JP4088517B2 - デジタルカメラ - Google Patents
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- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光軸を折り曲げた屈曲光学系を備えた種々のカメラが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜特許文献６は、光軸を１回折り曲げた屈曲光学系を備えたカメラや撮像装置が開示されている。特許文献１には、ミラー又はプリズムで光軸を１回折り曲げて、カード型形状としたカメラが開示されている。特許文献２には、光軸を１回折り曲げたビデオカメラが開示されている。特許文献３には、光軸を１回折り曲げた屈曲光学系を横置き配置にしたカメラが開示されている。特許文献４には、光軸を１回折り曲げるカメラの配置、構造が開示されている。特許文献５には、折り曲げのミラーが折り畳んで収納されるカメラが開示されている。特許文献６には、屈曲光学系を用いた薄型矩形形状のカメラが開示されている。
【０００４】
また、特許文献７には、光軸を同一平面内で２回折り曲げる光学系を備えた光学式画像記録装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１３０７０２号公報
【特許文献２】
特開平９−１６３２０６号公報
【特許文献３】
特開平１０−２５３８８６号公報
【特許文献４】
特開平１０−１９１１２５号公報
【特許文献５】
特開平１０−２８２５６０号公報
【特許文献６】
特開２００２−２８７２２４号公報
【特許文献７】
特表２０００−５１５２５５号公報
【発明が解決しようとする課題】
例えば、光軸を１回折り曲げた屈曲光学系を採用することで、被写体に対して接離する方向の寸法（厚さ）を小さくし、カメラ本体を薄型化することが可能になる。しかし、屈曲光学系が長くなると、厚さ以外の他の方向の寸法（例えば、高さ）が大きくなり、カメラの小型化は困難である。特に、高倍率ズームほど光学系が大きくなる傾向があるので、カメラ本体の寸法を押さえながら高倍率化することは困難である。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、カメラ本体の薄型化を図りつつ他の方向の寸法も小さくすることができるデジタルカメラを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のデジタルカメラを提供する。
【０００８】
デジタルカメラは、カメラ本体と、光学ユニットを備える。前記カメラ本体は、被写体に対向する前面に開口部を有する。光学ユニットは、前記カメラ本体内に配置され、被写体光を撮像素子上に結像させるためのレンズ要素をすべて収納する。光学ユニットは、第１の反射部材と、第２の反射部材と、撮像素子と、少なくとも１つのレンズ要素とを備える。前記第１の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記開口部を通って前記カメラ本体内に進行する第１の光軸を略直角に折り曲げる第１の反射面を有する。前記第２の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記第１の反射面により折り曲げられた第２の光軸を折り曲げる第２の反射面を有する。前記撮像素子は、前記第２の反射面により折り曲げられた第３の光軸を横断するように配置された受光面を有する。前記レンズ要素は、第１の光軸を横断するように設けられた第１レンズと、第２の光軸を横断するように設けられた第２レンズと、第３の光軸を横断するように設けられた第３レンズとを含む。前記第３の光軸は、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを含む平面とは異なる平面に含まれる。
【０００９】
上記構成において、第３の光軸は、第１の光軸と第２の光軸とを含む平面とは異なる平面に含まれるので、第１の光軸と第２の光軸とを含む平面に第３の光軸が含まれる場合に比べ、第１の光軸の方向、すなわち被写体に接離する方向の寸法を小さくすることができる。これによって、カメラ本体の薄型化を図ることができる。
【００１０】
上記構成によれば、光軸は、第１の反射部材の第１の反射面と、第２の反射部材の第２の反射面とによって、２回折り曲げられるので、全体の寸法が大きくならないようにしながら、光学系を長くすることができる。
【００１１】
したがって、カメラ本体の薄型化を図りつつ他の方向の寸法も小さくすることができる。
【００１２】
また、本発明は、以下の構成のデジタルカメラを提供する。
【００１３】
デジタルカメラは、カメラ本体と、光学ユニットを備える。前記カメラ本体は、大略直方体の形状であり、被写体に対向する前面に開口部を有し、前後、左右、上下の３方向の各寸法のうち、前後方向の寸法が最も小さい。光学ユニットは、前記カメラ本体内に配置され、被写体光を撮像素子上に結像させるためのレンズ要素をすべて収納する。光学ユニットは、第１の反射部材と、第２の反射部材と、撮像素子と、少なくとも１つのレンズ要素とを備える。前記第１の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記開口部を通って前記カメラ本体内に進行する第１の光軸を略直角に折り曲げる第１の反射面を有する。前記第２の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記第１の反射面により折り曲げられた第２の光軸を略直角に折り曲げる第２の反射面を有する。前記撮像素子は、前記第２の反射面により折り曲げられた第３の光軸を横断するように配置される。前記レンズ要素は、第１の光軸を横断するように設けられた第１レンズと、第２の光軸を横断するように設けられた第２レンズと、第３の光軸を横断するように設けられた第３レンズとを含む。前記第１の光軸は、前記前面に対して略垂直である。前記第２の光軸及び前記第３の光軸は、前記カメラ本体の前記前面と略平行である。
【００１４】
