JP2008042471A - 撮像装置及びその処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定常光が明るい場合にも適切なストロボ撮影が可能な撮像装置及びその処理方法を提供することを課題とする。
【解決手段】第１の画素領域及び第２の画素領域を含み、光電変換により画素データを生成する撮像素子を有する撮像装置の処理方法であって、ストロボの発光を行い（Ｓ３０３１）、前記撮像素子の第１の画素領域の画素データを読み出す第１の読み出しステップ（Ｓ３０３２）と、ストロボの発光を行い（Ｓ３０３３）、前記撮像素子の第２の画素領域の画素データを読み出す第２の読み出しステップ（Ｓ３０３４）と、前記第１の画素領域の画素データ及び前記第２の画素領域の画素データを基に発光量を演算し（Ｓ３０３５、Ｓ３０５）、ストロボの発光を行い（Ｓ３１０）、前記撮像素子の画素データを読み出す第３の読み出しステップ（Ｓ３１２）とを有することを特徴とする撮像装置の処理方法が提供される。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置及びその処理方法に関する。

昨今撮像素子として、ＣＣＤに変わるものとして、ＣＭＯＳセンサーが注目を浴びている。その最大の特徴は回路がＭＯＳトランジスタで構成されているので、消費電力が非常に小さく、またＣＣＤの様に電荷の転送のために負電圧を含めた複数の電源を必要としないことである。光電変換手段であるフォトダイオードは暗電流とよばれ、周囲温度により光が当たっていなくても電流が発生し、その量は温度８℃の増加で２倍に増えてしまう。従って、消費電力が小さいことは発熱が少ないことであり、特に露出時間が長い場合にはＣＭＯＳセンサーは画像ノイズがＣＣＤと比べて非常に少ない特徴がある。

以下、ＸＹアドレス型の走査方法を採るＣＭＯＳ撮像素子について説明する。まず、画素又はライン毎に、画素に蓄積された不要電荷を除去する走査すなわちリセット走査を実行し、その後、画素又はライン毎に、それぞれ所定の時間を経過してから信号電荷を読み出す走査を行うことで電子シャッタ動作が実現できる。このような電子シャッタを、以下、「ローリング電子シャッタ」と呼ぶ。

図１１及び図１２を用いてＣＭＯＳ撮像素子の構造及びローリング電子シャッタ動作について説明する。
図１１はＸＹアドレス型の走査方法を採る撮像素子の構成を示したものである。図１１において、６０１は単位画素である。なお、図１１では図の簡略化のために、画素単位６０１を２行×２列のみ示しているが、実際には多数の画素単位６０１が２次元に配置されている。また、６０２は光を電荷に変換するフォトダイオード（ＰＤ）である。６０３は転送パルスφＴＸによってＰＤ６０２で発生した電荷を後述する蓄積領域（フローティングデフュージョン：ＦＤ）に転送する転送スイッチである。６０４は電荷を一時的に蓄積しておく蓄積領域（ＦＤ）である。６０５はソースフォロアとして機能する増幅ＭＯＳアンプである。６０６は選択パルスφＳＥＬによって画素を選択する選択スイッチであり、６０７はリセットパルスφＲＥＳによってＦＤ６０４に蓄積された電荷を除去するリセットスイッチである。ＦＤ６０４、増幅ＭＯＳアンプ６０５、及び後述する定電流源６０９でフローティングディフュージョンアンプが構成され、選択スイッチ６０６で選択された画素の信号電荷が電圧に変換され、信号出力線６０８を経て読み出し回路６１３に出力される。６０９は増幅ＭＯＳアンプ６０５の負荷となる定電流源である。６１０は読み出し回路６１３から出力信号を選択する選択スイッチであり、水平走査回路６１４によって駆動される。６１１は信号を撮像素子外部に出力するための出力アンプである。また、６１２はスイッチ６０３、６０６、６０７を選択するための垂直走査回路である。

なお、パルス信号φＴＸ、φＲＥＳ、φＳＥＬそれぞれについて、垂直走査回路６１２によって走査選択された、例えばｎ番目の走査ラインに印加するパルス信号をφＴＸｎ、φＲＥＳｎ、φＳＥＬｎと記述する。

