JP2004163540A

JP2004163540A - 補助光投影装置

Info

Publication number: JP2004163540A
Application number: JP2002327319A
Authority: JP
Inventors: Tsuyako Matsushita; 艶子松下
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2002-11-11
Filing date: 2002-11-11
Publication date: 2004-06-10

Abstract

【課題】簡単な構成で、広い範囲に鮮明で高いコントラストを有する自動焦点検出用パターンを投影する補助投影装置を提供すること。
【解決手段】自動焦点検出装置を有するカメラに装着または内蔵され、被写体の輝度またはコントラストの高低を判定する判定手段を有し、前記判定手段の判定結果に基づいて自動あるいは手動で焦点検出用パターン２０を前記被写体に投影し、該焦点検出用パターン２０を前記自動焦点検出装置に検出させる補助光投影装置において、前記焦点検出用パターン２０は、略垂直に形成された少なくとも１つの縦長パターン２３と、前記縦長パターン２３に略直交して形成された少なくとも２つの横長パターン２５とから形成され、前記縦長パターン２１と前記横長パターン２５は、互いに非交差に形成されている。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動焦点検出用の補助光投影装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、カメラ撮影の自動焦点検出に使用される補助光投影装置では、被写体が暗い場合や、コントラストが無い場合は、スリット状の縞模様パターンを被写体に投射する。そして、そのパターンをカメラが検出して自動焦点検出を行う。近年、自動焦点検出の検出エリアが拡大している。このため、補助光投影装置では、自動焦点検出に用いられる縞模様パターンをさらに分割して投射することで、より広い範囲で自動焦点検出できる焦点検出用パターンが用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
このような、補助光投影装置では、焦点検出用のパターンを形成したフィルムパターンを光源であるＬＥＤの前面に配置し、被写体に焦点検出用パターンを投影する方法や、ＬＥＤに形成されたパターンをレンズ等を用いて複数に分割して被写体に投影し、焦点検出用パターンとして用いる方法が使われている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−３４７６９０号公報（第３図）
【特許文献２】
特開平６−３１３８３９号公報（段落「００１４」、第６図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の焦点検出用パターンの形成方法を有する補助光投影装置では、前者では、フィルムパターンを光源の前面に配置しているために光量が低下し、被写体までの投影距離が短くなってしまうという不都合がある。また、後者では、ＬＥＤ光源の前にレンズを置いて分割しているために、レンズの成形の精度が良くないと被写体上に投影される像の先端部分の結像性能が落ちてしまったり、パターン同士が重なってパターン像が不鮮明となったりして、測距精度が悪くなるという不都合が生じていた。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、広い範囲に鮮明で高いコントラストを有する焦点検出用パターンを投影する補助光投影装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目標を達成するために、本発明では、自動焦点検出装置を有するカメラに装着または内蔵され、被写体の輝度またはコントラストの高低を判定する判定手段を有し、前記判定手段の判定結果に基づいて自動あるいは手動で焦点検出用パターンを前記被写体に投影し、該焦点検出用パターンを前記自動焦点検出装置に検出させる補助光投影装置において、
