(57)【要約】【課題】どのような明るさの被写体においても、光量検出手段や光学系の透過率を変更するための特殊な手段を要せず、回折の影響が無く良好な結像性能が得られ、且つ低コスト化、コンパクト化、省エネルギー化、省資源化に貢献し得る撮像装置を提供する。【解決手段】カメラシステムは、撮像装置１と撮影光学系２と表示装置１２とファインダ光学系１５等から構成されている。撮像装置１は、レンズ２ａ、絞り２ｃ、メカ機構等からなる撮影光学系と、撮像素子３を含む。レンズ２ａのうち、最も被写体に近い位置に配置した対物レンズには、フォトクロミック化合物のような調光機能を有する材料をコーティングしてある。そのため、レンズ２ａは、被写体から射入された光の光量変化に伴い、自動的に透過率を変化させ、適正な光量が撮像素子３に入射するように作用する。【選択図】　　　　図１
2004109543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、
撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段と、
前記撮影光学手段により結像された像を画像信号に変換する撮像手段と、
前記撮像手段により得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するデジタル化手段と、
前記デジタル化手段により得られたデジタル画像信号を記憶媒体に記録する画像記録手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物がコーティングされていることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いて構成されたことを特徴とするカメラシステム。
【請求項７】
被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴とする請求項６記載のカメラシステム。
【請求項８】
前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプの構成を具備したことを特徴とする請求項６または請求項７記載のカメラシステム。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備したことを特徴とする携帯情報端末システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、カメラシステムおよび携帯情報端末システムに関し、特に、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置、前記撮像装置を使用したカメラシステムおよび前記カメラシステムを具備した情報携帯端末システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、被写体から撮像した撮像データをデジタル信号として記録する撮像装置と、この撮像装置を使用するデジタルカメラやデジタルビデオカメラが急激に普及している。
このような撮像装置に使用される光電変換素子として、一般的にＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）が使用されている。
近年記録画像の高画質化を達成するため、ＣＣＤの高密度化が大幅に進み、総画素数が３００万画素から４００万画素のデバイスが具現化されている。このような高密度化とＣＣＤの小型化とを両立させるために、ＣＣＤの１画素の大きさは、次第に小型化される傾向にあり、例えば１／２．７型で４００万画素のＣＣＤの１画素の大きさは３．１２５μｍであり、１／１．８型で３００万画素ＣＣＤの１画素は２．８μｍ程度であるといったように、非常に小さくなってきている。
このような画素サイズが小さくなった撮像装置に使用される光学系には、評価周波数が１６０本／ｍｍ　乃至１８０本／ｍｍ　といった非常に高い高周波領域において、良好な結像性能を備える必要がある。
【０００３】
図４および図５は、光の波動光学的な性質により、直進光と回折光との干渉が生じる様子を説明する説明図である。
即ち、光は、波動光学的な性質を有しており、図４に示すように、光が絞り２ｃを通過する際に、直進しないで絞り２ｃの縁のところで外周方向へ回り込む回折現象が生じる。このため、図５に示すように直進した光２１と外周部へ回り込んだ光２２とが干渉を起こし、レンズ２に収差が無い場合でも結像性能が劣化する。特に、評価周波数が高くなると、この影響が大きくなる。また、Ｆナンバを暗くした（即ち、絞り径を小さくした）場合にも、この影響が大きくなり、前述のように高密度なＣＣＤを使用する光学系を使用して明るい被写体を撮影する場合、レンズの絞り径を小さくして、光量を調整する方法をとると、絞り込んだ状態での結像性能が大幅に劣化してしまう。
【０００４】
【特許文献１】
特開平５−３４７６３号公報。
前述の問題点を解決する方法として、
【特許文献１】には、明るい被写体を撮影する場合、計測した入射光量に応じて液晶フィルタの光透過率を変更することで、絞り径を小さくすることなく、ＣＣＤへの入射光量が適正になるように調整し、また、シャッター速度及びシャッタータイミングとを任意に設定する技術が示されている。
【特許文献２】
特開平１１−８４４６３号公報。
また、この
【特許文献２】には、明るい被写体を撮影する場合に、絞りのＦ値が設定値を超えた場合に、計測した入射光量に応じて電気化学調光素子の光透過率を変更することで、回折ぼけによる画像劣化を防止する技術が示されている。
【０００５】
【特許文献３】
特開２０００−１５２０７２号公報。
さらに、この
【特許文献３】には、明るい被写体を撮影する場合に、被写体の輝度が所定値を超えた場合に、計測した入射光量に応じてＮＤ（Ｎｅｕｔｒａｌ　Ｄｅｎｓｉｔｙ）フィルタを挿入すると共に、そのために生じる像位置を補正する技術が示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のとおり、従来の撮像装置は、高密度化と、内蔵するＣＣＤの小型化とを両立させようとすると、直進する光２１と、回折現象によりレンズの外周方向へ回り込んだ光２２とが干渉することにより、レンズ２の絞り径を小さくすると、レンズの結像性能が大幅に劣化してしまうといった問題点を有している。
