JP4194577B2 - Imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、対物レンズの焦点調節機能と対物レンズによって形成される物体像の観察機能とを有する撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus having a focus adjustment function of an objective lens and an observation function of an object image formed by the objective lens.
光学装置の1つである一眼レフカメラにおいて、光学ファインダ(OVF;Optical View Finder)を介して物体を観察するときには、対物レンズから射出した光束を、対物レンズの後方(像面側)の光路上に配置された反射ミラーで反射させて光路を変更し、ペンタプリズム等を含む光学ファインダに導いている。これにより、対物レンズを通過した光束によって形成される物体像を正像として見ることができる。このとき、反射ミラーは撮影光路上に斜設されている。 When an object is observed through an optical viewfinder (OVF) in a single-lens reflex camera, which is one of the optical devices, a light beam emitted from the objective lens is reflected on the optical path behind (image plane side) the objective lens. The optical path is changed by reflecting with a reflecting mirror disposed in the optical path and led to an optical viewfinder including a pentaprism. Thereby, the object image formed by the light beam that has passed through the objective lens can be viewed as a normal image. At this time, the reflection mirror is provided obliquely on the photographing optical path.
一方、対物レンズを撮影用レンズとして使用する場合(撮影を行う場合)には、反射ミラーが撮影光路から瞬時に退避することで、対物レンズを通過した撮影光束が撮像媒体(フィルムやCCD等の撮像素子)上に結像される。そして、撮影が終了すると、反射ミラーが撮影光路上に瞬時に斜設される。 On the other hand, when the objective lens is used as a photographing lens (when photographing), the reflecting mirror instantaneously retreats from the photographing optical path, so that the photographing light flux that has passed through the objective lens becomes an imaging medium (such as a film or a CCD). The image is formed on the imaging device. When the photographing is completed, the reflection mirror is instantaneously provided on the photographing optical path.
デジタルカメラでは、レリーズボタンの押圧操作に応じて、CCDやCMOSセンサなどの撮像素子に被写体像を所望の時間露光し、光電変換により得られた1つの静止画像を表す画像信号をデジタル信号に変換する。そして、変換されたデジタル信号に対してYC処理などの所定の処理を施すことにより所定の形式の画像信号を得る。 In a digital camera, a subject image is exposed to an image sensor such as a CCD or CMOS sensor for a desired time in response to a press operation of a release button, and an image signal representing one still image obtained by photoelectric conversion is converted into a digital signal. To do. A predetermined format image signal is obtained by performing predetermined processing such as YC processing on the converted digital signal.
撮像された画像を表すデジタルの画像信号は、画像毎に半導体メモリに記録される。記録された画像信号は、随時読み出されてカメラの表示ユニットに表示されたり、印刷可能な信号に再生されたり、ディスプレイ装置などに出力されて表示されたりする。 A digital image signal representing a captured image is recorded in a semiconductor memory for each image. The recorded image signal is read at any time and displayed on the display unit of the camera, reproduced as a printable signal, or output and displayed on a display device or the like.
上述したカメラのなかには、手動で位相差検出方式による焦点調節動作とコントラスト検出方式による焦点調節動作を選択できる一眼レフ方式のデジタルカメラがある(例えば、特許文献1参照)。 Among the cameras described above, there is a single-lens reflex digital camera that can manually select a focus adjustment operation by a phase difference detection method and a focus adjustment operation by a contrast detection method (see, for example, Patent Document 1).
また、光学ファインダおよび電子ファインダ(EVF;Electric View Finder)を備えた一眼レフ方式のデジタルカメラにおいて、反射ミラーが撮影光路上に斜設されているときにはミラーで反射した光束に基づいて位相差検出方式の焦点検出を行い、反射ミラーが撮影光路上から退避しているときには撮影光束を受光する撮像素子の出力を用いてコントラスト検出方式の焦点検出を行うものがある(例えば、特許文献2参照)。 In a single-lens reflex digital camera equipped with an optical viewfinder and an electronic viewfinder (EVF; Electric View Finder), a phase difference detection method based on a light beam reflected by the mirror when the reflecting mirror is obliquely arranged on the photographing optical path In some cases, contrast detection is performed using the output of an image sensor that receives a photographic light beam when the reflecting mirror is retracted from the photographic optical path (see, for example, Patent Document 2).
上記の特許文献2で開示されているカメラでは、反射ミラーが撮影光路から退避した位置にあるときでも、撮像素子の出力に基づいて焦点調節を行いながら撮影画像の電子表示を行うことができる。したがって、撮影者は、例えば、有機ELディスプレイ上に電子表示された画像のピント状態を確認しながら撮影することが可能である。 In the camera disclosed in Patent Document 2, the captured image can be electronically displayed while performing the focus adjustment based on the output of the image sensor even when the reflection mirror is at a position retracted from the imaging optical path. Therefore, the photographer can take an image while confirming the focus state of the image electronically displayed on the organic EL display, for example.
一方、合焦制御において、合焦方向(撮影レンズの駆動方向)の判定を高速化するために、撮像素子の光検出面に段差をもたせた構成の焦点調節装置がある(例えば、特許文献3参照)。すなわち、光路長を微小距離だけ異ならせて複数の画像信号を収集し、この収集された画像信号に基づいて合焦方向を判定する。そして、判定された合焦方向に向かって撮像レンズを合焦位置まで移動させる。 On the other hand, in the focus control, there is a focus adjustment device having a configuration in which a step is provided on the light detection surface of the image sensor in order to speed up the determination of the focus direction (drive direction of the photographing lens) (for example, Patent Document 3). reference). That is, a plurality of image signals are collected by changing the optical path length by a minute distance, and the focusing direction is determined based on the collected image signals. Then, the imaging lens is moved to the in-focus position in the determined in-focus direction.
また、レンズ装置内とカメラボディ内のそれぞれに位相差検出方式の焦点検出装置を備えたカメラシステムがある(例えば、特許文献4参照)。なお、位相差検出方式による焦点調節状態の検出方法が、例えば、特許文献5で提案されている。
上述した特許文献1、2に開示されているカメラでは、コントラスト検出方式による焦点調節を行っているが、この方法では合焦状態に至るまでに時間を要するといった問題がある。 The cameras disclosed in Patent Documents 1 and 2 described above perform focus adjustment by a contrast detection method, but this method has a problem that it takes time to reach a focused state.
コントラスト検出方式による焦点調節は、撮像光学系によって形成された物体像の鮮鋭度を、撮像素子の出力に基づいて所定の関数で評価することによって求め、関数値が極値をとるように撮影光学系の光軸位置を調節するものである。評価関数としては、隣接する画素の輝度信号の差の絶対値を焦点検出領域内で加算するもの、隣接する画素の輝度信号の差の2乗を焦点検出領域内で加算するもの、又はR、G、Bの各画像信号について隣接する画素の信号の差を同様に処理するもの等がある。 Focus adjustment using the contrast detection method determines the sharpness of the object image formed by the imaging optical system by evaluating it with a predetermined function based on the output of the imaging device, and the imaging optical so that the function value takes an extreme value. It adjusts the optical axis position of the system. As the evaluation function, an absolute value of the difference between the luminance signals of adjacent pixels is added within the focus detection area, a square of the difference between the luminance signals of adjacent pixels is added within the focus detection area, or R, There are some which process the difference between adjacent pixel signals in the same way for each of the G and B image signals.
このようなコントラスト検出方式による焦点調節においては、撮像光学系(フォーカシングレンズ)の光軸位置を僅かに移動させながら評価関数値を求めていくため、合焦状態になるまでにかなりの時間を要する。 In focus adjustment using such a contrast detection method, since an evaluation function value is obtained while slightly moving the optical axis position of the imaging optical system (focusing lens), it takes a considerable time to reach the in-focus state. .
一方、上述した特許文献3に開示されている焦点調節装置では、合焦動作を高速化しているが、短光路長の画素と長光路長の画素とが混在するため、品位の高い画像を得ることができない。ここで、短光路長の画素と長光路長の画素との光路長差を短くすれば、画質を向上させることができるが、合焦制御における方向判定が難くなる。したがって、上記焦点調節装置では、高速な合焦制御と画質の向上を両立させることができない。 On the other hand, in the focus adjustment device disclosed in Patent Document 3 described above, the focusing operation is speeded up. However, since a short optical path length pixel and a long optical path length pixel are mixed, a high-quality image is obtained. I can't. Here, if the optical path length difference between the short optical path length pixel and the long optical path length pixel is shortened, the image quality can be improved, but the direction determination in the focus control becomes difficult. Therefore, the focus adjustment device cannot achieve both high-speed focus control and image quality improvement.
上述した特許文献4に開示されているカメラシステムでは、位相差検出方式の焦点検出装置を備えているため、1回の焦点検出動作でデフォーカス量を知ることができる。このため、デフォーカス量に基づいて対物レンズのうちフォーカシングレンズを駆動すれば、通常、合焦状態に達するまでに1回のレンズ駆動で済み、極めて高速な焦点調節が可能となる。 Since the camera system disclosed in Patent Document 4 described above includes a phase difference detection type focus detection device, the defocus amount can be known by a single focus detection operation. For this reason, if the focusing lens of the objective lens is driven based on the defocus amount, usually one lens drive is required until the in-focus state is reached, and extremely high speed focus adjustment is possible.
また、上記カメラシステムにおいて、連続撮影時には反射ミラーが撮影光路から退避した状態に維持され、フォーカルプレンシャッタが全開となり、焦点検出動作がレンズ装置内の焦点検出ユニットで行われる。したがって、反射ミラーが退避状態にあって、カメラボディ内の焦点検出ユニットが不作動の状態であっても、レンズ装置内の焦点検出ユニットにおける焦点検出に基づいて高速な焦点調節を行うことができる。 In the above camera system, during continuous shooting, the reflecting mirror is kept retracted from the shooting optical path, the focal plane shutter is fully opened, and the focus detection operation is performed by the focus detection unit in the lens apparatus. Therefore, even when the reflecting mirror is in the retracted state and the focus detection unit in the camera body is inoperative, high-speed focus adjustment can be performed based on focus detection in the focus detection unit in the lens device. .
しかしながら、上述した特許文献4に開示されたカメラシステムでは、光束を撮像素子に導く際に反射ミラーを撮影光路から退避させ、さらにこの状態で焦点検出を行うために、わざわざカメラボディの外部(レンズ装置内)に、カメラボディ内の焦点検出ユニットとは別の焦点検出ユニットを設けている。このため、カメラシステムが大型化したりコスト高になったりしてしまうという問題がある。 However, in the camera system disclosed in Patent Document 4 described above, the reflection mirror is retracted from the photographing optical path when the light beam is guided to the image sensor, and the focus detection is performed in this state. In the apparatus, a focus detection unit different from the focus detection unit in the camera body is provided. For this reason, there exists a problem that a camera system will enlarge and it will become expensive.
本発明の撮像装置は、撮影レンズからの光束により形成された物体像を光電変換する撮像素子と、撮影レンズからの光束が導かれ、位相差検出方式により撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出ユニットと、撮影レンズからの光束が導かれるファインダ光学系と、撮影レンズからの光束の一部を反射し、残りを透過する第1のミラーと、撮像素子からの出力を用いて取得した画像データを表示する画像表示手段とを有する。第1のミラーは、該第1のミラーで反射した光束をファインダ光学系に導くとともに第1のミラーを透過した光束を焦点検出ユニットに導く第1の状態と、第1のミラーで反射した光束を焦点検出ユニットに導くとともに第1のミラーを透過した光束を撮像素子に導く第2の状態とに切り換えられる。そして、第1のミラーが第2の状態にあるときに撮像素子からの出力を用いて取得した画像データを、画像表示手段により表示することを特徴とする。 An imaging device according to the present invention includes an imaging device that photoelectrically converts an object image formed by a light beam from a photographing lens, and a focal point that detects a focus adjustment state of the photographing lens by a phase difference detection method. An image acquired using a detection unit , a finder optical system that guides the light beam from the photographic lens, a first mirror that reflects part of the light beam from the photographic lens and transmits the remainder, and an output from the image sensor Image display means for displaying data . The first mirror guides the light beam reflected by the first mirror to the finder optical system and guides the light beam transmitted through the first mirror to the focus detection unit, and the light beam reflected by the first mirror. Is switched to the second state in which the light beam transmitted through the first mirror is guided to the image sensor. Then, the image data acquired using the output from the image sensor when the first mirror is in the second state is displayed by the image display means .
本発明によれば、第1の状態において撮影レンズからの光束をファインダ光学系に導く第1のミラーを第2の状態に切り換えることで、該光束を焦点検出ユニットと撮像素子の双方に導くことができる。つまり、第2の状態において撮像素子に光束を導き、該撮像素子からの出力を用いて取得された画像データを画像表示手段に表示した状態でも、撮像装置内に設けられた焦点検出ユニットによる焦点検出を行うことができる。したがって、撮像装置の外部(例えば、レンズ装置内)に焦点検出ユニットを設ける必要がなくなる。しかも、位相差検出方式による焦点検出によって焦点調節動作を素速く行うことができる。 According to the present invention, in the first state, the first mirror that guides the light beam from the photographing lens to the finder optical system is switched to the second state, so that the light beam is guided to both the focus detection unit and the image sensor. Can do. That is, the light beam-out guide to the imaging device in the second state, even in a state of displaying the image data acquired by using the output from the image sensor to the image display means, the focus detection unit provided in the imaging apparatus The focus can be detected by Therefore, it is not necessary to provide a focus detection unit outside the imaging device (for example, inside the lens device). In addition, the focus adjustment operation can be performed quickly by focus detection by the phase difference detection method.
以下、本発明の実施例について説明する。 Examples of the present invention will be described below.
本発明の実施例1であるカメラシステムについて図1から図7を参照しながら説明する。 A camera system that is Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS.
