JP2007094073A - Focusing system and imaging apparatus - Google Patents
Focusing system and imaging apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007094073A JP2007094073A JP2005284124A JP2005284124A JP2007094073A JP 2007094073 A JP2007094073 A JP 2007094073A JP 2005284124 A JP2005284124 A JP 2005284124A JP 2005284124 A JP2005284124 A JP 2005284124A JP 2007094073 A JP2007094073 A JP 2007094073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- imaging
- beam splitter
- focus detection
- light
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
Abstract
Description
本発明は、レンズと撮像面間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる光束分岐手段を有する合焦装置および撮像装置に関する。 The present invention relates to a focusing apparatus and an imaging apparatus that are disposed between a lens and an imaging surface and have a light beam branching unit that splits a subject light beam out of an imaging optical path.
被写体光束を分離して、この被写体光束を焦点検出の為の受光素子に導く方法は従来から提案されている。特許文献1は、ズームレンズを備えたカメラに関し、ズームレンズの光路の途中で光束を分離して、この分離した光束によって焦点検出を行う技術の開示例であり、特許文献2は、結像光学系で形成された1次物体像をCCDセンサやCMOSセンサなどの2次元受光センサ上に結像し、光学像を光電変換して物体に関する画像出力を得るデジタル一眼レフカメラに関する開示例である。
Conventionally proposed is a method of separating a subject luminous flux and guiding the subject luminous flux to a light receiving element for focus detection.
これらの提案においては、ビームスプリッタ等の光束分岐手段により被写体光束を撮像センサと焦点検出センサに分けて入射させ、焦点検出センサ側で焦点状態を検出し、撮像センサ側で撮影を行う構成にしている。 In these proposals, the subject light flux is divided into an imaging sensor and a focus detection sensor by a beam splitter such as a beam splitter, and the focus state is detected on the focus detection sensor side, and shooting is performed on the imaging sensor side. Yes.
また、特許文献3は、焦点検出用センサを撮像光軸内に挿入、退避可能であり、合焦動作を行う時は焦点検出用センサを撮像光軸内に挿入させ、撮影時には光軸外に退避させる構成にしている。
上記の従来例においては、被写体光束内にビームスプリッタや主ミラー等の光束分岐手段が設けられているが、このような光束分岐手段を用いると一般的に撮像センサに入射する光量が減じられる。その対策として、特許文献2では、撮影時には光束分岐手段の一部(主ミラー)を退避させて全光量がセンサに入射する構成にしている。しかし、この場合には、毎回撮影の度に光束分岐手段の退避動作を行うので、その退避動作に伴うメカの不安定要素が合焦精度に影響するという問題がある。
In the above conventional example, a beam splitter such as a beam splitter or a main mirror is provided in the subject beam. When such a beam splitter is used, the amount of light incident on the image sensor is generally reduced. As a countermeasure, in
(発明の目的)
本発明の目的は、装置の大型化を招くことなく、光束分岐手段の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことのできる合焦装置および撮像装置を提供しようとするものである。
(Object of invention)
An object of the present invention is to provide a focusing apparatus and an imaging apparatus capable of preventing the positional deviation at the operating position of the light beam branching unit from affecting the focusing accuracy without causing an increase in the size of the apparatus. is there.
上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を撮像面に結像するレンズと前記撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。 In order to achieve the above object, the present invention provides a light beam branching unit including a lens that forms an image of a subject light beam on an imaging surface and a reflecting surface that is disposed between the imaging surface and separates the subject light beam out of the imaging light path. A light receiving means for receiving a subject light beam separated by the light beam branching means to obtain a signal for adjusting the focus of the lens, an operating position for positioning the light beam branching means in the imaging optical path, and in the imaging optical path Holding means for holding at any one of the retreat positions for retreating from the light source, and the holding means is in a direction substantially parallel to the light receiving means in a plane perpendicular to the imaging optical axis. And a focusing device that is movably held, or an imaging device including the focusing device.
同じく上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を撮像面に結像するレンズと前記撮像面の間に配置され、入射する被写体光束を撮像光路外に反射する反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides a light beam including a lens that forms an image of a subject light beam on an imaging surface and a reflection surface that reflects the incident light beam outside the imaging light path. A branching unit; a light receiving unit that receives a subject light beam reflected by the light beam branching unit to obtain a signal for adjusting the focus of the lens; a working position that positions the light beam branching unit in the imaging optical path; Holding means for holding at any one of the retreat positions for retreating from the imaging optical path, and the holding means is capable of moving the light beam branching means in a direction substantially perpendicular to the plane including the incident / reflected optical axis. A focusing device to be held or an imaging device including the focusing device is provided.
同じく上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を反射させて撮像面に結像する屈曲光学系と前記撮像面の間に配置され、被写体光束を撮像光路外に分離させる反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention provides a bending optical system that reflects a subject light beam and forms an image on an imaging surface, and a reflecting surface that separates the subject light beam outside the imaging optical path. A light beam branching means, a light receiving means for receiving a subject light beam separated by the light beam branching means to obtain a signal for adjusting the focus of the lens, and an action for positioning the light beam branching means in the imaging optical path Holding means for holding at any one of a position and a retreat position for retreating from the imaging optical path, and the holding means is arranged on the light receiving means within a plane perpendicular to the imaging optical axis. On the other hand, the focusing device is configured to be held so as to be movable in a substantially parallel direction, or an imaging device including the focusing device.
同じく上記目的を達成するために、本発明は、被写体光束を反射させて撮像面に結像する屈曲光学系と前記撮像面の間に配置され、入射する被写体光束を撮像光路外に反射する反射面を具備する光束分岐手段と、前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段とを有し、前記保持手段が、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持する合焦装置、または、該合焦装置を具備する撮像装置とするものである。 Similarly, in order to achieve the above object, the present invention is arranged between a bending optical system that reflects a subject light beam to form an image on an imaging surface and the reflection surface that reflects the incident subject light beam outside the imaging optical path. A light beam branching means having a surface, a light receiving means for receiving a subject light beam reflected by the light beam branching means to obtain a signal for adjusting the focus of the lens, and the light beam branching means positioned in the imaging optical path. And holding means for holding at any one of the retracted position for retracting from the imaging optical path, and the holding means is substantially orthogonal to the plane including the incident / reflecting optical axis. The focusing device is held so as to be movable in the direction, or the imaging device includes the focusing device.
本発明によれば、装置の大型化を招くことなく、光束分岐手段の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことができる合焦装置または撮像装置を提供できるものである。 According to the present invention, it is possible to provide a focusing device or an imaging device that can prevent the positional deviation at the operation position of the light beam branching unit from affecting the focusing accuracy without causing an increase in the size of the device.
本発明を実施するための最良の形態は、以下に記載の実施例1ないし実施例3に示す通りである。 The best mode for carrying out the present invention is as shown in Examples 1 to 3 described below.