上記構成において、第２の光軸と第３の光軸が、カメラ本体の前面と略平行な平面内に含まれるようにすることができるので、第１の光軸方向の寸法を小さくして、カメラ本体の薄型化を図ることができる。
【００１５】
上記構成によれば、光軸は、第１の反射部材の第１の反射面と、第２の反射部材の第２の反射面とによって、２回折り曲げられるので、全体の寸法が大きくならないようにしながら、光学系を長くすることができる。
【００１６】
したがって、カメラ本体の薄型化を図りつつ他の方向の寸法も小さくすることができる。
【００１７】
好ましくは、前記開口部は、前記前面のいずれかの角に接近して形成される。前記第２の光軸と前記第３の光軸は、前記前面に隣接する前記カメラ本体の４つの面のうちの隣接する２つの面にそれぞれ沿って延在する。
【００１８】
上記構成によれば、光学系はカメラ本体の外側に寄せて配置されるので、カメラ本体内での他の部品配置の自由度が向上する。例えば、縦横いずれの寸法も大きい部材をカメラ本体内に配置することができる。
【００１９】
好ましくは、前記開口部は、前記前面の略中央に形成される。前記第２の光軸は、前記前面に隣接する前記カメラ本体の４つの面のいずれか１つの面に向かって延在する。前記第３の光軸は、前記いずれか１つの面に沿って延在する。
【００２０】
上記構成によれば、開口部は前面の略中央にあるので、カメラ本体の左右いずれか一方又は両方を手で把持したときに、手の指で開口部を遮ることをできるだけ防止することができる。
【００２１】
好ましくは、前記カメラ本体は、その左右方向の端部の少なくとも１つに隣接する部分に、膨出したグリップ部を有する。このグリップ部の内側に前記撮像素子が配置される。
【００２２】
上記構成によれば、グリップ部によってできた空間を利用して撮像素子を配置することで、カメラ本体を全体として薄型化することができる。また、グリップ部はカメラ本体の端部に形成されるので、撮像素子での発熱をカメラ本体の外部に逃がす距離が短く、撮像素子の放熱が容易である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００２４】
まず、第１実施例のデジタルカメラ１０について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２５】
図１（ａ）の正面図に示すように、デジタルカメラ１０の前面１１の上部には、フラッシュ発光部１４、測光センサ１５、ファインダ対物窓１６が配置され、右上の角部にはレンズ開口部１８が配置されている。下部には、ネームプレート１７が配置されているが、これは無くてもよい。
【００２６】
図１（ｂ）の透視図に示すように、カメラ本体１２内には、Ｌ字状に屈曲した屈曲光学ユニット２０が配置されている。屈曲光学ユニット２０は、その一端がレンズ開口部１８に対向する。レンズ開口部１８を通った被写体光は、第１の三角プリズム２４による１回目の折り曲げで図において下方に折り曲げられた後、第２の三角プリズム２６による２回目の折り曲げで図において水平方向左向きに折り曲げられ、他端の撮像素子２８に達する。撮像素子２８は、一般には、ＣＣＤイメージセンサであるが、他のタイプのイメージセンサ（ＣＭＯＳイメージセンサ）等であってもよい。屈曲光学ユニット２０には、それぞれ不図示のモータで別個に駆動されるレンズ群２５，２７が配置されている。屈曲光学ユニット２０の下方には、空間１０ｘが形成されている。この空間１０ｘには、電池、フラッシュ発光部用コンデンサ、記録媒体のスロットなどを配置できる。
【００２７】
屈曲光学ユニット２０について、図２の要部斜視図及び図３の要部断面図を参照しながら、さらに説明する。図において、屈曲光学ユニット２０の第１の光軸２１ａは、垂直方向に延在するカメラ本体１２の前面１１に対して略垂直である。第２の光軸２１ｂは、カメラ本体１２の前面１１と平行かつ垂直（図において上下向）に延在する。第３の光軸２１ｃは、カメラ本体１２の前面１１と平行かつ水平（図において左右方向）に延在する。
【００２８】
レンズ開口部１８に対向して、対物レンズ２２が配置され、その後方に第１の三角プリズム２４が配置されている。被写体光は、レンズ開口部１８、対物レンズ２２を通って、第１の三角プリズム２４の入射面２４ａから第１の三角プリズム２４内に入射する。そして、第１の三角プリズム２４の斜面２４ｂにより、直角かつ図において下方に内部反射され、出射面２４ｃから出射する。
【００２９】
出射面２４ｃから出射した光束は、レンズ群２５を通り、第２の三角プリズム２６の入射面２６ａから第２の三角プリズム２６内に入射する。そして、第２の三角プリズム２６の斜面２６ｂにより、直角かつ図において左側に内部反射され、出射面２６ｃから出射する。
【００３０】
出射面２６ｃから出射した光束は、レンズ群２７を通り、撮像素子２８に達する。撮像素子２８の受光面は、第３の光軸２１ｃを横断するように配置され、レンズ２２，２５，２７の屈折により被写体像が結像するようになっている。
【００３１】
レンズ群２５，２７はズーム光学系を構成し、レンズ群２７はフォーカスレンズを含む。レンズ群２５，２７を不図示の駆動モータにより光軸方向に駆動して、ズーミング、フォーカシング、通常撮影とマクロ撮影の切り換えを行うようになっている。なお、図３及び図４では絞り２９を図示しているが、図１及び図２では図示を省略している。
【００３２】
図４は、（ａ）第１実施例の光軸が２回折れ曲がる屈曲光学ユニット２０と、（ｂ）第１実施例に相当する光学系を従来例のように１回だけ折れ曲がるようにして構成した屈曲光学ユニット３０とを示す。両者を比較すると、２回折り曲げることにより、上下方向の高さ寸法（第２の光軸２１ｂ方向の寸法）が小さくなることが分かる。
【００３３】
次に、第２実施例のデジタルカメラ１０ａについて、図５を参照しながら説明する。以下の各実施例については、第１実施例との相違点を中心に説明し、第１実施例と同様の構成部分には、同じ符号を用いる。
【００３４】
図５（ａ）の正面図に示したように、第１実施例と略同様に、デジタルカメラ１０ａのカメラ本体１２ａの前面１１ａには、その上部にフラッシュ発光部１４ａ、測光センサ１５ａ及びファインダ対物窓１６ａが配置され、その下部にはネームプレート１７ａが配置されている。第１実施例と異なり、レンズ開口部１８ａは、前面１１ａの略中央に設けられている。
