JP2009098392A - Imaging device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、被写体の撮影中に焦点検出などの撮影に関わる情報の検出が可能な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging apparatus capable of detecting information related to shooting such as focus detection during shooting of a subject.
動画や静止画の撮像装置には、撮影レンズを通った光(被写体光)を分岐して一方の光束を撮像素子に導き、他方の光束を位相差検出方式の焦点検出装置に導くことにより、撮像とオートフォーカス(AF)を同時に行う装置がある。この種の撮像装置としては、半透過性のハーフミラーで被写体光を2つの光束に分岐して透過光を撮像に用い、反射光を焦点検出に用いる装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上述した従来の撮像装置では、撮像とAFを同時に行うにあたり、焦点検出装置の最前面にあるレンズ面で反射した光が、ハーフミラーを透過し、カメラボディ内面で反射し、さらにハーフミラーで反射すると、その光が撮像素子に入ってしまい、撮像に有害であった。特に、焦点検出エリアを広く取ろうとすると、ハーフミラーに関して撮像面共役な面を水平に近くせざるを得ない。その結果、焦点検出装置で反射しハーフミラーを透過した迷光が、ペンタプリズムの下面にほぼ垂直に入射することになる。ここで反射した光は、乱反射と比べ強い光となるので、結局、撮像に有害な度合いが大きいという問題があった。 However, in the conventional imaging device described above, when imaging and AF are performed simultaneously, the light reflected by the lens surface at the forefront of the focus detection device is transmitted through the half mirror, reflected by the inner surface of the camera body, and further the half mirror. When the light is reflected, the light enters the image sensor, which is harmful to the imaging. In particular, when trying to take a wide focus detection area, the imaging plane conjugate plane with respect to the half mirror must be made almost horizontal. As a result, the stray light reflected by the focus detection device and transmitted through the half mirror enters the lower surface of the pentaprism almost perpendicularly. Since the light reflected here is stronger than the irregular reflection, there is a problem that the degree of harmfulness to imaging is high.
(1)請求項1の発明による撮像装置は、撮影レンズにより形成された被写体像を撮像する撮像部と、撮影レンズから撮像部へ向かう光束を用いて撮影条件に関わる情報を検出する検出部と、撮影レンズから撮像部へ向かう光束を、撮像部に導く第1の光束と、検出部に導く第2の光束とに分岐する光束分岐手段と、第2の光束が検出部で反射して発生する光が撮像部へ入射するのを阻止するための部材とを備えることを特徴とする。
(2)請求項2の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、光束分岐手段は、撮影レンズから撮像部へ向かう光束を反射して、その反射光を第1の光束および第2の光束のいずれか一方とする光学素子であり、阻止するための部材は、光学素子に対して反射光の進行方向と逆方向の位置に、光学素子に対向して配置される反射防止部材であることを特徴とする。
(3)請求項3の発明による撮像装置は、撮影レンズにより形成された被写体像を撮像する撮像部と、撮影レンズから撮像部へ向かう光束を用いて撮影条件に関わる情報を検出する検出部と、撮影レンズと撮像部の間の光路上に配置され、光束を反射してその反射光を撮像部および検出部のいずれか一方に導き、反射光以外の光束を撮像部および検出部のいずれか他方に導く光学素子と、光学素子に対して反射光の進行方向と逆方向の位置に、光学素子に対向して配置される反射防止部材とを備えることを特徴とする。
(4)請求項4の発明は、請求項2または3に記載の撮像装置において、光学素子は、反射光を撮像部に導き、反射光以外の光束を検出部に導くように配置されることを特徴とする。
(5)請求項5の発明は、請求項2から4のいずれか1項に記載の撮像装置において、被写体像を観察するための光学ファインダをさらに備え、光学素子は、入射する光束を光学ファインダに導く第1の位置と撮像部に導く第2の位置との間で移動し、反射防止部材は、光学素子と光学ファインダの間の光路上に配置されることを特徴とする。
(6)請求項6の発明は、請求項5に記載の撮像装置において、光学素子は、撮影レンズと検出部とを結ぶ直線上に配置され、撮像部および光学ファインダは、直線と交差する方向にそれぞれ配置されることを特徴とする。
(7)請求項7の発明は、請求項5または6に記載の撮像装置において、第1の位置の光学素子は、撮影レンズからの光束を透過して検出部に、反射して光学ファインダに導くとともに、第2の位置の光学素子は、撮影レンズからの光束を透過して検出部に、反射して撮像部に導くことを特徴とする。
(8)請求項8の発明は、請求項5〜7のいずれか1項に記載の撮像装置において、光学素子と光学ファインダの間の光路に進退可能に配置され、光学ファインダから光学素子に入射する光を遮る遮光部材をさらに備え、反射防止部材は、遮光部材に設けられることを特徴とする。
(9)請求項9の発明は、請求項8に記載の撮像装置において、遮光部材は、光学素子が第1の位置をとるときは、光学素子と光学ファインダの間の光路から退避した位置にあることを特徴とする。
(10)請求項10の発明は、請求項2〜9のいずれか1項に記載の撮像装置において、反射防止部材は、多数の針状突起からなる反射防止層を有することを特徴とする。
(11)請求項11の発明は、請求項10に記載の撮像装置において、針状突起の各々は、先端が尖った錐体状であることを特徴とする。
(12)請求項12の発明は、請求項10または11に記載の撮像装置において、反射防止部材は、シリコン製またはガラス製の母型から電鋳により製作される金型を用い、樹脂成形により複製されることを特徴とする。
(13)請求項13の発明は、請求項1〜12のいずれか1項に記載の撮像装置において、検出部は、撮像部による撮像と同時に撮影条件に関わる情報を検出する処理を実行することを特徴とする。
(1) An image pickup apparatus according to a first aspect of the present invention includes an image pickup unit that picks up a subject image formed by a photographing lens, and a detection unit that detects information related to photographing conditions using a light beam directed from the photographing lens to the image pickup unit. , A light beam branching means for branching a light beam traveling from the photographing lens to the imaging unit into a first light beam guided to the imaging unit and a second light beam guided to the detection unit, and the second light beam reflected by the detection unit And a member for preventing incident light from entering the imaging unit.
