投影装置、及び閃光装置、並びにカメラ
【課題】光量の低下を防ぎ、投影距離を長くとる。
【解決手段】補助光投影部は、発光ユニットと分光プリズムとを有し、焦点検出用パターンを被写体に投影する。焦点検出部は、複数のラインセンサーを受光面に有し、被写体を反射した焦点検出用パターンを受光して撮影レンズの合焦状態を検出する。発光部は、中抜きドット状のスポット光を発光する発光部を方形の角に４個配置した形態になっている。分光プリズムは、４個の組パターンを水平及び垂直方向に分光して、ラインセンサー８４〜９２上の中央が密に、周辺が粗くなるように一部を重ねて投影する。
【解決手段】補助光投影部は、発光ユニットと分光プリズムとを有し、焦点検出用パターンを被写体に投影する。焦点検出部は、複数のラインセンサーを受光面に有し、被写体を反射した焦点検出用パターンを受光して撮影レンズの合焦状態を検出する。発光部は、中抜きドット状のスポット光を発光する発光部を方形の角に４個配置した形態になっている。分光プリズムは、４個の組パターンを水平及び垂直方向に分光して、ラインセンサー８４〜９２上の中央が密に、周辺が粗くなるように一部を重ねて投影する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点検出用の投影装置、及びこれを用いる閃光装置、並びにカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ撮影の自動焦点検出に使用される投影装置（以下、補助光投影装置ともいう。）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（特許文献１）。縞模様パターンは、ＬＥＤの電極パターンにより透明部と不透明部を作り、透明部を透過した光によって作られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、フィルムパターンを有する光学系をＬＥＤの前面に配置するタイプの投影装置に比較して、光量落ちを低減できる、被写体までの投影距離を長くすることができる等の利点を有する。しかしながら、電極パターンを有するＬＥＤは、その製造が特殊であり、製造コストが高いという欠点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被写体までの投影距離を長くとることができる補助光投影装置、閃光装置、及びカメラをローコストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目標を達成するために、本発明では、ドット状の光を発光する発光部と、発光部から発光されたドット状の光を分光して所定の方向に配列する光学部材と、を備えたものである。光学部材としては、ドット状の光を、被写体から反射された焦点検出用パターンを検出する焦点検出部が有するセンサーの長手方向に沿って配列するように分光するように構成するのが望ましい。
【０００７】
ドット状の光としては、輪郭を方形にするのが望ましい。また、対角線を水平に沿わせた向きで方形を並べるのが好適である。さらに、ドット状の光としては、輪郭の内部に遮光領域を有する中抜けドット状の光でもよい。この場合、遮光領域は、遮光領域以外の発光領域の面積よりも小さくすることで、光の利用効率を高くすることができる。
【０００８】
また、発光部を複数設けた発光ユニットを、発光部の代わりに備えてもよい。この場合、発光ユニットとしては、同じ大きさのドット状の光を発光させる複数の発光部を備えてもよいし、発光面積が異なる複数の発光部を設けて、大きさの異なるドット状の光を複数発光させてもよい。さらに、発光ユニットとしては、ドット状の光を組み合わせたパターンが異なるように、発光面積の異なる複数の発光部を発光面積の種類毎に並び方向を変えて設けた複数の発光部列を備えてもよい。例えば縦方向に発光面積の大きい発光部の列を、横方向にはそれよりも発光面積の小さい発光部の列を備えるのが好適である。
【０００９】
光学部材としては、ドット状の光を分光して垂直方向に配列する垂直分光光学部材と、前記ドット状の光を分光して水平方向に配列する水平分光光学部材とで構成してもよい。
【００１０】
また、ドット状の光を投光する第１の発光部と前記ドット状の光を垂直方向に分光して縦に並べる垂直分光光学部材とからなる第１の補助光投影部と、ドット状の光を投光する第２の発光部と前記ドット状の光を水平方向に分光して横に並べる水平分光光学部材とからなる第２の補助光投影部と、を設けて焦点検出用パターンを生成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、ドット状の光を発光する発光部を設けて焦点検出用パターンを生成したので、ローコストで作ることができる。また、ドット状の光であるため、光の利用効率が高く、よって、被写体までの投影距離を長くとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る補助光投影装置を備えた自動焦点カメラを示す説明図である。
【図２】補助光投影装置の概略を示す説明図である。
【図３】発光部を示す断面図である。
【図４】焦点検出部の受光面に設けたラインセンサーの配置を示す説明図である。
【図５】ラインセンサー上に投影されるスポット光のパターンを示す説明図である。
【図６】焦点検出部の一例を示す説明図である。
【図７】ラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図８】補助光投影部を２個設けた例を示す説明図である。
【図９】図８で説明した例の補助光投影部の概略を示す斜視図である。
【図１０】水平方向に分光したパターンと垂直方向に分光したパターンとを合成して投影したパターンを模式的に描いた説明図である。
【図１１】図８で説明した例のラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図１２】中抜きドット状のスポット光を投影する例の補助光投影部の概略を示す斜視図である。
【図１３】図１２で説明した例のラインセンサー上に投影されるスポット光のパターンを示す説明図である。
【図１４】図１２で説明した例のラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図１５】図１２で説明したスポット光を重ねた別の例のラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図１６】図１２で説明した例の発光部を示すものであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図をそれぞれ示している。
【図１７】図１２で説明した発光部を４個組み込んだ発光ユニットを用いる例を示す正面図である。
【図１８】図１７で説明した発光ユニットを示す斜視図である。
【図１９】焦点検出部の受光面に設けたラインセンサーの他の配置を示す説明図である。
【図２０】中抜きドット状のパターンを一部が重なるように垂直方向に分光した組パターンを示す説明図である。
【図２１】組パターンを垂直及び水平方向に分光して焦点検出用パターンを投影した状態を示す説明図である。
【図２２】（Ａ）は中抜きドット状のパターンを一部が重なるように水平方向に分光した組パターンを示す説明図であり、（Ｂ）は組パターンのラインセンサー上の照度分布を示している。
【図２３】発光面積の異なる複数の発光部を組み込んだ発光ユニットを用いる他の例を示す正面図である。
【図２４】図２３で説明した発光ユニットを示す斜視図である。
【図２５】図２３で説明した発光ユニットから発光される中抜きドット状のパターンを垂直方向のみに分光した組パターンを示す説明図である。
【図２６】図２３で説明した発光ユニットから発光される中抜きドット状のパターンを水平方向のみに分光した組パターンを示す説明図である。
