JP2006254088A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 レンズユニットを装着せずに撮影可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】 レンズユニット２０には、撮影レンズ２１及びＣＣＤ７８が収納されている。デジタルカメラ１０は、カメラ本体１１の前面にマウント部１２が設けられており、レンズユニット２０が着脱自在に装着される。また、このマウント部１２には、撮影レンズ２３が配置されており、カメラ本体１１の外部に露呈されている。さらに、カメラ本体１１内には、ＣＣＤ４３が設けられている。このため、レンズユニット２０がカメラ本体１１に装着されていない状態でも撮影可能である。また、撮影レンズ２３は、マウント部１２の中央部に配置されており、レンズユニット２０を装着して撮影する場合と比べて操作性に変化がないので、撮影者は、違和感なく撮影を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、撮影レンズ及び撮像素子を有する交換式のレンズユニットが着脱自在に装着される装着部を備えた撮像装置に関する。

近年、ＣＣＤ等の撮像素子によって撮像された画像データをメモリカード等の記憶手段に記憶させるデジタルカメラ（撮像装置）が一般に利用されている。また、交換レンズが着脱自在に装着される装着部（マウント部）を備えたデジタルカメラも知られている。しかし、交換レンズを着脱可能なデジタルカメラでは、マウント部に開口が形成されているため、カメラ本体内に埃等が入り、撮像素子やその周辺の部品に埃が付着して撮影画像の画質が劣化するという問題があった。

このような問題を解決するために、交換レンズ内に撮像素子を一体に収納するレンズユニットが着脱自在に装着されるデジタルカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平８−１７２５６１号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載されているように、レンズユニットが着脱自在に装着されるデジタルカメラでは、レンズユニットがカメラ本体に装着されていない状態では、撮影を行うことが出来ない。このため、不意に撮影を行いたいと思っても、レンズユニットを装着する必要があるため、シャッタチャンスを逃してしまうという問題があった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、レンズユニットが装着されていない場合でも撮影可能な撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、第１撮影レンズ及び第１撮像素子を有する交換式のレンズユニットが着脱自在に装着される装着部を備えた撮像装置であり、前記装着部に配置され、撮像装置本体の外部に露呈された第２撮影レンズと、前記第２撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する第２撮像素子とを備えていることを特徴とするものである。

さらに、前記レンズユニットが前記装着部に装着されているか否かを検出する検出手段と、前記検出手段によって前記レンズユニットが装着されていることが検出されると、前記第１撮像素子を制御して撮影処理を行い、前記レンズユニットが装着されていないことが検出されると、前記第２撮像素子を制御して撮影処理を行う制御手段とを備えていることが好ましい。

また、前記装着部には、先端部が外部に突出された検出ピンが設けられており、前記検出手段は、前記検出ピンが前記装着部内に押し込まれた時に、前記レンズユニットの装着を検出することが好ましい。

さらに、前記第２撮影レンズの背後に反射光学部材を配置し、前記第２撮影レンズを透過した被写体光束を前記反射光学部材によって略直角に反射させ、この被写体光束を前記第２撮像素子上に結像させることが好ましい。

本発明の撮像装置によれば、レンズユニットが装着される装着部に第２撮影レンズが配置され、この第２撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する第２撮像素子を備えている。このため、レンズユニットが装着されていない状態でも、撮影を行うことができるので、不意に撮影を行いたいと思った場合でも、シャッタチャンスを逃すことを防止できる。

また、第２撮影レンズは、装着部の中央部に配置されているので、レンズユニットが装着部に装着されている場合と比べも操作性に変化がない。このため、撮影者は、違和感なく撮影を行うことができる。

さらに、レンズユニットが装着されているか否かを判定して、使用する撮像素子が自動的に決定されるので、撮影者は、特別な操作を行わずに撮影を行うことが可能である。

また、反射光学部材をカメラ本体内に配置し、第２撮影レンズを透過した被写体光束を反射光学部材によって略直角に反射させ、この被写体光束を第２撮像素子上に結像させるので、撮像装置本体の厚さを薄くすることができる。

図１に示すように、デジタルカメラ１０は、カメラ本体１１の前面に、マウント部１２と、リリースボタン１３と、ストロボ発光部１４とが設けられ、上面には、操作部１５が設けられている。この操作部１５は、電源ボタン１６、シャッタボタン１７、及び操作ダイヤル１８で構成されている。また、図示せぬ背面には、画像や各種設定画面を表示する表示手段であるＬＣＤ（Liquid Crystal Display）が設けられている。

