JP3156959B2 - カメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カメラ等のピント
を自動的に合わせるための多点測距装置であって、詳し
くは、写真画面内の複数のポイントを測距し、その結果
より被写体距離を演算して合焦点レンズを駆動する、い
わゆる多点オートフォーカス装置（以下、マルチＡＦ装
置と記す）を用いた視差（パララックス）防止の技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般にコンパクトカメラと呼ばれるカメ
ラは、撮影レンズと異なるファインダー光学系を有し、
またこれらと異なるＡＦ用光学系を有する。このように
撮影者が観察するファインダーが独立していると、距離
によっては上記視差の問題を生じてしまう。こうした問
題を解決するために、次のような技術が知られている。
すなわち、特開昭６０−２３８３９号公報には、測距結
果にしたがってファインダーを動かして撮影レンズとの
視差を対策する技術手段が、また、特開昭５８−１００
８４０号公報には、ファインダーの一部をＡＦ光学系に
兼用しこれらの光学系の視差を対策する技術手段が開示
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開昭６０−２３８３９号公報に開示された技術手段で
は、ファインダー光学系とＡＦ光学系との視差は対策で
きず、また、上記特開昭５８−１００８４０号公報に開
示された技術手段では、光学系の設計が困難であった。

【０００４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであり、簡単な構成にて、特に、花や虫等の小さいな
ものを撮影する至近撮影時に生じ易いＡＦ光学系とファ
インダー光学系との視差を、マルチＡＦの技術を応用し
て対策し、撮影者がピント合わせしたいものに、正しく
ピントを合わせられるようにするとともに撮影時の構図
をファインダー内で確認できるようにして、失敗写真を
防止するＡＦカメラを提供する、すなわち、ファインダ
ー光学系とＡＦ光学系と撮影レンズのパララックスの問
題を解決するカメラを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるカメラは、
被写体を観察するためのファインダーと、上記ファイン
ダーとは異なる光学系を用いて複数のポイントを測距す
る多点測距手段と上記多点測距手段の測距結果に基づい
て、被写体距離を演算して撮影レンズのピントを調整す
る合焦手段と、を具備するカメラにおいて、上記複数の
測距ポイントのうち、近接撮影距離域において中央の測
距ポイントよりも撮影画面の中央近くを測距する特定の
測距ポイントの測距結果と所定距離とを比較し、この測
距結果が所定距離よりも近距離であると判定したときに
は、この測距ポイントの測距結果を他の測距ポイントの
測距結果よりも優先して撮影レンズのピント合わせを行
うことを特徴とするカメラ。

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施の形態を説明
するに先立って、本発明の概略を以下に示す。

【００１２】図５は、本発明の概念を示した説明図であ
る。

【００１３】図中、符号６はカメラであり、ａ0 ，ｂ0
，ｃ0 の各方向が測距可能となっている。一般の撮影
距離である６２ｃｍから５ｍまでの距離では画面内３点
を測距可能であり、図３（Ａ）のように主要被写体画面
内中央部にいなくてもピント合わせができるようになっ
ている。しかしＡＦ光学系とファインダー光学系とのパ
ララックスが問題となるそれより近距離では、カメラ正
面方向のｂ0 が必ずしも画面内中央を測距するわけでは
ない。そこで、このような近接撮影距離域では、よりフ
ァインダー画面内中央部に近いところを測距するａ0
（左）の方向の測距結果を優先したピント合わせとす
る。

【００１４】また、このような近接撮影距離域では、フ
ァインダー画面と実際の写真画面との間の視差により、
ファインダーで見たとおりの構図の写真を得ることはで
きない。そこで、左側測距ポイントの測距結果が近距離
を示すときには、これを優先し、ファインダー画面内に
実際撮影される範囲と測距選択した部分とを示す表示を
行う用に制御する。

【００１５】次に、本発明の具体的な実施の形態を説明
するに先立ち、一点測距を行なう一般的なアクティブ式
三角測距方式のＡＦ装置の測距原理を、図８および図９
によって説明する。

【００１６】投光源である赤外発光ダイオード（以下、
ＩＲＥＤという）１で発光した光は、投光レンズ２を介
して被写体５に対して投射される。そして、被写体５で
反射した光は受光レンズ３で集光されて位置検出素子
（以下、ＰＳＤという）４からなる受光素子に受光され
る。受光素子として一般的に用いられる、このＰＳＤ４
は、入射した光が基線長方向に受光面を、ｘ：ｙに内分
するとき、その比に対応した電気信号を出力するように
なっている。

