(57)【要約】【課題】簡単な構成を有し、撮像素子への露光状態と非露光状態との切り換えの応答性が早く、例えば、高速連写が可能であって、コンパクト化も可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置である一眼レフカメラ１０は、撮像素子５と、被写体光束を上記撮像素子５の受光面５ａに入射させる撮影レンズ１と、ＡＦセンサ部９と、ファインダ光学系と、第一の領域に上記被写体光束を透過する開口部２ａ、第二の領域にセンサ用反射ミラー３、第三の領域にファインダ用反射ミラー４を有しており、上記光束の光軸と交差する平面上で回転することにより上記第一の領域、上記第二の領域、上記第三の領域の各々に対応する状態を生成する回転板２と、上記第１の領域を透過した上記被写体光束が上記撮像素子５の受光面５ａに入射する光量を、予め設定された露光量設定値に応じて調節する制御部１２とを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
被写体光束を上記撮像素子の受光面に入射させ、被写体像を生成する光学系と、
上記被写体光束の光学特性を検出する検出器と、
上記被写体光束を透過する第一の領域および上記被写体光束を反射して上記検出器に入射させる第二の領域を有し、上記光束の光軸と交差する平面上で回転することにより上記第１の領域、上記第二の領域の各々に対応する状態を生成する板状回転体と、
上記第１の領域を透過した上記被写体光束が上記撮像素子の受光面に入射する光量を、予め設定された露光量設定値に応じて調節する調節部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記調節部は、上記露光量設定値に応じた回転速度で上記板状回転体を回転させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
上記板状回転体は、上記第一の領域が上記撮像素子の受光面に対応する受光対応面より小さく、上記撮像素子の受光面に対する回転により上記撮像素子の受光面の全領域に上記被写体光束を導けるように形成されていることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
さらに、上記板状回転体の回転軸と同軸であって上記板状回転体とは独立して回転し、回転時に上記第一の領域を横切る切り欠き部が形成されたシャッタ板を有し、上記調節部は、上記露光量設定値に応じて回転速度、または、上記第一の領域との位相関係を制御して上記シャッタ板を回転させることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
上記調節部は、上記第一の領域に対する上記切り欠き部の通過時間が上記露光量設定値に対応するように、上記シャッタ板の回転速度を制御することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
上記調節部は、上記被写体光束が透過する回転方向における上記第一の領域の幅が所定の幅となるように、上記板状回転体と上記シャッタ板の回転との同期を取りながら、上記板状回転体と上記シャッタ板との位相関係を調整することを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項７】
上記板状回転体は、上記第一の領域に光学フィルタが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
上記光学フィルタは、ＲＧＢの色フィルタであることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像素子と、
上記撮像素子の受光面に入射させる被写体光束に係る被写体像を生成する光学系と、
上記被写体光束の光学特性を検出する検出器と、
板状部材であって、上記被写体光束を透過する第一の領域および上記被写体光束を反射して上記検出器に入射させる第二の領域とを有し、板状部分の主要面に直交する軸を中心にして回転することにより上記第一の領域および上記第二の領域の各々に対応する状態を生成する板状回転体と、
上記第１の領域を透過した上記被写体光束が上記撮像素子の受光面に入射する光量を予め設定された露光量設定値に応じて調節する調節部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を用いて被写体像を撮像するための撮像装置の構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の撮像素子を用いた撮像装置である一眼レフカメラとして、例えば、特許文献１などに開示された一眼レフカメラ１００は、図１９の光軸に沿った断面で示した構成図（概要）のように撮影レンズ光軸（Ｏ）上に沿って着脱可能な撮影レンズ１０１と、サブミラー１０２ａを有するハーフミラーからなる可動ミラー１０２と、シャッタ１０３と、撮像素子１０４と、光軸の上側方にスクリーン１０５とペンタプリズム１０６および接眼レンズ１０７と、光軸の下側方にＡＦセンサ部１０８とを備えている。
