(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、撮像手段と測距手段とを同じ方向に近接して配置することで、実装しやすくし小型化を図る。また、撮影レンズやミラ−駆動のためのアクチュエータを撮像素子や測距素子と反対側に収納することにより重量バランスをよくすることを目的とする。【解決手段】撮影光路を分割する光路分割手段８を備え、該光路分割手段８による反射光を撮像手段１１へ導き、透過光を、対となる像位置の相対的ずれ量に基づいて、測距視野内における被写体像のデフォーカス量を演算する位相差測距手段１９へと導くように構成したカメラにおいて、光路分割後の撮像手段および測距手段１１とが互いに略平行、もしくは同一面上となるように近接して配置する。【選択図】図１
2006173975.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光路を分割する光路分割手段を備え、該光路分割手段による反射光を撮像手段へ導き、透過光を、対となる像位置の相対的ずれ量に基づいて、測距視野内における被写体像のデフォーカス量を演算する位相差測距手段へと導くように構成したカメラにおいて、光路分割後の撮像手段および測距手段とが互いに略平行、もしくは同一面上に近接して配置されたことを特徴とするカメラのレイアウト構造。
【請求項２】
撮影光路を分割する光路分割手段を備え、該光路分割手段による反射光を撮像手段へ導き、透過光を、対となる像位置の相対的ずれ量に基づいて、測距視野内における被写体像のデフォーカス量を演算する位相差測距手段へと導くように構成したカメラにおいて、前記近接して配置された撮像手段および前記位相差測距手段とを同一基板上に配置したことを特徴とするカメラのレイアウト構造。
【請求項３】
前記撮像手段および前記位相差測距手段と撮影光軸を挟んで軸対称位置近傍に、駆動手段を配置したことを特徴とする請求項１または２記載のカメラのレイアウト構造。
【請求項４】
請求項３記載の駆動手段とは、レンズを駆動するアクチュエータであることを特徴とするカメラのレイアウト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影光路内に光路分割手段を備え、該光路分割手段の反射光束を撮像手段に導き、透過光束を測距素子上に２像を結像させ、該２像の画像信号の位相差に基づいて撮影レンズのデフォーカス量および方向を演算する演算手段を有し、該演算手段の演算値に基づいて焦点調整モータを用いて撮影レンズをその合焦位置に移動させる自動焦点調節手段を備えたカメラ、および該カメラの撮像手段および測距手段の光学系レイアウト構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のカメラは、特開2001-133679号に記載されているように、被写体からの光路を２つに光路分割し、該２つの光路を互いに略平行となるように調整している。更に前記２つに分割した光路のいずれか一方の光路に面受光型の半導体受光素子を設け、該半導体受光素子上に、コントラスト方式による測距のための第１の測距領域と、位相差方式による第２の測距領域を設けている。
【０００３】
また、特開平10-039409号に記載されているように、銀塩撮影とビデオ撮影が可能なカメラで撮像手段と測距手段とが平行に配置されている。
【特許文献１】特開2001-133679号公報
【特許文献２】特開平10-03940号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来例の特開2001-133679号では、撮像手段とコントラスト測距手段とを別々に設けており、コントラスト測距センサ部と位相差測距部とが同一面上に形成されている。このため、光学系が複雑化し、測距のためのシステムとして大型化しカメラの小型化を阻害するという欠点があった。
【０００５】
また、特開平10-039409号では、撮像手段と測距手段とが離れて配置されており、電気的接続が困難となり実装がしづらいという欠点があった。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑み、撮像手段と測距手段とを同じ方向に近接して配置することで、実装しやすくし小型化を図る。また、撮影レンズやミラ−駆動のためのアクチュエータを撮像素子や測距素子と反対側に収納することにより重量バランスをよくすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するため第１の発明では、撮影光路を分割する光路分割手段を備え、該光路分割手段による反射光を撮像手段へ導き、透過光を、対となる像位置の相対的ずれ量に基づいて、測距視野内における被写体像のデフォーカス量を演算する位相差測距手段へと導くように構成したカメラにおいて、光路分割後の撮像手段および測距手段とが互いに略平行、もしくは同一面上となるように近接して配置されたことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明では、撮影光路を分割する光路分割手段を備え、該光路分割手段による反射光を撮像手段へ導き、透過光を、対となる像位置の相対的ずれ量に基づいて、測距視野内における被写体像のデフォーカス量を演算する位相差測距手段へと導くように構成したカメラにおいて、前記撮像手段および前記位相差測距手段とを同一基板上に配置し、電気的に接続したことを特徴とする。
【０００９】
