JP2005010366A - ストロボ調光機能付きカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができるストロボ調光機能付きカメラを提供すること。
【解決手段】撮影に先立ってストロボ光を予備発光するストロボ部２１と、ストロボ部２１による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する撮像素子１２と、ストロボ部２１による予備発光時の被写体からの反射信号光を撮像素子１２と異なる光路で受光するセンサアレイ２５ａ，２５ｂと、撮像素子１２又はセンサアレイ２５ａ，２５ｂの出力結果に基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する演算制御回路１７とを具備する。
【選択図】 図１
【解決手段】撮影に先立ってストロボ光を予備発光するストロボ部２１と、ストロボ部２１による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する撮像素子１２と、ストロボ部２１による予備発光時の被写体からの反射信号光を撮像素子１２と異なる光路で受光するセンサアレイ２５ａ，２５ｂと、撮像素子１２又はセンサアレイ２５ａ，２５ｂの出力結果に基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する演算制御回路１７とを具備する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出不足時において、適切な光量のストロボ光を照射することが可能なストロボ調光機能を有するストロボ調光機能付きカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真撮影において露出が不足している場合に、被写体にストロボ光を照射して撮影を行う技術が知られている。こうしたストロボ光を照射して撮影を行う場合には、ストロボを適当な光量で発光させない場合に、被写体部分が白く飛んでしまったり、逆に黒くつぶれてしまったりすることがある。
【０００３】
そこで、特許文献１等では撮影前にストロボ光の予備発光を行って、このときの反射信号光を検出し、この検出した反射信号光に基づいて実際の撮影時におけるストロボ発光量を決定する方式が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第４２９１９７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式だけでは、明るいシーンでは、背景の光が強すぎて、ストロボの予備発光による被写体からの反射光がかき消されてしまい、正確なストロボ制御ができなくなることが多い。なお、このような現象は、被写体が遠い場合にも生じる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができるストロボ調光機能付きカメラ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】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のストロボ調光機能付きカメラは、撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、上記第１及び第２の受光手段の何れか一方の出力結果に基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備する。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１の態様において、上記第１の受光手段は、撮影レンズを介して入射した上記反射信号光を受光する。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１の態様において、上記第２の受光手段は、撮影レンズとは異なる光学系を介して入射した上記反射信号光を受光する。
これら第１〜第３の態様によれば、第１の受光手段の出力結果と第２の受光手段における出力結果のうち、より適切な結果を用いてストロボ発光量を演算制御するので、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができる。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１又は第３の態様において、上記第２の受光手段は、当該第２の受光手段に受光した上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段を含む。
この第４の態様によれば、反射信号光成分と定常光成分とを分離するので、高い信号検出能力が得られる。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１又は第２の態様において、上記第１の受光手段は、被写体に関する画像信号を取得する撮像素子である。
この第５の態様においては第１の受光手段が撮像素子である。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第６の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１、第３又は第４の態様において、上記第２の受光手段は、被写体までの距離に関する情報を検出するセンサアレイである。
この第６の態様においては第２の受光手段がセンサアレイである。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第７の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１の態様において、被写体の明るさを測定する測光手段を更に具備し、上記光量制御手段は、上記測光手段の測光結果に応じて、上記第１又は第２の受光手段の出力結果、又は上記測光手段の出力結果の何れかに基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する。
この７の態様によれば、所謂ＴＴＬ方式で調光可能であり、使用するレンズにかかわらず正しいストロボ発光量露出制御が可能となる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第８の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第７の態様において、上記測光手段は、ファインダ内に設けられた第１の測光部及びカメラボディ内に設けられた第２の測光部の少なくとも一方の測光部により構成される。
この第８の態様においては、測光手段が、カメラのファインダ内に設けられた第１の測光部及びカメラボディ内に設けられた第２の測光部の少なくとも一方の測光部により構成される。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第９の態様のストロボ調光機能付きカメラは、被写体にストロボ光を投光するストロボ部と、トロボ発光時の被写体からの反射信号光を受光する受光回路と、上記反射信号光から定常光成分を検出する定常光成分検出回路と、上記定常光成分検出回路の検出結果に基づいて上記受光回路が受光した反射信号から上記定常光成分を除去する定常光成分除去回路と、上記定常光成分除去回路の出力に基づいてストロボ光が上記反射信号光に寄与する割合を演算する演算制御部と、上記演算手段で演算した割合に基づいて、撮影時における上記ストロボ部のストロボ発光量を演算制御する光量制御部とを具備する。
この第９の態様によれば、ストロボ光と背景の光とのバランスを考慮した露出演算が可能である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１０の態様のストロボ調光機能付きカメラは、撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、上記第２の受光手段により受光された上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段と、上記第１の受光手段の出力結果に応じて上記定常光分離手段を用いない場合の上記第２の受光手段の出力結果又は上記定常光除去分離手段を用いた場合の上記第２の受光手段の出力結果の何れかの結果を選択し、この選択した結果に基づいて撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備する。
【００１５】
この第１０の態様によれば、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができる。
【００１６】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１１の態様のストロボ調光機能付きカメラは、光学的なファインダを介して被写体を観察することが可能な観察モードと電子モニタを介して被写体を観察することが可能な観察モードを有するストロボ調光機能付きカメラにおいて、上記観察モードが何れのモードであるかに基づいてストロボ発光用のセンサを切り換える。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１１の態様のストロボ調光機能付きカメラは、光学的なファインダを介して被写体を観察することが可能な観察モードと電子モニタを介して被写体を観察することが可能な観察モードを有するストロボ調光機能付きカメラにおいて、撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、上記第２の受光手段により受光された上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段と、上記観察モードが何れのモードであるかに従って上記第１の受光手段の出力結果と上記定常光除去分離手段の出力結果の何れかを選択し、この選択した結果に基づいて撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備する。
【００１８】
これら第１１及び第１２の態様によれば、カメラの観察モードに応じて適切なストロボ調光が行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るストロボ調光機能付きカメラ（以下、カメラと称する）における電気回路構成を示すブロック構成図である。
【００２０】
本第１の実施形態のカメラは、撮影光学系により結像される被写体像を、例えばＣＣＤ等の撮像素子を含んで構成される撮像手段を利用して光電変換し、この光電変換によって得られた電気信号（画像信号）を所定の記録媒体に所定の形態で記録する。ここで、本第１の実施形態においては、撮影光学系と撮像素子との間の構成が比較的簡単に構成される所謂コンパクトタイプの電子カメラを例に挙げて説明する。
【００２１】
即ち、図１に示すように本第１の実施形態のカメラ１は、撮影光学系１１と、撮像素子（撮像手段）１２と、ＡＤ変換部１３（図１ではＡＤ部１３と記す）と、画像信号処理部１４と、記録媒体部１５と、コントラスト検出部１６と、演算制御回路１７と、レンズ駆動部１８と、レンズ位置検出部１９と、操作スイッチ２０と、ストロボ部２１、ストロボ制御部２２、測距部２３とによって構成されている。
ここで、演算制御回路１７は特許請求の範囲に記載の光量演算手段に対応し、ストロボ部２１は特許請求の範囲に記載の発光手段に対応する。
【００２２】
撮影光学系１１は、複数の光学レンズ等からなり、被写体からの反射光束を集光して撮像素子１２に被写体像を結像させる。撮像素子１２は、撮影光学系１１を介して入射する被写体像について光電変換処理等を行って画像信号を生成する。ＡＤ変換部１３は、撮像素子１２により生成され出力されるアナログ信号による画像信号を所定の形式のデジタル画像信号に変換して画像信号処理部１４に出力する。
【００２３】
画像信号処理部１４は、ＡＤ変換部１３によって変換したデジタル画像信号に対して所定の画像処理、例えば当該画像データによって表されるべき画像の、色調補正、階調補正、γ（ガンマ）補正といった調整等を行った後、更に、記録媒体部１５に記録するのに適する形式で圧縮を行って画像データを生成する。記録媒体部１５は、画像データを所定の形態で記録する各種の媒体等及びその駆動部等からなり、画像信号処理部１４によって生成される画像データを記録する。
【００２４】
また、画像信号処理部１４は、所定の画像処理を施したデジタル画像信号をコントラスト検出部１６にも出力する。コントラスト検出部１６は、画像信号処理部１４の出力から被写体のコントラスト信号を検出して、演算制御回路１７に出力する。
【００２５】
演算制御回路１７は、コントラスト信号を判定しながら、レンズ駆動部１８を介して撮影光学系１１を光軸に沿う方向に移動させる。また、演算制御回路１７は、レンズ位置検出部１９によって撮影光学系１１の位置を検出し、撮影光学系１１の合焦位置とレンズ位置検出部１９によって検出されるレンズ位置との関係より、カメラ１から被写体１１０までの距離Ｌ（以下、被写体距離Ｌという）を算出する。
【００２６】
ここで、演算制御回路１７は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のワンチップマイクロコントローラ等によって構成されている。そして、当該演算制御回路１７は、カメラ１の操作者によって操作される図示しない操作部材に連動して切り換えられる操作スイッチ２０からの信号に基づいて、各種の制御処理を実行する。また、上述した被写体距離Ｌを算出する演算処理やレンズ駆動部１８の駆動制御や、撮像素子１２により生成される画像信号の信号処理、及び画像データを記録媒体部１５に記録する際の記録制御等も行う。
【００２７】
また、被写体１１０を含む所望の撮影環境が暗い場合等に、演算制御回路１７は、ストロボ制御部２２を制御してストロボ部２１から補助照明光を発光させる制御を行う。本第１の実施形態では、露出時においてストロボ部２１を発光させる（以後、本発光と称する）前に、微小な光量でストロボ部２１を発光させて（以後、予備発光と称する）、そのときに得られた結果に基づいて本発光時のストロボ発光量を決定する。
【００２８】
更に、カメラ１は測距部２３を有しており、上記した撮影光学系１１とは異なる光学系を介して入射した被写体像に基づいて、カメラ１から被写体１１０までの距離Ｌを求めることができる。即ち、この測距部２３は、１対の受光レンズ２４ａ，２４ｂと、１対のセンサアレイ２５ａ，２５ｂと、積分回路２６と、定常光成分除去回路２７と、ＡＤ変換部２８とから構成されている。
【００２９】
１対の受光レンズ２４ａ，２４ｂを介して入射した被写体像は、センサアレイ２５ａ，２５ｂに結像する。１対のセンサアレイ２５ａ，２５ｂは、結像した被写体像をその明るさに応じた光電流に変換して積分回路２６に出力する。積分回路２６は、１対のセンサアレイ２５ａ，２５ｂから出力された光電流をそれぞれ積分する。
【００３０】
ＡＤ変換部２８は、入力された積分値をデジタル化して演算制御回路１７に出力する。演算制御回路１７は、ＡＤ変換部２８から入力された信号により被写体１１０の像信号を検出することができる。
