JP2004343502A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】調光精度を向上させることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】ストロボ１４を発光する場合には、被写体までの距離に応じて、リフレクタ駆動部６２により、ストロボ１４の発光光を反射して集光させるためにストロボ１４の後方に設けられているリフレクタ７２を回転させることにより、リフレクタ７２の反射面積を増減してストロボ１４の光放射範囲角度を調整する。また、遮光板駆動部６４により、調光センサ１５に光を入射させるために大小２つ開口が設けられた遮光板８０を回転させて、調光センサ１５に光を入射させるために用いる開口を切換えることで、開口面積の増減して調光センサ１５の光検出範囲角度を調整する。具体的には、被写体までの距離が大きくなるほど、光放射範囲角度及び光検出範囲角度を広げる。これにより、被写体までの距離に応じて、ストロボ１４及び調光センサ１５の指向特性を好適に調整することができる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に係わり、特に、被写体に光を照射するために発光するストロボと、前記被写体に照射されて反射された光を検出する検出手段と、撮影時に予め定められた条件である場合に前記ストロボの発光を開始し、このときの前記検出手段による検出光量を積分していき、積分された検出光量が予め定められた所定値となったら、前記ストロボの発光を停止する発光制御手段と、を備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ、電荷結合素子）、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージ・センサ等の撮像素子の高解像度化に伴い、デジタルカメラの需要が急増している。
【０００３】
ところで、このようなデジタルカメラや、銀塩写真式のカメラ等の撮像装置では、被写体が暗い場合に対処するためにストロボを内蔵したものが多く、この種の撮像装置では、ストロボの発光量を被写体の明るさに応じた適切なものに調整する（以下、「調光」という。）ための制御を高精度に行うために様々な工夫が施されている。
【０００４】
このための一般的な技術として、従来、ストロボ発光時における被写体からの反射光を検出するための調光センサを設けると共に、カメラの外装部に当該調光センサの受光領域に被写体からの光を案内するための覗き窓を設けておき、ストロボ発光時に被写体からの反射光を当該調光センサで受光して受光光量を積分していき、これが適正なレベルとなった時点でストロボの発光を停止する技術があった。
【０００５】
しかしながら、この技術では、撮影される被写体の範囲（以下、「撮影範囲」という。）と、被写体からの光が覗き窓に入射される被写体の範囲（以下、「調光範囲」という。）とが異なる場合があった。この場合、調光センサでは被写体からの反射光を正確に検出することができず、高精度な調光を行うことができないことがあった。
【０００６】
このため、従来より、調光センサである受光素子の水平方向の受光範囲を、撮影範囲の中央を中心として撮影画面の水平方向の長さの４０％以上、８５％以下に相当させる技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。受光範囲を４０％以上に設定することで、特に近距離の被写体を撮影する際の撮影範囲内からの反射光を受光素子に入射させることができ、８５％以下に設定することで、特に遠距離の被写体を撮影する際に撮影範囲外からの反射光の受光素子への入射を防止することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３０５６００号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、被写体が遠距離になる程、ストロボ光の被写体への到達光量が減少するため、従来技術のようにいくら調光センサに工夫を施しても、調光センサのＳ／Ｎが低下して、高精度な調光を行うことができなくなり、被写体がさらに遠距離になると、ストロボ光が被写体に到達せず、調光不能になってしまうという問題があった。
【０００９】
また、従来技術では、調光範囲を規定する受光範囲が固定であるため、被写体が近距離になる程、調光範囲と撮影範囲とのズレが大きくなって、被写体とならない物体からの反射光を調光センサで検出する可能性が高くなり、近距離撮影時の調光精度にも限界があった。
【００１０】
本発明は上記問題点を解消するためになされたもので、調光精度を向上させることができる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、被写体に光を照射するために発光するストロボと、前記被写体に照射されて反射された光を検出する検出手段と、撮影時に予め定められた条件である場合に前記ストロボの発光を開始し、このときの前記検出手段による検出光量を積分していき、積分された検出光量が予め定められた所定値となったら、前記ストロボの発光を停止する発光制御手段と、を備えた撮像装置において、前記被写体までの距離を示す距離情報を取得する取得手段と、前記ストロボの光放射の指向特性を調整する第１の調整手段と、前記検出手段の光検出の指向特性を調整する第２の調整手段と、前記ストロボの発光の際に、前記取得手段により取得された前記距離情報に基づいて、前記第１の調整手段及び第２の調整手段の動作を制御する制御手段と、を設けたことを特徴としている。
【００１２】
請求項１に記載の発明によれば、撮像装置では、撮像時に予め定められた条件、例えば周辺光量が所定値以下であり光量不足である場合や、強制発光が指示された場合に、発光制御手段によりストロボの発光が開始される。このストロボの発光光の被写体からの反射光が検出手段により検出され、発光制御手段では、この検出手段による検出光量を積分し、積分された検出光量が所定値となったら、ストロボの発光を停止する。