【００１７】こゝで上記両レンズ２，３の主点間距離ｓ
を基線長、受光レンズ３の焦点距離をｆとすると、反射
光はＰＳＤ４上のｘの位置に入射し、 の(1) 式に基づいて被写体距離Ｌを求めることができ
る。

【００１８】従って、こゝで上記ＰＳＤ４の長さｔが有
限であることに注目し、このＡＦ装置が測距できる最至
近距離を求めると、 となる。こゝで上記ａはＰＳＤ４の投光側に近い方の端
から受光レンズ３の光軸とＰＳＤ４の受光面が交わる位
置までの距離でシフト量と呼ぶ。

【００１９】このように考察すると、なるべく近くのも
のまで測距するためには、上記主点間距離ｓと受光レン
ズ３の焦点距離ｆがカメラのデザイン上等において制約
が多いことを考えた場合、ＰＳＤ４の長さｔを長くする
か、または上記シフト量ａを小さくするしかない。図９
はシフト量ａを小さくシフト量ａ′にして、測距最至近
距離Ｌmin を短くした場合を示したものである。

【００２０】しかし、これらの対応策も実際には、次の
ようなデメリットを伴う。即ち、ＰＳＤ４の長さｔを長
くすると、全体的にＰＳＤの面積が大きくなり、信号光
以外の外光成分を多く受光し、Ｓ／Ｎ比の低下によって
精度が劣化するし、またシフト量ａを小さくすると、被
写体距離Ｌが遠距離になる程、ＰＳＤが出力する信号比
が大きくなる為、やはりノイズに弱くなる。遠距離にな
ると当然、信号光が小さくなるからノイズの影響が大き
くなるが、例えばシフト量ａが大きくて、５ｍで４：６
の信号が出力された場合、片側に１のノイズが乗って
も、 と５％の誤差にしかならないが、シフト量ａが小さくて
同じ距離でも、１：９の信号が出力されている場合に
は、１のノイズが乗るとすると、 ８％の誤差になる。

【００２１】つまり、遠距離まで正確に測定するには、
ＰＳＤの長さｔを短く、シフト量ａはｔ／２に近い方が
良いことになるが、これは測距最至近距離を短くし、測
距レンジを広くする方向とは逆になってしまう。

【００２２】次に、上述のように構成された一点測距の
原理を画面内の三点を測距するための三点測距装置とし
て構成した測距手段を図１０に示す。

【００２３】図１０において、３個のＩＲＥＤ１ａ，１
ｂ，１ｃに対して３個のＰＳＤ４ａ，４ｂ，４ｃが用い
られていて、３個のＩＲＥＤ１ａ〜１ｃからの各測距用
赤外光は投光レンズ２により被写体に向かい、被写体で
反射された各光は受光レンズ３により３個のＰＳＤ４ａ
〜４ｃのうちの対応するＰＳＤに入射するようになって
いる。

【００２４】投光角度θは、投光素子１ａ〜１ｃと投光
レンズ２までの距離ｆTにより、 として決定される。こゝでｇ1 ，ｇ2 は配置間隔で、ｇ
1 は投光素子のレンズ光軸からの最短距離である。

【００２５】このように構成された多点（三点）測距装
置は、図１１に示すように、カメラ６から見てａ0 ，ｂ
0 ，ｃ0 の方向にある被写体を測距するため、図１２
（Ａ）に示す如く、仮にファインダ視野７内の測距ゾー
ン (ａ)(ｂ)(ｃ) を対応させたとき、測距ゾーン (ｂ)
に被写体が無くても左右の測距ゾーン (ａ)(ｃ)に被写
体８ａ，８ｂが存在すれば、撮影される被写体はピンボ
ケにならずに済むという利点がある。

【００２６】しかし、これは被写体距離Ｌが十分に大き
く、図１１にＷで示すように隣接する測距ポイント間の
距離がある程度大きくないと効果が期待できない。

【００２７】例えば、θ＝６゜ 被写体距離Ｌ＝0.6 ｍ
とすると、 となり、測距ゾーン (ａ)(ｂ)(ｃ) は３点ともに、人の
顔等の被写体９の中に入ってしまう。

