JP3949388B2

JP3949388B2 - デジタルカメラ

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Publication number: JP3949388B2
Application number: JP2001095707A
Authority: JP
Inventors: 成明後; 洋二那珂; 高秋小谷; 浩行内山; 弘幸大石
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2007-07-25
Anticipated expiration: 2021-03-29
Also published as: JP2002300438A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、広角、望遠切替型のデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、携帯性を考慮して、カメラはできる限り薄型化される傾向にある。撮像素子上に被写体の像を結像させて画像を信号として取り込むデジタルカメラでは、撮像素子が小さいことから撮影レンズの焦点距離が短くてすみ、カメラの薄型化は比較的容易である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、写真撮影における様々なシーンの中には、被写体を遠くからでも大きく撮影したいことが多々あり、このため、望遠レンズを搭載したデジタルカメラも知られている。望遠レンズでは、倍率を大きく設定すればするほど焦点距離を長くとる必要が生じ、薄型化が比較的容易であったはずのデジタルカメラでも、このような望遠レンズを搭載しようとすると薄型化が困難になってくる。
【０００４】
一方、望遠レンズによる被写体の光学的な拡大とは別に、被写体を拡大した写真を得る技術として、特開平１１−２８４９０３号公報に記載されるような、撮影画面枠内のうちの中央領域をトリミングして撮影画面枠の大きさまで引伸ばす電子ズームなる技術が知られている。この電子ズーム技術は、撮影レンズにより取り込まれた画像を拡大する技術であり、このため、撮影レンズの焦点距離を長くとらなくても被写体を拡大した写真を得ることができ、カメラの薄型化を妨げることはほとんどない。また、デジタルカメラでは画像を信号として取り込むため、信号処理の段階でこの電子ズーム技術を適用することができ、電子ズーム技術はデジタルカメラに適した技術であるといえる。しかしながら、電子ズーム技術は、一旦カメラに取り込んだ画像を引き伸ばす技術であるため、引伸ばし倍率が高くなればなるほど画質の劣化を生じるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑み、被写体が拡大された写真でも高画質なものを得ることができる、薄型化されたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のデジタルカメラは、前面の縦横面寸法のうちの少なくとも一方の寸法よりも厚み寸法が小さい本体部、
上記本体部内部に配備された、受光光を電気信号に変換する撮像素子、
上記本体部前面に配備された、第１の撮影光を取り込む第１の撮影レンズ、
上記本体部前面もしくは側面に配備された、第２の撮影光を取り込む、上記第１の撮影レンズよりも長焦点の第２の撮影レンズ、および
上記第１の撮影レンズから取り込まれた第１の撮影光が上記撮像素子へ到達する第１の光路を遮るとともに、上記第２の撮影レンズから取り込まれた第２の撮影光を、上記本体部の前面と平行な光路を含む第２の光路を経由して上記撮像素子に導く第１の切替状態と、上記第１の光路から退避するとともに上記第２の光路を遮る第２の切替状態との間で移動自在な撮影レンズ切替光学系を備えたものであることを特徴とする。
【０００７】
本発明のデジタルカメラは、上記第１の撮影レンズとは別に上記第２の撮影レンズを上記本体部の前面もしくは側面に配置するとともに、上記第２の光路に上記本体部の前面と平行な光路を含ませることで、上記本体部の厚さ方向の寸法を短くすることで薄型化を実現しながら望遠レンズとして必要な長さの光路が確保される。
【０００８】