図1(a)は本発明の実施例1に係わるデジタルカメラの側面断面図であり、図1(b)は同じく本発明の実施例1に係わるデジタルカメラの上面断面図である。これらは、焦点調節を行って撮影画像及び撮影準備時に背面のディスプレイ装置に表示用画像を取り込む状態である。
FIG. 1A is a side sectional view of a digital camera according to
図1(a),(b)において、101はデジタルカメラ、102は物体像を形成するための結像光学系、104は結像光学系102の光軸、105は結像光学系102を収納するレンズ鏡筒である。
In FIGS. 1A and 1B, 101 is a digital camera, 102 is an imaging optical system for forming an object image, 104 is an optical axis of the imaging
上記の結像光学系102は不図示のエネルギー源と不図示の駆動機構により結像位置を光軸104の方向に調節可能である。フォーカシングレンズを柔軟性のある透明弾性部材や液体レンズで構成し、界面形状を変化させて屈折力を変えることで、物体にピントを合わせることもできる。結像光学系102は単焦点レンズ、ズームレンズ、あるいはシフトレンズ等であっても良い。また、種々の特性(Fナンバーや焦点距離など)を具備した結像光学系に交換可能であっても良い。この結像光学系102を構成するレンズの材質として、アクリル樹脂に大きさが5nmから30nm程度の酸化ニオブ粒子を均一に分散させたコンポジット材を使用可能である。これによると、屈折率が1.8程度と高屈折率でありながらガラスよりも衝撃に強く、しかも射出成形で安価に製造可能である。
The imaging
103は光束分岐手段であるビームスプリッタ、110はビームスプリッタ103内における光軸、111はシャッタレリーズ釦、108は画像データを格納するメモリカード、109は光学ファインダの接眼レンズである。106は2次元型CCDやCMOS受光センサであるところの撮像素子、112はAFモジュールに含まれる焦点検出用センサ、113は光学ローパスフィルタである。表示画像の取り込み時および撮影時には、ビームスプリッタ103、光学ローパスフィルタ113を透過した光束が撮像素子106上に投影されるようになっている。114は光路長補完光学系である平板ガラスであり、ビームスプリッタ103が光束内(光軸104上)から矢印103y方向に退避するのにつれて撮像光束内に挿入されて光路長の変化を補完する役割をしている。
107はカメラの背面に取り付けられたディスプレイ装置であり、撮像素子106で捉えられた物体像が該ディスプレイ装置107上に表示される。使用者は撮影準備時に直接これを観察して撮影構図を定めることができる。このディスプレイ装置107は、有機EL空間変調素子や液晶空間変調素子、微粒子の電気泳動を利用した空間変調素子などで構成されると消費電力が小さくかつ薄型となり、都合が良い。
撮像素子106は、間引き読み出しによるディスプレイ装置107用の画像出力動作と撮影時には全ての画素を読み出す高精彩画像出力動作を行う。
The
図2はデジタルカメラ101の電気的構成を示すブロック図である。まず、物体像の撮像、記録に関する部分から説明する。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the
デジタルカメラ101は、撮像系、画像処理系、記録再生系、制御系を有する。撮像系は、結像光学系102、撮像素子106を含む。画像処理系は、A/D変換器130、RGB画像処理回路131およびYC処理回路132を含む。記録再生系は、記録処理回路133および再生処理回路134を含む。また、制御系は、カメラシステム制御回路135、情報表示回路142、操作検出回路136および撮像素子駆動回路137を含む。138は外部のコンピュータ等に接続して、データの送受信をするための規格化された接続端子である。これらの電気回路は不図示の小型燃料電池によって駆動される。
The
撮像系は、物体からの光を結像光学系102を介して撮像素子106の撮像面に結像する光学処理系であり、結像光学系102の不図示の絞りとメカニカルシャッタを調節し、適切な光量の物体光を撮像素子106に露光する。撮像素子106は、正方画素が長辺方向に3264個、短辺方向に2448個並べられ、合計約800万個の画素数を有する受光素子が適用される。そして、各画素にR(赤色)、G(緑色)、B(青色)のカラーフィルタを交互に配して4画素が一組となる所謂ベイヤー配列を形成している。ベイヤー配列では、観察者が画像を見たときに強く感じやすいGの画素をRやBの画素よりも多く配置する事で、総合的な画像性能を上げている。一般に、この方式の撮像素子を用いる画像処理では、輝度信号の多くの部分をGから生成し、色信号はR,G,Bから生成する。
The imaging system is an optical processing system that forms an image of light from an object on the imaging surface of the
撮像素子106から読み出された画像信号は、A/D変換器130を介して画像処理系に供給される。A/D変換器130は露光した各画素の信号の振幅に応じた、たとえば12ビットのデジタル信号に変換して出力する信号変換する回路であり、これ以降の画像信号処理はデジタル処理にて実行される。
The image signal read from the
画像処理系は、R,G,Bのデジタル信号から所望の形式の画像信号を得る信号処理回路であり、R,G,Bの色信号を輝度信号Yおよび色差信号(R−Y),(B−Y)にて表わされるYC信号などに変換する。RGB画像処理回路131は、A/D変換器130を介して撮像素子106から受けた3264×2448画素の画像信号を処理する信号処理回路である。このRGB画像処理回路131は、ホワイトバランス回路、ガンマ補正回路、補間演算による高解像度化を行う補間演算回路を有する。
The image processing system is a signal processing circuit that obtains an image signal of a desired format from R, G, and B digital signals. The R, G, and B color signals are converted into a luminance signal Y and a color difference signal (R−Y), ( B-Y) and the like are converted into a YC signal. The RGB
YC処理回路132は、輝度信号Yおよび色差信号(R−Y),(B−Y)を生成する信号処理回路である。このYC処理回路132は、高域輝度信号YHを生成する高域輝度信号発生回路、低域輝度信号YLを生成する低域輝度信号発生回路、および、色差信号(R−Y),(B−Y)を生成する色差信号発生回路で構成されている。輝度信号Yは高域輝度信号YHと低域輝度信号YLを合成することによって形成される。
The
記録再生系は、メモリへの画像信号の出力とディスプレイ装置107への画像信号の出力とを行う処理系である。この記録再生系に含まれる記録処理回路133はメモリへの画像信号の書き込み処理および読み出し処理を行い、再生処理回路134はメモリから読み出した画像信号を再生して、ディスプレイ装置107に出力する。また、記録処理回路133は、静止画像および動画像を表わすYC信号を所定の圧縮形式にて圧縮し、また、圧縮データを読み出した際に伸張する圧縮伸張回路を内部に有する。圧縮伸張回路は、信号処理のためのフレームメモリなどを含み、このフレームメモリに画像処理系からのYC信号を1画像毎に蓄積して、それぞれ複数のブロック毎に読み出して圧縮符号化する。圧縮符号化は、例えば、ブロック毎の画像信号を2次元直交変換、正規化およびハフマン符号化することにより行われる。再生処理回路134は、輝度信号Yおよび色差信号(R−Y),(B−Y)をマトリックス変換して、例えばRGB信号に変換する回路である。再生処理回路134によって変換された信号はディスプレイ装置107に出力され、可視画像が表示再生される。
The recording / reproducing system is a processing system that outputs an image signal to the memory and outputs an image signal to the
制御系は、シャッタレリーズ釦111等の操作を検出する操作検出回路136と、その検出信号に応動して各部を制御し、撮像の際のタイミング信号などを生成して出力するカメラシステム制御回路135を含む。さらには、カメラシステム制御回路135の制御の下に、撮像素子106を駆動する駆動信号を生成する撮像素子駆動回路137と、光学ファインダ内の情報表示装置やカメラの外面にある情報表示装置を制御する情報表示回路142を含む。また、制御系は、外部操作に応動して撮像系、画像処理系、記録再生系をそれぞれ制御する。そして、例えば、シャッタレリーズ釦111の押下を検出して、撮像素子106の駆動、RGB画像処理回路131の動作、記録処理回路133の圧縮処理などを制御する。さらに情報表示回路142によって光学ファインダ等に情報表示を行う情報表示装置の各セグメントの状態を制御する。
The control system includes an
カメラシステム制御回路135にはさらにAF制御回路140とレンズシステム制御回路141が接続されている。これらはカメラシステム制御回路135を中心にして各々の処理に必要とするデータを相互に通信している。AF制御回路140は、撮影画面上の所定位置に対応して設定された焦点検出用センサ112の焦点検出視野の信号出力を得て焦点検出信号を生成し、結像光学系102の結像状態を検出する。デフォーカス量が検出されると、これを結像光学系102の一部の要素であるフォーカシングレンズの駆動量に変換し、カメラシステム制御回路135を中継してレンズシステム制御回路141に送信する。また、移動する物体に対しては、シャッタレリーズ釦111が押下されてから実際の撮像制御が開始されるまでのタイムラグを勘案し、適切なレンズ位置を予測してフォーカシングレンズ駆動量を指示する。物体の輝度が低く、十分な焦点検出精度が得られないと判定されるときには、不図示の閃光発光装置、あるいは不図示の白色LEDや蛍光管によって物体を照明し、不足していた輝度を補う。
An
レンズシステム制御回路141は、フォーカシングレンズの駆動量を受信すると、不図示の駆動機構によって結像光学系102内のフォーカシングレンズを光軸104方向に移動させて、物体にピントを合わせる。一連のピント調節動作の結果、AF制御回路140によって、物体にピントが合ったことが検出されると、この情報はカメラシステム制御回路135に伝えられる。このとき、シャッタレリーズ釦111が2段目まで押下され、ビームスプリッタ103を撮像光束外に位置させる方が良い場合には、後述する機構によってビームスプリッタ103と平板ガラス114が入れ代わる。これにより、高精細画像が光学ローパスフィルタ113を透過した光束で形成され、前述のごとく撮像系、画像処理系、記録再生系による撮像制御がなされる。この際、結像光学系102のピント変動が生じないように、ビームスプリッタ103があった位置に平板ガラス114が挿入されるので、ピントの補正をする必要は無い。したがって、高速な焦点検出動作を損ねることなく短いレリーズタイムラグを実現できる。
Upon receiving the driving amount of the focusing lens, the lens
図3(a)はデジタルカメラ101のレンズ鏡筒105部分の撮影準備状態での側面断面図であり、図3(b)はデジタルカメラ101のレンズ鏡筒105部分の撮影準備状態での上面断面図である。図4(a)は撮影状態での側面断面図であり、図4(b)は撮影状態での上面断面図である。また、図5はビームスプリッタ103の断面図、図6はビームスプリッタ103の斜視図、図7はビームスプリッタ103の分解斜視図である。これらの図を用いてビームスプリッタ103とその周辺部分について詳述する。
3A is a side cross-sectional view of the
ビームスプリッタ103は結像光学系102を構成するレンズ群の後端と撮像素子106の間に位置する。102aはフォーカシングレンズであって、光軸104方向に移動することで、ピント調節を行う。撮像素子106はレンズ鏡筒105の不図示の固定地板に対して位置決めされている。また、可視波長域においてビームスプリッタ103の光学長は平板ガラス114の厚みにより定まる光学長に一致させてある。よって、図3(a),(b)に示したビームスプリッタ103が図4のように退避して、その位置に平板ガラス114が挿入された時にも、結像光学系102の撮像素子106上への結像状態は変化しない。
The
概略の撮像シーケンスは次の通りである。シャッタレリーズ釦111の第1段階押下を検出したら、撮像素子106を駆動してビームスプリッタ103を透過した光束によって物体像を繰り返し撮像し、ディスプレイ装置107に物体像のリアルタイム表示を行う。また、ビームスプリッタ103で分割された可視波長域の光束によって焦点検出用センサ112を用いて焦点検出を行う。所定量以上のデフォーカス量が検出されたら、フォーカシングレンズ102aの駆動量を算出し、その量だけフォーカシングレンズ102aを光軸104方向に動かして焦点調節を行う。焦点調節終了後に再び焦点検出用センサ112を用いて焦点検出を行い、デフォーカス量が所定の範囲内にあることを確認したら、音や光による合焦表示を出す。
