JPS63197926A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の利用分野］ この発明は撮影乃至観測用の光学装置に関し、更に詳細
には、いわゆるアオリ（煽り）操作を自動的に行うこと
ができる新規な構成の撮影乃至観測用光学装置に関する
ものである。

［発明の背景］ 現在広く使用されている一眼レフレックスカメラ等のス
チールカメラは、レンズが光軸に沿ってのみ移動しつる
ように構成されるとともにレンズの光軸が結像面（フィ
ルム面）の中心に垂直に交わるように構成されている。

すなわち、レンズの光軸がフィルム面の中心に垂直に交
わる状態を仮りにニュートラル状態と称するものとすれ
ば、−眼レフレックスカメラやコンパクトカメラなどの
非特殊用途向きのカメラは常にニュートラル状態が保持
されるように構成されている。

レンズの光軸とフィルム面との相対的関係をニュートラ
ル状態から非ニュートラル状態（すなわち、レンズの光
軸がフィルム面の中心に交叉しない状態やレンズの光軸
がフィルム面に斜交する状態）に変えることをカメラム
ーブメントと称し、カメラムーブメントを行うカメラ操
作方法を広義のアオリ（煽り）操作と称しており、カメ
ラムーブメントの可能なカメラをアオリ機能を有するカ
メラと言う。アオリ機能を有するカメラは、レンズの光
軸とフィルム面との相対関係を非ニュートラル状態にで
きるカメラであり、このようなカメラは、レンズ支持部
とフィルム支持部の少くとも一方が非光軸方向に穆動可
能及び／又は該光軸と直交する軸線を中心として回動可
能に構成されていることが必要である。

アオリ機能を有するカメラではアオリ機能のないカメラ
（すなわち、常に対物レンズの光軸と結像面との相対関
係がニュートラル状態に保持されているカメラ）にくら
べて種々の特殊な撮影テクニックを駆使することができ
、多様な画面構成が可能となる。

たとえば、（ｉ）鏡の正面側でカメラの虚像を画面に写
し込むことなく鏡を正面から撮影する方法や、（ｉｉ）
被写体の前方に存在する障害物を避けて該被写体を前方
から撮影する方法、及び（ｆｉｔ）　レンズの光軸に対
して斜交する面に沿って遠近方向に並ぶ複数の被写体の
いずれにもピントを合わせて撮影する方法や、或いは、
（ｉｖ）高い建築物等を比較的近い距離から俯仰撮影し
た時に該建築物の画像が上すぼまりになったり著しく傾
斜しないように撮影する方法、等の種々の撮影技法はア
才す機能を有するカメラのみによって実現することがで
きる。

アオリ機能を有するカメラとしては従来からビューカメ
ラやフィールドカメラと称する蛇腹式カメラがあり、前
記（ｉ）〜（ｉｖ）の撮影テクニックはこれらの蛇腹式
カメラによってのみ可能であったが、この公知の蛇腹式
カメラはその構造上、全手動式であるため操作には熟練
を要する４ｆかりでなく、大型で非携帯用でもあるため
、写真家や写真館向けの専門家用カメラとしてのみ使用
されてきた。

従って、公知の一眼レフレックスカメラ等の非特殊用途
向けのカメラではたとえ高級機と言えどもアオリ機能が
ない以上は前記（ｉ）〜（ｉｖ）の如き撮影方法を実現
することができないので、さらに高度の撮影テクニック
を駆使したいと感じているカメラユーザーにとっては公
知の一眼レフレックスカメラもやや物足りなさを感じさ
せるものであった。

それ故、このような事情を考慮して本発明者らは一眼レ
フレックスカメラにもアオリ機能を取入れるために、ア
オリ機能を有した交換レンズを数年前に開発し、該交換
レンズを一眼レフレックスカメラの付属品として市販し
てきた。

しかしながら、アオリ機能を有した前記の交換レンズは
手動のみで操作するように構成される一方、該交換レン
ズを取付ける一眼レフレックスカメラ本体の方には該交
換レンズのアオリ機構を自動操作する機能が装備されて
いなかったので該交換レンズの使用時にはアオリ機能に
関する多少の知識とともに複雑な操作が必要となり、そ
の結果、カメラユーザーが該交換レンズの使用を敬遠す
る傾向があった。たとえば「被写体像に歪曲を生じさせ
ぬように撮影したい」とか、或いは、「被写界上のピン
ト面を傾けてみたい」と撮影者が思りていても、それを
実現するためには該交換レンズを複雑に操作することが
必要なため、その操作が面倒で該交換レンズの使用を諦
めることもあった。

［発明の目的］ この発明の目的は、アオリ機能を具備するとともに該ア
オリ機構を自動的に操作して自在な作画を可能とするア
オリ機構自動制御手段を具備している撮影乃至観測用光
学装置を提供することである。また、この発明の他の目
的は、アオリ機構と、該アオリ機構を自動的に操作する
アオリ機構自動制御手段と、を具備している携帯用カメ
ラを提供することである。

