JPH04126212U - 合焦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この考案の合焦装置にあっては、画面内の任意
位置の被写体を測距可能にするため、被写体距離測定装
置の光軸を上下左右に調整可能にし、撮影レンズの光軸
との視差を補正して任意の位置に於ける被写体距離を求
めることを特徴とする。 【構成】撮影レンズの光軸上から外れた位置で任意の角
度に向けて測距可能に距離測定装置１と、この距離測定
装置１と機械的に連動して上記角度を検出する角度検出
部２が設けられている。そして、距離測定装置１によっ
て測定された被写体距離の測定値と、角度検出部２によ
って検出された角度データに基いて、上記撮影レンズの
光軸上に於ける被写体までの距離を演算部３で演算し
て、この演算された距離に基いてレンズ駆動部４が撮影
レンズを駆動する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は合焦装置に関し、特に画面内の任意位置の被写体に合焦させる合焦 装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

測距装置の光軸と撮影レンズの光軸との視差を補正する方法は、例えば特公平 ２−３５２８３号公報に開示されている方法がある。すなわち、測距装置の２つ の光学系のうち、一方の光学系を撮像光学系とすると共に、この撮像光学系と他 方の光学系との像倍率の差を補正するために、それぞれの光学系を介した物体光 束を受光する２つの受光素子部からの出力を、像倍率の差に応じて補正する補正 回路を設ける。そして、この補正された出力に基き、検知回路にて物体光束位置 の検知を行うものである。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、撮影対象物が撮影レンズの光軸上からずれた位置にある場合、 正確な被写体距離を測定することは困難である。従来、ファインダ内合焦用フレ ームから外れている被写体に合焦させようとすれば、このフレームを被写体に合 致させ、いわゆるフォーカスロックをさせてフレーミングをし直している。この 場合でも、カメラから被写体までの距離と、フォーカスロックをしたときの測距 情報とは差が生じている。このため、被写体が画面の端に位置すればするほど、 その差は大きくなってしまい、結果的に撮影した写真は、ピントの合わない、い わゆるピンボケの状態なってしまう。

【０００４】 この考案は上記課題に鑑みてなされたもので、測距系の光軸と撮影レンズの光 軸との視差を補正し、任意の位置に於ける被写体距離を正確に求めることのでき る合焦装置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】

すなわちこの考案は、撮影レンズの光軸上から外れた位置に設けられ、任意の 角度に向けて測距可能な被写体距離測定装置と、この被写体距離測定装置の上記 角度を検出する角度検出手段と、上記被写体距離測定装置によって測定された被 写体距離と、上記角度検出手段によって検出された上記角度に基いて、上記撮影 レンズの光軸上に於ける被写体までの距離を演算する演算手段と、この演算手段 によって演算された距離に基いて、上記撮影レンズを駆動する駆動手段とを具備 することを特徴とする。

【０００６】

【作用】

この考案の合焦装置にあっては、撮影レンズの光軸上から外れた位置に任意の 角度に向けて測距可能な被写体距離測定装置が設けられている。この被写体距離 測定装置によって測定された被写体距離と、角度検出手段によって検出された上 記角度に基いて、撮影レンズの光軸上に於ける被写体までの距離を演算手段が演 算する。そして、この演算された距離に基いて上記撮影レンズを駆動することに より合焦させる。

【０００７】

【実施例】

初めに、図１を参照して、この考案の概念を説明する。同図に於いて、合焦装 置は、撮影レンズの光軸とは異なる位置に設けられるもので、任意の角度に設定 することのできる距離測定装置１と、この距離測定装置１と機械的に連動して設 定角度を検出する角度検出部２とを有している。そして、この合焦装置は、更に 距離測定装置１で求められた測距値と、角度検出部２で求められた角度データよ り被写体距離を算出する演算部３と、この演算部３で算出された被写体距離に基 いて撮影レンズを駆動させるレンズ駆動部４を有した構成となっている。 次に、図２を参照して、この考案の第１の実施例を説明する。