マウント部１２は、交換式のレンズユニット２０が着脱自在に装着される装着部であり、中央には凹部１２ａが設けられている。レンズユニット２０は、撮影レンズ（第１撮影レンズ）２１を保持しており、この撮影レンズ２１の一部が前面側に露呈されている。また、背面側には、マウント部２２が設けられている。

このレンズユニット２０には、後述するように、撮影レンズ２１によって結像された被写体像を撮像する撮像素子であるＣＣＤ（第１撮像素子）７８（図５参照）が収納されている。レンズユニット２０をカメラ本体１１に装着する場合、レンズユニット２０側のマウント部２２を凹部１２ａに挿入することにより装着される。

このレンズユニット２０としては、撮影レンズの焦点距離が異なるものや、ＣＣＤの画素数が異なるもの、モノクロ撮影が可能なもの、赤外線撮影が可能なもの等の複数種類のレンズユニットが用意される。撮影者は、これらのレンズユニットから所望のレンズユニットを選択して、デジタルカメラ１０に装着する。

また、凹部１２ａの中央部には、撮影レンズ（第２撮影レンズ）２３が設けられており、撮影レンズ２３の一部がカメラ本体１１の外部に露呈されている。リリースボタン１３は、レンズユニット２０がマウント部１２に装着されている状態で押圧操作され、レンズユニット２０の取り外しが可能となる。ストロボ発光部１４は、ストロボ撮影時にストロボ光を被写体に向けて放射する。

電源ボタン１６は、カメラ本体１１の電源をＯＮまたはＯＦＦにする際に、押圧操作される。シャッタボタン１７は、撮影を行う際に押圧操作される。また、操作ダイヤル１８は、撮影モードと再生モードとを切り替える際に操作される。

凹部１２ａには、検出ピン２４、ロックピン２５、及びマウント接点２６が設けられている。検出ピン２４は、レンズユニット２０がマウント部１２に装着された時に、マウント部２２の背面によって押圧されて、マウント部１２の内部に押し込まれる。

ロックピン２５は、レンズユニット２０がマウント部１２に装着された時に、マウント部２２の背面に形成された係合孔（図示せず）と係合して、レンズユニット２０がマウント部１２から外れることを防止する。マウント接点２６は、レンズユニット２０がマウント部１２に装着された時に、マウント部２２の背面に形成されたマウント接点８５（図５参照）と接触する。これにより、レンズユニット２０がデジタルカメラ１０と電気的に接続される。

また、図２に示すように、マウント部１２内には、検出スイッチ３０が設けられている。この検出スイッチ３０は、レンズユニット２０がマウント部１２に装着されているか否かを検出する検出手段である。この検出スイッチ３０は、スイッチ本体３１と、導電性を有する２本の接片３２ａ，３２ｂとで構成されている。これらの接片３２ａ，３２ｂの一端は、スイッチ本体３１と接続されており、互いに接触しない状態で配置されている。スイッチ本体３１は、２つの接片３２ａ，３２ｂが互いに接触して、接片３２ａ，３２ｂが導通した時に、検出信号であるＯＮ信号を出力する。

検出ピン２４は、マウント部１２に形成された開口３４から先端側が外部に突出するように配置されており、後端側は、連結板３５によってピン３６と連結されている。このピン３６には、バネ３７が挿通される。このバネ３７は、連結板３５と、マウント部１２の内壁に形成された押さえ板３８との間に配置される。また、この押さえ板３８には、開口３８ａが形成されており、ピン３６の先端部が挿通される。

前述の検出スイッチ３０は、接片３２ａの先端がピン３６の先端部と隣接するように配置されている。レンズユニット２０が、マウント部１２に装着されていない場合、検出ピン２４は、マウント部１２内に押し込まれないので、接片３２ａは、ピン３６の先端部によって押圧されない。このため、図２（Ａ）に示すように、接片３２ａ，３２ｂは、互いに接触しないため、スイッチ本体３１からはＯＮ信号が出力されない。

また、レンズユニット２０が、マウント部１２に装着された場合、検出ピン２４は、バネ３７の付勢力に抗して、マウント部１２内に押し込まれる。このため、接片３２ａは、ピン３６の先端部によって押圧され、図２（Ｂ）に示すように、接片３２ａと接片３２ｂとが接触する。この時、スイッチ本体３１からＯＮ信号が出力される。

