(57)【要約】【課題】カメラに装着されている撮影レンズに好適な補助光を投光する補助光投光装置とこれを用いたカメラシステムを提供すること。【解決手段】被写体の輝度またはコントラストの高低に基づいて焦点検出用の補助光を前記被写体に投光し、前記被写体から反射された前記補助光をカメラ１の焦点検出手段１７に検出させる補助光投光装置５において、前記焦点検出手段１７は、ラインセンサ１８１から構成され、前記補助光は、前記ラインセンサ１８１の並び方向に対して複数回横断するように走査されるか、または前記ラインセンサの並び方向に沿って点滅しながら走査されること。【選択図】  図１
2005017921.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の輝度またはコントラストの高低に基づいて焦点検出用の補助光を前記被写体に投光し、前記被写体から反射された前記補助光をカメラの焦点検出手段に検出させる補助光投光装置において、
前記焦点検出手段は、ラインセンサから構成され、
前記補助光は、前記ラインセンサの並び方向に対して複数回横断するように走査されるか、または前記ラインセンサの並び方向に沿って点滅しながら走査されることを特徴とする補助光投光装置。
【請求項２】
前記補助光の横断間隔または点滅間隔は、前記ラインセンサの画素ピッチに応じてそれぞれ変更することを特徴とする請求項１に記載の補助光投光装置。
【請求項３】
カメラと補助光投光装置とからなるカメラシステムにおいて、
前記カメラは、補助光目標角度演算部と焦点検出手段情報を有し、
前記補助光目標角度演算部は、前記カメラに装着されている撮影レンズからの撮影レンズ情報に基づき補助光投光位置を算出し、
前記補助光投光装置は、前記算出結果および前記焦点検出手段情報に基づき連続光または点滅光からなる補助光を被写体に投光し、
前記被写体からの反射光を前記カメラの焦点検出手段に検出させることを特徴とするカメラシステム。
【請求項４】
前記撮影レンズ情報は、前記撮影レンズの焦点距離情報または被写体距離情報の少なくとも一方であることを特徴とする請求項３に記載のカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動焦点検出用の補助光投光装置とこれを用いたカメラシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、カメラの自動焦点検出に使用される補助光投光装置では、被写体が暗い場合や、コントラストが低い場合には、被写体のコントラストを確保するために、投光スポットを被写体上で走査する補助光投光装置がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−９０５９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
撮影レンズが交換可能なカメラの場合、カメラに装着されている撮影レンズの焦点距離により撮影画角が異なる。一般的に、交換レンズの焦点距離は、数ｍｍ〜数百ｍｍになり、これに伴い撮影画角も変化する。従来の補助光投光装置では、望遠レンズの撮影画角に合わせて焦点検出用の補助光の照射角度を決めると、広角レンズが装着された際、広角レンズの撮影画角全ての自動焦点検出エリアに補助光を投光する事ができなくなるという問題がある。
【０００５】
また、広角レンズの撮影画角に合わせて焦点検出用の補助光の照射角度を決めると、望遠レンズが装着された際、補助光の投光角度の分解能が悪くなり、望遠レンズの撮影画角全てに亘って補助光の投光角度の細かな制御が困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、カメラに装着されている撮影レンズに好適な補助光を投光する補助光投光装置とこれを用いたカメラシステムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、被写体の輝度またはコントラストの高低に基づいて焦点検出用の補助光を前記被写体に投光し、前記被写体から反射された前記補助光をカメラの焦点検出手段に検出させる補助光投光装置において、前記焦点検出手段は、ラインセンサから構成され、前記補助光は、前記ラインセンサの並び方向に対して複数回横断するように走査されるか、または前記ラインセンサの並び方向に沿って点滅しながら走査されることを特徴とする補助光投光装置を提供する。
【０００８】
また、本発明にかかる補助光投光装置では、前記補助光の横断間隔または点滅間隔は、前記ラインセンサの画素ピッチに応じてそれぞれ変更することが好ましい。
【０００９】
また、本発明では、カメラと補助光投光装置とからなるカメラシステムにおいて、前記カメラは、補助光目標角度演算部と焦点検出手段情報を有し、前記補助光目標角度演算部は、前記カメラに装着されている撮影レンズからの撮影レンズ情報に基づき補助光投光位置を算出し、前記補助光投光装置は、前記算出結果および前記焦点検出手段情報に基づき連続光または点滅光からなる補助光を被写体に投光し、前記被写体からの反射光を前記カメラの焦点検出手段に検出させることを特徴とするカメラシステムを提供する。