【００２８】つまり、図１２（Ｂ）に示すように至近の
人物等の被写体９に対しては、複数の測距は不要とな
る。従って、複数のポイントを持つＡＦ装置やＡＦシス
テムでは、至近領域ではそのすべての測距ゾーンを測距
する必要はなく、そのうちのいくつかを省略することが
できる。

【００２９】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を説明する。

【００３０】図１は、本発明の第１の実施形態であるカ
メラの構成図である。本実施形態では図１に示すよう
に、中央の測距ゾーンを測距するためのＰＳＤ４ｂ′
を、左，右を測距ゾーンを測定するための左，右測距用
のＰＳＤ４ａ，４ｃに対して、αだけシフトさせてあ
る。

【００３１】つまり、前記図８で説明した配置で中央の
測距ゾーンを測距し、前記図９で説明した配置で左右の
測距ゾーンを測距する。次に本発明を更に理解しやすく
するために、各定数に具体的に数字を当て嵌めてみる
と、以下のようになる。

【００３２】 このとき、左右の測距最至近距離Ｌmin Ａは、前記 (2)
式より、 中央の測距最至近距離Ｌmin Ｃは、 となり、３１cmから６２cmまでの間は中央を測距するた
めの投受光系では測距出来ない。

【００３３】しかしながら、前述の図１１でＷを求めた
ときに示したように、この間の領域では左右の測距領域
の幅は、約１２cm以下であり、人物の顔等の被写体に対
しては十分小さな幅なので、左か右の測距装置で測距可
能である。また、花や虫等の小さなものを撮影する際
に、中央の測距が不可能だと問題があるが、このような
至近の領域では、ファインダのパララックス等も発生す
るので、これらの補正を同時にするようにする。

【００３４】本実施形態では、例えば図３に示す如く、
ファインダ７内の液晶表示を測距結果によって切り換え
て補正するようになっている。即ち、通常撮影時には図
３（Ａ）に示すように、ファインダ７内に表示はないが
左側の測距結果が６２cm以近になると、図３（Ｂ）に示
すように写真画面パララックス補正用の枠７ａと測距ゾ
ーン枠（ａ）が表示される。この測距ゾーン枠（ａ）
は、この例では左側測距用のＩＲＥＤの投光位置に対応
している。

【００３５】図２は、本発明の第２の実施形態を示すカ
メラの構成図である。

【００３６】この実施形態は上記第１の実施形態のよう
にＰＳＤ４ｂ′ではなく、ＩＲＥＤ１ｂ′の位置をαだ
けシフトさせ、該第１の実施形態と同様の効果をもたせ
たものである。

【００３７】即ち、この図２に示す如く、ＩＲＥＤ１
ｂ′のシフトによりＰＳＤ４ｂ′をαだけシフトさせた
のと全く同じ効果を得ることができる。しかし、この場
合には図４に示すように、測距ポイントのゾーン (ａ)
(ｂ)(ｃ) が画面上に一列に並べられない点が異なる。
たゞし、この第２の実施形態においては、ＰＳＤ３列
（４ａ，４ｂ，４ｃ）をモノリシックで構成する場合、
図１に示した第１の実施形態に比し、面積が小さくて済
むという利点があり実用的になるという効果がある。

【００３８】投光レンズ２および受光レンズ３が同じ焦
点距離を持ち、ＩＲＥＤとレンズの距離およびＰＳＤと
レンズ間の距離が等しい場合、ＰＳＤ側をαだけシフト
したときと同様の効果をＩＲＥＤ側のシフトで得るため
には、ＩＲＥＤのシフト量はやはりαとなる。

【００３９】ここで上記αを0.9mm とし、ａを、 にとったが、理由は、Ｌ＝5.6 ｍにおいて、 となり、 の関係で、このとき、ＰＳＤの中心に反射信号光が入射
することを意図しているものである。

【００４０】特に、室内で交流光源等による強い照明光
に照らされた人物等の場合、外光の振動が信号成分に重
畳されて誤測距を起し易くなるが、このようなノイズは
ＰＳＤの比の信号の両方に略平等に乗る。

【００４１】このような照明下で、かつ被写体が遠距離
でＳ／Ｎ比が劣化する環境としては結婚式場等がある
が、５〜６ｍの距離までは何とかＡＦの精度を保持した
い。そこで、この辺の距離（５〜６ｍ）で、ＰＳＤの中
心に反射信号が入射する設計により、ＰＳＤの比の信号
Ｓ1 ，Ｓ2 の両方に、同様のノイズＮ1 ，Ｎ2 が乗った
ときも、Ｓ1 ＝Ｓ2 ，Ｎ1 ＝Ｎ2 であれば、 となり、殆んどノイズの影響を受けなくて済むように考
慮している。

