JP3262483B2 - オートフォーカスカメラの投光窓 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はオートフォーカスカ
メラの投光窓に係り、特に、コンパクトカメラ等に適用
される赤外光を用いたアクティブ方式オートフォーカス
システムの投光部の透明窓に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在のオートフォーカス（ＡＦ）コンパ
クトカメラに用いられているＡＦシステムは、その殆ど
が三角測距に基づいた、いわゆるアクティブ方式とよば
れるもので、カメラ側から光を発し、被写体で反射して
戻ってきた光を光電素子で受光し、投光光束と受光光束
のなす角度によって撮影距離を知るものである。

【０００３】このアクティブ方式のＡＦシステムには、
測距ビームをスキャニングさせるタイプのものと測距ビ
ームを固定するタイプとが知られているが、前者は、投
光部又は受光部のスキャニングに可動部を必要とし、そ
の動作に時間を要する。これに対し、後者は、受光部の
素子上で検出した測距ビームの光斑像の位置が距離情報
になるもので、可動部が無く、距離情報を瞬時に得るこ
とができるという利点があり、現在では、後者のタイプ
が主流となっている。

【０００４】一般的には、投光部の光源として赤外発光
ダイオード（ＩＲＥＤ）が用いられ、該赤外発光ダイオ
ードから発せられた赤外光はレンズを介して一点に集束
され、被写体に照射される。他方、受光部には、受光素
子アレー（複数個の受光素子が並んだセンサー）や位置
検出センサー（Position Sensitive Device:ＰＳＤ）な
どが用いられていることが多い。

【０００５】また、前記赤外発光ダイオード及びレンズ
は、通常カメラの内部に収納されており、前記レンズを
通過した赤外光は、カメラの前面カバーに設けられた透
明の保護窓（投光窓）から被写体に向けて出射される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のカメラでは、前記投光窓が曲面状に形成された場合
に、該投光窓を通過した赤外ビームは一点に集光されな
いという問題がある。アクティブ方式のＡＦシステムで
は、被写体上の赤外ビームの光斑を受光部の素子上で光
斑像として検出し、その光斑像の位置を距離情報として
いるので、測距ビームの集光性が低下してビームが一点
に集束されなくなると、検出対象となる赤外光斑がボケ
て不明確になり、測距の精度が悪くなるという問題があ
る。

【０００７】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、発光源から出射されたＡＦ測距用の投光ビーム
を、集束性を妨げることなくカメラの外部へと出射させ
ることができるオートフォーカスカメラの投光窓を提供
することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は前記目的を達成
するために、投光部と受光部とを有し、前記投光部から
出射された光の被写体からの反射光を前記受光部で受光
して被写体までの距離を検出するようにしたオートフォ
ーカスカメラにおいて、前記投光部は、発光源から発せ
られる光を集束させる投光レンズの前方に透明な媒質か
らなる透明窓が設けられた構造を有し、前記透明窓は、
窓面が曲面状に形成され、且つその媒質の厚みが前記窓
面の任意の場所で前記出射される光の光軸方向について
略等しい断面切断長となるように形成されていることを
特徴としている。

【０００９】本発明によれば、投光部の発光源から出射
された光は、曲面状の投光窓を通過して被写体に到達す
る。前記投光窓の板厚を、前記出射光の光軸方向に対し
て等しい断面切断長となるように形成したので、出射光
の光軸と平行な光が該投光窓の媒質中を進行する光路長
は、窓面の通過位置によらず等しい距離となる。従っ
て、前記発光源から出射された光は、投光窓を通過して
もその集束性を乱されることはない。これにより、被写
体上には一点に集束された光が照射され、その反射光
を、受光部で正確に検出することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下添付図面に従って本発明に係
るオートフォーカスカメラの投光窓の好ましい実施の形
態について説明する。図１は、本発明に係るオートフォ
ーカスカメラの投光窓が適用されたカメラの外観を示す
斜視図である。同図に示すカメラ１０の前面中央部に
は、撮影レンズ１２の組み込まれた鏡胴１３が取り付け
られている。前記撮影レンズ１２の上部右隅部には、ス
トロボ窓１４、そしてストロボ窓１４の図中左側にはフ
ァインダー対物窓１６、ＡＦ投光窓１８、測光窓２０、
及びＡＦ受光窓２２が順に形成されている。また、カメ
ラ１０の上面にはシャッターボタン２４が設けられてい
る。

