JP2005338387A - 補助光投影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影レンズの焦点距離にかかわらず焦点検出エリアに好適な形状の焦点検出用パターンを被写体に投影する小型で簡単な構成の補助光投影装置を提供すること。
【解決手段】 焦点検出用パターンを形成する回折板と、前記回折板を照明するレーザ光源と、カメラに装着された撮影レンズの焦点距離情報を入手するレンズ情報入手手段とを有し、前記焦点距離情報に基づき、被写体に投影する前記焦点検出用パターンを切替可能である補助光投影装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動焦点検出用の補助光投影装置に関する。

従来、カメラの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若しくは低い場合は、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の焦点検出センサーが検出して制御手段を介して撮影レンズを駆動して自動的に焦点調節（以後、自動焦点検出と記す）を行っている。近年、デジタルカメラの普及にともない焦点検出エリアが拡大している。このため、補助光投影装置は、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広い範囲に投影することで、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。）。

このような、補助光投影装置では、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や、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が使われている（例えば、特許文献２参照。）。
特開平６−３４７６９０号公報（第３図） 特開平６−３１３８３９号公報（段落［００１４］、第６図）

しかし、上記特許文献１および２に提案されている補助光投影装置では、被写体に投影される焦点検出用パターンの投影倍率が一定であるため、焦点距離の異なる撮影レンズに交換した際、または、撮影レンズのズーム範囲において、焦点検出用パターンが焦点検出手段（ＡＦセンサー）に対して小さくなりすぎたり、大きくなりすぎたりする。例えば、撮影レンズが望遠で焦点距離が１００ｍｍの場合では、照射された焦点検出用パターンはＡＦセンサーの大きさに対して大きくなりすぎる。一方、撮影レンズが広角で焦点距離が２４ｍｍの場合では、照射された焦点検出用パターンはＡＦセンサーの大きさに対して小さくなりすぎる。この結果、ＡＦセンサー部に対して焦点検出用パターンが所定の位置に設定されず、精度よく自動焦点検出ができなくなるという問題がある。これを解決するために変倍光学系を用いて焦点検出用パターンの倍率を変えることが考えられるが、この際投影光学系が大型化、複雑化する虞がある。

本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、撮影レンズの焦点距離にかかわらず焦点検出エリアに好適な形状の焦点検出用パターンを被写体に投影する小型で簡単な構成の補助光投影装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本発明は、焦点検出用パターンを形成する回折板と、前記回折板を照明するレーザ光源と、カメラに装着された撮影レンズの焦点距離情報を入手するレンズ情報入手手段とを有し、前記焦点距離情報に基づき、被写体に投影する前記焦点検出用パターンを切替可能であることを特徴とする補助光投影装置を提供する。

また、本発明の補助光投影装置では、前記回折板は少なくとも２種類以上の焦点検出用パターンからなることが好ましい。

また、本発明の補助光投影装置では、前記回折板はホログラムであることが好ましい。

また、本発明の補助光投影装置では、前記回折板は前記カメラの焦点検出エリアに対応する前記焦点検出用パターンを形成することが好ましい。

また、本発明の補助光投影装置では、前記回折板は一方向に向いた複数の明暗パターンを形成することが好ましい。

また、本発明の補助光投影装置は、前記回折板と前記レーザ光源の少なくとも一方を移動することで前記焦点検出用パターンの切替えを行う構成が好ましい。

また、本発明の補助光投影装置は、前記焦点検出エリアに配置されたＡＦセンサーの向きに応じて、前記回折板を光軸に対して回転させる構成が好ましい。

また、本発明の補助光投影装置は、前記焦点検出エリアの指定されたエリアのみに前記焦点検出用パターンを投影することが好ましい。

本発明では、撮影レンズの焦点距離にかかわらず焦点検出エリアに好適な形状の焦点検出用パターンを被写体に投影する小型で簡単な構成の補助光投影装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態に関し図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の第１実施の形態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は本発明の第１実施の形態に係る補助光投影装置の光学系の概略構成図を示す。図３は、第１実施の形態に用いられる回折板の概略構成図を示し、（Ｗ）は広角用、（Ｍ）は標準用、（Ｔ）は望遠用をそれぞれ示す。図４は第１実施の形態の補助光投影装置で被写体に焦点検出パターンを投影した際のファインダでの状態を模式的に示し、（Ｗ）は撮影レンズの広角状態、（Ｍ）は標準状態、（Ｔ）は望遠状態をそれぞれ示す。図５は本発明の第２実施の形態にかかる回折板の概略構成図を示す。図６、図７は本発明の第３実施の形態にかかる回折板の概略構成図を示す。図８は本発明の第４実施の形態にかかる回折板の概略構成図を示す。図９、図１０は回折板の構成の例を示す図である。

