
特に、本発明の請求項１の目的は、どのような明るさの被写体であっても、被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための特別な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能で被写体情報を記録することができると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献し得る撮像装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の請求項２の目的は、特に、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、長期間使用することにより調光機能が低下した場合でも、カバーガラスを交換することで、当初の機能に復元することができる撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献する撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることを可能にし、かつ撮影光学系のレンズ設計時の自由度の低減が防止されることと、既存の光学系に対しても結像性能が変動することなしに調光機能を付加することとが可能となることにより設計・製造、製造工程を簡単化することができる撮像装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項６の目的は、特に、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を要することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギー、及び省資源化にも貢献するカメラシステムを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、前記カメラシステムの利点に加えて、被写体がどのような明るさであっても視認し易いファインダ光学系を実現すると共に、記録される被写体上での画像の明るさを知ることも可能にしている。
本発明の請求項８の目的は、特に、前記カメラシステムの利点に加えて、１眼レフカメラの操作性を付与したカメラシステムを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を要することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献するカメラシステムを具備した携帯情報端末システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段と、前記撮影光学手段により結像された像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するデジタル化手段と、前記デジタル化手段により得られたデジタル画像信号を記憶媒体に記録する画像記録手段とを具備したことを特徴としている。
また、請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴としている。
また、請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用したことを特徴としている。
さらに、請求項５に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物がコーティングされていることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るカメラシステムは、上述した目的を達成するために、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いて構成されたことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るカメラシステムは、被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴としている。
さらに、請求項８に記載した本発明に係るカメラシステムは、前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプの構成を具備したことを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る携帯情報端末システムは、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備したことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による撮像装置は、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段を具備し、前記撮影光学手段により結像された像をデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する。
このような構成により、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を要することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を得ると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２による撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与する。
このような構成により、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることができる。
また、本発明の請求項３による撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与する。
このような構成により、長期間使用することにより調光機能が低下した場合でも、前記カバーガラスを交換することで、当初の機能に復元することができる。
また、本発明の請求項４による撮像装置は、前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用する。
【００１４】
このような構成により、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることができる。さらに、本発明の請求項５による撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物をコーティングする。
このような構成により、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることを可能にし、かつ撮影光学系のレンズ設計時の自由度の低減が防止されることと、既存の光学系に対しても結像性能の変動することなしに調光機能を付加することとが可能となることにより設計・製造、製造工程を簡単化することができる。
本発明の請求項６によるカメラシステムは、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いて構成する。
このような構成により、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成することができるカメラシステムを実現している。
【００１５】
また、本発明の請求項７によるカメラシステムは、被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与する。
このような構成により、前記カメラシステムの利点に加えて、被写体がどのような明るさであっても視認し易いファインダ光学系を実現することが可能なり、また、記録される被写体上での画像の明るさを知ることができるカメラシステムを実現している。
また、本発明の請求項８によるカメラシステムは、前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプの構成を具備する。
このような構成により、前記カメラシステムの利点に加えて、１眼レフカメラの操作性を付与したカメラシステムを実現している。
【００１６】
本発明の請求項９による携帯情報端末システムは、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備する。
このような構成により、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を得ると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成することができる携帯情報端末システムを実現している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮像装置、カメラシステムを説明する。
図１は、本発明の１つの実施の形態に係る撮像装置およびカメラシステムの要部の構成を模式的に示す側面図である。
図１に示す本実施の形態に係るカメラシステムは、撮像装置１と、撮影範囲や撮影条件等を表示する表示装置１２と、被写体の撮影範囲を視認するためのファイダ光学系１５とを具備する。
