JP2006251083A - 撮影補助光照射装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影補助光の照明域における明るさを均一化することができると共に、撮影補助光の輝度を確実に向上させることのできる撮影補助光照射装置を得る。
【解決手段】 発光ダイオード４４Ａから射出された撮影補助光を集光レンズ４４Ｄにより被写体に向けて集光すると共に、集光した撮影補助光が被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、撮影補助光照射装置に係り、特に、撮影装置による撮影時に被写体に対して撮影補助光を照射する撮影補助光照射装置に関する。

近年、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）エリアセンサ、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、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant，携帯情報端末）等の撮影機能を有する情報機器の需要が急増している。なお、本明細書では、このような撮影機能を有する情報機器を撮影装置と総称する。

ところで、この種のデジタル方式の撮影装置や銀塩写真式カメラでは、被写体の輝度が不足している場合や日中シンクロ撮影を行う場合等に、被写体に撮影補助光を照射することによって光量不足を補うことのできるストロボ装置が従来から用いられている。

また、近年では、上記ストロボ装置に代えて発光ダイオードを用いることが提案されており、この種の技術として本出願人による特許文献１には、発光ダイオード等の半導体発光素子を備えたカメラの発光装置において、電力が連続的に供給されて発光する際の許容発光電流として第１の電流に規定されている前記半導体発光素子と、前記カメラでの静止画の補助光撮影時に前記第１の電流よりも大きな第２の電流を前記半導体発光素子に流し、当該半導体発光素子を高輝度発光させる技術が開示されている。

この技術により、静止画撮影時における半導体発光素子の発光光量を増加させることができる。
特開２００３−３０７７７１公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されている技術では、複数の半導体発光素子によって被写体に補助光を照射するものとされているため、半導体発光素子による補助光の照射域における明るさの均一化を図ることが難しい、という問題点があった。

また、上記特許文献１に開示されている技術では、半導体発光素子に流すことのできる電流は制限されているため、補助光の輝度が必ずしも十分とは限らない、という問題点もあった。

本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、撮影補助光の照明域における明るさを均一化することができると共に、撮影補助光の輝度を確実に向上させることのできる撮影補助光照射装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮影補助光照射装置は、撮影装置による撮影時に被写体に対して撮影補助光を照射する撮影補助光照射装置であって、前記撮影補助光を射出する半導体発光素子と、前記半導体発光素子から射出された撮影補助光を前記被写体に向けて集光する集光手段と、前記集光手段によって集光された撮影補助光が前記被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査する走査手段と、を備えている。

本発明によれば、撮影装置による撮影時に被写体に対して半導体発光素子によって射出された撮影補助光が照射される。なお、上記半導体発光素子には、発光ダイオード、半導体レーザ等の半導体光源が含まれる。

ここで、本発明では、前記半導体発光素子から射出された撮影補助光が集光手段によって前記被写体に向けて集光されると共に、当該集光手段によって集光された撮影補助光が前記被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光が走査手段によって走査される。

すなわち、本発明では、半導体発光素子から射出された撮影補助光を集光することにより撮影補助光の輝度を向上させるようにしている。しかしながら、これによって撮影補助光の被写体位置における径が小さくなってしまい、被写体全域に対して当該撮影補助光を照射させることができなくなってしまう。そこで、本発明では、撮影補助光が被写体全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査するようにしている。以上の結果、撮影補助光の照明域における明るさを均一化することができると共に、撮影補助光の輝度を確実に向上させることができる。

なお、上記集光手段には、結像レンズ等の光学レンズや、リフレクタ等の集光部材が含まれる。また、上記走査手段による撮影補助光の走査には、本発明の集光手段及び半導体発光素子の少なくとも一方の装置本体に対する角度を、撮影補助光の進行方向が走査位置となるように順次変更するアクチュエータ等による走査の他、ポリゴンミラーによる走査が含まれる。ここで、ポリゴンミラーによる走査では、ポリゴンミラーの回転方向に対して直交する方向に当該ポリゴンミラー自身が回転するようにすることにより、２次元方向に対する走査を実現する形態や、２つのポリゴンミラーを用いて２段階で撮影補助光を反射させることにより、２次元方向に対する走査を実現する形態等を例示することができる。

このように、本発明によれば、半導体発光素子から射出された撮影補助光を被写体に向けて集光すると共に、集光した撮影補助光が被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査しているので、撮影補助光の照明域における明るさを均一化することができると共に、撮影補助光の輝度を確実に向上させることができる。