【０００８】 図２は、この考案の合焦装置が適用されたカメラのブロック図である。同図に 於いて、カメラ１０に設けられる距離測定装置１１は、撮影レンズの光軸とは異 なる位置に設けられるもので、任意の角度に設定することが可能なものである。 また、角度検出手段１２は、上記距離測定装置１と機械的に連動して設定角度を 検出するものである。そして、演算手段１３に於いて、上記距離測定装置１１で 求められた測距値と、角度検出手段１２で求められた角度データに基いて、被写 体距離を算出する。上記演算手段１３で算出された結果である被写体距離に基い て、レンズ駆動手段１４が撮影レンズを合焦位置に移動させるようになっている 。

【０００９】 上記距離測定装置１１は、図３に示されるように、投光用レンズ１１１、赤外 ＬＥＤ１１２、集光用レンズ１１３、ＰＳＤ１１４で構成されるアクティブ測距 システムである。赤外ＬＥＤ１１２から出た光は、投光用レンズ１１１を通って 被測定物（被写体）１１０により反射される。反射された光は、集光レンズ１１ ３を通ってＰＳＤ１１４面上に結像される。これにより、測距値ｌ_V が得られる 。また、任意の位置が測距可能なように、角度検出手段１２と機械的に連動して いる。

【００１０】 この角度検出手段１２は、図４に示されるように構成されている。すなわち、 距離測定装置１１の角度変化に連動して、回転方向信号とパルスを出力するエン コーダ１２１、この回転方向信号を反転するインバ―タ１２２、上記回転方向信 号とパルスを入力するアンド回路１２３及び１２４、プラス方向回転時のパルス をカウントするプラスカウンタ１２５、マイナス方向回転時のパルスをカウント するマイナスカウンタ１２６、プラスカウンタ１２５とマイナスカウンタ１２６ のカウント値から角度を算出する角度演算手段１２７で構成される。（但し、実 際には上下方向角度θ_V 、左右方向角度θ_H の２種類を算出するため、角度検出 手段１２Ｖ、１２Ｈそれぞれが、上下方向用エンコーダ１２１Ｖ、プラスカウン タ１２５Ｖ、マイナスカウンタ１２６Ｖ、角度演算手段１２７Ｖ、左右方向用エ ンコーダ１２１Ｈ、プラスカウンタ１２５Ｈ、マイナスカウンタ１２６Ｈ、角度 演算手段１２７Ｈで構成される。しかしながら、形状、機能等は等しいため、以 下の説明はまとめて述べることにする。）

【００１１】 エンコーダ１２１は、図５に示されるようなインクリメンタル形の光電式ロー タリーエンコーダで構成されている。上記赤外ＬＥＤ１１２から出力された光は 、コード円板１２１ａ、インデックススケール１２１ｂにより回転の位置情報を 周期的な光量の変化としてとらえ、この光量変化をフォトトランジスタ１２１ｃ によりアナログの電気信号に交換し、更に波形整形回路によりデジタル信号に直 して出力する。

【００１２】 上記インデックススケール１２１ｂには、コード円板１２１ａと同じ刻線ピッ チで位相が９０°ずれた刻線帯が形成されており、角度変化に応じてＡ相（０° ）、Ｂ相（９０°）のパルス波信号を得る。これにより、コード円板１２１ａの 回転方向を知ることができる。更に、原点信号（Ｚ相）用の目盛が１ケ所形成さ れていて、リセット動作を可能にしている。

【００１３】 また、上記演算手段１３は、距離測定装置１１で得られた測距値ｌ_V を、角度 検出手段１２で得られた角度データθ_V 、θ_H で補正し、被写体距離ｌを算出す る。 更に、レンズ駆動手段１４は、演算手段１３で得られた被写体距離ｌに基いて 、後述するレンズ２１を駆動する。 図６は、距離測定装置１１をカメラに設けた配置の一例であり、２１はレンズ 、２２はカメラケース、２３は電源スイッチ、２４は測距釦である。 次に、このように構成された同実施例の動作について説明する。

