JP2007248521A - 画像記録装置、画像記録方法、プログラム及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的安価で簡単な構成の照明装置により、照明撮影において近距離から遠距離まで良好な露出が得ることができる画像記録装置、画像記録方法、プログラム及び記録媒体を提供する。
【解決手段】照明手段による光量を、距離測定手段による測定結果と撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御手段と、撮影動作に先立って前記被写体に対して照明手段による照明光を投射し、被写体に反射させた反射光に基づき、撮像手段の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御手段と、前記第１若しくは第２の照明光量制御手段のいずれかを選択的に使用できる選択制御手段と、を有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像記録装置、画像記録方法、プログラム及び記録媒体に関し、特に、照明撮影における照明光量制御を行なう画像記録装置、画像記録方法、プログラム及び記録媒体に関する。

スチルカメラの照明装置としては、放電管を使用した閃光照明装置（以下ストロボと言う）が一般的に用いられている。該装置は、電池電圧を昇圧して比較的容量の大きいコンデンサに電荷を貯めておき、かかる電荷をキセノンが封入された放電管で一気に放電するものである。特徴としては発光光量が大きく、発光時間が1msec程度と極めて短いためスチル画像の記録に適していること、また半導体スイッチイング素子の発達により発光光量の制御が比較的簡単な回路で実現できるようになったこと、更に装置としても小型化ができるのでスチルカメラの高級機種から普及機種にいたるまで広く採用されている。このようなストロボを使用して適正露光を得るためにはストロボの発光光量を制御する必要があり、その方法としては以下に述べるような方式が知られている。

例えば、フラッシュマチック方式が挙げられる。ストロボ光による適正露光が得られるために必要な光量はガイドナンバー（ＧＮｏ．）と言う次式で与えられる数値で表される。
ＧＮｏ．＝Ｆ×Ｌ
Ｆ：撮影レンズのＦ値
Ｌ：被写体までの距離
（ただし、フィルムのＩＳＯ感度、或いは撮像素子のＩＳＯ相当感度が１００の場合）

また、ストロボから照射され、被写体で反射された光をカメラ本体またはカメラに装着可能なストロボ装置に設けられた測光センサで測定し、その出力（測定値）が所定の値になったとき（適正露光になったとき）にストロボの発光を停止させる方式（オートストロボ方式）が挙げられる。

また、ストロボから照射され、被写体で反射し、撮影レンズを通りフィルム面で反射された光をカメラ本体に設けられた測光センサで測定し、その出力（測定値）が所定の値になったとき（適正露光になったとき）にストロボの発光を停止させる方式（ＴＴＬダイレクト調光方式）が挙げられる。

また、レリーズ操作が行われたとき、撮影動作に先立つタイミングでストロボを小光量で発光（プリ発光）させ、そのときの被写体からの反射光をカメラ本体に設けられた測光センサで測定した結果、または撮像手段が光電変換を行う撮像素子の場合は撮像素子の測光結果から、撮影動作における本露光時のストロボ発光量を決定する方式（プリ発光方式）が挙げられる。

その他、フォーカスレンズの繰り出し量によって被写体までの距離を算出し、該算出された距離に基づいてストロボ光の発光量を決定する技術が挙げられる（例えば、特許文献参照）。
特開２００２−３１１４８１号公報

しかしながら、オートストロボやＴＴＬダイレクト調光方式は専用の測光センサと測光回路が必要となり装置の大型化、高価格化という点で問題がある。また、ＴＴＬダイレクト調光方式はフィルムでの反射光を測光するため撮像素子を使用するデジタルスチルカメラには適用できない。従って撮像素子を使用しているデジタルスチルカメラにはフラッシュマチック方式若しくはプリ発光方式が向いていることとなる。

フラッシュマチック方式の特徴としては被写体の反射率（被写体が白いか黒いか）に関わらず、前述した式で求められる光量を発光するため、白いものは白く、黒いものは黒く、見た目と同じような写真が撮れる反面、被写体が全体的に白っぽい場合や黒っぽい場合は露出オーバーになったり、アンダーになったりする。また、距離測定手段による測定誤差がそのまま発光光量の誤差となるため、特に近距離で奥行きのある被写体では上述した被写体の反射率のことも含めて露出オーバーやアンダーになる確立が高くなる。

