JP2010060675A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光学ファインダでの光量落ちを回避しつつ且つライブビューと光学ファインダとの双方による構図決めが可能な撮像装置を小型化させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】撮像装置１は、撮影光学系からの光束であって主反射面６ａで反射された光束である観察用光束をファインダ窓１０へと導くことが可能なファインダ光学系と、観察用光束を受光して画像信号を生成する撮像素子８とを備える。ファインダ光学系のペンタミラー６８に含まれる複数の反射面のうちの１つの反射面である反射面６８ｅは、観察用光束の反射角度を変更することが可能である。観察用光束の進路は、反射面６８ｅで反射されてファインダ窓１０に向かう第１の光路と、反射面６８ｅで反射されて撮像素子８に向かう第２の光路ＰＢとの間で切り換えられる。また、撮像素子８は、ファインダ光学系の接眼レンズ６７よりも下側に配置される。
【選択図】図８

Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置に関する。

一眼レフレックスタイプのカメラ（一眼レフカメラとも称する）において、ライブビュー機能（被写体に関する時系列の画像を順次に液晶表示部等に表示する機能、換言すれば被写体の画像を動画的態様で液晶表示部等に表示する機能）を搭載する技術が存在する。

例えば、特許文献１，２では、ファインダ光学系の光路中にビームスプリッタあるいはハーフミラーを配置して、被写体からの光束を撮像素子側へ向かう成分とファインダ窓側へ向かう成分との両成分に分割する技術が記載されている。そして、特許文献１，２に記載の技術においては、当該両成分のうちの前者の成分を撮像素子に導くことによってライブビュー機能が実現される。

しかしながら、このような技術においては、ビームスプリッタあるいはハーフミラーによって被写体からの光束が上記の両成分に分割される。そのため、上記両成分のうちのファインダ窓側へ向かう成分の光量が低下し、ファインダ窓を介して観察される被写体像は暗くなってしまうという問題がある。

これに対して、特許文献３にはこのような問題を解決する技術が記載されている。

図１１および図１２は、特許文献３に記載の技術と同様の撮像装置９００の断面図である。図１１は、光学ファインダによる構図決め時の内部状態を示しており、図１２はライブビューによる構図決め時の内部状態を示している。

当該撮像装置９００においてライブビューによる構図決めが選択される場合には、図１１の光学ファインダによる構図決めの状態から、ペンタミラーの前面側反射面９８ｅがその下側の軸ＡＸ１を中心にカメラの前面側に向けて回動する（図１２参照）。すなわち、反射面９８ｅが矢印ＡＲ１の向きに回動する。

これによって、主ミラー６ａで反射されペンタミラー９８に入射しさらに当該反射面９８ｅによって反射された観察用光束は、接眼レンズ６７およびファインダ窓１０へと向かう光路ＰＡよりも上方に進行する。そして、当該観察用光束は、接眼レンズ６７の上方に配置された撮像素子に到達する。この撮像素子により時系列の画像が取得され、当該時系列の画像がライブビュー用画像として取得される。

この撮像装置９００においては、光学ファインダによる構図決めの状態においても、観察用光束はビームスプリッタで分割されないため、当該観察用光束の光量は低下しない。

したがって、撮像装置９００によれば、上記の特許文献１，２に記載の技術に比べて、光学ファインダによって被写体像を明るい状態で視認することが可能である。

特開２０００−１３６６３号公報 特開２００６−１１０２５号公報 特開２００８−９００４４号公報

ところで、撮像装置においては小型化を図ることが望ましい。そして、上記の特許文献３に記載されるような撮像装置、すなわち、光学ファインダでの光量落ちを回避しつつ且つライブビューと光学ファインダとの双方による構図決めが可能な撮像装置もさらに小型化されることが好ましい。

そこで、この発明の課題は、光学ファインダでの光量落ちを回避しつつ且つライブビューと光学ファインダとの双方による構図決めが可能な撮像装置を、さらに小型化させることが可能な技術を提供することにある。

本発明の第１の側面は、撮像装置であって、撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、前記観察用光束を受光して画像信号を生成する第１の撮像素子とを備え、前記ファインダ光学系は、前記観察用光束を反射する第１の反射面を有し、前記第１の反射面は、前記ファインダ光学系のペンタミラーに含まれる複数の反射面のうちの１つの反射面であり、且つ、前記観察用光束の反射角度を変更することが可能であり、前記観察用光束の進路は、前記第１の反射面で反射されて前記ファインダ窓に向かう第１の光路と、前記第１の反射面で反射されて前記第１の撮像素子に向かう第２の光路との間で切り換えられ、前記第１の撮像素子は、前記ファインダ光学系の接眼レンズよりも下側に配置されるものである。

本発明の第２の側面は、撮像装置であって、撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、前記観察用光束を受光して画像信号を生成する第１の撮像素子とを備え、前記ファインダ光学系は、前記観察用光束を反射する第１の反射面を有し、前記第１の撮像素子は、前記第１の反射面の装置背面側において前記ファインダ光学系の接眼レンズよりも下側に配置され、前記第１の反射面は、前記観察用光束の反射角度を変更することが可能であり、前記第１の反射面が第１の角度を有するときには、前記第１の反射面で反射された前記観察用光束は、前記ファインダ窓に向かう第１の光路に沿って進行し、前記第１の反射面の回動に応じて前記第１の反射面が第２の角度を有するときには、前記第１の反射面で反射された前記観察用光束は、前記第１の光路よりも下側に向かう第２の光路に沿って進行して前記第１の撮像素子に到達するものである。

本発明によれば、光学ファインダでの光量落ちを回避しつつ且つライブビューと光学ファインダとの双方による構図決めが可能な撮像装置を小型化することが可能である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

