JP2000324377A - 電子的撮像装置 - Google Patents
電子的撮像装置Info
- Publication number
- JP2000324377A JP2000324377A JP11128840A JP12884099A JP2000324377A JP 2000324377 A JP2000324377 A JP 2000324377A JP 11128840 A JP11128840 A JP 11128840A JP 12884099 A JP12884099 A JP 12884099A JP 2000324377 A JP2000324377 A JP 2000324377A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- focus detection
- optical system
- image
- mirror
- image pickup
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/28—Systems for automatic generation of focusing signals
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/67—Focus control based on electronic image sensor signals
- H04N23/675—Focus control based on electronic image sensor signals comprising setting of focusing regions
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/55—Optical parts specially adapted for electronic image sensors; Mounting thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
- H04N25/10—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof for transforming different wavelengths into image signals
- H04N25/11—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics
- H04N25/13—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements
- H04N25/134—Arrangement of colour filter arrays [CFA]; Filter mosaics characterised by the spectral characteristics of the filter elements based on three different wavelength filter elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Focusing (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
Abstract
とし、装置自体の小型化及び製造コストの低減化に寄与
する電子的撮像装置を提供する。 【解決手段】撮影光学系11により結像される光学的な
被写体像を光電変換することにより電気的な画像信号を
生成する撮像素子21を有してなる電子的撮像装置にお
いて、撮影光学系を透過した被写体光束のうちの少なく
とも一部を撮像素子の受光面に再結像させる焦点検出光
学系30と、撮影光学系を透過した被写体光束のうちの
少なくとも一部を焦点検出光学系へと導く光学部材14
・19と、撮像素子の出力信号に基づいて焦点検出動作
を実行する焦点検出部61とを具備して構成する。
Description
置、詳しくは撮影光学系により結像される光学的な被写
体像を光電変換することにより電気的な画像信号を生成
する撮像素子を有してなる電子的撮像装置に適用される
焦点検出装置に関するものである。
によって結像される光学的な被写体像をCCD(Charg
e Coupled Device;電荷結合素子)等の撮像素子等を
利用して電気的な信号に光電変換し、これによって生成
された画像信号を所定の形態の画像データとして記録媒
体等に記録し得るデジタルスチルカメラやデジタルビデ
オカメラ等の電子的撮像装置についての提案が種々なさ
れており、また広く普及している。
は、単一の撮影光学系を透過した光束を用いて撮影記録
をなすべき被写体像と、観察用の被写体像とを、それぞ
れ異なる位置に結像させ得るように構成した一眼レフレ
ックスタイプの電子的撮像装置が開示されている。この
電子的撮像装置は、撮像用の被写体像の結像面に撮像用
の固体撮像素子等の撮像手段を設けると共に、この結像
面と等価となる位置に撮像用の撮像手段とは別に、焦点
検出用の撮像手段を設けるように構成している。そし
て、この焦点検出用の撮像手段に対して撮影光学系を透
過した光束の一部を導くことで、被写体像の焦点状態を
検出するTTL位相差検出方式の焦点検出手段(AF手
段)を構成し、これに基づいて合焦動作を行うようにし
たものである。
って開示されている電子的撮像装置は、主に動画像を撮
影記録するいわゆるビデオムービーカメラであって、撮
像用の撮像素子等の撮像手段をカメラ本体内に配置する
一方、この撮像用の撮像素子等の撮像手段とは異なる別
の撮像手段等によって構成されるTTL位相差検出方式
の焦点検出ユニットを撮影レンズを保持するためのレン
ズ鏡筒の内部に配置するようにしたものである。
8−262564号公報や上記特開平9−274130
号公報等によって開示される従来の電子的撮像装置で
は、被写体像を撮影記録するための撮像素子等の撮像手
段とは別に、焦点検出を行なうための専用の撮像素子等
の撮像手段を備えて構成している。
像装置全体の部品点数が多くなってしまうと共に、装置
自体が大型化してしまうという問題点がある。これと同
時に、撮像素子等の高価な部品を複数必要とすることか
ら、製造コストを引き上げてしまうという問題点もあ
る。
のであって、その目的とするところは、撮影光学系によ
り結像された被写体像を撮像素子を利用して画像信号に
光電変換し、この画像信号を画像データとして記録媒体
に記録する電子的撮像装置において、焦点検出を行なう
ための専用の撮像素子が不要となるような構成を採るこ
とで、装置自体の小型化及び製造コストの低減化に寄与
することのできる電子的撮像装置を提供することであ
る。
に、第1の発明による電子的撮像装置は、撮影光学系に
より結像される光学的な被写体像を光電変換することに
より電気的な画像信号を生成する撮像素子を有してなる
電子的撮像装置において、上記撮影光学系を透過した被
写体光束のうちの少なくとも一部を上記撮像素子の受光
面に再結像させる焦点検出光学系と、上記撮影光学系を
透過した被写体光束のうちの少なくとも一部を上記焦点
検出光学系へと導く光学部材と、上記撮像素子の出力信
号に基づいて焦点検出動作を実行する焦点検出部とを具
備して構成されていることを特徴とする。
る電子的撮像装置において、上記撮像素子を用いた撮影
動作の実行中には、上記焦点検出光学系への焦点検出用
の光束は遮断されるように構成したことを特徴とする。
は、上記撮像素子を用いた焦点検出動作の実行中には、
上記撮像素子は、上記焦点検出光学系からの焦点検出用
の光束のみを受光するように構成されていることを特徴
とする。
本発明を説明する。図1は、本発明の第1の実施形態の
電子的撮像装置における主要構成部材の配置を概略的に
示す図であって、合わせて撮影光学系を透過した光束の
本電子的撮像装置の内部における光路を示している。な
お、図1では、図面の繁雑化を避けるために、本発明に
直接関連しない構成部材については、その図示を省略
し、本発明に直接関係する構成部材のみを示している。
面側には、被写体からの光束(以下、被写体光束とい
う)を集光し、同被写体光束を本電子的撮像装置の内部
に導くための複数のレンズ等によって構成される撮影光
学系11が配置されている。
位置に結像させるために、光軸Oに沿う方向に移動する
ことで焦点状態の調節を行なう焦点調節光学系である合
焦レンズ11aと、撮影光学系11を透過する被写体光
束の光量を調節する絞り部材11b等を有して構成され
ている。この絞り部材11bは、所定の絞り開口を保持
する機能を有すると共に、完全な閉状態となることで入
射する被写体光束を遮光する機能を有している。
含まれる光成分のうち主に赤外光成分を除去するための
赤外光カットフイルター12と、被写体光束に含まれる
光成分のうちモアレ等のノイズ成分を低減させるための
光学的ローパスフイルター(LPF)13が配置されて
いる。
鏡部(以下、ハーフミラー部)によって形成される反射
鏡からなり、撮影光学系11を透過した被写体光束を観
察用の光束と焦点検出用の光束に分割し得ると共に、同
被写体光束の光路外に退避することで被写体光束を通過
させ得る光学部材であり分割光学系である主鏡(メイン
ミラー)14が、その一端部を本電子的撮像装置の内部
固定部材(図示せず)に対して図1の矢印X1方向に回
動自在となるように配置されている。