(2) According to the invention of claim 2, in the image pickup apparatus according to
(3) An image pickup apparatus according to a third aspect of the invention includes an image pickup unit that picks up a subject image formed by a photographing lens, and a detection unit that detects information related to photographing conditions using a light beam directed from the photographing lens to the image pickup unit. Arranged on the optical path between the photographic lens and the imaging unit, reflects the light beam and guides the reflected light to either the imaging unit or the detection unit, and transmits the light beam other than the reflected light to either the imaging unit or the detection unit An optical element guided to the other, and an antireflection member disposed opposite to the optical element at a position opposite to the traveling direction of the reflected light with respect to the optical element.
(4) According to the invention of claim 4, in the imaging device according to claim 2 or 3, the optical element is disposed so as to guide the reflected light to the imaging unit and guide a light beam other than the reflected light to the detection unit. It is characterized by.
(5) The invention of claim 5 is the image pickup apparatus according to any one of claims 2 to 4, further comprising an optical finder for observing a subject image, wherein the optical element transmits the incident light beam to the optical finder. The antireflection member is disposed on the optical path between the optical element and the optical finder, and moves between a first position leading to the imaging unit and a second position leading to the imaging unit.
(6) According to a sixth aspect of the present invention, in the imaging apparatus according to the fifth aspect, the optical element is disposed on a straight line connecting the photographing lens and the detecting unit, and the imaging unit and the optical finder intersect the straight line. Are arranged respectively.
(7) The invention of claim 7 is the imaging device according to claim 5 or 6, wherein the optical element at the first position transmits the light beam from the photographing lens and reflects it to the detection unit and reflects it to the optical viewfinder. At the same time, the optical element at the second position transmits the light beam from the photographic lens, reflects it to the detection unit, and guides it to the imaging unit.
(8) The invention according to claim 8 is the imaging apparatus according to any one of claims 5 to 7, wherein the imaging device is disposed so as to be able to advance and retract in an optical path between the optical element and the optical viewfinder, and is incident on the optical element from the optical viewfinder And a light blocking member that blocks light to be transmitted, and the antireflection member is provided on the light blocking member.
(9) The invention according to claim 9 is the imaging device according to claim 8, wherein the light shielding member is at a position retracted from the optical path between the optical element and the optical viewfinder when the optical element takes the first position. It is characterized by being.
(10) The invention according to claim 10 is the imaging apparatus according to any one of claims 2 to 9, wherein the antireflection member has an antireflection layer including a large number of needle-like protrusions.
(11) According to an eleventh aspect of the present invention, in the imaging device according to the tenth aspect, each of the needle-like protrusions has a cone shape with a sharp tip.
