JP2007037040A - 複数光学系を有する撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数光学系を有するデジタルカメラにおいて、デッドスペースを有効利用してサイズを縮小する。
【解決手段】デジタルカメラ１０Ａは固定焦点距離レンズ２を備える第１撮像光学系ユニット１ａと、ズームレンズ３を備える第２撮像光学系ユニット１ｂを有する。両光学系ユニットは屈曲光学系でありデジタルカメラ１０Ａの幅方向に延在する。第２撮像光学系ユニット１ｂを第１撮像光学系ユニット１ａの下部に配置することでストロボ４８との距離を確保する。第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂの全長の差に起因して生じるスペースにストロボ４８用のメインコンデンサ４００を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は複数光学系を有する撮像装置に関し、特にサイズの小型化に関する。

現在、多くのデジタルカメラがズームレンズと単一イメージセンサを備え、静止画や動画を撮影している。撮影された画像はデジタル的に処理されてデジタル画像ファイルが生成され、デジタルカメラ内のメモリに記憶される。デジタル画像ファイルは次にコンピュータに転送されて表示され、あるいはプリンタに転送されて印刷される。

小さなサイズと大きな光学ズーム範囲がデジタルカメラの望ましい仕様として要求される。ユーザは、限定されたズーム範囲よりも大きなズーム範囲を好む。しかしながら、撮影画像の画質を犠牲にすることなく大きなズーム範囲レンズを備えるとデジタルカメラのサイズが増大してしまう。光学一眼レフカメラのような高価なカメラにおいては、例えば２８ｍｍ−７０ｍｍズームレンズと７０ｍｍ−２１０ｍｍズームレンズのような複数の交換レンズを用いることが可能であるが、コンパクトなデジタルカメラではユーザにとり不便である。

いくつかのデジタルカメラは一つのカラー画像を生成するために単一のレンズ及び複数のイメージセンサを用いている。被写体からの光はプリズムビームスプリッタにより複数のカラーに分離され、複数のモノクロイメージセンサがＲ，Ｇ，Ｂのカラー画像を撮像するために用いられる。

また、従来において、ステレオフィルムカメラ及びステレオデジタルカメラも知られている。これらのカメラは焦点距離が同じで水平方向に離間配置された２つのレンズを有し、シーンのわずかに異なる画像をフィルムの２つのフレーム、あるいは２つのイメージセンサに形成する。２つの画像はいわゆるステレオ対をなす。２つのレンズは同一拡大率となるように設計され、ステレオ効果を得るためにイメージセンサ上に左目と右目の画像を形成すべく同時に使用される。

コンパクトなデジタルカメラにおいて、レンズ交換の手間をかけることなく大きなズーム範囲を得るためには、互いに焦点距離の異なる複数のレンズをデジタルカメラに搭載し、これらをズーム位置に応じて使い分けることが好適である。但し、複数の光学系を搭載するためデジタルカメラ全体のサイズが増大してしまう問題がある。

下記に示す特許文献には、単一光学系であるが、デジタルカメラ本体のデッドスペースの有効活用を図るために、光軸折り曲げ式（屈曲光学系）の反射面の裏面に外周面の一部を近接させた状態でストロボコンデンサを配置する構成が記載されている。

特開２００２−３５０９５０号公報

このように、屈曲光学系では反射面の裏面にデッドスペースが生じるため、このスペースを活用することが好適であるが、複数光学系を有するデジタルカメラではスペースユーティリティがより制限されるため、複数光学系のそれぞれの特徴を利用した部品配置、特にサイズが大きいストロボ装置のコンデンサ（メインコンデンサ）の巧みな配置が要求される。

本発明の目的は、複数光学系を備えた撮像装置において、複数光学系のデッドスペースを有効活用してサイズの縮小を図ることにある。

本発明は、第１撮像光学系と、前記第１撮像光学系よりも焦点距離の長い第２撮像光学系と、ストロボ装置とを有する複数光学系を有する撮像装置であって、前記第１撮像光学系と前記第２撮像光学系は略平行に近接配置され、前記第１撮像光学系と前記第２撮像光学系の全長の差により生じるスペースに配置される前記ストロボ装置用のコンデンサを有することを特徴とする。

本発明の１つの実施形態では、前記第１撮像光学系及び第２撮像光学系はともに屈曲光学系であって前記装置の幅方向に延在し、前記コンデンサの長手方向は前記屈曲光学系の延在方向に一致する。