【００３５】
図５（ｂ）の透視図に示したように、カメラ本体１２ａ内には、Ｌ字状に屈曲した屈曲光学ユニット２０ａが配置されている。屈曲光学ユニット２０ａは、その一端がレンズ開口部１８ａに対向する。被写体光は、第１の三角プリズム２４により図において下方に折り曲げられ、第２の三角プリズム２６によりカメラ本体１２ａの底部で図において左側に折り曲げられ、他端の撮像素子２８に達する。
【００３６】
レンズ開口部１８ａを前面１１ａの略中央に配置することで、バランスよく操作できるようになる。
【００３７】
次に、第３実施例のデジタルカメラ１０ｂについて、図６を参照しながら説明する。
【００３８】
図６（ａ）の正面図に示したように、カメラ本体１２ｂは、第１実施例とは異なり、高さ方向の寸法が小さく、細長い形状を有している。カメラ本体１２ｂの前面１１ｂには、第１実施例と略同様に、フラッシュ発光部１４ｂ、測光センサ１５ｂ、ファインダ対物窓１６ｂ、ネームプレート１７ｂ、レンズ開口部１８ｂが設けられている。
【００３９】
図６（ｂ）の透視図に示したように、カメラ本体１２ｂ内には、カメラ本体１２ｂの外縁（右側面及び底面）に沿ってＬ字状に屈曲した屈曲光学ユニット２０ｂが配置されている。屈曲光学ユニット２０ｂは、その一端がレンズ開口部１８ｂに対向し、被写体光が、第１の三角プリズム２４により図において下方に折り曲げられた後、第２の三角プリズム２６により図において左側に折り曲げられ、他端の撮像素子２８に達する。撮像素子２８は、カメラ本体１２ｂの底部の中間位置に配置されている。
【００４０】
次に、第４実施例のデジタルカメラ１０ｃについて、図７を参照しながら説明する。図７は、カメラ本体１２ｃの底部を上から見た透視図である。
【００４１】
第４実施例のデジタルカメラ１０ｃは、第３実施例のデジタルカメラ１０ｂと略同様に構成される。ただし、第３実施例と異なり、撮像素子２８は、第２プリズム２６とは反対側の端部に配置されており、カメラ本体１２ｃの底部の全体に渡って、光学ユニット２０ｃの第３の光軸２１ｃを含む部分が配置されている。
【００４２】
この場合、撮像素子２８の放熱板２９をカメラ本体１２ｃの外部に接近して配置できるので、放熱効果を高めることができる。
【００４３】
また、撮像素子２８が配置されている側の端部を膨出させてグリップ部１１ｘを設け、グリップ部１１ｘの広い空間内に撮像素子２８を配置すれば、カメラ本体１２ｃを全体的に薄くしつつ、保持しやすい形状とすることができる。
【００４４】
次に、２つに分離できるようにした分離タイプのデジタルカメラに関する第５実施例について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００４５】
図８の外観図に示すように、デジタルカメラ５０は、カメラ部６０とレンズ部７０とが着脱自在に結合する。
【００４６】
図８（ａ）に示すように、カメラ部６０の前面６１ｘには、フラッシュ発光部６４とファインダ対物窓６５が配置され、上面６１ｙにはレリーズ釦６２が配置されている。レンズ部７０の前面７１ｘには、レンズ開口部７２が設けられている。
【００４７】
図８（ｂ）に示すように、カメラ部６０の右側面６１ｚの上下端近傍には、レンズ部７０を結合するための結合部６６，６８が設けられ、レンズ部７０の鉤状の突起７６，７８（図９参照）と係合するようになっている。また、下部には、レンズ部７０の光学系とカメラ部６０の光学系とを結合するマウント部である光学結合部６７と、レンズ部７０のコネクタク８２（図９参照）とを電気的に接続するコネクタ８０とが設けられている。光学結合部６７には、透明部材（例えば、ガラス、フィルター等）が配置され、カメラ部６０の光学系が露出しないようになっている。
【００４８】
図９の透視図に示すように、カメラ部６０内には、光学結合部６７に対向して、撮像素子２８が配置されている。レンズ部７０には、屈曲光学ユニット２０ｄが配置されている。屈曲光学ユニット２０ｄは、その一端がレンズ開口部７２に対向し、被写体光は、第１の三角プリズム２４により図において下方に折り曲げられ、第２の三角プリズム２６により図において左側に折り曲げられ、カメラ部６０の撮像素子２８に達する。
【００４９】
レンズ部７０のコネクタ８２は、レンズ群２５，２７を個別に駆動するモータ類８５（図示は１つのみ）や制御回路基板８４に接続され、モータ類８５に電源を供給したり、カメラ部６０と交信したりするようになっている。
【００５０】
レンズ部７０は交換可能である。
【００５１】
例えば図１０に示すように、カメラ部６０に別のレンズ部７０ａを結合し、仕様の異なるデジタルカメラ５０ａとすることができる。
【００５２】
レンズ部７０ａ内には、レンズ部７０と略同様に、屈曲光学ユニット２０ｅと、レンズ群２５ｙ，２７ｙを個別に駆動するモータ類８５（図示は１つのみ）と、制御回路基板８６ａとが配置されている。
【００５３】
レンズ部７０と異なり、レンズ部７０ａの上部にパッシブ式測距装置８８とＡＦ補助発光部９０とが配置され、その下にレンズ開口部７２ａが設けられている。下部には、補助バッテリー９２が配置される。
【００５４】
パッシブ式測距装置８８は、フィルム式コンパクトカメラ等で利用されている公知技術のものと基本的に同じであり、エリアタイプの測距装置であり、二次元の測距領域を持つ。パッシブ式測距装置８８の出力は、制御回路基板８６ａ上のＣＰＵで演算処理される。制御回路基板８６ａ上のＣＰＵは、その結果に基づいて、屈曲光学ユニット２０ｅのフォーカスレンズを移動させ、合焦位置で停止させるＡＦ（自動焦点調節）を行う。
【００５５】
ＡＦ補助発光部９０は、パッシブ式測距装置８０の隣に配置され、暗所での測距時に発光する。
【００５６】
補助バッテリー９２は、レンズ部７０ａの底部に配置された第２のプリズム２６の横のスペースに収納される。補助バッテリー９２は充電式である。補助バッテリー９２は、レンズ部７０ａ内の測距装置８８とＡＦ補助光発光部９０の電源となる。つまり、レンズ部７０ａにおいて、図８の通常のタイプのレンズ部７０に対して追加された機能に対する電源になっている。
【００５７】
