JP2014115497A - 補助光投影装置、閃光装置、及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】自動焦点検出用パターンの、焦点距離の変化に対するロバスト性を向上させる技術を提供する。
【解決手段】補助光投影部３２（補助光投影装置）は、焦点検出部１６（自動焦点検出装置）を備えたカメラ１０（撮像装置）に装着され、焦点検出部１６が自動焦点検出を行うための補助光としての自動焦点検出用パターンPを被写体Fに投影するものである。自動焦点検出用パターンPは、粗パターン領域Prと、粗パターン領域Prよりも密な中パターン領域Pmと、中パターン領域Pmよりも密な密パターン領域Pcと、を含む。自動焦点検出用パターンPにおいて、粗パターン領域Prの中心座標prcと、中パターン領域Pmの中心座標pmcと、密パターン領域Pcの中心座標pccと、は、カメラ１０の撮影レンズ２０（撮像光学系）と、補助光投影部３２の投影系と、の視差を考慮して相互に離れている。
【選択図】図３

Description

本発明は、補助光投影装置、閃光装置、及びカメラに関する。

この種の技術として、特許文献１は、自動焦点検出装置を備えたカメラに装着または内蔵され、補助光として焦点検出用パターンを被写体に投影し、この被写体で反射された焦点検出用パターンを自動焦点検出装置に検出させる補助光投影装置を開示している。この焦点検出用パターンは、撮影画面の中央付近において密となり、それ以外の領域において粗となっている。これにより、広角又は望遠の何れのレンズを使用した場合でも、測距エリアと焦点検出用パターンとの関係を適切にすることができるため、常に正確な自動焦点検出ができるとしている。

特開２０１０−８６８９号公報

ところで、補助光投影装置は撮影レンズから離れた位置に配置されているので、焦点検出用パターン内で、測距エリアは焦点距離に応じて移動してしまう。従って、上記特許文献１の焦点検出用パターンを採用すると、焦点距離が大きい場合、測距エリアの中心が焦点検出用パターンの密な領域から外れてしまい、結果、補助光投影による自動焦点検出の精度が十分には確保できない場合があった。

本発明の目的は、自動焦点検出用パターンの、焦点距離の変化に対するロバスト性を向上させる技術を提供することにある。

本発明の第１の観点によれば、自動焦点検出装置を備えた撮像装置に装着され又は内蔵されて、前記自動焦点検出装置が自動焦点検出を行うための補助光としての自動焦点検出用パターンを被写体に投影する補助光投影装置であって、前記自動焦点検出用パターンは、粗パターン領域と、前記粗パターン領域よりも密な密パターン領域と、を含み、前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記粗パターン領域の中心座標と、前記密パターン領域の中心座標と、は、前記撮像装置の撮像光学系と、前記補助光投影装置の投影系と、の視差を考慮して離れている、補助光投影装置が提供される。
本発明の第２の観点によれば、自動焦点検出装置を備えた撮像装置に装着され又は内蔵されて、前記自動焦点検出装置が自動焦点検出を行うための補助光としての自動焦点検出用パターンを被写体に投影する補助光投影装置であって、前記自動焦点検出用パターンは、粗パターン領域と、前記粗パターン領域よりも密な中パターン領域と、前記中パターン領域よりも密な密パターン領域と、を含み、前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記粗パターン領域の中心座標と、前記中パターン領域の中心座標と、前記密パターン領域の中心座標と、は、前記撮像装置の撮像光学系と、前記補助光投影装置の投影系と、の視差を考慮して相互に離れている、補助光投影装置が提供される。
本発明の第３の観点によれば、前記撮像装置に装着され、前記撮像装置からの動作指示に基づいて閃光発光する閃光装置であって、前記補助光投影装置を搭載した、閃光装置が提供される。
本発明の第４の観点によれば、前記補助光投影装置を搭載した撮像装置が提供される。

