JPH0682685A

JPH0682685A - 自動焦点機構を有するカメラ

Info

Publication number: JPH0682685A
Application number: JP26086792A
Authority: JP
Inventors: Shinya Suzuka; 真也鈴鹿
Original assignee: Asahi Kogaku Kogyo Co Ltd
Current assignee: Pentax Corp
Priority date: 1992-09-03
Filing date: 1992-09-03
Publication date: 1994-03-25

Abstract

(57)【要約】【目的】焦点距離の変更可能なカメラにおいても、赤
外光による正確な測距を可能とする。【構成】赤外光投光部４ａと赤外光受光部４ｂとによ
って測距される自動焦点機構と、焦点距離可変機構と、
赤外光投光部４ａの前側に配置された可変頂角プリズム
５とを有し、駆動手段によって、可変頂角プリズム５の
頂角αを調整可能とし、変更された焦点距離に対応し
て、前記可変頂角プリズム５の頂角αを調整して、赤外
光の照射方向を修正し、ファインダー画面上での表示部
の位置と赤外光の実際に照射されている位置とが、常に
合致するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、赤外光照射方式を採用
する自動焦点機構を有するカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、コンパクトカメラに搭載されてい
る自動焦点装置には、赤外光投光部から赤外光を被写体
へ向けて照射し、被写体で反射した赤外光を、カメラボ
ディの他の位置に設けられている受光部で受光し、その
赤外光の入射角度を検出して、その角度から三角測距法
により、カメラから被写体までの距離を測定するアクテ
ィブ方式が採用されているものがある。

【０００３】この測距方式は、赤外光が照射される範囲
が予め定められており、被写体を赤外光が照射されてい
る範囲内に位置させることが必要となる。従来のカメラ
では複数の赤外光投光部を有し、例えば左右方向に３つ
或は５つのの照射位置に向けて各々投光し、その結果得
られる被写体距離データの内、最も近いデータに合わせ
て合焦点駆動がなされる。この３つの位置には、赤外光
が別々に照射される。また、図６に示されているように
ファインダー７の中には、赤外光の照射範囲を示す表示
部７１が設けられており、撮影する時にその表示部７１
を被写体７３に合わせる必要があった。

【０００４】一方、最近では、コンパクトカメラにおい
ても、ズーム機構が搭載され、焦点距離を一定の範囲で
任意に設定することのできるものがある。

【０００５】しかし、前記赤外光の照射範囲について
は、ズーム機構が働いても変わらないため、実際に焦点
を合わせたい被写体に必ずしも赤外光が当たらない場合
がある。例えば、ズームレンズを望遠とした場合、図６
に示されているように、被写体７３に前記ファインダー
７の表示部７１を重ねると、被写体７３に赤外光が当た
るため、正確な測距ができる。図７のように、ズームレ
ンズを標準位置とすると、ファインダー内の表示部７１
と、実際に赤外光が当たる位置７２との間にズレが生じ
始め、図８のように広角とすると、赤外光の実際に照射
されている位置７２は、ファインダー７の中心に偏って
しまい、表示部７１に被写体７３を重ねていても、被写
体７３に赤外光が当たらず、正確な測距ができないこと
がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ズー
ム機構を働かせても、赤外光による正確な測距が可能な
自動焦点機構を有するカメラを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的は、以下
の本発明により達成される。即ち、

【０００８】（１）被写体へ向けて赤外光を照射する
赤外光投光部と、前記赤外光投光部から照射され、被写
体で反射された赤外光を受光する赤外光受光部とを有す
る測距手段と、前記測距手段により得られた測距情報に
基づいて合焦点状態を得るようレンズを駆動する自動焦
点機構と、焦点距離可変機構と、焦点距離を検出する焦
点距離検出手段とを有するカメラであって、前記赤外光
投光部の光路に、対向する少なくとも一対の板間に光学
的に透明で容易に変形可能な物質を介挿し、駆動手段に
より前記両板のなす角度が変化し得る可変頂角プリズム
を設置し、前記焦点距離検出手段により得られた焦点距
離情報に基づいて、前記可変頂角プリズムの頂角の調整
を行うことを特徴とする自動焦点機構を有するカメラ。