【００１０】
また、本発明にかかるカメラシステムでは、前記撮影レンズ情報は、前記撮影レンズの焦点距離情報または被写体距離情報の少なくとも一方であることが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる実施の形態に付いて図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置を搭載したカメラシステムの構成図を示す。図２は、図１に示すカメラシステムの焦点検出手段の概略構成例を示す。図３は、図１に示すカメラシステムの露光量検出手段（ＡＥ検出）の概略構成図を示す。図４は、図３に示すＡＥセンサーの拡大概略図を示す。図５は、本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置の概略構成図を示す。図６は、本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置の補助光投光位置の説明図を示し、図７は、ファインダ内での補助光の投光状態を示す概略図である。図８は、本発明の実施の形態にかかる補助光の投光状態を示す概略図である。図９は、図１に示すカメラシステムにおけるＡＦエリア手動選択時の補助光投光処理フローチャートである。図１０は、図１に示すカメラシステムにおけるＡＦエリア自動選択時の補助光投光処理フローチャートである。
【００１３】
図１において、本発明の実施の形態にかかるカメラシステムは、カメラ本体１（以後、カメラと記す）とカメラ１に装着された交換可能な撮影レンズ３と被写界に対して焦点検出（ＡＦ検出）に用いる補助光を投光する補助光投光装置５とから構成されている。
【００１４】
不図示の被写体からの光は、撮影レンズ３を介してクイックリターンミラー６で反射されてファインダスクリーン７上に結像し、ペンタプリズム９および接眼レンズ１１を介して撮影者に観察可能となる。また、上記反射光の一部はＡＥセンサ１３に導かれ入射光の光量が測定される。
【００１５】
クイックリターンミラー６の中央部は、ハーフミラーとなっており、ここを通過した光はサブミラー１５で反射されて焦点検出手段１７に入射される。
【００１６】
クイックリターンミラー６は、不図示の駆動部で駆動され、露光時に光軸から跳ね上げられ、シャッタ１９が開閉されて被写体からの光が全てフィルムまたは撮像素子２１に導かれる（以後の説明は撮像素子を用いた場合について説明する）。
【００１７】
カメラ１に内蔵されているカメラＣＰＵ２３には、ＡＥセンサ１３の信号を処理するＡＥ信号処理部２５、焦点検出手段１７の信号を処理するＡＦ信号処理部２７、撮像素子２１からの画像信号を処理する映像信号処理部２９、後述する補助光目標角度演算部３１、およびファインダ内にＡＦエリアを表示する表示部３３を制御する表示制御部３５等が含まれている。
【００１８】
また、カメラＣＰＵ２３には、カメラ１のレリーズボタンの半押しＳＷ３７、全押しＳＷ３９やカメラ１に設けられているＡＦモードＳＷ４１、およびＡＦセレクタＳＷ４３等からの信号が入力され、所定のシーケンス制御が行われる。
【００１９】
半押し状態では、被写体の明るさをＡＥセンサ１３で検出して最適露光量の演算をすること、および焦点検出手段１７による焦点検出が行われ被写体への合焦動作が撮影レンズ３を駆動して行われる。全押し状態で、クイックリターンミラー６が光軸から跳ね上げられ、シャッタ１９が開閉されて撮像素子２１に被写体像が露光される。
【００２０】
ＡＦモードＳＷ４１は、マニュアル、シングル、コンティニュアス等のＡＦモード選択を行う。マニュアルモードが選択された場合には、補助光の発光および焦点検出機能は働かない。シングルモードを選択すると、レリーズボタンの半押し動作に連動して後述する一連の焦点検出動作を行う。コンティニュアスモードを選択すると、レリーズボタンの半押し動作中、後述する焦点検出動作を続ける。
【００２１】
ＡＦセレクタＳＷ４３は、ＡＦエリアが撮影者による手動選択となっているか、自動選択となっているか、そして手動選択の場合どのＡＦエリアを選択するかを撮影者が入力するものである。この撮影者のＡＦエリア選択情報を基に、表示制御部３５がファインダ内の表示部３３にＡＦエリアの表示を行う。
【００２２】
また、カメラＣＰＵ２３は、撮影レンズ３や補助光投光装置５と、不図示の接点を介して各種情報の伝達が相互に行われる。
【００２３】
撮影レンズ３は、レンズの焦点距離情報を得るための焦点距離エンコーダ５１と被写体までの現在距離値を得るための被写体距離エンコーダ５３を有し、各エンコーダの数値はレンズＣＰＵ５５を介してカメラＣＰＵ２３に送られる。また、レンズＣＰＵ５５には、撮影倍率βを記憶している不図示のＲＯＭを有している。そして、焦点距離エンコーダ５１と被写体距離エンコーダ５３の数値を基に撮影倍率βが算出されて、その値はカメラＣＰＵ２３に伝達される。
【００２４】
