JP2003140246A - Camera - Google Patents
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Focusing (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Cameras In General (AREA)
- Blocking Light For Cameras (AREA)
- Structure And Mechanism Of Cameras (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルスチルカ
メラ、ビデオカメラ等のカメラに関し、特に撮影レンズ
の交換が可能なカメラに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a camera such as a digital still camera and a video camera, and more particularly to a camera in which a taking lens can be replaced.
【０００２】[0002]
【従来の技術】デジタルスチルカメラやビデオカメラに
は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等、２次元の固体撮像素子を使用
した焦点検出系を有するものがあり、これらにおいて
は、焦点検出のための特別な光学系を必要としないこと
等の理由により、いわゆるコントラスト検出方式（山登
り方式）によるオートフォーカスシステムが採用される
ことが多い。2. Description of the Related Art Some digital still cameras and video cameras have a focus detection system using a two-dimensional solid-state image pickup device such as CCD and CMOS. In these, a special optical system for focus detection is used. In many cases, an autofocus system based on a so-called contrast detection method (mountain climbing method) is adopted because it does not require.
【０００３】このコントラスト検出方式は、撮影レンズ
によって被写体像が結像した撮像素子の出力信号（輝度
信号）の高周波成分が、合焦時に最大（ピーク）となる
ことを利用し、焦点調節レンズを上記高周波成分がピー
クとなる位置に移動させるものである。This contrast detection system utilizes the fact that the high frequency component of the output signal (luminance signal) of the image pickup device on which the subject image is formed by the photographing lens becomes maximum (peak) at the time of focusing, and the focus adjustment lens is used. The high frequency component is moved to a peak position.
【０００４】そしてこのコントラスト検出方式では、合
焦位置がどこにあるかを知るために、はじめに撮影レン
ズを無限遠から至近の位置まで走査する方法と、撮影レ
ンズの繰出し量を細かく動かすことにより輝度信号の高
周波成分の傾斜を検出する方法とがある。In this contrast detection method, in order to know where the in-focus position is, a method of first scanning the photographing lens from infinity to a close position, and a fine movement of the photographing lens to move the luminance signal There is a method of detecting the inclination of the high frequency component.
【０００５】しかし、このコントラスト検出方式では、
合焦位置を知るために撮影レンズを無限遠から至近まで
走査するのに時間がかかるため、迅速な動作を必要とす
るシステムには不向きであるという問題がある。However, in this contrast detection method,
Since it takes time to scan the taking lens from infinity to the closest distance in order to know the in-focus position, there is a problem that it is not suitable for a system that requires quick operation.
【０００６】また、合焦位置から離れた部分では高周波
成分の変化が少ないため、ピントのずれが前ピンなのか
後ピンなのかが分り難いという問題もある。Further, since there is little change in the high frequency component in the portion away from the in-focus position, there is a problem that it is difficult to know whether the focus shift is front focus or rear focus.
【０００７】このような問題に鑑みて、特開平５−６４
０５６号公報には、撮影レンズと撮像素子の間にハーフ
ミラーを設け、このハーフミラーで反射した光束を用い
て撮像レンズの異なった部分を通過する光束の位相差を
検出し、この検出結果に基づいて概略のピント合わせを
行った後、コントラスト検出方式によるオートフォーカ
スを行ってより精度の高いピント合わせを行う方式が提
案されている。In view of such a problem, Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-64
In Japanese Patent No. 056, a half mirror is provided between a taking lens and an image sensor, and a phase difference between light fluxes passing through different parts of the imaging lens is detected by using the light flux reflected by the half mirror. A method has been proposed in which, after performing a rough focus adjustment based on this, autofocus is performed by a contrast detection method to perform a more accurate focus adjustment.
【０００８】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報にて提案の方式では、撮影光束の一部をハーフミラー
で位相差検出系に導き、残りを撮像素子に導いているの
で、位相差検出系および撮像素子に到達する光量が減少
し、特に低輝度被写体の撮影時に明るい被写体撮像がで
きなかったり、焦点検出の精度が低下したりするという
問題がある。However, in the method proposed in the above publication, a part of the photographing light beam is guided to the phase difference detection system by the half mirror, and the rest is guided to the image sensor. Further, there is a problem that the amount of light reaching the image pickup element is reduced, and in particular, a bright object cannot be picked up at the time of shooting a low-brightness object, or focus detection accuracy is lowered.
【０００９】そこで、本発明は、撮像面に到達する光量
と焦点検出等を行う検出光学系に導かれる光量をいずれ
も十分に確保できるようにしたカメラを提供することを
目的としている。Therefore, it is an object of the present invention to provide a camera capable of sufficiently securing both the amount of light reaching the image pickup surface and the amount of light guided to a detection optical system for focus detection and the like.
【００１０】また、本発明は、上記目的の下、さらに撮
影レンズが着脱されるマウント部からカメラ本体内にご
み等が入り込んで画質が劣化することを防止できるよう
にしたカメラを提供することを目的としている。Further, for the above-mentioned object, the present invention further provides a camera capable of preventing deterioration of image quality due to dust or the like entering the camera body from a mount portion to which a taking lens is attached or detached. Has an aim.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本願第１の発明では、撮影レンズの着脱が可能な
マウント部を有するカメラにおいて、上記マウント部の
近傍に配置され、撮影光路に入射して撮像面に向かう可
視波長域の光束成分を含む光束のうち赤外域近くの波長
域以上の光束成分を分離する分離作用面を有したプリズ
ム型の光学素子と、上記分離作用面で分離した光束成分
が導かれる検出光学系とを設けている。In order to achieve the above object, in the first invention of the present application, in a camera having a mount portion to which a taking lens is attachable / detachable, the camera is arranged in the vicinity of the mount portion, and a photographing optical path is provided. A prism type optical element having a separating surface for separating a light beam component including a light beam component in the visible wavelength range toward the imaging surface and having a wavelength band near the infrared region or more, and the separation surface. And a detection optical system for guiding the separated light flux components.
