JP2007292941A

JP2007292941A - 撮影装置

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Publication number: JP2007292941A
Application number: JP2006119470A
Authority: JP
Inventors: Kouhei Awazu; 亘平粟津
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2006-04-24
Filing date: 2006-04-24
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2026-04-24
Also published as: JP4800827B2

Abstract

【課題】ＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高めることができる補助光発光部を備えた撮影装置を提供する。
【解決手段】ＡＦサーチにより近い距離から遠い距離に向けてピント位置を移動させながら合焦位置の検出を行なっているときに遠方になればなるほど狭めた照射角で主要被写体へ向けてＡＦ補助光を照射する。主要被写体が中央にあるとしてピント位置が近いほど照射角を広めると人が並んで立っているときにＡＦ補助光が複数の人の間を通り抜けてしまうことが防止される。さらに遠方になればなるほど狭められていくのでいままで同じところまでＡＦ補助光を到達させることができる。
【選択図】図４

Description

本発明は、撮像素子を備え、その撮像素子上に被写体像を形成して画像信号を生成する撮影装置に関する。

従来より、ズーム鏡胴の動きに応じてフラッシュの照射野を変更するズームフラッシュという技術が提案されている（特許文献１参照）。この特許文献１の技術ではズーム鏡胴とフラッシュ部とが連結部材に連結されズーム鏡胴の動きがその連結部材によりフラッシュ部に伝えられることによってズーム倍率に応じた照射角でフラッシュ光が自動的に照射される。しかしズームフラッシュを製作するにあたって、ズーム鏡胴とフラッシュ部とを連結部材により連結しようとするとどうしても撮影装置が大型化するので、最近では液体レンズや液晶レンズを用いて撮影光学系およびズームフラッシュを構成して電気的に焦点距離の調節を行なったり撮影補助光の照射角の調節を行なったりする技術も提案されている（特許文献２、３参照）。

ところで、この様なフラッシュの発光源としては従来よりキセノン管が用いられてきたが、最近そのキセノン管の代わりにＬＥＤを用いようという動きが出始めてきている。このＬＥＤがフラッシュの発光源として用いられると、ピント検出用の補助光（以降ＡＦ補助光という）の発光源としてもそのＬＥＤを用いることができる。

このＬＥＤからＡＦ補助光が被写体に向けて照射されるときには画角内の所定の位置に被写体が在るとしてその中央に向けてスポット的にＡＦ補助光の照射が行なわれる。この様にスポット的に照射が行なわれると、比較的遠い距離までＡＦ補助光を到達させることができる。

しかし、上記した様にスポット的にＡＦ補助光の照射が行なわれると相対的に近い距離のところに複数の人が並んで立っているような場合にその複数の人の間をＡＦ補助光が通り抜けてしまって被写体にヒットしないことがある。この様にＡＦ補助光が被写体にヒットしないと、被写体距離の測定が正確に行なわれなくなってしまう。
特開平８−２４０８４３号公報特開２００５−３０３８４３号公報特開２００５−３４５５２０号公報

本発明は、上記事情に鑑み、ＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高めることができる補助光発光部を備えた撮影装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮像素子を備え、その撮像素子上に被写体像を形成して画像信号を生成する撮影装置において、
ピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出することにより合焦位置を検出するピント検出部と、
上記ピント検出部が、ピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、被写体に向けて補助光を発光する補助光発光部とを備え、
上記補助光発光部は、上記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、ピントの移動に同期して補助光の照射角を変更する照射角変更手段を有することを特徴とする。

上記本発明の撮影装置によれば、ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、照射角変更手段によってピントの移動に同期してＡＦ補助光の照射角が変更される。すなわち、ピントを検出している間、ＡＦ補助光の照射角が相対的に広められたり反対に狭められたりすることができる。

そうすると、例えば、同じピント位置に在るときに上記照射角変更手段によってＡＦ補助光の照射角を広めて広い領域にわたって補助光を照射することができる。

いままであれば所定のピント位置に複数の人が並んで立っている場合にＡＦ補助光が人の間を通り抜けてしまうことがあったが、上記照射角変更手段によってＡＦ補助光の照射角を広めることができればその複数の人が居る領域全体に亘ってＡＦ補助光を照射することにより補助光のヒット率を高めることができる。また上記照射角変更手段によってＡＦ補助光の照射角を狭めることによっていままでどおり遠い距離までＡＦ補助光を到達させることもできる。なお、上記照射角変更手段には、前述の液体レンズや液晶レンズが適用される。

すなわち、ＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高めることができる補助光発光部を備えた撮影装置が実現する。

ここで、上記照射角変更手段は、上記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、補助光を、ピント位置が遠方にあるときほど狭めた照射角で照射するものであることが好ましい。

上記好ましい態様であると、上記ピント検出部がピントを近い距離から遠い距離に移動させながらコントラストの検出をしているときには、上記照射角変更手段によってピントが近い距離にあるときほど広めた照射角で補助光が照射され、またピントが遠方にあるときほど狭めた照射角で補助光が照射される。