このうち、撮像装置１は、被写体を撮影する撮影光学系２（本発明に特徴的な装置であり、請求項１記載の撮影光学手段を構成する）と、この撮影光学系２により結像された像を光電変換する撮像素子３とを具備し、撮影光学系２は、レンズ２ａ（レンズ系）と、後述するメカ機構２ｂ（図２参照）と、絞り２ｃとを具備する。
【００１８】
撮像素子３は、例えばＣＣＤを用いて構成することが可能である。また、表示装置１２は、ＬＣＤ（液晶デバイス）を使用して構成することが可能である。
さらに、レンズ２ａ（レンズ系）は、レンズの焦点距離が一定の単焦点レンズや複数のレンズ群を具備し、レンズ群間の空気間隔を変更することにより、焦点距離が変更可能な、所謂ズームレンズなどを含めて、どのようなレンズ系であっても適用可能である。メカ機構２ｂは、例えばオートフォーカス機構、メカニカルシャッタ機構や、ズームレンズ群間隔を変更するズーム機構などが含まれる。
図２は、本発明の実施の形態に係る撮像装置、カメラシステムおよび携帯情報端末システムの制御系の構成を示している。
図２において、通信用Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０以下は、本実施の形態に係るカメラシステムを使用する携帯情報端末システムの構成要素である。
【００１９】
以下、図１，２を参照して、本実施の形態に係る撮像装置およびカメラシステムの機能を説明する。
撮影光学系２により結像された被写体の像は、撮像素子３上に結像され、撮像素子３上に配置されたフィルタにより色分解後、光電変換され、Ｒｅｄ，　Ｇｒｅｅｎ，　Ｂｌｕｅのアナログ画像信号として出力される。この出力されたアナログ信号に対しては、信号処理回路４を構成する相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）により、画像信号のノイズ低減が行われ、さらに、オートゲイン回路（ＡＧＣ回路）により、画像信号レベルの調整等が行われる。前述の画像処理を施された信号は、Ａ／Ｄ変換器５（デジタル化手段）において、アナログ画像データが、最適なサンプリング周波数のデジタル画像データに変換される。このデジタル化された画像データ（デジタル画像データ）に対しては、デジタル信号処理回路６（デジタル化手段）において、Ｒｅｄ，　Ｇｒｅｅｎのゲイン調整を行うホワイトバランス調整や、色差と輝度とに分離する処理などのデジタル処理が施される。このデジタル処理された画像データは、画像記録手段としての画像メモリ７に、一時的に保存される。
【００２０】
制御部８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＲＡＭを作業領域として、ＣＰＵがシステム全体の制御を行う。例えば、モータドライバ９は、制御部８からの制御信号に基づいて、撮影光学系２のオートフォーカス機構、ズーミング機構等のメカ機構２ｂの駆動を行う。また、タイミング制御回路１０は、撮像素子３に対する駆動制御信号の生成、信号処理およびＡ／Ｄ変換のタイミング制御を行う。このような撮像装置１の本発明の請求項１に対応する構成として、撮影光学系２に被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を具備させている。
この場合の具体例として、例えば比較的暗い室内で適正な光量となるよう構成された一般的な撮像装置があるとする。このような一般的な撮像装置を用いて、快晴の屋外で撮影しようとした場合、この撮像装置に入射する光量が多くなる。この時、従来の方法では、図２のＡＥ制御部１４により検知された被写体の明るさ情報に基づき、撮影光学系２内に具備された絞り２ｃを、モータドライバ９を介して、撮影光学系２内のメカ機構２ｂを駆動し、絞り２ｃの絞り径を小さくすることで、この一般的な撮像装置に入射する光量を減少させていた。しかし、絞り径を極端に小さくすると、上述したように、回折の影響により結像性能が大幅に劣化してしまう。
【００２１】
そこで、本発明に係る撮像装置（ここでは、本実施の形態に係る撮像装置１）では、前述のＡＥ制御部１４や、絞り２ｃの駆動機構を用いずに、あるいは、絞り２ｃと併用して撮影光学系２の一部に、被写体から照射された光の光量が変化することにより、自動的に光透過率が変化する材料で構成された部材（レンズ）を配置し、被写体から照射された光の光量変化に伴い、自動的に撮影光学系２において光透過率を変化させることで、撮影光学系２の絞り２ｃの絞り径は一定にし、（比較的暗い室内と、光量の多い快晴の屋外のいずれにおいても、）適正な光量が撮像素子３に入射するようにして、結像性能が良好な撮像装置１を実現している。
このような撮像装置１の本発明の請求項２に対応する構成として、撮影光学系２内の少なくとも１枚のレンズ材料を、調光機能を有する材質で構成している。
このように構成したことにより、撮影光学系２を構成している部品点数を増加させることなしに、調光機能を有する撮像装置を実現することができる。
【００２２】
このような撮像装置１の本発明の請求項３に対応する構成として、撮影光学系２の最も被写体に近い位置に配置したレンズ（即ち、対物レンズ）のカバーガラスに、調光機能を付与するようにしている。
前述の調光機能を有する材質の内には、長期間使用すると、調光機能が低下してしまうものが有る。そこで、長期間使用して、調光機能が低下した場合、このカバーガラスを交換することで、当初の機能に復元できるように構成している。
なお、上述した調光機能を有する材質を使用したレンズおよびカバーガラスの形状は、必ずしも円形である必要はなく、上部又は下部を削除した形状や、上下共に削除した形状に形成することが可能である。
この請求項４に対応する構成では、前述の調光機能を有する材料として、フォトクロミック化合物を使用する。
このフォトクロミック材料は、光により光透過率が変化する材料であり、例えば、紫外線が当たることにより光透過率が低下し、紫外線を遮光することにより元の光透過率に可逆的に変化する。
【００２３】
このような材料（フォトクロミック材料）としては、例えば、ガラス中の銀イオンを用いたフォトクロミックガラスや、アクリル系樹脂に、有機フォトクロミック化合物を混合させたものを使用することが可能である。
前述のフォトクロミック材料は、ガラスやプラスチック材料に含有させることも可能であるが、ガラス表面にコーティングすることも可能である。
そこで、請求項５の発明は、前記撮影光学系２を構成するレンズ２ａの少なくとも１枚のレンズであって且つ、少なくとも１面に、フォトクロミック材料をコーティングするものである。
レンズ２ａの少なくとも１枚に、フォトクロミック材料を使用した場合、材料の光学特性（例えば、屈折率やアッベ数）が限定されてしまい、高性能な結像性能を得るための制約条件となり、レンズ枚数の増加やレンズ系が大きくなるなどの不具合がある。また、レンズ設計当初からフォトクロミック材料を前提とした設計が必要となり、既に完成している光学系には、適用できない。そこで、本発明では、フォトクロミック材料をレンズにコーティングで対応することにより、レンズ設計上の自由度を低減させることなく、既存の光学系に対して、後から調光機能を追加することが可能となるのである。
【００２４】
データ記録部１１は、例えばフラッシュメモリーカードやスマートメディアイメージメモリカード（商標）などの記憶媒体を使用して構成することが可能であり、撮影した画像を記録することができる。また、必要に応じて表示装置１２により撮影範囲を表示することができる。
本発明の請求項６に対応するカメラシステムは、前述の請求項１乃至５のいずれか１項に対応する撮像装置１を具備することにより、どのような明るさの被写体においても、光量検出手段や、光学系の光透過率を変更するための特別な手段を具備することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有するカメラシステムを実現することが可能となり、しかも、低コストで、コンパクトなカメラシステムを実現することができる。
また、前述の本発明の請求項６に対応するカメラシステムは、暗い被写体を撮影するために、ストロボ装置１３（図２）を具備しており、前述の調光機能を有する部材の光透過率が最も高くなった状態においても、未だ光量が不足する程の暗い被写体を撮影するような場合に、このストロボ装置１３を使用して被写体を照明することで、鮮明な画像の撮影が可能となる。
【００２５】
表示装置１２は、前述のとおり、ＬＣＤなどを使用して構成されており、表示のために電力が必要となるので、表示装置１２のみで被写体の撮影範囲を視認しようとすると電池の寿命が短くなる。また、長時間撮影に備えて電池容量を大きくすると、カメラシステム全体の重量の増加や、大型化による不具合を招来する可能性がある。