図6は、本実施例であるカメラシステムの概略構成を示す側方視断面図である。本実施例のカメラシステムは、CCDあるいはCMOSセンサなどの撮像素子を用いた単板式のデジタルカラーカメラであり、撮像素子を連続的又は単発的に駆動して動画像又は静止画像を表す画像信号を得る。ここで、撮像素子は、受光した光を画素毎に電気信号に変換して光量に応じた電荷を蓄積し、この蓄積された電荷を読み出すタイプのエリアセンサである。 FIG. 6 is a side sectional view showing a schematic configuration of the camera system according to the present embodiment. The camera system of the present embodiment is a single-plate digital color camera using an image sensor such as a CCD or CMOS sensor, and drives an image sensor continuously or once to generate an image signal representing a moving image or a still image. obtain. Here, the image sensor is an area sensor of a type that converts received light into an electrical signal for each pixel, accumulates charges according to the amount of light, and reads the accumulated charges.
図6において、101はカメラ本体であり、この内部には以下に説明する部材が配置されて撮影が可能となっている。102はレンズ装置であり、この内部に結像光学系103を有し、カメラ本体101に対して着脱可能となっている。レンズ装置102は、公知のマウント機構を介してカメラ本体101に電気的、機械的に接続される。 In FIG. 6, reference numeral 101 denotes a camera body, in which members described below are arranged so that photographing can be performed. Reference numeral 102 denotes a lens device which has an imaging optical system 103 therein and is detachable from the camera body 101. The lens device 102 is electrically and mechanically connected to the camera body 101 via a known mount mechanism.
カメラ本体101には、焦点距離の異なる複数のレンズ装置102が着脱可能であり、レンズ装置を取り換えることにより様々な画角の撮影画面を得ることが可能である。 A plurality of lens devices 102 having different focal lengths can be attached to and detached from the camera body 101, and shooting screens with various angles of view can be obtained by replacing the lens devices.
レンズ装置102は不図示の駆動機構を有しており、この駆動機構は結像光学系103の一部の要素であるフォーカシングレンズを光軸L1方向に移動させることにより焦点調節を行わせる。ここで、フォーカシングレンズを柔軟性のある透明弾性部材や液体レンズで構成し、界面形状を変化させて屈折力を変えることにより焦点調節を行うようにすることもできる。 The lens device 102 has a drive mechanism (not shown), and this drive mechanism performs focus adjustment by moving a focusing lens, which is a part of the imaging optical system 103, in the direction of the optical axis L1. Here, the focusing lens may be formed of a flexible transparent elastic member or a liquid lens, and the focus adjustment may be performed by changing the refractive power by changing the interface shape.
また、レンズ装置102内には、光通過口の開口面積を変化させて撮影光束の光量を調節する絞り(不図示)と、この絞りを駆動する駆動機構(不図示)とが配置されている。 Further, in the lens device 102, a diaphragm (not shown) for adjusting the light quantity of the photographing light flux by changing the opening area of the light passage opening and a drive mechanism (not shown) for driving the diaphragm are arranged. .
106はパッケージ124に収納された撮像素子である。結像光学系103から撮像素子106に至る光路中には、撮像素子106上に物体像の必要以上に高い空間周波数成分が伝達されないように結像光学系103のカットオフ周波数を制限する光学ローパスフィルタ156が設けられている。また、結像光学系103には赤外線カットフィルタも形成されている。 Reference numeral 106 denotes an image sensor housed in a package 124. An optical low-pass that limits the cutoff frequency of the imaging optical system 103 so that a spatial frequency component higher than necessary of the object image is not transmitted to the imaging element 106 in the optical path from the imaging optical system 103 to the imaging element 106. A filter 156 is provided. The imaging optical system 103 is also formed with an infrared cut filter.
撮像素子106で捉えられた物体像は、ディスプレイユニット(画像表示手段)107上に表示される。ディスプレイユニット107は、カメラ本体101の背面に取り付けられており、使用者がディスプレイユニット107に表示された画像を直接観察できるようになっている。ここで、ディスプレイユニット107を、有機EL空間変調素子や液晶空間変調素子、微粒子の電気泳動を利用した空間変調素子などで構成すれば、消費電力を小さくかつ薄型にすることができる。 An object image captured by the image sensor 106 is displayed on a display unit (image display means) 107. The display unit 107 is attached to the back surface of the camera body 101 so that the user can directly observe the image displayed on the display unit 107. Here, if the display unit 107 is composed of an organic EL spatial modulation element, a liquid crystal spatial modulation element, a spatial modulation element using fine particle electrophoresis, etc., the power consumption can be reduced and made thin.
撮像素子106は、増幅型固体撮像素子の1つであるCMOSプロセスコンパチブルのセンサ(CMOSセンサ)である。CMOSセンサの特長の1つとして、エリアセンサ部のMOSトランジスタと撮像素子駆動回路、AD変換回路、画像処理回路といった周辺回路を同一工程で形成できるため、マスク枚数、プロセス工程がCCDと比較して大幅に削減できるということが挙げられる。また、任意の画素へのランダムアクセスが可能といった特長も有し、ディスプレイ表示用に間引いた読み出しが容易であって、高い表示レートでリアルタイム表示が行える。 The image sensor 106 is a CMOS process compatible sensor (CMOS sensor) which is one of amplification type solid-state image sensors. One of the features of the CMOS sensor is that the MOS transistor of the area sensor part and peripheral circuits such as an image sensor drive circuit, AD converter circuit, and image processing circuit can be formed in the same process, so the number of masks and process steps are compared with those of a CCD. It can be greatly reduced. In addition, it has a feature that random access to an arbitrary pixel is possible, and readout that is thinned for display is easy, and real-time display can be performed at a high display rate.
撮像素子106は、上記特長を利用し、ディスプレイ画像出力動作、高精彩画像出力動作を行う。 The image sensor 106 performs a display image output operation and a high-definition image output operation using the above-described features.
111はハーフミラー(第1のミラー)であり、結像光学系103からの光束の一部をファインダ光学系(ペンタプリズム112や接眼レンズ109)に導くとともに、残りの光束を透過させることにより、1つの光路を2つの光路に分割する。すなわち、ハーフミラー111は、その少なくとも一部が光束を透過する透過領域になっている。このハーフミラー111は可動型となっており、撮影光路上(L1上)に斜設されたり、撮影光路から退避したりする。105は、物体像の予定結像面に配置されたフォーカシングスクリーンである。112はペンタプリズムであり、ハーフミラー111からの光束を複数回反射(正立像に変換)させて接眼レンズ109に導く。 A half mirror (first mirror) 111 guides a part of the light beam from the imaging optical system 103 to the finder optical system (penta prism 112 and eyepiece lens 109) and transmits the remaining light beam. One optical path is divided into two optical paths. That is, at least a part of the half mirror 111 is a transmission region that transmits the light beam. This half mirror 111 is a movable type, and is obliquely installed on the photographing optical path (on L1) or retracted from the photographing optical path. Reference numeral 105 denotes a focusing screen arranged on the planned image plane of the object image. Reference numeral 112 denotes a pentaprism that reflects the light beam from the half mirror 111 a plurality of times (converts it into an erect image) and guides it to the eyepiece lens 109.
109は、フォーカシングスクリーン105上に形成された物体像を観察するための接眼レンズであり、実際には後述するように3つのレンズ(図1の109a、109b、109c)で構成されている。フォーカシングスクリーン105、ペンタプリズム112、接眼レンズ109はファインダ光学系を構成する。 Reference numeral 109 denotes an eyepiece for observing an object image formed on the focusing screen 105, and actually includes three lenses (109a, 109b, and 109c in FIG. 1) as described later. The focusing screen 105, the pentaprism 112, and the eyepiece lens 109 constitute a finder optical system.
ハーフミラー111の屈折率はおよそ1.5、厚さは0.5mmである。ハーフミラー111の背後(撮像素子106側)には、可動型のサブミラー(第2のミラー)122が設けられており、ハーフミラー111を透過した光束のうち光軸L1近傍の光束を焦点検出ユニット121に向けて反射させる。 The half mirror 111 has a refractive index of about 1.5 and a thickness of 0.5 mm. A movable sub-mirror (second mirror) 122 is provided behind the half mirror 111 (on the image sensor 106 side), and the light beam near the optical axis L1 out of the light beam transmitted through the half mirror 111 is a focus detection unit. Reflected toward 121.
サブミラー122は、後述する回転軸125を中心に回転可能であり、ハーフミラー111の動きに連動する。そして、サブミラー122は、後述する第2の光路状態および第3の光路状態において、ハーフミラー111およびサブミラー122を保持するミラーボックスの下部に収納される。 The sub mirror 122 is rotatable around a rotation shaft 125 described later, and interlocks with the movement of the half mirror 111. The sub mirror 122 is housed in a lower part of a mirror box that holds the half mirror 111 and the sub mirror 122 in a second optical path state and a third optical path state to be described later.
104は物体に照明光を照射する可動式の照明ユニットであり、使用時にはカメラ本体101から突出し、不使用時にはカメラ本体101内に収納される。 Reference numeral 104 denotes a movable illumination unit that irradiates an object with illumination light. The movable illumination unit 104 projects from the camera body 101 when used, and is housed in the camera body 101 when not used.
113はフォーカルプレンシャッタ(以下、シャッタと称す)であり、複数枚の遮光羽根で構成される先幕および後幕を有している。このシャッタ113において、非撮影時には光通過口となるアパーチャを先幕又は後幕で覆うことで撮影光束を遮光しており、撮影時には先幕および後幕がスリットを形成しながら走行することで撮影光束を像面側に通過させる。 A focal plane shutter 113 (hereinafter referred to as a shutter) has a front curtain and a rear curtain composed of a plurality of light shielding blades. In this shutter 113, when not photographing, the aperture serving as a light passage opening is covered with the front curtain or the rear curtain to shield the photographing light flux, and during photographing, the front curtain and the rear curtain travel while forming slits. The light beam is passed to the image plane side.
119は、カメラを起動させるためのメインスイッチである。120は、2段階の押圧操作が可能なレリーズボタンであり、半押しで撮影準備動作(焦点調節動作および測光動作等)が開始され、全押しで撮影動作が開始される。121は焦点検出ユニットであり、位相差検出方式により焦点調節状態を検出する。なお、ファインダ光学系および焦点検出ユニット121は、ハーフミラー111によって反射される前の結像光学系103からの光束の光軸(光路)を挟んで互いに対向する領域に配設されている。
Reference numeral 119 denotes a main switch for starting the camera. Reference numeral 120 denotes a release button that can be pressed in two stages. When the release button is pressed halfway, a shooting preparation operation (focus adjustment operation, photometry operation, etc.) is started, and when it is fully pressed, a shooting operation is started. Reference numeral 121 denotes a focus detection unit that detects a focus adjustment state by a phase difference detection method. The finder optical system and the focus detection unit 121 are disposed in regions facing each other across the optical axis (optical path) of the light beam from the imaging optical system 103 before being reflected by the half mirror 111.
123はファインダモード切り換えスイッチであり、このスイッチ123の操作により光学ファインダモード(OVFモード)および電子ファインダモード(EVFモード)の設定を切り換えることができる。ここで、OVFモードでは、ファインダ光学系を介して物体像を観察することができ、EVFモードでは、ディスプレイユニット107を介して物体像を観察することができる。 Reference numeral 123 denotes a finder mode changeover switch, and the setting of the optical finder mode (OVF mode) and the electronic finder mode (EVF mode) can be switched by operating the switch 123. Here, in the OVF mode, an object image can be observed through the finder optical system, and in the EVF mode, the object image can be observed through the display unit 107.
180は光学ファインダ内情報表示ユニットであり、フォーカシングスクリーン105上に所定の情報(例えば、撮影情報)を表示させる。これにより、撮影者は、接眼レンズ109を覗くことで物体像とともに所定の情報を観察することができる。 An optical finder information display unit 180 displays predetermined information (for example, photographing information) on the focusing screen 105. Thereby, the photographer can observe the predetermined information together with the object image by looking into the eyepiece lens 109.
上述した構成において、ハーフミラー111およびサブミラー122は、後述するようにファインダ光学系および焦点検出ユニット121に光を導くための第1の光路状態(第1の状態)と、撮像素子106および焦点検出ユニット121に光を導くための第2の光路状態(第2の状態)と、結像光学系103からの光をダイレクトに撮像素子106で受光させるための第3の光路状態(第3の状態)とからなる3つの状態を選択的にとることができる。 In the above-described configuration, the half mirror 111 and the sub-mirror 122 are configured so that the first optical path state (first state) for guiding light to the finder optical system and the focus detection unit 121, the image sensor 106, and the focus detection, as will be described later. A second optical path state (second state) for guiding light to the unit 121 and a third optical path state (third state) for causing the image sensor 106 to directly receive light from the imaging optical system 103 ) Can be selectively taken.
第1の光路状態では、ハーフミラー111およびサブミラー122が撮影光路上に斜設されており、結像光学系103からの光が、ハーフミラー111で反射することによりファインダ光学系に導かれるとともに、ハーフミラー111を透過した光がサブミラー122で反射することにより焦点検出ユニット121に導かれる。これにより、第1の光路状態では、接眼レンズ109を介して物体像を観察することができるとともに、焦点検出ユニット121において焦点検出を行うことができる。 In the first optical path state, the half mirror 111 and the sub mirror 122 are obliquely arranged on the photographing optical path, and the light from the imaging optical system 103 is reflected by the half mirror 111 and guided to the finder optical system, The light transmitted through the half mirror 111 is reflected by the sub mirror 122 and guided to the focus detection unit 121. Thereby, in the first optical path state, the object image can be observed through the eyepiece lens 109 and the focus detection unit 121 can perform focus detection.
第2の光路状態では、ハーフミラー111だけが撮影光路上に斜設されたままとなっており、結像光学系103からの光が、ハーフミラー111で反射することにより焦点検出ユニット121に導かれるとともに、ハーフミラー111を透過した光が撮像素子106に到達可能となっている。なお、サブミラー122は、撮影光路から退避した状態となっている。 In the second optical path state, only the half mirror 111 remains oblique on the photographing optical path, and the light from the imaging optical system 103 is reflected by the half mirror 111 and guided to the focus detection unit 121. In addition, the light transmitted through the half mirror 111 can reach the image sensor 106. Note that the sub mirror 122 is in a state of being retracted from the photographing optical path.