【０００３】
可動ミラー１０２は、光軸と直交する平面に沿って左右に延びるミラー軸１０２ｂに開閉回動可能な状態でバネにより付勢された状態で支持されており、電源オン時、ファインダ観察時、ＡＦ時に撮影光路中に傾斜した光路進入位置（撮像素子非露光状態）に回動駆動され、露光時に上記撮影光路から退避した退避位置（撮像素子露光状態）に回動駆動される。
【特許文献１】特開昭６１−４６９４１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、上記従来の一眼レフカメラにおいては、上記可動ミラー１０２の回動駆動速度自体に限界があり、高速連写撮影における連写速度が制限される。近年では１０コマ／秒以上の連写が可能な高速処理が可能な撮像素子も開発されており、そのような撮像素子に対して上記従来の可動ミラー駆動機構では対応が難しいと思われる。
【０００５】
また、退避位置から光路進入位置に回動した際の応答動作が遅れる。詳しくは、可動ミラーが急激に停止することからバウンドが生じ、素早くＡＦ処理を開始することが難しい。
【０００６】
さらに、可動ミラー１０２が前述のように回動移動する必要があるので、可動ミラー１０２のための配設占有スペ−スが大きくカメラの小型化にも支障が生じる。
【０００７】
また、ＥＶＦ化（電子ファインダ化）した場合、動体である被写体に追従可能なＡＦシステムは、現在のイメージャＡＦのアルゴリズムでは実現が困難なために外光ＡＦセンサへ光路を分割して高速ＡＦを行わせる必要がある。
【０００８】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、撮像素子を用いた撮像装置において、より簡単な構成を有し、撮像素子への露光状態と非露光状態との切り換えの応答性が早く、コンパクト化も可能な撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１記載の撮像装置は、撮像素子と、被写体光束を上記撮像素子の受光面に入射させ、被写体像を生成する光学系と、上記被写体光束の光学特性を検出する検出器と、上記被写体光束を透過する第一の領域および上記被写体光束を反射して上記検出器に入射させる第二の領域を有し、上記光束の光軸と交差する平面上で回転することにより上記第１の領域、上記第二の領域の各々に対応する状態を生成する板状回転体と、上記第１の領域を透過した上記被写体光束が上記撮像素子の受光面に入射する光量を、予め設定された露光量設定値に応じて調節する調節部とを有する。
【００１０】
本発明の請求項２の撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、上記調節部により上記露光量設定値に応じた回転速度で上記板状回転体を回転させる。
【００１１】
本発明の請求項３の撮像装置は、請求項２に記載の撮像装置において、上記板状回転体は上記第一の領域が上記撮像素子の受光面に対応する受光対応面より小さく、上記撮像素子の受光面に対する回転により上記撮像素子の受光面の全領域に上記被写体光束を導けるように形成されている。
【００１２】
本発明の請求項４の撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、さらに、上記板状回転体の回転軸と同軸であって上記板状回転体とは独立して回転し、回転時に上記第一の領域を横切る切り欠き部が形成されたシャッタ板を有し、上記調節部は、上記露光量設定値に応じて回転速度、または、上記第一の領域との位相関係を制御して上記シャッタ板を回転させる。
【００１３】
本発明の請求項５の撮像装置は、請求項４に記載の撮像装置において、上記調節部は上記第一の領域に対する上記切り欠き部の通過時間が上記露光量設定値に対応するように、上記シャッタ板の回転速度を制御する。
【００１４】
本発明の請求項６の撮像装置は、請求項４に記載の撮像装置において、上記調節部は、上記被写体光束が透過する回転方向における上記第一の領域の幅が所定の幅となるように、上記板状回転体と上記シャッタ板の回転との同期を取りながら、上記板状回転体と上記シャッタ板との位相関係を調整する。
【００１５】
本発明の請求項７の撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、上記板状回転体には上記第一の領域に光学フィルタが設けられている。
【００１６】
本発明の請求項８の撮像装置は、請求項７に記載の撮像装置において、上記光学フィルタは、ＲＧＢの色フィルタである。
【００１７】
