JP5273296B2 - デジタルカメラ - Google Patents

Description

本発明は、一眼デジタルスチルカメラなどのレンズ交換式のデジタルカメラに関する。

デジタルカメラは、撮像した撮影画像をイメージセンサーなどの撮像素子を用いてデジタル信号の画像データに変換し、内蔵メモリやメモリーカードなどの記録媒体に記録する構成を備えている。また、デジタルカメラの中には、各種レンズをユーザーの好みに応じて交換可能な構成とした一眼式デジタルカメラと呼ばれるレンズ交換式のデジタルカメラがある。

このようなデジタルカメラにおいては、携帯電話やＰＨＳ（簡易型携帯電話）などの電磁波を放射する携帯情報端末を使用する条件の下で使用する機会や、ラジオおよびテレビ放送局の近傍などの強力な電磁波を放射する設備やその近傍で使用する機会が増えている。

このような環境下でデジタルカメラを使用した場合、デジタルカメラが電磁波障害を受けるおそれがある。このような電磁波障害を受けるおそれのある環境を「強電界環境」という。このような強電界環境の下で、デジタルカメラを使用すると、画像に縞模様のノイズ（ビートノイズ）が入る映像妨害が発生する場合がある。

この映像妨害は、ＩＳＯ１６００やＩＳＯ３２００といった撮像素子の高感度化により、より顕著になる。

そこで、デジタルカメラを導電性の材料からなるカバーで覆う構成や、レンズの表面に導電性のフィルタを付加し、撮像素子の飛び込む強電界ノイズをシールドするものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１３５９６９号公報

本発明は、被写体の光学像を形成するレンズユニットが装着可能なボディマウントを備えたカメラ本体と、カメラ本体の本体筐体内に配置され、被写体の光学像を画像データに変換する撮像素子と、撮像素子が電気的に接続されるメイン回路基板と、撮像素子により得られるスルー画像を表示するためのモニタを有するビューファインダーとを備えたデジタルカメラにおいて、本体筐体内には、撮像素子とメイン回路基板が配置される空間と、ビューファインダーが配置される空間との間を電磁的に遮蔽するための導電シールド部材が配置されたものである。

この構成により、カメラ本体の上部のホットシューなどを通してカメラ本体内部のイメージセンサー、メイン回路基板に侵入してくる外来の電磁波を効果的に遮蔽することができ、外来ノイズによる映像妨害の低減を図ることができる。

図１は本発明の一実施の形態によるデジタルカメラの外観を示す斜視図である。 図２は交換レンズユニットを取り外したカメラ本体を示す斜視図である。 図３はデジタルカメラの概略図である。 図４はデジタルカメラの機能ブロック図である。 図５は本発明の一実施の形態によるデジタルカメラにおいて、シールド構造の実施の形態を示す概略図である。 図６は図５に示す導電シールド部材の要部を拡大して示す斜視図である。 図７は本発明の一実施の形態によるデジタルカメラにおいて、シールド構造の他の実施の形態を示す概略図である。

以下、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラおよび交換レンズユニットについて、図面を用いて説明する。

図１は、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラの外観を示す斜視図、図２は、交換レンズユニットを取り外したカメラ本体を示す斜視図、図３は、デジタルカメラの概略図、図４は、デジタルカメラの機能ブロック図である。

図１〜図４に示すように、本実施の形態によるデジタルカメラは、カメラ本体１と、カメラ本体１に装着可能な交換レンズユニット２とを備えている。

カメラ本体１は、本体筐体３と、この本体筐体３の前面側に配置され、交換レンズユニット２が装着可能なボディマウント４と、本体筐体３の背面側に配置され、液晶ディスプレイなどにより構成したカメラモニタ５と、本体筐体３の背面側に配置され、表示用画像データが示す画像等を表示する電子ビューファインダー（以下、ＥＶＦという）６と、本体筐体３の上部に配置され、電源スイッチ７ａ、及びユーザーによるシャッター操作を受け付けるレリーズ釦７ｂなどからなる操作部７とを備えている。また、本体筐体３の上部には、ストロボなどを取り付けるための金属からなるホットシュー３ａが配置されている。