【００１３】
このようなストロボの発光に際して、取得手段により、撮影される被写体までの距離を示す距離情報が取得され、この取得情報が示す距離に基づいて、制御手段により、第１、第２の調整手段を動作させて、ストロボによる光放射の指向特性及び検出手段による光検出の指向特性が調整される。なお、ここで言う指向特性とは、光の放射又は検出可能な範囲角度や最大光量が得られる方向などが含まれる。
【００１４】
すなわち、制御手段の制御により、被写体までの距離に応じて、ストロボによる光放射の指向特性及び検出手段による光検出の指向特性が好適になるように調整可能であるので、従来よりも調光精度を向上させることができる。
【００１５】
具体的には、上記の撮像装置においては、請求項２に記載に記載されているように、前記制御手段は、前記距離情報が示す距離が大きくなるほど、前記ストロボの光放射範囲角度及び前記検出手段の光検出範囲角度を狭めるように制御するとよい。
【００１６】
このようにストロボの光放射範囲角度を狭めることで、ストロボ光の到達距離が長くなり、遠距離の被写体にストロボ光を照射させることができる。また、検出手段の光検出範囲角度を狭めることで、被写体以外からのストロボ光の反射光を誤って検出してしまうのを防止することができる。
【００１７】
また、上記の撮像装置においては、請求項３に記載されているように、前記制御手段は、前記距離情報が示す距離が小さくなるほど、前記検出手段の光検出方向の撮影光軸との交差位置が近づくように制御するとよい。
【００１８】
このように検出手段の光検出方向と撮影光軸との交差位置とを近づけることで、該光検出方向を撮影範囲中央部に近づくように偏らせることができ、近距離撮影時の撮影範囲と調光範囲とのズレを小さくすることができる。この結果として、より調光精度を向上させることができる。
【００１９】
また、上記の撮像装置においては、請求項４に記載されているように、前記第１の調整手段が、前記ストロボの発光により該ストロボから前記被写体方向と異なる方向へ出力された光を、前記被写体方向へ集光させるべく反射面が湾曲された反射部材と、前記光を反射する前記反射面の面積を調整する反射面積調整手段と、を有するように構成するとよい。
【００２０】
これにより、ストロボが発光された場合に、反射面が湾曲された反射部材により、ストロボから被写体方向と異なる方向へ出力した光が反射されることで、被写体方向へ集光された光を出力することができる。このような反射部材では、ストロボの出力光を反射させる反射面の面積が多い程、より密に光を集光することができ、ストロボの光放射範囲角度が狭められる。反射面積調整手段では、このストロボの出力光を反射させる反射面の面積を調整（増減）させるので、ストロボの光放射範囲角度を拡縮することができる。
【００２１】
また、上記の撮像装置においては、請求項５に記載されているように、前記第２の調整手段が、前記検出手段の検出面前方に配設され、前記検出面に光を入射させるための開口が形成された遮光部材と、前記開口の面積を調整する開口面積調整手段と、を有するように構成するとよい。
【００２２】
これにより、検出手段では、遮光部材に形成された開口を通って入射した光のみを検出する。検出手段の光検出範囲角度はこの開口の面積が大きいと広くなり、開口の面積が小さいと狭くなる。開口面積調整手段では、この開口の面積を調整（増減）させるので、検出手段の光検出範囲角度を拡縮することができる。
【００２３】
この場合、請求項６に記載されているように、前記遮光部材に面積が異なる複数の開口が形成されており、前記開口面積調整手段は、前記検出手段の光軸上に位置する前記開口が切替わるように、前記遮光部材を移動させるようにすれば、開口面積を調整するための制御が容易である。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。まず、図１を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の外観上の構成を説明する。
【００２５】
デジタルカメラ１０の正面には、被写体像を結像させるためのレンズ１２と、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光を発するストロボ１４と、ストロボ１４により被写体に照射されかつ反射された光を検出するための調光センサ１５と、撮影する被写体の構図を決定するために用いられるファインダ１６と、が備えられている。また、デジタルカメラ１０の上面には、撮影を実行する際に押圧操作されるレリーズボタン（所謂シャッター）１８Ａと、電源スイッチ１８Ｂと、が備えられている。
【００２６】
なお、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０のレリーズボタン１８Ａは、中間位置まで押下される状態（以下、「半押し状態」という。）と、当該中間位置を超えた最終押下位置まで押下される状態（以下、「全押し状態」という。）と、の２段階の押圧操作が検出可能に構成されている。
【００２７】
そして、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン１８Ａを半押し状態にすることによりＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ、自動露出）機能が働いて露出状態（シャッタースピード、絞りの状態）が設定された後、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ、自動合焦）機能が働いて合焦制御され、その後、引き続き全押し状態にすると露光（撮影）が行われる。
【００２８】
