JP5041845B2

JP5041845B2 - 自動焦点調整用補助光装置

Info

Publication number: JP5041845B2
Application number: JP2007085379A
Authority: JP
Inventors: 貴嗣青木
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-03-28
Filing date: 2007-03-28
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-03-28
Also published as: JP2008242272A

Description

本発明は、自動焦点調整用補助光装置にかかり、特に、焦点を自動的に調整する際に被写体に補助光を照射する自動焦点調整用補助光装置に関する。

近年、通常の銀塩カメラ以上にデジタルビデオカメラやデジタルカメラにおいてピント合わせを自動で行う、いわゆるＡＦ（オートフォーカス）はきわめて重要かつ当然必要な機能となっている。

しかし夜間や室内など、被写体の輝度レベルが低くコントラストが得られない場合などは位相検出方式などのいわゆるパッシブＡＦが適正に働かない場合もある。そこでカメラ内にＡＦ用の補助光源を備え、この補助光源からの照射光によって暗所での合焦精度を向上させるアクティブＡＦが存在する。

ところで従来の補助光を用いたＡＦでは、前述のように被写体の輝度レベルが低く、ＡＦが適正値にならないと判断した場合に発光するが、その発光のあり方は一意的であり応用が利かない。すなわち被写体までの距離に関係なく常に同一方向、強度で発光する。

一方、特許文献１に記載の技術では、ファインダと撮影光学系との間にいわゆるファインダパララックスの発生するカメラにおいて、複数のＡＦ補助光の配置によってファインダパララックスに影響されずに測距可能なカメラが提案されている。

また、特許文献２に記載の技術では、複数の測距エリアに対応させてＡＦ補助光を発する複数の光源を備えて、選択された測距エリアに対応させて選択的に発光させることが提案されている。
特開平８−８６９５５号公報特開平６−３１３８３９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、例えば近接撮影においてＡＦ補助光が被写体に効率よく照射されない場合がある。つまり近接撮影ではＡＦ補助光の光軸と撮影レンズの光軸が一致する点より近くに被写体があるのでＡＦが適正に働かない可能性がある。すなわち、ＡＦ補助光源は固定されているので、ＡＦ補助光の光軸と撮影レンズの光軸が一致する点より近くに被写体がある場合は、被写体に対して効率的にＡＦ補助光が照射されない。

また、特許文献２に記載の技術では、遠距離用の光源と近距離用の光源の光量が同一と考えられるので、近接撮影時等では、補助光が明るすぎてＡＦできない場合がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、焦点距離に拘わらず適切な光量を被写体に照射することを目的とする。

請求項１に記載の発明によれば、投光手段によって、撮影レンズの光軸と直線上に並ぶように光軸が複数に分割される。そして、分割された各光軸の光量が異なるように、被写体へ光が投光される。

これによって近距離の被写体及び遠距離の被写体に対して各光軸によって光を投光することができる。すなわち、投光手段と撮影レンズの位置の差（パララックス）を利用して、遠距離と近距離で異なる光軸によって合焦のための光を被写体に投光することが可能となる。

また、分割された各光軸の光量がそれぞれ異なるので、例えば、近距離用の光軸よりも遠距離用の光軸の光量が高いようにすることで、近距離で明るすぎて合焦できないようなことを防止することができる。従って、焦点距離に拘わらず適切な光量を被写体に照射することができる。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、それぞれの光軸が撮影レンズの光軸と該撮影レンズに近い側から遠い側へと順次に交わる複数の自動焦点調整用補助光を投光すると共に、被写体に照射されたときの前記複数の自動焦点調整用補助光のそれぞれの照度が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近いほど低くなるように形成された投光手段を備え、投光手段は、それぞれの光軸が撮影レンズの光軸と該撮影レンズに近い側から遠い側へと順次に交わる複数の光学面を備え、被写体に照射されたときの前記複数の自動焦点調整用補助光のそれぞれの照度が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近いほど低くなるように形成された補助光用レンズを含み、前記補助光レンズは、光源から入射された光を、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近い側から遠い側へと順次に交わる複数の自動焦点調整用補助光に分割して出射するようにする。すなわち、異なる光軸を有する分割された屈折面を有する補助光レンズによって、光軸を複数に分割して、分割した各光軸と撮影レンズの光軸が直線上に並ぶように、被写体へ光を投光することが可能となり、この場合には、補助光レンズは、請求項２に記載の発明のように、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が近い側の光学面から出射される光に対する透過率が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が遠い側の光学面から出射される光に対する透過率より低くされているようにすることで、分割された各光軸の光量をそれぞれ異なるようにすることが可能となる。或いは、請求項３に記載の発明のように、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が最も遠い側の光学面を除く、前記補助光用レンズの前記複数の光学面に、それぞれ異なる透過率のＮＤフィルタを貼着するようにしてもよい。また、補助光レンズは、請求項４に記載の発明のように、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近い側の光学面の面積が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズから遠い側の光学面の面積より小さくなるようにしてもよい。