【図２７】図２３で説明した発光ユニットから発光される中抜きドット状のパターンを水平及び垂直方向に分光した組パターンを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る補助光投影装置を自動焦点カメラに組み込んだ例として説明する。自動焦点カメラ１０は、図１に示すように、撮影レンズ１１、メインミラー１２、サブミラー１３、シャッター１４、撮像素子１５、補助光投影部１６、判定部１７、焦点検出部１８、制御部１９、ファインダ光学系２０、及びレンズ駆動部２１等を備えている。
【００１４】
被写体を反射した光（被写体光）は、撮影レンズ１１を通ってメインミラー１２に入射する。メインミラー１２は、被写体光をファインダ光学系２０と焦点検出部１８とに分光する。焦点検出部１８は、受光面１８ａで被写体光を受光することで、被写体光の輝度、又はコントラストに関する情報を制御部１９、及び判定部１７に送る。制御部１９は、前記情報に基づいてレンズ駆動部２１を制御して撮影レンズ１１を撮影光軸２３の方向に移動して合焦を行う。
【００１５】
一方、判定部１７は、被写体光の輝度あるいはコントラストが低いと判断した場合、補助光投影部１６を作動させて被写体上に補助光を投影する。被写体を反射した反射補助光は、撮像レンズ１１、メインミラー１２を順に通過してサブミラー１３により分光されて焦点検出部１８に設けた受光面１８ａに入射する。焦点検出部１８は、反射補助光の輝度、又はコントラストに関する情報を検出して制御部１９に送る。制御部１９は、前述したように、前記情報に基づいてレンズ駆動部２１を制御して撮影レンズ１１を合焦位置に移動する。制御部１９は、撮影レンズ１１を合焦位置に移動した後に、メインミラー１２を撮影光路から退避する跳ね上げ位置に移動させ、その後、シャッター１４を開閉動作することで撮像素子１５に被写体像を結像させる。
【００１６】
補助光投影部１６は、図２に示すように、発光部２４、投影レンズ２５、及び分光プリズム（光学部材）２６で構成されている。発光部２４は、詳しくは図３に示すように、基板２７に実装したＬＥＤチップ２８、封入樹脂２９、及びマスク部材３０を備えている。ＬＥＤチップ２８は、矩形、方形等をしており、白色光を面発光する。封入樹脂２９は、ＬＥＤチップ２８を覆うように透明樹脂からなるレンズ層となっており、ＬＥＤチップ２８から放たれる光に所望の配光特性を付与する。
【００１７】
マスク部材３０は、封入樹脂２９の上に取り付けられた銅パターンになっている。銅パターンは、中央の位置に形成された円形の透明部３０ａと、透明部３０ａ以外を覆う不透明部（マスク部）３０ｂとからなる。これにより、発光部２４は、発光面２４ａから発光される光のスポットが略円形になる。略円形のスポット光は、中心が強いピーク照度をもち、周辺にかけて照度が弱くなる特性をもつ。投影レンズ２５は、発光部２４から発光される円形のスポット光を集光し、集光した円形のスポット光を、分光プリズム２６を通して被写体に向けて複数に分光して投影する。
【００１８】
分光プリズム２６は、スポット光を、撮影視野のうちの垂直及び水平方向にそれぞれ分光して投光する複数の斜面を有している。これにより、円形のスポット光は、予め決めた複数の焦点検出領域３１に、直線上に密に（隙間なく）並ぶようにそれぞれ投影される。焦点検出領域３１は、撮影視野内に予め決められているフォーカスエリアに対応しており、フォーカスエリアは、ファインダ視野内に、図４に示すように、「［］」マークで表示される。
【００１９】
受光面１８ａには、各焦点検出領域３１に対応する位置に、中央の測距センサー３２と上下測距センサー３３，３４と左右測距センサー３５，３６との計５点の測距センサーを有している。中央の測距センサー３２はラインセンサーを十字に組み合わせた十字センサーを、上下測距センサー３３，３４は長手方向を横に沿わせたラインセンサーを、左右測距センサー３５，３６は長手方向を縦に合わせたラインセンサーをそれぞれ使用している。
【００２０】
測距センサー３２〜３６の上には、図５に示すように、円形のスポット光３７が、密にして（隙間なく）測距センサー３２〜３６の長手方向に沿って直線上に並べたドット列のパターンで投影される。ドット列のパターンは、横列ドットパターン３８と、縦列ドットパターン３９とで構成されている。図５では、撮影レンズをワイド端に変倍したときの焦点検出用パターンを記載している。この焦点検出用パターンは、他の焦点距離、例えば、テレ端のときも測距センサー３２〜３６の範囲をカバーするように投影される。なお、ドット列のパターンは、スポット光３７の間にわずかな隙間があってもよい。さらに一部が重なるようにしてもよい。
【００２１】
焦点検出部１８は、例えば、図６に示すように、位相差方式による焦点検出を行う。同図に示す符号４０は、撮像面と等価な撮影レンズ１１の予定結像面であり、符号４１は、コンデンサーレンズ４２、及び一対の再結像レンズ４３、４４からなる再結像光学系に関して予定結像面と共役な面である。
【００２２】
撮影レンズ１１により形成された前ピン像Ａ、合焦像Ｂ、後ピン像Ｃは、コンデンサーレンズ４２、一対の再結像レンズ４３，４４によって、それぞれ第１の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１、及び第２の像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２として再結像される。第１の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１と、第２の像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２との間隔は、撮影レンズ１１の焦点調節状態によって変化する。
【００２３】
予定結像面４１、又はその近傍に受光面１８ａを配置し、その出力に基づいて、第１の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１、第２の像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２が最も良く一致するときの両像の間隔を求めることにより、撮影レンズ１１の焦点調節状態を検出することができる。なお、符号４５は、一対の絞り開口を再結像レンズ４３，４４の直前に形成するための絞りマスクである。
【００２４】
測距センサー３３上に投影される横列ドットパターンは、図７に示すように、円形のスポット光３７の中心ほど光量が強く、周辺にかけて弱くなる。このため、測距センサー３３は、各スポット光３７の中央位置から照度の高い一つのピーク照度４６を検出することができ、また、ピーク照度４６を、所定間隔を離して複数検出することができる。このため、検出精度を高めることができる。
【００２５】
上記実施形態では、補助光投影装置を自動焦点カメラ１０に内蔵した例として説明しているが、例えば、外付けフラッシュ等の閃光装置に内蔵しても良い。
【００２６】
また、上記実施形態では、１個のスポット光３７を１個の分光プリズム２６で垂直及び水平方向に複数に分光しているが、図８に示すように、２個の補助光投影部４７，４８を設けてもよい。この場合、一方の補助光投影部４７には、発光部（第１の発光部）２４、投影レンズ２５、及び垂直方向に分光する垂直分光プリズム（垂直分光光学部材）４９を、他方の補助光投影部４８には、発光部（第２の発光部）２４、投影レンズ２５、及び水平方向に分光する水平分光プリズム（水平分光光学部材）５０をそれぞれ設け、スポット光３７を垂直方向と水平方向とに分光する機能を分けるのが好適である。発光部２４は、同じ構成になっている。被写体面では、これらスポット光３７が図５で説明したように合成して投影される。この場合、補助光投影部４７，４８から投影されるパターンの像は、互いに交差しないように被写体に投影することにより、分光プリズム４９，５０の分光数を少なくでき、また、広い範囲に対してスポット光を投影することができるため、好適である。これによれば、２個の発光部２４を使用しているため、測距センサー面上で照度の向上を図ることができる。
【００２７】
