JP2622305B2 - 電子スチルカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はオートフォーカス装置に改良を加えた電子ス
チルカメラに関するものである。

〔従来の技術〕

電子スチルカメラは、レンズによりイメージセンサー
上に光学画像を結像し、イメージセンサーから得られる
光電信号をスチルビデオフロッピーに磁気記録するが、
イメージセンサー上に鮮明な光学画像を結像させるため
に、オートフォーカス装置によりレンズのピント合わせ
を自動化したものがある。

このようなオートフォーカス装置には、コントラスト
方式や位相差方式のように、レンズを通ってきた光をも
とにしてピント合わせを行う合焦検出方式のものの他、
アクティブ型測距方式で代表されるように、被写体に測
距光を投光してその反射光を受光素子で受け、三角測距
により検出された被写体までの距離に対応してレンズの
セット位置を決めるものとがある。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、合焦検出方式ではTTLでピント合わせ
が行われるため視差がないという利点がある反面、低輝
度被写体に対しては検出精度が落ち、またレンズを通っ
た光により閉ループでレンズの合焦位置を検出するた
め、ピント合わせに時間がかかりやすいという欠点があ
る。

他方、アクティブ型測距方式のものでは、被写体の輝
度に左右されない利点はあるものの、視差のためにピン
ト合わせにずれが生じたり、撮像用の他に被写体からの
反射光を受光するための受光レンズや受光素子が必要に
なり、部品点数が増えるという欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、低輝度
下でも視差のない正確なピント合わせができ、しかもピ
ント合わせ用に別個の受光素子を必要としない電子スチ
ルカメラを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は上記目的を達成するにあたり、電子スチルカ
メラでは被写体の光学画像がイメージセンサーで撮像さ
れることに着目し、アクティブ型測距方式に必要な被写
体からの反射光をレンズを通してセンサーで受光して測
距を行うとともに、センサーに入射した反射光のパター
ンにより合焦検出方式によるピント合わせも行うことが
できるようにしてある。このため本発明の電子スチルカ
メラでは、撮像用のセンサーからの出力信号に基づき被
写体で反射された測距光のセンサーへの入射位置及び入
射面積を検出する検出手段と、この検出手段からの信号
により演算を行い、前記レンズを光軸方向に移動するレ
ンズ移動手段とを設たものである。

〔作用〕

上記構成によれば、投光された測距光が被写体で反射
され、レンズを介して撮像用のセンサー上に入射する
と、検出手段はセンサーからの出力信号に対応した信号
をレンズ移動手段に出力する。レンズ移動手段は信号を
演算し、レンズを入射位置及び入射面積に応じて移動す
る。

〔実施例〕

第３図は本発明の電子スチルカメラを示すものであ
り、カメラ本体２には撮影レンズ3,近赤外光を投光する
投光窓4,ストロボ発光部5,レリーズボタン6,液晶パネル
７が設けられている。また、カメラ本体２の手前測側面
には装填口８が形成されており、この装填口８には図中
矢線方向から、ビデオ信号を記録するメモリカートリッ
ジ９が装填される。

第１図は電子スチルカメラの電気的構成を示すもので
あり、前記撮影レンズ３の背後には、ハーフミラー15が
45度の角度を保って設けられている。撮影レンズ３を通
過した被写体16からの光は、ハーフミラー15で二分さ
れ、半分は透過して背後のイメージセンサー例えばCCD1
7に結像される。CCD17の前面には、撮影時に光軸3a上に
挿入され、撮影レンズ３を通過する近赤外光をカットす
るフイルタ18が出入り自在に設けられており、光軸3a上
から退避したときには、反射タイプの位置センサ18aで
確認される。

また、前記ハーフミラー15で反射された光は、ペンタ
プリズム20の下面に設けられたピントグラス21に結像さ
れる。このピントグラス21に結像された光学像は、ファ
インダ対物レンズ22を介して、観察される。

前記CCD17にはアンプ25を介して、CCD17からの信号を
ビデオ信号に変換して、出力する映像信号処理回路26が
接続されている。この映像信号処理回路26には記録部27
が接続されており、この記録部27はビデオ信号をデジタ
ルの画像信号に変換して、これを前記メモリカートリッ
ジ９に書き込む、 前記映像信号処理回路26には前記CCD17をドライバ29
を介して駆動するマイコン30と、前記ビデオ信号からス
ポット光の入射位置と入射面積とを検出し、位置信号と
面積信号とをそれぞれ出力する検出回路31とが接続され
ている。マイコン30には、レリーズボタン６の押圧操作
により、半押し信号，全押し信号を出力する信号発生器
6aが接続されている。前記マイコン30にはドライバ32を
介して近赤外光を発光する発光ダイオード33が接続され
ている。

