JPH11202189A

JPH11202189A - 撮影装置

Info

Publication number: JPH11202189A
Application number: JP10005562A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kanbayashi; 秀樹神林
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1998-01-14
Filing date: 1998-01-14
Publication date: 1999-07-30

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ディジタルスチルカメラ等の撮影
装置において、自動焦点調節に利用されるアクチュエー
タの小型化，消費電力の低減，焦点調節所要時間の短縮
などを可能にすること目的とする。【解決手段】入射光に応じた電気信号を生成する受光
素子アレイ２６と、受光素子アレイ２６の光軸方向の位
置を調節する焦点調節機構３２と、被写体からの光を受
光素子アレイ２６に導く撮影光学系１３と、撮影光学系
１３を通る光の結像状態を検出する結像状態検出手段１
９と、結像状態検出手段１９の検出状態に基づいて焦点
調節機構３２を駆動する合焦制御手段３３とを設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルスチル
カメラなどの撮影装置に関し、特に自動焦点調節装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、ディジタルスチルカメラ，ビデ
オカメラなどの撮影装置においては、所定の撮影光学系
を介して、被写体からの光を、ＣＣＤ撮像ユニットに結
像する。また、焦点調節をする場合には、撮影光学系の
レンズの位置を、光軸方向に移動する。

【０００３】また、一般的なカメラとディジタルスチル
カメラの両方の機能を搭載した、複合撮影装置が提案さ
れている。例えば、特開昭５８−１０６５３０号公報の
技術では、撮影光学系によって導かれる被写体からの像
を、銀塩フィルムと固体撮像素子の何れかで、選択的に
撮影できる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】自動焦点調節を実施す
る撮影装置においては、結像位置の調節のための駆動対
象物が小さく、且つ軽い方がよい。その方がアクチュエ
ータを小型化でき、消費電力も低減される。焦点調節の
所要時間短縮にもつながる。

【０００５】結像位置の調節のための駆動対象物は、撮
影光学系のレンズである。従って、撮影光学系が大型で
あると、自動焦点調節のために大型のアクチュエータが
必要になる。

【０００６】ＣＣＤ撮像ユニットのような撮像素子は、
非常に小型であり、一般的な銀塩フィルム（１３５サイ
ズ）に比べて小さい。従って、ＣＣＤ撮像ユニットを用
いるディジタルスチルカメラ等においては、撮影光学系
を小型化できる。すなわち、自動焦点調節に用いるアク
チュエータの小型化も可能である。しかし、銀塩フィル
ムと固体撮像素子の両方の撮影が可能な複合撮影装置の
場合には、銀塩フィルムの大きさによって定まる大型の
撮影光学系を備える必要がある。従って、固体撮像素子
で撮影する場合であっても、大型の撮影光学系を動かす
ために焦点調節用の大型のアクチュエータが必要にな
る。

【０００７】像を銀塩フィルムに記録する一般的なカメ
ラにおいては、レンズ鏡筒に次のようなフォーカシング
機構が備わっている。すなわち、レンズの外周部分を固
定する筒と、マニュアルフォーカス環やオートフォーカ
ス駆動源と連結された回転筒と、固定筒など少なくとも
３つの筒が嵌合し、筒の外周部や内周部で回転摺動した
り直進摺動したりする機構を含み、機械的に効率のよい
機構ではない。

【０００８】但し、焦点調節を手動で行う場合には、筒
を手で回して調節することが操作性の点で優れている。
従って、手動と自動の両方の焦点調節モードを備える撮
影装置においては、手動と自動の両方の焦点調節モード
で焦点調節機構を共用するために、レンズ鏡筒に内蔵さ
れた撮影光学系を駆動して結像位置を調整するのが望ま
しい。

【０００９】しかし、固体撮像素子で撮影するときにオ
ートフォーカスを使用する場合、レンズ鏡筒に内蔵され
た撮影光学系を駆動するのは効率的に望ましくない。本
発明は、ディジタルスチルカメラ等の撮影装置におい
て、自動焦点調節に利用されるアクチュエータの小型
化，消費電力の低減，焦点調節所要時間の短縮などを可
能にすることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の撮影装置は、
複数の受光素子で構成され、各々の受光素子が入射光に
応じた電気信号を生成する受光素子アレイと、前記受光
素子アレイの光軸方向の位置を調節する焦点調節機構
と、被写体からの光を前記受光素子アレイに導く撮影光
学系と、前記撮影光学系を通る光の結像状態を検出する
結像状態検出手段と、前記結像状態検出手段の検出状態
に基づいて前記焦点調節機構を駆動する合焦制御手段と
を設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項２は、請求項１記載の撮影装置にお
いて、前記撮影光学系に、被写体からの光を所定の位置
の近傍に結像する第１の光学系と、前記第１の光学系を
通った光を前記受光素子アレイの近傍に導く第２の光学
系とを設けたことを特徴とする。請求項３の撮影装置
は、複数の受光素子で構成され、各々の受光素子が入射
光に応じた電気信号を生成する受光素子アレイと、被写
体からの光を所定の位置の近傍に結像する第１の光学系
と、前記第１の光学系を通った光を前記受光素子アレイ
の近傍に導く第２の光学系と、前記第２の光学系の結像
位置を光軸方向に調節する焦点調節機構と、前記第１の
光学系と第２の光学系の少なくとも一方を通る光の結像
状態を検出する結像状態検出手段と、前記結像状態検出
手段の検出状態に基づいて前記焦点調節機構を駆動する
合焦制御手段とを設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項４の撮影装置は、画像もしくはその
情報を所定の記録媒体に記録する第１の画像記録手段
と、画像もしくはその情報を前記第１の画像記録手段の
記録媒体とは別の記録媒体に記録する第２の画像記録手
段と、被写体からの光を前記第１の画像記録手段及び第
２の画像記録手段に導く撮影光学系と、被写体から前記
第１の画像記録手段までの光路において、結像位置を調
節する第１の結像位置調節手段と、被写体から前記第２
の画像記録手段までの光路において、結像位置を調節す
る第２の結像位置調節手段と、前記第１の画像記録手段
及び第２の画像記録手段の、少なくとも一方に対する結
像状態を検出する結像状態検出手段と、前記結像状態検
出手段の検出した結像状態に基づいて、前記第１の結像
位置調節手段及び第２の結像位置調節手段の、少なくと
も一方を制御する合焦制御手段とを設けたことを特徴と
する。

