JP2005221641A

JP2005221641A - 撮像装置

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Publication number: JP2005221641A
Application number: JP2004028213A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Hasegawa; 靖長谷川
Original assignee: Konica Minolta Photo Imaging Inc
Current assignee: Konica Minolta Photo Imaging Inc
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2004-02-04
Publication date: 2005-08-18
Also published as: US20050168624A1

Abstract

【課題】被写体のフラッシュ撮影において、露光オーバーになることを抑制して、最適な状態の画像を取得できるようにすること。
【解決手段】近距離フラッシュ撮影を行うために、撮影レンズ３に対してクローズアップレンズ６が装着されると、装着検知部２８がそれを検知する。距離検出部２９は、被写体像のフォーカス状態によって被写体までの距離を検出するものであり、撮影レンズ３単体での光学特性に基づいて被写体距離を検出する。撮影制御部２０は、装着検知部２８によってクローズアップレンズ６の装着が検知されると、フラッシュ撮影の制御方法をフラッシュマティック制御に切り替え、距離検出部２９で検出される距離情報を、メモリ２２に格納されたクローズアップレンズ６に関する情報に基づいて補正し、その補正された距離情報を用いて、フラッシュの発光量等を決定する。
【選択図】図３

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関し、特にフラッシュ撮影を行う際の制御技術に関する。

デジタルカメラ等の撮像装置によって、被写体までの距離が数十ｃｍ程度である近距離撮影を行う場合、フラッシュ発光撮影は調光が困難であることから、露光オーバーになりやすいという問題があった。

そのため従来は、被写体までの距離が所定値以下であるときには、フラッシュマティック方式でフラッシュ撮影を行うとともに、フラッシュ発光部の前方に液晶板を設け、液晶板に印加する電圧を変更して発光量を制御する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１）。

特開平９−２４４１０７号公報

フラッシュマティック制御を行うために、被写体までの距離を測定する手法としては、種々の方法があり、そのうちのひとつは、撮影レンズのフォーカス状態によって被写体距離を求める方法である。例えば、撮像装置においてオートフォーカス制御を行い、被写体像の合焦状態を実現したときのレンズ位置から、その被写体までの距離を求めることができる。

しかしながら、撮影レンズのフォーカス状態によって求められる被写体距離は、無限遠方から最近接位置までの間を有限数で分割した分解能で求められるため、近距離にある被写体までの距離を高精度に求めることができず、フラッシュマティック制御で撮影する場合でも最適な状態で被写体を撮影することができないという問題があった。また被写体までの距離を高精度に求めようとすれば、レンズ駆動系が複雑化し、コストアップを招くことになる。

そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、近距離にある被写体のフラッシュ撮影を行う場合でも、露光オーバーになることを抑制し、最適な状態の画像を取得することのできる撮像装置を提供することを、その目的とするものである。

上記課題を解決するため、本発明は、フラッシュ光を発光する発光手段と、絞り手段を有し、被写体からの光を撮像素子に導く第１の光学系と、前記第１の光学系を介して得られる被写体像のフォーカス状態によって被写体までの距離を検出する距離検出手段と、を備える撮像装置であって、前記第１の光学系の対物側に、第２の光学系を取り付け可能なように構成されるとともに、前記第１の光学系の対物側に対して前記第２の光学系が装着されたことを検知する検知手段と、前記第１の光学系の対物側に取り付け可能な前記第２の光学系に関する情報を記憶する記憶手段と、を備えて構成され、前記検知手段によって前記第２の光学系の装着が検知された場合、前記距離検出手段によって取得される距離情報を、前記記憶手段に記憶された前記第２の光学系に関する情報に基づいて補正し、補正された距離情報に基づいて、前記発光手段の発光量、前記絞り手段の絞り量、および、前記撮像素子から得られる画像信号に付与されるゲインのうち少なくとも１つを調整してフラッシュ撮影を行うものである。ここで前記検知手段は、第１の光学系の対物側に対して第２の光学系が装着されたことを直接検知するものであってもよいし、ユーザ入力などにより間接的に検知するものであってもよい。

また、本発明は、上記の撮像装置において、前記第２の光学系が、クローズアップレンズであることを特徴とするものでもある。

また、上記の撮像装置において、撮影指示に応答して前記フラッシュ撮影を行い、それによって取得される画像を所定の記録媒体に記録することを特徴とするものでもある。

また、上記の撮像装置において、前記発光手段は、前記第１の光学系の光軸を中心とし、複数の発光部が前記光軸から等距離に配置された構造を有するものでもある。

さらに、本発明は、フラッシュ光を発光する発光手段を備え、クローズアップレンズを装着可能に構成される撮像装置であって、前記クローズアップレンズが装着されたことを検知する検知手段と、前記検知手段によって前記クローズアップレンズが装着されたことが検知された場合、前記発光手段でフラッシュ光を発光させて行う撮影制御を、フラッシュマティック制御に切り替えることを特徴とするものでもある。