一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ１６の接眼部と、撮影された被写体像やメニュー画面等を表示するための液晶ディスプレイ（以下、「ＬＣＤ」という。）２０と、撮影を行うモードである撮影モード及び被写体像をＬＣＤ２０に再生するモードである再生モードの何れかのモードに設定する際にスライド操作されるモード切替スイッチ１８Ｃと、が備えられている。
【００２９】
また、デジタルカメラ１０の背面には、十字カーソルボタン１８Ｄと、撮影時にストロボ１４を強制的に発光させるモードである強制発光モードを設定する際に押圧操作される強制発光スイッチ１８Ｅと、が更に備えられている。
【００３０】
なお、十字カーソルボタン１８Ｄは、ＬＣＤ２０の表示領域における上・下・左・右の４方向の移動方向を示す４つの矢印キー及び当該４つの矢印キーの中央部に位置された決定キーの合計５つのキーを含んで構成されている。
【００３１】
次に、図２を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の電気系の構成を説明する。
【００３２】
デジタルカメラ１０は、前述のレンズ１２を含んで構成された光学ユニット３０と、レンズ１２の光軸後方に配設された電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」という。）３２と、入力されたアナログ信号に対して各種のアナログ信号処理を行うアナログ信号処理部３４と、を含んで構成されている。
【００３３】
また、デジタルカメラ１０は、入力されたアナログ信号をデジタルデータに変換するアナログ／デジタル変換器（以下、「ＡＤＣ」という。）３６と、入力されたデジタルデータに対して各種のデジタル信号処理を行うデジタル信号処理部３８と、を含んで構成されている。
【００３４】
なお、デジタル信号処理部３８は、所定容量のラインバッファを内蔵し、入力されたデジタルデータを後述するメモリ４４Ｂの所定領域に直接記憶させる制御も行う。
【００３５】
ＣＣＤ３２の出力端はアナログ信号処理部３４の入力端に、アナログ信号処理部３４の出力端はＡＤＣ３６の入力端に、ＡＤＣ３６の出力端はデジタル信号処理部３８の入力端に、各々接続されている。従って、ＣＣＤ３２から出力された被写体像を示すアナログ信号はアナログ信号処理部３４によって所定のアナログ信号処理が施され、ＡＤＣ３６によってデジタル画像データに変換された後にデジタル信号処理部３８に入力される。
【００３６】
一方、デジタルカメラ１０は、被写体像やメニュー画面等をＬＣＤ２０に表示させるための信号を生成してＬＣＤ２０に供給するＬＣＤインタフェース４０と、デジタルカメラ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）４２と、ＣＰＵ４２により実行される各種制御プログラムやデータが予め格納されたＲＯＭメモリ４４Ａ、撮影により得られたデジタル画像データ等を記憶するＲＡＭメモリ４４Ｂと、メモリ４４Ａ、４４Ｂに対するアクセスの制御を行うメモリインタフェース４６Ａ、４６Ｂと、を含んで構成されている。
【００３７】
更に、デジタルカメラ１０は、可搬型のメモリカード４８をデジタルカメラ１０でアクセス可能とするための外部メモリインタフェース５０と、デジタル画像データに対する圧縮処理及び伸張処理を行う圧縮・伸張処理回路５２と、を含んで構成されている。
【００３８】
なお、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、メモリ４４ＢとしてＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ ＲＡＭ）が用いられ、メモリカード４８としてスマートメディア（Ｓｍａｒｔ Ｍｅｄｉａ（Ｒ））が用いられている。
【００３９】
デジタル信号処理部３８、ＬＣＤインタフェース４０、ＣＰＵ４０、メモリインタフェース４６、外部メモリインタフェース５０、及び圧縮・伸張処理回路５２はシステムバスＢＵＳを介して相互に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、デジタル信号処理部３８及び圧縮・伸張処理回路５２の作動の制御、ＬＣＤ２０に対するＬＣＤインタフェース４０を介した各種情報の表示、メモリ４４Ｂ及びメモリカード４８へのメモリインタフェース４６Ｂ及び外部メモリインタフェース５０を介したアクセスを各々行うことができる。
【００４０】
一方、デジタルカメラ１０には、主としてＣＣＤ３２を駆動させるためのタイミング信号を生成してＣＣＤ３２に供給するタイミングジェネレータ５４が備えられており、ＣＣＤ３２の駆動はＣＰＵ４０によりタイミングジェネレータ５４を介して制御される。
【００４１】
更に、デジタルカメラ１０にはモータ駆動部５６が備えられており、光学ユニット３０に備えられた図示しない焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータの駆動もＣＰＵ４０によりモータ駆動部５６を介して制御される。
【００４２】
すなわち、本実施の形態に係るレンズ１２はフォーカスレンズを含む複数枚のレンズを有し、焦点距離の変更（変倍）が可能なズームレンズとして構成されており、図示しないレンズ駆動機構を備えている。このレンズ駆動機構に上記焦点調整モータ、ズームモータ及び絞り駆動モータは含まれるものであり、これらのモータは各々ＣＰＵ４０の制御によりモータ駆動部５６から供給された駆動信号によって駆動される。
【００４３】
更に、前述のレリーズボタン１８Ａ、電源スイッチ１８Ｂ、モード切替スイッチ１８Ｃ、十字カーソルボタン１８Ｄ、及び強制発光スイッチ１８Ｅ（同図では、「操作部１８」と総称。）はＣＰＵ４０に接続されており、ＣＰＵ４０は、これらの操作部１８に対する操作状態を常時把握できる。
【００４４】
また、デジタルカメラ１０には、ストロボ１４とＣＰＵ４０との間に介在されると共に、ＣＰＵ４０の制御によりストロボ１４の発光を制御するストロボ発光制御部６０が備えられている。
【００４５】
