JPH0843724A - カメラの合焦装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】水中及び空気中（陸上）において正確なピント
合わせが可能なカメラの合焦装置を提供する。 【構成】光投射部９を発光させ、対象物に対し赤外光と
可視光を含む信号光を投射し、この対象物からの反射信
号光を赤外光検出部６と可視光検出部７によって検出す
る。これらの赤外光検出部６と可視光検出部７との反射
信号光の検出レベルを演算制御部８が比較することによ
り、このカメラの使用環境が水中か空気中かを判別する
ことが可能となる。繰り出しポイント決定部１は、水中
検出部３の判別結果とＡＦ部２の出力に基づいて、ピン
ト合わせ用レンズ５の繰り出し位置を決定する。そし
て、レンズ制御部４は、繰り出しポイント決定部１の出
力に従ってピント合わせ用レンズ５を駆動制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水中でも利用できるカ
メラ（防水カメラ）の合焦装置（自動焦点調節装置）に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、特開昭６１−２９５５
３３号公報によれば、空気中（陸上）では通常通り、自
動焦点調節装置（オートフォーカス、Ａutomatic Ｆoc
using；ＡＦ）を作動させ、水中では上記自動焦点調節
装置（ＡＦ）を作動しないようにし、パンフォーカス
（固定焦点）に設定するという防水カメラが提案されて
いる。

【０００３】水中にてパンフォーカスとしているのは、
水中では測距に用いられる光が水に吸収され易く、光量
が減衰して測距に必要なコントラストが得られにくくな
り、精度の良いＡＦを行うことが困難な場合があるから
である。

【０００４】特に、一般のコンパクトカメラで測距に用
いられる赤外線は、水中では大きく吸収され、その光量
が大きく減衰されることが知られている。また、特開昭
５８−８０６０８号公報によれば、陸上使用の一般のＡ
Ｆカメラにおいて、被写体から受光する光量が自動焦点
調節装置（ＡＦ）の信頼性を満たさない場合には、上記
ＡＦを作動せず、パンフォーカスに設定するという自動
焦点調節装置が提案されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ここで、水中写真を分
析してみると、図１１（ａ）に示す人物像など、中距離
の被写体が撮影される場合のように、上述の特開昭６１
−２９５５３３号公報に提案されている防水カメラのパ
ンフォーカスでカバーできる距離域の他に、図１１
（ｂ）に示すような泳いでいる魚や珊瑚など、上記防水
カメラのパンフォーカスでカバーできないかなり近い距
離の被写体が撮影される確率が高いことがわかった。

【０００６】しかしながら、図１１（ａ），（ｂ）に示
すような距離が異なる被写体に各々ピントを合わせるこ
とは、上述の特開昭６１−２９５５３３号公報に提案の
防水カメラのパンフォーカスでは困難な場合が存在し
た。

【０００７】また、上述の特開昭５８−８０６０８号公
報に提案されている自動焦点調節装置は、使用環境が水
中か空気中かを判別する機能を有せず、また仮に、水中
での撮影が可能であるとしても、ＡＦとパンフォーカス
との切り替え距離を、そのＡＦの性能と図１１（ａ），
（ｂ）に示した水中での撮影シーンにおける被写体の存
在確率とを考慮して決定したものではない。

【０００８】したがって、同様に図１１（ａ），（ｂ）
に示すような距離が異なる被写体に各々ピントを合わせ
ることは、困難な場合が存在した。そこで本発明は、上
記課題に鑑みてなされたものであり、水中及び空気中
（陸上）において正確なピント合わせが可能なカメラの
合焦装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載のカメラの合焦装置は、被写体まで
の距離を測定する測距手段と、カメラの使用環境が水中
か否かを判定する判定手段と、この判定手段の判定結果
に応じて、上記測距手段の測距結果を用い上記カメラの
撮影レンズのピント繰り出し位置を求めるアルゴリズム
を変更して決定する決定手段とを具備したことを特徴と
する。

【００１０】さらに、請求項２に記載のカメラの合焦装
置は、上記決定手段が、上記判定手段によって水中であ
ると判定された際には、上記測距手段の測距結果が所定
距離より遠方に相当する場合には上記撮影レンズを決め
られた距離にピント合わせを行い、一方、上記判定手段
によって水中ではないと判定された際には、上記測距手
段の測距結果が上記所定距離より遠方に相当する場合で
あっても、上記測距結果に応じて上記撮影レンズのピン
ト合わせを行うことを特徴とする。

【００１１】また、請求項３に記載のカメラの合焦装置
は、被写体に向けて第１の波長と第２の波長の全部また
は一部を含む測距用光を投光する投光手段と、上記被写
体からの上記測距用光を受光し、上記第１の波長と第２
の波長の全部または一部を含む光電変換信号を出力する
受光手段と、上記光電変換信号に基づいて、上記被写体
までの距離を演算する距離演算手段と、上記光電変換信
号に基づいて、上記第１の波長または第２の波長の水中
と空気中での減衰率の相違から水中か空気中かを判定す
る判定手段とを具備したことを特徴とする。

【００１２】

【作用】本発明のカメラの合焦装置は、被写体までの距
離が測距手段により測定され、カメラの使用環境が水中
か否かが判定手段により判定される。この判定手段の判
定結果に応じて、上記測距手段の測距結果を用い上記カ
メラの撮影レンズのピント繰り出し位置を求めるアルゴ
リズムが決定手段により変更され、上記繰り出し位置が
決定される。