また、本体筐体３内には、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）によるイメージセンサー８を実装した回路基板９と、カメラコントローラー１０を含むメイン回路基板１１と、イメージセンサー８の前方に配置されるシャッターユニット１２、振動板１３、及び光学的ローパスフィルタ１４と、ボディマウント４及びカメラコントローラー１０などの各部に電源を供給する電池などからなる電源ブロック１５と、カメラコントローラー１０から送信される制御信号に基づいて、装着されたメモリーカード１６への静止画データや動画データの入出力を行うカードスロット１７とが収容されている。

なお、図３において、本体筐体３内に配置されたアルミニウム、ステンレスなどの金属製のメインフレーム１８は、ボディマウント４の端子支持部４ａと接続し、ボディマウント４を介して交換レンズユニット２を支持している。また、三脚を取り付けるためのネジ穴を有する三脚取付部１９は、メインフレーム１８に機械的に接続されており、ネジ穴は、本体筐体３の下面に露出している。また、イメージセンサー８を実装した回路基板９を囲むように配置された金属製の放熱部材２０は、イメージセンサー８により発生した熱の放熱を促進するための部材で、回路基板９とメイン回路基板１１との間に配置される放熱板２０ａと、放熱板２０ａの熱をボディマウント４側に伝える熱伝導部２０ｂとを有している。

ここで、カメラ本体１には、前から順に、ボディマウント４、シャッターユニット１２、振動板１３、光学的ローパスフィルタ１４、イメージセンサー８、回路基板９、放熱部材２０、メイン回路基板１１、カメラモニタ５が配置されている。

次に、カメラ本体１の主要部について、詳細に説明する。

まず、ボディマウント４は、図２、図３に示すように、交換レンズユニット２をカメラ本体１に装着するための部品で、交換レンズユニット２のレンズマウント２１と機械的及び電気的に接続される。このボディマウント４は、本体筐体３の前面に取り付けたリング形状の金属製のボディマウントリング４ｂと、端子支持部４ａに設けた接続端子４ｃとを有している。この接続端子４ｃは、カメラ本体１に交換レンズユニット２を装着することにより、レンズマウント２１に設けた接続端子２１ａが電気的に接続される。

ボディマウント４のボディマウントリング４ｂは、交換レンズユニット２に設けたレンズマウント２１の金属製のレンズマウントリング２１ｂと嵌合することにより、カメラ本体１に交換レンズユニット２を機械的に保持する。レンズマウントリング２１ｂは、いわゆるバヨネット機構によりボディマウントリング４ｂに嵌め込まれる。具体的には、レンズマウントリング２１ｂは、ボディマウントリング４ｂとの光軸まわりの回転位置関係に応じて、ボディマウントリング４ｂと嵌合していない第１の状態と、ボディマウントリング４ｂと嵌合する第２状態とをとる。第１の状態において、レンズマウントリング２１ｂは、ボディマウントリング４ｂに対して光軸方向に移動可能で、かつボディマウントリング４ｂに挿入可能である。レンズマウントリング２１ｂをボディマウントリング４ｂに挿入した状態でボディマウントリング４ｂに対して回転させると、レンズマウントリング２１ｂはボディマウントリング４ｂに嵌合する。このときのボディマウントリング４ｂとレンズマウントリング２１ｂとの回転位置関係が第２の状態である。

また、交換レンズユニット２がカメラ本体１に装着されている状態で、接続端子４ｃは、レンズマウント２１が有する接続端子２１ａと電気的に接触している。このように、ボディマウント４とレンズマウント２１とは、ボディマウント４の接続端子４ｃとレンズマウント２１の接続端子２１ａとを介して、電気的に接続可能である。したがって、デジタルカメラは、ボディマウント４とレンズマウント２１とを介して、カメラ本体１と交換レンズユニット２との間で、データ及び制御信号のうち少なくとも一方を送受信できる。具体的には、ボディマウント４とレンズマウント２１とは、カメラコントローラー１０と交換レンズユニット２に含まれるレンズコントローラー２２との間で、データ及び制御信号のうち少なくとも一方を送受信できる。また、ボディマウント４は、電源ブロック１５から受けた電力を、レンズマウント２１を介して交換レンズユニット２全体に供給する。