［発明の概要］ この発明による光学装置は、光軸に直交する平面に沿っ
てシフト可能であるとともに該光軸上の点を中心として
チルト及びスイング等の首振り運動が可能なレンズ支持
部（すなわちアすり機構）と、該レンズ支持部を所要量
だけ自動的にシフトさせるとともに所要角度だけ首振り
運動させるアオリ機構自動制御手段と、を具備しており
、該アオリ機構自動制御手段によって該アオリ機構が自
動的に動かされるため、従来の携帯用カメラでは不可能
であった種々の画面構成の写真を何等の複雑な操作を要
することなく撮影することができる。

［発明の実施例］ 以下に図面を参照して本発明の詳細な説明する。なお、
以下に示す実施例は、本発明を携帯用カメラに適用した
ものであるが、本発明をカメラ以外の観測装置等に適用
しうることは当然である。

第１図に本発明を適用して構成されたカメラの概略図を
示す。このカメラでは、カメラボディ１に装着されて゛
いるレンズ鏡筒２にシフト及びチルト可能なレンズ支持
部３が設けられている。該レンズ支持部３は、結像面Ｆ
（すなわちフィルム面）に対して平行移動可能な（すな
わちシフト可能な）第１部分３Ａと、光軸Ｚ上の点を中
心として傾動可能な（すなわちチルト可能な）第２部分
３Ｂと、から成っている。該第１部分３Ａの外周部には
該第２部分３Ｂをたとえば図示２点鎖線の如く傾動させ
るためのチルト駆動装置すなわち首振り駆動装置４が設
けられ、また、レンズ鏡筒２の外周部には該第１部分３
Ａをたとえば図示２点鎖線の如くシフトさせるためのシ
フト駆動装置５が設けられており、該首振り駆動装置４
及びシフト駆動装置５はレンズ鏡筒２内に設けられた第
１　ｉ１Ｊ御装置６によって制御されるようになってい
る。該第１部分３Ａと該第２部分３Ｂとから成るレンズ
支持部３は既に明らかであるようにアオリ機構を構成し
ており、該第１制御装置６は該アオリ機構を直接に制御
するアオリ機構自動制御手段の主要部を構成している。

カメラボディ１内には第１制御装置６と電気的に接続し
ている第２制御装置フが設けられており、該第１及び第
２の制御装置６及び７と前記の駆動装置４及び５とによ
ってアオリ機構及び自動制御手段が形成されている。

第１制御装置６及び第２制御装置７は種々の検出装置と
信号処理装置とを含んだものであり、このうち、検出装
置はレンズ鏡筒２内やカメラボディ１内等に分散して配
置されている。

第２図及び第５図は本発明装置の主要部であるアオリ機
構自動制御手段の構成を示した図であり、第２図は第１
図の第２部分３Ｂをスイング乃至チルト動作させるため
の首振り制御手段の構成図、第５図は第１図の第１部分
３Ａをシフト動作させるためのシフト制御手段の構成図
、である。

以下にはまず、第２部分３Ｂを首振り動作させる首振り
制御手段の構成及び機能について第２図乃至第４図を参
照して説明する。

第２図において、８はカメラボディ１もしくはレンズ鏡
筒２内に設けられた測距装置、９はカメラボディ１もし
くはレンズ鏡筒２の水平面内の角度もしくは水平面に対
する傾角を検出するためにカメラボディ１もしくはレン
ズ鏡筒２内に設けられた角度検出手段、１ｏ及び１１は
測距装置８で測定された測距データを記憶する距離メモ
リー、１２及び１３は角度検出手段９で検出された角度
データを記憶する角度メモリー、１４及び１５は前記距
離メモリーと前記角度メモリーとに記憶されたデータ等
から所定の演算（距離及び角度）を行う演算手段、１６
は前記各メモリーへのデータの記憶及びデータ読出しの
タイミング制御と後記のセレクタ１７の制御を行うタイ
ミング制御手段、２６はフォーカス用レンズ駆動手段、
４は前記の首振り駆動装置、１８は角度メモリー１２と
角度メモリー１３とに記憶された角度データの差θ２を
出力する差動増幅器、１９は角度メモリー１３に記憶さ
れた角度データと角度検出手段９で検出された角度デー
タとの差を出力する差動増幅器、２０はタイミング制御
手段１６をリセットするためのリセット信号発生手段、
２１はタイミング制御手段１６及び角度メモリー１２並
びに距離メモリー１０を動作させるためのセット信号発
生手段、１フは測距装置８の出力と演算手段１５の２つ
の出力をフォーカス用レンズ駆動手段２６に印加したり
或いは演算手段１５の一方の出力を首振り駆動装置４に
印加したりするセレクター、２２〜２４はＡＮＤゲート
、２５はＮＯＲゲート、である。これらのうち、首振り
制御手段はフォーカス用レンズ駆動手段２６を除いた要
素で構成されている。