【００３１】
その後、演算制御回路１７は、それぞれの像信号がセンサアレイ２５ａ，２５ｂのどの位置で検出されたかを比較する。そして、像信号の検出位置の相対位置差ｘ、レンズ視差Ｂ、及び焦点距離ｆから、三角測距の原理、即ち、
Ｌ＝Ｂｆ／ｘ
に基づいて被写体距離Ｌを算出する。
【００３２】
ここで、センサアレイ２５ａ，２５ｂと積分回路２６との間には、定常光成分除去回路２７が設けられている。この定常光成分除去回路２７は、センサアレイ２５ａ，２５ｂから入力される光電流のうち、背景光等の定常的に発生する定常光成分の光電流とストロボ部２１からストロボ光を照射した時に被写体１１０から反射される反射信号光成分の光電流とを分離して、定常光成分を除去する。第１の実施形態では、このような定常光成分除去回路２７の動作のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを演算制御回路１７によって制御する。
【００３３】
この切り換え制御及び定常光成分除去回路の動作を、図２を参照して更に詳しく説明する。図２は、積分回路２６及び定常光成分除去回路２７の内部の詳細な構成を示す電気回路図である。なお、図２ではセンサアレイ２５ａ，２５ｂに含まれる１個のセンサ２５について説明する。なお、このセンサ２５は、例えばフォトダイオード等の光検出素子で構成されている。
【００３４】
また、図２では図示を省略しているが、測距部２３は演算制御回路１７に接続されており、演算制御回路１７によって積分回路２６及び定常光成分除去回路２７のスイッチ１６１、１６２、１６５、及び１６６のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００３５】
即ち、演算制御回路１７が、ＨＯＬＤ２をＨレベルにしてスイッチ１６５をＯＮ（スイッチ１６５閉）すると、センサ２５から出力される光電流のうち、定常的に出力される成分ＩＰは、増幅器１５２側に流れずに、トランジスタ１５０を介してＧＮＤに流れる。そして、時間的に変動する信号成分ｉＰのみが増幅器１５２を介して増幅用のトランジスタ１５３のベースに流れる。この結果、トランジスタ１５４、１５５、及び１５６で構成されるカレントミラー回路を介して、増幅された電流がダイオード１６０及び積分回路２６に流れる。
【００３６】
ここで、ダイオード１６０の電位は、ホールドアンプ１５７によってダイオード１５９の電位と比較されている。即ち、ホールドアンプ１５７は、スイッチ１６６がＯＮされている間は、定電流源１５８からダイオード１５９に流れる電流Ｉ０よりもカレントミラー回路からダイオード１６０に流れる電流が大きくならないようにトランジスタ１５０のベース電圧が制御される。
【００３７】
このような作用によって、トランジスタ１５３によって増幅された結果の電流は、センサ２５に入射する光の光量にかかわらず一定のＩ０となる。したがって、電流源１６１でトランジスタ１５６のコレクタ電流のうち、Ｉ０を引き抜くと、積分回路２６に入力される電流は０となる。
【００３８】
ここで、図３に示すように、演算制御回路１７によってストロボ制御部２２を制御して、ストロボ部２１から微小光量のストロボ光を被写体１１０に投光する。また、この予備発光と同時にＨＯＬＤ１をＬレベルにしてスイッチ１６６をＯＦＦ（スイッチ１６６開）すると、センサ２５から出力される光電流は、ストロボ光の分だけ増加するが、トランジスタ１５０を介してＧＮＤに流れる電流ＩＰは変化しない。このため、ストロボ光による増加分のみの光電流が、トランジスタ１５３で増幅された後、カレントミラー回路を介して積分回路２６に流れる。
【００３９】
ここで、積分回路内のスイッチ１６２をＯＮ（スイッチ１６２閉）しておくと、積分コンデンサ１６３において積分動作が行われる。その結果、積分回路２６の出力電圧ＶＩＮＴは、センサ２５に入射した反射信号光の光量に依存してＶＩＮＴ１の変化を生じる。このＶＩＮＴ１は、ストロボ光発光時にセンサ２５に入射した反射信号光の光量が多ければ大きく、反射信号光の光量が少なければ小さくなる。このＶＩＮＴ１をＡＤ変換部２８によりデジタル化して読み込むことにより、ストロボ発光時に被写体から反射される反射信号光の光量を演算制御回路１７で検出することができる。
【００４０】
以上説明した定常光成分除去回路２７の作用によって、積分回路２６の出力電圧ＶＩＮＴ１においては、被写体の明るさ等に基づいて検出される定常光成分が除去されて、ストロボ光発光時の反射信号光成分のみが抽出されることになる。
【００４１】
一方、定常光成分除去回路２７の動作をＯＦＦして定常光成分も含めて光量を検出する場合には、図４に示すように、ＨＯＬＤ２をＬレベルにしてスイッチ１６５をＯＦＦすればよい。この場合には、センサ２５に入射した光の光量に応じて出力された光電流は、全て増幅器１５２やトランジスタ１５３からなる増幅回路に流れる。その後、この光電流は、増幅回路で増幅された後、カレントミラー回路を介して積分回路２６に入力される。この結果、積分回路２６の出力は、図４のようにＶＩＮＴ２のようになる。
【００４２】
このように、センサ２５と積分回路２６との間に定常光成分除去回路２７を設けておけば、反射信号光成分と定常光成分とを分離し、反射信号光成分を増幅した後に積分を行うので高い信号検出能力が得られる。例えば、定常光が信号光の１０００倍もあるような状況では、単にセンサアレイに入射した光をＡＤ変換しただけでは、ＡＤ変換の誤差や、ノイズ成分により信号成分が埋もれてしまったりして、精度が著しく低下する。しかし、定常光成分を分離してから増幅することで、ＡＤ変換時の信号量を大きくすることができると共に、積分の効果により、時間的にランダムなノイズは平滑化されるので正しい検出がしやすくなる。
【００４３】
ここで、定常光成分除去回路を、センサアレイの各センサに組みこむことで、画素毎に反射信号光量を検出することもできる。また、この機能をオートフォーカスに利用すれば、例えば逆光時などにおいても、ストロボ光による被写体１１０からの反射信号光の光分布によって正確な距離測定が可能となる。
【００４４】
更に、ストロボ調光制御時では、明るいシーンで定常光が多くとも、また、被写体が遠くて反射信号光量が小さくとも、正しい反射信号光検出ができ、正確な露出制御に応用することができる。
【００４５】
このような、定常光成分除去機能付きのセンサアレイを有するカメラのストロボ調光時の重要機能のみを図示すると図５のようになる。
【００４６】
即ち、ストロボ部２１の光を被写体１１０に投光すると、被写体１１０からの反射信号光は、撮影光学系１１を介して撮像素子１２に入射すると共に１対の受光レンズ２４ａ，２４ｂを介してセンサアレイ２５ａ，２５ｂに入射する。撮像素子１２の各画素の出力は、画像信号処理部１４内の画素出力検出部１４ａを介して演算制御回路１７に入力される。一方、センサアレイ２５ａ，２５ｂの各画素の出力は、定常光成分除去／積分部５４ａで定常光成分が除去された後、積分されて演算制御回路１７に入力される。
【００４７】
ここで、撮像素子又はセンサアレイを用いたストロボ制御の特徴について説明する。
撮像素子１２には定常光成分除去機能はないが、図６の符号１１１で示したように画面全域の光の分布を検出できるので、ストロボ発光量の決定時における誤差が小さい。一方、センサアレイ２５ａ，２５ｂは、図６の符号１１２で示すような限定された領域しか検出できないが定常光成分除去機能があるので、上述したような高い信号検出能力を得ることができる。なお、定常光成分除去機能を撮像素子１２につける場合、撮像素子１２は画素数が多いので規模が大型化してしまい、コストアップの大きな要因となる。
【００４８】
図７（ａ）に、ストロボ発光時の撮像素子１２の出力、即ち像信号の分布図を示す。図７（ａ）において、横軸は撮像素子の画素位置を示し、縦軸は像信号の大きさを示す。即ち、明るいシーンでは、ストロボ光の光量が定常光の光量に比べて微小なものとなり、ストロボ発光の有無による像信号の変化を検出することが困難である。
【００４９】
一方、図７（ｂ）に、ストロボ発光時のセンサアレイの出力の分布図を示す。図７（ｂ）において、横軸はセンサアレイの画素位置を示し、縦軸は像信号の大きさを示す。即ち、定常光成分除去機能付きのセンサアレイを用いれば、図７（ｂ）のように、ストロボ光による被写体１１０からの反射信号光成分のみを検出することができる。
【００５０】
本第１の実施形態では、撮像素子の出力を用いたストロボ制御とセンサアレイの出力を用いたストロボ制御を撮影シーンに応じて使い分けることで、適切なストロボ制御を行う。このような制御のフローチャート例を図８に示す。
まず、演算制御回路１７は、ストロボ予備発光前に、撮像素子１２の出力ＩＭ１を取得する（ステップＳ１）。撮像素子１２の出力を取り込んだ後、演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させた後（ステップＳ２）、センサアレイ２５ａ，２５ｂから出力された光電流から定常光成分による光電流を除去して積分を行う（ステップＳ３）。積分終了後、ストロボ部２１の発光を終了し（ステップＳ４）、このときの撮像素子１２の出力ＩＭ２を取得する（ステップＳ５）。同時に積分結果ＶＩＮＴ１を取得する（ステップＳ６）。
【００５１】
次にステップＳ１とステップＳ５において取り込んだ撮像素子１２の出力の差分を取る（ステップＳ７）。ここで、ステップＳ１とステップＳ５において取得した撮像素子１２の出力の撮影条件は、ストロボ発光の有無以外は全て同じ条件であるので、ステップＳ５で取り込んだ撮像素子１２の出力ＩＭ２とステップＳ１で取り込んだ撮像素子１２の出力ＩＭ１との差分であるΔＩＭは、図７（ａ）に示すように、ストロボ光によって増加した光量を表すものとなる。演算制御回路１７は、以上のようにして得られた数値を利用して、ストロボ部２１の本発光時の発光量を決定する。
【００５２】
即ち、演算制御回路１７は、撮像素子１２の出力ＩＭ１が所定輝度ＩＭ０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定において、ストロボ発光なしでも撮像素子１２の出力ＩＭ１が充分に大きいと判定した場合には、被写体が高輝度である。この場合には、定常光成分除去機能を持たない撮像素子１２の出力からストロボ光によって増加した光量を検出するのは困難であるとして、ステップＳ９に分岐する。そして、演算制御回路１７は、ステップＳ７で演算した差分ΔＩＭが所定量ΔＩＭ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。このステップＳ９の判定において、差分ΔＩＭが所定量ΔＩＭ１以下であると判定した場合には、定常光成分除去積分の結果ＶＩＮＴ１が所定量Ｖ０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０の判定において、ＶＩＮＴ１が所定量Ｖ０よりも小さいと判定した場合には、反射信号光が十分検出できない程、被写体が遠くに存在しているとして、ストロボ部２１の発光量を予め決定された所定光量に決定する（ステップＳ１１）。
【００５３】
また、ステップＳ１０の判定においてＶＩＮＴ１が所定量Ｖ０以上であると判定した場合には、ＶＩＮＴ１よりストロボ部２１の発光量を決定する（ステップＳ１２）。
【００５４】
また、ステップＳ８においてＩＭ１が所定輝度ＩＭ０以下であると判定した場合又はステップＳ９において差分ΔＩＭが所定量ΔＩＭ１よりも大きいと判定した場合に、演算制御回路１７は、定常的な光（例えば、背景の光）が少なく、定常光除去機能を用いなくともストロボ光による反射信号光が十分検出できるとして、差分ΔＩＭよりストロボ部２１の発光量を決定する（ステップＳ１３）。
【００５５】
以上のようにして、ストロボ発光量が決定された後は、この発光量に基づいてストロボ部２１を本発光させて露出を行う（ステップＳ１４）。
【００５６】
次に図９、図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）を参照して、このようなストロボ部の使用による露出制御の概念について説明する。ここで、これらの図における横軸は露出時間を示し、縦軸は露出量を示している。
【００５７】
即ち、図９に示すように、被写体が暗い状態でストロボなしの露出を行うと、手ブレが起こる時間ｔＥまでの間に適正露出量ＩＭ４を得ることができずＩＭ４−ＩＭ３だけの露出不足が起こる。
【００５８】
このような露出不足を補うのがストロボ部２１である。ストロボ部２１の発光量を決定するには、まず、ｔ１の微小時間にストロボなしで露出を行い、そのときの露出量（撮像素子１２の出力）ＩＭ１を検出し、次にストロボ部２１を予備発光させてｔ１の微小時間に露出を行い、そのときの露出量ＩＭ２を検出する。その後、これらの露出量の差分を計算することによって、実際の露出時に、どれくらいの光量でストロボ部２１を発光させれば、図１０（ａ）のように手ブレ時間内で適正露出量を得ることができるのかを予測できる。
【００５９】
このような演算は、演算制御回路１７において行われる。演算制御回路１７は、ストロボ発光量をストロボ部２１の発光時間ｔＳＴとして求める。ここで、この発光時間ｔＳＴは、
【数１】
に示す（式１）〜（式３）と、図９、図１０（ａ）、又は１０（ｂ）で示した各光量検出値によって算出することができる。
【００６０】
なお、ここでは、主に撮像素子１２の出力からストロボ発光時間を求める方法を説明したが、定常光成分除去積分によって得られた積分値ＶＩＮＴ１は、（式２）又は（式３）のＩＭ２−ＩＭ１に対応するものである。したがって、ＶＩＮＴ１とこのＶＩＮＴ１をＩＭ２−ＩＭ１に変換するための変換係数Ｋを用いた
【数２】
を用いてストロボ発光時間ｔＳＴを算出することができる。
【００６１】
また、単に露出の不足分を補うだけでなく、図１０（ｂ）に示すような、露出時においてストロボ光が被写体からの反射信号光に寄与する割合（以下、寄与率と称する）を考慮して露出を行うようにしてもよい。即ち、この場合には、ストロボの寄与率を変化させることによって、背景と主要被写体である人物との明るさのバランスを調整することができる。
【００６２】
一般にストロボ光は風景などの背景には届かないので、ストロボ寄与率を上げて、露出時間を短くすると、背景はアンダーとなっていく。逆にストロボ寄与率を低くすると、背景に対して人物が相対的に暗くなっていく。これらのことから、状況に応じてストロボの寄与率を切り換えて露出制御を行うことが好ましい。例えば、背景が空の場合などは、露出を多少アンダーにした方が空の青みが増し、また背景が雪景色などの場合では、露出をオーバーにしないと雪の白さが正しく撮影されない。
【００６３】
以上説明したことを考慮した場合、図１１のようなフローチャートに従ってストロボの寄与率を切り換え可能としてもよい。
【００６４】