(12) According to a twelfth aspect of the present invention, in the imaging device according to the tenth or eleventh aspect, the antireflection member is a resin mold using a die manufactured by electroforming from a silicon or glass matrix. It is duplicated.
(13) The invention according to
本発明の撮像装置によれば、被写体の撮像と撮影条件に関わる情報の検出が良好にできる。 According to the imaging apparatus of the present invention, it is possible to satisfactorily detect information relating to imaging of an object and imaging conditions.
<第1の実施の形態>
以下、本発明の第1の実施の形態による撮像装置について図1および図2を参照しながら説明する。
<First Embodiment>
The imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
図1および図2は、第1の実施の形態による電子カメラを模式的に示す構成図であり、後述する遮光板31,32の動作前後の状態をそれぞれ示す。
FIG. 1 and FIG. 2 are configuration diagrams schematically showing the electronic camera according to the first embodiment, and show states before and after operation of
図1および2を参照すると、電子カメラ100は、カメラ本体11とレンズユニット12とを有し、カメラ本体11およびレンズユニット12には、雌雄の関係をなす一対のマウント(不図示)がそれぞれ設けられている。レンズユニット12は、上記のマウントをバヨネット機構等で結合させることで、カメラ本体11に対して交換可能に接続される。また、上記のマウントにはそれぞれ電気接点が設けられている。カメラ本体11とレンズユニット12との接続時には、電気接点間の接触で両者の電気的な接続が確立するようになっている。
Referring to FIGS. 1 and 2, an
レンズユニット12は、ズームレンズおよびフォーカシングレンズを含む撮影レンズ13と、入射光量を調節する絞り(不図示)とを有している。撮影レンズ13のズームレンズおよびフォーカシングレンズは、不図示のモータによって光軸L1の方向に移動可能に構成されている。なお、図1以下では、便宜上、レンズユニット12内の撮影レンズ13を1枚のレンズで図示する。
The
カメラ本体11の内部には、半透過ミラー14と、焦点検出ユニット15と、光学的ローパスフィルタ(OLPF)16と、撮像素子17と、ファインダ光学系を構成する光学ファインダ20と、遮光ユニット30とが配置されている。光学ファインダ20は、拡散スクリーン(焦点板)21と、コンデンサレンズ22と、ペンタプリズム23と、接眼レンズ24とを有している。遮光ユニット30には、薄板状の2枚の遮光板31,32が内蔵されている。また、カメラ本体11の背面にはモニタ18が配置されている。
Inside the
半透過ミラー14および焦点検出ユニット15は、撮影レンズ13の光軸L1に沿って配置されている。半透過ミラー14は、焦点検出ユニット15の前方(図中、左方)に位置し、撮影レンズ13と焦点検出ユニット15とを結ぶ直線上に半透過ミラー14が配置された構成となっている。
The
OLPF16および撮像素子17はカメラ本体11の下部に配置され、光学ファインダ20はカメラ本体11の上部に配置されている。OLPF16は半透過ミラー14と撮像素子17の間に配置されている。すなわち、OLPF16および撮像素子17と光学ファインダ20とは、それぞれ撮影レンズ13と焦点検出ユニット15とを結ぶ直線と交差する方向に配置されている。遮光ユニット30は、半透過ミラー14と光学ファインダ20の間に配置されている。
The OLPF 16 and the
電子カメラ100の主要構成部品について詳細に説明する。半透過ミラー14は、平板状を呈し、一方の表面を反射面14Aとしており、その反射面14Aには半透過膜が蒸着されている。この半透過ミラー14は、撮影レンズ13を通過した光束L1を2方向に分岐させる機能、すなわち、光束L1の光量の一部分を反射し、残りの部分を透過させる機能を有する。半透過ミラー14は、図中、紙面に垂直な回転軸14a廻りに揺動可能に軸支されており、不図示の回転機構により回転して図1で示される第1の位置(第1状態)と図2で示される第2の位置(第2状態)とに切り替え可能となっている。半透過ミラー14を図1に示す第1状態から図2に示す第2状態へ切替えるときは反時計回りR1に回転させ、第2状態から第1状態へ切替えるときは時計回りR2に回転させる。
The main components of the
遮光ユニット30は、2枚の遮光板31,32が水平方向(図中、左右方向)に移動可能に構成され、遮光板31,32の半透過ミラー14側の面には反射防止部材60が配設されている。反射防止部材60は、反射率が非常に低いため入射した光をほとんど反射しない。遮光板31,32は、不図示の駆動機構により駆動され、半透過ミラー14と拡散スクリーン21の間の光路上に展開する遮蔽状態と、光路から退避して遮光ユニット30内に重ね合わされる退避状態とに切り替え可能となっている。遮光ユニット30を図1に示す退避状態から図2に示す遮蔽状態へ切替えるときは遮光板31,32を左方向H1へスライドし、遮蔽状態から退避状態へ切替えるときは右方向H2へスライドする。なお、遮光板は、2枚に限らず、1枚でもよいし3枚以上でもよい。
The
図1には、半透過ミラー14が反射面14Aを上向きに傾斜した第1の位置にある状態が示されている。第1状態の半透過ミラー14は、撮影レンズ13からの光束L1を上方へ反射する。遮光ユニット30の遮光板31,32が退避状態となっているので、反射光L2は光学ファインダ20に入射する。一方、この第1状態の半透過ミラー14を透過する光束L3は、後方に配置された焦点検出ユニット15に導かれる。
FIG. 1 shows a state where the
光学ファインダ20に導かれた反射光L2は、半透過ミラー14の上方に位置する拡散スクリーン21上で一旦結像する。拡散スクリーン21上で結像した反射光束L2は、コンデンサレンズ22およびペンタプリズム23を通過し、ペンタプリズム23の入射面に対して90°の角度をもった射出面に導かれる。そして、ペンタプリズム23を通過した反射光束L2は、接眼レンズ24を介してユーザーの目に到達する。以上の説明から明らかなように、第1の実施の形態による電子カメラ100では、半透過ミラー14が第1状態にあるとき、焦点検出ユニット15によるAFと、光学ファインダ20による被写体像の観察を同時に行うことができる。
The reflected light L2 guided to the
図2には、半透過ミラー14が第2の位置にある状態が示されている。半透過ミラー14は、上述した第1状態から反時計回りR1にほぼ90°回転した姿勢をとり、反射面14Aが下向きに傾斜している。この第2状態の半透過ミラー14は、撮影レンズ13からの光束L1を下方へ反射し、反射光L4をOLPF16経由で撮像素子17に導く。第2状態においても、半透過ミラー14を透過する光束は、後方に配置された焦点検出ユニット15に導かれる。このように、半透過ミラー14が第2状態にあるとき、焦点検出ユニット15によるAFと、撮像素子17による被写体の撮影を同時に行うことができる。
FIG. 2 shows a state where the