A schematic imaging sequence is as follows. When it is detected that the
シャッタレリーズ釦111の第2段階押下を検出したら、後述する機構によりビームスプリッタ103を図3(b)の結像光学系102の光路から矢印103yの方向に退避させ、代わりに平板ガラス114を挿入する(図4(a),(b)参照)。撮像素子106を駆動して高精細モードでの撮像を行う。そして、撮影終了後に平板ガラス114を結像光学系102の光路から退避させて、ビームスプリッタ103を元の位置に戻す(図3(a),(b)参照)。撮像された物体像に関する画像データをメモリに書き込む。
When the second stage pressing of the
さて次に、光分割機能について詳述する。ビームスプリッタ103は、図5〜図7に示すように、2つのプリズム103−1と103−2を光分割機能面103aで貼り合わせたものである。ビームスプリッタ103の光入射面は、プリズム103−1の面103−1bとプリズム103−2の面103−2bで構成され、直進光の射出面はプリズム103−1の面103−1dとプリズム103−2の面103−2dで構成されている。プリズム103−1の面103−1bとプリズム103−2の面103−2bの段差や、プリズム103−1の面103−1dとプリズム103−2の面103−2dの段差はない。また、プリズム103−1の面103−1bと面103−1d、および、プリズム103−2の面103−2bと面103−2dは平行である。したがって、ビームスプリッタ103は直進する光に対し平行平板として機能する。
Next, the light splitting function will be described in detail. As shown in FIGS. 5 to 7, the
プリズム103−1の面103−1bと光分割機能面103a、および、プリズム103−2の面103−2dと光分割機能面103aとは異なる傾斜角度を有する。そして、プリズム103−1の面103−1bと光分割機能面103a、および、プリズム103−2の面103−2bと光分割機能面103aはそれぞれ交差する。
The surface 103-1b and the light dividing
ビームスプリッタ103の光分割機能面103aは、所望の光学特性を得るためにプリズム103−2の面103−2a上に誘電体多層膜を形成している。そして、インデックスマッチングをとった光学用接着剤を用いてプリズム103−1の面103−1aと貼り合わせることによって形成される。光分割機能面103aの光学特性は図8に示す通りであって、波長400nmから1000nmまでの分光透過率特性は500nm付近に極小値を持つ谷型、一方、分光反射率特性は500nm付近に極大値を持つ山型である。すなわち、所定波長域の入射光のうちの一部を反射し、他の一部を透過する。誘電体多層膜の特徴として、吸収をほとんど無視できる程に小さく出来る。よって、光分割機能面103aにおいて入射光は撮像素子106か焦点検出用センサ112かの何れかの方向に分かれることになる。
The light
ここで、450nmから650nmまでの可視域についてみると、分光透過率特性はおよそ45%で一定している。カラーカメラでは撮像素子106の感度域を視感度域に合致させるので、撮像素子106の感度波長域では分光反射率特性がフラットであると言える。
Here, in the visible region from 450 nm to 650 nm, the spectral transmittance characteristic is constant at about 45%. In a color camera, the sensitivity range of the
プリズム103−1の面103−1bとプリズム103−2の面103−2bによる光入射面からビームスプリッタ103の内部に入射した光束のうち、光分割機能面103aで反射した光束は、プリズム103−2の面103−2bで全反射する。そして、面103−2cから射出する。面103−2cに対向する位置には焦点検出用センサ112が設けられ、ビームスプリッタ103からの光束が入射している。これによって焦点検出機能が動作する。
Of the light beams incident on the inside of the
このように、ビームスプリッタ103で分割された光束の分光特性を直進光と実質的に同一としてあり、この光束によって焦点検出機能を動作させる。ここでの分光反射率特性はおよそ55%であるので、十分な光量により高精度な焦点検出が可能である。なお、焦点検出用センサ112の分光感度を厳密に撮像素子106に合わせるために、焦点検出用センサ112の入射面保護ガラスなどに赤外線カット機能を付加しておくとさらに良い。
Thus, the spectral characteristics of the light beam divided by the
プリズム103−1の面103−1bとプリズム103−2の面103−2bには、ND(Neutral Density)フィルタが形成されている。このNDフィルタは一種の光吸収膜で、クロメルなどの蒸着膜が用いられ、非常に広い波長域に対してフラットな透過特性を得ることが出来る。クロメルはニッケル(Ni)を主成分とした合金で、Cr:7.0〜10.5%、Mn:1.5%以下、Si:1.0以下、といった組成比を有する。 An ND (Neutral Density) filter is formed on the surface 103-1b of the prism 103-1 and the surface 103-2b of the prism 103-2. This ND filter is a kind of light absorption film, and a vapor deposition film such as chromel is used, and a flat transmission characteristic can be obtained over a very wide wavelength range. Chromel is an alloy containing nickel (Ni) as a main component and has a composition ratio of Cr: 7.0 to 10.5%, Mn: 1.5% or less, Si: 1.0 or less.
図9はクロメルの蒸着膜を用いたNDフィルタの光学特性の例である。450nmから650nmまでの可視域についてみると分光透過率はおよそ45%で一定であり、吸収が多いのでこの間の分光反射率はおよそ15%となる。 FIG. 9 is an example of optical characteristics of an ND filter using a chromel deposited film. In the visible region from 450 nm to 650 nm, the spectral transmittance is constant at about 45%, and since there is much absorption, the spectral reflectance during this period is about 15%.
次に、焦点検出用センサ112について説明する。図10は焦点検出用センサ112による焦点検出視野を示す図である。
Next, the
図10において、120は撮像範囲を観察範囲としたファインダ視野、121−1から121−9までは焦点検出視野である。焦点検出視野は撮像範囲の中央付近に設定すると使い勝手が良いカメラとなる。縦方向の画素列によって構成された焦点検出視野は、縦方向の輝度分布に対して感度があるので、例えば、横線に対する焦点検出が可能である。他方、横方向の画素列によって構成された焦点検出視野は、横方向の輝度分布に対して感度があるので、例えば、縦線に対する焦点検出が可能である。
In FIG. 10,
実際の焦点検出用センサ112は、図11のように構成される。図11は焦点検出用センサ112の平面図であって、112−1から112−9は焦点検出視野121−1〜121−9を構成する画素列である。
The actual
図12は焦点検出用センサ112の焦点検出視野(例えば121−1)の画素部の断面図である。図13(a)は焦点検出用センサ112の1画素の光電変換部を表す平面図、図13(b)は、図13(a)に示す光電変換部上に配置されるマイクロレンズを示す、焦点検出用センサ112の1画素の平面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of the pixel portion of the focus detection field (for example, 121-1) of the
光は、図12においては、図中上方から焦点検出用センサ112に入射し、図13(a),(b)においては、紙面手前方向から焦点検出用センサ112に入射する。焦点検出用センサ112はワンチップ型マイクロレンズを有するCMOS型のセンサで、このマイクロレンズの働きで焦点検出光束のFナンバーを規定できる。
In FIG. 12, light enters the
図12において、151はシリコン基板、152Aと152Bは埋め込みフォトダイオードの光電変換部である。154はアルミニウムあるいは銅による遮光性を有する第1配線層、155はアルミニウムあるいは銅を用いた第2配線層である。156はシリコン酸化膜、疎水性多孔質シリカ、シリコン酸化窒化膜、あるいはシリコン窒化膜などによる層間絶縁膜とパッシベーション膜である。158はマイクロレンズ、157は第2配線層155からマイクロレンズ158までの距離を高精度に設定するための平坦化層である。第1配線層154と第2配線層155は離散的に設けられた開口を備えた金属膜であって、開口以外は可視光を通さない。第1配線層154と第2配線層155は焦点検出用センサ112を動作させる電気的な機能と受光光束の角度特性を制御する光学的な機能を併せ持っている。平坦化層157は熱硬化型の樹脂や紫外線硬化型の樹脂をスピンコートした後にキュアするとか、樹脂フィルムを接着するといった手法で形成する。
In FIG. 12,
光電変換部152A,152Bは、図13(a)に示すように、ジグザグ形をしており、端部にはそれぞれ回路部159A,159Bが接続されている。回路部159A,159B内には転送スイッチとして働く転送用MOSトランジスタ、リセット電位を供給するリセット用MOSトランジスタを有する。さらには、ソースフォロワアンプMOSトランジスタ、選択的にソースフォロワアンプMOSトランジスタから信号を出力させるための選択用MOSトランジスタ等を有する。光電変換部152(152A,152B)の上には、図13(b)に示すように、1画素につき5個のマイクロレンズ158がやはりジグザグ形に連なって設けられている。
As shown in FIG. 13A, the
ここで、マイクロレンズ158は、樹脂、SiO2,TiO2,Si3N4などで形成され、単に集光のためではなく結像のために使用するので軸対称型の球面レンズ、あるいは軸対称型の非球面レンズである。対称軸160(図12参照)を持つ形状であるために平面的に見ると円形であるが、一画素に複数のマイクロレンズを設けたことによって、画素ピッチを小さくしながらも1画素の受光面積を大きくすることが出来ている。したがって、低輝度の物体に対しても十分な焦点検出出力が得られる。また、例えば蒲鉾型など対称軸を持たない形状はレンズとしての結像作用が無いので、この焦点検出用センサ112には適当でない。なお、マイクロレンズ158には、光の表面反射を抑制するために、その表面に低屈折率の薄膜や可視光の波長以下の微細構造(所謂Sub-WaveLength Structure)を形成しても良い。
Here, the
ビームスプリッタ103を射出した光束は、焦点検出用センサ112のマイクロレンズ158に先ず入射し、次に第2配線層155に設けられた開口155Aと第1配線層154に設けられた開口154Aを通り抜けた成分が光電変換部152Aに入射する。その後は、第2配線層155に設けられた開口155Aと第1配線層に設けられた開口154Bを通り抜けた成分が光電変換部152Bに入射して、それぞれ電気信号に変換される。開口を形成するための遮光層と第1配線層154および第2配線層155を兼用したので、開口のための遮光層を特別に設ける必要が無く、焦点検出用センサ112の構成を簡略化することが出来ている。
The light beam emitted from the
図14と図15は、図13に示した画素を連結して焦点検出に使用するための画素列とした状態を表す平面図と斜視図である。 14 and 15 are a plan view and a perspective view showing a state in which the pixels shown in FIG. 13 are connected to form a pixel row for use in focus detection.
