JP2753495B2

JP2753495B2 - カメラズームレンズ自動変倍装置

Info

Publication number: JP2753495B2
Application number: JP63059885A
Authority: JP
Inventors: 高道竹花; 修村山; 秀明中島; 政利山田; 誠浜田
Original assignee: Chinon KK
Current assignee: Chinon KK
Priority date: 1988-03-14
Filing date: 1988-03-14
Publication date: 1998-05-20
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: GB2216285A; GB2216285B; DE3828587A1; HK90692A; US4878080A; SG93692G; GB8819547D0; JPH01232315A; DE3828587C2

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、スチールカメラやムービカメラ等に適用さ
れ、被写体までの距離および画角内に占める被写体の大
きさによってズームレンズの焦点距離を自動的に調節す
るカメラズームレンズ自動変倍装置に関する。

（従来の技術）従来、特公昭60−1602号公報に示されるように、被写
体の主体が特定されている撮影を続ける場合、主体まで
の距離の変化に伴って、ズームレンズの焦点距離（ズー
ム比）を自動的に変化させ、撮影像の画面寸法を一定に
保つ装置が知られている。また、このような装置を自動
焦点調節装置と結合すると非常に有効になることが開示
されている。

また、特開昭62−118328号公報には、撮影画角中心物
体の距離情報に基づいて２焦点カメラあるいはズームレ
ンズカメラの変倍を自動的に行なう装置が提案されてい
る。

（発明が解決しようとする課題）上述の方式は、被写体まで距離のみによってレンズの
変倍制御を行なっているが、撮影画角内に占める被写体
の大きさがどの程度であるのかは全く考慮されていな
い。例えば、被写体の大きさが一定であれば、被写体ま
での距離に応じてズームレンズの焦点距離を変えること
により、画角内における被写体の大きさをある程度一定
にすることができる。しかし、通常、被写体は様々な大
きさと状況を持っており、一定とすることは極めて無理
である。

また、従来の距離測定装置は、撮影画角内の中央のご
く狭い範囲での距離測定を行なうのみであるため、この
中央の測定情報によって変倍制御を行なうと、被写体が
撮影画角の中央からはずれている場合は、変倍制御が適
切に行なわれない。

本発明の目的は、撮影画角内の被写体の大きさや位置
に対応して最適なズーム比にレンズを変倍するカメラズ
ームレンズ自動変倍装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段）本発明によるカメラズームレンズ自動変倍装置は、被
写体に応じてズームレンズの焦点距離を自動的に変化さ
せる装置において、前記ズームレンズの焦点距離を変化
させるズームレンズ駆動装置と、撮影画角内の中心、右
寄り、左寄りの少なくとも３ポイントの被写体までの距
離をそれぞれ測定する距離測定装置と、この距離測定装
置の出力に従って前記ズームレンズ駆動装置を制御する
制御装置とを備え、前記制御装置は、前記距離測定装置
により測定された各ポイントの測定距離を比較してどの
ポイントが最至近距離かを判別する判別手段と、この判
別手段により判別された最至近距離に対応するレンズの
焦点距離およびこの焦点距離における被写界深度を基に
他のポイントの測定距離があるかを判定する判定手段
と、この判定手段の結果により予定のプログラムに従っ
てズーム比を決定する決定手段と、この決定手段に従っ
て前記ズームレンズ駆動装置を駆動させる出力手段とを
有するものである。

また、本発明は、中心ポイントが最至近距離のとき、
その最至近距離に対応するレンズの焦点距離の被写界深
度内に他のポイントの測定距離が入っていなければズー
ム比を望遠方向に拡大させる機能を、ズーム比決定手段
に持たせたものでもある。

（作用）本発明では、撮影画角内の中心、右寄り、左寄りの少
なくとも３ポイントでそれぞれ被写体までの距離を測定
する。そして、これらのうちどのポイントが最至近距離
かを判別し、この最至近距離に対応するレンズの焦点距
離およびこの焦点距離における被写界深度を基に、この
被写界深度内に他のポイントの測定距離が入るかを判断
し、その結果によりズーム比を決定する。このため、撮
影画角内における被写体の大きさに応じて最適なズーム
比が求められる。また、被写体が撮影画角内の中心から
外れていても変倍制御が不適切になることはなく、最適
なズーム比に変倍制御される。