このフローチャートにおいて、演算制御回路１７は、背景の色検出を行い（ステップＳ２１）、この検出した背景の色のバランスを判定する。即ち、演算制御回路１７は、背景と主要被写体との色バランスの差が大きいか否かを判定して（ステップＳ２２）、色バランスの差が大きいと判定した場合、例えば画面周辺部の背景部分の色を検出したときに、撮像素子１２のＲＧＢ出力のバランスが偏っている時には、空や雪景色などの特徴的な色が正しく再現されるようにストロボの寄与率を大きくして（ステップＳ２３）、露出時間を短くする。一方、色バランスの差が小さいと判定した場合には、ストロボの寄与率を小さくする（ステップＳ２４）。ここで、ストロボの寄与率の切り換えは、（式１）において、手ブレが起こるまでの時間（即ち、露出を終了させる時間）ｔＥを切り換えるようにすればよい。
【００６５】
このように、ストロボ光と背景の光とのバランスを考慮した露出演算によってストロボ発光時間を制御すれば、色再現性の高いストロボ調光機能付きカメラを提供することが可能である。また、敏感な定常光除去積分回路を利用すれば、予備発光時のストロボ発光量を微弱にでき、眩しさのない省エネ効果にすぐれた予備発光方式にすることができる。
【００６６】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、定常光除去積分回路の出力と撮像素子の出力とを適宜利用して、最適なストロボ調光が可能となる。
【００６７】
特に逆光シーンなどでは、背景が明るく、正確にストロボの反射信号光を検出できないので、正しい露出制御が困難である。しかし、この第１の実施形態によれば、逆光シーンや被写体が遠い場合に、検出できる反射信号光が小さくなったとしても正確なストロボ発光制御を行うことができ、適正な露出の写真が撮影可能である。
【００６８】
［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態のカメラにおける電気回路のブロック構成図である。なお、本カメラの一部の構成は、上述した第１の実施形態のカメラと同様である。したがって、同様の構成部材については同じ符号を附してその詳細な説明は省略する。この第２の実施形態は、ＴＴＬ（Ｔｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）ダイレクト調光方式を用いた例である。
【００６９】
即ち、本第２の実施形態のカメラ１は、上記した第１の実施形態の構成に加えて、可動ミラー３０と、ファインダ光学系（スクリーン３１、ペンタゴナルダハプリズム（以下ペンタプリズムと略記する）３２、接眼レンズ３３等で構成される）と、ファインダ内測光センサ３４と、測光部３５と、サブミラー３６と、フィールドレンズ３７と、光路屈曲鏡３８と、再結像レンズ３９と、センサアレイ４０と、シャッタ幕４１と、測光光学系４２と、ボディ内測光センサ４３と、調光部４４とを含む。
ここで、ファインダ内測光センサ３４は特許請求の範囲に記載の第１の測光部に対応し、ボディ内測光センサ４３は特許請求の範囲に記載の第２の測光部に対応する。
【００７０】
可動ミラー３０は、シャッタ幕４１と撮影光学系１１との間の空間において、撮影光学系１１を構成するレンズの中心軸上から退避する位置（以下、退避位置３０ａと称する）とレンズ中心軸上に配置される位置（以下、通常位置３０ｂと称する）との間で回動自在に構成されている。ここで、当該可動ミラー３０が通常位置３０ｂに配置されたときには、撮影光学系１１のレンズ中心軸に対して角度略４５度だけ傾いた状態で固定される。この状態において、可動ミラー３０の反射面は、ファインダ光学系の側を向くように設定されている。
【００７１】
即ち、可動ミラー３０が通常位置３０ｂにある場合、撮影光学系１１を介して入射した光束は、可動ミラー３０で反射されてファインダ光学系に導かれる。ファインダ光学系では、入射した光束をスクリーン３１において光学像として結像させると共に結像された像をペンタプリズム３２に導く。ペンタプリズム３２は、スクリーン３１を透過した像を接眼レンズ３３方向（即ち、カメラ１の後方）へと導くと同時に、像の左右を反転させる。接眼レンズ３３は入射してきた像を拡大する。これにより、撮影者１１１は、被写体を観察することができる。
【００７２】
更に、ペンタプリズム３２の近傍には、ファインダ内測光センサ３４が設けられている。このファインダ内測光センサ３４は、ペンタプリズム３２に入射した光束の一部を受光して所定の電気信号を測光部３５に出力する。ここで、ファインダ内測光センサ３４は、図１３に示すように撮影画面内の所定の受光領域において測光動作を行い得るように形成されている。即ち、ファインダ内測光センサ３４は、略中央部近傍の所定の領域を測光する受光部３４ａと、略周縁部近傍の所定の領域を測光する受光部３４ｂとからなり、例えば逆光状態の検出も可能に構成されている。
【００７３】
測光部３５は、ファインダ内測光センサ３４から入力された電気信号に基づいて測光動作を行い、被写体の明るさを検出する。この測光部３５の検出結果に基づいて、演算制御回路１７は、ストロボ制御部２２を制御する。
【００７４】
また、可動ミラー３０の一部の領域、例えば略中央部近傍の領域は、撮影光学系１１からの光束の一部を透過させ得るように半透過鏡によって構成されている。そして、この半透過鏡で構成される領域に対向する部位には、サブミラー３６が配設されている。
【００７５】
即ち、サブミラー３６は、可動ミラー３０の背面側、即ち撮像素子１２に対向する側の面に対して、その一端部が所定方向に回動自在となるように軸支されており、これにより、サブミラー３６の反射面は、上述した可動ミラー３０の半透過鏡の領域に対向するよう配置される。即ち、サブミラー３６は、可動ミラー３０が通常位置３０ｂに配置されたときに、可動ミラー３０に対して図１２に示すような所定の角度をなすように配置されている。また、サブミラー３６は、可動ミラー３０が退避位置３０ａに配置されたときには、可動ミラー３０に対して略平行となる所定の位置に配置される。これにより、可動ミラー３０が退避位置３０ａに移動すると同時にサブミラー３６も撮影光学系１１の光路上から退避する。
【００７６】
即ち、可動ミラー３０及びサブミラー３６が通常位置にあるときには、撮影光学系１１を透過した入射光束の一部は、可動ミラー３０の半透過鏡領域を透過した後、サブミラー３６によって反射される。この反射された光束は、フィールドレンズ３７を透過し、更に光路屈曲鏡３８によってその光路が所定の方向へと折り曲げられた後、再結像レンズ３９を透過して、センサアレイ４０の受光面上に１対の被写体像を結像させる。センサアレイ４０は、受光した被写体像を電気信号に変換して演算制御回路１７に出力する。これを受けて演算制御回路１７は、所定の合焦処理を行う。
【００７７】
ここで、この合焦処理は、一般的に適用されているＴＴＬ位相差検出方式でよい。このＴＴＬ位相差検出方式について簡単に説明する。この方式において、演算制御回路１７は、レンズ駆動部１８を制御して撮影光学系１１をレンズ光軸方向に移動させながら、センサアレイ４０の出力を監視し、そして、センサアレイ４０から出力される一対の被写体像が所定の位置関係になったときに合焦状態であると判定して、その時点で撮影光学系１１の駆動を停止させる。
【００７８】
また、撮像素子１２の受光面側の近傍には、上述したようにシャッタ幕４１が配設されている。即ち、撮像素子１２は、当該シャッタ幕４１が開状態となっている期間のみ撮影光学系１１からの光束を受光し得るように構成されている。ここで、シャッタ幕自体の構成は、従来の一眼レフレックス方式のカメラにおいて一般的に利用されているものが適用されている。このシャッタ幕４１の構成について、図１４の概略図を用いて簡単に説明する。
【００７９】
図１４に示すようにシャッタ幕４１は、先幕４１ａ及び後幕４１ｂの二つの幕部材によって構成されている。通常状態においては先幕４１ａが撮像素子１２の受光面の前面に配置され、当該撮像素子１２の受光面は遮蔽された状態にある。
【００８０】
ここで、露出動作が実行されると、まず可動ミラー３０及びサブミラー３６が所定の退避位置３０ａに移動する。この状態で先幕４１ａが矢印Ｙ１方向に動き出す。続いて所定の時間を置いてから後幕４１ｂがＹ２方向（Ｙ１と同じ方向である）に動き出す。したがって、先幕４１ａと後幕４１ｂとの間には所定の隙間が生じることになる。この隙間寸法を調節する、即ち先幕４１ａ及び後幕４１ｂの動き出す時間を調節することにより撮像素子１２への露出時間（即ちシャッタ速度）を調節することができる。
【００８１】
また、先幕４１ａの表面には、この先幕４１ａの表面で反射する光束が標準反射率となるように所定のパターンが形成されている。即ち、先幕４１ａの表面で反射された光束は、測光光学系４２を介してボディ内測光センサ４３で受光される。ボディ内測光センサ４３は、この入射された光束を電気信号に変換して調光部４４に出力する。
【００８２】
ここで、ボディ内測光センサ４３は、図１５に示すように、その受光面全域を三つに分割した形態の三つの測光領域４３ａ、４３ｂ、及び４３ｃを有して構成されている。例えば、図１６に示すような構図枠（撮影画面１２１）を設定し、予備発光方式の調光制御を用いて撮影を行う場合においては、図１５に示すボディ内測光センサ４３の測光領域４３ｃのみを用いて測光を行う。これは、例えば、図１６に例示する構図のように太陽等の高輝度被写体が撮影画面１２１内に含まれているときに、その高輝度被写体を含めて測光を行うと測光値に誤差が生じてしまうのを避けるための措置である。
【００８３】
調光部４４は、ボディ内測光センサ４３から出力された電気信号に基づいて、被写体１１０からの入射光量の測定及び所定の調光制御を行う。
【００８４】
ここで、従来の一般的なカメラにおけるＴＴＬ調光方式の調光制御では、例えば露出動作中にフイルム表面からの反射光束を受光するようにしているものもある。しかし、撮像素子１２の表面は、一般的に光の反射に正反射成分が多くなるので、本第２の実施形態のカメラ１においては、入射した光束を標準反射率で拡散反射させる先幕４１ａの表面からの反射光束により測光を行う。
【００８５】
このような構成を有するカメラ１に本発明を適用する。即ち、（式４）の関係によれば、適正露出量ＩＭ４に対してストロボ光以外で露出される量を予測するための光量検出量（撮像素子１２の出力）ＩＭ１と、ストロボ光が被写体からどれだけ反射してくるのかを示す値（積分結果）ＶＩＮＴ１とを別々に検出して計算してよいということがわかる。
【００８６】
そこで、本第２の実施形態では、撮像素子１２に入射する光の光量を正確に測定するために、標準反射率の先幕４１ａで反射された光束の光量ＩＭ１をボディ内測光センサ４３で検出する。これにより、取り付けられた撮影光学系に依存しない高精度の露出制御を行うことができる。
【００８７】
また、露出におけるストロボ光の効果は、適宜、定常光成分除去積分機能付きの測光手段の出力を併用して予測する。これにより良好なストロボ撮影を行うことが可能である。ここで、測光手段の機能である定常光成分除去積分機能は、カメラ１のボディ内測光センサ４３に持たせるようにしてもよいが、上述したように、積分結果ＶＩＮＴ１を検出するのはボディ内測光センサ４３でなくともよい。そこで、本第２の実施形態では、定常光除去積分機能をファインダ内測光センサ３４に持たせる。即ち、本第２の実施形態では、上記した第１の実施形態における撮像素子１２を用いた測光をボディ内測光センサ４３により行い、センサアレイ２５ａ，２５ｂを用いた測光をファインダ内測光センサ３４により行う。
【００８８】
このような場合には、例えば、図１３に示す受光部３４ａに設けられたセンサに定常光除去機能を持たせ、ここに入射する反射光を検出できるようにしておけば、撮影時に、この受光部３４ａに主要被写体を入れるようにストロボ予備発光及び露出を行うことで、ストロボ光がその受光部３４ａにおいてどれだけ寄与できるのかを予測することが可能である。なお、定常光成分除去積分機能は、ファインダ内センサ３４でなく、第１の実施形態と同様にセンサアレイ４０に持たせてもよい。
【００８９】
図１７に第２の実施形態におけるストロボ撮影時のタイミングチャートを示し、図１８にこのストロボ撮影時の制御手順について示すフローチャートを示す。
【００９０】
即ち、演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させた後、ファインダ内測光センサ３４で測光を行い、積分結果ＶＩＮＴ１を取得する（ステップＳ３１）。このときは、可動ミラー３０を通常位置３０ｂに位置させておく。次に、可動ミラー３０を退避位置３０ａに退避させた後（ステップＳ３２）、ストロボを発光せずにボディ内測光センサ４３で測光を行い、そのときの露出量ＩＭ１を取得する（ステップＳ３３）。次に演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させて、ボディ内測光センサ４３で測光を行い、そのときの露出量ＩＭ２を取得する（ステップＳ３４）。ここで、図１５で示したような３分割センサの場合には、ストロボ発光前後で最も光量差の大きかったセンサからの出力を露出量ＩＭ１及びＩＭ２として採用する。ここで、シャッタ幕４１は標準反射率なので、ここから反射する光の量から所定シャッタ速度時（ｔＥ）の露出量を予測することができる。
【００９１】
即ち、演算制御回路１７は、露出量ＩＭ１とＩＭ２を比較して両者の差が少ないか否かを判定する（ステップＳ３５）。この判定において両者の差が少ないと判定した場合には、撮影シーンが明るく、ストロボ光による反射信号成分のみを抽出するのは、困難であるとして、ファインダ内測光センサ３４で検出した積分結果ＶＩＮＴ１と（式４）を用いてストロボ発光量（即ち、発光時間ｔＳＴ）を決定する（ステップＳ３６）。
【００９２】
一方、ステップＳ３５の判定において、ＩＭ１とＩＭ２との差が大きいと判定した場合には、ＩＭ１及びＩＭ２と（式３）を用いて発光時間ｔＳＴを決定する（ステップＳ３７）。
【００９３】
ストロボ部２１の発光時間ｔＳＴを決定した後、演算制御回路１７は、シャッタ幕４１を開いて（ステップＳ３８）、露出を開始する。そして、演算制御回路１７は、シャッタ幕４１が全開した所でストロボ部２１を発光させ（ステップＳ３９）。所定時間ｔＥ経過後にシャッタ幕４１を閉じて（ステップＳ４０）、撮像素子１２に入る被写体からの光を遮断して露出制御を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本第２の実施形態によれば、レンズ交換式の一眼レフカメラにおいても所謂ＴＴＬ方式で調光するので、使用するレンズにかかわらず正しい露出制御が可能となる。
【００９５】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、撮像素子で表示された画像を電子モニタ（例えば、ＬＣＤモニタ）にリアルタイムで表示する機能を持つカメラに本発明を適用した例である。以後、上記の機能を「スルー画像表示機能」と称し、このときに電子モニタ上に表示される画像を「スルー画像」と称する。
【００９６】
ここで、本第３の実施形態の構成は、上記した第２の実施形態の構成に電子モニタを搭載したものである。即ち、撮像素子１２で撮像された画像信号は、画像信号処理部１４において画像処理され、電子モニタ上にリアルタイムで表示される。なお、この電子モニタについては、公知のものを用いればよいので、その詳細な説明を省略する。また、この第３の実施形態においては、定常光除去積分機能をファインダ内測光センサではなくボディ内測光センサに設けることにする。
【００９７】
