JP3647073B2

JP3647073B2 - Imaging device with switchable aspect ratio

Info

Publication number: JP3647073B2
Application number: JP33905794A
Authority: JP
Inventors: 康訓今岡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 2005-05-11
Anticipated expiration: 2020-05-11
Also published as: JPH08186759A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はアスペクト比切り換え可能な撮像装置に関し、例えば有効画面のアスペクト比を４：３から１６：９へと可逆的に変換する際に撮影系の一部にアスペクト比切り換え用の変換レンズ群を挿脱可能に設けるようにしたＴＶカメラやビデオカメラ等のエクステンダーを内蔵した撮像装置に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般のテレビジョンカメラやビデオカメラ等の有効撮像面（画面）の横縦比、所謂アスペクト比は４：３である。これに対して最近は、次世代放送方式として画面のアスペクト比が１６：９のＥＤＴＶ方式が実用化されつつある。この為、最近はアスペクト比４：３の通常ＴＶ方式とアスペクト比１６：９のＥＤＴＶ方式の両方式に対応する為、アスペクト比１６：９とアスペクト比４：３の双方を選択的に切り換えて使用できるカメラ（撮像装置）が種々と提案されている。
【０００３】
例えば、撮像管方式のカメラにおいては電子ビームの偏向面積を電気的に切り換えることにより画面対角長を保ったまま横縦比（アスペクト比）を変えている。しかしながら、この方式をＣＣＤ素子等の固体撮像素子を用いて行うには以下のようにする必要がある。
【０００４】
図１０に示すように撮像面１０１の本来のアスペクト比が１６：９のＣＣＤ素子を使用しているカメラではアスペクト比１６：９画面の全面積１０２を使用する。一方、このサイズの撮像素子の一部の領域であってアスペクト比４：３の画面を撮影するときには図９に示すように撮影面９１の左右を使用せず、中央部のアスペクト比４：３画面の面積９２のみを使用する。
【０００５】
このように撮像素子の撮像面を部分的に使用するときは、画面の対角長が短くなる為に撮影レンズによって得られた像を有効に活用できず、対角画角が狭くなったり、感度が低下してしまうという欠点を有する。
【０００６】
従来よりＴＶカメラ等では撮影系（ズームレンズ）の一部にエクステンダーを挿脱させることにより全系の焦点距離範囲を変化させる方式を用いている。アスペクト比を変換することにより対角画面が狭くなるということは全系の焦点距離を長い方に延ばす目的で構成されるエクステンダーにおいては更に見掛け上、焦点距離が更に伸びることを意味してくる。これはエクステンダーを使用する状態では焦点距離が長くなる方向になるので問題はないが、エクステンダーを使用しない状態では広角側の焦点距離が望遠側にシフトしてしまうことになり、大きな問題となってくる。
【０００７】
これに対して特開平６−２３０２７９号公報ではエクステンダー用に設けられたターレット上にイメージサイズを変換する（例えば図９の２点鎖線で示す画面９３）レンズ群を配し、該ターレットの回転により変換レンズ群（以下「シュリンカ」と呼ぶ）を光路に対して挿脱することにより撮像面の中心部を使用する場合において上記欠点を回避する方法が提案されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特開平６−２３０２７９号公報で提案されている方法ではエクステンダーの切り換えにターレット方式を使用している。この為、この方式は例えばスタジオカメラ用レンズのように大型の撮影レンズのときは大変有効である。
【０００９】
しかしながらポータブルハンディカメラのように撮影者が肩に担いで撮影を行うカメラシステムでは手動でエクステンダーを切り換えることが一般的である為、上記ターレットを新たに具備すると以下のような問題点が発生してくる。
【００１０】
（イ）ターレット及びその回転機構が撮影系に付加されることでハンディカメラシステムとしては重量が大きく増加してくる。
【００１１】
（ロ）従来よりハンディカメラ用の撮影レンズは切り換えレバーの上下または左右の切り換え操作によってエクステンダーの切り換えを実現していた。ターレットを回転させる為にはターレットに連結されたダイヤル、つまみ等の回転操作によって行うのが一般的である。この操作でシュリンカだけでなく、エクステンダー切り換えも行うことになる為、従来のレンズ操作に慣れた撮影者に違和感を与える一方、切り換えに要する時間がかかり、動きの早い被写体を撮影する際に支障が生じてくる。
【００１２】
（ハ）切り換え機構が大型化し、撮影レンズの移動する軌道面積が拡大する為、手動でフォーカスやズーム、アイリス操作を行う際、レンズ円周上に設けられた指標が見にくくなり、操作に支障をきたしてくる。
【００１３】
（ニ）撮影の際、カメラ側で一旦アスペクト比を選択した後は、撮影者はシュリンカの有無について意識することなく従来通り等倍とエクステンダの選択のみを意識していたのにも関わらず、選択を誤ると画面がけられてしまう場合がある。この為手動操作を行う撮影者は撮影中も絶えずアスペクト比とシュリンカの関係に気をつけなければならない。
【００１４】
本発明は、アスペクト比切り換え用の変換レンズ（シュリンカ）とエクステンダーとを有する撮影系において、双方のレンズの光路中への挿脱を行う駆動機構を適切に設定することによりシュリンカの使用、不使用に関わりなく、エクステンダーの光路中への挿脱を行う操作のみで所定のアスペクト比で等倍または異なった倍率（焦点距離範囲）で容易に撮影することができるアスペクト比切り換え可能な撮像装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、全系の焦点距離範囲を変位させるエクステンダー及び結像位置を固定した状態でアスペクト比の異なる有効画面に対応させる変換レンズをそれぞれ撮影系の光路中に挿脱可能であり、該撮影系の光路中に該エクステンダーが挿入され、該変換レンズが光路より退避した第１の状態と、該撮影系の光路中に該エクステンダー及び該変換レンズが何れも退避された第２の状態と、該撮影系の光路中に該変換レンズが挿入され、該エクステンダーが光路より退避した第３の状態との切り換えを行う操作部材を備えた撮像装置であって、