ストロボ発光制御部６０は、調光センサ１５と接続されている。調光センサ１５にはフォトダイオードが用いられ、調光センサ１５では、受光面に入射した光を受光して光電変換し、受光量を表す信号を出力する。ストロボ発光制御部６０には、この調光センサ１５の出力信号が入力される。
【００４６】
ストロボ発光制御部６０は、本発明の発光制御手段として機能するものである。詳しくは、ストロボ発光制御部６０は、昇圧充電回路（図示省略）を備えており、この昇圧充電回路では、ストロボ１４を発光させるために、デジタルカメラ１０の各部に駆動用の電力を供給する不図示の電源部から該昇圧充電回路に供給された電力を昇圧して充電する。なお、この充電は、ストロボ１４の発光が停止されている所定のタイミングで行われる。
【００４７】
ストロボ発光制御部６０は、ＣＰＵ４０によりストロボ発光が指示されると、昇圧充電回路により充電された電力をストロボ１４に供給して、ストロボ１４を発光させる。これと同時に、ストロボ発光制御部６０は、調光センサ１５からの出力信号に応じて調光センサ１５による受光光量の積分を開始し、この積分結果が予め定められた適正なレベルとなった時点でストロボ１４の発光を停止する。
【００４８】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、ＣＰＵ４０と接続され、ＣＰＵ４０により駆動が制御されるリフレクタ駆動部６２を備えている。このリフレクタ駆動部６２は、本発明の反射面積調整手段として機能するものである。
【００４９】
具体的には、本実施の形態では、一例として、リフレクタ駆動部６２は、図３に示すように、シャフト７０によって軸支され且つキセノン管であるストロボ１４の後方に反射部材として配設されたリフレクタ７２を矢印Ａ方向に揺動可能にされている。すなわち、図３は、リフレクタ駆動部６２及びリフレクタ７２により本発明の第１の調整手段を構成した例である。
【００５０】
リフレクタ７２は、一方の表面に反射面７２Ａが形成された反射板を、その長手方向をキセノン管であるストロボ１４の軸線方向に一致させ、且つ短手方向をキセノン管の後方周面に対向するように、所定の曲率半径で湾曲させて形成されている。リフレクタ７２は、ストロボ１４が発光された際に、ストロボ１４から後方など被写体方向外に出力された光を反射面７２Ａにより反射させて、略被写体方向へ進行する光に変換する。これにより、ストロボ１４の発光光を集光して被写体に照射することができる。
【００５１】
また、ストロボ１４の下方には、遮光部材７４が配設されており、この遮光部材７４の前方側の端部は、反射面７２Ａの湾曲の一部を収容可能にすべく略Ｕ字型に湾曲されて、空間７６が形成されている。反射面７２Ａのこの空間７６内に収容されている部分は、遮光部材７４によりストロボ１４の発光光が遮光され、反射面７２Ａの空間７６外部に現れている部分のみが、ストロボ１４の発光光の反射に用いられる。
【００５２】
また、シャフト７０は回転自在に軸支され、その端部にはギアなどのリフレクタ駆動部６２からの回転力を伝達するための不図示の部材が設けられている。すなわち、リフレクタ駆動部６２は、シャフト７０を正逆方向に回転させることで、リフレクタ７２を矢印Ａ方向に揺動させる。これにより、図３（Ｂ）、（Ｃ）に示す如く、反射面７２Ａの一部が空間７６から出し入れされ、空間７６外部に現れており、反射面７２Ａのストロボ１４の発光光を反射する部分の湾曲周長Ｗが長短されることになり、反射面７２Ａのストロボ１４の発光光を反射する部分の面積（以下、「反射面積」と言う。）が増減される。なお、図３（Ｂ）、（Ｃ）は、ストロボ１４及びリフレクタ７２を図３（Ａ）のＩＡ−ＩＢに示す垂直平面で切断した場合の断面図である。
【００５３】
リフレクタ７２は、湾曲周長Ｗが長くなって反射面積が大きくなる程、ストロボ１４の発光光をより密に集光させることができ、被写体に照射するためにストロボ１４から放射される光の角度（以下、光放射範囲角度）θ１を狭めることができる（すなわち指向性が狭くなる）。また、リフレクタ７２は、湾曲周長Ｗが短くなって反射面積が小さくなる程、ストロボ１４の光の光放射範囲角度θを広げることができる（すなわち指向性が広くなる）。
【００５４】
ストロボ１４は、光放射範囲角度θ１が狭くなるほど光の到達距離が延びて、より遠距離にある被写体にストロボ光を照射することができ、光放射範囲角度θ１が広くなるほど光の到達距離は短くなるが、その代わりに、広角度にストロボ光を照射することができるので、近距離にある被写体に対して該被写体の略全体にストロボ光を照射することができる。
【００５５】
なお、本実施の形態では、一例として、リフレクタ駆動部６２によりリフレクタ７２を回転させて、遮光部材により形成された空間７６からリフレクタ７２の一部を出し入れさせることで、ストロボ１４の光放射の指向特性として、光放射範囲角度θ１を調整するようにしたが、本発明はこれに限定するものではない。例えば、図４に示すようにリフレクタ７２の上下両端（短手方向の長さ）を伸縮させるようにしても、反射面積を増減でき、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１を拡縮させることができる。また、反射面積を増減させる方法以外でも、リフレクタ７２の曲率を変化させたり、リフレクタ７２及びストロボ１４の少なくとも一方を前後方向に移動させて、リフレクタ７２とストロボ１４との距離を長短させるなどして、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１を拡縮させるようにしてもよい。リフレクタ７２、ストロボ１４、及びこれらの駆動系などは、このようなストロボ１４の指向特性の調整方法に応じたものが適宜採用される。
【００５６】
ただし、本実施の形態のように反射面積の増減によりストロボ１４の光放射範囲角度θ１を拡縮させれば、特殊な部材を必要とせず、リフレクタ７２を回転させるだけの簡単な制御のみで実現可能である。
【００５７】