撮影レンズ３は、カメラＣＰＵ２３からの焦点検出手段１７に基づくデフォーカス情報により、フォーカスレンズ群５７がレンズ駆動モータ５９（例えば、公知の超音波モータ等）により駆動されて合焦動作を行う。駆動モータ５９の回転量はエンコーダ６１で検出される。エンコーダ６１には、例えば、ＭＲ（磁気抵抗効果）センサ等が用いられる。エンコーダ６１の信号はレンズＣＰＵ５５内のＡＦ制御部６３に送られる。ＡＦ制御部６３は、カメラＣＰＵ２３から送られるデフォーカス情報を基に、フォーカスレンズ群５７の目標駆動量を算出し、レンズ駆動モータ５９を制御して目標位置にフォーカスレンズ群５７を移動させる。このようにして、合焦のためのフィードバック制御が行われる。なお、撮影レンズ３は、防振補正機構を有するレンズであっても良い。
【００２５】
補助光投光装置５は、回動可能に支持されている補助光の投光部８１と、被写体の明るさが不足している際に発光するストロボ発光部（以後、ＳＢ発光部と記す）８３を有している。また、投光部８１を制御する補助光制御部８５とＳＢ発光部８３の発光量等を制御するＳＢ制御部８７を含むＳＢＣＰＵ８９を備えており、ＳＢＣＰＵ８９とカメラＣＰＵ２３とは、不図示の接点を介して情報の伝達を行っている。
【００２６】
図２は、焦点検出手段１７のＡＦセンサエリア（Ａｆ検出エリア）の一例を示している。本実施の形態では、ファインダの中心部に十字センサを配置したエリア１、中央部の上下領域には、横センサを配置したエリア２、およびエリア４、そして中央部の左右領域には縦センサを配置したエリア３、およびエリア５の計５箇所の検出エリアが設けられている。各センサのサイズは、幅が約１ｍｍ、長さが２〜５ｍｍ程度である。なお、ＡＦセンサエリアの配置は、カメラ１の設計により適宜変更される。
【００２７】
図３は、ＡＥ検出系とその制御を説明するものである。撮影レンズ３を通過した光束は、クイックリターンミラー６、ファインダスクリーン７、ペンタプリズム９、接眼レンズ１１を通って撮影者の目に到達する。一方、ファインダスクリーン７によって拡散された光束の一部は、ペンタプリズム９、測光用レンズ１０１を通して受光素子１３へ到達する。受光素子１３は、例えばＣＣＤ素子のような蓄積型受光素子である。
【００２８】
ＡＥ検出系は、受光蓄積部（受光素子）１３と、転送部１０３と、電圧変換部１０５と、蓄積ゲート部１０７、および各種制御部とから構成されている。受光蓄積部１３は、図４に示すように横２０個、縦１２個のマトリクス状に複数の受光セグメントが配置されており、それぞれのセグメントで発生した電荷を蓄積する。また、受光蓄積部１３は、ちょうど撮影画面に相当する被写界を測光するようになっている。図４に、測光領域の分割状態を被写界上に照らし合わせたときの状態を示す。転送部１０３へは、タイミング回路１０９から電荷の転送に必要なクロックパルスが供給されており、受光蓄積部１３で蓄積した電荷を１画素ずつ電圧変換部１０５へ転送する。電圧変換部１０５では、送られてきた２４０個の画素の電荷信号を同数の電圧レベル値に変換して出力端子からＡ／Ｄ変換部１１１へ出力する。蓄積ゲート部１０３は、蓄積時間設定部１１３からの信号を受けて受光蓄積部１３に電荷蓄積の開始と終了を指令するゲートであり、このゲートにパルス信号を送る事によって電荷蓄積の開始及び終了を行う。蓄積時間設定部１１３では、輝度算出部１１５及び露出演算部１１７からの情報を基に、次回蓄積時における最適な蓄積時間を演算して蓄積電荷量の調整を行う。Ａ／Ｄ変換部１１１は、受光素子１３からの電圧信号をコンピュータが認識可能な数値信号に変換し、輝度算出部１１５へ出力する。輝度算出部１１５では、レンズ内ＲＯＭ１１９から入力した撮影レンズ３に関する情報と、蓄積時間設定部１１３から入力した蓄積時間ｔと、Ａ／Ｄ変換部１１１からの信号Ｖ（ｍ，ｎ）とを用いて、２４０個の輝度値ＢＶ（ｍ，ｎ）を以下に示す式によって求める。
【００２９】
ＢＶ（ｍ，ｎ）＝ｌｏｇ（Ｖ（ｍ，ｎ）・ｋ（ｍ，ｎ）／ｔ）／ｌｏｇ（２）
ただし、ＢＶ（ｍ，ｎ）は、図４におけるマトリクス状の複数の測光領域のそれぞれ左からｍ番目、下からｎ番目の領域を示している。右辺において２を底とする対数をとっているのは、アペックス方式に基づく輝度値に変換するためであり、ＢＶ（ｍ，ｎ）の単位は（ＥＶ）もしくは（ＢＶ）である。ｋ（ｍ，ｎ）は、装着された撮影レンズ３における各測光領域に固有の補正係数であり、レンズ内ＲＯＭ１１９から入力した開放Ｆ値、射出瞳位置、ビグネッティング情報等から実験またはシミュレーションにより求める。
【００３０】
露出演算を行う際は、露出演算部１１７が、輝度算出部１１５から２４０個の輝度信号を受けて露出演算を行い、適正露出値を算出する。
【００３１】
このようにして、本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置を搭載したカメラシステムが構成されている。
【００３２】
次に、本実施の形態にかかる補助光投光装置について図５に基づき詳説する。
【００３３】