リセット信号発生手段２０はカメラに設けられたオート
チルトモード設定ボタンと連動しており、カメラユーザ
ーがオートチルトモード設定ボタンを操作した時にリセ
ット信号発生手段２０からタイミング制御手段１６に向
けてリセット信号が発生し、また、角度検出手段９が角
度検出可能にセットされる。

セット信号発生手段２１はカメラに設けられた測距スイ
ッチ（図示せず、例えばレリーズボタン第１ストローク
を利用する）に接続され、該スイッチがカメラユーザー
によって操作された時にセット信号がＡＮＤＮＯゲート
に印加されるとともに測距装置が動作するようになって
いる。

第２図に示した首振り制御手段は、第３図（ｂ）のよう
にカメラのレンズＬの光軸に対して遠近方向に斜めに複
数の被写体Ａ、Ｂ、Ｃが存在する時にこれらの被写体の
いずれにもピントを合わせて撮影したい、という場合に
おいてレンズＬを自動的に首振りさせてアオリ操作を行
わせるのに適しているものである。

このような場合、第３図（ｂ）のようにレンズＬの光軸
が被写休日に向けられるようにカメラをセットすると、
被写体Ｂのみにピントが合い、他の被写体はボケでしま
うことになる。

従って、各被写体すべてにピントが合うようにカメラを
セットするにはアオリ操作を行ってレンズもしくは結像
面のいずれかを所定の角度だけ傾ける必要がある。この
ために必要なレンズ傾は角度はＳｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇ
　　（シャイムブルーフ）の法則”によって定まる。

第３図（ａ）は上記の場合にＳｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇの
法則を適用してレンズＬを結像面Ｆに対して傾けた状態
を示す。ちなみに、Ｓｃｈａｉｍｐｆｌｕｇの法則とは
、「レンズ面の延長線βｌを結像面Ｆの延長線り、と被
写体面の延長線Ｌ３とが交わった点Ｐに交わるようにレ
ンズ面を傾けた時に該被写体面の前面にピントを合わせ
ることができる」という原理を表わしたものであり、第
３図（ａ）のようにレンズＬを角度θだけ傾ければ各被
写体Ａ−Ｃのいずれにもピントを合せて撮影を行うこと
ができる。

Ｓｃｈｅｉｍｐｒｌｕｇの法則に従って撮影を行うため
にはレンズ鏡筒もしくはカメラにアオリ機構が設けられ
ていることが必要であり、アオリ機構を有しているレン
ズ鏡筒やカメラならば同法則に従って斜めの面の全体に
同時にピントを合せることができるが、レンズの傾は角
の計算が必要となり、しかも、その計算結果に応じてア
オリ機構を手動操作することは非常に煩わしく且つ時間
を要することになる。

本実施例のカメラでは前記首振り制御手段によって前記
角度θの計算を自動的に行うとともにその計算結果に従
フてレンズを自動的に操作することができる。次に、第
２図に示した首振り制御手段の機能と動作とについて第
２図乃至第４図を参照して説明する。

第１図の如きカメラを用いて第３図の如き配置の被写体
Ａ、Ｂ、Ｃにピントを合せた写真を撮影しようとする時
には第３図（ａ）のようにレンズＬを結像面Ｆに対して
θだけ傾けることが必要であり、本実施例のカメラにお
いて第３図（ａ）の状態にレンズＬを設定するには次の
ような操作を行うことによってレンズＬが自動的に設定
される。

まず、撮影者はカメラを第３図（Ｃ）に示すように第１
の被写体Ａに向けて構え、オートチルトモード設定ボタ
ンを操作するとともに測距スイッチを操作する。オート
チルトモード設定ボタンの操作により、リセット信号発
生手段２０が動作してリセット信号がタイミング制御手
段１６のリセット端子に印加されると、該タイミング制
御手段１６の出力端子０の出力電圧レベルが°“Ｈ”と
なり、他の出力端子１〜３の出力電圧レベルは“Ｌ”　
（すなわち、出力信号が零）となる。一方、測距スイッ
チの操作に応じて測距装置８が動作し、また、セット信
号発生手段２１から“Ｈ”レベルのセット信号が発生し
てＡＮＤゲート２２に印加される。この時、タイミング
制御手段１６の出力端子１〜３の電圧レベルはＬ″であ
るから、ＮＯＲゲート２５の出力電圧レベルは“Ｈ″と
なっているため、セット信号発生手段２１からＡＮＤゲ
ート２２に“Ｈ″レベル信号が入ると、ＡＮＤゲート２
２の出力電圧は“Ｈ”となり、ＡＮＤゲート２３から出
力が生じ、この出力信号が距離メモリー１０及び角度メ
モリー１２にそれぞれホールド信号として印加される。