図3は、第1の実施形態のカメラ本体11の制御回路111を示すブロック図である。制御回路111は、A/D変換部41と、バッファメモリ42と、画像処理部43と、記録I/F44と、表示I/F45と、操作部46と、レリーズ釦47と、エリアセンサ48と、CPU49と、システムバス50と、駆動制御部52とを有している。バッファメモリ42、画像処理部43、記録I/F44、表示I/F45およびCPU49は、システムバス50を介して接続されている。
FIG. 3 is a block diagram illustrating the
焦点検出ユニット15は、半透過ミラー14を透過した光束に基づいていわゆる位相差式で焦点検出を行なう。具体的には、焦点検出ユニット15は、不図示のセパレータレンズで分割した被写体像の像ズレ量を検出し、フォーカシングレンズのデフォーカス量(合焦位置からのズレ量およびズレ方向)を演算する。この焦点検出ユニット15の入出力はCPU49に接続されている。
The
撮像素子17は、図2に示す第2状態の半透過ミラー14からの反射光を光電変換して被写体像を撮像する。撮像素子17の出力はA/D変換部41に接続されている。撮像素子17は、撮影時に記録用画像(本画像)を撮影するとともに、撮影待機時(非撮影時)にも所定間隔毎に間引き読み出しを行ってスルー画像のデータを出力する。上記のスルー画像のデータは、CPU49による各種の演算処理やモニタ18等での表示などに使用される。
The
A/D変換部41は撮像素子17の出力信号をA/D変換する。このA/D変換部41の出力はバッファメモリ42に入力され、バッファメモリ42は、画像処理部43での画像処理の前工程および後工程でのデータを一時的に保存する。
The A / D conversion unit 41 A / D converts the output signal of the
画像処理部43は、撮像素子17から出力された画像信号に所定の画像処理(欠陥画素補正、ガンマ補正、補間、色変換、エッジ強調などの処理)を施して画像データを生成する。また、画像処理部43では画像データの圧縮伸長処理なども実行する。さらに、画像処理部43は、後述の電子ビューファインダ使用時に、CPU49の指示によりスルー画像のデータから表示用画像(ビュー画像)を生成する。
The
記録I/F44には記録媒体51を接続するためのコネクタが形成されている。記録I/F44は、コネクタに接続された記録媒体51に対して撮影画像データの書き込み/読み込みを実行する。記録媒体51は、ハードディスクや半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。なお、図3では記録媒体51の一例としてメモリカードを図示する。
A connector for connecting the
表示I/F45は、CPU49の指示に基づいてモニタ18の表示を制御する。モニタ18は、CPU49の指示により表示I/F45を介して各種画像を表示する。モニタ18には、後述の電子ビューファインダ使用時に、ビュー画像が動画表示される。モニタ18は、オンスクリーン機能によって、撮影に必要となる各種情報の表示(例えば、撮影可能なフレーム数、焦点検出エリアの位置など)をビュー画像に重畳表示させることもできる。モニタ18には、本画像のデータに基づく再生画像や、GUI(Graphical User Interface)形式の入力が可能なメニュー画面なども表示できる。なお、モニタ18の表示画面の図示は省略する。
The display I /
操作部46は、例えば、撮影に関する3つのモードの切替を行うことができる。撮影に関するモードの切替では、単写モードと、連写モードと、動画モードとのいずれかをユーザーが選択できる。なお、各々のモードの詳細な説明については後述する。
The
レリーズ釦47は、半押しによる撮影条件決定の指示入力と、全押しによる露光開始の指示入力とをユーザーから受け付ける。
The
エリアセンサ48は、画素を二次元に配列した受光素子(光電変換素子)であり、撮影画面を複数に分割して撮影レンズ13からの光束を測光する。このエリアセンサ48の出力端子はCPU49に接続されている。なお、エリアセンサ48は、例えばペンタプリズム23の近傍に配置されている。
The
CPU49は、操作部46の入力に基づいて撮影に関するモードの切替を行うとともに、各々のモードに応じて電子カメラ全体の動作を制御する。例えば、CPU49は、駆動制御部52により半透過ミラー14や遮光ユニット30を駆動するアクチュエータの制御や、撮影時の画像処理プロセスの制御などを実行する。CPU49は、焦点検出ユニット15のデフォーカス量に基づいて、マウントに設けられた電気接点を介してフォーカシングレンズの動作を制御する。CPU49は、エリアセンサ48の出力に基づいて公知の自動露出(AE)演算を実行して撮影条件を決定する。
The
以下、第1の実施形態の電子カメラ100における動作を説明する。
Hereinafter, the operation of the
図1に示されるように、撮影待機時には、CPU49は、半透過ミラー14を第1状態にするとともに、遮光ユニット30の遮光板31,32を退避状態とする。したがって、撮影レンズ13を通過した光束L1のうち、半透過ミラー14で反射した光束L2は光学ファインダ20に導かれる。そのため、ユーザーは、接眼レンズ24から撮影画面の状態を観察して、撮影構図を決定するためのフレーミングを行うことができる。撮影レンズ13を通過した光束L1のうち、半透過ミラー14を透過する光束L3は焦点検出ユニット15に導かれる。
As shown in FIG. 1, at the time of shooting standby, the
レリーズ釦47が半押しされた場合には、CPU49は、半透過ミラー14を回動させることなく、焦点検出ユニット15からデフォーカス量を取得してAFを実行する。なお、上記の各動作は、単写モード、連写モード、動画モードのいずれの場合にも共通する。
When the
レリーズ釦47が全押しされると、CPU49は撮影動作を開始する。CPU49は、半透過ミラー14をR1方向に回動させて第2状態にし、さらに遮光ユニット30の遮光板31,32をH1方向にスライドさせて遮蔽ユニット30を遮蔽状態とする。
When the
上記の動作により、図2に示されるように、撮影レンズ13を通過した光束L1のうち、半透過ミラー14で反射した光束L4は撮像素子17に導かれる。また、第2状態においても、撮影レンズ13を通過した光束L1のうち、半透過ミラー14を透過する光束L3は焦点検出ユニット15に導かれる。その後、CPU49は、撮像素子17を駆動させて被写体を撮影し、画像処理部41に本画像のデータを生成させる。なお、本画像のデータは最終的に記録媒体51に記録される。
With the above operation, as shown in FIG. 2, among the light beam L1 that has passed through the photographing
撮影に関するモードの切替について説明する。単写モードが選択されている場合には、CPU49はレリーズ釦47の全押しに応じて1フレーム分の本画像の撮影を行う。本画像の撮影が終了した後に、CPU49は半透過ミラー14および遮光ユニット30を上記の撮影待機時の状態に戻す。
A description will be given of switching of modes related to photographing. When the single shooting mode is selected, the
連写モードが選択されている場合には、CPU49は、レリーズ釦47の全押しが解除されるまで複数フレームの本画像を連写撮影する。このとき、CPU49は、焦点検出ユニット15を動作させて連写撮影中にもAFを実行する。連写モードにおいてレリーズ釦47の全押しが継続している間は、CPU49は本画像の確認用画像(フリーズ画像)をモニタ18に順次表示することもできる。ユーザーは、モニタ18のフリーズ画像を確認しつつ連写撮影を行うことができる。そして、レリーズ釦47の全押しが解除されると、CPU49は、連写撮影を終了して半透過ミラー14および遮光ユニット30を上記の撮影待機時の状態に戻す。
When the continuous shooting mode is selected, the