そうすると、ピントが近い距離にあるときほど広い照射角で補助光が照射されるため、ＡＦ補助光が複数の人の間を通り抜けてしまうことがない様に補助光が照射される。またピントが遠方にあるほど狭めた照射角で補助光が照射されるため、遠方にある被写体には今までどおりその遠方にある被写体にまで到達する様に補助光が照射される。

また、この撮影装置は、被写体が存在する確率の高い距離範囲が異なる複数の撮影モードを有するものであって、
上記ピント検出部は、撮影モードに応じて被写体が存在する確率の高い距離範囲について先に合焦位置検出を行ない、合焦位置検出に失敗した場合に順次、被写体が存在する確率の低い距離範囲について合焦位置検出を行なうものであり、
上記補助光発光部は、上記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、合焦位置検出中の距離範囲に応じた補助光照射角に変更するものであることが好ましい。

そうすると、撮影モードに応じて被写体が存在する確率の高い距離範囲について先に合焦位置検出を行なうことによってピントの検出を行なうのに必要な時間の短縮化を図ることができる。

以上、説明したように、ＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高めることができる補助光発光部を備えた撮影装置が実現する。

以下、本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の一実施形態であるデジタルカメラ１の外観を示す図である。

図１に示すデジタルカメラ１の正面中央にはレンズ鏡胴１００が備えられている。そのレンズ鏡胴１００内に撮影レンズ１０２１が内蔵されている。またそのレンズ鏡胴１００の上方にはファインダ１０１が備えられており、そのファインダ１０１の横には発光窓１０２が備えられている。この発光窓１０２からは、後述するシステム制御回路によって撮影補助光の照射が必要であると判定された場合に被写体に向けて撮影補助光が照射されるようになっている。

またカメラボディの上面にはレリーズボタン１０４やモードダイヤル１０５、さらに単写／連写切替スイッチ１０６が備えられている。

図２は図１のデジタルカメラ１の内部の構成を示す構成ブロック図である。

図２を参照してデジタルカメラ１内部の構成を説明する。

本実施形態のデジタルカメラ１ではすべての処理がシステム制御回路１１０によって制御されている。このシステム制御回路１１０の入力部には図１に示したレリーズボタン１０４、モードダイヤル１０５，単写／連写切替スイッチ１０６等の操作子が接続されていてそれらの操作子のうちのいずれかの操作により操作信号がこのシステム制御回路１１０に供給されてくると、それらの操作子のうちのいずれかの操作に応じた処理が開始されるようになっている。

また図１には示していないが、本実施形態のデジタルカメラ１は、着脱自在な記憶媒体２００例えばメモリカードが媒体装填室１００Ａに装着されてその媒体装填室１００Ａに装填されたメモリカード２００に撮影画像を表わす画像データが記録されるようになっているので、記憶媒体であるメモリカードが媒体装填室１００Ａ内に装着されているかどうかを検知するための記憶媒体着脱検知手段１０８が備えられている。さらに図１には図示されていないが、背面側には画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０７や背面側に備えられている表示画面の表面を覆って保護するための防護用扉の開閉を検知する画像表示手段開閉検知手段１０９も備えられている。これらの記憶媒体着脱検知手段１０８や画像表示ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０７や画像表示部開閉検知手段１０９それぞれからの信号もシステム制御回路１１０に供給されるようになっていてシステム制御回路１１０はそれらの信号を受けて適宜処理を実行するようにもなっている。なおシステム制御回路１１０は、不図示のズームスイッチの操作に応じてもズーム制御手段１０２０に指示して撮影レンズ１０２１の中のズームレンズを移動させている。

またシステム制御回路１１０では、ＣＣＤ固体撮像素子１２０で生成された画像信号に基づいてシステム制御回路１１０により上記ＴＴＬ測距とともにＴＴＬ測光が行なわれている。ＴＴＬ測距にあっては、システム制御回路１１０が測距制御手段１０３０に指示して撮影レンズ１０２１の中のフォーカスレンズを光軸に沿って移動させることによりピントを移動させながらＣＣＤ固体撮像素子１２０に所定のタイミングごとに画像信号を生成させ生成させた画像信号のコントラストを検出していくことによってピントの検出が行なわれている。以降の説明においては、このフォーカスレンズを光軸に沿って移動させることによりピントを近い方から遠い方へと移動させながらピントの検出を行なうことをＡＦサーチという。また、ＴＴＬ測光にあっては、システム制御回路１１０がＣＣＤ固体撮像素子１２０で生成された画像信号の輝度を検出することによりＴＴＬ測光が行なわれている。

そのＴＴＬ測光の測光結果に応じては、システム制御回路１１０は、露光制御手段１０４０に指示してその露光制御手段１０４０に絞り１０４１の開口を調節させたり、さらに撮影時においては測光結果に基づいて補助光発光部１１内の発光量制御手段１１２Ａに指示してその発光量制御手段１１２Ａの制御の下にＬＥＤ駆動回路１１３にＬＥＤ１１４を駆動させることにより所定の発光量でＬＥＤ１１４から撮影補助光を被写体に向けて照射させたりしている。