図14では、光電変換部152(152A,152B)とマイクロレンズ158との位置関係がわかるように両端のマイクロレンズの図示を省略し、光電変換部が見えるようにしてある。また、図15では、構成要素のうち、光電変換部152、第1配線層154、第2配線層155、およびマイクロレンズ158を抜き出し、上下方向に分解して示している。1画素の境界を分かりやすくするため、第1配線層上と第2配線層上に光電変換部のジグザグの形状を射影して破線で示している。
In FIG. 14, the microlenses at both ends are not shown so that the positional relationship between the photoelectric conversion unit 152 (152A, 152B) and the
図14において、点々を付した5個のマイクロレンズ158aが1画素を構成し、こういった画素が横方向に多数連なって図11に示した画素列112−1から112−9を形成している。ジグザグに並んだマイクロレンズが隣接する画素のマイクロレンズとの間をちょうど埋めるため、画素列上にはマイクロレンズが密に敷きつめられることとなる。したがって、マイクロレンズに入射せず利用できない光束は、ほとんど無視できる程度に少ない。
In FIG. 14, five
また、配列方向について注目したとき、ジグザグに並んでいることによって、ナイキスト周波数付近の画素の周波数レスポンスを下げることが出来ている。この結果、ナイキスト周波数以上の高い空間周波数成分を含む物体像が投影させても折り返し歪みを生じ難く、後述する焦点検出用センサ112の出力信号波形間の位相差検出が高精度で行える。更に、画素列の周囲には光電変換部上に配置せず、光電変換に寄与しないハッチングで示したマイクロレンズ158bを形成してある。これは、できるだけ均一にマイクロレンズを敷きつめた方がマイクロレンズを精度良く製作できるという製造上の理由からである。
Further, when attention is paid to the arrangement direction, the frequency response of pixels near the Nyquist frequency can be lowered by arranging in a zigzag manner. As a result, aliasing distortion hardly occurs even when an object image including a spatial frequency component higher than the Nyquist frequency is projected, and phase difference detection between output signal waveforms of the
図15に示した第1配線層154は、菱形ようの多数の開口154A,154Bを有している。これらの開口154A,154Bは、平面図である図16に示すように、マイクロレンズ158の各々に対応して一対ずつ設けられ、その深さ方向はマイクロレンズ158の焦点の近傍に位置している。こういった構成により、開口154A,154Bがマイクロレンズ158によって結像光学系102の射出瞳上に逆投影されるので、画素が取り込む光束の受光角度特性を開口154A,154Bの形状によって決めることが可能となる。第2配線層155に設けられた開口155Aは第1配線層154の開口154A,154B以外の開口部に光が入射するのを防ぐための絞りである。この結果、開口154A,154Bに入射できた光束だけが、それぞれ光電変換部152A,152Bに入射する。ここで、焦点検出用センサ112の各画素列から出力される出力信号に不均一を生じさせないために、1つの焦点検出視野を形成する画素列については開口154A,154Bの形状は一定である。
The
図17と図18は、図10に示した焦点検出視野121−1(画素列112−1)の部分断面図である。各マイクロレンズ158は第1配線層154の開口154A,154Bを結像光学系102の射出瞳に逆投影している。よって、図17に示すように、光束132Aが開口154Aを通過できるということは、光束132Aが第1配線層154の開口154Aの逆投影像から射出して来るということと等価である。
17 and 18 are partial cross-sectional views of the focus detection visual field 121-1 (pixel row 112-1) shown in FIG. 10. Each
同様に、図18に示すように、光束132Bが開口154Bを通過できるということは、光束132Bが第1配線層154の開口154Bの逆投影像から射出して来るということと等価である。したがって、開口154A,154Bの逆投影像以外から焦点検出用センサ112に入射した光線は必ず第1配線層154か第2配線層155に阻止されて光電変換部152A,152Bまで到達できず、光電変換されることはない。1つの焦点検出視野を構成する画素列について、光電変換部152Aからの出力信号を配列して得た出力信号波形と、光電変換部152Bからの出力信号を配列して得た出力信号波形との間には、焦点検出視野上に結像光学系102によって形成された物体像の結像状態に応じて、相対的に横シフトした状態が観測される。これは、結像光学系の射出瞳上で光束の通過する領域が、光電変換部152Aからの出力信号を配列して得た出力信号波形と、光電変換部152Bからの出力信号を配列して得た出力信号波形とでは異なるためである。前ピン、後ピンでは出力信号波形のシフト方向が逆になり、相関演算などの手法を用いてこの位相差(シフト量)を方向を含めて検出するのが焦点検出の原理である。
Similarly, as shown in FIG. 18, the fact that the
図19と図20は、AF制御回路140に入力された焦点検出用センサ112の出力信号波形を示す図である。横軸は画素の並びを、縦軸は出力値を、それぞれ表している。
19 and 20 are diagrams showing output signal waveforms of the
図19は物体像にピントが合っていない状態での出力信号波形、図20は物体像にピントが合った状態での出力信号波形である。このように、先ず、一組の信号の同一性を判定することで合焦検知を行うことができる。さらに、相関演算を用いた公知の手法、例えば特公平05−088445号公報に開示されている手法を用いて位相差を検出することにより、デフォーカス量を求めることができる。得られたデフォーカス量を結像光学系102のフォーカシングレンズ102aを駆動すべき量に換算すれば、自動焦点調節が可能である。フォーカシングレンズ102aを駆動すべき量があらかじめ分かるので、通常、合焦位置までのレンズ駆動はほぼ一回で済み、極めて高速な焦点調節ができる。
FIG. 19 shows the output signal waveform when the object image is not in focus, and FIG. 20 shows the output signal waveform when the object image is in focus. Thus, first, it is possible to detect focus by determining the identity of a set of signals. Furthermore, the defocus amount can be obtained by detecting the phase difference using a known method using correlation calculation, for example, a method disclosed in Japanese Patent Publication No. 05-088445. If the obtained defocus amount is converted into an amount to drive the focusing
ここで、焦点検出光束について説明する。焦点検出用センサ112は、焦点検出視野毎に受光角度特性を制御することによって、焦点検出視野毎に焦点検出光束のFナンバーを異ならせてある。結像光学系の射出瞳上で光束の通過する領域の大きさは,中央の焦点検出視野121−1で大きく、周辺の焦点検出視野、例えば、121−4では小さい。
Here, the focus detection light beam will be described. The
図21は結像光学系102の射出瞳上での焦点検出光束の通過領域を説明するための図である。瞳領域141は焦点検出視野121−1の端部から見たときの結像光学系102の口径蝕を表す。また、瞳領域145は焦点検出視野121−4,121−5,121−6,121−7の端部から見たときの結像光学系102の口径蝕である。これに対して、焦点検出視野121−1の焦点検出光束の通過領域143A,143Bは瞳領域141の内側に位置している。また、焦点検出視野121−4の焦点検出光束の通過領域144A,144Bは瞳領域145の内側に位置している。
FIG. 21 is a diagram for explaining a passing area of the focus detection light beam on the exit pupil of the imaging
焦点検出光束の通過領域は広いほど受光センサに投射する光量が多くなって、低輝度の物体の焦点検出も高精度に行うことができるようになる。この構成を物体光の利用効率の観点から見てみると、結像光学系の特性として瞳領域が大きい画面中央の焦点検出視野112−1では、実際の焦点検出光束の通過領域も大きくなる。一方、結像光学系の特性として瞳領域が狭く、けられが生じ易くなっている画面周辺の焦点検出視野121−4では、実際の焦点検出光束の通過領域も狭い。したがって、画面中央での光量と画面周辺での焦点検出視野の配置という2つの要求をうまく満たし、極めて効率的に物体光の利用が図られていることが分かる。 The wider the detection area of the focus detection light beam, the more light is projected onto the light receiving sensor, and the focus detection of a low-luminance object can be performed with high accuracy. When this configuration is viewed from the viewpoint of the utilization efficiency of the object light, the focus detection visual field 112-1 at the center of the screen having a large pupil area as a characteristic of the imaging optical system also increases the actual focus detection light flux passing area. On the other hand, as a characteristic of the imaging optical system, in the focus detection field of view 121-4 around the screen where the pupil region is narrow and easily distorted, the actual focus detection beam passage region is also narrow. Therefore, it can be seen that the two requirements of the light quantity at the center of the screen and the arrangement of the focus detection visual field at the periphery of the screen are satisfied well, and the object light is used very efficiently.