動画モードが選択されている場合には、CPU49は、レリーズ釦47の全押しが解除されるまで動画像の撮影を継続する。動画モードでは、CPU49は、1フレーム当たりの解像度(画像サイズ)を連写モードの場合よりも低く設定し、転送速度や記録時間の長さを画質よりも重視した撮影を行う。このとき、CPU49は、焦点検出ユニット15を動作させて動画撮影中にもAFを実行する。動画モードにおいてレリーズ釦47の全押しが継続している間は、CPU49は撮影した動画像をモニタ18に表示する。ユーザーは、モニタ18の画像を観察しつつ撮影を行うことができる。そして、レリーズ釦47の全押しが解除されると、CPU49は、動画撮影を終了して半透過ミラー14および遮光ユニット30を上記の撮影待機時の状態に戻す。
When the moving image mode is selected, the
次に、図4を参照しながら、撮像素子17に入射して画質低下の原因となる有害光について説明する。
Next, with reference to FIG. 4, harmful light that enters the
図4は、カメラ内部に存在する有害光を説明するための電子カメラの概略構成図である。図4の電子カメラ101は、図1または図2の電子カメラ100から遮光ユニット30を省略しただけで他の構成は同じである。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an electronic camera for explaining harmful light existing inside the camera. The
有害光は2つあり、一つは、焦点検出ユニット15の検出器の表面15Aで反射する表面反射光L5である。この表面反射光L5は、半透過ミラー14の反射面14Aで裏面反射して上方に進み、次に拡散スクリーン21で反射して下方に進み、半透過ミラー14を透過してOLPF16を経て撮像素子17へと入射する。表面反射光L5は、ノイズとなるので、撮像素子17で撮像される被写体像の画質に悪影響を及ぼす。また、表面反射光L5の一部分が上記の光路を外れて電子カメラの内壁で反射を繰り返し、迷光として撮像素子17へ入射する場合もある。
There are two types of harmful light, and one is surface reflected light L5 reflected by the
もう一つの有害光は、接眼レンズ24から入射する外光L6である。この外光L6は、光学ファインダ20を経由して下方に進み、半透過ミラー14を透過してOLPF16を経て撮像素子17へと入射する。外光L6もノイズとなるので、撮像素子17で撮像される被写体像の画質に悪影響を及ぼす。また、外光L6の一部分が上記の光路を外れて電子カメラの内壁で反射を繰り返し、迷光として撮像素子17へ入射する場合もある。なお、撮影時に外光L6を遮蔽するために、ペンタプリズム23と接眼レンズ24の間の光路に進退自在なアイピースシャッタを設ける方法がある。
Another harmful light is the external light L6 incident from the
第1の実施形態による電子カメラ100は、遮光ユニット30を具備しているので、上記の2種類の有害光(迷光を含む)が撮像素子17に入射するのを阻止することができる。
Since the
再び図2を参照すると、電子カメラ100には遮光ユニット30が配置されており、遮光板31,32が半透過ミラー14と拡散スクリーン21の間の光路上に展開している。遮光板31,32の半透過ミラー14側の面、すなわち下面には、反射防止部材60が配設されている。半透過ミラー14で裏面反射して上方に進む表面反射光L5は、反射防止部材33に入射するが、後述する作用によりほとんど反射せずに消滅する。したがって、表面反射光L5はほとんど撮像素子17に入射しなくなる。
Referring again to FIG. 2, the
一方、接眼レンズ24から入射する外光L6は、光路上に展開している遮光板31,32に遮られて遮光板31,32より下方へは進まない。したがって、外光L6は撮像素子17に入射しない。
On the other hand, the external light L6 incident from the
図5は、第1実施形態による電子カメラの遮光板および反射防止部材の断面図である。図5(a)は遮光板および反射防止部材の断面図であり、図5(b)は遮光板および反射防止部材の断面の一部を拡大して示す部分断面図である。図5においても図2と同様、下側が光学素子14の側である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of the light shielding plate and the antireflection member of the electronic camera according to the first embodiment. FIG. 5A is a cross-sectional view of the light shielding plate and the antireflection member, and FIG. 5B is a partial cross sectional view showing a part of the cross section of the light shielding plate and the antireflection member in an enlarged manner. Also in FIG. 5, the lower side is the
図5(a)に示されるように、遮光板31,32の下面にはそれぞれ反射防止部材60が設けられている。
As shown in FIG. 5A,
図5(b)は、図5(a)の領域Aを拡大して示しており、遮光板31の下面に設けられた反射防止部材60は、反射防止層61と基材62とを有する。反射防止層61は、基材62と一体に形成されており、微細な多数の針状突起61aが先端の向きを揃えて密集した立体構造を有する。一つ一つの針状突起61aは錐体の形状を呈している。反射防止層61に入射した光は、錐体の錐面で反射して針状突起61aが密集した立体構造の奥へ進み、奥へ進んだ光のほとんどは反射防止層61から外へ出ることはない。したがって、上述した表面反射光L5は、その大部分が反射防止層61によって吸収されてしまうため、有害光として撮像素子17へ入射することを阻止できる。
FIG. 5B shows the area A of FIG. 5A in an enlarged manner. The
このような針状突起61aによる立体構造は、例えば次の方法で製作することができる。(1)シリコン基板にフェムト秒レーザを照射してシリコン表面を部分的に除去して微細な凹凸模様を形成するか、或いは、溶融石英ガラス基板にドライエッチングで微細な凹凸模様を形成する。この微細な凹凸模様は、上述した針状突起61aが密集した立体構造である。
(2)微細な凹凸模様が形成されたシリコン基板または溶融石英ガラス基板を母型として電鋳により金型を製作する。金型には母型の凹凸模様が反転して形成される。
(3)金型を用いて樹脂を成形し、成形品を金型から剥離すると、母型の凹凸模様と同じ立体構造をもつ反射防止部材60が得られる。樹脂成形法としては射出成形やスタンプ加工が用いられ、多数の同一の複製を得ることができる。
(4)反射防止部材60を例えば接着で遮光板31,32に固定することにより、反射防止部材60付きの遮光板31,32が完成する。
Such a three-dimensional structure by the needle-
(2) A die is manufactured by electroforming using a silicon substrate or a fused silica glass substrate on which a fine uneven pattern is formed as a mother die. In the mold, the concave / convex pattern of the mother mold is reversed and formed.