【００１３】請求項５は、請求項４記載の撮影装置にお
いて、前記第１の画像記録手段が画像を記録する記録媒
体として銀塩フィルムを備え、前記第２の画像記録手段
が画像を電気信号に変換する固体撮像素子を備えること
を特徴とする。請求項６は、請求項４記載の撮影装置に
おいて、前記第１の画像記録手段を使用して画像を撮影
する場合には、前記合焦制御手段が前記第１の結像位置
調節手段を調節し、前記第２の画像記録手段を使用して
画像を撮影する場合には、前記合焦制御手段が前記第２
の結像位置調節手段を調節することを特徴とする。

【００１４】請求項７は、請求項５記載の撮影装置にお
いて、前記第２の結像位置調節手段が、前記固体撮像素
子の位置を光軸方向に移動して結像位置を調節すること
を特徴とする。請求項８は、請求項５記載の撮影装置に
おいて、前記撮影光学系が、被写体から前記第１の画像
記録手段に導かれる光束の一部分を抽出し前記第２の画
像記録手段に導く二次光学系を備えることを特徴とす
る。

【００１５】請求項９は、請求項８記載の撮影装置にお
いて、前記第２の結像位置調節手段が、前記二次光学系
の位置を光軸方向に移動して結像位置を調節することを
特徴とする。請求項１０は、請求項４記載の撮影装置に
おいて、前記合焦制御手段が、単一の前記結像状態検出
手段の検出出力に基づいて前記第１の画像記録手段の結
像状態と前記第２の画像記録手段の結像状態の両方を識
別することを特徴とする。

【００１６】（作用）（請求項１）被写体からの光は、撮影光学系を介して受
光素子アレイに導かれる。被写体からの入射光の結像状
態は、結像状態検出手段によって検出される。結像位置
が受光素子アレイの位置に対してずれている場合、合焦
制御手段が焦点調節機構を駆動する。これにより、受光
素子アレイの光軸方向の位置が調節される。従って、結
像位置と受光素子アレイの受光位置とが一致する。

【００１７】受光素子アレイを小型化するのは容易であ
る。従って、大型の撮影光学系を用いる場合であって
も、小型の受光素子アレイの移動によってピント合わせ
ができる。このためアクチュエータを小型化できる。ま
た、消費電力の低減や焦点調節所要時間の短縮も可能で
ある。（請求項２）被写体からの光は、第１の光学系と第２の
光学系を介して受光素子アレイに導かれる。

【００１８】（請求項３）被写体からの光は、第１の光
学系と第２の光学系を介して受光素子アレイに導かれ
る。結像状態検出手段は、前記第１の光学系と第２の光
学系の少なくとも一方を通る光の結像状態を検出する。
結像位置が受光素子アレイの位置に対してずれている場
合、合焦制御手段が焦点調節機構を駆動する。これによ
り前記第２の光学系の結像位置が光軸方向に調節され
る。従って、受光素子アレイの受光位置と、結像位置と
が一致する。

【００１９】受光素子アレイが小型の場合、第２の光学
系を小型化できる。第１の光学系が大型であっても、第
２の光学系が小型であれば小型のアクチュエータを用い
てピント合わせができる。また、消費電力の低減や焦点
調節所要時間の短縮も可能である。（請求項４）被写体からの光は、撮影光学系を介して第
１の画像記録手段及び第２の画像記録手段の少なくとも
一方に導かれる。すなわち、第１の画像記録手段及び第
２の画像記録手段の何れかを用いて被写体を撮影でき
る。

【００２０】第１の結像位置調節手段は、被写体から前
記第１の画像記録手段までの光路において結像位置を調
節する。第２の結像位置調節手段は、被写体から前記第
２の画像記録手段までの光路において結像位置を調節す
る。被写体からの光の結像状態は、結像状態検出手段に
より検出される。前記第１の画像記録手段又は第２の画
像記録手段に対する結像位置がずれていると、合焦制御
手段は結像状態検出手段の検出した結像状態に基づいて
第１の結像位置調節手段又は第２の結像位置調節手段を
制御する。

【００２１】焦点調節をする場合には、第１の結像位置
調節手段と第２の結像位置調節手段の２種類の機構を、
必要に応じて使い分けることができる。従って、撮影の
条件に適した焦点調節動作を選択できる。（請求項５）第１の画像記録手段を使用する場合には、
撮影した画像は銀塩フィルムに記録される。また第２の
画像記録手段を使用する場合には、画像は固体撮像素子
によって電気信号に変換され、ディジタル画像として所
定の記録媒体に記録される。

【００２２】（請求項６）画像の撮影に第１の画像記録
手段を用いる場合には、第１の結像位置調節手段を利用
して適切な焦点調節が行われる。また、画像の撮影に第
２の画像記録手段を用いる場合には、第２の結像位置調
節手段を利用して適切な焦点調節が行われる。従って、
撮影の条件に適した焦点調節動作が自動的に選択され
る。

【００２３】（請求項７）固体撮像素子を光軸方向に移
動すれば、固体撮像素子の光入射面の位置を、結像位置
と一致させることができる。撮影光学系を動かす必要は
ない。固体撮像素子は小さいので、それを駆動するアク
チュエータも小型化できる。（請求項８）被写体から第１の画像記録手段に導かれる
光束の一部分が二次光学系によって抽出され、第２の画
像記録手段に導かれる。第２の画像記録手段の受光部が
固体撮像素子のように小型の場合には、二次光学系の小
型化が可能である。