前記焦点検出用パターンは、略垂直に形成された少なくとも１つの縦長パターンと、前記縦長パターンに略直交して形成された少なくとも２つの横長パターンとから形成され、
前記縦長パターンと前記横長パターンは、互いに非交差に形成されていることを特徴とする補助光投影装置を提供する。
【０００８】
また、本発明の補助光投影装置は、前記縦長パターンを形成する第１のユニットと、前記横長パターンを形成する第２のユニットからなり、
前記第１のユニットは、第１の光源部と、該第１の光源部からの光を投光する第１の投光部と、該第１の投光光を縦方向に複数に分割し縦長に並べる第１の光学部材からなり、
前記第２のユニットは、第２の光源部と、該第２の光源部からの光を投光する第２の投光部と、該第２の投光光を横方向に複数に分割し横長に並べるとともに、それとは直角な方向に複数に分割し並べる第２の光学部材からなることが好ましい。
【０００９】
また、本発明の補助光投影装置では、前記第１の光源部および前記第２の光源部は、複数の直線状の帯からなる発光部を有するＬＥＤチップからなることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の補助光投影装置では、前記第１のユニットと前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンは、少なくとも互いに倍率の異なる前記光源部の像を有することが好ましい。
【００１１】
また、本発明の補助光投影装置では、前記第１のユニットと前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンは、少なくとも互いに光量の異なる前記光源部の像を有することが好ましい。
【００１２】
また、本発明の補助光投影装置では、前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンにおいて、前記光源部の直線状の帯を横長方向に分割されたパターンは、それとは直角方向に分割された前記光源部のパターンとは互いに非接触に形成されていることが好ましい。
【００１３】
また、本発明の補助光投影装置は、前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンにおいて、前記光源部の直線状の帯を横長方向に分割されたパターンは、それとは直角方向に分割された前記光源部のパターンとの間隔を、少なくとも一部を不均一になるように配置したことが好ましい。
【００１４】
【発明の実施形態】
本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
図１は、本発明に係る補助光投影装置を自動焦点カメラに搭載した概略構成図を示し、図２は本発明の第１の実施形態に係る自動焦点検出用パターンを示し、図３は焦点検出装置の一例を示し、図４は、焦点検出の際の焦点検出用パターンと焦点検出装置との関係を示す例であり、図４（ａ）は、広角レンズの場合（例えば、焦点距離２４ｍｍ）、図４（ｂ）は、望遠レンズの場合（例えば、焦点距離１０５ｍｍ）を示す。
【００１６】
図１において、撮影レンズ１は、被写界の光を入射させ、メインミラー３はこの入射された光を不図示のファインダー系と焦点検出系７とに分割する。焦点検出系への光線７はメインミラー３を通過後サブミラー９で反射され、焦点検出手段１１に入射し、自動焦点調節のための測距に使用されるとともに、被写体から入射した光の輝度あるいはコントラストが検出される。自動焦点調節は、焦点検出手段１１によって被写体の焦点ずれが検出された後、制御手段１３を介して不図示のレンズ駆動装置を制御し、焦点調節が行われ合焦が行われる。
【００１７】
一方、制御手段１３からの入射光の輝度あるいはコントラストの情報は、判定手段１５に送られ、被写体の輝度あるいはコントラストが低いと判断された場合には、補助光投影手段１７から被写体上に図２に示す焦点検出用パターン２０からなる補助光を投影する。この投影された焦点検出用パターン２０の反射光を撮像レンズ１、メインミラー３、サブミラー９を介して焦点検出手段１１に入射し、焦点検出を行う。合焦点が検出された後、メインミラー３が跳ね上げられ、シャッター１８が動作し、フィルムまたはＣＣＤ１９に被写体像が結像される。このようにして、補助光投影装置Ａを搭載した自動焦点カメラが構成されている。
