JP2007093755A - 光学鏡胴、光制御器、および撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影画角に関わらず、ゴーストを精度良く防止することができる小型の光学鏡胴、光が透過する光制御器、および被写体光の像を撮影する撮影装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、光が収容器で反射して被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して光路の大きさを変える迷光防止板と、迷光防止板に対する電圧の印加開放を制御することにより光路の大きさを制御する制御部と、被写体光が光学系によって結像された像を撮影する撮像部とを備えた。
【選択図】 図６

Description

本発明は、光学系を収容する光学鏡胴、光が透過する光制御器、および被写体光の像を撮影する撮影装置に関する。

近年、通常サイズのカメラだけではなく、携帯電話などに搭載される小型の撮像装置などにもズーム機能やオートフォーカス機能が適用されてきており、撮像装置に複数枚のレンズを備えることが一般的になってきている。また、レンズ自体の小型化や、デジタルビデオカメラなどといった新機種の撮像装置が用いられてきていることも、撮像装置に備えられるレンズの多重化に繋がっている。

ところで、晴天時の屋外などのように強い光の下で被写体を撮影する場合、撮影画角の外から太陽光などがレンズに入射すると、その光がレンズ面やレンズを保持しているレンズ鏡胴等で反射して撮像面にまで達し、撮影画像にゴーストを発生させてしまうことがある。特に、上述したような複数のレンズが備えられた撮像装置では、光が複数のレンズで多重に反射するため、ゴーストの原因となる有害光も複雑に多方向から撮像面に入射してしまい、画像処理などではゴーストを除去しにくいという問題がある。

ゴーストを防止する方法としては、撮影装置に、撮影画角外から入射された有害光を遮るフレア防止板を設ける方法が知られている。しかし、広い撮影画角で撮影を行う広角撮影では、レンズの全域に入射された光は全て撮影画像の生成に利用されるのに対し、狭い撮影画角で撮影を行う望遠撮影では、レンズの中央部分を除く周辺部分に入射された光は撮影画像の生成には不要であり、その周辺部分に入射された光は有害光となる。このため、広角撮影時のレンズ有効径に合わせた位置にフレア防止板を設けると、広角撮影時には有害光ではなかった光が望遠撮影時には有害光となってしまい、望遠撮影された撮影画像にゴーストが発生してしまう。逆に、広角撮影時のレンズ有効径に合わせた位置にフレア防止板を設けると、望遠撮影時にフレア防止板によって撮影画角が遮られてしまい、広角撮影された撮影画像の一部が暗くなってしまうという問題がある。

この点に関し、特許文献１には、撮影画角に応じてレンズ鏡胴が突出するズーム機能が搭載された撮影装置において、光軸を取り囲む複数の羽で構成されたフレア防止板とレンズ鏡胴とをカム機構で連結し、レンズ鏡胴の突出位置に応じて複数の羽の重なり度合いを変えて、それらの羽によって形成される開口の大きさを調整する技術について記載されており、特許文献２には、レンズの前方にフードを設け、モータ等でフードをレンズの突出位置に応じて前後方向に移動させて、光が入射してくる領域を調整する技術について記載されている。これら特許文献１および特許文献２に記載された技術によると、撮影画角に応じて光を遮る領域が調整されるため、撮影画角に関わらず、精度良くゴーストを軽減することができる。
特開平４−１３３０１１号公報 特開平９−１５４７６号公報

しかし、近年では、撮影装置の小型化が急速に進んでおり、このような小型の撮影装置では、構成要素の大きさや収容スペース、および消費電力などが大幅に制限されるため、上述したようなモータやカム機構を利用したフレア防止板を設けることは困難である。

本発明は、上記事情に鑑み、撮影画角に関わらず、ゴーストを精度良く防止することができる小型の光学鏡胴、光が透過する光制御器、および被写体光の像を撮影する撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の光学鏡胴は、被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、
光が収容器で反射して被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して光路の大きさを変える迷光防止板とを備えたことを特徴とする。

本発明の光学鏡胴によると、電圧の印加開放によって迷光防止板が伸縮して光路の大きさが調整されるため、焦点距離などが変更されて光学系の有効径が変わった場合であっても、有害光が被写体光に混ざる不具合が確実に防止される。また、モータやカム機構などを必要としないため、光学鏡胴が搭載される撮影装置などを小型化することができ、省電力に有害光を防止することができる。

また、本発明の光学鏡胴において、上記迷光防止板は、高分子アクチュエータで構成されたものであることが好ましい。

高分子アクチュエータは、印加電圧に応じて変形する特性を有しており、さらにその変形量も大きいため、本発明にいう迷光防止板として好ましく適用することができる。

また、本発明の光学鏡胴において、上記迷光防止板は、光路が通る光学的な開口が設けられた、電圧の印加開放によって伸縮して、開口の大きさを変えるものであることが好ましい。

迷光防止板に開口が設けられ、電圧の印加開放によって開口の大きさが調整されることによって、簡易な機構で、全方向における有害光を防止することができる。

また、上記目的を達成する本発明の光制御器は、被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、
光が収容器で反射して被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して光路の大きさを変える迷光防止板と、
迷光防止板に対する電圧の印加開放を制御することにより光路の大きさを制御する制御部とを備えたことを特徴とする。

本発明の光制御器によると、被写体光が通る光路の大きさを省電力に制御して、光が収容器で反射して被写体光に混ざる不具合を確実にに回避することができる。

尚、本発明にいう光制御器については、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、本発明にいう光制御器には、上記の基本形態のみではなく、前述した光学鏡胴の各形態に対応する各種の形態が含まれる。

また、上記目的を達成する本発明の撮影装置は、被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、
光が収容器で反射して被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して光路の大きさを変える迷光防止板と、
迷光防止板に対する電圧の印加開放を制御することにより光路の大きさを制御する制御部と、
被写体光が光学系によって結像された像を撮影する撮像部とを備えたことを特徴とする。