定の位置には、上述のメインミラー14のハーフミラー
部を透過した被写体光束を焦点検出光学系30へと導き
得るように全反射鏡等の光学部材によって形成された副
鏡(サブミラー)19が、メインミラー14に対して回
動自在に設けられている。
て、撮影光学系11を透過した被写体光束により形成さ
れる被写体像が結像される結像面となる位置には、CC
D等の固体撮像素子21(以下、単にCCD21とい
う)を含む撮影手段が配置されている。このCCD21
は、光学的な被写体像を受光して光電変換することによ
り電気的な画像信号を生成するものであって、例えば上
述のCCD等の固体撮像素子や、MOS型センサ等、各
種の固体撮像素子等を適用し得る。
位置には、撮影光学系11からの被写体光束を受けて主
に被写体像の観察を行なうためファインダー光学系が配
置されている一方、下部側の所定の位置には、撮影光学
系11からの被写体光束の一部を受けて、これをCCD
21の受光面上の所定の位置へと導き、再結像させる焦
点検出光学系30が配置されている。
の領域のみがハーフミラーにより形成され、他の領域は
全反射ミラー部で形成されている。この場合における一
部の領域とは、サブミラー19に対応する領域であり、
このハーフミラーによって形成された領域、即ちハーフ
ミラー部では、撮影光学系11からの被写体光束が透過
し得るようになっていると共に、ハーフミラー部以外の
領域では、撮影光学系11からの被写体光束を全反射す
るようになっている。
示す位置(以下、この位置を撮影準備位置という)と、
同図における点線で示す位置(以下、撮影位置という)
との間を固定部材(図示せず)を支点に回動するように
なっている。これと同時にサブミラー19は、メインミ
ラー14の回動に従動して、メインミラー14の位置に
応じた所定の位置に配置されるようになっている。
影準備位置(図1の実線位置)にあるときには、同メイ
ンミラー14は、光軸Oに対して角度略45度だけ傾け
て配置されるようにしている。このときメインミラー1
4の反射面は、撮影光学系11の側(即ち本電子的撮像
装置の前面側の被写体側)及びファインダー光学系の側
に向くようになっている。
光束の光路上において、メインミラー14に対して所定
の角度を有するように配置されることになる。そして、
サブミラー19の反射面は、撮影光学系11の側(被写
体側)及び焦点検出光学系30の側に向くようになって
いる。
光束は、一部がメインミラー14の全反射面によってフ
ァインダー光学系の側に導かれると同時に、メインミラ
ー14のハーフミラー部を透過した一部の被写体光束が
サブミラー19の全反射面によって焦点検出光学系30
の側に導かれるようになっている。
位置にあるときには、メインミラー14のハーフミラー
部を透過し、サブミラー19及び焦点検出光学系30を
介した被写体光束のみがCCD21へと導かれるように
なっている。
の点線位置)にあるときには、メインミラー14及びサ
ブミラー19は、上述したように撮影光学系11を透過
した被写体光束の光路を遮らない位置へと退避するよう
になっている。したがって、このときの被写体光束は、
全てがCCD21の側へと導かれ、同CCD21の受光
面の全域に向けて照射されるようになっている。
が結像する結像面近傍に配置され、被写体光束を被写体
像の観察位置へと導くピント板15及びコンデンサーレ
ンズ16と、被写体像を観察位置に導くと共に、左右像
を反転させるペンタプリズム17と、ピント板15上に
結像されている被写体像を拡大して、観察するのに最適
な位置に結像させる接眼レンズ18等によって構成され
ている。
フィールドレンズ32・全反射ミラー33・瞳マスク3
4・再結像レンズ35等によって構成されており、撮影
光学系11からの被写体光束の一部であって、本電子的
撮像装置が撮影準備状態に有るときに、メインミラー1
4及びサブミラー19の作用により導かれる焦点検出用
の被写体光束から所定の形態の像をCCD21の受光面
上の所定の位置に再結像させる役目をしているものであ
る。
出光学系30について、以下に詳述する。図2・図3
は、本電子的撮像装置における焦点検出光学系の構成の
概念を示す側断面図及び斜視図であって、合わせて撮影
光学系11を透過した被写体光束が焦点検出光学系30
を介してCCD21へと到達する際の様子を概念的に示
している。なお、図2・図3では、図面の繁雑化を避け
るために、本焦点検出光学系30の構成及び作用を説明
するのに不要と思われる構成部材、例えばメインミラー
14・サブミラー19・全反射ミラー33等や焦点検出
光学系30の各構成部材等を保持し、ユニット化する筐
体部材等については、その図示を省略し、主要となる構
成部材のみを取り出して示している。また、図2では、
被写体光束の光路について、一方の射出瞳Ha側のみを
図示しているが、他方(Hb側)については対称である
ので、その図示を省略している。
30は、焦点検出動作に寄与する焦点検出用の光束をC
CD21へと導くための光学系であって、いわゆるTT
L位相差検出方式の焦点検出手段の一部を構成するもの
である。
30は、撮影光学系11(図3では図示せず)を透過し
た被写体光束の照射範囲を規制する視野マスク31と、
この視野マスク31を通過した被写体光束を集光するフ
ィールドレンズ32と、このフィールドレンズ32を透
過した被写体光束の光路を折り曲げてCCD21の側へ
と導く全反射ミラー33(図2・図3では図示せず)
と、被写体光束の光軸Oに対して略対称に配置され、全
反射ミラー33により反射された被写体光束を二つの光
束に分割する二つの開口部34a・34bを有する瞳マ
スク34と、この瞳マスク34の開口部34a・34b
のそれぞれに対応する位置であって、同開口部34a・
34bの後方に配置される二つのレンズ35a・35b
からなる再結像レンズ35等によって構成されている。
おいて、撮影光学系11から本装置の内部に入射した後
の被写体光束は、次のような光路をたどることになる。
撮影光学系11に入射した被写体光束は、絞り部材11
bによって所定の光量となるように規制され、撮影光学
系11を透過して後方に出射した後、赤外光カットフイ
ルター12及び光学的LPF13によって不要な光成分
が除去されて、後方に出射する。
フイルター12・13の後方には、メインミラー14が
配置されているが、このメインミラー14の状態によっ
て被写体光束の光路は異なる。
の点線で示す位置)にあるときには、撮影光学系11を
透過した被写体光束の光路は、メインミラー14及びサ
ブミラー19等によって遮られることなく、全ての光束
がCCD21の受光面の全域に照射されることになる。
これを受けてCCD21等の撮像手段は、所定の撮像動
作を実行する。
(図1の実線で示す位置)にあるときには、メインミラ
ー14に向けて照射される被写体光束は、一部を除いて
メインミラー14の全反射面により、その光路が角度略
90度だけ曲げられて、上方に配置されるファインダー
光学系の側に向けて反射される。
光束は、ピント板15及びコンデンサーレンズ16にお
いて被写体像を結像する。同時に、これを透過した後の
光束は、ペンタプリズム17へと入射し、このペンタプ
リズム17によって所定の方向へと光路の変更がなされ
た後、接眼レンズ18を介して本電子的撮像装置の後方
に出射する。そして、接眼レンズ18によって所望の被
写体像が所定の大きさで再結像される。
される被写体像は、メインミラー14によって上下像が
反転されてピント板15上に結像される。また、ペンタ
プリズム17によって左右像が反転された後、接眼レン
ズ18によって拡大されることになる。これによって撮
影者は、適切な被写体像を観察することができるように
なる。
一部は、メインミラー14のハーフミラー部を透過して
サブミラー19に向けて進み、このサブミラー19によ
って、その光路が所定の角度だけ折り曲げられて、焦点
検出光学系30の側に導かれる。
光束は、次に示すような経路でCCD21の受光面上の
所定の位置に到達する。
11の射出瞳Hの二つの領域Ha・Hbを透過した被写
体光束は、図2に示す符号Gに相当する面上において結
像する(以下、符号Gで示される面を結像面という)。
この結像面Gは、メインミラー14が撮影準備位置(図
1の実線位置)にあるときには、ピント板15の受光面
に相当する位置でもあり、またメインミラー14が撮影
位置(図1の点線位置)にあるときには、CCD21の
受光面に相当する位置でもある。
たどって焦点検出光学系30に入射することになるが、
焦点検出光学系30に入射した被写体光束は、視野マス
ク31・フィールドレンズ32・瞳マスク34(の二つ
の開口部34a・34b)及び再結像レンズ35(二つ
のレンズ35a・35b)を通過した後、CCD21の
受光面となる撮像領域100上の所定の受光領域152
a・152bに照射され、ここに像を再結像させること
になる(図5参照)。
系11により結像Iが結像面Gにおいて合焦状態で形成
されている場合には、この結像Iは、フィールドレンズ
32及び再結像レンズ35によってCCD21の撮像領
域100上に再結像されることによって第1結像I1及
び第2結像I2となる。なお、CCD21の撮像領域1
00は、光軸Oに対して垂直となる2次結像面である。
態、即ち結像面Gの前方に被写体像Fが形成される場合
には、この被写体像Fは、互いに光軸Oに近付いた位置
において再結像されて、第1結像F1及び第2結像F2
となる。
態、即ち結像面Gの後方に被写体像Rが形成される場合