また本実施形態では、上記ＬＥＤ１１４の前面に液体レンズ１１６を挿入しておいてその液体レンズ１１６の曲率（凹レンズの曲率、凸レンズの曲率、さらに凹レンズと凸レンズの切替等）をレンズ制御手段１１５に調節させることによってズームスイッチの操作位置に応じて撮影補助光の照射角を広めたり狭めたりすることができる様にしている。また本実施形態では、ＡＦサーチ中に上記ＬＥＤ１１４からＡＦ補助光を照射させることによって画像信号のコントラストをより明確に検出することができる様にして合焦検出能力を高めようともしている。

さらにＡＦサーチ中にＡＦ補助光を照射させるときにはそのＡＦサーチに同期してＡＦサーチが遠い距離側に進行するにつれて上記液体レンズ１１６によって照射角を狭めていくことにより近距離におけるＡＦ補助光の通り抜けを防止するとともにいままでどおりの到達距離を確保することによってヒット率を高めている。

上記発光部１１が本発明にいう補助光発光部にあたり、上記液体レンズ１１６と上記レンズ制御手段１１５とが本発明にいう照射角変更手段にあたる。詳細は後述する。

さらにシステム制御回路１１０内には、ホワイトバランス調整部やγ補正部やＹＣ変換部等も設けられていて色温度検出回路１４１で検出された色温度に基づいてホワイトバランス調整部でホワイトバランス調整が行なわれたり、画像表示部１５０が備える表示画面の表示仕様に適した信号にするためにγ補正部でγ補正が行なわれたり、さらにγ補正が行なわれた後のＲ、Ｇ、Ｂの各色信号がどのような表示部によっても表示される様にＹＣ変換部でＹＣ信号に変換されたりしている。

ここで、まず図２を参照してこのデジタルカメラの動作の概要を説明する。

まずデジタルカメラ１の電源スイッチ（不図示）が投入されると、不揮発性メモリ１１０１内の全体処理プログラムの手順にしたがってシステム制御回路１１０によりこのデジタルカメラ１００全体の動作が統括的に制御され撮影処理が開始される。この例では電池Ｂｔの消費電力を抑制するためにデジタルカメラ１００の電源スイッチが投入されシステム制御回路１１０（システム制御回路１１０には電池Ｂｔからの電力が常に供給されている）により電源スイッチが投入されたことが検知されたときに初めて電池Ｂｔから電源制御手段１１１ｂを介して各ブロックに電力が供給されるようになっている。

まず、このように各ブロックに電力が供給されて動作状態になったデジタルカメラ１の構成および動作を、図２を参照して簡単に説明する。

図２に示すように、図１に示すレンズ鏡胴１００内にはフォーカスレンズやズームレンズといった撮影レンズ１０２１、さらに光量調節用の絞り１０４１などが配備されている。またこの例においてはレンズを保護するレンズバリア１０１１が配備されている例が示されており、電源スイッチが投入されるとそのレンズバリア１０１１が解放されて図３に示すように撮影レンズ１０２１が表面に露出する構成になっている。

この電源スイッチが投入されたときにモードダイヤル１０５が撮影側に切り替えられていた場合には、まず表面に露出した撮影レンズ１０２１を通ってＣＣＤ固体撮影素子１２０に結像された被写体像が、タイミング発生回路１２１からのタイミング信号に基づいて所定の間隔（例えば３３ｍｓ）ごとに間引かれてＡ／Ｄ変換回路１３０へと出力される。出力された画像信号がＡ／Ｄ変換回路１３０でアナログの画像信号からデジタルの画像信号に変換されさらにデジタルの画像信号がメモリ制御部１１１ａの制御の下に画像処理回路１４０に導かれてこの画像処理回路１４０でＲＧＢの画像信号がそれぞれＲ色信号、Ｇ色信号、Ｂ色信号に分離される。さらにＲ色信号，Ｇ色信号，Ｂ色信号それぞれに分離された各色信号がメモリ制御部１１１ａの制御の下にバスを介してシステム制御回路１１０や色温度検出回路１４１に導かれる。その色温度検出回路１４１で検出された色温度の情報がシステム制御回路１１０に供給されてシステム制御回路１１０内のホワイトバランス調整部でホワイトバランスが調整される。

さらにホワイトバランス調整部でホワイトバランスが調整された後、このデジタルカメラ１が備える表示画面上に表示することができる様にシステム制御回路１１０内のγ補正部でγ補正が行なわれ、さらにＹＣ変換部でＹＣ信号への変換が行われた後、そのＹＣ信号が画像表示メモリ１５１内に記憶される。こうしてこの画像表示メモリ１５１内に記憶された１フレーム分のＹＣ信号がメモリ制御部１１１ａの制御の下に読み出されてＤ／Ａ変換回路１６０に導かれアナログの画像信号に変換されてから画像表示手段１５０に供給される。

この例では、画像表示手段１５０に所定の間隔ごとに新しい画像信号を供給することができるようにするために画像表示メモリ１５１を設けて、その画像表示メモリ１５１に少なくとも２フレーム分の画像信号を記憶することにより画像表示部への画像信号の供給タイミングをうまく調整することができるようにして所定の間隔ごとに画像が繋がる様に切り替えられて成るスルー画の表示を可能ならしめている。