(3) When a resin is molded using a mold and the molded product is peeled from the mold, the
(4) By fixing the
なお、上記(3),(4)の工程で、遮光板31,32の表面に直接に樹脂を成形すれば、少ない工程で反射防止部材60付きの遮光板31,32を得ることができる。さらに、基材62を省略して反射防止層61のみを遮光板31,32に形成してもよい。
If the resin is directly molded on the surfaces of the
このようにして製作された立体構造は、温度湿度による経年変化が非常に少なく、反射防止効果を長期間維持することができる。また、その反射防止効果は光の波長に依存することなく発揮される。 The three-dimensional structure manufactured in this way has very little secular change due to temperature and humidity, and can maintain the antireflection effect for a long time. The antireflection effect is exhibited without depending on the wavelength of light.
第1の実施形態の電子カメラ100は下記の効果を奏する。
(1)有害光となる表面反射光L5の光路に反射防止部材60を設けたので、反射防止部材60で表面反射光L5の大部分を吸収し、撮像素子17へ入射することを阻止できる。また、半透過ミラー14と光学ファインダ20の間に遮光ユニット30を設けたので、接眼レンズ24から入射する外光L6が撮像素子17へ入射することを阻止できる。その結果、高画質の画像を得ることができる。
(2)半透過ミラー14により撮影レンズ13からの光束L1を透過光L3と反射光L2に分岐し、反射光L2を光学ファインダ20に導くので、高品質なファインダ像を観察することができる。
(3)半透過ミラー14により撮影レンズ13からの光束L1を透過光L3と反射光L4に分岐し、反射光L4を撮像素子17に導くので、高画質の画像を得ることができる。反射光は、透過光とは異なり、屈折作用を受けないので良好な画像が得られる。
The
(1) Since the
(2) Since the light beam L1 from the photographing
(3) Since the light beam L1 from the photographing
以上説明したとおり、第1の実施形態の電子カメラ100によれば、サブミラーを廃したシンプルな構成としても、有害光が撮像素子へ至り画質劣化の一因となるという問題が解消される。
<第2の実施の形態>
以下、本発明の第2の実施の形態による撮像装置について図6を参照しながら説明する。
As described above, according to the
<Second Embodiment>
An imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図6は、第2の実施の形態による電子カメラを模式的に示す構成図である。第2の実施形態の電子カメラ200については、第1の実施形態の電子カメラ100と共通する部品には同一符号を付し説明を省略する。電子カメラ200が電子カメラ100と比べて異なる点は次の3つである。
(a)光学ファインダを有せず、代わりに電子ビューファインダを有すること.
(b)半透過ミラーが固定式であること.
(c)遮光ユニットを有せず、反射防止部材は基台に配設されていること.
図6を参照すると、電子カメラ200は、光学ファインダの代わりに電子ビューファインダ70を備えている。電子ビューファインダ70は、LCD71と投影用レンズ72とを有する。ユーザーは、投影用レンズ72を介してLCD71の画面を観察することができる。
FIG. 6 is a block diagram schematically showing an electronic camera according to the second embodiment. Regarding the
(A) It does not have an optical viewfinder but instead has an electronic viewfinder.
(B) The semi-transmissive mirror is fixed.
(C) It does not have a light shielding unit, and the antireflection member is disposed on the base.
Referring to FIG. 6, the
半透過ミラー14は、焦点検出ユニット15の前方(図中、左方)に位置し、撮影レンズ13と焦点検出ユニット15とを結ぶ直線上に半透過ミラー14が配置された構成となっている。OLPF16および撮像素子17は半透過ミラー14の上方に位置し、反射防止部材60は、半透過ミラー14の下方に位置し、図5に示した反射防止層61を上方に向けて基台73に取り付けられている。基台73における反射防止部材60の取付け面は水平面となっている。撮像素子17と反射防止部材60はそれぞれ、撮影レンズ13と焦点検出ユニット15とを結ぶ直線と交差する方向に配置されている。
The
半透過ミラー14は、固定式であるので、常時、撮影レンズ13を通過した光束L1を撮像素子17に導くとともに焦点検出ユニット15にも導く。具体的には、半透過ミラー14は、光束L1の光量の一部分を反射して光束L7を撮像素子17に導き、残りの部分を透過させて光束L3を焦点検出ユニット15に導く。
Since the
図7は、第2の実施形態のカメラ本体11Aの制御回路211を示すブロック図である。このブロック図については、第1の実施形態で説明したブロック図と共通する部品には同一符号を付し説明を省略し、相違点のみを説明する。
FIG. 7 is a block diagram showing the
図7のブロック図においては、遮光ユニットを有せず、半透過ミラー14が固定式であるため、各アクチュエータを制御する駆動制御部は不要である。その反面、電子ビューファインダ70が必要となり、LCD71はモニタ18とともに表示I/F45に接続されている。LCD71にはモニタ18の表示と同様の画像が出力される。
In the block diagram of FIG. 7, since there is no light-shielding unit and the
図6に示されるように、第2の実施形態の電子カメラ200では、半透過ミラー14が固定式なので、撮影待機時でも撮影時でも同じく反射光束L7を撮像素子17に導き、透過光束L3を焦点検出ユニット15に導く。
As shown in FIG. 6, in the
LCD71の出力画像(ビュー画像)は、撮像素子17で所定間隔毎に撮影されたスルー画像やフリーズ画像のデータに基づいて逐次生成される。したがって、ユーザーは、LCD71またはモニタ18のビュー画像によって、撮影構図を決定するためのフレーミングを行うことができる。また、常に透過光束L3が焦点検出ユニット15に導かれているので、CPU49は、本画像またはスルー画像の撮影時においても焦点検出ユニット15からデフォーカス量を取得してAFを実行できる。
An output image (view image) of the
ここで、図6を参照しながら、撮像素子17に入射して画質低下の原因となる有害光について説明する。
Here, with reference to FIG. 6, harmful light that enters the