【００１２】また、本願第２の発明では、撮影レンズの
着脱が可能なマウント部を有するカメラにおいて、上記
マウント部の近傍に配置され、撮影光路に入射して撮像
面に向かう可視波長域の光束成分を含む光束のうち赤外
域の光束成分を分離する分離作用面を有したプリズム型
の光学素子と、上記分離作用面で分離した光束成分が導
かれる検出光学系とを設けている。Further, according to the second aspect of the present invention, in a camera having a mount portion to which a taking lens can be attached / detached, a luminous flux in a visible wavelength range which is arranged in the vicinity of the mount portion and enters the photographing optical path and is directed to the image pickup surface. A prism type optical element having a separation acting surface for separating a light flux component in the infrared region of a light flux containing a component, and a detection optical system for guiding the light flux component separated by the separation acting surface are provided.
【００１３】これら発明によれば、被写体撮像等に必要
な可視波長域の光量をほとんど減少させることになく、
被写体が低輝度であるような場合でも焦点検出等を行う
ための検出光学系に十分な光量の光束を導くことが可能
となる。According to these inventions, the amount of light in the visible wavelength range necessary for imaging a subject can be hardly reduced,
Even when the subject has low brightness, it is possible to guide a luminous flux having a sufficient light amount to a detection optical system for performing focus detection and the like.
【００１４】なお、光学素子に、上記分離作用面で反射
した光束成分を略１００％の反射率で反射して検出光学
系に導く反射面を設けることにより、光学素子から検出
光学系をコンパクトにまとめることおよび配置自由度の
向上を図ることが可能であるとともに、分離作用面で分
離された光束を効率良く検出光学系に導くことが可能と
なる。By providing the optical element with a reflecting surface that reflects the light flux component reflected by the separating surface with a reflectance of about 100% and guides it to the detecting optical system, the detecting optical system can be made compact from the optical element. It is possible to combine and improve the degree of freedom of arrangement, and it is possible to efficiently guide the light beams separated by the separation action surface to the detection optical system.
【００１５】さらに、上記分離作用面で赤外域近くの波
長域以上の光束成分又は赤外域の光束成分を分離するた
め、この分離作用面が従来の撮像素子の前面に設けられ
ていた赤外カットフィルターの役割も兼ねることにな
り、赤外カットフィルターを別途設ける必要がなくな
る。Further, in order to separate the luminous flux component in the wavelength region near the infrared region or more or the luminous flux component in the infrared region by the separating action surface, this separating action face is provided with the infrared cut provided on the front surface of the conventional image pickup device. Since it also serves as a filter, it is not necessary to separately provide an infrared cut filter.
【００１６】なお、上記第１および第２の発明におい
て、上記光学素子によりマウント部の開口を密閉するこ
とにより、レンズ交換式のカメラにおいて従来問題とな
っていた、マウント部の開口から侵入したごみ等が撮像
面（撮像素子等）に付着して撮影画質が劣化することを
防止可能となる。In the first and second aspects of the present invention, by closing the opening of the mount portion with the optical element, dust that has entered through the opening of the mount portion, which has been a problem in the conventional lens-interchangeable camera, is introduced. It is possible to prevent the image quality from being deteriorated by the adherence of the like to the image pickup surface (image pickup element etc.).
【００１７】しかも、ローパスフィルター等の光学フィ
ルタを上記光学素子に一体的に設ける（接合する）こと
により、薄い光学フィルターを撮影光路内に確実に固定
することが可能であるとともに、組立て時の作業性が良
くなり、さらにフィルター面へのごみ等の付着を防止す
ることが可能となる。Moreover, by providing (joining) an optical filter such as a low-pass filter integrally with the above-mentioned optical element, it is possible to securely fix the thin optical filter in the photographing optical path, and at the time of assembling work. The property is improved, and it becomes possible to prevent dust and the like from adhering to the filter surface.
【００１８】[0018]
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１には、本発
明の第１実施形態である一眼レフデジタルスチルカメラ
の構成を示している。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment) FIG. 1 shows the configuration of a single-lens reflex digital still camera according to a first embodiment of the present invention.
【００１９】この図において、１は交換型の撮影レンズ
であり、焦点調節レンズを含む撮影光学系を備えてい
る。２はカメラ本体である。３はカメラ本体に設けられ
たマウント部であり、このマウント部３に対して撮影レ
ンズ１が着脱される。In the figure, reference numeral 1 is an interchangeable type photographing lens, which is equipped with a photographing optical system including a focus adjusting lens. 2 is a camera body. Reference numeral 3 denotes a mount portion provided on the camera body, and the taking lens 1 is attached to and detached from the mount portion 3.
【００２０】４はカメラ本体２内におけるマウント部３
の近傍に配置された光路分割プリズム（光学素子）であ
り、２つのプリズム体の間に、多層膜ビームスプリッタ
ー（分離作用面）４１が形成されて構成されている。Reference numeral 4 denotes a mount portion 3 in the camera body 2.
Is an optical path splitting prism (optical element) disposed in the vicinity of the above, and a multilayer beam splitter (separation acting surface) 41 is formed between two prism bodies.
【００２１】多層膜ビームスプリッター４１は、図２に
その分光透過率特性を示すように、。４００ｎｍ〜７０
０ｎｍの間の波長域の光束を透過させ、７００ｎｍ以上
の光束を反射する特性を有する。The multilayer beam splitter 41 has its spectral transmittance characteristics shown in FIG. 400 nm to 70
It has a characteristic of transmitting a light flux in a wavelength range between 0 nm and reflecting a light flux of 700 nm or more.