には、この被写体像Rは、互いに光軸Oから離間した位
置において再結像されて、第1結像R1及び第2結像R
2となる。
にして被写体光束の一部を受けて二つの結像、即ち第1
結像(I1・R1・F1)及び第2結像(I2・R2・
F2)を、CCD21の受光面上に形成する。そして、
それぞれの場合における第1結像及び第2像によるCC
D21の出力を検出し、得られた信号に基づいて所定の
処理を施すことで両者の間隔を検出し、よって撮影光学
系11の状態、即ち合焦状態にあるか、前ピン状態又は
後ピン状態にあるかを検出し得るようになっている。こ
の場合の検出手段については、例えば第1結像と第2結
像のそれぞれの光強度分布を、CCD21の対応する所
定の領域152a・152b(図5参照)の各画像デー
タ出力によって求め、両結像の間隔を測定する等、従来
の焦点検出装置等において一般的に利用されている手段
が採られる。
域、即ちCCD21の撮像領域100の範囲は、例えば
ファインダー光学系により観察し得る撮影画面枠150
(図4参照)に対応するようになっている。そして、こ
の撮影画面枠150の範囲内における所定の領域、例え
ば略中央部に位置する領域に対応する被写体に対して焦
点検出動作を行なうために、撮影画面枠150内に焦点
検出領域151が設定される。
は、メインミラー14のハーフミラー部を透過してサブ
ミラー19によって焦点検出光学系30へと導かれる。
したがって、メインミラー14のハーフミラー部及びサ
ブミラー19の配置を任意に設定することにより、焦点
検出領域151を所望の位置に設定することができるの
である。
30は、視野マスク31によって規定される範囲内の所
定の位置に視野マスク像153a・153bを結像させ
るのと同時に、この視野マスク像153a・153bの
内部領域、即ち焦点検出用の所定の受光領域152a・
152bに所定の像が再結像されることになる。このと
き、制御回路(図1〜図5では図示せず;後述する図6
のマイコン61参照。)は、CCD21からの出力信
号、即ち所定範囲の画像データを受けて、これに基づい
た焦点検出演算を実行することになる。
は、CCD21に対して斜め下方側から照射され、CC
D21の受光面上に再結像されることになるので、図5
に示すように上部が若干開いた台形状の像となる。この
場合においては、受光領域152a・152bに再結像
される像もまた同様に変形することになるが、瞳分割方
向(撮影画面の長辺に沿う方向)に対しては、略垂直方
向となる変形であるので、焦点検出用の受光領域152
a・152bの対称相似性に対する影響は非常に小さ
い。したがって、焦点状態の検出精度に対する影響はほ
とんどない。
主要となる電気的な構成部材を示すブロック構成図であ
る。
下、CPUという)61a等からなる制御手段であるマ
イコン61によって全体が制御されるようになってい
る。即ち、このマイコン61は、本電子的撮像装置シス
テムの制御装置であって、その内部にCPU61aと、
ROM61bと、RAM61cと、A/Dコンバータ
(ADC)61dと、内部メモリであるEEPROM6
1e等を有して構成されるコントローラである。そし
て、このマイコン61は、自己の内部に設けられるRO
M61bに予め格納されているシーケンスプログラムに
従って本電子的撮像装置の一連の動作を制御するように
なっている。
演算や測光及び露出演算、AWB(オートホワイトバラ
ンス)演算等に関する各電子的撮像装置に固有の補正デ
ータが予め記憶されている。
参照)を駆動制御する絞り駆動部63と、合焦レンズ1
1a(図1参照)等を駆動制御するレンズ駆動部62
と、各種の操作部材(図示せず)に連動し各種の指令信
号を発生させるスイッチ群、例えば撮影動作を開始させ
るに際して測光及びAF動作等の予備的な動作を実行さ
せる旨の指令信号を発生させるファーストレリーズスイ
ッチ(1RSW)47、絞り部材11b等を駆動させて
露出動作を実行させる旨の指令信号を発生させるセカン
ドレリーズスイッチ(2RSW)48等が電気的に接続
されている。なお、1RSW47と2RSW48とは、
単一の操作部材によって操作し得るように構成されるい
わゆる二段スイッチの形態となっている。
ック構成図に示すようにタイミングジェネレータ(以
下、TGという)82及びシグナルジェネレータ(以
下、SGという)83等によって構成され、CCD21
を駆動制御する撮像素子(CCD)制御部43が電気的
に接続されている。そして、このCCD制御部43に
は、CCD21が電気的に接続されており、同CCD2
1の駆動を制御するようになっている。
被写体光束により形成される光学的な被写体像を電気信
号に変換するものである。このCCD21の詳細な構成
については後述する(図8・図9参照)。
気的に接続されている。この映像信号処理部42は、C
CD21からの出力信号を受けて所定の処理を施すこと
で、所定の形態の画像信号を生成するものである。この
映像信号処理部42には、焦点検出演算部50、測光・
露出演算部45、AWB部51、表示部46・記録部4
4等が電気的に接続されている。そして、この映像信号
処理部42は、それぞれの構成ブロックに対して最適な
形態の画像信号とこれに付随する情報等を生成し出力す
るようになっている。
2からの出力信号を受けて焦点位置を検出し演算する焦
点検出部を構成する回路であって、その演算結果や合焦
状態の判定データ及び合焦レンズ11aの所定の駆動量
データ等は、マイコン61へと出力されるようになって
いる。
42からの出力信号を受けて被写体の輝度等を検出し最
適となる露出データ、即ち絞り部材11bの絞り値及び
CCD21の電子シャッター速度値等を算出する回路で
あって、その演算結果は、マイコン61へと出力される
ようになっている。そして、これを受けてマイコン61
は、絞り駆動部63を介して所定の絞り値となるように
絞り部材11bを駆動すると共に、CCD制御部43を
介して所定の電子シャッター速度値でCCD21を駆動
制御することになる。
の出力信号を受けて被写体のホワイトバランスが最適と
なるように自動的に調整するための回路であって、この
AWB部51によって最適に調整された画像信号は、表
示部46へと出力されるようになっている。
(LCD)等の画像表示装置によって形成され、映像信
号処理部42及びAWB部51を介して入力される画像
信号を画像として表示し得ると共に、その画像信号に付
随する撮影情報等や撮影モード等の電子的撮像装置自体
の内部情報等を文字や記号等の形態で視覚的に表示する
ものである。
出力信号を受けて画像信号及びそれに付随する撮影情報
等(以下、単に画像信号等という)を所定の形態で記録
するものである。
4、CCD制御部43についての詳細な構成を、以下に
説明する。図7は、本電子的撮像装置における映像信号
処理部42及び記録部44とこれらに対して電気的に接
続される主要な電気回路の一部を取り出して示す要部ブ
ロック構成図である。
取得される画像信号からリセットノイズ等を除去する相
関二重サンプリング回路(以下、CDSという)78
と、この相関二重サンプリング回路78の出力を増幅さ
せるゲインコントロールアンプ(以下、AMPという)
79と、AMP79の出力(アナログ信号)を受けてこ
れをデジタル信号に変換するADコンバータ(以下、A
/Dという)80と、A/D80によりデジタル信号に
変換された画像信号に対して所定の処理を行なうプロセ
ス処理回路81等によって構成されている。
D21に対して駆動信号を出力することで所定の動作を
制御するものであって、次のような構成からなる。即
ち、CCD制御部43は、TG82SG83等によって
構成されており、このうちTG82は、CCD21を駆
動するための転送パルス等の駆動信号を発生させると共
に、映像信号処理部42の相関二重サンプリング回路7
8のサンプルホールドパルス及びA/Dコンバータ80
のAD変換タイミングパルス等を発生させるものであ
る。
との間の同期をとるための信号を発生させるものであ
る。そして、CCD制御部43は、マイコン61の指令
により測光・露出演算部45の演算結果に基づいて露出
時におけるCCD21の電子シャッター、即ち露光時間
を制御する役目をしている。
理部42からの出力信号を受けて画像信号等を所定の形
態の画像データファイルとして、記録媒体86に格納し
得るように構成されているものである。
のプロセス処理回路81から出力される画像信号等を受
けて、これを一時的に記憶する一時メモリであるDRA
M84と、同画像信号等を画像データファイルとして所
定の領域に格納し保存する記録媒体86と、DRAM8
4を介して入力された画像信号等を画像データファイル
として記録媒体86に記録するのに最適となる信号処
理、つまり圧縮処理等を施すと共に、記録媒体86に記
録された画像データファイルを読み出して再生表示をす
るのに最適となる信号処理を施す伸長回路等からなる圧
縮伸長回路85等によって構成されている。
D)21の詳細な構成について、以下に説明する。図8
は、本電子的撮像装置における撮像素子(CCD)の一
部を拡大して示す要部拡大構成図である。
の電荷転送タイプは、インターライン転送型である。C
CD21の受光面には、撮像部となる複数の受光素子が
水平方向と垂直方向に二次元的に並べて配置されてお
り、これら個々の受光素子がそれぞれ一つの画素を形成
するように構成されている。
二次元的に配置された受光素子群であるフォトダイオー
ド101と、このフォトダイオード101に蓄積された
電荷(第1映像信号)を垂直シフトレジスタ103に転
