JP5026336B2 - デジタルカメラの絞り及びシャッタ速度の測定装置 - Google Patents

Description

本発明はデジタルカメラ（以下、単に「カメラ」ともいう）の絞り及びシャッタ速度の性能を測定するための測定装置に関する。

デジタルカメラにおいてもレンズの絞りとシャッタ速度は撮影結果に大きな影響を与える機能要素である。そのため、デジタルカメラの製品検査においては、絞りとシャッタ速度が予め設定された通りに制御されるか否かをチェックしている。

銀塩フィルムを使用するカメラの絞り及びシャッタ速度を検査する従来の方法は、被写体側からカメラに光を入射させ、フィルム面に受光素子を置いて、絞りおよびシャッタを通過した光を受光素子で検知することにより絞り及びシャッタを通過した光量を検知する方法であった。

ここで、写真を撮るとき、絞りとシャッタを通過する光量は、受光面に対する絞りの開口度合いとシャッタの動作時間によって変動するが、シャッタが１回開閉動作したときの全光量は、そのシャッタが開閉している時間について積分したものとなる。そこで上記の測定方法では、フィルム面に置いた受光素子に絞りとシャッタを通った光を検出させることにより、所定の絞りとシャッタ速度に応じた受光量が前記受光素子に得られるか否かを検知して検査している。

なお、上記の絞りとシャッタが規定値通りに制御されているか否かの検査方法は、絞りとシャッタを別体に設けた機種の場合も、絞りとシャッタを合体した形式のレンズシャッタの場合も同様である。因みに、レンズシャッタの場合、絞りによってシャッタ部分の開口面積が変動するからシャッタ速度と絞り値によって入射光量が変動する。

しかし乍ら、上記のようにフィルム面に受光素子をセットして絞りとシャッタ速度を検査する場合は、カメラのフィルム面に、フィルムに代えて受光素子をセットしなければならないため、カメラ本体の裏蓋を開けてフィルム面の位置に検査用の受光素子をセットしなければならないという煩しさを指摘されている。

このような問題点に関し、カメラ本体の裏蓋を開けてフィルム面位置に受光素子を配置する方法を採らず、カメラの絞り及びシャッタが所定の規格条件にしたがって制御されるか否かを好適に検査、測定することができるカメラの絞り及びシャッタ速度の測定装置が特許文献１として提案されている。

特許文献１に開示されたカメラの絞りとシャッタ速度の測定装置は、カメラ本体の外部の被写体側からカメラ本体のレンズ系に向けて、略光軸と一致させて偏光させたスポットビーム光（平行光）を投射する光投射手段と、該光投射手段によって投射されたスポットビーム光がカメラ本体のフィルム面で拡散反射した反射光を前記レンズ系を介し平行光にしてカメラ本体の外部に導くとともに、該平行な反射光のうち前記光投射手段によって投射された偏光方向と同方向の偏光成分を除去した平行反射光を集光レンズを介してスポット状に受光する受光手段とを具備して構成されている。

上記の測定装置では、スポットビーム光として直線偏光を使用し、前記受光手段では前記直線偏光と偏光方向を９０・偏位させた配置で偏光フィルタを設置している。これは反射光中のスポットビーム光に起因するゴースト光を除去するためである。また、光源のスポットビーム光としては、絞りおよびシャッタの開口径よりも細径のビーム光束を使用している。

しかし乍ら、上記測定装置では、光源に細径のスポットビーム光を用いるため、光源光をビーム光に形成するためのレンズ系を不可欠とするため光源装置が複雑になるほか、カメラ側の受光面がフィルム面であるため、光源のビーム光は受光面で乱反射してしまうから、この反射光を平行光に直すレンズ系が不可欠であるほか、光-電気変換検出部（受光素子）に対して前記平行光を受光素子の受光面に集束させるためのレンズ系も必要として、この測定装置の光学系の配置や構成が複雑にならざるを得ないという問題がある。

上記の問題点の原因は、第一に測定対象がいわゆる銀塩フィルムを使用するカメラであるため、そのフィルム面を受光面とする測定では、当該受光面が光を乱反射するフィルムであることにより、光源にスポットビーム光を用いる必要があることによる。第二に、フィルム面での反射光は入射光がビーム光であっても乱反射するため、これを平行光にするレンズ系が不可欠であることによる。さらには、レンズ系で平行光にされた反射光はそのままの平行光では受光素子に入射しても集中した効率的な光電効果を受光素子に生起させることができないため受光素子面に集光するためのレンズ系を不可欠とすることにもよる。