【００２４】（請求項９）二次光学系の位置を光軸方向
に移動すれば、二次光学系による像の結像位置を、第２
の画像記録手段の光入射面の位置と一致させることがで
きる。二次光学系が小型の場合には、それを駆動するア
クチュエータも小型化される。（請求項１０）第１の画像記録手段の結像状態と第２の
画像記録手段の結像状態が、１つの結像状態検出手段の
検出状態に基づいて識別される。２つの結像状態検出手
段を設ける必要がないので、撮影装置の構造が簡略化さ
れる。

【００２５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）この形態の
撮影装置の構成及び動作を、図１，図２及び図３に示
す。この形態は請求項１，請求項２，請求項４，請求項
５，請求項６，請求項７，請求項８及び請求項１０に対
応する。

【００２６】図１は撮影装置の構成を示すブロック図で
ある。図２は図１に示す撮影装置の光路の配置を示す模
式図である。図３は図１の撮影装置における制御の主要
部を示すフローチャートである。この形態では、請求項
１の受光素子アレイ，焦点調節機構，撮影光学系，結像
状態検出手段及び合焦制御手段は、それぞれ二次元イメ
ージセンサ２６，駆動機構３２，フォーカシングレンズ
１３，ＡＦセンサ１９，制御回路３３として具体化され
ている。

【００２７】また、請求項２の第１の光学系はフォーカ
シングレンズ１３として具体化されている。請求項２の
第２の光学系はハーフミラー２３及びコンデンサレンズ
２５として具体化されている。また、請求項４の第１の
画像記録手段，第２の画像記録手段，撮影光学系，第１
の結像位置調節手段，第２の結像位置調節手段，結像状
態検出手段及び合焦制御手段は、それぞれ銀塩フィルム
１７，二次元イメージセンサ２６，フォーカシングレン
ズ１３，駆動機構１４，リニアアクチュエータ３２，Ａ
Ｆセンサ１９及び制御回路３３として具体化されてい
る。

【００２８】また、請求項８の二次光学系はハーフミラ
ー２３及びコンデンサレンズ２５として具体化されてい
る。まず、図１を参照して撮影装置の構成を説明する。
この撮影装置は、像を銀塩フィルムに記録するカメラの
機能と、像をディジタル電気信号に変換して記録するデ
ィジタルスチルカメラの機能とを備えている。

【００２９】レンズ鏡筒１１の内部には、複数のレンズ
群で構成される撮影光学系４０が備わっている。この撮
影光学系４０には、結像位置を調節するためのフォーカ
シングレンズ１３が含まれている。フォーカシングレン
ズ１３は、光軸方向（Ａ１方向）に移動可能である。カ
メラ本体１２の内部に配置されたミラー１５は、矢印Ａ
３方向に移動可能である。ミラー１５は、通常は、図１
に実線で示すように、約４５度の向きで傾斜して配置さ
れている。そして、像を銀塩フィルム１７に導くときに
は、ミラー１５は図１に仮想線で示す位置に退避する。
退避状態では、ミラー１５はほぼ水平に配置される。ま
た、サブミラー１８はほぼ水平に折りたたまれる。

【００３０】像を銀塩フィルム１７に記録する場合には
ミラー１５が退避するので、図示しない被写体からの光
は、撮影光学系４０を通りシャッタ１６を介して銀塩フ
ィルム１７に向かう。ミラー１５が実線で示すように傾
斜しているときには、被写体からの光の一部が、ミラー
１５の中央部に形成されたハーフミラー１５ａを透過
し、サブミラー１８で反射して、ＡＦセンサ１９に向か
う。

【００３１】ＡＦセンサ１９は、被写体から撮影光学系
４０を通って結像される像の結像位置と目標結像位置と
の位置ずれ量、すなわち、デフォーカス量を検出する。
このＡＦセンサ１９は、位相差検出方式を用いてデフォ
ーカス量を検出する。ＡＦセンサ１９の検出原理や構成
については、公知の検出ユニットと同一であるので説明
は省略する。

【００３２】一方、被写体からの光の一部はミラー１５
で反射してスクリーン２０に向かう。この光は、スクリ
ーン２０で拡散し、更にコンデンサレンズ２１及びペン
タプリズム２２を通ってハーフミラー２３に向かう。こ
の光の一部は、ハーフミラー２３を透過して接眼レンズ
２４に向かう。そして、接眼レンズ２４を通った光がフ
ァインダを覗く撮影者の目に結像する。

【００３３】ハーフミラー２３に入射する光の一部は、
ハーフミラー２３で反射してコンデンサレンズ２５に向
かう。そして、コンデンサレンズ２５を通った光が二次
元イメージセンサ２６の光入射面に結像される。二次元
イメージセンサ２６は、ＣＣＤ素子を内蔵する二次元固
体撮像ユニットである。二次元イメージセンサ２６は二
次元配列された多数の受光素子を備えている。各々の受
光素子は入射光の強度と露光時間に応じた電気信号を生
成する。

【００３４】二次元イメージセンサ２６は、その光入射
面に結像する二次元画像に応じた画像を電気信号として
出力する。二次元イメージセンサ２６が出力する電気信
号は、信号処理回路２７を介して記録ユニット２８に入
力される。信号処理回路２７は、入力される電気信号を
ディジタル信号に変換する。また、信号処理回路２７は
様々な画像処理を実施する。

【００３５】記録ユニット２８は、画像のディジタル信
号を記憶する装置である。実際には、ディジタル信号を
記憶するためにフラッシュメモリやフロッピーディスク
などが、記録ユニット２８に設けられる。フォーカシン
グレンズ１３には、駆動機構１４が連結されている。駆
動機構１４は電気モータ３０で駆動される。電気モータ
３０を駆動することにより、フォーカシングレンズ１３
を矢印Ａ１方向に移動することができる。

【００３６】フォーカシングレンズ１３が矢印Ａ１方向
に移動すると、フォーカシングレンズ１３を通る光の結
像位置が変化する。この例では、銀塩フィルム１７に像
を記録するときに、フォーカシングレンズ１３を動かし
て結像位置を調整する。また、二次元イメージセンサ２
６は、矢印Ａ２方向に移動可能な状態でカメラ本体１２
に支持されている。二次元イメージセンサ２６には、リ
ニアアクチュエータ３２が連結されている。リニアアク
チュエータ３２を駆動することにより、二次元イメージ
センサ２６を矢印Ａ２方向に移動できる。