【０００９】（２）前記可変頂角プリズムの頂角の調
整は、画角に対する赤外光照射部分の相対位置を一定と
することである上記（１）に記載の自動焦点機構を有す
るカメラ。

【００１０】

【実施例】以下本発明の好適実施例について、添付図面
に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の好適実施
例のコンパクトカメラにおける撮影制御系のブロック図
である。

【００１１】図１に示されている撮影制御系は、制御回
路１０、測光部１１、測光レリーズスイッチ１２、ズー
ミング操作スイッチ１３、測距部１４、およびズーム機
構を駆動させる駆動回路１５を有している。

【００１２】制御回路１０は、合焦点動作に関する制
御、露出演算、シャッター駆動手段の制御、シーケンス
制御、表示デバイス制御、フラッシュ回路の制御、ワイ
ンドモータの駆動制御、セルフタイマーの制御等を行
い、例えばマイクロコンピュータで構成される。測光部
１１は、被写体の輝度を測定し、その値を制御回路１０
へ入力する。

【００１３】測光レリーズスイッチ１２は、二段スイッ
チとなっている。測光レリーズスイッチ１２を構成する
スイッチ部を押し込んで、その一段目をオンさせると、
前記測光部１１がオン状態となる。さらに二段目をオン
させると、シャッターが駆動する。ズーミング操作スイ
ッチ１３は、テレ方向操作スイッチと、ワイド方向操作
スイッチの２つのスイッチを有している。この２つのス
イッチを操作することによって、焦点距離可変機構がテ
レ方向やワイド方向へ駆動する。測距部１４は、カメラ
から被写体までの距離を測距し、その測距情報を制御回
路１０へ入力する。

【００１４】次に、焦点距離可変機構について説明す
る。駆動回路１５はズーミング操作スイッチ１３の操作
によって作動し、ズーミングモータ２１を駆動させる。
ズーミングモータ２１の駆動軸には小歯車２２が接続さ
れており、ズーミングモータ２１の駆動によって、前記
小歯車２２が回動する。

【００１５】ズームレンズ３は、鏡筒３０と、鏡筒３０
に外装されたカム環３１とを有し、カム環３１の後端部
周面には、前記小歯車２２と噛合するギヤ３２が形成さ
れている。カム環３１の外周面には、コード部３３が設
けられている。このコード部３３には、端子を形成する
導電板３３１が貼り付けられている。この導電板によっ
て、導通可能な４つの端子が所定のパターンで軸方向に
配列され、ズームコードが構成されている。

【００１６】このコード部３３のズームコードには、カ
メラ本体側に固定されているズームコード読取部２３の
４つのブラシが接触する。この４つの各ブラシがズーム
コードに接触した時のブラシ間のオン／ＯＦＦのパター
ンによって、周方向に１／１６に分割されたカム環３１
の回転位置が検出され、この位置に対応するズーム駆動
後の焦点距離が特定される。前記コード部３３とズーム
コード読取部２３とによって、焦点距離検出手段が構成
される。

【００１７】カム環３１の外周面には、カム溝３４が周
方向に対して斜めに形成され、このカム溝３４によっ
て、カム環３１を回動させることにより、バリエータ系
レンズ群を軸方向に移動させることができる。

【００１８】次に、被写体までの距離を測定する測距手
段としての測距機構について説明する。測距機構は、測
定された測距データを測距部１４へ入力する。この測距
機構は、図１に示されているように、赤外光投光部４ａ
と、赤外光受光部４ｂと、可変頂角プリズム５と、該可
変頂角プリズム５を駆動させる駆動手段６とを有してい
る。赤外光投光部４ａは、赤外光を発する光源４１ａ
と、光源４１ａの照射側に配置されている投光レンズ４
２ａとから構成され、赤外光受光部４ｂは、入射する赤
外光の受光位置を検出する受光素子（ポジションセンシ
ティブディバイス（ＰＳＤ））４１ｂと、前記受光素子
４１ｂの光入射側にある受光レンズ４２ｂとから構成さ
れている。