（第１実施の形態）
以下、本発明の第１実施の形態にかかる補助光投影装置に関し図面を参照しつつ説明する。

図１から図４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ファインダ系と焦点検出系とに分割する。焦点検出系への光束５はメインミラー３を通過後サブミラー７で反射され、焦点検出手段９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制御手段１１に送られる。

制御手段１１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１３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１５から被写体上に図４に示す焦点検出用パターン２０（２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔ）からなる補助光を投影する。

また、撮影レンズ１の焦点距離情報、最短合焦距離情報、最遠合焦距離情報、現在の距離情報等がレンズ情報入手手段２１を介して入手され、制御手段１１に送られる。これらのレンズ情報に基づいて制御手段１１から補助光投影手段１５に焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔの切替えが指示される。補助光投影手段１５では、制御手段１１の指示に基づき、被写体に向けて投影される焦点検出用パターン２０Ｗから２０Ｔの何れかに切替えられて、被写体に向けて焦点検出用パターン２０が投影される。

この投影された焦点検出用パターン２０の反射光を撮影レンズ１、メインミラー３、サブミラー７を介して焦点検出手段９に入射し、焦点検出手段９により焦点検出を行う。自動焦点調節は、焦点検出手段９によって被写体の焦点ずれが検出された後、制御手段１１を介して不図示のレンズ駆動装置を駆動し、焦点調節が行われ合焦が行われる。焦点検出手段９によって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１７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。

なお、判定手段１３は、カメラ側に設けられていても良い。また、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。あるいは、カメラと通信可能なものとして、カメラとは離れた位置に配置されるようにしても良い。

焦点検出用パターン２０の投影光学系３０は、補助光投影手段１５に設けられたレーザ光源３１とホログラム３３とから構成されている。レーザ光源３１には、レーザ光を整形するビームエキスパンダ等の光学部材が含まれておりホログラム３３に所定の大きさのレーザ光を照射するように構成されている。ホログラム３３は撮影レンズ１の広角位置（例えば、２４ｍｍ）で用いられる広角用の焦点検出用パターン２０Ｗを形成するホログラム３３Ｗ、標準位置（例えば、５０ｍｍ）で用いられる標準用の焦点検出用パターン２０Ｍを形成するホログラム３３Ｍ、望遠位置（例えば、１００ｍｍ）で用いられる望遠用の焦点検出用パターン２０Ｔを形成するホログラム３３Ｔから構成されている。

レンズ情報入手手段２１からの撮影レンズ１のレンズ情報に基づきホログラム３３Ｗ、３３Ｍ、３３Ｔの何れかのホログラムが選択される。選択されたホログラムにレーザ光を照射することによってレンズ情報に対応した焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔが被写体３５に投影される。焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔは、選択されたホログラム３３Ｗ、３３Ｍ、３３Ｔをレーザ光源３１の前に配置するか、レーザ光源３１をホログラム３３Ｗ、３３Ｍ、３３Ｔの何れかに照射するか、あるいはレーザ光源３１からのレーザ光を偏向装置で偏光（所定方向に向けることを言う。以後、本明細書中で同じ。）して選択されたホログラム３３Ｗ、３３Ｍ、３３Ｔに照射することで行うことができる。なお、偏向装置はレーザ光源３１に内蔵してあっても良いし、レーザ光源３１とホログラム３３との間に設けても良い。

図４（Ｗ）、（Ｍ）、（Ｔ）に示すように、焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔは、複数の縦長の明暗パターンからなる縦長パターン２０ａを複数個（図では４個）縦方向に並べた縦長パターン２１と、複数の横長の明暗パターンからなる横長パターン２０ｂを横方向に複数並べかつ縦方向にも複数並べた横長パターン群２３とからなり、縦長パターン２１と横長パターン群２３とは交差しないように形成されている。なお、焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔの形状は図４に限定されず縦横斜めのパターンを組み合わせたものであれば良い。

図４に示す焦点検出装置６０（ＡＦセンサー）では、中央列の測距センサーは上中下の各パターンからなり、中央のパターンが略「十」字状の中央測距センサー６１と、その上下には横センサー６２ａ、６２ｂとから構成されている。また、左右列はそれぞれ縦センサー６３ａ、６３ｂ、６３ｃ、６３ｄで構成されている。これらを使用して焦点検出を行う。