【００１８】
なお、補助光投影装置Ａは自動焦点カメラに内蔵されていても良いし、自動焦点カメラの外部に、例えば、外付けフラッシュと一体にして配置されても良い。
【００１９】
図２から図４に基づき第１の実施形態に係る焦点検出用パターン２０に関して説明する。
【００２０】
図２に示す焦点検出用パターン２０は、補助光投影装置Ａから被写体に照射されるパターンである。本焦点検出用パターン２０は、ＬＥＤパターン２１を図面の縦方向に分割し４個並べて形成した縦長パターン２３と、同じＬＥＤパターン２１を略９０度回転し、縦長パターン２３に略直角な方向に分割し４個並べて形成した横長パターン２５を、縦方向に分割し３本並べて配置した横長パターン群２７とから形成され、かつ横長パターン群２７は、その中央部が縦長パターン２３と交差しない構成としている。このように中央部の縦長パターン２３と周辺部の横長パターン群２７とが交差しないように形成しているので、より広い範囲に補助光を投影することができ、画面全体にわたって焦点調整が可能となる。
【００２１】
この焦点検出用パターン２０と図３に示す焦点検出装置３０によって焦点検出が行われる。図３は焦点検出装置の一例である。これは撮影面内での焦点検出装置（ＡＦセンサー）３０を示すものであり、中央の測距センサー３１と上下測距センサー３３ａ、３３ｂと左右測距センサー３５ａ、３５ｂの計５点の測距センサーを有している。中央の測距センサー３１は、十字センサーを、上下測距センサー３３ａ，３３ｂは横センサーを、左右測距センサー３５ａ，３５ｂは縦センサーを使用している。図４（ａ）は、例えば焦点距離ｆ＝２４ｍｍのような広角レンズを使用したとき、被写体上に投影された焦点検出用パターン２０に焦点検出装置３０を重ねて模式的に描いた状態を示している。図４（ｂ）は、例えば焦点距離ｆ＝１０５ｍｍの望遠レンズを使用したとき、被写体上に投影された焦点検出用パターン２０に焦点検出装置３０を重ねて模式的に描いた状態を示している。どちらの場合にも、焦点検出用パターン２０は焦点検出装置３０の範囲をカバーするように投影されており、本実施形態のような焦点検出パターン２０と自動検出装置３０を使うことによって、広角端から望遠端まで高い精度で焦点調整が可能となる。
【００２２】
なお、縦長パターン２３ではＬＥＤパターン２１が４個、横長パターン群２７ではＬＥＤパターン２１が４個横長に並び、かつ縦方向に３本並べた場合について記載したが、ＬＥＤパターン２１の並べる数あるいは並べ方は設計に応じて適時変更が可能であり、上記数量、形状に限定されるものではない。
【００２３】
次に、図５から図７に基づいて、補助光投影装置Ａの焦点検出用パターン２０を投影する、本発明に係る投影光学系について説明する。図５は本発明の第１の実施形態に係る補助光投影装置の投影光学系の概略構成図を示す。図６は、図５に示す投影光学系に用いられる光学部材（例えば、分割プリズム）の例を示し、図７（ａ）は、図６（ｂ）に示す光学部材の、Ａ−Ａ線に沿った断面を、図７（ｂ）は、図６（ｂ）に示す光学部材のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【００２４】
本補助光投影装置Ａは、縦長パターン２３を形成する第１のユニットＢと横長パターン群２７を形成する第２のユニットＣとから構成されている。第１のユニットＢは、第１の光源部であるＬＥＤパターン２１と、ＬＥＤパターン２１からの光を投光する第１の投光部である投光レンズ４２と、投光されたＬＥＤパターン２１を縦方向に複数に分割し縦長に並べ縦長パターン２３（図２参照）を形成する第１の光学部材４４とからなり、第２のユニットＣは、第２の光源部であるＬＥＤパターン２１と、ＬＥＤパターン２１からの光を投光する第２の投光部である投光レンズ４６と、投光されたＬＥＤパターン２１（図２参照）を横方向に複数に分割し横長に並べるとともにそれとは直角な縦方向に互いに接触しないように複数に分割し並べ横長パターン群２７を形成する第２の光学部材４８とから構成されている。このような第１、第２のユニット構成とすることによって、焦点検出用パターン２０を形成し、被写体に投影する補助光投影装置Ａが提供される。