次に、ビームスプリッタ103上での焦点検出光束の通過領域について説明する。図22は焦点検出光束を描いたビームスプリッタ103及びその近傍を示す断面図である。
Next, the passage region of the focus detection light beam on the
図22において、170は焦点検出用センサ112の焦点検出視野121−3へ向かう焦点検出光束、171は焦点検出視野121−1へ向かう焦点検出光束、172は焦点検出視野121−2へ向かう焦点検出光束である。焦点検出光束170,171,172は光分離機能面103aで反射した後、面103−2bでは空気とプリズム103−2の屈折率差で全反射し、面103−2cから射出する。この断面においては、全焦点検出光束内で焦点検出光束170と172が最も外側を通過するので、各面の有効範囲の大きさを決める上では焦点検出光束170と172に注目すればよい。
In FIG. 22, 170 is a focus detection light beam toward the focus detection field 121-3 of the
ビームスプリッタ103は結像光学系102の一部であるので、その厚みを出来るだけ薄く構成する方が、結像光学系102のコンパクト化に有利である。特に、結像光学系102を沈胴させてカメラ本体の内部に収納する場合には、この結像光学系102の光学面間隔のうち空気の長さが大きいほど、収納時の寸法を短く出来る。ビームスプリッタ103の厚さTを出来るだけ小さくするためには、光分離機能面103aの寸法Lと面103−2cの寸法Dの設定を、少なくとも焦点検出光束を通す最小の値に製作上考慮すべき誤差量を加算した値とすればよい。
Since the
このような考えに基づいてビームスプリッタ103の厚さTを設定すると、図10で説明したように焦点検出視野が撮像範囲の中央付近に位置するため、撮像光束の一部は光分離機能面103aの外側を通ることになる。
When the thickness T of the
図23は実際の撮像光束の説明図であって、同図において、173は撮像素子106の上端部に入射する撮像光束、174は撮像素子106の中央に入射する撮像光束、175は撮像素子106の下端部に入射する撮像光束である。撮像光束174は光分割機能面103aを通過するので、ビームスプリッタ103の射出側では、先に図8を用いて説明した光分割機能面103aの分光透過特性と物体の分光強度特性の積で得られる強度分布の光となる。
FIG. 23 is an explanatory diagram of an actual imaging light beam. In FIG. 23,
また、撮像光束173と175は、NDフィルタが形成されたプリズム103−1の面103−1bとプリズム103−2の面103−2bをそれぞれ通過する。よって、ビームスプリッタ103の射出側では、先に図9を用いて説明したNDフィルタの分光透過特性と物体の分光強度特性の積で得られる強度分布の光となる。光分割機能面103a、面103−1bおよび面103−2bの分光透過率は可視波長域においてほとんど差がない。そのため、均一輝度面の光学像を受光手段によって撮像すると、図24に示すように均一な明るさの画像180が得られ、特段輝度ムラが発生するわけではなく何ら通常の画像と変わらない撮影結果となる。仮に、プリズム103−1の面103−1bとプリズム103−2の面103−2bにNDフィルタが形成されておらず、100%に近い透過率を有する。すると、受光手段によって撮像された物体の画像は、図25に示すように中央の暗い領域181を挟んで上下に明るい領域182と183が形成された画像184のようになってしまうわけで、NDフィルタを用いて透過率を調整する効果は極めて大きいと言える。
The imaging light fluxes 173 and 175 pass through the surface 103-1b of the prism 103-1 and the surface 103-2b of the prism 103-2 on which the ND filter is formed, respectively. Therefore, on the emission side of the
図26(a),(b)は、光束分岐手段であるビームスプリッタ103及び焦点検出用センサ112を内包するAFモジュールがレンズ鏡筒105に配置された正面及び上面を示す図である。
FIGS. 26A and 26B are views showing a front surface and an upper surface in which an AF module including a
図26(a),(b)において、ビームスプリッタ103および平板ガラス114を保持する腕部201の長孔201aはレンズ鏡筒105の地板204に設けられた4箇所の固定ピン204aに貫通されている。そのため、腕部201は図26(b)の紙面左右方向にスライド可能であるが、紙面上下方向には高精度に位置規制されている。また、図26(a)でわかるように、各々の固定ピン204aには付勢バネ204bが設けられており、腕部201を光軸方向に付勢している。そのため、腕部201は光軸方向にもガタなく支持されている。
26A and 26B, the
腕部201のビームスプリッタ103背面側はくりぬかれており、撮像光束は被写体、撮像レンズからビームスプリッタ103を通して撮像素子106に結像する。同様に、腕部201の平板ガラス114背面側もくりぬかれており、平板ガラス114が撮像素子106の面に位置したときは撮像光束は被写体、撮像レンズから平板ガラス114を通して撮像素子106に結像する。
The back side of the
地板204には駆動モータ202が設けられており、この駆動モータ202のピニオン202aが腕部201に設けられたラック201bと噛み合っている。そのため、駆動モータ202の回転により腕部201及びビームスプリッタ103、平板ガラス114は紙面左右方向に移動可能に支持される。
The
図26に示す位置(作用位置)では、撮像光束はビームスプリッタ103を介して焦点検出用センサ112と撮像素子106の両者に光束を導いている。図27はビームスプリッタ103が撮像光束から退避した状態(退避位置)を示しており、代わりに、平板ガラス114が撮像光束内に挿入され、ビームスプリッタ103がなくなった事によるピント補正を行っている。
In the position (action position) shown in FIG. 26, the imaging light flux guides the light flux to both the
上記のように腕部201は図26(b)、図27(b)の紙面上下方向および紙面垂直方向(光軸方向)には高精度に位置決めされている。しかし、紙面左右方向には駆動モータ202の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。
As described above, the
図23等で示したように、ビームスプリッタ103の反射面は紙面垂直方向に伸びている。そして、ビームスプリッタ103の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ103の位置がその方向に多少ずれたとしても光束は高精度に反射され、焦点検出用センサ112に入射される。例えば、ビームスプリッタ103を図23の紙面上下方向に移動させて作用位置と退避位置に移動可能にする構成では、作用位置におけるビームスプリッタ103の光分離機能面103a(反射面)の位置は駆動ムラにより図26(b)の紙面上下方向にずれることがある。その場合には焦点検出用センサ112に入射する光束位置が変化してしまうので、精度よい焦点検出は行えない。
As shown in FIG. 23 and the like, the reflection surface of the
これに対し本実施例1のように、反射面の伸びる方向(焦点検出用センサ112に対して平行な方向)にビームスプリッタ103を移動させると、図26のように、多少ビームスプリッタ103の位置が点線103’のようにずれても反射面103aの反射角度や反射位置は変わらないので、撮像光束は反射面103aにより高精度に焦点検出用センサ112に入射する。これは、ビームスプリッタ103を光軸104と直交する平面内で焦点検出用センサ112に対して平行な方向(図26では紙面左右方向)に移動する構成にしているからであり、言い換えると反射面103aに入反射する光束を含む平面と垂直にビームスプリッタ103を移動するためにAF精度を劣化させない駆動が可能になっている。
On the other hand, when the
更に追記するならば、図3(a)に示すように、レンズ鏡筒105に対して結像光学系102及び焦点検出用センサ112は固定されているので、結像光学系102と焦点検出用センサ112の位置関係は高精度に保たれている。そして、図26の機構で説明したように、ビームスプリッタ103は図3(a)において紙面左右(撮像光軸方向)および紙面上下には高精度に保持されている。但し、紙面垂直方向には駆動ムラなどで位置の誤差を生じているが、この方向にビームスプリッタ103の位置誤差があっても結像光学系102からの撮像光束は影響を受けずに焦点検出用センサ112に入射するので、AF精度が劣化することはない。
Further, as shown in FIG. 3A, since the imaging
図28は、図26,図27の機構の動作を、カメラの撮影シーケンスに沿って説明するフローチャートであり、このフローはカメラの電源オンでスタートし、電源オフで終了する。尚、煩雑を避ける為にこのフローでは、本発明に直接関係のない要素の動作や、各ステップにおける詳細な動作(例えば動作後の確認やタイマによる待機動作など)は省いている。 FIG. 28 is a flowchart for explaining the operation of the mechanism shown in FIGS. 26 and 27 along the shooting sequence of the camera. This flow starts when the camera is turned on and ends when the power is turned off. In order to avoid complications, this flow omits the operations of elements not directly related to the present invention and the detailed operations at each step (for example, confirmation after operation, standby operation by a timer, etc.).