ここで画像信号の流れとともに図２に示す各部の動作を詳細に説明していく。

まずスルー画の画像信号の流れに沿って各部の動作を簡単に説明しておく。

タイミング発生回路１２１からのタイミング信号（例えば上記間隔３３ｍｓごと）に応じて、撮影レンズ１０２１でＣＣＤ固体撮像素子１２０上の受光面に結像させた被写体像を表わす画像信号をＣＣＤ固体撮像素子１２０に生成させ後段のＡ／Ｄ変換回路１３０へと出力させる。Ａ／Ｄ変換回路１３０ではアナログの画像信号からデジタルの画像信号への変換が行なわれ、デジタルの画像信号がメモリ制御部１１１ａの制御の下に画像処理回路１４０に導かれる。この画像処理回路１４０ではＲ色、Ｇ色、Ｂ色の各信号への分離が行なわれてメモリ制御部１１１ａの制御の下に各色信号それぞれがバスを介して色温度検出回路１４１に供給されたり、システム制御回路１１０に供給されたりする。この例では色温度検出回路１４１で検出された外光の色温度に応じてシステム制御回路１１０が備えるホワイトバランス調整部内の各色アンプにその各色温度に応じたゲインがそれぞれ設定されて画像信号のホワイトバランスが調整される。

こうして画像信号のホワイトバランスが好適に調整され、さらにγ補正部でγ補正された後のＲ、Ｇ、Ｂの各色信号が色変換行列により表示用のＹＣ信号に変換され変換されたＹＣ信号がメモリ制御部１１１ａの制御の下に後段の画像表示メモリ１５１に供給され記憶される。この画像表示メモリ１５１には少なくとも２フレーム分の画像信号が記憶されるようになっており、２フレーム分の画像信号のうち、古い時刻に記憶された１フレーム分の画像信号がＤ／Ａ変換回路１６０に導かれアナログ信号に変換されて画像表示部１５０に供給されスルー画が表示画面上に表示される。

また前述したようにシステム制御回路１１０ではＡＦサーチによる測距結果に基づいて測距制御手段１０３０に指示して常に合焦点に撮影レンズ１０２１の中のフォーカスレンズを配置させたり、また不図示のズームスイッチが操作されたときにはズーム制御手段１０２０に指示してそのズームスイッチの操作によるズーム倍率に応じた位置に撮影レンズ１０２１の中のズームレンズを配置させたりしているため、表示画面上には常にピントのあった、ズームスイッチの操作位置に応じたズーム倍率のスルー画が表示される。

このスルー画が撮影者によって視認されシャッタチャンスにレリーズボタン１０４が半押しされたらシステム制御回路１１０によって撮影処理が開始される。

このレリーズボタン１０４が半押しされたら、システム制御回路１１０によってまずシステム制御回路１１０内の測光部の測光結果に応じて絞りの開口径が調節されたり撮影補助光の発光が必要であるかどうかが判定されたりする。ここでシステム制御回路１１０によって絞りの開口が調節され、さらに撮影補助光の発光が必要であると判定された場合にはレリーズボタン１０４の全押に同期してＬＥＤ１１４から撮影補助光を発光させることができる様に発光の準備が整えられる。また前述した様に本実施形態ではＬＥＤ１１４をＡＦ補助光の発光用にも用いて、撮影補助光の発光に先立ってそのＬＥＤ１１４にＡＦ補助光を発光させながらシステム制御回路１１０でＡＦサーチが行なわれてピントの検出が行なわれる。こうしてＡＦサーチ中にＡＦ補助光を発光させながらピントの検出が行なわれたら、ピント位置に対応する合焦位置にフォーカスレンズが配置される。

その後、レリーズボタン１０４が全押しされたらシステム制御回路１１０はタイミング発生回路１２１に指示してそのタイミング発生回路１２１に露光開始信号をＣＣＤ固体撮像素子１２０に向けて供給させてＣＣＤ固体撮像素子１２０に露光を開始させる。さらに撮影補助光が必要な場合には発光量制御手段１１２Ａに指示してＬＥＤ駆動回路１１３にＬＥＤ１１４を駆動させることによりＬＥＤ１１４から撮影補助光を発光させる。そして所定のシャッタ秒時が経過したらシステム制御回路１１０は、タイミング発生回路１２１に指示を出して今度は露光終了信号をＣＣＤ固体撮像素子１２０に向けて供給させる。

そうしたらその露光終了信号に同期してＣＣＤ固体撮像素子１２０から露光が終了した画像信号がＡ／Ｄ変換回路１３０へと出力される。このＡ／Ｄ変換回路１３０でＣＣＤ固体撮像素子１２０から出力されたアナログの画像信号がデジタルの画像信号に変換され、さらにこのデジタルの画像信号がメモリ制御部１１１ａに制御されバスを経由してメモリ１８０に供給される。そのメモリ１８０にＣＣＤ固体撮像素子１２０が備えるすべての画素からなる画像信号がすべて記憶されたら、今度はシステム制御回路１１０の制御の下にその画像信号が読み出されてシステム制御回路１１０内のホワイトバランス調整部で上記色アンプに設定されたゲインで画像信号のホワイトバランス調整が行なわれる。さらにガンマ補正やＹＣ信号への変換が行なわれた画像信号が、バスを介して圧縮・伸張回路１９０に供給されＹＣ信号からなる画像信号が圧縮されて記憶媒体２００ここではメモリカードに記憶される。