なお、本発明の前記走査手段は、前記撮影装置が固体撮像素子による撮像によって撮影を行うものである場合、前記走査の方向及び速度を前記固体撮像素子から読み出される画像信号の読み出し方向及び読み出し速度に各々対応するものとしてもよい。これによって、固体撮像素子の画素毎の受光部に対する露光量を均一化することができ、撮影補助光の照明域における明るさを、より均一化することができる。

また、本発明の前記走査手段は、前記撮影補助光が前記撮影装置による撮影範囲が含まれる最小範囲内に順次照射されるように当該撮影補助光を走査するものとしてもよい。これによって、撮影範囲以外への撮影補助光の照射を防止することができる。

また、本発明の前記集光手段は、前記撮影装置が固体撮像素子による撮像によって撮影を行うものである場合、前記撮影補助光を前記固体撮像素子の１画素の撮像領域（受光領域）に内接する大きさに相当する径となるように集光するものとしてもよい。これによって、撮影補助光を有効に利用することができると共に、固体撮像素子の画素毎の受光部に対する露光量を均一化することができ、撮影補助光の照明域における明るさを、より均一化することができる。

また、本発明の前記集光手段は、前記撮影装置が固体撮像素子による撮像によって撮影を行うものである場合、前記固体撮像素子からの画像信号の読み出し方式に応じて前記撮影補助光の集光率を変更するものとしてもよい。これによって、固体撮像素子からの画像信号の読み出し方式に応じた適切な範囲に撮影補助光を集光することができる。

更に、本発明は、前記被写体の明るい部分に照射される撮影補助光ほど発光強度が低くなるように前記半導体発光素子を制御する制御手段を更に備えてもよい。これによって、撮影画像における白飛びや黒潰れの発生を防止することができる。

なお、本発明の前記固体撮像素子には、ＣＣＤエリアセンサ、ＣＭＯＳイメージ・センサが含まれる。

本発明によれば、半導体発光素子から射出された撮影補助光を被写体に向けて集光すると共に、集光した撮影補助光が被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査しているので、撮影補助光の照明域における明るさを均一化することができると共に、撮影補助光の輝度を確実に向上させることができる、という効果が得られる。

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。なお、ここでは、本発明を静止画像及び動画像の双方の撮影を行う機能を有するデジタルカメラに適用した場合について説明する。

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。

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２１と、撮影時に必要に応じて被写体に照射する光（撮影補助光）を発する発光部４４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２０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）５６Ａと、電源スイッチ５６Ｂと、モード切替スイッチ５６Ｃと、が備えられている。

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５６Ａ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。

そして、デジタルカメラ１０では、レリーズボタン５６Ａ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。

また、モード切替スイッチ５６Ｃは、静止画像の撮影を行うモードである静止画撮影モード、動画像の撮影を行うモードである動画撮影モード、及び被写体像を後述するＬＣＤ３８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回転操作される。

一方、デジタルカメラ１０の背面には、前述のファインダ２０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。）３８と、十字カーソルボタン５６Ｄと、が備えられている。なお、十字カーソルボタン５６Ｄは、ＬＣＤ３８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つの矢印ボタンを含んで構成されている。

更に、デジタルカメラ１０の背面には、ＬＣＤ３８にメニュー画面を表示させるときに押圧操作されるメニューボタンと、それまでの操作内容を確定するときに押圧操作される決定ボタンと、直前の操作内容をキャンセルするときに押圧操作されるキャンセルボタンと、発光部４４の発光状態を設定するときに押圧操作される発光ボタンと、が備えられている。

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の電気系の要部構成を説明する。

デジタルカメラ１０は、前述のレンズ２１を含んで構成された光学ユニット２２と、レンズ２１の光軸後方に配設された電荷結合素子（以下、「ＣＣＤ」という。）２４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２６と、を含んで構成されている。

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。）２８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３０と、を含んで構成されている。

なお、デジタル信号処理部３０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４８の所定領域に直接記憶させる制御も行う。

ＣＣＤ２４の出力端はアナログ信号処理部２６の入力端に、アナログ信号処理部２６の出力端はＡＤＣ２８の入力端に、ＡＤＣ２８の出力端はデジタル信号処理部３０の入力端に、各々接続されている。従って、ＣＣＤ２４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２６によって所定のアナログ信号処理が施され、ＡＤＣ２８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３０に入力される。