図１２はローリング電子シャッタ動作における駆動パルスと動作シーケンスを示したものである。なお図１１では説明を簡略にするために垂直走査回路６１２によって走査選択されたｎラインからｎ＋１ラインの２行分の駆動制御に関して記述する。

ｎラインにおいて、まず時刻ｔ３１からｔ３２の期間、φＲＥＳｎとφＴＸｎを印加して、転送スイッチ６０３及びリセットスイッチ６０７をオンにし、ｎライン目のＰＤ６０２とＦＤ６０４に蓄積されている不用電荷を除去するリセット動作を行う。時刻ｔ３２で転送スイッチ６０３がオフになり、ＰＤ６０２で発生した光電荷が蓄積される蓄積動作が開始される。次に時刻ｔ３４においてφＴＸｎを印加して、転送スイッチ６０３をオンにし、ＰＤ６０２に蓄積された光電荷をＦＤ６０４に転送する転送動作を行う。なお、リセットスイッチ６０７は、転送動作に先んじてオフする必要があり、図１２に示す駆動制御では、時刻ｔ３２で転送スイッチ６０３と同時にオフとなる。ここで、リセット動作終了の時刻ｔ３２から、転送開始の時刻ｔ３４までが蓄積時間となる。

ｎライン目の転送動作終了後、φＳＥＬｎを印加して選択スイッチ６０６をオンにすることにより、ＦＤ６０４に保持した電荷が電圧に変換され、読み出し回路６１３に出力される。読み出し回路６１３で一時的に保持された信号が水平走査回路６１４によって時刻ｔ３６より順次出力される。時刻ｔ３４の転送開始から時刻ｔ３７の読み出し終了までの時間をＴ３ｒｅａｄとし、時刻ｔ３１から時刻ｔ３３までの時間をＴ３ｗａｉｔとする。他のラインにおいても同様に、転送開始から読み出し終了までの時間がＴ３ｒｅａｄとなり、あるラインのリセット開始から次のラインのリセット開始までの間の時間がＴ３ｗａｉｔとなる。

また、リセット動作及び読み出し動作を一括で行う場合の動作シーケンスを図１３に示す。
図１３において、時刻ｔ４１から時刻ｔ４２にすべてのラインのリセット動作が同時に行われる。時刻ｔ４３から時刻ｔ４４までの転送動作も同時に行われ、全画素の蓄積電荷を一括してＦＤに転送する。時刻ｔ４３においてφＴＸｎを印加して、転送スイッチ６０３をオンにし、ＰＤ６０２に蓄積された光電荷をＦＤ６０４に転送する転送動作を行う。次に転送動作終了後、ｔ４４においてφＳＥＬｎを印加して選択スイッチ６０６をオンにすることにより、ＦＤ６０４に保持した電荷が電圧に変換され、読み出し回路６１３に出力される。読み出し回路６１３で一時的に保持された信号が水平走査回路６１４によって時刻ｔ４６より順次出力され、１ラインの読み出しが終了すると、次のラインを同様にして読み出す。このような電子シャッタを、以下、「一括電子シャッタ」と呼ぶ。一括電子シャッタを行うと蓄積時間は全ラインでｔ４２からｔ４４までとなり、蓄積時刻が画面の上下で同一の電子シャッタを得ることができる（例えば、特許文献１を参照）。

次にこの一括電子シャッタを用いた場合のストロボ撮影動作に関して図１４を用いて説明する。同図において、（Ａ）はストロボ発光波形、（Ｂ）及び（Ｃ）は前述したｎ画素目とｎ＋１画素目のＣＭＯＳ撮像素子のリセットパルスφＲＥＳｎ及びφＲＥＳｎ＋１であり、リセット解除とともに入射光の蓄積を開始する。また、（Ｄ）及び（Ｅ）はｎ画素目とｎ＋１画素目のＣＭＯＳ撮像素子の転送パルスφＴＸｎ及びφＴＸｎ＋１であり、蓄積終了タイミングを示す。（Ｆ）及び（Ｇ）はｎ画素目とｎ＋１画素目のＣＭＯＳ撮像素子の選択パルスφＳＥＬｎ及びφＳＥＬｎ＋１であり、電荷転送タイミングを示す。（Ｈ）は画素データを読み出すクロック信号ＨＳＲである。