上記実施形態では、円形のスポット光３７を生成する発光部２４を使用しているが、図９に示すように、輪郭が矩形のスポット光を生成する発光部５１，５２を用いても良い。各発光部５１，５２は、対角線を水平に沿わせた姿勢で固定されており、略方形のスポット光を投光する。発光部５１を備える第１の補助光投影部５３には、水平分光プリズム５０が、発光部５２を備える第２の補助光投影部５４には垂直分光プリズム４９がそれぞれ設けられている。なお、発光部５１，５２は同じ構成になっている。
【００２８】
なお、図９で説明した一対の投影レンズ２５を、焦点距離可変式のレンズ２５として設け、測距機構から得られる被写体距離に応じて一対の投影レンズ２５の焦点距離を同期して変えるように構成してもよい。この場合、被写体距離が遠いほど投影レンズ２５の焦点距離が長くなるように可変すれば、ドット状の光のパターンの投影倍率が測距センサー面上で小さくなるので好適である。また、図１で説明した撮影レンズ１１の焦点距離に応じて一対の投影レンズ２５の焦点距離を同期して変えるように構成してもよい。この場合には、撮影レンズ１１の焦点距離が長くなることに応答して投影レンズ２５の焦点距離を長くすれば、ドット状の光のパターンの投影倍率が測距センサー面上で小さくなるので好適である。
【００２９】
水平分光プリズム５０は、図１０図（Ａ）に示すように、方形のスポット光５５を水平方向に密に並ぶように分光し、水平方向に分光したパターン列５６を垂直方向に所定間隔離して複数列、例えば３列に分光する。垂直分光プリズム４９は、図１０図（Ｂ）に示すように、方形のスポット光５５が垂直方向に密に並ぶように分光し、垂直方向に分光した垂直パターン列５７を垂直方向に複数行、例えば３行に分光する。十字測距センサー３２、及び上下左右測距センサー３３〜３６上には、図１０（Ｃ）に示すように、３列の水平パターン列５６と３行の垂直パターン列５７とがセンサーの長手方向に密に並んで投影される。
【００３０】
スポット光５５は、図１１に示すように、中央にピーク照度５８をもち、周辺に向けて照度が弱くなる特性をもつ。このようなスポット光５５のパターン列は、方形の辺同士を合わせた配列のものと比べて対角線上に並べた配列であるため、高照度領域と低照度領域との差が大きくなり、よって、検出精度を高めることができる。なお、スポット光５５の形状としては、菱形（斜方形）、及び平行四辺形（長斜方形）等の方形としてもよい。
【００３１】
図１２に示す一対の発光部６０は、発光面の輪郭方形の中央に円形に設けられた不透明部６０ａと、それ以外の領域に設けられた透明部６０ｂとを有する銅パターンにより中抜きドット状のスポット光を生成する。透明部６０ｂは、不透明部６０ａよりも面積が大きくなっている。これにより、発光部６０から発光されるスポット光は、輪郭方形の中央に略円形の遮光領域６５をもつ中抜きドット形状になる。十字測距センサー３２、及び上下測距センサー３３〜３６上には、図１３に示すように、３列の水平パターン列６２と垂直パターン列６３とがセンサーの長手方向に密に並んで投影される。なお、図１３では、撮影レンズをワイド端に変倍したときの焦点検出用パターンを記載している。この焦点検出用パターンは、他の焦点距離、例えば、テレ端のときも測距センサー３２〜３６の範囲をカバーするように投影される。
【００３２】
スポット光６４は、図１４に示すように、円形の遮光領域６５と方形の角部６６との間の中央にピーク照度６７をもち、ここから周辺に向けて照度が弱くなる特性をもつ。中抜きドット形状のスポット光６４は、単なるドット形状のものと比べて、ピーク照度６７を、遮光領域６５の両側に２個検出することができるため、さらに検出精度を高めることができる。
【００３３】
また、図１５に示すように、中抜きドット形状のスポット光６４を、隣同士の一部が重なるように密に並べたパターンになるように、分光プリズムにより分光してもよい。これによれば、角部６６と遮光領域６５との間が重なり領域になるため、重なり領域の中央がピーク照度６８となる。ピーク照度は、分光されたもの同士が重なっているため、照度がアップし、低照度の領域との差を大きくすることができる。
【００３４】
なお、中抜きドット状のスポット光６４の輪郭としては、円形、又は菱形、あるいは多角形等の形状としてもよい。また、中抜きの形状としては、方形、又は菱形、あるいは楕円形等の形状としてもよい。
【００３５】
発光部６０としては、先述したように、中抜きドット状の銅パターンを発光面に取り付けてスポット光を生成する構造以外に、ＬＥＤチップの電極パターンにより中抜きドット状のスポット光を作るようにしてもよい。この場合、図１６に示すように、輪郭が方形の透明基板６９上に電極パターン７０が形成されている。電極パターン７０は、電極の無い領域が透明部７０ａ、電極の領域が不透明部７０ｂになっている。
【００３６】
不透明部７０ｂは、輪郭方形の中央に円形で形成されている。ＬＥＤチップ７３は、電極パターン７０のうちの発光面７２とは逆側の一方の面に実装され、スルーホール７１を通してアナード端子７４が不透明部７０ｂに設けたアナード電極に銀ペースト等の半田７５により接続されている。なお、図示していないが、ＬＥＤチップ７３のカソード端子は、ボンディングワイヤ７６により不透明部７０ｂに設けたカソード電極に接続されている。半田７５は、不透明部７０ｂの輪郭に合わせて盛り付けられており、平面視投影輪郭が円形になっている。このため、発光面７２から放たれる光は、方形の中に円形の遮光領域６５を有する中抜きドット状のスポット光になる。
【００３７】
ところで、測距センサー上では、複数のスポット光が重なるように投影する方が、検出精度が高くなる。この場合、重なるように分光するには、分光プリズムの分割数が多くなり、光量が低下する不都合がある。そこで、図１７、及び図１８では、4個の発光部６０を一体的に取り付けた発光ユニット８０を用いている。
【００３８】
発光ユニット８０は、発光部６０を方形の取付け板８１の角部にそれぞれ取り付けた形態になっており、取付け板８１の対角線が水平及び垂直に沿う姿勢で固定される。発光部６０は、図１２で説明したものと同じであり、輪郭方形の中に円形の遮光領域６５をもつスポット光６４を発光する。この発光部６０も、輪郭方形の対角線が水平及び垂直に沿う姿勢で取付け板８１に固定されている。
【００３９】
受光面１８ａには、図１９に示すように、９点の測距センサー８４〜９２を有している。中央の測距センサー８４はラインセンサーを十字に組み合わせた十字センサーを、上下測距センサー８５，８６は長手方向を横に合わせたラインセンサーを、左右測距センサー８７〜８９、９０〜９２は長手方向を縦に合わせたラインセンサーをそれぞれ使用している。
【００４０】
４個の発光部６０は、中抜きドット状のスポット光６４を十字方向に４個配列した４ドットパターンを投光する。垂直分光プリズムは、図２０に示すように、４ドットパターン９３を一部が重なるように垂直方向に４個分光するとともに、４個ひと纏まりの組パターン９４を、図２１に示すように、垂直方向に３列分光して、上方の横センサー８５、中央の十字センサー８４、及び下方の横センサー８６上に隙間無く並ぶように投影する。
【００４１】
なお、水平分割プリズムも、詳しくは図２２（Ａ）に示すように、４ドットパターン９３を一部が重なるように水平方向に４個分光するとともに、４個ひと纏まりの組パターン９６を、図２１に示したように、水平方向に６行分光して、左右に３個ずつ配置した計６個の縦センサー８７〜９２上に隙間無く並ぶようにそれぞれ投影する。
【００４２】
また、図２１では、撮影レンズをワイド端に変倍したときの焦点検出用パターンを記載している。この焦点検出用パターンは、他の焦点距離、例えば、テレ端のときもセンサー８４〜９２の範囲をカバーするように投影される。
【００４３】
組パターン９６は、図２２（Ａ）に示したように、縦センサー８５の長手方向の中央で多く、その周辺では少なくなるように重なっている。縦センサー８５上での照度は、同図（Ｂ）に示すように、中央に２つのピーク照度９７が、またその両側に二番目のピーク照度９８がそれぞれ得られる。大小のピークを交互に作ることで検出精度を高めることができる。