【００４２】一方、左右の測距ポイントの測距精度は、
このような環境下ではシフト量ａ′が小さい故に劣化を
招き易いので、左右の測距ポイントでの測距結果は例え
ば５ｍ以遠のとき、無視するようにする。

【００４３】従って、最終の測距特性は図５に示すよう
な特性となる。

【００４４】図６は、本発明の第３の実施形態を示すカ
メラのブロック構成図である。このカメラは、上記図５
の測距特性を実現するためのカメラの一構成例を示した
ものであり、図７はその動作を示すフローチャートであ
る。

【００４５】図６に示すカメラは、３点測距を行なうも
のであって、符号１１，１２，１３で示すブロックＡＦ
１，ＡＦ２，ＡＦ３は、それぞれ投，受光素子を含む測
距手段で、その一つ一つは前記図８で示した構成を有し
ている。これらの測距手段１１，１２，１３が被写体に
向けて投光し、その反射光を受光する信号光は、それぞ
れ矢印１１α，１２α，１３αで表わされ、これらは各
々前記図５の被写体方向ａ0 ，ｂ0 ，ｃ0 に対応してい
る。これらの各測距手段１１，１２，１３による被写体
方向ａ0 ，ｂ0 ，ｃ0 の各点の測距は時分割で行われる
ようになっており、その各測距したＡＦＤＡＴＡ１〜Ａ
ＦＤＡＴＡ３は、ＣＰＵからなる演算制御手段１０に入
力される。この演算制御手段１０は、使用者が測距する
ときに操作する測距用スイッチ１４のオンのタイミング
で動作を開始し、測距手段１１，１２，１３の測距結
果、即ちＡＦＤＡＴＡより距離Ｌ（単位メートル）を演
算し、その中の最至近の距離のものに合焦させる制御を
行なうものである。そして、その出力信号によってレン
ズ駆動用モータのドライバ回路１５が作動してレンズ駆
動用モータ１６を回転させて撮影レンズ（図示されず）
を合焦位置に移動させるようになっている。

【００４６】なお、至近領域の測距は、ＡＦ１の測距手
段１１によってのみなされるので、ＡＦ１の測距結果が
この領域に入っている場合、他の点の測距は行なわな
い。また、距離Ｌ（ａ0 ），Ｌ（ｂ0 ），Ｌ（ｃ0 ）が
何れも５ｍ以上である場合には、前述のようにＡＦ１，
ＡＦ３の測距精度は不十分なので、これらの測距結果は
無視するようになっている。

【００４７】次に上記カメラの動作を図７のフローチャ
ートによって説明すると、測距用スイッチ１４がオンさ
れることにより測距が開始される。このスイッチ１４が
オンされると、演算制御手段１０では先ず、ＡＦ１の測
距手段１１が選択され、スタート信号ＡＦＳＴ１が測距
手段１１に送られてＡＦ１の測距が行なわれる。そして
この測距手段１１によって測距されたＡＦＤＡＴＡ１が
演算制御手段１０に入力される。演算制御手段１０で
は、この距離Ｌ（ａ0 ）の演算が行われ、“0.31ｍ≦Ｌ
（ａ0 ）≦0.62ｍ”のチェックが行なわれ、Yes であれ
ば、この距離Ｌ（ａ0 ）を合焦距離Ｌとし、レンズを合
焦位置に移動させる。このとき、前述のように画面内に
図３（Ｂ）のようにパララックス補正用の画面枠および
測距枠の表示を行うようにする。

【００４８】また、Noであれば、ＡＦ２の測距手段１２
が選択され、測距スタート信号ＡＦＳＴ２が測距手段１
２に送られてＡＦ２によるそ測距方向ｂ0 の測距が行な
われる。そして、同測距手段１２によって測距されたＡ
ＦＤＡＴＡ２が演算制御手段１０に入力され、この入力
ＤＡＴＡにより距離Ｌ（ｂ0 ）の演算が行なわれる。

【００４９】演算制御手段１０では続いてＡＦ３の測距
手段１３が選択されて測距スタート信号ＡＦＳＴ３が測
距手段１３に送られてＡＦ３による測距方向ｃ0 の測距
が行なわれて同手段１３によって測距されたＡＦＤＡＴ
Ａ３が演算制御手段１０に入力され、距離Ｌ（ｃ0 ）の
演算が行なわれる。