この近赤外光はフイルタ34及び投光レンズ35でスポッ
ト光として、被写体16aに投光される。この実施例では
スポット光を測距光として用いたがスリット光でもよ
い。投光レンズ35の光軸35aは、３メートル前後の被写
体の撮像頻度が高いため、第２図（ａ）に示すように撮
影レンズ３の手前の３メートルで光軸3aと交差するよう
に傾けられている。このため、３メートルに位置する被
写体16aで反射されたスポット光は合焦位置の撮影レン
ズ３でCCD17の中央の基準点Ａに結像される。したがっ
て、被写体16a以外の任意の被写体で反射されたスポッ
ト光は第２図（ｂ）の基準点Ａと異なる位置、例えば３
メートル手前の被写体16bで反射されたスポット光はCCD
17上に点Ｂを囲む破線で示すように、ボケ像を形成す
る。このボケ像の面積は撮影レンズ３が合焦位置に移動
されると点Ｂに収束する。

この図において、光軸3aと発光ダイオード42との至近
距離をH,被写体16bと撮影レンズ３との距離（被写体距
離）をL,基準点Ａと点Ｂとの距離をα，撮影レンズ３の
焦点距離をｆとすると、これらの間にはＬ＝Ｈ・f/αの
式が成り立ち、被写体距離Ｌは三角測量で算出される。
なお、この実施例では光軸35aと光軸3aとが交差する位
置を撮影レンズ３の手前３メートルにしたが、この位置
は適宜前後させてもよい。

検出回路31には演算部38が接続されており、この演算
部38は前記位置信号から、点Ｂが基準点Ａより上にある
か、下にあるかを判定するとともに、その距離αを算出
し、Ｌ＝Ｈ・f/αの式より、被写体距離Ｌを演算して測
距信号を、また面積信号からボケ像の面積が最小になっ
たときに作成される合焦信号をそれぞれ制御部39に送
る。この制御部39にはレンズ駆動部40が接続されてお
り、このレンズ駆動部40にはドライバ41を介して、前記
撮影レンズ３を光軸３上を移動させるモータ42が接続さ
れている。この制御部40は前記測距信号により、モータ
42を高速回転し、撮影レンズ３を測距信号に対応した位
置に繰り出した後、モータ42を低速で回転させる。そし
て、前記合焦信号によりモータ42の低速回転を停止す
る。さらに、この制御部40は前記マイコン30に接続され
ており、マイコン30からの撮影完了信号で、レンズ駆動
部40を介してモータ42を駆動し、撮影レンズ３を無限遠
に移動する。

前記マイコン30は前記位置センサ18aが接続されてお
り、電源投入時にフイルタ18の退避を確認する。フイル
タ18が退避していない場合には、マイコン30はドライバ
43を介してモータ44を駆動し、フイルタ18を退避位置に
移動する。

このように構成された電子スチルカメラ２では、レリ
ーズボタン６を半押しすると、マイコン30はドライバ2
9,32を介して、CCD17及び発光ダイオード33をそれぞれ
駆動する。発光ダイオード33から発光された近赤外光は
スポット光として、被写体16に向けて投光される。被写
体16で反射されたスポット光は無限遠にある撮影レンズ
3,ハーフミラー15を通過し、CCD17上にボケ像を形成す
る。被写体16が例えば３メートルより遠くにあるときに
は、反射されたスポット光は第４図（ａ）に示すように
基準点Ａより上側の点Ｃを囲むようにボケ像を形成す
る。このボケ像の入射位置と入射面積は検出回路31で検
出される。演算部38では位置信号に基づいて、点Ｃが基
準点Ａより上側にあることを判定するとともに、側距信
号を作成し、これを制御部39に送る。制御部39はレンズ
駆動部40を介して、モータ42を高速回転して、撮影レン
ズ３を無限遠から側距信号に対応した位置まで高速で繰
り出す。この後、制御部39は検出回路31から合焦信号が
出力されると、低速で回転するモータ42をボケ像の面積
が第４図（ｂ）に示すように最小になったときに停止す
る。

このようにして、撮影レンズ３が合焦位置に移動する
と、マイコン30はドライバ43を介してモータ44を駆動
し、フイルタ18を光軸上に挿入する。この後、レリーズ
ボタン６が全押しされると、マイコン30は発光ダイオー
ド33の駆動を停止するとともに、CCD17の高速掃きだし
を行う。この後、フイルタ18を通り、CCD17に結像され
た被写体16の光学像はCCD17で信号として読みだされ
る。この信号はアンプ25を介して、映像信号処理回路26
に送られ、ビデオ信号に変換される。このビデオ信号は
記録部27はデジタルの画像信号に変換され、メモリカー
トリッジ９に書き込まれる。撮影が完了すると、マイコ
ン30はモータ44を駆動して、フイルタ18を退避位置に移
動させるとともに、制御部39に撮影完了信号を出力す
る。そして、制御部39がレンズ駆動部40を介してモータ
51を駆動して、撮影レンズ３を無限遠に移動すると、次
のピント調節の準備が整う。