また、本発明のデジタルカメラにおいて、上記撮像素子で得られた電気信号に基づく画像を表示する、上記第１の撮影レンズを前方に向けた場合および自分に向けた場合のいずれにおいても上記画像を自分に向け得るように回動自在に構成された画像表示部を備えた態様であることが好ましい。
【０００９】
上記態様では、上記第１の撮影レンズを前方に向けた場合の撮影であっても、上記第１の撮影レンズを自分に向けた場合のいわゆる対面撮影であっても、いずれの撮影においても上記画像が見やすいという利点を有する。
【００１０】
【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。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図、図２は、図１のカメラを背面斜め上から見た外観斜視図である。
【００１２】
本実施形態のデジタルカメラ１は、受光光を電気信号に変換する撮像素子としてＣＭＯＳセンサ１００を用いた、比較的低価格のデジタルカメラである。このデジタルカメラ１は、幅（横）＞高さ（縦）＞奥行（厚さ）という長さの関係を有する本体部１０からなるものである。この本体部１０の前面１０ａには、左右に並んだ２つの撮影レンズが配備されている。この２つの撮影レンズのうち、ＣＭＯＳセンサ１００に近い、前面１０ａの右側（図１上では左側）に配置されたレンズは前群広角レンズ１０１である。一方、ＣＭＯＳセンサ１００から離れた、前面１０ａの左側（図１上では右側）に配置されたレンズは前群望遠レンズ１０２である。また、本体部１０の前面１０ａの中央部には、これらの撮影レンズ１０１，１０２の前方に向けて閃光を発光する閃光発光部１０３が配備されている。閃光発光部１０３は、不図示の閃光発光スイッチがオンされることによって、レリーズ操作に同期して閃光を発光する。
【００１３】
このデジタルカメラ１の本体部１０の前面１０ａを取り囲む側面のうち、上側の側面には、レリーズボタン１０４が配備されている。このレリーズボタン１０４が押下されることで、ＣＭＯＳセンサ１００で変換された電気信号に基づく画像情報が、本体部１０に内蔵された記録メディア１０５に記録される。
【００１４】
また、このデジタルカメラ１の本体部１０の左側の側面１０ｂには、ＵｎｉｖｅｒｓａｌＳｅｒｉａｌＢｕｓ（ＵＳＢ）端子等の出力端子１０６が配備されている。このデジタルカメラ１では、ＣＭＯＳセンサ１００で得られた電気信号に基づく画像情報を、この出力端子１０６に接続される不図示のケーブルを経由させて、パーソナルコンピュータやテレビやプロジェクター等に出力することができる。
【００１５】
このデジタルカメラ１の本体部１０の背面には、図２に示すように、画像表示部１０７と、メイン電源スイッチ１０８と、モード切替スイッチ１０９とが設けられている。画像表示部１０７は、ＣＭＯＳセンサ１００で得られた電気信号に基づく画像を表示する液晶表示パネルであって、ファインダの役割を担うとともに、撮影した画像を表示する役割も担っている。メイン電源スイッチ１０８は、操作されることで、このデジタルカメラ１の主電源をオン／オフする操作子である。モード切替スイッチ１０９は、操作されることで、このデジタルカメラ１を各種モードに設定する操作子である。このデジタルカメラ１には、十分な高画質を保証できる範囲で電子ズームの機能が付加されており、各種モードの中には、撮影画面枠のアスペクト比を維持したまま中央領域をトリミングして１．２倍に拡大する１．２倍モードと、この１．２倍モードのときよりも小さめに中央領域をトリミングして１．４倍に拡大する１．４倍モードとが用意されている。また、このデジタルカメラ１には、アスペクト比を変更して横長に画像を拡大するパノラマモードも用意されている。
【００１６】