【００１３】さらに、請求項２に記載のカメラの合焦装
置は、上記決定手段が、上記判定手段によって水中であ
ると判定された際に、上記測距手段の測距結果が所定距
離より遠方に相当する場合には上記撮影レンズが決めら
れた距離にピント合わせが行われ、一方、上記判定手段
によって水中ではないと判定された際に、上記測距手段
の測距結果が上記所定距離より遠方に相当する場合であ
っても、上記測距結果に応じて上記撮影レンズのピント
合わせが行われる。

【００１４】また、請求項３に記載のカメラの合焦装置
は、被写体に向けて第１の波長と第２の波長の全部また
は一部を含む測距用光が投光手段により投光され、上記
被写体からの上記測距用光を受光し、上記第１の波長と
第２の波長の全部または一部を含む光電変換信号が受光
手段により出力される。そして、上記光電変換信号に基
づいて、上記被写体までの距離が距離演算手段により演
算され、また上記光電変換信号に基づいて、上記第１の
波長または第２の波長の水中と空気中での減衰率の相違
から水中か空気中かが判定手段により判定される。

【００１５】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明に係る第１実施例
のカメラの合焦装置の構成を示すブロック図である。

【００１６】同図（ａ）において、ピント合わせを行う
繰り出しポイント決定部１には、被写体距離を検出する
ＡＦ部２と、カメラの使用環境が水中であるか、または
空気中（陸上、海上、空中）であるかを検出する水中検
出部３が接続される。

【００１７】上記繰り出しポイント決定部１は、レンズ
制御部４に接続され、このレンズ制御部４は被写体にピ
ントを合わせるためのピント合わせ用レンズ（撮影レン
ズなど）５に接続される。

【００１８】また、同図（ｂ）に示すブロック図は上記
水中検出部３の詳細を示しており、該水中検出部３は、
赤外光を検出する赤外光検出部６と可視光を検出する可
視光検出部７が演算制御部８にそれぞれ接続され、さら
に上記演算制御部８が光投射部９に接続される。

【００１９】以上により構成されるカメラの合焦装置
は、演算制御部８が光投射部９を発光させ、対象物に対
し、赤外光と可視光を含む信号光を投射する。この対象
物から反射して来た反射信号光を赤外光検出部６と可視
光検出部７によって検出する。

【００２０】ここで図２に示すように、水中では、赤外
光は水に吸収される特性を有しているため、水中におけ
る赤外光の検出レベルは、空気中における赤外光の検出
レベルに比べて低下する。

【００２１】よって、これらの赤外光検出部６と可視光
検出部７との反射信号光の検出レベルを演算制御部８が
比較することにより、このカメラの使用環境が水中か空
気中かを判別することが可能となる。

【００２２】上記繰り出しポイント決定部１は、ＡＦ部
２、水中検出部３の各々の出力に基づいて、ピント合わ
せ用レンズ５の繰り出し位置を決定する。そして、上記
レンズ制御部４は、繰り出しポイント決定部１の出力に
従ってピント合わせ用レンズ５を駆動制御する。

【００２３】なお、繰り出しポイント決定部１と演算制
御部８は、ワンチップマイクロコンピュータ（以下ＣＰ
Ｕと記す）を用いて設計可能である。また、ＡＦ部２が
光投射型のいわゆる、アクティブＡＦ装置で、例えば、
キセノン放電発光管（Ｘｅ管）、半導体光位置検出装置
（ＰＳＤ）などを有している場合、このキセノン放電発
光管（Ｘｅ管）、半導体光位置検出装置（ＰＳＤ）を上
記光投射部９、赤外光検出部６、可視光検出部７に兼用
可能である。

【００２４】従って、上記光投射部９、赤外光検出部
６、可視光検出部７は、ＡＦ部２の一部を形成する構成
としても良い。次に、本発明に係る第２実施例のカメラ
の合焦装置について説明する。

【００２５】図３（ａ）は第２実施例のカメラの合焦装
置の構成を示す図であり、図３（ｂ）は三角測距の原理
を示す図である。このカメラの合焦装置は、図１に示し
た上記第１実施例における繰り出しポイント決定部１及
び演算制御部８の機能を有するＣＰＵ３０と、ＡＦ部２
及び水中検出部３の機能を有する投光受光部３１と、レ
ンズ制御部４と、ピント合わせ用レンズ５とによって構
成される。

【００２６】キセノン放電発光管（以下Ｘｅ管と記す）
３２は、カメラのストロボ回路等に用いても良く、また
発光部３３はこのＸｅ管３２の放電のためのエネルギを
チャージする不図示のコンデンサやＸｅ管３２の中のガ
スをイオン化させるためのトリガ回路等からなる。

【００２７】ＣＰＵ３０は、発光部３３に命令を出し、
Ｘｅ管３２の発光制御を行う。すると、Ｘｅ管３２の発
光時に発光された光は、マスク３２ａと投光レンズ３４
によって集光され、被写体３５に対し投射される。

【００２８】上記被写体３５から反射された信号光は、
２つの受光レンズ３６，３７によって、それぞれ２つの
半導体光位置検出装置（以下ＰＳＤと記す）３８，３９
に導かれる。