送するトランスファーゲート102と、転送された電荷
を順次垂直方向に転送する垂直シフトレジスタ103
と、垂直シフトレジスタ103により垂直方向に転送さ
れた電荷を水平方向に順次転送する水平シフトレジスタ
104と、この水平シフトレジスタ104により水平方
向に転送された電荷を電圧信号に変換して出力する出力
部105等によって構成されている。
ち受光面となる側の面には、それぞれに所定の曲率を有
し所定の焦点距離を有する球面レンズによって形成され
るマイクロレンズアレイ(図示せず)が配置されてい
る。このマイクロレンズアレイは、CCD21の光感度
を向上させるために、各受光素子毎に対応させて配置さ
れている。
入射面側にマイクロレンズアレイを設けることで、入射
光を効率よく集光するようにしている。このような構成
のものは、一般的に実用化されている手段であって、い
わゆるオンチップマイクロレンズと呼ばれているもので
ある。
には、色フイルター(図8では図示せず。図9参照)が
配置されている。この色フイルターの配列は、図9に示
すようにいわゆるベイヤー配列となっている。なお、図
9において示す符号R・G・Bは、それぞれ赤・緑・青
を選択的に透過する色フイルター要素を示している。
撮像装置における作用を、以下に説明する。図10は、
本電子的撮像装置における制御手段であるマイコン61
のメインルーチンを示すフローチャートである。また、
図11は、本電子的撮像装置において撮像動作が実行さ
れる際のタイムチャートを示している。
チ(図示せず)のオン操作により、又は電池の挿入操作
等によってマイコン61を含む電気回路への給電が開始
されることにより起動し、これによってマイコン61の
内部のROM61bに予め格納されているシーケンスプ
ログラムが実行される。この状態において、まずステッ
プS101では、本電子的撮像装置の各電気回路ブロッ
クの初期化が行なわれる。
ン61は、1RSW47の状態を検出し、これがオン状
態にされたか否かの確認を行なう。ここで、所定の操作
部材(図示せず)が操作されることによって生じる1R
SW47のオン信号が確認された場合には、ステップS
103の処理に進む。
れなかった場合には、ステップS105の処理に進む。
このステップS105においては、CCD21の撮像部
である受光素子の蓄積動作及び読出動作等の一連の測光
のための動作(以下、単に測光動作という)が行なわれ
て、次のステップS106の処理に進む。
信号処理部42から出力されるCCD21により取得さ
れた画像信号を受けて測光・露出演算部45が、所定の
測光及び露出演算処理を実行する。これにより、本露光
動作時(画像記録を行なう際)必要となる情報、即ち被
写体に応じた適正となる露出情報、例えば絞り部材11
bの絞り値やCCD21の電子シャッター速度値等を算
出する。
測光動作が開始され、この測光動作は繰り返し実行され
ることになる(図11の符号[2]参照)。このとき図
11の符号[3]に示すように絞り部材11bは、開放
状態にある。
1RSW47がオン状態にされたことを確認した場合に
は(図11の符号[1]参照)、次のステップS103
において、CCD21を用いた焦点検出動作が実行され
る。この場合においては、上述したように撮影光学系1
1を透過した被写体光束は、メインミラー14及びサブ
ミラー19を介して焦点検出光学系30に導かれてい
る。そして、この焦点検出光学系30を介してCCD2
1の撮像領域100における所定の受光領域152a・
152bに所定の像が結像されている。
CCD21における受光領域152a・152b内の蓄
積動作(AF用露光。図11の符号[4]参照。詳細は
図12によって後述する。)が実行される。これにより
取得された焦点検出用の画像信号は、CCD21から映
像信号処理部42を介して焦点検出演算部50へと出力
され(読出動作)、次のステップS104において、そ
の出力信号に基づいて焦点検出演算部50が所定の焦点
検出演算を実行する(図11の符号[5]参照)。な
お、ここで実行される所定の焦点検出演算についての詳
細は後述する(図13参照)。
述のステップS104において実行した焦点検出演算の
結果が合焦状態にあるか非合焦状態にあるかの判別を行
なう。ここで、合焦状態であると判別された場合には、
ステップS109の処理に移行し、また非合焦状態であ
ると判別された場合には、ステップS108の処理に移
行する。
プS104における焦点検出演算結果に基づいて合焦状
態とするための合焦レンズ11aの移動量が算出される
と共に、その算出結果に基づいてマイコン61は、レン
ズ駆動部62を駆動制御して合焦レンズ11aを移動さ
せる(図11の符号[7]参照)。その後、ステップS
102の処理に戻り、以降同様のAF動作の処理を繰り
返す。
SW48の状態を検出しオン状態となっているか否かの
確認を行なう。ここで、2RSW48がオン状態である
ことが確認された場合(図11の符号[6]参照)に
は、次のステップS110の処理に進み、同2RSW4
8がオフ状態であることが確認された場合には、ステッ
プS102の処理に戻り、2RSW48がオン状態にな
るのを待機しながら、以降のシーケンスを継続して実行
する。
わゆる本露光動作(図11の符号[8]参照)が実行さ
れる。この本露光動作は、まずステップS110におい
て、マイコン61が絞り駆動部63を介して絞り部材1
1bを制御し、これにより上述のステップS106にお
いて算出した露出用絞り値となるように駆動する(絞り
制御処理;図11の符号[9]参照)。
制御部43は、CCD21を制御して、電荷掃き出し信
号(SUB。図11参照)をオフ状態に切り換えてCC
D21による蓄積動作を開始させ、上述のステップS1
06における露出演算処理によって算出した電子シャッ
ター速度値により本露光動作を実行する(図11の符号
[8]参照)。ここで、電子シャッターとは、CCD制
御部43により算出された電子シャッター速度値に応じ
た所定のタイミングで電荷転送パルス(TGP。図11
参照)を発生させて、フォトダイオード101の蓄積電
荷を垂直シフトレジスタ103へと転送する動作であ
る。
は、取得されるべき画像信号に対していわゆるスミア等
のノイズ成分が混入するのを防止するために、絞り駆動
部63を介して絞り部材11bが閉状態となる方向に駆
動され、同絞り部材11bは完全に遮閉状態となる(図
11の符号[10]参照)。これによってCCD21の
受光面が遮光状態となる。
D21の遮光状態を保持したまま、CCD制御部43が
画像読み出し信号(DCLK。図11参照)をCCD2
1へと出力する。そして、映像信号処理部42は、同信
号(DCLK)に同期して出力されるCCD21の信号
(CCD信号;画素信号。図11参照)をA/D変換し
た後、これを読み出す(図11の符号[11]参照)。
コン61は、絞り駆動部63を介して絞り部材11bを
開放状態にするべく、所定の絞り開放コマンドを送信
し、同絞り部材11bを駆動し、これを開放状態に戻す
(図11の符号[12]参照)。
信号処理部42は、CCD21によって取得された画像
信号を記録するのに最適な形態とする所定の処理、例え
ば圧縮処理等を行なった後、これを記録媒体86の所定
の領域に格納する(図11の符号[12]参照)。その
後、一連の動作を終了して、上述のステップS102の
処理に戻り、以降の処理を同様に繰り返す。
出動作を行なう際に撮像素子(CCD)によって実行さ
れる焦点検出用の蓄積動作(AF用露光)及び焦点検出
演算の手順について、図12・図13のフローチャート
を用いて説明する。
素子(CCD)の焦点検出用の受光領域における蓄積動
作及び読出動作のシーケンスを示すフローチャートであ
る。また、図13は、焦点検出演算のシーケンスを示す
フローチャートである。
10のステップS103の処理に相当するものであり、
また図13に示されるシーケンスは、図10のステップ
S104の処理に相当するものであって、これらを詳述
するものである。
域における蓄積動作及び読出動作のシーケンスを説明す
る。まずステップS200では、本電子的撮像装置にお
けるCCD21の撮像領域100のうち焦点検出用の受
光領域152a・152bに関する情報、即ち受光領域
152a・152bの有効画素範囲に関する情報をマイ
コン61のEEPROM61eより読み出す。
素範囲に関する情報は、個々の電子的撮像装置に適用さ
れるCCD21毎に異なる固有の情報である。したがっ
て、電子的撮像装置の製造時において、予め個々の電子
的撮像装置毎に固有の情報の確認がなされており、各電
子的撮像装置に応じた適切な情報が各電子的撮像装置の
マイコン61内に設けられるEEPROM61eに予め
記憶されている。
なわれた蓄積動作によって得られている受光領域152
a・152bにおける画素信号を参照し、適正な画素信
号が得られるような蓄積時間を算出し決定する。
ップS201において算出された蓄積時間に基づいて、
マイコン61は、CCD制御部43を介してCCD21
の蓄積動作を制御する。
の出力、即ち画素信号の読み出し動作を実行する。この
焦点検出動作を行なうに際しては、撮像領域100の受
光領域152a・152b以外の領域の画素信号は、使
用しないことにしていることから、いわゆる高速掃き出
し動作を行なって読み出し時間を短縮するようにしてい
る。
上述のステップS200の処理でEEPROM61eか
ら読み出した有効画素範囲の情報に基づき受光領域15
2a・152bに対応する領域の画素信号のみを読み出
