(57)【要約】【課題】  複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲にまで照明が行なえる補助光投光部を備えた撮影装置およびその撮影装置に搭載するのに好適な投光モジュールを提供する。【解決手段】３つに領域分割されたレンズを用いて３つの光点からの光を被写体に向けて図１１（ｂ）に示す投光パターンで投光する。領域分割された各投光部により３つの光点からの光をそれぞれ３本のビームにして投光するようにして各投光部により投光された、３本のビームのうちの１本づつの光ビームが互いに重なるように投光する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影光学系により撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置において、
被写界輝度分布を利用した測定を行なって前記撮影光学系を合焦状態に調整するオートフォーカスを行なうオートフォーカス手段を備え、
前記オートフォーカス手段が、オートフォーカスを行なうにあたり被写体に向けて補助光ビームを投光する補助光投光部を備え、
前記補助光投光部が、
複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射した光を被写体に向けてビーム状に投光する、互いに異なる光軸を持ち、それぞれが前記複数の発光点から出射した複数の光を複数本の光ビームとして投光する複数の投光部を有する投光光学素子とを備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記投光光学素子は、前記複数の投光部に領域分割された単一の光学素子であることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
前記複数の投光部それぞれは、前記光源側の第１面と被写体側の第２面の双方が屈折面として領域分割され、各投光部ごとの該第１面と該第２面双方の屈折面が光軸を共有するものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記複数の投光部それぞれは、前記光源側の第１面と被写体側の第２面とのうちの該第２面のみが屈折面として領域分割されたものであることを請求項２記載の撮影装置。
【請求項５】
前記投光光学素子が、略中心から放射状に延びる、前記屈折面どうしの分割線を有するものであることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項６】
前記複数の発光点が、所定の中心点を取り巻く各位置に１つづつ配置されたものであることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項７】
前記投光光学素子は、前記複数の発光点から発せられた複数の光を、該複数の光が前記複数の投光部により投光された複数本の光ビームのうちの該複数の投光部それぞれにつき１本ずつの光ビームが互いにほぼ重なるように、投光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。
【請求項８】
前記投光光学素子は、前記複数の発光点から発せられた複数の光を、ある投光部により投光された複数本の光ビームの中央に他の投光部により投光された１本の光ビームが位置するように、投光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。
【請求項９】
前記投光光学素子は、前記複数の発光点から発せられた複数の光を、ある投光部により投光された複数本の光ビームのうちの１本の光ビームが他の投光部により投光された複数本の光ビームのうちの２本の光ビームの中央に位置するように、投光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。
【請求項１０】
前記光源は３つの発光点を有し、前記投光光学系は３つの投光部を有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。
【請求項１１】
前記光源は４つの発光点を有し、前記投光光学系は２つの投光部を有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。
【請求項１２】
前記複数の投光部は、これら複数の投光部の光軸どうしの間隔が前記複数の発光点どうしの間隔と略一致していることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項１３】
前記複数の投光部は、これら複数の投光部の光軸どうしの間隔が前記複数の発光点どうしの間隔の略１／２の間隔であることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項１４】
前記投光光学素子は、前記２つの投光部から投光された複数本の光ビームにより形成される、該複数本の光ビームに直交して広がる平面上の複数の光スポット全体によるパターンの、該平面内の、前記撮影光学系と前記投光光学素子とを結ぶ方向と同一の第１の方向の寸法と、該平面内の、該第１の方向に直交する第２の方向の寸法とを比べたときに、該第２の方向よりも該第１の方向の方が延びた形状となる向きに、配置されたものであることを特徴とする請求項１２記載の撮影装置。
【請求項１５】
光ビームを投光する投光モジュールにおいて、