ここで、リフレクタ駆動部６２の回転駆動によりリフレクタ７２をセットする位置（例えば基準位置からの回転角度）については、当該デジタルカメラから被写体までの距離に応じて好適な位置が予め定められて、当該距離を示す位置情報がメモリ４４Ａに記憶されている。具体的には、被写体までの距離が大きくなるほど、反射面積が大きくなるようにリフレクタ７２の位置が定められている。
【００５８】
ＣＰＵ４２は、メモリインタフェース４６Ａを介してメモリ４４Ａから位置情報を読出し、読み出した位置情報に基づいて、被写体までの距離に応じた好適な位置となるようにリフレクタ駆動部６２にリフレクタ７２を回転させる。これにより、被写体までの距離が遠いほど、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１が狭められることになる。
【００５９】
なお、被写体までの距離については、デジタルカメラに測距センサを設けるなどして直接測定するようにしてもよいが、本実施の形態では、一例として、レンズ１２に含まれるフォーカスレンズの位置を被写体の距離に相当する情報として用いる。
【００６０】
また、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、図２に示すように、ＣＰＵ４０と接続され、ＣＰＵ４０により駆動が制御される遮光板駆動部６４を備えている。この遮光板駆動部６４は、本発明の開口面積調整手段として機能するものである。
【００６１】
具体的に、本実施の形態では、一例として、遮光板駆動部６４は、図５に示すように、不図示の支持部材により支持され、且つ調光センサ１５と、当該調光センサ１５の受光領域に被写体からの光を案内するための不図示の覗き窓との間に遮光部材として配設された遮光板８０を矢印Ｂ方向に回転させるようになっている。すなわち、図５は、遮光板駆動部６４及び遮光板８０により本発明の第２の調整手段を構成した例である。
【００６２】
遮光板８０には、大小２つの円形の開口８０Ａ、８０Ｂが形成されており、開口８０Ａ、８０Ｂから略等距離にある遮光板８０上の点８０Ｃに遮光板駆動部６４からの回転力を伝達するための不図示の部材が設けられている。すなわち、遮光板駆動部６４は、点８０Ｃを中心にして遮光板８０を矢印Ｂ方向に回転可能であり、この回転により、開口８０Ａ又は開口８０Ｂを調光センサ１５の光軸Ｌ１上に移動させることができるようになっている。
【００６３】
これにより、面積が大きい方の開口８０Ａを光軸Ｌ１上にセットした場合は、図５（Ｃ）に示すように、調光センサ１５で光を検出可能な角度（以下、光検出範囲角度）θ２が広くなる（すなわち指向性が広げられる）。一方、面積の小さい方の開口８０Ｂを光軸Ｌ１上にセットした場合は、図５（Ｄ）に示すように、光検出範囲角度θ２が狭くなる（すなわち指向性が狭められる）。なお、図５（Ｃ）、（Ｄ）は、調光センサ１５及び遮光板８０を調光センサ１５の中心を通る水平平面で切った場合の断面図である。
【００６４】
調光センサ１５では、その光検出範囲角度θ２が広いほど、近距離にある被写体に照射したストロボ光の反射光を確実に検出することができる。また、光検出範囲角度θ２が狭いほど、遠距離にある被写体からの反射光のみを検出し、被写体外の物体からの反射光の入射を防止することができる。
【００６５】
また、図５（Ｂ）に示すように、開口８０Ａは、調光センサ１５側の面８０Ｄにおける当該開口８０Ａの中心を調光センサ１５の光軸Ｌ１上にセットした場合に、当該中心よりも反対側８０Ｅの面における開口８０Ａの中心の方が、レンズ１２の光軸Ｌ２に近くなるように、当該開口８０Ａの中心軸Ｌ３がレンズ１２の光軸に対して所定角度（≠０）の傾きを有するように形成されている。開口８０Ｂは、調光センサ１５側の面８０Ｄにおける当該開口８０Ｂの中心を調光センサ１５の光軸Ｌ１上にセットした場合に、当該開口８０Ｂの中心軸Ｌ４がレンズ１２の光軸Ｌ２と略平行になるように形成されている。なお、図５（Ｂ）は、遮光板８０を図５（Ａ）のＩＩＡ−ＩＩＢに示す垂直平面で切断した場合の断面図である。
【００６６】
これにより、調光センサ１５の光軸Ｌ１上に開口８０Ｂをセットした場合は、調光センサ１５の検出光量が大きくなる光の検出方向（すなわち指向性）はレンズ１２の光軸Ｌ２に略平行となり、該光検出方向と光軸Ｌ２との交差位置は略無限遠である。この場合、調光センサ１５の指向性は、当該センサの前方方向となる。また、調光センサ１５の光軸Ｌ１上に開口８０Ａをセットした場合は、調光センサ１５の光の検出方向（すなわち指向性）がレンズ１２の光軸Ｌ２に近づくように傾いて、該光検出方向と光軸Ｌ２との交差位置が近くなる。この場合、調光センサ１５の指向性が撮影範囲の中央に偏ることになる。
【００６７】
なお、本実施の形態では、一例として、遮光板駆動部６４により遮光板８０を回転させて、調光センサ１５の光軸上に開口８０Ａ又は開口８０Ｂのセットすることで、調光センサ１５へ光を入射させる開口面積を切換え、調光センサ１５の光検出範囲角度θ２や光検出方向といった指向特性を２段階に調整可能にしたが、本発明はこれに限定するものではない。開口面積の異なる開口８０を３つ以上設けて、調光センサ１５の指向特性を３段階以上に調整可能にしてもよい。
【００６８】
また、調光センサ１５の指向特性を連続的に調整してもよい。例えば、光検出範囲角度θ２を連続的に調整するためには、図６に示すように、遮光板８０が半径を連続的に伸縮可能とされた１つの開口８０Ｈを備え、この開口８０Ｈの半径を伸縮させることで開口面積を増減させれば、光検出範囲角度θ２を連続的に拡縮させることができる。また、図示省略するが、開口面積を増減させる方法の他にも、例えば、調光センサ及び遮光板の少なくとも一方を前後方向に連続的に移動させて、調光センサと遮光板に設けられた開口との距離を長短させることによっても、光検出範囲角度θ２を連続的に拡縮させることができる。また、光検出方向を連続的に調整するためには、例えば、図６の紙面に垂直な方向に対して、調光センサ１５及び遮光板８０の少なくとも一方を連続的に傾けることで実現可能である。調光センサ１５、遮光板８０、及びこれらの駆動系などは、このような調光センサの指向特性の調整方法に応じたものが適宜採用される。