図１３と同様に、リセット解除後のｔ１からｔ２がプリ発光の蓄積時間であり、この間に（Ａ）で示す様にプリ発光を行い、被写体反射光をセンサーの各画素で蓄積を行い、蓄積終了後のｔ３から（Ｈ）の信号ＨＳＲに同期して、各ラインの画像信号を読み出す。

この読み出した画像の輝度を基に、本発光量を演算して、所望の光量でメイン発光を行い、プリ発光と同様にして撮像を行い、ストロボ撮影を行う。

特開２００５−１７６１０５号公報（段落００２８、段落００２９、段落００４３、図５等）

しかしながら、ＣＭＯＳ撮像素子を用いて、図１３及び図１４で説明した方法にて、ストロボ同調画像を得ようとした場合に、定常光（外光）が明るい場合に、図１１で説明した、受光素子であるフォトダイオード６０２に強い光が当たり続ける。これにより、フォトダイオード６０２で発生した電荷が電荷蓄積部であるフローティングディフュージョン部６０４に流れ込み、画素データが飽和してしまい、正しく測光することが出来なくなるという問題を生じる。特に蓄積終了後の読み出しまでの時間が遅い画素程その影響を受けやすくなってしまい、正しい本発光量を求めることが出来ず、結果として適正な本発光量による撮影が出来なくなると言う問題が生じる。

本発明の目的は、定常光が明るい場合にも適切なストロボ撮影が可能な撮像装置及びその処理方法を提供することである。

本発明の撮像装置は、第１の画素領域及び第２の画素領域を含み、光電変換により画素データを生成する撮像素子と、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第１の画素領域の画素データを読み出す第１の読み出し手段と、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第２の画素領域の画素データを読み出す第２の読み出し手段と、前記第１の画素領域の画素データ及び前記第２の画素領域の画素データを基に発光量を演算し、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の画素データを読み出す第３の読み出し手段とを有することを特徴とする。

また、本発明の撮像装置の処理方法は、第１の画素領域及び第２の画素領域を含み、光電変換により画素データを生成する撮像素子を有する撮像装置の処理方法であって、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第１の画素領域の画素データを読み出す第１の読み出しステップと、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第２の画素領域の画素データを読み出す第２の読み出しステップと、前記第１の画素領域の画素データ及び前記第２の画素領域の画素データを基に発光量を演算し、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の画素データを読み出す第３の読み出しステップとを有することを特徴とする。

定常光が明るい場合に画素データの飽和を防止し、適切なストロボ撮影を行うことができる。

以下、本発明の実施形態を図に基づいて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態によるカメラシステム（撮像装置）の構成例を示す図である。カメラシステムは、一眼レフレックスカメラ１００と該カメラに装着される交換レンズ２００及びストロボ４００とによって成る。

１は主ミラーであり、ファインダー観察状態では撮影光路内に斜設され、撮影状態では撮影光路外に退避する。また、主ミラー１はハーフミラーとなっており、撮影光路内に斜設されているときは、後述する焦点検出光学系へ被写体からの光線の約半分を透過させる。２はピント板であり、後述の撮影レンズ２０１で結像された被写体像が投影される。

３はサブミラーであり、主ミラー１とともに、ファインダー観察状態では撮影光路内に斜設され、撮影状態では撮影光路外に退避する。このサブミラー３は、斜設された主ミラー１を透過した光線を下方に折り曲げて、後述の焦点検出ユニット８に導くものである。

４はファインダー光路変更用のペンタプリズム、５はアイピースであり、撮影者はこの窓からピント板２を観察することで、撮影画面を観察することができる。
この状態を光学ファインダーモード（ＯＶＦモード）と称す。

６と７はファインダー観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサーであり、測光センサーは内部に公知の対数圧縮回路を持っているので、その出力は対数圧縮されたものとなる。８は公知の位相差方式の焦点検出ユニットである。

９はフォーカルプレーンシャッタである。フォーカルプレーンシャッタ９は、走行準備状態では撮像素子の覆う位置から退避し、走行完了状態で撮像素子を覆うシャッタ先幕と、走行準備状態では撮像素子を覆い、走行完了状態で撮像素子を覆う位置から退避するシャッタ後幕とを備えている。このシャッタ先幕とシャッタ後幕は、駆動バネの付勢力を利用して走行準備状態の位置から走行完了状態の位置へと走行する。１４は、ＣＭＯＳ等の撮像素子であり、前述の図１１と同様の構成を持つ。