本発明によれば、自動焦点検出用パターンの、焦点距離の変化に対するロバスト性が向上する。

図1は、閃光装置が搭載されたカメラの機能ブロック図である。 図2は、閃光装置が搭載されたカメラの正面図である。 図3は、自動焦点検出用パターンである。 図4は、広角側にズームした様子をイメージした平面図である。 図5は、広角側にズームした際の、投影系からの被写体の見え方をイメージした図である。 図6は、望遠側にズームした様子をイメージした平面図である。 図7は、望遠側にズームした際の、投影系からの被写体の見え方をイメージした図である。 図8は、補助光投影部を内蔵したカメラの正面図である。

以下、図１〜図７を参照して、本発明の実施形態を説明する。

図１において、カメラ１０（撮像装置）は、例えば、撮像光学系である撮影レンズ２０が着脱可能に構成された一眼レフカメラである。なお、カメラ１０は、一眼レフカメラに代えて、コンパクトデジタルカメラであってもよい。カメラ１０は、クイックリターンミラー１１、サブミラー１２、シャッター１３、撮像素子１４、レンズマウント部１５、焦点検出部１６（自動焦点検出装置）、ＣＰＵ１７（Central Processing Unit）、およびホットシュー１８を備えている。

撮影レンズ２０は、レンズマウント部１５を介してカメラ１０に着脱可能であり、焦点距離の長い望遠レンズや、焦点距離の短い広角レンズ、あるいは焦点距離が可変なズームレンズなどが取り付けられる。以下の説明において、広角レンズ、望遠レンズという記載は、ズームレンズの広角側、望遠側を含むものとする。

レンズマウント部１５には、撮影レンズ２０側に設けられた接点部２０ａと電気的に接続可能な接点部１５ａが設けられている。

閃光装置３０は、本実施形態において外付けの閃光装置であり、シンクロ接点であるホットシュー１８を介してカメラ１０に取り付けられている。この閃光装置３０は、カメラ１０と関連付けられて販売される。閃光装置３０は、カメラ１０向けの専用品、又は、カメラ１０を含む複数のカメラ向けの共用品である。この閃光装置３０は、撮影時に被写体を照明するための閃光を発光する発光部３１、補助光となる自動焦点検出用パターンP（図３を併せて参照）を投影する補助光投影部３２（補助光投影装置）、およびＣＰＵ３３を備えている。

図２に示すように、本実施形態において閃光装置３０は、カメラ１０の正面から見たとき、撮影レンズ２０の左上方に搭載されている。従って、補助光投影部３２は、カメラ１０の正面から見たとき、撮影レンズ２０の左上方に位置している。

以上の構成で、撮影レンズ２０を介して入射された被写体の光は、クイックリターンミラー１１において図示しないファインダー系と焦点検出系に分割される。このうち、ファインダー系への光は、例えば、ファインダースクリーン、ペンタプリズム、および接眼レンズなどの光学系を介して撮影者が目視する図示しないファインダー部に導かれる。一方、焦点検出系への光はクイックリターンミラー１１を通過した後、サブミラー１２で反射され、焦点検出部１６へ入射する。

そして、ファインダー部に映し出された被写体像を見ながら撮影者が図示しないレリーズボタンを半押しすると、焦点検出部１６は、自動または手動により選択された図示しない測距エリアについて、入射した被写体光に基づいて自動で焦点検出を行い、この焦点検出情報に基づいて接点部１５ａ及び接点部２０ａを介して撮影レンズ２０を駆動して焦点調整を行う。

また、焦点検出部１６に入射した被写体光の輝度あるいはコントラストに関する情報、自動または手動により選択された測距エリアに関する情報等は、ＣＰＵ１７へ送られる。

ＣＰＵ１７では、被写体の輝度あるいはコントラストが低いと判断した場合には、閃光装置３０のＣＰＵ３３に動作指示信号を送信して、補助光投影部３２から被写体に向けて自動焦点検出用パターンPを投影させる。焦点検出部１６は、被写体から反射された自動焦点検出用パターンPを検出して、上記と同様にして自動で焦点検出を行い、この焦点検出情報に基づいて撮影レンズ２０を駆動して焦点調整を行う。