図１９及び図２０は、シャッタ幕４１の制御時における状態変化を示す図である。ここで、図１９（ａ）〜（ｄ）はファインダ光学系を利用して被写体を観察可能な観察モードにおけるシャッタ幕４１の状態を示し、図２０（ａ）〜（ｃ）は電子モニタを利用して被写体を観察可能な観察モードにおけるシャッタ幕４１の状態を示す。
【００９８】
図１９（ａ）の状態では、ファインダ光学系を介して接眼レンズ３３から被写体の状態を観察することができる。撮影者が接眼レンズ３３を覗きつつ撮影構図を決定し、図示しないレリーズボタンを操作すると、図１９（ｂ）に示すように可動ミラー３０が撮影光学系１１の撮影光路上から退避すると共に先幕４１ａが移動して、露出が開始され、撮像素子１２に光が入射する。露出終了後は、図１９（ｃ）に示すように後幕４１ｂが移動して撮像素子１２が遮光される。このとき、撮像素子１２から画像信号の読み出しが行われる。最後に、図１９（ｄ）に示すように先幕４１ａ及び後幕４１ｂが元の位置に戻る。
【００９９】
一方、電子モニタ上にスルー画像表示を行う場合には、常にシャッタ幕４１を開いて撮像素子１２を動作させる。即ち、図２０（ａ）のようにして可動ミラー３０がレンズ中心軸上から退避すると共に先幕４１ａが移動して撮像素子１２に被写体の像が導かれ、その結果が電子モニタ４５上に表示される。露出終了時には、後幕４１ｂが移動して図１９（ｂ）の状態になる。
【０１００】
なお、露出時には、シャッタ速度による露出のムラを防止するために、撮影光学系１１内部の図示しない絞りを絞って閃光ストロボのみで露出を行うようにしてもよい。また、このような露出制御が行えない場合には、図２０（ｂ）や図２０（ｃ）に示すように、一旦シャッタ幕４１を閉じた後、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）を参照して説明した露出制御を行えばよい。このような手法によれば、ムラがない正確な露出制御を行うことが可能であるが、開いた状態のシャッタ幕４１を一旦閉じる必要があるので、レリーズタイムラグに影響してしまうという副作用もある。
【０１０１】
そこで、本第３の実施形態では、これらの露出制御を適切に切り換えて使用する。このような制御の例を図２１のフローチャートに示す。
まず、演算制御回路１７は、スルー画像表示を行うために、可動ミラー３０を退避させた後（ステップＳ５１）、先幕４１ａを移動させて（ステップＳ５２）、撮像素子１２に被写体の像を入射させ、撮像素子１２から出力される結果を電子モニタ４５上に表示させる（ステップＳ５３）。
【０１０２】
この状態で、演算制御回路１７は、撮影者による撮影開始の指示がなされたか否かを判定する（ステップＳ５４）。この判定において撮影者による撮影開始の指示がなされていないと判定した場合には、ステップＳ５３に戻る。一方、ステップＳ５４の判定において、撮影者による撮影開始の指示がなされたと判定した場合には、ストロボ部２１の光のみで露出が可能であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。この判定は、撮像素子１２で取得された画像から被写体の明るさ等を判定することにより行う。
【０１０３】
ステップＳ５５の判定において、ストロボ光のみで露出が可能であると判定した場合、例えば背景が暗く被写体が遠くに存在しないような場合には、後幕４１ｂが閉じ始めてから閉じ終わるまでの時間差による画面内の露出のムラを無視することができる。
【０１０４】
次に、演算制御回路１７は、ストロボ光量を決定する。ここで、スルー画表示時には、可動ミラーが退避しているので、上記した第１の実施形態で説明したように撮像素子１２の出力からストロボ発光量を決定する。即ち、演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させて、撮像素子１２の出力からストロボ光の有無による撮像素子出力の差分ΔＩＭを求め、このΔＩＭに基づいてストロボ発光量を決定する（ステップＳ５６）。
【０１０５】
ストロボ発光量を決定した後、演算制御回路１７は、求めたストロボ発光量に応じてストロボ部２１を本発光させる（ステップＳ５７）。次に、後幕４１ｂを移動させて露出を終了させる（ステップＳ５８）。次に、電子モニタ４５上に撮影結果を表示させる（ステップＳ５９）。その後、先幕４１ａ及び後幕４１ｂを元の位置に戻して（ステップＳ６０）、このフローチャートの制御を終了する。
【０１０６】
また、ステップＳ５５の判定において、ストロボ光のみで露出が可能でないと判定した場合、演算制御回路１７は、撮像素子１２で取得された画像における被写体の明るさから、露出時にストロボ光が必要であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。この判定において、ストロボ光が必要であると判定した場合に、演算制御回路１７は、先幕４１ａ及び後幕４１ｂを元の位置に戻した後（ステップＳ６２）、可動ミラー３０を通常位置に戻し（ステップＳ６３）、定常光除去機能を有するボディ内測光センサ４３の出力ＶＩＮＴからストロボ発光量を決定する（ステップＳ６４）。一方、ステップＳ６１の判定において、ストロボ光を用いた露出が必要でないと判定した場合に、演算制御回路１７は、先幕４１ａ及び後幕４１ｂを通常位置に戻す（ステップＳ６５）。
【０１０７】
次に、先幕４１ａを移動させて（ステップＳ６６）、露出を開始する。このとき、演算制御回路１７は、露出時にストロボ光が必要であるか否かを判定（ステップＳ６７）、必要であれば、ストロボ部２１を発光させる（ステップＳ６８）。以後は、ステップＳ５８に移行する。
【０１０８】
ここで、本第３の実施形態では、分割数の少ないボディ内測光センサ４３からの出力を利用してストロボ調光を行う場合と、これよりも分割数の多い撮像素子１２の出力を利用してストロボ調光を行う場合とがある。例えば、図２２（ａ）で示すようなシーンにおいて、ボディ内測光センサ４３を用いると図２２（ｂ）の斜線部で示す領域からの反射信号光に基づいてストロボ発光量が算出される。一方、同じシーンについて、撮像素子１２を用いた場合には、図２２（ｃ）の斜線部で示す領域からの反射信号光に基づいてストロボ発光量が算出される。
【０１０９】
一般的には、分割数の多い撮像素子１２を用いたほうが、より細かなストロボ調光制御を行うことが可能であるが、ストロボ予備発光による反射信号光は微弱であるので、被写体が遠くに存在する場合や明るいシーンなどの場合では反射信号光成分がノイズ成分に埋もれてしまい、ストロボ発光量の決定が行えなくなることがある。
【０１１０】
一方、分割数の少ないボディ内測光センサ４３では、大きな領域で光を受光することができるので、出力される光電流も大きなものとなり、被写体が遠くに存在する場合や明るいシーンなどの場合でも反射信号光成分がノイズ成分に埋もれてしまう可能性が少ない。
【０１１１】
このような考え方に基づいて使用するセンサを使い分けて、ストロボ発光量を決定するようにしても良い。図２３は、このような使い分け制御のフローチャートである。ここで、この図２３は、図２１のステップＳ５４の前に行われるものである。
【０１１２】
即ち、この制御においては、演算制御回路１７は、ストロボ部２１の予備発光を行い（ステップＳ７１）、この予備発光の結果、被写体からの反射信号光が撮像素子１２で検出可能であるか否かを判定する（ステップＳ７２）。このステップＳ７２の判定において、被写体からの反射信号光が撮像素子１２で検出可能でないと判定した場合には、再度ストロボ部２１の予備発光を行い、定常光除去機能のあるボディ内測光センサ４３の出力からストロボ発光量を決定する（ステップＳ７３）。なお、このステップＳ７３の動作を行う前にシャッタ幕４１の制御及び可動ミラー３０の制御を行うが、図では省略している。
【０１１３】
一方、ステップＳ７２の判定において、被写体からの反射信号光が撮像素子１２で検出可能であると判定した場合には、撮像素子１２の出力からストロボ発光量を決定する（ステップＳ７４）。
【０１１４】
以上説明したように、本第３の実施形態によれば、スルー画像表示を行うことが可能な一眼レフカメラのシャッタ制御を利用してストロボ光量制御を行うことで、レリーズタイムラグの問題も対策できる高精度のストロボ撮影が可能である。
【０１１５】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１１６】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができるストロボ調光機能付きカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るストロボ調光機能付きカメラにおける電気回路構成を示すブロック構成図である。
【図２】定常光成分除去回路の電気回路図である。
【図３】定常光成分除去回路の動作時のタイミングチャートである。
【図４】定常光成分除去回路の非動作時のタイミングチャートである。
【図５】ストロボ調光に関る重要機能を抜き出して記したブロック図である。
【図６】撮像素子及びセンサアレイの検出範囲について説明するための図である。
【図７】図７（ａ）は撮像素子の画素位置に応じた像信号の分布図であり、図７（ｂ）はセンサアレイの画素位置に応じた像信号の分布図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるストロボ撮影時の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】ストロボ発光を行わない場合の露出時間に対する露出量を示したグラフである。
【図１０】図１０（ａ）はストロボ発光を行った場合の露出時間に対する露出量を示したグラフであり、図１０（ｂ）はストロボ寄与率について説明するためのグラフである。
【図１１】ストロボ寄与率の決定時の制御手順を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るストロボ調光機能付きカメラにおける電気回路構成を示すブロック構成図である。
【図１３】ファインダ内測光センサの構成について説明するための図である。
【図１４】シャッタ幕について説明するための図である。
【図１５】ボディ内測光センサの測光領域について説明するための図である。
【図１６】高輝度物体が存在するシーンの例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態におけるストロボ撮影時のタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施形態におけるストロボ撮影時の制御手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第３の実施形態においてスルー画表示モードを利用しない場合のシャッタ制御の概念を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態においてスルー画表示モードを利用した場合のシャッタ制御の概念を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態における撮影時の制御手順を示すフローチャートである。
【図２２】センサから得られる反射信号光について説明するための図である。
【図２３】センサを切り換えてストロボ光量を決定する制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】１…カメラ、１１…撮影光学系、１２…撮像素子、１３，２８…ＡＤ変換部、１４…画像信号処理部、１５…記録媒体部、１６…コントラスト検出部、１７…演算制御回路、１８…レンズ駆動部、１９…レンズ位置検出部、２０…操作スイッチ、２１…ストロボ部、２２…ストロボ制御部、２３…測距部、２４ａ，２４ｂ…受光レンズ、２５ａ，２５ｂ，４０…センサアレイ、２６…積分回路、２７…定常光成分除去回路、３０…可動ミラー、３１…スクリーン、３２…ペンタプリズム、３３…接眼レンズ、３４…ファインダ内測光センサ、３５…測光部、３６…サブミラー、３７…フィールドレンズ、３８…光路屈曲鏡、３９…再結像レンズ、４１…シャッタ幕、４２…測光光学系、４３…ボディ内測光センサ、４４…調光部、４５…電子モニタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出不足時において、適切な光量のストロボ光を照射することが可能なストロボ調光機能を有するストロボ調光機能付きカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、写真撮影において露出が不足している場合に、被写体にストロボ光を照射して撮影を行う技術が知られている。こうしたストロボ光を照射して撮影を行う場合には、ストロボを適当な光量で発光させない場合に、被写体部分が白く飛んでしまったり、逆に黒くつぶれてしまったりすることがある。
【０００３】
そこで、特許文献１等では撮影前にストロボ光の予備発光を行って、このときの反射信号光を検出し、この検出した反射信号光に基づいて実際の撮影時におけるストロボ発光量を決定する方式が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
米国特許第４２９１９７９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような方式だけでは、明るいシーンでは、背景の光が強すぎて、ストロボの予備発光による被写体からの反射光がかき消されてしまい、正確なストロボ制御ができなくなることが多い。なお、このような現象は、被写体が遠い場合にも生じる。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができるストロボ調光機能付きカメラ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】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のストロボ調光機能付きカメラは、撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、上記第１及び第２の受光手段の何れか一方の出力結果に基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備する。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第２の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１の態様において、上記第１の受光手段は、撮影レンズを介して入射した上記反射信号光を受光する。
また、上記の目的を達成するために、本発明の第３の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１の態様において、上記第２の受光手段は、撮影レンズとは異なる光学系を介して入射した上記反射信号光を受光する。
