JPH05134185A - デイジタルスチルビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ディジタルスチルビデオカメラの小型・軽量化
を目的とする。 【構成】外部光が、前方レンズ11，中間レンズ群14を通
過した後、主鏡である平面鏡12で反射される。この反射
光は、再び中間レンズ群14で屈折されて副鏡である専用
ミラー13の中央反射面13ａで反射した後、後方レンズ16
を介してＣＣＤ15上に結像される。この際に、中間レン
ズ群14は、専用ミラー13への入射光の光束の全ての主光
線が、専用ミラー13の反射面13ａ上で光軸７と交差する
ように構成し、この光束を虹彩絞り17で調整するように
構成してある。これにより、ディジタルスチルビデオカ
メラの光学系を、光量の絞り効果を有し明るさの制御が
正確にできるコンパクトで軽量なものにできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディジタルスチルビデ
オカメラに関し、特に、被写体の光学像を撮像素子に結
像させる光学系の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、被写体の光画像を、レンズ，絞り
等よりなる光学系を介してＣＣＤ等の固体撮像素子に結
像させ、該撮像素子により光電変換されて出力される電
気画像信号を、Ａ／Ｄ変換した後にＩＣカード等の記録
媒体に記録するように構成されたディジタルスチルビデ
オカメラが実用化されている（例えば特開平３−３８９
８７号公報等参照）。このようなディジタルスチルビデ
オカメラは、従来の銀塩カメラとは異なり、現像処理，
定着処理を行うことなく、撮影した静止画の再生を極め
て簡単に行うことができる。

【０００３】ところで、ディジタルスチルビデオカメラ
は、実装技術，ＩＣ化，デジタル化の進歩により部品の
小型化や部品点数の削減が可能となり、近年では、ディ
ジタルスチルビデオカメラのより一層の小型化及び軽量
化を図ることができるようになったが、被写体の光学像
を撮像素子上に結像させる光学系に関しては、従来のカ
メラにおける構造をそのまま適用しており、光学系のコ
ンパクト化を図ることにより、ディジタルスチルビデオ
カメラのより一層の小型化、軽量化の余地が残されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、１眼レフカ
メラの分野においては、古くから望遠レンズに凹面反射
鏡を使用した光学系が利用され、これにより、光路長が
短くでき望遠比（レンズ全長／焦点距離）が小さくで
き、小型化が図られている。かかる望遠レンズの一例を
図５に示し簡単に説明する。

【０００５】図５の望遠レンズは、マンギンミラーとい
う裏面反射鏡を用いた屈折反射型（カタディオプトリッ
ク系）光学系のものであり、入射光は、前方レンズ１を
通過した後、凹面鏡の主鏡２の反射面２ａで反射し、前
方レンズ１側に設けた凸面鏡の副鏡３の反射面３ａで反
射し、後方レンズ群４及びフィルタ５を介して結像面６
上に結像されるよう構成されている。尚、前方レンズ１
の前後方向への移動によってフォーカシングが行われ
る。

【０００６】しかし、かかる従来の望遠レンズに適用さ
れる光学系では、主鏡２の反射面２ａで反射された光束
の全ての主光線が、光学系の光軸７と一点で交わる位置
が存在しないため、虹彩絞りを設けることができない。
このため、ディジタルスチルビデオカメラに適用しよう
とした場合、通常のフィルムに比べ固体撮像素子のラチ
チュード（又はダイナミックレンジ）が圧倒的に低く絞
り精度の向上が要求されるため、従来の反射望遠レンズ
に使用されているようなＮＤフィルタ利用の光量調整で
は精度的に調整しきれない場合が多く絞りが正確に設定
できず、適切な絞り効果が得られないという欠点があ
る。また、副鏡３への入射光の広がりが大きく、副鏡３
を大きくする必要があり、このため、前方レンズ１の入
射光線の中央遮蔽部が大きくなり、光学性能のよい中央
部が使用できない。また、結像面６上の結像点がリング
形状で、しかも、光線の当たらない中央部の面積が大き
いものとなる。

