JPH04216276A - レンズユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レンズユニットに関し
、特に外部の画像を撮像・記録することができ、単独若
しくはカメラ本体と組み合わせて用いられるレンズユニ
ットに関するものである。

【０００２】近年、固体撮像素子を利用して外部光（画
像）を電子的に撮像・記録することの出来る電子カメラ
等に於いては、通常のフィルム撮像方式との共存（併用
）等、より多機能・高機能化への対応が要求されている
。

【０００３】

【従来の技術】従来より、固体撮像素子として電荷結合
素子：ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖ
ｉｃｅ）　を利用した撮像装置が種々開発・実用化され
ているが、その中でも特にシャッター操作によって撮像
した撮像画像を一コマづつ電子的に超小型のＦＤ（フロ
ッピィディスク）等の磁気記憶媒体に記録したり、その
記録した画像データをパソコン等の外部装置等により画
像表示や印刷させたりすることが出来る電子（スチール
）カメラが一般的である。

【０００４】このような図５に示す形状をした従来の電
子カメラでは、カメラ本体１０の内部には、シャッタ制
御等カメラ全体の制御を司る制御回路やレンズ機構部１
に対して自動的に焦点調整を行う自動レンズ機構制御部
と共に、外部の画像を撮像する電荷結合素子、該電荷結
合素子で得た画像データを記憶媒体に記憶可能なデータ
形式にディジタル変換処理する画像処理回路、及び処理
された画像データを記憶する容易に着脱可能な記憶媒体
がそれぞれ内蔵されている。

【０００５】この場合、レンズ機構部１は外部光を入射
して集光させ、カメラ本体１０の撮像面に結像させるべ
く、カメラ本体１０と一体化された構成となっている。 （但し、カメラの機種、例えば一眼レフ等では望遠レン
ズとして交換可能な場合も有る。）

【０００６】また、記憶媒体としてはＦＤ等の磁気記憶
媒体以外にもＩＣメモリカード（ＲＡＭカード）等の電
子式の記憶媒体も使用されている。

【０００７】一方、このような電子カメラは、電荷結合
素子で撮像された画像データを記憶媒体に記憶すること
が出来る機能以外にも、従来より用いられているフィル
ム撮影による方式との共用化（併用）が可能となってお
り、この場合には、カメラ本体１０に於いて電荷結合素
子の前部に、フィルム送り出し部と巻取り部を含めたフ
ィルム収納部を設けることによって通常のフィルム撮像
が出来るようにしている。

【０００８】更に、最近では電荷結合素子とメモリと、
画像処理回路としての超小型電子回路とを全て組み込ん
だ着脱可能な一体式のメモリユニットをカメラ本体１０
に設けてより一層の小型化及びフィルム方式との共用化
を可能にした電子カメラも開発されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の電子
カメラ、特にフィルム共用（併用）方式の電子カメラで
は、当然のことながらレンズ機構部はカメラ本体とは一
体化されており、レンズ機構部はレンズのみの機能を有
し、またカメラ本体はフィルム撮影機能と併せて電子化
のための多機能・高機能化が図られている。従って、カ
メラ本体内部には、その構造上、内部の予め定められた
容積内にしか制御回路、フィルム収納部分、電荷結合素
子、画像処理回路、記憶媒体等の各素子や電子回路を高
密度で配設せざるを得ないため、カメラ本体の小型化に
は自ずと限界がある。

【００１０】その結果、現在、一般的にカメラに対して
フィルム方式をそのまま残しておくことと撮影画像の記
録の電子化という高機能化への要求が高まっている中で
、カメラ本体でのフィルム方式との共用化が容易に実現
出来ないと共にこれらの高密度で配置された電子部品に
対しては製造面に於いてコスト高になってしまい、保守
が困難になるという問題がある。

【００１１】かかる問題に鑑みると、まず、カメラに対
する従来の既成概念を取り払うと、カメラ本体とレンズ
機構部を分離して、レンズ機構部に画像を電子的に撮像
・記録する機能を付加すればカメラ本体内部に各素子や
電子回路を高密度で配設しなくても良いことが容易に判
る。

【００１２】従って、本発明では、単独で画像を電子的
に撮像・記録出来ると共にフィルム方式カメラ本体との
共用化（併用）が容易に図れることが出来るようなレン
ズユニット（レンズ機構部）を実現することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明に係るレンズユニットでは、図１に原理的に
示すように、外部光を入射するレンズ機構部１と、該レ
ンズ機構部１を制御して該入射光の自動焦点調整を行う
自動レンズ機構制御部２と、該レンズ機構部１で焦点調
整した出射光を透過及び反射させる反射プリズム３と、
該反射プリズム３からの該反射光を撮像する電荷結合素
子内蔵制御回路４と、該電荷結合素子内蔵制御回路４で
撮像した画像データのデータ形式に変換する画像処理回
路５と、該画像処理回路５で変換された画像データを記
憶する着脱自在な記憶媒体６と、を備え、上記レンズユ
ニットは該反射プリズム３からの透過光を入射するカメ
ラ本体１０と着脱可能になっている。