これら第１〜第３の態様によれば、第１の受光手段の出力結果と第２の受光手段における出力結果のうち、より適切な結果を用いてストロボ発光量を演算制御するので、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができる。
【０００８】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第４の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１又は第３の態様において、上記第２の受光手段は、当該第２の受光手段に受光した上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段を含む。
この第４の態様によれば、反射信号光成分と定常光成分とを分離するので、高い信号検出能力が得られる。
【０００９】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第５の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１又は第２の態様において、上記第１の受光手段は、被写体に関する画像信号を取得する撮像素子である。
この第５の態様においては第１の受光手段が撮像素子である。
【００１０】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第６の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１、第３又は第４の態様において、上記第２の受光手段は、被写体までの距離に関する情報を検出するセンサアレイである。
この第６の態様においては第２の受光手段がセンサアレイである。
【００１１】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第７の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第１の態様において、被写体の明るさを測定する測光手段を更に具備し、上記光量制御手段は、上記測光手段の測光結果に応じて、上記第１又は第２の受光手段の出力結果、又は上記測光手段の出力結果の何れかに基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する。
この７の態様によれば、所謂ＴＴＬ方式で調光可能であり、使用するレンズにかかわらず正しいストロボ発光量露出制御が可能となる。
【００１２】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第８の態様のストロボ調光機能付きカメラは、第７の態様において、上記測光手段は、ファインダ内に設けられた第１の測光部及びカメラボディ内に設けられた第２の測光部の少なくとも一方の測光部により構成される。
この第８の態様においては、測光手段が、カメラのファインダ内に設けられた第１の測光部及びカメラボディ内に設けられた第２の測光部の少なくとも一方の測光部により構成される。
【００１３】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第９の態様のストロボ調光機能付きカメラは、被写体にストロボ光を投光するストロボ部と、トロボ発光時の被写体からの反射信号光を受光する受光回路と、上記反射信号光から定常光成分を検出する定常光成分検出回路と、上記定常光成分検出回路の検出結果に基づいて上記受光回路が受光した反射信号から上記定常光成分を除去する定常光成分除去回路と、上記定常光成分除去回路の出力に基づいてストロボ光が上記反射信号光に寄与する割合を演算する演算制御部と、上記演算手段で演算した割合に基づいて、撮影時における上記ストロボ部のストロボ発光量を演算制御する光量制御部とを具備する。
この第９の態様によれば、ストロボ光と背景の光とのバランスを考慮した露出演算が可能である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１０の態様のストロボ調光機能付きカメラは、撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、上記第２の受光手段により受光された上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段と、上記第１の受光手段の出力結果に応じて上記定常光分離手段を用いない場合の上記第２の受光手段の出力結果又は上記定常光除去分離手段を用いた場合の上記第２の受光手段の出力結果の何れかの結果を選択し、この選択した結果に基づいて撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備する。
【００１５】
この第１０の態様によれば、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができる。
【００１６】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１１の態様のストロボ調光機能付きカメラは、光学的なファインダを介して被写体を観察することが可能な観察モードと電子モニタを介して被写体を観察することが可能な観察モードを有するストロボ調光機能付きカメラにおいて、上記観察モードが何れのモードであるかに基づいてストロボ発光用のセンサを切り換える。
【００１７】
また、上記の目的を達成するために、本発明の第１１の態様のストロボ調光機能付きカメラは、光学的なファインダを介して被写体を観察することが可能な観察モードと電子モニタを介して被写体を観察することが可能な観察モードを有するストロボ調光機能付きカメラにおいて、撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、上記第２の受光手段により受光された上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段と、上記観察モードが何れのモードであるかに従って上記第１の受光手段の出力結果と上記定常光除去分離手段の出力結果の何れかを選択し、この選択した結果に基づいて撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備する。
【００１８】
これら第１１及び第１２の態様によれば、カメラの観察モードに応じて適切なストロボ調光が行える。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係るストロボ調光機能付きカメラ（以下、カメラと称する）における電気回路構成を示すブロック構成図である。
【００２０】
本第１の実施形態のカメラは、撮影光学系により結像される被写体像を、例えばＣＣＤ等の撮像素子を含んで構成される撮像手段を利用して光電変換し、この光電変換によって得られた電気信号（画像信号）を所定の記録媒体に所定の形態で記録する。ここで、本第１の実施形態においては、撮影光学系と撮像素子との間の構成が比較的簡単に構成される所謂コンパクトタイプの電子カメラを例に挙げて説明する。
【００２１】
即ち、図１に示すように本第１の実施形態のカメラ１は、撮影光学系１１と、撮像素子（撮像手段）１２と、ＡＤ変換部１３（図１ではＡＤ部１３と記す）と、画像信号処理部１４と、記録媒体部１５と、コントラスト検出部１６と、演算制御回路１７と、レンズ駆動部１８と、レンズ位置検出部１９と、操作スイッチ２０と、ストロボ部２１、ストロボ制御部２２、測距部２３とによって構成されている。
ここで、演算制御回路１７は特許請求の範囲に記載の光量演算手段に対応し、ストロボ部２１は特許請求の範囲に記載の発光手段に対応する。
【００２２】
撮影光学系１１は、複数の光学レンズ等からなり、被写体からの反射光束を集光して撮像素子１２に被写体像を結像させる。撮像素子１２は、撮影光学系１１を介して入射する被写体像について光電変換処理等を行って画像信号を生成する。ＡＤ変換部１３は、撮像素子１２により生成され出力されるアナログ信号による画像信号を所定の形式のデジタル画像信号に変換して画像信号処理部１４に出力する。
【００２３】
画像信号処理部１４は、ＡＤ変換部１３によって変換したデジタル画像信号に対して所定の画像処理、例えば当該画像データによって表されるべき画像の、色調補正、階調補正、γ（ガンマ）補正といった調整等を行った後、更に、記録媒体部１５に記録するのに適する形式で圧縮を行って画像データを生成する。記録媒体部１５は、画像データを所定の形態で記録する各種の媒体等及びその駆動部等からなり、画像信号処理部１４によって生成される画像データを記録する。
【００２４】
また、画像信号処理部１４は、所定の画像処理を施したデジタル画像信号をコントラスト検出部１６にも出力する。コントラスト検出部１６は、画像信号処理部１４の出力から被写体のコントラスト信号を検出して、演算制御回路１７に出力する。
【００２５】
演算制御回路１７は、コントラスト信号を判定しながら、レンズ駆動部１８を介して撮影光学系１１を光軸に沿う方向に移動させる。また、演算制御回路１７は、レンズ位置検出部１９によって撮影光学系１１の位置を検出し、撮影光学系１１の合焦位置とレンズ位置検出部１９によって検出されるレンズ位置との関係より、カメラ１から被写体１１０までの距離Ｌ（以下、被写体距離Ｌという）を算出する。
【００２６】
ここで、演算制御回路１７は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等のワンチップマイクロコントローラ等によって構成されている。そして、当該演算制御回路１７は、カメラ１の操作者によって操作される図示しない操作部材に連動して切り換えられる操作スイッチ２０からの信号に基づいて、各種の制御処理を実行する。また、上述した被写体距離Ｌを算出する演算処理やレンズ駆動部１８の駆動制御や、撮像素子１２により生成される画像信号の信号処理、及び画像データを記録媒体部１５に記録する際の記録制御等も行う。
【００２７】
また、被写体１１０を含む所望の撮影環境が暗い場合等に、演算制御回路１７は、ストロボ制御部２２を制御してストロボ部２１から補助照明光を発光させる制御を行う。本第１の実施形態では、露出時においてストロボ部２１を発光させる（以後、本発光と称する）前に、微小な光量でストロボ部２１を発光させて（以後、予備発光と称する）、そのときに得られた結果に基づいて本発光時のストロボ発光量を決定する。
【００２８】
更に、カメラ１は測距部２３を有しており、上記した撮影光学系１１とは異なる光学系を介して入射した被写体像に基づいて、カメラ１から被写体１１０までの距離Ｌを求めることができる。即ち、この測距部２３は、１対の受光レンズ２４ａ，２４ｂと、１対のセンサアレイ２５ａ，２５ｂと、積分回路２６と、定常光成分除去回路２７と、ＡＤ変換部２８とから構成されている。
【００２９】
１対の受光レンズ２４ａ，２４ｂを介して入射した被写体像は、センサアレイ２５ａ，２５ｂに結像する。１対のセンサアレイ２５ａ，２５ｂは、結像した被写体像をその明るさに応じた光電流に変換して積分回路２６に出力する。積分回路２６は、１対のセンサアレイ２５ａ，２５ｂから出力された光電流をそれぞれ積分する。
【００３０】
ＡＤ変換部２８は、入力された積分値をデジタル化して演算制御回路１７に出力する。演算制御回路１７は、ＡＤ変換部２８から入力された信号により被写体１１０の像信号を検出することができる。
【００３１】
その後、演算制御回路１７は、それぞれの像信号がセンサアレイ２５ａ，２５ｂのどの位置で検出されたかを比較する。そして、像信号の検出位置の相対位置差ｘ、レンズ視差Ｂ、及び焦点距離ｆから、三角測距の原理、即ち、
Ｌ＝Ｂｆ／ｘ
に基づいて被写体距離Ｌを算出する。
【００３２】
ここで、センサアレイ２５ａ，２５ｂと積分回路２６との間には、定常光成分除去回路２７が設けられている。この定常光成分除去回路２７は、センサアレイ２５ａ，２５ｂから入力される光電流のうち、背景光等の定常的に発生する定常光成分の光電流とストロボ部２１からストロボ光を照射した時に被写体１１０から反射される反射信号光成分の光電流とを分離して、定常光成分を除去する。第１の実施形態では、このような定常光成分除去回路２７の動作のＯＮ／ＯＦＦの切り換えを演算制御回路１７によって制御する。
【００３３】
この切り換え制御及び定常光成分除去回路の動作を、図２を参照して更に詳しく説明する。図２は、積分回路２６及び定常光成分除去回路２７の内部の詳細な構成を示す電気回路図である。なお、図２ではセンサアレイ２５ａ，２５ｂに含まれる１個のセンサ２５について説明する。なお、このセンサ２５は、例えばフォトダイオード等の光検出素子で構成されている。
【００３４】
また、図２では図示を省略しているが、測距部２３は演算制御回路１７に接続されており、演算制御回路１７によって積分回路２６及び定常光成分除去回路２７のスイッチ１６１、１６２、１６５、及び１６６のＯＮ／ＯＦＦが制御される。
【００３５】
即ち、演算制御回路１７が、ＨＯＬＤ２をＨレベルにしてスイッチ１６５をＯＮ（スイッチ１６５閉）すると、センサ２５から出力される光電流のうち、定常的に出力される成分ＩＰは、増幅器１５２側に流れずに、トランジスタ１５０を介してＧＮＤに流れる。そして、時間的に変動する信号成分ｉＰのみが増幅器１５２を介して増幅用のトランジスタ１５３のベースに流れる。この結果、トランジスタ１５４、１５５、及び１５６で構成されるカレントミラー回路を介して、増幅された電流がダイオード１６０及び積分回路２６に流れる。
【００３６】
ここで、ダイオード１６０の電位は、ホールドアンプ１５７によってダイオード１５９の電位と比較されている。即ち、ホールドアンプ１５７は、スイッチ１６６がＯＮされている間は、定電流源１５８からダイオード１５９に流れる電流Ｉ０よりもカレントミラー回路からダイオード１６０に流れる電流が大きくならないようにトランジスタ１５０のベース電圧が制御される。
【００３７】
このような作用によって、トランジスタ１５３によって増幅された結果の電流は、センサ２５に入射する光の光量にかかわらず一定のＩ０となる。したがって、電流源１６１でトランジスタ１５６のコレクタ電流のうち、Ｉ０を引き抜くと、積分回路２６に入力される電流は０となる。
【００３８】
ここで、図３に示すように、演算制御回路１７によってストロボ制御部２２を制御して、ストロボ部２１から微小光量のストロボ光を被写体１１０に投光する。また、この予備発光と同時にＨＯＬＤ１をＬレベルにしてスイッチ１６６をＯＦＦ（スイッチ１６６開）すると、センサ２５から出力される光電流は、ストロボ光の分だけ増加するが、トランジスタ１５０を介してＧＮＤに流れる電流ＩＰは変化しない。このため、ストロボ光による増加分のみの光電流が、トランジスタ１５３で増幅された後、カレントミラー回路を介して積分回路２６に流れる。
【００３９】
ここで、積分回路内のスイッチ１６２をＯＮ（スイッチ１６２閉）しておくと、積分コンデンサ１６３において積分動作が行われる。その結果、積分回路２６の出力電圧ＶＩＮＴは、センサ２５に入射した反射信号光の光量に依存してＶＩＮＴ１の変化を生じる。このＶＩＮＴ１は、ストロボ光発光時にセンサ２５に入射した反射信号光の光量が多ければ大きく、反射信号光の光量が少なければ小さくなる。このＶＩＮＴ１をＡＤ変換部２８によりデジタル化して読み込むことにより、ストロボ発光時に被写体から反射される反射信号光の光量を演算制御回路１７で検出することができる。
