(57)【要約】【課題】  デジタルカメラのＡＦ補助光はＬＥＤなどへ変わりつつあるが、これらでＡＦを合わせた後、ストロボや外光に照明された被写体を撮影すると、光源の分光分布の違いと、レンズの軸上色収差に起因した合焦誤差が残ることがあるのでこれを解消する。【解決手段】  デジタルカメラのＡＦ補助光源はＬＥＤ化している。撮影に用いられるキセノンフラッシュランプは太陽光に近い白色。撮影レンズの設計にも依るが、レンズが軸上の色収差を持つ場合、精密なフォーカス位置はそれぞれ微妙にずれるので、予め補正値を持っておいてそれで補正する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮影装置であって、該補助照明光源からの光束により補助的に照明された被写体に対して、自動焦点調節し合焦したのち、撮影する前に合焦位置を補正することを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束のみにより照明された被写体に対して、自動焦点調節し合焦したのち、撮影する前に合焦位置を補正することを特徴とする撮影装置。
【請求項３】
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束により補助照明された被写体に対して該自動焦点調節する際には、補正値により予め補正された合焦目標値を設定し、通常の焦点調節動作で補正された合焦位置に到達することを特徴とする撮影装置。
【請求項４】
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束のみにより照明された被写体に対して該自動焦点調節する際には、補正値により予め補正された合焦目標値を設定し、通常の焦点調節動作で補正された合焦位置に到達することを特徴とする撮影装置。
【請求項５】
該合焦位置の補正は、補助照明光源の使用の有無を認識し、それに基づいて実施されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項６】
該合焦位置の補正は、補助照明光源の使用の有無を認識し、別途検出した露出値及びレンズ繰り出し量から判断した被写体までの距離情報に基づいて、該補助照明光源光量の寄与分を判断し、該補正量の調整を実行することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項７】
該合焦位置を補正する量は、該補助照明光源の分光強度分布特性に基づき、撮影レンズに発生する色収差によるフォーカス誤差分を補正することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項８】
該合焦位置の補正は、撮影レンズのフォーカス群を移動することにより実現することを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項９】
該合焦位置の補正は、撮影レンズの全群を移動することにより実現することを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項１０】
該合焦位置の補正は、イメージセンサを光軸方向に移動することにより実現することを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項１１】
該合焦位置の補正は、感光材料を光軸方向に移動することにより実現することを特徴とする請求項１又は、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項１２】
該補助照明光源は、単色LEDを光源として使用することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項１３】
該補助照明光源は、蛍光体とLEDチップとを組み合わせた光源を使用することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項１４】
該補助照明光源は、複数色のLEDチップを組み合わせた光源を使用することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項１５】
該補助照明光源は、有機EL又は、無機ELを光源として使用することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所謂デジタルカメラの撮影補助光源に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にデジタルカメラなどの撮像装置は、被写体から十分な光量が得られない環境で自動焦点調節を余儀なくされる場合がある。それに備えて、従来から自動焦点調節補助のため照明光源を具備することが一般的である。該補助照明光源からの照明光束により、被写体を照明し、被写体から得られるコントラスト情報を増やすのが目的である。
【０００３】
上記の条件は、完全に暗く被写体から全くコントラスト情報が得られない場合と、若干でも周囲に明るさがあり、被写体のコントラストが得られるが、十分でないので補助光照明を使用する場合とが含まれる。
【０００４】
デジタルカメラの撮像光学系の焦点調節を行う自動焦点調節機構（Auto Focus：AF）には、イメージセンサからの画像信号を利用して焦点調節を行う方法が知られている。
【０００５】
所謂山登り（ＴＶ）AFなどと呼ばれる公知の自動焦点調節法は、イメージセンサ上に結像された被写体画像からコントラスト情報を取り出して用いる。該自動焦点調節の方法は、特許文献１・・焦点調節装置（キヤノン株式会社）、特許文献２・・焦点調節装置（キヤノン株式会社）などに開示されているように公知であるため詳細な説明は省略する。
【０００６】
従来該補助照明光源としては、小型のタングステンランプなどが用いられてきた。これらは発熱、消費電力の問題から、近年発光ダイオード（LED）へ転換する動きが加速している。特にコンパクトデジタルカメラに対しては、先の２つの問題以外にも、耐久性、大きさ、発光光量の点からもLEDが好ましい。
【０００７】
また、今後将来的には有機/無機ELなどが使用される可能性もある。
【０００８】