こうしてシステム制御回路１１０によってデジタルカメラの撮影動作が制御され撮影により得られた画像信号が記録媒体ここではメモリカードに記録される。

なお、カメラボディに設けられているコネクタ１１０５にケーブルを介してアンテナが接続されると外部との間で無線通信が行なえる通信手段１１０４や、操作内容をユーザに伝える表示手段１１０２なども配備されている。

ここで本発明にいう照射角変更手段である液体レンズ１１６とレンズ制御手段１１５によりＡＦ補助光の照射角がどのようにして調節されるかを説明する。

図３は、液体レンズのレンズ効果を説明する図である。また図４は、ＡＦサーチを行なう場合にどのように照射角を変更するかを説明する図である。

図３（ａ）には、液体レンズ１１４の電極間に電圧信号を印加せずに液体レンズ１１４を凸レンズとして作用させている場合の例が示されており、図３（ｂ）には、液体レンズの電極間に電位差が生じる電圧信号を印加して液体レンズにレンズ効果を発揮させない場合の例が示されており、図３（ｃ）には、液体レンズの電極間に図３（ｂ）以上の電位差が生じる電圧信号を印加して液体レンズを凹レンズとして作用させている場合の例が示されている。液体レンズは、図３（ａ）〜図３（ｃ）に示す様に電極間の電位差により曲率が変化することによって凸レンズから凹レンズにまで形状が変化することが知られている。

本実施形態においては、システム制御回路１１０内のＴＴＬ測距部によってＡＦサーチが行なわれるときには、被写体が最も近い距離にあるとしてまずフォーカスレンズをＣＣＤ固体撮像素子１２０から最も離れた位置（被写体側）に位置させその位置を開始点として除々にフォーカスレンズをＣＣＤ固体撮像素子１２０に近づけながらＣＣＤ固体撮像素子１２０に所定の間隔ごとに画像信号を生成させそれらの画像信号のコントラストを順次検出していくことによって近い距離から遠い距離までの間のいずれにピント位置があるかの検出が行なわれる。

上記課題を達成するために本実施形態では、まずシステム制御回路１１０が液体レンズ１１６を図３（ｃ）に示す凹レンズにする様にレンズ制御手段１１５に指示することによってＡＦサーチの開始位置つまり近い距離においては発光部１１に、広めた照射角でＡＦ補助光を照射させている。この例ではシステム制御回路１１０がＡＦサーチの開始位置において、照射角を広めるにあたって撮影画角の中央付近周辺にＡＦ補助光が万遍なく照射される様な曲率になる様にレンズ制御手段１１５に指示して液体レンズ１１６の曲率を調節させている。

こうしてシステム制御回路１１０がレンズ制御手段１１５に液体レンズ１１６の曲率を調節させたらシステム制御回路１１０はＡＦサーチを開始する。システム制御回路１１０がＡＦサーチを開始したら、測距制御手段１０３０に指示してフォーカスレンズを移動させることによりピントを移動させるのに同期して、レンズ制御手段１１５に指示して除々にその液体レンズ１１６の曲率を調節させ図３（ｃ）に示す凹レンズの形から図３（ｂ）に示すレンズ効果のない形に近づけていく。さらにシステム制御回路１１０がフォーカスレンズを移動させていくにつれて今度はレンズ制御手段１１５に指示して液体レンズ１１６を図３（ａ）に示す凸レンズの曲率になる様に調節させ、さらにもっと遠い距離に達し始めたと判定したらその凸レンズの曲率をさらに集光率を高める凸形になる様に調節させている。

そうすると、ＡＦサーチの開始時にはピント位置が近距離にあるとして広めた照射角で発光部１１からＡＦ補助光が照射されるため、到達距離は短くなるものの、例えば近距離に複数の人物が並んで間をあけて立っていたとしてもそれらの複数の人物全体に亘ってＡＦ補助光が照射される。またピント位置が遠方にあるときほど狭めた照射角で照射されるため、その狭めた照射角内に上記発光部から発光された光のエネルギーが集約されエネルギー密度が増加していままでと同じ様に遠くまでＡＦ補助光が到達する。

つまり、ＡＦサーチ中のＡＦ補助光の照射角を液体レンズによりピント位置に応じて適応的に調節することによって、近い距離においては照射角を広めることによって反射光量を確保しつつＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高め、遠い距離においては照射角を狭めることによって反射光量を確保しつつＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高めている。

