JP5045474B2

JP5045474B2 - 電子カメラ及び電子カメラ用ストロボ装置

Info

Publication number: JP5045474B2
Application number: JP2008028809A
Authority: JP
Inventors: 勝史炭崎
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2008-02-08
Filing date: 2008-02-08
Publication date: 2012-10-10
Anticipated expiration: 2028-02-08
Also published as: JP2009186894A

Description

本発明は、オートフォーカス機能を備えた電子カメラ及び電子カメラ用ストロボ装置に関する。

近年、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の電子カメラは、高性能化や高機能化が進み、オートフォーカス（自動焦点）機能を備えることが一般化しつつある。この種の電子カメラは、撮影レンズや変倍レンズ、フォーカスレンズ等で構成される光学系と、光学系を介して入射する光を像として受ける撮像素子とを備え、光学系内のフォーカスレンズを移動させつつ撮像素子で撮像して得られる複数の画像のコントラスト情報から最適焦点位置を決定するようになっている。

そして、被写体の明暗（複数の画像の明暗の差）が最適焦点位置の決定に悪影響を及ぼすとして、かかる電子カメラ装置には、最適焦点位置の決定基準となる複数の画像を得る際に、被写体に向けて一定光量の光を照射するプレ発光機能を備えたものが提供されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−３０２５７０号公報

しかしながら、上記構成の電子カメラは、プレ発光機能による光の光量が一定であるため、焦点が特定の位置（その光量が適正となる特定位置）の画像は適正光量で得られるものの、焦点が最も遠い位置となる遠点（特定位置よりも遠い位置）の画像は光量不足となる一方、焦点が最も近い位置となる近点（特定位置よりも近い位置）の画像は光量過多となる傾向にある。すなわち、従来の電子カメラは、最適焦点位置を決定するに当り、複数の画像を取得するものの、適正な光量で取得される画像が特定範囲（光量が適正となる複数位置）のものに限られてしまう。

そのため、従来の電子カメラでは、最適焦点位置を決定する基準として採用できる画像が限られてしまい、適正に焦点位置を決定することのできる範囲（オートフォーカスの対応範囲）が狭いといった問題があった。

そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得でき、オートフォーカスの対応範囲を拡大することのできる電子カメラ、及び電子カメラ用ストロボ装置を提供することを課題とする。

本発明に係る電子カメラは、フォーカスレンズを有する光学系と、光学系を透過した像を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段と、フォーカスレンズを光軸に沿って一方向又は他方向に移動させつつ撮像素子で撮像した複数の画像を基に最適焦点位置を決定する制御手段と、複数の画像を撮像素子で撮像するに際し、被写体に向けて発光するプレ発光用光源とを備えた電子カメラにおいて、制御手段は、複数の画像を撮像素子で撮像するに当り、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させるように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る電子カメラによれば、フォーカスレンズの位置（焦点位置）毎に適切な撮影条件で撮影した複数の画像が得られる。すなわち、焦点が遠点にあるフォーカスレンズの位置に対応させてプレ発光用光源の発光量を大きくすれば、遠点にまでプレ発光用光源からの光が適正に届くことになり、撮像素子の輝度ゲインを大きくすれば（感度を上げれば）、少ない光量であっても遠点の像を適正に得ることができる。また、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの両方を高くすれば、発光量と輝度ゲインとの相乗効果によって遠点の像を適正に得ることができる。特に、輝度ゲインの感度を高めれば、プレ発光用光源の発光量を抑えることができるので、エネルギー消費を押さえつつ遠点での像を適切に得ることができる。

これに対し、焦点が近点にあるフォーカスレンズの位置に対応させてプレ発光用光源の発光量を小さくすれば、光の照射量を抑えた像を得ることができ、撮像素子の輝度ゲインを小さくすれば（感度を下げれば）、多い光量であっても近点の像を適正に得ることができる。また、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの両方を小さくすれば、発光量と輝度ゲインとの相乗効果によって近点の像を適正に得ることができる。

従って、遠点と近点との間でフォーカスレンズの焦点が変位するようにフォーカスレンズを移動させつつ撮像素子で複数の画像を撮像するに当たって、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させることで、遠点、及び近点の像、並びに、遠点と近点との間にある像についても適正に得ることができる。

これにより、本発明は、従来の電子カメラでは光量不足となる遠点から光量過多となる近点に至るまで、その焦点位置に見合った条件で撮影した画像を得ることができるので、最適焦点位置の決定範囲（オートフォーカスの対応範囲）を広くすることができる上に、最適焦点位置を精度よく決定することができる。

本発明に係る電子カメラの一態様として、制御手段は、プレ発光用光源が発光する前に取得した画像の情報を基にプレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方の変化前の基準値を決定し、以後の画像を撮像するに当たって、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの位置に対応して基準値から変化させるように構成されていることが好ましい。このようにすれば、基準値が撮影環境の状態（現状）を反映したものとなり、その基準値からプレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を変化させることで、より適正な画像を取得することができる。従って、最適焦点位置をより精度よく決定することができる。

本発明に係る電子カメラの他態様として、被写体を本撮影するに際して強制的又は自動的に発光する本撮影用光源を有するストロボ装置を備え、ストロボ装置の本撮影用光源がプレ発光用光源に兼用されていることが好ましい。このようにすれば、本撮影時に適正な光量で撮影することができる上に、プレ発光用光源を別途設ける必要がなく電子カメラを小型化することができる。