そこで、図１に示すような被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学系１５（ファインダ光学系（ファインダ光学手段））を具備する本発明の請求項７に対応する構成のカメラシステムは、撮像装置としては、前記請求項１〜５記載の調光機能を有する撮像装置１を使用することで、請求項６に対応するカメラシステムと同様の動作、作用により、どのような明るさの被写体においても、回折の影響が無い良好な結像性能を実現している。その上、上記ファインダ光学系の一部に撮影光学系２と同様の調光機能を持たせることで、どのような明るさの被写体も見易いファインダ光学系を実現すると共に、記録される被写体上での画像の明るさを知ることも可能にしている。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る１眼レフタイプのカメラシステムの構成を模式的に示す側面図である。
この第２の実施の形態に係るカメラシステムは、図３に示すように、撮影光学系２により形成される画像をクィックリターンミラー１６により折り返し、一度、焦点板１７上に結像させ、その像を、ペンタプリズム（正式名称としては、ペンタゴナルダハプリズム）１８および接眼レンズ１９を介して、被写体の撮影範囲を視認する。また、被写体の像を記録する場合は、クィックリターンミラー１６を図中実線の位置から点線の位置１６ａへ跳ね上げ、撮像素子３上へ結像させるように構成されている。
このようなカメラシステム（１眼レフタイプのカメラシステム）においても、撮影光学系２に調光機能を持たせることで、被写体の撮影範囲を視認する場合は、前記請求項６，７に対応するカメラシステムと同様の作用、動作により、どのような明るさの被写体においても、回折の影響が無い良好な結像性能が得られる。
【００２７】
また、どのような明るさの被写体も見易いファインダ光学系が得られると共に、操作者が、実際に記録される被写体の像の明るさを知ることをも可能にしている。
本発明の請求項９に対応する携帯情報端末システムは、前記請求項６乃至８のいずれか１項に対応するカメラシステムを具備すると共に、図２に示すように、カメラシステムで記録した画像データを、例えば通信回線を介して送信する通信用Ｉ／Ｆ２０（通信用インターフェース手段）を具備している。
このような携帯情報端末システムにおいては、請求項６〜８に対応するカメラシステムを具備した構成とすることにより、どのような明るさの被写体においても、光量検出手段や、光学系の光透過率を変更するための特別な手段を有することなしに、回折の影響が無い良好な結像性能により、高品質な記録データが得られる。また、ファインダ光学系を通して、被写体の撮影範囲を視認する際に、良好に被写体を確認することができる携帯情報端末システムを実現することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段を具備し、前記撮影光学手段により結像された像をデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する構成としたので、撮影光学系の絞り径を小さく絞り込むことなしに、どのような明るさの被写体に対しても、回折の影響のない良好な結像性能で被写体情報を記録することが可能となるため、記録データの高品質化を達成し得る撮像装置を提供することができる。
また、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与することにより、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化、及び省資源化を図った撮像装置を提供することができる。
【００２９】
また、前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与することにより、長期間の使用により調光機能が低下した場合でも、前記カバーガラスを交換することで、当初の機能に復元することができる撮像装置を提供することができる。
また、前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用することにより、回折の影響が無い良好な結像性能が得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化、及び省資源化を図り得る撮像装置を提供することができる。
さらに、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物をコーティングすることにより、回折の影響が無い良好な結像性能が得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化に貢献することができ、かつ撮影光学系のレンズ設計時の自由度の低減が防止されると共と、既存の光学系に対しても結像性能が変動することなしに調光機能を付加することとが可能となり、その適用範囲を大幅に拡大し得る撮像装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いてカメラシステムを構成することにより、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための機構および制御手段を必要とせず、回折の影響が無い良好な結像性能が得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成し得るカメラシステムを提供することができる。
また、被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与することにより、前記カメラシステムの利点に加えて、被写体がどのような明るさであっても非常に視認し易いファインダ光学系を実現することが可能となり、また、記録される被写体上での画像の明るさを視認し得るカメラシステムを提供することができる。
【００３１】
さらに、前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプのカメラシステムにおいて、前記撮影光学系に被写体の明るさに応じて透過率が変化する調光機能を持たせることにより、前記カメラシステムの利点に加えて、撮影光学系の像を接眼レンズで観察する場合、被写体が非常に見易いカメラシステムを提供することができる。
さらに、本発明によれば、携帯情報端末システムに、請求項６〜８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備する構成とすることにより、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成し得ることができる携帯情報端末システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置およびカメラシステムの要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置、カメラシステムおよび携帯情報端末システムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施の形態に係る１眼レフタイプのカメラシステムの構成を模式的に示す側面図である。
【図４】光が絞りを通過するときに、光線が直進せず絞りの外周方向へ回り込む回折現象を示す説明図である。
【図５】絞りを通過後、直進した光と外周部へ回り込んだ光が干渉し、レンズに収差がない場合でも結像性能が劣化する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１　撮像装置
２　撮影光学系
２ａ　レンズ
２ｂ　メカ機構
２ｃ　絞り
３　撮像素子
４　信号処理回路
５　Ａ／Ｄ変換器
６　デジタル信号処理回路
７　画像メモリ
８　制御部
９　モータドライバ
１０　タイミング制御回路
１１　データ記録部
１２　表示装置
１３　ストロボ装置
１４　ＡＥ制御部
１５　ファインダ光学系
１６　クィックリターンミラー
１７　焦点板
１８　ペンタプリズム
１９　接眼レンズ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging device, a camera system, and a portable information terminal system, and more particularly to an imaging device that converts imaging data obtained by imaging a subject into a digital image signal and records the digital image signal on a storage medium, and a camera using the imaging device. The present invention relates to a portable information terminal system including the camera system and the camera system.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an imaging device that records imaging data of an object as a digital signal, and a digital camera and a digital video camera using the imaging device have been rapidly spread.
