(57)【要約】【課題】アオリ撮影を行うことのできる小型のカメラを提供する。【解決手段】デジタルカメラ１０は、撮影レンズ１４を透過した被写体光をＣＣＤ１６に向けて反射するミラー１７を備えている。ミラー１７は、アオリ調整レバー４２を後方にスライドさせることによって、傾斜角度が増加しながら後方に移動する。これにより、ＣＣＤ１６の受光面１６Ａに入射する光軸は入射位置が一定のまま、入射角度が変化する。したがって、アオリ撮影を行うことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影レンズと、該撮影レンズを透過した被写体光を反射する光学系と、該光学系を経た被写体光を受光する受光面とを備えたカメラにおいて、
前記光学系を移動させることによって、前記受光面に入射する光軸と前記受光面との角度を変化させる光学系移動手段を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記光学系移動手段は、前記光軸が前記受光面に対して一定の位置で入射するように、前記光学系を傾斜させながら前記光軸方向にスライドさせることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
【請求項３】
前記受光面で受光した画像を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ。
【請求項４】
前記光学系を、前記光軸と前記受光面が直交するように位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のカメラ。
【請求項５】
撮影レンズと、該撮影レンズを透過した被写体光を反射する光学系と、該光学系を経た被写体光を受光する受光面とを備えたカメラにおいて、
前記光学系を前記撮影レンズの光軸に沿ってスライドさせる光学系スライド手段を備えたことを特徴とするカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカメラに係り、特にアオリ撮影機能を備えたデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】カメラは、通常、撮影レンズの光軸が受光面の中心に直交しているが、アオリ撮影では、この状態をくずすことによって、画像の変形を補正したり、遠近全域にピントを合わせたりしている。具体的には、固定されたフィルム面に対し、撮影レンズを上下に傾けるチルト操作や、左右に傾けるスウィング操作を行うことによって、アオリ撮影が行われる。
【０００３】
しかしながら、撮影レンズを傾けるには、複雑な機構が必要になるため、カメラが大型化するという問題があった。
【０００４】
そこで、撮影レンズを傾ける代わりに、撮影レンズよりも小さい撮像素子を傾動可能にしたデジタルスチルカメラが提案されている（特許文献１参照）。このカメラでは、撮像素子を傾動させることによって、アオリ撮影を行うことができる。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−９４８４１号公報（第２頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮像素子は通常、基板に固定され、その基板には配線が接続されているため、撮像素子を傾動させるには、非常に大きな機構が必要になり、カメラが大型化するという問題があった。
【０００７】
本発明はこのような事情に鑑みて成されたもので、アオリ撮影を行うことのできる小型のカメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は前記目的を達成するために、撮影レンズと、該撮影レンズを透過した被写体光を反射する光学系と、該光学系を経た被写体光を受光する受光面とを備えたカメラにおいて、前記光学系を移動させることによって、前記受光面に入射する光軸と前記受光面との角度を変化させる光学系移動手段を備えたことを特徴としている。
【０００９】
本発明によれば、光学系を移動させて、光軸と受光面との角度を変化させるようにしたので、撮影レンズの光軸と受光面とを「直交でない交差」にすることができ、アオリ撮影を行うことができる。したがって、撮影レンズや受光面を固定したまま、アオリ撮影を行うことができる。本発明によれば、光学系のみの移動によってアオリ撮影を行うことができるので、撮影レンズや受光面を移動させる場合に比べて非常に簡単な構造でよく、カメラを小型化及び軽量化することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明によれば、光学系移動手段は、光軸が受光面に対して一定の位置で入射するように、光学系を傾斜させながら光軸方向にスライドさせることを特徴としている。したがって、請求項２に記載の発明によれば、光学系を移動させた際に、撮影範囲が変わらないので、撮影範囲を調節することなく撮影することができる。