本発明の撮影装置によると、電力や内部スペースに余裕がない小型の撮影装置においても、撮影画像にゴーストが生じてしまう不具合を確実に回避し、高画質な撮影画像を取得することができる。

また、本発明の撮影装置において、「上記光学系は、焦点距離が可変のものであり、
光学系の焦点距離を調整する焦点距離調整部を備え、
上記制御部は、光路の大きさを、焦点距離調整部で調整された焦点距離に応じた大きさに制御するものである」という形態は好ましい。

焦点距離が短いときには、撮影画角が広いため、被写体光が通る光路の大きさを増加させることによって、明るい撮影画像を得ることができ、焦点距離が長いときには、撮影画角が狭いため、光路の大きさを減少させることによって、
焦点距離が短い（すなわち、撮影画角が広い）ときには、被写体光の光路の大きさを増加させ、焦点距離が長い（すなわち、撮影画角が狭い）ときには、光路の大きさを減少させることによって、焦点距離に関わらず、高精度にゴーストの発生を回避することができる。

また、本発明の撮影装置において、「被写体の輝度を検出する輝度検出部を備え、
上記制御部は、光路の大きさを、輝度検出部で検出された輝度に応じた大きさに制御するものである」という形態は好適である。

本発明の好適な形態の撮影装置によると、迷光防止板が、有害光が被写体光に混ざるのを防ぐフレア防止板と、輝度に応じて被写体光の光束を絞る絞りの役割を担うため、部品点数を減少させ、撮影装置を小型化することができる。

また、本発明の撮影装置において、「上記迷光防止板は、収容器の前面に設けられたものであり、
収容器をこの撮影装置に対して突出および沈胴させる収容器駆動部を備え、
上記制御部は、収容器駆動部によって収容器がこの撮影装置内に沈胴されている場合には、迷光防止板に光路を閉じさせるものである」という形態が好ましい。

収容器が撮影装置内に沈胴され、撮影が行われていないときには、迷光防止板に光路を閉じさせることによって、新たにレンズカバーなどを設けることなく、光学系を保護することができる。

尚、本発明にいう撮影装置についても、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、本発明にいう撮影装置には、上記の基本形態のみではなく、前述した光学鏡胴の各形態に対応する各種の形態が含まれる。

本発明によれば、撮影画角に関わらず、ゴーストを精度良く防止することができる小型の光学鏡胴、光が透過する光制御器、および被写体光の像を撮影する撮影装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１、および図２は、本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラの外観斜視図である。

図１には、デジタルカメラ１の、撮影レンズが内蔵されたレンズ鏡胴１０の沈胴状態が示されており、図２には、レンズ鏡胴１０の繰出状態が示されている。本実施形態においては、レンズ鏡胴１０が沈胴しているときには、図１に示すように、後述するフレア防止板７０が撮影レンズの前面を覆っており、撮影が行われるときには、図２に示すように、レンズ鏡胴１０が繰り出し、フレア防止板７０が開いて撮影レンズに光が入射される。

図１および図２に示すデジタルカメラ１の正面上部には、補助光発光窓１２およびファインダ対物窓１３が配置されている。また、このデジタルカメラ１の上部には、シャッタボタン１４が備えられている。

このデジタルカメラ１の、図示しない背面には、ズーム操作スイッチや十字キーなどといった各種スイッチや、画像やメニュー画面を表示するＬＣＤ（液晶ディスプレイ）が備えられている。ズーム操作スイッチを所定時間押下し続けると、撮影画角を調整するためのズーム操作モードに入り、十字キーの‘上’キーを押し続けている間、撮影レンズが望遠側（テレ側）に移動し、十字キーの‘下’キーを押し続けている間、撮影レンズが広角側（ワイド側）に移動する。

図３は、デジタルカメラ１の、沈胴状態にあるレンズ鏡胴１０を光軸に沿って切断した断面図であり、図４は、デジタルカメラ１の、撮影レンズがワイド状態にあるレンズ鏡胴１０を光軸に沿って切断した断面図であり、図５は、デジタルカメラ１の、撮影レンズがテレ状態にあるレンズ鏡胴１０を光軸に沿って切断した断面図である。

レンズ鏡胴１０の内部空間には、前方から順に、前群レンズ（第１レンズ群）２１、後群レンズ（第２レンズ群）２２、およびフォーカスレンズ（第３レンズ群）２３の３群が光軸を揃えて並べられてなる撮影レンズが収容されている。撮影レンズは、後群レンズ２２が図４に示すワイド端と図５に示すテレ端との間で光軸に沿って移動することにより撮影画角が変化し、フォーカスレンズ２３が光軸に沿って移動することによりピント調節が行われる構成となっている。前群レンズ２１、後群レンズ２２、およびフォーカスレンズ２３は、本発明にいう光学系の一例にあたり、レンズ鏡胴１０は、本発明にいう光学鏡胴の一例に相当する。

前群レンズ２１のさらに前方には、有害光を遮るフレア防止板７０が配置され、前群レンズ２１と後群レンズ２２との間には、被写体光の光量を調整する絞りユニット３０が配置され、撮影レンズの後方には、被写体光を読み取るＣＣＤ４０が配置されている。ＣＣＤ４０は、本発明にいう撮像部の一例に相当する。

フレア防止板７０は、光路が通る光学的な開口が設けられており、電圧の印加／開放によって伸縮する高分子アクチュエータ（後述する）によって構成されている。図３に示す沈胴状態においては、フレア防止板７０が伸びて開口が閉じられることによって撮影レンズの前面が覆われ、撮影レンズが保護される。図４および図５に示すように、レンズ鏡胴１０が繰り出されると、フレア防止板７０が縮んで開口の大きさが増加し、光が開口を通って撮影レンズに入射される。フレア防止板７０については、後で詳しく説明する。フレア防止板７０は、本発明にいう迷光防止板の一例に相当する。