【００１４】 初めに、電源スイッチ２３がオンされる。このとき、距離測定装置１１、角度 検出手段１２は初期状態となっている。この初期状態とは、距離測定装置１１の 場合、図７に示されるように、撮影光学系の光軸と測距光学系の光軸がそれぞれ 被写体面に対して垂直となる状態である。また、角度検出手段１２の場合、エン コーダ１２１が原点信号の出力されている基準位置に停止しており、プラスカウ ンタ１２５及びマイナスカウンタ１２６が、それぞれ「０」となっている状態で ある。 被測定物が測距可能になる角度に、距離測定装置１１を手動にて調節すると、 これに応じて角度検出手段１２は設定角度を検出する。

【００１５】 図８を参照して、上下方向に距離測定装置１１を調節した場合について説明す る。エンコーダ１２１（１２１Ｖ）は、距離測定装置１１に連動して回転方向信 号及びパルスを出力する。距離測定装置１１を上向きに調節した場合の回転方向 をプラスとすると、回転方向信号は上向きに調節した場合にＨ信号、下向きに調 節した場合にＬ信号となる。

【００１６】 ここで、距離測定装置１１を下向きに２０パルス分、調節したとする。エンコ ーダ１２１（１２１Ｖ）は、Ｌ信号と２０パルスを出力し、マイナスカウンタ １２６（１２６Ｖ）のカウント値Ｃ_MVは２０となる。また、プラスカウンタ １２５（１２５Ｖ）のカウント値Ｃ_PVは、０のままである。

【００１７】 この状態で測距釦２４が押されると、距離測定装置１１は測距動作を行うと同 時に、それぞれのカウント値Ｃ_PV、Ｃ_MVが角度演算手段１２７に送られる。角度 演算手段１２７では、カウント値から設定角度θ_V を算出するが、演算方法は、 １カウントをｎ⁰ とすると、 θ_V ＝（Ｃ_PV−Ｃ_MV）×ｎ ［°］ …（１） となる。測距釦２４が押されたことにより得られた測距値ｌ_V 、角度データθ_V は演算手段１３に送られ、次式により被写体距離ｌを算出する。 ｌ＝ｌ_V ｃｏｓθ_V …（２） 左右方向に距離測定装置１１を調節した場合も同様に、角度データθ_H は θ_H ＝（Ｃ_PH−Ｃ_MH）×ｎ ［°］ …（３） となり、測距値をｌ_H とすると、被写体距離ｌは ｌ＝ｌ_H ｃｏｓθ_H …（４） となる。

【００１８】 これより、図９に示されるように距離測定装置１１を調節すると、演算手段 １３では、得られた測距値ｌ_V を（２）式を用いて上下方向に補正し（ｌ_H ）、 得られたｌ_H を（４）式を用いて左右方向の補正を行い、被写体距離ｌを算出す る。つまり、演算手段１３では、 ｌ＝ｌ_H ｃｏｓθ_H ＝ｌ_V ｃｏｓθ_v ｃｏｓθ_H …（５） の演算を行い、被写体距離ｌを算出する。この被写体距離に基いて、レンズ駆動 手段１４は、レンズ２１を駆動させる。 このようにして、任意の位置に於ける被写体距離を求めることができる。 次に、上記距離測定装置をカメラと着脱可能なアクセサリに設けた、この考案 の第２実施例について説明する。 図１０は第２の実施例の構成を示すブロック図、図１１はその外観図である。

【００１９】 アクセサリ２５ａに設けられた距離測定装置１０は、第１実施例と同様なアク ティブ測距システムであり、測距釦２６を押すことにより測距動作を行い、測距 値ｌ_V を得る。また、接続部２７で、角度検出手段１２のアクセサリ装着部２８ に装着される。 尚、カメラ１０ａに設けられた角度検出手段１２、演算手段１３、レンズ駆動 手段１４は、それぞれ第１の実施例と同様の構成となっている。 次に、第２実施例の動作について説明する。