【００２９】上記投光レンズ３４、受光レンズ３６、３
７は、図３（ｂ）に示すように所定の基線長Ｓ１，Ｓ２
だけ隔てて配置されているため、公知の三角測距の原理
より、各々のＰＳＤ３８，３９上の信号光位置Ｘ１，Ｘ
２と、受光レンズ３６，３７とＰＳＤ３８，３９間の距
離ｆj とから、被写体距離Ｌは、 Ｌ＝Ｓ１・ｆj ／Ｘ１＝Ｓ２・ｆj ／Ｘ２ …（１） として算出可能である。

【００３０】また、上記ＰＳＤ３８，３９上に信号光の
スポットが入射すると、ＰＳＤ３８，３９はそれぞれ２
つの電極から、上記信号光の入射位置に対応した２つの
電流信号を出力する。

【００３１】すると、ＡＦ用集積回路（以下ＡＦＩＣと
記す）４０内のプリアンプ４１〜４４は、これらのＰＳ
Ｄ３８，３９の出力する電流信号を低入力インピーダン
スで吸いとり増幅する。

【００３２】また、これらプリアンプ４１〜４４の出力
は、加算回路４５，４６によって各々ＰＳＤ３８，３９
が出力する２つの電流信号を加算するように演算され
る。従って、加算回路４５はＰＳＤ３８の総出力電流信
号に依存した出力を、加算回路４６はＰＳＤ３９の総出
力電流信号に依存した出力をＣＰＵ３０に対して出力す
る。

【００３３】また、各々ＰＳＤ３８，３９が出力するの
２つの電流信号の比を求めることにより、上記ＰＳＤ３
８，３９上の信号光位置を一義的に求めることが可能で
ある。

【００３４】従って、各プリアンプ４１〜４４の出力比
をとる比演算回路４７，４８の出力から、ＣＰＵ３０は
（１）式のＸ１，Ｘ２を求めることが可能である。そし
て、上記基線長Ｓ１，Ｓ２、距離ｆj は設計時に決めら
れる値であるので、ＣＰＵ３０はこのＸ１，Ｘ２によ
り、（１）式から被写体距離Ｌを求めることができる。
以上に説明した動作が、ＡＦ部２に相当する機能であ
る。

【００３５】また、ＰＳＤ３８，３９は各々異なる分光
感度特性を持っており、一方のＰＳＤ３８は可視光から
赤外光まで検出可能な、その材料のシリコンの特性にも
とづく分光感度特性を有している。他方のＰＳＤ３９
は、光学的な可視光カットフィルタの機能を有する樹脂
によってパッケージングされており、赤外光のみを検出
する分光感度特性を有している。

【００３６】従って、加算回路４６，４５の出力比は、
被写体から反射される信号光のうちの赤外光が占める割
合を示すことになる。上述したように、水中では、赤外
光が極端に吸収されるため、この割合が空気中とは著し
く異なり、小さくなる。

【００３７】この原理に従ってＣＰＵ３０は、このカメ
ラの合焦装置の使用環境が空気中であるか、または水中
であるかを検出することができる。以上に説明した動作
が、水中検出部３に相当する機能である。

【００３８】そして、ＣＰＵ３０はレンズ制御部４を介
して、ピント合わせ用レンズ５を駆動制御してピント合
わせを行う。次に、上記第２実施例のカメラの合焦装置
の測距及びピント合わせのシーケンスについて説明す
る。

【００３９】図４は、上記第２実施例のカメラの合焦装
置のＣＰＵ３０における処理を示すフローチャートであ
る。本処理は、ＣＰＵ３０がＸｅ管３２を２回発光さ
せ、１回目の発光による加算回路４５、比演算回路４７
の出力、続いて２回目の発光による加算回路４６、比演
算回路４８の出力を順次、受信することとする。

【００４０】まず、ＣＰＵ３０がＸｅ管３２を発光さ
せ、ＰＳＤ３８による可視光と赤外光を含む全信号光の
総信号量（光量）ＰＶ及び、その入射位置Ｘ１に対応す
る出力比を受け取り、測距結果ＬＶを演算する（ステッ
プＳ１）。

【００４１】続いて同様に、ＣＰＵ３０がＸｅ管３２を
発光させ、可視光カットフィルタの特性を有するＰＳＤ
３９による、赤外光のみの赤外信号光の光量ＰＩ及び、
その入射位置Ｘ２に対応する出力比を受け取り、測距結
果ＬＩを演算する（ステップＳ２）。

【００４２】すなわち、上記光量ＰＶ，ＰＩ、及び測距
結果ＬＶ，ＬＩは、加算回路４５，４６の出力、及び比
演算回路４７，４８の出力にもとづき、ＣＰＵ３０によ
り判定、演算される。

【００４３】以上にて得られた、被写体から反射される
赤外信号光の光量ＰＩと、空気中における光量ＰＶに対
する赤外光分の光量αＰＶとの大小を判定する（ステッ
プＳ３）。空気中では、可視光を含む被写体から反射さ
れる信号光の光量ＰＶの所定の割合αで、赤外信号光の
光量ＰＩがＰＳＤ３９及び加算回路４６を介して検出さ
れる。

【００４４】しかし、水中では上述したように赤外光は
水中に吸収されやすいため、上記赤外信号光の光量ＰＩ
が小さくなる。そこで、ステップＳ３では、ＰＩ＜αＰ
Ｖが成り立つとき、すなわちカメラの合焦装置の使用環
境が水中のときにはステップＳ６へ分岐し、一方、ＰＩ
＜αＰＶが成り立たないとき、すなわちカメラの合焦装
置の使用環境が空気中のときにはステップＳ４へ移行す
る。