【００３７】二次元イメージセンサ２６を矢印Ａ２方向
に移動することにより、コンデンサレンズ２５を通って
結像する光の結像位置と、二次元イメージセンサ２６の
光入射面の位置とを一致させることができる。二次元イ
メージセンサ２６を動かさなくても、フォーカシングレ
ンズ１３の位置を移動すれば、二次元イメージセンサ２
６の光入射面の位置に、コンデンサレンズ２５を通った
光を結像することができる。しかし、フォーカシングレ
ンズ１３は比較的大型であるためそれを動かすには大き
な力が必要である。

【００３８】そこで、この例では二次元イメージセンサ
２６で撮影を実施する場合には、フォーカシングレンズ
１３を固定し、二次元イメージセンサ２６の位置だけを
移動して結像位置の調整を実施する。撮影モードのフィ
ルムモードとＤＳＣ（ディジタルスチルカメラ）モード
の何れかを選択するために、モードスイッチ２９が備わ
っている。フィルムモードを選択すると、撮影する像が
銀塩フィルム１７に記録される。ＤＳＣモードを選択す
ると、像を二次元イメージセンサ２６で撮影し記録ユニ
ット２８で記録することができる。

【００３９】制御回路３３は、モードスイッチ２９の選
択状態に応じて、撮影モードを切り替える。また制御回
路３３は、ＡＦセンサ１９によって検出されるデフォー
カス量に基づいて、電気モータ３０又はリニアアクチュ
エータ３２を駆動する。制御回路３３はマイクロコンピ
ュータを内蔵している。

【００４０】図１の撮影装置における結像位置調整の具
体例について、図２を参照して説明する。なお、図１の
撮影装置の光路に含まれているコンデンサレンズ２１
は、図２では省略されている。ここでは説明を簡略化す
るため、位置が固定されているコンデンサレンズ２１の
影響については、コンデンサレンズ２５の特性に含めて
考えるものとする。

【００４１】図２（ａ）の例では、被写体の位置ｐ１か
ら入射する光は、フォーカシングレンズ１３を介して銀
塩フィルム１７が存在する位置ｐ３の後方に結像する。
また、フォーカシングレンズ１３を通った光の一部は、
コンデンサレンズ２５に導かれ、二次元イメージセンサ
２６の存在する位置ｐ５の後方に再結像する。図２
（ａ）に示す状態では、銀塩フィルム１７上の像と二次
元イメージセンサ２６の受光面上の像は何れもぼけてし
まう。

【００４２】図２（ａ）に示す状態において、フォーカ
シングレンズ１３を所定距離ｄ１だけ前方に移動する
と、図２（ｂ）に示す状態になる。図２（ｂ）の例で
は、被写体の位置ｐ１から入射する光は、フォーカシン
グレンズ１３を介して、銀塩フィルム１７が存在する位
置ｐ３に結像する。また、フォーカシングレンズ１３を
通った光の一部は、コンデンサレンズ２５に導かれ二次
元イメージセンサ２６の存在する位置ｐ５に再結像す
る。

【００４３】従って、図２（ｂ）に示す状態では、銀塩
フィルム１７上の像と二次元イメージセンサ２６の受光
面上の像は何れも鮮明に撮影される。ところで、銀塩フ
ィルム１７の大きさに合わせて撮影光学系４０が構成さ
れているため、フォーカシングレンズ１３は比較的大型
である。従って、フォーカシングレンズ１３を駆動する
駆動機構１４及び電気モータ３０も大型である。すなわ
ち、フォーカシングレンズ１３を駆動するには大きなエ
ネルギーを必要とする。

【００４４】一方、二次元イメージセンサ２６の受光面
の大きさは、銀塩フィルム１７に比べて十分に小さい。
従って、像を二次元イメージセンサ２６の近傍に再結像
するコンデンサレンズ２５は、フォーカシングレンズ１
３に比べて十分小さい。また、二次元イメージセンサ２
６自体も小型である。そこでこの例では、二次元イメー
ジセンサ２６で像を撮影する場合には、結像位置を調整
する際に、フォーカシングレンズ１３を固定して、二次
元イメージセンサ２６の位置を移動する。

【００４５】二次元イメージセンサ２６を駆動するリニ
アアクチュエータ３２は、フォーカシングレンズの駆動
機構１４及び電気モータ３０よりも小型である。また、
リニアアクチュエータ３２の消費電力は比較的小さい。
結像位置の調整所要時間も比較的短い。図２（ａ）に示
す状態において、二次元イメージセンサ２６をδ２だけ
後方に移動すると、図２（ｃ）に示す状態になる。図２
（ｃ）の例では、フォーカシングレンズ１３で結像され
る光の結像位置は、銀塩フィルム１７の位置に対してδ
１だけずれている。しかし、コンデンサレンズ２５で再
結像された像の結像位置と、二次元イメージセンサ２６
の位置は、一致している。従って、二次元イメージセン
サ２６で鮮明な像を撮影できる。

【００４６】図１に示す撮影装置の動作を、図３を参照
して説明する。なお、図３に示す動作は、制御回路３３
の処理によって実現する。ステップＳ１１では、モード
スイッチ２９の状態を読み取り、その状態を識別する。
その状態に応じてステップＳ１２又はＳ１３に進む。ス
テップＳ１２では、動作モードをフィルムモードとみな
しモードレジスタＭｏｄｅにそれを記憶する。

【００４７】ステップＳ１３では、動作モードをＤＳＣ
モードとみなしモードレジスタＭｏｄｅにそれを記憶す
る。ステップＳ１４では、焦点調節指示の有無を識別す
る。実際には、撮影装置に設けられたレリーズスイッチ
の状態を検出する。そして、レリーズスイッチが半押し
状態なら焦点調節指示ありとみなす。焦点調節指示あり
なら、次のステップＳ１８に進む。

