JPH03102333A - 自動変倍カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、自動焦点調節機能を有するとともに、被写体
を予め指定された所望の大きさで撮影できるように、被
写体までの距離に応じて、変倍レンズの焦点距離を自動
ｙＡ！！する自動変倍カメラに関するものである。

〔従来の技術〕

従来の単焦点カメラは、撮影された被写体画像の大きさ
が、カメラから被写体までの距離に応じて一義的に決定
されてしまうため、被写体を所望の大きさに撮影できな
いという欠点がある。

そこで、この欠点を解消するために変倍レンズ付のカメ
ラが開発されるに至った。この変倍レンズを用いたカメ
ラでは、被写体までの距離が一定であっても被写体の大
きさを，変倍レンズの焦点距離を調整することにより、
任意の大きさに変化させて撮影することができる。

特に、特開昭６２−１１８３２８号公報には、外部測距
式の距離検出器を備えると共に焦点距離を自動的に変化
させ得る機構を備え、被写体までの距離情報に基づいて
変倍レンズの焦点距離を自動的に変えるようにし、適切
な大きさの写真が得られるようにした自動変倍カメラが
提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記公報記載の自動変倍カメラは，被写体までの距離検
出法として、外部測距方式を採用し、そこから得られる
絶対距離情報に基づき、合焦レンズの合焦位置までの移
動量（繰り出し量）、および変倍レンズの焦点距離が決
定されるようになっている． ところが距離検出法として、撮影レンズの通過光線を用
いて被写体までの距離を検出する、いわゆるＴＴＩＪＩ
！ｌ距方式を用いた場合は、合焦レンズの現在位置から
合焦位置までのずれ量しか検出できず、被写体を指定し
た大きさになるように変倍レンズの焦点距離を自動的に
調節することができない。

そこで本発明は、これらの問題点を解消するためになさ
れたものであり、その目的とするところは、測距方式と
して撮影レンズの通過光線を用いるＴＴＬ＠距方式を用
いたカメラにおいても撮影距離の遠近に拘らず、所望の
大きさの撮影画像が得られるような自動変倍を可能にし
た自動変倍カメラを提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達或させるために、本発明は、同一光軸上
に移動可能に配設された変倍レンズ群と合焦レンズ群と
からなる撮影レンズと，上記合焦レンズ群の上記光軸上
の位社を検出する合焦レンズ群位置検出手段と、上記撮
影レンズの通過光線を受光する受光素子の出力に基づき
上記合焦レンズ群の現在位置か，ら合焦位置までの繰出
量を演算する測距手段と．上記合焦レンズ群位置検出手
段から得られた合焦位置情報または上記位置情報と上記
測距手段から得られた繰出量情報とから被写体までの撮
影距離を算出する撮影距離演算手段と、上記測距手段か
ら得られた繰出量情報に基づき上記合焦レンズ群を合焦
位置まで駆動する合焦駆動手段と，撮影される被写体画
像の大きさを指定する撮影倍率入力手段と，この撮影倍
率入力手段により入力された撮影倍率情報と上記撮影距
離演算手段が算出した撮影距離情報から上記変倍レンズ
群の移動量を算出する変倍レンズ群移動量算出手段と，
この変倍レンズ群移動量算出手段から得られた移動量情
報に基づき上記変倍レンズ群を所定の位置まで駆動する
変倍駆動手段と、を具備することを特徴としたものであ
る。

〔作　用〕

上記のように構或された自動変倍カメラの撮影距離演算
手段は、潤距手段から得られた合焦レンズ群の現在位置
から合焦位置までの繰出量（ずれ量）情報と合焦レンズ
群位置検出器から得られた光軸上の位置情報とから撮影
距離を算出する。

方、変倍レンズ群移動量算出手段は、撮影倍率入力手段
に撮影者によって入力された撮影倍率情報と上記撮影距
Ｍ演算手段とから，予め指定された撮影画面の大きさに
するための変倍レンズ群の移動量を算出する。そして，
合焦駆動手段が，上記繰り出し駄情報に基づき合焦レン
ズ群を合焦位置まで駆動する。

一方、変倍駆動手段が、上記移動量情報に基づき、変倍
レンズ群を撮影画面が予め指定された所望の大きさにな
る位置まで駆動する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて具体的に説
明する。