ステップ#1001では、撮像素子106を駆動して被写体情報を蓄積し、RGB処理回路131やYC処理回路132により各種処理を行うと共にディスプレイ装置107に出力して、被写体をディスプレイ装置107で確認できるようにする。また、これら一連の処理の中で被写体の明るさを求めている。そして、その明るさに応じてレンズ鏡筒105内の絞りを調節したり、撮像素子106の信号のゲインアップを行ったりして、ディスプレイ装置107に適切な明るさの被写体を表示できるようにしている。この明るさ情報は後述のステップ#1008にて光束分岐手段であるビームスプリッタ103の退避必要性の判定に使われる。
In
次のステップ#1002では、シャッタレリーズ釦111の第1段階押下によりオンするオンするスイッチS1がオンしているかを判定し、オンしていなければステップ#1001に戻り、同様の動作を繰り返す。その後、スイッチS1がオンするとステップ#1003へ進む。ステップ#1003では、ビームスプリッタ103(通常、レンズ鏡筒105内に(作用位置)に配置されている)を通して焦点検出用センサ112に入射される光束を蓄積して、焦点検出を前述した方法により行う。
In the next step # 1002, it is determined whether or not the switch S1 to be turned on by pressing the
次のステップ#1004では、焦点検出結果に合わせて結像光学系102の一部或いは全部駆動して撮像素子106面にピント合わせを行う。続くステップ#1005では、再度焦点検出用センサ112に入射される光束を蓄積して、被写体までの距離を前述した方法により測定して、ピントが合っている事を確認する。フローでは割愛しているが、もしもここでピントが十分にあっていないと判定した場合には、その結果を基に再度結像光学系を駆動してピント残り分を補正し、再度合焦確認を行う動作を繰り返す。(複数回、上記動作を行ってもピントが合わない場合には合焦不能を表示し、合焦動作をやめてステップ#1006に進む。
In the
ステップ#1006では、シャッタレリーズ釦111の第2段階押下によりスイッチS2がオンしたかを判定し、オンしていなければステップ#1002に戻り、同様の動作を繰り返す。その後、スイッチS2がオンするとステップ#1007に進む。尚、図28のフローでは、ステップ#1003からステップ#1005までの動作が終了しないとステップ#1006に進まないフローになっているが、これに限られず、合焦動作が完了しない状態でステップ#1006に進む構成にしても良い(ピントが合わない状態でもスイッチS2のオンで露光に進んでも良い)。
In
次のステップ#1007では、撮影者の好みで露光時にビームスプリッタ103を撮像光束内(作用位置)に位置させるか退避させるかを選べるモード(撮影者選択モード)であるかを判定し、撮影者選択モードの場合にはステップ#1010に進み、自動選択モードの場合にはステップ#1008に進む。
In the
自動選択モードであるとしてステップ#1008へ進むと、ここでは上記ステップ#1001で求めた被写体の明るさに基づいて露光時にビームスプリッタ103が撮像光束から退避するか否かを判定する。
When the process proceeds to step # 1008 assuming that the mode is the automatic selection mode, it is determined here whether or not the
ビームスプリッタ103自体は前述したように撮像素子106に入射する光量を減ずる。その為、通常の撮影のように明るい被写体の場合にはビームスプリッタ103は撮像光束内の作用位置に配置されていても良いが、暗い被写体の場合にはビームスプリッタ103を退避位置に駆動させて撮像素子106に十分被写体光量が入射するようにしている。最近の撮像素子は感度が高くなってきているために少々被写体が暗くてもビームスプリッタ103の退避は不要である。逆に撮像素子の感度が高い為に、被写体が明るくて撮影絞りを絞り込まなくてはならない状況が増えてくる。そのような場合においても、光束分岐手段であるビームスプリッタ103による光量減衰が出来るので撮影絞りを絞る必要がなく、絞りを絞ることによる回折の影響や被写界深度が深くなってしまう事を回避できる。デジタルカメラの中には被写体が明るい場合の対策としてNDフィルタを撮像光束内に出し入れして光量調節している機種もあるが、本実施例1のカメラの場合にはNDフィルタは不要になる。更に、露光時にビームスプリッタ103が退避する動作が不要なために撮影レリーズタイムラグを短くすることが出来る。又、極端に暗い被写体の場合には上記のようにビームスプリッタ103を退避させて十分な光を撮像素子106に導いてノイズの発生を抑えるようにしている。
The
上記ステップ1008にて、ビームスプリッタ103を退避位置にさせた方が好ましい暗さと判定した場合には後述のステップ#1011に進むが、そうでない時はステップ#1009に進み、露光を行う。これは撮像素子106に蓄積されている電荷をリセットし、その後被写体の明るさに応じた蓄積時間経過後に撮像素子106前面をシャッタなどで遮光して蓄積された電荷を読み出す動作である。又、この時同時に読み出した撮影データを記録媒体に記録する。そして露光が終了後、このフローでは図示されていないが、スイッチS1,S2のオンが継続されている場合はステップ#1009で待機し、その間撮影した画像をディスプレイ装置107に再生し続ける。シャッタレリーズ釦111の押圧操作が解除(スイッチS1,S2が共にオフ)された場合には再びシャッタを開けてステップ#1002に戻る。
If it is determined in
上記ステップ#1008にて、被写体が暗く、露光時にはビームスプリッタ103を退避させた方が好ましい場合にはステップ#1011に進み、露光が静止画か動画かを判定する。その結果、静止画の場合にはステップ#1012に進み、ビームスプリッタ103を退避させるフローに進むが、動画の場合には上記のステップ#1009に進み、ビームスプリッタ103は退避させないで動画記録を行う。これは、動画の場合には動画記録中に焦点検出、合焦動作を必要とする場合がある為である。
If it is determined in
ステップ#1012では、上記のようにビームスプリッタ103を退避位置に配置させる。そして、次のステップ#1013にて、上記ステップ#1009と同様に露光動作を行う。そして露光が終了後、このフローでは図示されていないが、スイッチS1,S2のオンが継続されている場合はステップ#1013で待機し、その間撮影した画像をディスプレイ装置107に再生しつづける。一方、シャッタレリーズ釦111の押圧操作が解除された場合には再びシャッタを開けて、ステップ#1014に進み、ビームスプリッタ103を作用位置に配置させ、ステップ#1002に戻る。
In
上記ステップ#1007にて撮影者がビームスプリッタ103の位置を選択する撮影者選択モードの場合にはステップ#1010に進み、ビームスプリッタ103を作用位置に配置するか、退避位置に配置するかの操作状況を判定する。そして、作用位置が選択されている場合にはステップ#1009に進んで露光動作に移り、退避位置が選択されている場合にはステップ#1012に進んで退避動作を行わせる。
If the photographer is in the photographer selection mode in which the photographer selects the position of the
ここで、退避位置が選択された場合には、静止画、動画に関わらず、露光時にはビームスプリッタ103を退避位置に配置させてユーザーの選択に従う構成にしている。このように撮影時にビームスプリッタ103を撮影光路に位置させるか、退避させるかを選択できるようにしている。その為、被写体が明るくて撮影絞りを絞り込まなくてはならない状況の場合においても、ビームスプリッタ103による光量減衰によって撮影絞りを絞る必要がなく、絞りを絞ることによる回折の影響や被写界深度が深くなってしまう事を回避できる。又、被写体が暗い場合にはビームスプリッタ103を退避させることで十分な光量を撮像素子106に導くことが出来る。
Here, when the retracted position is selected, the
以上のように、頻繁にビームスプリッタ103が撮像光束に出入りする機構の場合には、その機構のガタによる焦点検出及び焦点調節誤差、つまり合焦精度の悪化が懸念される。しかし本実施例1のように、ビームスプリッタ103を撮像光軸(光軸104)と略直交にし、且つその反射面(光分離機能面103a)に沿う方向、別言すると、入反射光軸(光軸110)を含む平面と略直交する方向に移動させて、ビームスプリッタ103を撮像光束に対して挿入あるいは退避させる構成にすることにより、上記ガタによる焦点検出及び焦点調節誤差をゼロにできる。
As described above, in the case of a mechanism in which the
実施例1によれば、ビームスプリッタ103が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ103の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
According to the first embodiment, an error when the
図29は本発明の実施例2に係わる光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図26の実施例1と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 29 is a front view showing the configuration of the light beam branching unit and the holding unit thereof according to the second embodiment of the present invention. Components having the same functions as those in the first embodiment shown in FIG.
図29において、ビームスプリッタ103および平板ガラス114を保持する腕部201は地板204に設けられたピン201c周りに回転可能に軸支されている。このピン201cと腕部201との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部201が光軸方向(紙面垂直方向)および紙面上下方向にがたつくことは無い。腕部201のビームスプリッタ103背面側はくりぬかれており、撮像光束は被写体、撮像レンズからビームスプリッタ103を通して不図示の撮像素子106に結像する。同様に、腕部201の平板ガラス114背面側もくりぬかれており、平板ガラス114が撮像素子106の面に位置したとき、撮像光束は被写体、撮像レンズから平板ガラス114を通して撮像素子106に結像する。
In FIG. 29, the
地板204にはフラットタイプの駆動モータ202が設けられており、駆動モータ202に設けられたフラットコイル202bとそれに対向する磁石(不図示)との関連で回転駆動する。駆動モータ202の外周には歯車が切られており、腕部201に設けられたラック201bと噛み合っている。そのため、駆動モータ202の回転により、腕部201及びビームスプリッタ103、平板ガラス114が紙面略左右方向に移動可能である。ここで略左右と表現したのは、実際には腕部201は回転運動をしているからである。しかしながら、回転中心であるピン201cに対してビームスプリッタ103の位置は遠く離れており、撮像素子106前面に位置したときの回転方向はビームスプリッタ103の中心から見ると、その運動は殆ど紙面左右方向である。
The
図29に示す位置(作用位置)では、撮像光束は焦点検出用センサ112と撮像素子106の両者に光束を導いている。そして、腕部201が回転駆動され、紙面右周りに回転するとビームスプリッタ103が撮像光束から退避し、代わりに平板ガラス114が撮像光束内に挿入され、ビームスプリッタ103が無くなった事によるピント補正を行っている。
In the position (operation position) shown in FIG. 29, the imaging light flux guides the light flux to both the
このように腕部201は図29の紙面上下方向および紙面垂直方向(光軸方向)にはピン201cにより高精度に位置決めされている。しかし、紙面左右方向には駆動モータ202の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ103の反射面(光分離機能面103a)は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ103の移動方向もこの方向に揃えてある。そのためにビームスプリッタ103の位置がその方向に多少ずれたとしても(点線103’参照)、光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ112に入射される。
In this way, the
つまり、本実施例2のように、反射面の伸びる方向(焦点検出用センサ112に対して平行な方向)にビームスプリッタ103を移動させると、図29のように多少ビームスプリッタ103の位置が点線103’のようにずれても光分離機能面103aの反射角度や反射位置は変わらない。よって、撮像光束は反射面である光分離機能面103aにより高精度に焦点検出用センサ112に入射する。これは、ビームスプリッタ103を光軸104と直交する平面内で焦点検出用センサ112に対して平行な方向(図29では紙面左右方向)に移動する構成にしているからである。言い換えると、反射面に入反射する光束を含む平面と垂直にビームスプリッタ103を移動するために、合焦精度を劣化させない駆動が可能になっている。