【００４５】ここで、空気中では、被写体から反射され
る信号光のうち、赤外光が十分反射されて戻ってくるた
め、赤外信号光に基づいて、比演算回路４８の出力から
ＣＰＵ３０が演算した測距結果ＬＩより、ピント合わせ
用レンズ５の繰り出し位置ＫＩを算出し決定する（制御
Ａ）（ステップＳ４）。

【００４６】なお、空気中での撮影では、太陽光や蛍光
灯の光など多くの可視光がノイズとしてオートフォーカ
ス（ＡＦ）に影響するので、このように赤外光を用いた
方がＳ／Ｎの点で有利になる。

【００４７】一方、水中では、赤外光が水中に吸収され
てしまうため、ＰＳＤ３８と比演算回路４７により可視
光の信号光に基づいて、比演算回路４７の出力からＣＰ
Ｕ３０が演算した測距結果ＬＶより、ピント合わせ用レ
ンズ５の繰り出し位置ＫＶを算出し決定する（制御Ｂ）
（ステップＳ６）。

【００４８】そして、ＣＰＵ３０は繰り出し位置ＫＩ、
または繰り出し位置ＫＶをレンズ制御部４に出力し、レ
ンズ制御部４は上記繰り出し位置ＫＩまたはＫＶに基づ
いて、ピント合わせ用レンズ５を駆動してピント合わせ
を行う（ステップＳ５）。以上にて、本処理を終了す
る。

【００４９】次に、上記ピント合わせ用レンズ５の繰り
出し位置の算出方法について図５を用いて説明する。こ
こで、ピント合わせ用レンズ５の繰り出し位置をＫとす
ると、被写体距離の逆数１／Ｌとの間には、一般に、 Ｋ＝ｆ² ×（１／Ｌ） …（２） ｆ：ピント合わせ用レンズ５（撮影レンズ）の焦点距離 の関係があり、上記（２）式にて繰り出し位置Ｋが求め
られる。

【００５０】しかし、風景のように被写体距離が無限遠
（∞）と呼ばれる場合においては、被写体から反射され
る信号光が返ってくることは期待できない。そこで、一
般的に、所定の距離Ｌ0 以遠の場合は、ピント合わせ用
レンズ５の被写界深度でカバーすることにより、無限遠
（∞）の被写体でもピント合わせが可能になるという手
法が取られている。

【００５１】この手法では距離Ｌ0 以遠は、測距を行う
ことなく、そこそこにピントが合っている状態にて撮影
が可能となる。この被写体距離の逆数１／Ｌと繰り出し
位置Ｋの関係を（Ａ）とする。

【００５２】なお、水中では距離Ｌ0 までの距離を測距
する必要はない。それは、上述したように水中の写真を
分析すると、図１１（ａ），（ｂ）に示したような写真
が多く、水の透明度についても影響があるため、無限遠
（∞）の被写体の写真はほとんど撮影の機会がないから
である。

【００５３】図６は、被写体距離の逆数１／Ｌと、その
距離に主要被写体が存在する確率を示す図である。空気
中（陸上）での写真を分析すると、同図に示す点線のよ
うになり、人物が全身像で撮影される部分に相当する位
置と、風景撮影が行われる無限遠（∞）に相当する位置
に２つの山が生じる。

【００５４】一方、水中での写真では、空気中（陸上）
での写真に比べてずっと近距離での使用頻度が増加し、
使用頻度のピークは人物の半身像ぐらいに相当する位置
となる。また、いわゆるマクロ域での撮影頻度も多くな
る。

【００５５】従って、水中において測距用光の吸収が大
きく、遠距離測距の困難なアクティブ方式ＡＦ、また
は、暗い状況下では補助光の必要なパッシブ方式ＡＦに
おいては、距離Ｌ0 までの遠距離測距を行う必要はな
い。

【００５６】そこで第２実施例では、図５に示した被写
体距離の逆数１／Ｌと、繰り出し位置Ｋの関係を水中に
おいて、同図に示した（Ｂ）のようにしてＬ１以上の距
離の測距結果が出力された場合、Ｋ１にレンズを繰り出
し固定することにした。これにより、人物の全身像から
半身像がパンフォーカスによってカバーできるように設
定される。

【００５７】一方、Ｌ１以下の距離の測距結果が出力さ
れた場合のみ、オートフォーカス（ＡＦ）を機能させる
ようにした。以上のようにパンフォーカスとオートフォ
ーカス（ＡＦ）を切り替えることにより、水中において
被写体から反射される信号光が十分期待できる近距離で
は確実な測距を可能とし、サンゴや魚などマクロ域の距
離の被写体を最適なピントで撮影できる。また、ＡＦの
精度が不十分な距離Ｌ0 以遠では、パンフォーカスによ
って失敗のない撮影が可能である。

【００５８】以上説明したように本第２実施例によれ
ば、特別の水中判定装置を用意することなく、通常、備
えているオートフォーカス（ＡＦ）装置により、カメラ
の使用環境が水中であるか、空気中（陸上）であるかを
簡単に判定できる。

【００５９】さらに、空気中では従来の赤外光測距と
し、また水中では可視光測距として水中での被写体から
反射される信号光の減衰をおさえることにより、水中ま
たは空気中、いずれの条件でも高精度の測距を可能とし
た。