この場合、制御手段は、最適焦点位置を基に本撮影時の本撮影用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定するように構成されていることが好ましい。このようにすれば、最適な条件（光量、輝度ゲイン）で本撮影することができる。すなわち、最適焦点位置を基に被写体までの距離を精度良く導くことができるので、その距離に対応するように本撮影時におけるストロボ装置の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定することができ、本撮影において良好な画像を取得することができる。

本発明に係る電子カメラ用ストロボ装置は、フォーカスレンズを有する光学系と、光学系を透過した像を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段と、フォーカスレンズを光軸に沿って一方向又は他方向に移動させつつ撮像素子で撮像した複数の画像を基に最適焦点位置を決定するカメラ用制御手段とを備えた電子カメラに電気的に接続可能に構成され、電子カメラで被写体を本撮影する際に被写体に向けて強制的又は自動的に発光する本撮影用光源を有する電子カメラ用ストロボ装置において、カメラ用制御手段と連携するストロボ用制御手段を備え、本撮影用光源は、複数の画像を撮像素子で撮像するに際して被写体に向けて発光するプレ発光用光源として機能するように構成され、カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、電子カメラが複数の画像を撮像素子で撮像するに当り、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させるように設定されていることを特徴とする。

本発明に係る電子カメラ用ストロボ装置によれば、電子カメラにおいて、フォーカスレンズの焦点位置毎に適切な撮影条件で撮影した複数の画像が得られる。すなわち、焦点が遠点にあるフォーカスレンズの位置に対応させてプレ発光用光源の発光量を大きくすれば、遠点にまでプレ発光用光源からの光が適正に届くことになり、撮像素子の輝度ゲインを大きくすれば（感度を上げれば）、少ない光量であっても遠点の像を適正に得ることができる。また、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの両方を高くすれば、発光量と輝度ゲインとの相乗効果によって遠点の像を適正に得ることができる。特に、輝度ゲインの感度を高めれば、プレ発光用光源の発光量を抑えることができるので、エネルギー消費を押さえつつ遠点での像を適切に得ることができる。

本発明に係る電子カメラ用ストロボ装置の一態様として、カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、プレ発光用光源が発光する前に電子カメラが取得した画像の情報を基にプレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方の変化前の基準値を決定し、以後の画像を撮像するに当たって、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの配置に対応して基準値から変化させるように構成されていることが好ましい。このようにすれば、基準値が撮影環境の状態（現状）を反映したものとなり、その基準値からプレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を変化させることで、より適正な画像を取得することができる。従って、最適焦点位置をより精度よく決定することができる。

本発明に係る電子カメラ用ストロボ装置の他態様として、カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、最適焦点位置を基に本撮影時のストロボ装置の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定するように構成されていることが好ましい。このようにすれば、最適な条件（光量、輝度ゲイン）で本撮影することができる。すなわち、最適焦点位置を基に被写体までの距離を精度良く導くことができるので、その距離に対応するように本撮影時におけるストロボ装置の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定することができ、本撮影において良好な画像を取得することができる。

以上のように、本発明に係る電子カメラによれば、最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得でき、オートフォーカスの対応範囲を拡大することができるという優れた効果を奏し得る。

また、本発明に係る電子カメラ用ストロボ装置によれば、最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得でき、オートフォーカスの対応範囲を拡大することができるという優れた効果を奏し得る。

以下、本発明の第一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。

図１に示す如く、本実施形態に係る電子カメラ１は、フォーカスレンズ２を有する光学系３と、光学系３を透過した像を撮像する撮像素子４と、フォーカスレンズ２を光軸に沿って移動させる移動手段５と、フォーカスレンズ２を光軸に沿って一方向又は他方向に移動させつつ撮像素子４で撮像した複数の画像を基に最適焦点位置を決定する制御手段６と、複数の画像を撮像素子４で撮像するに際し、被写体Ｍに向けて発光するプレ発光用光源７とを備えている。

本実施形態に係る電子カメラ１は、ストロボ装置８を備えている。ストロボ装置８は、本撮影用光源９を備えており、被写体Ｍを本撮影するに際して本撮影用光源９を強制的又は自動的に発光させるようになっている。また、本実施形態に係るストロボ装置８は、本撮影用光源９がプレ発光用光源７として機能するように構成されている。本撮影用光源９には、閃光放電管やＬＥＤ等の種々のものを採用することができ、本実施形態においては、本撮影用光源９としてＬＥＤが採用されている。なお、本撮影用光源９からの光を確実に被写体Ｍに導くために本撮影用光源９の光を一定方向に反射させる反射傘を設けることが好ましい。

光学系３は、撮影レンズ１０や変倍レンズ１１、フォーカスレンズ２、絞り１２等の組み合わせで構成されており、電子カメラ１の性能に応じて各種レンズが適宜選択された上で組み合わされる。撮像素子４には、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサが採用することができ、本実施形態に係る撮像素子４には、ＣＭＯＳイメージセンサが採用されている。

移動手段５は、フォーカスレンズ２を支持するレンズ支持体１３と、フォーカスレンズ２が光軸上で移動するようにレンズ支持体１３を案内する案内手段１４と、レンズ支持体１３を光軸方向に移動させる駆動手段（図示しない）とを備えている。移動手段５（駆動手段）は、制御手段６（後述するカメラ用制御手段１５）からの指示に従って動作するようになっており、フォーカスレンズ２の焦点距離が最も遠い遠点と焦点距離が最も近い近点との間でフォーカスレンズ２の焦点を変位させるべく、レンズ支持体１３を介してフォーカスレンズ２を光軸に沿って移動させるようになっている。