一方、プリ発光方式による方法は、撮影に先だってストロボ光を照射し、被写体からの反射光を撮像素子で測光してその結果から本露光に必要なストロボの光量を決定しているため、露出の制度は良い。しかし、レリーズ操作をされてから撮影までの間に上述したプリ発光および測光演算を行うため、レリーズ操作から実際に撮影が行われるまでのタイムラグが大きいという点に問題がある。また、照明装置がストロボの場合は、プリ発光によりコンデンサに蓄えられた電荷を一部消費してしまうため本露光における発光量が少なくなってしまい、遠距離側の撮影範囲が狭められてしまうという点も問題である。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、係る不具合を解決することを前提とし、画像記録装置における照明撮影において、撮影条件によりフラッシュマチック方式とプリ発光方式を使い分けることにより、近距離から遠距離まで良好な露出を得ることを目的とする。

請求項１記載の発明は、撮影レンズによって結像された像を光電変換によって電気信号に変換する撮像手段と、被写体と画像記録装置との距離を測定する距離測定手段と、光を発生し、照明する照明手段と、前記照明手段による光量を、前記距離測定手段による測定結果と前記撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御手段と、撮影動作に先立って前記被写体に対して前記照明手段による照明光を投射し、前記被写体に反射させた反射光に基づき、前記撮像手段の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御手段と、前記第１若しくは第２の照明光量制御手段のいずれかを選択的に使用できる選択制御手段と、を有することを特徴とする画像記録装置である。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記選択制御手段は、前記距離測定手段による測定結果が所定の距離より遠い場合は第1の照明光量制御手段を、近い場合は第２の照明光量制御手段を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１に記載の装置において、所定距離よりも近い距離範囲を撮影範囲とするマクロモードを設定するマクロモード設定手段を有し、前記選択制御手段は、前記マクロモードが選択されている際には、第２の照明光量制御手段を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１に記載の装置において、前記選択制御手段は、前記距離測定手段による測定結果の信頼性が低い場合、又は測定不能の場合は、第２の照明光量制御手段を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、撮影レンズによって結像された像を光電変換によって電気信号に変換する工程と、光を発生し、照明する工程と、被写体と画像記録装置との距離を測定する工程と、前記照明による光量を、前記距離を測定する工程による測定結果と前記撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御工程と、撮影動作に先立って前記被写体に対して前記照明による照明光を投射し、前記被写体に反射させた反射光に基づき、前記撮像工程の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御工程と、前記第１若しくは第２の照明光量制御工程のいずれかを選択的に使用できる選択制御工程と、を有することを特徴とする画像記録方法である。

請求項６記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記選択制御工程は、前記距離を測定する工程による測定結果が所定の距離より遠い場合は第1の照明光量制御工程を、近い場合は第２の照明光量制御工程を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５に記載の方法において、所定距離よりも近い距離範囲を撮影範囲とするマクロモードを設定する工程を有し、前記選択制御工程は、前記マクロモードが選択されている際には、第２の照明光量制御工程を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項５に記載の方法において、前記選択制御工程は、前記距離を測定する工程による測定結果の信頼性が低い場合、又は測定不能の場合は、第２の照明光量制御工程を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項９記載の発明は、撮影レンズによって結像された像を光電変換によって電気信号に変換する処理と、光を発生し、照明する処理と、被写体と画像記録装置との距離を測定する処理と、前記照明による光量を、前記距離を測定する処理による測定結果と前記撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御処理と、撮影動作に先立って前記被写体に対して前記照明による照明光を投射し、前記被写体に反射させた反射光に基づき、前記撮像処理の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御処理と、前記第１若しくは第２の照明光量制御処理のいずれかを選択的に使用できる選択制御処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラムである。

請求項１０記載の発明は、請求項９に記載のプログラムにおいて、前記選択制御処理は、前記距離を測定する処理による測定結果が所定の距離より遠い場合は第1の照明光量制御処理を、近い場合は第２の照明光量制御処理を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項１１記載の発明は、請求項９に記載のプログラムにおいて、所定距離よりも近い距離範囲を撮影範囲とするマクロモードを設定する処理を有し、前記選択制御処理は、前記マクロモードが選択されている際には、第２の照明光量制御処理を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項１２記載の発明は、請求項９に記載のプログラムにおいて、前記選択制御処理は、前記距離を測定する処理による測定結果の信頼性が低い場合、又は測定不能の場合は、第２の照明光量制御処理を選択し、照明光量を制御することを特徴とする。

