JP2005115147A - ストロボ装置及びその制御方法、並びにカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】ストロボ発光光量が適正になるようなストロボ装置及びその制御方法並びにカメラを提供すること。
【解決手段】ストロボ手段（３０２）と、画面領域を複数に分割して被写体光を測光する測光手段（１１５）と、前記ストロボ手段による予備発光と予備発光後の本発光とを制御する制御手段（１５０、３０１，３５０：ストロボ制御手段では定常光量を補正するのは少し無理がありそうだったので制御手段としました）とを備え、前記制御手段は、前記測光手段により測光されたストロボ非発光時の光量である定常光量を撮影条件に基づいて補正する定常光量補正手段と、前記測光手段により測光された前記予備発光による測光値と、前記補正された定常光量とに基づいて前記本発光の発光量を設定する発光量設定手段とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カメラのストロボ装置の制御技術に関する。

ストロボ発光撮影で撮影時に適正発光を決定するために、本発光に先立っての予備発光をする方式がある。この方式では、予備発光による受光量を検出して、本発光の発光量が決定される。

この場合において、予備発光による受光光はストロボ光と背景光（本明細書においては「定常光」と称する）との合計になるので、定常光の影響を受ける。特に、画面の被写体の近傍に光源がある場合、例えば、被写体の頭の上に、太陽や蛍光灯が存在するような場合であるが、予備発光で実際より明るいと判断され、本発光の光量が必要光量より少なく算出されて、撮影した画像が露光アンダーになってしまうことがある。このように、輝度の高い光源が主要被写体の近傍に存在すると、予備発光の測光で定常光を高めに判断してしまい、本発光で適正よりも低い光量を発光して、撮影した画像が露光アンダーになってしまうことがある。

このような課題に対して、被写界類別手段を備えて、測光に悪影響を与える測光領域をあらかじめカットして測光するようにしたカメラが提案されている（特許文献１参照）。しかし、この特許文献に記載されているような画面内を細かく細分化して測光するような高価な測光センサを使用するとコストが高くなる。
特開平０１−２２７２２１号公報

本発明は、ストロボ発光光量が適正になるようなストロボ装置及びその制御方法並びにカメラを提供することを目的とする。

本発明の局面に係るストロボ装置は、ストロボ手段と、画面領域を複数に分割して被写体光を測光する測光手段と、前記ストロボ手段による予備発光と予備発光後の本発光とを制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記測光手段により測光されたストロボ非発光時の光量である定常光量を撮影条件に基づいて補正する定常光量補正手段と、前記測光手段により測光された前記予備発光による測光値と、前記補正された定常光量とに基づいて前記本発光の発光量を設定する発光量設定手段とを有することを特徴とする。なお、本発明は、ストロボ装置のみならず、このようなストロボ装置を制御する制御方法の発明や、本発明に係るストロボ装置を備えたカメラ、或いはカメラシステム、また、上記の装置の機能を達成するようなプログラムとしても成立しうる。

本発明によれば、高価なセンサを使用しなくても局所的な光源に影響による定常光の値の判断を誤らないようにして、ストロボ発光光量が適正になるようなストロボ装置及びその制御方法並びにカメラを提供することができる。

図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るストロボ装置を備えたカメラシステムの概略構成を示す図である。

このカメラシステムは、それぞれが別体に構成されるカメラ本体部１、レンズ鏡筒２および外部ストロボ装置３からなり、カメラ本体部１とレンズ鏡筒２および外部ストロボ装置３とは、互いに着脱自在に構成されている。

このカメラ本体部１、レンズ鏡筒２および外部ストロボ装置３の制御は、ボディ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｂｕｃｏｍと称する）１５０、レンズ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｌｕｃｏｍと称する）２５０およびフラッシュ制御用マイクロコンピュータ（以下、Ｆｕｃｏｍと称する）３５０が各々実行する。また、Ｂｕｃｏｍ１５０とＬｕｃｏｍ２５０およびＦｕｃｏｍ３５０とは、合体時において通信コネクタ２５１，３５１を介して通信可能に電気的接続がなされる。そして、この場合、１つのカメラシステムとして、Ｌｕｃｏｍ２５０およびＦｕｂｏｍ３５０がＢｕｃｏｍ１５０に従属的に協働しながら稼動するようになっている。