該第１，第２の状態においては、該エクステンダーと該操作部材とを連結し、
該第１，第３の状態においては、該エクステンダーと該変換レンズとを該操作部材に各々連結する連結手段と、
該連結手段を駆動させて、該連結手段と該変換レンズとの連結及び連結の解除を行う、該撮像装置の表面に設けたモード切換操作手段と、
を有し、
該モード切換操作手段で該変換レンズと該連結手段との連結を解除した状態で、該操作手段を操作することで、第１の状態と第２の状態の切り換えが行われ、
該モード切換操作手段で該変換レンズと該連結手段とを連結した状態で、該操作部材を操作することで、第１の状態と第３の状態の切り換えが行われ、
第２の状態においては、該操作部材は、その一部が該モード切換操作手段を該撮像装置の表面にて被うように配置していることを特徴としている。
【００１９】
この他本発明では、アスペクト比１６：９モード或いはアスペクト比４：３モードいずれの場合でもエクステンダーは同一のレンズ群を使用するよう構成し、両モードで共用するエクステンダーが光路上に置かれた位置でエクステンダーとシュリンカの連動切り換えを行うようにし、これにより一旦エクステンダーとシュリンカの連動或いは非連動状態を選択した後にはシュリンカの存在を意識せず、従来と同様にエクステンダーの光路中への挿脱操作で撮影を行うことができるよう構成している。
【００２０】
【実施例】
図１は本発明の実施例１の要部断面図、図２は図１の要部側面図、図３は本発明に係る撮像装置の要部外観図、図４〜図６は本発明の実施例１の説明図である。
【００２１】
図２はアスペクト比１６：９，等倍モード
（光路中にエクステンダー，シュリンカの何れもなし）
図４はアスペクト比１６：９，２倍モード
（光路中にエクステンダーが挿着）
図５はアスペクト比４：３，２．４２７倍モード
（光路中にエクステンダーが挿着）
図６はアスペクト比４：３，等倍モード
（光路中にシュリンカが挿着）
のときを示している。
【００２２】
図中１はエクステンダー本体であり、後述するエクステンダー２ａとシュリンカ３ａを収納保持しており、エクステンダー機構部の基部となっている。エクステンダー本体１はズームレンズを有する撮影レンズ本体２２とカメラ本体２３との間に設けている。２はエクステンダー鏡筒であり、エクステンダー群２ａを保持している。同図では撮影倍率が２倍の拡大系レンズより構成し、全系の焦点距離範囲を長い方に２倍に変化している場合を示している（２倍モード）。３はシュリンカ鏡筒であり、イメージサイズ（アスペクト比）を変換したときに対応させて光路中に挿着する為の変換レンズ３ａを保持している。同図では撮影倍率が０．８２４倍の縮小系レンズより構成している場合を示している。
【００２３】
４は回転軸であり、エクステンダー鏡筒２の回転中心に相当している。５は回転軸であり、シュリンカ鏡筒３の回転中心に相当している。６はセクタであり、回転軸４とエクステンダー鏡筒２とを固定している。７はセクタであり、回転軸５とシュリンカ鏡筒３とを固定している。８は操作部材としての切り換えレバー（エクステンダーレバー）であり、エクステンダー鏡筒２やシュリンカ鏡筒３を光路中に選択的に挿脱可能に装着している。９はレバー軸であり、切り換えレバー８を取り付けている。１０は連結解除手段及びアスペクト比設定手段の一要素としての切り換えつまみであり、図１，図２，図４，図５に示すように撮像装置の表面に位置しており、アスペクト比（第２のアスペクト比）４：３のモードからアスペクト比（第１のアスペクト比）１６：９のモードへのモードの切り換えに伴い操作している。１１はエクステンダー切り換え手段としてのギアであり、セクタ６に固定しており、同図ではクラッチギア（連結手段）１３に噛み合っている。１２は変換レンズ切り換え手段としてのギアであり、セクタ７に固定しており、クラッチギア１３と噛み合い可能となっている。
【００２４】
クラッチギア１３はレバー軸９の軸上方向でスライド可能となっており、レバー軸９の回転と一体的に回転可能となっている。クラッチギア１３はスライドすることによりギア１１のみを噛合またはギア１１とギア１２の双方と噛合している。１４はピンであり、レバー軸９の回転をクラッチギア１３に伝えている。１５はストッパーであり、エクステンダー鏡筒２を光軸上で保持する為のセクタ６を保持している。１６はストッパーであり、シュリンカ鏡筒３を光軸上で保持する為のセクタ７を保持している。１７はストッパーであり、エクステンダー鏡筒２が撮影系の光軸上より退避した位置でセクタ６を保持している。１８はストッパーであり、シュリンカ鏡筒３が撮影系の光軸Ｌａ上より退避した位置でセクタ７を保持している。１９はバネであり、エクステンダー鏡筒２及びセクタ６を弾性保持している。２０はバネであり、シュリンカ鏡筒３及びセクタ７を弾性保持している。２１は駆動用グリップであり、撮影レンズ２２の一部に設けている。
【００２５】
本実施例においてズームレンズ（撮影系）２２の一部に、例えばリレーレンズの光路中にエクステンダーとシュリンカの何れか一方を挿脱可能に装着して、または何れも挿着しない状態でアスペクト比の変換及びズーム範囲の拡大（倍率）に対応している。このときの各モードにおけるエクステンダーとシュリンカの使用状態の構成は表−１の如くである。
【００２６】
【表１】

表−１に示すように撮影者の望む２つのアスペクト比に対して計４つのモード（撮影条件）が存在する。実際には光路中にエクステンダーとシュリンカのないとき、エクステンダーを配置するとき、そしてシュリンカを配置するときの３つの配置となる。これは従来の技術にて説明したとおり、エクステンダーの使用状況から焦点距離を伸ばす方向の修正は不要との判断からである。従って同じ２倍のエクステンダーを使った場合でもアスペクト比４：３のエクステンダーの使用モードの場合には、