【００１９】光源４１ａから照射された赤外光は、投光
レンズ４２ａを介して平行光とされた後、被写体へ照射
され、被写体で反射した赤外光は受光レンズ４２ｂを介
して、受光素子４１ｂ上に集光される。受光素子４１ｂ
では、入射した赤外光が当たった位置が特定される。こ
の位置と、赤外光投光部４ａおよび赤外光受光部４ｂ間
の距離（基線長）から、カメラから被写体までのデータ
が求められる。この距離に基づいて、合焦点駆動用のモ
ータを駆動させて、レンズ駆動を行い、合焦点状態を得
る。

【００２０】ここで、赤外光投光部４ａの光路中には、
図２に示されているような可変頂角プリズム５が設けら
れている。この可変頂角プリズム５は、対向する一対の
板間に光学的に透明で容易に変形可能な物質を介挿し、
駆動手段により両板のなす角度αが変化するよう構成さ
れたものである。以下、図示の可変頂角プリズム５の構
成について説明する。

【００２１】可変頂角プリズム５は、対向する一対の平
板５１および５２を有する。両平板５１および５２の形
状は、例えば、円形、矩形等が挙げられる。これらの平
板５１および５２の外周部同士は、全周に渡って、伸縮
自在な蛇腹状の接続部材５４により液密に連結されてい
る。そして、両平板５１、５２および接続部材５４で囲
まれる空間に、光学的に透明な液体５３が充填されてい
る。平板５１、５２と接続部材５４の構成材料、液体５
３の種類等については、後に詳述する。

【００２２】前記平板５１、５２の内、照射方向側の平
板５２の周端部には、回転軸５５が平板５２の上下直径
方向に突出して設けられている。この回転軸５５を中心
として平板５２は揺動し、平板５１と平板５２との間に
角度αが形成される。

【００２３】さらに、平板５２には、アーム５６が設け
られている。このアーム５６の軸線の延長線は前記回転
軸５５の軸線と、平板５２の中心で直交している。該ア
ーム５６の先端には後述する駆動手段６に接続される接
続部５７が設けられている。さらに、この接続部５７に
はアーム５６の軸方向に形成されたスリット孔５７１が
形成されている。

【００２４】前記接続部５７に接続される駆動手段６
は、ピニオン６１と復動部材６２とを有しており、復動
部材６２には、前記ピニオン６１と噛合するラック６３
が形成されている。前記ピニオン６１は、モータ（図示
せず）の駆動軸に接続されて回動駆動し、該モータの駆
動は測距部１４によって制御される。

【００２５】前記復動部材６２は、赤外光投光部４ａと
可変頂角プリズム５とによって構成される光学系の光軸
に平行に配置されており、該光軸に対して平行方向へ復
動する。この復動部材６２の復動は、ピニオン６１の回
動によってなされる。

【００２６】復動部材６２の端部には、ピン６４が立設
されている。このピン６４は、前記接続部５７のスリッ
ト孔５７１内に挿入されており、復動部材６２の復動に
よって、アーム５６が平板５２と一体となって揺動す
る。

【００２７】一方、前記復動部材６２には、復動方向に
対して直角に形成された複数のスリット６５が、復動方
向へ等間隔で配列されている。このスリット６５の形成
位置に対向して、エンコーダ６６が配置されている。こ
のエンコーダ６６は、発光部と受光部とを有し、発光部
からの光を、前記スリット６５を介して受光部で受光す
る。受光部の出力は制御回路１０へ送られるようになっ
ている。復動部材６２が移動することによって、前記複
数のスリット６５が受光部と発光部の間を通過すること
で、受光部が受ける光が瞬間的に遮られ、受光部からの
出力が変化する。制御回路１０はこの変化の回数をカウ
ントして、復動部材６２の移動量を検出する。この移動
量によって、可変頂角プリズム５の頂角αを知ることが
できる。