一方、デジタルカメラ１０は、被写体像やメニュー画面等をＬＣＤ３８に表示させるための信号を生成してＬＣＤ３８に供給するＬＣＤインタフェース３６と、デジタルカメラ１０全体の動作を司るＣＰＵ（中央処理装置）４０と、撮影により得られたデジタル画像データ等を記憶するメモリ４８と、メモリ４８に対するアクセスの制御を行うメモリインタフェース４６と、を含んで構成されている。

更に、デジタルカメラ１０は、可搬型のメモリカード５２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５４と、を含んで構成されている。

なお、本実施の形態のデジタルカメラ１０では、メモリ４８としてフラッシュ・メモリ（Flash Memory）が用いられ、メモリカード５２としてスマートメディア（Smart Media（登録商標））が用いられている。

デジタル信号処理部３０、ＬＣＤインタフェース３６、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５４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３０及び圧縮・伸張処理回路５４の作動の制御、ＬＣＤ３８に対するＬＣＤインタフェース３６を介した各種情報の表示、メモリ４８及びメモリカード５２へのメモリインタフェース４６ないし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。

一方、デジタルカメラ１０には、主としてＣＣＤ２４を駆動させるためのタイミング信号を生成してＣＣＤ２４に供給するタイミングジェネレータ３２が備えられており、ＣＣＤ２４の駆動はＣＰＵ４０によりタイミングジェネレータ３２を介して制御される。

更に、デジタルカメラ１０にはモータ駆動部３４が備えられており、光学ユニット２２に備えられた焦点調整モータ、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３４を介して制御される。

すなわち、本実施の形態に係るレンズ２１は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３４から供給された駆動信号によって駆動される。

更に、前述のレリーズボタン５６Ａ、電源スイッチ５６Ｂ、モード切替スイッチ５６Ｃ、十字カーソルボタン５６Ｄ、メニューボタン等の各種ボタン、スイッチ類（同図では、「操作部５６」と総称。）はＣＰＵ４０に接続されており、ＣＰＵ４０は、これらの操作部５６に対する操作状態を常時把握できる。また、前述した発光部４４もＣＰＵ４０に接続されており、発光部４４による撮影補助光の発光もＣＰＵ４０によって制御される。

次に、図３を参照して、本実施の形態に係る発光部４４の要部構成を説明する。

同図に示すように、発光部４４には、白色に発光する発光ダイオード４４Ａと、反射傘４４Ｂと、配線基板４４Ｃと、が備えられている。発光ダイオード４４Ａの電極（アノード及びカソード）は配線基板４４Ｃに取り付けられており、発光ダイオード４４Ａは配線基板４４Ｃを介してＣＰＵ４０に電気的に接続されている。従って、ＣＰＵ４０は、発光ダイオード４４Ａの点灯／消灯を制御することができると共に、その発光強度（ここでは、発光輝度）も制御することができる。また、配線基板４４Ｃは、反射傘４４Ｂの光反射面側の中央部に取り付けられており、発光ダイオード４４Ａから射出された光を効率よく被写体側に向けて射出できるようにしている。

一方、発光部４４には、発光ダイオード４４Ａから射出された撮影補助光を被写体に向けて集光する集光レンズ４４Ｄが備えられており、発光ダイオード４４Ａから射出された撮影補助光は当該集光レンズ４４Ｄによって集光され、被写体面において集光光Ｌとされる。

図４には、集光レンズ４４Ｄ及びその周辺部の概略構成が示されている。同図に示すように、本実施の形態に係る集光レンズ４４Ｄは、中央部に集光レンズ４４Ｄと略同一の径の開口部が穿設されたレンズ保持板４４Ｅの当該開口部によって保持されている。そして、レンズ保持板４４Ｅの上端部近傍の左右方向中央部には一対のアクチュエータ４４Ｆ及びバネ４４Ｈが、互いにレンズ保持板４４Ｅを挟持した状態で設けられている。