なお、制御手段は、請求項７に記載の発明のように、撮影モード毎に光源の発光を制御して合焦できなかった場合に、光源の発光数を増やして合焦するように更に制御することで、合焦する可能性を高めることができる。或いは、請求項８に記載の発明のように、複数の光源のうちの何れかの光源を発光させて、撮影画像中の光重心を検出し、光重心の位置に基づいて、複数の光源の発光を制御する発光制御手段を更に備えるようにしてもよい。これによって撮影距離に応じて自動的に適切な光源を発光することが可能となる。

以上説明したように本発明によれば、撮影レンズの光軸とそれぞれ直線上に並ぶように光軸を分割すると共に、分割した各光軸の光量がそれぞれ異なるように、被写体へ光を投光するようにすることで、焦点距離に拘わらず適切な光量を被写体に照射することができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、本実施の形態は、デジタルカメラに本発明を適用したものである。

まず、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの基本的構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラを示す斜視図である。

本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ１０の正面には、露光に際して被写体像が適正な露光光量が得られない低照度の場合に発光されるストロボ２８と、撮影される被写体像と略同等な像を示す光が入射するファインダー窓６４と、被写体像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）に結像するための撮影レンズ７０を備えた沈動可能な鏡筒６８と、が設けられている。

図２は、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ１０の構成を示すブロック図である。

デジタルカメラ１０は、図２に示すように、ＣＣＤ１２が設けられており、ＣＣＤ１２に被写体像を結像させる撮影レンズ７０等を含んで構成される光学ユニット１４を備えている。

ＣＣＤ１２は、二次元配列された図示しない複数の光電変換素子を備えており、光学ユニット１４を介してＣＣＤ１２に結像される被写体像に応じて、個々の光電変換素子に蓄積された電荷に応じた電気信号を出力する。

デジタルカメラ１０では、ＣＣＤ１２から出力される電気信号に基づいて、被写体像を表す画像データが生成される。なお、撮像デバイスとしてはＣＣＤ１２に限るものではなく、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を用いるようにしてもよい。

また、ＣＣＤ１２には、信号処理部１６、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）１８、バッファメモリ２０及びタイミングジェネレータ（ＴＧ）２２が接続されており、ＴＧ２２から出力されるタイミング信号に基づいて、ＣＣＤ１２の各画素の電気信号の出力や、信号処理部１６、Ａ／Ｄ１８等の動作タイミングが制御される。

ＣＣＤ１２から出力される電気信号は、信号処理部１６によって相関二重サンプリング処理が行われることによりノイズが除去されて、ＣＣＤ１２におけるＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色の感度調整、光源種に応じてデジタルゲインをかけることによるホワイトバランス調整（ＡＷＢ調整）、ガンマ処理やシャープネス処理等の処理が行われた後に、各画素毎のＲ、Ｇ、Ｂの各色の信号として、Ａ／Ｄ１８に出力される。

Ａ／Ｄ１８では、各画素毎のＲ、Ｇ、Ｂの各色の信号がデジタル信号に変換されてバッファメモリ２０に出力されることによって、バッファメモリ２０に画像データが一旦格納される。

また、デジタルカメラ１０には、測光や焦点距離調整を制御する撮影ＣＰＵ２４が設けられている。撮影ＣＰＵ２４は、ＣＣＤ１２によって撮影されてバッファメモリ２０に格納された被写体像に基づいて設定される露光時間、絞り値等に応じて、光学ユニット１４に含まれるシャッタ及び絞りを駆動制御する。

なお、撮影ＣＰＵ２４には、充電・発光制御部２６を介してストロボ２８が接続されており、ＣＣＤ１２に結像される被写体像を撮影する際のストロボ２８の発光も制御する。

また、デジタルカメラ１０には、メインＣＰＵ３０、ＹＣ処理部３２及び各種のパラメータやプログラムを記憶するＥＥＰＲＯＭ３４が設けられており、これらがバッファメモリ２０及び撮影ＣＰＵ２４と共にバス３６に接続されている。

一方、光学ユニット１４は、複数枚のレンズによって焦点距離の変更が可能なズームレンズが形成され、図示しないレンズ駆動機構のズームモータ及び焦点調整モータが撮影ＣＰＵ２４を介してメインＣＰＵ３０から入力される駆動信号によって駆動される。

また、デジタルカメラ１０は、デジタルカメラ１０の電源スイッチ、レリーズスイッチ３８（図１）、メニュースイッチ、操作キー等の各種操作スイッチ３９を備えており、メインＣＰＵ３０に各種操作スイッチ３９の操作状態が入力される。これによってメインＣＰＵ３０は、各種操作スイッチ３９の操作状態を把握する。

また、メインＣＰＵ３０は、バッファメモリ２０に格納された画像データに基づいて、ＡＦ（Auto Focus）制御、ＡＥ（Auto Exposure）制御、及びＡＷＢ調整を行う。すなわち、メインＣＰＵ３０は、ＣＣＤ１２から得られる画像データが表す画像のコントラストが最大となるように焦点調整モータを駆動制御することにより焦点調整のための合焦制御を行う。なお、ＡＦの方式はＴＴＬ（Through The Lens）方式に限るものではなく、位相差方式を適用するようにしてもよい。また、ＡＦ制御を行う際に、光量が不足する場合には、ＡＦドライバ６２を制御してＡＦ補助光装置６０を駆動して被写体にＡＦ補助光を照射するようになっている。なお、ＡＦ補助光装置５０は、図１に示すように、撮影レンズ７０の斜め上側に設けられている。