本第1実施の形態では、撮影レンズ１の焦点距離に応じた焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔを形成するホログラム３３Ｗ，３３Ｍ、３３Ｔを設け、焦点距離に応じて所定のホログラム３３Ｗ、３３Ｍ、３３Ｔにレーザ光を照射することによってＡＦセンサーに対応した焦点検出用パターン２０を被写体３５に投影することが可能となる。この結果、ＡＦセンサーに対して焦点検出用パターンが好適な位置に配置され精度良く自動焦点検出を行うことが可能となる。また、光源にレーザ光源３１を用いているため、他の光源に比べ明るい焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔを被写体３５に投影することができる。なお、ＡＦセンサーの配置と焦点検出用パターンの形状は上記形状に限定されること無く適宜設計することができる。

また、本第１実施の形態では、変倍光学系を用いることなく撮影レンズの焦点距離に対応した焦点検出用パターンを形成することができるため、投影光学系３０を小型で簡単な構成にすることができる。

（第２実施の形態）
次に、本発明の第２実施の形態にかかる補助光投影装置に付いて説明する。本第２実施の形態では、回折板の構成と焦点検出用パターンの投影の仕方が第１実施の形態と異なり、その他の構成は第１実施の形態と同様であり同じ符号を付し説明を省略する。

図５において、回折板１００は、横方向に明暗パターン２０ｂ（図４参照）を形成するホログラム１０１と、縦方向に明暗パターン２０ａ（図４参照）を形成するホログラム１０３とからなり、それぞれのホログラム１０１と１０３とは、撮影レンズ１の広角用ホログラム１０１Ｗ、１０３Ｗと、標準用ホログラム１０１Ｍ、１０３Ｍと、望遠用ホログラム１０１Ｔ、１０３Ｔとから構成されている。

これらのホログラム１０１Ｗ〜１０３Ｔを切替えることによって形成される図４に示す焦点検出用パターン２０Ｗ、２０Ｍ、２０Ｔを形成し被写体３５に投影することでカメラのＡＦセンサー６０によって焦点検出が可能となる。

図４を参照して、例えば広角用のホログラム１０１Ｗと１０３Ｗを用いて広角用の焦点検出用パターン２０Ｗを形成する手順を説明する。焦点検出用パターン２０Ｗの横方向明暗パターン群２３はホログラム１０１Ｗで形成される横方向明暗パターン２０ｂを焦点検出エリアの所定位置に高速で偏光すると共に、レーザ光をＯＮ／ＯＦＦする事によって形成する。縦方向明暗パターン２１はホログラム１０３Ｗで形成される縦方向明暗パターン２０ａを焦点検出エリアの所定位置に高速で偏光すると共に、レーザ光をＯＮ／ＯＦＦする事によって形成する。このようにホログラム１０１Ｗと１０３Ｗとを適時切替え、焦点検出エリアの所定位置に高速で偏光する事によって焦点検出用パターンを形成する。この際、レーザ光源３１とホログラム１００の少なくともどちらか一方を高速に移動および偏光する構成になっている。

同様にして、標準用の焦点検出用パターン２０Ｍを標準用のホログラム１０１Ｍと１０３Ｍとを切替え、偏光して形成することができる。また、望遠用の焦点検出用パターン２０Ｔを望遠用のホログラム１０１Ｔと１０３Ｔとを切替え、偏光して形成することができる。

このように、本第２実施の形態にかかる補助光投影装置では、横方向に明暗を形成するホログラム１０１と縦方向に明暗を形成するホログラム１０３とを切替え、偏光する事によって、縦横の明暗を有する焦点検出用パターンを被写体に投影することが可能となる。また、撮影レンズ１の焦点距離情報に応じて、広角用、標準用、望遠用のそれぞれのホログラムに切替えることによって、撮影レンズの焦点距離にかかわらずカメラの焦点検出エリアに好適な焦点検出用パターンを被写体に向け投影することが可能となる。また、ホログラム１０１と１０３とを切替え、偏光する事によってＡＦセンサーの指示された位置に縦方向または横方向の明暗パターンを投影することも可能である。

（第３実施の形態）
次に、本発明の第３実施の形態にかかる補助光投影装置に付いて説明する。本第３実施の形態では、回折板の構成として斜めの明暗パターンを形成することが出来るホログラムを有している。その他の構成は第２実施の形態と同様であり同じ符号を付し説明を省略する。