前述したように、凹部１２ａの中央には、撮影レンズ２３が設けられている。また、図３に示すように、撮影レンズ２３は、第１群レンズ４０と、第２群レンズ４１とを備えて構成されている。また、カメラ本体１１内には、反射光学部材であるミラー４２が第１群レンズ４０の背後に配置されている。このミラー４２は、第１群レンズ４０を透過した被写体光束を略直角に反射させる。このため、第１群レンズ４０の光軸Ｌ１は、光軸Ｌ１と略直角な光軸Ｌ２に屈曲される。つまり、第１群レンズ４０を透過した被写体光束は、ミラー４２によって反射されて、カメラ本体１１の垂直方向に進む。

第２群レンズ４１は、光軸Ｌ２上に配置されている。この第２群レンズ４１は、フォーカスレンズであり、光軸Ｌ２に沿って進退移動される。また、第２群レンズ４１の背後には、ＣＣＤ（第２撮像素子）４３が配置されている。このＣＣＤ４３としては、レンズユニット２０内のＣＣＤ７８よりも低画素のＣＣＤが用いられる。

このように、第１群レンズ４０の光軸Ｌ１をミラー４２によって屈曲させる場合、第１群レンズ４０の背面側にＣＣＤ４３を配置した場合と比較して、カメラ本体１１の厚さを薄くできる。なお、ミラー４２によって被写体光束を反射させる向きは、カメラ本体１１の左右方向でも、垂直方向でも良い。また、ミラー４２と第２群レンズ４１との間に、ズームレンズを配置しても良い。

次に、デジタルカメラ１０の電気的構成について説明する。図４に示すように、デジタルカメラ１０には、カメラ本体１１内の各部を制御する制御手段である制御部５０が設けられている。制御部５０は、各部を制御する制御プログラムが記憶されたＲＯＭと、作業用データを一時的に記憶するＲＡＭとを備えている。制御部５０は、この制御プログラムに基づいて各部を制御する。

制御部５０は、モータドライバ５１を介してモータ５２に接続されており、制御部５０がモータドライバ５１を制御して、モータ５２を駆動する。このモータ５２の駆動により、フォーカスレンズ４１が光軸Ｌ２に沿って進退移動され、焦点調整が行われる。

また、制御部５０には、ＣＣＤドライバ５３を介してＣＣＤ４３が接続されている。制御部５０は、ＣＣＤドライバ５３を制御することによりＣＣＤ４３を駆動する。ＣＣＤ４３は、光電変換により被写体像を電気信号に変換して、アナログ信号である画像データを取得する。さらに、このＣＣＤ４３は、アナログ信号処理部５４と接続されており、ＣＣＤ４３によって撮像された画像データがアナログ信号処理部５４に出力される。このアナログ信号処理部５４は、データバス５５を介して制御部５０に接続されており、制御部５０によって制御される。

アナログ信号処理部５４は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）や、増幅器（ＡＭＰ）等を備えて構成されており、ＣＤＳによって画像データのノイズが除去された後、ＡＭＰによって増幅される。このアナログ信号処理部５４は、Ａ／Ｄ変換器５６に画像データを出力する。Ａ／Ｄ変換器５６は、画像データをアナログ信号からデジタル信号に変換して、デジタル信号処理部５７に画像データを出力する。

デジタル信号処理部５７は、データバス５５を介してメモリ５８が接続されており、画像データをメモリ５８に記憶させる。このデジタル信号処理部５７は、画像データがメモリ５８に記憶されている時に、画像データに対して階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正等の各種画像処理と、ＹＣ変換処理とを施す。

撮影モードにおいて、デジタル信号処理部５７は、撮影処理が実行される前に、画像データに対して簡易な画像処理と簡易なＹＣ処理とを施して、ＬＣＤドライバ５９に出力する。制御部５０は、ＬＣＤドライバ５９を制御して画像データをＬＣＤ６０にスルー画として表示させる。

また、撮影処理が実行された時に、デジタル信号処理部５７は、画像データに対して画像処理、ＹＣ変換処理、及び圧縮処理（例えばＪＰＥＧ方式）等を施す。制御部５０は、メディアコントローラ６１を制御して、圧縮された画像データを記録メディア６２に記録させる。この記録メディア６２は、例えば、カメラ本体１１に着脱自在に装着されるメモリカードである。また、再生モードでは、制御部５０が、メディアコントローラ６１を制御して、記録メディア６２に記録された画像データを読み出し、デジタル信号処理部５７によって、画像データに対して伸張処理が施される。その後、画像データがＬＣＤ６０に再生画像として表示される。