１６は撮像素子１４のアナログ信号出力をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。

１８は撮像素子１４、 Ａ／Ｄ変換器１６、 Ｄ／Ａ変換器２６にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路２２及びシステムコントローラ５０により制御される。

２０は画像処理回路であり、 Ａ／Ｄ変換器１６からのデータ或いはメモリ制御回路２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。

画像処理回路２０においては、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてTTL方式のAWB（オートホワイトバランス）処理も行っている。

２２はメモリ制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。

Ａ／Ｄ変換器１６のデータが画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６のデータが直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。

２４は画像表示メモリ、２６はＤ／Ａ変換器、２８はTFT LCD等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示される。

前述の主ミラー１及びサブミラー３がアップし、シャッタ９が開いた状態で、画像表示部２８を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ファインダー機能を実現することが可能であり、この状態を電子ファインダーモードと称す。

３０は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。

また、メモリ３０はシステムコントローラ５０の作業領域としても使用することが可能である。

３２は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長回路であり、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３０に書き込む。

４０はフォーカルプレンシャッタ９を制御するシャッタ制御回路であり、４１は主ミラー１をアップ、ダウンさせるためのモータと駆動回路からなるミラー制御回路である。

５０はカメラ本体１００全体を制御するシステムコントローラ、５２はシステムコントローラ５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。

５４はシステムコントローラ５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する液晶表示装置、スピーカー等の表示部であり、カメラ本体１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置される。表示部５４は、例えばLCDやLED、発音素子等の組み合わせにより構成されている。

また、表示部５４は、その一部の機能がピント板２の下部に表示されている。表示部５４の表示内容のうち、LCD等に表示するものとしては、シングルショット/連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示、シャッタスピード表示、絞り値表示、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体１２０の着脱状態表示、通信I/F動作表示、日付・時刻表示、等がある。

また、表示部５４の表示内容のうち、ピント板２の下部に表示するものとしては、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタスピード表示、絞り値表示、露出補正表示、等がある。

５６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばEEPROM等が用いられる。

６０、６２、６４、６６、６８及び７０は、システムコントローラ５０の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。

ここで、これらの操作手段の具体的な説明を行う。６０はモードダイアルスイッチで、電源オフ、撮影モード（静止画撮影モード、動画撮影モード）、再生モード、消去モード、PC接続モード等の各機能モードを切り替え設定することが出来る。

６２はシャッタスイッチSW1で、不図示のシャッタボタンの操作途中でオンとなり、AF（オートフォーカス）処理、AE（自動露出）処理等の動作開始を指示する。

６４はシャッタスイッチSW2で、不図示のシャッタボタンの操作完了でオンとなり、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に画像データを書き込む露光処理を行う。そして、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いた現像処理、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体１２０に画像データを書き込む記録処理という一連の処理の動作開始を指示する。

６６はファインダーモード設定スイッチで、撮影時に前述の光学ファインダー（ＯＶＦ）モードと、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）モードを選択する。

ＥＶＦモードを設定した場合は、前述の主ミラー１及びサブミラー３が撮影画面から退避し、シャッタ９が開かれ、撮像素子１４で撮像された画像は常時、画像表示器２８で表示される。

７０は各種ボタンやタッチパネル等からなる操作部で、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、単写/連写/セルフタイマー切り替えボタン、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付/時間設定ボタン等がある。

８０は電源制御手段で、電池検出回路、DC-DCコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されており、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。そして、電源制御手段８０は、検出結果及びシステムコントローラ５０の指示に基づいてDC-DCコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。

８２、８４はコネクタ、８６はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やNiMH電池、Li電池等の二次電池、ACアダプター等からなる電源手段である。

９０はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインタフェースである。９２はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続を行うコネクタ、９８はコネクタ９２に記録媒体１２０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知手段である。

インタフェース及びコネクタとしては、PCMCIAカードやCF（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード等の規格に準拠したものを用いて構成している。

