JP2006098567A - デジタル一眼レフカメラの情報伝達機構 - Google Patents

Abstract

【目的】 従来のマウントを共通にして構成するデジタル一眼レフカメラにおいて、従来のフルサイズに比し搭載する撮像素子によって実写画面の面積が異なる場合に生じる不都合を解消する。
【構成】 カメラ本体３に搭載する撮像素子８の画面サイズ関数として設定されている情報突起１７の量δに応じて、装着する撮影レンズ２の情報ピン１８はばね２４に抗して押し込まれれることになり、これに合わせて情報ピン１８のラック部１８ａが押され、噛み合っている連動ギヤＡ１９を反時計方向に回転させ、これに連結している連動ギヤＢ２２を時計方向に回転させるため、連動ギヤＢ２２に噛み合っているラック２３は上方へ押し上げられ、連結している遮光リンク２５を上方に移動させる。
【選択図】図１

Description

本発明は、レンズ交換式デジタル一眼レフカメラの情報伝達機構に関し、特にデジタル一眼レフカメラ搭載の撮像素子に関するデータをレンズ側に伝達する情報伝達機構に関する。

昨今のデジタルカメラは従来の銀塩カメラと同じように、撮影の高度化が進んでいる。これに伴いシステムカメラへの要望が強くなり、特にレンズ交換可能な一眼レフカメラへの需要が伸びていてる。

デジタルカメラと言え、基本的には従来カメラと共通するところが多く、一眼レフカメラに関しては、概ね従来の感光フイルムに代わり、撮像素子を設置した構成で、レンズ交換用マウント、ファインダー係のミラーボックス、ペンタプリズム及びフォーカルプレーンシャッターなどの機構配置は従来のまま踏襲する例が多い。

一般には撮像素子に合わせたデジタル一眼レフ用レンズシステムを新規に開発する例もあるが、在来の銀塩カメラ用として普及している交換レンズをそのまま装着可能なように、従来マウントを搭載して構成する機種が多い。これは愛用者が従来から銀塩フイルムカメラ用として保有しているシステムレンズをデジタル一眼レフカメラに装着でき、共用して撮影できるユーザメリットが大きいからである。

ただ、共通マウントで構成するデジタル一眼レフカメラのフランジバック位置に設置する撮像素子は画素数にほぼ比例した種々のサイズを用いているのが現状で、従来の３５ｍｍフイルム（以後フルサイズと言う）におけるアパーチャーサイズを最大面積としてこれより小さいサイズを用いている機種が多い。

受光面積がフルサイズに比し小さい撮像素子を用いて構成するカメラの場合、従来のフルサイズ用レンズに対しては実質撮影画面が小さくなるためレンズの画角が狭くなり、望遠側に寄り、表記されているレンズの種類と異なる。従ってこの量は搭載する撮像素子の画面サイズの関数として変換されなければならないもので、専用レンズを除けば装着するレンズの種類に対してファインダー内の実写面積を表示する縮小枠で実画面の変更を確認するのが一般的である。

このようにカメラに搭載する撮像素子の画面サイズによって装着するレンズの種類が変更されるのみならず、従来のフルサイズ用レンズでは焦点面において、撮像素子の実画面サイズより大きい画像が結像されることとなるため、有用な実画面光線より多くの光線が入射される。このため余分な光線は光路上にある機構部材に反射し、有害光として実画面内に乱入し、フレアー或いはゴーストなどが生じて、画質低下を招く要因になっている。

この問題に鑑み、フルサイズのカメラにとどまらず、マウントを共通にするあらゆるカメラに対応可能なシステムレンズを新規に提供する場合、装着するレンズにカメラ本体から撮像素子の画面サイズ情報を伝え、前記問題点に対処可能となる情報伝達機構を提供するものである。