これを解決するための、前述の
【特許文献１】、
【特許文献２】、
【特許文献３】に記載の技術では、いずれも、ＣＣＤへの光量を適正に保つために、入射光量を計測するための装置（または素子）が必須の構成要素であり、また、液晶や電気化学調光素子の光透過率を変更するための手段や、ＮＤフィルタを挿入するための手段が必要となり、撮像装置自体が大型化するという問題点や、装置のコストがアップしてしまうという問題点がある。
さらに、光量検知や駆動に対して余分な電力が必要となる。このため、通常容量の電池では電池寿命が短くなるという問題点があり、また、大容量の電池では、省エネルギーにならないという問題点があると共に、部品点数が増加することにより省資源が達成されないという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体からの光量を、撮影光学系を構成する材料の光学的特性を利用して調整することにより、簡単な構成で光の回折と干渉による画質の低下を防止することができる撮像装置を提供することを目的としている。
本発明の他の目的は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体からの光量を、撮影光学系を構成する材料の光学的特性を利用して調整することにより、簡単な構成で光の回折と干渉による画質の低下を防止することができるカメラシステムを提供することにある。
本発明の他の目的は、上述した事情に鑑みてなされたもので、被写体からの光量を、撮影光学系を構成する材料の光学的特性を利用して調整することにより、簡単な構成で光の回折と干渉による画質の低下を防止することができるカメラシステムを具備した携帯情報端末システムを提供することにある。
特に、本発明の請求項１の目的は、どのような明るさの被写体であっても、被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための特別な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能で被写体情報を記録することができると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献し得る撮像装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の請求項２の目的は、特に、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献し得る撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項３の目的は、特に、長期間使用することにより調光機能が低下した場合でも、カバーガラスを交換することで、当初の機能に復元することができる撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項４の目的は、特に、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献する撮像装置を提供することにある。
本発明の請求項５の目的は、特に、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることを可能にし、かつ撮影光学系のレンズ設計時の自由度の低減が防止されることと、既存の光学系に対しても結像性能が変動することなしに調光機能を付加することとが可能となることにより設計・製造、製造工程を簡単化することができる撮像装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の請求項６の目的は、特に、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を要することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギー、及び省資源化にも貢献するカメラシステムを提供することにある。
本発明の請求項７の目的は、特に、前記カメラシステムの利点に加えて、被写体がどのような明るさであっても視認し易いファインダ光学系を実現すると共に、記録される被写体上での画像の明るさを知ることも可能にしている。
本発明の請求項８の目的は、特に、前記カメラシステムの利点に加えて、１眼レフカメラの操作性を付与したカメラシステムを提供することにある。
本発明の請求項９の目的は、特に、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を要することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクトで、かつ低コストであり、省エネルギーおよび省資源化にも貢献するカメラシステムを具備した携帯情報端末システムを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載した本発明に係る撮像装置は、上述した目的を達成するために、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段と、前記撮影光学手段により結像された像を画像信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段により得られる画像信号をデジタル画像信号に変換するデジタル化手段と、前記デジタル化手段により得られたデジタル画像信号を記憶媒体に記録する画像記録手段とを具備したことを特徴としている。
また、請求項２に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴としている。
また、請求項３に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴としている。
【００１１】
また、請求項４に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用したことを特徴としている。
さらに、請求項５に記載した本発明に係る撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物がコーティングされていることを特徴としている。
請求項６に記載した本発明に係るカメラシステムは、上述した目的を達成するために、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いて構成されたことを特徴としている。
請求項７に記載した本発明に係るカメラシステムは、被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与したことを特徴としている。
さらに、請求項８に記載した本発明に係るカメラシステムは、前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプの構成を具備したことを特徴としている。
請求項９に記載した本発明に係る携帯情報端末システムは、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備したことを特徴としている。
【００１２】
【作用】
すなわち、本発明の請求項１による撮像装置は、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段を具備し、前記撮影光学手段により結像された像をデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する。
このような構成により、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を要することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を得ると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることができる。
【００１３】
また、本発明の請求項２による撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与する。
このような構成により、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることができる。
また、本発明の請求項３による撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与する。
このような構成により、長期間使用することにより調光機能が低下した場合でも、前記カバーガラスを交換することで、当初の機能に復元することができる。
また、本発明の請求項４による撮像装置は、前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用する。
【００１４】
このような構成により、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることができる。さらに、本発明の請求項５による撮像装置は、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物をコーティングする。
このような構成により、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を図ることを可能にし、かつ撮影光学系のレンズ設計時の自由度の低減が防止されることと、既存の光学系に対しても結像性能の変動することなしに調光機能を付加することとが可能となることにより設計・製造、製造工程を簡単化することができる。
本発明の請求項６によるカメラシステムは、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いて構成する。
このような構成により、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成することができるカメラシステムを実現している。
【００１５】
また、本発明の請求項７によるカメラシステムは、被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与する。
このような構成により、前記カメラシステムの利点に加えて、被写体がどのような明るさであっても視認し易いファインダ光学系を実現することが可能なり、また、記録される被写体上での画像の明るさを知ることができるカメラシステムを実現している。
また、本発明の請求項８によるカメラシステムは、前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプの構成を具備する。
このような構成により、前記カメラシステムの利点に加えて、１眼レフカメラの操作性を付与したカメラシステムを実現している。
【００１６】
本発明の請求項９による携帯情報端末システムは、請求項６乃至８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備する。
このような構成により、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を得ると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成することができる携帯情報端末システムを実現している。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に基づき、図面を参照して本発明の撮像装置、カメラシステムを説明する。
図１は、本発明の１つの実施の形態に係る撮像装置およびカメラシステムの要部の構成を模式的に示す側面図である。
