(57)【要約】【課題】ソフトフィルタ、あるいはソフトフォーカスレンズなどのアタッチメントを利用することなく、ソフトフォーカス写真を撮影できるカメラを提供する。【解決手段】撮影レンズのうちの少なくとも１つのレンズを撮影中に光軸方向に振動させるレンズ振動機構を備えた。【選択図】　　　　図３
2004004325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を取り込んで所定の撮影面上に結像させる撮影レンズを備え、該撮影面上に結像された被写体像を捉えることにより撮影を行なうカメラにおいて、
撮影レンズのうちの少なくとも１つのレンズを撮影中に光軸方向に振動させるレンズ振動機構を備えたことを特徴とするカメラ。
【請求項２】
前記レンズ振動機構は、
駆動電圧に応じて厚みが変化する電気―機械変換素子と、
前記光軸方向に延び、前記電気―機械変換素子の厚みの変化を前記少なくとも１つのレンズに伝えることにより該少なくとも１つのレンズの光軸方向の振動に作用する振動伝達ロッドと、
撮影に同期して前記電気―機械変換素子に所定の周波数で変化する駆動電圧を印加する振動駆動部とを備えたことを特徴とする請求項１記載のカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体からの光を取り込んで所定の撮影面上に結像させる撮影レンズを備えたカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
カメラは、かなり成熟した技術と思われがちであるが、近年においても様々な新技術が開発され発展の一途を辿っている。
【０００３】
例えば、レンズ駆動には従来モータが採用されてきたが、一層の小型化を狙い、モータの代わりに電気―機械変換素子を採用することが提案されている（特開平９−１９１６７６号公報参照）。この提案は、印加される電圧の変化に応じて厚みが変化する、圧電素子に代表される電気―機械変換素子によって、レンズを保持するレンズ保持枠を所定の摩擦力を以って結合させた駆動ロッドを光軸方向に往復運動させ、印加電圧に応じた速度で動作する特性を利用することで、駆動ロッドを所定以上の加速度で以って動作させ、その所定の摩擦力を超える慣性力を発生させることでレンズ保持枠の光軸方向への移動を行なうものである。
【０００４】
このモータに代わり電気―機械変換素子を用いてレンズを駆動する新技術の他、撮影レンズなどの撮影光学系をカメラボディの中に収容する技術も提案されている（特表２０００−５１５２５５号公報参照）。これは、撮影光学系の途中に反射ミラーや反射プリズムなどの反射部材を配置することによって、その撮影光学系のほとんどの部品をカメラを被写体に向けたときの被写体の方向とは交わる方向に光軸を持つように配置するというものである。
【０００５】
このような新技術が次々と登場する中で、様々な撮影技術上の工夫もなされていく必要がある。
【０００６】
撮影技術の１つとして、従来より、ソフトフォーカスレンズあるいはソフトフィルタを使用して被写体をソフトに撮る、いわゆるソフトフォーカス撮影という撮影技術がある。ここで、ソフトフォーカスレンズは、レンズの球面収差を意図的に残したレンズであり、ソフトフィルタは、撮影レンズの前面に装着して使用される、光の拡散を利用したフィルタである。
【０００７】
これら使用して写真撮影を行なうと、ソフトにピントが合った写真を撮ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このソフトフォーカスの写真撮影は、それほど頻繁に行なわれるものではない。
【０００９】
しかし、そのように稀な撮影にも対処できるように、上述したソフトフィルタ、あるいは、ソフトフォーカスレンズを携帯することも考えられるが、これらの管理が煩わしいという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、ソフトフィルタ、あるいはソフトフォーカスレンズなどのアタッチメントを利用することなく、ソフトフォーカスの写真を撮影できるカメラを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明のカメラは、
被写体からの光を取り込んで所定の撮影面上に結像させる撮影レンズを備え、この撮影面上に結像された被写体像を捉えることにより撮影を行なうカメラにおいて、