図５において、補助光の発光部８１は、円筒状のハウジング１３０内に、補助光を発光するＬＥＤ素子１３１（ＩＲＥＤまたはＬＤを用いても良い）を保持する基板１３３が一端部に固定され、他端部にはコリメータレンズ１３５が固定されて形成された可動筒１３７が設けられている。ＬＥＤ素子１３１とコリメータレンズ１３５との間には発光光の光束を制限する固定絞り１３９が設けられている。可動筒１３７外周の下部には、可動筒１３７を支持するために、ハウジング１３０に支持された先端が尖っている針状の支持部材１４１に当接する窪み部１４３が設けられている。この窪み部１４３を支点として、可動筒１３７は上下左右に可動自在に支持されている。支持部材１４１が当接する窪み部１４３の略真上部分には、ハウジング１３０に支持され可動筒１３７を支点方向に押圧する弾性体１４５が設けられ、振動等によって可動筒１３７が支点から外れないように構成されている。可動筒１３７はその重心付近で支持部材１４１と弾性体１４５で支持されハウジング１３０内で上下左右に回動可能に保持されている。
【００３４】
可動筒１３７の上下左右への回動は、可動筒１３７の外周の発光素子１３１側に設けられたボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１４７によって行われる。図中のＶＣＭ１４７は上下方向（ピッチング）の回動用であるが不図示の左右方向（ヨーイング）の回動用のＶＣＭも設けられている。
【００３５】
可動筒１３７の回動量は、可動筒１３７の外周部のＬＥＤ素子１３１の側で、ＶＣＭ１４７に対向する位置に設けられた角度検出部１４９によって上下方向のピッチング量が検出される。不図示の左右方向のヨーイング量検出部と駆動用のＶＣＭは、ＶＣＭ１４７と角度検出部１４９のなす軸を含む平面内でこの軸に略垂直な方向で可動筒１３７の外周部に対向して設けられている。
【００３６】
ＬＥＤ素子１３１の発光制御は、ＬＥＤ駆動部１５１により、ＬＥＤ素子１３１の駆動電流制御を行うことにより発光量のコントロールを行う。
【００３７】
ＳＢＣＰＵ８９内の補助光制御部８５には、ＬＥＤ駆動部１５１に発光量の指示を行う発光量演算部１５３が設けられ、ＳＢＣＰＵ８９を介してカメラＣＰＵ２３と情報の伝達を行い適切な発光量を演算し、ＬＥＤ駆動部１５１に適切な発光量の指示を行う。
【００３８】
可動筒１３７の回動駆動用のＶＣＭ１４７は、パルス幅変調ドライバ（ＰＷＭドライバ）１５５からＤｕｔｙ制御された回動駆動用の電流が供給され、可動筒１３７が適切に駆動される。
【００３９】
可動筒１３７の回動に伴い、角度検出部１４９で検出された角度信号は、ＬＰＦ＆アンプ部１５７を介して補助光制御部８５の追従制御部１５９に送られる。角度検出部１４９の電圧出力から高周波数ノイズ成分を排除するために設けられたＬＰＦのカッオフ周波数は追従制御部１５９の安定性を考慮して適切な値に設定される。また、アンプ部では、後述する角度検出部１４９のダイナミックレンジ（検出幅）の変更に伴い、アンプゲインを変更できる構成となっている。追従制御部１５９は、カメラＣＰＵ２３から送られてきた、後述する目標角度演算結果に基づき可動筒１３７を駆動するための制御演算を行う。角度検出部１４９の出力と目標角度演算部３１からの目標角度より公知のＰＩＤ制御等で演算を行う。追従制御演算出力はＰＷＭドライバ１５５に駆動Ｄｕｔｙとして出力される。
【００４０】
補助光目標角度演算部３１は、レンズＣＰＵ５５から取得した、撮影レンズ３の焦点距離情報、撮影倍率情報、被写体距離情報と、カメラＣＰＵ２３で取得したＡＦモードＳＷ情報、ＡＦセレクタ情報、ＡＥ輝度信号情報、ＡＦデフォーカス情報と、ＳＢＣＰＵ８９から取得した投光部８１の高さＬ（図６参照）情報等とを基に、補助光の投光目標角度を演算する。演算結果はＳＢＣＰＵ８９内の補助光制御部８５に送られる。
【００４１】
上述のような構成と、フィードバック制御によって、撮影レンズ３の特性に応じて補助光を目標の位置に投光することができ、補助光から出射される光束を絞り、必要なエリアにのみ照射する事で投光効率をあげ、消費電力の低減効果のある補助光投光装置５を得ることができる。
【００４２】
次に、補助光目標角度演算に関して詳説する。
【００４３】
カメラ１に装着されている撮影レンズ３の焦点距離情報、撮影倍率（β）情報、被写体距離情報、ＡＦ選択エリア情報、を基に、補助光の投光目標角度を演算する。カメラ１は、図２に示したＡＦエリア配置情報を有している。図２では焦点検出領域が５ヶ所。各領域はエリア１、エリア２・・・エリア５と識別されている。
【００４４】
焦点検出センサの大きさは３５ｍｍフィルムカメラの場合、画面大きさに換算すると長手方向が２〜５ｍｍ、幅方向が１ｍｍ弱程度である。補助光の投光目標角度を演算するために、焦点検出エリアの画面内座標とその検出方向を定義する必要がある。図２において、画面中央部を原点（０、０）とし、各エリアの両端の座標値をＡＦエリア配置情報としてカメラＣＰＵ２３に記憶しておく。座標スケールは、検出領域幅の半分程度とし、前述の様に幅１ｍｍの場合、０．５ｍｍ単位となる。例えば、図２においてエリア２の配置が画面中央に対し、高さ６ｍｍ、幅４ｍｍで画面横方向（縦コントラスト検出）の場合、配置情報は（−８、１２）、（８、１２）、Ｈと表される。エリア１の場合、検出方向が２方向あるため配置情報も縦方向と横方向双方の情報を有することになる。このＡＦエリア配置情報を基に補助光の振り角を演算する。
【００４５】