第３の発明では、前記撮像手段および前記位相差測距手段と撮影光軸を挟んで軸対称位置近傍に、駆動手段を配置したことを特徴とする。
【００１０】
第４の発明では、前記第３の発明で駆動手段としてレンズを駆動するアクチュエータとしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明では以下のような効果がある。
【００１２】
請求項１記載の発明によれば、光路分割後の撮像手段および測距手段とが互いに略平行、もしくは同一面上に近接して配置されているため、配線のための基板が小さくて済み、コストダウンが図れる。また、素子の光軸調整が同一面上で行えるため、生産工場での組み立て時間が短縮でき生産性向上が期待できる。更に、測距手段を方向転換し撮像素子に近接させているため、カメラの背面側（撮影者側）の突出部を減らせ、厚みを抑えた、より小型化したカメラを提供することができる。
【００１３】
請求項２記載の発明によれば、前記近接して配置された撮像手段および前記位相差測距手段とを同一基板上に配置しているため、別々に基板を設けるより小型化した実装設計が可能となりカメラを小型化することができる。
【００１４】
請求項３記載の発明によれば、前記撮像手段および前記位相差測距手段と撮影光軸を挟んで軸対称位置近傍に、駆動手段を配置しているため縦位置撮影でも横位置撮影でも重心が低く重量バランスのいいカメラを提供することができる。
【００１５】
請求項４記載の発明によれば、駆動手段としてレンズ移動のためのアクチュエータを用いているため、駆動部と非駆動部とが近接して配置できるため、小型で駆動ロスの少ないの鏡筒ユニットを構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の特徴を最もよく表す図であり、本発明の実施例を表す主要部品機構配置図であるカメラの縦断面図である。図２は本発明の測距光学系の模式図である。図３は本発明実施形態のカメラの構成を示すブロック図である。図４は本発明実施例に係る後述の絞りおよび２次決像レンズを表す斜視図である。図５は本発明の実施例に係る測距素子を表す斜視図である。
【００１７】
図１から図５において、１は撮影レンズユニットである。２、３、６、７は撮影レンズであり、３は撮影光軸Ｌ１上を移動して撮影倍率を変更するズ−ミングレンズ、７は撮影光軸Ｌ１上を移動して焦点を調節する焦点調整レンズである。４は複数の羽根の移動により重なり量の変化により複数の絞り径を形成して撮影光量を調節する絞りであり、本実施例では絞り形状が略円形状になるアイリス絞りである。５は撮影光学系の透過光量を調節する光学素子であり、ＮＤフィルタや駆動電圧の変化により光の透過率を制御する透過型の液晶などを用いる。この透過光量を調節する光学素子５は、絞り４の絞り径を小さくしていくと回折現象によって、画像の劣化を招くので所定値以下の絞り径にならないようにするためのものである。
【００１８】
19は測距動作を行うための像を検出する測距手段であるところの１対のラインセンサ（19ａ、19ｄまたは19ｂ、19ｃ）を複数持つ測距素子。８は撮影光路を分割する光路分割手段であるハ−フミラであり、位相差測距手段の測距素子19には透過光を、撮像手段である撮像素子11には反射光を使用する。9は撮影光学系からの光束を遮断するためのシャッタ機構。10はモアレを防止する光学ロ−パスフィルタ（ＬＰＦ）であり、赤外カットフィルタや色補正フィルタなどと張り合わせて用いられることが多い。11は前記撮影光路からの光を電気信号に変換する撮像手段であるＣＣＤなどの撮像素子。12は一次結像面Ｆ１に形成される像を測距素子19に導く対物レンズであるフィ−ルドレンズ。16は前記測距素子1９の2次結像面Ｆ２上に像を結像させるための対になった複数組のレンズを持つ光学部材である2次結像レンズ。15は測距素子19への光束を分離するための絞り。Ｆ１は撮影光学系１が像を結ぶ１次結像面。Ｆ２は該１次結像面Ｆ１上の空中像を測距素子19上に再結像させた２次結像面である。14は測距に有害な赤外光を取り除くための赤外カットフィルタである。13は測距光束の方向を変更するための測距ミラである。本実施例では測距光学系をカメラの上方へと折り曲げて配置している。測距素子19で、異なる瞳を通過した被写体光の２つの像ずれ量を検出する公知の位相差測距を行う。
【００１９】
対物レンズであるフィ−ルドレンズ12、測距ミラ13、絞り15、赤外カットフィルタ14、２次結像レンズ16、測距素子19で測距ユニット83を構成している。82は本発明を実施したカメラを表す。
【００２０】
81は公知のフレキシブル配線基板であり、本実施例では、前記撮像素子11および前記測距素子19が搭載されており、後述の中央処理装置であるシステム制御回路50と電気的に接続されている。本実施例ではフレキシブル配線基板を用いているが、公知のハ−ド基板でも本発明の実施態様に変更は無い。
【００２１】
17はＡ／Ｄ変換器であり、撮像素子11のアナログ信号出力をディジタル信号に変換する。18はタイミング発生回路であり、撮像素子11、 Ａ／Ｄ変換器17、Ｄ／Ａ変換器26にクロック信号や制御信号を供給するもので、メモリ制御回路22及びシステム制御回路50により制御される。
【００２２】