絞りユニット３０には、図４および図５に示すように、撮影レンズの光軸を取り囲む孔が穿たれた開口板３２と、開口板３２の孔を絞るように塞いで開口量を調整する絞り羽３１とが備えられている。また、絞りユニット３０には、その背面から後方に突出するガイドロット２４と、ガイドロット２４の後端を塞ぐストッパ２４ａも設けられており、ガイドロット２４は、後群レンズ２２を保持している後群レンズ保持枠２５を、光軸方向にスライド可能に貫通している。さらに、絞りユニット３０と後群レンズ保持枠２５との間にはコイルばね２６が縮装されており、絞りユニット３０は、後群レンズ２２と後群レンズ保持枠２５とで構成された後群レンズユニット２７に対し、前方へばね付勢された態様で光軸に沿って移動可能に保持されている。レンズ鏡胴１０の沈胴時には、図４および図５に示す絞り羽３１が開放され、絞りユニット３０がコイルばね２６を圧縮しながら後群レンズユニット２７側に移動することによって、開口板３２の孔に後群レンズユニット２７が入り込む。これにより、デジタルカメラ１の薄型化が図られている。

また、レンズ鏡胴１０には、カメラボディに固定された固定筒５０と、その固定筒５０に対し回転自在な駆動筒５２が備えられている。この駆動筒５２は、固定筒５０の外周面に周方向に形成された突条５０ａが、駆動筒５２の内周面に設けられた溝に係入していることにより、固定筒５０に対して光軸方向の移動が規制されている。駆動筒５２の外周面にはギア５１が設けられており、このギア５１にモータ（図示しない）からの回転駆動力が伝達されて、駆動筒５２が回転する。

駆動筒５２には、さらに、光軸方向に延びるキー溝５２ａが設けられており、このキー溝５２ａには、回転移動筒５３に固設されたピン状のカムフォロワ５４が、固定筒５０に設けられた螺旋状のカム溝を貫通して係入している。したがって、駆動筒５２が回転すると、回転移動筒５３は、回転しながら上記カム溝に沿って光軸方向に移動する。

回転移動筒５３の内側には、直進移動枠５５が設けられている。この直進移動枠５５は、回転移動筒５３に対し相対的回転が自在に係合しているとともに、固定筒５０のキー溝５０ｂに係入することにより回転が規制されている。したがって、駆動筒５２の回転に伴って回転移動筒５３が回転しながら光軸方向に移動すると、直進移動枠５５は回転移動筒５３の移動に伴って光軸方向に直線的に移動する。

上述した後群レンズ２２を保持している後群レンズ保持枠２５には、ピン状のカムフォロワ６３が固設されている。このカムフォロワ６３は、回転移動筒５３のカム溝に係入しているとともに、直進移動枠５５の光軸方向に延びるキー溝５５ａにも係入していることにより、駆動筒５２の回転に伴って回転移動筒５３が回転しながら光軸方向に移動すると、後群レンズユニット２７が回転移動筒５３のカム溝の形状に沿って、光軸方向に直進移動する。

また、上述したように、絞りユニット３０は、コイルばね２６により前方に付勢された態様でレンズユニット２７に取り付けられているため、その絞りユニット３０が後群レンズユニット２７とともに光軸方向に移動する。

さらに、このレンズ鏡胴１０には、前群レンズ２１を保持する直進移動筒５６が備えられている。この直進移動筒５６は、それに固設されたカムフォロワ５７が回転移動筒５３のカム溝に係入しているとともに、直進移動枠５５の、光軸方向に延びるキー溝５５ａにも係入している。したがって、駆動筒５２の回転に伴って回転移動筒５３が回転しながら光軸方向に移動すると、直進移動筒５６は、カムフォロワ５７が係入している回転移動筒５３のカム溝の形状に沿って、光軸方向に直進移動する。

このようにしてレンズ鏡胴１０の繰り出しが行なわれ、また、駆動筒５２が逆方向に回転することによりレンズ鏡胴１０の沈胴が行われる。これら固定筒５０、駆動筒５２、回転移動筒５３、および直進移動筒５６は、本発明にいう収容器の一例にあたり、レンズ鏡胴１０を突出／沈胴させるために設けられた、ギア５１、およびギア５１に設けられたモータなどを合わせたものは、本発明にいう収容器駆動部の一例に相当する。

また、回転移動筒５３は、レンズ鏡胴１０の繰出しが完了した後も、前群レンズ２１の位置を保持したままさらに回転することができ、このとき、後群レンズユニット２７は、回転移動筒５３のカム溝に沿って光軸方向方向に移動し、これにより撮影画角（すなわち、焦点距離）の調整が行なわれる。図４には、レンズ鏡胴１０の繰出しが完了した状態が示されており、このときには撮影レンズ２０はワイド状態にある。また、図５には、繰出し完了後に回転移動筒５３がさらに回転して、撮影レンズ２０がテレ状態になるまで後群レンズユニット２７が移動した状態が示されている。回転移動筒５３と、後群レンズ保持枠２５を合わせたものは、本発明にいう焦点距離調整部の一例に相当する。

さらに、撮影レンズのうちのフォーカスレンズ２３は、図示しないモータによりリードスクリュー６１が回転し、フォーカスレンズ２３を保持しているフォーカスレンズ保持枠６２がリードスクリュー６１に螺合していることにより、そのリードスクリュー６１の回転に伴ってフォーカスレンズ２３が光軸方向に移動して、ピント調整が行なわれる。

続いて、デジタルカメラ１の内部構成について説明する。

図６は、図１に示すデジタルカメラ１の概略的な内部構成図である。

本実施形態のデジタルカメラ１は、すべての処理がメインＣＰＵ１１０によって制御されている。このメインＣＰＵ１１０には、デジタルカメラ１に備えられた各種スイッチ（この各種スイッチには、図１に示すシャッタボタン１４や、ズーム操作スイッチ、および十字キーなどが含まれ、以下では、これらを合わせてスイッチ群１０１と称する）からの操作信号がそれぞれ供給されている。メインＣＰＵ１１０は、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａを有しており、このＥＥＰＲＯＭ１１０ａには、デジタルカメラ１で各種処理を実行するために必要な各種プログラムが書き込まれている。スイッチ群１０１に含まれる電源スイッチ（図示しない）が投入されると、電源１０２からデジタルカメラ１の各種要素に電力が供給されるとともに、メインＣＰＵ１１０によって、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａに書き込まれたプログラム手順に従ってデジタルカメラ１全体の動作が統括的に制御される。