【００４８】ステップＳ１８では、モードレジスタＭｏ
ｄｅの内容を参照して動作モードを識別する。フィルム
モードならステップＳ１５に進み、ＤＳＣモードならス
テップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、二次元イメ
ージセンサ２６の位置を検出する。すなわち、二次元イ
メージセンサ２６に連結された図示しない位置検出器か
らの電気信号を監視して、二次元イメージセンサ２６の
位置を検出する。

【００４９】ステップＳ１５及びＳ１５２では、ＡＦセ
ンサ１９が出力する信号を監視して、デフォーカス量を
検出する。ステップＳ１９では、ステップＳ１５で検出
されたデフォーカス量に基づいて、合焦か否かを識別す
る。すなわち、フォーカシングレンズ１３による結像位
置が、図２に示す位置ｐ３（銀塩フィルム１７の位置）
と一致するか否かを識別する。合焦でなければステップ
Ｓ２０に進み、合焦ならステップＳ２５に進む。

【００５０】ステップＳ２０では、フォーカシングレン
ズ１３による結像位置を、銀塩フィルム１７の位置に合
わせるのに必要なフォーカシングレンズ１３の移動量を
算出する。この移動量は、ステップＳ１５で検出された
デフォーカス量に基づいて算出される。例えば図２
（ａ）の状態においては、図２（ｂ）の合焦状態にする
ために、フォーカシングレンズ１３の移動量を図２中の
ｄ１に定める。

【００５１】ステップＳ２１では、ステップＳ２０で算
出された移動量に従って電気モータ３０を駆動し、フォ
ーカシングレンズ１３を矢印Ａ１方向に移動する。ステ
ップＳ２２では、ステップＳ１５２において検出された
デフォーカス量と、ステップＳ１７において検出された
二次元イメージセンサ２６の位置に基づいて、合焦か否
かを識別する。

【００５２】すなわち、コンデンサレンズ２５によって
再結像される像の位置と、二次元イメージセンサ２６の
撮像面の位置とが一致するか否かを識別する。図２
（ａ）に示すように合焦でなければ、ステップＳ２３に
進む。また、図２（ｃ）のように合焦状態ならステップ
Ｓ２７に進む。ステップＳ２３では、コンデンサレンズ
２５による再結像位置と、二次元イメージセンサ２６の
撮像面の位置とを一致させるのに必要な二次元イメージ
センサ２６の移動量を算出する。

【００５３】この移動量は、ステップＳ１５２で検出さ
れたデフォーカス量と、ステップＳ１７で検出された二
次元イメージセンサ２６の位置に基づいて算出される。
例えば、図２（ａ）の状態においては、図２（ｃ）の合
焦状態にするために、二次元イメージセンサ２６の移動
量を図２中のδ２に定める。ステップＳ２４では、ステ
ップＳ２３で算出された移動量に従って、リニアアクチ
ュエータ３２を駆動し、二次元イメージセンサ２６を矢
印Ａ２方向に移動する。

【００５４】ステップＳ２５及びＳ２５２では、撮影指
示の有無を識別する。実際には、撮影装置に設けられた
レリーズスイッチの状態を検出する。そして、ステップ
Ｓ２５では、レリーズスイッチが全押し状態なら撮影指
示ありとみなす。また、ステップＳ２５２では、レリー
ズスイッチが半押し状態か否かを識別する。半押し状態
なら、ステップＳ２５，Ｓ２５２を繰り返し実行して、
全押し状態になるまで待機する。全押し及び半押しの何
れでもなければ、ステップＳ２９に進む。全押しなら次
のステップＳ２６に進む。

【００５５】ステップＳ２６では、予め決定された条件
に従って、銀塩フィルム１７に像を記録する。すなわ
ち、ミラー１５を退避位置に移動し、シャッタ１６を開
いて銀塩フィルム１７を所定時間露光する。

【００５６】ステップＳ２７及びＳ２７２では、撮影指
示の有無を識別する。実際には、撮影装置に設けられた
レリーズスイッチの状態を検出する。そして、ステップ
Ｓ２７では、レリーズスイッチが全押し状態なら撮影指
示ありとみなす。また、ステップＳ２７２では、レリー
ズスイッチが半押し状態か否かを識別する。半押し状態
なら、ステップＳ２７とＳ２７２を繰り返し実行して、
全押し状態になるまで待機する。全押し及び半押しの何
れでもなければ、ステップＳ２９に進む。全押しなら次
のステップＳ２８に進む。

【００５７】ステップＳ２８では、予め決定された条件
に従って、ディジタル画像撮影を実施する。すなわち、
二次元イメージセンサ２６を制御して、１フレームの二
次元画像を撮影する。二次元イメージセンサ２６が出力
する画像の電気信号は、信号処理回路２７を介して、記
録ユニット２８に入力される。記録ユニット２８は、撮
影された画像のディジタルデータを、所定の記録媒体に
記録する。

【００５８】（第２の実施の形態）この形態の撮影装置
の構成及び動作を、図４，図５及び図６に示す。この形
態は、請求項３，請求項４，請求項５，請求項６，請求
項８，請求項９及び請求項１０に対応する。図４は撮影
装置の構成を示すブロック図である。図５は図４に示す
撮影装置の光路の配置を示す模式図である。図６は図４
の撮影装置における制御の主要部を示すフローチャート
である。

【００５９】この形態では、請求項３の受光素子アレ
イ，第１の光学系，第２の光学系，焦点調節機構，結像
状態検出手段及び合焦制御手段は、それぞれ二次元イメ
ージセンサ２６，フォーカシングレンズ１３，コンデン
サレンズ２５，リニアアクチュエータ３２Ｂ，ＡＦセン
サ１９及び制御回路３３Ｂとして具体化されている。ま
た、請求項４の第１の画像記録手段，第２の画像記録手
段，撮影光学系，第１の結像位置調節手段，第２の結像
位置調節手段，結像状態検出手段及び合焦制御手段は、
それぞれ銀塩フィルム１７，二次元イメージセンサ２
６，フォーカシングレンズ１３，駆動機構１４，リニア
アクチュエータ３２Ｂ，ＡＦセンサ１９及び制御回路３
３Ｂとして具体化されている。