【００２２】ここで、一般的に可視光とは、概ね４００
ｎｍから７５０ｎｍ程度の波長域の光をいい、７５０ｎ
ｍから２．５μｍまでを近赤外、２．５μｍから５０μ
ｍまでを中赤外、５０μｍ以上を遠赤外という。本実施
形態にいう「赤外域近くの波長域」とは、上記可視波長
域のうちの７００ｎｍ〜７５０ｎｍの間の波長域を意味
し、「赤外域」とは近赤外域以上の波長域をいう。Here, in general, visible light is approximately 400
750n refers to light in the wavelength range of about 750 nm to 750 nm
m to 2.5 μm in the near infrared, 2.5 μm to 50 μm
Up to m is called mid-infrared, and 50 μm or more is called far-infrared. The "wavelength region near the infrared region" in the present embodiment means a wavelength region between 700 nm and 750 nm in the visible wavelength region, and the "infrared region" means a wavelength region in the near infrared region or more. .
【００２３】多層膜ビームスプリッター４１を透過し、
光路分割プリズム４から射出した可視光像は、撮影光路
内に配置された主ミラー７にて反射してピント板９１上
に結像し、ペンタプリズム９２および接眼レンズ９３を
介して撮影者に観察される。なお、主ミラー７は、ファ
インダー観察時には撮影光路内に配置され、撮影時には
撮影光路外に退避する。このため、撮影時には、光路分
割プリズム４を透過した可視光像は、センサーカバーガ
ラス８１を透過して撮像素子８２で光電変換（撮像）さ
れる。撮像素子８２からの出力信号は、画像処理回路８
５にて所定の処理が施されて画像データとなり、この画
像データは不図示のメモリースティック等の記憶媒体に
記憶される。After passing through the multilayer beam splitter 41,
The visible light image emitted from the optical path splitting prism 4 is reflected by the main mirror 7 arranged in the shooting optical path, forms an image on the focusing plate 91, and is observed by the photographer through the pentaprism 92 and the eyepiece 93. To be done. The main mirror 7 is arranged in the photographing optical path during finder observation and retracts outside the photographing optical path during photographing. Therefore, at the time of shooting, the visible light image that has passed through the optical path splitting prism 4 passes through the sensor cover glass 81 and is photoelectrically converted (imaged) by the image sensor 82. The output signal from the image sensor 82 is the image processing circuit 8
A predetermined process is performed at 5 to form image data, which is stored in a storage medium such as a memory stick (not shown).
【００２４】本実施形態では、撮像素子８２の出力信号
の輝度信号の高周波成分が、撮影レンズ１の合焦時に最
大となることを利用して、コントラスト検出方式により
撮影レンズ１の焦点調節状態の検出（以下、焦点検出と
いう）を行う第１の焦点検出系８８を有している。In the present embodiment, the fact that the high frequency component of the luminance signal of the output signal of the image pickup device 82 becomes maximum when the photographing lens 1 is in focus is utilized, and the focus detection state of the photographing lens 1 is adjusted by the contrast detection method. It has a first focus detection system 88 for performing detection (hereinafter referred to as focus detection).
【００２５】ここで、コントラスト検出方式での焦点検
出の原理を図３を用いて説明する。図３は撮像素子８２
により得られた画像信号の高周波成分のレベルと撮影レ
ンズ１に含まれる焦点調節レンズ（図示せず）との関係
を説明するための図である。Here, the principle of focus detection in the contrast detection method will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the image sensor 82.
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the level of a high-frequency component of the image signal obtained by (4) and a focus adjustment lens (not shown) included in the taking lens 1.
【００２６】このコントラスト検出方式では、撮像素子
８２からの出力信号を画像信号に変換する。この画像信
号は、複数の周波数の正弦波が合成されて形成されたも
のと見なすことができる。In this contrast detection method, the output signal from the image pickup device 82 is converted into an image signal. This image signal can be considered to be formed by combining sine waves having a plurality of frequencies.
【００２７】画像信号の高周波成分のレベルは、図３に
示すように、撮像素子８２上に形成された像が鮮鋭度を
増すほど、即ち焦点調節レンズが合焦点Ａに近づくほど
急激に上昇する。そして、一般には、撮像素子８２上の
像が合焦しているときに、画像信号の高周波成分のレベ
ルがピークに到達する。また、このレベルの山は周波数
が高くなるほど急峻になる傾向がある。As shown in FIG. 3, the level of the high frequency component of the image signal sharply rises as the image formed on the image pickup element 82 becomes sharper, that is, as the focusing lens approaches the focal point A. . Then, generally, when the image on the image sensor 82 is in focus, the level of the high frequency component of the image signal reaches a peak. Further, the peak of this level tends to become steeper as the frequency becomes higher.
【００２８】一方、レンズの結像性能や映像信号のＳ／
Ｎ比は、周波数が高くなるほど悪くなる。そこで、画像
信号から撮影レンズ１の結像性能および画像信号のＳ／
Ｎ比を考慮して適当な高周波成分を選択抽出し、この周
波数成分のレベルを適当なサンプリング間隔で観察する
ことにより合焦評価値を作成する。On the other hand, the image forming performance of the lens and the S /
The N ratio becomes worse as the frequency becomes higher. Therefore, from the image signal, the imaging performance of the photographing lens 1 and the S /
A focus evaluation value is created by selectively extracting an appropriate high frequency component in consideration of the N ratio and observing the level of this frequency component at an appropriate sampling interval.
【００２９】例えば、選択した周波数成分のレベルが上
昇しているときは、焦点調節レンズが合焦点に近づく方
向に移動しているものと評価する。また、選択した周波
数成分のレベルが低下しているときは、焦点調節レンズ
が合焦点から離れる方向に移動しているものと評価す
る。For example, when the level of the selected frequency component rises, it is evaluated that the focus adjustment lens is moving in the direction approaching the in-focus point. Further, when the level of the selected frequency component is lowered, it is evaluated that the focus adjustment lens is moving in the direction away from the in-focus point.
【００３０】そして、選択した周波数成分のレベルがピ
ーク値から所定の範囲（ΔＶ）内にあるときに、撮像素
子８２上の像が合焦しているものと評価する。Then, when the level of the selected frequency component is within a predetermined range (ΔV) from the peak value, it is evaluated that the image on the image pickup element 82 is in focus.