【００１１】
請求項３に記載の発明によれば、受光面で受光した画像を表示する表示手段を備えたことを特徴としている。したがって、表示手段に表示された画像を見ながら光学系移動手段を操作して、アオリ調整を行うことができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、受光面に入射する光軸が受光面に直交する位置で、光学系を位置決めする位置決め手段を備えたことを特徴としている。したがって、アオリ撮影でない通常の撮影を行うことができる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は前記目的を達成するために、撮影レンズと、該撮影レンズを透過した被写体光を反射する光学系と、該光学系を経た被写体光を受光する受光面とを備えたカメラにおいて、前記光学系を前記撮影レンズの光軸に沿ってスライドさせる光学系スライド手段を備えたことを特徴としている。
【００１４】
請求項５に記載の発明によれば、光学系を光軸に沿って移動するようにしたので、受光面に入射する光軸は平行に移動する。したがって、撮影レンズや受光面をライズ、或いはフォールした場合と同様の効果が得られ、アオリ撮影を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るカメラの好ましい実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は本発明を適用したデジタルカメラを示す斜視図である。これらの図に示すように、デジタルカメラ１０の正面には、撮影レンズ１４、及び光学ファインダ２８が設けられている。デジタルカメラ１０の内部には、撮影レンズ１４の後方にミラー１７が設けられ、このミラー１７の下方にＣＣＤ１６が水平に設けられている。また、デジタルカメラ１０の上面には、レリーズスイッチ３８、及びアオリ調整レバー４２が設けられている。
【００１７】
アオリ調整レバー４２は、図２及び図３に示すように、ミラー１７の上端部に取り付けられている。また、アオリ調整レバー４２は、ケース４４の開口４４Ａに挿通配置され、スライド部材４６に固定されている。スライド部材４６は、デジタルカメラ１０の前後方向にスライド自在にケース４４に取り付けられている。したがって、アオリ調整レバー４２を前後方向にスライドさせて、ミラー１７の上端部を前後方向にスライドさせることができる。
【００１８】
ミラー１７の縁部には、スプリング２１の一端が接続されている。スプリング２１の他端はカメラ本体１９の固定部１９Ａに接続されており、このスプリング２１によって、ミラー１７が固定部１９Ａ側に付勢されている。
【００１９】
カメラ本体１９には、固定部１９Ａよりも後方側に係合突起１９Ｂが形成されている。係合突起１９Ｂの上端部は、後方から前方にかけて円弧状に形成されている。この係合突起１９Ｂの上端部に、ミラー１７の下端部が係合されている。ミラー１７は、スプリング２１に付勢されているため、常に係合突起１９Ｂに係合された状態に維持される。例えば、アオリ調整レバー４２を前後にスライドさせた際、ミラー１７の上端部が前後に移動するとともに、ミラー１７の下端部が係合突起１９Ｂの上端部の曲面に摺動する。この動きによって、ミラー１７は、傾斜角度αを変えながら、前後方向に移動することができる。例えば、アオリ調整レバー４２を後方に移動すると、ミラー１７は二点鎖線で示すように、傾斜角度αを増加させながら後方に移動する。反対に、アオリ調整レバー４２を前方に移動すると、ミラー１７は実線で示すように、傾斜角度αが小さくなるように傾斜しながら前方に移動する。なお、前方に移動したミラー１７は、ストッパーピン４８に当接することによって、傾斜角度αが４５°になる位置で位置決めされる。
【００２０】
図４は、上述したデジタルカメラ１０の内部構成を示すブロック図である。このデジタルカメラ１０は、被写体の光学像をデジタル画像データに変換して記録メディア１２に記録するデジタルカメラであり、撮影光学系として、撮影レンズ１４、ミラー１７、及びＣＣＤ固体撮像素子（以下、ＣＣＤという。）１６を備えている。なお、ＣＣＤ１６に代えて、ＭＯＳ型固体撮像素子など他の方式の撮像素子を用いることも可能である。
【００２１】