本発明の発明者は、デジタルカメラの絞りとシャッタ速度の測定を、上記の銀塩フィルム用カメラの測定装置で実施することを検討したが、デジタルカメラはフィルムが使用されず、当該フィルムに相当する部位にＣＣＤなどの撮像素子が用いられていること、また、当該撮像素子の受光面は、ほぼ鏡面であることに鑑みると、上述した従来の測定装置では使用し難いことが判明した。
特開平９−９０５３２号公報

そこで本発明では、デジタルカメラ用の絞りとシャッタ速度の検査のための測定装置を、装置全体の構成を従来装置よりも簡潔にして使い勝手を良好にする一方、簡潔な構成であっても高い測定精度が得られるデジタルカメラ専用ともいえる絞りとシャッタ速度の検査用の測定装置を提供することをその課題とする。

上記課題を解決することを目的としてなされた本発明測定装置の構成は、デジタルカメラ本体の外部の被写体側からカメラ本体に向けて、ＬＥＤの光をピンホールを通して形成した小点光状の光を放射する光放射手段と、該手段によって放射される小点光状の光を、前記カメラ本体が有するレンズに平行光にして投射すると共に、当該レンズと絞り，シャッタを通してＣＣＤなどの撮像素子の受光面に投射するコリメータレンズと、前記受光面が反射した反射光を前記カメラ本体のレンズとコリメータレンズを通して当該カメラ本体の外部に導きその反射光を受光する受光手段と、該受光手段の手前に設置した絞りを備え、前記撮像素子からの反射光を前記絞りを通して受光手段へ入射させ、該受光手段に得られる電気信号を処理して前記デジタルカメラの絞りとシャッタ速度を測定するようにしたことを特徴とするものである。

本発明はフィルム面にＣＣＤなどの撮像素子を有するデジタルカメラの絞りとシャッタ速度を検査するための測定装置を、デジタルカメラ本体の外部の被写体側からカメラ本体に向けて小点光状の光を放射する光放射手段と、該手段によって放射される小点光状の光を、前記カメラ本体が有するレンズと絞り，シャッタを通してＣＣＤなどの撮像素子の受光面に集光投射するコリメータレンズと、前記受光面が反射した反射光を前記レンズを通して当該カメラ本体の外部に導きその反射光を受光する受光手段とを備え、該受光手段に得られる電気信号を処理して前記デジタルカメラの絞りとシャッタ速度を測定する構成としたので、装置全体の構成を簡潔にできるほか、簡潔な構造であっても高い測定精度を得ることができる。

図１は本発明に係る絞り及びシャッタ速度の測定装置の実施形態の一例を示す説明図である。

図１に示した本発明によるデジタルカメラの絞り及びシャッタ速度の測定装置の例では、光源の小点光状の光Ａをコリメータレンズ２０を通して平行光に変えカメラ本体ＣＢに向けて投射し、当該カメラ本体ＣＢの対物レンズＬを通して絞り１２，シャッタ１３を通過させてからこのカメラの撮像素子１４の受光面１４ａに導き、この受光面１４ａで反射された光を前記カメラのレンズＬやコリメータレンズ２０を介してカメラ本体ＣＢの外部に導き、導かれた反射光Ｂを受光手段１６によって光-電気的に検出することにより、前記絞り１２とシャッタ１３の性能を測定することができる。

測定においては、カメラ本体ＣＢの被写体側から当該カメラ本体ＣＢの対物レンズＬの手前に位置したコリメータレンズ２０に、光源の一例として用いたＬＥＤ１０の発光光をピンホール１１を通過させた小点光状の光Ａ（入射光Ａともいう）として投射する。この投射は、光源の光Ａを図１に示すように、コリメータレンズ２０の光軸に略一致させ後述するハーフミラー１５を透して当該コリメータレンズ２０に入射することによりなされる。コリメータレンズ２０を通過した平行光は、当該カメラのレンズＬ、絞り１２、シャッタ１３を通過し、このカメラの撮像素子１４の受光面１４ａに焦点を結んで入射する。これにより受光面１４ａに入射光Ａを反射させると、この反射光Ｂによって絞り１２とシャッタ１３の開閉作用を確実に検知できる。

