JP5381510B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
前記像形成光束を受光して撮像画像情報を出力する撮像用撮像素子と、
前記撮影光学系を保持して撮像装置本体に格納された格納位置と前記撮像装置本体から繰り出された繰り出し位置との間で往復動可能な可動レンズ鏡筒とを備えた撮像装置において、
前記像形成光束を受光して被写体の合焦情報を出力する合焦検出部と、
前記撮像用撮像素子と前記合焦検出部とに前記像形成光束を分離して導く光束分離部材と、
前記光束分離部材が前記可動レンズ鏡筒と前記撮像用撮像素子との間の撮影光軸上に配置されて前記像形成光束を分離し、前記合焦検出部が前記光束分離部材により分離された前記像形成光束を受光する第1位置と、
前記光束分離部材が前記撮影光軸から退避し、前記像形成光束が前記撮像用撮像素子のみに導かれる第2位置と、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記格納位置にあるときの前記可動レンズ鏡筒が占める空間から退避した第3位置との間で前記光束分離部材及び前記合焦検出部を移動可能に保持する可動保持部とを備え、
前記撮像用撮像素子は前記撮影光学系の前記撮影光軸に対して垂直に配置され、前記第1位置では、前記光束分離部材が前記撮影光軸に対して斜めに配置され、前記合焦検出部が前記撮影光軸に実質的に平行に配置され、前記第2位置では、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記撮影光軸に対して実質的に平行に配置され、前記第3位置では、前記合焦検出部と前記光束分離部材とが共に実質的に前記光軸に対して垂直に配置され、
前記可動レンズ鏡筒が前記繰り出し位置にあり、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記第1位置にある第1状態と、前記可動レンズ鏡筒が前記繰り出し位置にあり、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記第2位置にある第2状態と、前記可動レンズ鏡筒が前記格納位置にあり、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記第3位置にある第3状態とを切り替えることを特徴とする。
前記合焦検出部が出力する合焦情報に基づいて前記撮影光学系の一部の光学素子を移動させて前記撮影画像情報の前記被写体の合焦状態を変化させる合焦状態変更部とを有し、前記第2状態にあるときに、撮像を行うことを特徴とする。
前記撮像用撮像素子が出力する前記撮像画像情報に基づいて前記被写体の合焦情報を出力する撮影画像合焦検出部を備え、
前記合焦検出部が出力する合焦情報と、前記撮影画像合焦検出部が出力する合焦情報とに基づいて、前記合焦状態変更部が前記被写体に対する合焦状態を変化させることを特徴とする。
前記複数個の画素のうちの所定領域内の複数の画素を被覆するマイクロレンズを複数個有するマイクロレンズアレイとを備え、
前記合焦検出用撮像素子の出力に基づいて前記被写体の合焦情報を出力することを特徴とする。
前記制御部は前記可動レンズ鏡筒が前記格納位置にあるときに前記撮影光軸から退避しかつ前記繰り出し位置にあるときに前記撮影光軸に進出するように前記フォーカスレンズを制御すると共に、前記可動レンズが繰り出し位置にあるときに前記フォーカスレンズを繰り出し方向に繰り出して前記光束分離部材を前記撮影光軸に進出させることを特徴とする。
前記ベース部材に前記合焦検出部が固定され、前記光束分離部材は前記軸部を境に一側が前記撮影光軸に臨む像形成光束分離部とされかつ他側が前記合焦検出部に接近・離反する方向に前記光束分離部材を付勢する付勢部とされるようにして前記軸部に回動可能に設けられ、前記ベース部材は前記第1位置と前記第3位置との間で回動され、前記ベース部材と前記付勢部との間には前記光束分離部材が前記第2位置となる方向に付勢するバネが設けられ、前記光束分離部材は前記バネの付勢に抗して前記第1位置となる方向に前記付勢部を付勢する付勢手段によって付勢されることを特徴とする。
図1は本発明が適用される撮像装置としてのデジタルカメラの正面図である。
可動レンズ鏡筒2は撮影光学系を保持して撮像装置本体1に格納された格納位置と撮像装置本体1から繰り出された繰り出し位置との間で往復動可能である。
合焦検出部は像形成光束を受光して被写体の合焦情報を出力し、その詳細は後述する。
光束分離部材6は撮像用撮像素子と合焦検出部とに像形成光束を分離して導く機能を有する。
このように、この撮像装置は、可動レンズ鏡筒2が繰り出し位置にあり、光束分離部材6及び合焦検出素子19が第1位置にある第1状態と、可動レンズ鏡筒2が繰り出し位置にあり、光束分離部材6及び合焦検出素子19が第2位置にある第2状態と、可動レンズ鏡筒2が格納位置にあり、光束分離部材6及び合焦検出素子19が第3位置にある第3状態との間で、その状態が切り替えられる。
実施例1では、進退ロッド32aを所定量進出させて、光束分離部材6が撮影光軸Oに対して一定角度を維持する第1姿勢に設定する構成としたが、光束分離部材6の第2姿勢(図6(b)参照)から第1姿勢(図6(c)参照)への姿勢変更中に、図11に示す処理を行って進退ロッド32aの進出量を制御する構成とすることにより、環境温度の変化に起因するCCD7と合焦検出素子19との共役関係にずれが生じた場合でもCCD7と合焦検出素子19との光束分離部材6に関する共役関係を補正することができる。