した後、図10のメインルーチンに復帰する。
電子的撮像装置では、CCD21を利用して測光・露出
演算やAWB演算等を行なうようにしている。この場合
には、上述したような高速掃き出し処理を行なわずに撮
像領域100の全領域を利用するようにしたり、焦点検
出演算処理と同様に測光・露出演算処理を行なうための
所定の領域やAWB演算を行なうための所定の領域等に
応じた領域の画素信号を読み出すようにすれば良い。こ
の場合には、各所定の領域に関する情報を予めEEPR
OM61e等に記憶させておき、各演算を実行する前に
対応する情報を読み込ませる等の処理を行なうようにす
れば良い。そして、CCD21の撮像領域100のうち
の各所定の領域に対して、所定の手段、例えばメインミ
ラー14の全体をハーフミラーで形成する等の手段によ
って必要となる被写体光束を導くようにする必要があ
る。
用の受光領域152a・152bの画素信号に基づいて
焦点検出演算を行なう際のシーケンスを、図13によっ
て説明する。
検出演算処理は、従来より公知のTTL位相差検出方式
が用いられる。したがって、その詳細な説明は省略し、
本実施形態における特徴となる部分についてのみ、以下
に詳述する。
ップS104及び図13参照)に移行すると、まずステ
ップS300では、焦点検出領域内、即ち受光領域15
2a・152bの同色信号を列方向に加算する。
152a・152bのうち図14の符号Xで示す瞳分割
方向に対して直交する方向となる列方向の同色の画素信
号をそれぞれ加算処理する。この加算処理は、R・G・
Bのそれぞれの色要素について行なわれる。なお、図1
4は、焦点検出演算が行なわれる際の加算処理を概念化
して示す図である。
行われることになる。図14に示すようにCCD21の
焦点検出用の受光領域152aにおいて、第一列目の同
色信号のうちR信号を加算処理して得られたデータがR
1Lであり、G信号を加算処理して得られたデータがG
1Lである。同様に第二列目の同色信号のうちのG信号
を加算処理して得られたデータがG2Lであり、B信号
を加算処理して得られたデータがB1Lである。
の受光領域152bにおいても同様の加算処理を行なっ
て所定のデータを取得する。そして、このようにして得
られるデータは、G信号については、受光領域152a
の側でG1L・G2L・G3L…が、受光領域152b
の側でG1R・G2R・G3R…がそれぞれ得られる。
同様にR信号については、受光領域152aの側でR1
L・R2L・R3L…が、受光領域152bの側でR1
R・R2R・R3R…が得られ、B信号については、受
光領域152aの側でB1L・B2L…が、受光領域1
52bの側でB1R・B2R…が得られる。
ップS300において取得した同色加算信号の各データ
を用いて一般的な位相差検出演算をR・G・Bの各色要
素毎に行なう。
タG1L・G2L・G3L…と、受光領域152b側の
加算後データG1R・G2R・G3R…とによって位相
差検出演算を行なう。
のステップS301における位相差検出演算の信頼性に
ついてそれぞれ評価して、焦点検出が可能であるか否か
の判定を行なう。
検出が可能であると判定された演算結果を選択して平均
処理を行なう。
の演算結果からデフォーカス量を算出した後、図10の
メインルーチンに復帰する(リターン)。
よれば、メインミラー14の一部にハーフミラー部を設
け、このハーフミラー部を透過した被写体光束をサブミ
ラー19によって焦点検出光学系30へと導くように
し、この焦点検出光学系30を介して被写体光束をCC
D21の撮像領域100のうちの所定の受光領域152
a・152bに対して照射するようにし、これによって
焦点検出動作を実行するようにしている。
の撮像手段を特に配設することなく、被写体光束の一部
を撮像用の撮像手段の所定の位置へと導くことにより、
この撮像用の撮像手段を利用した焦点検出動作を実行す
るようにしている。したがって、電子的撮像装置の構成
部材数を低減化することができ、よって装置の小型化に
寄与し得ると共に、装置全体の製造コストの低減化に寄
与することができる。
装置において行なわれる焦点検出演算処理については、
次に示すような手段としてもよい。
像装置において行なわれる焦点検出演算の加算処理の変
形例を示す概念図である。
領域152a・152bにより取得され得る画素信号の
うち所定の信号のみを取り出すようにしたいわゆる間引
き読み出しを行なう場合の例を示すものである。
領域内、即ち受光領域152a・152bの同色信号を
列方向に加算する。この場合において、列方向の同色信
号のうち三つ毎に一つの画素信号を取得する間引き読み
出しを行なって、読み出した画素信号については、垂直
シフトレジスタ103の内部において加算処理を行な
う。
出願人が先に特開平10−136244号公報等によっ
て開示しているように、撮像素子としてCCDを適用し
ている場合には、読み出しクロックの操作を行なうこと
によって垂直シフトレジスタ103の動作を制御するこ
とで容易に実現することができるものである。
aのみについて図示しているが、他方の受光領域152
bについても全く同様に処理されることになる。
信号を読み出すようにすることで、全体的な画素信号の
読み出し時間を短縮化することができると共に、演算処
理のために扱う画素信号量が減ることになるので、演算
速度を高速化することが容易となる。したがって、焦点
検出動作のより一層の高速化を実現することができる。
子的撮像装置において行なわれる焦点検出演算の加算処
理の別の変形例を示す概念図である。
15の場合と同様に焦点検出用の受光領域152a・1
52bにより取得され得る画素信号のうち所定の信号の
みを取り出すようにした間引き読み出しを行なう場合の
異なる例を示している。
向の同色信号のうち所定の画素信号、即ち三つ毎に二つ
の画素信号を取得する間引き読み出しを行なっている。
このようにして読み出した画素信号については、垂直シ
フトレジスタ103の内部において、上述の第1の実施
形態やその変形例と同様の加算処理を行なう。
形例と同様に読み出し時間の高速化及び読み出す画素信
号量の削減化による演算速度の高速化を図ることができ
る。
以下に説明する。図17は、本発明の第2の実施形態の
電子的撮像装置における主要構成部材の配置を概略的に
示す図であって、合わせて撮影光学系を透過した光束の
本電子的撮像装置の内部における光路を示している。こ
の図17は、上述の第1の実施形態における図1に相当
する図であって、図1と同様に、図面の繁雑化を避ける
ために、本発明に関連しない構成部材については、その
図示を省略し、本発明の関連する構成部材のみを示すよ
うにしている。
本的に上述の第1の実施形態と略同様であり、焦点検出
光学系の構成が異なるのみである。即ち、本実施形態の
焦点検出光学系130は、図17に示すように視野マス
ク131・フィールドレンズ132・全反射ミラー13
3・全反射ミラー136・瞳マスク134・再結像レン
ズ135等によって構成されている。この焦点検出光学
系130の基本的な構成の概念は、上述の第1の実施形
態と全く同様である(図2・図3参照)。
学系130から出射した焦点検出用の光束をCCD21
の撮像領域の所定の位置に導くために、サブミラー19
の後方に、さらに全反射ミラー137を配置している。
この全反射ミラー137は、焦点検出光学系130から
の焦点検出用の光束を反射させることによって、その光
路を折り曲げて、下方に位置する焦点検出光学系130
からの光束を、本電子的撮像装置の後方に配置されるC
CD21の側へと導き、その受光面上に再結像させるた
めに設けられているものである。
動作時には、メインミラー14及びサブミラー19が撮
影位置(図17の点線位置)に退避することになるが、
このとき同時に全反射ミラー137も被写体光束を遮ら
ない位置、即ち図17の点線で示す位置へと所定の移動
機構(図示せず)によって移動し、これによって被写体
光束の光路上から退避するようになっている。
した場合には、CCD21に対して略垂直に焦点検出用
の光束を入射させて、撮像領域100の所定の位置に焦
点検出用の像を再結像させるようにしている。この場合
のCCD21における撮像領域100に結像される視野
マスク像153a・153b及び焦点検出用の受光領域
152a・152bは、図17のように上述の第1の実
施形態において生じる変形は生じない。
施形態の電子的撮像装置と略同様に構成されており、そ
の作用についても同様である。なお、本実施形態におい
ては、上述したように撮影動作時には、メインミラー1
4及びサブミラー19が被写体光束の光路外に退避する
のと同時に、全反射ミラー137も図示しない移動機構
によって被写体光束の光路外に退避する。これによっ
て、撮影光学系11を透過した被写体光束の全てがCC
D21の受光面の撮像領域100に照射することにな
る。
よれば、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ること
ができると共に、上述の第1の実施形態の電子的撮像装
置における焦点検出光学系30によって発生する像の変
形(図5参照)等の問題を解消することができ、よって
焦点検出精度をより向上させることができる。
以下に説明する。図19は、本発明の第3の実施形態の
電子的撮像装置における主要構成部材の配置を概略的に
示す図であって、合わせて撮影光学系を透過した光束の
本電子的撮像装置の内部における光路を示している。ま
た、図20は、本電子的撮像装置における焦点検出光学