これにより、第2の光路状態では、撮像素子106の出力に基づいて撮影画像をディスプレイユニット107に表示させたり、撮影(連続撮影や動画撮影)を行ったりすることができるとともに、焦点検出ユニット121において焦点検出を行うことができる。 As a result, in the second optical path state, a captured image can be displayed on the display unit 107 based on the output of the image sensor 106, or shooting (continuous shooting or movie shooting) can be performed, and the focus detection unit 121 can be used. Focus detection can be performed at.
第3の光路状態では、ハーフミラー111およびサブミラー122が撮影光路上から退避しており、結像光学系103からの光が直接、撮像素子106に到達可能となっている。これにより、第3の光路状態では、撮像素子の106の出力に基づいて撮影画像をディスプレイユニット107に表示したり、撮影を行ったりすることができる。この撮影では、高精細な画像を生成することができ、撮影画像を拡大して大型プリントを行う場合等において好適である。 In the third optical path state, the half mirror 111 and the sub mirror 122 are retracted from the photographing optical path, and the light from the imaging optical system 103 can reach the image sensor 106 directly. As a result, in the third optical path state, a captured image can be displayed on the display unit 107 or photographed based on the output of the image sensor 106. This shooting can generate a high-definition image, and is suitable for enlarging the shot image and performing a large print.
上述した3通りの光路状態を高速で切り換えるために、ハーフミラー111は透明樹脂で構成され、軽量化が図られている。また、ハーフミラー111の裏面には複屈折性をもつ高分子薄膜が貼り付けられている。このため、第2の光路状態において、撮影画像をディスプレイユニット107でモニタする場合や高速連続撮影を行う場合には、撮像素子106の全画素を用いて撮像しないことに対応して、さらに強いローパス効果を付与する。 In order to switch the above-described three optical path states at high speed, the half mirror 111 is made of a transparent resin to reduce the weight. In addition, a polymer thin film having birefringence is attached to the back surface of the half mirror 111. For this reason, in the second optical path state, when a captured image is monitored by the display unit 107 or when high-speed continuous shooting is performed, a stronger low-pass is achieved in correspondence with the fact that all the pixels of the image sensor 106 are not used for imaging. Gives an effect.
なお、ハーフミラー111の表面に、可視光の波長よりも小さなピッチをもつ微細な角錐状の周期構造を樹脂によって形成し、いわゆるフォトニック結晶として作用させることによって、空気と樹脂との屈折率差による光の表面反射を低減し、光の利用効率を高めることも可能である。このように構成すると、第2の光路状態において、ハーフミラー111の表裏面での光の多重反射によってゴーストが発生するのを防ぐことができる。 In addition, a fine pyramid-shaped periodic structure having a pitch smaller than the wavelength of visible light is formed on the surface of the half mirror 111 with a resin, and the refractive index difference between air and the resin is caused by acting as a so-called photonic crystal. It is also possible to reduce the light surface reflection due to the light and increase the light utilization efficiency. With this configuration, it is possible to prevent a ghost from occurring due to multiple reflection of light on the front and back surfaces of the half mirror 111 in the second optical path state.
不図示の電磁モータとギア列からなるミラー駆動機構は、ハーフミラー111およびサブミラー122の位置を変化させることにより、光路状態を、第1の光路状態、第2の光路状態および第3の光路状態で切り換える。 The mirror drive mechanism including an electromagnetic motor and a gear train (not shown) changes the positions of the half mirror 111 and the sub mirror 122 to change the optical path state into the first optical path state, the second optical path state, and the third optical path state. Switch with.
第2の光路状態における撮像では、後述するようにハーフミラー111およびサブミラー122が所定位置に保持されたままであり、ミラー駆動機構を作動させる必要がないため、画像信号処理を高速化させることで超高速連続撮影を行うことができる。また、ディスプレイユニット107に画像が表示されているときでも、焦点調節を行うことができる。 In imaging in the second optical path state, as described later, the half mirror 111 and the sub mirror 122 remain held at predetermined positions, and it is not necessary to operate the mirror driving mechanism. High-speed continuous shooting can be performed. Further, the focus adjustment can be performed even when an image is displayed on the display unit 107.
図7は、本実施例であるカメラシステムの電気的構成を示すブロック図である。このカメラシステムは、撮像系、画像処理系、記録再生系および制御系を有する。まず、物体像の撮像、記録に関する説明を行う。なお、同図において、図6で説明した部材と同じ部材については同一符号を付す。 FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of the camera system according to the present embodiment. This camera system has an imaging system, an image processing system, a recording / reproducing system, and a control system. First, an explanation will be given regarding imaging and recording of an object image. In the figure, the same members as those described in FIG.
撮像系は、結像光学系103および撮像素子106を含み、画像処理系は、A/D変換器130、RGB画像処理回路131およびYC処理回路132を含む。また、記録再生系は、記録処理回路133および再生処理回路134を含み、制御系は、カメラシステム制御回路(制御手段)135、操作検出回路136および撮像素子駆動回路137を含む。 The imaging system includes an imaging optical system 103 and an imaging element 106, and the image processing system includes an A / D converter 130, an RGB image processing circuit 131, and a YC processing circuit 132. The recording / reproducing system includes a recording processing circuit 133 and a reproducing processing circuit 134, and the control system includes a camera system control circuit (control means) 135, an operation detection circuit 136, and an image sensor driving circuit 137.
138は、外部のコンピュータ等に接続して、データの送受信を行うための規格化された接続端子である。上記の電気回路は、不図示の小型燃料電池によって駆動される。 Reference numeral 138 denotes a standardized connection terminal for connecting to an external computer or the like to transmit and receive data. The above electric circuit is driven by a small fuel cell (not shown).
撮像系は、物体からの光を結像光学系103を介して撮像素子106の撮像面に結像する光学処理系であり、レンズ装置102内の絞り(光量調節ユニット)143と、必要に応じてシャッタ113における先幕および後幕の走行を調節し、適切な光量の物体光を撮像素子106に露光する。 The imaging system is an optical processing system that forms an image of light from an object on the imaging surface of the imaging element 106 via the imaging optical system 103, and an aperture (light quantity adjustment unit) 143 in the lens device 102, and if necessary. Thus, the traveling of the front curtain and rear curtain in the shutter 113 is adjusted, and an appropriate amount of object light is exposed to the image sensor 106.
撮像素子106は、正方画素が長辺方向に3700個、短辺方向に2800個並べられ、合計約1000万個の画素数を有しており、各画素にR(赤色)G(緑色)B(青色)のカラーフィルタを交互に配して4画素が1組となる、いわゆるベイヤー配列を形成している。 The imaging element 106 has 3700 square pixels arranged in the long side direction and 2800 in the short side direction, and has a total number of pixels of about 10 million, and each pixel has R (red) G (green) B A so-called Bayer array is formed in which (blue) color filters are alternately arranged to form a set of four pixels.
ベイヤー配列では、撮影者が画像を見たときに強く感じやすいGの画素をRやBの画素よりも多く配置することで、総合的な画像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子106を用いる画像処理では、輝度信号は主にGから生成し、色信号はR、G、Bから生成する。 In the Bayer array, the overall image performance is improved by arranging more G pixels that are easily felt when the photographer looks at the image than the R and B pixels. In general, in image processing using this type of image sensor 106, a luminance signal is generated mainly from G, and a color signal is generated from R, G, and B.
撮像素子106から読み出された画像信号は、A/D変換器130を介して画像処理系に供給される。A/D変換器130は、露光した各画素の信号の振幅に応じて、例えば10ビットのデジタル信号に変換して出力する信号変換回路であり、以降の画像信号処理はデジタル処理にて実行される。 The image signal read from the image sensor 106 is supplied to the image processing system via the A / D converter 130. The A / D converter 130 is a signal conversion circuit that converts and outputs, for example, a 10-bit digital signal according to the amplitude of the signal of each exposed pixel, and the subsequent image signal processing is executed by digital processing. The
画像処理系は、R、G、Bのデジタル信号から所望の形式の画像信号を得る信号処理系であり、R、G、Bの色信号を輝度信号Yおよび色差信号(R−Y)、(B−Y)にて表されるYC信号などに変換する。 The image processing system is a signal processing system that obtains an image signal of a desired format from R, G, and B digital signals. The R, G, and B color signals are converted into luminance signals Y and color difference signals (R−Y), ( (B−Y) and the like.
RGB画像処理回路131は、A/D変換器130を介して撮像素子106から受けた3700×2800画素の画像信号を処理する信号処理回路であり、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路を有する。 The RGB image processing circuit 131 is a signal processing circuit that processes an image signal of 3700 × 2800 pixels received from the image sensor 106 via the A / D converter 130, and is a white balance circuit, a gamma correction circuit, and an interpolation calculation high It has an interpolation operation circuit that performs resolution.
YC処理回路132は、輝度信号Yおよび色差信号R−Y、B−Yを生成する信号処理回路である。この処理回路132は、高域輝度信号YHを生成する高域輝度信号発生回路、低域輝度信号YLを生成する低域輝度信号発生回路、および色差信号R−Y、B−Yを生成する色差信号発生回路で構成されている。輝度信号Yは、高域輝度信号YHと低域輝度信号YLを合成することによって形成される。 The YC processing circuit 132 is a signal processing circuit that generates a luminance signal Y and color difference signals RY and BY. The processing circuit 132 includes a high-frequency luminance signal generation circuit that generates a high-frequency luminance signal YH, a low-frequency luminance signal generation circuit that generates a low-frequency luminance signal YL, and a color difference that generates color difference signals RY and BY. It consists of a signal generation circuit. The luminance signal Y is formed by combining the high frequency luminance signal YH and the low frequency luminance signal YL.
記録再生系は、メモリ(記録媒体、不図示)への画像信号の出力と、ディスプレイユニット107への画像信号の出力とを行う処理系である。記録処理回路133は、メモリへの画像信号の書き込み処理および読み出し処理を行う。再生処理回路134は、メモリから読み出した画像信号を再生して、ディスプレイユニット107に出力する。 The recording / reproducing system is a processing system that outputs an image signal to a memory (recording medium, not shown) and outputs an image signal to the display unit 107. The recording processing circuit 133 performs a writing process and a reading process of the image signal to the memory. The reproduction processing circuit 134 reproduces the image signal read from the memory and outputs it to the display unit 107.
また、記録処理回路133は、静止画像および動画像を表すYC信号を所定の圧縮形式(例えば、JPEG形式)にて圧縮するとともに、圧縮データを読み出した際に圧縮データを伸張する圧縮伸張回路を有する。圧縮伸張回路は、信号処理のためのフレームメモリなどを含み、このフレームメモリに画像処理系からのYC信号をフレーム毎に蓄積して、それぞれ複数のブロック毎に読み出して圧縮符号化する。圧縮符号化は、例えば、ブロック毎の画像信号を2次元直交変換、正規化およびハフマン符号化することにより行われる。 The recording processing circuit 133 also includes a compression / decompression circuit that compresses YC signals representing still images and moving images in a predetermined compression format (for example, JPEG format) and decompresses the compressed data when the compressed data is read out. Have. The compression / decompression circuit includes a frame memory for signal processing. The YC signal from the image processing system is stored in this frame memory for each frame, and is read and compressed for each of a plurality of blocks. The compression encoding is performed, for example, by subjecting the image signal for each block to two-dimensional orthogonal transformation, normalization, and Huffman encoding.
再生処理回路134は、輝度信号Yおよび色差信号R−Y、B−Yをマトリックス変換して、例えばRGB信号に変換する回路である。再生処理回路134によって変換された信号は、ディスプレイユニット107に出力され、可視画像が表示(再生)される。 The reproduction processing circuit 134 is a circuit that converts the luminance signal Y and the color difference signals RY and BY into a matrix signal, for example, an RGB signal. The signal converted by the reproduction processing circuit 134 is output to the display unit 107, and a visible image is displayed (reproduced).
再生処理回路134およびディスプレイユニット107は、Bluetoothなどの無線通信回線を介して接続することができ、このように構成すれば、カメラで撮像した画像を離れたところからモニタすることができる。 The reproduction processing circuit 134 and the display unit 107 can be connected via a wireless communication line such as Bluetooth. With this configuration, an image captured by the camera can be monitored from a remote location.
一方、制御系の一部である操作検出回路136は、レリーズボタン120やファインダモード切り換えスイッチ123等の操作を検出する。また、カメラシステム制御回路135は、操作検出回路136の検出信号に応じてハーフミラー111やサブミラー122を含むカメラ内の各部材の駆動を制御し、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力する。 On the other hand, the operation detection circuit 136 which is a part of the control system detects operations of the release button 120, the finder mode changeover switch 123, and the like. The camera system control circuit 135 controls driving of each member in the camera including the half mirror 111 and the sub mirror 122 according to the detection signal of the operation detection circuit 136, and generates and outputs a timing signal at the time of imaging. To do.
撮像素子駆動回路137は、カメラシステム制御回路135の制御の下に撮像素子106を駆動する駆動信号を生成する。情報表示回路142は、光学ファインダ内情報表示ユニット180の駆動を制御する。 The image sensor drive circuit 137 generates a drive signal for driving the image sensor 106 under the control of the camera system control circuit 135. The information display circuit 142 controls driving of the information display unit 180 in the optical viewfinder.
制御系は、外部操作に応じて撮像系、画像処理系および記録再生系における各回路の駆動を制御する。例えば、制御系は、レリーズボタン120が押圧操作されたことを検出して、撮像素子106の駆動、RGB画像処理回路131の動作、記録処理回路133の圧縮処理などを制御する。また、制御系は、ファインダ内情報表示回路142によって光学ファインダ内に表示される情報における各セグメントの状態を制御する。 The control system controls driving of each circuit in the imaging system, the image processing system, and the recording / reproducing system in accordance with an external operation. For example, the control system detects that the release button 120 has been pressed, and controls the driving of the image sensor 106, the operation of the RGB image processing circuit 131, the compression processing of the recording processing circuit 133, and the like. Further, the control system controls the state of each segment in the information displayed in the optical viewfinder by the in-finder information display circuit 142.