７２は通信手段で、RS232CやUSB、IEEE1394、無線通信、等の各種通信機能を有する。７３は通信手段７２によりカメラ本体１００を他の機器と接続するコネクタ或いは無線通信の場合はアンテナである。 １２０はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体１２０は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部１２２、カメラ本体１００とのインタフェース１２４、カメラ本体１００と接続を行うコネクタ１２６を備えている。

３９９は後述の交換レンズ２００とカメラ側システムコントローラ５０との通信を行う通信線であり、４９９は後述の外付けストロボ４００とカメラ側システムコントローラ５０との通信を行う通信線である。

次に撮影レンズ２００の説明をする。２０１は被写体像を撮像素子１０に結像し、フォーカス調整を行う為のフォーカシングレンズである。２０２はフォーカシングレンズ２０１を光軸方向に駆動して、ピントを合わせるためのフォーカス駆動アクチュエータで、２１１はレンズ制御マイコン２０６からの指令に基づき、フォーカス駆動アクチュエータ２０２を制御するフォーカス制御回路である。

２０３は撮影レンズ２０１の位置から被写体距離を検出する為のエンコーダからなる被写体距離検出手段である。２０４は撮影時の光量を調整する為の絞り、２５０は絞り駆動アクチュエータで、２０５はレンズ制御マイコン２０６からの指令に基づき、絞り駆動アクチュエータ２５０を制御する絞り制御回路である。

２０７は変倍のための焦点距離調整を行うためのズーミングレンズである。２０８はズーミングレンズ２０７を光軸方向に駆動して、電気的に焦点距離調節を行うためのズーム駆動アクチュエータで、２１２はズーム駆動アクチュエータ２０７を制御するズーム制御回路である。

２０６は前述のフォーカス駆動や絞り駆動などを制御するとともに、カメラ本体側のシステムコントローラ５０と通信を制御するレンズ制御マイコンである。レンズ２００はレンズマウント２０９を介して、着脱可能にカメラ本体１００に装着される。また、レンズ２００は、電気的にはシリアル通信線と電源からなるコネクタ２１０でカメラ本体１００に接続される。

次に４００はストロボ装置であり、カメラ本体１００にホットシュー４１０と接点４１１にて接続される。

次に図２を用いて、ストロボ４００の内部回路を説明する。４０１は電源電池である。４０２はＤＣ−ＤＣコンバータであり、電池電圧を数１００Ｖに昇圧する。

４０３は発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサである。４０４，４０５は抵抗であり、メインコンデンサ４０３の電圧を所定比に分圧する。

４０６は発光電流を制限するためのコイル、４０７は発光停止時に発生する逆起電圧を吸収するためのダイオード、４１０はＸｅ(キセノン)管である。４１１はトリガ発生回路、４１２はＩＧＢＴなどの発光制御回路である。

４３０はデータセレクタであり、Ｙ０，Ｙ１の２入力の組み合わせにより、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２を選択してＹに出力する。４３１はフラット発光の発光レベル制御用のコンパレータ、４３２は閃光発光時の発光量制御用のコンパレータである。

４３５はフラット発光制御用の受光センサであるフォトダイオードであり、Ｘｅ管４１０の光出力をモニタする。４３４はフォトダイオード４３５に流れる微少電流を増幅すると共に光電流を電圧に変換する測光回路である。

４３８は閃光発光制御用の受光センサであるフォトダイオードであり、Ｘｅ管４１０の光出力をモニタする。４３６はフォトダイオード４３８に流れる光電流を対数圧縮するとともにＸｅ管４１０の発光量を圧縮積分するための積分測光回路である。

４４０はストロボ４００全体の動作を制御するストロボマイコン、４１１はカメラ本体１００との通信を行うためにホットシューに設けられた接点群である。

次に、ストロボマイコン４４０の各端子について説明する。ＣＮＴはＤＣ／ＤＣコンバータ４０２の充電を制御する制御出力端子、ＣＬＫはカメラ本体１００とのシリアル通信のための同期クロックの入力端子である。ＤＯは同期クロックに同期して、ストロボ４００からカメラ本体１００にシリアルデータを転送するためのシリアル出力端子である。ＤＩは同期クロックに同期して、カメラ本体１００からストロボ４００にシリアルデータを転送するためのシリアルデータ入力端子である。ＣＨＧはストロボ４００からカメラ本体１００にメインコンデンサがストロボ発光に必要なだけの発光エネルギーを蓄積していることを示すデータを転送するための出力端子である。Ｘはカメラ本体１００からストロボ４００にフォーカルプレンシャッタ９の先幕が走行完了したことを示す信号を転送するための入力端子である。