第１図は、本発明に係る自動変倍カメラの一実施例の全
体構或を示すブロック図である。

第１図において，１は変倍光学系の光軸、２はこの先４
ｉ１ｉ　１に沿って移動可能に該光軸１上に配設されて
上記変倍光学系を構或するバリフォーカルレンズとして
の変倍レンズ群で，　２ａ　，　２ｂ　，２ｃ　，２ｄ
および２ｅは、それぞれ単独または複数のレンズからな
る第１群レンズ、第２群レンズ、第３群レンズ，第４群
レンズおよび第５群レンズである。この第１群レンズ２
ａと第２群レンズ２ａを含み、第３群レンズ２０〜第５
群レンズ２ｅをもって変倍レンズ群２を構成し、第１群
レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂをもって，合焦レン
ズ群３を構戊する。これら変倍レンズ群２と合集レンズ
群３とで撮像レンズがｍ或されている．Ｆはフィルム面
である。

４は該全系焦点距離が最長焦点距離としての望遠側焦点
距離（以下単に『テレ側」と略記する）から最短焦点距
離としての広角側焦点距離（以下単に「ワイド側」と略
記する）までの間の任意の焦点距離に設定するために変
倍レンズ群２を駆動する変倍モータＺｒｓおよび図示し
ない機構部から戊る変倍駆動手段としての変倍駆動部で
ある．５は無限遠から至近に至る撮影距離に対応する光
軸１上の無限位！　（ｏｏ位置）から至近位置までの間
の合焦位置に第１群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂ
を駆動する（詳細には、第１群レンズ２ａと第２群レン
ズ２ｂの間隔をーを定に保持した状態で光軸方向に移動
せしめる）フォーカスモータＦｍおよび図示しない機構
部からなる合焦駆動手段としてのフォーカス駆動部であ
る。

６および７はそれぞれ合焦レンズ群３、つまり、上記第
１群レンズ２ａおよび第２群レンズ２ｂと共に該フォー
カス駆動部５に駆動されるフォー力スカウンタおよび合
焦レンズ群位置検出手段としての合焦レンズ群位置検出
器（以下ｒＦＰＭＪと略記する）であり、このうち、フ
ォーカスヵウンタ６は、スリット円板６ａが回転駆動さ
れることによってフォトインタラブタ６ｂからその回転
数に比例したパルスを発生し合焦レンズ群３の光軸１上
の移動量を検出するものであり、またＦＰＭ７は、合焦
レンズ群３の光軸上の位置に比例した電圧を、フォーカ
ス位置情報（Ｆρ）として出カするものである。

８は変倍レンズ群２と共に変倍駆動部４に駆動されて上
記全系焦点距離に比例した電圧を、焦点距離情報（Ｚｐ
　）として出カする変倍レンズ群位置検出手段としての
変倍レンズ群以置検出器（以下ｒＺＰＭＪと略記する）
である。

９は上記焦点距離情報（Ｚｐ　）を受けてこれをＡ／Ｄ
変換した上で、この焦点距離情報（Ｚｐ）におけるの位
置から至近位置までの焦点距離情報の移動量（すなわち
最大繰出量Ｆｐｘ）を演算する最大繰出量演算部、１０
はこの最大繰出量演算部９の出力（　Ｆ　ｐｘ）とＦＰ
Ｍ７のフォーカス位置情報としての出力（Ｆｐ　）とＡ
Ｆ演算部１５の繰出量情報としての出力（Ａｆｂ）とを
受けて該出力（Ｆｐ　）をＡ／Ｄ変換した上でこれらの
比を演算し、比例定数（Ｃｆｐ）を出力する比例定数演
算部である。

１１は上記３つの出力（Ｆρス）　，　　（Ｃｆｐ）　
，（Ｆｐ　）を受けて合焦させるための補正量（駆動量
Ｄｆｐ）を演算し，出力する合焦補正演算部である。

１２はフォー力スカウンタ６の出力（Ｄｆｃ）、後述す
るＡＦ演算部１５の出力（Ａｆｂ）および上記合焦補正
演算部１１の補正量（Ｄｆρ）に対応する出力（Ｄｆｃ
ｄ）　　を受けてフォーカス駆動部５を制御するフォー
カシング制御部である。

１２ａは後述する変倍スイッチ１３からのワイド信号（
ＷＳＷ）、テレ信号（ＴＳＷ）、補正量（Ｄｆｐ）を受
け、出力（　Ｄ　ｆｅｄ　）　　および起動信号ＳＴＲ
を出力するズーム制御部である。

１３は外部操作可能な押ボタンスイッチからなる変倍ス
イッチであり、１３ａは倍率アップ接点（以下単に「ア
ップ接点」という），１３ｂは倍率ダウン接点（以下、
単に「ダウン接点」という）である。