図６（ａ）に示すように、補助光投光装置５からの補助光の光軸１７１を撮影レンズ３の光軸１７３と略平行な状態で出射すると、被写体１７５の被写体距離Ｒが近い場合パララックスの影響で所望の位置に補助光を照射する事が出来なので、被写体１７５までの距離に応じて補助光の投光角度θを補正する必要がある。補正には撮影レンズ３の光軸１７３からの補助光出射高さＬが必要となる。補助光出射高さＬは、カメラ１の接点と撮影レンズ３の光軸１７３までの高さＣＬと、補助光投光装置５の接点から投光部８１の光軸１７１までの高さＳＬとの和となる。ＣＬはカメラＣＰＵ２３が、ＳＬはＳＢＣＰＵ８９がその情報をそれぞれ有している。撮影倍率βおよび撮影距離Ｒの情報は、レンズＣＰＵ５５から、また、ＳＬの情報はＳＢＣＰＵ８９からカメラＣＰＵ２３に通信される。これらの情報を基に、補助光目標角度演算部３１で補助光の投光角度θが算出される。
【００４６】
撮影者が図６（ｂ）に示すＡＦエリアで、例えばエリア１を選択した場合、初期出射角度θｉｎｉ（１）は、図６（ａ）より、
θｉｎｉ（１）  ＝  Ａｒｃｔａｎ（Ｌ／Ｒ）、（Ｒ’≒Ｒ）
で与えられる。また、エリア２を選択した場合、初期角度θｉｎｉ（２）は、撮影倍率βとエリア配置情報（ｈ２）を用いて、
θｉｎｉ（２）  ＝  Ａｒｃｔａｎ（（Ｌ−１／β＊ｈ２）／Ｒ）、（Ｒ’≒Ｒ）で与えられる。なお、Ｒ’とＲは略等しいので上記式でＲとしても計算上問題はない。
【００４７】
ここでは、上下（ピッチング）方向の初期出射角度θｉｎｉについて述べたが左右（ヨーイング）方向の初期出射角度についても同様に演算する。
【００４８】
上記の演算結果により、カメラ１に装着されている撮影レンズ３に応じて補助光の投光位置が最適化されるため、図７に示すように常に被写体１７５上の目標とするＡＦエリア（例えば、エリア１（白抜き矢印））に補助光を投光することが可能となる。
【００４９】
さらに、本実施の形態にかかる補助光投光装置５では、補助光の走査範囲と最小走査ステップ量が、カメラ１に装着された撮影レンズ３の焦点距離等の情報に基づいて変更される。以下、詳述する。
【００５０】
カメラ１に装着された撮影レンズ３の焦点距離により撮影画角が変わるため、焦点検出用の補助光の振り角（走査範囲）を変更する。焦点距離が長い程、画角は狭くなり、例えば３５ｍｍシステムにおいて、焦点距離３００ｍｍの場合、対角で約８度程度となる。一方、焦点距離が短い程、画角は広くなり、例えば焦点距離１８ｍｍの場合、対角で約１００度になる。このため画角に応じて補助光の振り角を最適化する必要がある。また、画角が狭いときには、補助光の振り角は少なくて済むが振り角に要求される精度（走査ステップ）は細かくなる。画角が広いと、補助光の振り角は大きくなるが、要求される精度は低くても良くなる。振り角の制御精度は、補助光の角度検出部１４９に依存する。仮に角度検出部１４９の最大振り角を１００度とした場合、１０ｂｉｔＡ／Ｄ回路で量子化すると制御精度はおよそ０．１度／ＬＳＢとなり、補助光振り角の精度も０．１ｄｅｇ以上求めることは難しくなる。このまま、焦点距離３００ｍｍの撮影レンズで用いた場合、３００ｍｍ×ｔａｎ０．１ｄｅｇより、像面分解能は０．５ｍｍ程度となる。これは、補助光を最小間隔が０．５ｍｍ間隔でしか振ることができないこととなる。
【００５１】
一方、像面換算した際のＡＦセンサＣＣＤの幅は、前述のように、幅１ｍｍ程度しかなく、補助光の走査ステップが０．５ｍｍ間隔では分解能が明らかに不足している事が判る。
【００５２】
本実施形態では、撮影レンズ３から随時送られてくる焦点距離情報や被写体距離情報に応じて補助光の振り角と最小走査ステップ量を変更するように角度検出出力１４９および可動筒１３７の回動用ＶＣＭ１４７の最小回動ステップ量も変更する。
このように、撮影レンズ３に応じて最大振り角と最小走査ステップ量とを変更することで、撮影レンズ３に適した焦点検出用の補助光を被写体に投光することが可能となる。
【００５３】
振り角は、焦点距離情報を基に画角を演算し、例えば、演算された画角の２倍を振り角（ダイナミックレンジ）とし、角度検出部１４９後段に設けられたＬＰＦ＆アンプ部１５７のアンプゲインを変更する。また、ＬＰＦ＆アンプ部１５７のアンプゲインの変更に伴い追従制御部１５９のフィードバックゲインも変更する。以上のアンプゲインとフィードバックゲインの変更により、撮影レンズ３の焦点距離（画角）に応じた適切なダイナミックレンジと最小走査ステップ量（分解能）の確保が可能となり、最適な補助光の照射が可能となる。
【００５４】
次に、焦点検出エリアに対する補助光の走査に付いて説明する。
【００５５】
図７において、エリア２およびエリア４の焦点検出センサ（例えば、ＣＣＤ素子）１８１（以後、ラインセンサと記す）は受光素子１８１ａが横方向に複数個並べて形成され、エリア３およびエリア５のラインセンサは縦方向に受光素子１８１ａを複数個並べて形成されている。中央のエリア１は縦方向と横方向に受光素子１８１ａを複数個並べて十字状のラインセンサが形成されている。
【００５６】
図８は、本実施の形態における補助光の走査状態の例を示す図である。焦点検出エリア（例えば、図７のエリア２）に配置されているラインセンサ１８１上を、補助光を点滅しながら図中、左側から右側に走査した場合（点滅走査）１８３と、補助光を連続的に発光させながら、ラインセンサ１８１を横断するように走査した場合（波型走査パターン）１８５の例を一つの図中に重ねて示している。