複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射した光を被写体に向けてビーム状に投光する、互いに異なる光軸を持ち、それぞれが前記複数の発光点から出射した複数の光を複数本の光ビームとして投光する複数の投光部を有する投光光学素子とを備えたことを特徴とする投光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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および光ビームを投光する投光モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体像の結像状態を基に焦点を調節しようとするオートフォーカス手段を備えた撮影装置は、被写体コントラストを検出してピークが得られるところをピント位置とするため、被写界が低輝度になって被写体と被写界との間のコントラストが得られないと合焦性能が落ちてしまい、最悪の場合には合焦不能状態に陥ってしまう。そこで、合焦性能を上げるために、補助光を被写体に向けて投光することにより被写体を照明して被写体コントラストを向上させることによって合焦性能を改善しようとするものもある。このような投光用の光源としては低消費電力の発光ダイオード等が用いられる。
【０００３】
しかしながらオートフォーカス手段の光源として発光ダイオードを用いると、低消費電力であることから光量が不足して全体的に照明が暗くなってしまって被写体コントラストが得られなくなってしまうことがある。そこで集光レンズ等を用いて発光ダイオードから発せられた光を集光して被写体に向けてビーム状の補助光を当ててその周辺部分のみの被写体コントラストを得て合焦性能を上げようとするものもある。
【０００４】
ここで、そのようなビーム状の補助光を被写体にあててその当てた部分の被写体コントラストを得ようとするオートフォーカス手段が持つ欠点を説明する。
【０００５】
図１は、そのＬＥＤと集光レンズとからなる補助光投光部を備えた撮影装置を示す図であり、図２は、図１の補助光投光部内に配備されているＬＥＤ２１０とそのＬＥＤ２１０から発光された光をビーム状に成形する投光部材ここでは集光レンズ２１１との係わりを示す図である。また図３は、図１に示す補助光投光窓の位置と撮影光学系の位置との位置関係を示す図であり、図４は、図３に示すそれぞれの位置から発せられる補助光の光軸と撮影光軸との違いを説明する図である。さらに図５は、補助光投光部と撮影光学系のパララックスを説明する図である。
【０００６】
図１、図３に示すように、撮影光学系が内蔵されたレンズ鏡胴２２の左斜め上方に補助光投光窓２１が備えられその窓２１から補助光が被写体に向けて発せられるとして以降説明する。撮影装置内部にある補助光投光部からの補助光を被写体に向けて発する補助光投光部と補助光投光窓２１の配置に関しては、特に定められておらず、ここでは左斜め上方に補助光投光部が備えられているとする。
【０００７】
この補助光投光窓２１には、図２に示す集光レンズ２１１が嵌め込まれており、その集光レンズ２１１の焦点位置に光源であるＬＥＤ２１０が配置されている。このためＬＥＤ２１０から補助光がその補助光投光窓２１から発せられるときには、その集光レンズ２１１によりビーム状（平行光）になったピント補助光が被写体に向けて投光される。
【０００８】
一般的に投光部から発せられる補助光は、通常レンズ鏡胴を被写体に向けたときにその画角内の中央にピントをあわせるように構えるということを想定して、例えば撮影装置から３ｍ離れた位置にいる被写体を見たときの画角の中央Ｐに補助光が投光されるように調整されている。
【０００９】
このため、図４に示すように撮影装置に近い近距離側に被写体が位置したときには、補助光の光軸が顔辺りを通って、遠距離側に被写体が位置したときには、補助光の光軸が片辺りを通ることになる。つまり、調整ポイントＰ付近に被写体が位置したときを除いて撮影光学系が被写体を見る視野と補助光投光部が被写体を見る視野とがずれてパララックスが生じてしまう。
【００１０】
図５に示すように、被写体側から撮影装置側と見ると、近距離においては、顔の右上辺りに補助光の光軸が位置して、顔の中心辺りに撮影光軸が位置することになり、遠距離においては、右下側の肩辺りに補助光の光軸が位置して、顔の中心辺りに撮影光軸が位置することになる。
【００１１】
このように撮影光軸と投光光軸との間にパララックスが生じてしまうと、被写体が調整ポイントである所定の位置Ｐ付近に位置したときを除いて合焦エリア内に合焦状態を検出するに足る被写体コントラストが得られずに合焦性能が劣化してしまうことがある。また、製造誤差等により撮影光軸と投光光軸の間にずれが生じた場合も同様である。
【００１２】
これを改善するために複数の投光素子を用いることによりパララックスが生じる範囲内にまで照明範囲を広げる提案がなされている（例えば特許文献１、２参照）。
【００１３】
しかしながら、特許文献１、特許文献２のものにおいては、投光素子を複数用いた分、撮影装置が大型化するという問題を抱えており、さらに特許文献２のものにおいては、光源から発せられた光を領域分割されたレンズを用いて投影するようにしているため、投光範囲は広がるものの、全体としてはあまり明るい照明にはならず、さらに遠い距離になればなるほど照明がどんどんと暗くなってしまうという問題がある。
【特許文献１】特許第３２４１８６８号公報
【特許文献２】特開平６−３１３８３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記事情に鑑み、複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲にまで広がる照明が行なえる補助光投光部を備えた撮影装置およびその撮影装置に搭載するのに好適な投光モジュールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記目的を達成する本発明の撮影装置は、撮影光学系により撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置において、