このため、角度検出手段９によって検出された角度デー
タと測距装置８で検出された距離データとがそれぞれ角
度メモリー１２及び距離メモリー１０に記憶される。な
お、この場合の角度はカメラボディ１の傾き角もしくは
レンズ鏡筒２の傾き角（水平面内での方向）として検出
されるものであり、第３図（Ｃ）に示した角度φである
。また、この場合、距離メモリー１０に記憶される距離
データは第４図に示すようにカメラから被写体Ａまでの
距Ｉｉ　ｏ　ｒである。

この時、セレクター１７の２つのセレクターアーム１７
’ａ及び１７ｂは第２図の位置にあり、セレクターアー
ム１７ａは接点すに接触し、セレクターアーム１７ｂは
接点ｄに接触しているため、測距装置８で検出された距
離データＤ１はフォーカス用レンズ駆動手段２６に入力
され、該手段２６によって合焦動作が行われる。

以上のように、まず、本実施例のカメラ内のアオリ機構
自動制御手段には被写体Ａの位置が設定され、この設定
が終了したことが不図示の表示手段によって表示される
ので撮影者はその表示を確認した後、カメラを第３の被
写体Ｃに向けて構える。この時は既に被写体Ａに対する
位置設定動作の時にオートチルトモード設定ボタンが操
作されていてタイミング制御手段１６はオートセットモ
ードに入っているのでオートチルトモード設定ボタンを
操作する必要はない。一般のＡＦの様にＣに向は測距Ｓ
Ｗによりオートフォーカス操作を行なうのみで良い。

すなわち、タイミング制御手段はその測距ＳＷ＃作で自
動的に出力端子０の電圧レベルをＬ”にするとともに出
力端子１の電圧レベルをＬ”から“Ｈ″にするので、Ａ
ＮＤゲート２４が導通状態となり、角度メモリー１３及
び距離メモリー１１にホールド信号が印加され、角度検
出手段９で検出された角度データと測距装置８で測定さ
れた距離データとがそれぞれ角度メモリー１３と距離メ
モリー！ｌとに記憶される。この時の角度データは第４
図に示すように０２であり、距離データＤ２である。従
って、被写体Ｃの位置が角度メモリー１３と距離メモリ
ー１１とに記憶されたことになる。また、この場合も前
回と同じく、測距装置８で測定された距離データが接点
すとセレクターアーム１７ａを介してフォーカス用レン
ズ駆動手段２６に入力されるので被写体Ｃに対して自動
合焦動作が行われる。

被写体Ｃの位置が記憶されたことが不図示の表示手段に
表示されると撮影者はそれを確認した後、レンズ鏡筒２
を被写体日に向は再度自動測距ＳＷを押すことで、２つ
の設定の完了を指示する。一方、カメラ内では、この動
作に呼応してタイミング制御手段１６が出力端子２に出
力信号を発生して出力端子の電圧レベルが“Ｈ”となる
。このため、セレクター１７が作動され、セレクターア
ーム１７ａ及び１７ｂは第２図において上向きに動かさ
れてもセレクターアーム１７ａは接点ａに投入され、セ
レクターアーム１７ｂは接点Ｃに投入される。

鏡筒２を被写体Ｂに向けると、角度検出手段９からはそ
の時の鏡筒２の角度の検出データが差動増幅器１９に入
力するとともに角度メモリー１２及び１３に記憶されて
いた角度データが差動増幅器１８及び１９に入力される
。その結果、差動増幅器１８の出力端子には角度メモリ
ー１２の記憶値と角度メモリー１３の記憶値との差θ２
　（第４図参照）が出力として発生し、このθ２が演算
手段１４及び１５に入力される一方、差動増幅器１９の
出力端子には角度検出手段９の出力と角度メモリー１３
の記憶値との差に等しい値θ３　（第４図参照）が出力
信号として発生し、この出力信号が演算手段１５に入力
される。

演算手段１４には距離メモリー１０及び１１の記憶値り
、　　及びＤ２　と前記θ２　とが入力され、演算手段
１４ではこれらの値から第４図に示す角θ（ＺＦＡＰ）
を次式に従って演算する。

演算手段１４の出力信号θは演算手段１５に入力され、
演算手段１５では他の入力信号θ３．θｓ　　、　Ｄｒ
　　、　Ｄ２　　と該入力信号θとを用いて次式による
演算を行い、出力信号としてＤ３　及びαを発生する。