図１に示す本実施の形態に係るカメラシステムは、撮像装置１と、撮影範囲や撮影条件等を表示する表示装置１２と、被写体の撮影範囲を視認するためのファイダ光学系１５とを具備する。
このうち、撮像装置１は、被写体を撮影する撮影光学系２（本発明に特徴的な装置であり、請求項１記載の撮影光学手段を構成する）と、この撮影光学系２により結像された像を光電変換する撮像素子３とを具備し、撮影光学系２は、レンズ２ａ（レンズ系）と、後述するメカ機構２ｂ（図２参照）と、絞り２ｃとを具備する。
【００１８】
撮像素子３は、例えばＣＣＤを用いて構成することが可能である。また、表示装置１２は、ＬＣＤ（液晶デバイス）を使用して構成することが可能である。
さらに、レンズ２ａ（レンズ系）は、レンズの焦点距離が一定の単焦点レンズや複数のレンズ群を具備し、レンズ群間の空気間隔を変更することにより、焦点距離が変更可能な、所謂ズームレンズなどを含めて、どのようなレンズ系であっても適用可能である。メカ機構２ｂは、例えばオートフォーカス機構、メカニカルシャッタ機構や、ズームレンズ群間隔を変更するズーム機構などが含まれる。
図２は、本発明の実施の形態に係る撮像装置、カメラシステムおよび携帯情報端末システムの制御系の構成を示している。
図２において、通信用Ｉ／Ｆ（インターフェース）２０以下は、本実施の形態に係るカメラシステムを使用する携帯情報端末システムの構成要素である。
【００１９】
以下、図１，２を参照して、本実施の形態に係る撮像装置およびカメラシステムの機能を説明する。
撮影光学系２により結像された被写体の像は、撮像素子３上に結像され、撮像素子３上に配置されたフィルタにより色分解後、光電変換され、Ｒｅｄ，　Ｇｒｅｅｎ，　Ｂｌｕｅのアナログ画像信号として出力される。この出力されたアナログ信号に対しては、信号処理回路４を構成する相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ回路）により、画像信号のノイズ低減が行われ、さらに、オートゲイン回路（ＡＧＣ回路）により、画像信号レベルの調整等が行われる。前述の画像処理を施された信号は、Ａ／Ｄ変換器５（デジタル化手段）において、アナログ画像データが、最適なサンプリング周波数のデジタル画像データに変換される。このデジタル化された画像データ（デジタル画像データ）に対しては、デジタル信号処理回路６（デジタル化手段）において、Ｒｅｄ，　Ｇｒｅｅｎのゲイン調整を行うホワイトバランス調整や、色差と輝度とに分離する処理などのデジタル処理が施される。このデジタル処理された画像データは、画像記録手段としての画像メモリ７に、一時的に保存される。
【００２０】
制御部８は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成され、ＲＯＭに格納されたプログラムに従い、ＲＡＭを作業領域として、ＣＰＵがシステム全体の制御を行う。例えば、モータドライバ９は、制御部８からの制御信号に基づいて、撮影光学系２のオートフォーカス機構、ズーミング機構等のメカ機構２ｂの駆動を行う。また、タイミング制御回路１０は、撮像素子３に対する駆動制御信号の生成、信号処理およびＡ／Ｄ変換のタイミング制御を行う。このような撮像装置１の本発明の請求項１に対応する構成として、撮影光学系２に被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を具備させている。
この場合の具体例として、例えば比較的暗い室内で適正な光量となるよう構成された一般的な撮像装置があるとする。このような一般的な撮像装置を用いて、快晴の屋外で撮影しようとした場合、この撮像装置に入射する光量が多くなる。この時、従来の方法では、図２のＡＥ制御部１４により検知された被写体の明るさ情報に基づき、撮影光学系２内に具備された絞り２ｃを、モータドライバ９を介して、撮影光学系２内のメカ機構２ｂを駆動し、絞り２ｃの絞り径を小さくすることで、この一般的な撮像装置に入射する光量を減少させていた。しかし、絞り径を極端に小さくすると、上述したように、回折の影響により結像性能が大幅に劣化してしまう。
【００２１】
そこで、本発明に係る撮像装置（ここでは、本実施の形態に係る撮像装置１）では、前述のＡＥ制御部１４や、絞り２ｃの駆動機構を用いずに、あるいは、絞り２ｃと併用して撮影光学系２の一部に、被写体から照射された光の光量が変化することにより、自動的に光透過率が変化する材料で構成された部材（レンズ）を配置し、被写体から照射された光の光量変化に伴い、自動的に撮影光学系２において光透過率を変化させることで、撮影光学系２の絞り２ｃの絞り径は一定にし、（比較的暗い室内と、光量の多い快晴の屋外のいずれにおいても、）適正な光量が撮像素子３に入射するようにして、結像性能が良好な撮像装置１を実現している。
このような撮像装置１の本発明の請求項２に対応する構成として、撮影光学系２内の少なくとも１枚のレンズ材料を、調光機能を有する材質で構成している。
このように構成したことにより、撮影光学系２を構成している部品点数を増加させることなしに、調光機能を有する撮像装置を実現することができる。
【００２２】
このような撮像装置１の本発明の請求項３に対応する構成として、撮影光学系２の最も被写体に近い位置に配置したレンズ（即ち、対物レンズ）のカバーガラスに、調光機能を付与するようにしている。
前述の調光機能を有する材質の内には、長期間使用すると、調光機能が低下してしまうものが有る。そこで、長期間使用して、調光機能が低下した場合、このカバーガラスを交換することで、当初の機能に復元できるように構成している。
なお、上述した調光機能を有する材質を使用したレンズおよびカバーガラスの形状は、必ずしも円形である必要はなく、上部又は下部を削除した形状や、上下共に削除した形状に形成することが可能である。
この請求項４に対応する構成では、前述の調光機能を有する材料として、フォトクロミック化合物を使用する。