次に、イメージセンサー８は、交換レンズユニット２を介して入射される被写体の光学像である被写体象を画像データに変換するもので、回路基板９に搭載したタイミング信号発生器（ＴＧ）９ａからのタイミング信号に基づいて動作する。生成された静止画データ及び動画データなどの画像データは、回路基板９に搭載されたＡＤコンバーター（ＡＤＣ）９ｂでデジタル信号に変換され、カメラコントローラー１０で様々な画像処理が施される。ここで言う様々な画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、ＪＰＥＧ圧縮処理などである。なお、回路基板９の機能は、メイン回路基板１１に搭載してもよい。

イメージセンサー８で取得された動画データは、スルー画像の表示にも用いられる。ここで、スルー画像とは、動画データのうちメモリーカード１６にデータを記録されない画像で、動画像または静止画像の構図を決めるためにカメラモニタ５及び／またはＥＶＦ６に表示される。

次に、カメラコントローラー１０は、メイン回路基板１１に搭載されており、カメラ本体１の各部を制御するとともに、交換レンズユニット２を制御するための信号をボディマウント４、レンズマウント２１を介して、レンズコントローラー２２に送信し、交換レンズユニット２の各部を間接的に制御する。また、カメラコントローラー１０は、ボディマウント４、レンズマウント２１を介して、レンズコントローラー２２からの各種信号を受信する。カメラコントローラー１０は、制御動作や画像処理動作の際に、メイン回路基板１１に搭載したＤＲＡＭ１１ａをワークメモリとして使用する。

次に、シャッターユニット１２は、いわゆるフォーカルプレーンシャッターであり、ボディマウント４とイメージセンサー８との間に配置され、イメージセンサー８への光を遮蔽可能である。シャッターユニット１２は、後幕と、先幕と、被写体からイメージセンサー８に導かれる光の通る開口が設けられたシャッター支持枠とを有し、後幕及び先幕をシャッター支持枠の開口に進退させることにより、イメージセンサー８の露光時間を調節する。

次に、振動板１３は、イメージセンサー８よりも前に配置され、振動板支持部１３ａにより支持されており、イメージセンサー８への埃の付着を防ぐものである。なお、振動板支持部１３ａは、振動板１３をイメージセンサー８に対して所定の位置に配置されるように支持するもので、ボディマウント４及びシャッターユニット１２を介してメインフレーム１８に支持されている。

次に、光学的ローパスフィルタ１４は、交換レンズユニット２により結像する被写体像をイメージセンサー８の画素のピッチよりも粗い解像となるように被写体光の高周波成分を取り除くものである。一般的にイメージセンサー８などの撮像素子は、各画素にベイヤー配列と呼ばれるＲＧＢ色のカラーフィルターやＹＣＭ色の補色カラーフィルターが配されている。従って、１画素に解像してしまうと偽色が発生するばかりでなく、繰り返しパターンの被写体では醜いモアレ現象が発生するため、光学的ローパスフィルタ１４を配置している。この光学的ローパスフィルタ１４には、赤外光をカットするためのＩＲカットフィルタ機能も持たせている。

次に、交換レンズユニット２について説明する。まず、交換レンズユニット２の主要な機能について、図１、図４を用いて説明する。

交換レンズユニット２は、樹脂製のレンズ鏡筒２ａ内に、被写体の光学像を形成するために光軸ＡＸ上に配列されたレンズ群からなる光学系と、上述したレンズマウント２１及びレンズコントローラー２２と、絞りユニット２３と、光学系のレンズ群を駆動するための駆動部２４とを有している。また、レンズ鏡筒２ａの外周部には、ズームリング２５とフォーカスリング２６とＯＩＳスイッチ２７とが設けられており、ズームリング２５とフォーカスリング２６を回転させることにより、レンズ鏡筒２ａ内のレンズの位置を調整することができる。