請求項１３記載の発明は、請求項９から１２のいずれか１項に記載するプログラムを記録する記録媒体である。

本発明によれば、比較的安価で簡単な構成の照明装置により、照明撮影において近距離から遠距離まで良好な露出が得ることができる。

以下に、本発明の実施形態に係る画像記録装置、画像記録方法、プログラム及び記録媒体を、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な実施の形態であるため、技術的に好ましい種種の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１（ａ）乃至（ｃ）は、それぞれ本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの外観の平面図、正面図、背面図である。ＳＷ１（シャッターボタン）とＳＷ２がデジタルカメラの上部に配置され、正面には、ストロボ発光部３、ファインダー４、測距ユニット５、リモコン受光部６、鏡胴ユニット７、セルフＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１１が配置されている。正面左側面には、メモリカード挿入部２がある。また、裏面には、ファインダー４、ＡＦ（オートフォーカス） ＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）モニタ１０、各種操作Ｋｅｙ（ＳＷ１〜１３）がある。

図２は、本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの構成ブロック図である。図２を用いて、本実施形態に係るデジタルカメラの動作を説明する。

鏡胴ユニット７は、被写体の光学画像を取り込むズームレンズ７１ａ、ズーム駆動モータ７１ｂからなるズーム光学系７１、フォーカスレンズ７２ａ、フォーカス駆動モータ７２ｂからなるフォーカス光学系７２、絞り７３ａ、絞りモータ７３ｂからなる絞りユニット７３、メカシャッタ７４ａ、メカシャッタモータ７４ｂからなるメカシャッタユニット７４、各モータを駆動するモータドライバ７５から構成される。そして、モータドライバ７５は、リモコン受光部６の入力や操作Ｋｅｙ（ＳＷ１〜ＳＷ１３）の操作入力に基づく、後述するデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内にあるＣＰＵ１０４３からの駆動指令により駆動制御される。

ＲＯＭ１０８には、後述するデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内のＣＰＵ１０４３にて解読可能なコードで記述された、制御プログラムや制御するためのパラメータが格納されている。このデジタルカメラの電源がオン状態になると、前記プログラムはメインメモリ（図示しない）にロードされ、ＣＰＵ１０４３はそのプログラムに従って装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を、一時的に、ＲＡＭ１０７及び後述するデジタルスチルカメラプロセッサ１０４内のＬｏｃａｌ ＳＲＡＭ１０４４に保存する。ＲＯＭ１０８に書き換え可能なフラッシュＲＯＭを使用することで、制御プログラムや制御するためのパラメータを変更することが可能となり、機能のＶｅｒＵｐが容易に行える。

ＣＣＤ１０１は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子である。Ｆ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ１０２は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うＣＤＳ１０２１、利得調整を行うＡＧＣ１０２２、デジタル信号変換を行うＡ／Ｄ１０２３、ＴＧ１０２４から構成される。
ＴＧ１０２４は、ＣＣＤ１信号処理部１０４１より、垂直同期信号（以下、ＶＤと称す。）、水平同期信号（以下、ＨＤと称す。）を供給され、ＣＰＵ１０４３によって制御されるＣＣＤ１０１及びＦ／Ｅ−ＩＣ１０２の駆動タイミング信号を発生する。

デジタルスチルカメラプロセッサ１０４は、ＣＣＤ１０１よりＦ／Ｅ―ＩＣ１０２の出力データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行い、又、前述したように、ＶＤ信号、ＨＤ信号を供給するＣＣＤ１信号処理部１０４１、フィルタリング処理により、輝度データ・色差データへの変換を行うＣＣＤ２信号処理部１０４２、前述した装置各部の動作を制御するＣＰＵ１０４３、前述した制御に必要なデータ等を、一時的に、保存するＬｏｃａｌ ＳＲＡＭ１０４４、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ通信を行うＵＳＢ１０４５、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うシリアル部１０４６、ＪＰＥＧ圧縮・伸張を行うＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣ１０４７、画像データのサイズを補間処理により拡大／縮小するＲＥＳＩＺＥ１０４８、画像データを液晶モニタやＴＶなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換するＴＶ信号表示部１０４９、撮影された画像データを記録するメモリカードの制御を行うメモリカードコントローラ１０４１０から構成される。