ＡＥ制御は、１フレームのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいて被写体輝度（撮影ＥＶ）を算出し、算出した撮影ＥＶに基づいて露光制御値として、絞り値やシャッタスピードを決定し、撮影ＣＰＵ２４を介して光学ユニット１４を制御する。

ＡＷＢ調整は、撮影ＥＶと、Ｒ／Ｇ、Ｇ／Ｂといった色情報を用いて光源種を判別し、光源の色温度にかかわらず白い被写体が白く色再現されるようにホワイトバランスを調整するためのデジタルゲインを設定する。

すなわち、デジタルカメラ１０は、静止画を撮影する際に、レリーズスイッチ３８を半押しすることにより、上記動作（ＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢ等）を複数回繰り返し、ピント調整を行うと共に、絞り値、シャッタスピード、デジタルゲイン等を決定した後に、レリーズスイッチ３８が全押しされたところで、設定された値に基づいて、被写体像をＣＣＤ１２に結像させることによって撮影を行い、画像データを得る。

また、ＹＣ処理部３２は、バッファメモリ２０に格納された画像データを読み出して、所定の画像処理を施す。この時、ＹＣ処理部３２では、画像データに対してＹＣ信号処理を施すことにより、輝度信号Ｙとクロマ信号Ｃｒ、Ｃｂを生成し（以下「ＹＣ信号」とする）、図示しないＶＲＡＭ（Video RAM）に格納する。

さらに、デジタルカメラ１０は、ＣＣＤ１２による撮影によって得られる被写体像や各種情報等を表示するための画像表示ＬＣＤ４０を備えており、画像表示ＬＣＤ４０がドライバ４２及び信号変換部４４を介してバス３６に接続されている。

信号変換部４４は、ＹＣ処理部３２で生成したＹＣ信号を、画像表示ＬＣＤ４０での画像表示用のＲＧＢ信号に変換する。これにより、画像データに応じた画像や各種情報が画像表示ＬＣＤ４０に表示される。

また、デジタルカメラ１０には、各種の撮影情報を表示する操作ＬＣＤ４６が設けられており、メインＣＰＵ３０に接続されている。

さらに、デジタルカメラ１０には、圧縮・伸張部４８が設けられており、圧縮・伸張部４８が、バス３６に説像されており、インターフェース（Ｉ／Ｆ）５０を介して可搬式の記憶メディアとしてのメモリカード５２が装着されるようになっている。なお、メモリカード５２としては、スマートメディア、ＩＣカード、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷなどの可搬型の記憶メディア（記憶媒体）が適用可能である。

メモリカード５２に記憶する際には、メインＣＰＵ３０は、ＹＣ処理を施した画像データに対して圧縮・伸張部４８で圧縮処理を施して画像データを記憶する。また、メインＣＰＵ３０は、メモリカード５２に記憶されている画像データを読み出す場合に、圧縮・伸張部４８によって伸張処理を施して読み出すことにより、画像データに応じた画像を画像表示ＬＣＤ４０等に表示可能となっている。

なお、本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラ１０は、静止画だけではなく、動画撮影も可能としてもよい。

（第１実施形態）
ここで、本発明の第１実施形態に係わるデジタルカメラ１０のＡＦ補助光装置６０の詳細について説明する。

ＡＦ補助光装置６０は、図示しない光源から発光された光をＡＦ補助光用レンズを介して被写体に投光する。

本実施形態では、図３（Ａ）に示すように、ＡＦ補助光用レンズ６６は、それぞれ異なる屈折面を有する２つの光学面６６Ａ、６６Ｂを備えており、ＡＦ補助光用レンズ６６によって、撮影レンズ７０の光軸とそれぞれ直線上に並ぶように光軸を複数（本実施形態では２つ）に分割して、被写体へ光を投光するようになっている。

すなわち、ＡＦ補助光用レンズ６６の各光学面６６Ａ、６６Ｂの各光軸は、撮影レンズ７０とＡＦ補助光用レンズ６６を結ぶ直線（図３（Ｂ）の点線）方向にずれた光軸とされており、図３（Ｃ）に示すように撮影レンズ７０とＡＦ補助光用レンズ６６を結ぶ直線に沿って各光学面６６Ａ、６６Ｂが配置されている。なお、以下の説明では、撮影レンズ７０とＡＦ補助光用レンズ６６を結ぶ直線方向をパララックス方向と称す。