【００４０】
以上説明した定常光成分除去回路２７の作用によって、積分回路２６の出力電圧ＶＩＮＴ１においては、被写体の明るさ等に基づいて検出される定常光成分が除去されて、ストロボ光発光時の反射信号光成分のみが抽出されることになる。
【００４１】
一方、定常光成分除去回路２７の動作をＯＦＦして定常光成分も含めて光量を検出する場合には、図４に示すように、ＨＯＬＤ２をＬレベルにしてスイッチ１６５をＯＦＦすればよい。この場合には、センサ２５に入射した光の光量に応じて出力された光電流は、全て増幅器１５２やトランジスタ１５３からなる増幅回路に流れる。その後、この光電流は、増幅回路で増幅された後、カレントミラー回路を介して積分回路２６に入力される。この結果、積分回路２６の出力は、図４のようにＶＩＮＴ２のようになる。
【００４２】
このように、センサ２５と積分回路２６との間に定常光成分除去回路２７を設けておけば、反射信号光成分と定常光成分とを分離し、反射信号光成分を増幅した後に積分を行うので高い信号検出能力が得られる。例えば、定常光が信号光の１０００倍もあるような状況では、単にセンサアレイに入射した光をＡＤ変換しただけでは、ＡＤ変換の誤差や、ノイズ成分により信号成分が埋もれてしまったりして、精度が著しく低下する。しかし、定常光成分を分離してから増幅することで、ＡＤ変換時の信号量を大きくすることができると共に、積分の効果により、時間的にランダムなノイズは平滑化されるので正しい検出がしやすくなる。
【００４３】
ここで、定常光成分除去回路を、センサアレイの各センサに組みこむことで、画素毎に反射信号光量を検出することもできる。また、この機能をオートフォーカスに利用すれば、例えば逆光時などにおいても、ストロボ光による被写体１１０からの反射信号光の光分布によって正確な距離測定が可能となる。
【００４４】
更に、ストロボ調光制御時では、明るいシーンで定常光が多くとも、また、被写体が遠くて反射信号光量が小さくとも、正しい反射信号光検出ができ、正確な露出制御に応用することができる。
【００４５】
このような、定常光成分除去機能付きのセンサアレイを有するカメラのストロボ調光時の重要機能のみを図示すると図５のようになる。
【００４６】
即ち、ストロボ部２１の光を被写体１１０に投光すると、被写体１１０からの反射信号光は、撮影光学系１１を介して撮像素子１２に入射すると共に１対の受光レンズ２４ａ，２４ｂを介してセンサアレイ２５ａ，２５ｂに入射する。撮像素子１２の各画素の出力は、画像信号処理部１４内の画素出力検出部１４ａを介して演算制御回路１７に入力される。一方、センサアレイ２５ａ，２５ｂの各画素の出力は、定常光成分除去／積分部５４ａで定常光成分が除去された後、積分されて演算制御回路１７に入力される。
【００４７】
ここで、撮像素子又はセンサアレイを用いたストロボ制御の特徴について説明する。
撮像素子１２には定常光成分除去機能はないが、図６の符号１１１で示したように画面全域の光の分布を検出できるので、ストロボ発光量の決定時における誤差が小さい。一方、センサアレイ２５ａ，２５ｂは、図６の符号１１２で示すような限定された領域しか検出できないが定常光成分除去機能があるので、上述したような高い信号検出能力を得ることができる。なお、定常光成分除去機能を撮像素子１２につける場合、撮像素子１２は画素数が多いので規模が大型化してしまい、コストアップの大きな要因となる。
【００４８】
図７（ａ）に、ストロボ発光時の撮像素子１２の出力、即ち像信号の分布図を示す。図７（ａ）において、横軸は撮像素子の画素位置を示し、縦軸は像信号の大きさを示す。即ち、明るいシーンでは、ストロボ光の光量が定常光の光量に比べて微小なものとなり、ストロボ発光の有無による像信号の変化を検出することが困難である。
【００４９】
一方、図７（ｂ）に、ストロボ発光時のセンサアレイの出力の分布図を示す。図７（ｂ）において、横軸はセンサアレイの画素位置を示し、縦軸は像信号の大きさを示す。即ち、定常光成分除去機能付きのセンサアレイを用いれば、図７（ｂ）のように、ストロボ光による被写体１１０からの反射信号光成分のみを検出することができる。
【００５０】
本第１の実施形態では、撮像素子の出力を用いたストロボ制御とセンサアレイの出力を用いたストロボ制御を撮影シーンに応じて使い分けることで、適切なストロボ制御を行う。このような制御のフローチャート例を図８に示す。
まず、演算制御回路１７は、ストロボ予備発光前に、撮像素子１２の出力ＩＭ１を取得する（ステップＳ１）。撮像素子１２の出力を取り込んだ後、演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させた後（ステップＳ２）、センサアレイ２５ａ，２５ｂから出力された光電流から定常光成分による光電流を除去して積分を行う（ステップＳ３）。積分終了後、ストロボ部２１の発光を終了し（ステップＳ４）、このときの撮像素子１２の出力ＩＭ２を取得する（ステップＳ５）。同時に積分結果ＶＩＮＴ１を取得する（ステップＳ６）。
【００５１】
次にステップＳ１とステップＳ５において取り込んだ撮像素子１２の出力の差分を取る（ステップＳ７）。ここで、ステップＳ１とステップＳ５において取得した撮像素子１２の出力の撮影条件は、ストロボ発光の有無以外は全て同じ条件であるので、ステップＳ５で取り込んだ撮像素子１２の出力ＩＭ２とステップＳ１で取り込んだ撮像素子１２の出力ＩＭ１との差分であるΔＩＭは、図７（ａ）に示すように、ストロボ光によって増加した光量を表すものとなる。演算制御回路１７は、以上のようにして得られた数値を利用して、ストロボ部２１の本発光時の発光量を決定する。
【００５２】
即ち、演算制御回路１７は、撮像素子１２の出力ＩＭ１が所定輝度ＩＭ０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ８）。この判定において、ストロボ発光なしでも撮像素子１２の出力ＩＭ１が充分に大きいと判定した場合には、被写体が高輝度である。この場合には、定常光成分除去機能を持たない撮像素子１２の出力からストロボ光によって増加した光量を検出するのは困難であるとして、ステップＳ９に分岐する。そして、演算制御回路１７は、ステップＳ７で演算した差分ΔＩＭが所定量ΔＩＭ１よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ９）。このステップＳ９の判定において、差分ΔＩＭが所定量ΔＩＭ１以下であると判定した場合には、定常光成分除去積分の結果ＶＩＮＴ１が所定量Ｖ０よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０の判定において、ＶＩＮＴ１が所定量Ｖ０よりも小さいと判定した場合には、反射信号光が十分検出できない程、被写体が遠くに存在しているとして、ストロボ部２１の発光量を予め決定された所定光量に決定する（ステップＳ１１）。
【００５３】
また、ステップＳ１０の判定においてＶＩＮＴ１が所定量Ｖ０以上であると判定した場合には、ＶＩＮＴ１よりストロボ部２１の発光量を決定する（ステップＳ１２）。
【００５４】
また、ステップＳ８においてＩＭ１が所定輝度ＩＭ０以下であると判定した場合又はステップＳ９において差分ΔＩＭが所定量ΔＩＭ１よりも大きいと判定した場合に、演算制御回路１７は、定常的な光（例えば、背景の光）が少なく、定常光除去機能を用いなくともストロボ光による反射信号光が十分検出できるとして、差分ΔＩＭよりストロボ部２１の発光量を決定する（ステップＳ１３）。
【００５５】
以上のようにして、ストロボ発光量が決定された後は、この発光量に基づいてストロボ部２１を本発光させて露出を行う（ステップＳ１４）。
【００５６】
次に図９、図１０（ａ）、及び図１０（ｂ）を参照して、このようなストロボ部の使用による露出制御の概念について説明する。ここで、これらの図における横軸は露出時間を示し、縦軸は露出量を示している。
【００５７】
即ち、図９に示すように、被写体が暗い状態でストロボなしの露出を行うと、手ブレが起こる時間ｔＥまでの間に適正露出量ＩＭ４を得ることができずＩＭ４−ＩＭ３だけの露出不足が起こる。
【００５８】
このような露出不足を補うのがストロボ部２１である。ストロボ部２１の発光量を決定するには、まず、ｔ１の微小時間にストロボなしで露出を行い、そのときの露出量（撮像素子１２の出力）ＩＭ１を検出し、次にストロボ部２１を予備発光させてｔ１の微小時間に露出を行い、そのときの露出量ＩＭ２を検出する。その後、これらの露出量の差分を計算することによって、実際の露出時に、どれくらいの光量でストロボ部２１を発光させれば、図１０（ａ）のように手ブレ時間内で適正露出量を得ることができるのかを予測できる。
【００５９】
このような演算は、演算制御回路１７において行われる。演算制御回路１７は、ストロボ発光量をストロボ部２１の発光時間ｔＳＴとして求める。ここで、この発光時間ｔＳＴは、
【数１】
【００６０】
なお、ここでは、主に撮像素子１２の出力からストロボ発光時間を求める方法を説明したが、定常光成分除去積分によって得られた積分値ＶＩＮＴ１は、（式２）又は（式３）のＩＭ２−ＩＭ１に対応するものである。したがって、ＶＩＮＴ１とこのＶＩＮＴ１をＩＭ２−ＩＭ１に変換するための変換係数Ｋを用いた
【数２】
【００６１】
また、単に露出の不足分を補うだけでなく、図１０（ｂ）に示すような、露出時においてストロボ光が被写体からの反射信号光に寄与する割合（以下、寄与率と称する）を考慮して露出を行うようにしてもよい。即ち、この場合には、ストロボの寄与率を変化させることによって、背景と主要被写体である人物との明るさのバランスを調整することができる。
【００６２】
一般にストロボ光は風景などの背景には届かないので、ストロボ寄与率を上げて、露出時間を短くすると、背景はアンダーとなっていく。逆にストロボ寄与率を低くすると、背景に対して人物が相対的に暗くなっていく。これらのことから、状況に応じてストロボの寄与率を切り換えて露出制御を行うことが好ましい。例えば、背景が空の場合などは、露出を多少アンダーにした方が空の青みが増し、また背景が雪景色などの場合では、露出をオーバーにしないと雪の白さが正しく撮影されない。
【００６３】
以上説明したことを考慮した場合、図１１のようなフローチャートに従ってストロボの寄与率を切り換え可能としてもよい。
【００６４】
このフローチャートにおいて、演算制御回路１７は、背景の色検出を行い（ステップＳ２１）、この検出した背景の色のバランスを判定する。即ち、演算制御回路１７は、背景と主要被写体との色バランスの差が大きいか否かを判定して（ステップＳ２２）、色バランスの差が大きいと判定した場合、例えば画面周辺部の背景部分の色を検出したときに、撮像素子１２のＲＧＢ出力のバランスが偏っている時には、空や雪景色などの特徴的な色が正しく再現されるようにストロボの寄与率を大きくして（ステップＳ２３）、露出時間を短くする。一方、色バランスの差が小さいと判定した場合には、ストロボの寄与率を小さくする（ステップＳ２４）。ここで、ストロボの寄与率の切り換えは、（式１）において、手ブレが起こるまでの時間（即ち、露出を終了させる時間）ｔＥを切り換えるようにすればよい。
【００６５】
このように、ストロボ光と背景の光とのバランスを考慮した露出演算によってストロボ発光時間を制御すれば、色再現性の高いストロボ調光機能付きカメラを提供することが可能である。また、敏感な定常光除去積分回路を利用すれば、予備発光時のストロボ発光量を微弱にでき、眩しさのない省エネ効果にすぐれた予備発光方式にすることができる。
【００６６】
以上説明したように、本第１の実施形態によれば、定常光除去積分回路の出力と撮像素子の出力とを適宜利用して、最適なストロボ調光が可能となる。
【００６７】
特に逆光シーンなどでは、背景が明るく、正確にストロボの反射信号光を検出できないので、正しい露出制御が困難である。しかし、この第１の実施形態によれば、逆光シーンや被写体が遠い場合に、検出できる反射信号光が小さくなったとしても正確なストロボ発光制御を行うことができ、適正な露出の写真が撮影可能である。
【００６８】
［第２の実施形態］
図１２は、本発明の第２の実施形態のカメラにおける電気回路のブロック構成図である。なお、本カメラの一部の構成は、上述した第１の実施形態のカメラと同様である。したがって、同様の構成部材については同じ符号を附してその詳細な説明は省略する。この第２の実施形態は、ＴＴＬ（Ｔｒｏｕｇｈ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）ダイレクト調光方式を用いた例である。
【００６９】
即ち、本第２の実施形態のカメラ１は、上記した第１の実施形態の構成に加えて、可動ミラー３０と、ファインダ光学系（スクリーン３１、ペンタゴナルダハプリズム（以下ペンタプリズムと略記する）３２、接眼レンズ３３等で構成される）と、ファインダ内測光センサ３４と、測光部３５と、サブミラー３６と、フィールドレンズ３７と、光路屈曲鏡３８と、再結像レンズ３９と、センサアレイ４０と、シャッタ幕４１と、測光光学系４２と、ボディ内測光センサ４３と、調光部４４とを含む。
ここで、ファインダ内測光センサ３４は特許請求の範囲に記載の第１の測光部に対応し、ボディ内測光センサ４３は特許請求の範囲に記載の第２の測光部に対応する。
【００７０】
可動ミラー３０は、シャッタ幕４１と撮影光学系１１との間の空間において、撮影光学系１１を構成するレンズの中心軸上から退避する位置（以下、退避位置３０ａと称する）とレンズ中心軸上に配置される位置（以下、通常位置３０ｂと称する）との間で回動自在に構成されている。ここで、当該可動ミラー３０が通常位置３０ｂに配置されたときには、撮影光学系１１のレンズ中心軸に対して角度略４５度だけ傾いた状態で固定される。この状態において、可動ミラー３０の反射面は、ファインダ光学系の側を向くように設定されている。
【００７１】
即ち、可動ミラー３０が通常位置３０ｂにある場合、撮影光学系１１を介して入射した光束は、可動ミラー３０で反射されてファインダ光学系に導かれる。ファインダ光学系では、入射した光束をスクリーン３１において光学像として結像させると共に結像された像をペンタプリズム３２に導く。ペンタプリズム３２は、スクリーン３１を透過した像を接眼レンズ３３方向（即ち、カメラ１の後方）へと導くと同時に、像の左右を反転させる。接眼レンズ３３は入射してきた像を拡大する。これにより、撮影者１１１は、被写体を観察することができる。
【００７２】
更に、ペンタプリズム３２の近傍には、ファインダ内測光センサ３４が設けられている。このファインダ内測光センサ３４は、ペンタプリズム３２に入射した光束の一部を受光して所定の電気信号を測光部３５に出力する。ここで、ファインダ内測光センサ３４は、図１３に示すように撮影画面内の所定の受光領域において測光動作を行い得るように形成されている。即ち、ファインダ内測光センサ３４は、略中央部近傍の所定の領域を測光する受光部３４ａと、略周縁部近傍の所定の領域を測光する受光部３４ｂとからなり、例えば逆光状態の検出も可能に構成されている。
【００７３】