＜１．構成概要＞
図１は、撮像装置１の外観構成を示す斜視図である。この撮像装置１は、レンズ交換式一眼レフレックスタイプのデジタルカメラとして構成されている。後述するように、この撮像装置１においては、ライブビューによる構図決めも可能である。

図１に示すように、撮像装置１は、カメラ本体部（装置本体部）２を備えている。このカメラ本体部２に対して、交換式（着脱式）の撮影レンズユニット（交換レンズ）３が装着可能である。なお、図１では、撮影レンズユニット３が離脱された状態が示されているが、撮影動作は、撮影レンズユニット３が装着された状態で実行される。

撮影レンズユニット３は、主として、鏡胴ならびに当該鏡胴の内部に設けられるレンズ群３ｅ（図７参照）及び絞り等によって構成される。レンズ群３ｅ（撮影光学系）には、光軸ＡＬ方向に移動することによって焦点位置を変更するフォーカスレンズ等が含まれている。

カメラ本体部２は、撮影レンズユニット３が装着される円環状のマウント１５を正面略中央に備え、撮影レンズユニット３を着脱するための着脱ボタン１６を円環状のマウント１５付近に備えている。

また、カメラ本体部２は、正面左端部に撮影者が把持するためのグリップ部１４を備えている。グリップ部１４の上面には露光開始を指示するためのレリーズボタン１１が設けられている。グリップ部１４の内部には電池収納室とカード収納室とが設けられている。電池収納室にはカメラの電源として、例えばリチウムイオン電池などの電池が収納される。また、カード収納室には撮影画像の画像データを記録するためのメモリカード９０（図７参照）が着脱自在に収納される。

レリーズボタン１１は、半押し状態（Ｓ１状態）と全押し状態（Ｓ２状態）との２つの状態を検出可能な２段階検出ボタンである。レリーズボタン１１が半押しされＳ１状態になると、被写体に関する記録用静止画像（本撮影画像）を取得するための準備動作（例えば、ＡＦ制御動作等）が行われる。また、レリーズボタン１１がさらに押し込まれてＳ２状態になると、当該本撮影画像の撮影動作が行われる。詳細には、撮像素子５（後述）を用いて被写体像（被写体の光像）に関する露光動作が行われ、その露光動作によって得られた画像信号に所定の画像処理を施す一連の動作が実行される。このように、レリーズボタン１１が半押し状態Ｓ１にされると、撮像装置１は、撮影準備指令が付与されたものとみなして、撮影準備動作を実行する。また、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされると、撮像装置１は、撮影指令が付与されたものとみなして、本撮影動作を実行する。

図２および図３は、撮像装置１の断面図である。図２は、光学ファインダによる構図決め動作時における装置内部の状態を示している。また、図３は、本撮影時における装置内部の状態を示している。

図２に示すように、撮像装置１は、ミラー機構６と、焦点板４と、ペンタミラー６８と接眼レンズ６７とファインダ窓１０とを備えている。

図２に示すように、ミラー機構６は、撮影レンズユニット３から撮像素子５に至る光路（撮影光路）上に設けられる。ミラー機構６は、撮影光学系からの光を上方に向けて反射する主ミラー６ａ（主反射面）を有している。この主ミラー６ａは、例えばその一部または全部がハーフミラーとして構成され、撮影光学系からの光の一部を透過する。また、ミラー機構６は、主ミラー６ａを透過した光を下方に反射させるサブミラー６ｂ（副反射面）をも有している。サブミラー６ｂで下方に反射された光は、ＡＦモジュール２０へと導かれて入射し、位相差方式のＡＦ動作に利用される。

ＡＦモジュール２０は、ミラー機構６を介して進入してきた光を用いて、位相差方式の合焦状態検出手法により被写体の合焦状態を検出する。撮像装置１の全体制御部１０１（図７参照）は、ＡＦモジュール２０によって検出される被写体の合焦状態に応じて、フォーカス駆動制御部１２１（図７参照）を用いてＡＦ動作を実現する。特に、位相差方式のＡＦモジュール２０を用いることによれば、非常に高速に合焦レンズ位置を求めることが可能であり、非常に高速な合焦動作を実現することができる。

ペンタミラー６８は、三角屋根状に形成された２面のミラー（ダハミラー）６８ａ，６８ｂと、当該ダハミラー（ダハ面）６８ａ，６８ｂに対して固定された面６８ｃと、もう１つのミラー（反射面）６８ｅとを有している。

三角屋根状の２面のミラー６８ａ，６８ｂは、プラスチック成型により一体部品として形成されている。主ミラー６ａで反射されて上方に進路を変更した光は、焦点板４で一旦結像された後に、ダハミラー６８ａ，６８ｂで反射されて左右反転されて進行し、さらにミラー６８ｅでも反射されることによって上下も反転されて撮影者の眼に到達する。このように、撮影レンズユニット３において左右上下が反転されていた光像は、ペンタミラー６８でさらに左右上下が反転される。

ミラー６８ｅは、ファインダ光学系のペンタミラーに含まれる複数の反射面６８ａ，６８ｂ，６８ｅのうち、最も前面側（撮像装置１の前面側）に配置される１つの反射面である。このミラー６８ｅは、横長形状を有している。また、ミラー６８ｅは、当該ミラー６８ｅの下端側の軸ＡＸ１１（詳細には当該ミラー６８ｅの長手方向（水平方向）に略平行な軸ＡＸ１１）を中心に回動可能である。なお、ミラー６８ｅは、撮影者による所定の操作（例えば、不図示の切替スイッチのスライド操作等）に応じて回動する。