In general, a CCD (Charge Coupled Device) is used as a photoelectric conversion element used in such an imaging device.
In recent years, in order to achieve higher image quality of recorded images, the density of CCDs has greatly increased, and devices having a total number of pixels of 3 to 4 million pixels have been realized. In order to achieve both high density and miniaturization of the CCD, the size of one pixel of the CCD tends to be gradually reduced. For example, a CCD of 1 / 2.7 type and 4 million pixels is used. The size of one pixel is 3.125 μm, and the pixel size of a 1 / 1.8-type 3 million pixel CCD is becoming very small, such as about 2.8 μm.
An optical system used in an imaging device having such a reduced pixel size needs to have good imaging performance in a very high frequency region where the evaluation frequency is 160 lines / mm 2 to 180 lines / mm 2. .
[0003]
FIG. 4 and FIG. 5 are explanatory diagrams for explaining a state in which the interference between the straight light and the diffracted light occurs due to the wave optical property of the light.
That is, the light has a wave-optical property, and as shown in FIG. 4, when the light passes through the stop 2c, a diffraction phenomenon occurs in which the light does not go straight but goes around in the outer peripheral direction at the edge of the stop 2c. . For this reason, as shown in FIG. 5, the light 21 that has traveled straight and the light 22 that has wrapped around the outer periphery cause interference, and the imaging performance is degraded even when the lens 2 has no aberration. In particular, as the evaluation frequency increases, this effect increases. Further, even when the F number is darkened (that is, when the aperture diameter is reduced), the influence becomes large. When a bright object is photographed using the optical system using the high-density CCD as described above, If the method of adjusting the light amount by reducing the aperture diameter of the lens is used, the imaging performance in the state where the lens is stopped down is largely deteriorated.
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-5-34763.
As a solution to the above problems,
Patent Document 1 discloses that when photographing a bright subject, the light transmittance of the liquid crystal filter is changed in accordance with the measured incident light amount so that the incident light amount to the CCD can be properly adjusted without reducing the aperture diameter. A technique for adjusting the shutter speed and shutter speed and shutter timing arbitrarily is disclosed.
[Patent Document 2]
JP-A-11-84463.
Also this
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163,086 discloses a technique for changing the light transmittance of an electrochemical light control device in accordance with a measured incident light amount when an F-number of an aperture exceeds a set value when photographing a bright subject. A technique for preventing image degradation due to diffraction blur is disclosed.
[0005]
[Patent Document 3]
JP-A-2000-152072.
Furthermore, this
Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163873 discloses that when photographing a bright subject, when the luminance of the subject exceeds a predetermined value, an ND (Neutral Density) filter is inserted in accordance with the measured incident light amount, and an image generated due to this is inserted. A technique for correcting the position is shown.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, as described above, in order to achieve both high density and miniaturization of the built-in CCD, the conventional imaging apparatus has a problem that the light 21 that travels straight and the light 22 that wraps around the lens due to the diffraction phenomenon. When the stop diameter of the lens 2 is reduced due to interference between the lens 2 and the lens 2, the imaging performance of the lens 2 is significantly deteriorated.
To solve this,
[Patent Document 1],
[Patent Document 2],
In any of the techniques described in Patent Document 3, a device (or element) for measuring the amount of incident light is an essential component in order to properly maintain the amount of light to the CCD, and the liquid crystal and the electric Means for changing the light transmittance of the chemical light control element and means for inserting an ND filter are required, so that the size of the imaging device itself becomes large, and the cost of the device increases. There are points.
Further, extra power is required for light amount detection and driving. For this reason, a battery with a normal capacity has a problem that the battery life is shortened, and a battery with a large capacity has a problem that energy is not saved, and resource saving is not achieved due to an increase in the number of parts. There is a problem.
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and adjusts the amount of light from a subject by using the optical characteristics of the material constituting the photographing optical system, so that light diffraction and interference can be performed with a simple configuration. It is an object of the present invention to provide an imaging device capable of preventing the image quality from deteriorating.
Another object of the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and adjusts the amount of light from a subject by using the optical characteristics of the materials constituting the photographing optical system, thereby providing a simple configuration. It is an object of the present invention to provide a camera system capable of preventing a reduction in image quality due to diffraction and interference of light.
Another object of the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and adjusts the amount of light from a subject by using the optical characteristics of the materials constituting the photographing optical system, thereby providing a simple configuration. Another object of the present invention is to provide a portable information terminal system including a camera system capable of preventing a deterioration in image quality due to diffraction and interference.
In particular, an object of the present invention is to change the light transmittance of a means for detecting the amount of light incident from a subject and a photographing optical means, regardless of the brightness of the subject. Object information can be recorded with good imaging performance without the influence of diffraction without having special means for compactness, and it is compact and low-cost, and can contribute to energy saving and resource saving. It is to provide an imaging device.
[0008]
An object of claim 2 of the present invention is to provide an imaging apparatus which has good image forming performance free from the influence of diffraction, is compact and low-cost, and can contribute to energy saving and resource saving. It is in.
An object of claim 3 of the present invention is to provide an imaging apparatus that can restore the original function by replacing the cover glass even if the dimming function is deteriorated due to long-term use. It is in.