本発明にかかる撮像装置は、検知手段によって第１の光学系に第２の光学系の装着されたことが検知された場合、距離検出手段によって取得される距離情報を、記憶手段に記憶された第２の光学系に関する情報に基づいて補正し、その補正された距離情報に基づいて、発光手段の発光量、絞り手段の絞り量、および、撮像素子から得られる画像信号に付与されるゲインのうち少なくとも１つを調整してフラッシュ撮影を行うため、距離検出手段によって取得される不正確な距離情報を、正確な距離情報に補正した上で、発光量、絞り量およびゲインのうち少なくとも１つを決定することができ、正確なフラッシュ撮影を行うことができる。そのため、特に近距離撮影を行う場合においても、露光オーバーになることはなく、常に良好な状態で被写体を撮影できる。

また、第２の光学系が、クローズアップレンズであることにより、撮影範囲を所定の近距離領域に限定することができるので、距離検出手段によって取得される距離情報の分解能を高めることができるとともに、被写体距離の検出誤差を低下させることができる。その結果、発光手段の発光量、絞り手段の絞り量、および、撮像素子から得られる画像信号に付与されるゲインのうちの少なくとも１つを高精度に決定することができるので、近距離フラッシュ撮影によって得られる画像の品質が向上する。

また、フラッシュ撮影が、撮影指示に応答して行われるものであり、それによって取得される画像が所定の記録媒体に記録されることにより、プリ発光による調光制御を行うことなく、記録画像を得ることができる。したがって、効率的なフラッシュ撮影が実現される。

また、第１の光学系の光軸を中心とし、複数の発光部がその光軸から等距離に配置されることにより、被写体を周囲からほぼ均等に照明することができ、照明ムラを抑制して良好な状態で被写体を撮影できる。

さらに、本発明にかかる撮像装置は、検知手段によってクローズアップレンズが装着されたことが検知された場合、発光手段でフラッシュ光を発光させて行う撮影制御を、フラッシュマティック制御に切り替えるものでもある。これにより、近距離撮影が行われる状況を正確に自動検知し、フラッシュマティック制御で近距離フラッシュ撮影が行われるので、撮影画像が露光オーバーになることを良好に防止できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１及び図２は、本実施形態における撮像装置１の概略構成を示す斜視図である。図１に示すように、撮像装置１のカメラ本体２は、その前面側に撮影レンズ３が配置され、上面側にシャッタボタン４と、外部フラッシュを接続するためのフラッシュ接続部５とが配置されている。

撮影レンズ３は一般的な被写体を撮影するための光学系であり、その撮影可能範囲は、撮影レンズ前方に数十ｃｍ程度である最近接位置から無限遠方までの範囲となっている。撮影レンズ３の内部には焦点調節を行うためのフォーカシングレンズと、絞り板とが設けられており、フォーカシングレンズを光軸Ｌに沿って移動させることにより最近接位置から無限遠方までの任意の位置にある被写体を良好に合焦状態に導くことができる。そして撮影レンズ３にはフォーカスリング３ａが設けられており、該フォーカスリング３ａをユーザが手動操作で回動させることにより、撮影レンズ３内のフォーカシングレンズを光軸Ｌに沿って移動させることができ、被写体像のフォーカス状態を手動調整できるようになっている。また撮像装置１は、オートフォーカス機能も備えており、例えばユーザがシャッタボタン４を半押し状態にしたときに、オートフォーカス制御が開始されて、自動的に被写体像が合焦状態に導かれる。

シャッタボタン４は、半押し状態と全押し状態との２段階を区別して検知可能な押し込みスイッチであり、例えば半押し状態のときに上記のオートフォーカスを実行し、全押し状態のときに画像記録のための撮影動作を開始する。

撮影レンズ３の前端部（対物側端部）は、他の光学レンズを装着可能なように構成されており、本実施形態においてはクローズアップレンズ６が撮影レンズ３の前端部に装着される。クローズアップレンズ６は、近距離撮影を行うための光学レンズであり、撮像装置１の撮影可能範囲を、数十ｃｍ程度から数ｍ程度までの近距離領域（マクロ領域）に変換する光学系である。そのため、クローズアップレンズ６を撮影レンズ３に装着することにより、撮像装置１は上記の近距離領域内にある被写体については良好に合焦状態に導くことができるが、近距離領域外にある被写体についてはフォーカシングレンズを移動させても合焦状態を実現することができなくなる。換言すれば、クローズアップレンズ６を撮影レンズ３に装着することにより、撮像装置１の光学系は近距離撮影に適した構成となる。

そしてクローズアップレンズ６の前端部は、近距離撮影用のフラッシュ発光装置７を装着可能なように構成されている。フラッシュ発光装置７は、フラッシュを発光する発光部７ａと、クローズアップレンズ６の前端部に装着されるリング部材７ｂと、該リング部材７ｂに接続され、発光部７ａを支持するアーム７ｃとを備えて構成される。図１及び図２の例では、複数の発光部７ａが光軸Ｌに対して対称な位置に配置され、各発光部７ａの光軸Ｌからの距離が等しくなるように構成されている。また、発光部７ａとアーム７ｃとは、回動部材７ｄを介して連結されており、光軸Ｌに対する発光部７ａの設置角度が任意に調整できる構造となっている。