次に、分離タイプのデジタルカメラにおけるカメラ部とレンズ部の種類について例をあげる。
【００５８】
レンズ部は、機能により、例えば、次の表１のように分類することができる。
【表１】
【００５９】
レンズ部は、一眼レフカメラの交換レンズのように、用途に合わせて選択し、利用可能である。
【００６０】
通常のレンズ部７０は、カメラ部６０にある撮像素子２８からの画像データを利用してＡＦを行う（ビデオＡＦ）。この場合、焦点検出装置を別に設ける必要はない。
【００６１】
ビデオＡＦは、暗所で不利であるため、外光パッシブ方式の測距装置８８を備えるレンズ部７０ａでは、ＡＦ補助光発光部９０を設ける。レンズ部７０ａは、普通のレンズ部７０と比較して多少大きくなるが、ＡＦ補助光発光部９０を備えることにより、暗所でも距離の測定が可能である。
【００６２】
あるいは、ビデオＡＦ機能をオフしたとき、マニュアルで焦点調節を行えるように、フォーカス調整部材を備えたレンズ部（不図示）を用意する。
【００６３】
カメラ部は、機能により、例えば、次の表２のように分類することができる。
【表２】
【００６４】
カメラ部を交換することで、用途に応じた仕様のデジタルカメラになる。
【００６５】
以上、説明したように、第１〜第５実施例によれば、光軸を２回折り曲げる屈曲光学ユニット２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅを用いて、被写体に接離する方向の寸法（厚さ）が最も小さくなる薄型矩形形状のカメラを実現することができる。また、厚さを小さくしつつ、他の方向の寸法も小さくすることができる。例えば、カメラ本体の高さを押さえながら、高倍率ズーム光学系等を搭載することが可能である。また、同じ焦点距離でも、カメラ本体をさらに小さくすることができる。
【００６６】
また、第５実施例のように、カメラ部とレンズ部とを分離できる分離タイプのデジタルカメラは、レンズ部が交換可能となることで、一眼レフカメラのレンズ交換と同様の効果が得られる。例えば、ズームレンズや、広角系レンズ、望遠系レンズ、マクロレンズ等の種々の交換レンズ群から、用途に合わせてレンズを選択し、交換して使用することが可能である。又は、カメラ部を交換することで、例えば、画像サイズの異なるカメラや、動画を重視したカメラ、連写間隔が短いカメラ、異なる種類の記録媒体を使えるカメラ、通信機能を追加できるカメラなど、仕様が異なるデジタルカメラとして使用可能となる。
【００６７】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００６８】
例えば、光軸を折り曲げるためにプリズムを用いたが、反射ミラー等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示すデジタルカメラの（ａ）正面図、（ｂ）透視図である。
【図２】 同デジタルカメラの屈曲光学ユニットの要部斜視図である。
【図３】 同デジタルカメラの（ａ）要部正面断面図、（ｂ）要部側面断面図である。
【図４】 （ａ）同デジタルカメラの屈曲光学ユニットの要部断面図、（ｂ）１回折り曲げ屈曲光学ユニットの要部断面図である。
【図５】 本発明の第２実施例を示すデジタルカメラの（ａ）正面図、（ｂ）透視図である。
【図６】 本発明の第３実施例を示すデジタルカメラの（ａ）正面図、（ｂ）透視図である。
【図７】 本発明の第４実施例を示すデジタルカメラの底部を上から見た透視図である。
【図８】 本発明の第５実施例を示すデジタルカメラの外観図である。
【図９】 同デジタルカメラの（ａ）結合時の部分断面正面図、（ｂ）分離時の部分断面正面図である。
【図１０】 同デジタルカメラのレンズ部を交換したデジタルカメラの（ａ）結合時の部分断面正面図、（ｂ）分離時の部分断面正面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ デジタルカメラ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 前面
１１ｘ グリップ部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ カメラ本体
１８ （開口部）
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 屈曲光学ユニット
２１ａ 第１の光軸
２１ｂ 第２の光軸
２１ｃ 第３の光軸
２４ プリズム（第１の反射部材）
２４ｂ 反射面（第１の反射面）
２５，２５ｘ，２５ｙ レンズ群（レンズ要素）
２６ プリズム（第２の反射部材）
２６ｂ 反射面（第２の反射面）
２７，２７ａ，２７ｂ， レンズ群（レンズ要素）
２８ 撮像素子
５０，５０ａ デジタルカメラ
６０，６０ａ カメラ部（カメラ本体）
７０，７０ａ レンズ部（カメラ本体）
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光軸を折り曲げた屈曲光学系を備えた種々のカメラが提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１〜特許文献６は、光軸を１回折り曲げた屈曲光学系を備えたカメラや撮像装置が開示されている。特許文献１には、ミラー又はプリズムで光軸を１回折り曲げて、カード型形状としたカメラが開示されている。特許文献２には、光軸を１回折り曲げたビデオカメラが開示されている。特許文献３には、光軸を１回折り曲げた屈曲光学系を横置き配置にしたカメラが開示されている。特許文献４には、光軸を１回折り曲げるカメラの配置、構造が開示されている。特許文献５には、折り曲げのミラーが折り畳んで収納されるカメラが開示されている。特許文献６には、屈曲光学系を用いた薄型矩形形状のカメラが開示されている。
【０００４】
また、特許文献７には、光軸を同一平面内で２回折り曲げる光学系を備えた光学式画像記録装置が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−１３０７０２号公報
【特許文献２】
特開平９−１６３２０６号公報
【特許文献３】
特開平１０−２５３８８６号公報
【特許文献４】