２÷０．８２４＝２．４２７
より撮影系全体としては見掛け上、２．４２７倍の焦点距離となる。
【００２７】
アスペクト比が１６：９のモード（アスペクト比１６：９モード）の場合にはシュリンカ鏡筒３は常に光軸Ｌａ上から退避した状態にある。そしてエクステンダー切り換えレバー８を操作することでエクステンダー鏡筒２のみの光軸上への挿脱を行い、全系の焦点距離範囲を等倍（等倍モード）と２倍（２倍モード）へと変化させている。また、アスペクト比が４：３のモード（アスペクト比４：３モード）の場合には連結手段１３でエクステンダー切り換え手段１１とシュリンカ切り換え手段１２とを連結させてシュリンカ鏡筒３とエクステンダー鏡筒２のいずれか一方が操作部材８の一操作で必ず光軸Ｌａ上に配置されるようにしている。即ち切り換えレバー８の一操作によってシュリンカ鏡筒３とエクステンダー鏡筒２の双方が同時に移動するようにクラッチギア１３により連結している。
【００２８】
次にこのときの動作を切り換えレバー８の操作に従って説明する。
【００２９】
図１，図２はアスペクト比が１６：９のときで、エクステンダーを用いていない全系が等倍（アスペクト比１６：９，等倍モード）のときを示している。このときは表−１に示すようにエクステンダー鏡筒２とシュリンカ鏡筒３は共に光軸Ｌａから退避した位置に配置している。
【００３０】
ここで、この状態で切り換えレバー８を操作すると切り換えレバー８が取り付けられたレバー軸９も回転し、ピン１４を介して一体的にクラッチギア１３も回転する。クラッチギア１３はギア１１の噛み合いをもっている為、ギア１１が回転し、セクタ６を回転させる。これにより図４で示したようにエクステンダー鏡筒２を光軸Ｌａ上に配置している。このときはアスペクト比１６：９で全系の焦点距離範囲を２倍に拡大したモード（アスペクト比１６：９，２倍モード）となる。
【００３１】
また、逆に切り換えレバー８を戻すと同一部材が逆転し、エクステンダー鏡筒２を光軸Ｌａより退避する。この間、シュリンカ鏡筒３側に設けられたギア１２にはクラッチギア１３は一切触れず、従ってシュリンカ鏡筒３は光路中より退避したままとなっている。このときアスペクト比１６：９で全系の焦点距離範囲は変化のない等倍のモード（アスペクト比１６：９，等倍モード）となる。
【００３２】
このように本実施例ではアスペクト比（第１のアスペクト比）１６：９モードを選択している場合にはエクステンダー操作を従来のシュリンカを構成しない撮影レンズと同様に切り換えレバー８の切り換え操作のみで行っている。
【００３３】
次にアスペクト比（第２のアスペクト比）４：３のモードの場合について説明する。
【００３４】
先に説明したように本発明ではエクステンダー２ａを光軸Ｌａ上に配置した状態でアスペクト比設定手段（切り換えつまみ１０）でモード切り換えを行う為、一旦切り換えレバー８を操作し、エクステンダー鏡筒２を光軸Ｌａ上に配置する。
【００３５】
ここでモード切り換えを行う為に切り換えつまみ１０を回転させて一体的に設けられた突起１０ａでクラッチギア１３を押す。この結果、図５に示すようにレバー軸９上をクラッチギア１３はスライドし、予め該クラッチギア１３と噛み合うように配置されたギア１２と噛み合う位置で固定される。この状態で切り換えレバー８はエクステンダーＯＮの位置にある為、これをもとに戻す操作をするとアスペクト比１６：９モードの場合と同様にエクステンダー鏡筒２はクラッチギア１３とギア１１の回転伝達によって光軸上から退避する。
【００３６】
ここでクラッチギア１３が噛み合ったもう一方のギア１２にも回転は同様に伝えられ、ギア１２を介し、セクタ７は回転軸５を中心に回転し、シュリンカ鏡筒３もエクステンダー鏡筒２と連動し、エクステンダー鏡筒２が光軸上から退避するのとは逆に光軸上に向かって移動し、光軸上に位置する。ここでセクタ６とセクタ７の回転可能な角度は略同一で、クラッチギア１３とギア１１、クラッチギア１３とギア１２の減速比は同一である。
【００３７】
また、ギア１１，１２，１３の噛み合いは各セクタの回転角の製造上のばらつきを吸収するだけに充分な遊びが設けられている。この為、エクステンダー鏡筒２を光軸Ｌａ位置で位置決めするストッパー１５がセクタ６の回転を規制しているとき、セクタ７が確実にストッパー１８に当たるよう構成している。
【００３８】
逆にシュリンカ鏡筒３が光軸Ｌａ位置で位置決めするストッパー１６がセクタ７の回転を規制しているとき、セクタ６が確実にストッパー１７に当たるよう構成している。
【００３９】
こうして図６に示すように切り換えつまみ１０を回転させた後、切り換えレバー８を操作することでエクステンダー鏡筒２が光軸より退避するのと同時にシュリンカ鏡筒３が光軸に配置するようにしている。これによりアスペクト比４：３で等倍のモード（アスペクト４：３，等倍モード）としている。
【００４０】
この状態から再び切り換えレバー８を戻すとシュリンカ鏡筒３が退避するのと同時にエクステンダー鏡筒２が光軸上に再び位置するようになる。これによりアスペクト比４：３で全系の焦点距離範囲を長い方へ２．４２７倍変位させたモード（アスペクト比４：３，２．４２７倍モード）としている。
【００４１】
本実施例ではアスペクト比４：３の撮影モードの場合でもシュリンカ鏡筒３とエクステンダー鏡筒２が連動して光軸上を挿脱することが可能となり、一旦モードを設定した以降はアスペクト比１６：９の場合と同様、従来のシュリンカを構成しない撮影レンズのように切り換えレバー８の操作のみでエクステンダー操作を可能としている。エクステンダーを光軸上に戻してからは再度モード切り換えつまみ１０を回転して、即ち連結手段１３の連結を解除して元に戻すと再びアスペクト比１６：９での撮影が可能となる。
【００４２】
また、上記のようにエクステンダー鏡筒２が光軸上にある場合にモード切り換えつまみ１０の操作を行うとアスペクト比１６：９とアスペクト比４：３のモード切り換えが可能なことを説明したが、撮影者がアスペクト比１６：９モードで等倍の撮影時、誤ってモード切り換えを行ってしまうとエクステンダー鏡筒２とシュリンカ鏡筒３が共に光軸から退避した状態で連動状態になってしまい、切り換えレバー８をどちらの方向にも動かせなくなってくる。