本発明の請求項９の撮像装置は、撮像素子と、上記撮像素子の受光面に入射させる被写体光束に係る被写体像を生成する光学系と、上記被写体光束の光学特性を検出する検出器と、板状部材であって、上記被写体光束を透過する第一の領域および上記被写体光束を反射して上記検出器に入射させる第二の領域とを有し、板状部分の主要面に直交する軸を中心にして回転することにより上記第一の領域および上記第二の領域の各々に対応する状態を生成する板状回転体と、上記第１の領域を透過した上記被写体光束が上記撮像素子の受光面に入射する光量を予め設定された露光量設定値に応じて調節する調節部とを有する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、撮像素子を用いた撮像装置において、より簡単な構成を有し、撮像素子への露光状態と非露光状態との切り換えの応答性が早く、例えば、高速連写が可能であって、コンパクト化も可能な撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図を用いて本発明の実施形態について説明する。
【００２０】
図１〜３は、本発明の第一の実施形態の撮像装置である一眼レフカメラの光軸に沿った各動作状態での断面図であって、図１は、ファインダ観察状態を示し、図２は、ＡＦ測距（オートフォーカスのための合焦状態検出）状態を示し、図３は、露光状態を示す。図４は、上記一眼レフカメラに適用される回転板の正面図である。
【００２１】
なお、撮影レンズの光軸（レンズ光軸）を図中、Ｏで示し、以下の説明において、光軸の被写体側を前方、結像側を後方とする。
【００２２】
本実施形態の一眼レフカメラ１０は、図１〜３に示すようにカメラボディに着脱可能な撮影レンズ１と、カメラボディに内蔵される部材として撮影レンズ１の後方に被写体側から順にレンズ光軸に沿って配される板状回転体としての回転板２と、ＣＣＤ等からなる撮像素子５とを具備し、さらに、レンズ光軸の上方に配され、測光センサを含む後述のファインダ光学系と、レンズ光軸の下方側に配される検出器としてのＡＦセンサ部９と、駆動モータ１１と、調節部としての制御部１２とを具備している。
【００２３】
撮影レンズ１は、被写体光束を取り込み、その被写体像を撮像素子５の受光面５ａ上に結像させる光学系である。
【００２４】
上記ファインダ光学系は、レンズ光軸に上方位置に配されるスクリーン６と、スクリーン６上に配されるペンタプリズム７と、ペンタプリズム７の後方に配される接眼レンズ８、および、被写体輝度を検出するための測光センサ１３とからなる。
【００２５】
ＡＦセンサ部９は、取り込まれた被写体光束の光学特性である被写体像の焦点状態を検出するための光学部およびＡＦ測距センサ部よりなる。
【００２６】
回転板２は、レンズ光軸に対して直交する円形の主平面（主要面）を有し、レンズ光軸の下方側に偏心したレンズ光軸と平行な回転軸１１ａにより回転可能に支持されている。この回転板２は、ステッピングモータからなる駆動モータ１１により回転軸１１ａを介して回転駆動される。回転板２の主平面には回転軸１１ａを中心にした三方向の第一の領域にスリット状開口部２ａと、第二の領域の前面側にセンサ用反射ミラー３と、第三の領域の前面側にファインダ用反射ミラー４とが配されている。
【００２７】
開口部２ａの形状は、被写体光束の光路上の回転板位置における撮像素子５の受光面５ａに対応する受光対応面である撮像素子受光面相当エリアＡｒに対して回転方向の幅が狭いスリット状であって、上下方向（ラジアル方向）の長さは、撮像素子受光面相当エリアＡｒより大きい寸法となっている。そして、開口部２ａがレンズ光軸上を横切ることにより撮像素子５の受光面５ａの全域の露光がなされる。
【００２８】
センサ用反射ミラー３の反射面３ａは、レンズ光軸に対して傾斜しており、レンズ光軸位置にある状態で被写体光束を下方に配されているＡＦセンサ部９に向けて反射する。
【００２９】
ファインダ用反射ミラー４の反射面４ａは、レンズ光軸に対して傾斜しており、レンズ光軸位置にある状態で被写体光束を上方に配されている上記ファインダ光学系のスクリーン６に向けて反射する。
【００３０】
制御部１２は、駆動モータ１１を駆動制御して回転板２の回転を制御し、該回転板の回転に同期した状態で上記ファインダ光学系による光学ファインダ観察状態（被写体輝度の測光動作を含む）と、ＡＦセンサ部９による測距状態と撮像素子５を露光させる露光状態とを切り替える。そして、上記露光状態では、回転板２の回転速度を予め設定されている露光量設定値に応じて制御し、適正露光を行わせる。また、撮像素子５から被写体光束による被写体像の撮像信号を取り込み、撮像処理を行う。
【００３１】
上述の構成を有する本実施形態の一眼レフカメラ１０により被写体像の単写撮影を行う場合、制御部１２の制御のもとで実行され、まず、電源オン時に回転板２を図１に示すようにファインダ用反射ミラー４をレンズ光軸上に位置させる。この状態では被写体光束がスクリーン６側に反射され、ペンタプリズム７と接眼レンズ８を介してファインダ観察が可能である。また、測光センサ１３により被写体輝度の検出（測光）がなされる。
【００３２】
レリーズ釦の一段目操作によって駆動モータ１１が駆動され、回転板２が回転し、図２に示すようにセンサ用反射ミラー３をレンズ光軸上に位置させる。被写体光束がＡＦセンサ部９に向けて反射され、被写体像の焦点状態を示す測距信号が検出される。その測距信号は、制御部１２に出力される。上記測距信号に基づいて撮影レンズ１のピント合わせが行われる。