なお、被写体の輝度あるいはコントラストが低いか否かの判断は、閃光装置３０側のＣＰＵ３３が実行してもよい。

そして、撮影者により図示しないレリーズボタンが押下されると、ＣＰＵ１７はクイックリターンミラー１１およびサブミラー１２を撮影光路上から退避させ、シャッター１３を開く。これにより、撮影レンズ２０により結像した被写体像が例えばＣＣＤやＣＭＯＳなどで構成される撮像素子１４で撮像され、画像が取得されることになる。

次に、図３を参照して、本実施形態の自動焦点検出用パターンPについて詳しく説明する。

図３に示すように、自動焦点検出用パターンPは、粗パターン領域Pr、中パターン領域Pm、密パターン領域Pcを含んで構成されている。中パターン領域Pmは、粗パターン領域Prよりも密な自動焦点検出用パターンである。密パターン領域Pcは、中パターン領域Pmよりも密な自動焦点検出用パターンである。中パターン領域Pmは、粗パターン領域Prの内側に入れ子のように配置されている。密パターン領域Pcは、中パターン領域Pmの内側に入れ子のように配置されている。

図３において、粗パターン領域Prの外郭線prは、粗パターン領域Prの外郭を容易に把握できるよう、説明の便宜上描いた想像線である。同様に、中パターン領域Pmの外郭線pmは、中パターン領域Pmの外郭を容易に把握できるよう、説明の便宜上描いた想像線である。同様に、密パターン領域Pcの外郭線pcは、密パターン領域Pcの外郭を容易に把握できるよう、説明の便宜上描いた想像線である。

ここで、粗パターン領域Prの中心座標prcは、粗パターン領域Prの外郭線prに基づいて一義的に定まる粗パターン領域Prの中心座標とする。本実施形態では、粗パターン領域Prの外郭線prは正方形であるから、その中心座標prcは、正方形の２本の対角線の交点座標として一義的に定まる。

同様に、中パターン領域Pmの中心座標pmcは、中パターン領域Pmの外郭線pmに基づいて一義的に定まる中パターン領域Pmの中心座標とする。本実施形態では、中パターン領域Pmの外郭線pmは平行四辺形であるから、その中心座標pmcは、平行四辺形の２本の対角線の交点座標として一義的に定まる。

同様に、密パターン領域Pcの中心座標pccは、密パターン領域Pcの外郭線pcに基づいて一義的に定まる密パターン領域Pcの中心座標とする。本実施形態では、密パターン領域Pcの外郭線pcは平行四辺形であるから、その中心座標pccは、平行四辺形の２本の対角線の交点座標として一義的に定まる。

図３には、カメラ１０の撮影レンズ２０（撮像光学系）と、補助光投影部３２の投影系と、の視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線Eを描いている。エピポーラ線Eは、自動焦点検出用パターンPにおける、カメラ１０の撮影レンズ２０の光軸に相当する線である。

そして、本実施形態では、自動焦点検出用パターンPにおいて、粗パターン領域Prの中心座標prcと、中パターン領域Pmの中心座標pmcと、密パターン領域Pcの中心座標pccと、は、カメラ１０の撮影レンズ２０（撮像光学系）と、補助光投影部３２の投影系と、の視差を考慮して離れている。そして、自動焦点検出用パターンPにおいて、中パターン領域Pm及び密パターン領域Pcは、エピポーラ線Eに沿って細長く配置されている。また、自動焦点検出用パターンPにおいて、中パターン領域Pmの中心座標pmc及び密パターン領域Pcの中心座標pccは、エピポーラ線E近傍に位置している。具体的には、自動焦点検出用パターンPにおいて、中パターン領域Pmの中心座標pmc及び密パターン領域Pcの中心座標pccは、エピポーラ線E上に位置している。粗パターン領域Prの中心座標prc及び中パターン領域Pmの中心座標pmc、密パターン領域Pcの中心座標pccは、この順で、自動焦点検出用パターンPの右上の方に向かってエピポーラ線E上に並んでいる。