撮影レンズ１４は電動式のズームレンズで構成されている。撮影者によってズームスイッチ１８が操作されると、そのスイッチ操作に応じてシステム制御回路２０からレンズ駆動回路２２に対して制御信号が出力される。レンズ駆動回路２２は、システム制御回路２０からの制御信号に基づいてレンズ駆動用の信号を生成し、ズームモータ２４に与える。こうして、レンズ駆動回路２２から出力されるモータ駆動電圧によってズームモータ２４が作動し、撮影レンズ１４が光軸に沿って前後移動することにより、撮影レンズ１４の焦点距離（光学ズーム倍率）が変更される。
【００２２】
撮影レンズ１４のズーム位置及びフォーカス位置は、レンズ位置センサ２６によって検出される。レンズ位置センサ２６はズーム位置センサとフォーカス位置センサとを含むブロックである。レンズ位置センサ２６は、ズームモータ２４等の回転によりパルスを発生する回路であってもよいし、レンズ鏡胴の外周に位置検出エンコード板を配置した構成などであってもよく、本発明の実施に際して特に限定されるものではない。
【００２３】
レンズ位置センサ２６によって取得されるズーム位置及びフォーカス位置の情報はシステム制御回路２０に入力される。システム制御回路２０は、レンズ位置センサ２６の検出信号に基づいてレンズ駆動を制御する。本例のカメラ１０は、上述の光学ズーム機能に加えて、電子ズーム機能を有している。電子ズーム機能は、画像処理技術によって画像信号を電子的に処理することにより拡大画像を得る機能である。
【００２４】
また、カメラ１０は光学ファインダ２８を備えている。この光学ファインダ２８はズームファインダで構成されている。光学ファインダ２８は図示せぬ機械的な動力伝達機構を介して撮影レンズ１４の駆動系と連結されており、ズーム操作に伴うズームモータ２４の動力によって撮影レンズ１４の倍率変更動作と連動して、撮影画角とほぼ同等のファインダ視野が得られるようにファインダ倍率が変更される構成になっている。
【００２５】
カメラ１０の撮影機能について説明すると、撮影レンズ１４を通過した光は、ミラー１７で反射された後、ＣＣＤ１６の受光面に結像される。ＣＣＤ１６の受光面には多数のフォトダイオード（受光素子）が二次元的に配列されており、各フォトダイオードに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造（ベイヤー、Ｇストライプなど）で配置されている。また、ＣＣＤ１６は、各フォトダイオードの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。
【００２６】
ＣＣＤ１６の受光面に結像された被写体像は、各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、図示せぬＣＣＤ駆動回路から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。
【００２７】
ＣＣＤ１６から出力された信号はカメラ信号処理回路３０に入力される。カメラ信号処理回路３０は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）回路、ゲインコントロール（ＧＣ）回路及びＡ／Ｄ変換器等を含む。カメラ信号処理回路３０においてサンプリング処理、色分離、ホワイトバランス調整などの所要の処理が施された画像信号はＡ／Ｄ変換器によってデジタル信号に変換された後、システム制御回路２０に入力される。
【００２８】
システム制御回路２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びＣＰＵ周辺回路（ＲＯＭ、ＲＡＭ、メモリコントローラなど）を含み、カメラ１０の制御手段として機能するとともに、ＡＥ演算・ＡＦ演算その他の各種演算を行う演算手段として機能する。また、システム制御回路２０は、デジタル画像信号を処理する画像処理回路（信号処理手段）を備える。
【００２９】
システム制御回路２０内の画像処理回路は、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、輪郭強調回路、ホワイトバランス補正回路、電子ズーム処理（拡大／縮小処理）回路等を含む。カメラ信号処理回路３０よりシステム制御回路２０に入力された画像信号は、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ，Ｃｂ  信号）に変換されるとともに、ガンマ補正等の所定の処理が施された後、ＲＡＭに記憶される。
【００３０】
撮影画像をモニタ出力する場合、ＲＡＭから画像データが読み出され、表示信号処理回路３４へ送られる。表示信号処理回路３４は、入力された画像データを表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換して液晶モニタ等の画像表示装置３６に出力する。なお、画像表示装置３６は、液晶モニタに限定されず、有機ＥＬなど他の方式の表示手段を用いてもよい。