ここで、小点光状の光は、ピンホール１１を通った光束の径が例えば0.50〜1.00mm程度であるが、光源パワーやコリメータレンズ２０の焦点距離、或は、後述する受光素子１６の受光感度によっては、前記光束の径よりも小さい径でもよい場合と大きい径でもよい場合がある。そして、小点光状の光、すなわち光源の位置は、コリメータレンズ２０の焦点の位置に設定される。

コリメータレンズ２０の手前には、図１に示すように、ハーフミラー１５を設置し、コリメータレンズ２０の後方に、レンズＬ、絞り１２、シャッタ１３、撮像素子１４の受光面１４ａを備えたカメラ本体ＣＢが配置される。なお、コリメータレンズ２０は、図では簡略表示している。

ハーフミラー１５は、ピンホール１１を通った光源光Ａを透過させてコリメータレンズ２０に入射させる一方、受光面１４ａで反射されてから前記レンズ２０を透過した反射光Ｂを後述する受光手段としての受光素子１６に導く。受光素子１６は、ハーフミラー１５を介してコリメータレンズ２０の焦点乃至その近傍に位置付けることを原則とする。実際には、受光素子１６の受光面に、撮像素子１４の受光面１４ａからの反射像が所要の面積を有して投影され、これによる当該素子１６の受光光量が後の回路で処理できる電気量であれば足りるので、受光素子１６の設置位置はある選択幅を持っている。

すなわち、ハーフミラー１５の受光手段側には、このハーフミラー１５で光路が変更された反射光Ｂの光軸上に、受光素子１６、増幅器１７、Ａ／Ｄ変換機１８、ＣＰＵ１９が配置されている。この実施例での受光素子１６には、一例としてホトダイオードを使用するが、ホトダイオード以外の光-電気変換素子を用いることもある。また、受光素子１６の手前には、反射光Ｂのゴースト光を除くための絞り３０を配置することがある。以上により、本発明によるデジタルカメラ用の絞りとシャッタ速度の測定装置の一例を構成する。

上記構成の本発明測定装置によれば、絞り及びシャッタ速度が所定の規格条件に従って制御されているか否かを検査することができる。すなわち、カメラ本体ＣＢの外部からコリメータレンズ２０に向けてその光軸に一致して小点光状の光Ａが入射される。コリメータレンズ２０を通って平行光となり、カメラ本体ＣＢのレンズＬを通って絞り１２を通った前記光Ａはシャッタ１３が開くことによってそのシャッタ１３を通過し、シャッタ背面の撮像素子１４の受光面１４ａに投射される。

カメラのレンズＬで集束されて撮像素子１４の受光面１４ａに焦点を結ぶように到達した光源の光Ａは、当該受光面１４ａで反射され、シャッタ１３を通して絞り１２の方向に反射される。反射光Ｂは、シャッタ１３が開いている間にそのシャッタ１３および絞り１２を通過するが、レンズＬに対し受光面１４ａが焦点位置にあることから、レンズＬを通った反射光Ｂは平行光となる。平行光になった反射光Ｂがコリメータレンズ２０を通過するとシャッタ１３と絞り１２による光束の形となり、ハーフミラー１５により反射されて受光素子１６の方向に光路が変更され、受光素子１６の受光面に焦点を結んで受光される。このようにして反射光Ｂを受光した受光素子１６の受光信号は増幅器１７によって増幅され、Ａ／Ｄ変換器１８を通ってデジタル受光信号としてＣＰＵ１９に向けて出力される。

撮像素子１４の受光面１４ａはほぼ鏡面と見做せるので、受光面１４ａでの反射光Ｂは、コリメータレンズ２０を通過してハーフミラー１５で光路が変更されて受光素子１６の受光面に焦点を結ぶ。従って、受光素子１６の受光面で検知される反射光Ｂの光量は、シャッタ１３が開いたときの面積（フォルカプレーンシャッタの場合、レンズシャッタでは開口径〔面積〕）と絞り１２のシャッタ幕の開き幅、レンズシャッタでは絞りの開口径を反映したものとなる。

すなわち、受光素子１６での反射光Ｂの検知信号は、シャッタ１３の開閉動作、つまり、絞りとシャッタ速度に応じた出力データとして得ることができる。そして、この出力データをＣＰＵ１９で積分処理することにより、設定した絞りにおける１回のシャッタ開閉操作における受光量を測定することができることとなるから、この測定データをあらかじめ規格条件として設定したデータと比較することによりデジタルカメラの絞りとシャッタ速度の良否を判断することができる。