【００１４】更に、電荷結合素子内蔵制御回路４に赤外
線電荷結合素子を内蔵することが出来る。

【００１５】

【作用】本発明によるレンズユニット２０では図１に原
理的に示すように、まず、レンズ機構部１が外部被写体
から撮影対象とする光源（画像）を入射すると、自動レ
ンズ機構制御部２によって入射光が集光されるようにレ
ンズ機構部１の移動量が調節・制御されて自動的に焦点
調整が行われる。

【００１６】次に、レンズ機構部１で焦点調整された出
射光は反射プリズム３に入射してそのまま入射とは反対
方向へ透過して本体外部へ出射すると同時に、本体内部
へも反射させられる。

【００１７】更に、反射プリズム３からの反射光は電荷
結合素子内蔵制御回路４へ入射してここでイメージセン
サとしての電荷結合素子により撮像されて電子的な画像
データに変換される。

【００１８】電荷結合素子内蔵制御回路４で撮像された
画像データは画像処理回路５で後述する記憶媒体６に対
して記録可能なデータ形式として送出するために対応す
るフォーマットに変換される。

【００１９】画像処理回路５で変換された画像データは
最終的に記憶媒体６に転送・記憶され、この記憶媒体６
はレンズユニット２０本体とは容易に着脱出来る構造と
なっており他の外部機器でもこの画像データを利用出来
ることになる。

【００２０】このように、レンズユニット２０は電荷結
合素子を内蔵しているため、単独で外部画像を撮像・記
憶することができ、また、レンズユニット２０はレンズ
機能が無い状態のカメラ本体１０とは容易に分離・接合
可能な構造となっているため、結合時に反射プリズム３
からの外部へ出射した透過光を入射すれば、一般のフィ
ルム方式若しくは電子記録方式のカメラ本体２０との共
用化が出来ると共に、単独のレンズとしても機能するこ
とが出来る。

【００２１】更に、電荷結合素子内蔵制御回路４に赤外
線電荷結合素子を内蔵することにより、一般の可視光線
とは別に被写体部分の温度差を感知するため、夜間や暗
がりに於ける撮影対象でも鮮明に撮像・記録することが
可能となると共に医療用にも利用できることになる。

【００２２】

【実施例】図２は、図１に示した本発明によるレンズユ
ニットの一実施例を示した図であり、この実施例では、
図１に於ける自動レンズ機構制御部２は、駆動モータ２
１と、レンズ機構部１を移動させるレンズ制動機構２２
と、自動焦点調整の為駆動モータ２１を制御するモータ
制御駆動回路２３と、被写体迄の距離を測定する為赤外
線等を投光・受光するセンサユニット２４と、このセン
サユニット２４の受光信号を増幅する増幅器２５と、受
光信号から被写体迄の距離データを検出する検出回路２
６とで構成され、更に電荷結合素子内蔵制御回路４は被
写体からの画像を撮像する電荷結合素子４１及びこの電
荷結合素子４１の撮像データを増幅・記憶する電荷結合
素子増幅回路４２、とで構成されている。

【００２３】また、８はカメラ本体１０を接続した時の
シャッタＯＮ／ＯＦＦ信号とのインタフェースを行うカ
メラ接続部であり、ＡＮＤ回路１１とラッチ回路１２と
を含んでいる。５１は画像処理回路５の処理画像データ
をカメラ本体１０又は外部機器に送出するためのＩ／Ｏ
接続部、Ｖは電源電圧、をそれぞれ示している。

【００２４】尚、この実施例では、記憶媒体６としては
メモリカード（ＲＡＭカード）を用い、電荷結合素子（
ＣＣＤ）４１としては、例えばフレーム転送形やインタ
ーライン転送形の電荷結合素子を用いることが出来る。

【００２５】また、カメラ本体１０としては、レンズ部
分を外した状態の電子（スチール）カメラ或いは通常の
フィルム方式のカメラも使用できる。

【００２６】更に、図３及び図４は、図２に示した実施
例による回路構成のレンズユニット２０を構造図（内部
断面図）及び外観図としてそれぞれ示したものであり、
この実施例では、レンズユニット２０は容易にカメラ本
体１０と分離・接合される構造であり、本体の中央部分
にはレンズ機構部１が配設され、この周囲には自動焦点
調整時に応答性を向上するために円筒状の駆動モータ２
１とレンズ制動機構２２が取り付けられている。