次に、焦点調節に関する説明を行う。カメラシステム制御回路135には、AF制御回路140およびレンズシステム制御回路141が接続されている。これらの制御回路は、カメラシステム制御回路135を中心にして各々の処理に必要とするデータを相互に通信している。 Next, the focus adjustment will be described. An AF control circuit 140 and a lens system control circuit 141 are connected to the camera system control circuit 135. These control circuits communicate with each other data necessary for each processing with the camera system control circuit 135 as a center.
AF制御回路140は、撮影画面上の所定の位置に設けられた焦点検出領域に対応する焦点検出用センサ167の信号出力を受けることにより焦点検出信号を生成し、結像光学系103の合焦状態(デフォーカス量)を検出する。 The AF control circuit 140 generates a focus detection signal by receiving a signal output from the focus detection sensor 167 corresponding to the focus detection area provided at a predetermined position on the imaging screen, and focuses the imaging optical system 103. The state (defocus amount) is detected.
デフォーカス量が検出されると、このデフォーカス量を結像光学系103の一部の要素であるフォーカシングレンズの駆動量に変換し、カメラシステム制御回路135を介してレンズシステム制御回路141に送信する。 When the defocus amount is detected, the defocus amount is converted into a driving amount of a focusing lens which is a part of the imaging optical system 103 and transmitted to the lens system control circuit 141 via the camera system control circuit 135. To do.
移動する物体に対しては、レリーズボタン120が押圧操作されてから実際の撮像動作が開始されるまでのタイムラグを勘案して、適切なレンズ停止位置を予測した結果に基づいてフォーカシングレンズの駆動量を指示する。また、カメラ本体101内に設けられ、物体の輝度を検出する輝度検出装置(不図示)の検出結果に基づいて、物体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られないと判定したときには、照明ユニット104又はカメラ本体101に設けられた不図示の白色LEDや蛍光管によって物体を照明する。 For a moving object, the focusing lens drive amount based on the result of predicting an appropriate lens stop position, taking into account the time lag from when the release button 120 is pressed to when the actual imaging operation starts. Instruct. Further, when it is determined that the brightness of the object is low and sufficient focus detection accuracy cannot be obtained based on the detection result of a brightness detection device (not shown) that is provided in the camera body 101 and detects the brightness of the object, An object is illuminated by a white LED or a fluorescent tube (not shown) provided in the illumination unit 104 or the camera body 101.
レンズシステム制御回路141は、カメラシステム制御回路135から送られたフォーカシングレンズの駆動量を受信すると、レンズ装置102内の不図示の駆動機構によってフォーカシングレンズを光軸L1方向に移動させるなどの動作を行い、焦点調節を行う。 When the lens system control circuit 141 receives the driving amount of the focusing lens sent from the camera system control circuit 135, the lens system control circuit 141 performs an operation such as moving the focusing lens in the direction of the optical axis L1 by a driving mechanism (not shown) in the lens device 102. And adjust the focus.
AF制御回路140において物体にピントが合ったことが検出されると、この検出情報はカメラシステム制御回路135に伝えられる。このとき、レリーズボタン120が押圧操作されていれば、上述したように撮像系、画像処理系、記録再生系により撮像制御が行われる。 When the AF control circuit 140 detects that the object is in focus, this detection information is transmitted to the camera system control circuit 135. At this time, if the release button 120 is pressed, the imaging control is performed by the imaging system, the image processing system, and the recording / reproducing system as described above.
絞り143はレンズシステム制御回路141からの指令に応じて像面側に向かう被写体光の光量を調節する。なお、カメラシステム制御135とレンズシステム制御回路141は、レンズ装置102側のマウント部電気接点(通信ユニット)144aおよびカメラ本体101側のマウント部電気接点144bを介して通信が行えるように構成されている。 The diaphragm 143 adjusts the amount of subject light directed toward the image plane in accordance with a command from the lens system control circuit 141. The camera system control 135 and the lens system control circuit 141 are configured to be able to communicate with each other via a mount unit electrical contact (communication unit) 144a on the lens device 102 side and a mount unit electrical contact 144b on the camera body 101 side. Yes.
図1から図5は、本実施例であるカメラシステムの縦断面図である。なお、レンズ装置102については、この一部を示している。これらの図では、主にハーフミラー111およびサブミラー122の駆動機構(ミラー駆動機構)の動作を時系列で示している。なお、図6および図7で説明した部材と同じ部材については同一符号を付す。 1 to 5 are longitudinal sectional views of the camera system according to the present embodiment. A part of the lens device 102 is shown. In these drawings, operations of the driving mechanisms (mirror driving mechanisms) of the half mirror 111 and the sub mirror 122 are mainly shown in time series. The same members as those described in FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals.
図3を用いてミラー駆動機構の構成について説明する。図3は、カメラが上述した第1の光路状態にあるときの図を示している。 The configuration of the mirror drive mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a diagram when the camera is in the first optical path state described above.
同図において、101はカメラ本体、102はレンズ装置、103aは結像光学系を構成する複数のレンズのうち最も像面側に位置するレンズ、105はファインダ光学系のフォーカシングスクリーンである。164は焦点検出ユニット121における光束の取り込み窓となるコンデンサーレンズ、107はディスプレイユニットである。163は、ファインダ光学系の光路内に進退可能なアイピースシャッタ(遮光部材)である。この遮光部材は接眼レンズ109a側からの光による撮像への影響を回避する部材である。 In the figure, reference numeral 101 denotes a camera body, 102 denotes a lens device, 103a denotes a lens positioned closest to the image plane among a plurality of lenses constituting the imaging optical system, and 105 denotes a focusing screen of the finder optical system. Reference numeral 164 denotes a condenser lens that serves as a light beam capturing window in the focus detection unit 121, and 107 denotes a display unit. Reference numeral 163 denotes an eyepiece shutter (light-shielding member) that can advance and retract in the optical path of the finder optical system. This light-shielding member is a member that avoids an influence on imaging due to light from the eyepiece lens 109a side.
可動型のハーフミラー111は、不図示のハーフミラー受け板に保持されている。このハーフミラー受け板にはピン173、174が設けられており、ハーフミラー111およびピン173、174はハーフミラー受け板を介して一体となって移動可能となっている。 The movable half mirror 111 is held by a half mirror receiving plate (not shown). The half mirror receiving plate is provided with pins 173 and 174, and the half mirror 111 and the pins 173 and 174 are movable together through the half mirror receiving plate.
170はハーフミラー駆動レバー、171はハーフミラー支持アームである。ハーフミラー駆動レバー170は、回転軸170aに対して回転可能に支持されており、ハーフミラー支持アーム171は、回転軸171aに対して回転可能に支持されている。 Reference numeral 170 denotes a half mirror drive lever, and 171 denotes a half mirror support arm. The half mirror drive lever 170 is supported to be rotatable with respect to the rotation shaft 170a, and the half mirror support arm 171 is supported to be rotatable with respect to the rotation shaft 171a.
ハーフミラー駆動レバー170は、不図示の動力伝達機構を介して駆動源に連結されており、駆動源からの駆動力を受けることにより回転軸170aを中心に回転することができる。また、ハーフミラー支持アーム171は、接続部171bを介してミラーボックスの対向する壁面側にある略同一形状の構造と接続されている。 The half mirror drive lever 170 is connected to a drive source via a power transmission mechanism (not shown), and can rotate around the rotation shaft 170a by receiving a drive force from the drive source. Further, the half mirror support arm 171 is connected to a structure having substantially the same shape on the opposite wall surface side of the mirror box via the connection portion 171b.
ハーフミラー支持アーム171の先端に設けられた貫通孔171cには、不図示のハーフミラー受け板に設けられたピン173が摺動可能に係合している。これにより、ハーフミラー111は、ハーフミラー受け板を介して貫通孔171cを中心に回動可能となっている。また、ハーフミラー受け板のうちピン173とピン174の中間位置には、不図示のトーションバネによって矢印A方向の付勢力が付与されている。 A pin 173 provided on a half mirror receiving plate (not shown) is slidably engaged with a through hole 171c provided at the tip of the half mirror support arm 171. Thereby, the half mirror 111 can be rotated centering on the through-hole 171c via the half mirror receiving plate. Further, an urging force in the direction of arrow A is applied to an intermediate position between the pin 173 and the pin 174 in the half mirror receiving plate by a torsion spring (not shown).
第1の光路状態(図3)においては、ミラーストッパ(ストッパ部材)160、161が、撮影光路外であってハーフミラー111の移動軌跡内に進入した状態にある。この状態にあるとき、ハーフミラー111は、トーションバネによる矢印A方向の付勢力を受けることにより、ミラーストッパ160、161に当接して位置決めされる。これにより、ハーフミラー111は、撮影光路上に斜設された状態となる。 In the first optical path state (FIG. 3), the mirror stoppers (stopper members) 160 and 161 are in a state of entering the movement locus of the half mirror 111 outside the imaging optical path. In this state, the half mirror 111 is positioned in contact with the mirror stoppers 160 and 161 by receiving a biasing force in the direction of arrow A by the torsion spring. As a result, the half mirror 111 is inclined on the photographing optical path.
ここで、ピン173は、ハーフミラー駆動レバー170の第1カム面170bに当接しておらず、ピン174はハーフミラー駆動レバー170の第2カム面170cに当接していない。 Here, the pin 173 does not contact the first cam surface 170b of the half mirror drive lever 170, and the pin 174 does not contact the second cam surface 170c of the half mirror drive lever 170.
また、サブミラー122は回転軸125周りの回転が抑制された状態で、ハーフミラー111の背後に位置している。 Further, the sub mirror 122 is located behind the half mirror 111 in a state in which the rotation around the rotation axis 125 is suppressed.
上述した第1の光路状態において、結像光学系103から射出した光束のうちハーフミラー111で反射した光束はファインダ光学系に導かれ、ハーフミラー111を透過した光束はハーフミラー111の背後にあるサブミラー122で反射して焦点検出ユニット121に導かれる。 In the first optical path state described above, of the light beams emitted from the imaging optical system 103, the light beam reflected by the half mirror 111 is guided to the finder optical system, and the light beam transmitted through the half mirror 111 is behind the half mirror 111. The light is reflected by the sub mirror 122 and guided to the focus detection unit 121.
ミラーストッパ160、161がハーフミラー111の移動軌跡から退避したときや、ハーフミラー駆動レバー170が図3中時計回りに回転したときには、不図示のトーションバネによる矢印A方向の付勢力により、ピン173はハーフミラー駆動レバー170の第1カム面170bに当接し、ピン174はハーフミラー駆動レバー170の第2カム面170cに当接する。 When the mirror stoppers 160 and 161 are retracted from the movement locus of the half mirror 111, or when the half mirror drive lever 170 is rotated clockwise in FIG. 3, the pin 173 is biased by a biasing force in the direction of arrow A by a torsion spring (not shown). Is in contact with the first cam surface 170b of the half mirror drive lever 170, and the pin 174 is in contact with the second cam surface 170c of the half mirror drive lever 170.
そして、ピン173、174はそれぞれ、ハーフミラー駆動レバー170の回転量に応じて、第1カム面170bおよび第2カム面170cに沿って移動する。これにより、ハーフミラー111の姿勢が変化する。 Then, the pins 173 and 174 move along the first cam surface 170b and the second cam surface 170c in accordance with the rotation amount of the half mirror drive lever 170, respectively. Thereby, the attitude | position of the half mirror 111 changes.
すなわち、ハーフミラー駆動レバー170の回転に連動してハーフミラー支持アーム171が回転する。そして、ハーフミラー駆動レバー170およびハーフミラー支持アーム171にピン173、174を介して連結しているハーフミラー受け板が作動し、ハーフミラー受け板とともにハーフミラー111が作動する。 That is, the half mirror support arm 171 rotates in conjunction with the rotation of the half mirror drive lever 170. Then, the half mirror receiving plate connected to the half mirror driving lever 170 and the half mirror supporting arm 171 via the pins 173 and 174 is operated, and the half mirror 111 is operated together with the half mirror receiving plate.
図1から図5は、ハーフミラー111やサブミラー122の動作を示す図である。図1は、上述した第2の光路状態を示し、図2は、第1の光路状態から第2の光路状態への移行過程を示す。図4は、第1の光路状態から第3の光路状態への移行過程を示し、図5は上述した第3の光路状態を示す。 1 to 5 are diagrams illustrating the operation of the half mirror 111 and the sub mirror 122. FIG. FIG. 1 shows the second optical path state described above, and FIG. 2 shows a transition process from the first optical path state to the second optical path state. FIG. 4 shows a transition process from the first optical path state to the third optical path state, and FIG. 5 shows the third optical path state described above.
第1の光路状態(図3)にあるとき、ハーフミラー111およびサブミラー122は、上述したように結像光学系103から射出された物体光を、ファインダ光学系および焦点検出ユニット121に導くように作用する。 When in the first optical path state (FIG. 3), the half mirror 111 and the sub mirror 122 guide the object light emitted from the imaging optical system 103 to the finder optical system and the focus detection unit 121 as described above. Works.
また、第2の光路状態(図1)にあるときには、ハーフミラー111が結像光学系103から射出された物体光を、撮像素子106および焦点検出ユニット121に導くように作用する。さらに、第3の光路状態(図5)にあるときには、ハーフミラー111およびサブミラー122が撮影光路から退避する。 In the second optical path state (FIG. 1), the half mirror 111 acts to guide the object light emitted from the imaging optical system 103 to the image sensor 106 and the focus detection unit 121. Further, when in the third optical path state (FIG. 5), the half mirror 111 and the sub mirror 122 are retracted from the photographing optical path.
次に、本実施例のカメラシステムにおける撮影シーケンスについて図8を用いて説明する。 Next, a shooting sequence in the camera system of the present embodiment will be described with reference to FIG.
ステップS1では、メインスイッチ119が操作(ON状態)されるまで待機し、操作されることでステップS2に進む。ステップS2では、カメラ本体101内の各種電気回路に電流を供給(起動)する。 In step S1, the process waits until the main switch 119 is operated (ON state), and the operation proceeds to step S2. In step S <b> 2, current is supplied (activated) to various electric circuits in the camera body 101.
