JPS63303578A - コンパクトな合焦機構付きカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 １亙且１ 本発明は合焦機構付きカメラに関し、特にコンパクトな
ケーシングに収容可能な合焦機構付きカメラに関する。

１１盈１ 被写界からレンズを通して入射された入射光を固体撮像
素子により撮像し、得られた映像信号を磁気ディスク等
に記憶する電子スチルカメラが知られている。このよう
な電子スチルカメラにおいて、焦点距離の調節は、測距
情報に基づき、レンズまたは固体撮像素子のいずれかを
移動させることにより行っている。すなわち、固体撮像
素子をカメラのケーシングに固定し、レンズの位ｌを変
えるか、または、レンズをカメラのケーシングに固定し
、固体撮像素子の位置を変えるかのいずれかによって、
レンズと固体撮像素子との距離を変化させ、固体撮像素
子に結像される被写界の画像の焦点距離を合わせている
。

前者のレンズの位置を変えるものは、ステップモータ等
によりレンズを光軸方向に移動している。しかし、この
方法によると、光学レンズおよびその支持部材を移動さ
せるため、移動させる部分の容積が大きく、これにより
移動のためのスペースを多く必要とするから、カメラを
小型化で、きないという欠点がある。また光学系を構成
するレンズ自体を移動させるため、これにより光学系の
設計が制限されるという問題があった。

後者の固体撮像素子の位置を変えるものは、例えば特開
昭８１−２１４８１１１９号に示されるように、バイモ
ル圧電素子により固体撮像素子を支持し、測距情報に応
じた電圧をバイモル圧電素子に加えて固体撮像素子の位
置を変えている。しかし、この方法の場合には固体撮像
素子が移動するため、固体撮像素子の強度の維持や、固
体撮像素子と映像処理機構等との接続の確保に問題があ
った。また、固体撮像素子の裏面に圧電素子を配置した
ものの場合には、これによって光軸方向の厚みが増すた
め、カメラを小型化しにくい欠点があった。

１−負 本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、カメラを
小型化することのできる合焦機構を有するコンパクトな
合焦機構付きカメラを提供することを目的とする。

発明の開示 本発明によれば、被写界からの入射光が通過する撮像光
学系と、撮像光学系を通過した入射光を受光し、被写界
の画像を結像させる結像手段とを有し、結像手段に結像
される被写界の画像の焦点を合わせる合焦手段とを有す
る合焦機構付きカメラは、撮像光学系を通過した入射光
を反射させ、結像手段に受光させる反射手段を有し、撮
像光学系および結像手段が、カメラのケーシングに固設
され、合点手段は、反射手段と撮像光学系および結像手
段との距離を変化させるように、反射手段をカメラのケ
ーシングに対して移動させる駆動手段を有し、駆動手段
により反射手段をカメラのケーシングに対して移動させ
ることによって、結像手段に結像される被写界の画像の
焦点を合わせるものである。

及１践立１」 次に添付図面を参照して本発明によるコンパクトな合焦
機構付きカメーラの実施例を詳細に説明する。

第１図には本発明によるカメラの合点機構の一叉施例が
示されている。同図に示されるように、本実施例のカメ
ラは撮像光学系たるレンズ１２を有する、レンズ１２は
カメラのケーシングに固定され、被写界からの入射光１
０２が入射される。レンズ１２を通過した入射光１０４
の光軸上には半透過鏡１４および反射鏡１Ｂが配設され
ている。半透過鏡１４はその面が光軸に対して４５°の
傾斜を有するように、反射鏡１６はその反射面が光軸に
垂直となるように、それぞれ配設されている。

入射光１０４は半透過１ｉ１１４を通過し、入射光１０
４と同一の光軸上を進む入射光１０Ｂとなって、反射鏡
１Ｂにより反射される０反射鏡１Ｂは例えば通常の鏡で
よく、その裏面には反射鏡１６を光軸方向に移動させる
ための圧電素子２０が配設されている。圧電素子２０は
信号線１２０により光学系駆動回路２２に接続され、光
学系駆動回路２２から送られる信号に応じた電圧１２０
が印加される。圧電素子２０は印加された電圧１２０に
応じて変位し、反射鏡１６を図に矢印Ａで示す光軸方向
に移動させる。