【００４３】
このような状態に陥らないよう撮影者の操作ミスを回避する為、本実施例では図２のように切り換えレバー８が等倍位置にあるときは前記モード切り換えつまみ１０を該切り換えレバー８の一部（禁止手段）８ａが被うように配している。これによって操作上、問題となる等倍時での切り換えを不可能にし、撮影者が決して誤って操作しないよう構成している。
【００４４】
実施例１ではエクステンダー鏡筒２が光軸より退避する場合の退避角度とシュリンカ鏡筒３が光軸より退避する角度を略同じとして説明したが、エクステンダー鏡筒２のみ或いはシュリンカ鏡筒３のみ退避角度を大きくとり、図２でいうクラッチギア１３とギア１１、クラッチギア１３とギア１２の減速比をそれぞれ退避角度に応じたものに変更してもよい。
【００４５】
また、実施例１ではエクステンダー鏡筒２が光軸に対して上、シュリンカ鏡筒３が下に退避するよう構成したが、図７のように光軸に対していずれかが左右方向に退避するよう構成してもよい。同図において５０はエクステンダー本体、５１はエクステンダー鏡筒を（図２のエクステンダー鏡筒２と同様に）保持する為に設けられたセクタ、５２は（図２のシュリンカ鏡筒３と同様に）シュリンカ鏡筒を保持する為に設けられたセクタであり、それ以外の構成は図１，図２と同一である。また、断面形状は図２，図５と同等である。同図においても矢印で示したエクステンダー本体箇所の形状がレンズの指標線、目盛等の認識を妨げないようセクタ５１の軌跡が決定されており、図３で示した撮影者の視線の邪魔にならないよう、同様に考慮している。
【００４６】
実施例１ではエクステンダーの倍率を２倍の場合で説明したが、これ以外の倍率で構成してもよい。また、撮像面のアスペクト比が４：３の撮像素子のカメラに対してその一部の領域であるアスペクト比が１６：９の画面を撮影する際には画面の上下方向の一部分を使用せず、中央部の１６：９の面積を使用するか、この場合にシュリンカの倍率を変更して実施し、０．９１７倍としてこれに対応してもよい。また同様にアスペクト比の異なる場合でもこれに応じたシュリンカ倍率を採用し、これに対応してもよい。
【００４７】
【発明の効果】
本発明によれば以上のように、アスペクト比切り換え用の変換レンズ（シュリンカ）とエクステンダーとを有する撮影系において、双方のレンズの光路中への挿脱を行う駆動機構を適切に設定することによりシュリンカの使用、不使用に関わりなく、エクステンダーの光路中への挿脱を行う操作のみで等倍または異なった倍率（焦点距離範囲）で容易に撮影することができるアスペクト比切り換え可能な撮像装置を達成することができる。
【００４８】
特に本発明では従来のエクステンダー付ハンディカメラ用のズームレンズの撮影操作に慣れた撮影者に違和感を与えることのない、従来と同様の切り換えレバーの操作による素早いエクステンダー操作が可能なアスペクト比切り換え機能付カメラに対応することができる。
【００４９】
また、撮影者は一旦アスペクト比を選択した後は従来通り等倍とエクステンダーの選択のみを意識すればよいので、これらはアスペクト比切り換えという新しい機能を使う為の撮影者の新たな学習を不要とし、撮影映像のケラレという撮影において絶対許されないミスを効果的に防ぐことが可能となる。
【００５０】
また、レンズ移動軌跡面積を最小に抑え、アスペクト比の切り換えにおいてエクステンダーの位置がある所定の位置でのみ切り換え可能と限定したことで、切り換え機構全体をきわめて簡素化することが可能になった為、従来のターレット式に比較し、撮影システム全体を軽量化することを可能としている。また同時にターレット式に比較して小型化された形状はレンズ円周上に配された操作用目盛、指標線等の視認性を損なうことがない、等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の要部断面図
【図２】本発明の実施例１の要部側面図
【図３】本発明の実施例１の要部概略図
【図４】本発明の実施例１のエクステンダー使用時の説明図
【図５】本発明の実施例１のアスペクト比４：３の説明図
【図６】本発明の実施例１のアスペクト比４：３で等倍の説明図
【図７】本発明の他の実施例の要部断面図
【図８】従来のターレット式の要部断面図
【図９】アスペクト比４：３のときの撮像面とイメージサークルとその関係を示す説明図
【図１０】アスペクト比１６：９のときの撮像面とイメージサークルとその関係を示す説明図
【符号の説明】
１，５０，１０１エクステンダー本体
２エクステンダー鏡筒
３シュリンカ鏡筒
４，５回転軸
６，７，５１，５２セクタ
８エクステンダー切り換えレバー
９切り換え軸
１０モード切り換えつまみ
１１，１２ギア
１３クラッチギア
１４ピン
１５，１６，１７，１８ストッパー
１９，２０バネ
２１レンズグリップ
２２レンズ本体
２３カメラ
２４撮影者
１０２ターレット
１０３軸
１０４変換つまみに連動するギア[0001]
[Industrial application fields]
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an imaging device capable of switching an aspect ratio. For example, when an aspect ratio of an effective screen is reversibly converted from 4: 3 to 16: 9, a conversion lens group for switching an aspect ratio is provided as part of a photographing system. The present invention is suitable for an image pickup apparatus incorporating an extender such as a TV camera or a video camera that is detachably provided.