An object of claim 4 of the present invention is to provide an imaging apparatus which has good imaging performance without the influence of diffraction, is compact, is low in cost, and contributes to energy saving and resource saving. It is in.
An object of claim 5 of the present invention is to provide, in particular, good imaging performance free from the influence of diffraction, and to achieve compactness, low cost, energy saving, and resource saving, and a photographic optical system. Design and manufacturing by preventing the reduction of the degree of freedom when designing the lens and adding the dimming function to existing optical systems without changing the imaging performance It is another object of the present invention to provide an imaging device capable of simplifying a manufacturing process.
[0009]
The object of claim 6 of the present invention is to change the light transmittance of a means for detecting the amount of light incident from the subject and the light transmittance of the photographing optical means, regardless of the brightness of the subject. A camera system which has good imaging performance without the influence of diffraction without requiring external means for performing the operation, is compact and low-cost, and contributes to energy saving and resource saving. It is in.
The object of claim 7 of the present invention is to realize a finder optical system that is easy to visually recognize even if the subject is at any brightness, in addition to the advantage of the camera system. It is also possible to know the brightness of the image.
It is an object of an eighth aspect of the present invention to provide a camera system having the operability of a single-lens reflex camera in addition to the advantages of the camera system.
The object of the ninth aspect of the present invention is to change the light transmittance of a photographing optical unit and a unit for detecting the amount of light incident from the subject, regardless of the brightness of the subject. A mobile phone equipped with a camera system that is compact, low-cost, and contributes to energy savings and resource savings while having good imaging performance without the influence of diffraction without requiring external means for performing the operation. An object of the present invention is to provide an information terminal system.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, an image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus that converts image pickup data obtained by photographing a subject into a digital image signal and records the digital image signal on a storage medium. A photographing optical unit having a light control function in which a light transmittance changes according to the brightness of a subject to be photographed; an image pickup unit for converting an image formed by the photographing optical unit into an image signal; A digital image signal to be converted into a digital image signal, and image recording means for recording the digital image signal obtained by the digitizing means on a storage medium.
Further, in the image pickup apparatus according to the present invention described in claim 2, at least one lens constituting the photographing optical unit is provided with a dimming function whose light transmittance changes according to the brightness of a subject. It is characterized by.
Further, in the imaging apparatus according to the present invention described in claim 3, a dimming function of changing a light transmittance according to the brightness of the subject is provided to a cover glass of an objective lens constituting the photographing optical unit. It is characterized by:
[0011]
The imaging device according to the present invention described in claim 4 is characterized in that a photochromic compound is used as a material for realizing the dimming function of the photographing optical unit.
Further, an imaging apparatus according to the present invention described in claim 5 is characterized in that at least one surface of at least one lens constituting the photographing optical means is coated with the photochromic compound.
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a camera system configured to use the imaging apparatus according to any one of the first to fifth aspects, in order to achieve the above object.
In the camera system according to the present invention, the finder optical unit for visually recognizing the photographing range of the subject is provided with a dimming function in which the light transmittance changes according to the brightness of the subject to be photographed. It is characterized by:
Further, the camera system according to the present invention described in claim 8 forms an image of a light beam passing through the imaging optical unit on a reticle, and observes the image with an eyepiece to define an imaging range of a subject. It is characterized in that it has a single-lens reflex camera type configuration that can be viewed.
A portable information terminal system according to a ninth aspect of the present invention is a communication system for transmitting image data recorded by the camera system via a communication line with the camera system according to any one of the sixth to eighth aspects. And an interface means for use.
[0012]
[Action]
That is, an image pickup apparatus according to claim 1 of the present invention is an image pickup apparatus that converts image pickup data obtained by photographing a subject into a digital image signal and records the digital image signal on a storage medium. An image pickup optical unit having a light control function of changing transmittance is provided, and an image formed by the image pickup optical unit is converted into a digital image signal and recorded on a storage medium.
With such a configuration, regardless of the brightness of the subject, a means for detecting the amount of light incident from the subject and an external means for changing the light transmittance of the photographing optical means are provided. It is possible to obtain good imaging performance without the influence of diffraction without any means, and to achieve compactness, low cost, energy saving, and resource saving.
[0013]
Further, in the image pickup apparatus according to a second aspect of the present invention, at least one lens constituting the photographing optical unit is provided with a dimming function whose light transmittance changes according to the brightness of a subject.
With such a configuration, it is possible to achieve good imaging performance without the influence of diffraction, and to achieve compactness, low cost, energy saving, and resource saving.
The imaging apparatus according to a third aspect of the present invention provides the cover glass of the objective lens constituting the photographing optical unit with a dimming function whose light transmittance changes according to the brightness of the subject.
With such a configuration, even when the dimming function is deteriorated due to long-term use, the original function can be restored by replacing the cover glass.
The imaging device according to claim 4 of the present invention uses a photochromic compound as a material for implementing the dimming function of the photographing optical unit.
[0014]
With such a configuration, it is possible to achieve good imaging performance without the influence of diffraction, and to achieve compactness, low cost, energy saving, and resource saving. Further, in the image pickup apparatus according to claim 5 of the present invention, at least one surface of at least one lens constituting the photographing optical unit is coated with the photochromic compound.
With such a configuration, it has good imaging performance without the influence of diffraction, enables compactness, cost reduction, energy saving and resource saving, and allows freedom in designing a lens of an imaging optical system. Simplification of design / manufacturing and manufacturing processes by preventing reduction in power and adding dimming function to existing optical systems without changing imaging performance. can do.
A camera system according to a sixth aspect of the present invention is configured using the imaging device according to any one of the first to fifth aspects.
With such a configuration, regardless of the brightness of the subject, a means for detecting the amount of light incident from the subject and an external means for changing the light transmittance of the photographing optical means are provided. A camera system that has good imaging performance without the influence of diffraction without any means, and that can achieve compactness, low cost, energy saving, and resource saving is realized.