更に詳細には、各光学面６６Ａ、６６Ｂの光軸は、図４（Ａ）の一点鎖線及び二点鎖線で示すように、撮影レンズ７０の光軸と交わる位置が異なり、撮影レンズ７０に遠い方（図４（Ａ）の一点鎖線）が遠距離用の光軸とされ、撮影レンズ７０に近い方（図４（Ａ）の二点鎖線）が近距離用の光軸とされている。すなわち、図示しない単一の光源から発せられた光がパララックス方向に分割されて２つの光軸になる。なお、光学面６６Ａが遠距離用に対応し、光学面６６Ｂが近距離用に対応するものとする。

これによって被写体像が遠距離の場合には、図４（Ｂ）に示すように、ＡＦ補助光装置６０からの投光像中心７２が撮影中心７４近傍の左下側となり、被写体像が近距離の場合には、図４（Ｃ）に示すように、ＡＦ補助光装置６０からの投光像中心７６が撮影中心７４近傍の右上側となり、焦点距離に応じて使い分けることができる。

さらに、近距離側の光軸に対応する光学面６６Ｂの透過率が遠距離側の光軸に対応する光学面６６Ａの透過率より低くなっている。

なお、ＡＦ補助光用レンズ６６は、レンズの結像性能のうえでは両面が同様に分割された光学面とされていることが望ましいが、分割された光学面の金型は高価となるので被写体側の面のみを分割してもよい。

続いて、上述のように構成された本発明の第１実施形態に係わるデジタルカメラ１０のＡＦ補助光装置６０の作用について説明する。

ＡＦ制御において照度が低い場合にＡＦ補助光装置６０から被写体へ光が投光される。例えば、レリーズスイッチ３８が半押しされた状態でＣＣＤ１２の撮影結果から所定照度以下か否かを判定し、所定照度以下の場合にＡＦ補助光装置６０から被写体へ向けてＡＦ補助光が投光される。

ＡＦ補助光装置６０から投光される光は、ＡＦ補助光用レンズ６６によって２つの光軸に分割されて光が投光される。この時、ＡＦ補助光用レンズ６６は、２つの光学面６６Ａ、６６Ｂを有しているので、各光学面６６Ａ、６６Ｂによって２つの光軸に分割されて被写体へ投光される。すなわち、図４（Ａ）に示すように、２つの位置へ向けて光が投光される。

また、ＡＦ補助光用レンズ６６の各光学面６６Ａ、６６Ｂが、パララックス方向に並ぶように配置されているので、撮影距離に応じて被写体における照射位置が変化する。この時の変化は、パララックス方向で移動する。

このように、パララックス方向に光学面を２つに分けることにより、近距離側と遠距離側の両方で画角中心へ光を照射することができる。

さらに、本実施形態では、近距離側の光軸に対応する光学面６６Ｂの透過率が遠距離側の光軸に対応する光学面６６Ａの透過率より低くなっているので、被写体が遠距離の場合には、図４（Ｄ）に示すように、明るい光源像７８が撮影中心７４に近い位置となり、被写体が近距離の場合には、図４（Ｅ）に示すように、明るい光源像７８が撮影中心７４から遠い位置となり、暗い光源像８０が撮影中心７４に近い位置となる。従って、ＡＦ補助光装置６０から投光される光の像が近距離側で明るすぎてしまうことがなくなる。

なお、本実施形態では、光学面６６Ａ、６６Ｂの透過率を異なるようにしたが、これに限るものではなく、例えば、近距離側に光を投光する光学面６６Ｂの前後にＮＤフィルタ等を貼付けるようにしてもよい。この場合には、ＮＤフィルタだけを交換して明るさを変更することも可能である。この時、ＬＥＤを光源とした場合には、照度のばらつきが大きいので、レンズの形状が決まった後でも明るさの変更を行いたいときには、ＮＤフィルタの透過率を変更することで近距離側の照度を所望の値に変えることができる。

また、本実施形態では、ＡＦ補助光用レンズ６６の分割面積が等分割されている場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、分割面積がそれぞれ異なるようにしてもよい。これによって光源８２からの光を分割して２つの光軸にすることができる。また、それぞれの光学面６６Ａ、６６Ｂの中心がパララックス方向に並ぶようにすることによって、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。また、近距離側の光学面を小さい面積とすることによって、それぞれの光学面の透過率を異なる透過率としなくても、上記の実施形態と同様の効果を得ることができる。

なお、第１実施形態では、２つの光学面によって光軸を２つに分割する場合について説明したが、３つ以上の光学面を備えて光軸を３つ以上に分割するようにしてもよい。

（第２実施形態）
続いて、本発明の第２実施形態に係わるＡＦ補助光装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係わるＡＦ補助光装置を説明するための図である。

第１実施形態では、ＡＦ補助光用レンズ６６に複数の光学面６６Ａ、６６Ｂを備えて、光軸を分割するようにしたが、第２実施形態では、図６（Ｂ）に示すように、ＡＦ補助光用レンズ６７は、通常の単焦点レンズとされ、遠距離用光源８４Ａと近距離用光源８４Ｂの２つの光源８４が設けられている。