まず、図６を参照して画像信号の流れを説明する。

撮影者が、デジタルカメラ１の背面に設けられた十字キー（図示しない）を使って撮影画角を指示すると、その指示された撮影画角がスイッチ群１０１からメインＣＰＵ１１０に伝えられる。メインＣＰＵ１１０では、指示された撮影画角に対応する焦点距離が算出され、算出された焦点距離が光学制御ＣＰＵ１２０に伝えられる。尚、これらメインＣＰＵ１１０と光学制御ＣＰＵ１２０との間では、バス１４０を介してデータが送受信されるのではなく、ＣＰＵ間通信によって高速にデータが送受信される。光学制御ＣＰＵ１２０は、図示しないモータ等を制御することで、図４および図５に示すようにレンズ鏡胴１０を繰り出し、さらに、後群レンズ２２を伝えられた焦点距離に応じた位置に移動させる。また、ＥＥＰＲＯＭ１０１ａには、焦点距離と、フレア防止板７０の開口をその焦点距離におけるレンズ有効径に応じた大きさに調整するための電圧値とが予め対応付けられて記憶されており、メインＣＰＵ１１０から光学制御ＣＰＵ１２０には、算出された焦点距離と対応付けられた電圧値も伝えられる。光学制御ＣＰＵ１２０は、電圧印加部７０ａに、メインＣＰＵ１１０から伝えられた電圧値の電圧の印加を指示する。本実施形態においては、フレア防止板７０を構成する高分子アクチュエータは、電圧が印加されることによって伸び、電圧の印加を停止すると縮む性質を有しており、レンズ鏡胴１０が沈胴されているときには、電圧印加部７０ａからフレア防止板７０に所定の電圧が印加されており、フレア防止板７０が伸びて開口が閉じている。また、レンズ鏡胴１０が繰り出されると、光学制御ＣＰＵ１２０によってフレア防止板７０に印加される電圧が制御され、フレア防止板７０が縮んで開口が開かれ、その開口を通って撮影レンズに被写体光が入射される。メインＣＰＵ１１０と光学制御ＣＰＵ１２０とを合わせたものは、本発明にいう制御部の一例に相当する。

また、光学制御ＣＰＵ１２０は、図示しないモータ等を制御することで、図３、図４、図５に示すフォーカスレンズ２３を光軸に沿う方向に移動させる。

被写体光は、フレア防止板７０、撮影レンズ、および絞りユニット３０を通ってＣＣＤ４０上に結像され、ＣＣＤ４０において、被写体像を表わす画像信号が生成される。生成された画像信号は、Ａ／Ｄ部１３１において粗く読み出され、アナログ信号がデジタル信号に変換されて、低解像度なスルー画像データが生成される。生成されたスルー画像データは、ホワイトバランス・γ処理部１３３において、ホワイトバランスの補正やγ補正などといった画像処理が施される。

ここで、ＣＣＤ４０には、クロックジェネレータ１３２からタイミング信号が供給されており、このタイミング信号に同期して、所定の間隔ごとに、画像信号が生成される。このクロックジェネレータ１３２は、光学ＣＰＵ１２０を介して伝えられるメインＣＰＵ１１０からの指示に基づいてタイミング信号を出力しており、そのタイミング信号は、ＣＣＤ４０の他、後段のＡ／Ｄ部１３１、およびホワイトバランス・γ処理部１３３にも供給されている。したがって、ＣＣＤ１４０、Ａ／Ｄ部１３１、およびホワイトバランス・γ処理部１３３では、クロックジェネレータ１３２から発せられるタイミング信号に同期して順序良く画像信号の処理が流れるように行われる。

ホワイトバランス・γ処理部１３３において画像処理が施された画像データは、一旦バッファメモリ１３４に記憶される。バッファメモリ１３４に記憶された低解像度なスルー画像データは、古い時刻に記憶されたスルー画像データから先に、バス１４０を経由してＹＣ／ＲＧＢ変換部１３８に供給される。スルー画像データはＲＧＢ信号であるため、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１３８では処理が行われずに、そのままドライバ１３９を介して画像表示ＬＣＤ１６０に伝えられ、画像表示ＬＣＤ１６０上に、スルー画像データが表わすスルー画像が表示される。ここで、ＣＣＤ１４０では、所定のタイミング毎に被写体光が読み取られて画像信号が生成されているため、この画像表示ＬＣＤ１６０には、撮影レンズが向けられた方向の被写体光が被写体像として常に表示され続ける。

また、バッファメモリ１３４に記憶されたスルー画像データは、メインＣＰＵ１１０にも供給される。メインＣＰＵ１１０は、スルー画像データに基づいて、フォーカスレンズ２３が光軸に沿って移動されている間にＣＣＤ４０で繰り返し得られた画像信号が表わす被写体像のコントラストと、被写体の輝度を検出する。検出されたコントラストと輝度は、光学制御ＣＰＵ１２０に伝えられる。メインＣＰＵ１１０は、本発明にいう輝度検出部の一例に相当する。

光学制御ＣＰＵ１２０は、フォーカスレンズ２３をメインＣＰＵ１１０から伝えられたコントラストのピークが得られるレンズ位置に移動させるとともに（ＡＦ処理）、メインＣＰＵ１１０から伝えられた輝度に応じて絞りユニット３０の絞り値を調整する（ＡＥ処理）。