[0015]
Further, the camera system according to claim 7 of the present invention provides the finder optical means for visually recognizing the photographing range of the subject with a dimming function whose light transmittance changes according to the brightness of the subject to be photographed.
With such a configuration, in addition to the advantages of the camera system, it is possible to realize a viewfinder optical system that is easy to recognize even if the subject is at any brightness. The camera system that can know the brightness of the camera has been realized.
Further, the camera system according to claim 8 of the present invention forms an image of the light beam passing through the imaging optical unit on a focusing screen and observes the image with an eyepiece so that the imaging range of the subject can be visually recognized. A single-lens reflex camera type configuration.
With such a configuration, a camera system having the operability of a single-lens reflex camera in addition to the advantages of the camera system is realized.
[0016]
A portable information terminal system according to claim 9 of the present invention, wherein the camera system according to any one of claims 6 to 8, and communication interface means for transmitting image data recorded by the camera system via a communication line. And
With such a configuration, regardless of the brightness of the subject, a means for detecting the amount of light incident from the subject and an external means for changing the light transmittance of the photographing optical means are provided. A portable information terminal system is realized that has good imaging performance without the influence of diffraction without any means, and can achieve compactness, low cost, energy saving, and resource saving.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, based on an embodiment of the present invention, an imaging device and a camera system of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view schematically showing a configuration of a main part of an imaging device and a camera system according to one embodiment of the present invention.
The camera system according to the present embodiment shown in FIG. 1 includes an imaging device 1, a display device 12 that displays a shooting range, shooting conditions, and the like, and a finder optical system 15 for visually recognizing a shooting range of a subject. .
Among them, the image pickup apparatus 1 is formed by a photographing optical system 2 for photographing a subject (which is a characteristic device of the present invention and constitutes a photographing optical unit according to claim 1), and an image is formed by the photographing optical system 2. The imaging optical system 2 includes a lens 2a (lens system), a mechanical mechanism 2b (see FIG. 2) described later, and an aperture 2c.
[0018]
The imaging element 3 can be configured using, for example, a CCD. The display device 12 can be configured using an LCD (liquid crystal device).
Further, the lens 2a (lens system) includes a single focus lens or a plurality of lens groups having a fixed focal length of the lens, and the focal length can be changed by changing the air gap between the lens groups, so-called zoom. The present invention is applicable to any lens system including a lens. The mechanical mechanism 2b includes, for example, an auto-focus mechanism, a mechanical shutter mechanism, a zoom mechanism that changes a zoom lens group interval, and the like.
FIG. 2 shows a configuration of a control system of the imaging device, the camera system, and the portable information terminal system according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 2, a communication I / F (interface) 20 and below are components of a portable information terminal system using the camera system according to the present embodiment.
[0019]
Hereinafter, the functions of the imaging apparatus and the camera system according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The image of the subject formed by the photographing optical system 2 is formed on an image sensor 3, color-separated by a filter arranged on the image sensor 3, photoelectrically converted, and analog image signals of Red, Green, and Blue Is output as For the output analog signal, the noise of the image signal is reduced by a correlated double sampling circuit (CDS circuit) constituting the signal processing circuit 4, and furthermore, the image signal is reduced by an auto gain circuit (AGC circuit). Adjustment of the signal level and the like are performed. In the A / D converter 5 (digitizing means), the analog image data of the signal subjected to the above-described image processing is converted into digital image data having an optimum sampling frequency. For the digitized image data (digital image data), in the digital signal processing circuit 6 (digitizing means), white balance adjustment for adjusting the gain of Red and Green and processing for separating into color difference and luminance are performed. Digital processing such as is performed. The digitally processed image data is temporarily stored in an image memory 7 as image recording means.
[0020]
The control unit 8 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like (not shown). The CPU controls the entire system according to a program stored in the ROM, using the RAM as a work area. For example, the motor driver 9 drives a mechanical mechanism 2b such as an autofocus mechanism and a zooming mechanism of the photographing optical system 2 based on a control signal from the control unit 8. Further, the timing control circuit 10 performs timing control of generation of a drive control signal for the image sensor 3, signal processing, and A / D conversion. As a configuration corresponding to claim 1 of the present invention of such an image pickup apparatus 1, the photographing optical system 2 is provided with a dimming function of changing the light transmittance according to the brightness of the subject.
As a specific example of this case, it is assumed that there is a general imaging device configured to have an appropriate amount of light in a relatively dark room, for example. When an attempt is made to take a picture outdoors in clear weather using such a general imaging device, the amount of light incident on the imaging device increases. At this time, according to the conventional method, the aperture 2c provided in the photographing optical system 2 is moved through the motor driver 9 based on the brightness information of the subject detected by the AE control unit 14 in FIG. By driving the mechanical mechanism 2b inside the shutter 2 and reducing the aperture diameter of the aperture 2c, the amount of light incident on this general imaging apparatus has been reduced. However, if the aperture diameter is made extremely small, as described above, the imaging performance is greatly deteriorated due to the influence of diffraction.
[0021]
Therefore, in the imaging apparatus according to the present invention (here, the imaging apparatus 1 according to the present embodiment), the AE control unit 14 and the drive mechanism of the aperture 2c are not used or used together with the aperture 2c. A member (lens) made of a material whose light transmittance changes automatically when the amount of light emitted from the subject changes is arranged in a part of the photographing optical system 2 and is irradiated from the subject. By automatically changing the light transmittance in the photographing optical system 2 in accordance with the change in the light amount of light, the aperture diameter of the diaphragm 2c of the photographing optical system 2 is kept constant. In any case outdoors, an appropriate amount of light is incident on the image sensor 3 to realize the image pickup apparatus 1 having good imaging performance.