撮像装置本体1に可動レンズ鏡筒2を格納する際の各部材の配置上の制約のため、図13に示すように、合焦検出素子19とCCD7とを光束分離部材6に関して光学距離L1、L2とが異なるようにして撮像装置本体1に配設しなければならない場合がある。
この実施例3では、合焦検出素子19には、図15、図16に示すように、マイクロレンズアレイ板19Aと撮像素子19Bとからなる構成のものが用いられている。撮像素子19Bには例えばCCDが用いられている。
このように、フォーカスレンズ5の各射出瞳位置に入射しかつ各マイクロレンズ19Aiの主点qを通る入射光束とこのマイクロレンズ19Aiに対応する画素領域31内の各画素とが関連づけられている。
この実施例4では、光束分離部材6はハーフミラーにより構成されている。撮影光学系を通して得られた像形成光束は、図23に示すようにハーフミラーにより反射されて合焦検出素子19に導かれると共に、ハーフミラーを透過してCCD7に導かれる。
すなわち、ここでは、合焦状態変更部は、CCD7が出力する撮像画像情報に基づいて被写体の合焦情報を出力する撮影画像合焦検出部を備え、合焦状態変更部は合焦検出素子19が出力する合焦情報と撮影画像合焦検出部が出力する合焦情報とに基づいて、被写体に対するCCD7の合焦状態を変化させる。
この実施例5は、合焦検出素子19による合焦検出と、CCD7により得られた画像情報に基づき被写体としての人の顔を認識させる顔認識処理とを組み合わせた実施例である。
光束分離部材と合焦検出素子とは、可動レンズ鏡筒が繰り出し位置にあるときに光束分離部材が可動レンズ鏡筒と撮像素子との間の撮影光路に配置されて像形成光束を反射して合焦検出素子に導きかつ合焦検出素子が光束分離部材により反射された像形成光束を受光する第1状態と、可動レンズ鏡筒が繰り出し位置でかつ撮影実行時に光束分離部材が前記撮影光路から退避されて像形成光束を撮像素子に導く第2状態と、可動レンズ鏡筒が格納位置のときに光束分離部材と合焦検出素子との両方が前記格納位置から退避する第3状態との間で状態変更可能である。
撮像装置本体に設けられたフォーカスレンズと協働して像形成用光束を形成する撮影光学系を有しかつ撮像装置本体に格納された格納位置と撮像装置本体から繰り出された繰り出し位置との間で往復動可能に撮像装置本体に設けられた可動レンズ鏡筒とを備え、
ハーフミラーと合焦検出素子とは、可動レンズ鏡筒が繰り出し位置のときにハーフミラーが可動レンズ鏡筒と撮像素子との間の撮影光路に配置されて像形成光束の一部を反射して合焦検出素子に導きしかも残余の光束を透過して撮像素子に導くと共に合焦検出素子がハーフミラーにより反射された像形成光束の一部を受光する第1状態と、可動レンズ鏡筒が繰り出し位置でかつ撮影実行時にハーフミラーが撮影光路から退避されて像形成光束を撮像素子に導く第2状態と、可動レンズ鏡筒が格納位置のときにハーフミラーと合焦検出素子との両方を格納位置から退避する第3状態との間で状態を変更可能とされ、
合焦検出素子は、像形成光束を光電変換してそれぞれ画素データとして出力する複数個の画素の集合からなる撮像素子と撮像素子の前面で撮像素子の画素領域毎にマイクロレンズアレイが設けられかつフォーカスレンズの異なる射出瞳位置を経て画素領域の各画素に入射すべき像形成光束を規定するマイクロレンズアレイ板とからなり、
制御部は合焦検出素子の画素データに基づいて被写体に対する合焦位置からのずれ量を演算し、フォーカスレンズを合焦位置に向けて駆動する構成の場合、撮影可能状態ではオートフォーカスの高速化を実現でき、非撮影時に可動レンズ鏡筒を撮像装置本体に格納する場合に撮像装置本体の小型化、薄型化をより一層図ることができる。また、従来の位相差方式のAFユニットに必要とされたAF光学系を廃止できるので、合焦検出素子の薄型化を図ることができ、従って、より一層撮像装置本体の薄型化、小型化を図ることができる。
2…可動レンズ鏡筒
6…光束分離部材(ハーフミラー)
7…CCD(撮像素子)
19…合焦検出素子
Claims (11)
- 像形成光束を形成する撮影光学系と、
前記像形成光束を受光して撮像画像情報を出力する撮像用撮像素子と、
前記撮影光学系を保持して撮像装置本体に格納された格納位置と前記撮像装置本体から繰り出された繰り出し位置との間で往復動可能な可動レンズ鏡筒とを備えた撮像装置において、
前記像形成光束を受光して被写体の合焦情報を出力する合焦検出部と、
前記撮像用撮像素子と前記合焦検出部とに前記像形成光束を分離して導く光束分離部材と、
前記光束分離部材が前記可動レンズ鏡筒と前記撮像用撮像素子との間の撮影光軸上に配置されて前記像形成光束を分離し、前記合焦検出部が前記光束分離部材により分離された前記像形成光束を受光する第1位置と、
前記光束分離部材が前記撮影光軸から退避し、前記像形成光束が前記撮像用撮像素子のみに導かれる第2位置と、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記格納位置にあるときの前記可動レンズ鏡筒が占める空間から退避した第3位置との間で前記光束分離部材及び前記合焦検出部を移動可能に保持する可動保持部とを備え、