【００６０】また、請求項８の二次光学系は、ハーフミ
ラー２３及び二次元イメージセンサ２６として具体化さ
れている。なお、この形態は第１の実施の形態の変形例
である。図４，図５及び図６において、第１の実施の形
態と同一の要素については、同一の符号を付けて示して
ある。

【００６１】図４を参照して説明する。この形態では、
二次元イメージセンサ２６の位置が固定されている。そ
の代わりに、コンデンサレンズ２５が矢印Ａ２方向に移
動可能になっている。また、コンデンサレンズ２５は、
リニアアクチュエータ３２Ｂと連結されている。コンデ
ンサレンズ２５の位置は、制御回路３３Ｂによって制御
される。その他の構成については図１と同一である。

【００６２】図４の撮影装置における結像位置調整の具
体例について、図５を参照して説明する。なお、図４の
撮影装置の光路に含まれているコンデンサレンズ２１
は、図５では省略されている。ここでは、説明を簡略化
するため、位置が固定されているコンデンサレンズ２１
の影響については、コンデンサレンズ２５の特性に含め
て考えるものとする。

【００６３】図５（ａ）の例では、被写体の位置ｐ１か
ら入射する光は、フォーカシングレンズ１３を介して、
銀塩フィルム１７が存在する位置ｐ３の後方に結像す
る。また、フォーカシングレンズ１３を通った光の一部
は、コンデンサレンズ２５に導かれ二次元イメージセン
サ２６の存在する位置ｐ５の後方に再結像する。図５
（ａ）に示す状態では、銀塩フィルム１７上の像と二次
元イメージセンサ２６の受光面上の像は、何れもぼけて
しまう。

【００６４】図５（ａ）に示す状態において、フォーカ
シングレンズ１３を所定距離ｄ１だけ前方に移動する
と、図５（ｂ）に示す状態になる。図５（ｂ）の例で
は、被写体の位置ｐ１から入射する光は、フォーカシン
グレンズ１３を介して銀塩フィルム１７が存在する位置
ｐ３に結像する。また、フォーカシングレンズ１３を通
った光の一部は、コンデンサレンズ２５に導かれ、二次
元イメージセンサ２６の存在する位置ｐ５に再結像す
る。

【００６５】従って、図５（ｂ）に示す状態では、銀塩
フィルム１７上の像と二次元イメージセンサ２６の受光
面上の像は、何れも鮮明に撮影される。ところで、銀塩
フィルム１７の大きさに合わせて撮影光学系４０が構成
されているため、フォーカシングレンズ１３は比較的大
型である。従って、フォーカシングレンズ１３を駆動す
る駆動機構１４及び電気モータ３０も大型である。すな
わち、フォーカシングレンズ１３を駆動するには大きな
エネルギーを必要とする。

【００６６】一方、二次元イメージセンサ２６の受光面
の大きさは、銀塩フィルム１７に比べて十分に小さい。
従って、像を二次元イメージセンサ２６の近傍に再結像
するコンデンサレンズ２５は、フォーカシングレンズ１
３に比べて十分小さい。そこでこの例では、二次元イメ
ージセンサ２６で像を撮影する場合には、結像位置を調
整する際に、フォーカシングレンズ１３を固定して、コ
ンデンサレンズ２５の位置を移動する。

【００６７】コンデンサレンズ２５を駆動するリニアア
クチュエータ３２Ｂは、比較的小型である。また、リニ
アアクチュエータ３２Ｂの消費電力は、比較的小さい。
結像位置の調整所要時間も比較的短い。図５（ａ）に示
す状態において、コンデンサレンズ２５をｄ２だけ前方
に移動すると、図５（ｃ）に示す状態になる。図５
（ｃ）の例では、フォーカシングレンズ１３で結像され
る光の結像位置は、銀塩フィルム１７の位置に対してδ
１だけずれている。しかし、コンデンサレンズ２５で再
結像される像の結像位置が、二次元イメージセンサ２６
の撮像面の位置ｐ５と一致している。従って、二次元イ
メージセンサ２６で鮮明な像を撮影できる。

【００６８】次に、図４の撮影装置の動作について、図
６を参照して説明する。図６において、ステップＳ１７
Ｂ，Ｓ２３Ｂ，Ｓ２４Ｂ以外については、図３と同一な
ので、説明を省略する。ステップＳ１７Ｂでは、コンデ
ンサレンズ２５の位置を検出する。コンデンサレンズ２
５には図示しない位置検出器が連結されている。この位
置検出器の出力する信号が、ステップＳ１７Ｂで参照さ
れる。

【００６９】ステップＳ２３Ｂでは、コンデンサレンズ
２５による再結像位置と、二次元イメージセンサ２６の
撮像面の位置とを一致させるのに必要な、コンデンサレ
ンズ２５の移動量を算出する。この移動量は、ステップ
Ｓ１５で検出されたデフォーカス量と、ステップＳ１７
Ｂで検出されたコンデンサレンズ２５の位置に基づいて
算出される。例えば、図５（ａ）の状態においては、図
５（ｃ）の合焦状態にするために、コンデンサレンズ２
５の移動量を図５中のｄ２に定める。

【００７０】ステップＳ２４Ｂでは、ステップＳ２３Ｂ
で算出された移動量に従って、リニアアクチュエータ３
２Ｂを駆動し、コンデンサレンズ２５を矢印Ａ２方向に
移動する。（第３の実施の形態）この形態の撮影装置の構成及び動
作を、図７及び図８に示す。この形態は請求項１，請求
項４，請求項５，請求項６，請求項７及び請求項１０に
対応する。