システム一眼レフカメラでは参考の特許文献１の特公平４−２１８５２号公報に示すようなレンズとカメラ間の情報の伝達授受に関する技術的提案は従来から行われていて、主に交換レンズの撮影情報をカメラ本体に伝達することにより、その信号をカメラ本体のＣＰＵで演算処理し、その結果を出力信号としてレンズ側に送出し、撮影のための適正な制御を行うカメラシステムの提案が多い。これらの技術はシステムカメラの必須条件となっていて、現行のデジタル一眼レフカメラではそのまま踏襲されている。しかし、前記技術内容では撮像素子のサイズに基づくシステム上の問題を解決する手段は得られず、むしろカメラに搭載する撮像素子のサイズに合わせたシステムレンズを新規に開発する傾向にある。
特公平４−２１８５２号公報

従来のマウントを共通にして構成するデジタル一眼レフカメラにおいて、従来のフルサイズに比し搭載する撮像素子によって実写画面の面積が異なる場合に生じる不都合を解決しようとするものである。

従来のシステムレンズを共用可能なマウントで構成するデジタル一眼レフカメラの搭載する撮像素子の画面サイズに合わせたサイズ情報をカメラ側からレンズ側に伝達する伝達手段を設け、装着するレンズがその情報に基づきレンズ側で問題点を対処可能にする情報伝達機構を提供するものである。

レンズ側に伝達されるカメラ本体側の撮像素子の画面サイズ情報に基づいて、レンズに進入する実画面に対する不必要な光線をカットする遮光機構を動作せしめることが可能であり、また、当該情報に基づいて、装着するレンズの焦点距離情報の表示を補正することが可能であり、逆に共通マウントを採用した撮像素子の画面サイズに合わせた専用レンズに対しては該専用レンズ対応の画面サイズよりも大きい画像素子搭載のカメラに対しては装着を禁止するか、警告を与える機構が設置可能となり、ユーザが不満と感ずる画像素子の画面サイズに関わる撮影上の不都合が解決できる。

以下、図面等を参照して本発明の最も良好な実施形態を説明する。

図１は、本発明機構の１実施例を示すレンズおよびカメラの概略断面と構成をブロックで示したものであって、図２は撮像素子の画面サイズに合わせて作動させる遮光機構の平面図で、図３は情報伝達を電子的に行う場合の実施例をブロックで示した図である。

図１に示すカメラ本体３は撮影レンズ２が装着可能なようにマウント４が装備されていて、光軸１を中心にしてカメラ本体３側のマウント４ａと撮影レンズ２側のマウント４ｂの間で着脱可能な構造になっている。ここに示す当該マウント４は従来の銀塩フイルム用カメラに用いたフルサイズ用マウントを共通化したデジタル一眼レフカメラを示している。

このカメラは光軸１を中心に撮影レンズ２に入射する被写体光はカメラ本体３のミラーボックス３ａに設置するメインミラー５で上方に約直角に反射され、ペンタプリズム６で正立実像に変換されたファインダー像を接眼レンズ７を通して、アイレベルで視認可能な一眼レフのタイプで、撮影時はメインミラー５を上昇せしめて光路から退避させ、前記被写体の光量に合わせた速度で走行するシャッター９によって、後設する撮像素子８に露光照射され撮影が行われる。

撮影素子８に照射される被写体像の光量調節は前記のシャッター９の他に撮影レンズ２の内部において絞り１５が設置されていて絞り駆動モータ１４を駆動することによって絞り１５を開閉して調節するようになっている。撮像素子８には適正に調整された光量の被写体光が照射され撮影されるが、ここで発生した撮像信号は画像処理ＣＰＵ３０で画像処理された信号に変換されて図示していない記憶媒体に記録される。

このカメラ本体３に搭載される撮像素子８の画面サイズはカメラの企画および設計段階で決定されるがこの撮像素子８の画面サイズ情報を撮影レンズ２側に伝達する手段として図１では機械的伝達手段を採用した例を示していて、カメラ本体３のマウント４ａの内側で、撮影レンズ２の後部に近接するミラーボックス３ａの一部に情報突起１７を設置し、図示の突起量δが撮像素子８の画面サイズ関数として規格化されている。