（実施例）以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図において、11は距離測定装置で、複数の赤外発
光素子（以下、単に発光素子と呼ぶ）IR₁,IR₂,IR₃を有
するIR−LEDアレイ12と、上記各発光素子IR₁,IR₂,IR₃か
ら順次図示しない被写体に向って照射され、かつ被写体
によって反射されて来る赤外光が入射する一次元半導体
位置検出素子（以下、PSDと呼ぶ）13とで構成される。
上記PSD13は、その入射位置により被写体までの距離に
対応する距離信号ΔI₁、ΔI₂を生じる。

ここで、前記発光素子IR₁,IR₂,IR₃は、第２図で示す
ように、撮影画角内の中心部、右寄り、左寄りの少なく
とも３ポイントの被写体までの距離を測定すべく配置さ
れている。

また、前記各発光素子IR₁,IR₂,IR₃は、制御装置とし
てのマイクロコンピュータ15からの指令により、点灯回
路16を介して順次点灯制御される。

前記PSD13からの距離信号ΔI₁、ΔI₂は距離演算回路1
7で前述した各ポイント毎の測定距離情報（ｍビットデ
ィジタル信号）に変換され、マイクロコンピュータ15に
入力される。

マイクロコンピュータ15は、各回路の動作タイミング
を管轄すると共に、上記距離演算回路17からの測定距離
情報を各ポイント毎にｍビットのディジタル信号として
記憶する。また、マイクロコンピュータ15はこの測定距
離情報から、３つのポイントのうち、どのポイントから
最至近距離情報が得られたかを発光素子IR₁,IR₂,IR₃の
点灯タイミングから求める機能を持つ。さらに、マイク
ロコンピュータ15は、距離測定装置11により測定された
各ポイントの測定距離を比較してどのポイントが最至近
距離かを判別する判別手段としての機能、この判別手段
により判別された最至近距離に対応するレンズの焦点距
離およびこの焦点距離における被写界深度を基に他のポ
イントの測定距離があるかを判定する判定手段としての
機能、この判定手段の結果により予定のプログラムに従
ってズーム比を決定する決定手段としての機能、この決
定手段に従ってズームレンズ駆動装置としてのズームモ
ータを駆動させる出力手段としての機能を有している。

そして、決定されたズーム比と、ズーム位置検出器
（エンコーダ）19から入力される現状のズーム位置とに
よりズーム駆動量を求め、これをズーム駆動回路20に与
え、ズームモータ18を駆動して、レンズを前記決定され
たズーム比に変倍させる。

また同時に、前記最至近距離情報に基づく制御指令を
レンズ駆動回路23に与え、レンズモータ24を駆動させ、
最至近距離に対してレンズのピントを合わせる。

ここで、前記距離測定装置11は、３個の発光素子IR₁,
IR₂,IR₃と１つのPSD13とにより、３つのポイントにおい
てそれぞれ測距を行なっているが、以下この光学系を第
４図により説明する。

この光学系は、第３図で示すように、水平方向に存在
する被写体（標準人物チャート）26に対し、３個の発光
素子IR₁,IR₂,IR₃も水平に並べている。そして、測距に
当ってはこれらを順次点灯させ、その光束を第４図のよ
うに投光レンズ27を介して被写体26に当てている。ま
た、被写体26からの反射光束は受光レンズ28を介してPS
D13に入射される。このPSD13は、基線長Ｌ（投光レンズ
27と受光レンズ28との離間寸法）方向のみの入射位置検
出能力を持つが、基線長Ｌと直交する水平方向の入射位
置の変化は検出しない。すなわち、被写体26からの反射
光束は、各発光素子IR₁,IR₂,IR₃毎に水平方向にずれてP
SD13に入射されるが、この水平方向のずれ量は検出せ
ず、被写体26までの距離に対応する基線長Ｌ方向の入射
位置のみを検出する。したがって、この入射位置から各
発光素子IR₁,IR₂,IR₃の発光毎に、すなわち各ポイント
毎に被写体26までの距離を測定できる。

第３図は、上述した距離測定装置11の測距範囲とズー
ム撮影レンズの画面との設定すべき関係について説明し
ている。図において、２倍ズームの場合、ズーム視野は
半減するが、光束による不変の測距視野は最望遠の際の
画角内の物体を対象として一定の広がりを有する。

この場合の物体投射光束の径は3mで60mm、6mで120mm
程度となるように第４図の投光レンズ27を設計してお
く。また、両側の発光素子IR₁,IR₃による光束は、撮影
レンズの光軸に対して16゜程度の角度を成している。