また、カメラ本体２のフラッシュ接続部５には、フラッシュ発光装置７の発光制御を行うためのフラッシュ制御部８が装着される。フラッシュ制御部８には、発光部７ａに発光電力を供給するための電源などが内蔵されており、図２に示すようにフラッシュ制御部８と発光部７ａとがケーブル９を介して電気的に接続されることにより、フラッシュ制御部８が発光部７ａの発光制御を行うことができるようになる。

そして図２に示すように、撮影レンズ３に対してクローズアップレンズ６が装着され、クローズアップレンズ６に対してフラッシュ発光装置７が装着されるとともに、フラッシュ制御部８がカメラ本体２に取り付けられることにより、撮像装置１は近距離撮影においてフラッシュ撮影を行うことができるハードウェア構成となる。

なお、撮像装置１においてフラッシュ撮影を行う場合の制御方法として、調光制御とフラッシュマティック制御とがあり、撮像装置１にクローズアップレンズ６が取り付けられていないときには調光制御が採用され、例えば撮影前に発光部７ａのプリ発光を行ってその反射光を測定することにより、本撮影時におけるフラッシュの発光量が決定される。一方、撮像装置１にクローズアップレンズ６が取り付けられ、近距離領域にある被写体をフラッシュ撮影するときにはフラッシュマティック制御が採用され、例えば被写体までの距離に基づいてフラッシュの発光量が決定される。

図３は、クローズアップレンズ６、フラッシュ発光装置７及びフラッシュ制御部８がカメラ本体２に取り付けられた状態における撮像装置の内部構成を示すブロック図である。

上述のように、撮影レンズ３には、開口径を調整可能な絞り板３０と、撮像素子１０に結像される被写体像のフォーカス状態を調整するためのフォーカシングレンズ３１とが設けられている。撮像素子１０は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳセンサ等によって構成される光電変換手段であり、クローズアップレンズ６及び撮影レンズ３を介して入射する光を受光して電気的な画像信号を生成する。

撮像素子１０によって生成される画像信号は、ＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路）１１において所定の信号処理が施された後、ＡＧＣ回路（オートゲインコントロール回路）１２において画像信号に対するゲイン付与が行われて、信号レベルが調整される。ＡＧＣ回路１２において適用されるゲインは、撮像素子１０の感度を調整するためのものであり、その値は撮影制御部２０によって設定される。そしてＡＧＣ回路１２で信号レベルの調整がなされた画像信号は、Ａ／Ｄ変換器１３においてアナログ信号からデジタル信号に変換された後、一時的に画像メモリ１４に格納される。

画像処理回路１５は、種々の画像処理を行うように構成された演算手段であり、各種画像処理を施すことによって生成される画像信号を、電子ファインダ１６、液晶ディスプレイ１７、記録媒体１８又は撮影制御部２０に出力する。例えば、撮像装置１の背面側には、ユーザが画像の確認をできるように電子ファインダ１６や液晶ディスプレイ１７が設けられており、撮影して得られた画像をそれら表示手段に表示するために、各表示手段での表示に適した画像処理が実行される。また、撮影動作によって取得された画像信号を、メモリカード等の記録媒体１８に記録する際には、画像信号の圧縮処理等を行ったうえで記録媒体１８に記録する。さらに、オートフォーカス時には撮像素子１０から得られる画像から、所定のフォーカス領域に相当する部分画像を抽出し、撮影制御部２０に出力する。

撮影制御部２０はマイクロコンピュータ等によって構成され、撮像装置１における撮影動作を統括的に制御するものであり、撮像装置１に対してクローズアップレンズ６が装着されていないときには、最近接位置から無限遠方までの任意の位置にある被写体を最適な状態で撮影できるように制御する。また、クローズアップレンズ６が撮像装置１に装着されたときには、クローズアップレンズ６によって規定される近距離領域内に位置する被写体を最適な状態で撮影できるように制御する。特に、クローズアップレンズ６とフラッシュ制御部８とが撮像装置１に装着され、撮像装置１において近距離のフラッシュ撮影が行われるときには、撮影制御部２０は、フラッシュ撮影制御をフラッシュマティック制御に切り替え、近距離にある被写体を最適な状態でフラッシュ撮影できるようにする。

また、撮影制御部２０は、オートフォーカス時には、フォーカスレンズ３１を所定ピッチで移動させ、画像処理回路１５から逐次入力する部分画像のコントラストを算出して、そのコントラストが最大となる位置を合焦位置として特定する。そして最終的にフォーカシングレンズ３１をその合焦位置に移動させることで、撮像素子１０に結像される被写体像を合焦状態に導く。