[0002]
[Prior art]
The aspect ratio of an effective imaging surface (screen) of a general television camera or video camera, so-called aspect ratio, is 4: 3. On the other hand, recently, an EDTV system with a screen aspect ratio of 16: 9 has been put into practical use as a next-generation broadcasting system. For this reason, in order to support both the normal TV system with an aspect ratio of 4: 3 and the EDTV system with an aspect ratio of 16: 9, the aspect ratio of 16: 9 and the aspect ratio of 4: 3 have been selectively switched. Various cameras (imaging devices) that can be used have been proposed.
[0003]
For example, in an imaging tube type camera, the aspect ratio (aspect ratio) is changed while maintaining the diagonal length of the screen by electrically switching the deflection area of the electron beam. However, in order to perform this method using a solid-state imaging device such as a CCD device, it is necessary to do the following.
[0004]
As shown in FIG. 10, a camera using a CCD element with an original aspect ratio of 16: 9 on the imaging surface 101 uses the entire area 102 of the screen with an aspect ratio of 16: 9. On the other hand, when shooting a screen of a partial area of this size image pickup element and having an aspect ratio of 4: 3, the left and right sides of the shooting surface 91 are not used as shown in FIG. Only the screen area 92 is used.
[0005]
In this way, when partially using the imaging surface of the imaging device, the diagonal length of the screen is shortened, so the image obtained by the photographic lens cannot be used effectively, the diagonal angle of view becomes narrow, There is a drawback that the sensitivity is lowered.
[0006]
Conventionally, a TV camera or the like uses a method of changing the focal length range of the entire system by inserting and removing an extender in a part of a photographing system (zoom lens). The fact that the diagonal screen is narrowed by converting the aspect ratio means that the focal length is further extended apparently in an extender configured for the purpose of extending the focal length of the entire system to the longer side. This is not a problem because the focal length becomes longer when the extender is used, but when the extender is not used, the focal length on the wide-angle side shifts to the telephoto side, which is a major problem. come.
[0007]
On the other hand, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-230279, a lens group for converting an image size (for example, a screen 93 shown by a two-dot chain line in FIG. 9) is arranged on a turret provided for an extender, and by rotating the turret There has been proposed a method for avoiding the above-described drawbacks when the central portion of the imaging surface is used by inserting / removing a conversion lens group (hereinafter referred to as “shrinker”) with respect to the optical path.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In the method proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-230279, the turret method is used for switching the extender. For this reason, this method is very effective for a large photographic lens such as a studio camera lens.
[0009]
However, since it is common to manually switch the extender in a camera system where the photographer holds the shoulder like a portable handy camera, the following problems occur when the turret is newly provided. come.
[0010]
(A) Since the turret and its rotation mechanism are added to the photographing system, the weight of the handy camera system is greatly increased.
[0011]
(B) Conventionally, a photographing lens for a handy camera has realized switching of an extender by switching operation of the switching lever up and down or left and right. In order to rotate the turret, it is generally performed by a rotating operation of a dial, a knob or the like connected to the turret. This operation will change not only the shrinker but also the extender, so it will give a sense of incongruity to the photographer accustomed to the conventional lens operation. Will arise.
[0012]
(C) Since the switching mechanism becomes larger and the trajectory area where the photographic lens moves increases, it is difficult to see the indices provided on the lens circumference when manually performing focus, zoom, and iris operations. Come.
[0013]
(D) After selecting the aspect ratio on the camera side at the time of shooting, the photographer was conscious of only the same size and extender selection as before, without being aware of the presence or absence of the shrinker, If you make a wrong selection, the screen may be lost. For this reason, a photographer who performs manual operation must always be aware of the relationship between aspect ratio and shrinker even during shooting.
[0014]
The present invention relates to an imaging system having a conversion lens (shrinker) for switching an aspect ratio and an extender, and the use or non-use of a shrinker by appropriately setting a drive mechanism for inserting and removing both lenses into the optical path. Regardless of whether the extender is inserted into or removed from the optical path, it is possible to provide an imaging device that can switch the aspect ratio easily by shooting at the same aspect ratio or different magnification (focal length range) by simply inserting and removing the extender. With the goal.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
According to the first aspect of the present invention, an extender for displacing the focal length range of the entire system and a conversion lens corresponding to an effective screen having a different aspect ratio can be inserted into and removed from the optical path of the photographing system with the imaging position fixed . The first state in which the extender is inserted in the optical path of the photographing system and the conversion lens is retracted from the optical path, and the second state in which the extender and the conversion lens are both retracted in the optical path of the photographing system. An imaging device comprising an operation member for switching between a state and a third state in which the conversion lens is inserted in the optical path of the imaging system and the extender is retracted from the optical path ;
In the first and second states, the extender and the operation member are connected,
In the first and third states, connecting means for connecting the extender and the conversion lens to the operation member,
A mode switching operation means provided on the surface of the imaging device for driving the connecting means to connect and release the connecting means and the conversion lens;
Have
Switching between the first state and the second state is performed by operating the operation unit in a state where the connection between the conversion lens and the connection unit is released by the mode switching operation unit,
Switching the first state and the third state by operating the operation member in a state where the conversion lens and the connecting means are connected by the mode switching operation means,
In the second state, the operation member is arranged such that a part thereof covers the mode switching operation means on the surface of the imaging device .