ファインダ窓（接眼窓）１０は、カメラ本体部２の背面上部に設けられている。ペンタミラー６８のミラー６８ｅで反射され撮像装置１の背面側へ進行する光は、接眼レンズ６７およびファインダ窓１０を通過して撮影者の眼に到達する。これにより、撮影者は、光学ファインダにおいて、その上下左右が実際の被写体と同じ状態で被写体像を観察することができる。

このように、撮影者は、ファインダ窓１０を覗くことによって、撮影レンズユニット３から導かれた被写体の光像を視認して構図決定を行うことができる。すなわち、光学ファインダを用いて構図決めを行うことが可能である。

また、ミラー機構６は、図２のようにミラー機構６が光路を遮断する位置（ミラーダウン位置）と図３のように光路から退避する位置（ミラーアップ位置）との２つの位置の間を移動可能である。後述するように、構図決め動作は、図２にようにミラー機構６がミラーダウン位置に存在する状態で行われ、本撮影動作は、図３のようにミラー機構６がミラーアップ位置に存在する状態で行われる。

また、カメラ本体部２の上面２ｃには、アクセサリーシュー１７が設けられている。アクセサリーシュー１７は、ペンタミラー６８の上部背面側に設けられる。アクセサリーシュー１７には、外部フラッシュ発光装置等が着脱自在に取り付けられる。

さらに、撮像装置１は、図２および図３等に示すように、撮像素子５およびシャッタ装置７を備えている。

撮像素子（ここではＣＭＯＳセンサ）５は、撮影レンズユニット３からの被写体の光像（被写体像）を光電変換作用により電気的信号に変換する受光素子であり、本撮影画像に係る画像信号（記録用の画像信号）を生成して取得する。

また、シャッタ装置（シャッタ機構とも称する）７は、撮像素子５の被写体側において撮像素子５の近接位置に配置される。シャッタ装置７は、いわゆるフォーカル・プレーン・シャッタである。このシャッタ装置７は、撮影レンズユニット３の光軸に対して略垂直に配置される。詳細には、シャッタ装置７は、当該シャッタ装置７の開口部ＯＰ（図６参照）の上下方向および左右方向における中心位置が撮影レンズユニット３の光軸ＡＬに一致するように配置される。

図４は撮像素子５における水平ラインを示す図であり、図５および図６は、シャッタ装置７の構成を示す概略図である。図５においては、後幕の先端が露光終了位置にまで到達した状態が示されており、図６においては、後幕の走行直前の状態、すなわち後幕の先端が露光開始位置に存在する状態が示されている。端的に言えば、図６は露光開始直前の状態を示し、図５は露光終了直後の状態を示している。

この撮像装置１においては、先幕として、いわゆる「電子先幕」を利用する。例えば、図４に示すような撮像素子５における所定単位（例えば各水平ラインＬｉ）ごとのリセット動作を所定方向に順次に実行していく動作が、電子先幕の「走行動作」に相当する。すなわち、撮像素子５内の複数の画素を所定方向において順次にリセットすることにより、電子的な先幕（電子先幕）が露光開始位置から露光終了位置へ向けて擬似的に走行する。換言すれば、撮像素子５における各画素の露光直前のリセットタイミングを撮像素子５における所定領域（例えば水平ライン）ごとにずらすことにより、電子先幕が擬似的に走行する。

詳細には、まず、水平ラインＬ１（図４）の画素のリセット動作が実行され、次に水平ラインＬ２の画素のリセット動作が実行される。同様に、水平ラインＬ３以降の画素のリセット動作が各ライン毎に順次に実行される。そして、最後に最終水平ラインＬｎの画素のリセット動作が実行される。このように、水平ラインＬ１から水平ラインＬｎに向けて、各水平ラインＬｉごとに各画素のリセット動作（詳細には、各画素に関する蓄積電荷のリセット動作）が順次に実行される動作が、電子先幕の走行動作として実行される。各画素においては、リセット動作後から露光動作（電荷蓄積）が開始される。

そして、「走行中の電子先幕」の先端位置を追いかけるように、機械的な後幕が露光開始位置から露光終了位置へ向けて走行することによって、後幕による遮光動作が実現され、微小期間における露光動作が実現される。このとき、撮像素子５内の或る画素に注目すると、当該撮像素子５における当該画素のリセット動作直後の時刻Ｔ１から、「後幕」が当該画素を覆って遮光する時刻Ｔ２までの期間ＴＥ（＝Ｔ２−Ｔ１）にわたって、当該画素に関する露光動作が行われる。この期間ＴＥの長さ（例えば、１／１００秒）がシャッタスピードに対応する。

このシャッタ装置７は、先幕と後幕とのうち、機構的には後幕のみを備えており、機構的な先幕を備えていない。なお、上述のように、先幕としては「電子先幕」が用いられる。

図５に示すように、シャッタ装置７は、シャッタ地板７１と、後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃと、アーム７５ａ，７５ｂとを備える。また、シャッタ装置７は、シャッタ地板７１の裏側に、シャッタ地板７１と略同形状の補助地板７２（不図示）をも備えている。両地板７１，７２は、所定の間隙を有する状態で対向して設けられる。

シャッタ地板７１と補助地板７２との間には、後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃが設けられている。換言すれば、後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃは、シャッタ地板７１の裏側に設けられている。後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃは、それぞれ、遮光性を有する薄板状部材である。これらの後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃは、「後幕」（７ｂ）を構成する。なお、ここでは、３枚の後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃによって「後幕」が構成される場合を例示するが、これに限定されず、２枚以下或いは４枚以上の羽根によって後幕が構成されるようにしてもよい。

後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃは、いずれも、アーム７５ａに回転可能に結合されるとともに、アーム７５ｂにも回転可能に結合される。アーム７５ａは軸ＡＸ５を中心に回動可能であり、アーム７５ｂは軸ＡＸ６を中心に回動可能である。