【００６９】
ただし、本実施の形態のように、調光センサの光軸上にセットする開口を変えることで調光センサ１５の光検出範囲角度θ２を拡縮させれば、遮光部材７４の回転を連続制御に比べて容易な段階制御することで実現可能である。
【００７０】
ここで、調光センサ１５の光軸Ｌ１上にセットする開口については、当該デジタルカメラから被写体までの距離（本実施の形態では、フォーカスレンズの位置）に応じて好適な開口８０Ａ又は開口８０Ｂが予め定められており、当該開口を示す開口選択情報がメモリ４４Ａに記憶されている。具体的には、被写体までの距離が所定値未満の場合は開口８０Ａ、所定値以上の場合は開口８０Ｂが好適な開口とされている。
【００７１】
ＣＰＵ４２は、メモリインタフェース４６Ａを介してメモリ４４Ａから開口選択情報を読出し、読み出した開口選択情報に基づいて、被写体までの距離に応じた好適な開口が調光センサ１５の光軸Ｌ１上に位置するように遮光板駆動部６４に遮光板８０を回転させる。これにより、被写体までの距離が大きい場合は、調光センサ１５の光検出範囲角度θ２が狭められることになる。また、被写体までの距離が小さい場合は、調光センサ１５の光検出方向を撮影範囲中央に近付けることができる。
【００７２】
次に、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の撮影時における全体的な動作について簡単に説明する。
【００７３】
まず、ＣＣＤ３２は、光学ユニット３０を介した撮像を行い、被写体像を示すＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）毎のアナログ信号をアナログ信号処理部３４に順次出力する。アナログ信号処理部３４は、ＣＣＤ３２から入力されたアナログ信号に対して相関二重サンプリング処理等のアナログ信号処理を施した後にＡＤＣ３６に順次出力する。
【００７４】
ＡＤＣ３６は、アナログ信号処理部３４から入力されたＲ、Ｇ、Ｂ毎のアナログ信号を各々１２ビットのＲ、Ｇ、Ｂの信号（デジタル画像データ）に変換してデジタル信号処理部３８に順次出力する。デジタル信号処理部３８は、内蔵しているラインバッファにＡＤＣ３６から順次入力されるデジタル画像データを蓄積して一旦メモリ４４Ｂの所定領域に直接格納する。
【００７５】
メモリ４４Ｂの所定領域に格納されたデジタル画像データは、ＣＰＵ４０による制御に応じてデジタル信号処理部３８により読み出され、所定の物理量に応じたデジタルゲインをかけることでホワイトバランス調整を行なうと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行なって８ビットのデジタル画像データを生成する。
【００７６】
そして、デジタル信号処理部３８は、生成した８ビットのデジタル画像データに対しＹＣ信号処理を施して輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂ（以下、「ＹＣ信号」という。）を生成し、ＹＣ信号をメモリ４４Ｂの上記所定領域とは異なる領域に格納する。
【００７７】
なお、ＬＣＤ２０は、ＣＣＤ３２による連続的な撮像によって得られた動画像（スルー画像）を表示してファインダとして使用することができるものとして構成されており、ＬＣＤ２０をファインダとして使用する場合には、生成したＹＣ信号を、ＬＣＤインタフェース４０を介して順次ＬＣＤ２０に出力する。これによってＬＣＤ２０にスルー画像が表示されることになる。
【００７８】
ここで、レリーズボタン１８Ａがユーザによって半押し状態とされた場合、前述のようにＡＥ機能が働いて露出状態が設定された後、ＡＦ機能が働いて合焦制御される。なお、本実施の形態では、ＣＣＤ３２により取得された画像データによって示される被写体像のコントラストが最大となるように光学ユニット３０内のレンズ１２に含まれるフォーカスレンズの位置を設定する、所謂ＴＴＬ（Ｔｈｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）方式により合焦制御（所謂ＡＦ制御）を行う。この場合、被写体像の高周波成分に依存してＡＦ制御が行われる。
【００７９】
その後、レリーズボタン１８Ａが引き続き全押し状態とされた場合、必要に応じてストロボ１４の発光されると共に、この時点での撮影により得られ、メモリ４４Ｂに格納されたＹＣ信号を、圧縮・伸張処理回路５２によって所定の圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後、デジタル画像データとして外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード４８に記録する。
【００８０】
次に、レリーズボタン１８Ａがユーザによって半押し状態にされた場合の動作について詳しく説明する。本実施形態に係るデジタルカメラ１０は、レリーズボタン１８Ａがユーザによって半押し状態にされると、ＣＰＵ４０の制御により図７に示す処理を行う。
【００８１】
すなわち、図７に示すように、まず、ステップ１００により、撮影範囲内のピントを合わせる領域であるＡＦフレームを設定する。なお、ＡＦフレームが固定（スポットＡＦ）の場合にはステップ１００の処理は省略可能である。
【００８２】
次のステップ１０２では、光学ユニット３０内のレンズ１２に含まれるフォーカスレンズを移動開始位置（本実施の形態では一例として一端部）へ移動させる。そして、次のステップ１０４で、このフォーカスレンズの移動終了位置（本実施の形態では一例として他端部）への所定速度での移動を開始する。そして、ステップ１０６で、所定時間毎に撮影された被写体像のデジタル画像データに基づいて、被写体像の前述のステップ１００で設定したＡＦフレーム内におけるＡＦ評価値（本実施の形態では、コントラスト値）を導出し、導出したＡＦ評価値を、この時点でＣＰＵ４０により把握されているフォーカスレンズの位置を示す位置情報と関連付けてメモリ４４Ｂの所定領域に記憶する。フォーカスレンズの位置については、例えば、モータ駆動部５６によって駆動されるフォーカスレンズを移動させるためのステッピングモータの駆動ステップ数などで把握可能である。