レンズ鏡筒２は、複数のレンズやその駆動機構等からなる撮影光学系２０１を内部に保持して構成されている。この撮影光学系２０１は、レンズ駆動機構２０２内に在る図示しないＤＣモータにより駆動され、被写体からの光束を透過させることによって、当該被写光束により形成される被写体の像を所定の位置（後述する撮像素子の光電変換面上）に結像せしめるように、例えば複数の光学レンズ等によって構成されるものである。このレンズ鏡筒２は、カメラ本体部１の前面に向けて突出するように配設される。また、このレンズ鏡筒２内には、絞り駆動機構２０３内に在る図示しないステッピングモータによって駆動される絞り２０４が設けられている。そして、Ｌｕｃｏｍ２５０は、Ｂｕｃｏｍ１５０からの指令に従って、これらの各モータを制御する。

カメラ本体部１は、各部に各種の構成部材等を備えて構成され、かつ、撮影光学系２０１を保持するレンズ鏡筒２を着脱自在となるように配設するための連結部材である撮影光学系装着部をその前面に備えて構成されてなる、いわゆる一眼レフレックス方式のカメラである。また、このカメラ本体部１は、最大ガイドナンバーが異なる複数の外部ストロボ装置３を必要に応じて排他選択的に装着できるように構成されている。

このカメラ本体部１の内部には、各種の構成部材、例えば、いわゆる観察光学系を構成するファインダ装置１０１と、撮像素子の光電変換面への被写体光束の照射時間等を制御するシャッタ機構等を備えたシャッタ部１０２と、被写体像に対応した画像信号を得るための撮像ユニット１０３とが、それぞれ所定の位置に配設されている。

ファインダ装置１０１は、撮影光学系２０１を透過した被写体光束の光軸を折り曲げて観察光学系の側へと導き得るように構成される反射鏡１０１ａと、この反射鏡１０１ａから出射する光束を受けて正立正像を形成するペンタプリズム１０１ｂと、このペンタプリズム１０１ｂにより形成される像を拡大して観察するのに最適な形態の像を結像させる接眼レンズ１０１ｃ等によって構成されている。

反射鏡１０１ａは、撮影光学系２０１の光軸から退避する位置と当該光軸上の所定の位置との間で移動自在に構成され、通常状態においては、撮影光学系２０１の光軸上において当該光軸に対して所定の角度、例えば、角度４５度を有して配置されている。

これにより、撮影光学系２０１を透過した被写体光束は、当該カメラシステムが通常状態（ミラーダウン）にあるときには、反射鏡１０１ａによりその光軸が折り曲げられ、当該反射鏡１０１ａの上方に配置されるペンタプリズム１０１ｂの側へと反射されるようになっている。一方、カメラシステムが撮影動作の実行中においては、当該反射鏡１０１ａは撮影光学系２０１の光軸から退避する所定の位置（ミラーアップ）に移動するようになっており、これによって、被写体光束は、撮像ユニット１０３側へと導かれる。

シャッタ部１０２は、例えば、フォーカルプレーン方式のシャッタ機構やその駆動回路等、従来のカメラ等において一般的に利用されているものと同様のものが適用される。

撮像ユニット１０３には、撮影光学系２０１を通過した被写体像を光電変換するための撮像素子１０４が光電変換素子として設けられている。この撮像素子１０４は、該撮像素子１０４とシャッタ部１０２の間に配設された光学素子としての透明なガラス部材でなる防塵フィルタ１０５によって保護されている。そして、この防塵フィルタ１０５を所定の周波数で振動させる加振手段の一部として、例えば圧電素子１０６がその防塵フィルタ１０５の周縁部に取り付けられている。この圧電素子１０６は２つの電極を有しており、この圧電素子１０６が加振手段の一部としての防塵フィルタ駆動回路１０７によって防塵フィルタ１０５を振動させ、そのガラス表面に付着していた塵を除去できるように構成されている。

また、このカメラ本体部１内には、サブミラー１０８と、このサブミラー１０８からの反射光束を受けて自動測距するためのＡＦセンサユニット１０９と、ＡＦセンサユニット１０９を駆動制御するＡＦセンサ駆動回路１１０と、反射鏡１０１ａを駆動制御するミラー駆動機構１１１と、シャッタ部１０２の先幕と後幕を駆動するためのばね力をチャージするシャッタチャージ機構１１２と、この先幕と後幕の動きを制御するシャッタ制御回路１１３と、ペンタプリズム１０１ｂからの光束に基づき測光する測光回路１１４と、プリ発光時のストロボ発光量をシャッタ部１０２からの反射光で測光し、本発光時のストロボ発光量を決定するための（調光センサを含む）調光回路１１５とが設けられている。