反射鏡１６により反射された入射光１０８は半透過鏡１
４により直角の方向に反射され、その反射された入射光
１１０の光軸上に設けられたイメージセンサ１８に入射
される。イメージセンサ１８はカメラのケーシングに固
定され、入射光１１０を撮像し、映像信号を図示しない
処理回路に出力する。出力された映像信号は処理回路で
変調等の処理を行われた後、磁気ディスク等の記録媒体
に記録される。

イメージセンサ１８の出力１１２はバイパスフィルタ２
Ｂに入力される。バイパスフィルタ２６はイメージセン
サ１８からの出力１１２の高域成分を通過させ、その出
力１１４を絶対イ１化回路２８に出力する。

絶対イ１化回路２８はバイパスフィルタ２６からの高周
波数成分の出力１１４の信号の変化の絶対値を得て、そ
の出力１１Ｂを制御回路２４に出力する。制御回路２４
は絶対値化回路２８からの出力１１Ｂに応じて光学系駆
動回路２２に制御信号を出力する。

動作を説明する。

被写界からの入射光１０２はレンズ１２を通過し、レン
ズ１２を通過した入射光１０４は半透過鏡１４を通過す
る。半透過鏡１４を通過した入射光１０６は反射鏡１Ｂ
により反射され、反射された入射光１０８は半透過鏡１
４により直角方向に反射され、反射された入射光１１０
はイメージセンサ１８に入射される。

イメージセンサ１８からの出力１１２はバイパスフィル
タ２６に入力される。イメージセンサ１８によって撮像
される被写界の像の焦点が合っている場合、すなわちレ
ンズ１２から半透過鏡１４、反射鏡１８、半透過鏡１４
を介したイメージセンサ１８までの光路長が適切である
場合には、イメージセンサ１８から出力される映像信号
はコントラストの大きいものとなるから、高周波数成分
が含まれる。したがって、この場合にはバイパスフィル
タ２６はこの高周波数成分をその出力１１４に出力する
。

一方、イメージセンサ１８によって撮像される被写界の
像の焦点が合っていない場合、すなわちレンズ１２から
半透過鏡１４、反射鏡１６、半透過鏡１４を介したイメ
ージセンサ１８までの光路長が適切でない場合には、イ
メージセンサ１８から出力される映像信号はコントラス
トの小さいものとなるから、高周波数成分が含まれない
、したがって、この場合にはバイパスフィルタ２６から
の出力１１４には信号が出力されない。

バイパスフィルタ２８からの出力１１４は絶対値化回路
２８に入力され、高岡波数成分の出力１１４があった場
合にはその信号の変化の絶対値が、絶対値化回路２８か
ら出力１１６として制御回路２４に出力される。制御回
路２４は絶対値化回路２８からの出力１１Ｂに応じて制
御信号１１８を光学系駆動回路２２に出力し、光学系駆
動回路２２はこの制御信号１１８に応じた電圧１２０を
圧電素子２０に印加する。圧電素子２０は電圧１２０に
応じて変位し、反射ｔｔ１１６の位置を光軸上で移動す
る。これにより、レンズ１２から半透過鏡１４、反射鏡
１８、半透過ａ１４を介したイメージセンサ１８までの
光路長が適切な長さに設定される。

本実施例によれば、以上のように光軸上に半透過ｍ１４
および反射鏡１６を設け、レンズ１２からの入射光を反
射ｆｉ１８および半透過鏡１４で反射させてイメージセ
ンサ１８に入射させている。イメージセンサ１８および
レンズ１２はカメラのケーシングに固定され、互いの距
離が一定とされ、反射鏡１８を移動することにより光路
長を変化させて焦点距離を合わせている。したがって、
焦点距離を合わせるために移動されるのは反射鏡１６の
みであり、イメージセンサ１８およびレンズ１２のいず
れも移動されないから、イメージセンサ１８またはレン
ズ１２を移動させた場合の問題点を解消することができ
る。すなわち、イメージセンサ１８の強度の維持や、イ
メージセンサ１８と映像処理機構等との接続の確保の問
題が解消される。また、光学系の設計が制限されるとい
う問題も解消される。