【００２０】 距離測定装置１１を角度検出手段１２のアクセサリ装着部２８にセットし、電 源スイッチをオンする。このとき、角度検出手段１２は、初期状態（第１の実施 例参照）となっている。任意の位置が測距可能なように、角度検出手段１２を手 動にて上下、左右に調節する。

【００２１】 以下、上述した第１の実施例と同様に、調節に応じてエンコーダ１２１は回転 方向信号とパルスを出力し、プラスカウンタ１２５、マイナスカウンタ１２６で カウントする。距離測定装置１１の測距釦２６を押すと、距離測定装置１１は測 距動作を行い、測距値ｌ_V を接続部２７を通じてカメラ１０ａ内の演算手段１３ へ送る。

【００２２】 これと同時に、角度検出手段１２では、カウント値Ｃ_P 、Ｃ_M を角度演算手段 ２７に送り、角度θ_V 、θ_H を求める（（１）式、（３）式）。これらθ_V 、 θ_H は演算手段１３へ送られ、（５）式により被写体距離ｌが算出される。この 被写体距離ｌに基いて、レンズ駆動手段１４はレンズ２１を駆動させる。 このようにすることにより、装置を安価、小型にすることができ、また距離測 定装置１１をストロボに内臓することも可能になる。 次に、距離測定装置と角度検出手段とを、カメラと着脱可能なアクセサリに設 けた、この考案の第３の実施例について説明する。 図１２は第３の実施例の構成を示すブロック図、図１３はその外観図である。

【００２３】 アクセサリ２５ｂに設けられた距離測定装置１１は、上述した第１の実施例と 同様なアクティブ測距システムであり、測距釦２６を押すことにより測距動作を 行い、測距値ｌ_V を得る。また、任意の位置が測距可能なように、角度検出手段 １２と機械的に連動している。

【００２４】 角度検出手段１２は、上述した第１実施例と同様な構成であり、距離測定装置 １１の設定角度を検出する。接続部２９は、カメラケース２２に設けられたアク セサリ装着部３０に装着し、測距値ｌ_V 、角度θ_V 、θ_H というデータをカメラ １０ｂに送信する。 尚、カメラ１０ｂに設けられた演算手段１３、レンズ駆動手段１４は、第１の 実施例と同様の構成となっている。 次に、第３の実施例の動作について説明する。

【００２５】 アクセサリ２５ｂを、カメラ１０ｂのアクセサリ装着部３０にセットし、図示 されないアクセサリ２５ｂの電源をオンする。このとき、アクセサリ２５ｂは、 初期状態（第１の実施例参照）となっている。以下、第１実施例と同様に、手動 にて距離測定装置１１を調節し、測距釦２６を押すことにより、距離測定装置 １１では測距値ｌ_V を求め、角度検出手段１２では距離測定装置１１の設定角度 θ_V 、θ_H を求める。こうして得られた測距値ｌ_V 、角度θ_V 、θ_H は、アクセ サリ装着部３０を通じてカメラ１０ｂ内の演算手段１３に送られる。そして、 （５）式を用いて被写体距離ｌを算出し、この被写体距離ｌに基いてレンズ駆動 手段１４がレンズ２２を駆動させる。 このように構成にすると、安価で、カメラの取付部の機構を簡単にすることが 可能である。 次に、距離測定装置と、角度検出手段と、演算手段とを、カメラと着脱可能な アクセサリに設けたこの考案の第４実施例について説明する。 図１４は第４の実施例の構成を示すブロック図、図１５はその外観図である。 距離測定装置１１の構成は、上述した第３の実施例と同様で、測距値ｌ_V を求 め、角度検出手段１２と機械的に連動している。 角度検出手段１２は、上述した第１の実施例と同様な構成であり、距離測定装 置１１の設定角度θ_V 、θ_H を求める。 また、演算手段１３は第１の実施例と同様で、被写体距離ｌを算出する。 接続部２９は、カメラケース２２に設けられたアクセサリ装着部３０に装着し 、被写体距離ｌをカメラ１０ｃに送信する。 そして、カメラ１０ｃに設けられたレンズ駆動手段１４は、アクセサリ装着部 ３０を通して送られた被写体距離に基いて、レンズ２１を駆動させる。