As a configuration corresponding to the second aspect of the present invention of such an imaging apparatus 1, at least one lens material in the photographing optical system 2 is formed of a material having a light control function.
With such a configuration, it is possible to realize an imaging device having a dimming function without increasing the number of components constituting the imaging optical system 2.
[0022]
As a configuration corresponding to the third aspect of the present invention of such an image pickup apparatus 1, a dimming function is provided to a cover glass of a lens (ie, an objective lens) disposed at a position closest to a subject in the photographing optical system 2. Like that.
Some of the above-mentioned materials having the dimming function deteriorate the dimming function when used for a long time. Therefore, when the dimming function is deteriorated after long-term use, the cover glass is replaced so that the original function can be restored.
The shape of the lens and the cover glass using the material having the light control function described above does not necessarily have to be circular, and can be formed in a shape in which the upper or lower part is deleted or a shape in which both the upper and lower parts are deleted. is there.
In a configuration corresponding to claim 4, a photochromic compound is used as the material having the light control function.
This photochromic material is a material whose light transmittance is changed by light. For example, the light transmittance is reduced by being irradiated with ultraviolet rays, and is reversibly changed to the original light transmittance by being shielded from ultraviolet rays.
[0023]
As such a material (photochromic material), it is possible to use, for example, photochromic glass using silver ions in glass, or a mixture of an acrylic resin and an organic photochromic compound.
The above photochromic material can be contained in glass or plastic material, but can also be coated on the glass surface.
Therefore, the invention of claim 5 is to coat at least one lens of the lens 2a constituting the photographing optical system 2 with a photochromic material.
When a photochromic material is used for at least one of the lenses 2a, the optical characteristics (for example, the refractive index and the Abbe number) of the material are limited, which is a constraint for obtaining high-performance imaging performance. There are problems such as an increase in lens size and the size of the lens system. Further, a design based on a photochromic material is required from the beginning of the lens design, and cannot be applied to an already completed optical system. Therefore, in the present invention, it is possible to add a dimming function to an existing optical system later without reducing the degree of freedom in lens design by applying a photochromic material to a lens by coating. It becomes.
[0024]
The data recording unit 11 can be configured using a storage medium such as a flash memory card or a smart media image memory card (trademark), and can record a captured image. Further, the photographing range can be displayed on the display device 12 as needed.
A camera system according to a sixth aspect of the present invention includes the imaging device 1 according to any one of the first to fifth aspects, so that a light amount detecting unit can be provided for an object of any brightness. And, without providing special means for changing the light transmittance of the optical system, it is possible to realize a camera system having good imaging performance without the influence of diffraction, and at a low cost, A compact camera system can be realized.
The camera system according to claim 6 of the present invention includes a strobe device 13 (FIG. 2) for photographing a dark subject, and the light transmittance of the member having the dimming function described above. In the case where a subject is photographed as dark as the light quantity is still insufficient even in a state where the image is highest, a clear image can be photographed by illuminating the subject using the strobe device 13. .
[0025]
As described above, the display device 12 is configured using an LCD or the like, and requires power for display. Therefore, if the display range of the subject is to be visually recognized only by the display device 12, the life of the battery is short. Become. In addition, if the battery capacity is increased in preparation for long-time shooting, there is a possibility that the weight of the entire camera system increases or a problem due to an increase in size is caused.
Therefore, a camera system having a finder optical system 15 (finder optical system (finder optical means)) for visually recognizing a photographing range of a subject as shown in FIG. By using the imaging device 1 having the dimming function according to any one of claims 1 to 5, the same operation and action as those of the camera system according to claim 6 can be applied to an object of any brightness. Also achieves good imaging performance without the influence of diffraction. In addition, by providing a dimming function similar to that of the photographing optical system 2 to a part of the finder optical system, a finder optical system that can easily view a subject of any brightness can be realized, and the finder optical system can be used on a recorded subject. It is also possible to know the brightness of the image.
[0026]
FIG. 3 is a side view schematically showing a configuration of a single-lens reflex camera system according to a second embodiment of the present invention.
In the camera system according to the second embodiment, as shown in FIG. 3, an image formed by the photographing optical system 2 is turned back by a quick return mirror 16 and is once formed on a reticle 17 to form an image. Through the pentaprism (pentagonal roof prism) 18 and the eyepiece 19 to visually recognize the photographing range of the subject. When an image of a subject is recorded, the quick return mirror 16 is flipped up from a position indicated by a solid line to a position 16a indicated by a dotted line in FIG.
Even in such a camera system (single-lens reflex camera system), when the photographing optical system 2 is provided with a dimming function to visually recognize the photographing range of a subject, the above-described embodiments correspond to claims 6 and 7. By the same operation and operation as those of the camera system, good imaging performance without influence of diffraction can be obtained for a subject of any brightness.
[0027]
Further, a finder optical system that can easily view a subject having any brightness can be obtained, and the operator can know the brightness of the image of the subject that is actually recorded.
A portable information terminal system according to a ninth aspect of the present invention includes a camera system according to any one of the sixth to eighth aspects, and as shown in FIG. 2, image data recorded by the camera system. , For example, via a communication line.
In such a portable information terminal system, the light amount detecting means and the light transmittance of the optical system can be obtained for a subject of any brightness by adopting a configuration including the camera system according to claims 6 to 8. Without special means for changing the image quality, high-quality recording data can be obtained with good imaging performance without the influence of diffraction. Further, it is possible to realize a portable information terminal system capable of satisfactorily confirming the subject when visually recognizing the shooting range of the subject through the finder optical system.