【００５７】
点滅走査は、補助光を点滅させながらラインセンサ１８１上を走査することによって、被写体自身にコントラスト差がない場合でも、コントラスト差を発生し、焦点検出が可能となる。焦点検出に適した補助光の点滅間隔は、受光素子１８１ａの配列ピッチによって異なり、細かいピッチの場合には点滅間隔を短くすることで、ラインセンサ１８１に適した補助光となる。補助光の点灯間隔、または消灯間隔は、受光素子１８１ａのピッチの３から６倍が好適である。また、偽検出信号の発生を回避するために、点灯間隔を非周期的にしても良い。
【００５８】
また、補助光を連続的に発光させ、焦点検出センサ１８１の複数箇所を横断するように補助光を走査する場合、図８に示すように、ラインセンサ１８１の受光素子１８１ａに対して、補助光が当たる場所と当たらない場所とでコントラスト差が発生し、焦点検出が可能となる。
【００５９】
上述のような補助光の走査制御は、カメラＣＰＵ２３からのラインセンサ１８１の配置情報に基づき、ＳＢＣＰＵ８９がＬＥＤ駆動部１５１およびＰＷＭドライバ１５５をシンクロさせて駆動することによって、目標のラインセンサ上に補助光を点滅走査または波型走査させることが可能となる。
【００６０】
次に、本発明にかかる補助光投光装置を用いたカメラシステムにおける、焦点検出ステップに関して図９、図１０を用いて詳説する。
【００６１】
撮影者が、カメラシステムの電源をＯＮ状態した際、カメラＣＰＵ２３では、焦点距離情報、被写体距離情報等の各種情報を入手し待機する。
●（ステップ１（Ｓ１））：ＡＥ出力読み込み
撮影者が被写体に対して撮影体勢をとりレリーズボタンを半押しＯＮ状態にすると、ＡＥ検出素子１３で被写体からの光量を検出し、カメラＣＰＵに読み込む。
●（ステップ２（Ｓ２））：補助光要否判定
ステップＳ１の情報を基に、補助光の投光が必要かどうかの判定を行う。補助光不要時は補助光発光シーケンスを終了（ＥＮＤ）して不図示の焦点検出シーケンスを実行する。
●（ステップ３（Ｓ３））：ＡＥ配置情報受け取り
補助光の投光が必要なほど輝度またはコントラストが不足している場合には、補助光投光装置のＳＢＣＰＵ８９はカメラＣＰＵ２３からＡＦ検出エリア配置情報を受け取る。ＡＦ検出エリアは、カメラにより異なっているため、ＡＦ検出エリア配置情報を受け取ることによりＡＦ選択エリアに対し、的確に補助光を照射することが可能となる。また、ＡＦ検出エリア配置情報には、ＡＦ検出エリアが縦に配置されているか、横に配置されているかの情報も含む。これにより、ＡＦ補助光の照射方向が変えられる。ＡＦ検出エリアが縦方向に配置されている場合には、ＡＦ検出エリア上で横縞を作る様に補助光を照射し、ＡＦ検出エリアが横方向に配置されている場合には縦縞を作るように補助光を照射するように制御する。
●（ステップ４（Ｓ４））：ＡＦ補助光駆動制御開始
角度検出部１４９からの出力に基づき、補助光を目標位置に投光するフィードバック制御を行う。補助光の投光目標角度を前述の初期位置θｉｎｉにセットし、補助光の投光位置の定位置制御を開始する。この時点での初期位置θｉｎｉは、補助光角度検出部１４９の中心位置で行われる。
●（ステップ５（Ｓ５））：ＡＦエリア手動選択か否かの判定
ＡＦエリア選択が手動になっているか、自動になっているかを読込み、自動になっている場合には、後述する自動選択時のフロー（Ｓ２３以降）の処理を行う。ここでは手動選択の場合について説明する。
●（ステップ６（Ｓ６））：焦点距離情報、被写体距離情報の読み込み
カメラＣＰＵは、撮影レンズ３に設けられた焦点距離エンコーダ５１、被写体距離エンコーダ５３からレンズＣＰＵ５５を介してそれぞれの情報を取得する。
●  （ステップ７（Ｓ７））：角度検出部１４９のダイナミックレンジ設定
カメラ１に装着されている撮影レンズ３の焦点距離により撮影画角が変わり、これに伴い補助光の振り角および最小走査ステップ量が変化する。撮影レンズ３の焦点距離に応じて角度検出部１４９後段に設けられているＬＰＦ＆アンプ部１５７のダイナミックレンジを最適な値に設定する。
●（ステップ８（Ｓ８））：ＡＦ選択エリアの読み込み
撮影者によって選択されたＡＦ選択エリア情報をカメラＣＰＵ２３に読み込む。
●（ステップ９（Ｓ９））：補助光目標角度変更
焦点距離エンコーダ５１の出力と距離エンコーダ５３の情報及びＡＦ選択エリア情報を基に補助光目標角度演算部３１により補助光目標角度が算出されＳＢＣＰＵ８９に伝達されて、補助光の投光角度が設定される。被写体距離エンコーダ５３の出力はパララックス補正に用いられる。最初にこの処理を行う時点ではフォーカスは合っていない場合が通常であり、この処理は、回数を重ねる毎に確からしさを増す。ＡＦ選択エリアに向けて目標角度を変更する理由は、選択エリア付近には被写体がある可能性が高いからである。
●（ステップ１０（Ｓ１０））：キャリブレーション発光
ステップ９で補助光の投光角度を目標角度に設定した後、キャリブレーション発光を行う。キャリブレーション発光ではＡＥ輝度値情報から補助光の大まかな照射位置及び発光量の調整を行う。発光時間は、ＡＥ素子蓄積時間を基に設定する。