【００１１】前記ＡＦ投光窓１８の内側にはＡＦ投光
部、前記ＡＦ受光窓２２の内側にはＡＦ受光部が設けら
れ、これら投光／受光部とで、被写体までの距離を測定
する測距部が構成されている。この測距部（ＡＦ部）
は、いわゆるアクティブ方式のオートフォーカス（Ａ
Ｆ）システムが採用されており、例えば三角測量の原理
に基づいて被写体までの距離を求め、その結果は、ＡＦ
制御に利用される。前記ＡＦ部の構成については後述す
る。

【００１２】前記測光窓２０の内側には、外光を入射さ
せる図示しないレンズと、該レンズの結像位置に設けら
れた受光素子から成る測光部が設けられ、この測光部に
よって撮影視野内の外光輝度を測定する。その測定結果
は露出制御（ＡＥ制御）に利用される。前記撮影レンズ
１２は、例えば焦点距離をｆ＝２５〜５５ｍｍの範囲で
変えることができる２倍ズーム、又は焦点距離をｆ＝３
０〜９０ｍｍの範囲で変えることができる３倍ズームと
いうように、各機種毎に異なる光学系で構成される。

【００１３】また、カメラ本体１０の背面には図示しな
いズームボタンが設けられており、このズームボタンを
操作すると、図示しないレンズ駆動用モータが駆動さ
れ、該モータの駆動力は、図示しない複数のギヤを介し
て、前記撮影レンズ１２の駆動機構及びズームファイン
ダーの移動レンズ駆動系の駆動機構（不図示）に伝達さ
れる。撮影者は、前記ズームボタンを操作することで所
望の撮影倍率を選択することができ、撮影画角と略等し
い視野をファインダーの接眼部から観察することができ
る。

【００１４】また、カメラ１０内部の前記撮影レンズ１
２の光軸上には、シャッター（不図示）が組み込まれて
おり、該シャッターは前記シャッターボタン２４の操作
に連動して動作する。図２には、前記カメラ１０の前カ
バー１１の構成が示されている。同図に示すようにカメ
ラの前カバー１１の前面中央には鏡胴部開口１１Ａが形
成され、前記鏡胴部開口１１Ａの上部右隅部には、スト
ロボ部開口１１Ｂ、そしてストロボ部開口１１Ｂの図中
左側にはフロント窓部開口１１Ｃ、ＡＦ受光部開口１１
Ｄが順に形成されている。前記鏡胴部開口１１Ａには、
鏡胴カバー２５が取り付けられ、前記ストロボ部開口１
１Ｂにはストロボ窓部材１４ａ、フロント窓部開口１１
Ｃにはフロント窓２６、ＡＦ受光部開口１１ＤにはＡＦ
受光窓部材２２ａがそれぞれ取り付けられている。

【００１５】前記フロント窓２６は、有色透明のガラス
又はプラスチック等で形成されており、該フロント窓２
６の中央部は、前記ＡＦ投光窓１８に相当している。ま
た、前記フロント窓２６の前記ＡＦ投光窓１８の図上で
右側には対物部開口２６Ａが形成され、該対物部開口２
６Ａにファインダーの対物窓部材１６ａが組付けられ
る。他方、同図上で前記ＡＦ投光窓１８の左側には測光
部開口２６Ｂが形成され、該測光部開口２６ＢにＣｄＳ
窓部材２０ａが組付けられている。

【００１６】図３は、カメラ１０の内部に組み込まれた
ＡＦ・ファインダーユニットの斜視図である。このＡＦ
・ファインダーユニットは、本体ケースが第１の収納ケ
ース（ＡＦ・ファインダー本体枠）４０と第２の収納ケ
ース（接眼枠）５０とに二分割されており、前記第１の
収納ケース４０には、同図上で左から順にＡＦ受光窓２
２に対応したＡＦ受光収納部３２、前記ＡＦ投光窓１８
に対応したＡＦ投光収納部３４が形成され、ＡＦ部（Ａ
Ｆ受光部及びＡＦ投光部）が収納されると共に、対物レ
ンズ３６、移動レンズ４２及び移動レンズ４２の動きを
規制するカム軸４４等が収納されて第１ブロックが形成
される。他方、第２の収納ケース５０にはプリズム５
２、フィールドレンズ５３及び接眼レンズ５４等が収納
されて第２ブロックが形成されている。