[0028]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in an imaging apparatus that converts imaging data obtained by imaging a subject into a digital image signal and records the digital image signal on a storage medium, light transmission according to the brightness of the subject to be captured is performed. A photographing optical unit having a dimming function with a variable rate, and an image formed by the photographing optical unit is converted into a digital image signal and recorded on a storage medium. It is possible to record subject information with good imaging performance without the effect of diffraction, regardless of the brightness of the subject, without narrowing down It is possible to provide an imaging device that can perform the operation.
In addition, by providing at least one lens constituting the photographing optical unit with a dimming function in which the light transmittance changes according to the brightness of the subject, it has good imaging performance without the influence of diffraction. In addition, it is possible to provide an imaging device that is compact, low-cost, energy-saving, and resource-saving.
[0029]
In addition, by providing the cover glass of the objective lens constituting the photographing optical unit with a dimming function in which the light transmittance changes according to the brightness of the subject, the dimming function has been reduced due to long-term use. Even in such a case, it is possible to provide an imaging device that can restore the original function by replacing the cover glass.
Further, by using a photochromic compound as a material for realizing the dimming function of the photographing optical unit, good imaging performance without the influence of diffraction can be obtained, and compactness, low cost, energy saving, Further, it is possible to provide an imaging device capable of saving resources.
Further, by coating the photochromic compound on at least one surface of at least one lens constituting the photographing optical means, good imaging performance without the influence of diffraction can be obtained, and further, compactness and low cost can be achieved. Not only reduces the degree of freedom when designing the lens of the photographing optical system, but also changes the imaging performance with respect to the existing optical system. It is possible to add a dimming function without any problem, and it is possible to provide an imaging device capable of greatly expanding its application range.
[0030]
Further, according to the present invention, by configuring a camera system using the imaging device according to any one of claims 1 to 5, even if the subject has any brightness, the subject can enter from the subject. This eliminates the need for a means for detecting the amount of light to be emitted and a mechanism and control means for changing the light transmittance of the photographing optical means. It is possible to provide a camera system capable of achieving cost reduction, cost reduction, energy saving and resource saving.
Further, in addition to the advantages of the camera system, by providing a viewfinder optical unit for visually recognizing the shooting range of the subject, by providing a dimming function in which the light transmittance changes according to the brightness of the subject to be shot. Provided is a camera system capable of realizing a viewfinder optical system that is very easy to visually recognize regardless of the brightness of a subject, and that allows the brightness of an image on a recorded subject to be visually recognized. Can be.
[0031]
Further, in a single-lens reflex camera type camera system, a light beam having passed through the photographing optical unit is formed on a focusing screen, and a photographing range of a subject can be visually recognized by observing the formed image with an eyepiece. In addition to the advantages of the camera system, by providing the imaging optical system with a dimming function that changes the transmittance according to the brightness of the subject, when observing an image of the imaging optical system with an eyepiece, Can provide a very easy-to-see camera system.
Furthermore, according to the present invention, a camera system according to any one of claims 6 to 8, and a communication interface for transmitting image data recorded by the camera system to a portable information terminal system via a communication line. Means for detecting the amount of light incident from the subject and changing the light transmittance of the photographing optical means, regardless of the brightness of the subject. Information terminal system capable of obtaining a good imaging performance without the influence of diffraction without having any external means for the purpose, and achieving compactness, low cost, energy saving and resource saving Can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view schematically illustrating a configuration of a main part of an imaging device and a camera system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a control system of the imaging device, the camera system, and the portable information terminal system according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a side view schematically showing a configuration of a single-lens reflex camera system according to a second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a diffraction phenomenon in which a light ray does not go straight and goes round toward the outer periphery of the stop when the light passes through the stop.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which light that has traveled straight and the light that has reached the outer periphery after passing through an aperture interfere with each other, and the imaging performance deteriorates even when the lens has no aberration.
[Explanation of symbols]
1 Imaging device
2 Shooting optical system
2a lens
2b Mechanical mechanism
2c aperture
3 Image sensor
4 Signal processing circuit
5 A / D converter
6. Digital signal processing circuit
7 Image memory
8 Control part
9 Motor driver
10 Timing control circuit
11 Data recording section
12 Display device
13 Strobe device
14 AE control unit
15 Viewfinder optical system
16 Quick return mirror
17 Focusing screen
18 Penta prism
19 Eyepiece

Claims

In an imaging apparatus that converts imaging data obtained by imaging a subject into a digital image signal and records the digital image signal on a storage medium,
Photographing optical means having a dimming function in which the light transmittance changes according to the brightness of the subject to be photographed;
Imaging means for converting an image formed by the imaging optical means into an image signal,
Digitizing means for converting an image signal obtained by the imaging means into a digital image signal,
Image recording means for recording a digital image signal obtained by the digitizing means on a storage medium,
An imaging device comprising:

2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein at least one lens constituting the photographing optical unit is provided with a dimming function whose light transmittance changes according to the brightness of a subject.

2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein a light control function of changing a light transmittance according to the brightness of the subject is provided to a cover glass of the objective lens constituting the photographing optical unit.

The imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein a photochromic compound is used as a material for realizing the dimming function of the photographing optical unit.

The imaging device according to claim 4, wherein the photochromic compound is coated on at least one surface of at least one lens constituting the photographing optical unit.

A camera system comprising the imaging device according to claim 1.

7. The camera system according to claim 6, wherein the finder optical means for visually recognizing the photographing range of the subject is provided with a dimming function of changing light transmittance according to the brightness of the subject to be photographed.

A single-lens reflex camera type configuration in which a light beam passing through the photographing optical unit is formed on a reticle and an image of the subject can be visually recognized by observing the image with an eyepiece. The camera system according to claim 6 or 7, wherein:

9. A portable information terminal system comprising: the camera system according to claim 6; and communication interface means for transmitting image data recorded by the camera system via a communication line. .