また、本発明の他の実施形態では、前記第１撮像光学系及び前記第２撮像光学系は前記第１撮像光学系が上方となるように互いに上下に近接配置され、前記ストロボ装置は前記第１撮像光学系の上方に配置され、前記コンデンサは前記第１撮像光学系と前記第２撮像光学系の全長の差により生じるスペースであって前記ストロボ装置の下部に配置される。

本発明によれば、第１撮像光学系と前記第２撮像光学系の全長の差により生じるスペースにストロボ装置用のコンデンサを配置することで、デッドスペースの有効活用を図り撮像装置のサイズを縮小できる。また、第１撮像光学系が上方となるように第１及び第２撮像光学系を上下に近接配置し、ストロボ装置を第１撮像光学系の上方に配置する構成とすることで、ストロボ装置と第２撮像光学系との距離を確保していわゆる赤目現象の発生を抑制できるとともに第１撮像光学系と第２撮像光学系の全長の差により生じるスペースを有効活用できる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。

図１に、本実施形態にかかるデジタルカメラ１０Ａの正面図を示す。デジタルカメラ１０Ａは第１撮像光学系ユニット１ａ及び第２撮像光学系ユニット１ｂの２つの光学系を搭載する。第１撮像光学系ユニット１ａは固定焦点距離レンズ２を有し、第２撮像光学系ユニット１ｂはズームレンズ３を有する。固定焦点距離レンズ２は例えば広角レンズであり、３５ｍｍフィルム換算で２２ｍｍ焦点距離を有する。ズームレンズ３は例えば３５ｍｍフィルム換算で３８ｍｍ−１１４ｍｍである。第１撮像光学系ユニット１ａ及び第２撮像光学系ユニット１ｂはともに入射光を直角に曲げるプリズムを有する屈曲光学系であり、これによりデジタルカメラ１０Ａを薄くできる。第１撮像光学系ユニット１ａの固定焦点距離レンズ２及び第２撮像光学系ユニット１ｂのズームレンズ３はデジタルカメラ１０Ａの略中央に上下に配置され、第１撮像光学系ユニット１ａ及び第２撮像光学系ユニット１ｂの屈曲光学系はデジタルカメラ１０Ａの一方側（図１では向かって右側）に配置される。デジタルカメラ１０Ａの他方側（図１では向かって左側）にはバッテリ２５０が配置される。また、内蔵ストロボ４８は屈曲光学系の延在側、つまりデジタルカメラ１０Ａの向かって右側であって第１撮像光学系ユニット１ａの上方に配置される。

第１撮像光学系ユニット１ａ及び第２撮像光学系ユニット１ｂは同一被写体を撮影するようにその光軸は同一方向に調整される。デフォルト状態、すなわちユーザがデジタルカメラ１０Ａの電源をＯＮした状態では第１撮像光学系ユニット１ａが動作し、背面のカラーＬＣＤには第１撮像光学系ユニット１ａで得られたワイド画角の画像が表示される。ユーザがズームボタンを「テレ」側に操作すると第１撮像光学系ユニット１ａで得られた画像の電子ズーム画像がカラーＬＣＤに表示される。ユーザがズームボタンをさらに「テレ」側に操作し続け、ズームレンズ３の最短焦点距離まで達すると、デジタルカメラ１０Ａの図示しない制御プロセッサが使用すべき光学系を第１撮像光学系ユニット１ａから第２撮像光学系ユニット１ｂへと切り替える。その後、ユーザがズームボタンをさらに「テレ」側に操作し続けると、第２撮像光学系ユニット１ｂのズームレンズ３の光学ズーム画像がカラーＬＣＤに表示される。ユーザがズームボタンを「ワイド」側に操作すると、逆の切替が実行される。第２撮像光学系ユニット１ｂの動作中に「ワイド」側に操作すると、ズームレンズ３のズーム操作により光学ズーム画像が表示される。ズーム位置が第２撮像光学系ユニット１ｂのワイド端に達すると、第２撮像光学系ユニット１ｂから第１撮像光学系ユニット１ａに切り替わる。

以下、第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂの構成について説明する。図４に、第１撮像光学系ユニット１ａの斜視図を示す。第１撮像光学系ユニット１ａは開口部２０１、ミラープリズム２０２、レンズ群、シャッタ２０４及び第１イメージセンサ２０３を有する。開口部２０１から入射した被写界光はミラープリズム２０２で直角方向に曲げられ、ミラープリズム２０２の前後に配置されたレンズ群により第１イメージセンサ２０３に結像される。レンズ群の中間に設けられたシャッタ２０４は第１イメージセンサ２０３への露光時間を調整する。