特開平１０−１９１１２５号公報
【特許文献５】
特開平１０−２８２５６０号公報
【特許文献６】
特開２００２−２８７２２４号公報
【特許文献７】
特表２０００−５１５２５５号公報
【発明が解決しようとする課題】
例えば、光軸を１回折り曲げた屈曲光学系を採用することで、被写体に対して接離する方向の寸法（厚さ）を小さくし、カメラ本体を薄型化することが可能になる。しかし、屈曲光学系が長くなると、厚さ以外の他の方向の寸法（例えば、高さ）が大きくなり、カメラの小型化は困難である。特に、高倍率ズームほど光学系が大きくなる傾向があるので、カメラ本体の寸法を押さえながら高倍率化することは困難である。
【０００６】
したがって、本発明が解決しようとする技術的課題は、カメラ本体の薄型化を図りつつ他の方向の寸法も小さくすることができるデジタルカメラを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記技術的課題を解決するために、以下の構成のデジタルカメラを提供する。
【０００８】
デジタルカメラは、カメラ本体と、光学ユニットを備える。前記カメラ本体は、被写体に対向する前面に開口部を有する。光学ユニットは、前記カメラ本体内に配置され、被写体光を撮像素子上に結像させるためのレンズ要素をすべて収納する。光学ユニットは、第１の反射部材と、第２の反射部材と、撮像素子と、少なくとも１つのレンズ要素とを備える。前記第１の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記開口部を通って前記カメラ本体内に進行する第１の光軸を略直角に折り曲げる第１の反射面を有する。前記第２の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記第１の反射面により折り曲げられた第２の光軸を折り曲げる第２の反射面を有する。前記撮像素子は、前記第２の反射面により折り曲げられた第３の光軸を横断するように配置された受光面を有する。前記レンズ要素は、第１の光軸を横断するように設けられた第１レンズと、第２の光軸を横断するように設けられた第２レンズと、第３の光軸を横断するように設けられた第３レンズとを含む。前記第３の光軸は、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを含む平面とは異なる平面に含まれる。
【０００９】
上記構成において、第３の光軸は、第１の光軸と第２の光軸とを含む平面とは異なる平面に含まれるので、第１の光軸と第２の光軸とを含む平面に第３の光軸が含まれる場合に比べ、第１の光軸の方向、すなわち被写体に接離する方向の寸法を小さくすることができる。これによって、カメラ本体の薄型化を図ることができる。
【００１０】
上記構成によれば、光軸は、第１の反射部材の第１の反射面と、第２の反射部材の第２の反射面とによって、２回折り曲げられるので、全体の寸法が大きくならないようにしながら、光学系を長くすることができる。
【００１１】
したがって、カメラ本体の薄型化を図りつつ他の方向の寸法も小さくすることができる。
【００１２】
また、本発明は、以下の構成のデジタルカメラを提供する。
【００１３】
デジタルカメラは、カメラ本体と、光学ユニットを備える。前記カメラ本体は、大略直方体の形状であり、被写体に対向する前面に開口部を有し、前後、左右、上下の３方向の各寸法のうち、前後方向の寸法が最も小さい。光学ユニットは、前記カメラ本体内に配置され、被写体光を撮像素子上に結像させるためのレンズ要素をすべて収納する。光学ユニットは、第１の反射部材と、第２の反射部材と、撮像素子と、少なくとも１つのレンズ要素とを備える。前記第１の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記開口部を通って前記カメラ本体内に進行する第１の光軸を略直角に折り曲げる第１の反射面を有する。前記第２の反射部材は、前記カメラ本体内に配置され、前記第１の反射面により折り曲げられた第２の光軸を略直角に折り曲げる第２の反射面を有する。前記撮像素子は、前記第２の反射面により折り曲げられた第３の光軸を横断するように配置される。前記レンズ要素は、第１の光軸を横断するように設けられた第１レンズと、第２の光軸を横断するように設けられた第２レンズと、第３の光軸を横断するように設けられた第３レンズとを含む。前記第１の光軸は、前記前面に対して略垂直である。前記第２の光軸及び前記第３の光軸は、前記カメラ本体の前記前面と略平行である。
【００１４】
上記構成において、第２の光軸と第３の光軸が、カメラ本体の前面と略平行な平面内に含まれるようにすることができるので、第１の光軸方向の寸法を小さくして、カメラ本体の薄型化を図ることができる。
【００１５】
上記構成によれば、光軸は、第１の反射部材の第１の反射面と、第２の反射部材の第２の反射面とによって、２回折り曲げられるので、全体の寸法が大きくならないようにしながら、光学系を長くすることができる。
【００１６】
したがって、カメラ本体の薄型化を図りつつ他の方向の寸法も小さくすることができる。
【００１７】
好ましくは、前記開口部は、前記前面のいずれかの角に接近して形成される。前記第２の光軸と前記第３の光軸は、前記前面に隣接する前記カメラ本体の４つの面のうちの隣接する２つの面にそれぞれ沿って延在する。
【００１８】
上記構成によれば、光学系はカメラ本体の外側に寄せて配置されるので、カメラ本体内での他の部品配置の自由度が向上する。例えば、縦横いずれの寸法も大きい部材をカメラ本体内に配置することができる。
【００１９】
好ましくは、前記開口部は、前記前面の略中央に形成される。前記第２の光軸は、前記前面に隣接する前記カメラ本体の４つの面のいずれか１つの面に向かって延在する。前記第３の光軸は、前記いずれか１つの面に沿って延在する。
【００２０】
上記構成によれば、開口部は前面の略中央にあるので、カメラ本体の左右いずれか一方又は両方を手で把持したときに、手の指で開口部を遮ることをできるだけ防止することができる。
【００２１】
好ましくは、前記カメラ本体は、その左右方向の端部の少なくとも１つに隣接する部分に、膨出したグリップ部を有する。このグリップ部の内側に前記撮像素子が配置される。