ステップS3では、設定されているファインダモードを判別し、OVFモードに設定されている場合にはステップS4に進み、EVFモードに設定されている場合にはステップS5に進む。 In step S3, the set finder mode is determined. If the OVF mode is set, the process proceeds to step S4. If the EVF mode is set, the process proceeds to step S5.
ステップS4では、光学ファインダ内情報表示ユニット180を駆動することにより、光学ファインダ内に設けられた表示部に所定の情報を表示させる。このOVFモードでは、接眼レンズ109を介して上記所定の情報とともに物体を観察することができる。 In step S4, the information display unit 180 in the optical viewfinder is driven to display predetermined information on the display unit provided in the optical viewfinder. In this OVF mode, an object can be observed together with the predetermined information via the eyepiece lens 109.
ステップS5では、ディスプレイユニット107に画像や所定の情報を表示させる。このEVFモードでは、ディスプレイユニット107を介して上記所定の情報とともに物体を観察することができる。 In step S5, an image or predetermined information is displayed on the display unit 107. In this EVF mode, an object can be observed together with the predetermined information via the display unit 107.
ここで、操作検出回路136によりファインダモード切り換えスイッチ123が操作されたことを検出した場合には、ファインダモードを切り換える。例えば、OVFモードからEVFモードに切り換えられた場合には、撮像系および画像処理系の駆動により、ディスプレイユニット107に画像(物体像)が表示される。 Here, when the operation detection circuit 136 detects that the finder mode changeover switch 123 is operated, the finder mode is switched. For example, when the OVF mode is switched to the EVF mode, an image (object image) is displayed on the display unit 107 by driving the imaging system and the image processing system.
ステップS6では、操作検出回路136の出力に基づいてレリーズボタン120が半押し操作されるのを検出するまで、すなわち、SW1がON状態になるまで待機し、SW1がON状態になることでステップS7に進む。 In step S6, the process waits until it is detected that the release button 120 is half-pressed on the basis of the output of the operation detection circuit 136, that is, until the SW1 is turned on, and the SW1 is turned on. Proceed to
ステップS7では、被写体輝度の測定(測光動作)が行われるとともに、焦点検出ユニット121において位相差検出方式による焦点調節状態の検出動作(焦点検出動作)が行われる。 In step S7, subject luminance is measured (photometric operation), and the focus detection unit 121 performs a focus adjustment state detection operation (focus detection operation) using a phase difference detection method.
これらの検出結果は、カメラシステム制御回路135に送られ、露出値(シャッタ速度および絞り値)およびデフォーカス量が演算される。そして、演算されたデフォーカス量に基づいて、AF制御回路140およびレンズシステム制御回路141の制御により結像光学系103のフォーカシングレンズを駆動してピント合わせを行う。また、演算された絞り値に基づいて絞り143を駆動して光通過口の開口面積を切り換える。 These detection results are sent to the camera system control circuit 135, and an exposure value (shutter speed and aperture value) and a defocus amount are calculated. Based on the calculated defocus amount, the focusing lens of the imaging optical system 103 is driven under the control of the AF control circuit 140 and the lens system control circuit 141 to perform focusing. Further, the aperture 143 is driven based on the calculated aperture value to switch the opening area of the light passage opening.
ステップS8では、操作検出回路136の出力に基づいてレリーズボタン120が全押し操作されているか否か、すなわち、SW2がON状態となっているか否かを判別する。ここで、SW2がON状態になっていればステップS9に進み、OFF状態になっていればステップS6に戻る。 In step S8, based on the output of the operation detection circuit 136, it is determined whether or not the release button 120 is fully pressed, that is, whether or not SW2 is in an ON state. Here, if SW2 is in the ON state, the process proceeds to step S9, and if it is in the OFF state, the process returns to step S6.
ステップS9では、ミラー駆動機構を駆動することにより、ハーフミラー111およびサブミラー122を第3の光路状態(図5)とする。ステップS10では、先に演算されたシャッタ速度に基づいてシャッタ113を動作させることで撮像素子106を露光し、ステップS11で画像処理系により高精細画像の取り込みを行う。 In step S9, the half mirror 111 and the sub mirror 122 are set to the third optical path state (FIG. 5) by driving the mirror driving mechanism. In step S10, the image sensor 106 is exposed by operating the shutter 113 based on the previously calculated shutter speed, and in step S11, a high-definition image is captured by the image processing system.
なお、上述した撮影シーケンスは高精細画像の撮影を行う場合であり、高速連続撮影を行う場合には、上述したシーケンスとは一部異なるシーケンスとなる。すなわち、ハーフミラー111およびサブミラー122は第2の光路状態(図1)となり、シャッタ113はアパーチャを開いたままとなる。 Note that the above-described shooting sequence is a case of shooting a high-definition image. When high-speed continuous shooting is performed, the sequence is partially different from the above-described sequence. That is, the half mirror 111 and the sub mirror 122 are in the second optical path state (FIG. 1), and the shutter 113 remains open.
このとき、結像光学系103からの光束は、ハーフミラー111により焦点検出ユニット121に反射される成分と、ハーフミラー111を透過する成分とに分けられる。そして、ハーフミラー111を透過した成分が、撮像素子106で受光されることで撮影が行われる。連続撮影を行う際には、ミラー駆動機構を駆動することがないため、ハーフミラー111は同じ状態(図1の状態)に保持される。 At this time, the light beam from the imaging optical system 103 is divided into a component reflected by the half mirror 111 to the focus detection unit 121 and a component transmitted through the half mirror 111. Then, the component that has passed through the half mirror 111 is received by the image sensor 106, and photographing is performed. When performing continuous shooting, the mirror drive mechanism is not driven, so that the half mirror 111 is held in the same state (the state shown in FIG. 1).
本実施例のカメラは、撮像した画像をディスプレイユニット107上でモニタしているときにも、焦点検出ユニット121において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことにより、高速な焦点調節動作(フォーカシングレンズの合焦駆動)を行うことができるように構成されている。 The camera of the present embodiment detects a focus adjustment state by the phase difference detection method in the focus detection unit 121 even when the captured image is being monitored on the display unit 107, so that a high-speed focus adjustment operation ( Focusing lens focusing drive) can be performed.
次に、ファインダモードの切り換え動作について説明する。 Next, the finder mode switching operation will be described.
カメラ内の電気回路が動作している間は、各操作スイッチの状態が操作検出回路136を介して検出され、ファインダモード切り換えスイッチ123が操作されたことを検出すると、ファインダモード(OVFモードおよびEVFモード)の切り換え動作が直ちに開始される(図8のステップS3)。 While the electric circuit in the camera is operating, the state of each operation switch is detected via the operation detection circuit 136, and when it is detected that the finder mode changeover switch 123 has been operated, the finder mode (OVF mode and EVF mode) is detected. The mode switching operation is immediately started (step S3 in FIG. 8).
図9は、ファインダモードの切り換え動作を説明するためのフローチャートであり、以下、このフローに沿って説明する。 FIG. 9 is a flowchart for explaining the finder mode switching operation, which will be described below.
ステップS100において、現在のファインダモードが検知され、ファインダモード切り換えスイッチ123の操作によりOVFモードからEVFモードへ切り換えられたときには、ステップS101へ移行する。一方、ファインダモード切り換えスイッチ123の操作により、EVFモードからOVFモードへ切り換えられたときにはステップS111へ移行する。 In step S100, when the current finder mode is detected and the finder mode changeover switch 123 is operated to switch from the OVF mode to the EVF mode, the process proceeds to step S101. On the other hand, when the EVF mode is switched to the OVF mode by operating the finder mode switching switch 123, the process proceeds to step S111.
まず、OVFモードからEVFモードに切り換えられた場合について説明する。 First, a case where the OVF mode is switched to the EVF mode will be described.
OVFモードにおいては、ハーフミラー111およびサブミラー122からなる光路分割系が第1の光路状態(図3)となっている。EVFモードでは、光学ファインダに物体光を導かないため、まず、ステップS101において、カメラシステム制御回路135は、不図示の駆動源を駆動することによりアイピースシャッタ163を閉じ動作させる。すなわち、アイピースシャッタ163を、レンズ109bおよびレンズ109c間におけるファインダ光路内に進入させる。 In the OVF mode, the optical path splitting system composed of the half mirror 111 and the sub mirror 122 is in the first optical path state (FIG. 3). In the EVF mode, since object light is not guided to the optical viewfinder, first, in step S101, the camera system control circuit 135 closes the eyepiece shutter 163 by driving a drive source (not shown). That is, the eyepiece shutter 163 is caused to enter the finder optical path between the lens 109b and the lens 109c.
これは、EVFモードが設定されているときに接眼レンズ109を介して物体像が見えなくなるのを撮影者がカメラの故障と誤解しないようにするためと、光学ファインダからの逆入光が撮像素子106に入射することによりゴーストが発生するのを防ぐためである。 This is to prevent the photographer from misunderstanding that the object image cannot be seen through the eyepiece lens 109 when the EVF mode is set. This is to prevent a ghost from being generated by being incident on 106.
ステップS102では、ファインダ内情報表示ユニット180の駆動制御により光学ファインダ内の情報表示を非表示状態とする。これは、ステップS101において、すでにアイピースシャッタ163を閉じ状態としているため、光学ファインダ内に情報表示を行っても撮影者はこの表示を見ることができないからである。これにより、電力消費を軽減して電池の消耗を抑えることができる。 In step S102, the information display in the optical viewfinder is set to the non-display state by driving control of the information display unit 180 in the viewfinder. This is because, since the eyepiece shutter 163 has already been closed in step S101, the photographer cannot see this display even if information is displayed in the optical viewfinder. Thereby, power consumption can be reduced and battery consumption can be suppressed.
ステップS103では、ミラー駆動機構を動作させることにより、ハーフミラー111を第2の光路状態(図1)に移行させるのに備えて、サブミラー122をミラーボックスの下部に退避させる(図1)。 In step S103, the sub-mirror 122 is retracted to the lower part of the mirror box in preparation for moving the half mirror 111 to the second optical path state (FIG. 1) by operating the mirror driving mechanism (FIG. 1).
ステップS104では、ミラーストッパ160、161をハーフミラー111の移動軌跡上から退避させる。ミラーストッパ160、161が退避した後、ステップS105では、ミラー駆動機構によりハーフミラー駆動レバー170を反時計方向に回転させる。これにより、ハーフミラー111は、不図示のトーションバネによる矢印A方向の付勢力を受けることで、図2に示す状態を経て第2の光路状態(図1)となる。 In step S104, the mirror stoppers 160 and 161 are retracted from the movement locus of the half mirror 111. After the mirror stoppers 160 and 161 are retracted, in step S105, the half mirror drive lever 170 is rotated counterclockwise by the mirror drive mechanism. As a result, the half mirror 111 enters the second optical path state (FIG. 1) through the state shown in FIG. 2 by receiving a biasing force in the direction of arrow A by a torsion spring (not shown).
ハーフミラー111が第2の光路状態にあるときには、結像光学系103からの光束のうち一部の光束がハーフミラー111で反射して焦点検出ユニット121に導かれる。また、残りの光束は、ハーフミラー111を透過して撮像素子106側に向かう。 When the half mirror 111 is in the second optical path state, a part of the light beam from the imaging optical system 103 is reflected by the half mirror 111 and guided to the focus detection unit 121. Further, the remaining light flux passes through the half mirror 111 and travels toward the image sensor 106 side.
第2の光路状態では、ハーフミラー111が、トーションバネによる矢印A方向の付勢力を受けることにより、撮影光路外に配置されたミラーストッパ175、176に当接して位置決めされる。このとき、ピン173は、ハーフミラー駆動レバー170の第1カム面170bに当接しておらず、ピン174は、ハーフミラー駆動レバー170の第2カム面170cに当接していない。 In the second optical path state, the half mirror 111 is positioned in contact with the mirror stoppers 175 and 176 disposed outside the photographing optical path by receiving a biasing force in the direction of arrow A by the torsion spring. At this time, the pin 173 does not contact the first cam surface 170b of the half mirror drive lever 170, and the pin 174 does not contact the second cam surface 170c of the half mirror drive lever 170.
ハーフミラー111の反射面の位置は、第1の光路状態においてサブミラー122の反射面があった位置と略等しくなっている。このように構成することで、サブミラー122(第1の光路状態)により焦点検出ユニット121に導かれる反射光と、ハーフミラー111(第2の光路状態)により焦点検出ユニット121に導かれる反射光とのズレを無くし、焦点検出領域の位置がほとんど変化しないようにすることができる。 The position of the reflecting surface of the half mirror 111 is substantially the same as the position where the reflecting surface of the sub mirror 122 is located in the first optical path state. With this configuration, the reflected light guided to the focus detection unit 121 by the sub mirror 122 (first optical path state), and the reflected light guided to the focus detection unit 121 by the half mirror 111 (second optical path state). Therefore, the position of the focus detection area can be hardly changed.
ここで、ハーフミラー111を透過した光束が撮像素子106上で結像されることで形成される物体像のピント位置は、物体光がハーフミラー111を透過しない場合のピント位置に比べて若干ずれることがある。このため、ステップS106では、ピント位置のずれを補正するために、ピント補正モードを起動する。 Here, the focus position of the object image formed by imaging the light flux that has passed through the half mirror 111 on the image sensor 106 is slightly shifted from the focus position when the object light does not pass through the half mirror 111. Sometimes. For this reason, in step S106, the focus correction mode is activated to correct the shift of the focus position.
第1の光路状態において、焦点検出ユニット121は、ハーフミラー111およびサブミラー122が撮影光路から退避(第3の光路状態)したときに、物体像が撮像素子106上にシャープに結像するように焦点検出信号を出力している。 In the first optical path state, the focus detection unit 121 causes the object image to be sharply formed on the image sensor 106 when the half mirror 111 and the sub mirror 122 are retracted from the imaging optical path (third optical path state). A focus detection signal is output.