本実施の形態における有害光は、焦点検出ユニット15の検出器の表面15Aで反射する表面反射光L8である。この表面反射光L8は、半透過ミラー14の反射面14Aで裏面反射して下方に進みカメラ本体の下方の内壁に至る。もし、反射防止部材60が存在しないとすると、表面反射光L8は、下方の内壁で反射して上方に進み半透過ミラー14を透過してOLPF16を経て撮像素子17へと入射する。表面反射光L8は、ノイズとなるので、撮像素子17で撮像される被写体像の画質に悪影響を及ぼす。また、表面反射光L8の一部分が上記の光路を外れて電子カメラの内壁で反射を繰り返し、迷光として撮像素子17へ入射する場合もある。
The harmful light in the present embodiment is surface reflected light L8 reflected by the
この第2の実施形態の電子カメラ200においては、半透過ミラー14の下方に反射防止部材60が配設されている。したがって、第1の実施形態において、図5により説明したとおり、反射防止部材60まで到達した表面反射光L8は、その大部分が反射防止層61によって吸収されてしまうため、表面反射光L8が有害光として撮像素子17へ入射することを阻止できる。
In the
第2の実施形態の電子カメラ200は下記の効果を奏する。
(1)有害光となる表面反射光L8の光路に反射防止部材60を設けたので、反射防止部材60で表面反射光L8の大部分を吸収し、撮像素子17へ入射することを阻止できる。その結果、高画質の画像を得ることができる。
(2)半透過ミラー14により撮影レンズ13からの光束L1を透過光L3と反射光L7に分岐し、反射光L7を撮像素子17に導くので、高画質の画像を得ることができる。反射光は、透過光とは異なり、屈折作用を受けないので良好な画像が得られる。
(3)第1の実施形態の電子カメラ100に比べて、半透過ミラーが固定式であるとともに遮光ユニットを有さないので、構造がシンプルである。
The
(1) Since the
(2) Since the light beam L1 from the photographing
(3) Compared to the
図8は、第2の実施の形態による電子カメラの変形例を模式的に示す構成図である。第2の実施形態の変形例として示す電子カメラ200Aについては、電子カメラ200と共通する部品には同一符号を付し説明を省略する。電子カメラ200Aが電子カメラ200と比べて異なる点は、半透過ミラー14と焦点検出ユニット15の位置が入れ替わっていることである。すなわち、電子カメラ200Aでは、OLPF16および撮像素子17が半透過ミラー14の後方(図中、右方)に位置し、焦点検出ユニット15が半透過ミラー14の上方に位置する構成となっている。したがって、半透過ミラー14で分岐された透過光束L3が撮像素子17に入射し、反射光束L7が焦点検出ユニット15に入射する。
FIG. 8 is a configuration diagram schematically showing a modification of the electronic camera according to the second embodiment. Regarding an
図8においては、焦点検出ユニット15の検出器の表面15Aで反射する表面反射光L9は、半透過ミラー14を透過して反射防止部材60まで到達するが、その大部分が反射防止層61によって吸収されてしまうため、表面反射光L9が有害光として撮像素子17へ入射することを阻止できる。
In FIG. 8, the surface reflected light L <b> 9 reflected by the
第1、第2の実施形態の電子カメラでは、半透過ミラー14により撮影レンズ13からの光束L1を分岐して透過光L3を焦点検出ユニット15に導いたが、これに限らず、撮像と同時に取得したい情報(物理量)を検出する検出装置に置き換えてもよい。例えば、撮像素子の出力からは得られない範囲の被写体輝度を検出する装置や、特定波長の可視域或いは非可視域の電磁波を検出する装置や、エリアセンサ48に置き換えてもよい。
In the electronic cameras of the first and second embodiments, the light beam L1 from the
エリアセンサ48を配置する場合は、動画等の撮影時にもエリアセンサ48によってAE演算を行なうことができる。また、半透過ミラー14からの透過光をさらに分岐して、焦点検出ユニット15とその近傍に配置したエリアセンサ48に導き、動画等の撮影時にAFとAEとを同時に行なう構成としてもよい。
When the
また、第1、第2の実施形態では、撮像素子17の前方にOLPF16を配置する例を説明したが、カバーガラスや赤外カットフィルタなどを配置してもよい。
In the first and second embodiments, the example in which the
本発明は、その特徴を損なわない限り、以上説明した実施の形態に何ら限定されない。 The present invention is not limited to the embodiments described above as long as the characteristics are not impaired.
11,11A:カメラ本体 12:レンズユニット
13:撮影レンズ 14:半透過ミラー
15:焦点検出ユニット 17:撮像素子
18:モニタ 20:光学ファインダ
21:拡散スクリーン(焦点板) 22:コンデンサレンズ
23:ペンタプリズム 24:接眼レンズ
30:遮光ユニット 31,32:遮光板
48:エリアセンサ 49:CPU
52:駆動制御部 60:反射防止部材
61:反射防止層 61a:針状突起
62:基材 70:電子ビューファインダ
100,101,200,200A:電子カメラ
111,211:制御回路 L1:光軸(光束)
L2、L4、L7:反射光 L3:透過光
L5、L8.L9:表面反射光 L6:外光
DESCRIPTION OF
52: Drive control unit 60: Antireflection member 61:
L2, L4, L7: Reflected light L3: Transmitted light L5, L8. L9: Surface reflected light L6: External light
Claims (13)
前記撮影レンズから前記撮像部へ向かう光束を用いて撮影条件に関わる情報を検出する検出部と、
前記撮影レンズから前記撮像部へ向かう光束を、前記撮像部に導く第1の光束と、前記検出部に導く第2の光束とに分岐する光束分岐手段と、
前記第2の光束が前記検出部で反射して発生する光が前記撮像部へ入射するのを阻止するための部材とを備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging unit for imaging a subject image formed by the taking lens;
A detection unit for detecting information related to shooting conditions using a light beam directed from the shooting lens to the imaging unit;
A light beam branching unit that branches a light beam directed from the photographing lens to the imaging unit into a first light beam guided to the imaging unit and a second light beam guided to the detection unit;
An imaging apparatus comprising: a member for preventing light generated by reflection of the second light flux from the detection unit from entering the imaging unit.