上記のように、本発明測定装置ではデジタルカメラにおける絞り１２を所定の絞り値に設定したときの、シャッタ速度による受光量を測定できるので、検査対象のデジタルカメラが規定された条件に合致しているか否かを判断できる。
なお、本発明測定装置は、上記のように絞り１２とシャッタ１３とを別体で有するデジタルカメラの他に、レンズシャッタのように、絞り兼用のシャッタを備えたデジタルカメラにも同様に適用できる。この場合も、撮像素子１４の受光面１４ａで反射される光がシャッタの開閉にともない受光素子１６での受光量として検知され、１回のシャッタの開閉動作による絞りとシャッタ速度を正確に測定検知することができる。

上記例において、光源光Ａがカメラ本体ＣＢのレンズＬ、絞り１２およびシャッタ１３を通過して撮像素子１４の受光面１４ａに焦点を結ぶ（結像する）ようにするには、実施例のＬＥＤ１０とピンホール１１による光源の位置をコリメータレンズ２０の焦点に位置付ければよい。

図１に示す実施形態では、図示しないが、受光素子１６の手前に絞り１２の画像を認識する位置検出センサを設け、この位置検出センサの出力によって受光面１４ａにおける入射光の受光位置にずれがあるか否かを検出することができる。この位置検出センサの光学的配置は、図示しないが受光素子１６の手前にハーフミラーを設け、絞り１２の画像を焦点位置で認識できるようにすればよい。位置検出センサによって絞り１２の画像が受光面１４ａの正規位置からずれていることが検出された場合は、光源光Ａを投射する光源（実施例ではＬＥＤ１０とピンホール１１の位置）を調節し、光源光Ａの投射位置が正規位置にくるように補正する。この場合、光源を調節するかわりに被検査体のカメラ本体ＣＢの位置を調節して補正してもよい。

本発明は以上の通りであって、デジタルカメラ専用の絞りとシャッタ速度の測定装置を、デジタルカメラ本体の外部の被写体側からカメラ本体に向けて小点光状の光を放射する光放射手段と、該手段によって放射される小点光状の光を前記カメラ本体が有するレンズと絞り，シャッタを通してＣＣＤなどの撮像素子の受光面に投射するコリメータレンズと、前記受光面が反射した反射光を前記レンズを通して当該カメラ本体の外部に導きその反射光を受光する受光手段とを備え、該受光手段に得られる電気信号を処理して前記デジタルカメラの絞りとシャッタ速度を測定する構成としたので、至って簡単な構成で、それ故に低コストでデジタルカメラ専用の絞りとシャッタ速度の測定装置を提供することができる。

本発明によるデジタルカメラの絞りとシャッタ速度の測定装置の一例の構成を示す説明図。

符号の説明

１０ ＬＥＤ
１１ ピンホール
ＣＢ カメラ本体
Ｌ カメラ本体のレンズ
１２ 絞り
１３ シャッタ
１４ 撮像素子
１４ａ 撮像素子の受光面
１５ ハーフミラー
１６ 受光素子
１７ 増幅器
１８ Ａ／Ｄ変換器
１９ ＣＰＵ
２０ コリメータレンズ
Ａ 光源光（入射光）
Ｂ 反射光

Claims (2)

1. デジタルカメラ本体の外部の被写体側からカメラ本体に向けて、ＬＥＤの光をピンホールを通して形成した小点光状の光を放射する光放射手段と、該手段によって放射される小点光状の光を、前記カメラ本体が有するレンズに平行光にして投射すると共に、当該レンズと絞り，シャッタを通してＣＣＤなどの撮像素子の受光面に投射するコリメータレンズと、前記受光面が反射した反射光を前記カメラ本体のレンズとコリメータレンズを通して当該カメラ本体の外部に導きその反射光を受光する受光手段と、該受光手段の手前に設置した絞りを備え、前記撮像素子からの反射光を前記絞りを通して受光手段へ入射させ、該受光手段に得られる電気信号を処理して前記デジタルカメラの絞りとシャッタ速度を測定するようにしたことを特徴とするデジタルカメラの絞りとシャッタ速度の測定装置。
2. 撮像素子の受光面で反射された反射光の光路を受光手段側に変更するためのハーフミラーを配置した請求項１の測定装置。

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