【００２７】また、レンズ機構部１の他端には反射プリ
ズム３が配設されており、透過光はそのまま直進して外
部（カメラ本体１０）へ、反射光はレンズユニット２０
本体下部方向に直進するようになっている。

【００２８】更に、本体下部の前方方向にはセンサユニ
ット２４、増幅器２５及び検出回路２６が、本体下部中
央にはモータ制御駆動回路２３がそれぞれ配設されてい
る。

【００２９】更に、本体下部後方には反射プリズム３の
真下に当たる位置に電荷結合素子内蔵制御回路４及び画
像処理回路５がそれぞれ配設されている。尚、メモリカ
ード６は本体下部底面部分に着脱可能な構造で配設され
ている。

【００３０】尚、図中、同一符号は同一又は相当部分を
示している。

【００３１】このような実施例の動作に於いて、レンズ
ユニット２０がカメラ本体１０に接合されている時には
、まず、カメラ本体１０からのパルス状のシャッタＯＮ
／ＯＦＦ信号はカメラ接続部８のＡＮＤ回路１１に入力
され、ラッチ回路１２を経てシャッタ信号がＯＮになっ
た時のみＨレベルに保持された状態でレンズ機構部１に
対する自動焦点調整駆動用信号として出力される。

【００３２】一方、自動レンズ機構制御部２内のセンサ
ユニット２４は赤外線等を利用して目標とする被写体に
投光した赤外線の反射波を受光し増幅器２５で増幅する
。この時、検出回路２６はカメラ本体１０からのシャッ
タが実際に機械的に動作したことを示す制動信号（通常
、ストロボ等に接続するシャッタの作動と連動したシン
クロ信号であり、カメラ本体１０を接合しないときには
レンズユニット２０自体に設けたシャッタに相当するボ
タンを操作したときの信号）を入力して、増幅した受光
信号からこの制動信号のタイミングに基づいて被写体と
の距離データを検出する。

【００３３】尚、この制動信号はカメラ本体１０が接続
されずレンズユニット２０が単体として使用される場合
には、自動焦点調整駆動用信号とする為、タイミング信
号としてモータ制御駆動回路２３にも送出している。

【００３４】次に、自動レンズ機構制御部２内のモータ
制御駆動回路２３は前述のカメラ接続部８からの自動焦
点調整駆動用信号を受けて起動し、駆動モータ２１を駆
動することによりこれと連動したレンズ制動機構２２が
駆動されて、その結果、レンズ機構部１の位置は検出回
路２６で測定された被写体との距離データに対応した位
置になる迄移動されると、レンズ制動機構２２からの停
止信号がモータ制御駆動回路２３に印加されて駆動モー
タ２１の作動を停止させることになる。

【００３５】このようにして、被写体に対して自動焦点
調整（オートフォーカス機能）が行われる。

【００３６】また、被写体からの外部光は自動焦点調整
されたレンズ機構部１を通過し、反射プリズム３に入射
されてそのまま通過しカメラ本体１０の撮像面に結像さ
せることが出来ると共に反射プリズム３の側面で反射さ
れて電荷結合素子内蔵制御回路４内の電荷結合素子４１
に入射され、この撮像面に結像される。

【００３７】電荷結合素子４１は画素としての非常に多
くの電荷結合素子から成る撮像素子として用いられるた
め、この撮像面に結像された画像をイメージとして捉え
た後、この画像データを電荷結合素子増幅回路４２へ送
出し、ここで増幅された画像データを内蔵されているメ
モリ部分（図示せず）に１画像分、記憶しておく。

【００３８】そして、電荷結合素子増幅回路４２はレン
ズ制動機構２２から焦点調整が決定したことを示すタイ
ミング信号を受けて記憶されている画像データを画像処
理回路５へ送出し、メモリカード（ＲＡＭカード）６に
記録出来るデータ形式に変換処理された上で同カード６
に記録される。

【００３９】この時、画像データが記録されたメモリカ
ード６を分離して他の外部機器に装着して多機能に利用
することも出来る。

【００４０】このように、レンズユニット２０はカメラ
本体１０と接続された時は、単にレンズとして機能する
ばかりでなく、カメラ本体１０が電子スチールカメラで
ある場合は、画像処理回路５で処理された画像データは
Ｉ／Ｏ接続部５１を通してカメラ本体１０へ転送（通信
）することも出来る。更に、この場合カメラ本体１０の
撮像・記録機能に故障が生じた時にはレンズユニット２
０がこれを肩代わりすることも可能である。