さらに、従来のレンズを移動させるものの場合には、レ
ンズおよびその支持部材を移動させるため、移動させる
部分の容積が大きく、これにより移動のためのスペース
を多く必要とするから、カメラを小型化できず、イメー
ジセンサの裏面に圧電素子を配置し、これによりイメー
ジセンサを移動させるものの場合にも、光軸方向の厚み
が増すため、カメラを小型化できなかった。

これに対して本実施例によれば、反射１ｉ１１１Ｂの移
動によって光路長を変化させているから、レンズ１２ま
たはイメージセンサ１８のいずれかを移動させて光路長
を変化させるものに比較して、半分の移動量ですませる
ことができる。したがって、変位量の小さい圧電素子を
使用することができ、カメラを小型化でき、特に薄型の
カメラとすることができる。

また、レンズ１２またはイメージセンサ１８のいずれか
を移動させて光路長を変化させるものと異なり、移動さ
れる反射鏡１６として軽量　のものを用いることができ
るから、速写時の追従性を向上することができる。

７５２図には本発明の他の実施例が示されている。この
実施例は、イメージセンサ１８の出力１１２をデジタル
信号に変換して処理し、圧電素子２０を駆動する信号を
生成するものである。同図において第１図と同一の構成
要素は同一の符号により表されており、説明を省略する
。

この実施例のカメラにおいては、イメージセンサ１８の
出力１１２はＡＤ変換器３０に入力される。ＡＤ変換器
３０はイメージセンサ１８からの出力１１２をデジタル
信号に変換する。　ＡＤ変換器３０からの出力１２２は
バッファメモリ３２に入力され、バッファメモリ３２に
一時蓄積される。バッファメモリ３２の出力１２４は局
部照度演算部３４に入力され、局部照度演算部３４は、
デジタルの映像信号の入力１２４の表す画像の分割され
た特定の部分ごとの照度を演算し、出力を累積演算部３
Ｂに出力する。累積演算部３６は局部照度演算部３４か
らの出力１２Ｂを受け、局部照度演算部３４において求
められた分割された各部分ごとの照度を累積して演算し
、画像全体の照度を求め、局部照度演算部３４からの分
割された各部分ごとの照度を表す信号とともに出力１２
８を制御回路に出力する。

制御回路２４は累積＠算部３Ｂからの出力１２８により
映像信号の表す画像の各部分の照度を画像全体の照度と
それぞれ比較し、画像のコントラストを求め、これによ
ってイメージセンサ１８に結像される画像の焦点距離が
合っているか否かを判断する。制御回路２４は焦点距離
が合っているか否かに応じて制御信号１１８を光学系駆
動回路２２に出力する。光学系駆動回路２２は制御回路
２４からの出力１１８に応じた電圧１２０を圧電素子２
０に出力し、圧電素子２０を変位させる。

この実施例においても、イメージセンサ１８およびレン
ズ１２はカメラのケーシングに固定され、反射鏡１８を
移動することにより光路長を変化させて焦点距離を合わ
せている。したがって、焦点距離を合わせるために移動
されるのは反射鏡１６のみであるから、イメージセンサ
１８またはレンズ１２を移動させた場合の問題点を解消
することができ、カメラを小型化することができる。

第３図には本発明のさらに他の実施例が示されている。

この実施例においては、レンズ１２を通過した入射光１
０４の光軸に対して４５°の傾斜で反射鏡４０が配設さ
れ、反射鏡４０により反射された入射光１３０の光軸に
対して４５°の傾斜で反射鏡４２が配設されている０点
線で概念的に示すように、これらの反射鏡４０および４
２は圧電素子４４に固設され、光学系駆動回路２２から
出力される電圧１２０に応じた圧電素子４４の変位によ
って矢印Ｂ方向に同時に移動する０反射鏡４２により反
射された入射光１３２の光軸にはイメージセンサ１８が
配設されている。レンズ１２およびイメージセンサ１８
はカメラのケーシングに固設されている。

このカメラにおいては、入射光１０２はレンズ１２を通
過し、レンズ１２を通過した入射光１０４は反射鏡４０
により直角の方向に反射され、反射された入射光１３０
は反射鏡４２によりさらに直角の方向、すなわちレンズ
１２に入射する入射光１０２と反対の方向に反射され、
反射された入射光１３２がイメージセンサ１８に入射さ
れる９反射ｆｉ４０および４２は圧電素子４４の変位に
よって矢印Ｂ方向に同じ距離だけ移動する。したがって
、同図において入射光１０４および１３２の光路長が変
化し、これにより焦点距離を合わせることができる。