２つの光源８４は、図６（Ａ）に示すように、パララックス方向（図６（Ａ）点線方向）に沿って並ぶように配置されていると共に、遠距離用光源８４Ａよりも近距離用光源８４Ｂが撮影レンズ７０に近い配置とされている。すなわち、２つの光源８４からの光は、第１実施形態と同様に、撮影レンズ７０の光軸と直線上に並び、パララックス方向に分割した光軸で光が投光される。

また、本実施形態では、ＡＦドライバ６２が２つの光源８４を駆動する際には、近距離光源８４Ｂより遠距離光源８４Ａを高電圧で駆動することによって、遠距離光源８４Ａからの投光像が近距離光源８４Ｂからの投光像より明るくなるようになっている。

さらに、本実施形態では、メインＣＰＵ３０が撮影モード（マクロモードか否か）に応じて遠距離用光源８４Ａと近距離用光源８４Ｂの点灯を制御するようになっている。

続いて、上述のように構成された本発明の第２実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態では、撮影する場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するものとして説明するが、これに限るものではなく、照度が不足している場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するようにしてもよい。

撮影が開始されると、ステップ１００では、マクロモードか否か判定される。該判定は、各種操作スイッチ３９の操作状態に基づいて判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１０２へ移行し、否定された場合にはステップ１０６へ移行する。

ステップ１０２では、近距離用光源８４Ｂがオンされ、ステップ１０４では、遠距離用光源８４Ａがオフされてステップ１１０へ移行する。なお、近距離用光源８４Ｂをオンする場合には遠距離用光源８４Ａを駆動する場合よりも低電圧で駆動する。すなわち、マクロモードの場合には、図６（Ｃ）に示すように、近距離用光源８４Ｂからの投光像が画角中心となる。また、この時、近距離用光源８４Ｂが低電圧で駆動されるので、ＡＦ補助光装置６０から投光される光の像が近距離側で明るすぎてしまうことがなくなる。

一方、ステップ１０６では、遠距離用光源８４Ａがオンされ、ステップ１０８では、近距離用光源８４Ｂがオフされてステップ１１０へ移行する。なお、遠距離用光源８４Ａをオンする場合には近距離用光源８４Ｂを駆動する場合よりも高電圧で駆動する。すなわち、マクロモードではない場合には、図６（Ｄ）に示すように、遠距離用光源８４Ａからの投光像が画角中心となる。また、この時、遠距離用光源８４Ａが高電圧で駆動されるので、照度不足となることがない。

ステップ１１０では、ＡＦ動作が行われてステップ１１２へ移行する。例えば、ＣＣＤ１２から得られる画像データが表す画像のコントラストが最大となるように焦点調整モータがメインＣＰＵ３０によって駆動制御されることにより焦点調整のための合焦制御が行われる。

ステップ１１２では、ＡＦ補助光装置６０がオフされてステップ１１４へ移行する。

ステップ１１４では、撮影処理が行われてＡＦ補助光点灯処理を終了する。すなわち、レリーズスイッチ３８が全押しされたところで、ＣＣＤ１２によって撮影が行われる。

このように、本実施形態では、２つの光源８４を撮影レンズ７０とＡＦ補助光用レンズ６７を結ぶ直線方向であるパララックス方向に沿って並べて配置することによって、第１実施形態と同様に、近距離側及び遠距離側共に画角中心付近へ投光することができると共に、近距離側で明るすぎることもなく、かつ遠距離側で照度不足することなくＡＦ補助光を投光することができる。

（第３実施形態）
続いて、本発明の第３実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ補助光装置について説明する。なお、本実施形態は、第２実施形態の変形例であり、基本的な構成は、第２実施形態と同一であり、遠距離用光源８４Ａと近距離用光源８４Ｂの２つの光源を備えて制御方法が異なるのみであり、その他の構成は同一であるため詳細な説明は省略する。

本実施形態では、ＡＦ補助光装置６０を点灯してＡＦ制御を行ってＡＦが不可能であった場合に、自動的に２回目のＡＦ制御を行うようになっている。また、２回目のＡＦ制御を行う場合に、２つの光源８４を両方点灯することによってＡＦ制御を行う。

すなわち、本実施形態では、マクロモードではない場合には、図８（Ａ）実線で示すように、遠距離用光源８４Ａの投光像が画角中心となり、遠距離用光源８４Ａを高電圧で駆動してＡＦ制御を行う。そして、ＡＦが不可能な場合には、近距離用光源８４Ｂ及び遠距離用光源８４Ａを共に駆動する。

また、マクロモードの場合には、図８（Ｂ）実線で示すように、近距離用光源８４Ｂの投光像が画角中心となり、近距離用光源８４Ｂを低電圧で駆動してＡＦ制御を行う。そして、ＡＦが不可能な場合には、近距離用光源８４Ｂ及び遠距離用光源８４Ａを共に駆動する。

なお、図８（Ａ）点線は、近距離用光源８４Ｂを点灯した場合の投光像の位置を示し、図８（Ｂ）点線は、遠距離用光源８４Ａを点灯した場合の投光像の位置を示す。

ここで、本発明の第３実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理について説明する。図９は、本発明の第３実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態でも、撮影する場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するものとして説明するが、これに限るものではなく、照度が不足している場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するようにしてもよい。また、第２実施形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