【０００７】本発明は上記の事情に鑑みなされたもの
で、虹彩絞りの設置が可能な構造の屈折反射型光学系と
することで、より一層の小型，軽量が図れるディジタル
スチルビデオカメラを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このため本発明は、被写
体の光画像を光学系を介して撮像素子に結像させ、撮像
素子により光電変換されて出力される電気画像信号をＡ
／Ｄ変換してディジタル画像信号に変換した後、記録媒
体に記録する構成のディジタルスチルビデオカメラにお
いて、前記光学系を、外部光線が入射する前方レンズ
と、該前方レンズを通過した入射光を反射する主鏡と、
該主鏡からの反射光を反射する副鏡と、該副鏡からの反
射光を前記撮像素子の結像面上に収斂する後方レンズ
と、前記主鏡と副鏡との間に配置され主鏡からの反射光
束の全ての主光線が光軸と副鏡上で交わるよう主鏡の反
射光を屈折させる中間レンズと、前記副鏡の近傍に配置
され主鏡から副鏡に入射する光量を調整する絞りとを含
んで構成した。

【０００９】

【作用】かかる構成によれば、主鏡からの反射光束の全
ての主光線が、中間レンズによって副鏡上で光軸と交差
するようになるので、主鏡からの反射光線を、虹彩絞り
で絞ることで、入射光線の明るさを正確に精度良く制御
することが可能となる。また、中間レンズの働きにより
副鏡上の反射面積を小さくすることが可能になり、従来
のものに比べて中央遮蔽部の面積が小さくなり、光学性
能を向上することができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１及び図２は本発明の第１実施例の光学系を示
す簡略構成図である。図１において、本実施例のディジ
タルスチルビデオカメラの光学系は、外部光線が入射す
る前方レンズ11と、該前方レンズ11を通過した入射光を
反射する主鏡としての平面鏡12と、該平面鏡12と前方レ
ンズ11との間に配置され図２示すように中央部が直径φ
Ａの反射面13ａでその周辺部が透過面13ｂとなっている
副鏡としての専用ミラー13と、該専用ミラー13と平面鏡
12との間に配置され平面鏡12からの反射光束の全ての主
光線が光軸７と専用ミラー13の中央の反射面13ａ上で交
わるよう主鏡の反射光を屈折させる２つのレンズ14Ａ，
14Ｂからなる中間レンズ群14と、専用ミラー13の反射面
13ａで反射した反射光を撮像素子としてのＣＣＤ15の結
像面上に収斂する後方レンズ16と、前記専用ミラー13の
中央反射面13ａに入射する平面鏡12の中間レンズ群14を
介した反射光の光量を調整する虹彩絞り17とで構成され
ている。

【００１１】次に動作を説明する。外部からの入射光
は、まず、前方レンズ11を通り、専用ミラー13の周辺部
透過面13ｂを通過し、中間レンズ群14を通過したた後、
平面鏡12で完全反射される。平面鏡12で反射された反射
光は、再び中間レンズ群14を通過し、ここで屈折されて
専用ミラー13の中央反射面13ａに入射する。この時、中
間レンズ群14で屈折される平面鏡12の反射光の光束の全
ての主光線が、専用ミラー13の反射面13ａ上で光軸７と
交わるように前記反射面13ａに入射する。このため、専
用ミラー13の反射面13ａに入射する光量を虹彩絞り17に
よって調整することで、後述するＣＣＤ15上に入射する
光線の明るさを正確に精度良く調整することができる。
専用ミラー13の反射面13ａで全反射された反射光は、後
方レンズ16を介してＣＣＤ15上に結像する。

【００１２】かかる光学系によれば、専用ミラー13と平
面鏡12との間で、光線を１往復させ、レンズ14Ａ，14Ｂ
の中間レンズ群14を２回使用する事によって、４枚構成
のレンズ系を２枚構成のレンズ系で代用している事にな
る。即ち、図１に破線で示す２枚のレンズを含めた４枚
のレンズで構成される通常の光学系が、専用ミラー13と
平面鏡12を用いることで、破線の２枚のレンズを省略で
き、レンズ14Ａ，14Ｂの２枚のレンズで代用できるよう
になる。従って、レンズ枚数を少なくでき、部品点数の
削減及び重量低減により、ディジタルスチルビデオカメ
ラの小型・軽量化とコスト低減が図れる。また、虹彩絞
り17を設置することができ、従来の望遠レンズではでき
なかった明るさを正確に制御することができる。更に
は、専用ミラー13への入射光の入射面積が小さくなるの
で、外部からの入射光線の中央遮蔽部が小さくできる。