【００１７】図４はカメラ１０内部に収納されたＡＦ部
の構成を示す分解斜視図である。同図に示すように、こ
のＡＦ部は前記ＡＦ・ファインダー本体枠４０と一体に
形成されたＡＦ本体枠６０にＡＦ投光部とＡＦ受光部と
が収納されて構成されている。前記ＡＦ投光部は、赤外
発光ダイオード（ＩＲＥＤ）６２、ＩＲＥＤホルダー６
４、ＩＲＥＤカバー６５、ＩＲＥＤ押さえ部材６６、及
び投光レンズ６８等から構成される。前記ＩＲＥＤホル
ダー６４の中央部には開口６４Ａが形成されており、該
開口６４Ａに前記赤外発光ダイオード６２の半球状の発
光部が後方から挿入されて保持されている。前記赤外発
光ダイオード６２の後方からＩＲＥＤカバー６５及びＩ
ＲＥＤ押さえ部材６６が取り付けられ、該ＩＲＥＤ押さ
え部材６６によって赤外発光ダイオード６２がＩＲＥＤ
ホルダー６４側に付勢され固定されている。

【００１８】このようにＩＲＥＤホルダー６４に保持さ
れた赤外発光ダイオード６２を含む発光部は、ＡＦ本体
枠６０のＡＦ投光収納部３４に収納される。また、前記
投光レンズ６８はＡＦ投光収納部３４の前面の開口部に
固着されている。該投光レンズ６８は、赤外発光ダイオ
ード６２で発せられた赤外光を、例えば、１０ｍ先でピ
ントが合うように集束させるものである。投光レンズ６
８を通過した光は略平行の投光ビームとなる。

【００１９】他方、ＡＦ受光部は、受光レンズ７２、受
光素子（ＰＳＤ）７４、ＰＳＤホルダー７５、ＰＳＤシ
ールド板７６、ＰＳＤ押さえ部材７７、及びＩＣ取り付
け部材７８から構成される。受光レンズ７２は、補強板
７９を介してＡＦ本体枠６０のＡＦ受光収納部３２の前
面に固着されている。また、同図には、受光素子として
いわゆる位置検出センサー（ＰＳＤ）が示されている
が、受光素子は前記ＰＳＤに限らず他の受光素子アレー
でもよい。

【００２０】前記受光素子７４は、後方に配置されたＰ
ＳＤホルダー７５に形成された凹部７５Ａに挿入され、
保持されている。また前記ＰＳＤホルダー７５の背後に
はＰＳＤシールド板７６が配設され、更にその背後から
ＰＳＤ押さえ部材７７によって受光素子７４が前方のＩ
Ｃ取り付け部材７８側に付勢され、固定されている。ま
た前記ＩＣ取り付け板７８には、ＩＣ８０が搭載されて
おり、該ＩＣ８０により前記受光素子７４が受光した赤
外光に基づいて被写体距離が求められる。

【００２１】尚、前記ＡＦ本体枠６０には、上記投光部
／受光部の他、測光用のＣｄＳセル８２及び該ＣｄＳセ
ル８２に外光を導くＣｄＳレンズ８４が取り付けられて
いる。図５は、図１に示したカメラ１０のＡ─Ａ線に沿
う縦断面の拡大図である。図上で左側がカメラの前面に
相当する。カメラ１０のカバー１１の内側には、前述し
た通り赤外発光ダイオード６２、投光レンズ６８を含む
ＡＦ投光部が配置され、前記投光レンズ６８の前面部は
ＡＦ投光窓１８が形成されている。

【００２２】前記ＡＦ投光窓１８は、図２で説明したよ
うに透明のガラス又は透明のプラスチック等で形成され
ており、赤外光を通過させるとともに、カメラ内部に配
設された投光レンズ６８等の光学部品を保護する役割を
果たしている。本実施の形態では、このＡＦ投光窓１８
の窓面が曲面状に形成されているとともに、その曲面上
の部分について、板厚が一定の均一な肉厚ではなく、図
の上側に向かって次第に薄く形成されている点に特徴が
ある。この肉厚の変化は、該ＡＦ投光窓１８を赤外ビー
ム光軸Ｌと平行な任意の直線で切断したときの断面部の
長さ（切断断面長）ａ、ｂ、ｃが略一定（ａ≒ｂ、ｂ≒
ｃ、ｃ≒ａ）となるように形成されている。