ここで、アクチュエータ４４Ｆは、被写体方向（集光レンズ４４Ｄの光軸方向）に伸縮可能な状態で設けられると共に、バネ４４Ｈはレンズ保持板４４Ｅをアクチュエータ４４Ｆ方向に付勢する状態で設けられている。一方、レンズ保持板４４Ｅは、上下方向中心軸を中心として図４矢印Ｙ方向に回動自在に設けられており、集光レンズ４４Ｄは、アクチュエータ４４Ｆの伸縮によって図４矢印Ｙ方向に傾斜させることができる。なお、アクチュエータ４４ＦはＣＰＵ４０に電気的に接続されており、ＣＰＵ４０は、集光レンズ４４Ｄの図４矢印Ｙ方向への傾斜角を変更することができる。

同様に、レンズ保持板４４Ｅの正面視右端近傍の上下方向中央部には一対のアクチュエータ４４Ｇ及びバネ４４Ｉが、互いにレンズ保持板４４Ｅを挟持した状態で設けられている。

ここで、アクチュエータ４４Ｇもまた、被写体方向（集光レンズ４４Ｄの光軸方向）に伸縮可能な状態で設けられると共に、バネ４４Ｉはレンズ保持板４４Ｅをアクチュエータ４４Ｇ方向に付勢する状態で設けられている。一方、レンズ保持板４４Ｅは、左右方向中心軸を中心として図４矢印Ｘ方向にも回動自在に設けられており、集光レンズ４４Ｄは、アクチュエータ４４Ｇの伸縮によって図４矢印Ｘ方向に傾斜させることができる。なお、アクチュエータ４４ＧもＣＰＵ４０に電気的に接続されており、ＣＰＵ４０は、集光レンズ４４Ｄの図４矢印Ｘ方向への傾斜角も変更することができる。

以上の構成により、ＣＰＵ４０によって集光レンズ４４Ｄの光軸方向を被写体面に対して２次元方向に変更することができるため、本実施の形態に係る発光部４４は、ＣＰＵ４０の制御下で、集光レンズ４４Ｄによって集光された撮影補助光が被写体面に対して順次照射されるように当該撮影補助光を走査するものとされている。

なお、本実施の形態では、アクチュエータ４４Ｆ，４４Ｇとして圧電アクチュエータを用いているが、これに限定されず、静電アクチュエータ、ソレノイド・アクチュエータ等の各種アクチュエータを用いることができる。

一方、本実施の形態では、ＣＰＵ４０により、撮影補助光による走査の方向及び速度をＣＣＤ２４から読み出される画像信号の読み出し方向及び読み出し速度に各々対応するように制御される。これにより、ＣＣＤ２４の画素毎の受光部に対する露光量を均一化することができ、撮影補助光の照明域における明るさを、より均一化することができる。

なお、本実施の形態では、ＣＣＤ２４として、一例として図５に示すような垂直方向下端部に設けられた水平転送路の左端部から画像信号を読み出すインターライン型のＣＣＤを適用しているため、一例として図６に模式的に示されるように、ＣＰＵ４０によって集光光Ｌによる走査を、撮影補助光の照射域における下端部の左端部から右端部に向けて水平方向に行うことを当該下端部から上端部に達するまでＣＣＤ２４の垂直方向画素ピッチに対応する距離毎に順次行うことによって、撮影補助光の照射域全域を走査するようにしている。

一方、本実施の形態に係る集光レンズ４４Ｄは焦点距離が変更可能なものとして構成されており、当該焦点距離がＣＰＵ４０の制御下で変更することができるものとされている。

そして、本実施の形態では、ＣＰＵ４０により、集光レンズ４４Ｄが、ＣＣＤ２４からの画像信号の読み出し方式に応じて撮影補助光の集光率を変更するように制御される。

本実施の形態に係るデジタルカメラ１０は、一例として図７に示すように、静止画撮影を行う際にはＣＣＤ２４から全画素の画像信号を順次読み出す全画素順次読み出し方式を適用し、動画撮影を行う際にはＣＣＤ２４から水平方向に２画素で、垂直方向に２画素の２×２画素の画像信号を混合して読み出す４画素混合読み出し方式を適用している。

そこで、ＣＰＵ４０は、ユーザによって静止画撮影モードが設定されている場合は、図７（Ｂ）に示すように、撮影補助光の集光光ＬがＣＣＤ２４の１画素の撮像領域（受光領域）に内接する大きさに相当する径となるように集光レンズ４４Ｄの焦点距離（集光率）を設定し、ユーザによって動画撮影モードが設定されている場合は、図７（Ｃ）に示すように、撮影補助光の集光光ＬがＣＣＤ２４の４画素（２×２画素）の撮像領域に内接する大きさに相当する径となるように集光レンズ４４Ｄの焦点距離（集光率）を設定する。これにより、撮影補助光を有効に利用することができると共に、ＣＣＤ２４の画素毎の受光部に対する露光量を均一化することができる結果、撮影補助光の照明域における明るさを、より均一化することができ、更に、ＣＣＤ２４からの画像信号の読み出し方式に応じた適切な状態に撮影補助光を集光することができる。