図５に示すように、アーム７５ａとアーム７５ｂとが所定の位置に存在するときには、後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃで構成される後幕７ｂがシャッタ装置７の開口部ＯＰを閉鎖しており、後幕による「開口部ＯＰの閉鎖状態」が実現される。一方、この状態から、アーム７５ｂが軸ＡＸ６を中心に時計回りに回転すると、アーム７５ａも軸ＡＸ５を中心に時計回りに回転し、図６に示されるように、後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃで構成される後幕７ｂが開口部ＯＰから退避する。すなわち、後幕による「開口部ＯＰの開放状態」が実現される。また逆に、図６に示す状態から、アーム７５ｂが軸ＡＸ６を中心に反時計回りに回転すると、アーム７５ａも軸ＡＸ５を中心に反時計回りに回転し、図５の「開口部ＯＰの閉鎖状態」に移行する。なお、アーム７５ｂは、不図示の駆動機構によって駆動される。

ここにおいて、図６における各後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃの位置を「露光開始位置」とも称し、図５における各後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃの位置を「露光終了位置」とも称する。「後幕」は、露光開始位置から露光終了位置へと走行した後には開口部ＯＰを覆い（図６→図５）、露光終了位置から露光開始位置へと復帰した後には開口部ＯＰを開放する（図５→図６）。換言すれば、露光開始位置においては開口部ＯＰが後幕によって覆われておらず開放されており、露光終了位置においては開口部ＯＰが後幕によって覆われている。

また、図２および図３に示すように、上記の撮像素子５は、このようなシャッタ装置７の背面側において、撮影レンズユニット３の光軸ＡＬに対して略垂直に配置される。

この撮像装置１は、撮像素子５とは別の撮像素子８をさらに備えている。撮像素子８は、いわゆるライブビュー画像取得用（動画取得用）の撮像素子としての役割を果たす。撮像素子８も、撮像素子５と同様の構成を有している。ただし、撮像素子８は、ライブビュー用の画像信号（動画像）を生成するための解像度を有していれば十分であり、通常、撮像素子５よりも少ない数の画素で構成される。

この撮像素子８は、ミラー６８ｅの装置背面側において、接眼レンズ６７よりも下側且つシャッタ装置７よりも上側に設けられる。後述するように、ペンタミラー６８のミラー６８ｅの角度が変更されると、ペンタミラー６８から進行してきた光が結像レンズ６９を通過して進行し撮像素子８に到達する。撮像素子８を利用したライブビュー動作については後に詳述する。

また、図２等に示すように、カメラ本体部２の背面の略中央には、背面モニタ１２が設けられている。背面モニタ１２は、例えばカラー液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）として構成される。

背面モニタ１２は、撮影条件等を設定するためのメニュー画面を表示すること、および再生モードにおいてメモリカード９０に記録された撮影画像を再生表示することなどが可能である。また、背面モニタ１２は、撮像素子８により取得された時系列の画像を順次に表示することによって、ライブビュー表示を実現する。

この撮像装置１においては、ファインダ光学系等で構成される光学ファインダ（光学ビューファインダ（ＯＶＦ）とも称される）を用いて構図決め（フレーミング）を行うことが可能である。また、当該撮像装置１においては、背面モニタ１２に表示されるライブビュー画像を用いて構図決めを行うことも可能である。操作者は、所定の操作によって、光学ビューファインダ（ＯＶＦ）を用いて構図決めを行うか、操作者が電子ビューファインダ（ＥＶＦ）を用いて構図決めを行うかを選択することができる。なお、撮像素子８および背面モニタ１２を利用して実現されるファインダ機能は、被写体の光像を電子データに変換した後に可視化するものであることから電子ビューファインダ（ＥＦＶ）とも称される。

＜２．撮像装置の機能ブロック＞
つぎに、図７を参照しながら、撮像装置１の機能の概要について説明する。図７は、撮像装置１の機能構成を示すブロック図である。

図７に示すように、撮像装置１は、フォーカス駆動制御部１２１、ミラー駆動制御部１２２、シャッタ駆動制御部１２３、デジタル信号処理回路５３および全体制御部１０１等を備える。

フォーカス駆動制御部１２１は、全体制御部１０１と協働して合焦制御動作を実現する。具体的には、フォーカス駆動制御部１２１は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成し、撮影レンズユニット３のレンズ群３ｅに含まれるフォーカスレンズを移動する。また、フォーカスレンズの位置は、撮影レンズユニット３のレンズ位置検出部３ｄによって検出され、フォーカスレンズの位置を示すデータが全体制御部１０１に送られる。このように、フォーカス駆動制御部１２１は、フォーカスレンズの光軸方向の動き等を制御する。

また、ミラー駆動制御部１２２は、ミラー機構６が光路から退避した状態（ミラーアップ状態）とミラー機構６が光路を遮断した状態（ミラーダウン状態）との状態切替を制御する。ミラー駆動制御部１２２は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成することによって、ミラーアップ状態とミラーダウン状態とを切り替える。

シャッタ駆動制御部１２３は、全体制御部１０１から入力される信号に基づいて制御信号を生成することによって、シャッタ装置７の動作（具体的には、「後幕」の動作）を制御する。なお、後述する「電子先幕」の制御動作は、全体制御部１０１によって制御される。

また、撮像素子５（図７も参照）は、全体制御部１０１からの駆動制御信号（蓄積開始信号および蓄積終了信号）に応答して、受光面に結像された被写体像の露光（光電変換による電荷蓄積）を行い、当該被写体像に係る画像信号を生成する。撮像素子５は、全体制御部１０１からの読出制御信号に応答して、当該画像信号を信号処理部５１へ出力する。