系の構成の概念を示す斜視図であって、合わせて撮影光
学系を透過した被写体光束が焦点検出光学系230を介
してCCD21へと到達する際の様子を概念的に示す図
である。
おける図1に相当する図であり、図20は、同様に第1
の実施形態における図3に相当する図である。これら図
19・図20は、図面の繁雑化を避けるために、本発明
に関連しない構成部材については、その図示を省略し、
本発明の関連する構成部材のみを示すものである。
本的に上述の第1の実施形態と略同様であるが、焦点検
出光学系の構成が異なると共に、CCD21の全面にフ
ォーカルプレーンシャッターを配置している点が異な
る。
は、図19に示すようにフィールドミラー232・瞳マ
スク234・再結像レンズ235等によって構成されて
いる。フィールドミラー232は、凹面の内側に反射面
を有する反射鏡により形成されている。そして、このフ
ィールドミラー232は、上述の第1の実施形態の電子
的撮像装置における焦点検出光学系30を構成する視野
マスク31・フィールドレンズ32・全反射ミラー33
の機能を一部材によって実現しているものである。
光学系11(図20では図示せず)を透過した被写体光
束であって、サブミラー19(図20では図示せず)か
らの光束のうち一部の光束のみが反射し得るように、そ
の反射面Aの側の略中央部近傍に所定の範囲の反射部2
32aが設けられている。
たように凹面の内側に反射面Aを有する反射鏡によって
形成されていることから、上記反射部232aによって
集光された所定の光束のみが反射するようになってい
る。したがって、光束の光路は、これによって変換され
てCCD21の側に導かれるようになっている。こうし
てフィールドミラー232は、第1の実施形態における
焦点検出光学系30の視野マスク31・フィールドレン
ズ32・全反射ミラー33の機能を一部材で実現してい
る。
射された光束は、二つの開口部234a・234bを有
する瞳マスク234及び二つのレンズ235a・235
bからなる再結像レンズ235を介して焦点検出光学系
230から出射することになる。
出射した焦点検出用の光束は、図20に示すようにCC
D21の受光面の撮像領域100の所定の受光領域15
2a・152bへと入射するようになっている。
シャッター機構であるフォーカルプレーンシャッター2
2が配置されている。このフォーカルプレーンシャッタ
ー22は、一般的な一眼レフレックスカメラ等に適用さ
れているものと同様の構成、即ち先幕23及び後幕24
等からなり、先幕23と後幕24との間に形成されるス
リットによって、露光動作を行なうようにしたものであ
る。
2は、焦点検出動作が行なわれる場合、即ち電子的撮像
装置が撮影準備状態にあるときには、メインミラー14
が図19の実線で示す位置にあると共に、先幕23が開
放状態となる位置に配置されるようになっている。これ
により、焦点検出用の光束のみがCCD21の撮像領域
100(図20参照)の所定の受光領域152a・15
2bに入射するように構成されている。
撮像領域100の所定の受光領域152a・152b以
外の部分への入射光は、上述の第1の実施形態と同様に
メインミラー14の全反射ミラー部、即ちサブミラー1
9に対応するハーフミラー部以外の領域により遮光され
るようになっている。したがって、焦点検出動作が行な
われるときには、焦点検出用の光束のみがCCD21の
撮像領域100(図20参照)の所定の受光領域152
a・152bに入射することになる。
ンミラー14及びサブミラー19が図19の点線で示す
位置(撮影位置)に退避すると共に、フォーカルプレー
ンシャッター22は、機械的チャージ機構(図示せず)
の作用によってチャージされ、先幕23がセット状態に
なる。
処理の結果、算出されたシャッタ秒時の情報に基づいて
先幕23及び後幕24の駆動制御が行なわれ、これによ
って本露光動作が実行されることになる。
装置においては、本露光動作後に行なわれるCCD21
の画素データ読み出し時に、絞り部材11bを完全な遮
閉状態とすることでCCD21への光束を遮光するよう
にしているが、本実施形態においては、CCD21の全
面に配置したフォーカルプレーンシャッター22によっ
てCCD21の遮光状態を保持し得るので、絞り部材1
1bは、絞り開口を保持し撮影光学系11への入射光束
を規制する絞り機能の役目をするのみである。
施形態の電子的撮像装置と略同様の構成となっており、
その作用は、上述のフォーカルプレーンシャッター22
の作用が加わる一方、絞り部材11bによる遮光動作が
不要となる点以外は、上述の第1の実施形態と同様であ
る。
よれば、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ること
ができることに加え、本実施形態の電子的撮像装置にお
ける焦点検出光学系230では、第1の実施形態の電子
的撮像装置の焦点検出光学系30における視野マスク3
1・フィールドレンズ32・全反射ミラー33によって
実現される機能を、フィールドミラー232の一部材に
よって機能するようにしているので、焦点検出光学系2
30を構成する部材数を削減すると同時に、その構成の
簡易化を実現している。したがって、電子的撮像装置全
体の製造コストのさらなる低減化に寄与することができ
る。
1の画素データ読み出し時には、CCD21の全面に配
置したフォーカルプレーンシャッター22によってCC
D21の遮光状態を保持するようにしているので、絞り
部材11bは、絞り開口を保持し撮影光学系11への入
射光束を規制するのみの動作を行なえば良い。したがっ
て絞り部材11bを駆動制御する絞り駆動部63の制御
シーケンスをより単純化することができる。
以下に説明する。図21は、本発明の第4の実施形態の
電子的撮像装置における主要構成部材の配置を概略的に
示す図であって、合わせて撮影光学系を透過した光束の
本電子的撮像装置の内部における光路を示している。ま
た、図22は、本電子的撮像装置における焦点検出光学
系の構成の概念を示す斜視図であって、合わせて撮影光
学系を透過した被写体光束が焦点検出光学系330を介
してCCD21へと到達する際の様子を概念的に示す図
である。
おける図1に相当する図であり、図22は、第1の実施
形態における図3に相当する図である。これら図21・
図22においては、図面の繁雑化を避けるために、本発
明に関連しない構成部材については、その図示を省略
し、本発明の関連する構成部材のみを示すものである。
本的に上述の第1の実施形態と略同様であるが、焦点検
出光学系の構成が異なるものである。
は、図21に示すように視野マスク331・フィールド
レンズ332・第1全反射ミラー333及び第2全反射
ミラー336・再結像ミラー335等によって構成され
ている。
内側に全反射面を有する二つの反射鏡であるミラー33
5a・335bによって構成されている。この再結像ミ
ラー335は、上述の第1の実施形態の電子的撮像装置
における焦点検出光学系30の一部を構成する瞳マスク
34及び再結像レンズ35の機能を合わせて備えたもの
である。
ー335a・335bの各反射面には、上述の第3の実
施形態における焦点検出光学系230のフィールドミラ
ー232と同様に、入射する光束のうち一部の光束のみ
が反射するように、反射面の略中央部近傍に所定の範囲
の反射部が設けられている。したがって、これにより上
述の第1の実施形態における焦点検出光学系30の瞳マ
スク34の機能を有している。また、これと同時に再結
像ミラー335は、その凹面反射鏡による集光及び反射
作用によって光束を集光し所定の像を再結像させる再結
像レンズ35の機能をも有しているのである。
施形態の電子的撮像装置と略同様の構成となっている。
また、その作用についても略同様である。
作が行なわれる場合には、サブミラー19から焦点検出
光学系330へと導かれた焦点検出用の光束の光路は、
次のような経路をたどることになる。
束であって、サブミラー19からの焦点検出光学系33
0へと導かれた焦点検出用の光束は、まず視野マスク3
31によって所定量の光束に規制されて、これを通過し
た後、フィールドレンズ332によって集光され、第1
全反射ミラー333の反射面によって反射する。これに
より、その光路が変更されて、同光束は第2全反射ミラ
ー336へと導かれる。そして、同光束は、第2全反射
ミラー336によって再度反射することによって、その
光路を変更して、再結像ミラー335へと導かれる。
35a・335bに入射した各光束は、それぞれの反射
面で反射して二つの像をCCD21の撮像領域100の
所定の二つの受光領域152a・152bに照射され、
ここに所定の像を再結像させる。そして、この二つの像
に基づいて焦点検出動作が実行されることになる。
第1の実施形態の電子的撮像装置と略同様である。
よれば、上述の第1の実施形態と同様の効果を得ること
ができる。また、上述の第1の実施形態の電子的撮像装
置の焦点検出光学系30においては、瞳マスク34の二
つの開口部34a・34bを通過した光束を再結像レン
ズ35の二つのレンズ35a・35bによって再結像す
るようにしていたので、同レンズ35a・35bにより
生ずる収差等の影響を受けて像の位置ずれ等の問題があ
った。
1の実施形態の電子的撮像装置の焦点検出光学系30に
おける瞳マスク34と再結像レンズ35との機能を再結
像ミラー335によって実現するようにしたので、上述
のような問題を解消することができる。したがって、こ
れにより、さらに高精度な焦点検出動作を実現すること
が容易となる。