例えば図１では撮像素子８がフルサイズならば情報突起１７の突起量δは０で撮像素子８の画面サイズが小さくなるにつれて突起量δを増やしていく関数で設定する例を示していて、撮影レンズ２をカメラ本体３側のマウント４ａと撮影レンズ２側のマウント４ｂを結合する状態で装着すると撮影レンズ２の後部でマウント４ｂの内側に設置されていて、ばね２４で後方に押し出されている情報ピン１８の先端がカメラ本体３の情報突起１７に接触し、突起量δに比例して、ばね２４に抗して内側に押し込まれることになる。このため撮影レンズ２では情報ピン１８の押し込まれる量でカメラ本体３に搭載している撮像素子８の画面サイズ情報が読み取ることが可能となる。

図１では撮像素子８の画面サイズがフルサイズに比して、小さければフルサイズ用のレンズに対しては余分で、有害な光線が侵入し画質を落とすことを防ぐために、絞り１５とは別個に遮光機構を撮影レンズ２の光路上最も効果的な位置に設置し、これが情報ピン１８に連動する機構を示している。

図２は遮光機構の実施例を示したものでリング状の遮光基板２７の上に遮光羽根２８を組み込んだもので遮光羽根２８は３つの羽根２８ａ、２８ｂ及び２８ｃで構成し、遮光基板２７面に突出して形成するピン２７ａ、２７ｂ、２７ｃが円周を３等分された位置に配設されていて、前記３つの遮光羽根２８のそれぞれの穴２８ｄ、２８ｅ、２８ｆに嵌入して、円周状に等間隔を維持している。

３つの遮光羽根２８のそれぞれの中間に長溝穴２８ｇ、２８ｈ、２８ｉと先端には下方に突出するピン２８ｊ、２８ｋ、２８ｌが在るが、隣接する羽根が重なっていて、羽根２８ａのピン２８ｊは隣の羽根２８ｂと重なった下側の長溝穴２８ｈに、羽根２８ｂのピン２８ｋは隣の羽根２８ｃと重なった下側の長溝穴２８ｉに、羽根２８ｃのピン２８ｌは隣の羽根２８ａと重なった下側の長溝穴２８ｇに嵌入し、お互いの羽根同士が連鎖して環状を形成している。

羽根２８ａの外周の突起部２８ｍに回動軸２６ａを軸とした遮光レバー２６があり、下方で回動軸２５ａを軸とする遮光リンク２５が連結していて、矢印で示すように上下に直動できるようになっている。いま、遮光リンク２５を上方に移動させると遮光基板２７の内側開口２７ｄに対して遮光羽根２８が実線で示す退避状態から、遮光レバー２６を通して羽根２８ａはピン２７ａを軸として中心の光軸１側に寄ることになり、羽根２８ａの動きはピン２８ｊによって羽根２８ｂをピン２７ｂを軸として光軸１側に寄り、同様に羽根２８ｂの動きはピン２８ｋによって羽根２８ｃをピン２７ｃを軸として光軸１側に寄ることになり、破線で示すように３つの遮光羽根２８は遮光基板２７の内側開口２７ｄからはみ出すため、有害光を遮断する効果が得られる。

図１では図２に示す遮光機構を実施例として設置したもので、カメラ本体３に搭載する撮像素子８の画面サイズ関数として設定されている情報突起１７の量δに応じて、装着する撮影レンズ２の情報ピン１８はばね２４に抗して押し込まれれることになり、これに合わせて情報ピン１８のラック部１８ａが押され、噛み合っている連動ギヤＡ１９を反時計方向に回転させ、これに連結している連動ギヤＢ２２を時計方向に回転させるため、連動ギヤＢ２２に噛み合っているラック２３は上方へ押し上げられ、連結している遮光リンク２５を上方に移動することになる。

遮光リンク２５の移動量は撮像素子８の画面サイズ情報δの関数であって、図２で説明した遮光機構における遮光羽根２８が撮影レンズ２の撮影光路に現出して、撮像素子８の画面サイズに対して有害となる光線を遮断する効果をもたらすと同時に、連動ギヤＢ２２に連結する表示ドラム２０が回転して、撮影レンズ２の外観部に設置されている覗き窓２１から撮像素子８の画面サイズ情報を読み取ることができるようになっている。この表示ドラム２０に表示する情報は撮像素子８の画面サイズによって撮影画角が異なってくることに起因する撮影レンズ２の焦点距離修正の換算表示をしてもよい。