ここでシステム制御回路１１０が行なうＡＦサーチを含む撮影処理の手順を、図５を参照して説明する。

図５は、システム制御回路１１０が行なう撮影処理の手順を示すフローチャートである。

電源が投入されたら図５に示すフローの処理が開始される。

ステップＳ５０１でＡＦ補助光の発光が必要であるかどうかをスルー画を表わすスルー画信号に基づいた測光値に基づいて判定する。このステップＳ５０１で被写体を表わすスルー画信号のコントラストが不明瞭であってピントの検出が難しいと判定したらＹｅｓ側へ進んでステップＳ５０２でレンズ制御手段１１５に指示してＬＥＤ１１４の照射角を狭める様に液体レンズ１１６の曲率を調節させる。また、このステップＳ５０１でスルー画信号のコントラストが明瞭であってＡＦ補助光を発光させる必要がないと判定したらＮｏ側へ進んでステップＳ５０５で撮影画角に向けてＡＦ補助光が照射される様に液体レンズの曲率を調節させる。

ステップＳ５０３あるいはステップＳ５０６で半押しを検知するまでステップＳ５０１からステップＳ５０２の処理、またはステップＳ５０１からステップＳ５０６の処理を繰り返し行なう。

ステップＳ５０１でＡＦ補助光の発光の必要があると判定してステップＳ５０２へ進みステップＳ５０３で半押しを検知したらステップＳ５０４へ進んでＬＥＤ１１４にＡＦ補助光の発光を行なわせる。次のステップＳ５０７で測距制御手段１０３０並びにタイミング調整回路１２１等に指示してＡＦサーチを開始する。

次のステップＳ５０８でＡＦサーチを行なってステップＳ５０９でピントを検出してＡＦサーチが終了したら、次のステップＳ５１０でレンズ制御手段１１５に指示して液体レンズ１１６の曲率を撮影画角に合わせる様に調節させる。次のステップＳ５１１で全押しを検知したらステップＳ５１２でＬＥＤ１１４にフラッシュ光の発光を行なわせてステップＳ５１３で撮影により得た画像信号の圧縮・記録処理までを行なってこのフローの処理を終了する。

ここで、ステップＳ５０８の詳細を説明する。

図６は、ステップＳ５０８の詳細を示すフローチャートである。

図４で説明した様にＡＦサーチを開始したときには被写体距離の近い距離側から遠い距離側に向かってピントの検出が順次行なわれていくので、まずステップＳ５０８１で近いピント位置の所定の領域α内にＬＥＤからのＡＦ補助光が広めた照射角で照射される様にレンズ駆動手段に指示して液体レンズ１１４の曲率を調節させる。

ステップＳ５０８１で液体レンズの曲率（最初は凹レンズになる）を調節させたら、照射角に応じてまず最初のピント位置にあった合焦検出領域αを設定する。ステップＳ５０８３でその合焦検出領域α内の画像信号のコントラストの検出を行なう。次のステップＳ５０８４で画像信号のコントラストがピーク値（合焦位置）であるかどうかを判定し、ピーク値ではないと判定したら、ＮＯ側へ進んでステップＳ５０８５へ進んでピント位置を遠方側へシフトさせるためにフォーカスレンズをＣＣＤ固体撮像素子側に少し移動させる。ステップＳ５０８１に戻ってステップＳ５０８５で設定したピント位置にあわせてレンズ指示手段１１５に指示して液体レンズ１１５の曲率を、ＡＦ補助光の照射角を狭める方向へと調節させる。以降ステップＳ５０８１からステップＳ５０８５の処理を繰り返し行なってステップＳ５０８４でコントラストのピークを検出したと判定したときにステップＳ５０９へ進んでＡＦサーチを終了する。

図６のフローの手順に従って処理を行なうと、ＡＦサーチによりピントを移動させているときにピント位置ごとに適応的に照射角が調節されＡＦ補助光が照射される。例えば近い距離に在る被写体に向けては相対的に照射角が広められて比較的近いピント位置に複数の人が並んで立っていたとしても複数の人全域にわたってＡＦ補助光が照射されるので、ＡＦ補助光のヒット率がいままでよりも高められる。つまり、近いピント位置においては広めた照射角でＡＦ補助光が照射されることによって前述のＡＦ補助光の通り抜けが防止され、遠いピント位置にあるときほど狭めた照射角でＡＦ補助光が照射されることによっていままでと同じ様にＡＦ補助光の到達距離が確保される。

以上説明した様にＡＦ補助光の主要被写体へのヒット率を高めることができる補助光発光部を備えた撮影装置が実現する。

図７〜図９は、第２の実施形態を説明する図である。

なお、第２の実施形態の撮影装置は、図１と図２に示す構成と同じ構成を持つものであるとし、第２の実施形態の説明においての構成の提示は省略する。

第１の実施形態では、ＡＦサーチを行なっているときにＡＦサーチに同期してピント位置が遠方にあるときほど狭めた照射角で照射する様にした例を示したが、例えば図９に示す様に所定の照射角で補助光を照射させたままＡＦサーチを行なって合焦しない場合には、照射角を広めて次のＡＦサーチを行ってという風にしても良い。

この第２の実施形態では、図７に示す処理（図５の処理と同一）の中のステップＳ５０８の処理がステップＳ５０８Ｂの処理に変更されている。図８には変更されたステップＳ５０８Ｂの処理の詳細が示されている。