以下、35〜70mmズームレンズ付35ミリカメラにおける
ズーム比決定手法を次表に基づき説明する。

前記表において、SET距離（ｍ）は、レンズの等被写
界深度距離間隔でプロットしてある。AFステップは上記
SET距離に対応する距離情報で、レンズをセットする信
号である。横欄はレンズの焦点距離（mm）を示す。

ここで、中心ポイントの測定距離情報をN₂、右寄りポ
イントの測定距離情報をN₁、左寄りポイントの測定距離
情報をN₃とする。そして、これらのうち最至近ポイント
の測定距離におけるレンズの被写界深度量をαとする。

また、前記表には、各距離情報（AFステップ）毎に３
つのプログラム（Prog1、Prog2、Prog3）が設定されて
いる。Prog3は距離情報のみによって設定されたレンズ
の焦点距離（ズーム比）を適用する場合を示している。
Prog2、Prog1は距離情報と共に、撮影画角内における被
写体の大きさ等を後述のようにレンズの被写界深度等か
ら判断し、これを加味してレンズのズーム比をより望遠
側に拡大する場合に適用される。なお、距離情報が大き
く、無限遠に近くなると、距離情報のみによって設定さ
れたズーム比自体が大きくなるので、Prog3とProg2とが
同じ焦点距離になったり、Prog3、Prog2、Prog1が全で
同じ焦点距離になったりする。

今、1.825mのSET距離（AFステップ９）で撮影する場
合を説明する。

この距離情報、すなわち最至近距離情報は、撮影画角
内の一方のサイド（右側又は左側）から出たものとす
る。そして、他方のサイドにおける被写体までの距離情
報が、前記最至近距離情報に対応する焦点距離のレンズ
の被写界深度内に入っているかを判別手段で判別する。
その結果、入っていれば、画面全体にピントの合う撮影
すべき被写体が存在するものと判断する。すなわち、撮
影画角内に占める被写体の大きさが大きいと判断する。
この場合、前述のProg3が適用され、ズーム比の望遠方
向の拡大は行なわれない。これを式で表わすと次のよう
になる。

|N₁−N₃|≦αの時で N₁≦N₂＋α_１かつN₃≦N₂＋α_３ Prog3 次に、一方のサイドが1.825mの最至近距離情報の場合
で、これに対応する焦点距離のレンズの被写界深度内
に、他方のサイドの距離情報が入っていない場合、これ
は撮影画角内に多少余裕があることであり、前述のProg
2が適用され、焦点距離（ズーム）を36.16mmから44.03m
mと望遠方向に拡大される。これを式で表わすと次のよ
うになる。

|N₁−N₃|＞αの時で N₁≦N₂＋α_１又はN₃≦N₂＋α_３ Prog2 次に、1.825mの最至近距離情報が、中心ポイントから
得られ、かつ両サイドの距離情報が1.825mの撮影時にお
けるレンズの被写界深度内に入っていなければ、撮影画
角内の被写体の大きさが小さいと判断し、Prog1を適用
する。このためレンズの焦点距離（ズーム比）は59.78m
mと、さらに望遠方向に拡大される。これを式で表わす
と次のようになる。

N₂＜N₁−α_２かつN₂＜N₃−α_２ Prog1 1.825mの最至近距離情報が中心ポイントから得られ、
どちらか一方のサイドの距離情報が1.825mの撮影時にお
けるレンズの被写界深度内に入っていて、他方が入って
いない場合はProg2を適用する。

なお、前述したαは、例えばN₂＋α_２の位置の物体を
撮影する際、N₂にαを加算しても、前ピンズレ撮影にな
らないステップ数（整数）でもある。

上記被写界深度ステップα₁,α₂,α_３は、前記表か
ら、いずれも２ステップにしてある。すなわち、Prog3
の場合に距離ステップが10を越えると、またProg2の場
合に距離ステップが12を越えると、さらに、Prog1の場
合に距離ステップが15を越えると、それぞれズーム比が
拡大するようにプログラムしてある。