さらに、このカメラ本体部１内には、液晶モニタ１１６と、記憶領域として設けられたＳＤＲＡＭ１１７と、ＦｌａｓｈＲＯＭ１１８および記録メディア１１９などを利用して画像処理する画像処理コントローラ１２０とが設けられ、電子撮像機能と共に電子記録表示機能を提供できるように構成されている。その他の記憶領域としては、カメラ制御に必要な所定の制御パラメータを記録する不揮発性記憶手段として、例えばＥＥＰＲＯＭからなる不揮発性メモリ１２１が、Ｂｕｃｏｍ１５０からアクセス可能に設けられている。

また、Ｂｕｃｏｍ１５０には、当該カメラの動作状態を表示出力によってユーザへ告知するための動作表示用ＬＣＤ１５１と、カメラ操作スイッチ（ＳＷ）１５２とが接続されている。カメラ操作ＳＷ１５２は、例えばレリーズＳＷ、モード変更ＳＷおよびパワーＳＷなどの当該カメラを操作するために必要な操作釦を含むスイッチ群である。

そして、電源としての電池１５３と、この電源の電圧を当該カメラシステムを構成する各回路ユニットが必要とする電圧に変換して供給する電源回路１５４とが、このカメラ本体部１内には設けられている。

外部ストロボ装置３は、暗い被写体を撮影するための光源であり、発光制御回路３０１によって発光部３０２の発光量が制御される。この外部ストロボ装置３には、充電制御回路３０３の制御によって所定量の電荷を蓄積可能なストロボコンデンサ３０４が設けられており、発光制御回路３０１は、このストロボコンデンサ３０４を充放電させて発光部３０２を駆動する。また、充電制御回路３０３は、ストロボコンデンサ３０４の蓄積電荷量を検出する電圧検出部を有している。Ｆｕｃｏｍ３５０は、各々に固有の最大ガイドナンバーおよび最小ガイドナンバーを記憶しており、この記憶した各ガイドナンバーをＢｕｃｏｍ１５０に通知すると共に、Ｂｕｃｏｍ１５０からの指令に従って、発光制御回路３０１および充電制御回路３０３を制御する。

上記のように構成された本発明の一実施形態にかかる動作を説明する。
本発行の条件（必要ガイドナンバー）が、本発光に先立って行われる。この必要ガイドナンバーは、定常光の測光及び予備発光の測光の値に基づいて演算される。測光は調光センサを有する調光回路１１５で行われる。図２に示すように、撮影画角に対して被写体が位置している場合、調光センサの分割数（図２では、「左」、「中」、「右」の３領域）から「中」領域を選択して調光することとなる。しかし、「中」領域で調光した場合、蛍光灯などの高輝度光源の影響でフラッシュ発光量がアンダーとなってしまう場合がある。

これは主に、次の２点の理由による。
１） 定常光の光量（本明細書においては、「定常光量」と称する）のレベルは、主要被写体のエリアのみのレベルを得ることが理想であるが、調光センサの分割数が荒いとそれができない。
２） 下記の本発光の発光量演算方法をとっているからである。
必要ガイドナンバー＝｛（発光目標値−定常光評価値）／予備発光評価値｝^1/2
×予備発光ガイドナンバー
この演算式においては、図２のような構図のシーン撮影においては定常光量が多いため、発光量は大きく抑えられることになる。これは、蛍光灯の輝度は、主要被写体部の輝度に対して２段程度の輝度が高い場合が多いためである。しかし、この逆に、定常光の補正をまったく行わないようにすると、露光オーバーが発生する。

このような事情を考慮し、本発明の一実施形態においては、発光量制御精度を改善するために、撮影条件に応じて定常光量を補正する。撮影条件の１つとして、撮影画像における被写体の大きさを予測して、定常光の補正処理を行う。具体的には、上記の演算式において、被写体の大きさに基づき、定常光量を補正する。