【００２８】このように、可変頂角プリズム５の頂角α
により、プリズム作用が生じて、平板５２より前方の光
軸が図２中左右方向に屈曲する。この光軸の振れ角θ
は、焦点距離によって決定される。

【００２９】そして、この照射される赤外光は、左右に
振り分けられた複数の方向へ照射され、その振り分けは
前記可変頂角プリズム５の頂角の変更によってなされ
る。本実施例では、正面と、正面方向から左右に等しく
振り分けた２方向の、合計３方向へ赤外光を振り分け、
各方向毎に、測距を行っている。

【００３０】ここに、可変頂角プリズム５全体の屈折率
ｎが１．６の場合について、上記焦点距離と振れ角θお
よび頂角αの関係の一例を表１に示す。なお、表１に示
す例は、平板５１、５２、液体５３の屈折率をｎ＝１．
６として計算した。

【００３１】

【表１】

【００３２】図３は、ファインダー７に表示された測距
位置表示部７１を表すものであるが、本発明のカメラの
場合には、焦点距離の変更に伴って、前記測距位置表示
部７１に赤外光が照射されるように、赤外光の振れ角θ
が調節される。即ち、ズームの駆動により焦点距離を変
更しても、測距位置表示部７１と、実際に赤外光が照射
されている位置７２とは、常に合致している。従って、
図３に示されているように、赤外光の照射ポイントを正
確に表示することが可能となり、ファインダー内で、構
図の決定が容易にできる。

【００３３】一方上記構成における平板５１、５２とし
ては、光学的に透明なものであって、その構成材料とし
ては、例えば、ホウ珪酸ガラス（ＢＫ系）、クラウンガ
ラス（ＳＫ系）または、ＳＦ系、ＢａＳＦ系、ＬａＳＦ
系、ＬａＫ系等の各種光学ガラスや、その他これらと同
等の機能を有するガラス（白板）等が挙げられる。

【００３４】また、接続部材５４の構成材料としては、
例えば、天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、
スチレン−ブタジエンゴム、ニトリルゴム、クロロプレ
ンゴムのようなジエン系ゴム、エチレン−プロピレンゴ
ム、ブチルゴムのようなオレフィン系ゴム、エーテル
系、ポリスルフィド系およびウレタン系の各種ゴム、フ
ッ素ゴム、シリコーンゴム等の各種ゴム材料や、ウレタ
ン系、エステル系、アミド系、オレフィン系、スチレン
系、塩化ビニル系、フッ素系、アイオノマー系、イソプ
レン系等の各種熱可塑性エラストマー、あるいはそれら
の混合物（アロイ）等の弾性材料を用いることができ
る。

【００３５】前記液体５３としては、例えば、水、アル
コール、エチレングリコール、プロピレングリコール、
グリセリン、四塩化炭素、クロロホルム、臭化エチレン
等のハロゲン化アルキル類、ギ酸、酢酸等の有機酸、酢
酸メチル、酢酸エチル等のエステル類、エーテル、ケト
ン、低分子量ポリエーテル、低分子量ポリエステル、芳
香族化合物等の有機物液体、流動パラフィン、シリコー
ンオイル、ポリビニルアルコール等の粘性液体、または
これらの２以上の混合液、あるいはこれらの液体に固体
を溶解した溶液等が挙げられる。

【００３６】なお、平板５１、５２および接続部材５４
の構成材料の選定にあたっては、使用する液体５３に対
し不活性（例えば溶解、変質を生じないこと）なものを
用いる必要がある。

【００３７】受光素子４１ｂ上に集光される位置は、赤
外光投光部４ａからの赤外光照射方向を変えることによ
って変化し、集光位置に誤差が生ずるが、この誤差は制
御回路１０において補正され、正確な距離が求められ
る。この補正方法としては、例えば赤外光照射の振れ角
θに対する補正値を制御回路１０に予め記憶させてお
き、そのデータテーブルより補正値を選択して、正確な
距離を求めるものや、補正前に算出されたデータに所定
の補正係数を掛け合せて求めるものなどが挙げられる。