撮像素子５で取得された画像信号に対して信号処理部５１により所定のアナログ信号処理が施されると、当該アナログ信号処理後の画像信号はＡ／Ｄ変換回路５２によってデジタル画像データ（画像データ）に変換される。この画像データは、デジタル信号処理回路５３に入力される。

デジタル信号処理回路５３は、Ａ／Ｄ変換回路５２から入力される画像データに対してデジタル信号処理を行い、撮像画像に係る画像データを生成する。デジタル信号処理回路５３は、黒レベル補正回路、ホワイトバランス（ＷＢ）回路、γ補正回路等を備え、各種のデジタル画像処理を施す。なお、デジタル信号処理回路５３によって処理された画像信号（画像データ）は、画像メモリ５５に格納される。画像メモリ５５は、生成された画像データを一時的に記憶するための、高速アクセス可能な画像メモリであり、複数フレーム分の画像データを記憶可能な容量を有する。

本撮影時には、画像メモリ５５に一時記憶される画像データは、全体制御部１０１において適宜画像処理（圧縮処理等）が施された後、メモリカード９０に記憶される。

また、撮像素子５とは別に設けられた撮像素子８で取得された画像信号に対しても、撮像素子５で取得された画像信号と同様の信号処理が施される。すなわち、撮像素子８で取得された画像信号は、信号処理部５１で所定の処理が施され、Ａ／Ｄ変換回路５２でデジタルデータに変換された後、デジタル信号処理回路５３で所定の画像処理が施され、画像メモリ５５に格納される。

また、撮像素子８で取得され画像メモリ５５に格納される時系列の画像が背面モニタ１２に順次に表示される。これによって、構図決めを行うための動画的態様の表示（ライブビュー表示）が実現される。

全体制御部１０１は、マイクロコンピュータとして構成され、主にＣＰＵ、メモリ、及びＲＯＭ（例えばＥＥＰＲＯＭ）等を備える。全体制御部１０１は、ＲＯＭ内に格納されるプログラムを読み出し、当該プログラムをＣＰＵで実行することによって、各種機能を実現する。例えば、全体制御部１０１は、撮像素子５，８等による撮影動作を制御する。より具体的には、フォーカス駆動制御部１２１、ミラー駆動制御部１２２、シャッタ駆動制御部１２３、およびデジタル信号処理回路５３等を用いて、各種の撮影動作を制御する。

＜３．撮影動作＞
＜３−１．本撮影動作＞
次に、撮像装置１における構図決め動作を含む撮影動作について説明する。まず、レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされた後の動作、すなわち、本撮影動作について説明する。

レリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされると、ミラー機構６はミラーダウン位置（図２等参照）からミラーアップ位置（図３参照）へと移動され、露光動作が開始される。被写体に係る記録用静止画像（本撮影画像とも称する）を取得する際の動作（すなわち露光の際の動作）は、上記の両方式（すなわちＯＶＦ方式およびＥＶＦ方式）による構図決めに共通である。

具体的には、図３に示すように、露光時には、ミラー機構６は、撮影光路から待避する。詳細には、撮影光学系からの光（被写体像）を遮らないように主ミラー６ａとサブミラー６ｂとが上方に待避し、撮影レンズユニット３からの光がシャッタ装置７の開口部ＯＰ（図６）を通過して撮像素子５に到達する。撮像素子５は、光電変換によって、受光した光束に基づいて被写体の画像信号を生成する。このように、被写体からの光が撮影レンズユニット３を介して撮像素子５に導かれることによって、被写体に係る撮影画像（撮影画像データ）が得られる。

＜３−２．構図決め動作（フレーミング動作）＞
つぎに、この撮像装置１における構図決め動作について説明する。

撮影モードにおいてレリーズボタン１１が全押し状態Ｓ２にされるまで、換言すれば構図決めの際には、ミラー機構６はミラーダウン状態となるように配置される（図２および図８参照）。なお、図２は、ＯＶＦ方式による構図決め動作時における装置内部の状態を示す断面図であり、図８は、ＥＶＦ方式による構図決め動作時における装置内部の状態を示す断面図である。

ミラーダウン状態においては、撮影レンズユニット３からの被写体像は、主ミラー６ａで上方に反射され観察用光束としてペンタミラー６８に入射する。ペンタミラー６８は、複数のミラー（反射面）を有しており、被写体像の向きを調整する機能等を有している。

また、ペンタミラー６８に入射した後における観察用光束の進路は、上記の両方式（すなわちＯＶＦ方式およびＥＶＦ方式）のいずれを採用して構図決めを行うかに応じて異なっている。これについては次述する。操作者は、選択した所望の方式によって構図決めを行うことが可能である。

次に、構図決めの際の上記両方式の各動作についてそれぞれ説明する。

まず、ＯＶＦ方式の構図決め動作について説明する。

図２に示すように、ミラー機構６の主ミラー６ａおよびサブミラー６ｂが、撮影レンズユニット３からの被写体像の光路上に配置されると、被写体像が主ミラー６ａとペンタミラー６８と接眼レンズ６７とを介してファインダ窓１０へと導かれる。このように、主ミラー６ａとペンタミラー６８と接眼レンズ６７とを含むファインダ光学系は、撮影光学系からの光束であって主ミラー６ａで反射された光束である観察用光束をファインダ窓１０へと導くことが可能である。

詳細には、撮影レンズユニット３からの光は、主ミラー６ａで反射されて上方に進路を変更し、焦点板４において結像し、焦点板４を通過する。その後、焦点板４を通過した光は、ペンタミラー６８でその進路をさらに変更した後に接眼レンズ６７を通ってファインダ窓１０へ向かう。

より詳細には、主ミラー６ａで反射され上方に進路を変更し焦点板４を通過した光は、ダハミラー６８ａ，６８ｂで反射されて左右反転されて進行する。そして、ダハミラー６８ａ，６８ｂからの光は、ミラー６８ｅで反射された後に、接眼レンズ６７およびファインダ窓１０を通過し、撮影者の眼へ向けて進行する。