１４は測距スイッチであり、図示のＯＦＦ状態でＡＦ演
算部１５の動作停止を指示し、ＯＮ状態で測距演算動作
を指示する起動信号（ＣＸ）を出力する。

なお、変倍スイッチ１３は、通常の自動変倍動作がおこ
なわれる際には，中立に保持されており、自動変倍を解
除して強制的に手動変倍をおこなう場合に操作されるも
のである。

１５は上記起動信号ＣＸ、その時点の焦点距離（Ｚｐｄ
）　．後述するＡＦ素子１９からのずれ信号（Ａｆａ）
を受け、現在の合焦レンズ群３の位置から合焦位置まで
のずれ量、すなわち繰出量（　Ａ　ｆｂ）をＴＴＬ方式
により算出する測距手段としてのＡＦ演算部である。

１６は起動信号（ＳＴＲ）　、モータ速度信号（Ｚｍｖ
）および移動量情報（Ｚｐｅ）を受けて変倍駆動部４を
制御する変倍制御部、１６ａは変倍モータＺｉ＋を変倍
制御部１６が駆動したとき、変倍モータＺｍに発生する
逆起電圧を検出し、これをモータ速度信号（Ｚ＠ｖ）と
して出力する逆起電圧検出部である。

１７は、比例定数（Ｃｆρ）を受けてその撮影距離に対
応する表示信号（Ｄｏｔ）を出力する撮影距離演算部で
ある．尚．ここで、比例定数演算部１０およびこの撮影
距Ｗ＆演算部１７の機能部分を「撮影距離演算手段」と
いうこととする．１８は上記表示信号（Ｄｏｔ）を受け
る表示部，１８ａは、１２個の表示ドットよりなる指標
部、１８ｂおよび１８ｃは該表示部１８に対応し、それ
ぞれ単位を「メートル」および「フィート』とする数値
部である．尚、各部の入出力関係は主要信号のみを示す
． １９は，変倍レンズ群２、合焦レンズ群３を通過してミ
ラー２０の背後に位置するサブミラー２１で反射した光
線から、合焦レンズ群３の現在位置から合焦位置までの
ずれ量を表すずれ信号（Ａｆａ）を出力するＡＦ素子で
ある。

２２は外部操作可能な押ボタンスイッチからなる撮影倍
率入力手段としての切換スイッチであり、２２ａは全身
サイズ接点（以下、単に『全身接点』という）、２２ｂ
は半身サイズ接点（以下、単に「半身接点」という）で
ある。切換スイッチ２２が全身接点２２ａ側にあるなら
ば、全身接点２２ａから出力される縮小信号（Ｚａ　）
は、人物を被写体とした場合にほぼ全身が撮影されるよ
う変倍レンズ群２の移動を指示し、切換スイッチ２２が
半身接点２２ｂ側にあるならば、半身接点２２ｂから出
力される拡大信号（ｚｂ　）は、同じく人物を被写体と
した場合にはほぼ半身が撮影されるよう変倍レンズの移
動を指示する．２３は比例定数（Ｃｆｐ）および縮小信
号（Ｚａ）または拡大信号（ｚｂ　）を受けて焦点距離
（　Ｚ　ｐｄ）を演算し出力するオートズーム演算部で
ある。

２４はＺＰＭ８で検出された焦点距離情報（Ｚρ）、オ
ートズーム演算部２３で演算により求められた焦点距離
（Ｚｐｄ）を受けて変倍レンズ群２の移動１（Ｚｐｅ）
を算出し出力するオートズーム制御部である。

上述した比例定数演算部１０．オートズーム演算部２３
、オートズーム制御部２４により，変倍レンズ群移動量
算出手段が構或される。

第２図は、比例定数演算部１０において，入力された位
置情報としてのフォーカス位置情報（Ｆｐ　）　．繰出
量情報（Ａｆｂ）　．最大繰出量情報ＣＦＰＫ）を総合
処理して得られた比例定数（Ｃｆｐ）と被写体距離Ｌ　
（ｍ）との関係を示したものである。

同図に示されるように、撮影距離（Ｌ）が遠くなると比
例定数（Ｃｆｐ）は小さくなり，撮影距離（Ｌ）が近く
なると比例定数（Ｃｆｐ）は大きくなる． 第３図は、比例定数演算部１０から出力された比例定数
（Ｃｆｐ）に基づき、変倍レンズ群２が移動した後のＺ
ＰＭ８から得られる焦点距離情報（Ｚｐ　）の関係を、
縮小信号（Ｚａ　）および拡大信号（ｚｂ）ごとに示し
たものである。