[0019]
In addition, in the present invention, the extender is configured to use the same lens group in either the aspect ratio 16: 9 mode or the aspect ratio 4: 3 mode, and the extender shared by both modes is placed on the optical path. In this way, the extender and the shrinker are linked and switched, and once the extender and the shrinker are linked or not linked, the extender is inserted into and removed from the optical path as before without being aware of the presence of the shrinker. The camera can be used for shooting.
[0020]
【Example】
1 is a cross-sectional view of the main part of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a side view of the main part of FIG. 1, FIG. 3 is an external view of the main part of the imaging apparatus according to the present invention, and FIGS. 2 is an explanatory diagram of Embodiment 1. FIG.
[0021]
Figure 2 shows an aspect ratio of 16: 9, equal magnification mode (no extender or shrinker in the optical path)
Fig. 4 shows an aspect ratio of 16: 9 and double mode (extenders are inserted in the optical path)
Fig. 5 shows an aspect ratio of 4: 3 and 2.427 times mode (extender is inserted in the optical path)
Figure 6 shows an aspect ratio of 4: 3, equal magnification mode (with a shrinker inserted in the optical path)
Shows the time.
[0022]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an extender main body that houses and holds an extender 2a and a shrinker 3a, which will be described later, and serves as a base portion of the extender mechanism. The extender body 1 is provided between a photographic lens body 22 having a zoom lens and a camera body 23. Reference numeral 2 denotes an extender barrel, which holds the extender group 2a. This figure shows a case in which the photographic magnification is constituted by a magnifying lens having a magnification of 2 and the focal length range of the entire system is changed to 2 times longer (2 times mode). Reference numeral 3 denotes a shrinker barrel, which holds a conversion lens 3a for insertion into the optical path in correspondence with the conversion of the image size (aspect ratio). This figure shows a case where the zoom lens is configured by a reduction system lens having a photographing magnification of 0.824 times.
[0023]
Reference numeral 4 denotes a rotation shaft, which corresponds to the rotation center of the extender barrel 2. Reference numeral 5 denotes a rotation shaft, which corresponds to the rotation center of the shrinker barrel 3. Reference numeral 6 denotes a sector, which fixes the rotating shaft 4 and the extender barrel 2. Reference numeral 7 denotes a sector, which fixes the rotating shaft 5 and the shrinker barrel 3. Reference numeral 8 denotes a switching lever (extender lever) as an operation member, and the extender barrel 2 and the shrinker barrel 3 are selectively detachably mounted in the optical path. Reference numeral 9 denotes a lever shaft to which a switching lever 8 is attached. Reference numeral 10 denotes a switching knob as one element of the connection release means and the aspect ratio setting means, which is located on the surface of the imaging apparatus as shown in FIGS. 1, 2, 4, and 5, and has an aspect ratio (second The aspect ratio of the 4: 3 mode is changed to the mode of the aspect ratio (first aspect ratio) 16: 9. Reference numeral 11 denotes a gear as an extender switching means, which is fixed to the sector 6 and meshes with a clutch gear (connection means) 13 in FIG. A gear 12 as conversion lens switching means is fixed to the sector 7 and can mesh with the clutch gear 13.
[0024]
The clutch gear 13 can slide in the upward direction of the lever shaft 9 and can rotate integrally with the rotation of the lever shaft 9. The clutch gear 13 slides to engage only the gear 11 or both the gear 11 and the gear 12. Reference numeral 14 denotes a pin that transmits the rotation of the lever shaft 9 to the clutch gear 13. A stopper 15 holds a sector 6 for holding the extender barrel 2 on the optical axis. Reference numeral 16 denotes a stopper which holds a sector 7 for holding the shrinker barrel 3 on the optical axis. Reference numeral 17 denotes a stopper, which holds the sector 6 at a position where the extender barrel 2 is retracted from the optical axis of the photographing system. Reference numeral 18 denotes a stopper which holds the sector 7 at a position where the shrinker barrel 3 is retracted from the optical axis La of the photographing system. Reference numeral 19 denotes a spring, which elastically holds the extender barrel 2 and the sector 6. Reference numeral 20 denotes a spring, which elastically holds the shrinker barrel 3 and the sector 7. Reference numeral 21 denotes a driving grip, which is provided on a part of the photographing lens 22.
[0025]
In this embodiment, the aspect ratio of the zoom lens (shooting system) 22 is adjusted so that, for example, either the extender or the shrinker is detachably mounted in the optical path of the relay lens, or neither is inserted. It supports conversion and zoom range expansion (magnification). Table 1 shows the configuration of the use state of the extender and shrinker in each mode.
[0026]
[Table 1]

As shown in Table 1, there are a total of four modes (imaging conditions) for the two aspect ratios desired by the photographer. Actually, there are three arrangements when there is no extender and shrinker in the optical path, when the extender is arranged, and when the shrinker is arranged. This is because, as described in the prior art, it is determined that it is unnecessary to correct the direction in which the focal length is extended from the use status of the extender. Therefore, even when the same double extender is used, when using the extender with the aspect ratio of 4: 3,
2 / 0.824 = 2.427
The overall photographing system is apparently a focal length of 2.427 times.