制御手段６は、この電子カメラ１の主たる制御を行うカメラ用制御手段１５と、カメラ用制御手段１５の指示に基づいてストロボ装置８の本撮影用光源９を発光させるドライバーとしてのストロボ用制御手段１６とを備えている。

カメラ用制御手段１５は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭの記憶手段（図示しない）をマウントした制御基板で構成されている。カメラ用制御手段１５は、撮像素子４が撮像した複数の画像からフォーカスレンズ２の最適焦点位置を決定したり、本撮影時のストロボ装置８の発光量を決定したりするように構成され、また、記憶手段（ＲＡＭ）に撮影した画像を一時的に保存するようにもなっている。すなわち、カメラ用制御手段１５の記憶手段（ＲＯＭ）には、最適焦点位置を決定するためのプログラムや、ストロボ装置８の発光量を決定するためのプログラム、撮影時の諸条件を決定するためのプログラム等が記憶されており、ＣＰＵが各種プログラムを基に演算処理するようになっている。

より具体的に説明すると、カメラ用制御手段１５は、最適焦点位置を決定する際（オートフォーカス機能を作動させる際）、フォーカスレンズ２の焦点を遠点から近点に向けて、又は、近点から遠点に向けて変位させるべく、移動手段５に対してフォーカスレンズ２を光軸に沿って一方向又は他方向に移動させるように指示し、その移動するフォーカスレンズ２を透過する像を撮像素子４によって連続的又は断続的に撮像させるようになっている。

本実施形態に係るカメラ用制御手段１５は、オートフォーカス機能を作動させる際、フォーカスレンズ２の焦点が遠点から近点に向けて変位するように、移動手段５（駆動手段）に対してフォーカスレンズ２を一方向に移動させるよう指示し、撮像素子４に対して一方向に移動するフォーカスレンズ２を透過する像を断続的に撮像させるようになっている。

本実施形態においては、焦点が遠点となるフォーカスレンズ２の基点位置から焦点が近点となるフォーカスレンズ２の終点位置までフォーカスレンズ２を移動させるに際し、複数フレームの画像を取得するようになっている。

そして、カメラ用制御手段１５は、オートフォーカスのために複数の画像を撮像素子４で撮像するに当り、プレ発光用光源７の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズ２の焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズ２の位置に対応して変化させるように設定されている。すなわち、カメラ用制御手段１５は、プレ発光用光源７の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、遠点側よりも近点側ほど小さくなる、又は、近点側よりも遠点側ほど大きくなるように、フォーカスレンズ２の基点位置と終点位置との間に設定された複数位置（フォーカスレンズ２の焦点位置）毎に変化させる撮影条件変更部（図示しない）が内部に設定されている。

本実施形態に係るカメラ用制御手段１５（撮影条件変更部）は、オートフォーカスに伴ってフォーカスレンズ２が移動する際に、フォーカスレンズ２の基点位置と終点位置との間に設定された複数位置（複数フレーム）毎に、撮像素子４の輝度ゲイン及びプレ発光光源の発光量の両方を設定するように構成されている。このように輝度ゲインと発光量とを可変にすることで、本実施形態に係る電子カメラ１は、輝度ゲインと発光量の相対的な関係によってフォーカスレンズ２の位置毎に輝度ゲイン及び発光量が最適な状態で画像を取得できるようになっている。なお、本実施形態においては、焦点位置が遠点となる位置をフォーカスレンズ２の基点位置に設定し、オートフォーカス時にフォーカスレンズ２を基点位置から終点位置に移動させるように構成されているため、カメラ用制御手段１５は、フォーカスレンズ２の位置（変化する焦点位置）に対応して、プレ発光用光源７の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを遠点側よりも近点側ほど小さくなるように変化させるようになっている。

本実施形態に係るカメラ用制御手段１５は、オートフォーカス機能が動作している際のプレ発光用光源７の発光時間が各フレームの単位時間の５０％以下に設定されている。すなわち、手ぶれ限界内でプレ発光用光源７が発光するようになっている。これにより、オートフォーカス機能が動作しているとき（フォーカスレンズ２が移動しているとき）に、プレ発光用光源７は、発光量を変化させつつ点滅して発光するようになっている。また、オートフォーカス機能が終了した後（オートフォーカス処理後）、約０．８秒後に本撮影時の赤目軽減を図るためにストロボ装置８の本撮影用光源９を主発光させるようにもなっている。

そして、カメラ用制御手段１５は、コントラスト情報を基に、複数の画像から最も鮮明な画像が得られた焦点位置を最適焦点位置として決定するようになっている。すなわち、カメラ用制御手段１５は、被写体Ｍに対するフォーカスレンズ２の最適焦点位置を決定する焦点決定部（図示しない）が内部に設定されている。本実施形態に係るカメラ用制御手段１５（焦点決定部）は、コントラスト情報を基にして複数の画像の最も鮮明な画像に対応する焦点位置を最適焦点位置として決定するようになっている。