測光部３５は、ファインダ内測光センサ３４から入力された電気信号に基づいて測光動作を行い、被写体の明るさを検出する。この測光部３５の検出結果に基づいて、演算制御回路１７は、ストロボ制御部２２を制御する。
【００７４】
また、可動ミラー３０の一部の領域、例えば略中央部近傍の領域は、撮影光学系１１からの光束の一部を透過させ得るように半透過鏡によって構成されている。そして、この半透過鏡で構成される領域に対向する部位には、サブミラー３６が配設されている。
【００７５】
即ち、サブミラー３６は、可動ミラー３０の背面側、即ち撮像素子１２に対向する側の面に対して、その一端部が所定方向に回動自在となるように軸支されており、これにより、サブミラー３６の反射面は、上述した可動ミラー３０の半透過鏡の領域に対向するよう配置される。即ち、サブミラー３６は、可動ミラー３０が通常位置３０ｂに配置されたときに、可動ミラー３０に対して図１２に示すような所定の角度をなすように配置されている。また、サブミラー３６は、可動ミラー３０が退避位置３０ａに配置されたときには、可動ミラー３０に対して略平行となる所定の位置に配置される。これにより、可動ミラー３０が退避位置３０ａに移動すると同時にサブミラー３６も撮影光学系１１の光路上から退避する。
【００７６】
即ち、可動ミラー３０及びサブミラー３６が通常位置にあるときには、撮影光学系１１を透過した入射光束の一部は、可動ミラー３０の半透過鏡領域を透過した後、サブミラー３６によって反射される。この反射された光束は、フィールドレンズ３７を透過し、更に光路屈曲鏡３８によってその光路が所定の方向へと折り曲げられた後、再結像レンズ３９を透過して、センサアレイ４０の受光面上に１対の被写体像を結像させる。センサアレイ４０は、受光した被写体像を電気信号に変換して演算制御回路１７に出力する。これを受けて演算制御回路１７は、所定の合焦処理を行う。
【００７７】
ここで、この合焦処理は、一般的に適用されているＴＴＬ位相差検出方式でよい。このＴＴＬ位相差検出方式について簡単に説明する。この方式において、演算制御回路１７は、レンズ駆動部１８を制御して撮影光学系１１をレンズ光軸方向に移動させながら、センサアレイ４０の出力を監視し、そして、センサアレイ４０から出力される一対の被写体像が所定の位置関係になったときに合焦状態であると判定して、その時点で撮影光学系１１の駆動を停止させる。
【００７８】
また、撮像素子１２の受光面側の近傍には、上述したようにシャッタ幕４１が配設されている。即ち、撮像素子１２は、当該シャッタ幕４１が開状態となっている期間のみ撮影光学系１１からの光束を受光し得るように構成されている。ここで、シャッタ幕自体の構成は、従来の一眼レフレックス方式のカメラにおいて一般的に利用されているものが適用されている。このシャッタ幕４１の構成について、図１４の概略図を用いて簡単に説明する。
【００７９】
図１４に示すようにシャッタ幕４１は、先幕４１ａ及び後幕４１ｂの二つの幕部材によって構成されている。通常状態においては先幕４１ａが撮像素子１２の受光面の前面に配置され、当該撮像素子１２の受光面は遮蔽された状態にある。
【００８０】
ここで、露出動作が実行されると、まず可動ミラー３０及びサブミラー３６が所定の退避位置３０ａに移動する。この状態で先幕４１ａが矢印Ｙ１方向に動き出す。続いて所定の時間を置いてから後幕４１ｂがＹ２方向（Ｙ１と同じ方向である）に動き出す。したがって、先幕４１ａと後幕４１ｂとの間には所定の隙間が生じることになる。この隙間寸法を調節する、即ち先幕４１ａ及び後幕４１ｂの動き出す時間を調節することにより撮像素子１２への露出時間（即ちシャッタ速度）を調節することができる。
【００８１】
また、先幕４１ａの表面には、この先幕４１ａの表面で反射する光束が標準反射率となるように所定のパターンが形成されている。即ち、先幕４１ａの表面で反射された光束は、測光光学系４２を介してボディ内測光センサ４３で受光される。ボディ内測光センサ４３は、この入射された光束を電気信号に変換して調光部４４に出力する。
【００８２】
ここで、ボディ内測光センサ４３は、図１５に示すように、その受光面全域を三つに分割した形態の三つの測光領域４３ａ、４３ｂ、及び４３ｃを有して構成されている。例えば、図１６に示すような構図枠（撮影画面１２１）を設定し、予備発光方式の調光制御を用いて撮影を行う場合においては、図１５に示すボディ内測光センサ４３の測光領域４３ｃのみを用いて測光を行う。これは、例えば、図１６に例示する構図のように太陽等の高輝度被写体が撮影画面１２１内に含まれているときに、その高輝度被写体を含めて測光を行うと測光値に誤差が生じてしまうのを避けるための措置である。
【００８３】
調光部４４は、ボディ内測光センサ４３から出力された電気信号に基づいて、被写体１１０からの入射光量の測定及び所定の調光制御を行う。
【００８４】
ここで、従来の一般的なカメラにおけるＴＴＬ調光方式の調光制御では、例えば露出動作中にフイルム表面からの反射光束を受光するようにしているものもある。しかし、撮像素子１２の表面は、一般的に光の反射に正反射成分が多くなるので、本第２の実施形態のカメラ１においては、入射した光束を標準反射率で拡散反射させる先幕４１ａの表面からの反射光束により測光を行う。
【００８５】
このような構成を有するカメラ１に本発明を適用する。即ち、（式４）の関係によれば、適正露出量ＩＭ４に対してストロボ光以外で露出される量を予測するための光量検出量（撮像素子１２の出力）ＩＭ１と、ストロボ光が被写体からどれだけ反射してくるのかを示す値（積分結果）ＶＩＮＴ１とを別々に検出して計算してよいということがわかる。
【００８６】
そこで、本第２の実施形態では、撮像素子１２に入射する光の光量を正確に測定するために、標準反射率の先幕４１ａで反射された光束の光量ＩＭ１をボディ内測光センサ４３で検出する。これにより、取り付けられた撮影光学系に依存しない高精度の露出制御を行うことができる。
【００８７】
また、露出におけるストロボ光の効果は、適宜、定常光成分除去積分機能付きの測光手段の出力を併用して予測する。これにより良好なストロボ撮影を行うことが可能である。ここで、測光手段の機能である定常光成分除去積分機能は、カメラ１のボディ内測光センサ４３に持たせるようにしてもよいが、上述したように、積分結果ＶＩＮＴ１を検出するのはボディ内測光センサ４３でなくともよい。そこで、本第２の実施形態では、定常光除去積分機能をファインダ内測光センサ３４に持たせる。即ち、本第２の実施形態では、上記した第１の実施形態における撮像素子１２を用いた測光をボディ内測光センサ４３により行い、センサアレイ２５ａ，２５ｂを用いた測光をファインダ内測光センサ３４により行う。
【００８８】
このような場合には、例えば、図１３に示す受光部３４ａに設けられたセンサに定常光除去機能を持たせ、ここに入射する反射光を検出できるようにしておけば、撮影時に、この受光部３４ａに主要被写体を入れるようにストロボ予備発光及び露出を行うことで、ストロボ光がその受光部３４ａにおいてどれだけ寄与できるのかを予測することが可能である。なお、定常光成分除去積分機能は、ファインダ内センサ３４でなく、第１の実施形態と同様にセンサアレイ４０に持たせてもよい。
【００８９】
図１７に第２の実施形態におけるストロボ撮影時のタイミングチャートを示し、図１８にこのストロボ撮影時の制御手順について示すフローチャートを示す。
【００９０】
即ち、演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させた後、ファインダ内測光センサ３４で測光を行い、積分結果ＶＩＮＴ１を取得する（ステップＳ３１）。このときは、可動ミラー３０を通常位置３０ｂに位置させておく。次に、可動ミラー３０を退避位置３０ａに退避させた後（ステップＳ３２）、ストロボを発光せずにボディ内測光センサ４３で測光を行い、そのときの露出量ＩＭ１を取得する（ステップＳ３３）。次に演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させて、ボディ内測光センサ４３で測光を行い、そのときの露出量ＩＭ２を取得する（ステップＳ３４）。ここで、図１５で示したような３分割センサの場合には、ストロボ発光前後で最も光量差の大きかったセンサからの出力を露出量ＩＭ１及びＩＭ２として採用する。ここで、シャッタ幕４１は標準反射率なので、ここから反射する光の量から所定シャッタ速度時（ｔＥ）の露出量を予測することができる。
【００９１】
即ち、演算制御回路１７は、露出量ＩＭ１とＩＭ２を比較して両者の差が少ないか否かを判定する（ステップＳ３５）。この判定において両者の差が少ないと判定した場合には、撮影シーンが明るく、ストロボ光による反射信号成分のみを抽出するのは、困難であるとして、ファインダ内測光センサ３４で検出した積分結果ＶＩＮＴ１と（式４）を用いてストロボ発光量（即ち、発光時間ｔＳＴ）を決定する（ステップＳ３６）。
【００９２】
一方、ステップＳ３５の判定において、ＩＭ１とＩＭ２との差が大きいと判定した場合には、ＩＭ１及びＩＭ２と（式３）を用いて発光時間ｔＳＴを決定する（ステップＳ３７）。
【００９３】
ストロボ部２１の発光時間ｔＳＴを決定した後、演算制御回路１７は、シャッタ幕４１を開いて（ステップＳ３８）、露出を開始する。そして、演算制御回路１７は、シャッタ幕４１が全開した所でストロボ部２１を発光させ（ステップＳ３９）。所定時間ｔＥ経過後にシャッタ幕４１を閉じて（ステップＳ４０）、撮像素子１２に入る被写体からの光を遮断して露出制御を終了する。
【００９４】
以上説明したように、本第２の実施形態によれば、レンズ交換式の一眼レフカメラにおいても所謂ＴＴＬ方式で調光するので、使用するレンズにかかわらず正しい露出制御が可能となる。
【００９５】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、撮像素子で表示された画像を電子モニタ（例えば、ＬＣＤモニタ）にリアルタイムで表示する機能を持つカメラに本発明を適用した例である。以後、上記の機能を「スルー画像表示機能」と称し、このときに電子モニタ上に表示される画像を「スルー画像」と称する。
【００９６】
ここで、本第３の実施形態の構成は、上記した第２の実施形態の構成に電子モニタを搭載したものである。即ち、撮像素子１２で撮像された画像信号は、画像信号処理部１４において画像処理され、電子モニタ上にリアルタイムで表示される。なお、この電子モニタについては、公知のものを用いればよいので、その詳細な説明を省略する。また、この第３の実施形態においては、定常光除去積分機能をファインダ内測光センサではなくボディ内測光センサに設けることにする。
【００９７】
図１９及び図２０は、シャッタ幕４１の制御時における状態変化を示す図である。ここで、図１９（ａ）〜（ｄ）はファインダ光学系を利用して被写体を観察可能な観察モードにおけるシャッタ幕４１の状態を示し、図２０（ａ）〜（ｃ）は電子モニタを利用して被写体を観察可能な観察モードにおけるシャッタ幕４１の状態を示す。
【００９８】
図１９（ａ）の状態では、ファインダ光学系を介して接眼レンズ３３から被写体の状態を観察することができる。撮影者が接眼レンズ３３を覗きつつ撮影構図を決定し、図示しないレリーズボタンを操作すると、図１９（ｂ）に示すように可動ミラー３０が撮影光学系１１の撮影光路上から退避すると共に先幕４１ａが移動して、露出が開始され、撮像素子１２に光が入射する。露出終了後は、図１９（ｃ）に示すように後幕４１ｂが移動して撮像素子１２が遮光される。このとき、撮像素子１２から画像信号の読み出しが行われる。最後に、図１９（ｄ）に示すように先幕４１ａ及び後幕４１ｂが元の位置に戻る。
【００９９】
一方、電子モニタ上にスルー画像表示を行う場合には、常にシャッタ幕４１を開いて撮像素子１２を動作させる。即ち、図２０（ａ）のようにして可動ミラー３０がレンズ中心軸上から退避すると共に先幕４１ａが移動して撮像素子１２に被写体の像が導かれ、その結果が電子モニタ４５上に表示される。露出終了時には、後幕４１ｂが移動して図１９（ｂ）の状態になる。
【０１００】
なお、露出時には、シャッタ速度による露出のムラを防止するために、撮影光学系１１内部の図示しない絞りを絞って閃光ストロボのみで露出を行うようにしてもよい。また、このような露出制御が行えない場合には、図２０（ｂ）や図２０（ｃ）に示すように、一旦シャッタ幕４１を閉じた後、図１９（ｂ）〜図１９（ｄ）を参照して説明した露出制御を行えばよい。このような手法によれば、ムラがない正確な露出制御を行うことが可能であるが、開いた状態のシャッタ幕４１を一旦閉じる必要があるので、レリーズタイムラグに影響してしまうという副作用もある。
【０１０１】
そこで、本第３の実施形態では、これらの露出制御を適切に切り換えて使用する。このような制御の例を図２１のフローチャートに示す。
まず、演算制御回路１７は、スルー画像表示を行うために、可動ミラー３０を退避させた後（ステップＳ５１）、先幕４１ａを移動させて（ステップＳ５２）、撮像素子１２に被写体の像を入射させ、撮像素子１２から出力される結果を電子モニタ４５上に表示させる（ステップＳ５３）。
【０１０２】
この状態で、演算制御回路１７は、撮影者による撮影開始の指示がなされたか否かを判定する（ステップＳ５４）。この判定において撮影者による撮影開始の指示がなされていないと判定した場合には、ステップＳ５３に戻る。一方、ステップＳ５４の判定において、撮影者による撮影開始の指示がなされたと判定した場合には、ストロボ部２１の光のみで露出が可能であるか否かを判定する（ステップＳ５５）。この判定は、撮像素子１２で取得された画像から被写体の明るさ等を判定することにより行う。
【０１０３】
ステップＳ５５の判定において、ストロボ光のみで露出が可能であると判定した場合、例えば背景が暗く被写体が遠くに存在しないような場合には、後幕４１ｂが閉じ始めてから閉じ終わるまでの時間差による画面内の露出のムラを無視することができる。
【０１０４】
次に、演算制御回路１７は、ストロボ光量を決定する。ここで、スルー画表示時には、可動ミラーが退避しているので、上記した第１の実施形態で説明したように撮像素子１２の出力からストロボ発光量を決定する。即ち、演算制御回路１７は、ストロボ部２１を予備発光させて、撮像素子１２の出力からストロボ光の有無による撮像素子出力の差分ΔＩＭを求め、このΔＩＭに基づいてストロボ発光量を決定する（ステップＳ５６）。
【０１０５】
ストロボ発光量を決定した後、演算制御回路１７は、求めたストロボ発光量に応じてストロボ部２１を本発光させる（ステップＳ５７）。次に、後幕４１ｂを移動させて露出を終了させる（ステップＳ５８）。次に、電子モニタ４５上に撮影結果を表示させる（ステップＳ５９）。その後、先幕４１ａ及び後幕４１ｂを元の位置に戻して（ステップＳ６０）、このフローチャートの制御を終了する。
【０１０６】
また、ステップＳ５５の判定において、ストロボ光のみで露出が可能でないと判定した場合、演算制御回路１７は、撮像素子１２で取得された画像における被写体の明るさから、露出時にストロボ光が必要であるか否かを判定する（ステップＳ６１）。この判定において、ストロボ光が必要であると判定した場合に、演算制御回路１７は、先幕４１ａ及び後幕４１ｂを元の位置に戻した後（ステップＳ６２）、可動ミラー３０を通常位置に戻し（ステップＳ６３）、定常光除去機能を有するボディ内測光センサ４３の出力ＶＩＮＴからストロボ発光量を決定する（ステップＳ６４）。一方、ステップＳ６１の判定において、ストロボ光を用いた露出が必要でないと判定した場合に、演算制御回路１７は、先幕４１ａ及び後幕４１ｂを通常位置に戻す（ステップＳ６５）。