絞りドライバ２５は、撮影レンズ３に設けられている絞り板３０を駆動することにより、絞り板３０の開口径を調整するものであり、撮影制御部２０からの指令に基づいて絞り板３０を駆動する。

フォーカスモータ２６は、オートフォーカス時に、撮影レンズ３０に設けられているフォーカシングレンズ３１を光軸Ｌに沿って所定ピッチで移動させるものであり、撮影制御部２０から指令される移動方向及び移動量に基づいて、フォーカシングレンズ３１の駆動を行う。ただし、上述のように、フォーカシングレンズ３１はユーザがフォーカスリング３ａをマニュアル操作することによっても光軸Ｌに沿った方向に移動する。

タイミングジェネレータ２７は、撮影制御部２０からの撮影指示に基づき、撮像素子１０に対して露光開始及び終了のタイミング信号を送出するものである。

装着検知部２８は、撮影レンズ３に対して他の光学レンズが装着されたことを検知する検知手段であり、撮影レンズ３に対するレンズ装着を検知すると、そのレンズの種類等を特定する。そして装着検知部２８において検出された情報は撮影制御部２０に伝達される。したがって、撮影レンズ３にクローズアップレンズ６が装着された場合、装着検知部２８は撮影制御部２０に対してクローズアップレンズ６が装着されたことを示す信号を送出する。

距離検出部２９は、フォーカシングレンズ３１による被写体のフォーカス状態に基づいて、被写体までの距離情報を生成するものである。具体的には、オートフォーカス若しくはマニュアルフォーカスでフォーカシングレンズ３１の位置が決定された場合、距離検出部２９は、そのレンズ位置から、撮影レンズ３の撮影可能範囲において被写体がどの位置にあるかを判定し、距離情報を生成する。したがって、距離検出部２９は、撮影レンズ３の光学特性に基づいて、その撮影可能範囲（すなわち、最近接位置から無限遠方までの範囲）の中で、被写体がどの位置にあるかを特定するものである。そして距離検出部２９で検出される距離情報は撮影制御部２０に出力される。

操作部２４は、撮像装置１に対してユーザが各種操作入力を行うための操作部材であり、上記シャッタボタン４を含むとともに、図示しない撮像装置１の背面側等に設けられる各種操作ボタンも含むものである。

メモリ２２は撮影制御部２０に用いられる制御データを格納する記憶手段であり、例えば、装着レンズＬＵＴ（ルックアップテーブル）２３が記憶されている。装着レンズＬＵＴ２３は、撮影レンズ３に装着される他の光学レンズに関する情報をテーブルデータとして記憶するものであり、本実施形態ではクローズアップレンズ６に関する情報が記憶される。

以上のような構成により、装着検知部２８がクローズアップレンズ６の装着を検知し、かつ、フラッシュ接続部５にフラッシュ制御部８が装着されている状態で、ユーザがフラッシュ撮影を行うことを設定した場合、撮影制御部２０は、シャッタボタン４の全押し操作に応答してフラッシュマティック制御を行う。

ここでフラッシュマティック制御について説明する。フラッシュマティック制御とは、撮像素子１０からみた被写体が一定の明るさとなるようにフラッシュ撮影するための制御であり、発光部７ａによるフラッシュの発光量をＩＶとし、絞り板３０の絞り値をＡＶとし、ＡＧＣ回路における感度をＳＶとし、撮像装置１から被写体までの距離（被写体距離）をＤＶとした場合、これらの間に、
ＩＶ＝ＡＶ＋ＤＶ−ＳＶ＋５・・・（数式１）
の関係が成立するように、発光量ＩＶ、絞り値ＡＶ、及び感度ＳＶのうちの少なくとも１つを決定し、それらの値を適用してフラッシュ撮影を行う制御である。なお、上記ＩＶ，ＡＶ，ＳＶ，ＤＶの各値は、ＡＰＥＸ（Additive System of Photographic Exposure）で表現した値である。

例えば、絞り値ＡＶ及び感度ＳＶが予め決定されている場合、撮像装置１からの被写体までの被写体距離ＤＶが大きくなる程（すなわち、撮像装置１から被写体が遠くなる程）、フラッシュの発光量ＩＶが大きくなり、逆に被写体距離ＤＶが小さくなる程、発光量ＩＶが小さくなるように制御され、撮像素子１０からみた被写体が常に一定の明るさとなるように、発光部７ａでの発光量が制御される。

また、発光部７ａによるフラッシュの発光量を次第に減少させていくと、ある下限値以下の値になれば、正確な発光量制御ができなくなる。その場合には、フラッシュの発光量を下限値に固定し、絞り値ＡＶ又は感度ＳＶを調整することによって上記数式１が満たされるように制御される。例えば、撮像装置１によって撮影可能な最近接位置に被写体があり、被写体距離ＤＶが極めて小さな値であるときには、発光量ＩＶが下限値以下になる可能性がある。それゆえ、発光量ＩＶはその下限値に固定され、上記数式１に基づいて、絞り値ＡＶがより大きな値に更新され、若しくは感度ＳＶの値がより小さな値に更新される。これにより、発光量ＩＶを小さくすることができない状況であっても、絞り板３０の開口径を小さくして撮像素子１０に導かれる光成分を減少させることができ、また、ＡＧＣ回路１２のゲインを小さくして画像信号の信号レベルを低下させることができる。