前記撮像用撮像素子は前記撮影光学系の前記撮影光軸に対して垂直に配置され、前記第1位置では、前記光束分離部材が前記撮影光軸に対して斜めに配置され、前記合焦検出部が前記撮影光軸に実質的に平行に配置され、前記第2位置では、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記撮影光軸に対して実質的に平行に配置され、前記第3位置では、前記合焦検出部と前記光束分離部材とが共に実質的に前記光軸に対して垂直に配置され、
前記可動レンズ鏡筒が前記繰り出し位置にあり、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記第1位置にある第1状態と、前記可動レンズ鏡筒が前記繰り出し位置にあり、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記第2位置にある第2状態と、前記可動レンズ鏡筒が前記格納位置にあり、前記光束分離部材及び前記合焦検出部が前記第3位置にある第3状態とを切り替えることを特徴とする撮像装置。 - 前記光束分離部材がハーフミラーであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記可動レンズ鏡筒及び可動保持部の位置を制御する制御部と、
前記合焦検出部が出力する合焦情報に基づいて前記撮影光学系の一部の光学素子を移動させて前記撮像画像情報の前記被写体の合焦状態を変化させる合焦状態変更部とを有し、前記第2状態にあるときに、撮像を行うことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1位置において、前記撮像用撮像素子が出力する前記撮像画像情報と前記合焦検出部とが出力する前記合焦情報との少なくとも1つに基づいて、前記制御部が前記光束分離部材の前記撮影光軸に対する傾きを設定することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記撮像用撮像素子が出力する前記撮像画像情報に基づいて前記被写体の合焦情報を出力する撮影画像合焦検出部を備え、
前記合焦検出部が出力する合焦情報と、前記撮影画像合焦検出部が出力する合焦情報とに基づいて、前記合焦状態変更部が前記被写体に対する合焦状態を変化させることを特徴とする請求項3又は請求項4に記載の撮像装置。 - 前記合焦検出部が、それぞれ前記像形成光束を受光して画素データを出力する複数個の画素を有する合焦検出用撮像素子と、
前記複数個の画素のうちの所定領域内の複数の画素を被覆するマイクロレンズを複数個有するマイクロレンズアレイとを備え、
前記合焦検出用撮像素子の出力に基づいて前記被写体の合焦情報を出力することを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記合焦状態変更部が移動させる前記光学素子がフォーカスレンズであり、
前記制御部は前記可動レンズ鏡筒が前記格納位置にあるときに前記撮影光軸から退避しかつ前記繰り出し位置にあるときに前記撮影光軸に進出するように前記フォーカスレンズを制御すると共に、前記可動レンズが繰り出し位置にあるときに前記フォーカスレンズを繰り出し方向に繰り出して前記光束分離部材を前記撮影光軸に進出させることを特徴とする請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記可動保持部はベース部材から構成され、該ベース部材は前記撮像装置本体に対して軸部を介して回動可能に設けられ、前記ベース部材に前記合焦検出部が固定され、前記光束分離部材は前記軸部を境に一側が前記撮影光軸に臨む像形成光束分離部とされかつ他側が前記合焦検出部に接近・離反する方向に前記光束分離部材を付勢する付勢部とされるようにして前記軸部に回動可能に設けられ、前記ベース部材は前記第1位置と前記第3位置との間で回動され、前記ベース部材と前記付勢部との間には前記光束分離部材が前記第2位置となる方向に付勢するバネが設けられ、前記光束分離部材は前記バネの付勢に抗して
前記第1位置となる方向に前記付勢部を付勢する付勢手段によって付勢されることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記光束分離部材は前記第2位置のときに該光束分離部材の反射による迷光が前記撮像素子に入射するのを防止するための遮光部材を有し、該遮光部材は前記光束分離部材が前記第1位置のときに前記撮影光軸から退避可能とされていることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記遮光部材が前記像形成光束分離部に軸部を介して回動可能に設けられ、前記遮光部材には前記光束分離部材が前記第1位置のときに前記撮影光軸から退避しかつ前記第2位置と前記第3位置のときに前記ベース部材に接近する方向に付勢する付勢バネが設けられていることを特徴とする請求項9に記載の撮像装置。
- 単一撮影静止画モードと連続撮影静止画モードとを有し、前記制御部は前記単一撮影静止画モードで撮影する場合には前記光束分離部材を第2位置に配置させ、前記連続撮影静止画モードで撮影する場合には前記光束分離部材を第1位置に配置させることを特徴とする請求項3ないし請求項10のいずれか1項に記載の撮像装置。
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