【００８３】
なお、図では省略しているが、ＡＦ評価値と共に、被写体の明るさに応じた露出情報（シャッタースピードや絞りの状態）も導出されてメモリ４４Ｂに記憶される。この露出情報は、撮影時の露出制御に用いられる。
【００８４】
次のステップ１０８では、フォーカスレンズが移動終了位置である他端部まで移動したか否かを判定し、当該判定が否定判定の場合はステップ１０４に戻ってステップ１０４〜ステップ１０８の処理を繰返し実行し、当該判定が肯定判定となった時点でステップ１０８からステップ１１０に移行する。
【００８５】
以上のステップ１０４〜ステップ１０８の繰り返し処理により、フォーカスレンズによるフォーカシング範囲内の一端部から他端部にかけての所定区間毎のＡＦ評価値が、対応するフォーカスレンズの位置を示す位置情報と関連付けられてメモリ４４Ｂに記憶されることになる。
【００８６】
そこで、ステップ１１０では、フォーカスレンズの移動を停止し、次のステップ１１２で、メモリ４４Ｂに記憶された最大値を示すＡＦ評価値と関連付けられた位置情報によって示されるフォーカスレンズの位置を合焦位置として決定する。次のステップ１１４では、フォーカスレンズを上記合焦位置に移動する。以上の処理がＡＦ制御処理である。
【００８７】
このようにしてフォーカスレンズを合焦位置に移動した後は、ステップ１１６に移行し、ストロボ１４を発光させるか否かを判定する。この判定は、ストロボ１４を発光させるための予め定められた所定の条件、例えば、ユーザにより強制発光スイッチ１８Ｅが押圧操作されて強制発光モードが設定されている、周囲の光量不足によりＣＣＤ３２による撮像の感度が所定レベル以下であるなど、を満たす場合に肯定判定される。
【００８８】
ステップ１１６で肯定判定となった場合は、次のステップ１１８に移行し、ＣＰＵ４０により把握されているフォーカスレンズの位置に基づいて、メモリ４４Ａから、当該位置に対応する調光センサ１５の光軸Ｌ１上にセットする遮光板８０の開口を示す開口選択情報、及びリフレクタ７２をセットする好適な位置を示す位置情報を読み出し、読出した情報に基づいて、遮光板８０及びリフレクタ７２の位置を決定する。ＡＦ制御後のフォーカスレンズの位置は、被写体までの距離に対応するので、結果として、被写体までの距離に応じて、遮光板８０及びリフレクタ７２の位置が決定されることになる。
【００８９】
なお、本実施の形態では、デジタルカメラ１０においてＡＦ制御が行われることを前提にしているが、ユーザが手動でピントを合わせるマニュアル制御が行される場合でもピント合わせが行われた状態のフォーカスレンズの位置は、被写体までの距離に対応するので、同様に、遮光板８０及びリフレクタ７２の好適な位置を決定することができる。
【００９０】
そして、次のステップ１２０において、遮光板駆動部６４及びリフレクタ駆動部６２を動作させて、この決定した位置に遮光板８０及びリフレクタ７２を移動（回転）させる。
【００９１】
これにより、被写体までの距離に応じて、遮光板８０の開口８０Ａ、８０Ｂのうち好適な開口が調光センサ１５の光軸上にセットされ、且つリフレクタ７２が好適な反射面積（湾曲周長Ｗ）となるような位置にセットされる。具体的には、被写体までの距離が所定値以上の場合は開口８０Ａ、所定値未満の場合は開口８０Ｂが調光センサ１５の光軸Ｌ１上にセットされる。また、被写体までの距離が大きくなる程、より大きな反射面積となるようにリフレクタ７２の位置がセットされる。
【００９２】
したがって、被写体までの距離が大きい場合には、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１及び調光センサ１５の光検出範囲角度θ２が狭められ、被写体までの距離が小さい場合には、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１及び調光センサ１５の光検出範囲角度θ２が広げられ、且つ調光センサ１５の光検出方向が撮影範囲中央に寄せられることになる。
【００９３】
このようにして遮光板８０及びリフレクタ７２を移動させたら、図８の処理は終了し、その後、ユーザによりレリーズボタン１８Ａが全押し状態にされた際には、ストロボ１４を発光させて撮影が行われる。このときのストロボ１４の発光は、発光開始からの調光センサ１５による受光光量の積分結果が適正なレベルとなったら停止される。
【００９４】
一方、ステップ１１６で否定判定となった場合は、そのまま図８の処理は終了される。その後、ユーザによりレリーズボタン１８Ａが全押し状態にされた際には、ストロボ１４の発光を行わずに撮影が行われる。
【００９５】
このように、本実施の形態では、ストロボ１４を発光する場合には、被写体までの距離に応じて、リフレクタ駆動部６２により、ストロボ１４の発光光を反射して集光させるためにストロボ１４の後方に設けられているリフレクタ７２を回転させることにより、リフレクタ７２の反射面積を増減してストロボ１４の光放射範囲角度を調整する。また、遮光板駆動部６４により、調光センサ１５に光を入射させるための大小２つ開口８０Ａ、８０Ｂが設けられた遮光板８０を回転させて、調光センサ１５に光を入射させるために用いる開口を切換えることで、開口面積の増減して調光センサ１５の光検出範囲角度を調整する。また、開口８０Ａ、８０Ｂは、それぞれを調光センサ１５の光軸Ｌ１上にセットした場合の中心軸方向が互いに異なるように形成されているので、開口の切り替えにより、調光センサ１５の光検出方向も調整可能である。これにより、被写体までの距離に応じて、ストロボ１４及び調光センサ１５の指向特性を好適に調整することができる。