ここで、画像表示ＬＣＤ１６０に表示されたスルー画像を確認しながら、撮影者が図１に示すシャッタボタン１４を押下すると、シャッタボタン１４が押されたことがメインＣＰＵ１１０に伝えられ、さらに、光学制御ＣＰＵ１２０に伝えられる。被写体が暗いときには、光学制御ＣＰＵ１２０からＬＥＤ発光制御部１５０に発光指示が伝えられ、シャッタボタン１４の押下に同期してＬＥＤ１５１から閃光が発せられる。また、光学制御ＣＰＵ１２０からの指示に従って、ＣＣＤ４０で生成された画像信号がＡ／Ｄ部１３１において細かく読み出され、高解像度な撮影画像データが生成される。生成された撮影画像データは、ホワイトバランス・γ処理部１３３で画像処理が施されて、バッファメモリ１３４に記憶される。

バッファメモリ１３４に記憶された撮影画像データは、ＹＣ処理部１３７に供給されて、ＲＧＢ信号からＹＣ信号に変換される。ＹＣ信号に変換された撮影画像データは、圧縮・伸張部１３５において圧縮処理が施され、圧縮された撮影画像データがＩ／Ｆ１３６を介してメモリカード１７０に記憶される。

また、メモリカード１７０に記憶された撮影画像データは、圧縮・伸張部１３５において伸張処理が施された後、ＹＣ／ＲＧＢ変換部１３８においてＲＧＢ信号に変換され、ドライバ１３９を介して画像表示ＬＣＤ１６０に伝えられる。画像表示ＬＣＤ１６０には、撮影画像データが表わす撮影画像が表示される。

デジタルカメラ１は、以上のように構成されている。

ここで、本実施形態のデジタルカメラ１では、フレア防止板７０に焦点距離に応じた電圧が印加開放されることによって、フレア防止板７０に設けられた開口の大きさが調整される。まず、フレア防止板７０の構成と、フレア防止板７０による開口の大きさの調整方法について説明する。

図７は、フレア防止板７０の動作原理を説明するための図である。

図７に示すように、フレア防止板７０は、２つの電極７１，７２の間に高分子材料７３が挟み込まれて構成されている。本実施形態においては、電極７１，７２は伸縮可能な材料に不透明な金属材料などが混入されて構成されており、これら電極７１，７２によってフレア防止板７０は遮光性を有している。本発明に適用可能な高分子材料７３については、後述する。

２つの電極７１，７２、および高分子材料７３は、円形の板形状を有しており、それら円形の中央部分に開口７０´が穿たれている。フレア防止板７０は、開口７０´の中心軸を撮影レンズの光軸に揃えて、撮影レンズの前方に配置される。開口７０´は、本発明にいう開口の一例に相当する。

図６にも示す電圧印加部７０ａからフレア防止板７０に電圧が印加されていないときには、図７のパート（Ａ）に示すように、２つの電極７１，７２は引き合っていない。

電圧印加部７０ａからフレア防止板７０に、例えば、上側の電極７１が陽極、下側の電極７２が陰極となる極性の電圧を印加すると、図７のパート（Ｂ）に示すように、上側の電極７１にはプラスの電荷７１が放出され、下側の電極７２にはマイナスの電荷７２が放出される。その結果、２つの電極７１，７２それぞれに放出されたプラスの電荷７１とマイナスの電荷７２とが静電力によって相互に引き合い、高分子材料７３が２つの電極７１，７２の間で押し付けられる。その結果、フレア防止板７０の厚さが薄く伸ばされて、開口７０´がつぶれるように収縮される。ここで、電圧印加部７０ａから印加される電圧の大きさによって、２つの電極７１，７２によって形成される静電力の大きさが変化するため、印加電圧を調整することによって、開口７０´の大きさを制御することができる。

また、電圧印加部７０ａからの電圧の印加を停止すると、２つの電極７１，７２の間の静電力が消滅し、フレア防止板７０が図７のパート（Ａ）に示すように収縮して、開口７０´が拡大される。

フレア防止板７０に設けられた開口７０´の大きさは、以上のようにして調整される。

続いて、焦点距離と、フレア防止板７０の開口７０´の大きさについて説明する。

図８は、最短焦点距離におけるレンズ有効径と、フレア防止板７０の開口７０´との関係を示す図である。

撮影レンズは、焦点距離（後群レンズ２２とＣＣＤ４０との間の距離）が長いと望遠レンズとして働き、焦点距離が短いと広角レンズとして働く。

図８のパート（Ａ）に示すように、後群レンズ２２が前群レンズ２１から遠ざけられて最短焦点距離の位置に移動されているときには、撮影画角が広く、前群レンズ２１の有効径Ｗ１が前群レンズ２１の直径と同じ大きさになる。すなわち、前群レンズ２１の全域から入射された光は全てＣＣＤ４０で読み取られ、撮影画像データの生成に用いられる。

最短焦点距離が選択されたときには、図７に示す電圧印加部７０ａから電極７１，７２への電圧の印加が停止される。その結果、図８のパート（Ｂ）に示すように、フレア防止板７０が縮んで厚みが増し、開口７０´の開口径が前群レンズ２１の有効径Ｗ１（＝前群レンズ２１の直径）と同じ大きさに調整される。その結果、前群レンズ２１の全域から入射される光がフレア防止板７０によって遮られず、撮影画像の一部が暗くなってしまう不具合が回避される。

図９は、最長焦点距離におけるレンズ有効径と、フレア防止板７０の開口７０´との関係を示す図である。

図９のパート（Ａ）に示すように、後群レンズ２２が前群レンズ２１に近づけられて最長焦点距離の位置に移動されると、撮影画角が狭まって、前群レンズ２１の有効径Ｗ２が前群レンズ２１の直径よりも小さくなる。このため、前群レンズ２１の有効径Ｗ２の外側の周辺領域Ｒに入射してきた光は、図８のパート（Ａ）に示す最短焦点距離時には有害光ではなかったが、図９のパート（Ａ）に示す最長焦点距離時には有害光となり、この有害光がＣＣＤ４０に達すると、撮影画像にゴーストが生じてしまう。