図８を参照して図５の処理と異なるところを説明する。

ステップＳ５０８１Ｂでレンズ制御手段１１５に指示して液体レンズ１１６の曲率を調節させて集光率の高い凸レンズにさせて補助光の照射角を最狭にして中央の小さな照射領域α（このαが合焦検出領域になる）に向けてＡＦ補助光を照射させる。このステップＳ５０８１Ｂの処理のときにＣＣＤ固体撮像素子１２０（図２参照）から最も離れた位置（被写体が近い距離に在るに対応する）にフォーカスレンズを配置して次のステップＳ５０８２Ｂでそのフォーカスレンズの位置で画像信号のコントラスト（補助光を当てた合焦検出領域αに対して）を検出してそのフォーカスレンズの位置が合焦位置であるかどうかを確認する。次のステップＳ５０８３Ｂで合焦位置であると判定したら、ＹＥＳ側へ進んで図７のステップＳ５０９へと進む。

このステップＳ５０８３Ｂで合焦が得られないと判定したら、ＮＯ側へ進んで次のステップＳ５０８４ＢでＡＦサーチが最も遠い距離に対応するところまで行なわれたかどうかを判定する。このステップＳ５０８４ＢでＡＦサーチがまだ最も遠い距離まで達しておらず完了していないと判定したら、ＮＯ側へ進んでステップＳ５０８５ＢでフォーカスレンズをＣＣＤ固体撮像素子側に少し移動させることによりピント位置を遠方側へとシフトさせる。ステップＳ５０８２Ｂに戻ってステップＳ５０８２ＢからステップＳ５０８４Ｂの処理を繰り返し行ってステップＳ５０８４Ｂで最も遠い距離までピントの検出を行なって一回目のＡＦサーチが終了したと判定したらＹＥＳ側へ進んでステップＳ５０８６ＢでＡＦ補助光の照射角が撮影画角つまりＭＡＸになっているかどうかを判定する。このステップＳ５０８６ＢでまだＭＡＸにはなっていないと判定したらＮＯ側へ進んでステップＳ５０８７Ｂでレンズ制御手段１１５に指示して液体レンズ１１６の曲率（集光率を緩める方へ）を調節させ補助光の照射角を広める。次のステップＳ５０８８Ｂで一回目のＡＦサーチで合焦位置の検出を行なった範囲を除いた範囲を合焦検出領域αとして２回目のＡＦサーチを行なう準備を整える。ステップＳ５０８２Ｂに戻ってステップＳ５０８２ＢからステップＳ５０８６Ｂの処理を繰り返し行なう。

図９には、図７、図８のフローにしたがってＡＦ補助光を照射したときの照射領域が示されている。図９の左側に示す様に、ＡＦサーチ１回目のときには照射角を狭め、２回目（図の中央）、３回目（図の右側）と回を重ねるにつれて照射角を広めていくと、いずれかの回のＡＦサーチで主要被写体にＡＦ補助光がヒットする様になる。つまり、図７〜図９に示した例では被写体が中央かつ遠距離にあるときほどＡＦの時間が短くなって少ない回のＡＦサーチのときに合焦位置が検出される。

また、上記例ではＡＦサーチの開始時に照射角が最狭まで狭められ狭められた照射角内に上記発光部から発光された光のエネルギーが集約されてＡＦ補助光が照射されるため、所定のピント位置に在る被写体が例えば反射光量が少なくなる黒系統のものであっても照射角内のエネルギー密度の増加により被写体にヒットする光量が増え反射光量が確保されるという効果も得られる。

なお図９の下方には、システム制御回路１１０がＡＦサーチにより画像信号のコントラストのピークを検出するときに撮影面内のすべての領域について合焦位置の検出を行なうと処理が重複して無駄な処理を余計に行なうことになってしまうので、今回のＡＦサーチにおいては前回のＡＦサーチでコントラストの検出を行なった領域以外の領域を合焦検出領域αとしてその領域α内で画像信号のコントラストの検出を行なって処理時間の短縮化を図っていることが示されている。

図１０、図１１は、第２の実施形態の変形例を示す図である。

図１０は、ステップＳ５０８１ＣとＳ５０８７ＣとステップＳ５０８８Ｃの処理内容が変更された以外は図８に示すフローチャートと同じ図である。また図１１には図９に対応する図が示されている。

図９に示す様に所定の照射角で補助光を照射させたままＡＦサーチを行なって合焦しない場合には、照射角を広めて次のＡＦサーチを行ってという風にしても良いが、図１１に示す様にＡＦサーチの開始位置においてＡＦ補助光の照射角をＭＡＸ（最広）にしておいて、除々に照射角を狭めていく様にしても良い。

この様にすると、図７〜図９に示した例とは逆に被写体が近距離にあった場合には少ない回のＡＦサーチのときに合焦位置が検出される。

なお図１１に示す様にＡＦ補助光を照射する場合には、図１０のフローの処理において図１０のステップＳ５０８１Ｃで照射角を最広にして今回のＡＦサーチが終了したら、ステップＳ５０８７Ｃで照射角を狭めて次回のＡＦサーチを行なう様にすれば良い。