【００３３】
続いて、レリーズ釦の二段目操作によって、回転板２がさらに回転駆動され、開口部２ａをレンズ光軸位置に向けて移動させ、被写体光束を撮像素子５の受光面５ａに結像させ、撮像素子５の露光が開始される。その露光時において、予め設定されている露光量設定値に応じた露光を行うために開口部２ａの回転方向の幅寸法と、測光センサ１３により検出されている被写体輝度データとから回転板２の必要回転速度が演算され、該回転速度に応じて開口部２ａがレンズ光軸を横切る。これによって露光量設定値に応じた撮像素子５の露光が実行される。被写体像の撮像信号は、制御部１２に取り込まれ、撮像処理が実行される。
【００３４】
一眼レフカメラ１０にて連写撮影を行う場合、連写速度（コマ／秒）に応じて回転板２が間欠回転駆動される。その回転中、ファインダ用反射ミラー４がレンズ光軸上にあるとき、あるいは、全回転期間中、ちらつきのある状態でファインダ観察が可能であり、また、測光も行われる。センサ用反射ミラー３がレンズ光軸上に位置しているとき、ＡＦセンサ部９による測距が行われる。開口部２ａがレンズ光軸に向けて移動する期間に撮像素子の露光が行われる。この場合も上述した単写撮影時と同様に露光量設定値に応じた露光を行うために開口部２ａの回転方向の幅寸法と、測光センサ１３により検出されている被写体輝度データとから回転板２の必要回転速度が演算され、該回転速度に応じて開口部２ａがレンズ光軸を横切る。これによって露光量設定値に応じた撮像素子５の露光が繰り返し実行される。
【００３５】
上述した本実施形態の一眼レフカメラ１０によれば、図１９に示される従来の一眼レフカメラ１００にて適用された揺動式可動ミラー１０２に替えて開口部２ａおよびセンサ用反射ミラー２３，ファインダ用反射ミラー２４を装着した回転板２を採用していることから、被写体光束の光路中の狭いスペースに回転板２を収容することができる。また、回転板２は、回転駆動されるので、停止したときの上記反射ミラー２３，２４のバウンド現象がなく、素早く測距やファインダ観察、測光を開始することができる。さらに、回転板２を回転速度を露光量設定値に応じて設定し、適正な露光を行うことができ、従来の一眼レフカメラ１００のようにシャッタ１０３を設ける必要がない。
【００３６】
また、連写撮影時においては、上述した従来の一眼レフカメラ１００のように可動ミラーを揺動駆動させる必要がなく、回転板２を回転駆動させるのみでよく、反射ミラーのバウンド現象もなく、高速連写、例えば、１０コマ／秒以上の連写が可能になる。
【００３７】
次に、本発明の第二の実施形態の撮像装置である一眼レフカメラについて図５〜１０を用いて説明する。 
図５〜７は、本実施形態の撮像装置である一眼レフカメラの光軸に沿った各動作状態での断面図であって、図５は、ファインダ観察状態を示し、図６は、ＡＦ測距（オートフォーカスのための合焦状態検出）状態を示し、図７は、露光状態を示す。図８は、上記一眼レフカメラに適用されるシャッタ用回転板の正面図である。図９，１０は、上記一眼レフカメラに適用されるミラー回転板とシャッタ回転板との各動作状態での正面図であって、図９は、被写体が暗いとき、あるいは、低速シャッタ時の動作状態を示し、図１０は、被写体が明るいとき、あるいは、高速シャッタ時の動作状態を示す。
【００３８】
本実施形態の一眼レフカメラ２０は、図５〜７に示すようにカメラボディに着脱可能な撮影レンズ２１と、カメラボディに内蔵される部材として撮影レンズ２１の後方に被写体側から順にレンズ光軸に沿って配される板状回転体であるミラー回転板２２およびシャッタ板であるシャッタ回転板２５と、例えば、ＣＣＤ等からなる撮像素子２６とを具備し、さらに、レンズ光軸の上方に配され、測光センサを含む後述のファインダ光学系と、レンズ光軸の下方側に配される検出器としてのＡＦセンサ部３１と、ミラー回転板駆動用駆動モータ３２と、シャッタ回転板駆動用駆動モータ３３と、調節部としての制御部３４とを具備している。
【００３９】
撮影レンズ２１は、被写体光束を取り込み、その被写体像を撮像素子２６の受光面２６ａ上に結像させる光学系である。
【００４０】
上記ファインダ光学系は、レンズ光軸に上方位置に配されるスクリーン２７と、スクリーン２７上に配されるペンタプリズム２８と、ペンタプリズム２８の後方に配される接眼レンズ２９、および、被写体輝度を検出するための測光センサ３５とからなる。
【００４１】
ＡＦセンサ部３１は、取り込まれた被写体光束の光学特性である被写体像の焦点状態を検出するための光学部およびＡＦ測距センサ部よりなる。
【００４２】
前方側のミラー回転板２２と後方側のシャッタ回転板２５とは、それぞれレンズ光軸に対して直交し、互いに近接した平行な円形の主平面（主要面）および切り欠きを有する円形の主平面（主要面）を有しており、レンズ光軸と平行であって、その下方側に偏心した同軸心の回転軸３２ａおよび中空の回転軸３３ａにより回転可能に支持されており、ミラー回転板２２とシャッタ回転板２５とは独立して回転駆動可能である。