この３ポイントの測定距離情報は、被写体の配置情報
（あるいは被写体のサイズ情報でもある）として、2³＝
８とおりのズーム情報になる。

このように、撮影画角内の中心、右寄り、左寄りの少
なくとも３ポイントでそれぞれ被写体までの距離を測定
し、これらのうち最至近距離がどのポイントかを判別
し、この最至近測定距離に対応するレンズの焦点距離お
よびこの焦点距離における被写界深度を基に、他のポイ
ントの測定距離が上記被写界深度内に入るかを判断手段
で判断し、その結果によって予定のプログラムに従って
決定手段でズーム比を決定するようにしているので、従
来の被写体までの距離のみによってズーム比を決定する
場合に比べ、撮影画角内に占める被写体の大きさ等も考
慮され、被写体の状態に最も適したズーム比を決定する
ことができる。また、３ポイントで距離測定を行なうの
で、従来の中心ポイントのみの場合に比べ、被写体が中
央に位置していなくても最適なズーム比に制御され、従
来のように不適当な状態になることはない。したがっ
て、撮影画角内における被写体の配置が自由となる。

一般に、写真の構図やズームサイズを設定する場合、
撮影者はファインダーで被写体の状態を確認しながらズ
ーム操作している。この際、被写体の状態は決めつけて
言ってしまえば次の３つである。

1.中心のエリアに人物が居て、その他が背景になる撮
影。

2.人物が右端か左端に居て、遠景を画面の中心にする撮
影。

3.画面のエリア全域にいる複数の人物の撮影。

本発明では、これらの状態を、前述のように３ポイン
トの距離測定情報を基に、予め設定したレンズの焦点距
離や被写界深度等を有効活用して自動的に選択し、可能
な範囲で出来るだけズーム倍率を上げる撮影、すなわち
「望遠優先撮影」を行なうようにしている。このため、
仕上った写真に失敗がなく、またシャッターチャンスを
逃すこともない速写性のあるスチールカメラあるいはム
ービカメラを得ることができる。

なお、第１図ではPSD13を１個使用する場合を示して
いるが、３個のPSD13を設け、それぞれから測定距離情
報N₁,N₂,N₃を得ることも、もちろん構わない。

また、本発明は、基本的な動作としては変倍レンズを
有するコンパクトカメラや１眼レフカメラ、ビデオカメ
ラ等全てに適用可能である。また、被写体までの距離測
定装置として、赤外光によるアクティブ方式を例示した
が、超音波を用いて複数ポイントの距離測定を行なうも
のや、中央の広い範囲にて被写体までの距離と大きさを
検知できるものを用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明によれば、撮影画角内の被写体
の状態を自動的に判別し、可能な範囲で出来るだけズー
ム倍率を上げる、いわゆる望遠優先撮影を行なうことが
でき、常に良好な撮影画面を複雑な操作を要することな
く得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるカメラズームレンズ自動変倍装置
の一実施例を示すブロック図、第２図は第１図で示した
３ポイントの距離測定装置の撮影画角内での配置を説明
する正面図、第３図は第１図で示した３ポイントの距離
測定装置の測距用光束と被写体との関係を示す平面図、
第４図は同じく３ポイント距離測定装置の光学系を示す
斜視図である。 11……距離測定装置、15……制御装置としてのマイクロ
コンピュータ、18……駆動装置としてのズームモータ、
26……被写体。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山田政利長野県諏訪市高島１丁目21番17号チノン株式会社内 (72)発明者浜田誠長野県諏訪市高島１丁目21番17号チノン株式会社内 (56)参考文献特開昭61−55620（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体に応じてズームレンズの焦点距離を
自動的に変化させる装置において、前記ズームレンズの焦点距離を変化させるズームレンズ
駆動装置と、撮影画角内の中心、右寄り、左寄りの少なくとも３ポイ
ントの被写体までの距離をそれぞれ測定する距離測定装
置と、この距離測定装置の出力に従って前記ズームレンズ駆動
装置を制御する制御装置とを備え、前記制御装置は、前記距離測定装置により測定された各ポイントの測定距
離を比較してどのポイントが最至近距離かを判別する判
別手段と、この判別手段により判別された最至近距離に対応するレ
ンズの焦点距離およびこの焦点距離における被写界深度
を基に他のポイントの測定距離があるかを判定する判定
手段と、この判定手段の結果により予定のプログラムに従ってズ
ーム比を決定する決定手段と、この決定手段に従って前記ズームレンズ駆動装置を駆動
させる出力手段とを有することを特徴とするカメラズームレンズ自動変倍
装置。
【請求項２】ズーム比決定手段は、中心ポイントが最至
近距離のとき、その最至近距離に対応するレンズの焦点
距離の被写界深度内に他のポイントの測定距離が入って
いなければズーム比を望遠側に拡大させる機能を持つこ
とを特徴とする請求項１記載のカメラズームレンズ自動
変倍装置。