【００７１】図７は撮影装置の構成を示すブロック図で
ある。図８は図７に示す撮影装置の光路の配置を示す模
式図である。この形態では、請求項１の受光素子アレ
イ，焦点調節機構，撮影光学系，結像状態検出手段及び
合焦制御手段は、それぞれ二次元イメージセンサ２６，
駆動機構３２Ｃ，フォーカシングレンズ１３，ＡＦセン
サ１９及び制御回路３３Ｃとして具体化されている。

【００７２】また、請求項４の第１の画像記録手段，第
２の画像記録手段，撮影光学系，第１の結像位置調節手
段，第２の結像位置調節手段，結像状態検出手段及び合
焦制御手段は、それぞれ銀塩フィルム１７，二次元イメ
ージセンサ２６，フォーカシングレンズ１３，駆動機構
１４，リニアアクチュエータ３２Ｃ，ＡＦセンサ１９及
び制御回路３３Ｃとして具体化されている。

【００７３】なおこの形態は、第１の実施の形態の変形
例である。図７及び図８において、第１の実施の形態と
同一の要素については、同一の符号を付けて示してあ
る。制御動作については図３と基本的に同一である。図
７を参照して説明する。この形態では、ディジタル画像
の撮影に利用される二次元イメージセンサ２６が、スク
リーン２０の位置に配置されている。また、二次元イメ
ージセンサ２６は、矢印Ａ４方向に移動可能に構成され
ている。

【００７４】すなわち、二次元イメージセンサ２６でデ
ィジタル画像を撮影するときには、図７に示すように、
ミラー１５とコンデンサレンズ２１との間の光軸Ｙ上
に、二次元イメージセンサ２６が配置される。実際に
は、二次元イメージセンサ２６の位置とスクリーン２０
の位置とが入れ替わるように位置が切り替わる。但し、
光軸Ｙ上に二次元イメージセンサ２６がある場合には、
コンデンサレンズ２１，ペンタプリズム２２及び接眼レ
ンズ２４に向かう光が遮られるので、撮影者がファイン
ダーを覗いても像を見ることができない。従って、撮影
時以外は、二次元イメージセンサ２６は矢印Ａ４方向に
移動して、光軸Ｙを外れる位置に退避する。矢印Ａ４方
向の移動については、駆動機構３４によって移動され
る。

【００７５】また、二次元イメージセンサ２６は、矢印
Ａ２方向に対しても移動可能に構成されている。二次元
イメージセンサ２６には、リニアアクチュエータ３２Ｃ
が連結されている。二次元イメージセンサ２６の矢印Ａ
２方向の位置は、制御回路３３Ｃによって制御される。

【００７６】図７の撮影装置における結像位置調整の具
体例について、図８を参照して説明する。図８（ａ）の
例では、被写体の位置ｐ１から入射する光は、フォーカ
シングレンズ１３を介して、銀塩フィルム１７が存在す
る位置ｐ３の後方に結像する。この例では、光学的に銀
塩フィルム１７の位置ｐ３と等価な位置に、二次元イメ
ージセンサ２６も配置されている。

【００７７】図８（ａ）に示す状態では、銀塩フィルム
１７上の像と二次元イメージセンサ２６の受光面上の像
は何れもぼけてしまう。図８（ａ）に示す状態におい
て、フォーカシングレンズ１３を所定距離ｄ１だけ前方
に移動すると、図８（ｂ）に示す状態になる。図８
（ｂ）の例では、被写体の位置ｐ１から入射する光は、
フォーカシングレンズ１３を介して、銀塩フィルム１７
及び二次元イメージセンサ２６が存在する位置ｐ３に結
像する。

【００７８】従って、図８（ｂ）に示す状態では、銀塩
フィルム１７上の像と二次元イメージセンサ２６の受光
面上の像は何れも鮮明に撮影される。ところで、銀塩フ
ィルム１７の大きさに合わせて撮影光学系４０が構成さ
れているため、フォーカシングレンズ１３は比較的大型
である。従って、フォーカシングレンズ１３を駆動する
駆動機構１４及び電気モータ３０も大型である。すなわ
ち、フォーカシングレンズ１３を駆動するには、大きな
エネルギーを必要とする。

【００７９】一方、二次元イメージセンサ２６は比較的
小型である。そこでこの例では、二次元イメージセンサ
２６で像を撮影する場合には、結像位置を調整する際
に、フォーカシングレンズ１３を固定して、二次元イメ
ージセンサ２６の位置を矢印Ａ２方向に移動する。二次
元イメージセンサ２６を駆動するリニアアクチュエータ
３２Ｃは、比較的小型である。また、リニアアクチュエ
ータ３２Ｃの消費電力は比較的小さい。結像位置の調整
所要時間も比較的短い。

【００８０】図８（ａ）に示す状態において、二次元イ
メージセンサ２６をδ１だけ後方に移動すると、図８
（ｃ）に示す状態になる。図８（ｃ）の例では、フォー
カシングレンズ１３で結像される光の結像位置は、銀塩
フィルム１７の位置に対してδ１だけずれている。しか
し、図８（ｃ）の例では、フォーカシングレンズ１３で
結像される光の結像位置は、二次元イメージセンサ２６
の撮像面の位置ｐ４と一致している。従って、二次元イ
メージセンサ２６で鮮明な像を撮影できる。

【００８１】なおここでは、銀塩フィルムに画像を記録
する機能と、ディジタル画像撮影を実施する機能の両方
を備える複合撮影装置の例について説明した。しかしな
がら、ディジタルスチルカメラなどの一般的な撮影装置
であっても、本発明は実施可能である。

【００８２】

【発明の効果】（請求項１）受光素子アレイの光軸方向
の位置調整によってピント合わせができる。従って、小
さなエネルギーで焦点調節できる。すなわち、焦点調節
機構の小型化，消費電力の低減，焦点調節所要時間の短
縮が可能である。

【００８３】（請求項２）第１の光学系と第２の光学系
により複数の位置に同時に像を結像できる。（請求項３）第２の光学系の光軸方向の位置調整によっ
てピント合わせができる。従って、小さなエネルギーで
焦点調節できる。すなわち、焦点調節機構の小型化，消
費電力の低減，焦点調節所要時間の短縮が可能である。