尚、撮影の補助光源としてLEDを使用する公知例としては、特許文献３・・、特許文献４・・、（富士写真フイルム株式会社）が開示されている。しかしながら、これらは共に、現在キセノンフラッシュランプが多く用いられている所謂フラッシュ（別称 ストロボ、スピードライトなど）の光源の置き換えとして白色光を照射するLEDを使用する例である。
【特許文献１】特開昭62-038083公報
【特許文献２】特開昭62-038406号公報
【特許文献３】特開2004-233714号公報
【特許文献４】特開2004-235046号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に撮像レンズは色収差と呼ばれる残存収差をもつ。これらはレンズ各群を構成する結像レンズの材質を適宜選択することで設計的に低減するが、完全になくすことはできない。ここで問題になるのは色収差のうち特に軸上の色収差と呼ばれるものである。軸上の色収差があると、撮像レンズは波長に依存して焦点距離が異なる。その結果、色によって焦点の合う位置が光軸方向に異なる。言い換えれば、色によってピントの合う位置が異なる。
【００１０】
デジタルカメラの自動焦点検出機構は、イメージセンサからの被写体像のコントラストを評価値として合焦を判断する。一般にデジタルカメラのイメージセンサは、ＲＧＢ３色に各々対応して信号を出力する３種類の画素の配列から成る。また、現在一般的なデジタルカメラの画像はGreen信号から輝度情報を得ている。そのため、Green信号が画像のコントラストに大きな影響を及ぼす。先述のように撮像レンズは色により合焦位置が異なるので、Red、Blueの光による画像の合焦位置は、Greenのそれとは異なる。そのため、焦点調節機構には、焦点調節時に被写体画像から色バランスを同時に検出し、撮像レンズの軸上色収差を見込んで焦点調節を行うなどの提案もなされている。ところが、非常に暗い環境で撮影する場合、被写体画像から得られる光量が少ないため、焦点調節に必要なコントラストが得られない。そのときは、前記の補助光源により、被写体を照明し、得られるコントラスト情報を増やして焦点調節を行う。該補助光源は、近年LEDが多く用いられている。
【００１１】
黄緑色、黄色、赤色などのLEDはほぼ単色光源と言えるほど波長帯が狭い。近年青紫色LEDが登場し、蛍光体との組み合わせにより白色光を照射するLED光源もある。これは分光特性としては、青と黄色である。又、ＲＧＢ３色など複数のLEDチップの組み合わせによるLED光源もある。
【００１２】
これらを補助光源として被写体を照明し、その被写体画像に基づいて焦点調節を行うと、次の問題が生ずる。この照明光による画像で焦点調節を行うと、その波長に基づいた撮影レンズの色収差の影響を大きく受ける。即ち、結像レンズの結像位置は、その波長に対応した結像位置になる。単色LEDを使用する場合、撮影レンズのその波長の焦点距離に対応して合焦する。２つの波長の組み合わせによるLEDの場合、両波長による結像距離の中間の位置に、強度バランスに応じて合焦する。補助照明光源を使用するような暗い環境では実際の撮影時には、フラッシュ（或いはストロボ、スピードライトとも呼ぶ）を使用する。これらの光源にはキセノンフラッシュランプが使用されることが多い。キセノンランプの分光強度分布は、可視域にてほぼ平坦であり昼白色光に近い。先述のLEDを用いた焦点調節機構の補助照明によって合焦したまま、フラッシュ照明で撮影すると、合焦点がずれて撮影される問題が生ずる。上記のように補助照明がLEDの場合に影響が顕著である。しかしながら、照明光とフラッシュランプの分光分布の違いと撮影レンズの軸上色収差によっては他の照明光源でも起こり得る。
【００１３】
以上の説明のように、補助照明光源の波長分布と実際の撮影時の照明のそれの違いにより、撮像レンズの色収差に起因するに関する合焦位置の問題があった。
本発明は、これら合焦位置が異なる問題に対して的確な補正を行い好適な合焦状態を得ることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
以上の課題を解決するために、
本発明請求項１の撮影装置は、
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束により補助的に照明された被写体に対して、自動焦点調節し合焦したのち、撮影する前に合焦位置を補正することを特徴としている。
【００１５】
本発明請求項２の撮影装置は、
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束のみにより照明された被写体に対して、自動焦点調節し合焦したのち、撮影する前に合焦位置を補正することを特徴としている。
【００１６】
本発明請求項３の撮影装置は、
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束により補助照明された被写体に対して該自動焦点調節する際には、補正値により予め補正された合焦目標値を設定し、通常の焦点調節動作で補正された合焦位置に到達することを特徴としている。
【００１７】
本発明請求項４の撮影装置は、
自動焦点調節装置の補助のために被写体を照明する光源を有する撮像装置であって、該補助照明光源からの光束のみにより照明された被写体に対して該自動焦点調節する際には、補正値により予め補正された合焦目標値を設定し、通常の焦点調節動作で補正された合焦位置に到達することを特徴としている。
【００１８】
本発明請求項５の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該合焦位置の補正は補助照明光源の使用の有無を認識し、それに基づいて実施されることを特徴としている。
【００１９】
本発明請求項６の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該合焦位置の補正は補助照明光源の使用の有無を認識し、別途検出した露出値及びレンズ繰り出し量から判断した被写体までの距離情報に基づいて、該補助照明光源光量の寄与分を判断し、該補正量の調整を実行することを特徴としている。
【００２０】
本発明請求項７の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該合焦位置を補正する量は該補助照明光源の分光強度分布特性に基づき、撮影レンズに発生する色収差によるフォーカス誤差分を補正することを特徴としている。
