JPWO2011129118A1 - デジタルカメラ - Google Patents
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Abstract
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(1)と、カメラ本体(1)の本体筐体(3)内に配置され、被写体の光学像を画像データに変換するイメージセンサー(8)と、イメージセンサー(8)が電気的に接続されるメイン回路基板(11)と、イメージセンサー(8)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電子ビューファインダー(6)とを備えたデジタルカメラにおいて、本体筐体(3)内には、イメージセンサー(8)とメイン回路基板(11)が配置される空間と、電子ビューファインダー(6)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(33)が配置された構成である。
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)。
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。
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
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 (5)
- 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たデジタルカメラ。
- 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記載のデジタルカメラ。
- 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を備え、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請求項1記載のデジタルカメラ。
- 前記カメラ本体はホットシューを備え、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請求項1記載のデジタルカメラ。
- 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を備え、前記ボディマウントと撮像素子との間にミラーボックス装置を設けることなく、ボディマウント側から撮像素子およびメイン回路基板を配置し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たデジタルカメラ。
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