【００４４】
また、図２１に示す状態はワイド端の変倍位置を示しており、撮影レンズ１１がテレ側に変倍されると、中央を基準にして、測距センサーに照射される焦点検出用の投影パターンが拡大される。この場合でも、４個ひと纏まりの組パターン９４，９６を垂直及び水平方向に隙間無く並べているため、確実に検出することができる。
【００４５】
図２３及び図２４に示す発光ユニット１００は、方形をした６個の発光部１０１〜１０６を一体的に設けてなる。発光部１０１〜１０６は、発光面積の大きい２個の発光部１０１，１０２を縦（垂直）に並べた縦発光部列１０７と、前記発光部１０１，１０２よりも発光面積が小さい４個の発光部１０３〜１０６を横（水平）に並べた横発光部列１０８とからなる。
【００４６】
各発光部１０１〜１０６は、発光領域（ハッチングを施した領域）１０９の輪郭が方形をしており、一方の対角線を水平に沿わせた姿勢で方形をした基板９９に実装されている。
【００４７】
縦発光部列１０７の各発光部１０１，１０２は、発光領域１０９に対して遮光領域（クロスハッチングを施した領域）１１０がサイコロの五の目の位置の５カ所にそれぞれ円形で形成されており、周囲４個の遮光領域１１０ａよりも中央の遮光領域１１０ｂの面積が大きくなっている。
【００４８】
横発光部列１０８の各発光部１０３〜１０６は、発光領域（ハッチングを施した領域）１１１に対して遮光領域（クロスハッチングを施した領域）１１２が中央１個に円形で形成されている。この横発光部列１０８は、縦発光部列１０７を構成する２つの発光部１０１，１０２の間を交差するように配されている。勿論、各発光部１０１〜１０６は、遮光領域１１０，１１２よりも発光領域１０９，１１１の面積が大きくなっていることは言うまでもない。
【００４９】
このように、大きさの異なるドット状の光の列を組み合わせたパターン１１３は、図９で説明した垂直分光プリズム４９により、垂直方向で一部が重なるように分光される。図２５に示す例では、前記パターン１１３を垂直方向に、縦発光部列１０７を構成する下側の発光部１０２から発光されるドット状の光と、上側の発光部１０１から発光されるドット状の光とが重なるように、例えば５行１列に分光する垂直分光プリズム４９を使用して、垂直パターン列１１４を作っている。
【００５０】
また、発光ユニット１００から発光されるドット状の光を組み合わせたパターン１１３は、図９で説明した水平分光プリズム５０により、水平方向で一部が重なるように分光される。図２６に示す例では、前記パターン１１３を水平方向に、横発光部列１０８を構成する４個の発光部１０３〜１０６のうちの右又は左側の２個の発光部から発光されるドット状の光が重なるように、例えば中央を挟んだ左右に４列５列ずつ分光する水平分光プリズム５０を使用して、水平パターン列１１５を作っている。
【００５１】
これにより、十字測距センサー１１６、及び上下左右測距センサー１１７〜１２４上には、図２７に示すように、中央に５行１列で並ぶ垂直パターン列１１４と、左右に４列５行ずつ並んだ水平パターン列１１５とが各センサー１１６〜１２４の長手方向に密に並んで投影される。
【００５２】
なお、上記実施形態では、発光部を縦に２個、及び横に５個並べた発光ユニットとして説明しているが、本発明ではこれに限らず、縦横に並べる数は複数あればよい。また、発光部を配列する２方向としては、縦及び横方向に限らず、例えば斜めと縦方向としてもよい。また、発光部を配列する方向は、２方向に限らず、斜めにクロスする２方向と縦方向との３方向であってもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態では、分光プリズムを用いているが、分光プリズムの代わりに、フライアイレンズ等を用いてもよい。また、受光面１８ａに設けた中央以外のラインセンサーを、長手方向が受光面１８ａの対角線と略平行になるように配置してもよい。この場合、長手方向に沿ってスポット光を並べて投影させればよい。また、白色光のＬＥＤについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、人間の眼に対して眩しく感じにくい赤色ＬＥＤ等を採用することも可能である。
【００５４】
さらに、本発明の補助光投影装置は、デジタルカメラに限らず、写真用カメラやデジタルビデオカメラ等にも適用することができる。さらに、発光部の構成も上述した構成に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、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。
【符号の説明】
【００５５】
１６，４７，４８，５３，５４ 補助光投影部
２４，５１，５２，６０，１０１〜１０６ 発光部
２５ 投影レンズ
２６ 分光プリズム
３７ スポット光
８０，１００ 発光ユニット
９４，９６ 組パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動焦点検出用の投影装置、及びこれを用いる閃光装置、並びにカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラ撮影の自動焦点検出に使用される投影装置（以下、補助光投影装置ともいう。）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（特許文献１）。縞模様パターンは、ＬＥＤの電極パターンにより透明部と不透明部を作り、透明部を透過した光によって作られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８６８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術は、フィルムパターンを有する光学系をＬＥＤの前面に配置するタイプの投影装置に比較して、光量落ちを低減できる、被写体までの投影距離を長くすることができる等の利点を有する。しかしながら、電極パターンを有するＬＥＤは、その製造が特殊であり、製造コストが高いという欠点がある。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被写体までの投影距離を長くとることができる補助光投影装置、閃光装置、及びカメラをローコストで提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目標を達成するために、本発明では、ドット状の光を発光する発光部と、発光部から発光されたドット状の光を分光して所定の方向に配列する光学部材と、を備えたものである。光学部材としては、ドット状の光を、被写体から反射された焦点検出用パターンを検出する焦点検出部が有するセンサーの長手方向に沿って配列するように分光するように構成するのが望ましい。
【０００７】
ドット状の光としては、輪郭を方形にするのが望ましい。また、対角線を水平に沿わせた向きで方形を並べるのが好適である。さらに、ドット状の光としては、輪郭の内部に遮光領域を有する中抜けドット状の光でもよい。この場合、遮光領域は、遮光領域以外の発光領域の面積よりも小さくすることで、光の利用効率を高くすることができる。
【０００８】
また、発光部を複数設けた発光ユニットを、発光部の代わりに備えてもよい。この場合、発光ユニットとしては、同じ大きさのドット状の光を発光させる複数の発光部を備えてもよいし、発光面積が異なる複数の発光部を設けて、大きさの異なるドット状の光を複数発光させてもよい。さらに、発光ユニットとしては、ドット状の光を組み合わせたパターンが異なるように、発光面積の異なる複数の発光部を発光面積の種類毎に並び方向を変えて設けた複数の発光部列を備えてもよい。例えば縦方向に発光面積の大きい発光部の列を、横方向にはそれよりも発光面積の小さい発光部の列を備えるのが好適である。
【０００９】