[0027]
When the aspect ratio is 16: 9 (aspect ratio 16: 9 mode), the shrinker barrel 3 is always retracted from the optical axis La. Then, by operating the extender switching lever 8, only the extender barrel 2 is inserted into and removed from the optical axis, and the focal length range of the entire system is reduced to the same magnification (equal magnification mode) and twice (double magnification mode). It is changing. When the aspect ratio is 4: 3 mode (aspect ratio 4: 3 mode), the extender switching means 11 and the shrinker switching means 12 are connected by the connecting means 13 so that the shrinker barrel 3 and the extender barrel 2 are connected. Either one is always arranged on the optical axis La by one operation of the operation member 8. That is, the clutch gear 13 is connected so that both the shrinker barrel 3 and the extender barrel 2 are moved simultaneously by one operation of the switching lever 8.
[0028]
Next, the operation at this time will be described according to the operation of the switching lever 8.
[0029]
FIGS. 1 and 2 show a case where the aspect ratio is 16: 9, and the entire system not using the extender is in the same magnification (aspect ratio 16: 9, equal magnification mode). At this time, as shown in Table 1, both the extender barrel 2 and the shrinker barrel 3 are disposed at positions retracted from the optical axis La.
[0030]
Here, when the switching lever 8 is operated in this state, the lever shaft 9 to which the switching lever 8 is attached also rotates, and the clutch gear 13 also rotates integrally via the pin 14. Since the clutch gear 13 is engaged with the gear 11, the gear 11 rotates to rotate the sector 6. As a result, the extender barrel 2 is arranged on the optical axis La as shown in FIG. In this case, the mode is a mode in which the focal length range of the entire system is doubled with an aspect ratio of 16: 9 (aspect ratio of 16: 9, double mode).
[0031]
On the other hand, when the switching lever 8 is returned, the same member reverses and the extender barrel 2 is retracted from the optical axis La. During this time, the clutch gear 13 does not touch the gear 12 provided on the side of the shrinker barrel 3 at all, and therefore the shrinker barrel 3 remains retracted from the optical path. At this time, the focal length range of the entire system is the same size mode (aspect ratio 16: 9, equal magnification mode) with an aspect ratio of 16: 9.
[0032]
As described above, in this embodiment, when the aspect ratio (first aspect ratio) 16: 9 mode is selected, the extender operation can be performed only by the switching operation of the switching lever 8 as in the case of the photographing lens that does not constitute a conventional shrinker. Is going.
[0033]
Next, a case of an aspect ratio (second aspect ratio) 4: 3 mode will be described.
[0034]
As described above, in the present invention, since the mode is switched by the aspect ratio setting means (switching knob 10) with the extender 2a disposed on the optical axis La, the switching lever 8 is operated once, and the extender barrel 2 is moved. Arranged on the optical axis La.
[0035]
Here, in order to switch the mode, the switching knob 10 is rotated and the clutch gear 13 is pushed by the protrusion 10a provided integrally. As a result, as shown in FIG. 5, the clutch gear 13 slides on the lever shaft 9 and is fixed at a position where the clutch gear 13 is arranged so as to mesh with the clutch gear 13 in advance. In this state, since the switching lever 8 is in the extender ON position, when the operation is returned to the original position, the extender barrel 2 is transmitted by the rotation transmission of the clutch gear 13 and the gear 11 as in the case of the aspect ratio 16: 9 mode. Retreat from the optical axis.
[0036]
Here, the rotation is similarly transmitted to the other gear 12 with which the clutch gear 13 is engaged, and the sector 7 rotates about the rotation shaft 5 via the gear 12, and the shrinker barrel 3 is also linked to the extender barrel 2. In contrast to the retracting of the extender column 2 from the optical axis, the extender barrel 2 moves toward the optical axis and is positioned on the optical axis. Here, the rotatable angles of the sector 6 and the sector 7 are substantially the same, and the reduction ratios of the clutch gear 13 and the gear 11 and the clutch gear 13 and the gear 12 are the same.
[0037]
Further, the meshing of the

gears

11, 12, and 13 provides sufficient play to absorb the manufacturing variation in the rotation angle of each sector. For this reason, when the stopper 15 for positioning the extender barrel 2 at the position of the optical axis La restricts the rotation of the sector 6, the sector 7 is configured to surely contact the stopper 18.
[0038]
On the contrary, when the stopper 16 which positions the shrinker barrel 3 at the position of the optical axis La restricts the rotation of the sector 7, the sector 6 is configured to surely contact the stopper 17.
[0039]
As shown in FIG. 6, after the switching knob 10 is rotated, the switching lever 8 is operated so that the extender barrel 2 is retracted from the optical axis and at the same time the shrinker barrel 3 is disposed on the optical axis. Yes. Thus, the aspect ratio is 4: 3, and the same magnification mode (aspect 4: 3, equal magnification mode) is set.
[0040]
When the switching lever 8 is returned from this state, the extender barrel 2 is positioned on the optical axis at the same time as the shrinker barrel 3 is retracted. As a result, a mode in which the focal length range of the entire system is displaced by 2.427 times in the longer direction at an aspect ratio of 4: 3 (aspect ratio of 4: 3, 2.427 times mode) is set.
[0041]
In the present embodiment, even in the shooting mode with an aspect ratio of 4: 3, the shrinker barrel 3 and the extender barrel 2 can be interlocked to be able to insert / remove on the optical axis. : As in the case of 9, the extender can be operated only by operating the switching lever 8 as in the case of a photographic lens that does not constitute a conventional shrinker. After returning the extender to the optical axis, the mode switching knob 10 is rotated again, that is, when the connection of the connecting means 13 is released and returned to the original state, it becomes possible to shoot with an aspect ratio of 16: 9 again.
[0042]
In addition, as described above, it has been described that the mode switching between the aspect ratio 16: 9 and the aspect ratio 4: 3 can be performed by operating the mode switching knob 10 when the extender barrel 2 is on the optical axis. If the photographer accidentally switches the mode when shooting at the same magnification in the aspect ratio 16: 9 mode, both the extender barrel 2 and the shrinker barrel 3 are in the interlocked state with the retracted from the optical axis. The switching lever 8 cannot be moved in either direction.