【００２５】
光学部材（例えば、分割プリズム）４４、４８は、図５のＤ方向から見たとき、図６（ａ）および図６（ｂ）に示される形態を有している。図７（ａ）は、図６（ｂ）に示す分割プリズム４８のＡ−Ａ線に沿った断面図であり、図７（ｂ）は同じくＢ−Ｂ線に沿った断面図である。このような分割プリズム４４、４８を投影装置Ａの投光部にそれぞれ配置することによって、図２に示す焦点検出用パターン２０を形成している。
【００２６】
なお、分割プリズム４８は、Ａ−Ａ線に沿った断面とＢ−Ｂ線に沿った断面とは異なる面で形成されている。
【００２７】
また、上述の分割プリズム４４、４８の各分割面の面積を変更することにより、それに対応する焦点検出用パターン２０の各照射パターンの光量を調整することができる。
【００２８】
また、分割プリズム４４、４８のうち、例えば図６（ａ）の左右両端の縦長部分では、プリズムの角度によっては更に複数に分割しても良い。これにより、例えば分割プリズムの成形時にヒケを防止するなど製造上の対策も可能となる。
【００２９】
なお、ＬＥＤパターン２１はＬＥＤチップ上に形成された不透明な電極パターンから構成されており、その明暗がＬＥＤパターン２１として投光され、焦点検出用パターン２０として被写体に投影される。また、縦長パターン２３と横長パターン群２７とが同一形状のＬＥＤパターン２１を用いた場合について説明したが、両者の形状や大きさを変えても良い。また、第１のユニットＢからの投影光と、第２のユニットＣからの投影光とを合成し、合成光として被写体に投影しても良い。
【００３０】
さらにまた、第１の光学部材４４と第２の光学部材４８とには、画像分割プリズムの他にフライアイレンズ等が用いられ、一体的な光学部材で機能分離した構造のものであっても良いし、それぞれが個別に設けてあっても良い。
【００３１】
さらに、本実施形態では第１のユニットＢの第１の光学部材４４と、第２のユニットＣの第２の光学部材４８の合計２つについて説明したが、ユニットの数と光学部材の数については、その組合せを自由に変更可能である。
【００３２】
次に、本発明に係る第２の実施形態について図面を参照して説明する。第１の実施形態と同じ構成機能には同１の番号を付し説明を省略する。
【００３３】
図８は、本発明に係る第２の実施形態を説明するものであり、被写体上に投影された焦点検出用パターン５０に焦点検出装置６０を重ねて模式的に描いたものである。図９は、焦点検出装置の一例を示す図である。
【００３４】
図８に示す第２の実施形態の焦点検出用パターン５０は、投光されるＬＥＤパターン２１を分割し４個縦方向に並べた縦長パターン２３と、ＬＥＤパターン２１とは投影倍率の異なるＬＥＤパターン５１を分割し横方向に並べかつ縦方向にも並べた横長パターン群５７とからなり、縦長パターン２３と横長パターン群５７とは交差しないように形成されている。横長パターン群５７は、図面左側の上方と下方にそれぞれ１個のＬＥＤパターン５９ａ，５９ｂが配置され、その間にＬＥＤパターン５１が２個横長に並べられた３本の横長パターン５９ｃ、５９ｄ、５９ｅが配置されており、さらに、図面右側には、縦長パターン２３に対して左側のパターン群５９ａ〜５９ｅが鏡面対称に配置されている。上述のように縦長パターン２３と横長パターン群５７が形成されて、焦点検出用パターン５０が構成されている。
【００３５】
横長パターン群５７をこのような配置にすることによって、画面周辺部を画面中央部に比べて拡大されたＬＥＤパターンで照射できるため、少ない分割数でより広い範囲の測距センサーに対して補助光を投影することができる。
【００３６】
なお、このような焦点検出用パターンは、第１の実施形態において説明した本発明の係る投影光学系の第１の光学部材４４と第２の光学部材４８とを適宜変更することによって形成することが可能である。また、第１の光学部材４４と第２の光学部材４８とには、画像分割プリズムやフライアイレンズ等が用いられ、一体的な光学部材で機能分離した構造のものであっても良いし、それぞれが個別に設けてあっても良い。
【００３７】