【００２２】
上記構成によれば、グリップ部によってできた空間を利用して撮像素子を配置することで、カメラ本体を全体として薄型化することができる。また、グリップ部はカメラ本体の端部に形成されるので、撮像素子での発熱をカメラ本体の外部に逃がす距離が短く、撮像素子の放熱が容易である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態として実施例を図１〜図１０に基づいて説明する。
【００２４】
まず、第１実施例のデジタルカメラ１０について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００２５】
図１（ａ）の正面図に示すように、デジタルカメラ１０の前面１１の上部には、フラッシュ発光部１４、測光センサ１５、ファインダ対物窓１６が配置され、右上の角部にはレンズ開口部１８が配置されている。下部には、ネームプレート１７が配置されているが、これは無くてもよい。
【００２６】
図１（ｂ）の透視図に示すように、カメラ本体１２内には、Ｌ字状に屈曲した屈曲光学ユニット２０が配置されている。屈曲光学ユニット２０は、その一端がレンズ開口部１８に対向する。レンズ開口部１８を通った被写体光は、第１の三角プリズム２４による１回目の折り曲げで図において下方に折り曲げられた後、第２の三角プリズム２６による２回目の折り曲げで図において水平方向左向きに折り曲げられ、他端の撮像素子２８に達する。撮像素子２８は、一般には、ＣＣＤイメージセンサであるが、他のタイプのイメージセンサ（ＣＭＯＳイメージセンサ）等であってもよい。屈曲光学ユニット２０には、それぞれ不図示のモータで別個に駆動されるレンズ群２５，２７が配置されている。屈曲光学ユニット２０の下方には、空間１０ｘが形成されている。この空間１０ｘには、電池、フラッシュ発光部用コンデンサ、記録媒体のスロットなどを配置できる。
【００２７】
屈曲光学ユニット２０について、図２の要部斜視図及び図３の要部断面図を参照しながら、さらに説明する。図において、屈曲光学ユニット２０の第１の光軸２１ａは、垂直方向に延在するカメラ本体１２の前面１１に対して略垂直である。第２の光軸２１ｂは、カメラ本体１２の前面１１と平行かつ垂直（図において上下向）に延在する。第３の光軸２１ｃは、カメラ本体１２の前面１１と平行かつ水平（図において左右方向）に延在する。
【００２８】
レンズ開口部１８に対向して、対物レンズ２２が配置され、その後方に第１の三角プリズム２４が配置されている。被写体光は、レンズ開口部１８、対物レンズ２２を通って、第１の三角プリズム２４の入射面２４ａから第１の三角プリズム２４内に入射する。そして、第１の三角プリズム２４の斜面２４ｂにより、直角かつ図において下方に内部反射され、出射面２４ｃから出射する。
【００２９】
出射面２４ｃから出射した光束は、レンズ群２５を通り、第２の三角プリズム２６の入射面２６ａから第２の三角プリズム２６内に入射する。そして、第２の三角プリズム２６の斜面２６ｂにより、直角かつ図において左側に内部反射され、出射面２６ｃから出射する。
【００３０】
出射面２６ｃから出射した光束は、レンズ群２７を通り、撮像素子２８に達する。撮像素子２８の受光面は、第３の光軸２１ｃを横断するように配置され、レンズ２２，２５，２７の屈折により被写体像が結像するようになっている。
【００３１】
レンズ群２５，２７はズーム光学系を構成し、レンズ群２７はフォーカスレンズを含む。レンズ群２５，２７を不図示の駆動モータにより光軸方向に駆動して、ズーミング、フォーカシング、通常撮影とマクロ撮影の切り換えを行うようになっている。なお、図３及び図４では絞り２９を図示しているが、図１及び図２では図示を省略している。
【００３２】
図４は、（ａ）第１実施例の光軸が２回折れ曲がる屈曲光学ユニット２０と、（ｂ）第１実施例に相当する光学系を従来例のように１回だけ折れ曲がるようにして構成した屈曲光学ユニット３０とを示す。両者を比較すると、２回折り曲げることにより、上下方向の高さ寸法（第２の光軸２１ｂ方向の寸法）が小さくなることが分かる。
【００３３】
次に、第２実施例のデジタルカメラ１０ａについて、図５を参照しながら説明する。以下の各実施例については、第１実施例との相違点を中心に説明し、第１実施例と同様の構成部分には、同じ符号を用いる。
【００３４】
図５（ａ）の正面図に示したように、第１実施例と略同様に、デジタルカメラ１０ａのカメラ本体１２ａの前面１１ａには、その上部にフラッシュ発光部１４ａ、測光センサ１５ａ及びファインダ対物窓１６ａが配置され、その下部にはネームプレート１７ａが配置されている。第１実施例と異なり、レンズ開口部１８ａは、前面１１ａの略中央に設けられている。
【００３５】
図５（ｂ）の透視図に示したように、カメラ本体１２ａ内には、Ｌ字状に屈曲した屈曲光学ユニット２０ａが配置されている。屈曲光学ユニット２０ａは、その一端がレンズ開口部１８ａに対向する。被写体光は、第１の三角プリズム２４により図において下方に折り曲げられ、第２の三角プリズム２６によりカメラ本体１２ａの底部で図において左側に折り曲げられ、他端の撮像素子２８に達する。
【００３６】
レンズ開口部１８ａを前面１１ａの略中央に配置することで、バランスよく操作できるようになる。
【００３７】
次に、第３実施例のデジタルカメラ１０ｂについて、図６を参照しながら説明する。
【００３８】
図６（ａ）の正面図に示したように、カメラ本体１２ｂは、第１実施例とは異なり、高さ方向の寸法が小さく、細長い形状を有している。カメラ本体１２ｂの前面１１ｂには、第１実施例と略同様に、フラッシュ発光部１４ｂ、測光センサ１５ｂ、ファインダ対物窓１６ｂ、ネームプレート１７ｂ、レンズ開口部１８ｂが設けられている。
【００３９】
図６（ｂ）の透視図に示したように、カメラ本体１２ｂ内には、カメラ本体１２ｂの外縁（右側面及び底面）に沿ってＬ字状に屈曲した屈曲光学ユニット２０ｂが配置されている。屈曲光学ユニット２０ｂは、その一端がレンズ開口部１８ｂに対向し、被写体光が、第１の三角プリズム２４により図において下方に折り曲げられた後、第２の三角プリズム２６により図において左側に折り曲げられ、他端の撮像素子２８に達する。撮像素子２８は、カメラ本体１２ｂの底部の中間位置に配置されている。