この変形例によれば１回目のＡＦサーチで画角全域に亘って合焦検知が行なわれる様になって近い距離の被写体を撮影する頻度が多い場合にはより顕著な効果が発揮される。

図１２は、第３の実施形態を説明する図である。

なお、第３の実施形態の撮影装置も第２の実施形態と同様に図１と図２に示す構成と同じ構成を持つものであるとし、第３の実施形態の説明においての構成の提示は省略する。

また、図１に示す撮影装置は、マクロモード、人物モード、風景モード、スポーツモード、夜景モードという撮影モードを有しているものとする。

これらの撮影モードは、被写体が存在する確率の高い距離範囲が異なる複数の撮影モードであって撮影モードに応じて被写体が存在する確率の高い距離範囲について先に合焦位置検出を行なった方が処理時間は短縮される。

そこで、システム制御回路１１０(図２参照)は、フォーカスレンズを移動させる範囲（ピント位置があるとする範囲）を、図１２（ａ）に示す様にマクロ領域（０〜１ｍ）と領域Ａ（１ｍ〜２ｍ）と領域Ｂ（２ｍ〜４ｍ）と領域Ｃ（４ｍ〜∞）という４つの領域に分けて撮影モードに応じてそれらの領域のうちのいずれか、被写体が存在する確率の高い距離範囲について先に合焦位置検出を行なっている。また本実施形態では、先に合焦位置を行なった領域で合焦位置の検出に失敗した場合には、順次、被写体が存在する確率の低い距離範囲へ移って合焦位置検出を行なっている。

例えば、マクロモードであれば、システム制御回路１１０は、フォーカスレンズを被写体側に最も近い位置から所定の位置まで移動させることによって先に上記マクロ領域（０〜１ｍ）での合焦位置の検出（ＡＦサーチ）を行なって、合焦位置の検出に失敗した場合には次にフォーカスレンズを所定の位置から被写体から遠ざかる方向へ移動させることによって領域Ａでの合焦位置の検出（ＡＦサーチ）を行なう様にすれば良い。

また、人物モードであれば、先に領域Ｂ、次に領域Ａ、最後に領域Ｃという風に合焦位置の検出（ＡＦサーチ）を行なう様にすると効率的に合焦位置の検出を行なことができる。またこのときに例えば２ｍのところに人が位置している頻度が最も高いとして２ｍを中心にして２ｍから４ｍ、次に２ｍから１ｍという風にＡＦサーチのサーチ方向を変えるとより効率的になる。

また、風景モードであれば、上記と同様に一番最初に領域Ｃ、次に領域Ｂ、最後に領域Ａという風に合焦位置の検出を行なう様にすると効率的に合焦位置の検出を行なことができる。このときに例えば４ｍ付近の風景の撮影を行なう頻度が最も高いとして４ｍを中心にして４ｍから∞、次に４ｍから２ｍ、２ｍから１ｍという風にＡＦサーチのサーチ方向を変えるとより効率的になる。

図１２に示す様にスポーツモードや夜景モードにおいても同様にすると、より一層システム制御回路１１０のＡＦサーチを含む撮影処理が効率的になる。

さらにこの様に各領域ごとにＡＦサーチを行なうときにシステム制御回路１００が、ピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、合焦位置検出中の距離範囲に応じた補助光照射角でＡＦ補助光を補助発光部１１に発光させると合焦位置の検出の精度がより高まる。

本発明の一実施形態であるデジタルカメラ１の外観を示す図である。図１のデジタルカメラ１の内部の構成を示す構成ブロック図である。液体レンズのレンズ効果を説明する図である。ＡＦサーチを行なう場合にどのように照射角を変更するかを説明する図である。システム制御回路１１０が行なう撮影処理の手順を示すフローチャートである。図５に示すステップＳ５０８の詳細を示すフローチャートである。第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態を示す図である。第２の実施形態の変形例を示す図である。第２の実施形態の変形例を示す図である。第３の実施形態を示す図である。

符号の説明

１デジタルカメラ
１１０システム制御回路
１１補助光発光部
１１４ＬＥＤ
１１５レンズ制御手段（照射角変更手段）
１１６液体レンズ（照射角変更手段）

Claims

撮像素子を備え、該撮像素子上に被写体像を形成して画像信号を生成する撮影装置において、
ピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出することにより合焦位置を検出するピント検出部と、
前記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、被写体に向けて補助光を発光する補助光発光部とを備え、
前記補助光発光部は、前記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、ピントの移動に同期して補助光の照射角を変更する照射角変更手段を有することを特徴とする撮影装置。
前記照射角変更手段は、前記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、補助光を、ピント位置が遠方にあるときほど狭めた照射角で照射するものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
この撮影装置は、被写体が存在する確率の高い距離範囲が異なる複数の撮影モードを有するものであって、
前記ピント検出部は、撮影モードに応じて、被写体が存在する確率の高い距離範囲について先に合焦位置検出を行ない、合焦位置検出に失敗した場合に順次、被写体が存在する確率の低い距離範囲について合焦位置検出を行なうものであり、
前記補助光発光部は、前記ピント検出部がピントを移動させながら画像信号のコントラストを検出している間、合焦位置検出中の距離範囲に応じた補助光照射角に変更するものであることを特徴とする請求項１又は２記載の撮影装置。