【００２１】
本発明請求項８の撮影装置は、
請求項１、又は請求項２に於いて、該合焦位置の補正は、撮影レンズのフォーカス群を移動することにより実現することを特徴としている。
【００２２】
本発明請求項９の撮影装置は、
請求項１、又は請求項２に於いて、該合焦位置の補正は、撮影レンズの全群を移動することにより実現することを特徴としている。
【００２３】
本発明請求項１０の撮影装置は、
請求項１、又は請求項２に於いて、該合焦位置の補正は、イメージセンサを光軸方向に移動することにより実現することを特徴としている。
【００２４】
本発明請求項１１の撮影装置は、
請求項１、又は請求項２に於いて、該合焦位置の補正は、感光材料を光軸方向に移動することにより実現することを特徴としている。
【００２５】
本発明請求項１２の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該補助照明光源に単色LEDを光源として使用することを特徴としている。
【００２６】
本発明請求項１３の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該補助照明光源に蛍光体とLEDチップとを組み合わせた光源を使用することを特徴としている。
【００２７】
本発明請求項１４の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該補助照明光源に複数色のLEDチップを組み合わせた光源を使用することを特徴としている。
【００２８】
本発明請求項１５の撮影装置は、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の撮影装置に於いて、該補助照明光源に有機EL又は無機ELを光源として使用することを特徴としている。
【発明の効果】
【００２９】
LEDとフラッシュランプの分光分布特性の違いによる合焦位置の違いを撮影時に補正。LED（又はその他の補助光源）の分光特性は既知であり、フラッシュランプのそれもまた判っている。使用する撮影レンズの軸上色収差により、各光源の結像距離を計算又は実測をもって調査する。この結果により、合焦位置の差を補正値として取得し合焦時の補正に使用する。
【００３０】
本発明により、焦点検出補助照明光に単色LEDを使用しているなど、撮影時のフラッシュランプと分光特性が大きく異なる場合に、レンズの軸上色収差による焦点ずれが起こるのを防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００３２】
図１に示すのが、本発明における第１実施例の手順をチャートに記したものである。
【００３３】
図２は、本発明による補正を行わない場合を模式的に説明した図である。
【００３４】
図２内で［ ］内の番号は、概略的な撮影手順に対応している。
【００３５】
図３は、本発明による補正を行った場合を模式的に説明した図である。
【００３６】
図３内で［ ］内の番号は、概略的な撮影手順に対応している。
【００３７】
ここで、これらの図中の構成要件の名称は、図中に直接記した通りである。
【００３８】
図１、図２、図３に示すように、被写体が暗く自動焦点調節に必要なコントラストが得られない場合、補助光源（赤色LED）にて被写体を照明する。撮影レンズはこの条件で合焦状態に焦点調節される。撮影の際にはフラッシュ（白色）で被写体を照明する。合焦状態は赤色に対して保たれている。撮影レンズとイメージセンサの位置をそのままにして照明を白色に切り替えると撮影レンズの軸上色収差により、イメージセンサ上では焦点ずれが発生する。このまま撮影すると合焦状態からずれた所謂デフォーカス（ピンぼけ）の画像となる。本発明では、合焦と判定したのち、補助照明を消灯し、予め判っている補正値分だけレンズを移動し合焦位置をずらす。ずらした後の状態はフラッシュ（白色）に対して合焦する状態になっている。従って、その状態で撮影を行えば、正しく合焦した撮影が可能になる。
【００３９】
図４に示すのは、撮影レンズの軸上収差（縦収差）の例である。このように設計段階に於いて、補助照明光の波長とフラッシュランプの特性に対してどの程度の焦点ずれが発生するかが判る。また、実測による確認なども行い、補正量を予め撮影装置内にプログラムしておくことが可能である。
【実施例２】
【００４０】
図５に示すのが、本発明における第２実施例の手順をチャートに記したものである。
【００４１】
概略的には第１実施例と同様である。但し、本実施例では補助照明光下で焦点調節を実行する際に補助光の波長による焦点ずれ分を予め見込んだ、ずれた位置に合わせる。補助光を照射しているかどうかでこの判定が可能であるため、最後に補正をするための時間が短縮できる。
【実施例３】
【００４２】
図６に示すのが、本発明における第３実施例の手順をチャートに記したものである。
【００４３】
この場合は、被写体からも有る程度コントラストが得られ、補助光源の照明光のみによる被写体コントラストだけではない場合である。即ち、外光による被写体への照明成分がある場合（これは自動露出の段階で判断できる）、焦点調節に関わる照明光成分は補助照明光源のみでなく、外光成分も含まれる。この場合は、合焦位置を補正する際に、補助照明光成分のみでなく、白色照明成分（と仮定する）も考慮した補正を行う。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１実施例の実行手順をチャートで示したもの。
【図２】本発明の第１実施例の説明図。本発明による補正を行わない場合。
【図３】本発明の第１実施例の説明図。本発明による補正を行う場合。
【図４】本発明の第１〜２実施例の説明図。撮影レンズ系の軸上収差（縦収差）の例を収差図にて示したもの。
【図５】本発明の第２実施例の説明図。第２実施例の実行手順をチャートで示したもの。
【図６】本発明の第３実施例の説明図。第３実施例の実行手順をチャートで示したもの。
【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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