特に、このＯＶＦ方式による構図決め動作においては、ミラー６８ｅは図２のような傾斜角度を有している。このときには、ダハミラー６８ａ，６８ｂで反射された観察用光束は、ミラー６８ｅで反射された後、ファインダ窓１０に向かう光路ＰＡに沿って進行する。

このようにして、ファインダ窓１０を通過した被写体像は撮影者（観察者）の眼へ到達して視認される。すなわち、撮影者はファインダ窓１０を覗くことによって、被写体像を確認することができる。

また、主ミラー６ａを透過した光はサブミラー６ｂで反射されて下方に進路を変更しＡＦモジュール２０へと進入する。ＡＦモジュール２０およびフォーカス制御部１２１等は、主ミラー６ａおよびサブミラー６ｂを介して進入してきた光を用いて、ＡＦ動作を実現する。

次に、ＥＶＦ方式による構図決め動作について、図８を参照しながら説明する。

この場合にも、図８に示すように、ミラー機構６の主ミラー６ａおよびサブミラー６ｂが、撮影レンズユニット３からの被写体像の光路上に配置される。そして、撮影レンズユニット３からの光は、主ミラー６ａで反射されて上方に進路を変更し、焦点板４において結像し、焦点板４を通過する。

ただし、このＥＶＦ方式による構図決め動作においては、焦点板４を通過した光は、ペンタミラー６８でその進路をさらに変更した後に、結像レンズ６９（結像光学系）を通過して撮像素子８の撮像面上で再結像する（図８の光路ＰＢ参照）。

より詳細には、図２と比較すると判るように、図８においてはミラー６８ｅの傾斜角度（カメラ本体部２に対する設置角度）が変更されている。具体的には、ミラー６８ｅは、図２（観察者）の状態から、その下端側の軸ＡＸ１１を中心に（矢印ＡＲ１１の向きに）カメラ背面側に向けて所定角度α回動している。

そして、このミラー６８ｅの角度変更によって、ミラー６８ｅで反射される光（観察用光束）の反射角度が変更され、当該ミラー６８ｅによる反射光の進行経路が変更される。具体的には、図２の状態に比べて、ミラー６８ｅへの入射角度θ１が比較的大きくなり、反射角度θ２も比較的大きくなる。その結果、ミラー６８ｅの反射光は、接眼レンズ６７に向かう光路ＰＡから焦点板４寄りの光路ＰＢへとその進路を下方に変更し、結像レンズ６９を通過して撮像素子８に到達する。より詳細には、ミラー６８ｅで反射された観察用光束は、光路ＰＢにおいて、他の反射部材で反射されることなく進行し、結像レンズ６９を通過して、ミラー６８ｅの背後に設けられた撮像素子８に到達する。このように、ミラー６８ｅの回動に応じてミラー６８ｅが図８のような角度を有するときには、ミラー６８ｅで反射された観察用光束は、光路ＰＡ（図２参照）よりも下側に向かう別の光路ＰＢに沿って進行して撮像素子８に到達する。なお、結像レンズ６９および撮像素子８は、接眼レンズ６７よりも下方に配置されており、且つ、ＯＶＦの際にミラー６８ｅから接眼レンズ６７へと進行する光束を遮らない位置に配置されている。

撮像素子８は、ミラー６８ｅで反射され結像レンズ６９を通過して撮像素子８に到達した観察用光束に係る被写体像を受光し、当該被写体像に基づいて、ライブビュー画像を生成する。具体的には、微小時間間隔（例えば、１／６０秒）で複数の画像を順次に生成する。そして、取得された時系列の画像は背面モニタ１２において順次に表示される。これによって、撮影者は、背面モニタ１２に表示される動画像（ライブビュー画像）を視認し、当該動画像を用いて構図決めを行うことが可能になる。

また、この場合も、ＯＶＦによる構図決めの際（図２参照）と同様に、主ミラー６ａとサブミラー６ｂとを介してＡＦモジュール２０に入射した光を用いてＡＦ動作が実現される。

以上のように、ミラー６８ｅで反射した後の観察用光束の進路は、ミラー６８ｅの反射角度の変更によって光路ＰＡ（図２）と光路ＰＢ（図８）との間で切り換えられる。光路ＰＡは、ミラー６８ｅから接眼レンズ６７およびファインダ窓１０に向かう光路であり、光路ＰＢは、ミラー６８ｅから結像レンズ６９および撮像素子８に向かう光路である。なお、光路ＰＡは、ミラー６８ｅで反射されてファインダ窓１０に向かう光路であるとも表現され、光路ＰＢは、ミラー６８ｅで反射されて撮像素子８に向かう光路であるとも表現される。

この撮像装置１においては、観察用光束がライブビュー用の撮像素子側へ向かう成分とファインダ窓側へ向かう成分とにビームスプリッタ等により分割されない。したがって、上述の特許文献１，２に記載の技術に比べて、光学ファインダによる構図決め時における光量落ちを回避ないし抑制することができる。すなわち、光学ファインダによって被写体像を明るい状態で視認することが可能である。

また、この撮像装置１によれば、上述の撮像装置９００に比べて装置の小型化を図ることができる。以下では、これについて説明する。

上述の撮像装置９００においては、図１２に示すように、ライブビューへの切り替え時に、反射面９８ｅが撮像装置１の「前面側」に向けて（矢印ＡＲ１の向きに）回動する。そのため、撮像装置９００においては、反射面９８ｅの図１１の位置よりも前面側（図の左側）に回動用の空きスペースＳＣ１（図１１）を設けることを要する。したがって、カメラ本体部の上部前面は比較的前側へ突出する。