また、このデジタルカメラ１の本体部１０には、反射ミラー１１０と、固定反射ミラー１１１とが内蔵されている。この反射ミラー１１０は、回動中心軸１１０１を中止に回動自在なものである。一方、固定反射ミラー１１１は、前群望遠レンズ１０２の光軸に対して４５°の角度を有する姿勢に固定されたものである。またさらに、図１では図示省略したが図２に示すように、本体部１０の上側の側面には、ズーム切替ダイヤル１１２が配備されている。このズーム切替ダイヤル１１２には指標１１２１が設けられ、ズーム切替ダイヤル１１２は回転操作自在なものである。したがって、ズーム切替ダイヤル１１２を回転操作することにより、その指標１１２１を、テレ側（遠距離側）を表すＴが記された位置に合わすことも、ワイド側（近距離側）を表すＷが記された位置に合わすことも自在である。図１に示す反射ミラー１１０の回動中心軸１１０１は、このような回転操作自在なズーム切替ダイヤル１１２に直結されている。したがって、ズーム切替ダイヤル１１２が回転操作されると、反射ミラー１１０は回動中心軸１１０１を中止に回動する。図１には、前群望遠レンズ１０２から取り込まれた撮影光をＣＭＯＳセンサ１００が受光している状態のデジタルカメラ１が示されている。ここで、図３を用いて、このデジタルカメラの光学系について説明する。
【００１７】
図３は、第１実施形態のデジタルカメラの光学系を、本体部の上面側から見たときの概念図である。
【００１８】
このデジタルカメラ１の光学系は、前群広角レンズ１０１、およびその前群広角レンズ１０１のすぐ後ろに配備された後群広角レンズ１１３からなる広角レンズ光学系と、前群望遠レンズ１０２、固定反射ミラー１１１、および固定反射ミラー１１１で反射された撮影光が通過する後群望遠レンズ１１４からなる望遠レンズ光学系と、反射ミラー１１０とを有する。ここで、ズーム切替ダイヤル１１２の指標１１２１がテレ側（遠距離側）を表すＴが記された位置に合わされると、反射ミラー１１０は、図３（ａ）に示すような、後群望遠レンズ１１４の光軸に対して４５°の角度をもった姿勢になり、前群広角レンズ１０１から取り込まれた撮影光がＣＭＯＳセンサ１００へ到達する光路を遮る。この結果、前群望遠レンズ１０２から取り込まれた撮影光は、図３（ａ）に２点鎖線で示すような、本体部１０の前面１０ａと平行な光路を含む光路Ｌｔに沿ってＣＭＯＳセンサ１００の受光面に到達するが、前群広角レンズ１０１から取り込まれた撮影光は、このような姿勢になった反射ミラー１１０の裏面で遮られてＣＭＯＳセンサ１００の受光面に到達しない。したがって、ＣＭＯＳセンサ１００の受光面には、所定の狭い画角の像が結像する。なお、この２点鎖線で示す光路Ｌｔは、本発明にいう第２の光路に相当する。このように、本実施形態では、前面１０ａの、ＣＭＯＳセンサ１００から離れた位置に前群望遠レンズ１０２を配置し、この前群望遠レンズ１０２で取り込まれた撮影光を、固定反射ミラー１１１で反射させることで本体部のうちの最も長い幅（横）方向に導いている。したがって、本体部１０の奥行き（厚さ）方向の寸法を短くすることで薄型化を実現したまま望遠レンズとして必要な長さの光路が確保される。このため、電子ズームによって許容画質を下回る程無理に拡大することが不要となり、被写体が拡大された写真でも高画質なものを得ることができる。
【００１９】
また、図３（ａ）に示す状態から、ズーム切替ダイヤル１１２が操作されて、その指標１１２１がワイド側（近距離側）を表すＷが記された位置に合わされると、反射ミラー１１０は、前群広角レンズ１０１から取り込まれた撮影光がＣＭＯＳセンサ１００へ到達する光路から退避して、図３（ｂ）に示すような、後群望遠レンズ１１４の光軸に対して９０°の角度をもった姿勢になる。この結果、前群広角レンズ１０１から取り込まれた撮影光は、図３（ｂ）に１点鎖線で示す光路Ｌｗに沿ってＣＭＯＳセンサ１００の受光面に到達するが、前群望遠レンズ１０２から取り込まれた撮影光は、反射ミラー１１０の表面で反射されてＣＭＯＳセンサ１００の受光面に到達しない。したがって、ＣＭＯＳセンサ１００の受光面には、広い画角で取り込まれた像が結像する。なお、この１点鎖線で示す光路Ｌｗは、本発明にいう第１の光路に相当する。
【００２０】
ここで、このデジタルカメラ１に設けられた、上述の各種モードを利用すると、画像表示部１０７に表示される画像を拡大したり、あるいはアスペクト比を異ならせたりすることができる。したがって、このデジタルカメラ１では、ズーム切替ダイヤル１１２の操作と、モード切替スイッチ１０９の操作によって、２×４＝８通りの画像を得ることができる。
【００２１】
続いて、図４及び図５を用いて、本発明のデジタルカメラ１の第２実施形態について説明する。なお、以下の第２実施形態の説明において、上述した構成要素と同一の構成要素には同じ符号を用い、重複する説明は省略する。