図５に、第２撮像光学系ユニット１ｂの斜視図を示す。第２撮像光学系ユニット１ｂは、開口部３０１、ミラープリズム３０２，レンズ群、シャッタ３０４、ズームモータ３０５、ＡＦモータ３０６及び第２イメージセンサ３０３を有する。開口部３０１から入射した被写界光はミラープリズム３０２で直角方向に曲げられ、ミラープリズム３０２の前後に配置されたレンズ群により第２イメージセンサ３０３に結像される。レンズ群の中間に設けられたシャッタ３０４は第２イメージセンサ３０３への露光時間を調整する。ズームモータ３０５はレンズ群のうちの焦点距離調整レンズを駆動して全体の焦点距離を変更する。ＡＦモータ３０６はレンズ群のうちの焦点調整レンズを駆動してＡＦ（オートフォーカス）を行う。ズームモータ３０５及びＡＦモータ３０６には送りねじが直結されており、送りねじの回転により焦点距離調整レンズ及び焦点調整レンズがガイドに沿って移動する。

このように、第１撮像光学系ユニット１ａ及び第２撮像光学系ユニット１ｂはともに屈曲光学系であるが、第２撮像光学系ユニット１ｂは第１撮像光学系ユニット１ａよりも焦点距離が長いので、屈曲光学系の光路長も長くなる。したがって、両光学系ユニットを上下に近接配置した場合、第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂとの間に全長の差が生じ、第１撮像光学系ユニット１ａの延在方向に全長の差の分だけスペース（デッドスペース）が生じることになる。本実施形態では、このスペースを有効活用する。

再び図１に戻り、第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂはデジタルカメラ１０Ａの正面に向かって右側に、第１撮像光学系ユニット１ａが上方に配置されるように上下に近接配置されており、第１撮像光学系ユニット１ａの右側に全長の差の分だけスペースが生じる。このスペースにストロボ４８用のメインコンデンサ４００を配置する。ストロボ４８の装置構成は周知であり、主に昇圧回路、充電制御回路、メインコンデンサ４００及び放電管を備える。昇圧回路でバッテリ２５０の端子電圧を昇圧してメインコンデンサ４００を充電する。充電制御回路は、昇圧回路によるメインコンデンサ４００の充電を制御する。デジタルカメラ１０Ａの制御プロセッサからの発光指令に応じてメインコンデンサ４００に蓄積された電荷が放電管に供給されてストロボ発光する。メインコンデンサ４００は長手方向が第１撮像光学系ユニット１ａあるいは第２撮像光学系ユニット１ｂの延在方向、つまりデジタルカメラ１０Ａの横方向（幅方向）に一致するように配置される。

図２に、図１の２−２ラインから見た平面図を示す。第１撮像光学系ユニット１ａ及び第２撮像光学系ユニット１ｂの屈曲光学系が示され、第１撮像光学系ユニット１ａの横であって第２撮像光学系ユニット１ｂの上方のスペースにメインコンデンサ４００が配置される。バッテリ２５０の背後には着脱自在なメモリカード５４が配置され、第１撮像光学系ユニット１ａの固定焦点距離レンズ２あるいは第２撮像光学系ユニット１ｂのズームレンズ３の光軸中心にその中心が一致するようにカラーＬＣＤ７０が背面２００に配置される。

図３に、図２の３−３ラインからみた側面図を示す。図から分かるように、メインコンデンサ４００はストロボ４８と第２撮像光学系ユニット１ｂとの間に配置される。このように、比較的サイズの大きいストロボ４８用のメインコンデンサ４００を第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂの全長の差により生じたデッドスペースに配置することで、デッドスペースを有効活用するとともにデジタルカメラ１０Ａのサイズ増大を抑制することができる。

なお、ストロボ４８用のメインコンデンサ４００は長手方向が第１撮像光学系ユニット１ａの延在方向に一致するように配置されるが、図１、図２あるいは図３に示すようにメインコンデンサ４００の端子面は第１撮像光学系ユニット１ａとは反対側に配置されてフレキシブルプリント基板に接続される。これにより、第１撮像光学系ユニット１ａの第１イメージセンサ２０３へのノイズ混入を抑制することができる。

また、本実施形態では第１撮像光学系ユニット１ａが上方になるように第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂを上下に近接配置し、これによりストロボ４８の下部にデッドスペースが形成され、メインコンデンサ４００を配置できる構成となっているが、このような構成は以下に述べるような赤目防止機能も同時に奏する。