【００５０】そして、“Ｌ（ａ0 ）≦Ｌ（ｃ0 ）”のチ
ェックが行なわれ、Yes であれば次いで、“Ｌ（ａ0 ）
≦５ｍ”がチェックされ、これがYes であれば、この距
離Ｌ（ａ0 ）を合焦距離Ｌとしてレンズを合焦位置に移
動させる。また上記“Ｌ（ａ0 ）≦Ｌ（ｃ0 ）”のチェ
ックにおいて、Noであれば次に、“Ｌ（ｂ0 ）≦Ｌ（ｃ
0 ）”のチェックが行なわれて、Yes であれば距離Ｌ
（ｂ0 ）を合焦距離Ｌとしてレンズを合焦位置に移動さ
せる。またNoの場合には距離Ｌ（ｃ0 ）を合焦距離Ｌと
してレンズを合焦位置に移動させる。

【００５１】また、上記“Ｌ（ａ0 ）≦５ｍ”のチェッ
クにおいて、Noの場合には“Ｌ（ａ0 ）≦Ｌ（ｂ0 ）”
がチェックされ、Yes であれば距離Ｌ（ａ0 ）を合焦距
離Ｌとして合焦位置にレンズを移動させ、Noであれば続
いて“Ｌ（ｂ0 ）≦Ｌ（ｃ0）”のチェックがなされ
て、これがYes の場合には距離Ｌ（ｂ0 ）を合焦距離と
し、またNoの場合には距離Ｌ（ｃ0 ）を合焦距離として
撮影レンズを合焦位置に移動させる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、マ
ルチＡＦの改良により、通常の撮影領域では人物が画面
中央にいなくてもピンボケにならず、近接撮影も可能
で、特に花や虫等の小さいなものを撮影するときに生じ
易いＡＦ光学系とファインダー光学系との視差を対策
し、撮影者がピント合わせしたものに、正しくピントを
合わせられるようにできる。さらに撮影時の構図をファ
インダー内で確認できるようにして、失敗写真を防止す
るＡＦカメラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態を示すカメラの主要部
の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施形態を示すカメラの主要部
の構成図である。

【図３】(A)(B)は、ファインダ視野枠の構成をそれぞれ
示す正面図である。

【図４】３点測距における測距ポイントゾーンを示すフ
ァインダ視野枠の正面図である。

【図５】本発明によるカメラの測距特性の一例を示す線
図である。

【図６】本発明の第３の実施形態を示すカメラのブロッ
ク構成図である。

【図７】上記第３の実施形態のカメラの動作を示すフロ
ーチャートである。

【図８】一般的なアクテイブ式三角測距方式のＡＦ装置
の測距原理を説明するための線図である。

【図９】一般的なアクテイブ式三角測距方式のＡＦ装置
の測距原理を説明するための線図である。

【図１０】アクティブ式三角測距方式による多点（３
点）測距装置の主要部の構成図である。

【図１１】多点（３点）測距装置におけるカメラから見
た測距方向を示す線図である。

【図１２】(A)(B)は、３点測距における測距ゾーンの被
写体像に対する関係をそれぞれ示すファインダ視野枠の
正面図である。

【符号の説明】

１ａ〜１ｃ…ＩＲＥＤ（投光手段） ２……………投光レンズ（投光手段） ３……………受光レンズ（受光手段） ４ａ〜４ｃ…ＰＳＤ（受光手段） ｓ……………基線長

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−259313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−8616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−184235（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−141328（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 7/28 - 7/40 G03B 3/00 - 3/12

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】被写体を観察するためのファインダーと、 上記ファインダーとは異なる光学系を用いて複数のポイ
   ントを測距する多点測距手段と、 上記多点測距手段の測距結果に基づいて、被写体距離を
   演算して撮影レンズのピントを調整する合焦手段と、 を具備するカメラにおいて、 上記複数の測距ポイントのうち、近接撮影距離域におい
   て中央の測距ポイントよりも撮影画面の中央近くを測距
   する特定の測距ポイントの測距結果と所定距離とを比較
   し、この測距結果が所定距離よりも近距離であると判定
   したときには、この測距ポイントの測距結果を他の測距
   ポイントの測距結果よりも優先して撮影レンズのピント
   合わせを行うことを特徴とするカメラ。