なお、本実施の形態では、集光レンズ４４Ｄとして焦点距離を電気的に変更可能な液体レンズを適用しているが、これに限定されず、例えば、機械的に焦点距離を変更可能なズームレンズを適用することもできる。

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。

まず、ＣＣＤ２４は、光学ユニット２２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２６に順次出力する。アナログ信号処理部２６は、ＣＣＤ２４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ＡＤＣ２８に順次出力する。

ＡＤＣ２８は、アナログ信号処理部２６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３０に順次出力する。デジタル信号処理部３０は、内蔵しているラインバッファにＡＤＣ２８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４８の所定領域に直接格納する。

メモリ４８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３０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うと共に、ガンマ処理及びシャープネス処理を行って８ビットのデジタル画像データを生成する。

そして、デジタル信号処理部３０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４８の上記所定領域とは異なる領域に格納する。

なお、ＬＣＤ３８は、ＣＣＤ２４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、ＬＣＤ３８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３６を介して順次ＬＣＤ３８に出力する。これによってＬＣＤ３８にスルー画像が表示されることになる。

ここで、静止画撮影モードが設定されている場合、レリーズボタン５６Ａがユーザによって半押し状態とされたタイミングで前述のように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、その後、引き続き全押し状態とされたタイミングで、必要に応じて発光部４４から撮影補助光が射出されると共に、その時点でメモリ４８に格納されているＹＣ信号を、圧縮・伸張処理回路５４によって所定の圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後に外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード５２に電子化ファイルとして記録する。

一方、動画撮影モードが設定されている場合には、レリーズボタン５６Ａが全押し状態とされたタイミングで、必要に応じて発光部４４から撮影補助光が射出されると共に、その時点からメモリ４８に格納されるＹＣ信号を、所定期間毎に時系列で圧縮・伸張処理回路５４により所定の圧縮形式（本実施の形態では、Ｍｏｔｉｏｎ ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後に外部メモリインタフェース５０を介してメモリカード５２に順次記録していき、再度レリーズボタン５６Ａが全押し状態とされたタイミングで、当該記録動作を終了する。この動作により、動画像を示す動画像データが電子化ファイルとしてメモリカード５２に記録されることになる。

次に、図８を参照して、静止画撮影モードが設定されている場合の処理における、本発明に特に関係する部分について詳細に説明する。なお、図８は、静止画撮影モードが設定されている場合にデジタルカメラ１０のＣＰＵ４０によって所定期間毎（本実施の形態では、０．１秒毎）に実行される静止画撮影モード処理プログラムにおける本発明に特に関係する部分の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、ステップ１００では、レリーズボタン５６Ａが半押し状態とされるまで待機し、次のステップ１０２では、前述したように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。

次のステップ１０４では、上記ステップ１０２において設定された露出状態では被写体の輝度が不足しているか否かを判定することにより、撮影補助光の照射が必要であるか否かを判定し、肯定判定となった場合はステップ１０６に移行して、予め定められた初期設定を発光部４４に対して行った後にステップ１０８に移行する。なお、上記初期設定には、このときのレンズ２１によるズーム倍率に応じて特定される撮影範囲（画角、図９も参照。）の左下角部（以下、「ホームポジション」という。）に発光部４４から射出される撮影補助光の照射先が位置するようにアクチュエータ４４Ｆ，４４Ｇの伸縮状態を設定すること、及び当該撮影補助光の集光光Ｌの径が、一例として図７（Ｂ）に示されるように、ＣＣＤ２４の１画素の撮像領域（受光領域）に内接する大きさに相当する径となるように集光レンズ４４Ｄの焦点距離（集光率）を設定することが含まれる。