ＳＤＲＡＭ１０３は、前述したデジタルスチルカメラプロセッサ１０４で画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存する。保存される画像データは、例えば、ＣＣＤ１０１から、Ｆ／Ｅ−ＩＣ１０２を経由して取りこみ、ＣＣＤ１信号処理部１０４１でホワイトバランス設定、ガンマ設定が行われた状態の「ＲＡＷ−ＲＧＢ画像データ」、ＣＣＤ２信号処理部１０４２で輝度データ・色差データ変換が行われた状態の「ＹＵＶ画像データ」、ＪＰＥＧ ＣＯＤＥＣブロック１０４７で、ＪＰＥＧ圧縮された「ＪＰＥＧ画像データ」等である。

メモリカードスロットル１２１は、着脱可能なメモリカードを装着するためのスロットルである。内蔵メモリ１２０は、前述したメモリカードスロットル１２１にメモリカードが装着されていない場合でも、撮影した画像データを記憶できるようにするためのメモリである。

ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）ドライバ１１７は、後述するＬＣＤモニタ１０を駆動するドライブ回路であり、ＴＶ信号表示部１０４９から出力されたビデオ信号を、ＬＣＤモニタ１０に表示するための信号に変換する機能も有している。ＬＣＤモニタ１０は、撮影前に被写体の状態を監視する、撮影した画像を確認する、メモリカードや前述した内臓メモリ１２０に記録した画像データを表示する、などを行うためのモニタである。

ビデオＡＭＰ１１８は、ＴＶ信号表示部１０４９から出力されたビデオ信号を、７５Ωインピーダンス変換するためのアンプであり、ビデオジャック１１９は、ＴＶなどの外部表示機器と接続するためのジャックである。

ＵＳＢコネクタ１２２は、パソコンなどの外部機器とＵＳＢ接続を行う為のコネクタである。シリアルドライバ回路１２３１は、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うために、前述したシリアル部１０４６の出力信号を電圧変換するための回路であり、ＲＳ−２３２Ｃコネクタ１２３２は、パソコンなどの外部機器とシリアル接続を行う為のコネクタである。

ＳＵＢ−ＣＰＵ１０９は、ＲＯＭ・ＲＡＭをワンチップに内臓したＣＰＵであり、操作Ｋｅｙ（ＳＷ１〜１３）やリモコン受光部６の出力信号をユーザの操作情報として、前述したＣＰＵ１０４３に出力したり、前述したＣＰＵ１０４３より出力されるカメラの状態を、後述するセルフＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）１１、ＡＦ ＬＥＤ８、ストロボＬＥＤ９、ブザー１１３の制御信号に変換して、出力する。

セルフＬＥＤ１１は、セルフタイマー機能が実行されたとき、セルフタイマー作動中であることを表示するＬＥＤである。ＡＦ ＬＥＤ８は、撮影時の合焦状態を表示するためのＬＥＤであり、ストロボＬＥＤ９は、ストロボ充電状態を表すためのＬＥＤである。なお、このＡＦ ＬＥＤ８とストロボＬＥＤ９を、メモリカードアクセス中などの別の表示用途に使用することも可能である。

操作Ｋｅｙ（ＳＷ１〜１３）は、ユーザが操作するＫｅｙ回路であり、リモコン受光部６は、ユーザが操作したリモコン送信機の信号の受信部である。音声記録ユニット１１５は、ユーザが音声信号を入力するマイク１１５３、入力された音声信号を増幅するマイクＡＭＰ１１５２、増幅された音声信号を記録する音声記録回路１１５３からなる。音声再生ユニット１１６は、記録された音声信号をスピーカーから出力できる信号に変換する音声再生回路１１６１、変換された音声信号を増幅し、スピーカーを駆動するためのオーディオＡＭＰ１１６２、音声信号を出力するスピーカー１１６３からなる。

図３は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作処理を示すフローチャートである。ここで、シャッターボタンＳＷ１は通常２段の機械的スイッチであり、第１段（半押しの状態）の信号をＲＬ１、第２段（全押しの状態）の信号をＲＬ２とする。

ＲＬ１信号がＯＮの場合は（ステップＳ１００／Ｙｅｓ）、撮像素子の出力から被写体輝度が測定され（測光演算）（ステップＳ１０１）、距離の測定（測拒演算）が行なわれ（ステップＳ１０２）、その測定結果に応じたフォーカス動作後（ステップＳ１０３）、ＲＬ２信号の待ち状態になる（ステップＳ１０４）。ここでＲＬ１がＯＦＦされると（ステップＳ１０４／Ｎｏ、ステップＳ１０５／Ｎｏ）最初の状態（ＲＬ１信号の待ち状態、ステップＳ１００）に戻る。