υｚＳＬｎｆｊ　ｓ　十Ｄ　１ｓｔｎｓ　２　（Ｉ３２
−０３）なお、ｆはレンズＬとフィルムＦとの距離であ
り、はぼレンズＬの焦点距離に等しい。

この時、セレクターアーム１７ａは接点ａに投入され、
セレクターアーム１７ｂは接点Ｃに投入されているので
、演算手段１５の出力信号り、はフォーカス用レンズ駆
動手段２６に印加され、出力信号αは首振り駆動装置４
に印加される。このため、フォーカス用レンズ駆動手段
２６はレンズＬをレンズ鏡筒２と平行に距離り、に対応
する合焦距離だけ駆動させ、また、首振り駆動装置４は
レンズＬを角度αだけ傾かせるように第１図の第２部分
３Ｂを傾斜（首振り）させる。その結果、カメラは最終
的に第３図（ａ）　　の状態になり、被写体ＡＮＣとカ
メラとの相対的位置関係がＳｃｈｅｉｍｐｆｌｕｇの法
則を満足するように自動的にセットされるため、被写体
ＡＮＣのいずれにもピントの合った写真を撮影すること
ができる。すなわち、本実施例のカメラでは、ただ２点
を測距する様な測距ｓｗの操作のみで一般のＡＦ操作と
大差なく複雑なアオリ機構の操作を人が手でやらなくて
もカメラが自動的にやってくれるのでアオリ機能を有し
たカメラを使ったことがない人でもアオリ操作によりた
写真を撮影することができる。また、被写体Ａ−Ｃのみ
を明確に撮影し、その周辺の背景をぼかした写真の撮影
も可能となる。

第５図はレンズのチルト動作を利用して鉛直な壁面２７
の全体にピントを合せて撮影を行う場合を示したもので
ある。この場合は、該壁面２７上の１点ＳがＳｃｈｅｉ
ｍｐｆｌｕｇの法則を満足するようにレンズＬをチルト
動作させることによって撮影視野の上端の点Ｒ及び下端
の点Ｕにもピントを合せることができる。この場合、撮
影者は第４図で説明したように２つの点ＲとＵとに向け
てレンズ鏡筒をセットする操作を行った後、点Ｒと点Ｕ
との間の任意の点Ｔに向ってレンズ鏡筒を向ければ、第
２図に示した首振り（チルト）自動制御手段によって自
動的にレンズＬが結像面Ｆに対して所要角度θだけ傾け
られてレンズＬと結像面Ｆとを面２７とがＳｃｈｅｉｍ
ｐｆｌｕｇの法則を満足する位置関係にセットされるこ
とになる。

第５図において、レンズ鏡筒を最後に向けた点Ｔまでの
距離をＤ、点Ｓにおける壁面２７と結像面Ｆとの傾き角
をθとすると、結像面中心から点Ｓまでの距離はＤ／ｌ
ａｎθとなる。この距離は第４図に示した℃に相当する
ものであり、従って、レンズＬは前記の式から たけ結像面Ｆに対して自動的に傾けられることになる。

前記αの演算を行うための首振り自動制御手段の構成に
ついては既に第２図及び第４図で説明した。

第５図におけるθの検出はカメラボディ１及びレンズ鏡
筒２内に設けた傾斜角検出器で検出されるが、第６図の
ようにカメラを三脚３ｏ上の雲台２８に固定して使用す
る場合は雲台２８内に設けられている傾斜角検出器２９
の出力信号を利用してもよい。すなわち、本発明の光学
装置の構成要素の一つである角度検出手段は雲台の中に
設けてあってもよい。雲台の中に設ける角度検出器は、
水平軸線回りの回動角度の検出と同時に鉛直軸線回りの
回動角度の検出も行える角度検出器が好ましく、ジャイ
ロによって構成されている角度検出器が最も好ましい。

勿論、カメラ内に設ける角度検出器もジャイロによるも
のが最も望ましいが、カメラの大型化や高コスト化を防
止する必要があれば絶対角度の検出ができなくても相対
角度の検出や角変化の検出ができるものであればよい。

たとえば、磁石式方向検出器や第７図の如き振子式傾斜
検出器３１を角度検出器としてカメラ内や雲台２８内に
搭載しておいてもよい。第７図において、３２は振子、
３３は重錘である。振子３２の軸には回転式可変抵抗や
ロータリーエンコーダー等の光学的もしくは電気的な検
出素子が連結されている。

角度検出手段として角加速度計や角速度計を利用するこ
ともできる。

第８図は角速度計３４を利用した角度検出手段９Ａの構
成を示したものである。この角度検出手段９Ａは角速度
計３４と、積分器３５と、によって構成されている。積
分器３５にリセット信号を印加することによっ所定時間
内の角度変化を検出することができる。