なお、上記ステップ１０４において否定判定となった場合は、上記ステップ１０６の処理を実行することなくステップ１０８に移行する。

ステップ１０８では、レリーズボタン５６Ａが半押し状態から全押し状態に移行したか否かを判定し、否定判定となった場合はステップ１１０に移行して、レリーズボタン５６Ａが未押下状態に復帰したか否かを判定し、否定判定となった場合は上記ステップ１０８に戻り、肯定判定となった場合には上記ステップ１００に戻る。また、上記ステップ１０８において肯定判定となった場合にはステップ１１２に移行する。

ステップ１１２では、撮影補助光の照射が必要であるか否かを上記ステップ１０４と同様に判定し、肯定判定となった場合はステップ１１４に移行して、発光部４４による被写体に対する撮影補助光の走査が前述（図６参照。）したように行われるように発光ダイオード４４Ａ及びアクチュエータ４４Ｆ，４４Ｇの各々を制御する。なお、この際、ＣＰＵ４０は、撮影補助光の走査範囲を、図９に示すように、この時点におけるデジタルカメラ１０による撮影範囲が含まれる最小範囲内となるようにアクチュエータ４４Ｆ，４４Ｇを制御する。また、この際、ＣＰＵ４０は、一例として図１０に示すように、被写体の撮影範囲における明るい部分に照射される撮影補助光ほど発光強度が低くなるように発光ダイオード４４Ａの発光強度（発光輝度）を制御する。これにより、撮影画像における白飛びや黒潰れの発生を防止することができる。

そして、以上のような撮影補助光の走査の制御が終了するとステップ１１６に移行する。なお、上記ステップ１１２において否定判定となった場合は、上記ステップ１１４の処理を実行することなくステップ１１６に移行する。

ステップ１１６では、この時点でメモリ４８に記憶されているＹＣ信号を圧縮・伸張処理回路５４によって所定の圧縮形式（本実施の形態では、ＪＰＥＧ形式）で圧縮した後にメモリカード５２に電子化ファイルとして記憶し、その後に本静止画撮影モード処理プログラムを終了する。

なお、動画撮影モードが設定されている場合のデジタルカメラ１０の発光部４４に関する動作は、撮影補助光の集光光ＬがＣＣＤ２４の４画素（２×２画素）の撮像領域に内接する大きさに相当する径となるように集光レンズ４４Ｄの焦点距離（集光率）を設定する点以外は静止画撮影モード設定時と略同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。

以上詳細に説明したように、本実施の形態では、半導体発光素子（ここでは、発光ダイオード４４Ａ）から射出された撮影補助光を被写体に向けて集光すると共に、集光した撮影補助光が一撮影期間内に被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査しているので、撮影補助光の照明域における明るさを均一化することができると共に、撮影補助光の輝度を確実に向上させることができる。

また、本実施の形態では、前記走査の方向及び速度を固体撮像素子（ここでは、ＣＣＤ２４）から読み出される画像信号の読み出し方向及び読み出し速度に各々対応するものとしているので、固体撮像素子の画素毎の受光部に対する露光量を均一化することができ、撮影補助光の照明域における明るさを、より均一化することができる。

また、本実施の形態では、撮影補助光が撮影装置（ここでは、デジタルカメラ１０）による撮影範囲が含まれる最小範囲内に順次照射されるように当該撮影補助光を走査するものとしているので、撮影範囲以外への撮影補助光の照射を防止することができる。

また、本実施の形態では、撮影補助光を固体撮像素子の１画素の撮像領域（受光領域）に内接する大きさに相当する径となるように集光しているので、撮影補助光を有効に利用することができると共に、固体撮像素子の画素毎の受光部に対する露光量を均一化することができ、撮影補助光の照明域における明るさを、より均一化することができる。

また、本実施の形態では、固体撮像素子からの画像信号の読み出し方式に応じて撮影補助光の集光率を変更しているので、固体撮像素子からの画像信号の読み出し方式に応じた適切な範囲に撮影補助光を集光することができる。

更に、本実施の形態では、被写体の明るい部分に照射される撮影補助光ほど発光強度が低くなるように半導体発光素子を制御しているので、撮影画像における白飛びや黒潰れの発生を防止することができる。

なお、本実施の形態では、被写体の明るさに応じた発光ダイオード４４Ａの発光強度の変更動作を必ず実行する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、当該変更動作の実行／非実行をユーザからの指示に応じて切り換える形態とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