【００３１】カメラ本体２に搭載されているＣＰＵ８９
は、こうして逐次生成される合焦評価値を参照し、焦点
調節レンズを合焦と判定される位置まで移動させるよう
撮影レンズ１に指令信号を送信し、撮影レンズ１に搭載
されている不図示の焦点調節モータを駆動させて撮影光
学系１１を移動させる。CPU 89 mounted on the camera body 2
Refers to the focus evaluation values sequentially generated in this way, transmits a command signal to the photographing lens 1 to move the focus adjustment lens to a position determined to be in focus, and is mounted on the photographing lens 1 (not shown). The focus adjustment motor is driven to move the photographing optical system 11.
【００３２】このコントラスト検出方式では、撮像素子
８２からの画像信号を用いて合焦の評価を行うので、撮
像素子８２上の像を対応する被写体に精度良く合焦させ
ることができる。In this contrast detection method, since the focus is evaluated using the image signal from the image sensor 82, the image on the image sensor 82 can be accurately focused on the corresponding subject.
【００３３】一方、光路分割プリズム４の多層膜ビーム
スプリッター４１で反射した赤外域近くの波長域および
赤外域の光束成分は、カメラ本板２の前方下側に向か
い、光路分割プリズム４の前面でほぼ全反射（略１００
％の反射率で反射）して、カメラ本体２の前側底部に設
けられている第２の焦点検出系５０へと導かれる。On the other hand, the wavelength region near the infrared region and the luminous flux components in the infrared region reflected by the multilayer beam splitter 41 of the optical path splitting prism 4 are directed to the front lower side of the camera main plate 2 and on the front surface of the optical path splitting prism 4. Almost total reflection (about 100)
(Reflected at a reflectance of%), and is guided to the second focus detection system 50 provided on the front bottom of the camera body 2.
【００３４】この第２の焦点検出系５０は、予定焦点面
付近に設けられているコンデンサーレンズ５１、不図示
のマスク、２次結像レンズ５２およびラインセンサー５
３により構成されている。図示していないが、２次結像
レンズ５２は一対のレンズで構成されており、それぞれ
受光素子列により構成された一対のラインセンサー５３
上に光束を結像させる。そして、これら２つの像の位相
のずれを検出することにより、位相差検出方式による焦
点検出を行うことができる。The second focus detection system 50 includes a condenser lens 51 provided near the planned focal plane, a mask (not shown), a secondary imaging lens 52 and a line sensor 5.
It is composed of three. Although not shown, the secondary imaging lens 52 is composed of a pair of lenses, and a pair of line sensors 53 each composed of a light receiving element array.
Image the light flux on top. Then, by detecting the phase shift between these two images, focus detection by the phase difference detection method can be performed.
【００３５】ここで、位相差検出方式での焦点検出の原
理を図４を用いて説明する。図４（ａ）に実線で示すよ
うに、コンデンサーレンズ５１を通過した光束が予定焦
点面Ｓ上で合焦している場合、光束の一部は、２次結像
レンズ５２ａ，５２ｂによりラインセンサ５３ａ，５３
ｂ上で再び結像する。したがって、予定焦点面上で合焦
している場合、２つのラインセンサ５３ａ，５３ｂが撮
像する２つの像は、図４（ｂ）に示すようにラインセン
サ上の略一致する位置に形成される。Here, the principle of focus detection in the phase difference detection method will be described with reference to FIG. As shown by the solid line in FIG. 4A, when the light flux that has passed through the condenser lens 51 is focused on the planned focal plane S, part of the light flux is reflected by the secondary imaging lenses 52a and 52b. 53a, 53
Image again on b. Therefore, when the focus is on the planned focal plane, the two images captured by the two line sensors 53a and 53b are formed at substantially the same position on the line sensor as shown in FIG. 4B. .
【００３６】一方、図４（ａ）に一点鎖線で示すよう
に、コンデンサーレンズ５１を通過した光束が予定焦点
面Ｓ’よりも前で合焦しているいわゆる後ピン状態で
は、２つのラインセンサ５３ａ，５３ｂが撮像する２つ
の像の位置には、図４（ｃ）に示すようなずれが生じ
る。On the other hand, as shown by the alternate long and short dash line in FIG. 4A, in the so-called rear focus state in which the light flux passing through the condenser lens 51 is focused before the planned focal plane S ', two line sensors are used. The positions of the two images captured by 53a and 53b are displaced as shown in FIG. 4 (c).
【００３７】また、コンデンサーレンズ５１を通過した
光束が予定焦点面よりも後で合焦しているいわゆる前ピ
ン状態では、２つのラインセンサ５３ａ，５３ｂが撮像
する２つの像の位置には、後ピン状態とは逆の方向のず
れが生じる。Further, in a so-called front focus state in which the light flux passing through the condenser lens 51 is focused after the planned focal plane, the positions of the two images picked up by the two line sensors 53a and 53b are rearward. Misalignment occurs in the direction opposite to the pin state.
【００３８】したがって、ラインセンサ５３ａ，５３ｂ
で撮像された２像のずれの方向およびずれ量を検出する
ことにより、ＣＰＵ８９は、予定焦点面上で合焦させる
ために必要な焦点調節レンズの移動方向および移動量を
算出することができる。Therefore, the line sensors 53a, 53b
The CPU 89 can calculate the moving direction and the moving amount of the focus adjustment lens necessary for focusing on the planned focal plane by detecting the shift direction and the shift amount of the two images captured in.
【００３９】そして、ＣＰＵ８９は、算出した移動方向
に算出した移動量分、焦点調節レンズを駆動させるよう
に撮影レンズ１に指令信号を送信し、焦点調節モータを
駆動させて撮影光学系１１を移動させ、合焦を得る。Then, the CPU 89 sends a command signal to the photographing lens 1 to drive the focus adjustment lens by the calculated movement amount in the calculated movement direction, and drives the focus adjustment motor to move the photography optical system 11. And get the focus.