第９図は角加速度計３６を利用した角度検出手段９Ｂの
構成を示すものである。この角度検出手段９Ｂでは角加
速度を検出しているので２個の積分器３７及び３８が必
要となるが、角加速度計３６の体積は角速度計３４の体
積よりも小さいので全体積を前記の角度検出手段９Ａよ
りも小さくすることができる。なお、この角度検出手段
９Ｂにおいても出力端の積分器３８にリセット信号を印
加する必要がある。このリセット信号は電源オン時又は
オートチルトのセット時にリセットしてそこからの相対
角度を検出する様にすれば良い。

第１０図は、カメラを第６図のように雲台２８上に固定
して該雲台２８を第６図のように傾斜した状態に保ちつ
つ第５図のように鉛直面に対してアオリ撮影ができる一
方、レンズＬを天井に向けた姿勢にカメラを保持しつつ
該天井をアオリ撮影できるように構成した垂直面又は水
平面に限定した首振り制御手段の変形実施例である。

第１０において、３９は第２図の構成から角度検出手段
９及び測距装置８並びに首振り駆動装置４とフォーカス
用レンズ駆動手段２６を除いた部分であり、前記α及び
Ｄ３の演算を行う機能を有した演算部である。４ｏは９
０’信号を発生する９０°信号発生器、４１は角度検出
手段９の出力信号と９０°信号との差を出力する差動増
幅器、４２は鉛直面撮影と水平面撮影とに応じて接点Ｘ
（水平面撮影用）と接点ｙ（鉛直面撮影用）とのいずれ
か一方に投入されるセレクター、である。水平面撮影（
天井面もしくは床面）を行う時には、セレクタ４２を接
点Ｘに投入することによって角度検出手段９の出力信号
は差動増幅器４１に入力され、差動増幅器４１では角度
検出手段９の出力から９０’減算した出力を演算部３９
に入力するので、カメラは水平面に沿ってアオリ操作さ
れることになる。

次に第１１図及び第１２図を参照して本発明のアオリ機
構自動制御手段の他の一部であるシフト制御手段の構成
及び機能を説明する。

第１１図において、第１２図と同じ符号で表示した部分
は第２図で説明した部分と同じ部分であり、８は測距装
置、２６はフォーカス用レンズ駆動手段、９は角度検出
手段、５は第１図に示したシフト駆動装置、である。一
方、位置検出手段４３、角度メモリー４４、位置メモリ
ー４５、減算器４６及び４７、除算器４８、傾斜変化演
算器４９、加算器５ｏ、乗算器５１、ウィンドウコンパ
レータ５２、等はシフト制御手段にのみ設けられた回路
部分である。

位置検出手段４３はカメラボディ１もしくはレンズ鏡筒
２の高さ位置もしくは平面上の位置を検出するための検
出装置であり、カメラボディ１もしくはレンズ鏡筒２な
どの高さ位置もしくは平面上の位置などの検出値に応じ
た出力信号を発生する。

５３はカメラボディ１に設けられたオートシフト設定ボ
タンの操作に応じて角度メモリー４４及び位置メモリー
４５にホールド信号を発生するオートシフト設定スイッ
チである。

次に第１１図及び第１２図を参照して鉛直な建造物壁面
を本実施例のカメラでアオリ撮影する場合のカメラ操作
と回路動作を説明する。

第１２図（ａ）のように鉛直な建造物壁面Ｗを俯迎撮影
で撮影する場合、カメラボディ１とレンズ鏡筒２を一定
の俯迎角に固定すると、レンズＬの光軸と該壁面Ｗとの
交点Ｅにはピントが合うがそれ以外の部分ではピントが
合わないため像がぼけてしまう上、画面の上下で倍率が
相異するため像に歪曲が生じることになる。そこで、こ
れを避けるためには、第１２図（ｂ）の如くレンズＬを
該壁面Ｗに正対させたまま第１２図（Ｃ）の如く結像面
Ｆを該壁面に対して平行に移動させるか、もしくは第１
２図（ｄ）のようにレンズＬを壁面Ｗと平行に移動させ
るか、が必要となる。

本実施例のカメラでは第１図に示したようにレンズＬの
支持部分３Ｂが第１部分３Ａとともに光軸に対する直交
方向に移動（つまりシフト）シうるようになっているの
で第１２図（ｄ）の如くレンズＬを結像面Ｆと平行に移
動させることができ、その際のレンズＬの移動は第１１
図に示したシフト制御手段で自動的に行われる。

撮影に際してカメラを被写体である壁面Ｗに対して第１
２図（ｂ）の如く正対させ、カメラを雲台等に固定する
。この状態でオートシフト設定ボタンを押して撮影を開
始すると、オートシフト設定スイッチ５３から角度メモ
リー４４及び位置メモリー４５にホールド信号が入力さ
れる。