被写界輝度分布を利用した測定を行なって上記撮影光学系を合焦状態に調整するオートフォーカスを行なうオートフォーカス手段を備え、
上記オートフォーカス手段が、オートフォーカスを行なうにあたり被写体に向けて補助光ビームを投光する補助光投光部を備え、
上記補助光投光部が、
複数の発光点を有する光源と、
上記複数の発光点から出射した光を被写体に向けてビーム状に投光する、互いに異なる光軸を持ち、それぞれが上記複数の発光点から出射した複数の光を複数本の光ビームとして投光する複数の投光部を有する投光光学素子とを備えたことを特徴とする。
【００１６】
最近、１つのパッケージ内に複数の発光点が収納された、小型の光源がお手頃価格で発売されている。その小型の光源を上記光源に適用して、さらに上記投光光学素子として例えばレンズ等を配備するようにすると、さほど補助光投光部を大型化させることなく、かつ低コストで上記補助光投光部を構成することができ、複数本の光ビームからなる広がりを持つ補助光を被写体に向けて投光することができる。
【００１７】
このときに複数本の光ビームを重ねることで、中央部分から周辺にかけての光量を所定の光量に保ちつつ、照明範囲を広げて補助光を投光することができる。
【００１８】
例えば、図５に示すパララックスを含めた範囲を包含するような複数本の光ビームを形成すれば、パララックスを含めた範囲にまで照明範囲が広がる。このときにはいままでのように１つの光源から発光された光を領域分割されたレンズを用いて被写体に向けて投光するのではなく、複数の光源それぞれで複数本のビームを形成するようにして投光するので、パララックスを含めた範囲にまで照明範囲を広げたとしても、ある程度の距離までは明るさが保たれるようになって必ず被写体コントラストを得るに足る照明が行なわれるようになる。
【００１９】
すなわち、複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲にまで広がる照明が行なえる補助光投光部を備えた撮影装置が実現される。
【００２０】
ここで、上記投光光学素子は、上記複数の投光部に領域分割された単一の光学素子であることが好ましい。
【００２１】
上記投光光学素子が、複数の投光部に領域分割された単一の光学素子例えばレンズ等であると、小型の光源と小型のレンズとを組み合わせることで今までのものよりも小型の補助光投光部が構成される。上記単一の光学素子としては他にプリズムなども考えられる。
【００２２】
また、上記複数の投光部それぞれは、上記光源側の第１面と被写体側の第２面の双方が屈折面として領域分割され、各投光部ごとのその第１面とその第２面双方の屈折面が光軸を共有するものであっても、上記複数の投光部それぞれは、上記光源側の第１面と被写体側の第２面とのうちのその第２面のみが屈折面として領域分割されたものであっても良い。
【００２３】
いずれにしても、各光源から発せられた光が各投光部の第１面と第２面双方の屈折面あるいは上記第２の面の屈折面を通って被写体に向けて屈折面数分投影される。このときに複数の光源と上記各投光部とをうまく配置することにで、様々な形状を持つ、各屈折面により形成された、複数本のビーム光それぞれが上記ポイントを中心にして広がるような補助光として被写体に向けて投光される。
【００２４】
すなわち、パララックスを含めた範囲にまで広がる形状のビーム光が補助光として被写体に向けて投光されるようになる。
【００２５】
また、上記複数の投光部それぞれは、上記光源側の第１面と被写体側の第２面とのうちのその第２面のみが屈折面として領域分割されたものであって、さらにその複数の投光部を持つ上記投光光学素子が、略中心から放射状に延びる、上記屈折面どうしの分割線を有するものであると、上記投光光学素子を製作するあたって必要となる成形用の金型の製作が容易となり上記投光光学素子の製作コストの低減が図れる。
【００２６】
また、上記複数の発光点が、所定の中心点を取り巻く各位置に１つずつ配置されたものであることが好ましい。
【００２７】
上記複数の発光点が所定の中心点を取り巻く各位置に１つづつ配置されたものであると、中心点を取り巻く各位置に配置された発光点からの発光点数分の光ビームが屈折面ごとに被写体に向けて投光されて全体として発光点数×屈折面数分の光ビームとなって投光される。ここで、例えばそれらの光ビームの中心に撮影光軸が配置されるようにしたとすると、撮影光軸を中心として全体的に広がりを持つ、すなわちパララックスを含む範囲にまで広がりを持つ補助光が投光されるようになる。
【００２８】
また、前述の小型パッケージの中には、所定の中心点を取り巻く各位置に１つずつＬＥＤが収納された上記小型パッケージがあるので、その低コストの小型パッケージを用いるようにすると、上記投光光学素子の製作コストの低減とあわせて上記補助光投光部全体の低コスト化も図れる。
【００２９】
また、上記投光光学素子は、上記複数の発光点から発せられた複数の光を、その複数の光が上記複数の投光部により投光された複数本の光ビームのうちのその複数の投光部それぞれにつき１本ずつの光ビームが互いにほぼ重なるように、投光するものであることが好ましい。
【００３０】
上記複数の投光部それぞれに１本ずつの光ビームが互いにほぼ重なるように投光されると、各光ビームの中央部の輝度が上がり、例えば図４に示すポイントＰを中心として周辺に広がりを持つビームを形成することができる。
【００３１】
ここで上記投光光学素子は、上記複数の発光点から発せられた複数の光を、ある投光部により投光された複数本の光ビームの中央に他の投光部により投光された１本の光ビームが位置するように、投光するようにしても、上記複数の発光点から発せられた複数の光を、ある投光部により投光された複数本の光ビームのうちの１本の光ビームが他の投光部により投光された複数本の光ビームのうちの２本の光ビームの中央に位置するように、投光しても良い。