また、このデジタル信号処理部５７は、デジタル信号に変換された画像データをレンズユニット２０から取得した際にも、同様に撮影処理を実行する。

また、制御部５０には、操作部１５、検出スイッチ３０、及びストロボ制御部６５が接続されている。制御部４０は、操作部１５から各種操作信号を取得して、各操作信号に対応する処理を実行する。また、制御部５０は、検出スイッチ３０から検出信号を取得して、マウント部１２にレンズユニット２０が装着されているか否かを判定する。ストロボ制御部６５には、ストロボ発光部１４が接続されている。制御部５０は、ストロボ制御部１４を制御することにより、ストロボ発光部１４を発光させる。

また、制御部５０には、データバス５５を介して、シリアルドライバ６６及び電源制御部６７が接続されている。制御部５０は、シリアルドライバ６６を制御し、マウント接点２６を介して、レンズユニット２０との間で各種操作信号や画像データの送受信を行う。

また、電源制御部６７は、バッテリ６８に接続されている。この電源制御部６７は、制御部５０によって制御され、バッテリ６８の出力電圧を所定電圧に変圧し、デジタルカメラ１０内の各部に給電を行う。また、電源制御部６７は、マウント接点２６と接続されており、マウント接点２６を介してレンズユニット２０に対して給電を行う。

次に、レンズユニット２０の電気的構成を説明する。図５に示すように、レンズユニット２０には、ユニット内の各部を制御するユニット制御部７０が設けられている。ユニット制御部７０は、各部を制御する制御プログラムが記憶されたＲＯＭと、作業用データを一時的に記憶するＲＡＭとを備えている。ユニット制御部７０は、この制御プログラムに基づいて各部を制御する。

ユニット制御部７０には、モータドライバ７１，７２が接続されている。モータドライバ７１は、モータ７３に接続されており、モータドライバ７２は、モータ７４に接続されている。ユニット制御部７０は、モータドライバ７１を制御してモータ７３を駆動し、さらに、モータドライバ７２を制御してモータ７４を駆動する。

撮影レンズ２３は、ズームレンズ７５と、フォーカスレンズ７６とを備えて構成されている。ズームレンズ７５は、モータ７３によって駆動されて、光軸に沿って進退移動し、ズーム倍率が変更される。また、フォーカスレンズ７６は、モータ７４によって駆動されて、光軸に沿って進退移動し、焦点調整が行われる。

また、ユニット制御部７０には、ＣＣＤドライバ７７を介してＣＣＤ７８が接続されている。ユニット制御部７０は、ＣＣＤドライバ７７を制御することによりＣＣＤ７８を駆動する。ＣＣＤ７８は、光電変換により被写体像を電気信号に変換して、アナログ信号である画像データを取得する。さらに、このＣＣＤ７８は、アナログ信号処理部７９と接続されており、ＣＣＤ７８によって撮像された画像データがアナログ信号処理部７９に出力される。このアナログ信号処理部７９は、データバス８０を介してユニット制御部７０に接続されており、ユニット制御部７０によって制御される。

アナログ信号処理部７９は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）や、増幅器（ＡＭＰ）等を備えて構成されており、ＣＤＳによって画像データのノイズが除去された後、ＡＭＰによって増幅される。このアナログ信号処理部７９は、Ａ／Ｄ変換器８１に画像データを出力する。Ａ／Ｄ変換器８１は、画像データをアナログ信号からデジタル信号に変換する。

また、ユニット制御部７０には、データバス８０を介して、シリアルドライバ８３及び電源制御部８４が接続されている。ユニット制御部７０は、シリアルドライバ８３を制御し、マウント部２２に設けられたマウント接点８５を介して、デジタルカメラ１０との間で各種操作信号や画像データの送受信を行う。つまり、ユニット制御部７０は、シリアルドライバ８３を制御して、Ａ／Ｄ変換器８１によってデジタル信号化された画像データをレンズユニット２０に出力する。

また、電源制御部８４は、マウント接点８５に接続されている。電源制御部８４は、マウント接点８５及びマウント接点２６を介して、電源制御部６７から給電される。ユニット制御部７０は、電源制御部８４を制御してレンズユニット２０内の各部に給電させる。

次に、上記構成のデジタルカメラ１０の撮影処理を図６のフローチャートを用いて説明する。デジタルカメラ１０の電源がＯＮにされ、撮影モードに設定されると、制御部５０は、検出スイッチ３０からＯＮ信号が出力されているか否かを判定する。

ＯＮ信号が出力されていると判定された場合、レンズユニット２０がマウント部１２に装着されているので、制御部５０は、ユニット制御部７０を制御して、レンズユニット２０側のＣＣＤ７８を起動させる。この時、デジタルカメラ１０側のＣＣＤ４３は、起動させない。