撮影レンズのうちの少なくとも１つのレンズを撮影中に光軸方向に振動させるレンズ振動機構を備えたことを特徴とする。
【００１２】
本発明は、所定の被写体に対し、合焦状態にある撮影レンズのうちの少なくとも１枚のレンズを、その所定の位置において光軸方向に振動させることでソフトフォーカスと同様な効果が得られることを利用したものであり、これにより、本発明のカメラでは、ソフトフォーカスレンズ、あるいはソフトフィルタなどのアタッチメントを利用しなくてもソフトフォーカスの写真を撮ることができる。
【００１３】
ここで、上記レンズ振動機構は、
駆動電圧に応じて厚みが変化する電気―機械変換素子と、
上記光軸方向に延び、上記電気―機械変換素子の厚みの変化を上記少なくとも１つのレンズに伝えることによりこの少なくとも１つのレンズの光軸方向の振動に作用する振動伝達ロッドと、
撮影に同期して上記電気―機械変換素子に所定の周波数で変化する駆動電圧を印加する振動駆動部とを備えたものであることが好ましい。
【００１４】
上記電気―機械変換素子は、印加される駆動電圧に応じて厚みが変化するものであり、その変化する速度は、印加電圧の周波数に依存するものであることから、周波数を制御すれば、このレンズ振動機構を、レンズを光軸方向へ移動させるレンズ移動機構として兼用することができる。したがって、このようにすると、レンズを移動する機構の他に、レンズの振動機構を備える場合と比べ、カメラをコンパクト化することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態の正面図である。
【００１７】
図１に示される本実施形態であるカメラ１は、レンズ鏡胴が備えられた、オートフォーカスおよびオートズーム機能付のデジタルカメラである。ただし、このレンズ鏡胴は、フォーカシングおよびズーミングの際にもその長さは不変のものである。
【００１８】
図１に示されるカメラ１の前面には、前面レンズ１１を内包するレンズ鏡胴１２が中央付近に、フラッシュ発光窓１５がレンズ鏡胴１２の上方に、ファインダ対物窓１３ａがフラッシュ発光窓１５の左（図１においては右）に、電源スイッチ１６がファインダ対物窓１３ａの左斜め下方に、および、レリーズボタン１４が右上端（図１においては左上端）に備えられている。尚、このレリーズボタン１４は２段式になっており、半押し状態では、フォーカスロックができるようになっている。
【００１９】
図２は、図１に示されるカメラの背面図である。
【００２０】
図２に示されるカメラ１の背面には、液晶パネル１８が中央やや左付近に、ズームスイッチ１９が液晶パネル１８の右斜め上に、機能スイッチ１７ａおよび撮影モードスイッチ１７ｂが液晶パネル１８の上方に、ファインダ接眼窓１３ｂが左上端に備えられている。
【００２１】
このカメラ１は、‘撮影記録’機能および‘画像データ再生’機能の２つの機能を有しており、機能スイッチ１７ａによりいずれかの機能が選択される。さらに、‘撮影記録’機能には、‘人物撮影’モード、‘ソフト撮影’モード、‘スポーツ撮影’モード、および‘風景撮影’モードがあり、これらのうちのいずれかのモードが撮影モードスイッチ１７ｂによって選択される。尚、このカメラ１では、ズームスイッチ１９の上向きの三角形部分を操作することで望遠側にズームされ、下向きの三角形部分を操作することで広角側にズームされる。
【００２２】
図３は、図１および図２に示されるカメラの内部構成図である。尚、図３には、ＡＦ演算回路、フォーカスレンズのレンズ駆動機構、レンズ鏡胴内のレンズの絶対位置を検出するためのエンコーダ、およびフラッシュ機構などの図示は省略されている。
【００２３】
図３には、本実施形態のカメラ１に採用されているレンズ駆動機構１００もされており、このレンズ駆動機構１００は、光軸方向に伸縮する駆動シャフト用圧電素子１４２を含む圧電素子駆動部１４０と、駆動シャフト用圧電素子１４２の端部に接合された駆動シャフト１３０と、駆動部１１０とで構成されている。尚、図３の左側がカメラ前方方向であり、駆動部１１０の右側には固体撮像素子２２も示されている。
【００２４】