このフォトクロミック材料は、光により光透過率が変化する材料であり、例えば、紫外線が当たることにより光透過率が低下し、紫外線を遮光することにより元の光透過率に可逆的に変化する。
【００２３】
このような材料（フォトクロミック材料）としては、例えば、ガラス中の銀イオンを用いたフォトクロミックガラスや、アクリル系樹脂に、有機フォトクロミック化合物を混合させたものを使用することが可能である。
前述のフォトクロミック材料は、ガラスやプラスチック材料に含有させることも可能であるが、ガラス表面にコーティングすることも可能である。
そこで、請求項５の発明は、前記撮影光学系２を構成するレンズ２ａの少なくとも１枚のレンズであって且つ、少なくとも１面に、フォトクロミック材料をコーティングするものである。
レンズ２ａの少なくとも１枚に、フォトクロミック材料を使用した場合、材料の光学特性（例えば、屈折率やアッベ数）が限定されてしまい、高性能な結像性能を得るための制約条件となり、レンズ枚数の増加やレンズ系が大きくなるなどの不具合がある。また、レンズ設計当初からフォトクロミック材料を前提とした設計が必要となり、既に完成している光学系には、適用できない。そこで、本発明では、フォトクロミック材料をレンズにコーティングで対応することにより、レンズ設計上の自由度を低減させることなく、既存の光学系に対して、後から調光機能を追加することが可能となるのである。
【００２４】
データ記録部１１は、例えばフラッシュメモリーカードやスマートメディアイメージメモリカード（商標）などの記憶媒体を使用して構成することが可能であり、撮影した画像を記録することができる。また、必要に応じて表示装置１２により撮影範囲を表示することができる。
本発明の請求項６に対応するカメラシステムは、前述の請求項１乃至５のいずれか１項に対応する撮像装置１を具備することにより、どのような明るさの被写体においても、光量検出手段や、光学系の光透過率を変更するための特別な手段を具備することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を有するカメラシステムを実現することが可能となり、しかも、低コストで、コンパクトなカメラシステムを実現することができる。
また、前述の本発明の請求項６に対応するカメラシステムは、暗い被写体を撮影するために、ストロボ装置１３（図２）を具備しており、前述の調光機能を有する部材の光透過率が最も高くなった状態においても、未だ光量が不足する程の暗い被写体を撮影するような場合に、このストロボ装置１３を使用して被写体を照明することで、鮮明な画像の撮影が可能となる。
【００２５】
表示装置１２は、前述のとおり、ＬＣＤなどを使用して構成されており、表示のために電力が必要となるので、表示装置１２のみで被写体の撮影範囲を視認しようとすると電池の寿命が短くなる。また、長時間撮影に備えて電池容量を大きくすると、カメラシステム全体の重量の増加や、大型化による不具合を招来する可能性がある。
そこで、図１に示すような被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学系１５（ファインダ光学系（ファインダ光学手段））を具備する本発明の請求項７に対応する構成のカメラシステムは、撮像装置としては、前記請求項１〜５記載の調光機能を有する撮像装置１を使用することで、請求項６に対応するカメラシステムと同様の動作、作用により、どのような明るさの被写体においても、回折の影響が無い良好な結像性能を実現している。その上、上記ファインダ光学系の一部に撮影光学系２と同様の調光機能を持たせることで、どのような明るさの被写体も見易いファインダ光学系を実現すると共に、記録される被写体上での画像の明るさを知ることも可能にしている。
【００２６】
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る１眼レフタイプのカメラシステムの構成を模式的に示す側面図である。
この第２の実施の形態に係るカメラシステムは、図３に示すように、撮影光学系２により形成される画像をクィックリターンミラー１６により折り返し、一度、焦点板１７上に結像させ、その像を、ペンタプリズム（正式名称としては、ペンタゴナルダハプリズム）１８および接眼レンズ１９を介して、被写体の撮影範囲を視認する。また、被写体の像を記録する場合は、クィックリターンミラー１６を図中実線の位置から点線の位置１６ａへ跳ね上げ、撮像素子３上へ結像させるように構成されている。
このようなカメラシステム（１眼レフタイプのカメラシステム）においても、撮影光学系２に調光機能を持たせることで、被写体の撮影範囲を視認する場合は、前記請求項６，７に対応するカメラシステムと同様の作用、動作により、どのような明るさの被写体においても、回折の影響が無い良好な結像性能が得られる。
【００２７】
また、どのような明るさの被写体も見易いファインダ光学系が得られると共に、操作者が、実際に記録される被写体の像の明るさを知ることをも可能にしている。
本発明の請求項９に対応する携帯情報端末システムは、前記請求項６乃至８のいずれか１項に対応するカメラシステムを具備すると共に、図２に示すように、カメラシステムで記録した画像データを、例えば通信回線を介して送信する通信用Ｉ／Ｆ２０（通信用インターフェース手段）を具備している。
このような携帯情報端末システムにおいては、請求項６〜８に対応するカメラシステムを具備した構成とすることにより、どのような明るさの被写体においても、光量検出手段や、光学系の光透過率を変更するための特別な手段を有することなしに、回折の影響が無い良好な結像性能により、高品質な記録データが得られる。また、ファインダ光学系を通して、被写体の撮影範囲を視認する際に、良好に被写体を確認することができる携帯情報端末システムを実現することができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、被写体を撮影して得られる撮像データをデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する撮像装置において、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を有する撮影光学手段を具備し、前記撮影光学手段により結像された像をデジタル画像信号に変換して記憶媒体に記録する構成としたので、撮影光学系の絞り径を小さく絞り込むことなしに、どのような明るさの被写体に対しても、回折の影響のない良好な結像性能で被写体情報を記録することが可能となるため、記録データの高品質化を達成し得る撮像装置を提供することができる。