これに対して、第2の光路状態でピント補正モードがオン状態にあるときは、ハーフミラー111を透過して撮像素子106上に投影された物体像がシャープに結像するように焦点検出ユニット121の焦点検出信号を補正する。これにより、第2の光路状態でピント補正モードが設定されている場合、第2の光路状態におけるフォーカシングレンズの合焦位置は、焦点検出ユニット121の焦点検出信号を補正した分だけ、第3の光路状態におけるフォーカシングレンズの合焦位置に対してずれる。 On the other hand, when the focus correction mode is on in the second optical path state, the focus detection unit transmits the half mirror 111 and projects the object image projected onto the image sensor 106 sharply. The focus detection signal 121 is corrected. As a result, when the focus correction mode is set in the second optical path state, the focusing position of the focusing lens in the second optical path state is the third amount corresponding to the correction of the focus detection signal of the focus detection unit 121. It shifts with respect to the focusing position of the focusing lens in the optical path state.
したがって、EVFモードが設定されている状態においてレリーズボタン120が全押し操作されて撮像動作がスタートし、第2の光路状態から第3の光路状態に切り換わるときには、これと同期してシャッタ113の先幕駆動機構をチャージ(シャッタ113を閉じ状態)するとともに、ピント補正モードにより物体像のピント位置を補正した分だけフォーカシングレンズを元の位置(第3の光路状態における合焦位置)に戻す。その後、シャッタ113を所定の時間だけ開いて撮像素子106による撮像を行う。 Accordingly, when the EVF mode is set, the release button 120 is fully pressed to start the imaging operation, and when the second optical path state is switched to the third optical path state, the shutter 113 is synchronized with this. The front curtain drive mechanism is charged (shutter 113 is closed), and the focusing lens is returned to the original position (the in-focus position in the third optical path state) as much as the focus position of the object image is corrected by the focus correction mode. Thereafter, the shutter 113 is opened for a predetermined time, and imaging by the imaging element 106 is performed.
このように構成することにより、第2の光路状態においてディスプレイユニット107に表示された画像に基づいてピントの状態を正確に確認した上で、第3の光路状態でピントの合った画像を撮像することができる。 With this configuration, the focus state is accurately confirmed based on the image displayed on the display unit 107 in the second optical path state, and then an image in focus in the third optical path state is captured. be able to.
ステップS107では、シャッタ113の先幕だけを走行させてバルブ露光状態にして撮像素子116に連続的に物体光を導き、ディスプレイユニット107上に画像を表示するための撮像を可能にする。ステップS108では、ディスプレイユニット107の電源を投入する。 In step S <b> 107, only the front curtain of the shutter 113 is caused to travel so as to be in a bulb exposure state, and object light is continuously guided to the image sensor 116, thereby enabling imaging for displaying an image on the display unit 107. In step S108, the display unit 107 is powered on.
ステップS109では、撮像素子106にて連続的に物体像を撮像し、ディスプレイユニット107上でリアルタイム表示を開始し、一連のファインダ切り換え処理をリターンする。 In step S109, object images are continuously picked up by the image pickup device 106, real-time display is started on the display unit 107, and a series of viewfinder switching processes is returned.
EVFモード(第2の光路状態)では、結像光学系103から射出された物体光がハーフミラー111での屈折作用を受けるため、ディスプレイユニット107上にリアルタイム表示される物体の電子画像は、第3の光路状態において実際に撮像される画像に比べて僅かに上下方向にずれる。 In the EVF mode (second optical path state), since the object light emitted from the imaging optical system 103 is refracted by the half mirror 111, the electronic image of the object displayed on the display unit 107 in real time is 3 is slightly shifted in the vertical direction as compared with the actually captured image in the optical path state 3.
図12は、第2の光路状態でディスプレイユニット107上に表示される画像と、第3の光路状態で実際に撮影される画像とのズレを説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining a difference between an image displayed on the display unit 107 in the second optical path state and an image actually captured in the third optical path state.
同図において、190は第2の光路状態で撮像される撮像範囲(太線の枠で囲まれた領域)、すなわち、リアルタイム表示の際にディスプレイユニット107に出力可能な撮影画像の範囲である。191は、第3の光路状態で撮像される撮像範囲である。 In the figure, reference numeral 190 denotes an imaging range (region surrounded by a thick frame) that is imaged in the second optical path state, that is, a range of a captured image that can be output to the display unit 107 during real-time display. Reference numeral 191 denotes an imaging range in which imaging is performed in the third optical path state.
撮像範囲190と撮像範囲191は上下方向にシフトした関係にあり、その結果、ディスプレイユニット107には出力可能であるものの第3の光路状態で撮像されない領域190a、すなわち、撮像範囲190のうち撮像範囲191と重ならない領域が存在する。 The imaging range 190 and the imaging range 191 are shifted in the up-down direction. As a result, the imaging range 190 of the imaging range 190 that can be output to the display unit 107 but is not imaged in the third optical path state, that is, the imaging range 190. There is a region that does not overlap with 191.
そこで、再生処理回路134は、図13に示すように図12の領域190aに相当する領域192を非表示状態とし、撮影範囲190全体をディスプレイユニット107で表示しないように処理する。これにより、ディスプレイユニット107には、撮像領域190のうち領域192を覗く領域(クレームでの一部の領域に相当する)が表示されることになる。こうすることによって、EVFモードでディスプレイユニット107に表示されているにもかかわらず実際には撮影されないという不具合を無くすことができる。 Therefore, the reproduction processing circuit 134 performs processing so that the area 192 corresponding to the area 190a in FIG. 12 is not displayed and the entire photographing range 190 is not displayed on the display unit 107 as shown in FIG. As a result, the display unit 107 displays a region (corresponding to a part of the claims) of the imaging region 190 looking into the region 192. By doing so, it is possible to eliminate the problem that the image is not actually shot despite being displayed on the display unit 107 in the EVF mode.
次に、ステップS100におけるファインダモードの判別により、EVFモードからOVFモードへ切り換えるためにステップS111へ移行した場合について説明する。 Next, a case will be described in which the process proceeds to step S111 in order to switch from the EVF mode to the OVF mode by determining the finder mode in step S100.
初期状態のEVFモードにおいては、ハーフミラー111とサブミラー122からなる光路分割系は第2の光路状態(図1)にあり、上述したようにディスプレイユニット107でリアルタイム表示が為されている。 In the EVF mode in the initial state, the optical path dividing system composed of the half mirror 111 and the sub mirror 122 is in the second optical path state (FIG. 1), and real-time display is performed on the display unit 107 as described above.
ステップS111では、ディスプレイユニット107の電源をオフ状態にするとともに、撮像素子106による撮像を停止する。ステップS112では、シャッタ113の後幕を走行させてシャッタ113を閉じ状態とし、撮影に備えて先幕・後幕駆動機構をチャージする。 In step S111, the power of the display unit 107 is turned off and imaging by the image sensor 106 is stopped. In step S112, the rear curtain of the shutter 113 is moved to close the shutter 113, and the front curtain / rear curtain drive mechanism is charged in preparation for shooting.
ステップS113では、ハーフミラー111の移動を可能にするためにミラーストッパ160、161をハーフミラー111の移動軌跡から退避させる。 In step S <b> 113, the mirror stoppers 160 and 161 are retracted from the movement locus of the half mirror 111 in order to enable the movement of the half mirror 111.
ステップS114では、ハーフミラー駆動レバー170を図1中時計回りに回転させることにより、光路分割系であるハーフミラー111およびサブミラー122を図2の状態→図3の状態→図4の状態→図5の状態(第3の光路状態)となるように移動させる。 In step S114, the half mirror drive lever 170 is rotated clockwise in FIG. 1 to move the half mirror 111 and the sub mirror 122, which are optical path dividing systems, from the state of FIG. 2 to the state of FIG. 3 to the state of FIG. To be in the state (third optical path state).
ハーフミラー駆動レバー170が時計方向に回転すると、ピン174は第2カム面170cに押し込まれて移動し、ピン173は第1カム面170bに押し込まれて移動する。これにより、ハーフミラー支持アーム171が回転軸171aを中心に時計方向に回転するとともに、ハーフミラー111がピン173を中心に時計方向に回転する。 When the half mirror drive lever 170 rotates in the clockwise direction, the pin 174 is pushed and moved into the second cam surface 170c, and the pin 173 is pushed and moved into the first cam surface 170b. As a result, the half mirror support arm 171 rotates clockwise about the rotation shaft 171a, and the half mirror 111 rotates clockwise about the pin 173.
ステップS115では、ミラーストッパ160、161をハーフミラー111の移動軌跡内に挿入させる。 In step S115, the mirror stoppers 160 and 161 are inserted into the movement locus of the half mirror 111.
第3の光路状態までハーフミラー111を移動させてからミラーストッパ160、161を挿入するので、ミラーストッパ160、161の挿入に際してハーフミラー111と衝突することはなく、ハーフミラー111の位置を切り換える際(OVFモードおよびEVFモード間の切り換え)の機構的信頼性を高くすることができる。 Since the mirror stoppers 160 and 161 are inserted after the half mirror 111 is moved to the third optical path state, there is no collision with the half mirror 111 when the mirror stoppers 160 and 161 are inserted, and the position of the half mirror 111 is switched. The mechanical reliability of (switching between OVF mode and EVF mode) can be increased.
なお、本実施例ではハーフミラー111を第3の光路状態まで移動させているが、ミラーストッパ160、161がハーフミラー111に衝突しなければよいため、ハーフミラー111を第3の光路状態に相当する位置の近傍まで移動させてもよい。 In this embodiment, the half mirror 111 is moved to the third optical path state. However, since the mirror stoppers 160 and 161 do not have to collide with the half mirror 111, the half mirror 111 corresponds to the third optical path state. You may move to the vicinity of the position to do.
ステップS116では、ハーフミラー駆動レバー170を図5中反時計回りに回転させることにより、ハーフミラー111を第3の光路状態(図5)から図4の状態を経て第1の光路状態(図3)とする。このとき、ハーフミラー111は、ミラー駆動機構内の不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ160、161に当接した状態となる。 In step S116, the half mirror 111 is rotated from the third optical path state (FIG. 5) to the first optical path state (FIG. 3) by rotating the half mirror drive lever 170 counterclockwise in FIG. ). At this time, the half mirror 111 receives a biasing force of a spring (not shown) in the mirror driving mechanism and is in contact with the mirror stoppers 160 and 161.
ステップS117では、アイピースシャッタ163を開く。 In step S117, the eyepiece shutter 163 is opened.
ステップS118では、操作検出回路136からの出力に基づいてマニュアル(M)フォーカスモードに設定されているか否かを判別し、マニュアルフォーカスモードであればステップS107に移行し、マニュアルフォーカスモードではなくオートフォーカスモードであれば、ステップ120に進む。 In step S118, it is determined whether or not the manual (M) focus mode is set based on the output from the operation detection circuit 136. If the manual focus mode is set, the process proceeds to step S107. If the mode is selected, the process proceeds to step 120.
マニュアルフォーカスモードである場合には、焦点検出ユニット121を動作させる必要がなく、背景のボケ具合の把握が光学ファインダよりも電子画像表示の方が正確にできるので、ディスプレイユニット107でのリアルタイム表示を行うステップS107に移行する。 In the manual focus mode, it is not necessary to operate the focus detection unit 121, and the background blur can be grasped more accurately in the electronic image display than in the optical viewfinder. The process proceeds to step S107.
ステップS120では、焦点検出ユニット121に物体光を導くようにサブミラー122を所定の位置にセットする。すなわち、ミラーボックスの下部に収納(図5)されているサブミラー122を回転軸125を中心に回転させることにより、ハーフミラー111の背後に移動させる(図3)。 In step S120, the sub mirror 122 is set at a predetermined position so as to guide the object light to the focus detection unit 121. That is, the sub-mirror 122 housed in the lower part of the mirror box (FIG. 5) is moved behind the half mirror 111 by rotating around the rotation shaft 125 (FIG. 3).
ステップS121では、光学ファインダ内情報表示ユニット180の駆動制御により所定の情報をファインダ内に点灯表示し、一連のファインダ切り換え処理を終了する。 In step S121, predetermined information is lit and displayed in the finder by drive control of the information display unit 180 in the optical finder, and a series of finder switching processes are terminated.
次に、焦点検出ユニット121と焦点検出のための信号処理について説明する。 Next, the focus detection unit 121 and signal processing for focus detection will be described.
図1から図5において、164はコンデンサーレンズ、165は反射ミラー、166は再結像レンズ、167は焦点検出用センサである。 1 to 5, reference numeral 164 denotes a condenser lens, 165 denotes a reflecting mirror, 166 denotes a re-imaging lens, and 167 denotes a focus detection sensor.
結像光学系103から射出し、ハーフミラー111(第2の光路状態のとき)又は、サブミラー122(第1の光路状態のとき)で反射した光束は、ミラーボックス下部のコンデンサーレンズ164に入射した後、反射ミラー165で偏向し、再結像レンズ166の作用によって焦点検出用センサ167上に物体の2次像を形成する。 The light beam emitted from the imaging optical system 103 and reflected by the half mirror 111 (in the second optical path state) or the sub mirror 122 (in the first optical path state) is incident on the condenser lens 164 below the mirror box. Thereafter, the light is deflected by the reflection mirror 165, and a secondary image of the object is formed on the focus detection sensor 167 by the action of the re-imaging lens 166.
焦点検出用センサ167には少なくとも2つの画素列が備えられており、2つの画素列の出力信号波形の間には、焦点検出領域上に結像光学系103によって形成された物体像の結像状態に応じて、相対的に横シフトした状態が観測される。前ピン、後ピンでは出力信号波形のシフト方向が逆になり、相関演算などの手法を用いてこの位相差(シフト量)を、シフト方向を含めて検出するのが焦点検出(コントラスト検出方式)の原理である。 The focus detection sensor 167 includes at least two pixel columns, and an image of an object image formed by the imaging optical system 103 on the focus detection region is formed between the output signal waveforms of the two pixel columns. Depending on the state, a relatively laterally shifted state is observed. The shift direction of the output signal waveform is reversed at the front and rear pins, and the focus detection (contrast detection method) detects this phase difference (shift amount) including the shift direction using a method such as correlation calculation. Is the principle.