のような構成の発明を得ることができる。
光学的な被写体像を光電変換することにより電気的な画
像信号を生成する撮像素子を有してなる電子的撮像装置
において、上記撮影光学系を透過した被写体光束のうち
の少なくとも一部を上記撮像素子の受光面に再結像させ
る焦点検出光学系と、上記撮影光学系を透過した被写体
光束のうちの少なくとも一部を上記焦点検出光学系へと
導く光学部材と、上記撮像素子の出力信号に基づいて焦
点検出動作を実行する焦点検出部と、を具備して構成さ
れている電子的撮像装置。
おいて、上記撮影光学系を透過した被写体光束を二つの
光束に分割し、一方の光束を被写体観察用の光束として
ファインダー光学系へと導くと共に、他方の光束を焦点
検出用の光束として上記光学部材へと導く分割光学系
を、さらに有して構成されている。
おいて、上記分割光学系は、焦点検出動作の実行中には
上記撮影光学系を透過した被写体光束の光路上に配置さ
れ、撮影動作の実行中には上記撮影光学系を透過した被
写体光束の光路上から退避する位置に移動する。
おいて、上記分割光学系は、クイックリターンミラーに
よって構成されている。
おいて、上記分割光学系は、一部が半透過鏡により、他
の一部は全反射鏡によって構成されている。
おいて、上記光学部材は、全反射鏡により構成されてい
る。
光学系により結像された被写体像を撮像素子を利用して
画像信号に光電変換し、この画像信号を画像データとし
て記録媒体に記録する電子的撮像装置において、焦点検
出を行なうための専用の撮像素子が不要となるような構
成を採ることで、装置自体の小型化及び製造コストの低
減化に寄与し得る電子的撮像装置を提供することができ
る。
ける主要構成部材の配置と、撮影光学系を透過した光束
の電子的撮像装置の内部における光路とを合わせて示す
図。
の構成を示す側断面図であって、合わせて撮影光学系を
透過した被写体光束が焦点検出光学系を介して撮像素子
へと到達する際の様子を概念的に示す図。
の構成を示す斜視図であって、合わせて撮影光学系を透
過した被写体光束が焦点検出光学系を介して撮像素子へ
と到達する際の様子を概念的に示す図。
点検出領域の配置を示す図。
検出領域に対応する撮像素子(CCD)の受光部(撮像
領域)の受光領域を示す概念図。
的な構成部材を示すブロック構成図。
及び記録部とこれらに対して電気的に接続される主要な
電気回路の一部を取り出して示す要部ブロック構成図。
D)の一部を拡大して示す要部拡大構成図。
D)の色フイルターの色要素を示す配列図。
イコン)のメインルーチンを示すフローチャート。
行される際のタイムチャート。
CD)の焦点検出用の受光領域における蓄積動作及び読
出動作のシーケンスを示すフローチャート。
点検出演算のシーケンスを示すフローチャート。
が行なわれる際の加算処理を概念化して示す図。
おいて行なわれる焦点検出演算の加算処理の変形例を示
す概念図。
おいて行なわれる焦点検出演算の加算処理の別の変形例
を示す概念図。
おける主要構成部材の配置と、撮影光学系を透過した光
束の電子的撮像装置の内部における光路とを合わせて示
す図。
焦点検出領域に対応する撮像素子(CCD)の受光部
(撮像領域)の受光領域を示す概念図。
おける主要構成部材の配置と、撮影光学系を透過した光
束の電子的撮像装置の内部における光路とを合わせて示
す図。
学系の構成を示す斜視図であって、合わせて撮影光学系
を透過した被写体光束が焦点検出光学系を介して撮像素
子へと到達する際の様子を概念的に示す図。
おける主要構成部材の配置と、撮影光学系を透過した光
束の電子的撮像装置の内部における光路とを合わせて示
す図。
学系の構成を示す斜視図であって、合わせて撮影光学系
を透過した被写体光束が焦点検出光学系を介して撮像素
子へと到達する際の様子を概念的に示す図。
系) 32・132・332……フィールドレンズ(焦点検出
光学系) 33・133……全反射ミラー(焦点検出光学系) 34・134……瞳マスク(焦点検出光学系) 35・135……再結像レンズ(焦点検出光学系) 42……映像信号処理部 43……CCD制御部 44……記録部 45……測光・露出演算部 46……表示部 50……焦点検出演算部 51……AWB部 61……マイコン 62……レンズ駆動部 63……絞り駆動部 136 全反射ミラー(焦点検出光学系) 137 全反射ミラー(焦点検出光学系) 232 フィールドミラー(焦点検出光学系) 234 瞳マスク(焦点検出光学系) 235 再結像レンズ(焦点検出光学系) 333 第1全反射ミラー(焦点検出光学系) 335 再結像ミラー(焦点検出光学系) 336 第2全反射ミラー(焦点検出光学系)
Claims (3)
- 【請求項1】 撮影光学系により結像される光学的な
被写体像を光電変換することにより電気的な画像信号を
生成する撮像素子を有してなる電子的撮像装置におい
て、 上記撮影光学系を透過した被写体光束のうちの少なくと
も一部を上記撮像素子の受光面に再結像させる焦点検出
光学系と、 上記撮影光学系を透過した被写体光束のうちの少なくと
も一部を上記焦点検出光学系へと導く光学部材と、 上記撮像素子の出力信号に基づいて焦点検出動作を実行
する焦点検出部と、 を具備して構成されていることを特徴とする電子的撮像
装置。 - 【請求項2】 上記撮像素子を用いた撮影動作の実行
中には、上記焦点検出光学系への焦点検出用の光束は遮
断されるように構成したことを特徴とする請求項1に記
載の電子的撮像装置。 - 【請求項3】 上記撮像素子を用いた焦点検出動作の
実行中には、上記撮像素子は、上記焦点検出光学系から
の焦点検出用の光束のみを受光するように構成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の電子的撮像装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12884099A JP4190086B2 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 電子的撮像装置 |
| US09/568,381 US6897899B1 (en) | 1999-05-10 | 2000-05-10 | Electronic image pickup apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12884099A JP4190086B2 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 電子的撮像装置 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000324377A true JP2000324377A (ja) | 2000-11-24 |
| JP2000324377A5 JP2000324377A5 (ja) | 2006-05-11 |
| JP4190086B2 JP4190086B2 (ja) | 2008-12-03 |
Family
ID=14994700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12884099A Expired - Fee Related JP4190086B2 (ja) | 1999-05-10 | 1999-05-10 | 電子的撮像装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6897899B1 (ja) |
| JP (1) | JP4190086B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101867A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-04 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2009031562A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Nikon Corp | 受光素子、受光装置、焦点検出装置、カメラ |
| JP2010102340A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Samsung Electronics Co Ltd | サブミラー及びこれを備える撮像装置 |
| JP2014135452A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置 |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7385638B2 (en) * | 2004-04-28 | 2008-06-10 | Eastman Kodak Company | Image sensor for still or video photography |
| US7751700B2 (en) * | 2006-03-01 | 2010-07-06 | Nikon Corporation | Focus adjustment device, imaging device and focus adjustment method |
| US7792420B2 (en) * | 2006-03-01 | 2010-09-07 | Nikon Corporation | Focus adjustment device, imaging device and focus adjustment method |