光学系は、光学系の焦点距離を変化させるためのズーム用のレンズ群２８と、光学系で形成される被写体像のイメージセンサー８に対するぶれを抑制するためのＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）用のレンズ群２９と、光学系がイメージセンサー８上に形成する被写体像のフォーカス状態を変化させるためのフォーカス用のレンズ群３０とを有している。絞りユニット２３は、光学系を透過する光の量を調整する光量調整部材で、具体的には、光学系を透過する光の光線の一部を遮蔽可能な絞り羽根と、絞り羽根を駆動する絞り駆動部とを有している。駆動部２４は、レンズコントローラー２２の制御信号に基づいて、光学系の各レンズ群を駆動するもので、光学系の各レンズ群の位置を検出するための検出部を有している。

また、レンズコントローラー２２は、カメラコントローラー１０から送信される制御信号に基づいて、交換レンズユニット２全体を制御する。レンズコントローラー２２は、駆動部２４の検出部によって検出された光学系の各レンズ群の位置情報を受信して、カメラコントローラー１０に送信する。カメラコントローラー１０は、受信した位置情報に基づいて駆動部２４を制御するための制御信号を生成し、レンズコントローラー２２に送信する。レンズコントローラー２２は、カメラコントローラー１０が生成した制御信号を駆動部２４に伝え、駆動部２４は制御信号に基づいてレンズ群２８、２９、３０の位置を調節する。一方、カメラコントローラー１０は、イメージセンサー８が受けた光の量、静止画撮影を行うのか動画撮影を行うのか、絞り値が優先的に設定される操作がされているかなどの情報に基づいて、絞りユニット２３を動作させるための制御信号を生成する。このとき、レンズコントローラー２２は、カメラコントローラー１０で生成された制御信号を絞りユニット２３に中継する。

なお、レンズコントローラー２２は、光学系の各レンズ群２８、２９、３０及び絞りユニット２３の駆動を行なう場合、ＤＲＡＭ２２ａをワークメモリとして使用し、フラッシュメモリ２２ｂは、レンズコントローラー２２によって使用されるプログラムやパラメータを保存している。

次に、カメラ本体１のシールド構造について、図５〜図７の図面を用いて説明する。

まず、デジタルカメラにおいては、図５に示すように、イメージセンサー８で変換された画像データの電気信号は、配線部材であるフレキシブル配線板３１を介して、カメラコントローラー１０を搭載したメイン回路基板１１に伝送される。伝送された画像データに応じた電気信号は、ＥＶＦ６で表示可能な映像信号に変換し、配線部材であるフレキシブル配線板３２を介してＥＶＦ６に伝送される。ＥＶＦ６は、表示部としての液晶ディスプレイもしくは有機ＥＬディスプレイ（図示せず）と駆動用ＬＳＩ（図示せず）を有している。使用者は、ＥＶＦ６の表示部に表示された画像を見ることで被写体像を確認することができる。また、映像信号は、ＥＶＦ６と同様に、カメラモニタ５にも伝送される。

本実施の形態においては、図５に示すように、本体筐体３内において、イメージセンサー８、メイン回路基板１１が配置された空間と、ＥＶＦ６が配置された空間との間には、電磁的に遮蔽するための平板形状の導電シールド部材３３が配置されている。また、導電シールド部材３３には、図６に示すように、メイン回路基板１１とＥＶＦ６とを電気的に接続するための配線部材であるフレキシブル配線板３２が通る孔３３ａが形成されている。なお、図示していないが、導電シールド部材３３は、本体筐体３内の導電性部材、例えばメインフレーム１８に電気的に接続している。

このように本体筐体３内において、イメージセンサー８、メイン回路基板１１が配置された空間と、ＥＶＦ６が配置された空間との間に、電磁的に遮蔽するための導電シールド部材３３を配置することにより、カメラ本体１の上部、特にホットシュー３ａなどを通して、カメラ本体１内部のイメージセンサー８、メイン回路基板１１に侵入してくる外来の電磁波を効果的に遮蔽することができる。

図５に示すシールド構造を採用した本実施の形態におけるデジタルカメラと、導電シールド部材３３を配置していないデジタルカメラとについて、３Ｖ／ｍ、２１６ＭＨｚの電磁界を外部から一様に照射し、イメージセンサー８の位置に誘起される電圧をＦＤＴＤ法によりシミュレーションし、外部からの電磁界による影響を調べた。その結果、シールド構造を採用した本実施の形態におけるデジタルカメラは、導電シールド部材３３を配置していないデジタルカメラと比較して、誘起される電圧のピーク値を約２０％低減することができることがわかった。