これに対して、撮像装置１においては、ミラー６８ｅが軸ＡＸ１１を中心に撮像装置１の背面側に向けて回動することによって、観察用光束の進路は光路ＰＡから光路ＰＢに切り換えられる。そのため、撮像装置１においては、撮像装置９００においてミラー９８ｅが撮像装置１の「前面側」に向けて回動するときに必要な空きスペース（ミラー９８ｅより前面側の空きスペース）ＳＣ１を設けることを要しない。したがって、ミラー９８ｅが撮像装置１の「前面側」に向けて回動する場合に比べて、撮像装置１（詳細にはカメラ本体部２の上部前面部２ａ）の前面側への突出量を抑制して撮像装置１の小型化を図ることができる。例えば、図９に示すように、撮像装置１の前後方向の長さ（奥行き）Ｄ１を撮像装置９００の奥行きＤ０よりも小さくすることができる（Ｄ１＜Ｄ０）。なお、図９においては、撮像装置９００のカメラボディの外形線が太破線で示されており、撮像装置１の大きさと撮像装置９００の大きさとを容易に比較することができる。

また、撮像装置９００においては、図１２に示すように、撮像素子８の配置スペースを接眼レンズ６７の上側に設けることを要する。さらに、ダハミラー９８ａと接眼レンズ６７との間に、撮像素子８へと到達する光束が通過する間隙を設けることをも要する。したがって、ダハミラー９８ａが比較的上方に配置されるとともに、ダハ面９８ａの下端と接眼レンズ６７との距離ｈ０は比較的大きな値になる。この結果、撮像装置が大型化する。

一方、上記実施形態に係る撮像装置１においては、撮像素子８は、接眼レンズ６７よりも下側に配置されている（図８参照）。そのため、接眼レンズ６７より上側に配置すべき部品が少ない。また、ダハミラー６８ａと接眼レンズ６７との間に、撮像素子８へと到達する光束が通過する間隙を設けることも要しない。

したがって、撮像装置１においては、ダハミラー６８ａを比較的下側に配置することができる。詳細には、撮像装置１によれば、撮像装置９００のようにライブビュー用の撮像素子を接眼レンズ６７の上側に配置する場合に比べて、例えばダハ面６８ａの下端と接眼レンズ６７との距離ｈ１は上記の値ｈ０に比べて小さな値になる。この結果、撮像装置１（詳細にはカメラ本体部２の上面部２ｃ）の高さを抑制することができる。例えば、図９に示すように、撮像装置１の上下方向の長さ（高さ）Ｈ１を撮像装置９００の高さＨ０よりも小さくすることができる（Ｈ１＜Ｈ０）。

また特に、この撮像装置１においては、撮像素子８は、接眼レンズ６７とシャッタ装置７との間に配置されている。

従来技術（例えば特許文献３に記載の技術）においては、接眼レンズ６７とシャッタ装置９７との間にライブビュー用の撮像素子を配置することは設置スペースの制約のため非常に困難である。

例えば図１３の詳細構成図に示すように、従来の撮像装置においては、一般に、機械的な先幕と機械的な後幕との双方を有するシャッタ装置９７が用いられる。当該シャッタ装置９７は、後幕の収容部および先幕の収容部をシャッタ装置の開口部ＯＰの上側および下側にそれぞれ有している。なお、後幕の収容部は、後幕の走行前に後幕が開口部ＯＰを遮らないように当該後幕が開口部ＯＰから退避する場所（露光開始位置側の退避場所）であるとも表現される。また、先幕の収容部は、先幕の走行後に先幕が開口部ＯＰを遮らないように先幕が開口部ＯＰから退避する場所（露光終了位置側の退避場所）であるとも表現される。

そのため、当該シャッタ装置９７は、光軸ＡＬの上半分側にも光軸ＡＬの下半分側と同様の長さを有している。この結果、シャッタ装置９７の上端は、図１３に示すように、接眼レンズ６７の下端に近接する位置に存在する。したがって、シャッタ装置９７と接眼レンズ６７との間の空間は非常に小さな空間であり、撮像素子８を配置するスペースが存在しない。

これに対して、上記の撮像装置１においては、後幕７ｂのみを有し先幕を有しないシャッタ装置７を用いており、且つ、当該シャッタ装置７の後幕７ｂの収容部７１ｓが光軸ＡＬの下側に配置されている（図６および図１０等参照）。詳細には、図６にも示すように、後幕７ｂ（後羽根群７３ａ，７３ｂ，７３ｃ）の収容部７１ｓが開口部ＯＰの下側（カメラ底面側）に配置されている。一方、当該シャッタ装置７には機械的な先幕がそもそも存在しないため、先幕の収容部は不要である。そのため、シャッタ装置における開口部ＯＰの上側部材７１ｕの高さｂ１を開口部ＯＰの下側の収容部７１ｓの高さｂ２よりも小さくすることができる。したがって、機械的な先幕と機械的な後幕との双方を有するシャッタ装置を用いる場合に比べて、シャッタ装置における光軸ＡＬよりも上側の長さｃ１（図６参照）を小さくすることが可能である。具体的には、当該長さｃ１（図６参照）をシャッタ装置における光軸ＡＬよりも下側の長さｃ２よりも小さくすることができる。

そして、この撮像装置１においては、図１０の詳細構成図にも示すように、後幕７ｂの収容部７１ｓを装置底面側に配置することによって生成した配置スペース（シャッタ装置７の上部スペース）に、撮像素子８が配置されている。このように、この撮像装置１においては、撮像素子８を接眼レンズ６７の下側（詳細にはシャッタ装置７の上側）に巧みに配置することによって、撮像装置１の小型化が図られている。