また、本実施の形態では、撮影補助光の走査の際に、図６に示すようにホームポジション側端部から他端部側に向けて走査する期間のみに撮影補助光を照射する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、適用する固体撮像素子の画像信号の読み出し順序によっては、一例として図１１に示すように、集光光Ｌのホームポジション側への復路期間においても撮影補助光を照射する形態とすることもできる。この場合、撮影補助光の走査速度を、本実施の形態の略２倍とすることができる。

また、本実施の形態では、集光レンズ４４Ｄの装置本体に対する角度のみを変更することによって撮影補助光の走査を行った場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、発光ダイオード４４Ａの装置本体に対する角度のみを変更することや、集光レンズ４４Ｄ及び発光ダイオード４４Ａの双方の装置本体に対する角度を変更することによって撮影補助光の走査を行う形態等とすることもできる。この場合も、本実施の形態と同様の効果を奏することができる。

その他、本実施の形態に係るデジタルカメラ１０の構成（図１〜図５参照。）は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

また、本実施の形態において説明した静止画撮影モード処理プログラムの処理の流れ（図８参照。）も一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

更に、本実施の形態では、本発明をデジタルカメラに適用した場合について説明したが、本発明は、ＰＤＡ、携帯電話器等、撮影補助光を射出する機能を有する情報機器であれば如何なるものにでも適用できることは言うまでもない。

実施の形態に係るデジタルカメラの外観を示す外観図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの電気系の要部構成を示すブロック図である。 実施の形態に係る発光部の要部構成を示す断面図である。 実施の形態に係る集光レンズ及びその周辺部の概略構成を示す外観図である。 実施の形態に係るＣＣＤの構成を示す概略図である。 実施の形態に係る撮影補助光の集光光による走査方向の説明に供する概略図である。 実施の形態に係る撮影補助光の集光状態の説明に供する概略図である。 実施の形態に係る静止画撮影モード処理プログラムの処理の流れを示すフローチャートである。 実施の形態に係るデジタルカメラの撮影範囲と撮影補助光による走査範囲の関係を示す概略図である。 実施の形態に係るデジタルカメラの被写体像の明るさと撮影補助光の発光輝度との関係を示す概略図である。 実施の形態に係る撮影補助光の集光光による走査方向の他の形態例を示す概略図である。

符号の説明

１０ デジタルカメラ
２４ ＣＣＤ
４０ ＣＰＵ（制御手段）
４４ 発光部
４４Ａ 発光ダイオード（半導体発光素子）
４４Ｂ 反射傘
４４Ｃ 配線基板
４４Ｄ 集光レンズ（集光手段）
４４Ｅ レンズ保持板
４４Ｆ，４４Ｇ アクチュエータ（走査手段）
４４Ｈ，４４Ｉ バネ（走査手段）

Claims (6)

1. 撮影装置による撮影時に被写体に対して撮影補助光を照射する撮影補助光照射装置であって、
   前記撮影補助光を射出する半導体発光素子と、
   前記半導体発光素子から射出された撮影補助光を前記被写体に向けて集光する集光手段と、
   前記集光手段によって集光された撮影補助光が前記被写体の全域に順次照射されるように当該撮影補助光を走査する走査手段と、
   を備えた撮影補助光照射装置。
2. 前記走査手段は、前記撮影装置が固体撮像素子による撮像によって撮影を行うものである場合、前記走査の方向及び速度を前記固体撮像素子から読み出される画像信号の読み出し方向及び読み出し速度に各々対応するものとする
   請求項１記載の撮影補助光照射装置。
3. 前記走査手段は、前記撮影補助光が前記撮影装置による撮影範囲が含まれる最小範囲内に順次照射されるように当該撮影補助光を走査する
   請求項１又は請求項２記載の撮影補助光照射装置。
4. 前記集光手段は、前記撮影装置が固体撮像素子による撮像によって撮影を行うものである場合、前記撮影補助光を前記固体撮像素子の１画素の撮像領域に内接する大きさに相当する径となるように集光する
   請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の撮影補助光照射装置。
5. 前記集光手段は、前記撮影装置が固体撮像素子による撮像によって撮影を行うものである場合、前記固体撮像素子からの画像信号の読み出し方式に応じて前記撮影補助光の集光率を変更する
   請求項１乃至請求項３の何れか１項記載の撮影補助光照射装置。
6. 前記被写体の明るい部分に照射される撮影補助光ほど発光強度が低くなるように前記半導体発光素子を制御する制御手段
   を更に備えた請求項１乃至請求項５の何れか１項記載の撮影補助光照射装置。

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