図10と図11は、AF制御回路140に入力された焦点検出用センサ167の出力信号波形を表す図である。横軸は画素の並びを、縦軸は出力値を表している。図10は物体像にピントが合っていない状態での出力信号波形を示し、図11は物体像にピントが合った状態での出力信号波形を示す。 10 and 11 are diagrams showing output signal waveforms of the focus detection sensor 167 input to the AF control circuit 140. FIG. The horizontal axis represents the pixel arrangement, and the vertical axis represents the output value. FIG. 10 shows an output signal waveform when the object image is out of focus, and FIG. 11 shows an output signal waveform when the object image is in focus.
一般に、焦点検出のための光束は絞り開放の結像光束と同じではなく、結像光束の一部を使用して焦点検出が行われる。すなわち、焦点検出には暗いFナンバーの光束が用いられる。また、機構の誤差を考慮すると、撮像素子106の位置と焦点検出用センサ167の位置が厳密な意味で光学的に共役とはいえない。この結果、物体像にピントが合った状態であっても、2つの出力信号波形の間には僅かの初期位相差Δが残る(図11)。 In general, the light beam for focus detection is not the same as the imaging light beam with the aperture opened, and focus detection is performed using a part of the imaging light beam. That is, a dark F-number light beam is used for focus detection. Further, in consideration of mechanism errors, the position of the image sensor 106 and the position of the focus detection sensor 167 are not optically conjugate in a strict sense. As a result, even if the object image is in focus, a slight initial phase difference Δ remains between the two output signal waveforms (FIG. 11).
これは、先に説明した電子画像表示のピントをシャープにするためのピント補正モードでの補正(図9のステップS106)とは異なるものである。初期位相差Δの存在自体は、これを2像の相関演算で検出された位相差から差し引けば真の位相差を知ることができるので、通常問題とはならない。 This is different from the correction in the focus correction mode for sharpening the electronic image display focus described above (step S106 in FIG. 9). The existence of the initial phase difference Δ is not usually a problem because the true phase difference can be known by subtracting this from the phase difference detected by the correlation calculation of the two images.
しかしながら、第1の光路状態におけるサブミラー122の反射面位置と、第2の光路状態におけるハーフミラー111の反射面位置が機構精度上完全には一致しないという問題があり、初期位相差Δも僅かに異なってくる。通常の部品加工精度では、およそ30μm程度は反射面がその法線方向にずれる可能性があり、この量を小さくしようとすると、部品加工のためのコストが極めて高くなる。 However, there is a problem that the position of the reflecting surface of the sub-mirror 122 in the first optical path state and the position of the reflecting surface of the half mirror 111 in the second optical path state do not completely match in terms of mechanism accuracy, and the initial phase difference Δ is also slightly Come different. With normal part processing accuracy, there is a possibility that the reflective surface is displaced in the normal direction by about 30 μm. If this amount is reduced, the cost for processing the part becomes extremely high.
そこで、第1の光路状態と第2の光路状態とで初期位相差Δをそれぞれ設定しておき、光路状態に応じて初期位相差Δの値を変更する。例えば、第1の光路状態および第2の光路状態における初期位相差Δをカメラシステム制御回路135内に設けられたメモリ135aに格納しておく。そして、ミラー(ハーフミラー111およびサブミラー122)の位置を検出したり、ファインダモード(EVFモードおよびOVFモード)を検出したりすることで、第1の光路状態や第2の光路状態における初期位相差Δを読み出すことができる。 Therefore, the initial phase difference Δ is set for each of the first optical path state and the second optical path state, and the value of the initial phase difference Δ is changed according to the optical path state. For example, the initial phase difference Δ in the first optical path state and the second optical path state is stored in a memory 135 a provided in the camera system control circuit 135. Then, the initial phase difference in the first optical path state or the second optical path state is detected by detecting the position of the mirror (half mirror 111 and sub mirror 122) or detecting the finder mode (EVF mode and OVF mode). Δ can be read out.
このように構成することによって、何れの光路状態の場合にも良好な精度で焦点検出を行うことが可能である。 With this configuration, focus detection can be performed with good accuracy in any optical path state.
このように、まず初期位相差の考え方を使って、1組の信号の同一性を判別することで合焦状態の検知を行うことができる。また、相関演算を用いた公知の手法、例えば、上述した特許文献5に開示されている手法を用いて位相差を検出することにより、デフォーカス量を求めることができる。得られたデフォーカス量を結像光学系103のフォーカシングレンズを駆動すべき量に換算すれば、自動焦点調節が可能である。 In this way, first, using the idea of the initial phase difference, it is possible to detect the in-focus state by determining the identity of a set of signals. Further, the defocus amount can be obtained by detecting the phase difference using a known method using correlation calculation, for example, the method disclosed in Patent Document 5 described above. If the obtained defocus amount is converted into an amount by which the focusing lens of the imaging optical system 103 should be driven, automatic focus adjustment is possible.
この方法では、フォーカシングレンズを駆動すべき量があらかじめ分かるので、通常、フォーカシングレンズの合焦位置への駆動はほぼ1回で済み、極めて高速な焦点調節が可能である。 In this method, since the amount of the focusing lens to be driven is known in advance, the focusing lens is normally driven only once to the in-focus position, and extremely fast focus adjustment is possible.
本実施例のカメラによれば、第2の光路状態においてディスプレイユニット107上で物体像の電子画像表示を行う際にも、第1の光路状態と同様に焦点検出ユニット107において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができ、高速な焦点調節動作(フォーカシングレンズの合焦駆動)を行うことができる。また、第2の光路状態で連続撮影や動画撮影を行うようにすることで、高速な焦点調節動作が可能となる。しかも、上述した特許文献4のように焦点検出ユニットを、レンズ装置およびカメラ本体にそれぞれ設ける場合に比べてカメラの小型化を図ることができるとともに、コスト高になるのを防止することができる。 According to the camera of the present embodiment, when the electronic image of the object image is displayed on the display unit 107 in the second optical path state, the focus detection unit 107 uses the phase difference detection method similarly to the first optical path state. The focus adjustment state can be detected, and high-speed focus adjustment operation (focusing driving of the focusing lens) can be performed. Further, by performing continuous shooting or moving image shooting in the second optical path state, high-speed focus adjustment operation is possible. In addition, as compared with the case where the focus detection unit is provided in each of the lens device and the camera body as in Patent Document 4 described above, it is possible to reduce the size of the camera and to prevent an increase in cost.
なお、本実施例では、第2の光路状態(図1)において結像光学系103からの射出光をハーフミラー111により焦点検出ユニット121に導き、焦点検出ユニット121で位相差検出方式による焦点調節だけを行っているが、これに加えてハーフミラー111を透過した光を用いて撮像素子106でコントラスト検出方式による焦点調節を行うようにしてもよい。 In this embodiment, in the second optical path state (FIG. 1), the emitted light from the imaging optical system 103 is guided to the focus detection unit 121 by the half mirror 111, and the focus detection unit 121 performs focus adjustment by the phase difference detection method. In addition to this, in addition to this, the image sensor 106 may perform focus adjustment by a contrast detection method using light transmitted through the half mirror 111.
例えば、まず位相差検出方式による焦点調節によりフォーカシングレンズを合焦位置の近傍に移動させるとともに、コントラスト検出方式による焦点調節によりフォーカシングレンズを合焦位置に停止させることができる。これにより、フォーカシングレンズを合焦位置近傍まで素速く移動させることができるとともに、合焦位置の精度を高めることができる。 For example, first, the focusing lens can be moved to the vicinity of the in-focus position by focus adjustment by the phase difference detection method, and the focusing lens can be stopped at the in-focus position by focus adjustment by the contrast detection method. Thereby, the focusing lens can be moved quickly to the vicinity of the in-focus position, and the accuracy of the in-focus position can be increased.
また、本実施例ではレンズ装置102およびカメラ本体101からなるカメラシステムについて説明したが、レンズ装置およびカメラ本体が一体で構成されているカメラについても本発明を適用することができる。この場合、図7のレンズシステム制御回路141は不要となり、カメラシステム制御回路135によってレンズシステム制御回路141の制御動作が行われる。 In this embodiment, the camera system including the lens device 102 and the camera main body 101 has been described. However, the present invention can also be applied to a camera in which the lens device and the camera main body are integrated. In this case, the lens system control circuit 141 in FIG. 7 becomes unnecessary, and the control operation of the lens system control circuit 141 is performed by the camera system control circuit 135.
カメラ本体101には、焦点距離の異なる複数のレンズ装置102が着脱可能であることは上述のとおりである。したがって、当該装着されたレンズ装置102に対しては、本実施例で説明したようなカメラ本体101であるか、従来のカメラ本体であるかによって、カメラシステム制御回路135から送信されてくる信号が異なる。 As described above, a plurality of lens devices 102 having different focal lengths can be attached to and detached from the camera body 101. Therefore, a signal transmitted from the camera system control circuit 135 is sent to the mounted lens apparatus 102 depending on whether it is the camera body 101 as described in the present embodiment or a conventional camera body. Different.
すなわち、本実施例で説明したようなカメラ本体101との装着の場合、カメラシステム制御回路135とレンズシステム制御回路141との間では次のような制御を行うための通信が行われる。 That is, when the camera body 101 is mounted as described in the present embodiment, the following communication is performed between the camera system control circuit 135 and the lens system control circuit 141.
カメラシステム制御回路135から第2の光路状態(第2のモード)を示す信号を受けたレンズシステム制御回路141は、絞り143の絞り開口を制御する。これは、従来のカメラ本体を用いた場合では、測光や撮影のために絞りを絞り込んでいるのに対し、本実施例でのカメラ本体101を用いた場合では、ディスプレイユニット(画像表示ユニット)107上に画像を表示するために露光量を調節するためである。また、従来のカメラ本体を用いたときの自動ピント調節や、本実施例のカメラシステムにおいて、レンズ制御回路141がカメラシステム制御回路135から第1の光路状態(第1のモード)を示す信号を受けた場合における自動ピント調整は、絞り開放で行う。 The lens system control circuit 141 that has received a signal indicating the second optical path state (second mode) from the camera system control circuit 135 controls the aperture opening of the aperture 143. This is because when the conventional camera body is used, the aperture is narrowed down for photometry and photographing, whereas when the camera body 101 in this embodiment is used, the display unit (image display unit) 107 is used. This is because the exposure amount is adjusted in order to display an image on top. In addition, when the conventional camera body is used, or in the camera system of this embodiment, the lens control circuit 141 sends a signal indicating the first optical path state (first mode) from the camera system control circuit 135. Automatic focus adjustment when received is performed with the aperture fully open.
これに対し、本実施例のカメラシステムでは、第2の光路状態で絞り143を絞り込み中であっても、焦点検出ユニット121での検出結果に基づく結像光学系103でのピント調整を許可する。そして、本実施例のカメラシステムでは、第2の光路状態で絞り開口を変化させて撮影(例えば、連続撮影や動画撮影)を行った後に、絞り143の絞り開口を、ディスプレイユニット107上に画像を表示させるための状態に復帰させる。 On the other hand, in the camera system of this embodiment, even when the diaphragm 143 is being narrowed down in the second optical path state, the focus adjustment in the imaging optical system 103 based on the detection result in the focus detection unit 121 is permitted. . In the camera system of the present embodiment, the aperture opening of the aperture 143 is imaged on the display unit 107 after shooting with the aperture opening changed in the second optical path state (for example, continuous shooting or moving image shooting). Return to the state for displaying.
本実施例によれば、結像光学系103からの光束をファインダ光学系に導く場合(第1の光路状態)や撮像素子に導く場合(第2の光路状態)には、ともに上記光束を焦点検出ユニット121にも導くようにしている。これにより、ファインダ光学系を介して物体像を観察するときはもちろんのこと、撮像素子により物体像を撮像する場合(例えば、連続撮影や動画撮影を行う場合)であっても、焦点検出ユニット121において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができる。 According to this embodiment, when the light beam from the imaging optical system 103 is guided to the finder optical system (first optical path state) or when guided to the image sensor (second optical path state), the light beam is focused on both. It is also guided to the detection unit 121. Thereby, not only when observing an object image through the finder optical system, but also when capturing an object image with an image sensor (for example, when performing continuous shooting or moving image shooting), the focus detection unit 121. The focus adjustment state can be detected by the phase difference detection method.
このため、撮像素子106により物体像を撮像する際、コントラスト検出方式により焦点調節状態の検出を行う場合(従来)に比べて焦点調節動作を素速く行うことができる。しかも、上述した特許文献4のように焦点検出ユニットを2つ備える必要もないため、装置の大型化やコストアップを防止することができる。 For this reason, when an image is picked up by the image sensor 106, the focus adjustment operation can be performed more quickly than when the focus adjustment state is detected by the contrast detection method (conventional). Moreover, since it is not necessary to provide two focus detection units as in Patent Document 4 described above, it is possible to prevent an increase in the size and cost of the apparatus.
また、撮像素子106により撮像された画像をディスプレイユニット107に表示して、この画像を観察する場合でも、上述したように焦点調節動作を素速く行うことができる。 Further, even when an image captured by the image sensor 106 is displayed on the display unit 107 and this image is observed, the focus adjustment operation can be performed quickly as described above.
本発明の実施例2であるカメラシステムについて説明する。 A camera system that is Embodiment 2 of the present invention will be described.
実施例1では、第1の光路状態から直接、第2の光路状態に移行させているとともに、第2の光路状態から第1の光路状態に移行させる際には、第3の光路状態を経るようにしている。 In the first embodiment, the first optical path state is directly shifted to the second optical path state, and the third optical path state is passed when the second optical path state is shifted to the first optical path state. I am doing so.
これに対して、本実施例では、第1の光路状態および第2の光路状態間で切り換えるときには、第3の光路状態を経るようになっており、この点で実施例1と異なっている。以下、実施例1と異なる部分について説明する。 On the other hand, in the present embodiment, when switching between the first optical path state and the second optical path state, the third optical path state is passed, which is different from the first embodiment. Hereinafter, a different part from Example 1 is demonstrated.
なお、分割光学系(ハーフミラー、サブミラーおよびミラー駆動機構)以外の他のカメラの構成については、実施例1におけるカメラの構成と概ね同様であり、実施例1で説明した部材と同じ部材については同一符号を用いる。 The configuration of the camera other than the split optical system (half mirror, sub mirror, and mirror driving mechanism) is substantially the same as the configuration of the camera in the first embodiment, and the same members as those described in the first embodiment are used. The same code is used.