さらに、カメラ用制御手段１５は、決定した最適焦点位置を基にして本撮影時のストロボ装置８の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定するようになっている。すなわち、カメラ用制御手段１５は、本撮影時におけるストロボ装置８の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定（決定）する本撮影条件決定部（図示しない）が内部に設定されている。本実施形態に係るカメラ用制御手段１５（本撮影条件決定部）は、最適焦点位置を被写体までの距離情報とした上で、その距離情報に対応する光量（被写体まで到達する光量）を本撮影時におけるストロボ装置８（本撮影用光源９）の発光量として設定するとともに、その距離情報に対応する輝度ゲイン（距離情報に応じたストロボ装置８の発光量に対応する輝度ゲイン）を本撮影時おける撮像素子４の輝度ゲインとして設定するようになっている。

ストロボ用制御手段１６は、ＣＰＵ等（図示しない）がマウントされた制御基板で構成されている。ストロボ用制御手段１６は、カメラ用制御手段１５と連携するように構成されており、カメラ用制御手段１５からの信号を受けてストロボ装置８の本撮影用光源９を発光させるようになっている。

なお、図示しないが、本実施形態に係る電子カメラ１は、追記型のメディア（例えば、ＳＤカード、ＭｉｎｉＳＤカード、ＭｉｃｒｏＳＤカード、スマートメディア等）を装填可能に構成されており、カメラ用制御手段１５との連携によって装填したメディアに撮影した画像（データ）を伝送するようになっている。また、電子カメラ１は、出力端子がカメラ用制御手段１５に設けられており、出力端子に接続したケーブルを外部ディスプレイに繋ぐことで、取得した画像をモニタ表示できるようにもなっている。

本実施形態に係る電子カメラ１は、以上の構成からなり、次に、図２を参照して本実施形態に係る電子カメラ１の処理（作動）について説明する。なお、電子カメラ１の処理を説明に当たり、処理における状態等について図３を参照する場合があるが、特に断りなく図２を参照し続けるものとする。

まず、本実施形態に係る電子カメラ１を撮影モードに設定する（Ｓ１０）。ここで「撮影モード」とは、シャッターボタンを押すことで撮像素子４に撮像させることのできるモードをいい、例えば、撮像素子４が撮像した画像が電子カメラ１のモニタ（図示しない）に表示されている待機状態を意味する。そして、シャッターボタンを押して（例えば、半押しして）被写体Ｍを静止画像として撮影する対象として設定する（Ｓ２０）。

そして、電子カメラ１のストロボ装置８が本撮影時に本撮影用光源９を強制的に発光させる強制発光モードに設定されているか否かが判断される（Ｓ３０）。強制発光モードに設定されていない場合（Ｓ３０でＮＯ）、ストロボ装置８の発光輝度が確認される（Ｓ４０）。すなわち、ストロボ装置８を発光させる必要があるか否かが判断される（Ｓ４０）。そして、ストロボ装置８を発光させる必要なないと判断された場合（Ｓ４０でＮＯ）、通常の撮影が行われる（Ｓ５０）。そして、光学系３及び撮像素子４を介して被写体Ｍの画像が取得され（Ｓ６０）、一連の撮影が完了する。

これに対し、強制発光モードが設定されている場合（Ｓ３０でＹＥＳ）、或いは、Ｓ４０でストロボ装置８を発光する必要があると判断されている場合（Ｓ４０でＹＥＳ）、まず、ストロボ装置８の本撮影用光源９を発光させるための電力が確保されているか、すなわち、ストロボ装置８を発光させるための電力がコンデンサに充電されているか否かが確認される（Ｓ７０）。そして、充電が完了していない場合（Ｓ７０でＮＯ）、充電が完了するのを待つか、或いは、通常の撮影が行われる（Ｓ５０）。その一方で、コンデンサの充電が完了していると判断されると（Ｓ７０でＹＥＳ）、電子カメラ１が備えるセンサ（図示しない）によって、現状の情報として輝度測定が行われる（Ｓ８０）。

しかる後、Ｓ８０で測定した測定結果（現状の輝度情報）を基に撮像素子４の輝度ゲイン及びプレ発光用光源７としてのストロボ装置８の発光量の基準値が求められるとともに、撮像素子４の輝度ゲイン及びプレ発光用光源７の発光量の変化パターンが演算処理によって求められる（Ｓ９０）。そして、演算結果を基に撮像素子４の輝度ゲイン及びストロボ装置８の発光量が設定された後（Ｓ１００）、カメラ用制御手段１５の指示によりフォーカスレンズ２が基準位置から終点位置に向けて移動するとともに（Ｓ１１０）、ストロボ装置８を発光させる電力がコンデンサに充電されているか否かが判断される（Ｓ１２０）。そして、コンデンサの充電が完了していると（Ｓ１２０でＹＥＳ）、カメラフレーム待ち、すなわち、フォーカスレンズ２の位置に対応したフレームで撮像できる状態になっているか否かが判断される（Ｓ１３０）。

本実施形態においては、図３のストロボ充電電圧が示すように、コンデンサの充電が１フレームおきに完了するように構成されている。これに伴って、図３のストロボ発光パルスが示すように、プレ発光用光源７を１フレームおきに発光させるようになっている。