【００３２】
また、上記光源は３つの発光点を有し、上記投光光学系は３つの投光部を有するものであっても、上記光源は４つの発光点を有し、上記投光光学系は２つの投光部を有するものであっても良い。
【００３３】
ここで、上記複数の投光部は、これら複数の投光部の光軸どうしの間隔が上記複数の発光点どうしの間隔と略一致していることが好ましい。
【００３４】
そうすると、上記複数の発光点から発せられた複数の光が、その複数の光が上記複数の投光部により投光された複数本の光ビームのうちのその複数の投光部それぞれにつき１本ずつの光ビームが互いにほぼ重なるように、投光される。
【００３５】
また、上記複数の投光部は、これら複数の投光部の光軸どうしの間隔が上記複数の発光点どうしの間隔の略１／２の間隔であることが好ましい。
【００３６】
そうすると、上記投光光学素子が、上記複数の発光点から発せられた複数の光を、ある投光部により投光された複数本の光ビームの中央に他の投光部により投光された１本の光ビームが位置するように、投光するようにすることも、上記複数の発光点から発せられた複数の光を、ある投光部により投光された複数本の光ビームのうちの１本の光ビームが他の投光部により投光された複数本の光ビームのうちの２本の光ビームの中央に、位置するように投光することもできる。
【００３７】
さらに、上記投光光学素子は、２つの投光部から投光された複数本の光ビームにより形成される、その複数本の光ビームに直交して広がる平面上の複数の光スポット全体によるパターンの、その平面内の、上記撮影光学系と上記投光光学素子とを結ぶ方向と同一の第１の方向の寸法と、その平面内の、その第１の方向に直交する第２の方向の寸法とを比べたときに、その第２の方向よりもその第１の方向の方が延びた形状となる向きに、配置されたものであることが好ましい。
【００３８】
そうすると、上記図４で説明した撮影光軸と補助光発光軸とを結ぶ線を上記第１の方向として、その第１の方向の寸法が、その平面内の、その第１の方向に直交する第２の方向の寸法とを比べたときに、その第２の方向よりも第１の方向の寸法が延びた形状となる向きのビームが形成されて被写体に向けて投光される。すなわち、図５に示す光軸のずれつまりパララックスを吸収するようなビームが形成されて投光されるようになる。
【００３９】
また、上記本発明の撮影装置に搭載される本発明の投光モジュールは、
光ビームを投光する投光モジュールにおいて、
複数の発光点を有する光源と、
前記複数の発光点から出射した光を被写体に向けてビーム状に投光する、互いに異なる光軸を持ち、それぞれが前記複数の発光点から出射した複数の光を複数本の光ビームとして投光する複数の投光部を有する投光光学素子とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００４０】
以上、説明したように、複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲にまで広がる照明が行なえる投光モジュール、およびその投光モジュールとしての機能を有する補助光投光部を備えた撮影装置が実現される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００４２】
図６は、本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。
【００４３】
図６に示すデジタルカメラ１００は、撮影光学系により撮像素子上に被写体像を結像して画像信号を生成する撮影装置であって、被写界輝度分布を利用した測定を行なって上記撮影光学系を合焦状態に調整するオートフォーカス（以降ＡＦという）を行なうＡＦ手段を備え、そのＡＦ手段が、ＡＦを行なうにあたり被写体に向けて補助光ビームを投光する補助光投光部を備えたものである。このＡＦ手段の構成については後述する。
【００４４】
まず図６に示すデジタルカメラの外観構成を説明する。
【００４５】
図６に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１００のカメラボディ中央にはレンズ鏡胴１７０が配備されている。そのレンズ鏡胴１７０に上記ＡＦ手段の一部を構成するフォーカスレンズを含む撮影光学系が内蔵されており、その撮影光学系を通してデジタルカメラ１００内部に配備されているＣＣＤ固体撮像素子（以降ＣＣＤという）まで被写体の像が導かれるようになっている。また、レンズ鏡胴１７０上方にはファインダ１０５やＡＦ補助光発光窓１６０が設けられており、さらにそのＡＦ補助光発光窓１６０の反対側には閃光発光窓１８０が配備されている。
【００４６】
このデジタルカメラ１では、デジタルカメラ１内部の後述するＣＣＤでスルー画や撮影画像を表す画像信号が生成される他、ＣＣＤで得られた画像信号が持つ被写界輝度分布を用いてＡＦ手段やＡＥ（Ａｕｔｏ  Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）手段によりＡＦやＡＥが行われて合焦位置や被写体輝度が検出されるようになっている。また本実施形態のデジタルカメラ１００には、半押しと全押しの２つの操作態様を有するシャッタボタン１０２が配備されており、半押し時には本実施形態のデジタルカメラが備えるＡＥ手段により被写界の測光が行なわれてその結果に応じて絞りの開口径が被写界輝度にあうように調節され、またＡＦ手段により被写界輝度分布を利用した測定（このデジタルカメラ１００ではＣＣＤで得た画像信号を輝度信号と色信号とに分離して輝度信号から輝度分布を抽出するようなことが行なわれている）が行なわれ上記フォーカスレンズが合焦点に対応する位置に配置される。このように絞りや合焦点の調整が行なわれた後、全押し時に全押しタイミングに応じて後述するＣＣＤに露光開始信号が供給され撮影が開始されるようになっている。