【００４１】更に、レンズユニット２０がカメラ本体１
０と接合されずに単独で使用される場合には、カメラ本
体１０からのシャッタＯＮ／ＯＦＦ信号が得られないた
め、これを代用する形で例えば、上述のようにレンズユ
ニット２０本体にシャッタＯＮ／ＯＦＦ信号を擬似的に
発生させる操作ボタンを設けることにより、自動焦点調
整を行ったり、測距データを検出することが出来ること
になる。

【００４２】従って、この場合には、レンズユニット２
０単独で画像を撮像・記録出来たり、Ｉ／Ｏ接続部５１
を通して他の外部機器へ画像データを転送することが可
能となる。

【００４３】尚、以上の実施例の説明では、記憶媒体６
としてメモリカード（ＲＡＭカード）を用いているが、
ＶＴＲマイクロテープや超小型ＦＤ等の磁気記憶媒体も
使用可能である。例えば、記憶媒体６としてＶＴＲマイ
クロテープを使用する場合には、当然、連続した動きの
画像を連続的に記録する必要があるため、電荷結合素子
増幅回路４２、検出回路２６、レンズ制動機構部２２に
はシャッタＯＮ／ＯＦＦ信号の代わりに予めレンズユニ
ット２０内部で発生されるシャッタが開いたままの状態
であることを示すシャッタ開放信号を入力することによ
り、自動レンズ機構制御部２は移動被写体に対して連続
的に追随して焦点を合わせるべく制御されると共に、電
荷結合素子増幅回路４２からも画像データが連続的に画
像処理回路５に送出されてマイクロテープに記録（録画
）されることになる。

【００４４】尚、この場合にはレンズユニット２０をカ
メラ本体１０より分離して反射プリズム３を単純な反射
ミラーとすればレンズユニット２０を全く通常のＶＴＲ
として使用することも可能となる。

【００４５】また、本実施例では電荷結合素子４１とし
て通常の可視光を受光する電荷結合素子としたが、この
代わりに赤外光のみを受光する赤外線電荷結合素子を使
用しても良い。但し、この場合には、反射プリズム３に
は可視光線はそのまま通過させ赤外線を主に反射させる
ことの出来る偏光プリズムを用いる必要がある。このよ
うに構成すると、被写体部分の温度差を感知して夜間撮
影や患部撮影等の医療用にも応用できることになる。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレン
ズユニットでは、カメラ本体とは分離されたレンズ機構
部に対し被写体からの外部画像をそのまま通過させると
共に撮像・記録するための電荷結合素子、反射プリズム
、画像を処理するための電子回路及び着脱自在な記憶媒
体とを設けてカメラ本体とは容易に分離・接合出来るレ
ンズユニットとして構成したので、単独でも画像を電子
的に撮像・記録出来たり、フィルム方式カメラ本体との
共用化（併用）が容易に図れることが出来ることになり
、結果的にカメラ本体部分の小型化や保守が容易になる
という効果が奏される。

【００４７】また、電荷結合素子として赤外線電荷結合
素子を用いれば、被写体周囲の明るさとは無関係に被写
体の赤外光を検出して画像を撮像することも出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るレンズユニットの原理ブロック図
である。

【図２】本発明に係るレンズユニットの電気系統の実施
例を示した図である。

【図３】本発明の実施例に係るレンズユニットの構造を
示した図である。

【図４】本発明の実施例に係るレンズユニットの外観図
である。

【図５】従来のレンズ機構とカメラ本体とで構成された
カメラを示した図である。

【符号の説明】

１　　レンズ機構部 ２　　自動レンズ機構制御部 ３　　反射プリズム ４　　電荷結合素子内蔵制御回路 ５　　画像処理回路 ６　　記憶媒体 １０　　カメラ本体 ２０　　レンズユニット

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　外部光を入射するレンズ機構部（１）
   　と、該レンズ機構部（１）　を制御して該入射光の自
   動焦点調整を行う自動レンズ機構制御部（２）　と、該
   レンズ機構部（１）　で焦点調整した出射光を透過及び
   反射させる反射プリズム（３）　と、該反射プリズム（
   ３）　からの該反射光を撮像する電荷結合素子内蔵制御
   回路（４）と、該電荷結合素子内蔵制御回路（４）　で
   撮像した画像データのデータ形式に変換する画像処理回
   路（５）　と、該画像処理回路（５）　で変換された画
   像データを記憶する着脱自在な記憶媒体（６）　と、を
   備え、該反射プリズム（３）　からの透過光を入射する
   カメラ本体（１０）が着脱可能になっていることを特徴
   としたレンズユニット。
2. 【請求項２】　　該電荷結合素子内蔵制御回路（４）　
   に赤外線電荷結合素子を内蔵したことを特徴とした請求
   項１に記載のレンズユニット。