20は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器17からのデータ或いはメモリ制御回路22からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。画像処理回路20においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御回路50が露光制御手段40、測距制御手段42に対して制御を行う測距処理、自動露出処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行っている。更に、画像処理回路20においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。
【００２３】
22はメモリ制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器17、タイミング発生回路18、画像処理回路20、画像表示メモリ24、Ｄ／Ａ変換器26、メモリ30、圧縮・伸長回路32を制御する。Ａ／Ｄ変換器17のデータは画像処理回路20、メモリ制御回路22を介して、或いは直接メモリ制御回路22を介して、画像表示メモリ24或いは画像記録メモリ30に書き込まれる。23はコントラスト演算部であり、通常画像処理回路20に含まれるが、説明の便宜上分けて説明する。コントラスト演算部23は撮像素子11の輝度信号の変化（所謂コントラスト）を検出し、コントラストが最大になるように即ちピントが合っている位置に焦点調整レンズ7を駆動するようにシステム制御回路50を介して、測距制御手段42に駆動信号を送る。
【００２４】
24は画像表示メモリである。26はＤ／Ａ変換器である。28はＴＦＴ ＬＣＤ等からなる画像表示部であり、画像表示メモリ24に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器26を介して画像表示部28により表示される。画像表示部28を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、動画表示を実現することが可能である。また画像表示部28は、電池残量表示、ストロボ充電完了表示、装置のモード設定時の選択画面表示、時刻・日付表示などにも用いられる。画像表示部28に用いられている表示素子はＴＦＴ方式などの液晶表示板である。
【００２５】
30は画像記録メモリであり、撮影した静止画像や動画像を格納する。画像記録メモリ30は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影や動画撮影など、高速かつ大量の画像書き込みを画像記録メモリ30に対して行うことが可能となる。また、画像記録メモリ30はシステム制御回路50の作業領域としても使用することが可能である。
【００２６】
32は圧縮・伸長回路であり、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する。圧縮・伸長回路32では、画像記録メモリ30に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータを画像記録メモリ30に書き込む。
【００２７】
40はシャッタ機構９の駆動を制御する露光制御手段であり、42は撮影レンズユニット（撮影レンズ２から６および焦点調整レンズ７）の焦点調整を行うために焦点調整レンズ７の駆動を制御する測距制御手段である。46は撮影レンズユニットのズーミングを行うためにレンズの駆動制御するズーム制御手段である。43はフィルタ制御手段。45は絞り制御手段である。画像処理回路20により撮像された被写体の明るさを測定し（測光）その結果から絞り制御手段45に信号が送られ、絞り４を駆動する。この時、小絞りによる回折を防止するために、明るい被写体に対しても所定の絞り径よりも小さく絞らないように制御している。40、42、45、46の各制御手段はステッピングモータやプランジャなどのアクチュエータを用いている。またフィルタ制御手段43は、減光光学素子がＮＤフィルタの場合にはＮＤフィルタを撮影光路上に挿脱させるためのアクチュエータとして、ステッピングモータやプランジャを用いる。
【００２８】
48はストロボであり、被写体に向けて閃光発光を行い被写体照明する。
【００２９】
50はシステム制御回路であり、本発明のカメラ全体の動作を制御する中央演算ユニット（ＣＰＵ）である。52はメモリであり、システム制御回路５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶する。56は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられ、撮影者が設定するカスタムファンクションの設定やメッセージ等を記憶する。
【００３０】
60、62、64、66は、システム制御回路50の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。具体的には60は電源スイッチであり、カメラの電源のＯＮ・ＯＦＦを行う。62はズームスイッチであり撮影レンズの焦点距離の変更を指示する。64はレリーズスイッチであり、第一ストロークのスイッチONでＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等の動作開始を指示し、第二ストロークのスイッチONで引き続きシャッタ機構９の開閉、撮像素子１１から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器17、メモリ制御回路22を介してメモリ30に画像データを書き込む露光処理、画像処理回路20やメモリ制御回路22での演算を用いた現像処理、画像記録メモリ30から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路32で圧縮を行い記録媒体100に画像データを書き込む記録処理という一連のレリーズ処理の動作開始を指示する。