ＲＬ２がＯＮの場合は（ステップＳ１０４／Ｙｅｓ）、露光に際しての照明が必要かどうかの判定がなされる（ステップＳ１０６）。かかる判定では、ＲＬ１動作での測光結果と、そのときの撮影レンズのＦ値と、撮像素子のＩＳＯ感度で決まるシャッター秒時が手振れを起こさないための限界のシャッター秒時より長いときに照明が必要という判定になる。照明が必要でない場合は（ステップＳ１０６／Ｎｏ）、そのまま撮影(ストロボ発光なし)が行われ（ステップＳ１１６）、撮影画像がメモリに記録保存され撮影動作が終了する（ステップＳ１１２、１１３）。

照明が必要な場合は（ステップＳ１０６／Ｙｅｓ）、ＲＬ１動作での測距結果から被写体距離が所定値より遠いか近いかが判定され（ステップＳ１０７）、遠い場合はストロボ発光を伴った撮影動作が行われる。このときの発光光量は撮像素子の感度と撮影レンズのＦ値と被写体距離で決定される（ステップＳ１１４、１１５）。被写体距離が所定値より近い場合はストロボのプリ発光が行われ（ステップＳ１０８）、そのときの撮像素子の測光出力から、引き続いて行われる撮影に必要なストロボの光量が演算される（ステップＳ１０９、１１０）。つまり適正露光からの差が演算によって求められ、その結果を反映した発光量で本露光(撮影)が行われ（ステップＳ１１１）、撮影動作が終了する。かかる場合のプリ発光の光量は距離とレンズのＦ値と撮像素子の感度から決定される。

図４は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作処理を示すフローチャートである。上記図３を用いて説明した実施形態と異なる点は、撮影の際のストロボ発光の調整方式の選択基準であり、本実施形態では、所定値（図３、ステップＳ１０７）ではなく、マクロモードであるかどうかで判定する（図４、ステップＳ１２７）。すなわち、マクロモードのときは（ステップＳ１２７／Ｙｅｓ）、プリ発光方式でストロボの発光光量制御を行い（ステップＳ１２８〜Ｓ１３１）、そうでないときは（ステップＳ１２７／Ｎｏ）フラッシュマチック方式で制御を行う（ステップＳ１３４）。

図５は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作処理を示すフローチャートである。本実施形態では、距離測定（測距演算）の結果がＮＧ（不能）の場合に対応する。図５において、ＲＬ１信号を受信（ＯＮ）したかの判別（ステップＳ１４０）から測距演算（ステップＳ１４２）までは図３と同じである。測距演算（ステップＳ１４２）の結果、測距ＯＫの場合は（ステップＳ１４３／Ｙｅｓ）測距ＮＧフラグを０にして（リセットして）（ステップＳ１４４）フォーカス動作に進む（ステップＳ１４５）。測距ＮＧの場合には（ステップＳ１４３／Ｎｏ）測距ＮＧフラグを１にして（セットして）（ステップＳ１５６）、ＲＬ２の操作待ちとなる（ステップＳ１４６）。ＲＬ２がＯＮされて（ステップＳ１４６／Ｙｅｓ）、照明が必要でない場合は（ステップＳ１４７／Ｎｏ）、ストロボの発光無しで撮影が行われ（ステップＳ１６１）、撮影動作が終了となる。

照明が必要な場合は（ステップＳ１４７／Ｙｅｓ）測距ＮＧフラグの判定が行われ（ステップＳ１４８）、０のとき(測距ＯＫのとき)は（ステップＳ１４８／Ｎｏ）、以下図３と同様の処理が実行される（ステップＳ１４９〜Ｓ１５５、Ｓ１５９、Ｓ１６０）。測距ＮＧフラグが１のとき(測距ＮＧのとき)は（ステップＳ１４８／Ｙｅｓ）、測距ＮＧのときのプリ発光光量が設定され（ステップＳ１５８）、以下プリ発光方式処理へ進む（ステップＳ１５０）。

ここで、本実施形態に係る距離測定手段としては、測距ユニット５（図２参照）と撮像素子であるＣＣＤ１０１の両方で測距が可能であり、撮影状況に応じてどちらか一方または両方で測距が行われる。図６は、測距ユニット５に使用されている測距素子の構成図である。測距素子は、入射した被写体からの光を受光する受光センサと、被写体からの光を受光センサに結像させるレンズと、受光センサに入射する光量を制限する絞りから構成される。受光センサは、中心間隔Ｂだけ離れた右受光センサと左受光センサに分かれて構成されている。左右受光センサは、左右で等しい数の、複数の受光素子を有し、一列に並んでいる。また、測距素子制御ユニットには、受光センサの蓄積や各受光素子の受光量の読出しを制御するプログラムが格納されている。