【００４０】この位相差検出方式では、２つのラインセ
ンサで撮像された２像のずれの方向および量に基づいて
合焦に必要な焦点調節レンズ群の移動方向および移動量
が直接算出されるので、素早く合焦を得ることができ
る。In this phase difference detection method, the moving direction and the moving amount of the focusing lens group necessary for focusing are directly calculated based on the direction and the amount of shift between the two images picked up by the two line sensors. , You can get the focus quickly.
【００４１】このように本実施形態のカメラに第１およ
び第２の焦点検出系を設けたのは、撮像素子８２の出力
信号を利用したコントラスト検出方式を採用した第１の
焦点検出系だけでは、合焦位置を知るために撮影レンズ
１を無限遠から至近まで走査するので合焦までに時間が
かかったり、合焦位置から離れた部分では高周波成分の
変化が少ないためにピントのずれが前ピンなのか後ピン
なのか分り難くかったりするという欠点があり、一眼レ
フカメラのように迅速性を求められるカメラには不向き
であったが、位相差検出方式を採用した第２の焦点検出
系を合わせ持つことで、ぼけた状態でも前ピン、後ピン
の判別が可能であり、迅速に合焦位置付近にレンズを駆
動することができるからである。As described above, the first and second focus detection systems are provided in the camera of this embodiment only by the first focus detection system which employs the contrast detection method utilizing the output signal of the image pickup device 82. , It takes a long time to focus because the photographing lens 1 is scanned from infinity to the closest distance in order to know the focus position, or the high frequency component does not change much in the part away from the focus position, so that the focus is out of focus. However, there is a drawback that it is difficult to understand whether it is a back focus, and it was not suitable for cameras that require swiftness such as single-lens reflex cameras, but the second focus detection system that adopted the phase difference detection method This is because by holding it, it is possible to distinguish the front focus and the rear focus even in a blurred state, and it is possible to quickly drive the lens near the in-focus position.
【００４２】そして、合焦位置への高精度のピント合わ
せは、撮像素子８２の出力信号を利用した第１の焦点検
出系で行うことができる。High-precision focusing on the in-focus position can be performed by the first focus detection system using the output signal of the image pickup device 82.
【００４３】このように第１の焦点検出系に加えて第２
の焦点検出系を持つことで、高速かつ高精度なピント合
わせが可能となる。Thus, in addition to the first focus detection system, the second focus detection system
With the focus detection system, it becomes possible to focus at high speed and with high accuracy.
【００４４】さらに、本実施形態では、第２の焦点検出
系は赤外域に近い波長域の光束又は近赤外域の光束のみ
で行なわれるので、ファインダー光学系や撮像素子８２
に到達する可視波長域の光束の光量減少はほとんどな
い、したがって、低輝度被写体のファインダー観察や撮
像においても明るいファインダー像やノイズが少なく高
画質の画像が得られ、しかも焦点検出の低輝度時性能が
向上することになる。Further, in the present embodiment, the second focus detection system is carried out only by the light beam in the wavelength region close to the infrared region or the light beam in the near infrared region, so that the finder optical system and the image pickup element 82 are used.
There is almost no reduction in the amount of light flux in the visible wavelength range that reaches to, so even in finder observation and imaging of low-brightness subjects, a bright finder image and high-quality images with less noise can be obtained, and focus detection low-brightness performance Will be improved.
【００４５】ところで、レンズ交換式のカメラでは、撮
影レンズをカメラ本体に着脱する際に、マウント部の開
口を通じて外部からごみ等が撮影光路内に侵入し、撮像
素子ユニットのセンサーカバーガラス８１に付着して、
撮影画像に写り込んでしまうおそれがあったが、本実施
形態のカメラでは、光路分割プリズム４がマウント部３
のすぐ裏側に設けられており、この光路分割プリズム４
とマウント部３の裏面との間に挟まれたＯリング３１，
３２とともにマウント部３の開口を密閉する構造になっ
ている。By the way, in the interchangeable lens type camera, when the photographing lens is attached to or detached from the camera body, dust or the like enters the photographing optical path from the outside through the opening of the mount portion and adheres to the sensor cover glass 81 of the image pickup element unit. do it,
Although there is a possibility that it will be reflected in the captured image, in the camera of this embodiment, the optical path splitting prism 4 is mounted on the mount portion 3.
This optical path splitting prism 4 is provided just behind the
And an O-ring 31, which is sandwiched between the mount 3 and the back surface of the mount 3.
Along with 32, the opening of the mount portion 3 is sealed.
【００４６】このため、マウント部３の開口からごみ等
がカメラ本体２内に侵入することを確実に防止すること
ができ、撮像素子ユニットのセンサーカバーガラス８１
へのごみ等の付着を防止することができる。Therefore, it is possible to reliably prevent dust and the like from entering the camera body 2 through the opening of the mount portion 3, and the sensor cover glass 81 of the image pickup device unit can be surely prevented.
It is possible to prevent dust and the like from adhering to.
【００４７】なお、光路分割プリズム４の表面へのごみ
等の付着は避けられないが、光路分割プリズム４の表面
はマウント部３付近にあって撮像素子８２から十分離れ
ているため、画像に写り込んでしまうことはない。It is unavoidable that dust or the like adheres to the surface of the optical path splitting prism 4, but the surface of the optical path splitting prism 4 is near the mount portion 3 and is sufficiently distant from the image pickup element 82. It doesn't get crowded.
【００４８】また、本実施形態では、光学ローパスフィ
ルタ６を光路分割プリズム４の裏面に接合して一体化し
ている。光学ローパスフィルタ６は薄くて取り扱いにく
く、破損しやすい部品であるが、光路分割プリズム４の
ようにしっかりとした部品と接合して一体化することに
より、取り扱いが容易になり、組立て作業性が向上す
る。Further, in the present embodiment, the optical low-pass filter 6 is joined to the back surface of the optical path splitting prism 4 to be integrated. The optical low-pass filter 6 is thin and difficult to handle, and is easily damaged. However, by joining and integrating it with a solid component such as the optical path splitting prism 4, the handling becomes easy and the assembling workability is improved. To do.