【００３１】
70は電源制御回路であり、電池検出回路、DC-DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されており、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路50の指示に基づいてDC-DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。72、74はコネクタである。76は電源であり、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiCd電池やNiMH電池、リチウムイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる。
【００３２】
80はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインタフェースである。82はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続を行うコネクタである。さらに、インタフェース104、そしてコネクタ106を規格に準拠したメモリカードを用いて構成した場合、ＬＡＮカードやモデムカード、ＵＳＢカード、ＩＥＥＥ１３９４カード、Ｐ１２８４カード、ＳＣＳＩカード、ＰＨＳ等の通信カード等の各種通信カードを接続することにより、他のコンピュータやプリンタ等の周辺機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。
【００３３】
100はメモリカードやハードディスク等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部102、装置本体側とのインタフェース104、装置本体側コネクタ82と接続を行うコネクタ106とを備えており、装置本体に着脱可能に設けられている。この記録媒体100と画像記録メモリ30は、互いに記録されている画像ファイルの移動やコピーが可能である。
【００３４】
上記構成において、撮影光学系１の光路は、前記光路分割手段であるところのハ−フミラ８で撮像手段と測距手段側とに分割されている。撮影レンズユニット１を通過した光は、該ハ−フミラ８により反射光は撮像素子11側へ、透過光は前記測距手段である測距素子19側へと導かれる。また、撮影光学系１は、各々がレンズ枠に固着され、公知のズ−ミングカムにより焦点距離変更が行われるようになっている。
【００３５】
前記撮影光学系１、およびハ−フミラ８、シャッタ機構9、撮像手段である撮像素子11、および測距手段19は、撮影光学系１の回動しない不図示の固定筒に配置されている。また、光路分割手段であるところのハ−フミラ８は前記撮影光学系１を収納待機状態にする動作に連動して、不図示の回転中心を中心にして回転してもよい。ハ−フミラ８の回動による本発明の実施態様に変更はない。
【００３６】
測距手段である測距素子19上に結像した像は各々２対のセンサ19ａと19ｄ、19ｂと19ｃとがあり、該２像のずれ信号を受像することでデフォーカス量を計算し、中央処理装置であるＣＰＵ50内で演算し、前記被写体像の焦点調整レンズ７の繰り出し量に変換し、駆動手段42を駆動し焦点調整させる。
【００３７】
上記の構成とすることにより、撮像素子11と測距素子19とを同じ面上に近接して配置しているため、単一の基板上に並べることができ、配線設計がしやすくなる。また、撮像素子11および測距素子19との光軸調整が同一方向で行えるため、生産現場で方向転換の手間が省け組み立て時間が短縮されるためコストダウンが図れる。
【００３８】
更に、撮像素子11と測距素子19と撮影光軸Ｌ１を挟んで軸対称位置近傍に、撮影レンズのズ−ミングレンズ３または焦点調節レンズ７または絞り4の駆動手段であるところのアクチュエータ40,42,45,46を配置することができるため、重心が低く重量バランスがよく、縦位置横位置ともに手ブレのしにくいカメラを提供することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施例を表す主要部品機構配置図であるカメラの縦断面図
【図２】本発明の測距光学系の模式図
【図３】本発明実施形態のカメラの構成を示すブロック図。
【図４】本発明実施例に係る絞りおよび２次決像レンズを表す斜視図。
【図５】本発明実施例に係る測距素子を表す斜視図。
【符号の説明】
【００４０】
１  撮影レンズユニット
３  ズ−ミングレンズ
４  絞り
７  焦点調整レンズ
８  ハ−フミラ（光路分割手段）
９  シャッタ機構
１０  IRカットフィルタ
１１  撮像素子（撮像手段）
１２  フィ−ルドレンズ
１５  絞り
１６  2次結像レンズ
１９  測距素子（位相差測距手段）
４２  測距制御手段
４３  フィルタ制御手段
４５  絞り制御手段
５０  システム制御回路
８２  カメラ
８３  測距ユニット
Ｆ１  １次結像面
Ｆ２  ２次結像面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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