光学部材としては、ドット状の光を分光して垂直方向に配列する垂直分光光学部材と、前記ドット状の光を分光して水平方向に配列する水平分光光学部材とで構成してもよい。
【００１０】
また、ドット状の光を投光する第１の発光部と前記ドット状の光を垂直方向に分光して縦に並べる垂直分光光学部材とからなる第１の補助光投影部と、ドット状の光を投光する第２の発光部と前記ドット状の光を水平方向に分光して横に並べる水平分光光学部材とからなる第２の補助光投影部と、を設けて焦点検出用パターンを生成してもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、ドット状の光を発光する発光部を設けて焦点検出用パターンを生成したので、ローコストで作ることができる。また、ドット状の光であるため、光の利用効率が高く、よって、被写体までの投影距離を長くとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る補助光投影装置を備えた自動焦点カメラを示す説明図である。
【図２】補助光投影装置の概略を示す説明図である。
【図３】発光部を示す断面図である。
【図４】焦点検出部の受光面に設けたラインセンサーの配置を示す説明図である。
【図５】ラインセンサー上に投影されるスポット光のパターンを示す説明図である。
【図６】焦点検出部の一例を示す説明図である。
【図７】ラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図８】補助光投影部を２個設けた例を示す説明図である。
【図９】図８で説明した例の補助光投影部の概略を示す斜視図である。
【図１０】水平方向に分光したパターンと垂直方向に分光したパターンとを合成して投影したパターンを模式的に描いた説明図である。
【図１１】図８で説明した例のラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図１２】中抜きドット状のスポット光を投影する例の補助光投影部の概略を示す斜視図である。
【図１３】図１２で説明した例のラインセンサー上に投影されるスポット光のパターンを示す説明図である。
【図１４】図１２で説明した例のラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図１５】図１２で説明したスポット光を重ねた別の例のラインセンサー上の照度を示す説明図である。
【図１６】図１２で説明した例の発光部を示すものであり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は断面図をそれぞれ示している。
【図１７】図１２で説明した発光部を４個組み込んだ発光ユニットを用いる例を示す正面図である。
【図１８】図１７で説明した発光ユニットを示す斜視図である。
【図１９】焦点検出部の受光面に設けたラインセンサーの他の配置を示す説明図である。
【図２０】中抜きドット状のパターンを一部が重なるように垂直方向に分光した組パターンを示す説明図である。
【図２１】組パターンを垂直及び水平方向に分光して焦点検出用パターンを投影した状態を示す説明図である。
【図２２】（Ａ）は中抜きドット状のパターンを一部が重なるように水平方向に分光した組パターンを示す説明図であり、（Ｂ）は組パターンのラインセンサー上の照度分布を示している。
【図２３】発光面積の異なる複数の発光部を組み込んだ発光ユニットを用いる他の例を示す正面図である。
【図２４】図２３で説明した発光ユニットを示す斜視図である。
【図２５】図２３で説明した発光ユニットから発光される中抜きドット状のパターンを垂直方向のみに分光した組パターンを示す説明図である。
【図２６】図２３で説明した発光ユニットから発光される中抜きドット状のパターンを水平方向のみに分光した組パターンを示す説明図である。
【図２７】図２３で説明した発光ユニットから発光される中抜きドット状のパターンを水平及び垂直方向に分光した組パターンを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係る補助光投影装置を自動焦点カメラに組み込んだ例として説明する。自動焦点カメラ１０は、図１に示すように、撮影レンズ１１、メインミラー１２、サブミラー１３、シャッター１４、撮像素子１５、補助光投影部１６、判定部１７、焦点検出部１８、制御部１９、ファインダ光学系２０、及びレンズ駆動部２１等を備えている。
【００１４】
被写体を反射した光（被写体光）は、撮影レンズ１１を通ってメインミラー１２に入射する。メインミラー１２は、被写体光をファインダ光学系２０と焦点検出部１８とに分光する。焦点検出部１８は、受光面１８ａで被写体光を受光することで、被写体光の輝度、又はコントラストに関する情報を制御部１９、及び判定部１７に送る。制御部１９は、前記情報に基づいてレンズ駆動部２１を制御して撮影レンズ１１を撮影光軸２３の方向に移動して合焦を行う。
【００１５】
一方、判定部１７は、被写体光の輝度あるいはコントラストが低いと判断した場合、補助光投影部１６を作動させて被写体上に補助光を投影する。被写体を反射した反射補助光は、撮像レンズ１１、メインミラー１２を順に通過してサブミラー１３により分光されて焦点検出部１８に設けた受光面１８ａに入射する。焦点検出部１８は、反射補助光の輝度、又はコントラストに関する情報を検出して制御部１９に送る。制御部１９は、前述したように、前記情報に基づいてレンズ駆動部２１を制御して撮影レンズ１１を合焦位置に移動する。制御部１９は、撮影レンズ１１を合焦位置に移動した後に、メインミラー１２を撮影光路から退避する跳ね上げ位置に移動させ、その後、シャッター１４を開閉動作することで撮像素子１５に被写体像を結像させる。
【００１６】
補助光投影部１６は、図２に示すように、発光部２４、投影レンズ２５、及び分光プリズム（光学部材）２６で構成されている。発光部２４は、詳しくは図３に示すように、基板２７に実装したＬＥＤチップ２８、封入樹脂２９、及びマスク部材３０を備えている。ＬＥＤチップ２８は、矩形、方形等をしており、白色光を面発光する。封入樹脂２９は、ＬＥＤチップ２８を覆うように透明樹脂からなるレンズ層となっており、ＬＥＤチップ２８から放たれる光に所望の配光特性を付与する。
【００１７】
マスク部材３０は、封入樹脂２９の上に取り付けられた銅パターンになっている。銅パターンは、中央の位置に形成された円形の透明部３０ａと、透明部３０ａ以外を覆う不透明部（マスク部）３０ｂとからなる。これにより、発光部２４は、発光面２４ａから発光される光のスポットが略円形になる。略円形のスポット光は、中心が強いピーク照度をもち、周辺にかけて照度が弱くなる特性をもつ。投影レンズ２５は、発光部２４から発光される円形のスポット光を集光し、集光した円形のスポット光を、分光プリズム２６を通して被写体に向けて複数に分光して投影する。
【００１８】
分光プリズム２６は、スポット光を、撮影視野のうちの垂直及び水平方向にそれぞれ分光して投光する複数の斜面を有している。これにより、円形のスポット光は、予め決めた複数の焦点検出領域３１に、直線上に密に（隙間なく）並ぶようにそれぞれ投影される。焦点検出領域３１は、撮影視野内に予め決められているフォーカスエリアに対応しており、フォーカスエリアは、ファインダ視野内に、図４に示すように、「［］」マークで表示される。
【００１９】
受光面１８ａには、各焦点検出領域３１に対応する位置に、中央の測距センサー３２と上下測距センサー３３，３４と左右測距センサー３５，３６との計５点の測距センサーを有している。中央の測距センサー３２はラインセンサーを十字に組み合わせた十字センサーを、上下測距センサー３３，３４は長手方向を横に沿わせたラインセンサーを、左右測距センサー３５，３６は長手方向を縦に合わせたラインセンサーをそれぞれ使用している。
【００２０】