カメラフレーム待ちである場合（Ｓ１３０でＹＥＳ）、図３のストロボ発光パルス、カメラＡＦレンズ位置、カメラゲイン設定（輝度ゲイン設定）、ストロボ発光量設定が示すように、ストロボ装置８がプレ発光用光源７としてフォーカスレンズ２の位置（焦点位置）に対応する発光量で発光しつつ、撮像素子４がフォーカスレンズ２の位置（焦点位置）に対応する輝度ゲインで最適焦点位置を決定するための画像を取得する（Ｓ１４０）。本実施形態において、図３のカメラＶｓｙｎｃが示すように、撮像素子４は、全てのフレームに対して撮像するようになっているが、上述の如く、コンデンサの充電が１フレームおきに完了し、プレ発光用光源７を１フレームおきに発光させるように構成されているため、その発光に合わせて最適焦点位置を決定するための画像は１フレームおきに採用され、図３のカメラレジスタが示すように、取得した画像及びその情報が１フレームおきに記憶される。

そして、Ｓ１４０で取得した画像（データ）を基に、輝度を測定するとともに最適焦点位置を測定（決定）し（Ｓ１５０）、引き続きオートフォーカス処理を行う場合（次のフレームに対応する処理を行う場合）には（Ｓ１６０でＮＯ）、Ｓ１００に戻り、Ｓ９０で演算した撮像素子４の輝度ゲイン及びプレ発光用光源７の光量（Ｓ１１０における移動後のフォーカスレンズ２の位置に対応した輝度ゲイン及び光量）が設定される。

そして、フォーカスレンズ２の移動、充電状態の判断、カメラフレーム待ちの判断、撮影及びプレ発光、輝度測定及び最適焦点位置測定（Ｓ１１０〜Ｓ１５０）といった一連の処理（オートフォーカス処理）が行われる。なお、図３には、上述の一連の処理が繰り返し行われて１６フレームに亘って場合が示されている。

そして、Ｓ１５０で輝度測定及び最適焦点位置測定した後、オートフォーカス処理を終了する場合には（Ｓ１６０でＹＥＳ）、フォーカスレンズ２が決定された最適焦点位置に対応する位置に移動し（Ｓ１７０）、最適焦点位置を基に本撮影時におけるストロボ装置８の発光量（調光）が演算される（Ｓ１８０）。すなわち、最適焦点位置を被写体Ｍまでの距離情報として用い、その距離情報から本撮影時のストロボ装置８における最適発光量が演算される（Ｓ１８０）。そして、本撮影時における撮像素子４の輝度ゲイン及びストロボ装置８の発光量が設定された後（Ｓ１９０）、ストロボ装置８を発光させるための電力が確保されているか、すなわち、コンデンサの充電が完了しているか否かを確認する（Ｓ２００）。

そして、コンデンサの充電が完了している場合（Ｓ２００でＹＥＳ）、赤目軽減ウエイトが設定され（Ｓ２１０）、カメラフレーム待ちであるか否かが判断される（Ｓ２２０）。そして、カメラフレーム待ちであると判断されると（Ｓ２２０でＹＥＳ）、ストロボ装置８が設定された発光量で発光しつつ本撮影が行われ（Ｓ２３０）、光学系３及び撮像素子４を介して被写体Ｍの画像が取得され（Ｓ２４０）、一連の撮影が完了する（ＥＮＤ）。なお、図３には、３０フレーム目で本撮影された状態が示されている。

以上のように、本実施形態に係る電子カメラ１によれば、複数の画像を撮像素子４で撮像するに当り、制御手段６（カメラ用制御手段１５）がプレ発光用光源７の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを、フォーカスレンズ２の焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズ２の焦点位置に対応して変化させるように設定されているので、遠点、及び近点の像、並びに、遠点と近点との間にある像についても適正な画像として得ることができる。

これにより、従来の電子カメラ１では光量不足となる遠点から光量過多となる近点に至るまで、その焦点位置に見合った条件で撮影した画像を得ることができるので、最適焦点位置の決定範囲（オートフォーカスの対応範囲）を広くすることができる上に、最適焦点位置を精度よく決定することができる。

さらに、本実施形態に係る電子カメラ１によれば、制御手段６（カメラ用制御手段１５）が複数の画像のうち、プレ発光用光源７が発光する前に取得した画像の情報を基にプレ発光用光源７の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの変化前の基準値を決定し、以後の画像を撮像するに当たって、プレ発光用光源７の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを、フォーカスレンズ２の位置に対応して基準値から変化させるように構成されているので、基準値が撮影環境の状態（現状）を反映したものとなり、最適焦点位置をより精度よく決定することができる。

さらに、本実施形態に係る電子カメラ１は、被写体Ｍを本撮影するに際して強制的又は自動的に発光する本撮影用光源９を有するストロボ装置８を備え、ストロボ装置８の本撮影用光源９がプレ発光用光源７に兼用されているので、プレ発光用光源７を別途設ける必要がなく電子カメラ１を小型化することができる。特に、制御手段６（カメラ用制御手段１５）は、最適焦点位置を基に本撮影時の本撮影用光源９の発光量を設定するように構成されているので、最適な光量で本撮影することができ、良好な画像を取得することができる。

次に、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態に係る電子カメラ用ストロボ装置（以下、単にストロボ装置という）は、図４に示す如く、ストロボ装置を備えていない電子カメラ１’に採用されるもので、かかる電子カメラ１’は、ストロボ装置８、及びストロボ用制御手段１６を備えていない点以外は、第一実施形態に係る電子カメラ１と同様である。従って、本実施形態においては、電子カメラ１’の主要構成については第一実施形態と同一名称及び同一符号を付して説明を割愛することとする。なお、図示しないが、本実施形態に係るストロボ装置８’が適用される電子カメラ１’には、ストロボ装置８’を電気的に接続するためのインターフェースが設けられている。