【００４９】（第２実施形態）図５には、本発明の第２
実施形態である一眼レフデジタルスチルカメラの構成を
示している。なお、本実施形態において、第１実施形態
と共通する構成要素には、第１実施形態と同符号を付し
て説明に代える。(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
1 illustrates a configuration of a single-lens reflex digital still camera that is an embodiment. In addition, in this embodiment, the same components as those in the first embodiment will be denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment and will not be described.
【００５０】本実施形態では、ファインダーは、撮像素
子８２の出力信号を画像処理回路（図１参照）で処理し
て得られた画像データを表示する液晶パネル９４と、こ
の液晶パネル９４に表示された画像を拡大して観察させ
る接眼レンズ９３とから、電子ビューファインダー（Ｅ
ＶＦ）として構成されている。In the present embodiment, the viewfinder is displayed on the liquid crystal panel 94, which displays the image data obtained by processing the output signal of the image pickup device 82 by the image processing circuit (see FIG. 1). The electronic viewfinder (E
VF).
【００５１】また、本実施形態のカメラにも、第１実施
形態のカメラと同様に、撮像素子８２の出力信号の輝度
信号の高周波成分が合焦時に最大となることを利用して
コントラスト検出方式により焦点検出を行う第１の焦点
検出系と、光路分割プリズム４の多層膜ビームスプリッ
ター４１で分離された、撮影レンズ１から入射した光束
のうち赤外域近くの波長域若しくは近赤外域の光束成分
（以下、これらをまとめて単に赤外光という）を用いて
位相差検出方式により焦点検出を行う第２の焦点検出系
とを備えている。Further, in the camera of this embodiment, as in the camera of the first embodiment, the contrast detection method is utilized by utilizing the fact that the high frequency component of the luminance signal of the output signal of the image pickup device 82 becomes maximum at the time of focusing. Of the light flux incident from the taking lens 1 separated by the first focus detection system for performing focus detection by the multilayer film beam splitter 41 of the optical path splitting prism 4 or the light flux component in the wavelength region near the infrared region or the near infrared region. A second focus detection system that performs focus detection by a phase difference detection method using (hereinafter, collectively referred to as infrared light) is provided.
【００５２】但し、本実施形態では、カメラ本体２内に
設けられた赤外ＬＥＤ５４が発光した赤外光を、ミラー
５６で反射して光路分割プリズム４に導入し、多層膜ビ
ームスプリッター４１で撮影レンズ１の光路に導き、被
写体側に投光する。However, in this embodiment, the infrared light emitted from the infrared LED 54 provided in the camera body 2 is reflected by the mirror 56 and introduced into the optical path splitting prism 4, and the multilayer beam splitter 41 takes an image. The light is guided to the optical path of the lens 1 and projected onto the subject side.
【００５３】被写体面にて反射した赤外光により形成さ
れるスポット像は、撮影レンズ１を透過し、多層膜ビー
ムスプリッター４１で反射し、光路分割プリズム４の前
面にてほぼ全反射してラインセンサー５７へと導かれ
る。The spot image formed by the infrared light reflected on the object surface passes through the taking lens 1, is reflected by the multilayer beam splitter 41, and is almost totally reflected by the front surface of the optical path splitting prism 4 to form a line. It is led to the sensor 57.
【００５４】そして、ラインセンサー５７上の赤外スポ
ット像（２つの像）の像ずれ（位相ずれ）を検出するこ
とにより、焦点検出を行うことができる。Focus detection can be performed by detecting the image shift (phase shift) of the infrared spot images (two images) on the line sensor 57.
【００５５】このように、本実施形態でも、第１実施形
態と同様に、第１の焦点検出系に加えて第２の焦点検出
系を持つことで、光束かつ高精度なピント合わせが可能
となる。しかも、第２の焦点検出系は赤外光のみで行な
われるので、撮像素子８２へに到達する可視波長域の光
束の光量減少はほとんどない。As described above, in the present embodiment as well, as in the first embodiment, by providing the second focus detection system in addition to the first focus detection system, it is possible to perform light flux and highly accurate focusing. Become. Moreover, since the second focus detection system is performed only with infrared light, there is almost no reduction in the amount of light in the visible wavelength range that reaches the image sensor 82.
【００５６】また、本実施形態においても、光路分割プ
リズム４がマウント部３のすぐ裏側に設けられており、
この光路分割プリズム４とマウント部３の裏面との間に
挟まれたＯリング３１，３２とともにマウント部３の開
口を密閉する構造になっているため、マウント部３の開
口からごみ等がカメラ本体２内に侵入することを確実に
防止することができ、撮像素子ユニットのセンサーカバ
ーガラス８１へのごみ等の付着を防止することができ
る。Also in this embodiment, the optical path splitting prism 4 is provided immediately behind the mount portion 3,
The O-rings 31 and 32 sandwiched between the optical path splitting prism 4 and the back surface of the mount portion 3 are configured to seal the opening of the mount portion 3 so that dust or the like can be removed from the opening of the mount portion 3 in the camera body. It is possible to reliably prevent it from entering the inside of the sensor 2, and it is possible to prevent dust or the like from adhering to the sensor cover glass 81 of the imaging element unit.
【００５７】また、本実施形態でも、光学ローパスフィ
ルタ６を光路分割プリズム４の裏面に接合して一体化し
ているので、光学ローパスフィルタ６取り扱いが容易に
なり、組立て作業性が向上する。Also in this embodiment, since the optical low-pass filter 6 is joined to the back surface of the optical path splitting prism 4 and integrated, the optical low-pass filter 6 can be handled easily and the assembling workability is improved.
【００５８】なお、以上説明した各実施形態は例示にす
ぎず、本発明を実施するために他の構成を用いてもよ
い。例えば、光路分割プリズム４のビームスプリッター
４１が撮像画面の全画面範囲をカバーする構成とするこ
とにより、撮影レンズ１からの入射光束に含まれる赤外
域の光束成分をビームスプリッター４１によって除去す
ることが可能となり、従来、撮像素子の前面に設けられ
いた赤外カットフィルターが不要となる。The embodiments described above are merely examples, and other configurations may be used to implement the present invention. For example, when the beam splitter 41 of the optical path splitting prism 4 is configured to cover the entire screen range of the image pickup screen, the beam splitter 41 can remove the light flux component in the infrared region included in the light flux incident from the taking lens 1. This makes it possible to eliminate the need for the infrared cut filter conventionally provided on the front surface of the image sensor.