測距センサー３２〜３６の上には、図５に示すように、円形のスポット光３７が、密にして（隙間なく）測距センサー３２〜３６の長手方向に沿って直線上に並べたドット列のパターンで投影される。ドット列のパターンは、横列ドットパターン３８と、縦列ドットパターン３９とで構成されている。図５では、撮影レンズをワイド端に変倍したときの焦点検出用パターンを記載している。この焦点検出用パターンは、他の焦点距離、例えば、テレ端のときも測距センサー３２〜３６の範囲をカバーするように投影される。なお、ドット列のパターンは、スポット光３７の間にわずかな隙間があってもよい。さらに一部が重なるようにしてもよい。
【００２１】
焦点検出部１８は、例えば、図６に示すように、位相差方式による焦点検出を行う。同図に示す符号４０は、撮像面と等価な撮影レンズ１１の予定結像面であり、符号４１は、コンデンサーレンズ４２、及び一対の再結像レンズ４３、４４からなる再結像光学系に関して予定結像面と共役な面である。
【００２２】
撮影レンズ１１により形成された前ピン像Ａ、合焦像Ｂ、後ピン像Ｃは、コンデンサーレンズ４２、一対の再結像レンズ４３，４４によって、それぞれ第１の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１、及び第２の像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２として再結像される。第１の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１と、第２の像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２との間隔は、撮影レンズ１１の焦点調節状態によって変化する。
【００２３】
予定結像面４１、又はその近傍に受光面１８ａを配置し、その出力に基づいて、第１の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１、第２の像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２が最も良く一致するときの両像の間隔を求めることにより、撮影レンズ１１の焦点調節状態を検出することができる。なお、符号４５は、一対の絞り開口を再結像レンズ４３，４４の直前に形成するための絞りマスクである。
【００２４】
測距センサー３３上に投影される横列ドットパターンは、図７に示すように、円形のスポット光３７の中心ほど光量が強く、周辺にかけて弱くなる。このため、測距センサー３３は、各スポット光３７の中央位置から照度の高い一つのピーク照度４６を検出することができ、また、ピーク照度４６を、所定間隔を離して複数検出することができる。このため、検出精度を高めることができる。
【００２５】
上記実施形態では、補助光投影装置を自動焦点カメラ１０に内蔵した例として説明しているが、例えば、外付けフラッシュ等の閃光装置に内蔵しても良い。
【００２６】
また、上記実施形態では、１個のスポット光３７を１個の分光プリズム２６で垂直及び水平方向に複数に分光しているが、図８に示すように、２個の補助光投影部４７，４８を設けてもよい。この場合、一方の補助光投影部４７には、発光部（第１の発光部）２４、投影レンズ２５、及び垂直方向に分光する垂直分光プリズム（垂直分光光学部材）４９を、他方の補助光投影部４８には、発光部（第２の発光部）２４、投影レンズ２５、及び水平方向に分光する水平分光プリズム（水平分光光学部材）５０をそれぞれ設け、スポット光３７を垂直方向と水平方向とに分光する機能を分けるのが好適である。発光部２４は、同じ構成になっている。被写体面では、これらスポット光３７が図５で説明したように合成して投影される。この場合、補助光投影部４７，４８から投影されるパターンの像は、互いに交差しないように被写体に投影することにより、分光プリズム４９，５０の分光数を少なくでき、また、広い範囲に対してスポット光を投影することができるため、好適である。これによれば、２個の発光部２４を使用しているため、測距センサー面上で照度の向上を図ることができる。
【００２７】
上記実施形態では、円形のスポット光３７を生成する発光部２４を使用しているが、図９に示すように、輪郭が矩形のスポット光を生成する発光部５１，５２を用いても良い。各発光部５１，５２は、対角線を水平に沿わせた姿勢で固定されており、略方形のスポット光を投光する。発光部５１を備える第１の補助光投影部５３には、水平分光プリズム５０が、発光部５２を備える第２の補助光投影部５４には垂直分光プリズム４９がそれぞれ設けられている。なお、発光部５１，５２は同じ構成になっている。
【００２８】
なお、図９で説明した一対の投影レンズ２５を、焦点距離可変式のレンズ２５として設け、測距機構から得られる被写体距離に応じて一対の投影レンズ２５の焦点距離を同期して変えるように構成してもよい。この場合、被写体距離が遠いほど投影レンズ２５の焦点距離が長くなるように可変すれば、ドット状の光のパターンの投影倍率が測距センサー面上で小さくなるので好適である。また、図１で説明した撮影レンズ１１の焦点距離に応じて一対の投影レンズ２５の焦点距離を同期して変えるように構成してもよい。この場合には、撮影レンズ１１の焦点距離が長くなることに応答して投影レンズ２５の焦点距離を長くすれば、ドット状の光のパターンの投影倍率が測距センサー面上で小さくなるので好適である。
【００２９】
水平分光プリズム５０は、図１０図（Ａ）に示すように、方形のスポット光５５を水平方向に密に並ぶように分光し、水平方向に分光したパターン列５６を垂直方向に所定間隔離して複数列、例えば３列に分光する。垂直分光プリズム４９は、図１０図（Ｂ）に示すように、方形のスポット光５５が垂直方向に密に並ぶように分光し、垂直方向に分光した垂直パターン列５７を垂直方向に複数行、例えば３行に分光する。十字測距センサー３２、及び上下左右測距センサー３３〜３６上には、図１０（Ｃ）に示すように、３列の水平パターン列５６と３行の垂直パターン列５７とがセンサーの長手方向に密に並んで投影される。
【００３０】
スポット光５５は、図１１に示すように、中央にピーク照度５８をもち、周辺に向けて照度が弱くなる特性をもつ。このようなスポット光５５のパターン列は、方形の辺同士を合わせた配列のものと比べて対角線上に並べた配列であるため、高照度領域と低照度領域との差が大きくなり、よって、検出精度を高めることができる。なお、スポット光５５の形状としては、菱形（斜方形）、及び平行四辺形（長斜方形）等の方形としてもよい。
【００３１】
図１２に示す一対の発光部６０は、発光面の輪郭方形の中央に円形に設けられた不透明部６０ａと、それ以外の領域に設けられた透明部６０ｂとを有する銅パターンにより中抜きドット状のスポット光を生成する。透明部６０ｂは、不透明部６０ａよりも面積が大きくなっている。これにより、発光部６０から発光されるスポット光は、輪郭方形の中央に略円形の遮光領域６５をもつ中抜きドット形状になる。十字測距センサー３２、及び上下測距センサー３３〜３６上には、図１３に示すように、３列の水平パターン列６２と垂直パターン列６３とがセンサーの長手方向に密に並んで投影される。なお、図１３では、撮影レンズをワイド端に変倍したときの焦点検出用パターンを記載している。この焦点検出用パターンは、他の焦点距離、例えば、テレ端のときも測距センサー３２〜３６の範囲をカバーするように投影される。
【００３２】
スポット光６４は、図１４に示すように、円形の遮光領域６５と方形の角部６６との間の中央にピーク照度６７をもち、ここから周辺に向けて照度が弱くなる特性をもつ。中抜きドット形状のスポット光６４は、単なるドット形状のものと比べて、ピーク照度６７を、遮光領域６５の両側に２個検出することができるため、さらに検出精度を高めることができる。
【００３３】
また、図１５に示すように、中抜きドット形状のスポット光６４を、隣同士の一部が重なるように密に並べたパターンになるように、分光プリズムにより分光してもよい。これによれば、角部６６と遮光領域６５との間が重なり領域になるため、重なり領域の中央がピーク照度６８となる。ピーク照度は、分光されたもの同士が重なっているため、照度がアップし、低照度の領域との差を大きくすることができる。