【００４０】
次に、第４実施例のデジタルカメラ１０ｃについて、図７を参照しながら説明する。図７は、カメラ本体１２ｃの底部を上から見た透視図である。
【００４１】
第４実施例のデジタルカメラ１０ｃは、第３実施例のデジタルカメラ１０ｂと略同様に構成される。ただし、第３実施例と異なり、撮像素子２８は、第２プリズム２６とは反対側の端部に配置されており、カメラ本体１２ｃの底部の全体に渡って、光学ユニット２０ｃの第３の光軸２１ｃを含む部分が配置されている。
【００４２】
この場合、撮像素子２８の放熱板２９をカメラ本体１２ｃの外部に接近して配置できるので、放熱効果を高めることができる。
【００４３】
また、撮像素子２８が配置されている側の端部を膨出させてグリップ部１１ｘを設け、グリップ部１１ｘの広い空間内に撮像素子２８を配置すれば、カメラ本体１２ｃを全体的に薄くしつつ、保持しやすい形状とすることができる。
【００４４】
次に、２つに分離できるようにした分離タイプのデジタルカメラに関する第５実施例について、図８〜図１０を参照しながら説明する。
【００４５】
図８の外観図に示すように、デジタルカメラ５０は、カメラ部６０とレンズ部７０とが着脱自在に結合する。
【００４６】
図８（ａ）に示すように、カメラ部６０の前面６１ｘには、フラッシュ発光部６４とファインダ対物窓６５が配置され、上面６１ｙにはレリーズ釦６２が配置されている。レンズ部７０の前面７１ｘには、レンズ開口部７２が設けられている。
【００４７】
図８（ｂ）に示すように、カメラ部６０の右側面６１ｚの上下端近傍には、レンズ部７０を結合するための結合部６６，６８が設けられ、レンズ部７０の鉤状の突起７６，７８（図９参照）と係合するようになっている。また、下部には、レンズ部７０の光学系とカメラ部６０の光学系とを結合するマウント部である光学結合部６７と、レンズ部７０のコネクタク８２（図９参照）とを電気的に接続するコネクタ８０とが設けられている。光学結合部６７には、透明部材（例えば、ガラス、フィルター等）が配置され、カメラ部６０の光学系が露出しないようになっている。
【００４８】
図９の透視図に示すように、カメラ部６０内には、光学結合部６７に対向して、撮像素子２８が配置されている。レンズ部７０には、屈曲光学ユニット２０ｄが配置されている。屈曲光学ユニット２０ｄは、その一端がレンズ開口部７２に対向し、被写体光は、第１の三角プリズム２４により図において下方に折り曲げられ、第２の三角プリズム２６により図において左側に折り曲げられ、カメラ部６０の撮像素子２８に達する。
【００４９】
レンズ部７０のコネクタ８２は、レンズ群２５，２７を個別に駆動するモータ類８５（図示は１つのみ）や制御回路基板８４に接続され、モータ類８５に電源を供給したり、カメラ部６０と交信したりするようになっている。
【００５０】
レンズ部７０は交換可能である。
【００５１】
例えば図１０に示すように、カメラ部６０に別のレンズ部７０ａを結合し、仕様の異なるデジタルカメラ５０ａとすることができる。
【００５２】
レンズ部７０ａ内には、レンズ部７０と略同様に、屈曲光学ユニット２０ｅと、レンズ群２５ｙ，２７ｙを個別に駆動するモータ類８５（図示は１つのみ）と、制御回路基板８６ａとが配置されている。
【００５３】
レンズ部７０と異なり、レンズ部７０ａの上部にパッシブ式測距装置８８とＡＦ補助発光部９０とが配置され、その下にレンズ開口部７２ａが設けられている。下部には、補助バッテリー９２が配置される。
【００５４】
パッシブ式測距装置８８は、フィルム式コンパクトカメラ等で利用されている公知技術のものと基本的に同じであり、エリアタイプの測距装置であり、二次元の測距領域を持つ。パッシブ式測距装置８８の出力は、制御回路基板８６ａ上のＣＰＵで演算処理される。制御回路基板８６ａ上のＣＰＵは、その結果に基づいて、屈曲光学ユニット２０ｅのフォーカスレンズを移動させ、合焦位置で停止させるＡＦ（自動焦点調節）を行う。
【００５５】
ＡＦ補助発光部９０は、パッシブ式測距装置８０の隣に配置され、暗所での測距時に発光する。
【００５６】
補助バッテリー９２は、レンズ部７０ａの底部に配置された第２のプリズム２６の横のスペースに収納される。補助バッテリー９２は充電式である。補助バッテリー９２は、レンズ部７０ａ内の測距装置８８とＡＦ補助光発光部９０の電源となる。つまり、レンズ部７０ａにおいて、図８の通常のタイプのレンズ部７０に対して追加された機能に対する電源になっている。
【００５７】
次に、分離タイプのデジタルカメラにおけるカメラ部とレンズ部の種類について例をあげる。
【００５８】
レンズ部は、機能により、例えば、次の表１のように分類することができる。
【表１】
レンズ部は、一眼レフカメラの交換レンズのように、用途に合わせて選択し、利用可能である。
【００６０】
通常のレンズ部７０は、カメラ部６０にある撮像素子２８からの画像データを利用してＡＦを行う（ビデオＡＦ）。この場合、焦点検出装置を別に設ける必要はない。
【００６１】
ビデオＡＦは、暗所で不利であるため、外光パッシブ方式の測距装置８８を備えるレンズ部７０ａでは、ＡＦ補助光発光部９０を設ける。レンズ部７０ａは、普通のレンズ部７０と比較して多少大きくなるが、ＡＦ補助光発光部９０を備えることにより、暗所でも距離の測定が可能である。
【００６２】
あるいは、ビデオＡＦ機能をオフしたとき、マニュアルで焦点調節を行えるように、フォーカス調整部材を備えたレンズ部（不図示）を用意する。
【００６３】
カメラ部は、機能により、例えば、次の表２のように分類することができる。
【表２】
カメラ部を交換することで、用途に応じた仕様のデジタルカメラになる。
【００６５】
以上、説明したように、第１〜第５実施例によれば、光軸を２回折り曲げる屈曲光学ユニット２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅを用いて、被写体に接離する方向の寸法（厚さ）が最も小さくなる薄型矩形形状のカメラを実現することができる。また、厚さを小さくしつつ、他の方向の寸法も小さくすることができる。例えば、カメラ本体の高さを押さえながら、高倍率ズーム光学系等を搭載することが可能である。また、同じ焦点距離でも、カメラ本体をさらに小さくすることができる。