なお、この実施例では上述したハーフミラー15を固定
したが、一眼レフカメラのように周知のクイックリター
ン機構を用いて、撮影時に撥ね上げてもよい。また、ク
イックリターン機構を用いる場合には、前記ハーフミラ
ー15は可視光を反射し、近赤外光以上の長い波長の光を
透過させるダイクロッイクミラーに代えてもよい。

さらに、ハーフミラー15に代えて、第５図に示すミラ
ー保持部50を用いた場合には、フイルタ18を省略するこ
とができる。光軸3aに平行な軸51に固着されたミラー保
持部材25には一対の開口52,53が形成されており、開口5
2にはハーフミラー54が、また開口28には近赤外光カッ
トフイルタ55が軸51に対して45度の傾きを保って取り付
けられている。なお、開口52にはハーフミラー54に代え
て、ダイクロイックミラーを用いてもよい。このように
構成されたミラー保持部材50は側距時には図示のように
回動し、ハーフミラー54を光軸3a上に挿入して使用され
る。また、撮影時には軸26が時計方向に回動し、近赤外
光カットフィルタ55を光軸3a上に挿入して使用される。

第６図は多点側距を行う本発明の実施例を示すもので
ある。この実施例では、中抜けを防止するために、被写
体に対して３個のスポット光を投光している。これによ
り、CCD17上には図示のように三個の点Ｄ〜Ｆにボケ像
が形成されるが、各点Ｄ〜Ｆの被写体距離Ｌが異なる場
合には、撮影レンズ３から一番近い点例えば点Ｄの側距
信号と合焦信号を用いて、ピント合わせを行う。なお、
この実施例では３個のスポット光を用いたが、本発明の
電子スチルカメラ２では受光素子に撮像用CCD17を用い
ているため、フイルタ34を交換するだけで、スポット光
の数を簡単に増減することができる。

また、上記実施例では撮影レンズ３を無限遠に設定し
て、撮影レンズ３を繰り出したが、撮影レンズ３の設定
位置を被写体距離、メートルの被写体が反射するスポッ
ト光が基準点Ａに結像する位置にしてもよい。このとき
には、被写体距離が３メートルよりも長いときには、撮
影レンズ３を無限遠側に移動させ、また被写体距離が３
メートル未満のときには、撮影レンズ３を繰り出せばよ
い。このようにすると、撮影レンズ３の移動距離を少な
くでき、ピント調節に要する時間を短縮することができ
る。

〔発明の効果〕

以上、詳細に説明したように、本発明の電子スチルカ
メラによれば、撮像用のセンサーからの出力信号に基づ
き被写体で反射された側距光のセンサーへの入射位置及
び入射面積を検出する検出手段と、この検出手段からの
信号により演算を行い、前記レンズを光軸方向に移動す
るレンズ移動手段とを設けたので、アクティブ型側距方
式と合焦検出方式を併用して、高い精度で、かつ暗い被
写体に対してもピント調節を行うことができる。また、
反射光を受光する受光素子に撮像用のセンサーを利用す
るから、受光レンズや受光素子を必要とせず、コストの
安い電子スチルカメラを提供することができる。さら
に、三角測距で演算した測距信号に対応する位置まで、
撮影レンズを高速で移動することができるから、ピント
調節に要する時間を短くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の電子スチルカメラの電気的構成を示す
ブロック図である。 第２図（ａ）及び第２図（ｂ）は本発明の電子スチルカ
メラで行うピント調節の説明図である。 第３図は第１図に示す電子スチルカメラの外観を示す斜
視図である。 第４図（ａ）及び第４図（ｂ）は第１図に示す電子スチ
ルカメラで行われるコントラスト法を説明する説明図で
ある。 第５図はミラー保持部材を示す斜視図である。 第６図は本発明の電子スチルカメラで行う多点測距の説
明図である。 ２……電子スチルカメラ ３……撮影レンズ 16,16a,16b……被写体 17……CCD 36……検出回路 38……演算部 39……制御部 40……レンズ駆動部 42……発光ダイオード。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体に向けて測距光を投光し、被写体か
   らの反射光を受けてレンズのピント合わせを行う電子ス
   チルカメラにおいて、 前記レンズを通して被写体の光学画像が結像されるとと
   もに、前記反射光が入射される二次元のセンサーと、こ
   のセンサーからの出力信号に基づきセンサーへの前記反
   射光の入射位置及び入射面積を検出する検出手段と、こ
   の検出手段からの信号により演算を行い、反射光の入射
   位置及び入射面積に応じて前記レンズを光軸方向に移動
   するレンズ移動手段とを備えたことを特徴とする電子ス
   チルカメラ。
2. 【請求項２】前記レンズの光軸上に挿脱自在に設けら
   れ、可視光をファインダ光学系に向けて反射させるとと
   もに前記測距光として用いられる赤外光を通過させるダ
   イクロイックミラーを、撮影時に前記光軸上から退避さ
   せることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電子
   スチルカメラ。