【００３４】
なお、中抜きドット状のスポット光６４の輪郭としては、円形、又は菱形、あるいは多角形等の形状としてもよい。また、中抜きの形状としては、方形、又は菱形、あるいは楕円形等の形状としてもよい。
【００３５】
発光部６０としては、先述したように、中抜きドット状の銅パターンを発光面に取り付けてスポット光を生成する構造以外に、ＬＥＤチップの電極パターンにより中抜きドット状のスポット光を作るようにしてもよい。この場合、図１６に示すように、輪郭が方形の透明基板６９上に電極パターン７０が形成されている。電極パターン７０は、電極の無い領域が透明部７０ａ、電極の領域が不透明部７０ｂになっている。
【００３６】
不透明部７０ｂは、輪郭方形の中央に円形で形成されている。ＬＥＤチップ７３は、電極パターン７０のうちの発光面７２とは逆側の一方の面に実装され、スルーホール７１を通してアナード端子７４が不透明部７０ｂに設けたアナード電極に銀ペースト等の半田７５により接続されている。なお、図示していないが、ＬＥＤチップ７３のカソード端子は、ボンディングワイヤ７６により不透明部７０ｂに設けたカソード電極に接続されている。半田７５は、不透明部７０ｂの輪郭に合わせて盛り付けられており、平面視投影輪郭が円形になっている。このため、発光面７２から放たれる光は、方形の中に円形の遮光領域６５を有する中抜きドット状のスポット光になる。
【００３７】
ところで、測距センサー上では、複数のスポット光が重なるように投影する方が、検出精度が高くなる。この場合、重なるように分光するには、分光プリズムの分割数が多くなり、光量が低下する不都合がある。そこで、図１７、及び図１８では、4個の発光部６０を一体的に取り付けた発光ユニット８０を用いている。
【００３８】
発光ユニット８０は、発光部６０を方形の取付け板８１の角部にそれぞれ取り付けた形態になっており、取付け板８１の対角線が水平及び垂直に沿う姿勢で固定される。発光部６０は、図１２で説明したものと同じであり、輪郭方形の中に円形の遮光領域６５をもつスポット光６４を発光する。この発光部６０も、輪郭方形の対角線が水平及び垂直に沿う姿勢で取付け板８１に固定されている。
【００３９】
受光面１８ａには、図１９に示すように、９点の測距センサー８４〜９２を有している。中央の測距センサー８４はラインセンサーを十字に組み合わせた十字センサーを、上下測距センサー８５，８６は長手方向を横に合わせたラインセンサーを、左右測距センサー８７〜８９、９０〜９２は長手方向を縦に合わせたラインセンサーをそれぞれ使用している。
【００４０】
４個の発光部６０は、中抜きドット状のスポット光６４を十字方向に４個配列した４ドットパターンを投光する。垂直分光プリズムは、図２０に示すように、４ドットパターン９３を一部が重なるように垂直方向に４個分光するとともに、４個ひと纏まりの組パターン９４を、図２１に示すように、垂直方向に３列分光して、上方の横センサー８５、中央の十字センサー８４、及び下方の横センサー８６上に隙間無く並ぶように投影する。
【００４１】
なお、水平分割プリズムも、詳しくは図２２（Ａ）に示すように、４ドットパターン９３を一部が重なるように水平方向に４個分光するとともに、４個ひと纏まりの組パターン９６を、図２１に示したように、水平方向に６行分光して、左右に３個ずつ配置した計６個の縦センサー８７〜９２上に隙間無く並ぶようにそれぞれ投影する。
【００４２】
また、図２１では、撮影レンズをワイド端に変倍したときの焦点検出用パターンを記載している。この焦点検出用パターンは、他の焦点距離、例えば、テレ端のときもセンサー８４〜９２の範囲をカバーするように投影される。
【００４３】
組パターン９６は、図２２（Ａ）に示したように、縦センサー８５の長手方向の中央で多く、その周辺では少なくなるように重なっている。縦センサー８５上での照度は、同図（Ｂ）に示すように、中央に２つのピーク照度９７が、またその両側に二番目のピーク照度９８がそれぞれ得られる。大小のピークを交互に作ることで検出精度を高めることができる。
【００４４】
また、図２１に示す状態はワイド端の変倍位置を示しており、撮影レンズ１１がテレ側に変倍されると、中央を基準にして、測距センサーに照射される焦点検出用の投影パターンが拡大される。この場合でも、４個ひと纏まりの組パターン９４，９６を垂直及び水平方向に隙間無く並べているため、確実に検出することができる。
【００４５】
図２３及び図２４に示す発光ユニット１００は、方形をした６個の発光部１０１〜１０６を一体的に設けてなる。発光部１０１〜１０６は、発光面積の大きい２個の発光部１０１，１０２を縦（垂直）に並べた縦発光部列１０７と、前記発光部１０１，１０２よりも発光面積が小さい４個の発光部１０３〜１０６を横（水平）に並べた横発光部列１０８とからなる。
【００４６】
各発光部１０１〜１０６は、発光領域（ハッチングを施した領域）１０９の輪郭が方形をしており、一方の対角線を水平に沿わせた姿勢で方形をした基板９９に実装されている。
【００４７】
縦発光部列１０７の各発光部１０１，１０２は、発光領域１０９に対して遮光領域（クロスハッチングを施した領域）１１０がサイコロの五の目の位置の５カ所にそれぞれ円形で形成されており、周囲４個の遮光領域１１０ａよりも中央の遮光領域１１０ｂの面積が大きくなっている。
【００４８】
横発光部列１０８の各発光部１０３〜１０６は、発光領域（ハッチングを施した領域）１１１に対して遮光領域（クロスハッチングを施した領域）１１２が中央１個に円形で形成されている。この横発光部列１０８は、縦発光部列１０７を構成する２つの発光部１０１，１０２の間を交差するように配されている。勿論、各発光部１０１〜１０６は、遮光領域１１０，１１２よりも発光領域１０９，１１１の面積が大きくなっていることは言うまでもない。
【００４９】
このように、大きさの異なるドット状の光の列を組み合わせたパターン１１３は、図９で説明した垂直分光プリズム４９により、垂直方向で一部が重なるように分光される。図２５に示す例では、前記パターン１１３を垂直方向に、縦発光部列１０７を構成する下側の発光部１０２から発光されるドット状の光と、上側の発光部１０１から発光されるドット状の光とが重なるように、例えば５行１列に分光する垂直分光プリズム４９を使用して、垂直パターン列１１４を作っている。
【００５０】
また、発光ユニット１００から発光されるドット状の光を組み合わせたパターン１１３は、図９で説明した水平分光プリズム５０により、水平方向で一部が重なるように分光される。図２６に示す例では、前記パターン１１３を水平方向に、横発光部列１０８を構成する４個の発光部１０３〜１０６のうちの右又は左側の２個の発光部から発光されるドット状の光が重なるように、例えば中央を挟んだ左右に４列５列ずつ分光する水平分光プリズム５０を使用して、水平パターン列１１５を作っている。
【００５１】
これにより、十字測距センサー１１６、及び上下左右測距センサー１１７〜１２４上には、図２７に示すように、中央に５行１列で並ぶ垂直パターン列１１４と、左右に４列５行ずつ並んだ水平パターン列１１５とが各センサー１１６〜１２４の長手方向に密に並んで投影される。
【００５２】
なお、上記実施形態では、発光部を縦に２個、及び横に５個並べた発光ユニットとして説明しているが、本発明ではこれに限らず、縦横に並べる数は複数あればよい。また、発光部を配列する２方向としては、縦及び横方向に限らず、例えば斜めと縦方向としてもよい。また、発光部を配列する方向は、２方向に限らず、斜めにクロスする２方向と縦方向との３方向であってもよい。
【００５３】
また、上記各実施形態では、分光プリズムを用いているが、分光プリズムの代わりに、フライアイレンズ等を用いてもよい。また、受光面１８ａに設けた中央以外のラインセンサーを、長手方向が受光面１８ａの対角線と略平行になるように配置してもよい。この場合、長手方向に沿ってスポット光を並べて投影させればよい。また、白色光のＬＥＤについて説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、人間の眼に対して眩しく感じにくい赤色ＬＥＤ等を採用することも可能である。