このように、撮像装置１によれば、光学ファインダでの光量落ちを回避しつつ且つライブビューと光学ファインダとの双方による構図決めが可能な撮像装置を、さらに小型化させることが可能である。

＜４．その他＞
以上、この発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記説明した内容のものに限定されるものではない。

たとえば、上記実施形態においては、ミラー６８ｅの下端側の軸ＡＸ１１を中心に回動可能である場合を例示しているが、これに限定されず、ミラー６８ｅの上下方向略中央に配置された軸を中心に回動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、ファインダ光学系を構成する複数のミラー（６８ａ，６８ｂ，６８ｅのうち、或る単一の反射面（ミラー６８ｅ）の反射角度が変更される一方で、他の反射面（ダハミラー６８ａ，６８ｂ）は固定されている場合を例示した。しかしながら、これに限定されず、例えば、複数の反射面を回転させて、観察用光束の進路を上記の光路ＰＡから（当該光路ＰＡよりも下寄りの）光路ＰＢに変更するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、本発明をデジタルカメラに適用する場合について例示したが、これに限定されず、フィルム式のカメラにも適用可能である。具体的には、撮像素子５を設けることなく、撮像素子５の撮像面の位置にフィルムの撮像面を配置すればよい。

撮像装置の外観構成を示す斜視図である。 撮像装置の断面図である（光学ファインダによる構図決め動作時）。 撮像装置の断面図である（本撮影時）。 撮像素子内の各水平ラインを示す概略図である。 シャッタ装置の構成を示す概略図である（露光終了直後）。 シャッタ装置の構成を示す概略図である（露光開始直前）。 撮像装置の機能構成を示すブロック図である。 撮像装置の断面図である（ライブビューによる構図決め動作時）。 撮像装置の小型化について説明する図である。 シャッタ装置および撮像素子等の配置を詳細に示す断面図である。 従来技術に係る撮像装置の断面図である（光学ファインダによる構図決め動作時）。 従来技術に係る撮像装置の断面図である（ライブビューによる構図決め動作時）。 機械的な先幕と機械的な後幕との双方を有するシャッタ装置を用いて構成された従来技術に係る撮像装置を示す図である。

符号の説明

１ 撮像装置
２ カメラ本体部
３ 撮影レンズユニット
５，８ 撮像素子
６ ミラー機構
６ａ 主ミラー
６ｂ サブミラー
７ シャッタ装置
７ｂ 後幕
１０ ファインダ窓
６７ 接眼レンズ
６８ ペンタミラー
６８ａ，６８ｂ，６８ｅ 反射面（ミラー）
６９ 結像レンズ
ＰＡ，ＰＢ 光路

Claims (8)

1. 撮像装置であって、
   撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、
   前記観察用光束を受光して画像信号を生成する第１の撮像素子と、
   を備え、
   前記ファインダ光学系は、前記観察用光束を反射する第１の反射面を有し、
   前記第１の反射面は、前記ファインダ光学系のペンタミラーに含まれる複数の反射面のうちの１つの反射面であり、且つ、前記観察用光束の反射角度を変更することが可能であり、
   前記観察用光束の進路は、前記第１の反射面で反射されて前記ファインダ窓に向かう第１の光路と、前記第１の反射面で反射されて前記第１の撮像素子に向かう第２の光路との間で切り換えられ、
   前記第１の撮像素子は、前記ファインダ光学系の接眼レンズよりも下側に配置される、撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記第１の反射面は、前記ファインダ光学系のペンタミラーに含まれる複数の反射面のうち最も前面側に配置される反射面であり、
   前記観察用光束の進路は、前記第１の反射面が前記撮像装置の背面側に向けて回動することによって、前記第２の光路に切り換えられる、撮像装置。
3. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記主反射面が撮影光路から待避した状態において、前記撮影光学系からの光束を受光して画像信号を生成する第２の撮像素子、
   をさらに備える撮像装置。
4. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記第２の撮像素子の被写体側に配置されるシャッタ機構、
   をさらに備え、
   前記シャッタ機構は、先幕と後幕とのうち後幕のみを有し、
   前記後幕の収容部は、前記撮像装置の底面側に設けられる、撮像装置。
5. 請求項４に記載の撮像装置において、
   前記第１の撮像素子は、前記ファインダ光学系の前記接眼レンズよりも下側且つ前記シャッタ機構の上側に配置される、撮像装置。
6. 請求項３に記載の撮像装置において、
   前記第１の撮像素子により取得された時系列の画像をライブビュー画像として表示する表示部、
   をさらに備え、
   前記第２の撮像素子は、本撮影画像を取得する、撮像装置。
7. 請求項２に記載の撮像装置において、
   前記第１の反射面は、その下端側の軸を中心に回動可能である、撮像装置。
8. 撮像装置であって、
   撮影光学系からの光束であって主反射面で反射された光束である観察用光束をファインダ窓へと導くことが可能なファインダ光学系と、
   前記観察用光束を受光して画像信号を生成する第１の撮像素子と、
   を備え、
   前記ファインダ光学系は、前記観察用光束を反射する第１の反射面を有し、
   前記第１の撮像素子は、前記第１の反射面の装置背面側において前記ファインダ光学系の接眼レンズよりも下側に配置され、
   前記第１の反射面は、前記観察用光束の反射角度を変更することが可能であり、
   前記第１の反射面が第１の角度を有するときには、前記第１の反射面で反射された前記観察用光束は、前記ファインダ窓に向かう第１の光路に沿って進行し、
   前記第１の反射面の角度変更に応じて前記第１の反射面が第２の角度を有するときには、前記第１の反射面で反射された前記観察用光束は、前記第１の光路よりも下側に向かう第２の光路に沿って進行し前記第１の撮像素子に到達する、撮像装置。

Images