また、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズに、被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与することにより、回折の影響が無い良好な結像性能を有すると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化、及び省資源化を図った撮像装置を提供することができる。
【００２９】
また、前記撮影光学手段を構成する対物レンズのカバーガラスに、前記被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与することにより、長期間の使用により調光機能が低下した場合でも、前記カバーガラスを交換することで、当初の機能に復元することができる撮像装置を提供することができる。
また、前記撮影光学手段の前記調光機能を具現する材料として、フォトクロミック化合物を使用することにより、回折の影響が無い良好な結像性能が得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化、及び省資源化を図り得る撮像装置を提供することができる。
さらに、前記撮影光学手段を構成する少なくとも１枚のレンズの、少なくとも１面に、前記フォトクロミック化合物をコーティングすることにより、回折の影響が無い良好な結像性能が得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化に貢献することができ、かつ撮影光学系のレンズ設計時の自由度の低減が防止されると共と、既存の光学系に対しても結像性能が変動することなしに調光機能を付加することとが可能となり、その適用範囲を大幅に拡大し得る撮像装置を提供することができる。
【００３０】
また、本発明によれば、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置を用いてカメラシステムを構成することにより、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための機構および制御手段を必要とせず、回折の影響が無い良好な結像性能が得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成し得るカメラシステムを提供することができる。
また、被写体の撮影範囲を視認するためのファインダ光学手段に、撮影すべき被写体の明るさに応じて光透過率が変化する調光機能を付与することにより、前記カメラシステムの利点に加えて、被写体がどのような明るさであっても非常に視認し易いファインダ光学系を実現することが可能となり、また、記録される被写体上での画像の明るさを視認し得るカメラシステムを提供することができる。
【００３１】
さらに、前記撮影光学手段を通過した光束を、焦点板に結像させると共に、前記結像を接眼レンズで観察することにより被写体の撮影範囲を視認できるようにした１眼レフカメラタイプのカメラシステムにおいて、前記撮影光学系に被写体の明るさに応じて透過率が変化する調光機能を持たせることにより、前記カメラシステムの利点に加えて、撮影光学系の像を接眼レンズで観察する場合、被写体が非常に見易いカメラシステムを提供することができる。
さらに、本発明によれば、携帯情報端末システムに、請求項６〜８のいずれか１項に記載のカメラシステムと、前記カメラシステムで記録した画像データを通信回線を介して送信する通信用インターフェース手段とを具備する構成とすることにより、どのような明るさの被写体であっても、前記被写体から入射される光の光量を検出するための手段や、撮影光学手段の光透過率を変更するための外部的な手段を有することなく、回折の影響が無い良好な結像性能を得られると共に、コンパクト化、低コスト化、省エネルギー化および省資源化を達成し得ることができる携帯情報端末システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る撮像装置およびカメラシステムの要部の構成を模式的に示す側面図である。
【図２】本発明の一つの実施の形態に係る撮像装置、カメラシステムおよび携帯情報端末システムの制御系の構成を示すブロック図である。
【図３】第２の実施の形態に係る１眼レフタイプのカメラシステムの構成を模式的に示す側面図である。
【図４】光が絞りを通過するときに、光線が直進せず絞りの外周方向へ回り込む回折現象を示す説明図である。
【図５】絞りを通過後、直進した光と外周部へ回り込んだ光が干渉し、レンズに収差がない場合でも結像性能が劣化する状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１　撮像装置
２　撮影光学系
２ａ　レンズ
２ｂ　メカ機構
２ｃ　絞り
３　撮像素子
４　信号処理回路
５　Ａ／Ｄ変換器
６　デジタル信号処理回路
７　画像メモリ
８　制御部
９　モータドライバ
１０　タイミング制御回路
１１　データ記録部
１２　表示装置
１３　ストロボ装置
１４　ＡＥ制御部
１５　ファインダ光学系
１６　クィックリターンミラー
１７　焦点板
１８　ペンタプリズム
１９　接眼レンズ
【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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