【００６６】
また、第５実施例のように、カメラ部とレンズ部とを分離できる分離タイプのデジタルカメラは、レンズ部が交換可能となることで、一眼レフカメラのレンズ交換と同様の効果が得られる。例えば、ズームレンズや、広角系レンズ、望遠系レンズ、マクロレンズ等の種々の交換レンズ群から、用途に合わせてレンズを選択し、交換して使用することが可能である。又は、カメラ部を交換することで、例えば、画像サイズの異なるカメラや、動画を重視したカメラ、連写間隔が短いカメラ、異なる種類の記録媒体を使えるカメラ、通信機能を追加できるカメラなど、仕様が異なるデジタルカメラとして使用可能となる。
【００６７】
なお、本発明は上記各実施例に限定されるものではなく、その他種々の態様で実施可能である。
【００６８】
例えば、光軸を折り曲げるためにプリズムを用いたが、反射ミラー等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１実施例を示すデジタルカメラの（ａ）正面図、（ｂ）透視図である。
【図２】 同デジタルカメラの屈曲光学ユニットの要部斜視図である。
【図３】 同デジタルカメラの（ａ）要部正面断面図、（ｂ）要部側面断面図である。
【図４】 （ａ）同デジタルカメラの屈曲光学ユニットの要部断面図、（ｂ）１回折り曲げ屈曲光学ユニットの要部断面図である。
【図５】 本発明の第２実施例を示すデジタルカメラの（ａ）正面図、（ｂ）透視図である。
【図６】 本発明の第３実施例を示すデジタルカメラの（ａ）正面図、（ｂ）透視図である。
【図７】 本発明の第４実施例を示すデジタルカメラの底部を上から見た透視図である。
【図８】 本発明の第５実施例を示すデジタルカメラの外観図である。
【図９】 同デジタルカメラの（ａ）結合時の部分断面正面図、（ｂ）分離時の部分断面正面図である。
【図１０】 同デジタルカメラのレンズ部を交換したデジタルカメラの（ａ）結合時の部分断面正面図、（ｂ）分離時の部分断面正面図である。
【符号の説明】
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ デジタルカメラ
１１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ 前面
１１ｘ グリップ部
１２，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ カメラ本体
１８ （開口部）
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ 屈曲光学ユニット
２１ａ 第１の光軸
２１ｂ 第２の光軸
２１ｃ 第３の光軸
２４ プリズム（第１の反射部材）
２４ｂ 反射面（第１の反射面）
２５，２５ｘ，２５ｙ レンズ群（レンズ要素）
２６ プリズム（第２の反射部材）
２６ｂ 反射面（第２の反射面）
２７，２７ａ，２７ｂ， レンズ群（レンズ要素）
２８ 撮像素子
５０，５０ａ デジタルカメラ
６０，６０ａ カメラ部（カメラ本体）
７０，７０ａ レンズ部（カメラ本体）
Claims (5)
- 被写体に対向する前面に開口部を有するカメラ本体と、
前記カメラ本体内に配置され、被写体光を撮像素子上に結像させるためのレンズ要素をすべて収納する光学ユニットとを備え、前記光学ユニットは、
前記カメラ本体内に配置され、前記開口部を通って前記カメラ本体内に進行する第１の光軸を略直角に折り曲げる第１の反射面を有する第１の反射部材と、
前記カメラ本体内に配置され、前記第１の反射面により折り曲げられた第２の光軸を折り曲げる第２の反射面を有する第２の反射部材と、
前記第２の反射面により折り曲げられた第３の光軸を横断するように配置された受光面を有する撮像素子とを備え、
前記レンズ要素は、第１の光軸を横断するように設けられた第１レンズと、第２の光軸を横断するように設けられた第２レンズと、第３の光軸を横断するように設けられた第３レンズとを含み、
前記第３の光軸は、前記第１の光軸と前記第２の光軸とを含む平面とは異なる平面に含まれる、デジタルカメラ。 - 大略直方体の形状であり、被写体に対向する前面に開口部を有し、前後、左右、上下の３方向の各寸法のうち、前後方向の寸法が最も小さい、カメラ本体と、
前記カメラ本体内に配置され、被写体光を撮像素子上に結像させるためのレンズ要素をすべて収納する光学ユニットとを備え、前記光学ユニットは、
前記カメラ本体内に配置され、前記開口部を通って前記カメラ本体内に進行する第１の光軸を略直角に折り曲げる第１の反射面を有する第１の反射部材と、
前記カメラ本体内に配置され、前記第１の反射面により折り曲げられた第２の光軸を略直角に折り曲げる第２の反射面を有する第２の反射部材と、
前記第２の反射面により折り曲げられた第３の光軸を横断するように配置された受光面を有する撮像素子とを備え、
前記レンズ要素は、第１の光軸を横断するように設けられた第１レンズと、第２の光軸を横断するように設けられた第２レンズと、第３の光軸を横断するように設けられた第３レンズとを含み、
前記第１の光軸は、前記前面に対して略垂直であり、
前記第２の光軸及び前記第３の光軸は、前記カメラ本体の前記前面と略平行である、デジタルカメラ。 - 前記開口部は、前記前面のいずれかの角に接近して形成され、
前記第２の光軸と前記第３の光軸は、前記前面に隣接する前記カメラ本体の４つの面のうちの隣接する２つの面にそれぞれ沿って延在する、請求項２記載のデジタルカメラ。 - 前記開口部は、前記前面の略中央に形成され、
前記第２の光軸は、前記前面に隣接する前記カメラ本体の４つの面のいずれか１つの面に向かって延在し、
前記第３の光軸は、前記いずれか１つの面に沿って延在する、請求項２記載のデジタルカメラ。 - 前記カメラ本体は、その左右方向の端部の少なくとも１つに隣接する部分に、膨出したグリップ部を有し、
該グリップ部の内側に前記撮像素子が配置された、請求項２記載のデジタルカメラ。
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