ここで、処理にあたって、基準被写体倍率を定義する。
被写体倍率は、
被写体倍率＝焦点距離／被写体距離 ・・・式（１）
であらわされる。次に、補正後の定常光量を
補正後定常光量＝定常光量／｛（被写体倍率／基準被写体倍率）
×（１−２^２）＋２^２｝ ・・・式（２）
と定義する。これにより、主要被写体からの定常光が容易に換算できる。ここで、基準被写体倍率を図２の「中」の領域に被写体のみが存在するような倍率と定義する。このとき、基準被写体倍率時の画面が図３のような画面となるものとする。この場合において、
焦点距離ｆ＝２０ｍｍ
被写体距離Ｌ＝１０００ｍｍ
であった場合、基準被写体倍率ｍ０は、式（１）を用いて
ｍ０＝２０／１０００＝１／５０
と求められる。ここで、図２に示す画面において、焦点距離ｆと被写体距離Ｌが、図３に比べて、焦点距離は一定で、撮影者が後ろに下がって、
焦点距離ｆ＝２０ｍｍ
被写体距離Ｌ＝１２００ｍｍ
であれば、被写体倍率ｍ′は、式（１）により、
ｍ′＝２０／１２００＝１／６０
となる。次に、式（２）により、補正後の定常光量を求めると、
補正後の定常光量＝定常光量／｛ｍ′×５０×（１−２^２）＋２^２｝
となり、ｍ′＝１／６０より、定常光量を１とすると、補正後の定常光量は１／１．５となる。次に、図２の状態に比べて更に撮影者が後ろに下がって、
焦点距離ｆ＝２０ｍｍ
被写体距離Ｌ＝１５００ｍｍ
とした場合には、被写体倍率ｍ′は、
ｍ′＝２０／１５００＝１／７５
となり、ｍ′＝１／７５より、定常光量を１とすると、補正後の定常光量は１／２となる。また、上式から容易にわかるように、固定焦点の場合は、被写体距離に応じて定常光量が補正される。

このように、定常光量を被写体倍率に基づいて補正することによって、被写体に対する正確な定常光量が算出できる。この場合において、補正後の定常光量を小さくしすぎると定常光量の見積もりが小さくなりすぎて露光オーバーになり、画質が劣化する可能性があるので、補正後の定常光量が定常光量の半分より小さくなる場合には、補正後の定常光量を定常光量の１／２としておくことが好ましい。従って、本実施形態においても、補正後の定常光量が定常光量の半分より小さくなる場合には、補正後の定常光量を定常光量の１／２とする。

図４を参照して本発明の一実施形態にかかるＢｕｃｏｍ１５０、Ｆｕｃｏｍ３５０によって制御される動作（制御方法）を説明する。

まず、測光と測距を行い（ステップＳ１）、測距結果からフォーカスレンズを駆動する（ステップＳ２）。次に、測光結果から露出条件を設定する（ステップＳ３）。そして、露出条件から、ストロボ発光が必要な場合、或いは、ストロボ発光指示がされている場合は、予備発光に先立って、定常光積分時間を下記の式から求める（ステップＳ４）。
定常光積分時間＝シャッタ速度×（センサ感度／撮影感度）^−１
次に、この状態での定常光データを調光回路１１５により取得する（ステップＳ５）。そして、このときの撮影レンズの焦点距離を取得する（ステップＳ６）。また、フォーカスレンズの位置から被写体距離を取得する（ステップＳ７）。そして、焦点距離と被写体距離から被写体倍率を求め（ステップＳ８）、測光結果より被写体の明るさを判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９において、所定より明るければ（ステップＳ９のＹＥＳ）、ステップＳ１０に進み、式（２）を用いて定常光の補正演算を行う（ステップＳ１０）。ステップＳ９において、所定より暗い場合は（ステップＳ９のＮＯ）、ステップＳ１１にジャンプする。暗い場合には、定常光補正は不要と考えられるからである。つまり、被写体輝度も定常光量補正に関する撮影条件の１つである。

次いで、あらかじめ設定された予備発光ガイドナンバーで予備発光を行い、測光して求められた予備発光評価値と補正された定常光評価値とを前述の式に代入して、本発光の必要ガイドナンバーを演算し、（ステップＳ１１）、本発光を行う（ステップＳ１２）。

上記のように、被写体倍率に応じて定常光量を補正するようにしたので、例えば、調光領域に高輝度の例えば蛍光灯などがあった場合であっても、ストロボ発光光量が適正になり、露光アンダーになるようなことが回避される。