撮影の開始と同時に測距装置８及び角度検出手段９並び
に位置検出手段４３も動作してそれぞれ出力信号を発生
し、測距装置８の出力はフォーカス用レンズ駆動手段２
６に入力されて最初の撮影中心に対してオートフォーカ
スが行われる。一方、位置検出手段４３の出力は位置メ
モリー４５に取り込まれて最初のカメラ位置（高さ位置
もしくは平面上の位置）として記憶され、角度検出手段
９の出力は角度メモリー４４に取り込まれて最初のカメ
ラの角度（傾きもしくは水平面上での向き）として記憶
される。

その後、たとえば雲台によってカメラを昇降させたり旋
回させたりしながら撮影を行ったと仮定すると（昇降の
方向は被写体である壁面Ｗと平行にならぬ場合も多いの
で）、測距装置８の出力が被写体表面によって変化する
ことは勿論、位置検出手段４３の出力及び角度検出手段
９の出力も時々刻々に変化することになる。そして位置
検出手段４３の時々刻々の出力は減算器４７に印加され
て位置変化量に変換され、減算器４７の出力は除算器４
８に印加される。除算器４８には測距装置８の時々刻々
の出力が入力されているので除算器４８ではカメラ位置
の変化１で測距値を除した量（すなわち、被写体表面に
対するカメラの相対的傾き変化）力５演算される。

一方、角度検出手段９の時々刻々の出力は減算器４６に
入力されて初期値と比較され、減算器４６の出力として
角度変化量が傾斜変化演算器４９に入力されて傾斜変化
量が演算される。

除算器４８ので出力傾斜変化演算器４９の出力は加算器
５０に入力されて加算される。加算器５０の出力は乗算
器５１に入力され、乗算器５１では入力信号の値にフィ
ルム−レンズ間圧１１１ｔｆを乗じた大きさの出力を発
生する。乗算器５１の出力はレンズＬの必要シフト量を
表わした値となっているため、乗算器５１の出力はシフ
ト駆動装置５に印加され、その結果、第１図の第１部分
３Ａが結像面Ｆに対して平行に移動され、レンズＬも結
像面に対して平行移動する。

ウィンドウコンパレータ５２は乗算器５１の出力がある
値以上になった時にはフォーカス用レンズ駆動手段２６
に合焦移動量を最大値に固定するように合焦移動禁止信
号を発生する。これは、−眼レフレックスカメラのよう
にＴＴＬ測距を行う方式のカメラでは、レンズのシフト
量がある値以上に大きくなると測距が不可能となり、レ
ンズシフト後もしくはシフト中に測距装置８からフォー
カス用レンズ駆動手段２６に入ってくる信号は正確な測
距値を表わさなくなるからである。

又、第１２図（ａ）の状態でオートシフトをセットして
から（ｄ）の様に正対して向けることによりその角度差
に応じてシフトする。この為Ｅ点が高くて（ｂ）の様に
出来ない時でも使える。この自動シフトシステムでは公
知の追尾式像安定システムと類似した動作が行われるた
め、被写体が動いていても像ぶれのない写真を撮影でき
る副次的な効果が得られる上、公知の追尾式像安定シス
テムよりも更に高い像安定効果が得られる。それは、公
知の追尾式像安定システムの場合、レンズ及び結像面と
被写体との相対する角度及び距離が変化してゆくのに対
し、本発明の光学装置の自動シフトシステムでは結像面
と被写体との相対角度に保たれているからである。

以上に示した本実施例のカメラでは、従来の携帯用カメ
ラでは不可能であった画面構成（作画）が可能となる。

たとえば、レンズをチルト動作させることにより、ある
被写体のみを鮮明に撮影するとともにその周辺を奇麗に
ぼかすこともできるし、また、レンズをチ】レト動作さ
せた後にシフト動作させることによって背景の異なった
画面を形成したり或いは同一画面上で複数の被写体の相
互の配置関係を変更したりすることができる。

なお、前記実施例では本発明の光学装置のアオリ機構が
レンズ支持部をチルト及びシフト駆動する構造となって
いるが、結像部すなわちフィルム支持部をチルト及びシ
フト駆動する構造となっていてもよいことは明らかであ
り、本発明がフィルム支持部をチルト及びシフト駆動す
る構造のアオリ機構を有した光学装置にも適用しうるこ
とは当然である。

また、前記実施例ではカメラを例にして説明を行ったが
、カメラ用の交換レンズとして本発明を実施できること
は明らかであり、その場合にはアオリ機構自動制御手段
の一部を成す各種の検出手段を交換レンズ内に搭載して
もよい。