【００４３】
ミラー回転板２２は、ステッピングモータからなる駆動モータ３２により回転軸３２ａを介して回転駆動される。図９，１０に示すようにミラー回転板２２の円形主平面には回転軸１１ａを中心にした三方向の第一の領域に開口部２２ａと、第二の領域の前面側にセンサ用反射ミラー２３と、第三の領域の前面側にファインダ用反射ミラー２４とが配されている。
【００４４】
開口部２２ａは、被写体光束の光路上の回転板位置における撮像素子２６の受光面２６ａに対応する受光対応面である撮像素子受光面相当エリアＡｒに対してより広い回転方向の幅を有し、上下方向（ラジアル方向）の長さは、撮像素子受光面相当エリアＡｒのより大きな寸法とする。詳しくは、開口部２２ａのラジアル方向の上下縁線は、前記撮像素子受光面相当エリアＡｒの外形より外側の円弧からなる。また、開口部２２ａの回転方向の右縁線２２a2は、ミラー回転板２２が図９，１０に示す露光位置にあるとき、撮像素子受光面相当エリアＡｒの外側の平行な線からなり、他方の左縁線２２a1も同様に上記露光状態にあるとき、撮像素子受光面相当エリアＡｒの外側にある。
【００４５】
シャッタ回転板２５は、図８に示すように軸心を通る縁線で形成されるＶ字状の切り欠き２５ａを有しており、切り欠き２５ａにより形成されるエリアは、撮像素子受光面相当エリアＡｒよりも大きい。
【００４６】
センサ用反射ミラー２３の反射面２３ａは、レンズ光軸に対して傾斜しており、レンズ光軸位置にある状態で被写体光束を下方に配されているＡＦセンサ部３１に向けて反射する。
【００４７】
ファインダ用反射ミラー２４の反射面２４ａは、レンズ光軸に対して傾斜しており、レンズ光軸位置にある状態で被写体光束を上方に配されている上記ファインダ光学系のスクリーン２７に向けて反射する。
【００４８】
制御部３４は、駆動モータ３２，３３を駆動制御してミラー回転板２２およびシャッタ回転板２５の回転を制御し、該回転板の回転に同期した状態で上記ファインダ光学系による光学ファインダ観察状態（被写体輝度の測光動作を含む）と、ＡＦセンサ部３１による測距状態と撮像素子２６を露光させる露光状態とを切り替える。上記露光状態では、予め設定されている露光量設定値に応じて測光センサ３５により検出された被写体輝度に基づいてミラー回転板２２とシャッタ回転板２５との回転位相差および各回転速度を制御し、適正露光が行われる。そして、撮像素子２６から被写体光束による被写体像の撮像信号を取り込み、撮像処理を行う。
【００４９】
上述の構成を有する本実施形態の一眼レフカメラ２０による被写体像の単写撮影を行う場合、制御部３４の制御のもとで実行され、まず、電源オン時に駆動モータ３２によりミラー回転板２２を回転し、図５に示すようにファインダ用反射ミラー２４をレンズ光軸上に位置させる。この状態では被写体光束がスクリーン２７側に反射され、ファインダ観察状態となる。また、この状態では測光センサ３５を介して被写体輝度の検出（測光）がなされる。なお、シャッタ回転板２５は、駆動モータ３３により撮像素子受光面相当エリアＡｒを覆った位置に回転移動させる。
【００５０】
レリーズ釦の一段目操作によって駆動モータ３２が駆動され、ミラー回転板２２が回転駆動され、図６に示すようにセンサ用反射ミラー２３をレンズ光軸上に位置させる。この状態では被写体光束がＡＦセンサ部３１に向けて反射され、被写体像の焦点状態を示す測距信号が検出される。その測距信号は、制御部３４に出力され、上記測距信号に基づいて撮影レンズ２１のピント合わせが行われる。
【００５１】
続いて、レリーズ釦の二段目操作によって、ミラー回転板２２及びシャッタ回転板２５を回転駆動し、撮像素子２６の露光が開始される。設定されている露光量設定値が大きいか、あるいは、検出されている被写体輝度が低いときの低速シャッタ時においては、まず、ミラー回転板２２を回転駆動し、図９に示すように開口部２２ａを撮像素子受光面相当エリアＡｒを開放する位置まで回転させる。そこで、シャッタ回転板２５を撮像素子受光面相当エリアＡｒを開放する位置に回転させて露光を開始させる。シャッタ開放時間が経過したとき、シャッタ回転板２５を回転駆動し、撮像素子受光面相当エリアＡｒを覆い、露光を終了する。
【００５２】
また、設定されている露光量設定値が小さいか、あるいは、検出されている被写体輝度が高いときの高速シャッタ時においては、まず、シャッタ回転板２５を撮像素子受光面相当エリアＡｒを覆った状態にて、シャッタ回転板２５に対してミラー回転板２２を特定の位相差回転位置に位置させる。該特定の位相差回転位置状態とは、ミラー回転板２２の開口部２２ａの右縁線２２a2が撮像素子受光面相当エリアＡｒの右縁に接近した位置にあるとき、シャッタ回転板２５をその切り欠き部２５ａの切り欠き線が撮像素子受光面相当エリアＡｒの開放エリア部Ａr0を開放する位置にある相対位置状態である（図１０）。ミラー回転板２２とシャッタ回転板２５とを上記特定の位相差回転位置状態に保ったままで露光量設定値の露光可能な速度でミラー回転板２２とシャッタ回転板２５とを一体回転駆動し、撮像素子２６の露光が実行される。被写体像の撮像信号は、制御部３４に取り込まれ、撮像処理が実行される。