【００６０】但し、測距に可視光を用いても、この可視
光の減衰を完全になくすことはできないため、水中での
遠距離測距は困難である。しかし、上述したように、水
中写真で極端に遠距離の被写体を撮影する確率は低いた
め、所定の距離以遠ではパンフォーカスでピントをカバ
ーするようにした。

【００６１】このように本第２実施例によれば、水中に
おけるマクロ域の被写体から、ダイバーの游泳シーンま
で、ピントの合った綺麗な写真が撮影可能なカメラの合
焦装置を提供できる。

【００６２】次に、本発明に係る第３実施例のカメラの
合焦装置について説明する。図７は、本発明に係る第３
実施例のカメラの合焦装置の構成を示す図である。同図
において、露出制御用ストロボのＸｅ管７１は、オート
フォーカス（ＡＦ）用の光源を兼ねている。つまり、Ｘ
ｅ管７１の光を反射させるストロボ傘７２に開口部７２
ａを設け、ダイクロイックミラー７３で光路を曲げ投光
レンズ７４を介して被写体に対し投光を行う。

【００６３】また、ダイクロイックミラー７３は光の波
長に依存して反射、透過の特性を示すミラーであり、赤
外発光ダイオード（以下ＩＲＥＤと記す）７５からの光
は透過し、投光レンズ７４を介して被写体に対し投光可
能となる。

【００６４】上記ストロボ傘７２の前方には、ＡＦ時に
無用な光を投射しないようにストロボシャッタ７６を設
けており、撮影時のみ開くようにしている。一方、被写
体から反射される信号光は受光レンズ７７を介してＰＳ
Ｄ７８によって受光される。ＰＳＤ７８は可視光、赤外
光の両方に反応する分光感度特性を有するものを用い
る。

【００６５】また、ＣＰＵ３０はＩＲＥＤドライバ７９
を介してＩＲＥＤ７５を発光させ、また発光部８０を介
してＸｅ管７１を発光させる。また、ＰＳＤ７８の出力
はＡＦＩＣ８１で処理され、上記ＡＦＩＣ８１は信号光
の入射位置と入射量に依存した信号をＣＰＵ３０に出力
する。ＣＰＵ３０は、この結果に基づいて、ピント合わ
せ用レンズ５を駆動制御するためにレンズ制御部８２に
命令を出力する。

【００６６】また、ＣＰＵ３０はモータ及びモータドラ
イブ部（ＭＤ）８３を介して、Ｘｅ管７１前のストロボ
シャッタ７６を開閉する。さらに、ＣＰＵ１０には撮影
シーンの明るさを測定する自動露出機構（Ａutomatic
Ｅxposure ；ＡＥ）部８４やレリーズ釦の半押し状態で
閉成するファーストレリーズスイッチ（１ｓｔＳＷ）８
５、レリーズ釦の完全な押し込み時に閉成するセカンド
レリーズスイッチ（２ｎｄＳＷ）８６が接続されてい
る。

【００６７】次に、上記第３実施例のカメラの合焦装置
の測距及びピント合わせのシーケンスについて説明す
る。図８は、上記第３実施例のカメラの合焦装置のＣＰ
Ｕ３０の処理を示すフローチャートである。

【００６８】まず、ＣＰＵ３０は、１ｓｔＳＷ８５のオ
ン、またはオフを検出する（ステップＳ１０）。ステッ
プＳ１０で、１ｓｔＳＷ８５がオンとなったとき、撮影
に先立つタイミングであると判断し、まずＩＲＥＤ７５
を発光する。

【００６９】すると、ＰＳＤ７８は被写体から反射され
る信号光を受光し、ＡＦＩＣ８１はＰＳＤ７８の出力か
ら上記信号光の入射位置と入射光量にもとづく信号をＣ
ＰＵ３０に出力する。

【００７０】ＣＰＵ３０は、上記ＡＦＩＣ１８の出力よ
り被写体距離ＬＩと光量ＰＩを算出する（ステップＳ１
１）。このとき、ＣＰＵ３０は光量ＰＩが所定量Ｐ0 よ
りも大きいか否かを判断し（ステップＳ１２）、大きけ
れば、充分な光量があるため空気中（陸上）であると判
断し、ステップＳ２３に分岐する。

【００７１】ステップＳ２３では、上記被写体距離ＬＩ
から図５に示した被写体距離Ｌと繰り出し位置Ｋの関係
（Ａ）に基づいて、ピント合わせ用レンズ５の繰り出し
位置ＫＩを算出する。

【００７２】また、ステップＳ１２で、光量ＰＩが所定
量Ｐ0 以下であるときは、被写体距離が遠い場合と水中
の場合との２つの場合が考えられる。そこで、ＣＰＵ１
０はＸｅ管７１を発光させ、そのときのＰＳＤ７８の出
力から、ステップＳ１１のときと同様に被写体距離ＬＶ
と光量ＰＶを算出する（ステップＳ１３）。

【００７３】次に、図４に示したステップＳ３の処理と
同様に、光量ＰＩと光量ＰＶにおける赤外光分の光量α
ＰＶとの大小を判定する（ステップＳ１４）。なお、空
気中では、可視光を含む被写体から反射される信号光の
光量ＰＶの所定の割合αで、赤外信号光の光量ＰＩが検
出される。しかし、水中では上述したように赤外光は水
中に吸収されやすいため、赤外信号光の光量ＰＩが小さ
くなる。

【００７４】そこで、ステップＳ１４では、カメラの使
用環境が水中の時にはステップＳ１５へ移行し、空気中
の時にはステップＳ２３へ分岐する。ステップＳ１５で
は、ＣＰＵ３０はＸｅ管７１発光時の測距結果ＬＶから
図５に示した被写体距離Ｌと繰り出し位置Ｋの関係
（Ｂ）に基づいて、ピント合わせ用レンズ５の繰り出し
位置ＫＶを求める。

【００７５】続いて、ＣＰＵ３０はＡＥ部８４を用いて
被写体の明るさを検出する（ステップＳ１６）。次に、
ＣＰＵ３０はカメラのレリーズ釦の押し込みによる２ｎ
ｄＳＷ８６の閉成（オン）を検出し（ステップＳ１
７）、ここで２ｎｄＳＷ８６の閉成が検出されると、ス
テップＳ１５またはステップＳ２３で求めた繰り出し位
置ＫＩ、またはＫＶに基づいて、ピント合わせ用レンズ
５を繰り出し制御する（ステップＳ１８）。なお、ステ
ップＳ１７で２ｎｄＳＷ８６の閉成が検出されないと
き、ステップＳ２４へ移行し、ここでも１ｓｔＳＷ８５
の閉成も検出されないときはステップＳ１０へ戻る。

【００７６】続いて、ステップＳ１６で求めた被写体の
明るさから、ストロボ発光が必要か否かを判定し（ステ
ップＳ１９）、ストロボ発光が必要な時は、モータを回
転させてストロボシャッタ７６を退避させ（ステップＳ
２０）、Ｘｅ管７１を発光してストロボ傘７２によって
強められた光を被写体に照射し露光を行う（ステップＳ
２１）。

【００７７】そして、露光が終了すると、ストロボシャ
ッタ７６を閉じて本処理を終了する。一方、ステップＳ
１９で被写体が明るくてストロボ発光を要しない時に
は、ストロボ発光を行わずに露光を行う（ステップＳ２
５）。

【００７８】上記露光動作は、ＣＰＵ３０が図示してい
ない露光用シャッタを制御して行う。以上説明したよう
に本第３実施例によれば、上述した第２実施例とは異な
り、空気中、かつ近距離の場合にはＸｅ管７１の発光を
行わないで済むため、省エネルギ設計が可能である。

【００７９】また、カメラと一体形の照明用ストロボ光
源（Ｘｅ管７１）を効果的にオートフォーカス（ＡＦ）
用光源として用いているため、構成が安価（コストメリ
ット）で、簡素化（スペースメリット）できる。

【００８０】さらに、上述した第２実施例とは異なり、
半導体光位置検出装置（ＰＳＤ）７８が１つで良く、よ
り安価で簡素な構成とすることができる。また、ダイク
ロイックミラー７３を用いているため、投光レンズ７４
を兼用して赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）７５の光
と、Ｘｅ管７１からのオートフォーカス（ＡＦ）用の光
をパララックスなく投射できる。

【００８１】次に、本発明に係る第４実施例のカメラの
合焦装置について説明する。図９は、第４実施例のカメ
ラの合焦装置の構成を示す図である。本第４実施例の構
成おいて上述した第３実施例と異なるのは、赤外投光用
にＩＲＥＤを必要とせず、ＩＲＥＤ７５とＩＲＥＤドラ
イバ（ＩＤ）７９を削除したこと、逆に、半導体光位置
検出装置（ＰＳＤ）をＰＳＤ９１とＰＳＤ９２の２つ配
置し、さらにダイクロイックミラー９３を配置したこと
である。その他の構成については、第３実施例と同一で
あるため、ここに編入するものとしその説明は省略す
る。

【００８２】この構成により第２実施例と同様に、Ｘｅ
管７１の光を受光側で赤外光と可視光に分離して、この
カメラの合焦装置の使用環境が水中か、空気中かの判定
を行う。

【００８３】上記Ｘｅ管７１の光の波長選択、すなわ
ち、赤外光と可視光に分離は、受光レンズ７７の内側に
設けられたダイクロイックミラー９３によって行う。赤
外光はこのダイクロイックミラー９３を透過してＰＳＤ
９１に入射する。一方、可視光はこのダイクロイックミ
ラー９３を反射してＰＳＤ９２に入射する。

【００８４】従って、ＰＳＤ９１とＰＳＤ９２の出力を
比べることにより、第１，第２実施例と同様に、このカ
メラの合焦装置の使用環境が水中か、空気中かの判定を
行うことができる。

【００８５】本第４実施例は、上述した第２実施例と同
様の考え方であるが、ダイクロイックミラー９３を利用
して、受光レンズ７７を１つにまとめ小型化し、レイア
ウトの自由度を改良した点に特徴がある。

【００８６】なお、以上の各実施例では、可視光と赤外
光の比を用いることによって、カメラの合焦装置の使用
環境が水中か空気中かの検出を行ったが、水中における
光の波長に依存する吸収（透過率）は、可視領域から赤
外領域にかけて図２に示すような特性を有している。

【００８７】従って、この水中における光の波長に依存
する吸収（透過率）の特性を利用したのが、次に説明す
る第５実施例である。図１０は、本発明に係る第５実施
例のカメラの合焦装置の構成を示す図である。

【００８８】本第５実施例の構成において上述した第３
実施例と異なるのは、ＩＲＥＤ７５、ＩＲＥＤドライバ
（ＩＤ）７９、Ｘｅ管７１、ストロボ傘７２、発光部８
０、ストロボシャッタ７６、モータ及びモータドライブ
部（ＭＤ）８３を削除し、その代わりに、ＬＥＤ１０
１，１０２とそのＬＥＤドライバ（ＩＤ１，ＩＤ２）１
０３，１０４を配置したことである。その他の構成につ
いては、第３実施例と同一であるため、ここに編入する
ものとしその説明は省略する。

【００８９】同図に示すように、ＬＥＤ１０１，１０２
を２つ配置して、ダイクロイックミラー７３、投光レン
ズ７４を介して、上記ＬＥＤ１０１、１０２からそれぞ
れ発光タイミングをずらし、異なる波長の光を被写体に
対して投光する。ここで、ダイクロイックミラー７３は
光の波長に依存して反射、透過の特性を示すミラーであ
り、ＬＥＤ１０１からの光は上記ダイクロイックミラー
７３を透過し、投光レンズ７４を介して被写体に対し投
光可能となる。

【００９０】一方、ＬＥＤ１０２からの光は上記ダイク
ロイックミラー７３により反射され、投光レンズ７４を
介して被写体に対し投光可能となる。次に、被写体から
反射される信号光は、受光レンズ７７を介してＰＳＤ７
８によって受光される。ＰＳＤ７８は可視光から赤外光
まで広く領域で反応する分光感度特性を有するものを用
いる。

【００９１】また、ＰＳＤ７８の出力はＡＦＩＣ８１で
処理され、上記ＡＦＩＣ８１は信号光の入射位置と入射
光量に依存した信号をＣＰＵ３０に出力する。そして、
ＣＰＵ１０はＡＦＩＣ８１から入力される上記入射光量
による信号差を比較することにより、このカメラの合焦
装置の使用環境が水中か、空気中かの判定を行う。

【００９２】このとき、これらＬＥＤ１０１、１０２の
波長は、それぞれ水中において吸収されにくいものと吸
収され易いものであれば良く、例えば、４８０ｎｍと８
８０ｎｍでも良いし、または８８０ｎｍと１１００ｎｍ
でも良い。

【００９３】つまり、ＬＥＤ１０１をＬＥＤドライバ
（ＩＤ１）１０３を介して発光させた時と、ＬＥＤ１０
２をＬＥＤドライバ（ＩＤ２）１０４を介して発光させ
た時のＰＳＤ７８の出力信号差をＣＰＵ３０が比較する
ことにより、上述の各実施例と同様、カメラの合焦装置
の使用環境が水中か、空気中かの検知を行うことができ
る。

【００９４】また、本実施例はＸｅ管を発光させる必要
がないため、回路の単純化が可能である。以上説明した
ように上記各実施例によれば、使用環境が水中か空気中
かを判別する機能を有し、水中での撮影においては、Ａ
Ｆとパンフォーカスとの切り替え距離をそのＡＦの性能
と図１１（ａ），（ｂ）に示した撮影シーンでの被写体
の存在確率とを考慮して決定したため、水中、または空
気中においても、ピントの合った美しい写真撮影が可能
なカメラの合焦装置を廉価かつ単純な構成で提供可能で
ある。

【００９５】また、一般のアクティブ方式ＡＦと兼用容
易な構成で、効果的な水中検出装置、いわゆる、カメラ
の使用環境が水中か空気中かを検出する装置が設計でき
るため、きわめて廉価かつ小型のカメラ用水中検知シス
テムの提供が可能となる。

【００９６】なお、本発明の上記実施態様によれば、以
下のごとき構成が得られる。 （１） 被写体間での距離を測定する測距手段と、カメ
ラの使用環境が水中か陸上かを判定する判定手段と、上
記測距手段と判定手段の出力結果に従って、ピント合わ
せレンズの繰り出し位置を決定する決定手段と、を具備
するカメラ。 （２） 上記測距手段の出力結果が所定距離より遠距離
であり、かつ上記判定手段の出力結果が水中である場
合、上記判定手段が上記測距結果に関わらず、固定の繰
り出し位置を決定し、上記測距手段の出力結果が所定距
離より近距離である場合は、上記決定手段が上記測距結
果に従って繰り出し位置を決定することを特徴とする上
記（１）に記載のカメラ。 （３） 被写体に対し第１の波長と第２の波長からなる
測距用光を投射する投光手段と、上記測距用光の被写体
からの反射信号を受光して、上記被写体距離を検出する
受光手段と、からなる測距装置を有するカメラにおい
て、上記受光手段が上記測距用光の可視光と赤外光を選
択的に受光可能であり、上記第１の波長と第２の波長の
光の比率から上記カメラの使用環境が陸上か水中かを判
別する判別手段を具備したことを特徴とするカメラ。 （４） 被写体に対し第１の波長と第２の波長の光を選
択的に投射する投光手段と、上記第１の波長または第２
の波長の光の上記被写体からの反射信号光を受光して、
上記被写体までの距離を検出する受光手段とからなる測
距装置を有するカメラにおいて、上記第１の波長の光の
投光時と上記第２の波長の光の投光時の上記受光手段の
差に基づいて、上記カメラの使用環境が陸上か水中かを
判別する判別手段を具備したことを特徴とするカメラ。 （５） 被写体に対し、測距用光を投射する投射手段
と、上記被写体からの上記測距用光の反射信号光のうち
赤外成分のみを受光する第１の受光手段と、上記反射信
号光を受光する第２の受光手段と、上記第１、第２の受
光手段の出力結果に従って上記被写体距離を決定する距
離決定手段と、を具備するカメラ。 （６） 上記第１の受光手段の出力信号が所定値以下の
時に、上記第２の受光手段の出力結果を採用する上記
（５）に記載のカメラ。 （７） 上記測距装置の使用される環境が水中であるか
陸上であるかを判定する判定手段と、上記判定手段の出
力結果に従って、上記第１及び第２の受光手段の出力の
優先度を決定する決定手段と、具備する上記（５）また
は（６）に記載のカメラ。