【００２２】
図４は、本発明の第２実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図、図５は、図４のカメラを背面斜め上から見た外観斜視図である。
【００２３】
この第２実施形態のデジタルカメラ１は、上述した第１実施形態のデジタルカメラと前群望遠レンズ１０２の配置位置が異なる。すなわち、本実施形態においては、前群望遠レンズ１０２は、本体部１０の左側面１０ｂに配置されている。なお、第１実施形態では本体部の左側面に設けられていた出力端子１０６は、本実施形態では本体部１０の右側面に図示省略したが設けられている。また、本実施形態では、前群望遠レンズ１０２を左側面１０ｂに設けたことで、第１実施形態のデジタルカメラの内部に備えられていた固定反射ミラー１１１（図１または図３参照）が不要となり、図６に示すような光学系になっている。
【００２４】
図６は、第２実施形態のデジタルカメラの光学系を、本体部の上面側から見たときの概念図である。
【００２５】
この第２実施形態のデジタルカメラ１の光学系は、前群望遠レンズ１０２、および後群望遠レンズ１１４からなる望遠レンズ光学系と、第１実施形態のデジタルカメラと同じ構成の、前群広角レンズ１０１および後群広角レンズ１１３からなる広角レンズ光学系と、反射ミラー１１０とを有する。反射ミラー１１０は回動しても上下に移動しても良いが、本実施形態では回動軸方式で説明する。図６（ａ）は、この第２実施形態のデジタルカメラ１の、前群望遠レンズ１０２から取り込まれた撮影光をＣＭＯＳセンサ１００が受光しているときの状態を示す図である。図６（ａ）に示すように、本実施形態では、ＣＭＯＳセンサ１００から離れた左側面１０ｂに前群望遠レンズ１０２を配置し、この前群望遠レンズ１０２で取り込まれた撮影光を、本体部のうちの最も長い幅（横）方向に導いている。したがって、上述した第１実施形態と同じく、本体部１０の奥行き（厚さ）方向の寸法を短くすることで薄型化を実現したまま望遠レンズとして必要な長さの光路が確保される。このため、本実施形態でも、電子ズームによって許容画質を下回る程無理に拡大することが不要となり、被写体が拡大された写真でも高画質なものを得ることができる。なお、望遠レンズ光学系には１枚の反射ミラーしか配備されていないため、被写体の像が鏡像のように反転したままＣＭＯＳセンサ１００に結像されてしまう。しかし、このデジタルカメラ１は図示省略したが画像処理部を備えており、ＣＭＯＳセンサ１００で得られた電気信号をこの画像処理部で処理する段階でこの反転を元に戻し、その後に、画像表示部１０７に画像を表示したり、記録メディア５に記録したりしている。
【００２６】
図６（ｂ）は、この第２実施形態のデジタルカメラ１の、前群広角レンズ１０１から取り込まれた撮影光をＣＭＯＳセンサ１００が受光しているときの状態を示す図であり、上述の第１実施形態のデジタルカメラにおける状態と同じであるため説明は省略する。
【００２７】
また、この第２実施形態のデジタルカメラ１では、本体部１０の背面の態様が第１実施形態のデジタルカメラと異なっている。図５を再び用いて、この背面の態様を説明する。本実施形態のデジタルカメラ１は、ヒンジ機構１２と可動部１３とを備えている。ヒンジ機構１２は、本体部１０の背面の、前群望遠レンズが設けられた左側面１０ｂと反対の右側面側に設けられている。また、可動部１３は、そのヒンジ機構１２によって本体部１０に連結されている。したがって、可動部１３は回動自在なものである。このような可動部１３には、画像表示部１０７と、メイン電源スイッチ１０８と、モード切替スイッチ１０９とが設けられている。図５には、広角レンズ光学系を用いて、撮影者よりも前方に位置する被写体を撮影するときのデジタルカメラ１が示されている。広角レンズ光学系を用いた、撮影者よりも前方に位置する被写体の撮影時には、可動部１３を本体部１０の背面に当接させて、画像表示部１０７に表示される画像が、前群広角レンズ１０１の後方に向けて表示されるようにする。また、望遠レンズ光学系を用いた望遠撮影は、図７に示すようにして行われる。
【００２８】
図７は、第２実施形態のデジタルカメラの、望遠撮影時の状態を示す図である。