したがって、クローズアップレンズ６が取り付けられた撮像装置１において、近距離フラッシュ撮影するときに、フラッシュマティック制御を行うことにより、発光部７ａをプリ発光させる必要がなく、撮像素子１０からみた被写体が常に一定の明るさとなるようにして撮影を行うことができる。その結果、撮影画像が露光オーバー若しくは露光アンダーになることを防止できる。また、フラッシュマティック制御は、被写体の反射率に左右されることのないフラッシュ制御であり、そのため撮影画像において被写体の色味を忠実に再現することができる。特に近距離撮影の場合には色再現性が重要視されることから、近距離撮影に適したフラッシュ制御となっている。

上記のようなフラッシュマティック制御を行う場合、上記数式１に鑑みれば、被写体距離ＤＶが正確に求められる必要がある。そこで、本実施形態では、距離検出部２９によって検出される距離情報を用いて、フラッシュマティック制御を行うように構成される。

ところが、距離検出部２９は、上述のように撮影レンズ３単体の光学特性に基づいて距離情報を算出するものであるため、クローズアップレンズ６が取り付けられている状態では、距離検出部２９から得られる距離情報をそのままフラッシュマティック制御に用いることはできない。なぜなら、距離検出部２９は、撮像装置１の撮影可能範囲が最近接位置から無限遠方の範囲であることを前提にして距離情報を求めるものであり、クローズアップレンズ６が装着された状態では撮影可能範囲が変換され、フォーカシングレンズ３１を移動させることによって被写体を合焦状態に導くことができる領域は近距離領域に限定された状態となっているからである。

それ故、本実施形態のメモリ２２には、距離検出部２９で検出される距離情報を、クローズアップレンズ６の光学特性に基づいて補正するための補正情報が装着レンズＬＵＴ２３として格納される。そして撮影制御部２０の演算部２１が、距離検出部２９から距離情報Ｘを入力すると、メモリ２２から装着レンズＬＵＴ２３を読み出して補正情報を取得し、所定の演算処理を行うことによって、クローズアップレンズ６が装着された状態の光学特性に適合した距離情報Ｘ'に補正する。

例えば、補正情報として、クローズアップレンズ６の焦点距離ｆが格納されているとすると、補正後の距離情報Ｘ'は、
Ｘ'＝Ｘ・ｆ／（Ｘ＋ｆ）・・・（数式２）
の演算によって求められる。ただし、数式２の演算を予め行っておき、装着レンズＬＵＴ２３に対して、補正前後の距離情報（ＸとＸ'）の関係をテーブルデータとして格納しておいてもよい。

図４は、フォーカシングレンズ３１のレンズ位置によって特定される、被写体までの距離を示す図であり、図中、実線で示される領域が撮影可能範囲を示しており、各黒点がフォーカシングレンズ３１の止まり位置に対応する被写体距離を示している。

例えば、撮像装置１にクローズアップレンズ６が装着されていない場合には、図４の（ａ）に示すように、フォーカシングレンズ３１のレンズ位置によって最近接位置から無限遠方までの範囲で被写体がどの位置に存在するかが特定される。これに対し、撮像装置１にクローズアップレンズ６が装着されると、図４の（ｂ）に示すように、撮影可能範囲は近距離領域に限定される。

ここで簡単のため、図４に示すように、フォーカシングレンズ３１の止まり位置が７点であると想定すると、クローズアップレンズ６を装着したときには、それら７点のレンズ位置はそれぞれ近距離領域内での被写体距離を示すことになる（図４（ｂ）参照）。

したがって、クローズアップレンズ６が装着された場合に、撮影制御部２０がクローズアップレンズ６に関する情報に基づいて、距離検出部２９によって検出される距離情報を補正することにより、近距離領域における被写体距離を高分解能で求めることができる。

そして撮影制御部２０の演算部２１によって補正された距離情報Ｘ'に基づいて、ＡＰＥＸの被写体距離ＤＶが算出される。ここで求められる被写体距離ＤＶは、誤差の少ない高精度な値となる。図５は、被写体までの距離（ｍ）と、その距離（ｍ）からＡＰＥＸによる被写体距離ＤＶを求めた場合のＤＶ誤差との関係を示す図である。本実施形態のように、クローズアップレンズ６によって撮影可能範囲を近距離領域Ｒ１に限定した撮影を行うことにより、フラッシュマティック制御のために被写体距離ＤＶを求めた際のＤＶ誤差が極めて小さな範囲に抑制されることになる。したがって、誤差の少ない、高精度な被写体距離ＤＶが求められる。