最長焦点距離が選択されたときには、図７に示す電圧印加部７０ａから電極７１，７２に、相互に極性が異なり、大きな電圧値の電圧が印加される。その結果、図９のパート（Ｂ）に示すように、フレア防止板７０が伸びて薄くなり、開口７０´の開口径が前群レンズ２１の有効径Ｗ２（前群レンズ２１の有効径Ｗ２＜前群レンズ２１の直径）と同じ大きさに調整される。その結果、周辺領域Ｒから入射される光がフレア防止板７０によって遮られるとともに、有効径Ｗ２内の領域から入射される光はＣＣＤ４０にまで達するため、撮影画像にゴーストが発生してしまう不具合が高精度に回避されるとともに、撮影画像の一部が暗くなってしまう不具合も回避される。

以上のように、焦点距離が長くなるほどレンズの有効径が減少し、焦点距離が短くなるほどレンズの有効径が増加する。本実施形態のデジタルカメラ１では、図６に示すＥＥＰＲＯＭ１１０ａに、焦点距離と、フレア防止板７０に設けられた開口７０´の開口径をその焦点距離における前群レンズ２１の有効径と同じ大きさに調整するための電圧値とが対応付けられて記憶されている。

撮影者がデジタルカメラ１に備えられた十字キー（図示しない）などを使って撮影画角を変更すると、メインＣＰＵ１１０は、変更された撮影画角に対応する焦点距離を算出し、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａから、算出した焦点距離と対応付けられた電圧値を取得し、取得した電圧値を光学制御ＣＰＵ１２０に伝える。

光学制御ＣＰＵ１２０は、メインＣＰＵ１１０から伝えられた電圧を印加する指示を電圧印加部７０ａに伝え、電圧印加部７０ａは指示された電圧をフレア防止板７０に印加する。

フレア防止板７０は、印加電圧に応じて伸縮し、その結果、開口７０´の開口径が算出された焦点距離における前群レンズ２１の有効径と同じ大きさに調整される。

前群レンズ２１のレンズ有効径よりも外側から入射してくる光は、フレア防止板７０によって遮られ、前群レンズ２１のレンズ有効径内から入射してきた光のみがＣＣＤ４０に達して撮影画像データの生成に利用される。したがって、本実施形態のデジタルカメラ１によると、焦点距離（撮影画角）に関わらず、ゴーストを高精度に回避することができ、高画質な撮影画像を取得することができる。さらに、フレア防止板７０にはモータなどが用いられていないため、消費電力を抑えることができるとともに、デジタルカメラ１を小型化するこができる。

また、本実施形態のデジタルカメラ１では、図１に示すように、レンズ鏡胴１０が沈胴しているときには、フレア防止板７０の開口７０´が閉じられ、フレア防止板７０が撮影レンズの前面を覆っている。このため、レンズカバーやレンズカバーを開閉するモータなどといった部品を設ける必要がなく、部品点数を軽減させることができる。

以上で、本発明の第１実施形態の説明を終了し、本発明の第２実施形態について説明する。本発明の第２実施形態は、フレア防止板が設けられていない点が第１実施形態とは異なるが、それ以外は第１実施形態とほぼ同様の構成を有しているため、同じ要素には同じ符号を付して説明を省略し、相違点についてのみ説明する。

図１０は、第２実施形態のデジタルカメラのレンズ鏡胴１０´を光軸に沿って切断した断面図である。

図１０に示す本実施形態におけるレンズ鏡胴１０´は、図４に示す第１実施形態におけるレンズ鏡胴１０とほぼ同様な構成を有しているが、本実施形態のレンズ鏡胴１０´にはフレア防止板７０が設けられておらず、図７に示すフレア防止板７０と同様の構成を有する絞り３０´が備えられている。

図１１は、第２実施形態のデジタルカメラの概略的な内部構成図である。

本実施形態のデジタルカメラには、図６に示すフレア防止板７０用の電圧印加部７０ａに代えて、絞り３０に電圧を印加する電圧印加部３０ａが備えられている。本実施形態においては、まず、撮影者によって指定された撮影画角に対応する焦点距離に応じて絞り３０の最大開口径が決定され、さらに、メインＣＰＵ１１０で検出される被写体の輝度に応じて絞り３０の絞り量が決定される。

図１２は、焦点距離と、絞り３０の最大開口径との関係を示す図である。

図１２のパート（Ａ）では、後群レンズ２２が最短焦点距離（すなわち、広角）に設定されている。図８でも説明したように、最短焦点距離時は、前群レンズ２１の有効径Ｗ１が前群レンズ２１の直径と同じ長さになり、前群レンズ２１の全域から入射された光は全てＣＣＤ４０で読み取られて、撮影画像データの生成に用いられる。したがって、この最短焦点距離において絞り３０´が最大に開口されるときの開口径は、前群レンズ２１の直径（＝前群レンズ２１の有効径Ｗ１）に応じた長さＷ３´と決定される。

図１２のパート（Ｂ）では、後群レンズ２２が最長焦点距離（すなわち、望遠）に設定されている。図９でも説明したように、最長焦点距離時は、前群レンズ２１の有効径Ｗ２が前群レンズ２１の直径Ｗ１よりも小さくなり、有効径Ｗ２の外側の周辺領域Ｒから入射された光は有害光となる。この最長焦点距離において絞り３０´が最大に開口されるときの開口径は、最長焦点距離における前群レンズ２１の有効径Ｗ２に応じた長さＷ２´と決定される。本実施形態では、図９に示すフレア防止板７０が設けられていないため、周辺領域Ｒからも光が入射されるが、その周辺領域Ｒから入射してきた有害光は絞り３０´によって遮られるため、ゴーストの発生が回避される。