| JP4321579B2 (ja) * | 2006-11-28 | 2009-08-26 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
| US7853138B2 (en) * | 2007-02-19 | 2010-12-14 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera and photographic lens and diaphragm for starting a defocus detection without waiting for completion of an aperture opening operation |
| JP5180795B2 (ja) * | 2007-12-10 | 2013-04-10 | キヤノン株式会社 | 撮像装置及びその制御方法 |
| KR20130005882A (ko) * | 2011-07-07 | 2013-01-16 | 삼성전자주식회사 | 디지털 촬영 장치, 그 제어방법, 및 오토포커싱 방법 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4774539A (en) * | 1986-10-01 | 1988-09-27 | Canon Kabushiki Kaisha | Camera having a focus detecting apparatus |
| US5262819A (en) * | 1989-07-07 | 1993-11-16 | Canon Kabushiki Kaisha | Compact focus detecting device suitable for incorporation into an optical apparatus |
| US5615399A (en) * | 1991-08-28 | 1997-03-25 | Canon Kabushiki Kaisha | Focus detecting apparatus having photoelectric area sensors |
| US6009280A (en) * | 1993-08-05 | 1999-12-28 | Minolta Co., Ltd. | Flash light amount controlling apparatus |
| JPH07281080A (ja) | 1994-04-06 | 1995-10-27 | Olympus Optical Co Ltd | カメラ |
| JP3491343B2 (ja) * | 1994-06-29 | 2004-01-26 | 株式会社ニコン | 焦点検出装置および焦点検出方法 |
| JPH08262564A (ja) | 1995-03-24 | 1996-10-11 | Canon Inc | 固体撮像カメラ |
| JPH09274130A (ja) | 1996-04-08 | 1997-10-21 | Nikon Corp | レンズ鏡筒及びカメラ |
| JPH10136244A (ja) | 1996-11-01 | 1998-05-22 | Olympus Optical Co Ltd | 電子的撮像装置 |
| JPH10311945A (ja) * | 1997-05-12 | 1998-11-24 | Canon Inc | 焦点検出装置 |
| US6377305B2 (en) * | 1997-10-13 | 2002-04-23 | Canon Kabushiki Kaisha | Image sensing apparatus |
-
1999
- 1999-05-10 JP JP12884099A patent/JP4190086B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2000
- 2000-05-10 US US09/568,381 patent/US6897899B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101867A (ja) * | 2001-09-19 | 2003-04-04 | Olympus Optical Co Ltd | 撮像装置 |
| JP2009031562A (ja) * | 2007-07-27 | 2009-02-12 | Nikon Corp | 受光素子、受光装置、焦点検出装置、カメラ |
| JP2010102340A (ja) * | 2008-10-24 | 2010-05-06 | Samsung Electronics Co Ltd | サブミラー及びこれを備える撮像装置 |
| JP2014135452A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Fujifilm Corp | 固体撮像装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6897899B1 (en) | 2005-05-24 |
| JP4190086B2 (ja) | 2008-12-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4077577B2 (ja) | 撮像素子 | |
| JP4007716B2 (ja) | 撮像装置 | |
| US6816199B1 (en) | Focus detecting device | |
| JP4007713B2 (ja) | 撮像装置 | |
| US8749696B2 (en) | Image pickup apparatus having an exit pupil with divided areas | |
| JP5398893B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP5207797B2 (ja) | 撮像装置およびその制御方法 | |
| JP5653035B2 (ja) | 撮像装置、焦点検出方法、および制御方法 | |
| US8384815B2 (en) | Imaging apparatus | |
| JP2000266988A (ja) | 電子カメラ | |
| JP2009145401A (ja) | 撮像素子および撮像装置 | |
| JP4384288B2 (ja) | 焦点検出装置 | |
| JPWO2010095374A1 (ja) | 撮像素子及びそれを備えた撮像装置 | |
| JP2000162494A (ja) | 電子カメラシステム | |
| JP4190086B2 (ja) | 電子的撮像装置 | |
| JP5361356B2 (ja) | 焦点検出装置及びその制御方法 | |
| JP2008310072A (ja) | デジタルカメラ | |
| JP4567712B2 (ja) | 撮像装置 | |
| JP4847352B2 (ja) | 撮像装置及びその制御方法 | |
| JP6561437B2 (ja) | 焦点調節装置および撮像装置 | |
| JP7387265B2 (ja) | 撮像素子、撮像装置、及び制御方法、並びにプログラム | |
| JP4146948B2 (ja) | 電子カメラ | |
| JP2004187287A (ja) | 撮像装置、該撮像装置の制御方法、及び該制御方法を実行するコンピュータにより読み込み可能なプログラムを記憶した記録媒体 | |
| JP2009031562A (ja) | 受光素子、受光装置、焦点検出装置、カメラ | |
| JP2025040995A (ja) | 焦点調節装置、焦点調節方法、及びプログラム |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060313 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060313 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080609 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080617 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080818 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080909 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080916 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110926 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120926 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130926 Year of fee payment: 5 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |