JPH0926615A - ファインダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レンジファインダとオートフォーカスユニット
とを同一装置内に設けても、小型化が可能なファインダ
装置を提供する。 【解決手段】ファインダ光軸上の被写体までの距離が、
レンジファインダにより該距離に応じた二重像のずれ量
で認識可能であり、上記レンジファインダの光路の途中
から上記被写体の光束がハーフミラー１２によりオート
フォーカス補助レンズ２４に導かれ、さらにこのオート
フォーカス補助レンズ２４により結像された光束がイメ
ージセンサ２６に受光される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光学的に距離情報
が認識できるファインダ、いわゆるレンジファインダ
と、電気的に距離情報が検出できるオートフォーカスユ
ニットとを備えたファインダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】カメラなどのファインダ装置は、被写体
像の中からフィルム面に結像する像とほぼ等価な像を撮
影者の目に導くという機能を有している。そこで、この
ファインダ装置では、被写体にピントが合っているかど
うかのピント調節状態の確認を行うことも可能である。
ここで、ピント調節を行うための測距方法には、光学的
に距離を検出して目視で確認するレンジファインダによ
る方法と、電気的に距離を検出するオートフォーカスに
よる方法とが現在用いられている。従来より撮影レンズ
とファインダ装置とが独立したタイプのカメラには、上
記レンジファインダにより目視で距離情報が得られるよ
うにしたカメラが製品化されている。

【０００３】このレンジファインダは、図７に示すよう
にファインダ対物レンズ１０１を通った被写体からの光
束はハーフミラー１０２、接眼レンズ１０３を通り、目
に導かれる。一方、上記ファインダ対物レンズ１０１と
所定の距離Ｌを隔てた位置に設けられた保護ガラス１０
４と測距視野マスク１０５を通った被写体の光束は反射
ミラー１０６で全反射され、補助対物レンズ１０７を通
り、ハーフミラー１０２で反射されて接眼レンズ１０３
を通り、目に導かれる。このような構成になっているた
め、後述する三角測距の原理により、ファインダを通し
て像が二重になることから、像の合致度で距離を求める
ことができる。

【０００４】また図８は、オートフォーカスユニットに
用いられる三角測距の原理を示した図である。同図にお
いて、距離Ｘに置かれた被写体１１０からの光束は基線
長Ｓａｆだけ離れた光軸を有する受光レンズ１１１，１
１２で受光され、焦点距離ｆａｆの位置に置かれた光電
変換センサ１１３，１１４上へ結像される。

【０００５】このとき、センサ上に結像する像が受光レ
ンズ１１１，１１２の光軸から各々Ｚ／２画素だけずれ
た位置に形成されたとすると、センサピッチをＰとし
て、被写体までの距離Ｘは、 Ｘ ＝ （ｆａｆ×Ｓａｆ）／（Ｚ×Ｐ） …（１） により求めることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記オートフォーカスユニットを備えた専用機では、測
距に撮影者のさまざまな意図を生かすことが困難であ
る。すなわち、手動操作に近いことができないものとな
っている。また、仮に手動操作ができたとしても実用
上、正確に合焦したのかどうかを判断するには、電気的
な測距情報を用いるのが確実な手段であり、目視だけで
は合焦状態の正確な確認は不十分である。

【０００７】そこで、上記オートフォーカスユニットと
レンジファインダとの両方を兼ね備えたファインダ装置
があれば、上述したような問題点を解決することができ
る。ところが、上記図７に示したようなレンジファイン
ダと図８に示したようなオートフォーカスユニットとを
組み合せてファインダ装置を構成すると、そのファイン
ダ装置は大きなものとなってしまう。

【０００８】また、上記オートフォーカスユニットにて
オートフォーカスを行う場合には、図８に示したような
原理にて被写体像を受光するため、イメージセンサ自体
も大きくなり、これによってファインダ装置も大型化
し、コストも高いものとなってしまう。

【０００９】そこで本発明は、上記問題点を解決するた
めになされたものであり、レンジファインダとオートフ
ォーカスユニットとを同一装置内に設けても、小型化が
可能なファインダ装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のファインダ装置は、ファインダ光軸上の被
写体までの距離が、該距離に応じた二重像のずれ量で認
識可能なレンジファインダと、このレンジファインダの
光路の途中から導かれる光束を結像するための測距光学
系と、この測距光学系により導かれた光束を受光する受
光手段とを具備することを特徴とする。

【００１１】また、本発明のファインダ装置は、フィル
ム面に写る被写体像とほぼ等価な第１像をファインダに
導くための第１光学手段と、この第１光学手段と所定距
離隔てた位置に配置され、測距用の第２像を上記ファイ
ンダに導くための第２光学手段と、上記第１像と第２像
とを二重像として合成する像合成手段と、上記第１光学
手段と第２光学手段の各光路中に設けられ、それぞれの
光路を２方向に分割する光路分割手段と、上記第１光学
手段と第２光学手段とで導かれる光束を受光して光電変
換する光電変換手段と、この光電変換手段の出力から被
写体までの距離を検出する演算手段とを具備することを
特徴とする。

【００１２】またさらに、本発明のファインダ装置は、
上記光路分割手段によって分割された被写体光束のう
ち、一方は撮影者によって観察可能に導かれ、他方は上
記光電変換手段に導かれることを特徴とする。

【００１３】すなわち、本発明のファインダ装置におい
ては、ファインダ光軸上の被写体までの距離が、レンジ
ファインダにより該距離に応じた二重像のずれ量で認識
可能であり、上記レンジファインダの光路の途中から上
記被写体の光束が光路分割手段により測距光学系に導か
れ、さらにこの測距光学系により結像された光束が受光
手段により受光される。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明に係る実施の形態
のファインダ装置の構成を示す図であり、上面から見た
図である。

【００１５】このファインダ装置には、ファインダ光軸
上に被写体の光束を受光する側から対物レンズ１０、ハ
ーフミラー１２、接眼レンズ１４が配置され、さらに、
ファインダ光軸から基線長Ｌだけ離れた位置にレンジフ
ァインダ用の対物レンズ１６と測距視野絞り１８が配置
される。これらファインダ用の対物レンズ１６と測距視
野絞り１８の光軸上の接眼レンズ１４側には、反射角度
の変更が可能な可動ミラー２０が配置され、この可動ミ
ラー２０とハーフミラー１２の間には補助対物レンズ２
２が配置される。

【００１６】さらに、上記可動ミラー２０、補助対物レ
ンズ２２、ハーフミラー１２の光軸上のハーフミラー１
２側の延長上には、オートフォーカス補助レンズ２４、
１ラインのイメージセンサ２６が配置される。

【００１７】次に、本実施の形態のファインダ装置の動
作について説明する。このように構成されたファインダ
装置では、対物レンズ１０を通った被写体からの光束
は、ハーフミラー１２、接眼レンズ１４を通って、ファ
インダ側の像を形成し撮影者の目に導かれる。

【００１８】一方、レンジファインダ用の対物レンズ１
６と測距視野絞り１８を通った被写体からの光束は、不
図示の撮影レンズの繰り出し量によって駆動する可動ミ
ラー２０にて全反射され、補助対物レンズ２２を通りハ
ーフミラー１２にて反射されて上記ファインダ側の像と
二重像を形成し、接眼レンズ１４を通って撮影者の目に
導かれる。このとき、対物レンズ１０を通って形成され
た被写体像（上記ファインダ側の像）は固定像である
が、レンジファインダ用の対物レンズ１６を通って形成
された被写体像は可動ミラー２０を動かすことにより撮
影レンズと連動して被写体像がずれるようになってい
る。そして、上記二重像を合致させることによって、被
写体までの距離情報を得る。

【００１９】また、同様に２つの上記対物レンズ１０，
１６を通った被写体からの光束は、上記ハーフミラー１
２によって二重像として形成され、オートフォーカス補
助レンズ２４を通って、入射面に迷光をカットするため
の遮光マスクが一体に形成されたイメージセンサ２６上
の受光部に導かれる。ここで、オートフォーカス補助レ
ンズ２４は、イメージセンサ２６上がほぼ焦点位置とな
るように光路を調整するために用いられる。

【００２０】そして、イメージセンサ２６は受光した光
束を光電変換し、さらに、不図示のＣＰＵ（Ｃentral
Ｐrocessing Ｕnit ；ＣＰＵ）はイメージセンサ２６か
ら上記光電変換による出力を受け取り、電気的な被写体
までの距離情報、すなわち、被写体までの距離（被写体
距離）を演算する。

【００２１】以上説明したように本実施の形態のファイ
ンダ装置では、二重像を合致させる光学系のハーフミラ
ー１２を介した光束を用いて電気的な距離情報を検出す
るため、レンジファインダによる測距とオートフォーカ
スによる測距とがオートフォーカス補助レンズ２４の追
加のみで可能である。よって、レンジファインダとオー
トフォーカスとが共用できるファインダ装置において、
別々にレンジファインダとオートフォーカスユニットを
設けた場合に比べて、少ない部品点数でファインダ装置
を構成することができため、小型化及び低コスト化が容
易となる。

【００２２】次に、上記二重像からの被写体までの距離
情報、すなわち、測距情報の検出方法について説明す
る。図２は、上記イメージセンサ２６上に形成される二
重像のようすを示す図である。

【００２３】対物レンズ１０からの被写体像は、上述し
たように固定像３０として被写体までの距離によって変
化することなく、イメージセンサ２６上の一定の位置に
結像される。また、距離情報を持つ対物レンズ１６から
の被写体像は、同一のイメージセンサ２６上に固定像３
０から距離ａだけ離れた位置に像３２として結像され、
これら固定像３０と像３２とで二重像が形成される。

【００２４】同図の縦軸は、イメージセンサ２６の各画
素上で受光した受光量を光電変換し、さらにアナログ／
ディジタル変換したときの大きさを表しており、値が大
きいほど明るい像であることを示している。また、その
横軸はイメージセンサ２６の各画素上の受光位置を表し
ている。上記固定像３０が結像する受光位置のうち、測
距視野に相当するｍ個の画素からの出力を視野とする。
上記二重像によるイメージセンサ２６の出力は、同図に
示す出力３４のような合成した形になる。

【００２５】ここで、本実施の形態における二重像から
の測距情報の検出方法は、本出願人が提案した特願平１
−１１６９９２号公報を応用したものであるため、その
基本的な説明については省略する。両者の違いとして
は、上記特願平１−１１６９９２号公報では、ＴＴＬで
受けた瞳分割された光束からフィルム等価近傍の焦点状
態を検出する方法をとっているため、１ラインの情報よ
りはずれ量の判断はできるが、方向の判断はできない。
これは合焦の前後で、２像が対称に横ずれするためであ
る。

【００２６】これに対し本実施の形態では、撮影レンズ
とは異なるファインダ系からの光束を利用し、片側の像
が距離に依らず位置固定の二重像から距離を検出する方
法をとっているため、距離の変化に対して二重像は片方
の像しかずれない。つまり、非対称なずれ方をすること
から、横ずれの方向も判断が可能になる。

【００２７】以下に本実施の形態での二重像からの測距
情報の検出方法について詳細に説明する。イメージセン
サ２６上に形成される二重像のうちの位置固定の原像を
Ｓ（ｉ）とし、二重像をＤ（ｉ）とすると次式が成り立
つ。

【００２８】 Ｄ（ｉ） ＝ Ｓ（ｉ）＋Ｓ（ｉ＋ａ） …（２） ここで、ｉはイメージセンサ各画素番号、ａは２像間隔
を示すものとする。これより、 Ｓ（ｉ） ＝ Ｄ（ｉ）−Ｓ（ｉ＋ａ） …（３） Ｓ（ｉ） ＝ Ｄ（ｉ−ａ）−Ｓ（ｉ−ａ） …（４） この（３）式、（４）式はそれぞれ、

【００２９】

【数１】

【００３０】

【数２】 と表すことができる。

【００３１】今、ずれ量がａとすると、（５）式−
（６）式＝０が成り立つ。ここで、実際には変数ｎは有
限の値であり、データをシフトできる範囲の値をとる。
すなわち、ｎで計算を行う範囲の窓をつくることにな
る。この窓に相当するｎの大きさをｍとすると、

【００３２】

【数３】 となる。また、ｍの両端は窓の影響が生じるため計算に
際し、後述する窓の影響を除去する処理を行う。

【００３３】図３は、本実施の形態のファインダ装置に
おける二重像からの測距情報の検出方法を示すフローチ
ャートである。今、被写体距離に応じた二重像がイメー
ジセンサ２６上に結像しているものとする。まず、像デ
ータＤ（ｉ）の入力の処理を行う（ステップＳ１）。続
いて、入力処理された像データＤ（ｉ）を不図示のメモ
リに記憶する。このときの像データＤ（ｉ）は、イメー
ジセンサ２６の出力信号がアナログ／ディジタル変換さ
れディジタル信号の形で記憶される（ステップＳ２）。
そして、窓の影響を除去するために、メモリに記憶され
た像データＤ（ｉ）の移動平均からの差を求める処理を
行う（ステップＳ３）。

【００３４】次に、後述する方法で相関値Ｓ（ｉ）を計
算する（ステップＳ４）。さらに、像ずれ量を計算して
被写体までの距離情報を検出し（ステップＳ５）、本処
理を終了する。

【００３５】図４は、図３に示したフローチャート中の
ステップＳ４の相関値Ｓ（ｉ）計算の処理を示すフロー
チャートである。ここでは、変数ａに相当する仮定ずれ
量をＡとして、相関値Ｓ（ｉ）を標準偏差の大きさから
求める。すなわち、標準偏差を求めるために二乗和をＳ
Ｓ、和をＳＸ、データ数をｎとし、仮定ずれ量Ａを１か
ら順に増加していく。

【００３６】まず、仮定ずれ量Ａを“１”に設定し（ス
テップＳ１１）、二乗和ＳＳ，和メモリＳＸ，データ数
ｎをそれぞれ“０”に設定し、さらにアドレスｉを
“１”に設定する（ステップＳ１２〜Ｓ１５）。

【００３７】次に、アドレスｉが測距エリア内にあるか
否かを判定する（ステップＳ１６）。ここで、アドレス
ｉが測距エリア内にあるときは、このアドレスｉに対す
る相関値Ｓ（ｉ）を求める（ステップＳ１７）。一方、
アドレスｉが測距エリア内にないときは、ステップＳ２
１へ飛ぶ。すなわち、アドレスｉについての整数変数ｍ
をデータの範囲内において必要なだけ変え、相関値Ｓを
求める（ステップＳ１６，Ｓ１７）。

【００３８】この相関値Ｓをもとに、二乗和ＳＳ，和Ｓ
Ｘを計算する（ステップＳ１８，Ｓ１９）。続いて、デ
ータ数ｎをインクリメントし（ステップＳ２０）、さら
に、アドレスｉをインクリメントする（ステップＳ２
１）。

【００３９】次に、アドレスｉが終了か否かを判定する
（ステップＳ２２）。ここで、アドレスｉが終了でない
ときはステップＳ１６へ戻り、再びステップＳ１６以降
の処理を繰り返す。一方、アドレスｉが終了であるとき
は、次式にて標準偏差Ｓ（Ａ）を計算する（ステップＳ
２３）。

【００４０】

【数４】

【００４１】次に、仮定ずれ量Ａをインクリメントし
（ステップＳ２４）、この仮定ずれ量Ａが終了か否かを
判定する（ステップＳ２５）。ここで、仮定ずれ量Ａが
終了でないときはステップＳ１２へ戻り、再びステップ
Ｓ１２以降の処理を繰り返す。すなわち、上記ステップ
Ｓ１２〜ステップＳ２４までの処理を仮定ずれ量Ａの範
囲内で順次繰り返し、上記（８）式にて標準偏差Ｓ
（Ａ）を求める。

【００４２】一方、上記ステップＳ２５にて、仮定ずれ
量Ａが終了であるときは本処理を終了し、図３のフロー
チャート中にリターンする。図５は、図４に示した相関
値計算の結果より求められる、仮定ずれ量Ａの各位置で
の標準偏差Ｓ（Ａ）の大きさを示す図である。この結果
から、最小値を求める処理を行う。

【００４３】図６は補間計算により上記最小値を求める
処理を示すものであり、図３に示したフローチャート中
のステップＳ５の像ずれ量計算の処理を示すフローチャ
ートである。

【００４４】まず、相関アドレスｉを“１”に設定し
（ステップＳ１０１）、さらに、最小値Ｍを“１０００
０”に設定する（ステップＳ１０２）。次に、相関値Ｓ
（ｉ）が最小値Ｍ以上か否かを判定する（ステップＳ１
０３）。ここで、相関値Ｓ（ｉ）が最小値Ｍ以上でない
ときは、ＭＡに相関アドレスｉを代入し（ステップＳ１
０４）、最小値Ｍに相関値Ｓ（ｉ）を代入して（ステッ
プＳ１０５）、ステップＳ１０６へ移行する。一方、相
関値Ｓ（ｉ）が最小値Ｍ以上であるときは、上記ステッ
プＳ１０４，Ｓ１０５での処理を行わず、ステップＳ１
０６へ飛ぶ。

【００４５】上記ステップＳ１０６では、相関アドレス
ｉをインクリメントし、続いてこの相関アドレスｉが終
わりか否かを判定する（ステップＳ１０７）。ここで、
相関アドレスｉが終わりでないときは、ステップＳ１０
３へ戻りステップＳ１０３以降の処理を繰り返す。

【００４６】一方、上記ステップＳ１０７にて、相関ア
ドレスｉが終わりであるとき、すなわち、最小値Ｍが求
められたときは、補間計算をするために最小値Ｓ（Ｍ
Ａ）の両隣の相関値Ｓ（ＭＡ−１）と、Ｓ（ＭＡ＋１）
との大小関係を比較する（ステップＳ１０８）。ここ
で、相関値Ｓ（ＭＡ＋１）がＳ（ＭＡ−１）以下である
ときは次式（９）で、相関値Ｓ（ＭＡ＋１）がＳ（ＭＡ
−１）より大きいときは、次式（１０）でそれぞれ補間
を行う。

【００４７】 Ａ＝０．５×｛Ｓ（ＭＡ−１）−Ｓ（ＭＡ＋１）｝／｛Ｓ（ＭＡ−１）−Ｓ（ ＭＡ）｝＋ＭＡ …（９） Ａ＝０．５×｛Ｓ（ＭＡ−１）−Ｓ（ＭＡ＋１）｝／｛Ｓ（ＭＡ＋１）−Ｓ（ ＭＡ）｝＋ＭＡ …（１０） 以上のような補間計算の結果より求められたずれ量は、
図２に示したように二像が非対称なずれ方をするため、
ピント位置が前方にある場合や後方にある場合でもずれ
方が異なり、方向の判断を行うことが可能である。

【００４８】以上説明したように本実施の形態において
は、レンジファインダにより通常のファインダ機能と共
に、マニュアルでの測距が可能である。また、測距光学
系と受光手段とでオートフォーカス用の距離情報が得ら
れる。さらに、この２つの機能が一部共通の光学系によ
り比較的簡単に構成でき、イメージセンサも二重像を受
光するため小型化できる。したがって、ファインダ装置
として小型化が可能である。

【００４９】以上詳述した如き本発明の実施の形態によ
れば、以下の如き構成を得ることができる。すなわち、 （１） ファインダ光軸上の被写体までの距離が、該距
離に応じた二重像のずれ量で認識可能なレンジファイン
ダと、このレンジファインダの光路の途中から導かれる
光束を結像するための測距光学系と、この測距光学系に
より導かれた光束を受光する受光手段と、を具備するこ
とを特徴とするファインダ装置。 （２） フィルム面に写る被写体像とほぼ等価な第１像
をファインダに導くための第１光学手段と、この第１光
学手段と所定距離隔てた位置に配置され、測距用の第２
像を上記ファインダに導くための第２光学手段と、上記
第１像と第２像とを二重像として合成する像合成手段
と、上記第１光学手段と上記第２光学手段との、各光路
中にそれぞれの光路を２方向に分割する光路分割手段
と、上記第１光学手段と上記第２光学手段とで導かれる
光束を受光して光電変換する光電変換手段と、この光電
変換手段の出力から被写体までの距離を検出する演算手
段と、を具備することを特徴とするファインダ装置。 （３） 上記光路分割手段によって分割された被写体光
束のうち、一方は撮影者によって観察可能に導かれ、他
方は上記光電変換手段に導かれることを特徴とする上記
（２）に記載のファインダ装置。 （４） 上記像合成手段によって合成された第１像と第
２像は、撮影者によって観察可能にされることを特徴と
する上記（２）に記載のファインダ装置。

【００５０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、レン
ジファインダとオートフォーカスユニットとを同一装置
内に設けても、小型化が可能なファインダ装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態のファインダ装置の構成を示す図で
ある。

【図２】イメージセンサ２６上に形成される二重像のよ
うすを示す図である。

【図３】本実施の形態のファインダ装置における二重像
からの測距情報の検出方法を示すフローチャートであ
る。

【図４】図３に示したフローチャート中のステップＳ４
の相関値Ｓ（ｉ）計算の処理を示すフローチャートであ
る。

【図５】図４に示した相関値計算の結果より求められ
る、仮定ずれ量Ａの各位置での標準偏差Ｓ（Ａ）の大き
さを示す図である。

【図６】図３に示したフローチャート中のステップＳ５
の像ずれ量計算の処理を示すフローチャートである。

【図７】従来のレンジファインダの構成を示す図であ
る。

【図８】オートフォーカスユニットに用いられる三角測
距の原理を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…対物レンズ、１２…ハーフミラー、１４…接眼レ
ンズ、１６…対物レンズ、１８…測距視野絞り、２０…
可動ミラー、２２…補助対物レンズ、２４…オートフォ
ーカス補助レンズ、２６…イメージセンサ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 登坂 清 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 小林 芳恵 東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ ンパス光学工業株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファインダ光軸上の被写体までの距離
   が、該距離に応じた二重像のずれ量で認識可能なレンジ
   ファインダと、 このレンジファインダの光路の途中から導かれる光束を
   結像するための測距光学系と、 この測距光学系により導かれた光束を受光する受光手段
   と、 を具備することを特徴とするファインダ装置。
2. 【請求項２】 フィルム面に写る被写体像とほぼ等価な
   第１像をファインダに導くための第１光学手段と、 この第１光学手段と所定距離隔てた位置に配置され、測
   距用の第２像を上記ファインダに導くための第２光学手
   段と、 上記第１像と第２像とを二重像として合成する像合成手
   段と、 上記第１光学手段と第２光学手段の各光路中に設けら
   れ、それぞれの光路を２方向に分割する光路分割手段
   と、 上記第１光学手段と第２光学手段とで導かれる光束を受
   光して光電変換する光電変換手段と、 この光電変換手段の出力から被写体までの距離を検出す
   る演算手段と、 を具備することを特徴とするファインダ装置。
3. 【請求項３】 上記光路分割手段によって分割された被
   写体光束のうち、一方は撮影者によって観察可能に導か
   れ、他方は上記光電変換手段に導かれることを特徴とす
   る請求項２に記載のファインダ装置。