本実施形態に係るストロボ装置８’は、本撮影時に被写体Ｍに向けて発光する本撮影用光源９’と、本撮影用光源９’を駆動するためのストロボ用制御手段１６’（ドライバーユニット）とを備えている。

本実施形態に係るストロボ装置８’は、電子カメラ１’に接続された状態において、フォーカスレンズ２の最適焦点位置を決定するための複数の画像を撮像素子４で撮像する際（電子カメラ１’がオートフォーカス処理する際）、本撮影用光源９’が被写体に向けて発光するプレ発光用光源７’として機能するように構成されている。

本撮影用光源９’には、閃光放電管やＬＥＤ等の種々のものを採用することができ、本実施形態においては、本撮影用光源９’としてＬＥＤが採用されて、本撮影用光源９からの光を確実に被写体Ｍに導くために本撮影用光源９’の光を一定方向に反射させる反射傘１７’が設けられている。

ストロボ用制御手段１６’は、ＣＰＵやＲＡＭ、ＲＯＭの記憶手段をマウントした制御基板で構成されている。ストロボ用制御手段１６’は、インターフェースを介して電子カメラ１’に電気的に接続することで、カメラ用制御手段１５’との信号のやり取りによってカメラ用制御手段１５’と連携するように構成されている。なお、カメラ用制御手段１５’は、一部の機能を除いて基本的に第一実施形態のカメラ用制御手段１５と同様に機能するようになっており、ストロボ用制御手段１６’がインターフェースを介して接続された状態で制御的に一体となり、これらで第一実施形態の制御手段６と同様の制御を行うようになっている。

具体的には、本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’は、第一実施形態のカメラ用制御手段１５と同様に、最適焦点位置を決定するための複数の画像を撮像素子４で撮像するに当り、プレ発光用光源７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズ２の焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズ２の位置に対応して変化させるようになっている。すなわち、ストロボ用制御手段１６’は、プレ発光用光源７’（本撮影用光源９’）の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、遠点側よりも近点側ほど小さくなる、又は、近点側よりも遠点側ほど大きくなるように、フォーカスレンズ２の基点位置と終点位置との間に設定された複数位置（フォーカスレンズ２の焦点位置）毎に変化させる撮影条件変更部（図示しない）が内部に設定されている。

本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’（撮影条件変更部）は、オートフォーカスに伴ってフォーカスレンズ２が移動する際に、フォーカスレンズ２の基点位置と終点位置との間に設定された複数位置（複数フレーム）毎に、撮像素子４の輝度ゲイン及びプレ発光用光源７’の発光量の両方を変更するように構成されており、輝度ゲインと発光量とを可変にすることで、これらの相対的な関係によって電子カメラ１’がフォーカスレンズ２の位置毎に輝度ゲイン及び発光量が最適な状態で画像を取得できるようになっている。なお、電子カメラ１’（カメラ用制御部１５’）は、オートフォーカス時にフォーカスレンズ２を焦点位置が遠点となる基点位置から焦点位置が近点となる終点位置に移動させるように設定されており、これを前提に、本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’においても、フォーカスレンズ２の位置（変化する焦点位置）に対応して、プレ発光用光源７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを遠点側よりも近点側ほど小さくなるように変化させるようになっている。

本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’は、オートフォーカス機能が動作している際のプレ発光用光源７’の発光時間が各フレームの単位時間の５０％以下に設定されている。すなわち、手ぶれ限界内でプレ発光用光源７が発光するようになっている。これにより、オートフォーカス機能が動作しているとき（フォーカスレンズ２が移動しているとき）に、ストロボ装置８’の光源は、発光量を変化させつつ点滅して発光するようになっている。また、オートフォーカス機能が終了した後（オートフォーカス処理後）、約０．８秒後に本撮影時の赤目軽減を図るためにストロボ装置８’の本撮影用光源９’を主発光させるようにもなっている。

そして、ストロボ用制御手段１６’は、コントラスト情報を基に、複数の画像から最も鮮明な画像が得られた焦点位置を最適焦点位置として決定するようになっている。すなわち、ストロボ用制御手段１６’は、被写体Ｍに対するフォーカスレンズ２の最適焦点位置を決定する焦点決定部（図示しない）が内部に設定されている。本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’（焦点決定部）は、コントラスト情報を基にして複数の画像の最も鮮明な画像に対応する焦点位置を最適焦点位置として決定するようになっている。

さらに、本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’は、決定した最適焦点位置を基にして本撮影時のストロボ装置８の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定するようになっている。すなわち、ストロボ用制御手段１６’は、本撮影時におけるストロボ装置８の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定（決定）する本撮影条件決定部（図示しない）が内部に設定されている。本実施形態に係るストロボ用制御手段１６’（本撮影条件決定部）は、最適焦点位置を被写体までの距離情報とした上で、その距離情報に対応する光量（被写体まで到達する光量）を本撮影時におけるストロボ装置８’（本撮影用光源９’）の発光量として設定するとともに、その距離情報に対応する輝度ゲイン（距離情報に応じたストロボ装置８’の発光量に対応する輝度ゲイン）を本撮影時における撮像素子４の輝度ゲインとして設定するようになっている。