【００８４】（請求項４）第１の結像位置調節手段と第
２の結像位置調節手段とを選択的に使用できる。従っ
て、撮影モードや用途に適したピント合わせが可能であ
る。（請求項５）銀塩フィルムによる撮影と固体撮像素子に
よる撮影の両方が可能である。

【００８５】（請求項６）第１の画像記録手段と第２の
画像記録手段の何れかを選択することによって、第１の
結像位置調節手段と第２の結像位置調節手段の何れか
が、自動的に選択される。（請求項７）固体撮像素子の位置を移動するので、小さ
いエネルギーでピント合わせができる。

【００８６】（請求項８）二次光学系を備えているの
で、複数の位置に同時に像を結像できる。（請求項９）二次光学系の光軸方向の位置調整によって
ピント合わせができる。（請求項１０）複合撮影装置であっても結像状態検出手
段を複数設ける必要がない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の撮影装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図２】図１に示す撮影装置の光路の配置を示す模式図
である。

【図３】図１の撮影装置における制御の主要部を示すフ
ローチャートである。

【図４】第２の実施の形態の撮影装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】図４に示す撮影装置の光路の配置を示す模式図
である。

【図６】図４の撮影装置における制御の主要部を示すフ
ローチャートである。

【図７】第３の実施の形態の撮影装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図８】図７に示す撮影装置の光路の配置を示す模式図
である。

【符号の説明】

１１レンズ鏡筒１２カメラ本体１３フォーカシングレンズ１４駆動機構１５ミラー１５ａハーフミラー１６シャッタ１７銀塩フィルム１８サブミラー１９ＡＦセンサ２０スクリーン２１コンデンサレンズ２２ペンタプリズム２３ハーフミラー２４接眼レンズ２５コンデンサレンズ２６二次元イメージセンサ２７信号処理回路２８記録ユニット２９モードスイッチ３０電気モータ３２，３２Ｂ，３２Ｃリニアアクチュエータ３３，３３Ｂ，３３Ｃ制御回路３４駆動機構４０撮影光学系

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の受光素子で構成され、各々の受光
素子が入射光に応じた電気信号を生成する受光素子アレ
イと、前記受光素子アレイの光軸方向の位置を調節する焦点調
節機構と、被写体からの光を前記受光素子アレイに導く撮影光学系
と、前記撮影光学系を通る光の結像状態を検出する結像状態
検出手段と、前記結像状態検出手段の検出状態に基づいて前記焦点調
節機構を駆動する合焦制御手段とを設けたことを特徴と
する撮影装置。
【請求項２】請求項１記載の撮影装置において、前記
撮影光学系に、被写体からの光を所定の位置の近傍に結
像する第１の光学系と、前記第１の光学系を通った光を
前記受光素子アレイの近傍に導く第２の光学系とを設け
たことを特徴とする撮影装置。
【請求項３】複数の受光素子で構成され、各々の受光
素子が入射光に応じた電気信号を生成する受光素子アレ
イと、被写体からの光を所定の位置の近傍に結像する第１の光
学系と、前記第１の光学系を通った光を前記受光素子アレイの近
傍に導く第２の光学系と、前記第２の光学系の結像位置を光軸方向に調節する焦点
調節機構と、前記第１の光学系と第２の光学系の少なくとも一方を通
る光の結像状態を検出する結像状態検出手段と、前記結像状態検出手段の検出状態に基づいて前記焦点調
節機構を駆動する合焦制御手段とを設けたことを特徴と
する撮影装置。
【請求項４】画像もしくはその情報を所定の記録媒体
に記録する第１の画像記録手段と、画像もしくはその情報を前記第１の画像記録手段の記録
媒体とは別の記録媒体に記録する第２の画像記録手段
と、被写体からの光を前記第１の画像記録手段及び第２の画
像記録手段に導く撮影光学系と、被写体から前記第１の画像記録手段までの光路におい
て、結像位置を調節する第１の結像位置調節手段と、被写体から前記第２の画像記録手段までの光路におい
て、結像位置を調節する第２の結像位置調節手段と、前記第１の画像記録手段及び第２の画像記録手段の、少
なくとも一方に対する結像状態を検出する結像状態検出
手段と、前記結像状態検出手段の検出した結像状態に基づいて、
前記第１の結像位置調節手段及び第２の結像位置調節手
段の、少なくとも一方を制御する合焦制御手段とを設け
たことを特徴とする撮影装置。
【請求項５】請求項４記載の撮影装置において、前記
第１の画像記録手段が画像を記録する記録媒体として銀
塩フィルムを備え、前記第２の画像記録手段が画像を電
気信号に変換する固体撮像素子を備えることを特徴とす
る撮影装置。
【請求項６】請求項４記載の撮影装置において、前記
第１の画像記録手段を使用して画像を撮影する場合に
は、前記合焦制御手段が前記第１の結像位置調節手段を
調節し、前記第２の画像記録手段を使用して画像を撮影
する場合には、前記合焦制御手段が前記第２の結像位置
調節手段を調節することを特徴とする撮影装置。
【請求項７】請求項５記載の撮影装置において、前記
第２の結像位置調節手段が、前記固体撮像素子の位置を
光軸方向に移動して結像位置を調節することを特徴とす
る撮影装置。
【請求項８】請求項５記載の撮影装置において、前記
撮影光学系が、被写体から前記第１の画像記録手段に導
かれる光束の一部分を抽出し前記第２の画像記録手段に
導く二次光学系を備えることを特徴とする撮影装置。
【請求項９】請求項８記載の撮影装置において、前記
第２の結像位置調節手段が、前記二次光学系の位置を光
軸方向に移動して結像位置を調節することを特徴とする
撮影装置。
【請求項１０】請求項４記載の撮影装置において、前
記合焦制御手段が、単一の前記結像状態検出手段の検出
出力に基づいて前記第１の画像記録手段の結像状態と前
記第２の画像記録手段の結像状態の両方を識別すること
を特徴とする撮影装置。