【００４７】
また上記ＡＦ手段による合焦位置の検出にあたって本実施形態のデジタルカメラでは、図６に示す補助光投光窓１６０から被写体に向けて図２で説明したようなパララックスを包含するような補助光を投光することによって撮影光軸上の合焦エリア内の合焦性能を高めるようにしている。この補助光投光部の構成および補助光のビーム形状に関しても後述する。
【００４８】
このようにしておくと、図２で説明した調整ポイントＰの前後（近距離あるいは遠距離）に被写体が位置したとしても、必ず撮影光軸周辺を合焦エリアとしたときに被写体コントラストが得られるようになって正確なＡＦが行なえるようになる。
【００４９】
ここで、図７を参照してデジタルカメラ１００内部の構成を説明する。
【００５０】
図７は、デジタルカメラ１００の内部に配備された信号処理部の構成ブロック図である。
【００５１】
本実施形態のデジタルカメラ１００ではすべての処理がメインＣＰＵ１１０によって制御されていて、このメインＣＰＵ１１０の入力部に電源スイッチ１０１ａや撮影モードダイヤル１０１ｅなどからの操作信号がそれぞれ供給されている。メインＣＰＵ１１０はＥＥＰＲＯＭ１１０ａを有しており、このＥＥＰＲＯＭ１１０ａの中にはデジタルカメラ１００として動作するために必要なプログラムが書き込まれている。このような構成を持つデジタルカメラの電源スイッチ１０１ａが投入されると、ＥＥＰＲＯＭ内のプログラムの手順にしたがってＣＰＵ１１０によりこのデジタルカメラ１００全体の動作が制御される。
【００５２】
まず画像信号の流れを、図７を参照して説明する。
【００５３】
電源スイッチ１０１ａが投入されたら、メインＣＰＵ１１０により電源スイッチ１０１ａが投入されたことが検知され、電源１３０からメインＣＰＵ１１０，測光測距ＣＰＵ１２０などの各ブロックに電力が供給される。電源１３０から電力が各ブロックに供給されたときにモードレバー１０１ｅが撮影側に切り替えられていた場合には、メインＣＰＵと測光測距ＣＰＵの制御の基、まずＣＣＤ１１０に結像された被写体像が画像信号として所定の間隔ごとに間引かれて出力され、その出力された画像信号に基づく被写体像が画像表示ＬＣＤのＬＣＤパネル１５０上に表示される。このＣＣＤ１１２には測光・測距ＣＰＵの制御の基、クロックジェネレータ（以下、ＣＧという）１１２１からタイミング信号が供給されており、このタイミング信号によって所定の間隔ごとに、画像信号が間引かれて出力される。このＣＧ１１２１はメインＣＰＵ１１０及び測光・測距ＣＰＵ１２０からの指示に基づいてタイミング信号を出力しており、そのタイミング信号は、ＣＣＤ１１２の他、後段のＡ／Ｄ部１１３、およびホワイトバランス調整・γ処理部１１４にも供給されている。したがって、ＣＣＤ１１２、Ａ／Ｄ部１１３、ホワイトバランス・γ処理部１１４ではそのタイミング信号に同期して順序良く画像信号の処理が流れるように行なわれる。
【００５４】
このように各ＣＰＵ１１０，１２０の指示に応じてＣＧ１１２１から出力されるタイミング信号に同期してＡ／Ｄ部１１３でデジタルの画像信号に変換され、またホワイトバランスγ処理部１１４でホワイトバランス調整やγ補正が所定の間隔ごとに行なわれていくときには、それらの画像信号の流れをうまく処理する必要があるので、後段にバッファメモリ１１５を設けて、そのバッファメモリ１１５によって所定の間隔ごとに画像信号をＹＣ処理部１１６に転送していくタイミングを調整している。そのバッファメモリ１１５からは古い時刻に記憶された画像信号から先にＹＣ処理部１１６へ転送される。そのＹＣ処理部１１６に転送された画像信号は、ＹＣ処理部１１６でＲＧＢ信号からＹＣ信号に変換され、その後バス１２１を介してその変換されたＹＣ信号が画像表示ＬＣＤ１５側に供給される。この画像表示ＬＣＤ１５の前段にはＹＣ信号をＲＧＢ信号に変換するＹＣ→ＲＧＢ変換部１５１があり、このＹＣ→ＲＧＢ変換部１５１でＹＣ信号が再び画像表示ＬＣＤ１５のγ特性にあったＲＧＢ信号に変換され、その変換されたＲＧＢ信号がドライバ１５２を経由して画像表示ＬＣＤ１５に供給される。この供給されたＲＧＢ信号に基づいて画像表示ＬＣＤ１５のＬＣＤパネル１５０上に被写体像の画像表示が行なわれる。前述したＣＧ１１２１から出力されるタイミング信号に同期してＣＣＤ１１２、Ａ／Ｄ部１１３、ＷＢ／γ補正部１１４が動作して、所定の間隔ごとにＣＣＤ１１２で生成された画像信号が処理されている訳であるから、この画像表示ＬＣＤ１５の表示パネル１５０上には撮影レンズが向けられた方向の被写体が被写体像として常に表示され続ける。この表示され続けている被写体像を視認しながら、シャッタチャンスにシャッタ釦１０２が押されると、シャッタ釦１０２の押下タイミングを起点として所定の時間を経た後、ＣＣＤ１１２に結像された画像信号すべてがＲＧＢ信号となって出力される。このＲＧＢ信号はＹＣ処理部１１６でＹＣ信号に変換されてさらに圧縮・伸張部１１７でＹＣ信号が圧縮され、その圧縮された画像信号がメモリカード１１９に記録される。この圧縮・伸張部１１７では静止画についてはＪＰＥＧ規格に準拠した圧縮方法で圧縮が行なわれてメモリカード１１９に画像信号が記録される。ヘッダ部には圧縮情報や撮影情報などが書き込まれており、このデジタルカメラ１００のモードレバー１０１ｅが再生側に切り替えられたら、メモリカード１１９からそのファイルのヘッダがまず読み出され、そのヘッダ内の圧縮情報に基づいてファイル内の圧縮画像信号が伸張されて画像信号が元に復元された後、その画像信号に基づく被写体像がＬＣＤパネル１５０上に表示される。
【００５５】