本実施形態に係るストロボ装置８’は、第一実施形態のカメラ用制御手段１５のオートフォーカスに関連する制御内容や本撮影時に撮影条件の設定をストロボ用制御手段１６’で実行させるようにしているため、電子カメラ１’の駆動に関連する制御、例えば、撮像素子４’の輝度ゲインを変化させたり、決定された最適焦点位置を本撮影時に電子カメラ１’に反映させたりする制御をするために、ストロボ用制御手段１６’には、撮影条件変更部、焦点決定部、本撮影条件決定部に加え、電子カメラ１’（カメラ用制御手段１５’）と信号のやり取りを行うための信号通信部（図示しない）が内部に設定されている。これにより、本実施形態に係るストロボ装置８’は、電子カメラ１’に電気的に接続されることで、ストロボ用制御手段１６’がカメラ用制御手段１５’と制御的に一体となって第一実施形態の電子カメラ１と同様の制御が達成される。

本実施形態に係るストロボ装置８’は、以上の構成からなり、インターフェースを介して電子カメラ１’に電気的に接続した状態で、ストロボ用制御手段１６’がカメラ用制御手段１５’と制御的に一体となるため、ストロボ装置８’が接続された電子カメラ１’は、ストロボ装置８を内装した第一実施形態の電子カメラ１と同様の作動をする。

従って、本実施形態に係るストロボ装置８’は、電子カメラ１’に接続することで、第一実施形態の電子カメラ１’と同様の作用及び効果を奏することができる。

尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

上記第一及び第二実施形態において、プレ発光用光源７，７’が発光する前に取得した画像の情報を基にプレ発光用光源７，７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの変化前の基準値を決定するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、発光量及び輝度ゲインの変化前の基準値を予め設定しておき、これを基準にプレ発光用光源７，７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを、フォーカスレンズ２の位置（配置）に対応して変化させるようにしてもよい。この場合、フレーム毎に一定の割合で発光量及び輝度ゲインを増加又は減少させた変化パターンを予め設定しておき、フォーカスレンズ２の配置に対応する設定値に発光量及び輝度ゲインを設定してもよい。

また、制御手段としてのカメラ用制御手段１５やストロボ用制御手段１６’（撮影条件変更部）に対し、プレ発光用光源７，７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの少なくとも何れか一方の変化パターン（増加パターン又は減少パターン）を１つ又は２つ以上予め設定しておき、例えば、撮影環境（シーン）に応じた変化パターンを自動又は手動で設定するようにしてもよい。

また、上記第一及び第二実施形態において、オートフォーカスを行うに際し、プレ発光用光源７，７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの両方を、フォーカスレンズ２の配置に対応して変化させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、プレ発光用光源７，７’の発光量のみをフォーカスレンズ２の位置に対応させて変化させるようにしてもよい。このようにすれば、焦点が遠点乃至近点であっても適正な光量で光が被写体Ｍに到達するので最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得することができる。また、撮像素子４の輝度ゲインのみをフォーカスレンズ２の位置に対応させて変化させるようにしてもよい。このようにすれば、被写体Ｍの明度に応じた感度で撮影することができるので、最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得することができる。但し、プレ発光用光源７，７’の発光量だけで対応する場合、遠点に対して発光量を非常に大きくしなければならず、エネルギー消費の観点から、プレ発光用光源７，７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの両方を変化させるか、輝度ゲインのみを変化させることが好ましい。

上記第一及び第二実施形態において、焦点位置が最も遠くなるフォーカスレンズ２の位置を基点位置にするとともに、フォーカスレンズ２の焦点位置が最も近くなるフォーカスレンズ２の位置を終点位置に設定し、オートフォーカス時にフォーカスレンズ２を基点位置から終点位置に移動させて複数の画像を撮像素子で撮像するに当り、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインを、フォーカスレンズの焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、焦点位置が最も近くなるフォーカスレンズ２の位置を基点位置にするとともに、フォーカスレンズ２の焦点位置が最も遠くなるフォーカスレンズ２の位置を終点位置に設定し、オートフォーカス時にフォーカスレンズ２を基点位置から終点位置に移動させて複数の画像を撮像素子で撮像するように構成し、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインを、フォーカスレンズの焦点位置が最も近い近点側から最も遠い遠短側に向けて小さくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させるようにしてもよい。なお、この場合においても、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの両方を変化させる必要はなく、少なくとも何れか一方を変化させるようにすればよい。

上記第一及び第二実施形態において、最適焦点位置を基に本撮影時のストロボ装置８，８’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを設定するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、別途設けたセンサで被写体Ｍまでの距離を測った上で、本撮影用光源９，９’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインを設定するようにしてもよい。また、上記第一及び第二実施形態において、最適焦点位置を基に本撮影時のストロボ装置８，８’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインの両方を設定するようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、本撮影時の撮影条件として、ストロボ装置８，８’の発光量のみ、又は、撮像素子４の輝度ゲインのみを設定するようにしてもよい。

上記第一実施形態において、プレ発光用光源７としてストロボ装置８の本撮影用光源９を兼用させたが、これに限定されるものではなく、例えば、ストロボ装置８とは別個独立した光源を設けてプレ発光用光源７としてもよい。また、第一実施形態に係る電子カメラ１において、ストロボ装置８を内装したが、これに限定されるものではなく、光源としてプレ発光用光源７のみを備えたものであってもよく、この場合、ストロボ用制御手段１６を設ける必要がないため、カメラ用制御手段１５がプレ発光用光源７の発光までを指示する制御手段６となる。但し、撮影環境に応じた良好な本撮影を行うにはストロボ装置８を内装することが好ましいことはいうまでもない。