That is, when the
実施例2によれば、ビームスプリッタ103が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ103の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
According to the second embodiment, the error when the
図30(a)本発明の実施例3に係わるデジタルカメラ101のレンズ鏡筒105部分の撮影準備状態での側面断面図、図3(b)はデジタルカメラ101のレンズ鏡筒105部分の撮影準備状態での上面断面図である。図1の実施例1と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。
FIG. 30A is a side cross-sectional view of the
本発明の実施例3におけるビームスプリッタ103は単純な45度反射ミラーであり、結像光学系102の構成要素を成すフォーカシングレンズ102aと撮像素子106の間に配置される。フォーカシングレンズ102aは光軸104方向に移動することで、ピント調節を行う。
The
撮像素子106はレンズ鏡筒105の不図示の固定地板に対して位置決めされている。撮像光束の中央部焦点検出領域の光束は、45度反射ミラーであるビームスプリッタ103によって直角に折り曲げられてほぼ100パーセントが焦点検出用センサ112に入射される。
The
概略の撮像シーケンスは次の通りである。シャッタレリーズ釦111の第1段階押下を検出したら、ビームスプリッタ103を撮像光束内に挿入させる(図30(a),(b)の状態)。次に、ビームスプリッタ103で反射された光束によって焦点検出用センサ112を用いて焦点検出を行う。そして、焦点の検出が終了すると、ビームスプリッタ103を撮像光束外に退避(図30(b)の矢印103y方向)させる。
A schematic imaging sequence is as follows. When it is detected that the
次に、撮像素子106を駆動して、結像光学系102を透過した光束によって物体像を繰り返し撮像し、ディスプレイ装置107に物体像のリアルタイム表示を行う。焦点検出用センサ112により所定量以上のデフォーカス量が検出されたら、フォーカシングレンズ102aの駆動量を算出し、その量だけフォーカシングレンズ102aを動かして焦点調節を行う。焦点調節終了後は再びビームスプリッタ103を撮像光束内に挿入し、焦点検出用センサ112により焦点検出を行い、デフォーカス量が所定の範囲内にあることを確認したら、音や光による合焦表示を出す。この間、ディスプレイ装置107によるリアルタイム表示は行わず、ビームスプリッタ103挿入直前の画像の表示を続け、ディスプレイ装置107にビームスプリッタ103を挿入させる動作を表示しないようにしている。
Next, the
再びビームスプリッタ103を退避させ、撮像素子106を駆動して結像光学系102を透過した光束によって物体像を繰り返し撮像し、ディスプレイ装置107に物体像のリアルタイム表示を行う。その後、公知の山登り式のAFを行ってピントの再確認を行っても良く、或いは焦点調節終了後の焦点検出を省略して山登り式AFでピントの微調整を行っても良い。
The
シャッタレリーズ釦111の第2段階押下を検出したら、撮像素子106を駆動して高精細モードでの撮像を行う。そして、撮像された物体像に関する画像データをメモリに書き込み、最初の動作へ戻る。
When it is detected that the
このように本実施例3では、シャッタレリーズ釦111の第1段階押下時(ピント調整時)にのみビームスプリッタ103が撮像光束内に挿入する構成になっている。ビームスプリッタ103は反射ミラーであるので撮像素子106の前に位置すると画像の取り込みが出来なくなるが、ビームスプリッタ103挿入時のみ画像の取り込みを止めてディスプレイ画面をフリーズする構成になっている。その分、ビームスプリッタ103が小さく、軽くなり、且つピント補正のための平板ガラス114が不要になるので、撮像光束内へのビームスプリッタ103の挿入、退避の駆動時間は極めて短くできる。そのため、通常の明るさにおける画面のフリーズ時間(ビームスプリッタ103の挿入時間、焦点検出用センサ112の蓄積時間、ビームスプリッタ103の退避時間)は1/15秒程度で収まり、画像表示の繰り返しレート1/30に対して大きな差が無い(1、2枚フリーズ)。よって、測距の為の画面フリーズは殆ど問題にならない。
As described above, in the third embodiment, the
図31は本発明の実施例3に係わる光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図26の実施例1と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。 FIG. 31 is a front view showing the configuration of the light beam branching means and its holding means according to the third embodiment of the present invention. Components having the same functions as those in the first embodiment shown in FIG.
図31において、ビームスプリッタ103を保持する腕部201は、地板204に端部203aを支えられた摺動軸203上に、軸受け部201dによりスライド可能に支持されている。摺動軸203と腕部201との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部201が光軸方向(紙面垂直方向)および紙面上下方向にがたつくことは無い。
In FIG. 31, the
地板204には駆動モータ202が設けられており、ピニオン202aが腕部201に設けられたラック201bと噛み合っている。そのため、駆動モータ202の回転により腕部201及びビームスプリッタ103は紙面左右方向に移動可能となる。
The
図31に示す位置(作用位置)では、撮像光束は焦点検出用センサ112に導かれている。そして、腕部201が駆動モータ202により紙面左右方向に移動させられると、ビームスプリッタ103が撮像光束内から退避する。
At the position (action position) shown in FIG. 31, the imaging light flux is guided to the
上記したように、腕部201は図31の紙面上下方向および紙面垂直方向(光軸方向)には軸受け部201dにより高精度に位置決めされているが、紙面左右方向には駆動モータ202の回転量だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ103の反射面は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ103の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ103の位置がその方向に多少ずれたとしても光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ112に入射される。
As described above, the
よって、ビームスプリッタ103が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ103の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
Therefore, the error when the
図32は本発明の実施例4に係わるデジタルカメラの光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図26の実施例1と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。尚、デジタルカメラ内における構成、作動については、上記図30に示した実施例3と同じである。 FIG. 32 is a front view showing the configuration of the light beam branching unit and its holding unit of the digital camera according to Embodiment 4 of the present invention. Components having the same functions as those in the first embodiment shown in FIG. The configuration and operation in the digital camera are the same as those in the third embodiment shown in FIG.
図32において、ビームスプリッタ103を保持する腕部201は、地板204に端部203aを支えられた対の摺動軸203上に、軸受け部201dによりスライド可能に支持されている。対の摺動軸203のうち、一方の摺動軸203と腕部201との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部201が光軸方向(紙面垂直方向)および紙面上下方向にがたつくことは無い。他方の摺動軸203は腕203の一方の摺動軸203周りへの回転止めとして用いられている。
In FIG. 32, the
地板204にはフラットコイル205が設けられており、腕部201に設けられた永久磁石206との関連により腕部201を紙面左右方向に駆動する。コイル205の中央にはホール素子などの位置検出素子209が設けられており、腕部201(永久磁石206)の位置を検出している。そして、その検出結果に基づいて焦点検出用センサ112の駆動やあるいは撮像素子106の駆動を制御している。
The
図32に示す位置(作用位置)では、撮像光束は焦点検出用センサ112に導かれている。この状態でもコイル205に電流を印加して、腕部201を作用位置方向に付勢しており、外乱振動などでビームスプリッタ103が退避位置にずれる事は無い。そして、コイル205を通電すると、ビームスプリッタ103が撮像光束から退避する。尚、ビームスプリッタ103が撮像光束から退避してもコイル205には微弱な電流を流しつづけており、外乱によりビームスプリッタ103が撮像光束に入ってこないようにしている。ここは微弱な電流の継続的な印加ではなく、ビームスプリッタ103を常に撮像光束外に付勢するバネを設けても良い。
At the position (action position) shown in FIG. 32, the imaging light flux is guided to the
上記したように、腕部201は図32の紙面上下方向および紙面垂直方向(光軸方向)には軸受け部201dにより高精度に位置決めされているが、紙面左右方向にはコイル電流の付勢力だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ103の反射面は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ103の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ103の位置がその方向に多少ずれたとしても光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ112に入射される。
As described above, the
よって、ビームスプリッタ103が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ103の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
Therefore, the error when the
図33は本発明の実施例5に係わるデジタルカメラの光束分岐手段およびその保持手段等の構成を示す正面図である。図26の実施例1と同じ機能の部品は同じ符号を付し、その説明は省略する。尚、デジタルカメラ内における構成、作動については、上記図30に示した実施例3と同じである。 FIG. 33 is a front view showing the configuration of the light beam branching means and its holding means of the digital camera according to Embodiment 5 of the present invention. Components having the same functions as those in the first embodiment shown in FIG. The configuration and operation in the digital camera are the same as those in the third embodiment shown in FIG.