図７は、本実施形態に係る測距素子の動作の説明図である。図７において、被写体までの距離をＬ、レンズと受光センサとの距離をｆ、右レンズ及び右受光センサと左レンズ及び左受光センサの対応する受光素子の間隔をＢ、右受光センサ、左受光センサに入射する光と平行光（無限遠からの光）の光軸のずれ量を、それぞれＸ１，Ｘ２とすると、測距素子のレンズの光軸方向に垂直な中心位置から被写体までの距離Ｌは、三角測距法により、下記の式（１）で算出される。
Ｌ＝Ｂ・ｆ／（Ｘ１＋Ｘ２）・・・（１）
受光センサの間隔Ｂ、レンズと受光センサとの距離ｆは、測距素子により予め定められた値であるので、ＣＰＵが、測距素子の受光センサの受光量を読出し、読み出した受光量から（Ｘ１＋Ｘ２）を算出し、算出した（Ｘ１＋Ｘ２）を上記式に代入することで、被写体までの距離Ｌを算出する。

図８は、本発明の実施形態に係る受光センサの受光エリアを説明する図である。上述のとおり、受光センサは、左右で等しい数の、複数の受光素子を有している。この複数の受光素子を所定の数の受光素子でまとめ、ひとつの受光エリアとし、複数の受光エリアに区切る。各受光エリアに含まれる受光素子は、別の複数エリアと重なっても良い。例えば、左右の受光センサは、それぞれ１３０個の受光素子から構成されていて、ひとつの受光エリアは３０個の受光素子で構成すると、左端から１〜３０個目までの受光素子が受光エリア１、２０〜５０個目までの受光素子が受光エリア２、４０〜７０個目までの受光素子が受光エリア３、６０〜９０個目までの受光素子が受光エリア４、８０〜１１０個目までの受光素子が受光エリア５、９０〜１３０個目までの受光素子が受光エリア６となる。この場合、各受光エリアの左端から１０個の受光素子が、重なっていることになる。そして、図８に示したように、受光エリアの区切り方は、左右の受光センサとも同じにするので、左右で、対応する受光エリアに区切られる。

図９は、本発明の実施形態に係る各受光エリアで受光した受光データを説明する図である。縦軸は、受光エリア内の受光素子が受講した受光データの大きさ（光量）、横軸は、各受光素子の位置である。左右対応する受光エリアの受光データの形を比較して、どの程度受光データの形がずれているかを検出することで、（Ｘ１＋Ｘ２）を求める。

図１０は、本発明の実施形態に係る受光データのコントラスト規定値を説明する図である。縦軸、横軸は、図９と同様である。受光エリア内の受光データの最大値と最低値の差が規定値未満の場合は、コントラスト判定ＮＧと判断する。対応する左右の受光エリアの両方とも、規定値以上であるか判断する。

図１１は、本発明の実施形態に係る受光データの左右画像差を説明する図である。縦軸、横軸は、図９と同様である。左右の受光エリアの受光データは、理想的には、縦軸方向には同じ形になるはずである。しかしながら、被写体光の条件によっては、縦軸方向において、形が異なる場合がある。そこで、受光エリア内の全受光素子が受光した受光量の総和を左右で比較して、左右画像差判定を行う。

図１１に示した右センサの受光量の総和を示す直線と、左センサの受光量の総和を示す破線とで囲まれた面積が左右センサの受光量の総和の差となる。この値が、所定値以上の場合は、左右画像差判定ＮＧとなる。次に、フォーカスレンズを駆動しながら撮像素子であるＣＣＤ１０１の出力信号を演算、評価して合焦させたときのフォーカスレンズの位置から被写体距離を算出する方法を簡単に説明する。フォーカスレンズの位置から距離を換算する方法は、図１２の合焦距離の逆数（１／Ｌ）とフォーカスレンズポジション（繰り出しパルス）数の関係より計算式を用いて求める他、合焦距離の逆数とフォーカスレンズポジション数の関係を、ＲＯＭに換算テーブルとして持つ等、さまざまな方法がある。現在のフォーカスレンズポジション検出を行うには、例えば、パルスモータによってフォーカスレンズを駆動する場合、カメラ起動時リセット動作として基準点の検出を行う。その後の移動パルス数から現在の位置を検出することが出来る。