全身接点２２ａが閉じられている場合は、比例定数（Ｃ
ｆρ）の小さくて比較的狭い範囲に対応して変倍レンズ
群２が駆動される。

半身接点２２ｂが閉じられている場合は、比例定数（Ｃ
ｆｐ）が比較的大きくて広い範四に対応して変倍レンズ
群２が駆動される。

第４図は、第１図に示した本実施例における動作を示す
フローチャートである。

このフローチャートに基づき、第１図に示した実施例の
動作を系統的に説明する。レリーズ釦に連動する測距ス
イッチ１４がオンされて動作を開始すると、最初に倍率
設定スイッチ２２が何れに設定されたかを監視しくステ
ップ４０１）、設定された縮小信号（Ｚａ　）または拡
大信号（ｚｂ　）の何れかを取り込んだ後．ＡＦ演算部
１５は、ＡＦ素子１９から出力されたずれ信号（Ａｆａ
）から、合焦位置までのずれ量（繰出量）を算出する（
ステップ４０２）． 次いで，ずれ量がＯになるよう，フォーカシング制御部
１２が，フォトインタプラタ６ｂの出力（Ｄｆｃ）とＡ
Ｆ演算部１５の出力（Ｚｐｄ）を参照しながらフォーカ
スモータＦ■を駆動し合焦する（ステップ４０３）。

これらの合焦処理は、合焦が完了するまで繰返され、合
焦が完了するとフローチャートのｒ合焦完了したか？」
をＹＥＳに分岐し（ステップ４０４〉、最大繰出量演算
部９は焦点距離情報（Ｚρ）から最大繰出量（Ｆｐｘ）
を算出する（ステップ４０５）。

さらにこの最大繰出量（Ｆｐｘ）　、およびＦＰＭ７の
フォーカス位置情報（Ｆｐ　）．ＡＦ演算部１５の繰出
量情報（Ａｆｂ）をもとに、比例定数演算部１０は、比
例定数（Ｃｆｐ）を算出する（ステップ４０６）。

次いで、この比例定数（Ｃｆｐ）と、すでに取込んであ
る倍率設定信号（Ｚａまたはｚｂ）とから，オートズー
ム演算部２３は，その条件での最も適切な変倍値、すな
わち、予め設定した大きさの撮影画像が得られるように
変倍レンズ群２の移動量（Ｚｐｄ）を算出する（ステッ
プ４０７）。

この移動量情報（Ｚｐｄ）受けたオートズーム制御部２
４は、変倍制御部１６に移動量情報（　Ｚ　ｐｅ）を与
え、変倍モータＺＩｌｌを駆動し指定された変倍値にな
るように変倍駆動せしめる（ステップ４０８）． 最後に、この変倍動作に伴うバリフォーカルレンズの合
焦補正量を比例定数演算部１ｏの出方（Ｃｆρ）と最大
繰出量情報（Ｆｐｘ）とフォーカス位置情報（Ｆρ）を
受けた合焦補正演算部１ｌが行い、ズーム制御部１２ａ
を介して補正量情報（　Ｄ　ｆｐ）をズーム制御部１２
ａに与える。この補正量情報（Ｄｆｐ）を受けたズーム
制御部１２ａは、補正量情報（Ｄｆｐ）に対応する出方
（Ｄｆｃｄ　）をフォーカシング制御部１２に与え、フ
ォーカスモータＦｍを合焦位置に至るまで駆動し続ける
．これらの変倍処理は、設定された倍率になるまで繰り
返されて終了する（ステップ４１０）．尚、本発明は、
上記実施例のみに限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。

上記ステップ４０２の合焦処理を行わずに、ＡＦ演算部
１５の繰出量出力（Ａｆｂ）とＦＰＭ７の位置情報（Ｆ
ｐ　）から比例定数（Ｃｆｐ）を求め、この比例定数（
Ｃｆｐ）から撮影距離を求めるようにしてもよい。この
ように，合焦位置まで合焦レンズ群３を駆動せずに、上
述のように演算によった方が分解能があり、より高精度
化することができる。

また、ステップ４０８における変倍モータｚＩＩ１の関
動は、変倍調整と異なるため最高速度で行ない、停止位
置直前で減速すれば処理時間の短縮化をはかることがで
きる。

同様に処理時間の短縮のためステップ４０８における変
倍モータＺ＋ｗの駆動最中にバリフォーカルレンズの合
焦補正を併行して行わせることもできる。

さらにステップ４０７における変倍レンズ群２の移動量
（Ｚｐｅ）の算出は，第３図に示すような焦点距離情報
（Ｚｐ　）と比例定数（Ｃｆρ）との関係から予め近似
式を設定しておき、その近似式により移動量（Ｚｐｅ）
を算出することもできる。