ステップ１１０では、ＡＦ動作が行われてステップ１２０へ移行する。例えば、ＣＣＤ１２から得られる画像データが表す画像のコントラストが最大となるように焦点調整モータがメインＣＰＵ３０によって駆動制御されることにより焦点調整のための合焦制御が行われる。

ステップ１２０では、ＡＦ可能か否かメインＣＰＵ３０によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１２へ移行し、否定された場合にはステップ１２２へ移行する。

ステップ１２２では、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂが共にオンされてステップ１２へ移行する。

ステップ１２４では、ＡＦ動作が再び行われてステップ１１２へ移行して、ＡＦ補助光装置６０がオフされる。

そして、ステップ１１４では、撮影処理が行われてＡＦ補助光点灯処理を終了する。すなわち、レリーズスイッチ３８が全押しされたところで、ＣＣＤ１２によって撮影が行われる。

このように本実施形態では、ＡＦが不可能な場合には、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂが共に点灯されて２回目のＡＦ制御を行うので、第２実施形態よりもＡＦの合焦可能性を高くすることができる。

（第４実施形態）
続いて、本発明の第４実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ補助光装置について説明する。なお、本実施形態は、第３実施形態の変形例であり、基本的な構成は、第３実施形態と同様に、第２実施形態と同一であり、遠距離用光源８４Ａと近距離用光源８４Ｂの２つの光源を備えて制御方法が異なるのみであり、その他の構成は同一であるため詳細な説明は省略する。

本実施形態では、第３実施形態と同様に、ＡＦ補助光装置６０を点灯してＡＦ制御を行ってＡＦが不可能であった場合に、自動的に２回目のＡＦ制御を行うようになっている。

また、本実施形態では、ＡＦが不可能で２回目のＡＦ制御を行う場合には、マクロモードに設定しているが撮影距離が遠く照度が不足している、或いは通常モード（マクロモードではないモード）に設定しているが撮影距離が近く明るすぎる可能性がある。

そこで、本実施形態では、マクロモードに設定してＡＦが不可能な場合には、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂを共に点灯させ、マクロモード以外に設定してＡＦが不可能な場合には、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂを低電圧で共に駆動するようになっている。

ここで、本発明の第４実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理について説明する。図１０は、本発明の第４実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態でも、撮影する場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するものとして説明するが、これに限るものではなく、照度が不足している場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するようにしてもよい。また、第２実施形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

ステップ１０２では、近距離用光源８４Ｂがオンされ、ステップ１０４では、遠距離用光源８４Ａがオフされてステップ１５０へ移行する。なお、近距離用光源８４Ｂをオンする場合には遠距離用光源８４Ａを駆動する場合よりも低電圧で駆動する。すなわち、マクロモードの場合には、図６（Ｃ）に示すように、近距離用光源８４Ｂからの投光像が画角中心となる。また、この時、近距離用光源８４Ｂが低電圧で駆動されるので、ＡＦ補助光装置６０から投光される光の像が近距離側で明るすぎてしまうことがなくなる。

ステップ１５０では、ＡＦ動作が行われてステップ１５２へ移行する。例えば、ＣＣＤ１２から得られる画像データが表す画像のコントラストが最大となるように焦点調整モータがメインＣＰＵ３０によって駆動制御されることにより焦点調整のための合焦制御が行われる。

ステップ１５２では、ＡＦ可能か否かメインＣＰＵ３０によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１２へ移行し、否定された場合にはステップ１５４へ移行する。

ステップ１５４では、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂがオンされてステップ１６２へ移行する。

一方、ステップ１０６では、遠距離用光源８４Ａがオンされ、ステップ１０８では、近距離用光源８４Ｂがオフされてステップ１５６へ移行する。なお、遠距離用光源８４Ａをオンする場合には近距離用光源８４Ｂを駆動する場合よりも高電圧で駆動する。すなわち、マクロモードではない場合には、図６（Ｄ）に示すように、遠距離用光源８４Ａからの投光像が画角中心となる。また、この時、遠距離用光源８４Ａが高電圧で駆動されるので、照度不足となることがない。

ステップ１５６では、ＡＦ動作が行われてステップ１５８へ移行する。例えば、ＣＣＤ１２から得られる画像データが表す画像のコントラストが最大となるように焦点調整モータがメインＣＰＵ３０によって駆動制御されることにより焦点調整のための合焦制御が行われる。

ステップ１５８では、ＡＦ可能か否かメインＣＰＵ３０によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ１１２へ移行し、否定された場合にはステップ１６０へ移行する。

ステップ１６０では、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂが共に低電圧でオンされてステップ１６２へ移行する。

そして、ステップ１６２では、ＡＦ動作が再び行われてステップ１１２へ移行して、ＡＦ補助光装置６０がオフされる。

続いてステップ１１４では、撮影処理が行われてＡＦ補助光点灯処理を終了する。すなわち、レリーズスイッチ３８が全押しされたところで、ＣＣＤ１２によって撮影が行われる。