圧電素子駆動部１４０は、土台１４１、駆動シャフト用圧電素子１４２、駆動シャフト用圧電素子ドライバ１４３、および電源１４４で構成されており、土台１４１は、カメラ本体２１に固定されると共に駆動シャフト用圧電素子１４２が取り付けられている。駆動シャフト用圧電素子１４２からは、２本の電気線が示されており、１本は、駆動シャフト用圧電素子ドライバ１４３を介して電源１４４から電力供給をうけるための線であり、もう１本はアース線である。
【００２５】
駆動部１１０は、ズームレンズ群１１２と、このズームレンズ群１１２を保持するズームレンズ保持枠１１１とで構成されている。
【００２６】
このレンズ駆動機構１００では、ズームレンズ保持枠１１１の端部が駆動シャフト１３０を挟み込んでおり、駆動シャフト１３０に対しズームレンズ保持枠１１１は所定の摩擦力を以って結合されている。駆動シャフト用圧電素子１４２の伸縮に伴い駆動シャフトも図３に示される左右方向に動作し、それにより発生する加速度の度合いにより、駆動シャフトに対し所定の摩擦力を以って結合されているズームレンズ保持枠が光軸方向に移動するか否かが決まる。尚、図示しないフォーカスレンズのレンズ駆動機構においても、同様なレンズの移動が行われる。
【００２７】
ここで、上記の移動について簡単に説明する。
【００２８】
まず、図３に示される駆動部１１０をカメラ前方側に移動させる場合について説明する。尚、以下では、特開平９−１９１６７６号公報に提案されている原理について説明する。
【００２９】
図４は、カメラ前方側への駆動原理を示す図である。
【００３０】
図５は、この場合の、駆動シャフト用圧電素子に印加する電圧の変化を示す図である。
【００３１】
図５には、緩やかに増加し、所定電圧に達するとしばらくして急激に減少する印加電圧の変化の様子が示されている。
【００３２】
駆動シャフト用圧電素子１４２に、図５に示されるように変化する電圧を印加すると、電圧がなだらかに増加する部分では、駆動シャフト用圧電素子１４２が図４（ａ）に示す状態からその厚みがゆっくりと厚くなり図４（ｂ）に示す状態となる。このため、駆動シャフト１３０は、その圧電素子１４２に押されてカメラ前方方向（図４の左側方向）に移動する。すると、駆動シャフトに対し被駆動状態に置かれている駆動部１１０は、図４（ｂ）に示されるように、駆動シャフト１３０がかなりゆっくりとした速度でカメラ前方方向（図４の左側方向）に移動することから、駆動シャフト１３０に対しすべることなくカメラ前方方向に移動する。
【００３３】
しかし、この印加電圧は、値Ｖ１に到達した後は、しばらくして値０まで急激な減少に転じるため、圧電素子１４２の厚みが急激に縮まる。すると、駆動シャフト１３０も、（ｃ）に示されるように一気に図４の右方向に移動する。この急激な駆動シャフト１３０の移動により、駆動部１１０は、駆動シャフト１３０が急激に移動する前の図４（ｂ）に示す位置にそのままとどまることとなり、これにより、駆動部１１０は、図５に示される距離ｘだけカメラ前面方向に進んだこととなる。
【００３４】
次に、この駆動部１１０をカメラ背面側に移動させる場合について説明する。
【００３５】
図６は、カメラ背面側への駆動原理を示す図である。
【００３６】
この場合の、駆動シャフト用圧電素子１４２に対する印加電圧は、図７に示すような変化を有するものが考えられる。
【００３７】
図７は、駆動部をカメラ背面側に移動させる場合の、駆動シャフト用圧電素子に印加される電圧の変化を表すグラフ図である。
【００３８】
図７には、印加電圧が、急激に増加し、その後なだらかに減少する様子が示されている。
【００３９】
この場合に、図６（ａ）に示されている状態の圧電素子１４２は、図７に示される急激な立ち上りの駆動電圧の供給を受け、急激にカメラ前方方向（図６の左側方向）に伸長する。これにより、駆動シャフト１３０も急激にカメラ前方方向に移動するため、駆動部１１０は、図６（ｂ）に示されるように駆動シャフト１３０上をカメラの背面方向にすべることとなる。その後、なだらかに減少する駆動電圧の供給により、図６（ｃ）に示されるように、圧電素子１４２はカメラ背面方向（図６の右側）にゆっくりと縮み、これにともなって駆動シャフトもカメラ背面方向に移動する。この駆動シャフト１３０の動作はゆっくりしているため、駆動部１１０も駆動シャフトに対しすべることなく駆動シャフトと共にカメラ背面側に移動する。これにより、駆動部１１０は、カメラ背面側に距離Ｙだけ移動したこととなる。
【００４０】