以上のような距離測定手段において、測距結果がＯＫかＮＧかという判定は演算結果である評価値が所定の範囲内にあるか無いかということが多く、得られた結果の信頼性が高いか低いかということである。

従って、上記図５を用いて説明した実施形態において、測距ＮＧのときのプリ発光光量の設定は、距離測定手段で得られた結果を使い、その他の条件（レンズのＦ値や撮像素子の感度）を考慮して設定する。また、測距が全く不能であった場合のプリ発光光量の設定について、以下に述べる。

例えば、実際の撮影（本露光）時におけるレンズのＦ値と撮像素子の感度で適正露光に制御できる撮影可能距離範囲が0.25ｍ〜4ｍだとする。撮像素子の明るさに対するダイナミックレンジ４ＥＶ（２＾４＝１６倍）に対して、上記撮影可能距離範囲において必要な照明光量のレンジは８ＥＶ（２＾８＝２５６倍）ある（適正露光とするために必要な照明光量は距離の二乗に比例する）。従ってプリ発光の光量としては、必要な照明光量のレンジ８ＥＶの中央の距離である１ｍが適正になる光量にすれば、±２ＥＶの測光ができるので0.5ｍ〜2ｍの被写体に対して本露光で必要な発光量を計算できることになる。そして計算された発光量により撮影されるので0.5ｍ〜2ｍの被写体に対しては露出的には良好な画像が得られる。また、プリ発光時の測光において露光オーバーのため測光演算ができないとき（0.5ｍ以下のとき）は、本露光での発光量を0.35ｍの被写体が適正になる光量に設定して撮影すれば0.25ｍ〜0.5ｍの被写体に対しては±１ＥＶの誤差範囲内で画像が記録できることになる。

同様に、プリ発光時の測光において露光アンダーのため測光演算ができないとき（2ｍ以上のとき）は、本露光での発光量を2.8ｍの被写体が適正になる光量に設定して撮影すれば2ｍ〜4ｍの被写体に対しては±１ＥＶの誤差範囲内で画像が記録できることになる。なお、本露光での発光エネルギーを確保しておくと言う意味で、プリ発光における発光光量はできるだけ少ないほうが望ましいので、プリ発光で測光するときの条件としてはレンズのＦ値が小さく、撮像素子の感度が高いほうが有利であることは言うまでもない。

上記実施形態により、比較的安価で簡単な構成の照明装置により、照明撮影において近距離から遠距離まで良好な露出が得られる。また、距離測定手段の測定結果の信頼性が低い場合や全く測定不能の場合でも、撮影可能距離範囲のほとんどの場合で、超オーバーや超アンダーのいわゆる失敗画像の発生を極端に少なくできる効果がある。

なお、各図のフローチャートに示す処理を、ＣＰＵ１０４３が実行するためのプログラムは本発明によるプログラムを構成する。このプログラムを記録する記録媒体としては、半導体記憶部や光学的及び／又は磁気的な記憶部等を用いることができる。このようなプログラム及び記録媒体を、前述した各実施形態とは異なる構成のシステム等で用い、そこのＣＰＵで上記プログラムを実行させることにより、本発明と実質的に同じ効果を得ることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種種変更可能であることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの外観図である。 本発明の実施形態に係る撮像装置であるデジタルカメラの構成ブロック図である。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作処理を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る測距ユニット５に使用されている測距素子の構成図である。 本発明の実施形態に係る測距素子の動作の説明図である。 本発明の実施形態に係る受光センサの受光エリアを説明する図である。 本発明の実施形態に係る各受光エリアで受光した受光データを説明する図である。 本発明の実施形態に係る受光データのコントラスト規定値を説明する図である。 本発明の実施形態に係る受光データの左右画像差を説明する図である。 本発明の実施形態に係る合焦距離の逆数（１／Ｌ）とフォーカスレンズポジション（繰り出しパルス）数の関係を示す図である。