本実施形態のデジタルカメラでは、図１１に示すＥＥＰＲＯＭ１１０ａに、焦点距離と、その焦点距離における前群レンズ２１の有効径に応じた絞り３０´の最大開口径とが対応付けられて記憶されているとともに、絞り３０´の絞り量と、絞り３０´の開口をその絞り量に調整するための電圧値とが対応付けられて記憶されている。

第１実施形態と同様に、撮影者がデジタルカメラ１に備えられた十字キー（図示しない）などを使って撮影画角を指定すると、図６に示すスイッチ群１０１からメインＣＰＵ１１０に指定された撮影画角が伝えられる。メインＣＰＵ１１０は、指定された撮影画角に対応する焦点距離を算出し、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａから、算出した焦点距離と対応付けられた絞り３０´の最大開口径を取得する。

また、被写体光が粗く読み取られて生成されたスルー画像がメインＣＰＵ１１０に伝えられると、メインＣＰＵ１１０ではスルー画像に基づいて被写体の輝度が検出される。メインＣＰＵ１１０は、算出した輝度に基づいて、絞り３０´の仮の絞り量を算出するとともに、絞り３０´の開口を、取得した最大開口径から算出した仮の絞り量だけさらに絞ったときの合計の絞り量を算出する。さらに、メインＣＰＵ１１０は、ＥＥＰＲＯＭ１１０ａから、算出した合計の絞り量と対応付けられた電圧値を取得し、取得した電圧値を光学制御ＣＰＵ１２０に伝える。

光学制御ＣＰＵ１２０は、メインＣＰＵ１１０から伝えられた電圧を印加する指示を電圧印加部３０ａに伝え、電圧印加部３０ａは指示された電圧を絞り３０´に印加する。その結果、絞り３０´の開口が、被写体の輝度に応じた大きさに調整される。

このように、絞り３０´によって有害光の除去を行うことによって、部品点数を軽減することができる。また、絞り１２０を開放にしてもゴーストを除去することができ、明るい撮影画像を取得する場合であってもゴーストを除去することができる。

以上で、本発明の第２実施形態の説明を終了する。

続いて、本発明を構成する各構成部分において採用可能な種々の形態について付記する。

本発明にいう迷光防止板には、電極を備えた高分子アクチュエーターを好適に採用する。高分子アクチュエーターに関しては、「ソフトアクチュエーター開発の最前線−人工筋肉の実現を目指して−」編著代表 長田義仁 エヌ・ティー・エス ２００４年、「Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ （ＥＡＰ） Ａｃｔｕａｔｏｒｓ ａｓ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｍｕｓｃｌｅｓ − Ｒｅａｌｉｔｙ， Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ ａｎｄ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ」 Ｅｄｉｔｏｒ： Ｙｏｓｅｐｈ Bａｒ−Ｃｏｈｅｎ ＳＰＩＥ ＰＲＥＳＳ Ｖｏｌ． ２００１年、「Ｅｌｅｃｔｒｏａｃｔｉｖｅ Ｐｏｌｙｍｅｒ （ＥＡＰ） Ａｃｔｕａｔｏｒｓ ａｓ Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ Ｍｕｓｃｌｅｓ： Ｒｅａｌｉｔｙ， Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ， ａｎｄ Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ， Ｓｅｃｏｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ」、Ｅｄｉｔｏｒ（ｓ）： Ｙｏｓｅｐｈ Bａｒ−Ｃｏｈｅｎ ２００４年に記載がされている。

本発明に用いる高分子アクチュエーターとしては、高分子ゲル、イオン導電性高分子、電子導電性高分子、電歪高分子（誘電エラストマー、静電エラストマー）、圧電高分子、液晶エラストマー等を挙げることができるが、高分子ゲル、電歪高分子、液晶エラストマー等が好ましく、電歪高分子が特に好ましい。

本発明に用いる高分子アクチュエーターとしては、遮光性を有するものが好ましい。遮光性の付与に関しては、高分子表面に遮光材を付与する方法、高分子に遮光材を添加する方法、前記電極を遮光材として用いる方法等を用いることができるが、電極を遮光材として用いる方法が好ましい。

高分子ゲルの例としては、高分子ネットワーク上に電荷を有する高分子電解質ゲルは、電場の変化により水などの溶媒を取り入れ・放出により膨張・収縮する現象を利用したアクチュエーターが知られている。例えば、特開平５−４４７０６号公報には、電場の印加により電場方向にゲルは瞬時に収縮しその直交方向に伸張し、電場よって異方向な変形挙動を示す高分子ゲルが開示されており、特開平５−８７０４２号公報には、高分子ゲルアクチュエーターを用いたマイクロポンプが、実開平５−５７５５１号公報には高分子ゲルアクチュエーターを用いたリニアアクチュエーターが開示されている。

電歪高分子（誘電エラストマー）の例としては、ゴム状の粘弾性挙動を示す高分子（エラストマー）の両面に電極を付与した電歪高分子アクチュエーターが知られている。例えば、特表２００３−５０６８５８号公報には、接触部に適合性の部分を備えたひずみと共に変形する能力がある電極を付与し、電極間に高電圧を印加することにより、その電極間の静電引力で高分子膜が電場方向に収縮して電場に直交方向に伸張する特性を利用した電歪高分子アクチュエーターが開示され、ダイヤフラムや線形アクチュエーターとしての利用が考えられている。さらに、特表２００３−５２６２１３号公報には、履物の踵の中に組み込まれ、人の二足歩行中に生成される機械エネルギを電気エネルギに変換するために使用される、踵接地ジェネレータなども開示されている。
＜液晶エラストマー＞
Ｎａｔｕｒｅ誌， ４１０，４４７（２００１）には、強誘電性液晶のエラストマーを用い、その電場によるメソゲンの配向変化を利用して電気エネルギーを機械エネルギーに変換する試みが報告され、新たな液晶の利用法として注目されている。この例では１．５ＭＶｍ^-1の印加電圧において４％の変位が実現している。また、特開２００３−２０５４９６号公報には、長手方向に延伸され液晶エラストマーを用いた液晶アクチュエーターも開示されている。さらに、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ誌， ３４， ５８６８（２００１）には、液晶の熱的な相変化に基づく形状（体積）変化をアクチュエーターとして利用することなどが報告されている。