●（ステップ１１（Ｓ１１））：ＡＥ出力読み込み
カメラＣＰＵ２３は、ステップＳ１０のキャリブレーション発光後、ＡＥセンサー１３からのＡＥ輝度値情報を取得する。
●（ステップ１２（Ｓ１２））：補助光確認
Ｓ１１のＡＥ輝度値情報から補助光が所定の範囲内に投光されている否かを確認する。発光前に読み込んだＡＥ輝度値情報と比較して補助光と思われる輝度出力が得られたか確認する。
●（ステップ１３（Ｓ１３））：異なるＡＦエリアへ目標角度変更
ステップＳ１１で発光前のＡＥ輝度出力とキャリブレーション発光後のＡＥ輝度出力に差が見られない場合、そのＡＦ選択エリアに被写体が無いか、あるいは、そのＡＦ選択エリアの被写体が遠いなどの原因が考えられる。その場合は選択されたＡＦエリアと異なるエリアに目標角度を変えて再度、キャリブレーション発光を行う。全ＡＦエリアに照射しても補助光出力が得られない場合、撮影者に警告を行い、補助光発光を取り止める。
●（ステップ１４（Ｓ１４））：補助光投光位置所定範囲内かの判定
ＡＥ出力を基に補助光投光概略位置を検出する。発光前に読み込んだＡＥ輝度出力と今回読み込んだＡＥ輝度出力を比較して照射位置の検出を行う。補助光照射位置が所定範囲内に有れば、後の本発光時にＡＦエリアを捉えることが可能となる。所定範囲内に無い場合には、ＡＥ輝度出力を基に補助光目標角度の再設定（Ｓ９）を行い、再度キャリブレーション発光（Ｓ１０）を行う。
●（ステップ１５（Ｓ１５）：デフォーカス量推測
補助光投光位置が所定範囲内に無い場合は、以下の原因が考えられる。
【００６２】
（ａ）  ＡＦ合焦しておらず、被写体距離エンコーダ５３の値が被写体距離にあっていない。このため、パララックス補正が適当ではなく照射位置にずれが生じている。
【００６３】
（ｂ）  補助光角度検出部１４９出力中心位置での補助光の光軸１７１と撮影光レンズ３の光軸１７３との角度にずれが有る。
【００６４】
（ａ）の要因より被写体までの概略位置を演算する事が可能となる。補助光照射角度θ、補助光投光部８１の高さＬ、画面内補助光確認位置ｈ２、撮影倍率β等から、被写体距離Ｒｔは、
Ｒｔ  ＝  （Ｌ−ｈ２／β）／ｔａｎθ
で表される。但し、撮影倍率βが被写体距離Ｒと焦点距離ｆとの関数である。この様に観測された補助光確認位置から概略の被写体距離Ｒｔを推測することができる。
●（ステップ１６（Ｓ１６））：デフォーカス量所定範囲内か否かの判定
前述の様に推測した被写体距離と撮影レンズ３から送られた被写体距離エンコーダ５３の値からデフォーカス量を求める。デフォーカス量が所定範囲内であれば、前述（ｂ）の要因を修正するため照射位置が所定範囲に収まるように、補助光目標角度変更ステップ以降の各ステップ（Ｓ９〜Ｓ１３）を実行する。デフォーカス量が所定範囲外であれば、レンズにデフォーカス量を送り、ＡＦ駆動を行い（Ｓ１７）、補助光目標角度変更ステップ以降の各ステップ（Ｓ９〜Ｓ１３）を再度実行する。この様にデフォーカス量の推測により、焦点検出で捉えきれないボケ像に対しても合焦概略位置が特定出来きるため、ＡＦ速度を向上することが可能となる。
●（ステップ１８（Ｓ１８））：選択されたＡＦＣＣＤへ補助光目標角度変更
ステップ１４の判断ルーチンで補助光投光位置が所定範囲内にある場合、ＡＦ選択エリア情報を基にＡＦエリアのセンサ（ＣＣＤ）に向けて補助光目標角度を変更し、変更内容をＳＢＣＰＵ８９に指示する。
●（ステップ１９（Ｓ１９））：補助光ＳＣＡＮ
補助光を所定のパターンでスキャン発光し、ＡＦ選択エリアのＡＦセンサー位置に補助光を走査する。カメラＣＰＵ２３の不図示のＲＯＭに記憶してあるＡＦセンサー（ＣＣＤ）の形状に合わせて補助光目標角度を随時ＳＢＣＰＵ８９に指示する。カメラ１からスキャンパターンを指示することにより、ＡＦセンサーに合わせて的確な焦点検出が可能となる。
●（ステップ２０（Ｓ２０））：ＡＦ信号処理
公知の焦点検出処理により被写体への合焦を行う。
●（ステップ２１（Ｓ２１））：デフォーカス所定範囲か否かの判定
デフォーカス量が所定範囲内であればＡＦ終了であるため補助光制御を停止して終了する（ＥＮＤ）。でフォーカス量が所定範囲に無い場合には、デフォーカス量をレンズに伝達する。
●（ステップ２２（Ｓ２２））：デフォーカスデータレンズへ
デフォーカス量に応じてＡＦ駆動を行う。カメラ１側は再度ＡＦエリア手動選択ステップ以降の各ステップ（Ｓ５〜Ｓ２１）を実行する。
【００６５】
以上が手動選択時の駆動シーケンスである。
【００６６】
続いて、自動選択時の駆動シーケンス（ステップ２３以降）に付いて図１０のフローチャートにより説明する。図９の手動選択時のフローチャートと同等の処理ステップには同じ符号を付し説明を省略し、異なるステップに関してのみ説明する。
●（ステップ２４（Ｓ２４））：ＡＦ選択エリア中央へ
図９のステップＳ８に相当するステップで、補助光の最初の投光位置がＡＦエリア中央を自動的に選択するステップである。なお、最初の投光位置は必ずしもＡＦエリア中央に限られないが、一般にＡＦエリア中央が最も位置が分かりやすい。以後、Ｓ９からＳ１７までのステップグループＳＧ１は手動選択時と同様である。Ｓ１４で補助光照射位置が所定範囲内に有れば、次のＳ２５に進む。