符号の説明

ＳＷ１〜１３ 各種操作Ｋｅｙ
２ メモリカード挿入部
３ ストロボ発光部
４ ファインダー
５ 測距ユニット
６ リモコン受光部
７ 鏡胴ユニット
８ ＡＦ（オートフォーカス） ＬＥＤ
９ ストロボＬＥＤ
１０ ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）モニタ
１１ セルフＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）
７１ ズーム光学系
７１ａ ズームレンズ
７１ｂ 駆動モータ
１０１ ＣＣＤ１０１
１０２ Ｆ／Ｅ（フロントエンド）−ＩＣ
１０３ ＳＤＲＡＭ
１０９ ＳＵＢ−ＣＰＵ１０９
１０２１ ＣＤＳ
１０２２ ＡＧＣ１０２２
１０２３ デジタル信号変換を行うＡ／Ｄ
１０２４ ＴＧ
１０４１ ＣＣＤ１信号処理部
１０４２ ＣＣＤ２信号処理部
１０４３ ＣＰＵ
１０４４ Ｌｏｃａｌ ＳＲＡＭ

Claims (13)

1. 撮影レンズによって結像された像を光電変換によって電気信号に変換する撮像手段と、
   被写体と画像記録装置との距離を測定する距離測定手段と、
   光を発生し、照明する照明手段と、
   前記照明手段による光量を、前記距離測定手段による測定結果と前記撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御手段と、
   撮影動作に先立って前記被写体に対して前記照明手段による照明光を投射し、前記被写体に反射させた反射光に基づき、前記撮像手段の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御手段と、
   前記第１若しくは第２の照明光量制御手段のいずれかを選択的に使用できる選択制御手段と、を有することを特徴とする画像記録装置。
2. 前記選択制御手段は、前記距離測定手段による測定結果が所定の距離より遠い場合は第1の照明光量制御手段を、近い場合は第２の照明光量制御手段を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 所定距離よりも近い距離範囲を撮影範囲とするマクロモードを設定するマクロモード設定手段を有し、
   前記選択制御手段は、前記マクロモードが選択されている際には、第２の照明光量制御手段を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
4. 前記選択制御手段は、前記距離測定手段による測定結果の信頼性が低い場合、又は測定不能の場合は、第２の照明光量制御手段を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
5. 撮影レンズによって結像された像を光電変換によって電気信号に変換する工程と、
   光を発生し、照明する工程と、
   被写体と画像記録装置との距離を測定する工程と、
   前記照明による光量を、前記距離を測定する工程による測定結果と前記撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御工程と、
   撮影動作に先立って前記被写体に対して前記照明による照明光を投射し、前記被写体に反射させた反射光に基づき、前記撮像工程の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御工程と、
   前記第１若しくは第２の照明光量制御工程のいずれかを選択的に使用できる選択制御工程と、を有することを特徴とする画像記録方法。
6. 前記選択制御工程は、前記距離を測定する工程による測定結果が所定の距離より遠い場合は第1の照明光量制御工程を、近い場合は第２の照明光量制御工程を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像記録方法。
7. 所定距離よりも近い距離範囲を撮影範囲とするマクロモードを設定する工程を有し、
   前記選択制御工程は、前記マクロモードが選択されている際には、第２の照明光量制御工程を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像記録方法。
8. 前記選択制御工程は、前記距離を測定する工程による測定結果の信頼性が低い場合、又は測定不能の場合は、第２の照明光量制御工程を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像記録方法。
9. 撮影レンズによって結像された像を光電変換によって電気信号に変換する処理と、
   光を発生し、照明する処理と、
   被写体と画像記録装置との距離を測定する処理と、
   前記照明による光量を、前記距離を測定する処理による測定結果と前記撮影レンズのＦ値とで制御する第1の照明光量制御処理と、
   撮影動作に先立って前記被写体に対して前記照明による照明光を投射し、前記被写体に反射させた反射光に基づき、前記撮像処理の出力信号から撮影における必要な光量を算出して、照明の光量を制御する第２の照明光量制御処理と、
   前記第１若しくは第２の照明光量制御処理のいずれかを選択的に使用できる選択制御処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
10. 前記選択制御処理は、前記距離を測定する処理による測定結果が所定の距離より遠い場合は第1の照明光量制御処理を、近い場合は第２の照明光量制御処理を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
11. 所定距離よりも近い距離範囲を撮影範囲とするマクロモードを設定する処理を有し、
    前記選択制御処理は、前記マクロモードが選択されている際には、第２の照明光量制御処理を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
12. 前記選択制御処理は、前記距離を測定する処理による測定結果の信頼性が低い場合、又は測定不能の場合は、第２の照明光量制御処理を選択し、照明光量を制御することを特徴とする請求項９に記載のプログラム。
13. 請求項９から１２のいずれか１項に記載するプログラムを記録する記録媒体。

Images