【００２６】 この第４の実施例の動作は、第３の実施例とほぼ同様で、測距釦２６の操作に より、アクセサリ２５ｃ内で被写体距離ｌの演算が行われる。この被写体距離ｌ は、アクセサリ装着部３０を通ってレンズ駆動手段１４に送られ、被写体距離ｌ に基いてレンズ２１を駆動する。 このように構成すると、アクセサリから距離を得ることができるので、どのよ うなカメラにも用いることが可能である。

【００２７】 尚、上述した各実施例に於いて、図１６に示されるように、距離測定装置１１ 中に可視光ＬＥＤ１１７とハーフミラー１１８を設け、ハーフミラー１１８によ り可視光ＬＥＤ１１７と赤外ＬＥＤ１１２との光軸を合わせ、設定位置を確認で きるようにすることも可能である。

【００２８】 また、角度検出手段１２のエンコーダ１２１を、図１７に示されるように、ア ブソリュート形のロータリーエンコーダ１２８としても良い。このエンコーダ １２８は、回転位置に応じたコード信号を出力するものである。そして、エンコ ーダ１２８から出力されたコード信号は、変換手段１２９にてコードに対応した 絶対角度に変換されて、角度θ_V 、θ_H が求められるようになっている。 更に、上述した実施例中の距離測定装置を動かす方法或いは操作は、手動に限 られずに、モータ等の駆動手段に置換えても良い。

【００２９】

【考案の効果】

以上のようにこの考案によれば、測距系の光軸と撮影レンズの光軸との視差を 補正し、任意の位置に於ける被写体距離を正確に求めることのできる合焦装置を 提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の概念を示すブロック図である。

【図２】この考案の合焦装置が適用されたカメラのブロ
ック図である。

【図３】図２の距離測定装置の構成を示した図である。

【図４】図２の角度検出手段の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】図４のエンコーダの構成を示した図である。

【図６】図２の距離測定装置をカメラに設けた配置の一
例を示した外観図である。

【図７】撮影光学系の光軸と測距光学系の光軸と被写体
面との関係を示した図である。

【図８】距離測定装置を上下方向に調節した場合の例を
示した図である。

【図９】カメラのレンズと距離測定装置と被写体面との
関係を示した図である。

【図１０】この考案の第２の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１１】この考案の第２の実施例を示すカメラ及び距
離測定装置の外観図である。

【図１２】この考案の第３の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１３】この考案の第３の実施例を示すカメラ及び距
離測定装置の外観図である。

【図１４】この考案の第４の実施例の構成を示すブロッ
ク図である。

【図１５】この考案の第４の実施例を示すカメラ及び距
離測定装置の外観図である。

【図１６】図２の距離測定装置の他の構成例を示した図
である。

【図１７】図２の角度検出手段の他の構成例を示した図
である。

【符号の説明】

１…距離測定装置、２…角度検出部、３…演算部、４…
レンズ駆動部、１０、１０ａ、１０ｂ、１０ｃ…カメ
ラ、１１…距離測定装置、１２…角度検出手段、１３…
演算手段、１４…レンズ駆動手段、２１…レンズ、２２
…カメラケース、２３…電源スイッチ、２４、２６…測
距釦、２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ…アクセサリ、２
７、２９…接続部、２８、３０…アクセサリ装着部。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成３年７月３１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図８】

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズの光軸上から外れた位置に設
   けられ、任意の角度に向けて測距可能な被写体距離測定
   装置と、この被写体距離測定装置の上記角度を検出する
   角度検出手段と、上記被写体距離測定装置によって測定
   された被写体距離と、上記角度検出手段によって検出さ
   れた上記角度に基いて、上記撮影レンズの光軸上に於け
   る被写体までの距離を演算する演算手段と、この演算手
   段によって演算された距離に基いて、上記撮影レンズを
   駆動する駆動手段とを具備することを特徴とする合焦装
   置。