このように本実施形態においても、第３実施形態と同様に、ＡＦが不可能な場合には、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂが共に点灯されて２回目のＡＦ制御を行うので、第２実施形態よりもＡＦの合焦可能性を高くすることができる。

また、本実施形態では、マクロモードに設定してＡＦが不可能な場合には、撮影距離が遠いと考えられるので、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂを共に点灯し、マクロモード以外に設定してＡＦが不可能な場合には、撮影距離が近いと考えられるので、遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂを低電圧で点灯して自動的に２回目のＡＦ制御を行うので、２回のＡＦ制御により合焦の可能性を高くすることができる。

（第５実施形態）
続いて、本発明の第５実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ補助光装置について説明する。なお、本実施形態は、第２実施形態の変形例であり、基本的な構成は、第２実施形態と同一であり、遠距離用光源８４Ａと近距離用光源８４Ｂの２つの光源を備えて制御方法が異なるのみであり、その他の構成は同一であるため詳細な説明は省略する。

第３及び第４実施形態では、ＡＦが不可能な場合に遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂを点灯して２回目のＡＦ制御を自動的に行うようにしたが、第５実施形態では、第１の測光を行い、続いて遠距離用光源８４Ａを点灯して第２の測光を行い、２つの画像から画角のどの位置に光重心があるかを判断することによって撮影距離を判断して２つの光源の点灯を制御するようにしたものである。

詳細には、ＡＦ制御前にＣＣＤ１２による第１の測光を行い、次に遠距離用光源８４Ａのみを点灯して第２の測光を行い、２つの画像から画角のどの範囲に遠距離用光源８４Ａの光重心があるかを判断する。

ＡＦ補助光装置６０から投光された投光像は、距離に応じて画角内に照らされる場所がシフトするので、これを利用して、例えば、図１１（Ａ）の斜線部のように、右上の画角内に光重心がある場合には、撮影距離が近距離と判断し、また、図１１（Ｂ）の斜線部のように、画角中心付近に光重心がある場合には、撮影距離が遠距離と判断する。そして、判断結果に応じて遠距離用光源８４Ａ及び近距離用光源８４Ｂの点灯を制御する。

ここで、本発明の第５実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理について説明する。図１２は、本発明の第５実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態でも、撮影する場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するものとして説明するが、これに限るものではなく、照度が不足している場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するようにしてもよい。

撮影が開始されると、ステップ２００では、第１測光が行われてステップ２０２へ移行する。すなわち、ＡＦ補助光装置６０による光の投光を行わずに、ＣＣＤ１２による測光が行われる。

ステップ２０２では、遠距離用光源８４Ａがオンされて、ステップ２０４へ移行して、ＣＣＤ１２による第２の測光が行われる。

ステップ２０６では、２回の測光で得た画像から光重心が検出されてステップ２０８へ移行する。すなわち、遠距離用光源８４Ａが投光されている部分の位置が検出される。

ステップ２０８では、光重心が画角の右上角か否かメインＣＰＵ３０によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２１０へ移行し、否定された場合にはステップ２１４へ移行する。

ステップ２１０では、遠距離用光源８４Ａの投光像が画角中心にないので、撮影距離が近距離と判断して、近距離用光源８４Ｂが低電圧で駆動されてステップ２１２へ移行し、遠距離用光源８４Ａがオフされてステップ２１８へ移行する。

一方、ステップ２１４では、遠距離用光源８４Ａの投光像が画角中心となるので、撮影距離が遠距離と判断して、遠距離用光源８４Ａが高電圧で駆動されてステップ２１６へ移行し、近距離用光源８４Ｂがオフされてステップ２１８へ移行する。

ステップ２１８では、ＡＦ動作が行われてステップ２２０へ移行する。例えば、ＣＣＤ１２から得られる画像データが表す画像のコントラストが最大となるように焦点調整モータがメインＣＰＵ３０によって駆動制御されることにより焦点調整のための合焦制御が行われる。

ステップ２２０では、ＡＦ補助光装置６０がオフされてステップ２２２へ移行する。

そして、ステップ２２２では、撮影処理が行われてＡＦ補助光点灯処理を終了する。すなわち、レリーズスイッチ３８が全押しされたところで、ＣＣＤ１２によって撮影が行われる。

このよう本実施形態では、２回の測光によって撮影距離を判断して２つの光源を制御するので、容易にＡＦ制御を行うことができる。

（第６実施形態）
続いて、本発明の第６実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ補助光装置について説明する。なお、本実施形態は、第５実施形態の変形例であり、基本的な構成は、第５実施形態と同様に第２実施形態と同一であり、遠距離用光源８４Ａと近距離用光源８４Ｂの２つの光源を備えて制御方法が異なるのみであり、その他の構成は同一であるため詳細な説明は省略する。

第５実施形態では、遠距離用光源８４Ａを投光して第２の測光を行い、光重心を検出して光重心が画角の右上角か否かを判定することで、撮影距離を判断するようにしたが、第６実施形態では、撮影距離が近い場合には輝度が高くなるので、光重心の輝度が所定値以上か否かを判断するようにして、所定値以下の場合には遠距離と判断し、所定値以上の場合には、光重心の位置を判断するようにしたものである。

