JP4432378B2 - 補助光投光装置とこれを用いたカメラシステム - Google Patents
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Description
【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する投光部と、前記被写体から反射された前記補助光を検出するラインセンサを備えた焦点検出手段を有するカメラから入力される、前記ラインセンサの配置情報と前記カメラに装着された撮影レンズに関する情報に基づいて、前記補助光を、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するか、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する制御を行う制御部とを備えた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。
また、本発明にかかる補助光投光装置では、前記撮影レンズに関する情報は、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。
また、本発明にかかる補助光投光装置では、前記制御部は、前記撮影レンズに関する情報に基づいて、前記補助光の走査範囲を決定することが好ましい。
また、本発明にかかる補助光投光装置では、前記制御部は、前記撮影レンズに関する情報に基づいて、前記補助光の最小走査ステップ量を決定することが好ましい。
【0009】
また、本発明では、撮影レンズが装着されたカメラと、被写体に焦点検出用の補助光を投光する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、前記撮影レンズからの撮影レンズ情報に基づき補助光を投光する位置を算出する演算部と、ラインセンサから構成され、前記被写体から反射された前記補助光を検出する焦点検出手段とを有し、前記補助光投光装置は、前記演算部での算出結果および前記焦点検出手段の前記ラインセンサの配置情報に基づき連続光または点滅光からなる前記補助光を投光す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。
また、本発明にかかるカメラシステムでは、前記補助光投光装置は、前記補助光を、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するか、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する制御を行うことが好ましい。
また、本発明にかかるカメラシステムでは、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。
また、本発明にかかるカメラシステムでは、前記補助光投光装置は、前記撮影レンズ情報に基づいて、前記補助光の走査範囲を決定することが好ましい。
また、本発明にかかるカメラシステムでは、前記補助光投光装置は、前記撮影レンズ情報に基づいて、前記補助光の最小走査ステップ量を決定することが好ましい。
【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
Claims (11)
- 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する投光部と、
前記被写体から反射された前記補助光を検出するラインセンサを備えた焦点検出手段を有するカメラから入力される、前記ラインセンサの配置情報と前記カメラに装着された撮影レンズに関する情報に基づいて、前記補助光を、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するか、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する制御を行う制御部と
を備えたことを特徴とする補助光投光装置。 - 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。
- 前記撮影レンズに関する情報は、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1または請求項2に記載の補助光投光装置。
- 前記制御部は、前記撮影レンズに関する情報に基づいて、前記補助光の走査範囲を決定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の補助光投光装置。
- 前記制御部は、前記撮影レンズに関する情報に基づいて、前記補助光の最小走査ステップ量を決定することを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれか1項に記載の補助光投光装置。
- 撮影レンズが装着されたカメラと、被写体に焦点検出用の補助光を投光する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、前記撮影レンズからの撮影レンズ情報に基づき補助光を投光する位置を算出する演算部と、ラインセンサから構成され、前記被写体から反射された前記補助光を検出する焦点検出手段とを有し、
前記補助光投光装置は、前記演算部での算出結果および前記焦点検出手段の前記ラインセンサの配置情報に基づき連続光または点滅光からなる前記補助光を投光する
ことを特徴とするカメラシステム。 - 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6に記載のカメラシステム。
- 前記補助光投光装置は、前記補助光を、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するか、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する制御を行うことを特徴とする請求項6または請求項7に記載のカメラシステム。
- 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8に記載のカメラシステム。
- 前記補助光投光装置は、前記撮影レンズ情報に基づいて、前記補助光の走査範囲を決定することを特徴とする請求項8または請求項9に記載のカメラシステム。
- 前記補助光投光装置は、前記撮影レンズ情報に基づいて、前記補助光の最小走査ステップ量を決定することを特徴とする請求項8から請求項10までのいずれか1項に記載のカメラシステム。
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