【００５４】
さらに、本発明の補助光投影装置は、デジタルカメラに限らず、写真用カメラやデジタルビデオカメラ等にも適用することができる。さらに、発光部の構成も上述した構成に限定されるものではなく、適宜変更が可能である。また、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。
【符号の説明】
【００５５】
１６，４７，４８，５３，５４ 補助光投影部
２４，５１，５２，６０，１０１〜１０６ 発光部
２５ 投影レンズ
２６ 分光プリズム
３７ スポット光
８０，１００ 発光ユニット
９４，９６ 組パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
焦点検出用パターンを被写体に投影する投影装置において、
ドット状の光を発光する発光部と、
前記発光部から発光されたドット状の光を分光して所定の方向に配列する光学部材と、を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項２】
請求項１記載の投影装置において、
前記光学部材は、前記ドット状の光を、被写体から反射された前記焦点検出用パターンを検出する焦点検出部が有するセンサーの長手方向に沿って配列するように分光することを特徴とする投影装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の投影装置において、
前記ドット状の光は、輪郭が方形になっていることを特徴とする投影装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の投影装置において、
前記ドット状の光は、輪郭の内部に遮光領域を有する中抜けドット状の光になっていることを特徴とする投影装置。
【請求項５】
請求項４記載の投影装置において、
前記遮光領域は、前記遮光領域以外の発光領域の面積よりも小さくなっていることを特徴とする投影装置。
【請求項６】
請求項３ないし５いずれか１項に記載の投影装置において、
前記ドット状の光は、対角線を水平に沿わせた向きになっていることを特徴とする投影装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか1項に記載の投影装置において、
前記発光部を複数設けた発光ユニットを備えていることを特徴とする投影装置。
【請求項８】
請求項７に記載の投影装置において、
前記発光ユニットは、発光面積が異なる複数の発光部を設けていることを特徴とする投影装置。
【請求項９】
請求項８項に記載の投影装置において、
前記発光ユニットは、前記ドット状の光を組み合わせたパターンが異なるように、前記複数の発光部を前記発光面積の種類毎に並べて設けた複数の発光部列で構成されていることを特徴とする投影装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれか１項に記載の投影装置において、
前記光学部材は、前記ドット状の光を分光して垂直方向に配列する垂直分光光学部材と、前記ドット状の光を分光して水平方向に配列する水平分光光学部材とを備えること特徴とする投影装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項に記載の投影装置において、
前記ドット状の光を投光する第１発光部と、前記ドット状の光を垂直方向に分光して縦に並べる垂直分光光学部材と、からなる第１の投影部と、
前記ドット状の光を投光する第２発光部と、前記ドット状の光を水平方向に分光して横に並べる水平分光光学部材と、からなる第２の投影部と、
を備えていることを特徴とする投影装置。
【請求項１２】
自動焦点検出装置を備えたカメラに装着され、前記カメラからの動作指示により閃光発光する閃光装置であって、
請求項１ないし１１いずれか１項に記載の投影装置を搭載したことを特徴とする閃光装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１いずれか１項に記載の投影装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
【請求項１】
焦点検出用パターンを被写体に投影する投影装置において、
ドット状の光を発光する発光部と、
前記発光部から発光されたドット状の光を分光して所定の方向に配列する光学部材と、を備えることを特徴とする投影装置。
【請求項２】
請求項１記載の投影装置において、
前記光学部材は、前記ドット状の光を、被写体から反射された前記焦点検出用パターンを検出する焦点検出部が有するセンサーの長手方向に沿って配列するように分光することを特徴とする投影装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の投影装置において、
前記ドット状の光は、輪郭が方形になっていることを特徴とする投影装置。
【請求項４】
請求項１ないし３いずれか１項に記載の投影装置において、
前記ドット状の光は、輪郭の内部に遮光領域を有する中抜けドット状の光になっていることを特徴とする投影装置。
【請求項５】
請求項４記載の投影装置において、
前記遮光領域は、前記遮光領域以外の発光領域の面積よりも小さくなっていることを特徴とする投影装置。
【請求項６】
請求項３ないし５いずれか１項に記載の投影装置において、
前記ドット状の光は、対角線を水平に沿わせた向きになっていることを特徴とする投影装置。
【請求項７】
請求項１ないし６いずれか1項に記載の投影装置において、
前記発光部を複数設けた発光ユニットを備えていることを特徴とする投影装置。
【請求項８】
請求項７に記載の投影装置において、
前記発光ユニットは、発光面積が異なる複数の発光部を設けていることを特徴とする投影装置。
【請求項９】
請求項８項に記載の投影装置において、
前記発光ユニットは、前記ドット状の光を組み合わせたパターンが異なるように、前記複数の発光部を前記発光面積の種類毎に並べて設けた複数の発光部列で構成されていることを特徴とする投影装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９いずれか１項に記載の投影装置において、
前記光学部材は、前記ドット状の光を分光して垂直方向に配列する垂直分光光学部材と、前記ドット状の光を分光して水平方向に配列する水平分光光学部材とを備えること特徴とする投影装置。
【請求項１１】
請求項１ないし１０いずれか１項に記載の投影装置において、
前記ドット状の光を投光する第１発光部と、前記ドット状の光を垂直方向に分光して縦に並べる垂直分光光学部材と、からなる第１の投影部と、
前記ドット状の光を投光する第２発光部と、前記ドット状の光を水平方向に分光して横に並べる水平分光光学部材と、からなる第２の投影部と、
を備えていることを特徴とする投影装置。
【請求項１２】
自動焦点検出装置を備えたカメラに装着され、前記カメラからの動作指示により閃光発光する閃光装置であって、
請求項１ないし１１いずれか１項に記載の投影装置を搭載したことを特徴とする閃光装置。
【請求項１３】
請求項１ないし１１いずれか１項に記載の投影装置を搭載したことを特徴とするカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公開番号】特開２０１２−５８７２０（Ｐ２０１２−５８７２０Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９９０８５（Ｐ２０１１−９９０８５）
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２７日（２０１１．４．２７）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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