ここで、再び図３の説明に戻るが、図３には、レリーズスイッチ１４、各種スイッチ、電源スイッチ１６、およびこのカメラ１全体を制御するＣＰＵ１０も示されており、これらスイッチに対する操作は、信号でＣＰＵ１０に送信される。
【００４１】
以下、本実施形態のカメラ１の撮影動作について説明する。
【００４２】
図１に示される電源スイッチ１６を投入し、図２に示される機能スイッチ１７ａにより‘撮影記録’機能が選択され、‘人物撮影’モード、‘ソフト撮影’モード、‘スポーツ撮影’モード、および‘風景撮影’モードのうちの‘ソフト撮影’モードを除く他のモードが選択された場合について説明する。
【００４３】
まず、被写体を画角内に捉え、図２に示されるズームスイッチ１９を操作した場合は、オートズーム機能により、その操作にあわせてズームレンズ群の移動が上述した方法で行なわれる。
【００４４】
その後、照準を被写体に合わせ、レリーズスイッチ１４を半押しすると、オートフォーカス機能によりフォーカスレンズ群を光軸方向に移動させフォーカシングが行なわれる。このフォーカシングも上記ズーミングと同様に、駆動シャフト用圧電素子に所定の周波数で変化する電圧を印加して行なわれる。それから、レリーズスイッチ１４が全押しされることで撮影が行なわれる。このカメラ１では、全押しのタイミングで、液晶パネル１８に表示されている画像が静止画像として画像表示され、不図示のスイッチによる保存指示により、その静止画像データが図示しないメモリに記録される。
【００４５】
次に、本実施形態のカメラ１において、‘ソフト撮影’機能が選択された場合について説明する。
【００４６】
この場合も、‘ソフト撮影’モードを除く他のモードが選択された場合と同様に操作されるが、唯一の相違点は、レリーズスイッチ１４の全押し後、撮影の前に図３に示されるズームレンズ群１１２が振動されることのみである。この振動は、ズームレンズを移動させるためのレンズ駆動機構１００の圧電素子１４２に印加する電圧の周波数をレンズを移動させる時とは異なる周波数にすることで可能となっている。
【００４７】
図８は、この‘ソフト撮影’モードが選択されている場合に印加される電圧の変化の一例を示す図である。
【００４８】
図８には、前半は図５に示される変化と同じ変化、後半は図７に示される変化と同じ変化が示されている。
【００４９】
このように変化する電圧を印加することで、レンズ保持枠の振動が得られ、ソフトにピントがあった写真を撮ることができる。
【００５０】
図９は、本実施形態のレンズ駆動装置を採用するカメラにおいて、図２に示される機能スイッチ１７ａにより、‘撮影記録’機能が選択された場合に起動されるルーチンのフローチャートである。
【００５１】
図９に示されるステップＳ１では、画角内をリアルタイムで液晶パネルに画像表示するように指示が出される。その後、ステップＳ２において、図２に示されるズームスイッチ１９に対する操作があったか否かが判定される。
【００５２】
ステップＳ２において、操作がなかったと判定されるとステップＳ４に進み、操作があったと判定されると、ステップＳ３に進みズームレンズの移動が行われる。
【００５３】
ステップＳ４では、図１に示されるレリーズスイッチ１４が半押し状態にされているか否かが判定される。ステップＳ４において、半押しされていないと判定されると、ステップＳ１に戻り、半押しされていると判定されると、ステップＳ５に進む。
【００５４】
ステップＳ５では、フォーカスレンズの移動が行なわれる。その後、ステップＳ６に進み、レリーズスイッチが全押しされたか否かが判定される。
【００５５】
ステップＳ６において、全押しされていないと判定されると、ステップＳ１に戻り、全押しされていると判定されると、ステップＳ７に進み、現在のモード選択が‘ソフト撮影’になっているか否かが判定される。
【００５６】
ステップＳ７において、‘ソフト撮影’モードが選択されていないと判定されると、ステップＳ９に進み、‘ソフト撮影’モードが選択されていると判定されると、ステップＳ８に進み、図３に示される駆動部１１０のズームレンズ群１１２の振動が開始される。その後、ステップＳ９に進む。
【００５７】
ステップＳ９では、撮影が行われ、ステップＳ１０では、ズームレンズの振動が停止される。その後、ステップＳ１１に進み、レリーズスイッチが押下されたタイミングで液晶パネルにリアルタイムで表示されている画像の、静止画像での表示が指示される。その後、ステップＳ１２に進み、その静止画像を記録するか否かが判定され、図示しない記録ＯＫスイッチの押下があったと判定されると、ステップＳ１３に進み、その画像データのメモリへの記録が指示される。ステップＳ１２において、押下がないと判定されるとステップＳ１に戻る。