【００５３】
一眼レフカメラ２０にて連写撮影を行う場合、低速シャッタ、あるいは、高速シャッタの連写速度（コマ／秒）に応じてミラー回転板２２およびシャッタ回転板２５が回転駆動され、各連写サイクル毎に上述した単写撮影と同様の制御動作が実行される。
【００５４】
上述した本実施形態の一眼レフカメラ２０によれば、図１９に示される従来の一眼レフカメラ１００にて適用された揺動式可動ミラー１０２およびシャッタ１０３に替えてセンサ用反射ミラー２３，ファインダ用反射ミラー２４を装着したミラー回転板２２と切り欠き部を有するシャッタ回転板２５を採用している。従って、被写体光束の光路中の狭いスペースに上記各回転板を配し、コンパクト化が実現できる。また、ミラー回転板２２は、回転駆動されるので、停止したときの上記反射ミラー２３，２４のバウンド現象がなく、素早く測距やファインダ観察、測光を開始することができる。さらに、従来の一眼レフカメラ１００のシャッタ１０３が不要であり、回転速度を露光量設定値に応じて設定可能な回転板２５を配し、適正な露光を行うことができる。
【００５５】
また、連写撮影時においては、上述した従来の一眼レフカメラ１００のように可動ミラーを揺動駆動させる必要がなく、回転板２２，２５を回転駆動させるのみでよく、反射ミラーのバウンド現象もなく、高速連写、例えば、１０コマ／秒以上の連写が可能になる。
【００５６】
上述した第一の実施形態の一眼レフカメラ２０においては、ミラー回転板２２とシャッタ回転板２５とをそれぞれ別の駆動モータ３２，３３で駆動する構成を採用したが、これに限らず変形例として単一のモータでミラー回転板２２とシャッタ回転板２５で駆動する構成とし、その駆動系中にミラー回転板２２とシャッタ回転板２５との回転位相を変えることができる差動機構を配し、露光制御時に必要に応じてラー回転板２２とシャッタ回転板２５との回転位相を調節するものを提案することも可能である。
【００５７】
さらに、上述した第一、二実施形態の一眼レフカメラ１０，２０においては、ファインダ光学系による光学ファインダ観察が可能であったが、これに替えて上記ファインダ光学系を適用せず、撮像素子によるＥＶＦ（電子ビューファイダー）方式を採用する構成の変形例を提案することもできる。この変形例では、ＡＦ検出部による素早い合焦処理が可能であり、構成が簡単であって、さらに、高速連写も可能である。
【００５８】
次に、本発明の第三の実施形態の撮像装置である一眼レフカメラについて、図１１〜１３を用いて説明する。 
図１１，１２は、本実施形態の一眼レフカメラの光軸に沿った各動作状態での断面図であって、図１１は、ファインダ観察状態を示し、図１２は、測光状態および露光状態を示す。図１３は、上記一眼レフカメラに適用される回転板の正面図である。
【００５９】
本実施形態の一眼レフカメラ４０は、図１１，１２に示すようにカメラボディに着脱可能な撮影レンズ４１と、カメラボディに内蔵される部材として撮影レンズ４１の後方に被写体側から順にレンズ光軸に沿って配される板状回転体としての回転板４２と、例えば、ＣＣＤ等からなる撮像素子４３とを具備し、さらに、レンズ光軸の上方に配され、測光センサを含む後述のファインダ光学系と、駆動モータ４７と、調節部としての制御部４８とを具備している。
【００６０】
撮影レンズ４１は、被写体光束を取り込み、その被写体像を撮像素子４３の受光面４３ａ上に結像させる光学系である。
【００６１】
上記ファインダ光学系は、レンズ光軸に上方位置に配されるスクリーン４４と、スクリーン４４上に配されるペンタプリズム４５と、ペンタプリズム４５の後方に配される接眼レンズ４６、および、被写体輝度を検出するための測光センサ４９とからなる。
【００６２】
回転板４２は、レンズ光軸に対して交差する円形の主平面（主要面）を有し、レンズ光軸の下方側でレンズ光軸に対して傾斜する回転軸４７ａにより回転可能に支持されている。この回転板４２は、ステッピングモータからなる駆動モータ４７により回転軸４７ａを介して回転駆動される。回転板２の傾斜した主平面には開口部４２ａが形成され、開口部４２ａ以外の領域は反射面４２ｂとなっている。
【００６３】
開口部４２ａの形状は、回転方向の縁線４２a1と４２a2との開き角が回転軸を中心にした角度１８０°である扇状開口であり、この開口部の大きさは、被写体光束の光路上の傾斜した回転板位置における撮像素子４３の受光面４３ａに対応する受光対応面である撮像素子受光面相当エリアＡｒにより大きく、被写体光束を蹴らない状態の開口部とする。
【００６４】
回転板４２の反射面４２ｂは、被写体光束を上方のスクリーン４４側に向けて反射する反射面を形成している。
【００６５】