図６において、回折板２００は、横方向に明暗パターン２０ｂ（図４参照）を形成するホログラム２０１と、縦方向に明暗パターン２０ａ（図４参照）を形成するホログラム２０３と、左斜め方向に明暗パターンを形成するホログラム２０５とからなり、それぞれのホログラム２０１、２０３、２０５とは、撮影レンズ１の広角用ホログラム２０１Ｗ、２０３Ｗ、２０５Ｗと、標準用ホログラム２０１Ｍ、２０３Ｍ、２０５Ｍと、望遠用ホログラム２０１Ｔ、２０３Ｔ、２０５Ｔとから構成されている。

本第３実施の形態では、これらのホログラム２０１Ｗ〜２０５Ｔを切替えてレーザ光を照射し、レーザ光の照射で形成される縦横斜めの明暗パターンを組み合わせて焦点検出エリアに配置されたＡＦセンサーの向きに対応した焦点検出用パターンを形成して被写体３５に投影し、ＡＦセンサーに検出させることで自動焦点検出が可能となる。

図７は、第３実施の形態で用いられる別の回折板の一例を示している。図７に示す回折板２１０は、図６に示す回折板２００に右斜め方向の明暗パターンを形成するホログラム２０７が追加されている。ホログラム２０７は広角用ホログラム２０７Ｗ、標準用ホログラム２０７Ｍ、望遠用ホログラム２０７Ｔがそれぞれ配置されている。

本回折板２１０によれば、ホログラム２０１Ｗ〜２０７Ｔを切替えてレーザ光を照射し、レーザ光の照射で形成される縦横、左右斜めの明暗パターンを組み合わせて焦点検出エリアに配置されたＡＦセンサーの向きに対応した焦点検出用パターンを形成して被写体３５に投影することが出来る。この結果、種々のカメラのＡＦセンサーに対応することが可能となる。

このように、本第３実施の形態にかかる補助光投影装置では、回折板２００、２１０を用いることで、種々の配置のＡＦセンサー対応した焦点検出用パターンを被写体上で形成することができるため、カメラ内蔵の補助光投影装置と共に外付けの補助光投影装置として幅広く用いることが可能となる。その他の作用、効果は第２実施の形態と同様であり説明を省略する。

（第４実施の形態）
次に、本発明の第４実施の形態にかかる補助光投影装置に付いて説明する。本第４実施の形態では、回折板の構成は第２実施の形態の横方向の明暗パターと同様であり、この回折板をレーザ光の光軸に対して回転することで種々な方向の明暗パターンを形成する。その他の構成は第２実施の形態と同様であり同じ符号を付し説明を省略する。

図８（ａ）、（ｂ）において、回折板３００は、横方向に明暗パターン２０ｂ（図４参照）を形成するホログラムであり、撮影レンズ１の広角用ホログラム３０１Ｗ、標準用ホログラム３０１Ｍ、望遠用ホログラム３０１Ｔとから構成されている。ホログラム３０１Ｗから３０１Ｔの中から撮影レンズ１の焦点距離に対応したホログラム（例えば、広角用ホログラム３０１Ｗ）を選択してレーザ光の光軸に配置し、光軸を中心軸として回転可能に構成されている。なお、ホログラムをレーザ光の光軸に配置する方法は、それぞれのホログラムを光軸上に移動させても良いし、レーザ光源３１を移動または偏光して選択されたホログラムにレーザ光を照射するように構成しても良い。

本第４実施の形態では、３枚のホログラム３０１Ｗ〜３０１Ｔを撮影レンズ１の焦点距離に応じて切替えてレーザ光の光軸中に配置し、かつレーザ光の光軸を中心として回転可能であるため、レーザ光の照射で形成される明暗パターンの方向を被写体上で任意の向きに回転でき、縦横斜めの種々な方向の明暗パターンを組み合わせて焦点検出用パターンを形成することができる。よって焦点検出エリアに配置されたＡＦセンサーの向きに対応した焦点検出用パターンを形成して被写体３５に投影し、カメラのＡＦセンサーに検出させることで自動焦点検出が可能となる。その他の作用、効果は第３実施の形態と同様であり説明を省略する。

なお、第１から第４実施の形態におけるホログラムは、撮影レンズの焦点距離に応じて広角用、標準用、望遠用の３つに分割した場合を示しているが、分割はこれに限らず適宜多くも少なくも出来、それに応じてホログラムの数を増減すれば良い。