図33において、ビームスプリッタ103を保持する腕部201は、地板204に設けられたピン201c周りに回転可能に軸支されている。このピン201cと腕部201との軸嵌合は高精度に管理されており、腕部201が光軸方向(紙面垂直方向)および紙面上下方向にがたつくことは無い。
In FIG. 33, the
腕部201にはフラットコイル205が設けられており、地板204に設けられた永久磁石206との関連により腕部201を紙面略左右方向に駆動する。ここで、略左右と表現したのは、実際には腕部201は回転運動をしているからである。しかしながら、回転中心であるピン201cに対してビームスプリッタ103の位置は遠く離れており、撮像素子106前面に位置したときの回転方向はビームスプリッタ103の中心から見るとその運動は殆ど紙面左右方向である。
The
図33に示す位置(作用位置)では、撮像光束は焦点検出用センサ112に導かれている。この状態でもコイル205に電流を印加して、腕部201を作用位置方向に付勢しており、外乱振動などでビームスプリッタ103が退避位置にずれる事は無い。そして、コイル205を通電すると、ビームスプリッタ103が撮像光束から退避する。尚、ビームスプリッタ103が撮像光束から退避してもコイル205には微弱な電流を流し続けており、外乱によりビームスプリッタが撮像光束に入ってこないようにしている。ここは微弱な電流の継続的な印加ではなく、ビームスプリッタ103を常に撮像光束外に付勢するバネを設けても良い。
At the position (action position) shown in FIG. 33, the imaging light flux is guided to the
上記したように、腕部201は図33の紙面上下方向および紙面垂直方向(光軸方向)にはピン201cにより高精度に位置決めされているが、紙面左右方向にはコイル電流の付勢力だけで位置が定められているので、この方向の位置決め精度は高くない。しかし、ビームスプリッタ103の反射面は紙面左右に延びている。そして、ビームスプリッタ103の移動方向もこの方向に揃えてある。そのために、ビームスプリッタ103の位置がその方向に多少ずれたとしても光束はそのズレに影響されずに高精度に反射され、焦点検出用センサ112に入射される。
As described above, the
よって、ビームスプリッタ103が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ103の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
Therefore, the error when the
上記実施例1〜5におけるビームスプリッタ103の退避構造は、図1(a),(b)に開示された光学系ばかりではなく、最近デジタルカメラに積極的に採用されている屈曲光学系にも適用できる。これを本発明の実施例6として、以下に説明する。
The retracting structure of the
図34は本発明の実施例6に係わるデジタルカメラの主に屈曲光学系207の部分を抜き出した図であり、全体で4群の高倍率ズーム光学系を形成している。
FIG. 34 is a diagram in which mainly the bending
図34において、前玉207fとミラー207cおよび貼り合わせレンズ群207jにより第1群が構成されており、変倍の為に主光軸207aに沿って移動する第2群207kと常時固定の第3群207l、ピント調整の為に主光軸207aに沿って移動する第4群207mにより屈曲光学系は成り立っている。そして、第4群207mと撮像素子106の間にビームスプリッタ103が設けられており、ビームスプリッタ103の退避時には紙面垂直方向(反射面の沿う方向)に移動する。尚、この実施例6の保持手段は、上記実施例1〜5のいずれの構成であっても良い。
In FIG. 34, a first lens group is constituted by a
図35(a)は、図34で説明した屈曲光学系を搭載したデジタルカメラ208の上面図、図35(b)はその正面図である。
35A is a top view of the
屈曲光学系のミラー207cは、その反射面に沿う方向(図34では紙面垂直方向、図35(a),(b)では紙面左右方向)にデジタルカメラ208の長手方向を揃えることで、このデジタルカメラ208のボディ全体の薄型化を図っている。そして、図35(a)に示したように、ビームスプリッタ103はデジタルカメラ208の長手方向に沿って作用位置と退避位置を移動する配置となっている。これは、上記実施例1〜5で説明したように、ビームスプリッタ103をその反射面に沿う方向に移動させた方が合焦精度が高くできるためである。また、図35(a),(b)を見てわかるように、移動方向がデジタルカメラ208の長手方向に沿っているので、ビームスプリッタ103を退避の為にデジタルカメラ208を厚くする必要は無い。デジタルカメラ208の長手方向の空いたスペースを有効に利用できるからである。
The
実施例6によれば、ビームスプリッタ103が作用位置において保持される時の誤差が合焦精度に影響を与えることが無いようにできた。つまり、大型化を招くことなく、ビームスプリッタ103の作用位置における位置ずれが合焦精度に影響することを防ぐことが可能となった。
According to the sixth embodiment, an error when the
以上の実施例1〜6では、デジタルカメラを例にして説明を続けてきたが、本発明はデジタルカメラに限られず、合焦装置として構成することもである。さらには、ビデオカメラや、監視カメラ、Webカメラ、撮像機能を有する携帯電話などにも展開できる。 In the above first to sixth embodiments, the description has been continued by taking the digital camera as an example. However, the present invention is not limited to the digital camera, and may be configured as a focusing device. Furthermore, it can also be developed for a video camera, a surveillance camera, a Web camera, a mobile phone having an imaging function, and the like.
102 結像光学系
103 ビームスプリッタ(光束分岐手段)
106 撮像素子(撮像面)
112 焦点検出用センサ(受光手段)
113 ローパスフィルタ
114 平板ガラス
201 腕部(保持手段の一部)
202 駆動コイル(保持手段の一部)
204 地板(保持手段の一部)
205 コイル(保持手段の一部)
206 永久磁石(保持手段の一部)
207 屈折光学系
102
106 Image sensor (imaging surface)
112 Focus detection sensor (light receiving means)
113 Low-
202 Driving coil (part of holding means)
204 Ground plate (part of holding means)
205 coil (part of holding means)
206 Permanent magnet (part of holding means)
207 Refractive optical system
Claims (5)
前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。 A light beam branching unit that is disposed between a lens that forms an image of a subject light beam on an imaging surface and the imaging surface, and includes a reflecting surface that separates the subject light beam outside the imaging optical path;
A light receiving means for receiving a subject light beam separated by the light beam branching means to obtain a signal for adjusting the focus of the lens;
Holding means for holding the light beam branching means at any one of an action position to be positioned in the imaging optical path and a retraction position to be retracted from the imaging optical path;
Have
The focusing device is characterized in that the holding means holds the light beam branching means so as to be movable in a direction substantially parallel to the light receiving means within a plane orthogonal to the imaging optical axis.
前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。 A light beam branching unit provided between a lens that forms an image of a subject light beam on the imaging surface and the imaging surface, and a reflecting surface that reflects the incident subject light beam outside the imaging optical path;
A light receiving means for receiving a subject light beam reflected by the light beam branching means and obtaining a signal for adjusting the focus of the lens;
Holding means for holding the light beam branching means at any one of an action position to be positioned in the imaging optical path and a retraction position to be retracted from the imaging optical path;
Have
The focusing device is characterized in that the holding means holds the light beam branching means so as to be movable in a direction substantially perpendicular to a plane including the incident / reflected optical axis.
前記光束分岐手段で分離された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を撮像光軸と直交する平面内で、前記受光手段に対して略平行な方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。 A light beam branching unit provided between a bending optical system that reflects a subject light beam to form an image on an imaging surface and a reflecting surface that separates the subject light beam from the imaging optical path; and
A light receiving means for receiving a subject light beam separated by the light beam branching means to obtain a signal for adjusting the focus of the lens;
Holding means for holding the light beam branching means at any one of an action position to be positioned in the imaging optical path and a retraction position to be retracted from the imaging optical path;
Have
The focusing device is characterized in that the holding means holds the light beam branching means so as to be movable in a direction substantially parallel to the light receiving means within a plane orthogonal to the imaging optical axis.
前記光束分岐手段で反射された被写体光束を受光して前記レンズの焦点調節のための信号を得る受光手段と、
前記光束分岐手段を、前記撮像光路内に位置させる作用位置と前記撮像光路内から退避させる退避位置のいずれかの位置に保持する保持手段と、
を有し、
前記保持手段は、前記光束分岐手段を前記入反射光軸を含む平面と略直交する方向に移動可能に保持することを特徴とする合焦装置。 A light beam branching unit provided between a bending optical system that reflects a subject light beam and forms an image on an imaging surface and a reflecting surface that reflects an incident subject light beam outside the imaging optical path; and
A light receiving means for receiving a subject light beam reflected by the light beam branching means and obtaining a signal for adjusting the focus of the lens;
Holding means for holding the light beam branching means at any one of an action position to be positioned in the imaging optical path and a retraction position to be retracted from the imaging optical path;
Have
The focusing device is characterized in that the holding means holds the light beam branching means so as to be movable in a direction substantially perpendicular to a plane including the incident / reflected optical axis.
An imaging apparatus comprising the focusing device according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005284124A JP2007094073A (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Focusing system and imaging apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005284124A JP2007094073A (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Focusing system and imaging apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007094073A true JP2007094073A (en) | 2007-04-12 |
Family
ID=37979865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005284124A Pending JP2007094073A (en) | 2005-09-29 | 2005-09-29 | Focusing system and imaging apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007094073A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010039106A (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Nikon Corp | Imaging element, focus detection device and imaging apparatus |
WO2011043188A1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | オリンパス株式会社 | Display method, display device, optical unit, method for manufacturing display device, and electronic apparatus |
-
2005
- 2005-09-29 JP JP2005284124A patent/JP2007094073A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010039106A (en) * | 2008-08-04 | 2010-02-18 | Nikon Corp | Imaging element, focus detection device and imaging apparatus |
WO2011043188A1 (en) * | 2009-10-07 | 2011-04-14 | オリンパス株式会社 | Display method, display device, optical unit, method for manufacturing display device, and electronic apparatus |
JP2011100090A (en) * | 2009-10-07 | 2011-05-19 | Olympus Corp | Display method, display device, optical unit, method for manufacturing display device, and electronic apparatus |
CN102576505A (en) * | 2009-10-07 | 2012-07-11 | 奥林巴斯株式会社 | Display method, display device, optical unit, method for manufacturing display device, and electronic apparatus |
US8891030B2 (en) | 2009-10-07 | 2014-11-18 | Olympus Corporation | Display method, display apparatus, optical unit, method of manufacturing display apparatus, and electronic equipment |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100875938B1 (en) | Optics and Beam Splitters | |
JP3697256B2 (en) | Imaging device and lens device | |
KR101280248B1 (en) | Camera and camera system | |
US8988584B2 (en) | Imaging apparatus | |
KR100739584B1 (en) | Image capturing apparatus | |
KR20110059718A (en) | Imaging element and imaging device | |
US7355154B2 (en) | Image sensing apparatus with movable light flux splitter and control method thereof | |
JP4834394B2 (en) | Imaging apparatus and control method thereof | |
JP2008211631A (en) | Focal point detection element, focal point detector, and imaging apparatus | |
JP4040638B2 (en) | Imaging device | |
JP4532968B2 (en) | Focus detection device | |
JP5361356B2 (en) | Focus detection apparatus and control method thereof | |
JP2005176040A (en) | Imaging device | |
JP2007094073A (en) | Focusing system and imaging apparatus | |
JP2007187854A (en) | Imaging apparatus | |
JP2008039976A (en) | Imaging apparatus | |
JP4143622B2 (en) | Imaging device | |
JP2007187806A (en) | Imaging apparatus | |
JP2008129360A (en) | Focus detector and imaging apparatus | |
JP2006317918A (en) | Imaging device | |
JP4194577B2 (en) | Imaging device | |
JP4194542B2 (en) | Imaging device | |
JP4110152B2 (en) | Imaging device | |
JP2007101965A (en) | Imaging apparatus | |
JP4438052B2 (en) | Imaging device |