また、この実施形態のデジタルカメラ１００には、メインＣＰＵ１１０の他に焦点調整および露出調整を行なう専用の測光・測距ＣＰＵ１２０が設けられており、この測光・測距ＣＰＵ１２０によって撮影光学系のフォーカスレンズ１１１０の位置制御や絞り１１１２の切り替え制御が行なわれている。
【００５６】
メインＣＰＵ１１０は、その測光・測距ＣＰＵ１２０にフォーカスレンズ１１１０の位置制御やＬＥＤ１６０ａの発光制御を行なわせるにあたって、測光・測距ＣＰＵ１２０にフォーカスレンズ１１１０を駆動させたり、駆動させている間にＹＣ処理部１１６で輝度信号を分離して輝度分布を求めたときに充分な被写体コントラストが得られるように、測光・測距ＣＰＵ１２０に補助光発光部１６が備えるＬＥＤ発光制御部１６ａを制御させることにより３つのＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｃを発光させたりもしている。
【００５７】
上記測光・測距ＣＰＵ１２０と上記フォーカスレンズ１１１０と上記ＹＣ処理部１１６と上記メインＣＰＵ１１０と上記補助光発光部１６とで本発明にいうＡＦ手段が構成される。また、上記測光・測距ＣＰＵ１２０と絞り１１１２と上記ＹＣ処理部１１６と上記メインＣＰＵ１１０とでＡＥ手段が構成される。
【００５８】
ここで、電源スイッチ１０１ａが投入されモードレバー１０１ｅにより撮影モードが指定され、さらにレリーズ釦１０２が半押しから全押しへと操作されたときにメインＣＰＵ１１０が行なう撮影処理を説明する。
【００５９】
図８は、メインＣＰＵ１１０が行なう撮影処理の手順を示すフローチャートである。
【００６０】
ステップＳ８０１でレリーズ釦１０２の半押し時にＹＣ処理部で得たＹ信号に基づいてＡＥ処理つまりＴＴＬ測光を行ってその結果を測光・測距ＣＰＵ１２０に伝えて測光・測距ＣＰＵ１２０に絞り１１２の開口を変更させる。同じく半押し時に次のステップＳ８０２でＡＦ処理つまりＴＴＬ測距を行なうため、まずは測光・測距ＣＰＵ１２０に指示して測光・測距ＣＰＵの制御の基、ＬＥＤ発光制御部に３つのＬＥＤの発光を行なわせる。ここで、ＬＥＤの発光を行なわせたまま、フォーカスレンズ１１１０を光軸に沿って移動させるように指示を出してフォーカスレンズ１１１０を測光・測距ＣＰＵに駆動させながら、ＣＣＤ１１２で得られる画像信号に基づく輝度の検出をＹＣ処理部に行なわせその検出結果に基づいて被写体コントラストの算出を行なう。そして算出した被写体コントラストが最も大きくなる位置を合焦位置としてその合焦位置を測光・測距ＣＰＵ１２０に通知してフォーカスレンズ１１１０をその合焦位置に移動させる。ここでレリーズ釦１０２が全押しされたら次のステップＳ８０３で測光・測距ＣＰＵ１２０に指示を出してＣＧ１１２１からＣＣＤ１１２へ露光開始信号を供給させて露光を開始させる。露光終了時に露光終了信号をＣＧ１１２１からＣＣＤ１１２へ供給させて、次のステップＳ８０４でＣＣＤ１１２から画像信号をＡ／Ｄ部１１３へと出力させる。ステップＳ８０５で、Ａ／Ｄ部１１３にアナログの画像信号からデジタルの画像信号への変換を行なわせてホワイトバランスγ処理部へ供給させ、ステップＳ８０６でホワイトバランスγ処理部１１４に画像処理を行なわせて画像処理を行なわせた画像信号をバッファ１１５に出力させる。そのバッファ１１５に出力させた画像信号を、タイミングを計ってＹＣ処理部１１６に転送してＹＣ処理部１１６に画像処理を行なわせ、次のステップへ進んでステップＳ８０７で圧縮・伸張部１１７に画像圧縮させた後、Ｉ／Ｆ１１８に記録媒体ここではメモリカード１１９への記録を行なわせてこのフローの処理を終了する。
【００６１】
ここで、ステップＳ８０２でＡＦ処理を行なうにあたって、ＡＦ補助光を発する、本実施形態のデジタルカメラ１が備える補助光投光部の構成を説明する。この補助光投光部１６に本発明にいう投光モジュールが組み込まれている。
【００６２】
図９は、補助光投光部１６内の光源と投光光学素子を示す図である。
【００６３】
図９（ａ），（ｂ）に示すように補助光投光部１６は、本発明にいうところの複数の光源として３つのＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｃと本発明にいうところの投光光学素子としてレンズ１６２ａとを備えている。図９に示すように本発明にいう投光光学素子は、３つの投光部１６０１〜１６０３に領域分割されたレンズ１６２ａによって構成されている。
【００６４】
図９（ａ）には、光源側の第１面と被写体側の第２面の双方が屈折面として領域分割され、各投光部ごとの第１面と第２面双方の屈折面が光軸ＡＸＩＳＩ〜ＡＸＩＳＩＩＩを共有するレンズが示されており、図９（ｂ）には、光源側の第１面と被写体側の第２面とのうちの第２面のみが屈折面として領域分割されたレンズ１６２ａ´が示されている。
【００６５】
図９（ａ），図９（ｂ）に示す、いずれの構成であっても同様の効果が得られる。
【００６６】
ここでは、３つの光点から発せられた３つの光それぞれを３つのレンズそれぞれでビーム状の光を形成して、全体として広がりを持つ光にして被写体に向けて投光したのと同じ効果を得るため、小型化を考えて３つのレンズを個別に配置する代わりに一つのレンズに３つの分割領域１６０１〜１６０３を設けて対応している。
【００６７】
なお、本実施形態においては、本実施形態が備える補助光投光部を製作するにあたって構成部品等の製作コストを削減して大幅なコストダウンを図った例を掲げている。例えば、上記レンズのように一つのレンズに３つの分割領域を設けるにあたって略中心から放射状に延びる、屈折面どうしの分割線を有する形状にしてレンズ成形用の金型の製作費用およびレンズ自体のコストを下げたり、上記課題を解決するための手段のところで説明した低コストの小型パッケージからなる光源を用いたりすることによって補助光投光部全体の大幅なコストダウンを行なっている。
【００６８】