以上の自動焦点検出用パターンPによれば、自動焦点検出用パターンPの、焦点距離の変化に対するロバスト性が向上する。その理由を以下、図３〜図７を参照しつつ詳細に説明する。

図４及び図６には、被写体Fを示している。図４に示すように、被写体Fを広角側で撮像する際は、図５に示すように、自動焦点検出用パターンPの中で、自動焦点検出にとって有効に機能する範囲Q（測距エリアに相当。）は、自動焦点検出用パターンPの略全体となり、その範囲Qの中心は、自動焦点検出用パターンPの中心に略等しい。

これに対し、図６に示すように、被写体Fを望遠側で撮像する際は、図７に示すように、自動焦点検出用パターンPの中で、自動焦点検出にとって有効に機能する範囲Qは、自動焦点検出用パターンPの右上の狭い領域となる。

このように、自動焦点検出用パターンPの中で、自動焦点検出にとって有効に機能する範囲Qは、撮影レンズ２０の焦点距離の変化に応じて、留まることなく移動する。つまり、自動焦点検出用パターンPとして適切なパターン解像度とパターン位置（範囲Qの位置）は撮影レンズ２０の焦点距離に応じて変化する。

自動焦点検出用パターンPの中で、自動焦点検出にとって有効に機能する範囲Qの移動方向について言えば、図２に示す正面視で、補助光投影部３２が撮影レンズ２０の左上方に配置される場合、範囲Qは、(a)望遠になるにつれて自動焦点検出用パターンPの右上の方に移動し、(b)広角になるにつれて自動焦点検出用パターンPの左下の方に移動する。従って、この場合、図３に示すように、自動焦点検出用パターンPの右上の方に向かって自動焦点検出用パターンPが高解像度となり、自動焦点検出用パターンPの左下の方に向かって自動焦点検出用パターンPが低解像度となることが好ましい。

仮に、図２に示す正面視で、補助光投影部３２が撮影レンズ２０の右上方に配置される場合、範囲Qは、(a)望遠になるにつれて自動焦点検出用パターンPの左上の方に移動し、(b)広角になるにつれて自動焦点検出用パターンPの右下の方に移動する。従って、この場合、自動焦点検出用パターンPの左上の方に向かって自動焦点検出用パターンPが高解像度となり、自動焦点検出用パターンPの右下の方に向かって自動焦点検出用パターンPが低解像度となることが好ましい。

そして、自動焦点検出時における上記の範囲Q（測距エリア）がエピポーラ線E上を焦点距離に応じて移動することに鑑み、図３において密パターン領域Pcや中パターン領域Pmをエピポーラ線Eに沿って配置したり、更に言えば、密パターン領域Pcの中心座標pcc及び中パターン領域Pmの中心座標pmcをエピポーラ線E近傍、好ましくはエピポーラ線E上に配置することで、望遠側にズームした場合に拡大される部分がピンポイントに高解像度となることができる。この結果、自動焦点検出用パターンPの、焦点距離の変化に対するロバスト性が向上している。

以上に、本発明の好適な実施形態を説明したが、上記実施形態は、以下の特長を有する。

（１，４）補助光投影部３２（補助光投影装置）は、焦点検出部１６（自動焦点検出装置）を備えたカメラ１０（撮像装置）に装着され、焦点検出部１６が自動焦点検出を行うための補助光としての自動焦点検出用パターンPを被写体Fに投影するものである。自動焦点検出用パターンPは、粗パターン領域Prと、粗パターン領域Prよりも密な中パターン領域Pmと、中パターン領域Pmよりも密な密パターン領域Pcと、を含む。自動焦点検出用パターンPにおいて、粗パターン領域Prの中心座標prcと、中パターン領域Pmの中心座標pmcと、密パターン領域Pcの中心座標pccと、は、カメラ１０の撮影レンズ２０（撮像光学系）と、補助光投影部３２の投影系と、の視差を考慮して相互に離れている。以上の構成によれば、撮影レンズ２０の焦点距離の変化に伴う測距エリアの移動を踏まえた自動焦点検出用パターンPが実現される。この結果、自動焦点検出用パターンPの、焦点距離の変化に対するロバスト性が向上する。