【００５８】
本実施形態のカメラ１では、ズームレンズを光軸方向に移動させるレンズ駆動機構１００を、所定の被写体のソフトフォーカス写真を撮るための、その被写体に対する撮影中にズームレンズを振動させるレンズ振動機構として兼用している。これにより、本実施形態のカメラ１によれば、ソフトフォーカスレンズ、あるいはソフトフィルタなどのアタッチメントを利用しなくてもソフトフォーカスの写真を撮影することができるとともに、レンズを移動させるための機構のほかにレンズを振動させるための別の機構を備える場合に比べてカメラをコンパクト化することができる。
【００５９】
以上説明した実施形態では、デジタルカメラを例に挙げて説明したが、これに限らず、ロール上のフィルムに撮影するカメラを例に挙げるものであってもよく、また、ズームレンズを振動させる例を挙げて説明したが、フォーカスレンズを振動させるものであってもよく、更には、ズームレンズおよびフォーカスレンズ双方を振動させるものであってもよい。
【００６０】
また、この実施形態では、駆動シャフトに対しレンズ保持枠を所定の摩擦力を以って結合させ、圧電素子を駆動させることで所定以上の加速度で駆動シャフトを動作させ、これによりレンズの移動を行ない、また、レンズを移動させる時とは異なる周波数の駆動電圧の印加によってレンズを振動させる例を挙げて説明しているが、レンズの移動あるいは振動を電気−変化素子の厚み変化を駆動シャフトに作用させることで行なうものであればこれに限らず、電気―機械変換素子の駆動あるいは振動方向がレンズの移動方向と同方向でないものであってもよい。
【００６１】
さらに、撮影レンズのうちの少なくとも１つのレンズを撮影中に光軸方向に振動させるレンズ振動機構を備えているものであれば、レンズの移動を圧電素子などの電気―機械変換素子で行わずモータで行うものであってもよい。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のカメラによれば、ソフトフィルタ、あるいはソフトフォーカスレンズなどのアタッチメントを利用することなく、ソフトフォーカス写真を撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学機器の一実施形態の正面図である。
【図２】図１に示されるカメラの背面図である。
【図３】図１および図２に示されるカメラの内部構成図である。
【図４】カメラ前方側への駆動原理を示す図である。
【図５】駆動シャフト用圧電素子に印加する電圧の変化を示す図である。
【図６】カメラ背面側への駆動原理を示す図である。
【図７】駆動シャフト用圧電素子に印加される電圧の変化を表すグラフ図である。
【図８】‘ソフト撮影’モードが選択されている場合に印加される電圧の変化の一例を示す図である。
【図９】‘撮影記録’機能が選択された場合に起動されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
１　カメラ
１０　ＣＰＵ
１１　前面レンズ
１２　レンズ鏡胴
１３ａ　ファインダ対物窓
１３ｂ　ファインダ接眼窓
１４　レリーズスイッチ
１５　フラッシュ発光窓
１６　電源スイッチ
１７ａ　機能スイッチ
１７ｂ　モードスイッチ
１８　液晶パネル
１９　ズームスイッチ
２１　カメラ本体
２２　固体撮像素子
１００　レンズ駆動機構
１１０　駆動部
１１１　ズームレンズ保持枠
１１２　ズームレンズ群
１４０　圧電素子駆動部
１４１　土台
１４２　駆動シャフト用圧電素子
１４３　駆動シャフト用圧電素子ドライバ
１４４　電源
【図１】
2004004325.tif 000003
【図２】
2004004325.tif 000004
【図３】
2004004325.tif 000005
【図４】
2004004325.tif 000006
【図５】
2004004325.tif 000007
【図６】
2004004325.tif 000008
【図７】
2004004325.tif 000009
【図８】
2004004325.tif 000010
【図９】
2004004325.tif 000011