図14は、本実施例における分割光学系の動作を説明するための図である。同図において、(A)は第1の光路状態、(C)は第3の光路状態、(E)は第2の光路状態を示す図である。また、(B)は第1の光路状態から第3の光路状態への移行過程を重ね書きした図、(D)は第3の光路状態から第2の光路状態への移行過程を重ね書きした図である。 FIG. 14 is a diagram for explaining the operation of the split optical system in the present embodiment. In the figure, (A) is a first optical path state, (C) is a third optical path state, and (E) is a second optical path state. (B) is a diagram in which the transition process from the first optical path state to the third optical path state is overwritten. (D) is a diagram in which the transition process from the third optical path state to the second optical path state is overwritten. FIG.
これらの図において、L2は結像光学系103の光軸、206は撮像素子(受光面)、211は可動式のハーフミラー、222はサブミラー、201は遮光板である。202はミラーストッパであり、ハーフミラー211と当接することでハーフミラー211を第1の光路状態に保持する。203はミラーストッパであり、ハーフミラー211と当接することでハーフミラー211を第2の光路状態に保持する。これらのミラーストッパ202、203は、実施例1と異なりカメラ本体内に固定されている。 In these drawings, L2 is an optical axis of the imaging optical system 103, 206 is an image sensor (light receiving surface), 211 is a movable half mirror, 222 is a sub mirror, and 201 is a light shielding plate. Reference numeral 202 denotes a mirror stopper, which holds the half mirror 211 in the first optical path state by contacting the half mirror 211. Reference numeral 203 denotes a mirror stopper, which holds the half mirror 211 in the second optical path state by contacting the half mirror 211. Unlike the first embodiment, these mirror stoppers 202 and 203 are fixed in the camera body.
図14(A)に示す第1の光路状態において、ハーフミラー211は光軸L2上に斜設されており、不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ202に当接することで位置決めされている。また、ハーフミラー211の背後には、サブミラー222が位置している。 In the first optical path state shown in FIG. 14A, the half mirror 211 is obliquely arranged on the optical axis L2, and is positioned by abutting against the mirror stopper 202 by receiving a biasing force of a spring (not shown). Yes. Further, a sub mirror 222 is located behind the half mirror 211.
この第1の光路状態は、実施例1と同様にカメラがOVFモードに設定されているときの状態であり、ファインダ光学系を介して物体像を観察することができるとともに、焦点検出ユニット121において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができる。 This first optical path state is a state when the camera is set to the OVF mode as in the first embodiment, and an object image can be observed through the finder optical system, and in the focus detection unit 121. The focus adjustment state can be detected by the phase difference detection method.
光軸L2に沿って図中左側に位置する結像光学系103からハーフミラー211に入射した光束は、一部がハーフミラー211の表面でカメラ上方(図中上方)に反射してファインダ光学系に導かれる。また、残りの光束はハーフミラー211を透過して、ハーフミラー211の背後に位置するサブミラー222でカメラ下方(図中下方)に反射して焦点検出ユニット121に導かれる。 A part of the light beam incident on the half mirror 211 from the imaging optical system 103 located on the left side in the drawing along the optical axis L2 is reflected on the surface of the half mirror 211 to the upper side of the camera (upward in the drawing). Led to. Further, the remaining light beam is transmitted through the half mirror 211, reflected by the sub mirror 222 located behind the half mirror 211 to the lower side of the camera (downward in the figure), and guided to the focus detection unit 121.
図14(C)に示す第3の光路状態において、ハーフミラー211およびサブミラー222は、結像光束をけらないカメラ上方の位置に退避している。このとき、遮光板201は、ハーフミラー211のうちサブミラー222と重ならない領域を覆っており、サブミラー222とともにファインダ光学系からの逆入光を遮光している。これにより、ファインダ光学系からの逆入光が撮像素子206に入射するのを防止して、ゴーストが発生するのを防止することができる。 In the third optical path state shown in FIG. 14C, the half mirror 211 and the sub mirror 222 are retracted to a position above the camera that does not block the imaging light flux. At this time, the light shielding plate 201 covers a region of the half mirror 211 that does not overlap the sub mirror 222, and shields the reverse incident light from the finder optical system together with the sub mirror 222. Thereby, it is possible to prevent reverse incident light from the finder optical system from entering the image sensor 206 and to prevent a ghost from occurring.
図14(E)に示す第2の光路状態において、ハーフミラー211は光軸L2上に斜設されており、不図示のバネの付勢力を受けてミラーストッパ203に当接することで位置決めされている。一方、サブミラー222は、遮光板201とともにカメラ上方に位置しており、撮影光路から退避している。 In the second optical path state shown in FIG. 14 (E), the half mirror 211 is obliquely arranged on the optical axis L2, and is positioned by abutting against the mirror stopper 203 under the biasing force of a spring (not shown). Yes. On the other hand, the sub mirror 222 is located above the camera together with the light shielding plate 201 and is retracted from the photographing optical path.
この第2の光路状態は、実施例1と同様にカメラがEVFモードに設定されているときの状態であり、ディスプレイユニット107を介して物体像を観察することができるとともに、焦点検出ユニット121において位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができる。 This second optical path state is a state when the camera is set to the EVF mode as in the first embodiment, and an object image can be observed through the display unit 107 and also in the focus detection unit 121. The focus adjustment state can be detected by the phase difference detection method.
光軸L2に沿って図中左側に位置する結像光学系103からハーフミラー211に入射した光束は、一部がハーフミラー211の裏面でカメラ下方に反射して焦点検出ユニット121に導かれる。また、残りの光束はハーフミラー211を透過して、撮像素子206に入射する。 A part of the light beam incident on the half mirror 211 from the imaging optical system 103 located on the left side in the drawing along the optical axis L2 is reflected to the lower side of the camera by the back surface of the half mirror 211 and guided to the focus detection unit 121. Further, the remaining light flux passes through the half mirror 211 and enters the image sensor 206.
第1の光路状態(A)から第3の光路状態(C)への移行動作は、図14(B)に示すように一般的な一眼レフカメラのミラーアップ動作とほとんど変わらない。すなわち、ハーフミラー211は、この表面がカメラ上方を向くように回転するとともに、サブミラー222は、この反射面がカメラ上方を向くように回転する。このとき、サブミラー222は、ハーフミラー211に沿う位置まで移動する。 The transition operation from the first optical path state (A) to the third optical path state (C) is almost the same as the mirror up operation of a general single-lens reflex camera as shown in FIG. That is, the half mirror 211 rotates so that the surface faces upward of the camera, and the sub mirror 222 rotates so that the reflection surface faces upward of the camera. At this time, the sub mirror 222 moves to a position along the half mirror 211.
なお、第3の光路状態(C)から第1の光路状態(A)への移行動作は、上述した動作と逆の動作となる。また、上述したハーフミラー211およびサブミラー222の動作は、例えば、モータの駆動力をギア列を介してカムに伝達させ、カムを回転させることによって、カムと係合するハーフミラー211およびサブミラー222のピンを移動させることで行うことができる。 Note that the transition operation from the third optical path state (C) to the first optical path state (A) is the reverse of the above-described operation. In addition, the operations of the half mirror 211 and the sub mirror 222 described above are performed by, for example, transmitting the driving force of the motor to the cam via the gear train and rotating the cam, thereby causing the half mirror 211 and the sub mirror 222 engaged with the cam to rotate. This can be done by moving the pin.
一方、第3の光路状態(C)から第2の光路状態(E)への移行動作は、光軸L2と略平行に配置されたハーフミラー211が、ハーフミラー211の後端部、つまり撮像素子206に近い側から下がり始めて、ミラーストッパ203に当接する。このとき、ハーフミラー211の裏面が、撮像光学系103側を向くようになっている。 On the other hand, in the transition operation from the third optical path state (C) to the second optical path state (E), the half mirror 211 disposed substantially parallel to the optical axis L2 is the rear end of the half mirror 211, that is, imaging. It starts to fall from the side close to the element 206 and comes into contact with the mirror stopper 203. At this time, the back surface of the half mirror 211 faces the imaging optical system 103 side.
ハーフミラー211の位置は、第1の光路状態におけるサブミラー222の位置と略一致している。ここで、本実施例では、実施例1とは異なり、ハーフミラー211の反射面が撮像素子206側に位置しているため、ハーフミラー211による偏向後の光軸が第1の光路状態における焦点検出ユニット121への入射光軸に一致するようにハーフミラー211の位置が決定される。 The position of the half mirror 211 substantially coincides with the position of the sub mirror 222 in the first optical path state. Here, in the present embodiment, unlike the first embodiment, the reflecting surface of the half mirror 211 is positioned on the image sensor 206 side, so that the optical axis after deflection by the half mirror 211 is the focal point in the first optical path state. The position of the half mirror 211 is determined so as to coincide with the optical axis incident on the detection unit 121.
このように構成することによって、第1の光路状態および第2の光路状態で焦点検出領域の位置がほとんど変化しないようにすることができる。 With this configuration, the position of the focus detection region can be hardly changed between the first optical path state and the second optical path state.
本実施例では、第1の光路状態と第2の光路状態とを切り換えるときに、図14(B)〜(D)の状態を経由しているため、ミラーストッパ202、203を実施例1のように可動式(ミラーの移動軌跡に対して進退する構造)にする必要がない。また、ハーフミラー211およびサブミラー222の動作がミラーストッパ202、203により妨げられることもないため、第1の光路状態および第2の光路状態間の切り換えを行う際における機構的信頼性を確保することができる。 In this embodiment, when switching between the first optical path state and the second optical path state, the states shown in FIGS. 14B to 14D are passed, so that the mirror stoppers 202 and 203 are connected to those in the first embodiment. Thus, it is not necessary to be movable (structure that advances and retreats with respect to the movement locus of the mirror). Further, since the operations of the half mirror 211 and the sub mirror 222 are not hindered by the mirror stoppers 202 and 203, it is possible to ensure mechanical reliability when switching between the first optical path state and the second optical path state. Can do.
本実施例のカメラによれば、第2の光路状態においてディスプレイユニット107上で物体像の電子画像表示を行う場合にも、第1の光路状態と同様に位相差検出方式による焦点調節状態の検出を行うことができるため、高速な焦点調節動作(フォーカシングレンズの合焦駆動)を行うことができる。また、第2の光路状態で連続撮影や動画撮影を行うようにすることで、高速な焦点調節動作が可能となる。しかも、上述した文献4のように焦点検出ユニットをレンズ装置およびカメラ本体のそれぞれに設ける必要もないため、カメラの小型化を図ることができるとともに、コスト高になることもない。 According to the camera of the present embodiment, even when the electronic image of the object image is displayed on the display unit 107 in the second optical path state, the focus adjustment state is detected by the phase difference detection method as in the first optical path state. Therefore, high-speed focus adjustment operation (focusing lens focusing drive) can be performed. Further, by performing continuous shooting or moving image shooting in the second optical path state, high-speed focus adjustment operation is possible. In addition, since it is not necessary to provide the focus detection unit in each of the lens device and the camera body as in the above-mentioned document 4, the camera can be reduced in size and the cost is not increased.
なお、実施例1および実施例2では、カラー画像を得るカメラを例に挙げたが、本発明はこれに限定されるものではなく赤外線撮像機器やモノクロカメラ、撮像機能を備えた双眼鏡などにも適用できることはいうまでもない。 In the first and second embodiments, a camera that obtains a color image has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. For example, an infrared imaging device, a monochrome camera, and a binocular equipped with an imaging function. Needless to say, this is applicable.
103:結像光学系
106:撮像素子
109a〜109c:レンズ
111:ハーフミラー
121:焦点検出ユニット
122:サブミラー
103: Imaging optical system 106: Imaging elements 109a to 109c: Lens 111: Half mirror 121: Focus detection unit 122: Sub mirror
Claims (3)
前記撮影レンズからの光束が導かれ、位相差検出方式により前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する焦点検出ユニットと、
前記撮影レンズからの光束が導かれるファインダ光学系と、
前記撮影レンズからの光束の一部を反射し、残りを透過する第1のミラーと、
前記撮像素子からの出力を用いて取得した画像データを表示する画像表示手段とを有し、
前記第1のミラーは、該第1のミラーで反射した光束を前記ファインダ光学系に導くとともに前記第1のミラーを透過した光束を前記焦点検出ユニットに導く第1の状態と、前記第1のミラーで反射した光束を前記焦点検出ユニットに導くとともに前記第1のミラーを透過した光束を前記撮像素子に導く第2の状態とに切り換えられ、
前記第1のミラーが前記第2の状態にあるときに前記撮像素子からの出力を用いて取得した画像データを、前記画像表示手段により表示することを特徴とする撮像装置。 An image sensor that photoelectrically converts an object image formed by a light beam from a photographing lens;
A focus detection unit that detects a focus adjustment state of the photographic lens by a phase difference detection method in which a light beam from the photographic lens is guided ;
A finder optical system for guiding a light beam from the photographing lens;
A first mirror that reflects a portion of the light flux from the photographic lens and transmits the remainder ;
Image display means for displaying image data acquired using the output from the image sensor ;
The first mirror guides the light beam reflected by the first mirror to the finder optical system and guides the light beam transmitted through the first mirror to the focus detection unit; and Switching to a second state in which the light beam reflected by the mirror is guided to the focus detection unit and the light beam transmitted through the first mirror is guided to the image sensor;
An image pickup apparatus , wherein the image display means displays image data acquired using an output from the image pickup device when the first mirror is in the second state.
該第2のミラーは、前記第1の状態において前記第1のミラーを透過した光束を前記焦点検出ユニットに導く位置に配置され、前記第2の状態において前記第1のミラーを透過した光束を遮らない位置に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 The imaging apparatus includes a second mirror that is driven in accordance with the switching operation of the first mirror,
The second mirror is disposed at a position for guiding the light beam transmitted through the first mirror in the first state to the focus detection unit, and the light beam transmitted through the first mirror in the second state. the imaging apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that it is arranged at a position not obstructed.
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