【０１０７】
次に、先幕４１ａを移動させて（ステップＳ６６）、露出を開始する。このとき、演算制御回路１７は、露出時にストロボ光が必要であるか否かを判定（ステップＳ６７）、必要であれば、ストロボ部２１を発光させる（ステップＳ６８）。以後は、ステップＳ５８に移行する。
【０１０８】
ここで、本第３の実施形態では、分割数の少ないボディ内測光センサ４３からの出力を利用してストロボ調光を行う場合と、これよりも分割数の多い撮像素子１２の出力を利用してストロボ調光を行う場合とがある。例えば、図２２（ａ）で示すようなシーンにおいて、ボディ内測光センサ４３を用いると図２２（ｂ）の斜線部で示す領域からの反射信号光に基づいてストロボ発光量が算出される。一方、同じシーンについて、撮像素子１２を用いた場合には、図２２（ｃ）の斜線部で示す領域からの反射信号光に基づいてストロボ発光量が算出される。
【０１０９】
一般的には、分割数の多い撮像素子１２を用いたほうが、より細かなストロボ調光制御を行うことが可能であるが、ストロボ予備発光による反射信号光は微弱であるので、被写体が遠くに存在する場合や明るいシーンなどの場合では反射信号光成分がノイズ成分に埋もれてしまい、ストロボ発光量の決定が行えなくなることがある。
【０１１０】
一方、分割数の少ないボディ内測光センサ４３では、大きな領域で光を受光することができるので、出力される光電流も大きなものとなり、被写体が遠くに存在する場合や明るいシーンなどの場合でも反射信号光成分がノイズ成分に埋もれてしまう可能性が少ない。
【０１１１】
このような考え方に基づいて使用するセンサを使い分けて、ストロボ発光量を決定するようにしても良い。図２３は、このような使い分け制御のフローチャートである。ここで、この図２３は、図２１のステップＳ５４の前に行われるものである。
【０１１２】
即ち、この制御においては、演算制御回路１７は、ストロボ部２１の予備発光を行い（ステップＳ７１）、この予備発光の結果、被写体からの反射信号光が撮像素子１２で検出可能であるか否かを判定する（ステップＳ７２）。このステップＳ７２の判定において、被写体からの反射信号光が撮像素子１２で検出可能でないと判定した場合には、再度ストロボ部２１の予備発光を行い、定常光除去機能のあるボディ内測光センサ４３の出力からストロボ発光量を決定する（ステップＳ７３）。なお、このステップＳ７３の動作を行う前にシャッタ幕４１の制御及び可動ミラー３０の制御を行うが、図では省略している。
【０１１３】
一方、ステップＳ７２の判定において、被写体からの反射信号光が撮像素子１２で検出可能であると判定した場合には、撮像素子１２の出力からストロボ発光量を決定する（ステップＳ７４）。
【０１１４】
以上説明したように、本第３の実施形態によれば、スルー画像表示を行うことが可能な一眼レフカメラのシャッタ制御を利用してストロボ光量制御を行うことで、レリーズタイムラグの問題も対策できる高精度のストロボ撮影が可能である。
【０１１５】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【０１１６】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【０１１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、撮影シーンの明るさにかかわらず、正確な光量でストロボを照射して露出補助ができるストロボ調光機能付きカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るストロボ調光機能付きカメラにおける電気回路構成を示すブロック構成図である。
【図２】定常光成分除去回路の電気回路図である。
【図３】定常光成分除去回路の動作時のタイミングチャートである。
【図４】定常光成分除去回路の非動作時のタイミングチャートである。
【図５】ストロボ調光に関る重要機能を抜き出して記したブロック図である。
【図６】撮像素子及びセンサアレイの検出範囲について説明するための図である。
【図７】図７（ａ）は撮像素子の画素位置に応じた像信号の分布図であり、図７（ｂ）はセンサアレイの画素位置に応じた像信号の分布図である。
【図８】本発明の第１の実施形態におけるストロボ撮影時の制御手順を示すフローチャートである。
【図９】ストロボ発光を行わない場合の露出時間に対する露出量を示したグラフである。
【図１０】図１０（ａ）はストロボ発光を行った場合の露出時間に対する露出量を示したグラフであり、図１０（ｂ）はストロボ寄与率について説明するためのグラフである。
【図１１】ストロボ寄与率の決定時の制御手順を示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係るストロボ調光機能付きカメラにおける電気回路構成を示すブロック構成図である。
【図１３】ファインダ内測光センサの構成について説明するための図である。
【図１４】シャッタ幕について説明するための図である。
【図１５】ボディ内測光センサの測光領域について説明するための図である。
【図１６】高輝度物体が存在するシーンの例を示す図である。
【図１７】本発明の第２の実施形態におけるストロボ撮影時のタイミングチャートである。
【図１８】本発明の第２の実施形態におけるストロボ撮影時の制御手順を示すフローチャートである。
【図１９】本発明の第３の実施形態においてスルー画表示モードを利用しない場合のシャッタ制御の概念を示す図である。
【図２０】本発明の第３の実施形態においてスルー画表示モードを利用した場合のシャッタ制御の概念を示す図である。
【図２１】本発明の第３の実施形態における撮影時の制御手順を示すフローチャートである。
【図２２】センサから得られる反射信号光について説明するための図である。
【図２３】センサを切り換えてストロボ光量を決定する制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】１…カメラ、１１…撮影光学系、１２…撮像素子、１３，２８…ＡＤ変換部、１４…画像信号処理部、１５…記録媒体部、１６…コントラスト検出部、１７…演算制御回路、１８…レンズ駆動部、１９…レンズ位置検出部、２０…操作スイッチ、２１…ストロボ部、２２…ストロボ制御部、２３…測距部、２４ａ，２４ｂ…受光レンズ、２５ａ，２５ｂ，４０…センサアレイ、２６…積分回路、２７…定常光成分除去回路、３０…可動ミラー、３１…スクリーン、３２…ペンタプリズム、３３…接眼レンズ、３４…ファインダ内測光センサ、３５…測光部、３６…サブミラー、３７…フィールドレンズ、３８…光路屈曲鏡、３９…再結像レンズ、４１…シャッタ幕、４２…測光光学系、４３…ボディ内測光センサ、４４…調光部、４５…電子モニタ
Claims (12)
- 撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、
上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、
上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、
上記第１及び第２の受光手段の何れか一方の出力結果に基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段と、
を具備することを特徴とするストロボ調光機能付きカメラ。 - 上記第１の受光手段は、撮影レンズを介して入射した上記反射信号光を受光することを特徴とする請求項１に記載のストロボ調光機能付きカメラ。
- 上記第２の受光手段は、撮影レンズとは異なる光学系を介して入射した上記反射信号光を受光することを特徴とする請求項１に記載のストロボ調光機能付きカメラ。
- 上記第２の受光手段は、当該第２の受光手段に受光した上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段を含むことを特徴とする請求項１又は３に記載のストロボ調光機能付きカメラ。
- 上記第１の受光手段は、被写体に関する画像信号を取得する撮像素子であることを特徴とする請求項１又は２に記載のストロボ調光機能付きカメラ。
- 上記第２の受光手段は、被写体までの距離に関する情報を検出するセンサアレイであることを特徴とする請求項１、請求項３、又は請求項４の何れか１つに記載のストロボ調光機能付きカメラ。
- 被写体の明るさを測定する測光手段を更に具備し、
上記光量制御手段は、上記測光手段の測光結果に応じて、上記第１又は第２の受光手段の出力結果、又は上記測光手段の出力結果の何れかに基づいて、撮影時のストロボ発光量を演算制御することを特徴とする請求項６記載のカメラ。 - 上記測光手段は、ファインダ内に設けられた第１の測光部及びカメラボディ内に設けられた第２の測光部の少なくとも一方の測光部により構成されることを特徴とする請求項７に記載のストロボ調光機能付きカメラ。
- 被写体にストロボ光を投光するストロボ部と、
ストロボ発光時の被写体からの反射信号光を受光する受光回路と、
上記反射信号光から定常光成分を検出する定常光成分検出回路と、
上記定常光成分検出回路の検出結果に基づいて上記受光回路が受光した反射信号から上記定常光成分を除去する定常光成分除去回路と、
上記定常光成分除去回路の出力に基づいてストロボ光が上記反射信号光に寄与する割合を演算する演算制御部と、
上記演算手段で演算した割合に基づいて、撮影時における上記ストロボ部のストロボ発光量を演算制御する光量制御部と、
を具備することを特徴とするストロボ調光機能付きカメラ。 - 撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、
上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、
上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、
上記第２の受光手段により受光された上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段と、
上記第１の受光手段の出力結果に応じて上記定常光分離手段を用いない場合の上記第２の受光手段の出力結果又は上記定常光除去分離手段を用いた場合の上記第２の受光手段の出力結果の何れかの結果を選択し、この選択した結果に基づいて撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段と、
を具備することを特徴とするストロボ調光機能付きカメラ。 - 光学的なファインダを介して被写体を観察することが可能な観察モードと電子モニタを介して被写体を観察することが可能な観察モードを有するストロボ調光機能付きカメラにおいて、
上記観察モードが何れのモードであるかに基づいてストロボ発光用のセンサを切り換えることを特徴とするストロボ調光機能付きカメラ。 - 光学的なファインダを介して被写体を観察することが可能な観察モードと電子モニタを介して被写体を観察することが可能な観察モードを有するストロボ調光機能付きカメラにおいて、
撮影に先立ってストロボ光を予備発光する発光手段と、
上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を受光する第１の受光手段と、
上記発光手段による予備発光時における被写体からの反射信号光を上記第１の受光手段と異なる光路で受光する第２の受光手段と、
上記第２の受光手段により受光された上記反射信号光と定常的に発生する定常光とを分離する定常光分離手段と、
上記観察モードが何れのモードであるかに基づいて上記第１の受光手段の出力結果と上記定常光除去分離手段の出力結果の何れかを選択し、この選択した結果に基づいて撮影時のストロボ発光量を演算制御する光量制御手段とを具備することを特徴とするストロボ調光機能付きカメラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003173363A JP2005010366A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | ストロボ調光機能付きカメラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003173363A JP2005010366A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | ストロボ調光機能付きカメラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005010366A true JP2005010366A (ja) | 2005-01-13 |
Family
ID=34097204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003173363A Withdrawn JP2005010366A (ja) | 2003-06-18 | 2003-06-18 | ストロボ調光機能付きカメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2005010366A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009150993A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Canon Inc | カメラシステム及びその制御方法 |
| US8134106B2 (en) | 2005-10-11 | 2012-03-13 | Rohm Co., Ltd. | Current detection circuit |
| JP2012078741A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置及び撮像方法 |
-
2003
- 2003-06-18 JP JP2003173363A patent/JP2005010366A/ja not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8134106B2 (en) | 2005-10-11 | 2012-03-13 | Rohm Co., Ltd. | Current detection circuit |
| JP2009150993A (ja) * | 2007-12-19 | 2009-07-09 | Canon Inc | カメラシステム及びその制御方法 |
| JP2012078741A (ja) * | 2010-10-06 | 2012-04-19 | Ricoh Co Ltd | 撮像装置及び撮像方法 |
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