また、ＯＮ信号が出力されていないと判定された場合、制御部５０は、ＣＣＤドライバ５３を制御して、デジタルカメラ１０内のＣＣＤ４３を起動する。

制御部５０は、ＣＣＤ４３またはＣＣＤ７８によって取得された画像データをＬＣＤ６０にスルー画として表示して撮影待機状態となる。その後、制御部５０は、シャッタボタン１７が操作されたか否かを判定する。シャッタボタン１７が操作されていないと判定された場合、シャッタボタン１７が操作されたか否かを判定する判定処理を繰り返し行う。

シャッタボタン１７が操作されたと判定された場合、制御部５０は、起動されているＣＣＤを制御して、記録メディア６２に画像データを記録して撮影処理を終了する。

前述のように、本発明のデジタルカメラ１０では、マウント部１２に撮影レンズ２３が配置され、この撮影レンズ２３によって結像された被写体像を撮像するＣＣＤ４３がカメラ本体１１内に設けられている。このため、レンズユニット２０が装着されていない状態でも、撮影を行うことができるので、不意に撮影を行いたいと思った場合でも、シャッタチャンスを逃すことを防止できる。

また、撮影レンズ２３は、マウント部１２の中央に配置されているので、レンズユニット２０がマウント部１２に装着されている場合と比較して、操作性が悪化することはない。このため、撮影者は、違和感なく撮影を行うことができる。

さらに、レンズユニット２０が装着されているか否かを判定して、使用するＣＣＤが自動的に決定されるので、撮影者に特別な操作を強いることなく、撮影を行うことが可能である。

なお、上記実施形態において、反射光学部材をカメラ本体内に配置し、被写体光束を反射させて、撮影レンズの光軸を屈曲させる屈曲光学系を用いる場合を例に説明したが、屈曲光学系を用いなくても良い。しかし、屈曲光学系を用いた場合、カメラ本体の厚さを薄くすることができるので、屈曲光学系を用いることが好ましい。

また、上記実施形態において、検出ピンの先端部が装着部から突出するように設け、検出ピンが装着部内に押し込まれた時に、レンズユニットが装着部に装着されていることを検出スイッチによって検出する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、カメラ本体側のマウント接点と、レンズユニット側のマウント接点が接触して導通した時に、レンズユニットが装着部に装着されていることを検出しても良い。

さらに、上記実施形態において、反射光学部材としてミラーを用いる場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、直角プリズム等のプリズムを用いても良い。

また、上記実施形態において、撮像素子としてＣＣＤを用いる場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、ＣＭＯＳイメージセンサを用いても良い。さらに、上記実施形態において、撮像装置としてデジタルカメラを例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、デジタルビデオカメラ等にも本発明を適用できる。

デジタルカメラの構成を示す斜視図である。 検出スイッチの作用を示す説明図である。 ミラー及びＣＣＤの配置位置を示すカメラ本体の側面概略図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 レンズユニットの電気的構成を示すブロック図である。 デジタルカメラの撮影処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
１１ カメラ本体
１２ マウント部
２０ レンズユニット
２１，２３ 撮影レンズ
２４ 検出ピン
３０ 検出スイッチ
４２ ミラー
４３，７８ ＣＣＤ
５０ 制御部

Claims (5)

1. 第１撮影レンズ及び第１撮像素子を有する交換式のレンズユニットが着脱自在に装着される装着部を備えた撮像装置において、
   前記装着部に配置され、撮像装置本体の外部に露呈された第２撮影レンズと、
   前記第２撮影レンズによって結像された被写体像を撮像する第２撮像素子とを備えていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２撮影レンズは、前記装着部の中央に配置されていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記レンズユニットが前記装着部に装着されているか否かを検出する検出手段と、
   前記検出手段によって前記レンズユニットが装着されていることが検出されると、前記第１撮像素子を制御して撮影処理を行い、前記レンズユニットが装着されていないことが検出されると、前記第２撮像素子を制御して撮影処理を行う制御手段とを備えていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の撮像装置。
4. 前記装着部には、先端部が外部に突出された検出ピンが設けられており、前記検出手段は、前記検出ピンが前記装着部内に押し込まれた時に、前記レンズユニットの装着を検出することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記第２撮影レンズの背後に反射光学部材を配置し、前記第２撮影レンズを透過した被写体光束を前記反射光学部材によって略直角に反射させ、この被写体光束を前記第２撮像素子上に結像させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか記載の撮像装置。
   

Images