（２，５）自動焦点検出用パターンPにおいて、中パターン領域Pm及び密パターン領域Pcは、視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線Eに沿って細長く配置されている。以上の構成によれば、撮影レンズ２０の焦点距離の変化に伴う測距エリアの移動を反映した自動焦点検出用パターンPが実現される。

（３，６）自動焦点検出用パターンPにおいて、中パターン領域Pmの中心座標pmc及び密パターン領域Pcの中心座標pccは、視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線E近傍に位置している。以上の構成によれば、撮影レンズ２０の焦点距離の変化に伴う測距エリアの移動を強力に反映した自動焦点検出用パターンPが実現される。

以上に、本発明の好適な実施形態を説明したが、補助光投影部３２は、図８に示すようにカメラ１０に内蔵されていてもよい。

１０ カメラ
２０ 撮影レンズ
３２ 補助光投影部
P 自動焦点検出用パターン
Pr 粗パターン領域
Pm 中パターン領域
Pc 密パターン領域
prc 中心座標
pmc 中心座標
pcc 中心座標
E エピポーラ線
Q 範囲
F 被写体

Claims (8)

1. 自動焦点検出装置を備えた撮像装置に装着され又は内蔵されて、前記自動焦点検出装置が自動焦点検出を行うための補助光としての自動焦点検出用パターンを被写体に投影する補助光投影装置であって、
   前記自動焦点検出用パターンは、粗パターン領域と、前記粗パターン領域よりも密な密パターン領域と、を含み、
   前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記粗パターン領域の中心座標と、前記密パターン領域の中心座標と、は、前記撮像装置の撮像光学系と、前記補助光投影装置の投影系と、の視差を考慮して離れている、
   補助光投影装置。
2. 請求項１に記載の補助光投影装置であって、
   前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記密パターン領域は、前記視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線に沿って細長く配置されている、
   補助光投影装置。
3. 請求項１又は２に記載の補助光投影装置であって、
   前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記密パターン領域の中心座標は、前記視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線近傍に位置している、
   補助光投影装置。
4. 自動焦点検出装置を備えた撮像装置に装着され又は内蔵されて、前記自動焦点検出装置が自動焦点検出を行うための補助光としての自動焦点検出用パターンを被写体に投影する補助光投影装置であって、
   前記自動焦点検出用パターンは、粗パターン領域と、前記粗パターン領域よりも密な中パターン領域と、前記中パターン領域よりも密な密パターン領域と、を含み、
   前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記粗パターン領域の中心座標と、前記中パターン領域の中心座標と、前記密パターン領域の中心座標と、は、前記撮像装置の撮像光学系と、前記補助光投影装置の投影系と、の視差を考慮して相互に離れている、
   補助光投影装置。
5. 請求項４に記載の補助光投影装置であって、
   前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記中パターン領域及び前記密パターン領域は、前記視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線に沿って細長く配置されている、
   補助光投影装置。
6. 請求項４又は５に記載の補助光投影装置であって、
   前記自動焦点検出用パターンにおいて、前記中パターン領域の中心座標及び前記密パターン領域の中心座標は、前記視差に基づいて一義的に定まるエピポーラ線近傍に位置している、
   補助光投影装置。
7. 前記撮像装置に装着され、前記撮像装置からの動作指示に基づいて閃光発光する閃光装置であって、
   請求項１〜６の何れかに記載の前記補助光投影装置を搭載した、
   閃光装置。
8. 請求項１〜６の何れかに記載の前記補助光投影装置を搭載した撮像装置。

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