【００１３】尚、ＣＣＤ15上に結像された被写体の光学
像は、従来と同様の過程を経てＩＣメモリカード等の記
録媒体に記録される。この記録過程を簡単に説明する
と、ＣＣＤ15上に光学像が結像されると、ここで、アナ
ログの電気画像信号として出力されＡ／Ｄ変換器でデジ
タル画像信号に変換された後、プロセス回路及び信号処
理回路等により、輝度信号と色差信号等のビデオ信号に
変換されてＩＣメモリカードに記録される。

【００１４】上記第１実施例では、主鏡として平面鏡12
を使用したが、図３に示す第２実施例のように、主鏡と
して凹面鏡12′を使用するようにしてもよい。この第２
実施例も第１実施例と同様の効果を有する。尚、第１及
び第２実施例において、専用ミラー13として、ハーフミ
ラーを使用してもよい。

【００１５】図４に第３実施例を示す。本実施例では、
外部からの入射光は、前方レンズ21及び中間レンズ24を
通過した後、主鏡としての凹面鏡22で反射する。この反
射光は、前記中間レンズ24を通過した後、副鏡である凸
面鏡23で反射し、凹面鏡22中央後方に位置する後方レン
ズ25を介してＣＣＤ15に結像する構成である。

【００１６】この場合も、中間レンズ24を介して凸面鏡
23に入射する光束の全ての主光線が凸面鏡23上において
光軸７と交差するよう構成されており、凸面鏡23の前方
側に虹彩絞り17を配置して、光線の明るさを精度良く制
御できるようになっている。尚、第１〜第３実施例にお
いて、中間レンズの部分を前後方向に移動可能にすれ
ば、焦点距離を変化させることが可能でズームレンズへ
発展させることが可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、屈
折反射型光学系において虹彩絞りを設けることができ、
従来の望遠レンズとは異なり明るさを正確に精度良く制
御することができる。そして、ディジタルスチルビデオ
カメラにおいて、光学系のレンズ構成枚数を少なくで
き、小型化及び軽量化できると共にコストの低減が図れ
る利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の光学系を示す概略構成図

【図２】同上実施例の副鏡として使用する専用ミラーの
構成図

【図３】本発明の第２実施例の光学系を示す概略構成図

【図４】本発明の第３実施例の光学系を示す概略構成図

【図５】従来の望遠レンズの一例を示す概略構成図

【符号の説明】

11 前方レンズ 12 平面鏡（主鏡） 13 専用ミラー（副鏡） 14 中間レンズ群 15 ＣＣＤ 16 後方レンズ 17 虹彩絞り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土田 匡章 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内 (72)発明者 河津 恵一 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ株 式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体の光画像を光学系を介して撮像素子
   に結像させ、撮像素子により光電変換されて出力される
   電気画像信号をＡ／Ｄ変換してディジタル画像信号に変
   換した後、記録媒体に記録する構成のディジタルスチル
   ビデオカメラにおいて、前記光学系を、外部光線が入射
   する前方レンズと、該前方レンズを通過した入射光を反
   射する主鏡と、該主鏡からの反射光を反射する副鏡と、
   該副鏡からの反射光を前記撮像素子の結像面上に収斂す
   る後方レンズと、前記主鏡と副鏡との間に配置され主鏡
   からの反射光束の全ての主光線が光軸と副鏡上で交わる
   よう主鏡の反射光を屈折させる中間レンズと、前記副鏡
   の近傍に配置され主鏡から副鏡に入射する光量を調整す
   る絞りとを含んで構成したことを特徴とするディジタル
   スチルビデオカメラ。