また、上記の実施例では、倍率設定スイッチ２２におい
て２種類の倍率を設定可能なるように構威しているが、
３種類以上、あるいは連続的に倍率を設定可能に構或す
ることもできる。

この実施例の自動変倍カメラは、変倍レンズとして、そ
れ自体、ズームレンズに比べて非常にコンパクトで軽量
であるという特徴を有する反面，合焦位置ずれを生じる
バリフォーカルレンズを用いているが、上述したように
変倍操作ごとに合焦補正されるとともに，指定した被写
体画像のサイズが得られるよう変倍レンズの焦点距離が
自動的に設定されることにより、全体としても軽量コン
パクトで使い勝手のよい自動変倍カメラを実現すること
ができる． さらに、上記の実施例ではバリフオーカルレンズを用い
た変倍レンズ群で自動変倍カメラを構威した場合を説明
したが、合焦位置ずれの生じない通常のズームレンズを
用いた変倍レンズ群においても同様に実施することが可
能である．〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように，本発明によれば、合焦
レンズ群の位置とＴＴＬ測距により得られる合焦レンズ
群の現在位置から合焦位置までの繰出量と指定された被
写体画像サイズから撮影距離に応じた変倍レンズ群の焦
点距離が求められるため，被写体までの絶対距離の測定
が不可能なＴＴＬＩ距方式を用いながら自動変倍が可能
で，使い勝手のよい自動変倍カメラを提供することがで
きる。

また、本発明によれば、撮影倍率入力手段からは所望の
被写体画像サイズを指定することが可能となり、被写体
の撮影距離にかかわらず所望の大きさの撮影画像が容易
に得られる自動変倍カメラを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る自動変倍カメラの一実施例の構
成を示すブロック図、第２図は、第１図中の比例定数演
算部において出力される比例定数と撮影距離の関係を示
した特性図、第３図は、比例定数と変倍レンズ群の位置
関係を設定倍率ごとに示した特性図、第４図は、第１図
に示した実施例の動作を示すフローチャートである。 １・・・・・・光軸、 ２・・・・・・変倍レンズ群、 ２ａ〜２ｅ・・・・・・第１レンズ群〜第５レンズ群、
３・・・・・・合焦レンズ群、 ４・・・・・・変倍駆動部， ５・・・・・・フォーカス駆動部， ６・・・・・・フォー力スカウンタ， ７・・・・・・合焦レンズ群位置検出器（ＦＰＭ）、８
・・・・・・変倍レンズ群位置検出器（ＺＰＭ），９・
・・・・・最大繰出量演算部， １０・・・・・・比例定数演算部， １１・・・・・・合焦補正演算部、 １２・・・・・・フォーカシング制御部、１２ａ・・・
・・・ズーム制御部、 ｌ３・・・・・・変倍スイッチ、 １４・・・・・・測距スイッチ、 ｌ５・・・・・・ＡＦ演算部， １６・・・・・・変倍制御部、 １７・・・・・・撮影距離演算部、 １８・・・・・・表示部， １９・・・・・・ＡＦ素子， ２２・・・・・・撮影倍率の切換スイッチ、２３・・・
・・・オートズーム演算部、２４・・・・・・オートズ
ーム制御部．第　　２ 図 撮影距離（ｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）同一光軸上に移動可能に配設された変倍レンズ群
   と合焦レンズ群とからなる撮影レンズと、上記合焦レン
   ズ群の上記光軸上の位置を検出する合焦レンズ群位置検
   出手段と、上記撮影レンズの通過光線を受光する受光素
   子の出力に基づき上記合焦レンズ群の現在位置から合焦
   位置までの繰出量を演算する測距手段と、上記合焦レン
   ズ群位置検出手段から得られた合焦位置情報または上記
   位置情報と上記測距手段から得られた繰出量情報とから
   被写体までの撮影距離を算出する撮影距離演算手段と、
   上記測距手段から得られた繰出量情報に基づき上記合焦
   レンズ群を合焦位置まで駆動する合焦駆動手段と、撮影
   される被写体画像の大きさを指定する撮影倍率入力手段
   と、この撮影倍率入力手段により入力された撮影倍率情
   報と上記撮影距離演算手段が算出した撮影距離情報から
   上記変倍レンズ群の移動量を算出する変倍レンズ群移動
   量算出手段と、この変倍レンズ群移動量算出手段から得
   られた移動量情報に基づき上記変倍レンズ群を所定の位
   置まで駆動する変倍駆動手段と、を具備することを特徴
   とする自動変倍カメラ。