上記第二実施形態において、ストロボ用制御手段１６’でプレ発光用光源７’の発光量及び撮像素子４の輝度ゲインをフォーカスレンズ２の位置に対応して変化させるようにしたが、これに限定されるものではなく、例えば、ストロボ装置８’が接続される電子カメラ１’側（カメラ用制御手段１５’）、又は、カメラ用制御手段１５’とストロボ用制御手段１６’の両方で発光量及び輝度ゲインの変化についての指示を行うようにしてもよい。また、最適焦点位置を基にしてストロボ用制御手段１６’で本撮影時のストロボ装置８’の発光量を設定するようにしたが、これに限定されるものではなく、本撮影時のストロボ装置８’の発光量をカメラ用制御手段１５’で設定するようにしてもよい。すなわち、ストロボ装置８’と電子カメラ１’とを別体とする場合、カメラ用制御手段１５’及びストロボ用制御手段１６’の少なくとも何れか一方が本撮影用光源９’（プレ発光用光源７’）の発光に関する制御を行い、それに対応してストロボ装置８’の光源が発光するように構成されていればよい。

本発明に係る電子カメラは、最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得でき、オートフォーカスの対応範囲を拡大することができるという効果を有し、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の電子カメラの分野等に有用である。

また、本発明に係る電子カメラ用ストロボ装置は、最適焦点位置を決定するための画像を適正に取得でき、オートフォーカスの対応範囲を拡大することができるという効果を有し、デジタルカメラやカメラ付き携帯電話等の電子カメラ用ストロボ装置の分野で有用である。

本発明の第一実施形態に係る電子カメラの概略ブロック図第一実施形態に係る電子カメラの作動を説明するためのフローチャート第一実施形態に係る電子カメラの各構成における作動状態説明図本発明の第二実施形態に係る電子カメラ用ストロボ装置の概略ブロック図

符号の説明

１，１’ 電子カメラ
２フォーカスレンズ
３光学系
４撮像素子
５移動手段
６制御手段
７，７’ プレ発光用光源
８，８’ ストロボ装置
９，９’ 本撮影用光源
１０撮影レンズ
１１変倍レンズ
１２絞り
１３レンズ支持体
１４案内手段
１５，１５’ カメラ用制御手段
１６，１６’ ストロボ用制御手段
１７反射傘
Ｍ被写体

Claims

フォーカスレンズを有する光学系と、光学系を透過した像を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段と、フォーカスレンズを光軸に沿って一方向又は他方向に移動させつつ撮像素子で撮像した複数の画像を基に最適焦点位置を決定する制御手段と、複数の画像を撮像素子で撮像するに際し、被写体に向けて発光するプレ発光用光源とを備えた電子カメラにおいて、制御手段は、複数の画像を撮像素子で撮像するに当り、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させるように設定されていることを特徴とする電子カメラであって，
かつ前記制御手段は、プレ発光用光源が発光する前に取得した画像の情報を基にプレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方の変化前の基準値を決定し、以後の画像を撮像するに当たって、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの位置に対応して基準値から変化させるように構成されていることを特徴とする電子カメラ。
被写体を本撮影するに際して強制的又は自動的に発光する本撮影用光源を有するストロボ装置を備え、ストロボ装置の本撮影用光源がプレ発光用光源に兼用されている請求項１に記載の電子カメラ。
制御手段は、最適焦点位置を基に本撮影時の本撮影用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定するように構成されている請求項２に記載の電子カメラ。
フォーカスレンズを有する光学系と、光学系を透過した像を撮像する撮像素子と、フォーカスレンズを光軸に沿って移動させる移動手段と、フォーカスレンズを光軸に沿って一方向又は他方向に移動させつつ撮像素子で撮像した複数の画像を基に最適焦点位置を決定するカメラ用制御手段とを備えた電子カメラに電気的に接続可能に構成され、電子カメラで被写体を本撮影する際に被写体に向けて強制的又は自動的に発光する本撮影用光源を有する電子カメラ用ストロボ装置において、カメラ用制御手段と連携するストロボ用制御手段を備え、本撮影用光源は、複数の画像を撮像素子で撮像するに際して被写体に向けて発光するプレ発光用光源として機能するように構成され、カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、電子カメラが複数の画像を撮像素子で撮像するに当り、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの焦点位置が最も遠い遠点側から最も近い近点側に向けて小さくなる、又は、近点側から遠点側に向けて大きくなるように、フォーカスレンズの位置に対応して変化させるように設定されていることを特徴とする電子カメラ用ストロボ装置であって，
かつ前記カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、プレ発光用光源が発光する前に電子カメラが取得した画像の情報を基にプレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方の変化前の基準値を決定し、以後の画像を撮像するに当たって、プレ発光用光源の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を、フォーカスレンズの位置に対応して基準値から変化させるように構成されていることを特徴とする電子カメラ用ストロボ装置。
カメラ用制御手段及びストロボ用制御手段の少なくとも何れか一方は、最適焦点位置を基に本撮影時のストロボ装置の発光量及び撮像素子の輝度ゲインの少なくとも何れか一方を設定するように構成されている請求項４に記載の電子カメラ用ストロボ装置。