また、本発明を撮影装置ではなく観測装置として適用で
きることも当然であり、更に、スチルカメラではなく、
ビデオカメラとして適用できることも明らかである。

又、必要に応じディジタル化することも当業者にとって
容易である。

［発明の効果］ 以上に説明したように、この発明の光学装置は、シフト
及びチルト動作可能はアオリ機構と、該アオリ機構を自
動釣にチルト及びシフト動作させるためのアオリ機構自
動制御手段と、を具備しているので、何らの複雑な手操
作を要さずに一般のフォーカスと同じ使い勝手で自在な
画面構成が可能となる。特に、本発明によって構成され
た携帯用カメラでは、従来の蛇腹式カメラを操作したこ
とのない人でも容易にアオリ操作による写真撮影を行う
ことができるため、携帯用カメラの効用が著るしく高め
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を適用して構成されたカメラの概略構造
図、第２図は本発明の光学装置に装備されているアオリ
機構を首振り運動（チルトもしくはスイング）させるた
めの首振り制御手段の主要構成を示した図、第３図（ａ
）　、　（ｂ）　、　（ｃ）　。 （ｄ）は第１図のカメラによって光軸とは斜交する面に
ピントを合せて撮影を行う際のカメラの位置とカメラ操
作と・を説明するための図、第４図は第３図（ａ）に示
された状態にアオリ機構をセットするために該首振り制
御手段内で実行される演算を説明するための図、８５図
は鉛直な壁面に対して第１図のカメラを俯仰状態で対向
させて該壁面をアオリ動作で撮影する時のカメラ及びレ
ンズと被写体との位置関係を示した図、第６図は三脚上
の雲台に第１図のカメラを固定して測距撮影を行う場合
を例示した図、第７図は該カメラもしくは雲台に装備さ
せるための角度検出手段としての振子式傾斜角検出器を
示した図、第８図は角速度計を利用した角度検出手段の
構成を示した図、第９図は角加速度針を利用した角度検
出手段の構成を示した図、第１０図は第６図のように雲
台上にカメラを固定して鉛直壁面と天井面とを俯仰撮影
する場合に適した首振り（チルト）制御手段の概略図、
第壁面を撮影する時のカメラの位置とアオリ機構によっ
てシフト動作を行う時の状態とを説明するための図、で
ある。 １・・・カメラボディ　　　２・・・レンズ支持部３・
・・レンズ支持部 ４・・・首振り（チルト及びスイング）駆動装置５・・
・シフト駆動装置　　６・・・第１制御手段７・・・第
２制御手段　　　Ｆ・・・結像面８・・・測距装置　　
　　　９・・・角度検出手段１０．１１・・・距離メモ
リー　１２．１３・・・角度メモリー１４．１５・・・
演算手段 １６・・・タイミング制御手段 １７・・・セレクター　　　　１８．１９・・・差動増
幅器２０・・・リセット信号発生手段 ２１・・・セット信号発生手段 ２６・・・フォーカス用レンズ駆動手段２８・・・雲台
　　　　　　　２９・・・傾斜角検出器３０・・・三脚
　　　　　　　３１・・・撫子式傾斜検出器３２・・・
振子　　　　　　　３３・・・重錘３４・・・角速度計
　　　　　３５・・・積分器３６・・・角加速度計　　
　　３７及び３８・・・積分器３９・・・演算部　　　
　　　４０・・・９０”信号発生器４１・・・差動増幅
器　　　　４２・・・セレクター４３・・・位置検出手
段　　　４４・・・角度メモリー４５・・・位置メモリ
ー　　　４６及び４７・・・減算器４８・・・除算器　
　　　　　４９・・・傾斜変化演算器５０・・・加算器
　　　　　　５１・・・乗算器５２・・・ウィンドウコ
ンパレータ ５３・・・オートシフト設定スイッチ 第３図 第４図　　　　　　　第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 光軸に直交する平面に沿って平行移動可能及び／又は該
   光軸上の点を中心として首振り運動可能なレンズ支持部
   もしくは結像部を有したアオリ機構と、該レンズ支持部
   を支持しているレンズ鏡筒などの静止構造体の水平面内
   の向き及び／又は水平面に対する傾角を検出する静止構
   造体角度検出装置と、対象物体までの距離を自動的に測
   定する測距装置と、該静止構造体角度検出装置及び該測
   距装置の出力信号に基いて該アオリ機構に与えるべきア
   オリ量を演算するアオリ量演算装置と、該アオリ量演算
   装置の出力に基いて該アオリ機構を駆動するアオリ駆動
   装置及び／又は該静止構造体の水平面内における位置と
   鉛直方向位置とを検出する静止構造***置検出装置と、
   該測距装置及び静止構造体角度検出装置並びに該静止構
   造***置検出装置の出力信号に基いて該アオリ機構に与
   えるべき平行移動量を演算する平行移動量演算装置と、
   該平行移動量演算装置の出力に基いて該アオリ機構の該
   レンズ支持部もしくは該結像部の少くとも一方を該光軸
   と直交する方向に移動させるシフト駆動装置と、を有し
   た光学装置。