【００９６】
具体的には、被写体までの距離が大きい場合には、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１及び調光センサ１５の光検出範囲角度θ２が狭められるので、遠距離にある被写体にストロボ光を照射し、且つ調光センサ１５により当該被写体外からの反射光の検出を防止することができる。また、被写体までの距離が小さい場合には、ストロボ１４の光放射範囲角度θ１及び調光センサ１５の光検出範囲角度θ２が広げられので、近距離の被写体全体にストロボ光を照射し、その反射光を調光センサで検出することができる。これにより、従来よりもストロボ発光時の調光精度を向上させることができる。
【００９７】
また、被写体までの距離が小さい場合には、調光センサ１５の光検出方向が、レンズ１２の光軸Ｌ２との交差位置が近づくように光軸Ｌ２側に傾けられるので、調光範囲を撮影範囲中央に偏らせることができる。これにより、調光精度をより向上させることができる。
【００９８】
なお、上記では、デジタルカメラ１０に本発明を適用した例を説明したが、本発明は、ストロボを備えた撮像装置であれば、例えば銀塩写真式のカメラにも適用可能である。
【００９９】
【発明の効果】
上記に示したように、本発明は、ストロボ発行時の光放射の指向特性及び光検出の指向特性を調整可能であるので、調光精度を向上させることができるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るデジタルカメラの外観図である。
【図２】本実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の構成を示すブロック図である。
【図３】（Ａ）は、本実施の形態に係るストロボ及びその周辺の構成例を示す斜視図であり、（Ｂ）、（Ｃ）は、リフレクタを回転させた場合の（Ａ）のＩＡ−ＩＢを通る垂直平面断面図である。
【図４】ストロボ及びその周辺のその他の構成例を示す概略図である。
【図５】（Ａ）は、本実施の形態に係る調光センサ及びその周辺の構成例を示す斜視図であり、（Ｂ）は調光センサの前方に設けられた遮光板の（Ａ）に示すＩＩＡ−ＩＩＢを通る垂直平面断面図であり、（Ｃ）、（Ｄ）は、遮光板を回転させて調光センサの光軸上に大きい方の開口をセットした場合、小さい方の開口をセットした場合の調光センサの中心を通る水平平面断面図である。
【図６】調光センサ及びその周辺のその他の構成例を示す概略図である。
【図７】本実施の形態に係るデジタルカメラにおいて、レリーズボタンがユーザによって半押し状態にされた場合にＣＰＵで実行される制御処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ デジタルカメラ
１２ レンズ
１４ ストロボ
１５ 調光センサ
３０ 光学ユニット
３４ アナログ信号処理部
３８ デジタル信号処理部
４４Ａ メモリ
４４Ｂ メモリ
４８ メモリカード
５２ 圧縮・伸張処理回路
５４ タイミングジェネレータ
５６ モータ駆動部
６０ ストロボ発光制御部
６２ リフレクタ駆動部
６４ 遮光板駆動部
７０ シャフト
７２ リフレクタ
７２Ａ 反射面
７４ 遮光部材
７６ 空間
８０ 遮光板
８０Ａ、８０Ｂ 開口

Claims (6)

1. 被写体に光を照射するために発光するストロボと、
   前記被写体に照射されて反射された光を検出する検出手段と、
   撮影時に予め定められた条件である場合に前記ストロボの発光を開始し、このときの前記検出手段による検出光量を積分していき、積分された検出光量が予め定められた所定値となったら、前記ストロボの発光を停止する発光制御手段と、
   を備えた撮像装置において、
   前記被写体までの距離を示す距離情報を取得する取得手段と、
   前記ストロボの光放射の指向特性を調整する第１の調整手段と、
   前記検出手段の光検出の指向特性を調整する第２の調整手段と、
   前記ストロボが発光される際に、前記取得手段により取得された前記距離情報に基づいて、前記第１の調整手段及び第２の調整手段の動作を制御する制御手段と、
   を設けたことを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記距離情報が示す距離が大きくなるほど、前記ストロボの光放射範囲角度及び前記検出手段の光検出範囲角度を狭めるように制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記距離情報が示す距離が小さくなるほど、前記検出手段の光検出方向の撮影光軸との交差位置が近づくように制御する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記第１の調整手段が、
   前記ストロボの発光により該ストロボから前記被写体方向と異なる方向へ出力された光を、前記被写体方向へ集光させるべく反射面が湾曲された反射部材と、
   前記光を反射する前記反射面の面積を調整する反射面積調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記第２の調整手段が、
   前記検出手段の検出面前方に配設され、前記検出面に光を入射させるための開口が形成された遮光部材と、
   前記開口の面積を調整する開口面積調整手段と、
   を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項記載の撮像装置。
6. 前記遮光部材に面積が異なる複数の開口が形成されており、
   前記開口面積調整手段は、前記検出手段の光軸上に位置する前記開口が切替わるように、前記遮光部材を移動させる、
   ことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。

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