図１０は、その低コスト化を図ったレンズ１６２ａの構成と、上記小型パッケージ内の、３つのＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｃの構成および位置関係を示す図である。
【００６９】
図１０（ａ）は、３つの発光点ここではＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｃが、所定の中心点を取り巻く各位置に１つづつ配置されたことを示す図であり、図１０（ｂ）は、投光光学素子であるレンズが有する３つの投光部１６０１〜１６０３の異なる光軸どうしの間隔が３つの発光点どうしの間隔と略一致するようにして配置されていることを示す図である。
【００７０】
また、図１１は、３つの発光点１６０ａから発せられた光が一つの屈折面１６０１ｏｒ１６０２ｏｒ１６０３を通過することにより得られる投光パターンと、図１０に示す３つの発光点１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃから発せられた光が３つの分割領域（本発明にいう投光部）１６０１，１６０２，１６０３を持つレンズ１６２ａを通過してどのように被写体に向けて投光されるかを示す投光パターンとをそれぞれ示す図である。
【００７１】
図９（ａ）、図９（ｂ）どちらのレンズを用いても、レンズの屈折面つまり１つの投光部によって３の発光点１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃから出射された光が被写体に向けて図１１（ａ）に示すような３本のビームとなって投光される。
【００７２】
図１０（ｂ）に示すレンズ１６２ａは３つに領域分割された屈折面（投光部）１６０１，１６０２，１６０３ごとに異なる光軸ＡＸＩＳＩ〜ＩＩＩを持っている訳であるから、３つのレンズがあるのと同じ様に働いて、３つの発光点１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃから出射されてきた光それぞれがそれぞれの屈折面を通って投光され図１１（ｂ）に示すような９つの光点を持つような投光パターンとなって被写体に投光されることとなる。
【００７３】
つまり、図１０（ｂ）に示すように複数の光源である光点１６０ａ〜１６０ｃと投光光学素子であるレンズ１６２ａとを配置すると、３つの発光点１６０ａ〜１６０ｃから発せられた３つの光を、その３つの光が３つの投光部１６０１〜１６０３により投光された３本の光ビームのうちの３つの投光部それぞれにつき１本ずつの光ビーム（図１１（ｂ）の中央の光ビーム１６０２ｃ´ａｎｄ１６０１ｂ´ａｎｄ１６０３ａ´）が互いにほぼ重なるように投光されるようになる。
【００７４】
このようにすると、図１１（ｂ）に示すように中心部が３つのビームの重なりにより１つのＬＥＤが持つ光量の明るさに比べて３倍の明るさを持ち、さらにその周辺に各発光点が持ついままでの明るさを持つような明るさの分布を持つ照明が行なわれるようになる。
【００７５】
その結果、複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲を含めて照明が行なえる補助光投光部を備えた撮影装置が実現される。
【００７６】
図１２は、図１０とは異なる、３つの光点１６０ａ〜１６０ｃの配置とレンズ１６２ａの位置関係を示す図である。図１３は、図１２に示すように３つの光点とレンズとを配置したときに得られる投光パターンを示す図である。
【００７７】
図１０では、光点の配置間隔σ１と、３つの屈折面（投光部）それぞれが持つ光軸の間隔σ２とを略一致するようにして、しかも３つの光軸ＡＸＩＳＩ〜ＡＸＩＳＩＩＩ上に３つの光点１６０ａ，１６０ｂ，１６０ｃを配置するようにしたが、図１２では、３つの投光部の光軸どうしの間隔σ２が光点の間隔σ１の略１／２の間隔（図中２σ２≒σ１）になるように配置されている。
【００７８】
図１２（ｂ）に示すように配置すると、図１３に示すような投光パターンが得られる。
【００７９】
図１３に示す投光パターンは、３つの発光点１６０ａ〜１６０ｃから発せられた３本の光を、ある投光部例えば１６０１により投光された３本の光ビーム１６０１ａ´、１６０１ｂ´、１６０１ｃ´のうちの１本の光ビーム１６０１ｂ´が他の投光部例えば１６０２により投光された３本の光ビーム１６０２ａ´〜１６０２ｃ´のうちの２本の光ビーム１６０２ｂ´，１６０２ｃ´の中央に、位置するように投光したことを示すものである。
【００８０】
図１４は、図１２（ｂ）に示す分割線を３０度ひねることにより、投光パターンを変更しようとした場合の配置例であり、図１５はその図１４の配置で投光を行なった場合の投光パターンを示す図である。
【００８１】
図１５に示す投光パターンは、３つの発光点１６０ａ〜１６０ｃから発せられた３本の光を、ある投光部例えば１６０１により投光された３本の光ビーム１６０１ａ´〜１６０１ｃ´の中央に他の投光部１６０３により投光された１本の光ビーム１６０３ａ´が位置するように、投光したことを示すものである。
【００８２】
このようにしても、図１３のときと同様の照明効果が得られる。
【００８３】
以上説明したように、複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲にまで広がる照明が行なえる補助光投光部を備えた撮影装置が実現される。
【００８４】
図１６は、光源であるＬＥＤ１６００ａ〜１６００ｄを４つにした場合の光点の配置を示す図であり、図１７は、４つのＬＥＤの配置間隔とレンズ光軸の位置関係を示す図である。図１８は図１６に示す光点の配置間隔σ４と図１７に示す２つの光軸（２つの投光部）の間隔σ３との関係がσ３≒σ４であった場合の投光パターンを示す図であり、図１９は図１６に示す光点の配置間隔σ４と図１７に示す２つの光軸（２つの投光部）の間隔σ３との関係がσ３≒２σ４であった場合の投光パターンを示す図である。