【００２３】図６には、前記ＡＦ投光窓１８の拡大図が
示されている。同図に示したように、このＡＦ投光窓１
８の上部外側は、曲率Ｒ1 の曲面状に形成され、その内
側の曲率は、前記外側の曲面からの一定量のオフセット
曲率Ｒ2 （Ｒ1 ＞Ｒ2 ）よりも大きくかつ、曲率中心を
ずらして形成されている。前記内側の曲率は、図５に示
したように、赤外ビーム光軸Ｌと平行な任意の直線で切
断したときの断面部の切断長ａ、ｂ、ｃが略一定（ａ≒
ｂ、ｂ≒ｃ、ｃ≒ａ）となるように決定されている。

【００２４】上記の如く構成されたオートフォーカスカ
メラの投光窓によれば、赤外発光ダイオード６２から発
せられた赤外光は、投光レンズ６８によって集束され、
略平行光となる。前記投光レンズ６８によって平行光と
された赤外ビームはカメラ前面に設けられた透明なＡＦ
投光窓１８を通過する。このとき、ＡＦ投光窓１８の板
厚は、赤外ビームの光軸方向（図５の水平方向）に対し
て略均一に形成されているので、前記略平行な赤外ビー
ムがＡＦ投光窓１８の媒質中を進行する光路長は、該窓
面の通過位置によらず、一定となる。従って、該ＡＦ投
光窓１８は、赤外ビームの集束性に悪影響を与えない。

【００２５】従来であれば、ＡＦ投光窓の内側は、図６
の一点鎖線で示すように外側曲率Ｒ1 からの一定量のオ
フセット曲率で形成されており、窓の厚みが均一の厚さ
で形成されていた。そのため、前記投光光軸に平行な赤
外ビームにとっては、窓面の上側を通過する場合ほど、
窓の媒質量が多くなり、該媒質中を進行する光路長が大
きかった。このため、窓面の上側を通過した赤外光は、
媒質の屈折率によりより大きく進路が変更されてしま
い、ビーム全体としての集束性を低下させ、ビームが一
点に集束されないという問題が生じていた。

【００２６】本発明では、図５に示したように、従来の
均一の肉厚に代えて、ＡＦ投光窓１８の媒質を光の進行
方向に対して均一に形成することにより、赤外ビームの
集束性を維持している。これにより、赤外ビームはボケ
ることなく一点に集束され、被写体に被写体上に光斑を
形成する。一方、受光部は、前記赤外光斑の像の位置を
素子上で検出し、該検出した位置情報を基に公知の手段
によって被写体までの距離を測定することができる。

【００２７】上記実施の形態では測距点が一つの場合に
ついて説明したが、画面の複数箇所（２〜５点）を測距
するマルチ測距方式の場合にも適用することができる。
また、上記実施の形態では測距ビームが固定されている
アクティブ方式に適用された場合について説明したが、
本発明は、ビーム光をスキャニングさせるタイプのもの
にも適用することができる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るオート
フォーカスカメラの投光窓によれば、投光窓の厚みを、
光軸方向に対して略等しい断面切断長となるように形成
したので光軸と平行な光が該投光窓の媒質中を進行する
光路長は、窓面の通過位置によらず等しい距離となり、
出射光は投光窓を通過してもその集束性が維持される。
これにより、被写体上には一点に集束された光が照射さ
れ、その反射光を受光部で正確に検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るオートフォーカスカメラの投光窓
が適用されたカメラの外観斜視図

【図２】図１に示したカメラの前カバーの構成を示す斜
視図

【図３】図１に示したカメラに組み込まれたＡＦ・ファ
インダーユニットの構造を示す斜視図

【図４】オートフォーカス部の分解斜視図

【図５】図１に示したカメラのＡ─Ａ線に沿う拡大断面
図

【図６】ＡＦ投光窓の拡大断面図

【符号の説明】

１０…カメラ １８…ＡＦ投光窓 ２２…ＡＦ受光窓 ２６…フロント窓 ６２…赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ） ６８…投光レンズ ７２…受光レンズ ７４…受光素子（ＰＳＤ）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−52554（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−2848（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−240511（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光部と受光部とを有し、前記投光部か
   ら出射された光の被写体からの反射光を前記受光部で受
   光して被写体までの距離を検出するようにしたオートフ
   ォーカスカメラにおいて、 前記投光部は、発光源から発せられる光を集束させる投
   光レンズの前方に透明な媒質からなる透明窓が設けられ
   た構造を有し、前記透明窓は、窓面が曲面状に形成さ
   れ、且つその媒質の厚みが前記窓面の任意の場所で前記
   出射される光の光軸方向について略等しい断面切断長と
   なるように形成されていることを特徴とするオートフォ
   ーカスカメラの投光窓。