例えば画面サイズが２７．６ｍｍ×１８．４ｍｍの大きさのＣＣＤならば対角線寸法は３３．１７ｍｍでフルサイズの対角線寸法４３．２６６ｍｍに比して小さく、画角が狭くなるためフルサイズのレンズの焦点距離に対して対角線寸法の比だけ延びる計算になる。すなわちフルサイズの焦点距離に対し４３．２６６／３３．１７＝１．３倍した値が実質の焦点距離となるため、フルサイズ用レンズの標準ｆ＝５０ｍｍのレンズを装着した場合はｆ＝６５ｍｍのレンズになり若干望遠側に寄った値になる。これにより前述の表示ドラム２０には画面サイズによって移動する焦点距離ｆをフルサイズ換算の修正した値で表示することが可能となる。

本発明の実施例としてカメラ本体３における撮像素子８のサイズ情報として情報突起１７のδ量を関数とし、δ＝０をフルサイズとしたが装着する撮影レンズ２が従来の銀塩カメラのレンズであったり、情報伝達手段を持たないレンズであるならば、カメラ本体３側の検出ピン１７ａに対して撮影レンズ２側から情報ピン１８による接触が得られないため検出スイッチ１６がオフで、レンズ側に情報が伝達不可能と判断され、カメラＣＰＵ２９からドライバー３１を通して警告表示３２に警告信号を表示して、撮影者に警告を与えることができる。

図１では撮像素子８の画面サイズに関する情報を機械的に撮影レンズ２側に伝達する例を示したが、これを図３では電子的に伝達する方式を示したもので、カメラ本体３に撮影レンズ２を装着したときカメラ本体３側の信号接点列と撮影レンズ２側の信号接点列が接触し、それぞれに情報交換可能なことは従来カメラで周知のことであるが、新規にカメラ本体３側の信号接点列と撮影レンズ２側の信号接点列に加えるか、或いは空き接点、共有接点にするかはメーカの設計事情で決定するとして、撮像素子８の画面サイズ情報をカメラ本体３側の信号接点３３から撮影レンズ２側の信号接点３４を通して撮影レンズ２側のＣＰＵ３５に伝える例を示している。

光軸１を中心に撮影レンズ２に入射する被写体光はカメラ本体３のメインミラー５で約直角上方に反射され、ペンタプリズム６で正立実像に変換されたファインダー像を接眼レンズ７を通してアイレベルで視認可能な一眼レフタイプであって、ファインダー光線の一部を接眼レンズ７の近傍に設置されている測光素子１０によって被写体光の光量を計測し、測光演算ＣＰＵ１１において測光演算し、撮影時、撮像素子８に照射される被写体像の光量を適正にすべく、シャッター９をドライバー１２によって制御され、撮影レンズ２側では測光演算ＣＰＵ１１からの測光演算信号は接点を通過して伝達され、ドライバー１３によって絞り１５を絞り駆動モータ１４の回転で制御できるようになっている。

他方、撮像素子８から得られた画像信号は画像処理ＣＰＵ３０で画像処理され図示していない記憶媒体に記録されるが、画面サイズ情報もカメラＣＰＵ２９に送られ、カメラ本体３側の信号接点３３から撮影レンズ２側の信号接点３４をとおして撮影レンズ２側のレンズＣＰＵ３５に伝達され、撮影レンズ２側では撮像素子８の画面サイズの情報が認知できる。

図３ではこの信号により撮影レンズ２側ではインテリジェントな動作が可能となり、図２に示す遮光機構の遮光羽根２８をモータ３７によって駆動する機構によって、撮影レンズ２側のレンズＣＰＵ３５に得られた撮像素子８の画面サイズ情報に基づいて作動するドライバー３６の信号によってモータ３７は駆動され、遮光羽根２８の動作によって撮像素子８の画面サイズに従った有効な遮光動作を行う。

また撮像素子８の画面サイズによって装着する撮影レンズ２の焦点距離ｆ値が移動するが、この移動したｆ値を３５ｍｍ換算で表示することが可能となる。図３で表しているのは撮影レンズ２側のレンズＣＰＵ３５に得られた撮像素子８の画面サイズ情報に基づき、撮影レンズ２側のレンズＣＰＵ３５からの信号でドライバー３８を通し、ＬＣＤ或いはＬＥＤ表示３９においてｆ値の３５ｍｍ換算表示をする例を示している。