【００３８】以上の構成における撮影制御系の制御動作
について、図４および図５に基づいて説明する。測光ス
イッチをオンする（ステップ１０１）と、撮影レンズの
焦点距離の読み取りが始まり、読み取った値を制御回路
１０に入力する（ステップ１０２）。次に、測定回数を
カウントするメモリｎを、クリヤーにする（ステップ１
０３）。

【００３９】制御回路１０においては、前記読み取った
焦点距離から、データテーブルより選定して赤外光を照
射する振れ角θと、前記振れ角をθとするための可変頂
角プリズム５の頂角αを決定する。そして、前記頂角α
を得るために必要な駆動手段６の駆動量をエンコーダー
からのパルス数に換算し、これら値を測距部１４へ出力
する（ステップ１０４）。

【００４０】頂角がαとなるように、エンコーダーのか
らのパルスをカウントしつつ、カウント数が入力された
パルス数に達するまで駆動手段６を駆動させる（ステッ
プ１０５）。

【００４１】駆動手段６の駆動によって、光軸が振られ
た位置で、測距する（ステップ１０６）。ここで、一回
の測距が完了したので、前記メモリｎに１を加える（ス
テップ１０７）。

【００４２】Ｌ_n として測定された距離ｓを記憶する
（ステップ１０８）。メモリｎの値が、３となっている
かどうかを判断する（ステップ１０９）。即ち、測距が
３回行われたかどうかを判断する。

【００４３】メモリｎが３となっていない場合には、ス
テップ１０５へ戻り振れ角θ分だけ光軸が移動するよう
に、可変頂角プリズム５を駆動させ、ステップ１０６〜
１０８を再度実行する。

【００４４】メモリｎが３となった場合（正面および正
面から左右に振れ角θの合計３方向について、測距が完
了した場合）それぞれの向きで測距された距離を比較す
る。これらの距離のうち最も短いものに（つまり、最も
近い被写体）合焦点駆動を行う。

【００４５】即ち、Ｌ₁ とＬ₂ の大きさを比較する（ス
テップ１１１）。Ｌ₁ が小さいときは、さらにＬ₁ とＬ
₃ を比較する（ステップ１１２）。Ｌ₁ が小さいとき
は、カメラと被写体との距離Ｌとして、Ｌ₁ を入力する
（ステップ１１３）。

【００４６】ステップ１１１の結果、Ｌ₂ が小さい場
合、またステップ１１２の結果、Ｌ₃が小さい場合に
は、Ｌ₂ とＬ₃ の大きさを比較する（ステップ１１
４）。Ｌ₂ が小さいときは、カメラと被写体との距離Ｌ
として、Ｌ₂ を入力する（ステップ１１５）。

【００４７】Ｌ₃ が小さいときは、カメラと被写体との
距離Ｌとして、Ｌ₃ を入力する（ステップ１１６）。こ
のような動作によって、最も短い測定値が被写体までの
距離Ｌとして採用される。

【００４８】レリーズスイッチのオン、オフを判断し
（ステップ１１７）、オンされた時には、測光し（ステ
ップ１１８）、フォーカスレンズを、被写体との距離Ｌ
に合致するように合焦点駆動させて（ステップ１１９）
合焦点状態を得、レリーズ動作を行って撮影が行われる
（ステップ１２０）。

【００４９】以上のような構成とすることによって、焦
点距離を任意に変更しても、それに応じて自動的に赤外
光の振れ角θが変更されるので、ファインダー内では、
常に同じ位置に赤外光の照射位置（フォーカシングポイ
ント）が位置する。

【００５０】従って、テレ、ワイドの違いで、ファイン
ダー内のフォーカシングポイントに気を配ることなく、
構図を決めることができる。

【００５１】以上、本発明のカメラを、図示の構成例に
ついて説明したが、本発明はこれらに限定されるもので
はない。例えば、可変頂角プリズム５の対向する板は、
前記平板に限らず、湾曲板やレンズの機能を有するもの
であってもよい。