この実施例のカメラにおいても、レンズ１２およびイメ
ージセンサ１８を固定し、反射＃１４０および４２を移
動させることによって焦点距離を合わせているから、イ
メージセンサ１８またはレンズ１２を移動させた場合の
問題点を解消することができる。また、レンズ１２また
はイメージセンサ１８のいずれかを移動させて光路長を
変−化させるものに比較して、半分の移動量ですませる
ことができるのでカメラを小型化することができる。

上記の実施例は電子スチルカメラについて説明したが、
本発明は銀塩フィルムに被写界の画像を形成する銀塩カ
メラにも適用できる。また、動画を撮影するビデオカメ
ラにも適用できる。

級−迷 以上のように本発明によれば、反射鏡の移動によって光
路長を変化させているから、光学レンズまたはイメージ
センサを移動させて光路長を変化させるものに比較して
、半分の移動量ですませることができる。したがって、
コンパクトな■型のカメラとすることができる。

また、移動される反射鏡として軽量のものを用いること
ができるから、連写時の追従性を向上することができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカメラの一実施例を示す概略構成
図、 第２図は本発明によるカメラの他の実施例を示す概略構
成図、 第３図は本発明によるカメラのさらに他の実施例を示す
概略構成図である。 妻部分の符号の１明 １２、、、レンズ １４、、、半透過鏡 １Ｂ、、、反射鏡 １８、、、イメージセンサ ２０．４４　、圧電素子 ２２、、、光学系駆動回路 ２４、、、制御回路 ４０．４２　、反射鏡 特許出願人　富士写真フィルム株式会社代　理　人　書
取　孝雄 火山　隆夫 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、被写界からの入射光が通過する撮像光学系と、 該撮像光学系を通過した入射光を受光し、前記被写界の
   画像が結像される結像手段とを有し、前記結像手段に結
   像される前記被写界の画像の焦点を合わせる合焦手段と
   を有する合焦機構付きカメラにおいて、該カメラは、 前記撮像光学系を通過した入射光を反射させ、前記結像
   手段に受光させる反射手段を有し、前記撮像光学系およ
   び結像手段が、前記カメラのケーシングに固設され、 前記合焦手段は、前記反射手段と前記撮像光学系および
   結像手段との距離を変化させるように、前記反射手段を
   前記カメラのケーシングに対して移動させる駆動手段を
   有し、 該駆動手段により前記反射手段を前記カメラのケーシン
   グに対して移動させることによって、前記結像手段に結
   像される前記被写界の画像の焦点を合わせることを特徴
   とするコンパクトな合焦機構付きカメラ。 ２、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、該カ
   メラはさらに、前記入射光の光路において前記ケーシン
   グに固設された半透過鏡を有し、 前記撮像光学系を通過し、前記反射手段により反射され
   た前記入射光を前記半透過鏡により反射させて前記結像
   手段に受光させることを特徴とするコンパクトな合焦機
   構付きカメラ。 ３、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、前記
   反射手段は、２つの反射鏡からなり、前記撮像光学系を
   通過した入射光を該反射鏡の一方により反射させた後、
   該反射鏡の他方により反射させて前記結像手段に受光さ
   せることを特徴とするコンパクトな合焦機構付きカメラ
   。 ４、特許請求の範囲第１項記載のカメラにおいて、該カ
   メラは撮像手段によりスチル画像を撮影する電子スチル
   カメラであり、前記結像手段は固体撮像素子であること
   を特徴とするコンパクトな合焦機構付きカメラ。 ５、特許請求の範囲第４項記載のカメラにおいて、前記
   合焦手段は、前記固体撮像素子から出力される映像信号
   の変化量に応じて前記駆動手段を動作させることを特徴
   とするコンパクトな合焦機構付きカメラ。 ６、特許請求の範囲第１項ないし第５項のいずれかに記
   載のカメラにおいて、前記駆動手段は圧電素子であるこ
   とを特徴とするコンパクトな合焦機構付きカメラ。