ここで、本発明の第６実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理について説明する。図１３は、本発明の第６実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵ３０で行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。なお、本実施形態でも、撮影する場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するものとして説明するが、これに限るものではなく、照度が不足している場合にＡＦ補助光装置から補助光を投光するようにしてもよい。また、第５実施形態と同一処理については同一符号を付して説明する。

ステップ２０６では、２回の測光で得た画像から光重心が検出されてステップ２０７へ移行する。すなわち、遠距離用光源８４Ａが投光されている部分の位置が検出される。

ステップ２０７では、光重心の輝度が所定値以上か否かメインＣＰＵ３０によって判定され、該判定が肯定された場合にはステップ２０８へ移行し、否定された場合にはステップ２１４へ移行する。

このよう処理を行うようにしても、２回の測光によって撮影距離を判断して２つの光源を制御するので、容易にＡＦ制御を行うことができる。

なお、上記の第２〜６実施形態では、２つの光源８４を備える場合について説明したが、これに限るものではなく、３つ以上の光源を撮影レンズ７０方向に沿って配列して各光源の発光を制御するようにしてもよい。この場合には、撮影距離に応じて更にきめ細かなＡＦ補助光の制御が可能となる。

本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラを示す斜視図である。本発明の実施の形態に係わるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。（Ａ）は第１実施形態のＡＦ補助光用レンズを示す斜視図であり、（Ｂ）はＡＦ補助光用レンズと撮影レンズの位置関係を示す図であり、（Ｃ）はＡＦ補助光用レンズの各光学面の配置を示す図である。（Ａ）はＡＦ補助光用レンズの２つ光軸を示す図であり、（Ｂ）は撮影距離が遠距離の場合の投光像中心と撮影中心との位置関係を示す図であり、（Ｃ）は撮影距離が近距離の場合の投光像中心と撮影中心との位置関係を示す図であり、（Ｄ）は撮影距離が遠距離の場合の２つの投光像を示す図であり、（Ｅ）は撮影距離が近距離の場合の２つの投光像を示す図である。（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第１実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ補助光用レンズのその他の例を示す図である。本発明の第２実施形態に係わるＡＦ補助光装置を説明するための図であり、（Ａ）はＡＦ補助光用レンズと撮影レンズの位置関係を示す図であり、（Ｂ）は２つの光源の位置関係を示す図であり、（Ｃ）は撮影距離が近距離（マクロモード）の場合の近距離用光源からの投光像を示す図であり、（Ｄ）は撮影距離が遠距離の場合の遠距離用光源からの投光像を示す図である。本発明の第２実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵで行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の第３実施形態に係わるＡＦ補助光装置を説明するための図である。本発明の第３実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵで行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。本発明の第４実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵで行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。（Ａ）はＡＦ補助光装置からの投光像の光重心が画角の右上角の場合を示す図であり、（Ｂ）は該光重心が画角中心付近にある場合を示す図である。本発明の第５実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵで行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例を示すフローチャートである。本発明の第６実施形態に係わるデジタルカメラのＡＦ制御を行う際にメインＣＰＵで行われるＡＦ補助光点灯処理の流れの一例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
３０メインＣＰＵ
６０ＡＦ補助光装置
６２ＡＦドライバ
６６ＡＦ補助光用レンズ
６６Ａ、６６Ｂ光学面
７０撮影レンズ
８２、８４光源
８４Ａ遠距離用光源
８４Ｂ近距離用光源

Claims

それぞれの光軸が撮影レンズの光軸と該撮影レンズに近い側から遠い側へと順次に交わる複数の自動焦点調整用補助光を投光すると共に、被写体に照射されたときの前記複数の自動焦点調整用補助光のそれぞれの照度が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近いほど低くなるように形成された投光手段を備え、
前記投光手段は、それぞれの光軸が撮影レンズの光軸と該撮影レンズに近い側から遠い側へと順次に交わる複数の光学面を備え、被写体に照射されたときの前記複数の自動焦点調整用補助光のそれぞれの照度が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近いほど低くなるように形成された補助光用レンズを含み、
前記補助光レンズは、光源から入射された光を、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近い側から遠い側へと順次に交わる複数の自動焦点調整用補助光に分割して出射する
自動焦点調整用補助光装置。
前記補助光用レンズは、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が近い側の光学面から出射される光に対する透過率が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が遠い側の光学面から出射される光に対する透過率より低くされている請求項１に記載の自動焦点調整用補助光装置。
前記撮影レンズの光軸と交わる位置が最も遠い側の光学面を除く、前記補助光用レンズの前記複数の光学面に、それぞれ異なる透過率のＮＤフィルタを貼着した請求項１記載の自動焦点調整用補助光装置。
前記補助光用レンズは、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズに近い側の光学面の面積が、前記撮影レンズの光軸と交わる位置が該撮影レンズから遠い側の光学面の面積より小さい請求項１に記載の自動焦点調整用補助光装置。