ここで、上記では、開口が設けられたフレア防止板の例について説明したが、本発明にいう迷光防止板は、電圧の印加開放によって長さ方向に伸縮する板が本体筐体の上部から垂れ下がったものであってもよい。

また、上記では、前群レンズと後群レンズとの間に絞りを配置する例について説明したが、本発明にいう迷光防止板は、例えば、後群レンズとフォーカスレンズとの間に配置して絞りとして利用するものであってもよい。

また、上記では、孔が穿たれたフレア防止板の例について説明したが、本発明にいう迷光防止板は、光学的な開口が設けられたものであれば、物理的に孔が設けられたものでなくてもよい。

また、上記では、本発明にいう光学鏡胴をデジタルカメラに適用する例について説明したが、本発明の光学鏡胴は、例えば、携帯電話や、フィルムに被写体光を結像する銀塩カメラなどに適用してもよい。

本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラの外観斜視図である。 本発明の一実施形態が適用されたデジタルカメラの外観斜視図である。 デジタルカメラ１の、沈胴状態にあるレンズ鏡胴１０を光軸に沿って切断した断面図である。 デジタルカメラ１の、撮影レンズがワイド状態にあるレンズ鏡胴１０を光軸に沿って切断した断面図である。 デジタルカメラ１の、撮影レンズがテレ状態にあるレンズ鏡胴１０を光軸に沿って切断した断面図である。 図１に示すデジタルカメラ１の概略的な内部構成図である。 フレア防止板７０の動作原理を説明するための図である。 最短焦点距離におけるレンズ有効径と、フレア防止板７０の開口７０´との関係を示す図である。 最長焦点距離におけるレンズ有効径と、フレア防止板７０の開口７０´との関係を示す図である。 第２実施形態のデジタルカメラのレンズ鏡胴１０´を光軸に沿って切断した断面図である。 第２実施形態のデジタルカメラの概略的な内部構成図である。 焦点距離と、絞り３０の最大開口径との関係を示す図である。

符号の説明

１ デジタルカメラ
１０ レンズ鏡胴
１２ 補助光発光窓
１３ ファインダ対物窓
１４ シャッタボタン
２１ 前群レンズ
２２ 後群レンズ
２３ フォーカスレンズ
２４ ガイドロット
２４ａ ストッパ
２５ 後群レンズ保持枠
２６ コイルばね
２７ 後群レンズユニット
３０ 絞りユニット
３１ 絞り羽
３２ 開口板
４０ ＣＣＤ
５０ 固定筒
５０ａ 突条
５０ｂ キー溝
５１ ギア
５２ 駆動筒
５２ａ キー溝
５３ 回転移動筒
５４ カムフォロワ
５５ 直進移動枠
５５ａ キー溝
５６ 直進移動筒
６１ リードスクリュー
６２ フォーカスレンズ保持枠
６３ カムフォロワ
７０ フレア防止板
７０´ 開口
７１，７２ 電極
７３ 高分子材料
１０１ スイッチ群
１１０ メインＣＰＵ
１１０ａ ＥＥＰＲＯＭ
１２０ 光学制御ＣＰＵ
１３１ Ａ／Ｄ部
１３２ クロックジェネレータ
１３３ ホワイトバランス・γ処理部
１３４ バッファメモリ
１３５ 圧縮・伸張部
１３６ Ｉ／Ｆ
１３７ ＹＣ処理部
１３８ ＹＣ／ＲＧＢ変換部
１３９ ドライバ
１４０ バス
１５０ ＬＥＤ発光制御部
１５１ ＬＥＤ
１６０ 画像表示ＬＣＤ
１７０ メモリカード

Claims (8)

1. 被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、
   光が前記収容器で反射して前記被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して前記光路の大きさを変える迷光防止板とを備えたことを特徴とする光学鏡胴。
2. 前記迷光防止板は、高分子アクチュエータで構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の光学鏡胴。
3. 前記迷光防止板は、前記光路が通る光学的な開口が設けられた、電圧の印加開放によって伸縮して、該開口の大きさを変えるものであることを特徴とする請求項１記載の光学鏡胴。
4. 被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、
   光が前記収容器で反射して前記被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して前記光路の大きさを変える迷光防止板と、
   前記迷光防止板に対する電圧の印加開放を制御することにより前記光路の大きさを制御する制御部とを備えたことを特徴とする光制御器。
5. 被写体光を結像させる光学系を収容する、被写体光が通る光路が設けられた収容器と、
   光が前記収容器で反射して前記被写体光に混ざるのを防ぐ、電圧の印加開放によって伸縮して前記光路の大きさを変える迷光防止板と、
   前記迷光防止板に対する電圧の印加開放を制御することにより前記光路の大きさを制御する制御部と、
   前記被写体光が前記光学系によって結像された像を撮影する撮像部とを備えたことを特徴とする撮影装置。
6. 前記光学系は、焦点距離が可変のものであり、
   前記光学系の焦点距離を調整する焦点距離調整部を備え、
   前記制御部は、前記光路の大きさを、前記焦点距離調整部で調整された焦点距離に応じた大きさに制御するものであることを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
7. 被写体の輝度を検出する輝度検出部を備え、
   前記制御部は、前記光路の大きさを、前記輝度検出部で検出された輝度に応じた大きさに制御するものであることを特徴とする請求項５記載の撮影装置。
8. 前記迷光防止板は、前記収容器の前面に設けられたものであり、
   前記収容器をこの撮影装置に対して突出および沈胴させる収容器駆動部を備え、
   前記制御部は、前記収容器駆動部によって前記収容器がこの撮影装置内に沈胴されている場合には、前記迷光防止板に前記光路を閉じさせるものであることを特徴とする請求項５記載の撮影装置。

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