【００２９】
望遠撮影時には、左側面１０ｂに設けられた前群望遠レンズ１０２を用いるため、可動部１３を９０°回動させて、画像表示部１０７に表示された画像が、前群望遠レンズ１０２の後方に向けて表示されるようにする。なお、撮影者自身を撮影する対面撮影時には、可動部１３を、図７に示す２点鎖線のように、望遠撮影時の状態からさらに９０°回動させる。このように、可動部１３の位置を変化させることで、撮影者は、画像表示部１０７をファインダとして常に活用することができる。
【００３０】
なお、この第２実施形態のデジタルカメラ１では、望遠レンズ光学系を用いた撮影時に、被写体への閃光発光部による閃光照射を予定していないため、閃光発光部１０３は、第１実施形態と同じく、本体部１０の前面１０ａに１つだけ設けられているが、望遠撮影時にも被写体への閃光照射を行わせるために、前群望遠レンズ１０２が設けられた左側面１０ｂに、もう一つ別の閃光発光部を設けてもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、被写体が拡大された写真でも高画質なものを得ることができる、薄型化されたデジタルカメラ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実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【図２】図１のカメラを背面斜め上から見た外観斜視図である。
【図３】第１実施形態のデジタルカメラの光学系を、本体部の上面側から見たときの概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態であるデジタルカメラを前面斜め上から見た外観斜視図である。
【図５】図４のカメラを背面斜め上から見た外観斜視図である。
【図６】第２実施形態のデジタルカメラの光学系を、本体部の上面側から見たときの概念図である。
【図７】第２実施形態のデジタルカメラの、望遠撮影時の状態を示す図である。
【符号の説明】
１
１デジタルカメラ
１００ＣＭＯＳセンサ
１０本体部
１０ａ前面
１０１前群広角レンズ
１０２前群望遠レンズ
１０３閃光発光部
１０４レリーズボタン
１０５記録メディア
１０ｂ側面
１０６出力端子
１０７画像表示部
１０８メイン電源スイッチ
１０９モード切替スイッチ
１１０反射ミラー
１１０１回動中心軸
１１１固定反射ミラー
１１２ズーム切替ダイヤル
１１２１指標
１１３後群広角レンズ
１１４後群望遠レンズ
１２ヒンジ機構
１３可動部

Claims

前面の縦横面寸法のうちの少なくとも一方の寸法よりも厚み寸法が小さい本体部、
前記本体部内部に配備された、受光光を電気信号に変換する撮像素子、
前記本体部前面に配備された、第１の撮影光を取り込む第１の撮影レンズ、
前記本体部側面に配備された、第２の撮影光を取り込む、前記第１の撮影レンズよりも長焦点の第２の撮影レンズ、および
前記第１の撮影レンズから取り込まれた第１の撮影光が前記撮像素子へ到達する第１の光路を遮るとともに、前記第２の撮影レンズから取り込まれた第２の撮影光を反射することで、前記本体部の前面と平行な光路部分を有して前記撮像素子に到達する第２の経路を形成する第１の切替位置と、前記第１の光路から退避するとともに前記第２の光路を遮る第２の切替位置との間で移動自在な１つの反射光学素子を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
前記本体部背面の片側に設けられた回動軸と、該回動軸を介して前記本体部背面に取り付けられた、前記撮像素子で得られた電気信号に基づく画像を表示する画面とを有する、該画面がカメラ前面側から見える位置まで回動自在の画像表示部を備えたことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
レリーズ操作を行うためのレリーズ釦と前記反射光学素子の切換を行うための切替釦とを有する、前記第２の撮影レンズを被写体に向けた際の該被写体側とは反対側に寄った前記本体部上面の位置に配備された操作部を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のデジタルカメラ。