[0043]
In order to avoid an operation error of the photographer so as not to fall into such a state, in this embodiment, when the switching lever 8 is at the same magnification position as shown in FIG. The portion (prohibiting means) 8a is covered. This makes it impossible to switch at the same magnification, which is a problem in operation, so that the photographer never operates it by mistake.
[0044]
In the first embodiment, the retracting angle when the extender column 2 is retracted from the optical axis and the angle at which the shrinker column 3 is retracted from the optical axis have been described as being substantially the same. However, only the extender column 2 or only the shrinker column 3 is retracted. The angle may be increased and the reduction ratios of the clutch gear 13 and the gear 11 and the clutch gear 13 and the gear 12 shown in FIG. 2 may be changed according to the retraction angle.
[0045]
Further, in the first embodiment, the extender column 2 is configured to be retracted upward with respect to the optical axis and the shrinker column 3 is retracted downward, but either is retracted in the left-right direction with respect to the optical axis as illustrated in FIG. You may comprise. In the figure, 50 is an extender body, 51 is a sector provided to hold the extender barrel (similar to the extender barrel 2 in FIG. 2), 52 is a shrinker (similar to the shrinker barrel 3 in FIG. 2). The sector is provided to hold the lens barrel, and the other configurations are the same as those in FIGS. The cross-sectional shape is the same as that shown in FIGS. Also in this figure, the locus of the sector 51 is determined so that the shape of the extender main body indicated by the arrow does not interfere with the recognition of the index line, scale, etc. of the lens, and does not obstruct the photographer's line of sight shown in FIG. As such, it is considered as well.
[0046]
In the first embodiment, the extender has been described with a magnification of 2 times, but may be configured with other magnifications. In addition, when shooting a screen with an aspect ratio of 16: 9, which is a partial area of a camera with an image sensor with an aspect ratio of 4: 3, an upper and lower part of the screen is not used. In this case, the area of 16: 9 may be used, or in this case, the magnification of the shrinker may be changed, and 0.917 times may be used. Similarly, even when the aspect ratio is different, a shrinker magnification corresponding to the aspect ratio may be adopted to cope with this.
[0047]
【The invention's effect】
According to the present invention, as described above, in the photographing system having the conversion lens (shrinker) for switching the aspect ratio and the extender, by appropriately setting the drive mechanism for inserting and removing both lenses into the optical path. Regardless of whether or not a shrinker is used, an aspect ratio switchable imaging device that can easily shoot at the same magnification or different magnification (focal length range) by simply inserting and removing the extender into the optical path Can be achieved.
[0048]
In particular, the present invention has an aspect ratio switching function that enables a quick extender operation by operating the switching lever as before without causing a sense of incongruity to a photographer accustomed to the shooting operation of a zoom lens for a conventional handheld camera with an extender. Can correspond to a camera.
[0049]
In addition, once the photographer has selected the aspect ratio, it is only necessary to be aware of the same magnification and extender selection as before, so these do not require any new learning by the photographer to use the new function of aspect ratio switching. This makes it possible to effectively prevent mistakes that are never allowed in shooting such as vignetting.
[0050]
In addition, since the lens movement trajectory area is minimized, and the aspect ratio switching is limited to switching only at a predetermined position of the extender, the entire switching mechanism can be greatly simplified. Compared to the conventional turret type, the entire imaging system can be reduced in weight. At the same time, the compact size compared to the turret type has the effect of not impairing the visibility of the operation scales and index lines arranged on the lens circumference.
[Brief description of the drawings]
1 is a cross-sectional view of the main part of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 2 is a side view of the main part of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 3 is a schematic view of the main part of Embodiment 1 of the present invention. FIG. 5 is an explanatory diagram of the embodiment 1 of the invention when the extender is used. FIG. 5 is an explanatory diagram of the aspect ratio 4: 3 of the embodiment 1 of the invention. FIG. 6 is an equal magnification of the aspect ratio 4: 3 of the embodiment 1 of the invention. FIG. 7 is a cross-sectional view of main parts of another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of main parts of a conventional turret type. FIG. 9 is an imaging surface and an image circle when the aspect ratio is 4: 3. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship. FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the imaging surface and the image circle when the aspect ratio is 16: 9.
1, 50, 101 Extender body 2 Extender barrel 3

Shrinker barrel

4, 5

Rotating shaft

6, 7, 51, 52 Sector 8 Extender switching lever 9 Switching shaft 10 Mode switching knob 11, 12 Gear 13 Clutch gear 14

15, 16, 17, 18 Stopper 19, 20 Spring 21 Lens grip 22 Lens body 23 Camera 24 Photographer 102 Turret 103 Shaft 104 Gear interlocked with conversion knob

Claims

Extenders that displace the focal length range of the entire system and conversion lenses that correspond to effective screens with different aspect ratios with a fixed imaging position can be inserted into and removed from the optical path of the imaging system. A first state in which the extender is inserted and the conversion lens is retracted from the optical path; a second state in which the extender and the conversion lens are both retracted in the optical path of the imaging system; and An imaging apparatus including an operation member for switching to a third state in which the conversion lens is inserted in an optical path and the extender is retracted from the optical path ,
In the first and second states, the extender and the operation member are connected,
In the first and third states, connecting means for connecting the extender and the conversion lens to the operation member,
A mode switching operation means provided on the surface of the imaging device for driving the connecting means to connect and release the connecting means and the conversion lens;
Have
By operating the operation means in a state where the connection between the conversion lens and the connection means is released by the mode switching operation means, switching between the first state and the second state is performed.
Switching the first state and the third state by operating the operation member in a state where the conversion lens and the connection unit are connected by the mode switching operation unit,
In the second state, the operation member is arranged such that a part of the operation member covers the mode switching operation means on the surface of the image pickup apparatus.