【００９７】上記（１）に記載のカメラによれば、水
中、陸上かに関わらず、被写体のピント合わせを適正に
することができる。また、上記（２）に記載のカメラに
よれば、水中では被写体の存在する確率の高い近距離に
ついて測距手段の測距結果に基づいてピント合わせを行
うようにしたので、水中でもピント合わせを適正にする
ことができる。

【００９８】さらに、上記（３）または（４）に記載の
カメラによれば、水中と陸上における光の減衰率の差を
利用して簡単に水中である陸上であるかを判別すること
ができる。

【００９９】また、上記（５）に記載のカメラによれ
ば、カメラの使用される環境によって、最適の波長を用
いて測距が可能であるので、より信頼性の高いＡＦとな
る。また、上記（６）に記載のカメラによれば、可視光
ノイズの多い陸上を優先した設計となる。さらに、上記
（７）に記載のカメラによれば、水中時には水中で吸収
されやすい赤外光は使わず、より到達距離の有利な可視
光で遠距離測距が可能となる。

【０１００】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、水中
及び空気中（陸上）において正確なピント合わせが可能
なカメラの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】本発明に係る第１実施例のカメラの合焦装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】水中における可視光及び赤外光の透過率を示す
図である。

【図３】（ａ）は第２実施例のカメラの合焦装置の構成
を示す図であり、（ｂ）は三角測距の原理を示す図であ
る。

【図４】第２実施例のカメラの合焦装置のＣＰＵ１０に
おける測距及びピント合わせのシーケンスを示すフロー
チャートである。

【図５】繰り出し位置Ｋの決定法について示す図であ
る。

【図６】被写体距離の逆数１／Ｌと、その被写体距離に
主要被写体が存在する確率を示す図である。

【図７】第３実施例のカメラの合焦装置の構成を示す図
である。

【図８】第３実施例のカメラの合焦装置のＣＰＵ１０の
処理を示すフローチャートである。

【図９】第４実施例のカメラの合焦装置の構成を示す図
である。

【図１０】第５実施例のカメラの合焦装置の構成を示す
図である。

【図１１】水中写真の一例を示す図である。

【符号の説明】

１…繰り出しポイント決定部、２…オートフォーカス
（ＡＦ）部、３…水中検出部、４…レンズ制御部、５…
ピント合わせ用レンズ、６…赤外光検出部、７…可視光
検出部、８…演算制御部、９…光投射部、３０…ＣＰ
Ｕ、３１…投光受光部、３２…キセノン放電発光管（Ｘ
ｅ管）、３３…発光部、３４…投光レンズ、３５…被写
体、３６，３７…受光レンズ、３８，３９…半導体光位
置検出装置（ＰＳＤ）、４０…オートフォーカス用集積
回路（ＡＦＩＣ）、４１，４２，４３，４４…プリアン
プ、４５，４６…加算回路、４７，４８…比演算回路。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｂ 17/08 Ｇ０３Ｂ 3/00 Ａ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体までの距離を測定する測距手段
   と、 カメラの使用環境が水中か否かを判定する判定手段と、 この判定手段の判定結果に応じて、上記測距手段の測距
   結果を用い上記カメラの撮影レンズのピント繰り出し位
   置を求めるアルゴリズムを変更して決定する決定手段
   と、 を具備したことを特徴とするカメラの合焦装置。
2. 【請求項２】 上記決定手段は、上記判定手段によって
   水中であると判定された際には、上記測距手段の測距結
   果が所定距離より遠方に相当する場合には上記撮影レン
   ズを決められた距離にピント合わせを行い、一方、上記
   判定手段によって水中ではないと判定された際には、上
   記測距手段の測距結果が上記所定距離より遠方に相当す
   る場合であっても、上記測距結果に応じて上記撮影レン
   ズのピント合わせを行うことを特徴とする請求項１に記
   載のカメラの合焦装置。
3. 【請求項３】 被写体に向けて第１の波長と第２の波長
   の全部または一部を含む測距用光を投光する投光手段
   と、 上記被写体からの上記測距用光を受光し、上記第１の波
   長と第２の波長の全部または一部を含む光電変換信号を
   出力する受光手段と、 上記光電変換信号に基づいて、上記被写体までの距離を
   演算する距離演算手段と、 上記光電変換信号に基づいて、上記第１の波長または第
   ２の波長の水中と空気中での減衰率の相違から水中か空
   気中かを判定する判定手段と、 を具備したことを特徴とするカメラの合焦装置。