本発明は、上記各実施の形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。
例えば、上記の実施形態では、外部ストロボ装置とカメラ本体部からなるシステムに適用した実施形態を示したが、ストロボを内蔵したカメラに対しても当然適用可能である。また、カメラとして、例えば、携帯電話やＰＤＡ等に搭載するカメラ装置にも適用可能である。
なお、上記の実施形態においては、調光回路１１５はカメラ本体部１に備えるようにしたが、外部ストロボ装置３に備えるようにしても良い。
さらに、上記各実施形態には、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における適宜な組合せにより種々の発明が抽出され得る。

また、例えば各実施形態に示される全構成要件から幾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が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態に係るストロボ装置を備えたカメラシステムの概略構成を示す図。 定常光量の補正方法を説明するための図。 定常光量の補正方法を説明するための図。 本発明の一実施形態にかかる動作を示すフローチャート。

符号の説明

１…カメラ本体部、２…レンズ鏡筒、３…外部ストロボ装置、４５…角度、１０１…ファインダ装置、１０１ａ…反射鏡、１０１ｂ…ペンタプリズム、１０１ｃ…接眼レンズ、１０２…シャッタ部、１０３…撮像ユニット、１０４…撮像素子、１０５…防塵フィルタ、１０６…圧電素子、１０７…防塵フィルタ駆動回路、１０８…サブミラー、１０９…ＡＦセンサユニット、１１０…ＡＦセンサ駆動回路、１１１…ミラー駆動機構、１１２…シャッタチャージ機構、１１３…シャッタ制御回路、１１４…測光回路、１１５…調光回路、１１６…液晶モニタ、１１７…ＳＤＲＡＭ、１１８…ＲＯＭ、１１９…記録メディア、１２０…画像処理コントローラ、１２１…不揮発性メモリ、１５０…ボディ制御用マイクロコンピュータ、１５１…動作表示用ＬＣＤ、１５２…カメラ操作スイッチ、１５３…電池、１５４…電源回路、２０１…撮影光学系、２０２…レンズ駆動機構、２０３…絞り駆動機構、２５０…レンズ制御用マイクロコンピュータ、２５１．３５１…通信コネクタ、３０１…発光制御回路、３０２…発光部、３０３…充電制御回路、３０４…ストロボコンデンサ、３５０…フラッシュ制御用マイクロコンピュータ。

Claims (6)

1. ストロボ手段と、
   画面領域を複数に分割して被写体光を測光する測光手段と、
   前記ストロボ手段による予備発光と予備発光後の本発光とを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記測光手段により測光されたストロボ非発光時の光量である定常光量を撮影条件に基づいて補正する定常光量補正手段と、
   前記測光手段により測光された前記予備発光による測光値と、前記補正された定常光量とに基づいて前記本発光の発光量を設定する発光量設定手段とを有する
   ことを特徴とするストロボ装置。
2. 前記定常光量補正手段は、撮影条件として、あらかじめ設定された基準被写体倍率に対しての撮影時に設定された実際の撮影倍率の比率に応じて、定常光量を補正することを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
3. 前記定常光量補正手段は、撮影条件として、被写体距離に応じて、定常光量を補正することを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
4. 前記定常光量補正手段は、前記撮影倍率に関する比率に関わらず、定められた補正量の上限を越えないように補正することを特徴とする請求項１記載のストロボ装置。
5. ストロボ手段と画面領域を複数に分割して被写体光を測光する測光手段とを有し、前記ストロボ手段による予備発光と予備発光後の本発光を制御するストロボ装置の制御方法において、
   前記測光手段により測光されたストロボ非発光時の光量である定常光量を撮影条件に基づいて補正し、
   前記測光手段により測光された前記予備発光による測光値と前記補正された定常光量とに基づいて前記本発光の発光量を設定することを特徴とするストロボ装置の制御方法。
6. ストロボ装置が内蔵され、又はストロボ装置が着脱可能に装着されたカメラにおいて、
   画面領域を複数に分割して被写体光を測光する測光手段と、前記ストロボ手段による予備発光と予備発光後の本発光とを制御する制御手段とを備え、
   前記制御手段は、前記測光手段により測光されたストロボ非発光時の光量である定常光量を撮影条件に基づいて補正する定常光量補正手段と、前記測光手段により測光された前記予備発光による測光値と、前記補正された定常光量とに基づいて前記本発光の発光量を設定する発光量設定手段とを有することを特徴とするカメラ。

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