【００５２】また、可変頂角プリズムにおいて、対向す
る板間に介挿される光学的に透明で容易に変形可能な物
質は、前記液体５３に限らず、例えば、シリコーンゴム
のような透明な弾性体等の固体であってもよい。

【００５３】なお、図示の構成例では、可変頂角プリズ
ム５の頂角を調整するに際し、光の入射側の平板５１を
偏位させているが、光の出射側の平板５２を偏位させて
もよく、また、平板５１、５２の双方を偏位させてもよ
い。

【００５４】また、図示の構成例では、赤外光投光部４
ａ内において可変頂角プリズム５は、最も前方に設置さ
れているが、赤外光投光部４ａにおける可変頂角プリズ
ム５の位置関係は、これに限定されない。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のカメラに
よれば、例えば、テレとワイドの違いに関わりなく、画
角に対する赤外光照射部分の相対位置を一定にすること
ができるので、テレとワイドの変化による赤外光照射部
分の変動を考慮してファインダー内での構図を決めなれ
ばならないなどといった制約が少なくなり、操作性が向
上する。その結果、フォーカスポイントの位置のズレに
よるピンボケなどのトラブルの発生や、シャッターチャ
ンスを逃がすといった不都合が減少する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適実施例のコンパクトカメラにおけ
る撮影制御系のブロック図である。

【図２】測距機構の構造を示す模式図である。

【図３】ファインダー画面に表示された表示部と、実際
の赤外光の照射範囲との関係を示すファインダーの平面
図である。

【図４】制御手段の作動順序を示すフローチャートの前
半部である。

【図５】制御手段の作動順序を示すフローチャートの後
半部である。

【図６】従来のカメラにおけるファインダー画面の表示
部を示す、ファインダーの平面図であって、ズームレン
ズをテレに設定した場合の画像を示すものである。

【図７】従来のカメラにおけるファインダー画面の表示
部を示す、ファインダーの平面図であって、ズームレン
ズを標準に設定した場合の画像を示すものである。

【図８】従来のカメラにおけるファインダー画面の表示
部を示す、ファインダーの平面図であって、ズームレン
ズをワイドに設定した場合の画像を示すものである。

【符号の説明】

１０制御回路１１測光部１２測光レリーズスイッチ１３ズーミング操作スイッチ１４測距部１５駆動回路２１ズーミングモータ２２小歯車２３ズームコード読取部３ズームレンズ３０鏡筒３１カム環３２ギヤ３３コード部３３１導電板３４カム溝４ａ赤外光投光部４ｂ赤外光受光部４１ａ光源４２ａ投光レンズ４１ｂ受光素子４２ｂ受光レンズ５可変頂角プリズム５１平板５２平板５３液体５４接続部材５５回転軸５６アーム５７接続部５７１スリット孔６駆動手段６１ピニオン６２復動部材６３ラック６４ピン６５スリット６６エンコーダ７ファインダー画面７１表示部７２実際の赤外光照射部分７３被写体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体へ向けて赤外光を照射する赤外光
投光部と、前記赤外光投光部から照射され、被写体で反
射された赤外光を受光する赤外光受光部とを有する測距
手段と、前記測距手段により得られた測距情報に基づいて合焦点
状態を得るようレンズを駆動する自動焦点機構と、焦点距離可変機構と、焦点距離を検出する焦点距離検出
手段とを有するカメラであって、前記赤外光投光部の光路に、対向する少なくとも一対の
板間に光学的に透明で容易に変形可能な物質を介挿し、
駆動手段により前記両板のなす角度が変化し得る可変頂
角プリズムを設置し、前記焦点距離検出手段により得られた焦点距離情報に基
づいて、前記可変頂角プリズムの頂角の調整を行うこと
を特徴とする自動焦点機構を有するカメラ。
【請求項２】前記可変頂角プリズムの頂角の調整は、
画角に対する赤外光照射部分の相対位置を一定とするこ
とである請求項１に記載の自動焦点機構を有するカメ
ラ。