【００５９】また、第１実施形態において、主ミラー７
をペリクルミラーとし、可動部を減少させることによ
り、ごみの発生原因を更に減らすことができる。Further, in the first embodiment, the main mirror 7
Is a pellicle mirror and the number of movable parts is reduced, the cause of dust generation can be further reduced.
【００６０】さらに、第２実施形態において、撮像素子
８２が電子シャッター式のものであれば、機械式シャッ
ターのものに比べて可動部が減り、ごみの発生原因を更
に減らすことができる。Further, in the second embodiment, if the image pickup device 82 is of the electronic shutter type, the number of movable parts is reduced as compared with that of the mechanical shutter, and the cause of generation of dust can be further reduced.
【００６１】なお、上記各実施形態では、デジタルスチ
ルカメラについて説明したが、本発明はビデオカメラや
フィルムカメラにも適用することができる。In each of the above embodiments, the digital still camera has been described, but the present invention can also be applied to a video camera or a film camera.
【００６２】[0062]
【発明の効果】以上説明したように、本願第１および第
２の発明によれば、被写体撮像等に必要な可視波長域の
光量をほとんど減少させることになく、被写体が低輝度
であるような場合でも焦点検出等を行うための検出光学
系に十分な光量の光束を導くことができる。したがっ
て、明るく高画質の被写体像の撮像や明るいファインダ
ー像の観察を行うことができるとともに、低輝度被写体
に対しても焦点検出等の精度が低下することを防止でき
る。As described above, according to the first and second inventions of the present application, the subject has a low brightness without substantially reducing the amount of light in the visible wavelength range required for subject image pickup and the like. Even in such a case, it is possible to guide a luminous flux having a sufficient light amount to a detection optical system for performing focus detection and the like. Therefore, it is possible to pick up a bright and high-quality subject image and observe a bright viewfinder image, and it is possible to prevent the accuracy of focus detection and the like from deteriorating even for a low-luminance subject.
【００６３】なお、光学素子に、上記分離作用面で反射
した光束成分を略１００％の反射率で反射して検出光学
系に導く反射面を設けることにより、光学素子から検出
光学系をコンパクトにまとめることおよび配置自由度の
向上を図ることができるとともに、分離作用面で分離さ
れた光束を効率良く検出光学系に導くことができる。By providing the optical element with a reflecting surface that reflects the light flux component reflected by the separating surface with a reflectance of about 100% and guides it to the detecting optical system, the detecting optical system can be made compact from the optical element. It is possible to combine and improve the degree of freedom of arrangement, and it is possible to efficiently guide the light beams separated by the separation action surface to the detection optical system.
【００６４】さらに、上記分離作用面で赤外域近くの波
長域以上の光束成分又は赤外域の光束成分を分離するた
め、この分離作用面が従来の撮像素子の前面に設けられ
ていた赤外カットフィルターの役割も兼ねることにな
り、赤外カットフィルターを別途設ける必要をなくする
ことができる。Further, in order to separate the light flux component in the wavelength region near the infrared region or more or the light flux component in the infrared region by the separation action surface, this separation action surface is provided with the infrared cutoff provided on the front surface of the conventional image pickup device. Since it also serves as a filter, it is possible to eliminate the need to separately provide an infrared cut filter.
【００６５】さらに、上記第１および第２の発明におい
て、上記光学素子によりマウント部の開口を密閉するよ
うにすれば、レンズ交換式のカメラにおいて従来問題と
なっていた、マウント部の開口から侵入したごみ等が撮
像面（撮像素子等）に付着して撮影画質が劣化すること
を防止できる。Further, in the first and second inventions, if the opening of the mount portion is sealed by the optical element, the penetration occurs through the opening of the mount portion, which has been a problem in the conventional lens interchangeable type camera. It is possible to prevent the captured image quality from deteriorating due to dust and the like adhering to the imaging surface (imaging device or the like).
【００６６】しかも、ローパスフィルター等の光学フィ
ルタを上記光学素子に一体的に設ける（接合する）こと
により、薄い光学フィルターを撮影光路内に確実に固定
することができるとともに、組立て時の作業性が良くな
り、さらにフィルター面へのごみ等の付着を防止するこ
とができる。Moreover, by providing (bonding) an optical filter such as a low-pass filter integrally with the above optical element, the thin optical filter can be securely fixed in the photographing optical path, and the workability at the time of assembly is improved. It is improved, and it is possible to prevent dust and the like from adhering to the filter surface.
【図１】本発明の第１実施形態である一眼レフデジタル
カメラの構成を示す図。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a single-lens reflex digital camera which is a first embodiment of the present invention.
【図２】上記カメラの光路分割プリズムに設けられた多
層膜ビームスプリッターの分光透過率特性を示す図。FIG. 2 is a diagram showing a spectral transmittance characteristic of a multilayer beam splitter provided in an optical path splitting prism of the camera.
【図３】コントラスト検出方式の焦点検出の原理を説明
する図。FIG. 3 is a diagram illustrating the principle of focus detection of a contrast detection method.
【図４】位相差検出方式の焦点検出の原理を説明する
図。FIG. 4 is a diagram for explaining the principle of focus detection using a phase difference detection method.
【図５】本発明の第２実施形態である一眼レフデジタル
カメラの構成を示す図。FIG. 5 is a diagram showing the configuration of a single-lens reflex digital camera that is a second embodiment of the present invention.