また、ホログラムの配置は、上記実施の形態のような略直線状に限らず、図９に示すボックス状でも良いし、図１０に示すターレットに同心円状に配置しても良い。図９に示すボックス状のホログラム４００の場合、焦点距離に応じて４個のホログラム４０１、４０２、４０３、４０４を配置することができる。各ホログラムは、例えば、ホログラム４０１は広角用、ホログラム４０２は広角に近い中間用、ホログラム４０３は望遠に近い中間用、ホログラム４０４は望遠用として用いることができる。そしてレーザ光源３１をボックスの外側に配置して、ホログラムを切替えてレーザ光をホログラムに反射させて焦点検出用パターンを被写体に投影することもできるし、レーザ光源３１をボックスの内側に配置してレーザ光を照射するように構成しても良い。なお、ボックスの形状は多角形のものを用いることができる。

また、各ホログラム４０１から４０４は、第１実施の形態のように縦横明暗パターンを組み合わせた焦点検出用パターン２０を形成するホログラムを用いることもできるし、第２、第３実施の形態のような縦横斜め方向の明暗パターンを形成するそれぞれのホログラムであっても良い。

図１０に示すターレット５００に同心円状にホログラム５０１、５０２、５０３、５０４をそれぞれ配置して、レーザ光源３１の光軸にターレット５００を回転することで各ホログラムの切替えを行うように構成しても良い。なお、ホログラム５０１〜５０４は、上述と同様の構成のホログラムが用いられることは言うまでもない。また、ホログラムの数も適宜変更可能である。

なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状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。

本発明の第１実施の形態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。 本発明の第１実施の形態に係る補助光投影装置の光学系の概略構成図を示す。 本発明の第１実施の形態に用いられる回折板の概略構成図を示し、（Ｗ）は広角用、（Ｍ）は標準用、（Ｔ）は望遠用をそれぞれ示す。 第１実施の形態の補助光投影装置で被写体に焦点検出パターンを投影した際のファインダでの状態を模式的に示し、（Ｗ）は撮影レンズの広角端状態、（Ｍ）は標準状態、（Ｔ）は望遠端状態をそれぞれ示す。 本発明の第２実施の形態にかかる回折板の概略構成図を示す。 本発明の第３実施の形態にかかる回折板の概略構成図を示す。 本発明の第３実施の形態にかかる別の回折板の概略構成図を示す。 本発明の第４実施の形態にかかる回折板の概略構成図を示す。 本発明の実施の形態にかかる回折板の構成の一例を示す図である。 本発明の実施の形態にかかる回折板の別の構成例を示す図である。

符号の説明

１ 撮影レンズ
３ メインミラー
５ 光束
７ サブミラー
９ 焦点検出手段
１１ 制御手段
１３ 判定手段
１５ 補助光投影手段
１７ シャッター
１９ フィルムまたはＣＣＤ
２０ 焦点検出用パターン
３０ 投影光学系
３１ レーザ光源
３３ 回折板（ホログラム）
３５ 被写体
６０ 焦点検出装置（ＡＦセンサー）
６１ 中央測距センサー
６２ 上下測距センサー
６３ 左右測距センサー
１００、２００、２１０、３００、４００ 回折板
１０１、１０３ ホログラム
２０１、２０３、２０５、２０７ ホログラム
３０１ ホログラム
４０１、４０２、４０３、４０４ ホログラム
５０１、５０２、５０３、５０４ ホログラム
５００ ターレット

Claims (8)

1. 焦点検出用パターンを形成する回折板と、
   前記回折板を照明するレーザ光源と、
   カメラに装着された撮影レンズの焦点距離情報を入手するレンズ情報入手手段とを有し、
   前記焦点距離情報に基づき、被写体に投影する前記焦点検出用パターンを切替可能であることを特徴とする補助光投影装置。
2. 前記回折板は少なくとも２種類以上の焦点検出用パターンからなることを特徴とする請求項１に記載の補助光投影装置。
3. 前記回折板はホログラムであることを特徴とする請求項１または２に記載の補助光投影装置。
4. 前記回折板は前記カメラの焦点検出エリアに対応する前記焦点検出用パターンを形成することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の補助光投影装置。
5. 前記回折板は一方向に向いた複数の明暗パターンを形成することを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の補助光投影装置。
6. 前記回折板と前記レーザ光源の少なくとも一方を移動することで前記焦点検出用パターンの切替えを行うことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の補助光投影装置。
7. 前記焦点検出エリアに配置されたＡＦセンサーの向きに応じて、前記回折板を光軸に対して回転させることを特徴とする請求項６に記載の補助光投影装置。
8. 前記焦点検出エリアの指定されたエリアのみに前記焦点検出用パターンを投影することを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の補助光投影装置。

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