【００３１】
ＣＣＤ１６から出力される画像信号によってＲＡＭ内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が画像表示装置３６に供給されることにより、撮像中の映像がリアルタイムに表示される。撮影者は画像表示装置３６に表示される映像（いわゆるスルームービー）によって画角（構図）を確認できる。
【００３２】
スルームービー表示中にユーザがズームスイッチ１８を操作すると、変倍処理が行われる。光学ズーム領域を超えて、更に拡大方向の指令が入力されると、システム制御回路２０内の電子ズーム処理回路において、画像信号の拡大処理が行われる。
【００３３】
システム制御回路２０は、ズームスイッチ１８やレリーズスイッチ３８などの操作部から入力する信号に基づいてカメラ１０内の各回路を制御し、例えば、カメラ動作に必要なレンズ駆動制御、撮影動作制御、画像処理制御、記録メディア１２の読み書き制御、画像表示装置３６の表示制御などを行う。
【００３４】
レリーズスイッチ３８が押下操作されると、撮影開始指示（レリーズＯＮ）信号が発せられる。システム制御回路２０はレリーズＯＮ信号を検知して、撮影動作を実行する。すなわち、システム制御回路２０は、レリーズ信号の入力に応動してＡＥ演算及びＡＦ演算を行うとともに、記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光及び読み出し制御を実施する。
【００３５】
レリーズ信号の入力に応動して取り込まれた画像データは、システム制御回路２０の画像処理回路に送られ、画像処理回路において輝度・色差信号変換（ＹＣ変換）処理その他の所定の信号処理を経た後、記録／再生処理回路４０に送られる。
【００３６】
記録／再生処理回路４０は、データの圧縮及び伸長を行う信号処理部とメディアインターフェース部を含む。システム制御回路２０から記録／再生処理回路４０に入力された記録用の画像データは、記録／再生処理回路４０において所定の圧縮フォーマット（例えば、ＪＰＥＧ方式）  に従って圧縮され、記録メディア１２に記録される。記録形式はＪＰＥＧ方式に限定されず、ＭＰＥＧその他の記録方式を採用してもよい。画像データを保存するための手段は、メモリカードで代表される半導体メモリに限定されず、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々のメディアを用いることができる。また、リムーバブルメディアに代えて、又はこれと併用して、カメラ１０に内蔵された記録メディア（内部メモリ）に画像データを保存する態様も可能である。
【００３７】
図示せぬモード選択操作手段（モードダイヤルなど）によって再生モードが選択されると、記録メディア１２から画像ファイルが読み出され、記録／再生処理回路４０によって伸長処理された後、表示信号処理回路３４を介して画像表示装置３６に出力される。こうして、記録済み画像の再生表示が行われる。画像の再生表示中に操作部の十字キー（例えば、右キー又は左キー）を操作することによって、再生対象のファイルを切り換えること（順コマ送り／逆コマ送り）ができる。
【００３８】
次に上記の如く構成されたデジタルカメラの作用について説明する。
【００３９】
通常撮影時、ミラー１７はスプリング２１に付勢されてストッパーピン４８に当接しており、傾斜角度αが９０度の位置で位置決めされている。したがって、図５に示すように、ＣＣＤ１６の受光面１６Ａに入射する光軸は、受光面１６Ａに対して９０度の角度で入射する。これにより、被写体像を通常撮影することができる。
【００４０】
アオリ撮影時、撮影者は画像表示装置３６に表示されたスルームービーを確認しながら、アオリ調整レバー４２を後方にスライドさせる。これにより、ミラー１７は傾斜角度αが大きくなるように揺動しながら、後方に移動する。このとき、ＣＣＤ１６の受光面１６Ａに入射する光軸は、常に受光面１６Ａの中心位置に入射するので、画像表示装置３６に表示される被写体像は変化しない。また、ミラー１７が移動することによって、受光面１６Ａに入射する光軸の角度が変化し、９０度よりも小さい角度で受光面１６Ａに入射する。これにより、「受光面１６Ａと光軸が直交しない」アオリ撮影を行うことができ、例えば、インフ側、ニア側の全てでピントが合う撮影を行うことができる。
【００４１】
このように本実施の形態のデジタルカメラ１０によれば、ミラー１７を移動することによって、簡単にアオリ撮影を行うことができる。特に本実施の形態では、スルームービーを見ながらアオリ調整レバー４２を手動で動かし、アオリ調整を行うので、所望する被写体像を確実に撮影することができる。