制御部４８は、駆動モータ４７を駆動制御して回転板４２の回転を制御し、該回転板の回転に同期した状態で上記ファインダ光学系による光学ファインダ観察状態（被写体輝度の測光動作を含む）と、撮像素子４３を露光させる露光状態とを切り替える。そして、上記露光状態では、回転板４２の回転速度を予め設定されている露光量設定値に応じて制御し、適正露光を行わせる。また、撮像素子４３から被写体光束による被写体像の撮像信号を取り込み、撮像処理を行う。さらに、撮像素子４３の撮像出力に基づいて撮影レンズ４１の合焦状態を検出し、撮影レンズ４１の合焦制御を行う。
【００６６】
上述の構成を有する本実施形態の一眼レフカメラ４０により被写体像の単写撮影を行う場合、制御部４８の制御のもとで各動作が実行され、まず、電源オン時に回転板４２を回転させ、図１１に示すように回転板４２の反射面４２ｂをレンズ光軸上に位置させて停止する。この状態では被写体光束がスクリーン４４側に反射され、ペンタプリズム４５と接眼レンズ４６を介してファインダ観察が可能である。また、測光センサ４９を介して被写体輝度の検出（測光）も行われる。
【００６７】
レリーズ釦の一段目操作によって駆動モータ４７が駆動され、回転板４２が回転し、図１２に示すように開口部４２ａをレンズ光軸上に位置させる。撮像素子４３より出力される被写体像の撮像信号が制御部４８に取り込まれ、該被写体像に基づいた撮影レンズ４１のピント合わせ（イメージャ測距による）が行われる。ピント合わせ後、回転板４２は回転駆動され、一旦、反射面４２ｂをレンズ光軸上に移動させて停止する。
【００６８】
続いて、レリーズ釦の二段目操作によって、回転板４２が回転駆動され、開口部４２ａをレンズ光軸位置に向けて移動させ（図１２）、被写体光束を撮像素子４３の受光面４３ａに結像させ、撮像素子４３の露光が開始される。その露光時において、予め設定されている露光量設定値に応じた露光を行うために測光センサ４９により検出されている被写体輝度データから回転板２の必要回転速度が演算され、該回転速度に応じて開口部４２ａがレンズ光軸を横切る。これによって露光量設定値に応じた撮像素子４３の露光が実行される。被写体像の撮像信号は、制御部４８に取り込まれ、撮像処理が実行される。
【００６９】
一眼レフカメラ４０にて連写撮影を行う場合、連写速度（コマ／秒）に応じて回転板４２が間欠回転駆動される。その回転中、反射面４２ｂがレンズ光軸上にあるとき、あるいは、全回転期間中、間欠的にファインダ観察が可能であり、同時に測光も実行される。さらに、開口部４２ａレンズ光軸上に位置しているとき、撮像素子による測距が行われ、撮影レンズの合焦駆動も行われる。測距後、開口部４２ａがレンズ光軸に向けて移動する期間に撮像素子４３の露光が行われる。この場合も上述した単写撮影時と同様に露光量設定値に応じた露光を行うための回転板４２の必要回転速度が演算され、該回転速度に応じて開口部４２ａがレンズ光軸を横切る。これによって露光量設定値に応じた撮像素子４３の露光が繰り返し実行される。
【００７０】
上述した本実施形態の一眼レフカメラ４０によれば、図１９に示される従来の一眼レフカメラ１００にて適用された揺動式可動ミラー１０２に替えて開口部４２ａおよび反射面４２ｂを有する傾斜した回転板４２を採用していることから、被写体光束の光路中の狭いスペースに回転板４２を収容することができる。また、回転板４２は、回転駆動されるので、停止したときのバウンド現象がなく、素早く測距やファインダ観察、測光を開始することができる。さらに、回転板４２を回転速度を露光量設定値に応じて設定し、適正な露光を行うことができ、従来の一眼レフカメラ１００のようにシャッタ１０３を設ける必要がない。また、ＡＦセンサ部を設ける必要もなく、構成が簡単である。
【００７１】
また、連写撮影時においては、上述した従来の一眼レフカメラ１００のように可動ミラーを揺動駆動させる必要がなく、回転板４２を回転駆動させるのみでよく、反射面バウンド現象もなく、高速連写、例えば、１０コマ／秒以上の連写が可能になる。
【００７２】
上述した第三の実施形態の一眼レフカメラ４０の回転板４２に対する変形例として図１４に示す回転板４２Ａを提案できる。この回転板４２Ａは、開口部４２Ａａが回転方向の縁線４２Ａa1と４２Ａa2と開き角が回転軸を中心にした角度１８０°以下である扇状開口であり、この開口部の大きさは、被写体光束の光路上の傾斜した回転板位置にて撮像素子４３の受光面４３ａに対応する撮像素子受光面相当エリアＡｒにより大きく、被写体光束を蹴らない状態の開口部とする。
【００７３】
第三の実施形態の一眼レフカメラ４０の回転板４２に対する別の変形例として図１５に示す回転板４２Ｂを提案できる。この回転板４２Ｂには扇状開口ではなく回転方向の切り欠き縁線４２Ｂa1と４２Ｂa2の開き角が回転軸を中心にした角度１８０°である切り欠きが形成されている。
【００７４】
また、第三の実施形態の一眼レフカメラ４０の回転板４２に対するさらに別の変形例として図１６に示す回転板４２Ｃを提案できる。この回転板４２Ｃは、扇状開口部に３つの扇状形状のＲＧＢフィルタ４２Ｃａ，４２Ｃｂ，４２Ｃｃが配されている。これらのＲＧＢフィルタ４２Ｃａ，４２Ｃｂ，４２Ｃｃの大きさは、それぞれが上記撮像素子受光面相当エリアＡｒより大きい。本変形例の回転板４２Ｃを適用すると撮像素子としてモノクロタイプを使用してカラー撮影が可能となる。