この結果から、強電界環境において使用する際においても、外部の電磁界によりイメージセンサー８に誘起される電圧を減少させることができ、これにより撮像した画像に対する映像妨害を低減することができる。

図７は、本発明の一実施の形態によるデジタルカメラにおいて、シールド構造の他の実施の形態を示す概略図である。この図７に示す実施の形態においては、導電シールド部材３３とホットシュー３ａとを電気的に接続する別の導電シールド部材３４を設けたものである。

ホットシュー３ａには、ストロボなどが外付けされるが、ストロボなどが外付けされた場合、外部の電磁界の影響をより受けやすくなり、ホットシュー３ａの電位が不安定になり、映像妨害を受けやすくなるということが判明した。そこで、本実施の形態においては、図７に示すように、ホットシュー３ａは、導電シールド部材３４を介して、導電シールド部材３３に電気的に接続しておくことにより、ホットシュー３ａの電位を安定に維持することができ、映像妨害を受けやすくなるのを防ぐことができる。

さらに本実施の形態において、図５、図７のシールド構造に追加して、メイン回路基板１１とＥＶＦ６とを電気的に接続するためのフレキシブル配線板３２の表面を、導電性フィルムで覆うことにより、よりシールド効果を高めることができる。

以上のように本発明によれば、レンズ交換式のデジタルカメラにおいて、外来ノイズによる映像妨害の低減を図る上で有用な発明である。

１ カメラ本体
２ 交換レンズユニット
３ 本体筐体
４ ボディマウント
５ カメラモニタ
６ 電子ビューファインダー
７ 操作部
８ イメージセンサー
９ 回路基板
１０ カメラコントローラー
１１ メイン回路基板
１２ シャッターユニット
１５ 電源ブロック
４ａ 端子支持部
４ｂ ボディマウントリング
４ｃ 接続端子
２ａ レンズ鏡筒
２１ レンズマウント
２１ａ 接続端子
２１ｂ レンズマウントリング
２２ レンズコントローラー
２３ 絞りユニット
２４ 駆動部
２８，２９，３０ レンズ群
３１，３２ フレキシブル配線板
３３，３４ 導電シールド部材

Claims (3)

1. 被写体の光学像を形成するレンズユニットが装着可能なボディマウントを備えたカメラ本体と、前記カメラ本体の本体筐体内に配置され、前記被写体の光学像を画像データに変換する撮像素子と、前記撮像素子が電気的に接続されるメイン回路基板と、前記撮像素子により得られるスルー画像を表示するためのモニタを有するビューファインダーと、前記メイン回路基板と前記ビューファインダーとを電気的に接続する配線部材とを備えたデジタルカメラにおいて、
   前記本体筐体内には、前記撮像素子とメイン回路基板が配置される空間と、前記ビューファインダーが配置される空間との間を電磁的に遮蔽するための導電シールド部材が配置され、
   前記導電シールド部材は、前記配線部材が通る孔を備えたデジタルカメラ。
2. 被写体の光学像を形成するレンズユニットが装着可能なボディマウントを備えたカメラ本体と、前記カメラ本体の本体筐体内に配置され、前記被写体の光学像を画像データに変換する撮像素子と、前記撮像素子が電気的に接続されるメイン回路基板と、前記撮像素子により得られるスルー画像を表示するためのモニタを有するビューファインダーと、ホットシューとを備えたデジタルカメラにおいて、
   前記本体筐体内には、前記撮像素子とメイン回路基板が配置される空間と、前記ビューファインダーが配置される空間との間を電磁的に遮蔽するための導電シールド部材が配置され、
   前記ホットシューと前記導電シールド部材とを電気的に接続する別の導電シールド部材を設けたデジタルカメラ。
3. 前記導電シールド部材は、前記本体筐体内の導電性部材に電気的に接続した請求項１または請求項２に記載のデジタルカメラ。

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