●（ステップ２５（Ｓ２５））：ＡＦエリアを変更
自動的にＡＦエリアを変更してＳ９からＳ１３のステップグループＳＧ２を繰り返す。こうして全てのＡＦエリアについてスキャンを行う。
●（ステップ２６（Ｓ２６））：全エリアＳＣＡＮ終了
全てのＡＦエリアのスキャンが完了したら、ステップ２７に進む。
●（ステップ２７（Ｓ２７））：ＡＥにより補助光が確認できたＡＦエリア選択前のステップで全ＡＦエリアについてスキャンし、このうちＡＥセンサーにて補助光の投光位置が確認できたＡＦエリアを選択しＳ１８からＳ２０を実行し、全てのＡＥ出力ありエリアのＳＣＡＮが終了（Ｓ２８）したら、ターゲットＡＦエリアの選択Ｓ２９を実行し焦点検出に用いるＡＦエリアを選択する。以降は、手動選択と同様の処理となるので説明を省略する。以上のステップによって、自動選択時の焦点検出が実行される。
【００６７】
なお、上述の実施の形態は例に過ぎず、上述の構成や形状に限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜修正、変更が可能である。
【００６８】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、カメラに装着されている撮影レンズに好適な補助光を投光する補助光投光装置とこれを用いたカメラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置を搭載したカメラシステムの構成図を示す。
【図２】図１に示すカメラシステムの焦点検出手段の概略構成例を示す。
【図３】図１に示すカメラシステムの露光量検出手段（ＡＥ検出）の概略構成図を示す。
【図４】図３に示すＡＥセンサーの拡大概略図を示す。
【図５】本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置の概略構成図を示す。
【図６】本発明の実施の形態にかかる補助光投光装置の補助光投光位置の説明図を示す。
【図７】ファインダ内での補助光の投光状態を示す概略図である。
【図８】本発明の実施の形態にかかる補助光の投光状態を示す概略図である。
【図９】図１に示すカメラシステムにおけるＡＦエリア手動選択時の補助光投光処理フローを示すフローチャートである。
【図１０】図１に示すカメラシステムにおけるＡＦエリア自動選択時の補助光投光処理フローを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１      カメラ
３      撮影レンズ
５      補助光投光装置
６      クイックリターンミラー
７      ファインダスクリーン
９      ペンタプリズム
１１    接眼レンズ
１３    ＡＥセンサ
１５    サブミラー
１７    焦点検出手段
１９    シャッタ
２１    撮像素子（フィルム）
２３    カメラＣＰＵ
２５    ＡＥ信号処理部
２７    ＡＦ信号処理部
２９    映像信号処理部
３１    補助光目標角度演算部
３３    表示部
３５    表示制御部
３７    半押しＳＷ
３９    全押しＳＷ
４１    ＡＦモードＳＷ
４３    ＡＦモードセレクタＳＷ
５１    焦点距離エンコーダ
５３    距離距離エンコーダ
５５    レンズＣＰＵ
５７    フォーカスレンズ群
５９    レンズ駆動モータ
６１    エンコーダ
６３    ＡＦ制御部
８１    投光部
８３    ストロボ発光部（ＳＢ発光部）
８５    補助光制御部
８７    ＳＢ制御部
８９    ＳＢＣＰＵ
１０１  測光用レンズ
１０３  転送部
１０５  電圧変換部
１０７  蓄積ゲート部
１０９  タイミング回路
１１１  Ａ／Ｄ変換部
１１３  蓄積時間設定部
１１５  輝度算出部
１１７  露出演算部
１１９  レンズ内ＲＯＭ
１３０  ハウジング
１３１  ＬＥＤ素子
１３３  基板
１３５  コリメータレンズ
１３７  可動筒
１３９  固定絞り
１４１  支持部材
１４３  窪み部
１４５  弾性体
１４７  回動用ＶＣＭ
１４９  角度検出部
１５１  ＬＥＤ駆動部
１５３  発光量演算部
１５５  パルス幅変調ドライバ（ＰＷＭドライバ）
１５７  ＬＰＦ＆アンプ部
１５９  追従制御部
１７１  補助光光軸
１７３  撮影レンズ光軸
１７５  被写体
１８１  ラインセンサ
１８１ａ  受光素子
１８３  点滅走査
１８５  波型走査
【図１】
2005017921.tif 000003
【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】
2005017921.tif 000008
【図７】
2005017921.tif 000009
【図８】
2005017921.tif 000010
【図９】
2005017921.tif 000011
【図１０】
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