１ 撮影レンズ ２ カメラ本体 ３ マウント部 ４ 光路分割プリズム ６ 光学ローパスフィルタ ７ 主ミラー ８ 撮像素子 ３１，３２ Ｏリング ４１ 多層膜ビームスプリッター ５０ 第２の焦点検出系 ５１ コンデンサーレンズ ５２ ２次結像レンズ ５３，５７ ラインセンサー ５４ 赤外ＬＥＤ ５５，５６ ミラー ８１ センサーカバーガラス ８２ 撮像素子 ９１ ピント板 ９２ ペンタプリズム ９３ 接眼レンズ ９４ 液晶パネル 1 Shooting lens 2 camera body 3 mount 4 Optical path splitting prism 6 Optical low-pass filter 7 Main mirror 8 image sensor 31,32 O-ring 41 Multi-layer beam splitter 50 Second focus detection system 51 condenser lens 52 Secondary imaging lens 53,57 line sensor 54 infrared LED 55,56 mirror 81 Sensor cover glass 82 Image sensor 91 focus plate 92 Penta prism 93 eyepiece 94 LCD panel
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 7/28 Ｇ０３Ｂ 11/00 ２Ｈ０８３ 7/34 19/12 ２Ｈ１０１ 7/36 Ｇ０２Ｂ 7/11 Ｃ Ｇ０３Ｂ 11/00 Ｄ 13/36 Ｎ 19/12 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ Ｆターム(参考） 2H011 BA23 BA33 BB01 BB04 2H042 CA07 CA10 CA14 CA15 CA17 2H044 AJ06 DA01 2H051 AA06 BA10 BA15 BA20 BA44 CB14 2H054 CC00 CD03 2H083 AA04 AA26 AA28 AA52 2H101 EE08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) G02B 7/28 G03B 11/00 2H083 7/34 19/12 2H101 7/36 G02B 7/11 C G03B 11 / 00 D 13/36 N 19/12 G03B 3/00 AF term (reference) 2H011 BA23 BA33 BB01 BB04 2H042 CA07 CA10 CA14 CA15 CA17 2H044 AJ06 DA01 2H051 AA06 BA10 BA15 BA20 BA44 CB14 2H054 CC00 CD03 2H08A2 A08 A2 A08A2 A08 A2
Claims (11)
有するカメラであって、 前記マウント部の近傍に配置され、撮影光路に入射して
撮像面に向かう可視波長域を含む光束のうち赤外域近く
の波長域以上の光束成分を分離する分離作用面を有した
プリズム型の光学素子と、 前記分離作用面で分離した光束成分が導かれる検出光学
系とを有することを特徴とするカメラ。1. A camera having a mount part to which a taking lens is attachable / detachable, the infrared part of a light beam including a visible wavelength range which is arranged in the vicinity of the mount part and which is incident on a photographing optical path and heads toward an image pickup surface. A camera, comprising: a prism type optical element having a separating surface for separating a light beam component in a wavelength range of a nearby wavelength range or more; and a detection optical system for guiding the light beam component separated by the separating surface.
有するカメラであって、 前記マウント部の近傍に配置され、撮影光路に入射して
撮像面に向かう可視波長域を含む光束のうち赤外域の光
束成分を分離する分離作用面を有したプリズム型の光学
素子と、 前記分離作用面で分離した光束成分が導かれる検出光学
系とを有することを特徴とするカメラ。2. A camera having a mount part to which a taking lens is attachable / detachable, the infrared part of a luminous flux including a visible wavelength range which is disposed in the vicinity of the mount part and which is incident on a photographing optical path and heads toward an image pickup surface. A prism-type optical element having a separating surface for separating the luminous flux component, and a detection optical system for guiding the luminous flux component separated by the separating surface.
外の光束成分により被写体像を撮像する撮像素子を有す
ることを特徴とする請求項１又は２に記載のカメラ。3. The camera according to claim 1, further comprising an image pickup device that picks up a subject image with a light flux component other than the light flux components separated by the separation action surface.
点調節状態を検出する焦点検出光学系であることを特徴
とする請求項１又は２に記載のカメラ。4. The camera according to claim 1, wherein the detection optical system is a focus detection optical system that detects a focus adjustment state of the photographing lens.
コントラスト検出方式により前記撮影レンズの焦点調節
状態を検出する第１の焦点検出手段と、 前記検出光学系に入射した光束成分を用いて位相差検出
方式による前記撮影レンズの焦点調節状態を検出する第
２の焦点検出手段とを有することを特徴とする請求項１
又は２に記載のカメラ。5. A first focus detection means for detecting a focus adjustment state of the taking lens by a contrast detection method based on an output signal from the image pickup element, and a position using a light flux component incident on the detection optical system. 2. A second focus detection unit for detecting a focus adjustment state of the taking lens according to a phase difference detection method.
Or the camera according to 2.
域近くの波長域以上の光を投光する投光手段を有するこ
とを特徴とする請求項１に記載のカメラ。6. The camera according to claim 1, further comprising: a light projecting unit that projects light having a wavelength range near an infrared range or more toward a subject side through the separation acting surface.
域の光を投光する投光手段を有することを特徴とする請
求項２に記載のカメラ。7. The camera according to claim 2, further comprising: a light projecting unit that projects light in an infrared region toward a subject side through the separation acting surface.
した光束成分を略１００％の反射率で反射して前記検出
光学系に導く反射面を有することを特徴とする請求項１
又は２に記載のカメラ。8. The optical element has a reflection surface that reflects the light flux component reflected by the separation surface with a reflectance of about 100% and guides it to the detection optical system.
Or the camera according to 2.
開口を密閉したことを特徴とする請求項１又は２に記載
のカメラ。9. The camera according to claim 1, wherein the opening of the mount portion is sealed by the optical element.
光路に対して進退可能で、撮影光路内に配置された状態
で入射した光束をファインダー光学系に導くミラー部材
を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のカメ
ラ。10. A mirror member is provided between the optical element and the image pickup surface, the mirror member being capable of advancing and retreating with respect to the photographing optical path and guiding a light flux incident in a state arranged in the photographing optical path to a finder optical system. The camera according to claim 1 or 2.
に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカメ
ラ。11. The camera according to claim 1, wherein an optical filter is provided integrally with the optical element.
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