図９は、第２の実施形態の焦点検出用パターン５０に用いられる焦点検出装置の一例であり、撮影画面内での焦点検出装置６０（ＡＦセンサー）を示す。中央の測距センサーは上中下の各パターンと縦パターンからなり、中央のパターンが上下のパターンより僅かに長い、略「王」字状の中央測距パターン６１と、その左右には上中下の各パターンと縦パターンからなる略「王」字状の測距パターン６３ａ、６３ｂと、さらに最外左側６５ａ、最外右側６５ｂにそれぞれ縦１本の測距パターンの計１１点を有する。中央の測距センサー６１と左右の測距センサー６３ａ，６３ｂは十字センサーと横センサーを組み合わせて使用し、最外左６５ａ、最外右６５ｂには、縦位置センサーを使用して焦点検出を行う。
【００３８】
次に、本発明に係る第３の実施形態に係る焦点検出用パターンについて説明する。第１、第２の実施形態と同じ構成、機能には同１の番号を付し説明を省略する。
【００３９】
図１０は、本発明に係る第３の実施形態を説明するものであり、被写体上に投影された焦点検出用パターン７０に焦点検出装置６０を重ねて模式的に描いたものである。焦点検出装置６０は第２の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００４０】
図１０に示す、第３の実施形態の焦点検出用パターン７０は、投影されるＬＥＤパターン７１を分割し４個縦方向に並べた縦長パターン７３と、９０度回転したＬＥＤパターン７１を分割し横方向に並べかつ縦方向にも並べた横長パターン群７７とからなり、縦長パターン７３と横長パターン群７７とは交差しないように形成されている。横長パターン群７７は、図面左側の最左上方と下方にそれぞれ１個のＬＥＤパターン７９ａ，７９ｂが配置され、その右側に上方と下方にそれぞれ１個のＬＥＤパターン７９ｃ、７９ｄが配置され、ＬＥＤパターン７９ｃと７９ｄの間に、ＬＥＤパターン７１が２個横長に並べられた２本の横長パターン７９ｅ、７９ｇが縦方向に配置され、その間にＬＥＤパターン７１が３個横長に並べられた１本の横長パターン７９ｆが配置されており、さらに、図面右側には、縦長パターン７３に対して左側のパターン群７９ａ〜７９ｇが鏡面対称に配置されている。上述のように縦長パターン７３と横長パターン群７７が形成されて、焦点検出用パターン７０が作られている。
【００４１】
横長パターン群７７をこのような配置にすることによって、画面周辺部を含め広く照射でき、広い範囲で自動焦点検出が可能となる。
【００４２】
なお、このような焦点検出用パターン７０は、第１の実施形態において説明した本発明に係る投影光学系の第１の光学部材４４と第２の光学部材４８とを適宜変更することによって形成することが可能である。また、第１の光学部材４４と第２の光学部材４８とには、画像分割プリズムやフライアイレンズ等が用いられ、一体的な光学部材で機能分離した構造のものであっても良いし、それぞれが個別に設けてあっても良い。
【００４３】
なお、本発明の焦点検出用パターンは銀塩カメラのみならず、デジタルカメラ（電子スチルカメラ）、デジタルビデオカメラ等のいかなる記録媒体にも適用できる。
【００４４】
また、ＬＥＤパターン形状も上述の形状に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。
【００４５】
さらに、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００４６】
【発明の効果】
上述のように、本発明では、簡単な構成で、広い範囲に鮮明で高いコントラストを有する焦点検出用パターンを投影する補助光投影装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る補助光投影装置を自動焦点カメラに搭載した概略構成図を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る焦点検出用パターンを示す図。
【図３】第１の実施形態で用いられる焦点検出装置の一例を示す図。
【図４】第１の実施形態における、焦点検出の際の焦点検出用パターンと焦点検出装置との関係を示す例であり、図４（ａ）は、広角レンズの場合を、図４（ｂ）は、望遠レンズの場合を示す。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る補助光投影装置の投影光学系の概略構成図を示す。
