(57)【特許請求の範囲】
【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上記被写体へ赤外光と可視光とを投射し、上記被写体から反射して来た２つの光の検出レベルを比較することによって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する変更手段と、
を具備したことを特徴とするカメラの合焦装置。
【請求項２】
水中撮影が可能なカメラにおいて、
撮影レンズと、
水中であるか否か判定する判定手段と、
被写体までの距離を測定する測距手段と、
上記測距手段の測距結果が所定距離より遠方であるか否かを判断する判断手段と、
上記判断手段によって測距結果が所定距離より遠方であると判断された場合は、上記撮影レンズを予め定められた位置にピント合わせを行い、上記判断手段によって測距結果が所定距離より遠方では無いと判断された場合は、上記撮影レンズを上記測距手段の測距結果に応じてピント合わせを行うよう制御する制御手段と、
を具備し、
上記判定手段の判定結果に応じて上記所定距離を変更することを特徴とする水中撮影が可能なカメラ。
【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、
上記被写体から反射して来た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。
【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）及び水中撮影が可能なカメラ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６１−２９５５３３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  Ｆocusing ；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ＡＦ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及び水中撮影が可能なカメラ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上記被写体へ赤外光と可視光とを投射し、上記被写体から反射して来た２つの光の検出レベルを比較することによって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する変更手段とを具備したことを特徴とする。
【００１０】
さらに、請求項２に記載の水中撮影が可能なカメラは、水中撮影が可能なカメラにおいて、撮影レンズと、水中であるか否か判定する判定手段と、被写体までの距離を測定する測距手段と、上記測距手段の測距結果が所定距離より遠方であるか否かを判断する判断手段と、上記判断手段によって測距結果が所定距離より遠方であると判断された場合は、上記撮影レンズを予め定められた位置にピント合わせを行い、上記判断手段によって測距結果が所定距離より遠方では無いと判断された場合は、上記撮影レンズを上記測距手段の測距結果に応じてピント合わせを行うよう制御する制御手段とを具備し、上記判定手段の判定結果に応じて上記所定距離を変更することを特徴とする。
【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、上記被写体から反射して来た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被写体へ赤外光と可視光とを投射し、被写体から反射して来た２つの光の検出レベルを比較することにより判定手段によって判定され、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変更される。
【００１３】
さらに、請求項２に記載の水中撮影が可能なカメラは、水中であるか否かを判定手段によって判定され、被写体までの距離を測距手段によって測定され、上記測距手段の測距結果が所定距離より遠方であるか否かを判断手段によって判断され、上記判断手段によって測距結果が所定距離より遠方であると判断された場合は、上記撮影レンズを予め定められた位置にピント合わせを行い、上記判断手段によって測距結果が所定距離より遠方では無いと判断された場合は、上記撮影レンズを上記測距手段の測距結果に応じてピント合わせを行うよう制御手段によって制御され、上記判定手段の判定結果に応じて上記所定距離を変更される。
【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、上記被写体から反射して来た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ＣＰＵ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、３７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，Ｘ２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ＰＳＤ３８，３９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ＰＳＤ３８，３９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ＰＳＤ３９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＜αＰＶ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ＣＰＵ３０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、Ｘｅ管７１の光を反射させるストロボ傘７２に開口部７２ａ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ＰＳＤ７８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）８５、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ＣＰＵ３０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ＣＰＵ３０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Ｓ１１）。
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、ＣＰＵ１０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αＰＶ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２ｎｄＳＷ８６の閉成（オン）を検出し（ステップＳ１７）、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Ｓ２０）、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Ｓ２１）。
【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Ｓ１９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Ｓ２５）。
【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ＰＳＤ９１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８０、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、ＬＥＤ１０１，１０２とそのＬＥＤドライバ（ＩＤ１，ＩＤ２）１０３，１０４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ＰＳＤ７８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８８０ｎｍ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、ＬＥＤ１０２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、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及び水中撮影が可能なカメラ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…ＣＰＵ、３１…投光受光部、３２…キセノン放電発光管（Ｘｅ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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003635500.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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