【００４２】
また、ミラー１７を移動させる機構は、撮影レンズ１４やＣＣＤ１６を移動させる機構よりも軽量、且つ小型であるので、デジタルカメラ１０を軽量化、及び小型化することができる。
【００４３】
また、本実施の形態によれば、光軸が常にＣＣＤ１６の受光面１６Ａの中心位置に入射するようにしたので、アオリ調整時に撮影範囲を調節する必要がなく、操作が非常に簡単である。
【００４４】
なお、上述した実施の形態は、ミラー１７を手動で移動させるようにしたが、図示せぬ機械的な動力伝達機構を介してミラー１７を移動させるようにしてもよい。その場合、ミラー１７の移動と同時に、ピントを自動的に微調節するようにしてもよい。
【００４５】
また、ミラー１７を傾斜させながら光軸方向に移動させる機構は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、例えばカム機構を設けてミラー１７が所定の軌道で移動するようにしてもよい。
【００４６】
また、上述した実施の形態は、撮影レンズ１４を透過した被写体像を反射する光学系としてミラー１７を用いたが、これに限定するものではなく、例えばプリズムを用いて反射、或いは屈折させるようにしてもよい。
【００４７】
また、本発明の用途は、デジタルカメラに限定されるものではなく、銀塩カメラに適用してもよい。
【００４８】
次に本発明が適用される第２の実施の形態のデジタルカメラについて図６に従って説明する。
【００４９】
第２の実施の形態のデジタルカメラは、ミラー１７が上下方向にスライド自在に支持されている。また、ミラー１７は、不図示の付勢手段によって上方に付勢されており、二点鎖線で示すように、光軸がＣＣＤ１６の受光面１６Ａの中心に入射する位置で位置決めされている。アオリ調整レバー５０はミラー１７の下端に水平に取り付けられており、デジタルカメラの背面に突出されている。
【００５０】
このデジタルカメラでは、アオリ調整レバー５０を操作することによって、ミラー１７が下方にスライドする。これにより、ＣＣＤ１６の受光面１６Ａに入射する光軸が前方に平行移動する。したがって、撮影レンズ１４をライズしたのと同様の効果が得られ、アオリ撮影を行うことができる。
【００５１】
上述したデジタルカメラを用いて、例えば高層ビルを撮影する場合、まず、撮影レンズ１４の光軸が水平になるようにデジタルカメラを地面に固定する。そして、アオリ調整レバー５０を下方にスライドさせてから、撮影を行う。これにより、高層ビルを長方形状に撮影することができる。
【００５２】
なお、上述した第２の実施の形態では、ミラー１７を下方にスライドさせたが、前方にスライドさせるようにしてもよい。この場合にも同様の効果を得ることができる。また、ミラー１７を上方にスライドさせたり、後方にスライドさせるようにしてもよい。この場合には、撮影レンズ１４をフォールさせた場合と同様の効果を得ることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係るカメラによれば、光学系を移動させることによって、光軸と受光面との角度を変化させるようにしたので、アオリ撮影を行うことができる。また、光学系を移動させる光学系移動手段は、撮影レンズや受光面の移動手段に比べて非常に簡単な構造であるため、カメラを小型化及び軽量化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した第１の実施の形態のデジタルカメラを示す斜視図
【図２】ミラーの移動機構を示す側面図
【図３】ミラーの移動機構を示す正面図
【図４】第１の実施の形態のデジタルカメラの構成を示すブロック図
【図５】デジタルカメラの作用を示す図
【図６】第２の実施の形態のデジタルカメラを示す図
【符号の説明】
１０…デジタルカメラ、１２…記録メディア、１４…撮影レンズ、１６…ＣＣＤ、１６Ａ…受光面、１７…ミラー、１８…ズームスイッチ、１９…カメラ本体、１９Ａ…固定部、１９Ｂ…係合突起、２０…システム制御回路、２２…レンズ駆動回路、２４…ズームモータ、２６…レンズ位置センサ、２８…光学ファインダ、３０…カメラ信号処理回路、３４…表示信号処理回路、３６…画像表示装置、３８…レリーズスイッチ、４０…記録／再生処理回路、４２…アオリ調整レバー、４４…ケース、４６…スライド部材、４８…ストッパーピン、５０…アオリ調整レバー
【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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