【図６】図５に示す投影光学系に用いられる光学部材（例えば、分割プリズム）の例を示し、図５（ａ）は、第１の光学部材を、図５（ｂ）は、第２の光学部材を示す。
【図７】図６（ｂ）に示す第２の光学部材の断面図を示し、図７（ａ）は、Ａ−Ａ線に沿った断面を、図７（ｂ）は、Ｂ−Ｂ線に沿った断面を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る被写体上に投影された焦点検出用パターンに焦点検出装置を重ねた模式的に描いた状態を示す図。
【図９】第２の実施形態で用いられる焦点検出装置の一例を示す図。
【図１０】本発明の第３の実施形態に係る被写体上に投影された焦点検出用パターンに焦点検出装置を重ねて模式的に描いた状態を示す図。
【符号の説明】
１撮影レンズ
３メインミラー
７焦点検出系
９サブミラー
１１焦点検出部
１３制御手段
１５判定手段
１７補助光投影手段
１８シャッター
１９ＣＣＤまたはフィルム
２１ＬＥＤパターン
２３縦長パターン
２５横長パターン
２７横長パターン群
３０自動焦点検出装置
３１中央の測距エリア
３３上下測距エリア
３５左右測距エリア
４２投光レンズ
４４第１の光学部材
４６投光レンズ
４８第２の光学部材
５０焦点検出用パターン
５１ＬＥＤパターン
５７横長パターン群
６０自動焦点検出装置
７０焦点検出用パターン
７１ＬＥＤパターン
７３縦長パターン
７７横長パターン群
Ａ補助光投影装置
Ｂ第１のユニット
Ｃ第２のユニット

Claims

自動焦点検出装置を有するカメラに装着または内蔵され、被写体の輝度またはコントラストの高低を判定する判定手段を有し、前記判定手段の判定結果に基づいて自動あるいは手動で焦点検出用パターンを前記被写体に投影し、該焦点検出用パターンを前記自動焦点検出装置に検出させる補助光投影装置において、
前記焦点検出用パターンは、略垂直に形成された少なくとも１つの縦長パターンと、前記縦長パターンに略直交して形成された少なくとも２つの横長パターンとから形成され、
前記縦長パターンと前記横長パターンは、互いに非交差に形成されていることを特徴とする補助光投影装置。
請求項１に記載の補助光投影装置は、前記縦長パターンを形成する第１のユニットと、前記横長パターンを形成する第２のユニットからなり、
前記第１のユニットは、第１の光源部と、該第１の光源部からの光を投光する第１の投光部と、該第１の投光光を縦方向に複数に分割し縦長に並べる第１の光学部材からなり、
前記第２のユニットは、第２の光源部と、該第２の光源部からの光を投光する第２の投光部と、該第２の投光光を横方向に複数に分割し横長に並べるとともに、それとは直角な方向に複数に分割し並べる第２の光学部材からなることを特徴とする。
前記第１の光源部および前記第２の光源部は、複数の直線状の帯からなる発光部を有するＬＥＤチップからなることを特徴とする請求項２に記載の補助光投影装置。
前記第１のユニットと前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンは、少なくとも互いに倍率の異なる前記光源部の像を有することを特徴とする請求項２または３に記載の補助光投影装置。
前記第１のユニットと前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンは、少なくとも互いに光量の異なる前記光源部の像を有することを特徴とする請求項２または３に記載の補助光投影装置。
前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンにおいて、前記光源部の直線状の帯を横長方向に分割されたパターンは、それとは直角方向に分割された前記光源部のパターンとは互いに非接触に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の補助光投影装置。
前記第２のユニットによって形成される前記焦点検出用パターンにおいて、前記光源部の直線状の帯を横長方向に分割されたパターンは、それとは直角方向に分割された前記光源部のパターンとの間隔を、少なくとも一部を不均一になるように配置したことを特徴とする請求項２に記載の補助光投影装置。