そして被写体距離ＤＶが求められると、上記数式１に基づいて、発光部７ａによるフラッシュの発光量ＩＶ、絞り板３０の絞り値ＡＶ、若しくはＡＧＣ回路１２のゲインに相当する感度ＳＶが決定され、それらの各値に基づいて、撮影制御部２０が、フラッシュ制御部８、絞りドライバ２５及びＡＧＣ回路１２に対する設定を行い、シャッタボタン４の全押し操作に伴ってフラッシュ撮影を制御する。

次に、撮像装置１における動作の手順について、図６及び図７のフローチャートを参照しつつ説明する。

まず、撮像装置１の電源がオン状態にされると、撮影制御部２０はユーザによる設定操作に基づいてフラッシュ撮影がオンであるか否かを判断する（ステップＳ１）。そしてフラッシュ撮影がオン設定されていない場合にはステップＳ１００に進む。ステップＳ１００ではフラッシュを発光させず、定常光による撮影が行われる。なお、ステップＳ１００の定常光撮影については、特に本発明に関連する処理ではないので、その具体的な処理内容の説明は省略する。

一方、フラッシュ撮影がオン設定されていると、ステップＳ２に進み、撮影制御部２０は装着検知部２８によってクローズアップレンズ６が検知されたか否かを判断する。そしてクローズアップレンズ６が装着されていない場合にはステップＳ２００に進む。ステップＳ２００では上述したフラッシュマティック制御は行われず、通常のフラッシュ撮影が行われる。例えば、プリ発光が行われて、フラッシュ発光量等が決定され、調光制御によるフラッシュ撮影が行われる。なお、ステップＳ２００における通常のフラッシュ撮影については、特に本発明に関連する処理ではないので、その具体的な処理内容の説明は省略する。

また、ステップＳ２においてクローズアップレンズ６が検知された場合には、ステップＳ３に進み、演算部２１による距離情報の補正機能をオンする。また、このときフラッシュ撮影を行うための制御方法は、フラッシュマティック制御に切り替えられる。

そしてユーザによってシャッタボタン４が半押し状態にされたか否かを判断し（ステップＳ４）、半押し操作が行われた場合には、それに応答してオートフォーカスを開始する（ステップＳ５）。このとき、撮影制御部２０は、フォーカシングレンズ３１を光軸Ｌに沿って所定ピッチで段階的に駆動させ、フォーカス領域の画像成分に関するコントラストが最大となる位置を特定する。そして、オートフォーカスによって被写体像が合焦状態となるレンズ位置が決定される（ステップＳ６）。なお、マニュアルフォーカスが行われる場合には、ユーザがフォーカスリング３ａを操作することによってフォーカシングレンズ３１を移動させ、最終的に静止状態にされたレンズ位置が決定される。

このとき、露光制御（ＡＥ）も行われ、ＡＰＥＸによる、絞り値ＡＶ及び感度ＳＶが決定される（ステップＳ７）。

図７のフローチャートに進み、撮影制御部２０は、現時点でのフォーカシングレンズ３１のレンズ位置に基づく距離情報を距離検出部２９から取得する（ステップＳ８）。ここで取得される距離情報は、撮影レンズ３の光学特性のみによって求められる距離情報であり、最近接位置から無限遠方の範囲での距離情報となっている。

そしてステップＳ１０に進み、演算部２１が機能して、装着レンズＬＵＴ２３から読み出された情報と、距離検出部２９から入力する距離情報とに基づいて、クローズアップレンズ６が組み込まれた状態での正確な距離情報を算出する。そしてステップＳ１０において補正された距離情報から、ＡＰＥＸでの被写体距離ＤＶを算出する（ステップＳ１１）。

続いて、数式１の演算処理が行われることにより、発光部７ａによるフラッシュの発光量ＩＶが決定され、撮影制御部２０からフラッシュ制御部８に対して発光量が指示される（ステップＳ１２）。なお、このとき、フラッシュ発光量ＩＶが所定の下限値以下となるときには、発光量ＩＶはその下限値に固定され、数式１の関係を満たすように、絞り値ＡＶ及び感度ＳＶの一方若しくは双方が再調整される。

そしてユーザによってシャッタボタン４が全押し状態にされたか否かを判断し（ステップＳ１３）、全押し操作が行われた場合には、それに応答して画像記録のためのフラッシュ発光撮影が行われる（ステップＳ１４）。すなわち、撮影制御部２０が、絞り板３０の開口径が絞り値ＡＶに適合する状態に駆動するとともに、ＡＧＣ回路１２のゲインを感度ＳＶに適合する値に設定した後、タイミングジェネレータ２７に対して撮影指令を与え、フラッシュ制御部８に対してフラッシュ発光指令を送出する。

その結果、画像メモリ１４に格納される画像信号は、画像処理回路１５で圧縮処理等の画像処理が施された後、記録媒体１８に記録され、撮影処理が終了する（ステップＳ１５）。そして、記録媒体１８には露光オーバーでない最適な画像が記録されることになる。