一方のカメラ本体３では撮影レンズ２側に画面サイズ情報を受信する接点が無く、遮光機構の対応がされていないレンズに対してはカメラＣＰＵ２９で判断ができるので、ドライバー３１を通した警告表示３２によってカメラ本体３側で撮影者に警告を与えることができる。

以上説明のように従来のマウント規格を共通にしたレンズおよびカメラ本体において、本発明の画像素子８の画面サイズ情報の伝達機構を搭載することによって、従来の銀塩フイルムカメラから昨今のデジタル一眼レフカメラ全てに対して対応可能な汎用レンズが実用化でき、効率的なシステムの実現によってメーカ側及びユーザ側共に得られる利益は大きい。

本発明の実施例を機械的に行う場合を示すレンズ及びカメラの概略断面図と構成ブロック図である。 レンズに内蔵する遮光機構の実施例を示す平面図である。 本発明を電子的に行う場合の実施例を示すレンズ及びカメラの概略断面図と構成ブロック図である。

符号の説明

１ 光軸
２ 撮影レンズ
３ カメラ本体
４ マウント
５ メインミラー
６ ペンタプリズム
７ 接眼レンズ
８ 撮像素子
９ シャッター
１０ 測光素子
１１ 測光演算ＣＰＵ
１２ ドライバー
１３ ドライバー
１４ 絞り駆動モータ
１５ 絞り
１６ 検出スイッチ
１７ 情報突起
１８ 情報ピン
１９ 連動ギヤＡ
２０ 表示ドラム
２１ 覗き窓
２２ 連動ギヤＢ
２３ ラック
２４ ばね
２５ 遮光リンク
２６ 遮光レバー
２７ 遮光基板
２８ 遮光羽根
２９ カメラＣＰＵ
３０ 画像処理ＣＰＵ
３１ ドライバー
３２ 警告表示
３３ カメラ本体３側の信号接点
３４ 撮影レンズ２側の信号接点
３５ 撮影レンズ２側のレンズＣＰＵ
３６ ドライバー
３７ モータ
３８ ドライバー
３９ ＬＣＤ表示

Claims (5)

1. 従来の銀塩フイルム式一眼レフカメラの交換レンズ群が装着可能であって、該レンズ群をシステムレンズとして共用可能なデジタル一眼レフカメラにおいて、前記交換レンズ群を装着時、前記デジタル一眼レフカメラに搭載の撮像素子の画面サイズ情報を前記交換レンズ群に伝達可能な情報伝達手段を設けたことを特徴とするデジタル一眼レフカメラの情報伝達機構。
2. 前記情報伝達手段はカメラ本体のマウントの内側に設置する撮像素子の画面サイズに応じた突起量或いは突起位置の関数であり、前記マウントに交換レンズ群を装着する時に該交換レンズ側で当該突起量或いは突起位置を読みとることによって前記カメラ本体の撮像素子の画面サイズを読みとり可能にしたことを特徴とする請求項１記載のデジタル一眼レフカメラの情報伝達機構。
3. 前記情報伝達手段は搭載撮像素子の画面サイズに応じて変換された信号をレンズ搭載時、カメラ本体から信号接点端子を通してレンズ側に伝達可能にしたことを特徴とする請求項１記載のデジタル一眼レフカメラの情報伝達機構。
4. 前記システムレンズが前記撮像素子の画面サイズ情報伝達手段によって得られた信号に基づき変更される焦点距離情報をフィルム画面サイズ３５ｍｍ換算で表示可能にしたことを特徴とする請求項１記載のデジタル一眼レフカメラの情報伝達機構。
5. 前記システムレンズの中で前記撮像素子の画面サイズ情報伝達手段を有さないレンズに対してはカメラ本体側で、当該情報伝達手段を有さないカメラ本体ではレンズ側で表示手段を設けて警告表示可能にしたことを特徴とする請求項１記載のデジタル一眼レフカメラの情報伝達機構。

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