一般に、ストロボ内蔵カメラでは撮影レンズとストロボ発光部との距離が近くなるためいわゆる赤目現象が発生しやすい問題がある。この赤目現象は特に焦点距離の長いレンズ（望遠レンズ）を用いて撮影する場合に生じやすい。

図６に、カメラ１００に搭載されたストロボ１０２及び撮影レンズ１０４と、被写体である人物の目１０６との位置関係を示す。いわゆる赤目現象はストロボ１０２の照明光が被写体となる人物の瞳孔から入射し、網膜で反射して返ってきた光が撮影レンズ１０４を介して撮影されるものであり、網膜の毛細血管の色が赤く撮影されて生じる。従って、ストロボ１０２と撮影レンズ１０４、被写体１０６を結ぶ三角形の頂角θが小さいほど赤目現象が生じやすい。望遠レンズで撮影する場合には被写体までの距離が比較的遠方の場合が多く、そのため頂角θが小さくなり赤目が生じやすくなる。また、赤目が生じやすいのは被写体の人物がカメラの方向を向いている場合であるが、画角の狭い望遠レンズでは広角レンズよりもカメラの方向に視線が向いている確率が高く、この点でも望遠レンズの場合の方が赤目が生じやすいといえる。

従って、赤目の発生を抑制するためには、ストロボ１０２と撮影レンズ１０４との距離を大きくとって頂角θを大きくすることが有効であり、本実施形態のように固定焦点距離レンズ２を有する第１撮像光学系ユニット１ａとズームレンズ３を有する第２撮像光学系ユニット１ｂとを搭載する場合においては、望遠レンズであるズームレンズ３を有する第２撮像光学系ユニット１ｂとストロボ４８との距離を大きくとることが有効となり、第１撮像光学系ユニット１ａが上方、第２撮像光学系ユニット１ｂが下方となる配置が得られる。

すなわち、本実施形態のデジタルカメラ１０Ａは赤目の発生を抑制するためにズームレンズ３を備える第２撮像光学系ユニット１ｂを下方に配置してストロボ４８との距離を確保し、第１撮像光学系ユニット１ａを第２撮像光学系ユニット１ｂの上方に近接配置してデジタルカメラ１０Ａの高さ方向のサイズを抑制し、このような配置により必然的に生じるストロボ４８の下部スペース、第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂの全長の差に起因するスペースにストロボ４８用のメインコンデンサ４００を配置したものである。

本実施形態では第１撮像光学系ユニット１ａが固定焦点距離レンズ２を備えているが、第２撮像光学系ユニット１ｂの焦点距離範囲よりも短い焦点距離範囲を有するズームレンズを備えていてもよい。この場合にも、第１撮像光学系ユニット１ａと第２撮像光学系ユニット１ｂとの全長の差に起因するデッドスペースが生じ、このスペースにメインコンデンサ４００を配置すればよい。

デジタルカメラの正面図である。 デジタルカメラの平面図である。 デジタルカメラの側面図である。 第１撮像光学系ユニットの斜視図である。 第２撮像光学系ユニットの斜視図である。 赤目現象を説明するための位置配置図である。

符号の説明

１ａ 第１撮像光学系ユニット、１ｂ 第２撮像光学系ユニット、２ 固定焦点距離レンズ、３ ズームレンズ、１０Ａ デジタルカメラ、４８ ストロボ、４００ メインコンデンサ。

Claims (4)

1. 第１撮像光学系と、
   前記第１撮像光学系よりも焦点距離の長い第２撮像光学系と、
   ストロボ装置と、
   を有する複数光学系を有する撮像装置であって、
   前記第１撮像光学系と前記第２撮像光学系は略平行に近接配置され、前記第１撮像光学系と前記第２撮像光学系の全長の差により生じるスペースに配置される前記ストロボ装置用のコンデンサ
   を有することを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
2. 請求項１記載の装置において、
   前記第１撮像光学系及び第２撮像光学系はともに屈曲光学系であって前記装置の幅方向に延在し、
   前記コンデンサの長手方向は前記屈曲光学系の延在方向に一致する
   ことを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
3. 請求項１、２のいずれかに記載の装置において、
   前記第１撮像光学系及び前記第２撮像光学系は前記第１撮像光学系が上方となるように互いに上下に近接配置され、
   前記ストロボ装置は前記第１撮像光学系の上方に配置され、
   前記コンデンサは前記第１撮像光学系と前記第２撮像光学系の全長の差により生じるスペースであって前記ストロボ装置の下部に配置されることを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の装置において、
   前記コンデンサは端子面が前記第１撮像光学系の反対側となるように配置されることを特徴とする複数光学系を有する撮像装置。
   

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