前記光束分岐手段は、前記撮影レンズから前記撮像部へ向かう光束を反射して、その反射光を前記第1の光束および前記第2の光束のいずれか一方とする光学素子であり、
前記阻止するための部材は、前記光学素子に対して前記反射光の進行方向と逆方向の位置に、前記光学素子に対向して配置される反射防止部材であることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 1,
The light beam branching unit is an optical element that reflects a light beam traveling from the photographing lens to the imaging unit and uses the reflected light as one of the first light beam and the second light beam,
The image pickup apparatus, wherein the blocking member is an antireflection member disposed opposite to the optical element at a position opposite to the traveling direction of the reflected light with respect to the optical element.
前記撮影レンズから前記撮像部へ向かう光束を用いて撮影条件に関わる情報を検出する検出部と、
前記撮影レンズと前記撮像部の間の光路上に配置され、前記光束を反射してその反射光を前記撮像部および前記検出部のいずれか一方に導き、前記反射光以外の光束を前記撮像部および前記検出部のいずれか他方に導く光学素子と、
前記光学素子に対して前記反射光の進行方向と逆方向の位置に、前記光学素子に対向して配置される反射防止部材とを備えることを特徴とする撮像装置。 An imaging unit for imaging a subject image formed by the taking lens;
A detection unit for detecting information related to shooting conditions using a light beam directed from the shooting lens to the imaging unit;
Arranged on the optical path between the photographing lens and the imaging unit, reflects the light beam, guides the reflected light to one of the imaging unit and the detection unit, and transmits a light beam other than the reflected light to the imaging unit And an optical element that leads to one of the detection units,
An image pickup apparatus comprising: an antireflection member disposed opposite to the optical element at a position opposite to the traveling direction of the reflected light with respect to the optical element.
前記光学素子は、前記反射光を前記撮像部に導き、前記反射光以外の光束を前記検出部に導くように配置されることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 2 or 3,
The imaging device, wherein the optical element is arranged to guide the reflected light to the imaging unit and guide a light beam other than the reflected light to the detection unit.
前記被写体像を観察するための光学ファインダをさらに備え、
前記光学素子は、入射する光束を前記光学ファインダに導く第1の位置と前記撮像部に導く第2の位置との間で移動し、
前記反射防止部材は、前記光学素子と前記光学ファインダの間の光路上に配置されることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to any one of claims 2 to 4,
An optical viewfinder for observing the subject image;
The optical element moves between a first position for guiding an incident light beam to the optical viewfinder and a second position for guiding the incident light beam to the imaging unit,
The imaging apparatus, wherein the antireflection member is disposed on an optical path between the optical element and the optical finder.
前記光学素子は、前記撮影レンズと前記検出部とを結ぶ直線上に配置され、
前記撮像部および前記光学ファインダは、前記直線と交差する方向にそれぞれ配置されることを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to claim 5,
The optical element is disposed on a straight line connecting the photographing lens and the detection unit,
The imaging apparatus, wherein the imaging unit and the optical finder are respectively arranged in a direction intersecting with the straight line.
前記第1の位置の光学素子は、前記撮影レンズからの光束を透過して前記検出部に、反射して前記光学ファインダに導くとともに、前記第2の位置の光学素子は、前記撮影レンズからの光束を透過して前記検出部に、反射して前記撮像部に導くことを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to claim 5 or 6,
The optical element at the first position transmits the light beam from the photographic lens and reflects it to the detection unit and guides it to the optical finder. The optical element at the second position is transmitted from the photographic lens. An imaging apparatus, wherein a light beam is transmitted and reflected to the detection unit and reflected to the imaging unit.
前記光学素子と前記光学ファインダの間の光路に進退可能に配置され、前記光学ファインダから前記光学素子に入射する光を遮る遮光部材をさらに備え、
前記反射防止部材は、前記遮光部材に設けられることを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 5 to 7,
A light shielding member that is disposed so as to be capable of moving back and forth in an optical path between the optical element and the optical finder, and that blocks light incident on the optical element from the optical finder;
The imaging apparatus, wherein the antireflection member is provided on the light shielding member.
前記遮光部材は、前記光学素子が第1の位置をとるときは、前記光学素子と前記光学ファインダの間の光路から退避した位置にあることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 8,
The image-capturing apparatus, wherein the light-shielding member is in a position retracted from an optical path between the optical element and the optical finder when the optical element takes the first position.
前記反射防止部材は、多数の針状突起からなる反射防止層を有することを特徴とする撮像装置。 The imaging apparatus according to any one of claims 2 to 9,
The image pickup apparatus, wherein the antireflection member has an antireflection layer made up of a large number of needle-like protrusions.
前記針状突起の各々は、先端が尖った錐体状であることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 10.
Each of the needle-like protrusions has a cone shape with a sharp tip.
前記反射防止部材は、シリコン製またはガラス製の母型から電鋳により製作される金型を用い、樹脂成形により複製されることを特徴とする撮像装置。 The imaging device according to claim 10 or 11,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the antireflection member is duplicated by resin molding using a die manufactured by electroforming from a silicon or glass mother die.
前記検出部は、前記撮像部による撮像と同時に前記撮影条件に関わる情報を検出する処理を実行することを特徴とする撮像装置。 In the imaging device according to any one of claims 1 to 12,
The said detection part performs the process which detects the information regarding the said imaging conditions simultaneously with the imaging by the said imaging part, The imaging device characterized by the above-mentioned.
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CN106125466A (en) * | 2015-05-08 | 2016-11-16 | 佳能株式会社 | Picture pick-up device equipped with pellicle mirror |
JP2016212242A (en) * | 2015-05-08 | 2016-12-15 | キヤノン株式会社 | Image-capturing device |
-
2007
- 2007-10-17 JP JP2007269732A patent/JP2009098392A/en active Pending
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