【００７５】
また、第三の実施形態の一眼レフカメラ４０の回転板４２に対するさらに別の変形例として図１７に示す回転板４２Ｄを提案できる。この回転板４２Ｄは、扇状開口部に光学フィルタ４２Ｄａを配するものであって、撮像素子側に光学フィルタを設ける必要がない。
【００７６】
また、第三の実施形態の一眼レフカメラ４０の回転板４２に対するさらに別の変形例として図１８に示す回転板４２Ｅを提案できる。この回転板４２Ｅには回転方向に複数の開口部４２Ｅａ，４２Ｅｂ，４２Ｅｃ，４２Ｅｄを配する。それぞれの開口部は上記撮像素子受光面相当エリアＡｒより大きい。本変形例の回転板４２Ｅを適用した場合、連写撮影時に回転板４２Ｅの回転速度を遅くすることが可能であり、さらなる高速連写が可能になる。
【００７７】
なお、上述した各変形例の回転板は、前述した第一，二実施形態の一眼レフカメラ１０，２０の回転板、または、シャッタ回転板として適用することが可能である。
【００７８】
この発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記各実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明による撮像装置は、撮像素子を用いた撮像装置において、より簡単な構成を有し、撮像素子への露光状態と非露光状態との切り換えの応答性が早く、例えば、高速連写が可能であって、コンパクト化も可能な撮像装置として利用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の第一の実施形態の撮像装置である一眼レフカメラの光軸に沿った断面図であって、ファインダ観察状態を示す。
【図２】図１の一眼レフカメラの光軸に沿った断面図であって、ＡＦ測距（オートフォーカスのための合焦状態検出）状態を示す。
【図３】図１の一眼レフカメラの光軸に沿った断面図であって、露光状態を示す。
【図４】図１の一眼レフカメラに適用される回転板の正面図である。
【図５】本発明の第二の実施形態の撮像装置である一眼レフカメラの光軸に沿った断面図であって、ファインダ観察状態を示す。
【図６】ＡＦ測距（オートフォーカスのための合焦状態検出）状態を示す。
【図７】露光状態を示す。
【図８】図５の一眼レフカメラに適用されるシャッタ用回転板の正面図である。
【図９】図５の一眼レフカメラに適用されるミラー回転板とシャッタ回転板との低速シャッタ動作状態での正面図である。
【図１０】図５の一眼レフカメラに適用されるミラー回転板とシャッタ回転板との高速シャッタ動作状態での正面図である。
【図１１】本発明の第三の実施形態の一眼レフカメラの光軸に沿った断面図であって、ファインダ観察状態を示す。
【図１２】図１１の一眼レフカメラの光軸に沿った断面図であって、測光状態および露光状態を示す。
【図１３】図１１の一眼レフカメラに適用される回転板の正面図である。
【図１４】図１１の一眼レフカメラ４０の回転板に対する変形例の回転板の正面図である。
【図１５】図１１の一眼レフカメラ４０の回転板に対する別の変形例の回転板の正面図である。
【図１６】図１１の一眼レフカメラ４０の回転板に対するさらに別の変形例の回転板の正面図である。
【図１７】図１１の一眼レフカメラ４０の回転板に対するさらに別の変形例の回転板の正面図である。
【図１８】図１１の一眼レフカメラ４０の回転板に対するさらに別の変形例の回転板の正面図である。
【図１９】従来の一眼レフカメラの光軸に沿った断面図である。
【符号の説明】
【００８１】
１，２１，４１…撮影レンズ（光学系）
２，２２，４２…回転板（板状回転体）
２ａ，２２ａ，４２ａ，４２Ａａ，
４２Ｅａ，４２Ｅｂ，４２Ｅｃ，４２Ｅｄ
…開口部（第一の領域）
３，２３…センサ用反射ミラー（第二領域）
５，２６，４３…撮像素子
５ａ，２６ａ，４３ａ…受光面
９，３１…ＡＦセンサ部（検出器）
１１ａ，３２ａ，４７ａ…回転軸
１２，３４，４８…制御部（調節部）
２５  …シャッタ回転板（シャッタ板）
３３ａ…中空回転軸（回転軸）
４２ｂ…反射面（第二領域）
４２Ｂa1，４２Ｂa2…切り欠き縁線（第一の領域）
４２Ｃａ，４２Ｃｂ，４２Ｃｃ
…ＲＧＢフィルタ（第一の領域）
４２Ｄａ…光学フィルタ（第一の領域）
Ａｒ  …撮像素子受光面相当エリア（受光対応面）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2008298985.tif 000015
【図１４】
2008298985.tif 000016
【図１５】
2008298985.tif 000017
【図１６】
2008298985.tif 000018
【図１７】
2008298985.tif 000019
【図１８】
2008298985.tif 000020
【図１９】
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