以上のように、本実施形態の撮像装置１は、第１の光学系である撮影レンズ３の対物側に、第２の光学系であるクローズアップレンズ６が装着できるように構成されており、撮影レンズ３に対してクローズアップレンズ６が装着されたことを検知すると、フラッシュ発光制御をフラッシュマティック制御に切り替える。そのため、プリ発光による調光制御では露光オーバーになりやすいという問題があったが、本実施形態では、近距離撮影が行われる状況を正確に自動検知し、フラッシュマティック制御で近距離フラッシュ撮影が行われるので、撮影画像が露光オーバーになることを良好に防止できる。

また、本実施形態の撮像装置１では、フラッシュマティック制御を行うにあたっての被写体までの距離情報を、撮影レンズ３を介して得られる被写体象のフォーカス状態によって距離検出部２９が検出するように構成されている。そして、撮影レンズ３にクローズアップレンズ６が装着された状態では、距離検出部２９によって検出される距離情報は正確な情報ではなくなる。それゆえ、撮像装置１は、クローズアップレンズ６の装着が検知された場合に、距離検出部２９で検出される距離情報を、予めメモリ２２に記憶されるクローズアップレンズ６に関する情報に基づいて補正し、その補正後の距離情報に基づいてフラッシュマティック制御を行うように構成される。したがって、本実施形態の撮像装置１では、近距離撮影において高分解能であり、かつ誤差の少ない値として被写体距離を求めることができ、高精度なフラッシュマティック制御を行うことができる。

また、本実施形態の撮像装置１では、光軸Ｌを中心として、複数の発光部７ａが光軸Ｌから等距離に配置されるので、近距離領域にある被写体を周囲からほぼ均等に照明することができる。特に近距離フラッシュ撮影では、被写体の照明ムラが目立ちやすくなる状況にあるが、本実施形態のように複数の発光部７ａを光軸Ｌの周りに均等に配置することにより、照明ムラを抑制して良好な状態で被写体を撮影することができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述したものに限定されるものではない。

例えば、上記実施の形態では、主として、クローズアップレンズ６の装着が検知された場合、距離検出部２９によって取得される距離情報を、クローズアップレンズ６に関する情報に基づいて補正し、その補正された距離情報に基づいて、フラッシュの発光量ＩＶを優先的に決定するようにし、発光量ＩＶが所定の下限値以下となる場合に、絞り値ＡＶ若しくは感度ＳＶを調整することを例示した。しかし、発光部７ａによるフラッシュ発光量が常に一定であり、その発光量を調整することが不可能であることも想定される。そのため、フラッシュ発光量ＩＶを調整することができない場合には、発光量ＩＶを固定値とし、絞り値ＡＶおよび感度ＳＶのうちの少なくとも１つを調整することによって上記数式１の関係が満たされればよい。すなわち、本発明は、フラッシュ発光量ＩＶ、絞り値ＡＶおよび感度ＳＶのうちの少なくとも１つを調整してフラッシュ撮影を行うものであっても構わない。

また、上記実施の形態では、主として、ユーザによるシャッタボタン４の全押し操作（撮影指示）に応答して記録のための画像をフラッシュ撮影する際に、フラッシュマティック制御で行う場合を例示した。そのため、上述した実施の形態では、プリ発光を行う必要がないので効率的に記録撮影時のフラッシュ発光量が決定できることになる。しかし、上述した、クローズアップレンズ６の装着が検知された場合に、距離検出部２９によって取得される距離情報を、クローズアップレンズ６に関する情報に基づいて補正し、その補正された距離情報に基づいて、フラッシュの発光量ＩＶ、絞り値ＡＶ、および、感度ＳＶのうちの少なくとも１つを調整してフラッシュ撮影を行うという技術は、画像記録のための撮影だけでなく、プリ発光を行って調光制御を行う際のプリ発光量を決定するためにも適用することができる。そのため、本発明は、撮影指示に応答して記録画像を取得するためのフラッシュ撮影に限定されるものではなく、プリ発光時の発光量を決定する際にも適用可能なものである。プリ発光を行う際のプリ発光量を上述したように決定することで、プリ発光時に取得される画像が露光オーバーになることを防止でき、調光制御によってフラッシュ撮影を行っても最適な画像が得られることになる。

また、上記実施の形態では、フラッシュ発光装置７がカメラ本体２に対して外付けされる場合を例示したが、カメラ本体２に内蔵されたものであっても構わない。また、発光部７ａがクローズアップレンズ６のレンズ鏡胴に直接取り付けられた構造であっても構わない。

また、上記実施の形態では、距離検出部２９が、撮影レンズ３に含まれるフォーカシングレンズ３１のレンズ位置によって被写体までの距離を検出する場合を例示したが、それに限定されるものではなく、例えば、ＴＴＬ（スルーザレンズ）方式の位相差センサ等によって被写体像のフォーカス状態を判定し、それによって被写体までの距離を検出するものであっても構わない。