【００８５】
図１０と同様にσ３≒σ４とすると、図１８に示す投光パターンが得られ、図１２と同様にσ３＝２σ４とすると、図１９に示す投光パターンが得られる。
【００８６】
図１８に示す投光パターンは、４つの発光点１６００ａ〜１６００ｄから発せられた４つの光を、４つの光が２つの投光部１６０４，１６０５により投光された４本の光ビームのうちの２つの投光部１６０４ｏｒ１６０５それぞれにつき１本ずつの光ビーム（図１８には１６０５ｄ，１５０４ａ）が互いにほぼ重なるように、投光したことを示すものであり、図１９に示す投光パターンは、４つの発光点１６００ａ〜１６００ｄから発せられた４つの光を、ある投光部１６０４により投光された４本の光ビームの中央に他の投光部１６０５により投光された１本の光ビーム１６０５ｄ´が位置するように、投光したことを示すものである。
【００８７】
図２０は、図５と対応する図であって、図１９に示す投光パターンで補助光を投光したときの照明範囲を説明する図である。図４、図５と対応させると分かるように遠距離、近距離ともにパララックスを包含する範囲の照明が行なわれる。
【００８８】
つまり、本発明にいうところの２つの投光部から投光された２本の光ビームにより形成される、その４本の光ビームに直交して広がる平面（図２０に示す２つの正方形）上の複数の光スポット全体によるパターン（正方形が２つ重なっている）が、図３で説明したパララックスを包含する範囲の投光パターンとなる。
【００８９】
図２１は、投光光学素子であるレンズ１６０２ａの配置と図２で説明した撮影光学系と補助光投光部の配置関係を説明する図である。
【００９０】
図２０に示すように、レンズ１６０２ａは、上記投光パターンの、その平面内の、撮影光学系と投光光学素子とを結ぶ方向（図２１中、一点鎖線で示す線）と同一の第１の方向の寸法と、その平面内の、第１の方向に直交する第２の方向の寸法とを比べたときに、第２の方向よりも第１の方向の寸法が延びた形状となる向きに配置されている。
【００９１】
このようにすることで、複数の投光素子を用いたとしても小型であって、しかも所定の距離に達するところまである程度の明るさを保ちつつ、かつパララックスを含めた範囲にまで照明が行なえる補助光投光部を備えた撮影装置が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】ＬＥＤと集光レンズとからなる補助光投光部を備えた撮影装置を示す図である。
【図２】図１の補助光投光部内に配備されているＬＥＤ２１０とそのＬＥＤ２１０から発光された光をビーム状に成形する投光部材ここでは集光レンズ２１１との係わりを示す図である。
【図３】図１に示す補助光投光窓の位置と撮影光学系の位置との位置関係を示す図である。
【図４】図３に示すそれぞれの位置から発せられる補助光の光軸と撮影光軸との違いを説明する図である。
【図５】被写体が近距離側にいるときと遠距離側にいるときの位置ずれ（パララックス）を説明する図である。
【図６】本発明の撮影装置の一実施形態であるデジタルカメラを示す図である。
【図７】デジタルカメラ１００の内部に配備された信号処理部の構成ブロック図である。
【図８】メインＣＰＵ１１０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９】補助光投光部の構成を説明する図である。
【図１０】その低コスト化を図ったレンズと３つの発光点に位置しているＬＥＤ１６０ａ〜１６０ｃの位置関係を示す図である。
【図１１】１つの発光点１６０ａから発せられた光により得られる投光パターンと、図１０に示す３つの発光点から発せられた光が本発明にいう投光光学素子にあたる、３つの分割領域を持つレンズによりどのように被写体に向けて投光されたかを示す投光パターンである。
【図１２】図１０と同様、光点の配置とレンズとの位置関係を示す図である。
【図１３】図１２に示す光点とレンズとの位置関係により被写体に向けて補助光を投光した場合の投光パターンである。
【図１４】図１２（ｂ）に示す分割線を３０度ひねることにより、投光パターンを図１５に示すように変更した場合の例である。
【図１５】図１４の配置で投光を行なった場合の投光パターンを示す図である。
【図１６】光源であるＬＥＤを４つにした場合の光点の配置間隔を説明する図である。
【図１７】ＬＥＤの配置間隔とレンズ光軸の間隔を示す図である。
【図１８】図１６に示す光点とレンズの配置間隔がσ３≒σ４であった場合の投光パターンを示す図である。
【図１９】図１６に示す光点とレンズの配置間隔がσ３＝２σ４であった場合の投光パターンを示す図である。
【図２０】図５と対応する図であって、図１９に示す投光パターンで補助光を投光したときの照明範囲を説明する図である。
【図２１】投光光学素子であるレンズの配置と図２で説明した撮影光学系と補助光投光部の配置関係を説明する図である。
【符号の説明】
【００９３】
１００      デジタルカメラ
１０１ａ      電源スイッチ
１０１ｅ      モードダイヤル
１０２        レリーズ釦
１０５      ファインダ
１６    ＡＦ補助光投光部
１６ａ    ＬＥＤ発光制御部
１６０      ＡＦ補助光発光窓
１６０ａ  １６０ｂ  １６０ｃ  ＬＥＤ
１６００ａ〜１６００ｄ    ＬＥＤ
１６２ａ  １６２０ａ  投光光学素子
１６０１  １６０２  １６０３  異なる光軸を持つ屈折面
１７０    レンズ鏡胴
１８０      閃光発光窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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