また、上記実施の形態では、クローズアップレンズ６に関する情報が、装着レンズＬＵＴ２３としてメモリ２２に格納されることを示したが、そのメモリ２２は、予めカメラ本体２に設けられるものであっても構わないし、クローズアップレンズ６に内蔵されるものであっても構わない。クローズアップレンズ６がメモリ２２を内蔵する場合、クローズアップレンズ６が撮影レンズ３に対して装着されたときに、カメラ本体２とクローズアップレンズ６とが電気的に接続され、撮影制御部２０がクローズアップレンズ６内のメモリ２２に対してアクセス可能になる構成であればよい。

また、上記実施の形態では、クローズアップレンズ６の装着を装着検知部２８が自動判別する場合を例示したが、これに限定されるものではなく、例えば液晶ディスプレイ１７等にメニュー画面を表示して、ユーザが操作部２４を操作することによって撮影レンズ３の前端部にクローズアップレンズ６を装着したことを手動入力するように構成してもよい。その場合、装着検知部２８は、ユーザ操作によって入力される、装着レンズに関する情報に基づいて、クローズアップレンズ６の装着を検知することになる。

さらに、上記実施の形態では、第１の光学系である撮影レンズ３に装着される第２の光学系として、クローズアップレンズ６を例示した。しかし、本発明は、撮影レンズ３の対物側に装着される光学レンズを、クローズアップレンズ６に限定するものではない。例えば、撮影レンズに対して、撮影倍率を大きくするためのテレコンバータレンズや、画角（視野範囲）を大きくするためのワイドコンバータレンズ等が装着可能な撮像装置も知られている。撮影レンズに対して、そのようなテレコンバータレンズやワイドコンバータレンズが取り付けられた場合、撮像装置の光学特性は撮影レンズ単体の場合とは異なる状態になるため、距離検出部２９によって検出される被写体までの距離は不正確な値となる。それゆえ、上記実施の形態で説明した、距離検出部２９によって検出される情報を補正してフラッシュ撮影を行うという技術は、第２の光学系がクローズアップレンズに限定されるものではなく、テレコンバータレンズやワイドコンバータレンズである場合にも適用可能なものである。

撮像装置の概略構成を示す斜視図である。撮像装置の概略構成を示す斜視図であり、各部をカメラ本体に装着した状態を示す図である。撮像装置の内部構成を示すブロック図である。フォーカシングレンズのレンズ位置によって特定される、被写体までの距離を示す図である。被写体までの距離とＤＶ誤差との関係を示す図である。撮像装置の動作手順を示すフローチャートである。撮像装置の動作手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１撮像装置
３撮影レンズ（第１の光学系）
６クローズアップレンズ（第２の光学系）
７フラッシュ発光装置
７ａ発光部（発光手段）
１０撮像素子
１２ＡＧＣ回路（ゲイン付与手段）
２０撮影制御部（制御手段）
２２メモリ（記憶手段）
２８装着検知部（検知手段）
２９距離検出部（距離検出手段）
３０絞り板（絞り手段）

Claims

フラッシュ光を発光する発光手段と、
絞り手段を有し、被写体からの光を撮像素子に導く第１の光学系と、
前記第１の光学系を介して得られる被写体像のフォーカス状態によって被写体までの距離を検出する距離検出手段と、を備える撮像装置であって、
前記第１の光学系の対物側に、第２の光学系を取り付け可能なように構成されるとともに、
前記第１の光学系の対物側に対して前記第２の光学系が装着されたことを検知する検知手段と、
前記第１の光学系の対物側に取り付け可能な前記第２の光学系に関する情報を記憶する記憶手段と、
を備えて構成され、
前記検知手段によって前記第２の光学系の装着が検知された場合、前記距離検出手段によって取得される距離情報を、前記記憶手段に記憶された前記第２の光学系に関する情報に基づいて補正し、補正された距離情報に基づいて、前記発光手段の発光量、前記絞り手段の絞り量、および、前記撮像素子から得られる画像信号に付与されるゲインのうち少なくとも１つを調整してフラッシュ撮影を行う撮像装置。
請求項１に記載の撮像装置において、
前記第２の光学系は、クローズアップレンズであることを特徴とする撮像装置。
請求項１又は２に記載の撮像装置において、
撮影指示に応答して前記フラッシュ撮影を行い、それによって取得される画像を所定の記録媒体に記録することを特徴とする撮像装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記発光手段は、前記第１の光学系の光軸を中心とし、複数の発光部が前記光軸から等距離に配置されてなる撮像装置。
フラッシュ光を発光する発光手段を備え、クローズアップレンズを装着可能に構成される撮像装置であって、
前記クローズアップレンズが装着されたことを検知する検知手段を備え、
前記検知手段によって前記クローズアップレンズが装着されたことが検知された場合、前記発光手段でフラッシュ光を発光させて行う撮影制御を、フラッシュマティック制御に切り替えることを特徴とする撮像装置。