ＩＮＴは測光積分回路４３６の積分制御出力端子であり、ＡＤ０は測光積分回路４３６の発光量を示す積分電圧を読み込むためのＡ／Ｄ変換入力端子、ＤＡ０はコンパレータ４３１及び４３２のコンパレート電圧を出力するためのＤ／Ａ出力端子である。

Ｙ０，Ｙ１は前述のデータセレクタ４３０の選択状態の出力端子であり、ＴＲＩＧは発光トリガの出力端子である。

次に図３乃至図８を参照して、本実施形態の動作を説明する。図３及び図４は本実施形態のカメラ本体１００の主ルーチンのフローチャートを示し、同図を用いてシステムコントローラ５０の動作を説明する。

電源投入により、システムコントローラ５０はフラグや制御変数等を初期化し（Ｓ１０１）、画像表示部２８の画像表示をオフ状態に初期設定する（Ｓ１０２）。

システムコントローラ５０は、モードダイアル６０の設定位置を判断する（Ｓ１０３）。モードダイアル６０が電源オフに設定されていたならば、Ｓ１０５に進み、各表示部の表示を終了状態に変更し、フラグや制御変数等を含む必要なパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記録する。そして、電源制御手段８０により画像表示部２８を含むカメラ本体１００各部の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行った後、Ｓ１０３に戻る。

モードダイアル６０が撮影モードに設定されていたならば（Ｓ１０３）、Ｓ１０６に進む。モードダイアル６０がその他のモードに設定されていたならば（Ｓ１０３）、システムコントローラ５０は選択されたモードに応じた処理を実行し（Ｓ１０４）、処理を終えたならばＳ１０３に戻る。

Ｓ１０６では、システムコントローラ５０は、電源制御手段８０により電池等により構成される電源８６の残容量や動作情況がカメラ本体１００の動作に問題があるか否かを判断する。問題があるならば表示部５４を用いて所定の警告表示を行った後に（Ｓ１０８）、Ｓ１０３に戻る。

電源８６に問題が無いならば（Ｓ１０６）、システムコントローラ５０は記録媒体１２０の動作状態がカメラ本体１００の動作、特に記録媒体に対する画像データの記録再生動作に問題があるか否かを判断する（Ｓ１０７）。問題があるならば表示部５４を用いて所定の警告表示を行った後に（Ｓ１０８）、Ｓ１０３に戻る。

記録媒体１２０の動作状態に問題が無いならば、表示部５４を用いて画像や音声によりカメラ本体１００の各種設定状態の表示を行う（Ｓ１０９）。なお、画像表示部２８の画像表示がオンであったならば、画像表示部２８も用いてカメラ本体１００の各種設定状態の表示を行う。

システムコントローラ５０は、クイックレビューオン／オフスイッチ６８の設定状態を調べる（Ｓ１１０）。クイックレビューオンに設定されていたならばクイックレビューフラグを設定し（Ｓ１１１）、クイックレビューオフに設定されていたならばクイックレビューフラグを解除する（Ｓ１１２）。

なお、クイックレビューフラグの状態は、システムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

続いて、システムコントローラ５０は、ファインダーモード設定スイッチ６６の設定状態を調べる（Ｓ１１３）。画像表示オンに設定されていたならば、Ｓ１１４へ進み、ＥＶＦフラグを設定すると共に、ＥＶＦ状態でない場合は、すなわち主ミラー１がダウンし、シャッタ９が閉じている場合は、ミラー制御回路４１を介して主ミラー１をアップ駆動する。それと共に、シャッタ制御回路４０を介して、シャッタ先幕は駆動バネの付勢力に従って走行完了状態とし、シャッタ後幕は駆動バネの付勢力に抗して走行準備状態とし、撮像素子１４に撮影レンズ２００の像を取り込める様にする（Ｓ１１４）。Ｓ１１５では、画像表示部２８の画像表示をオン状態に設定する。そして、さらに撮像した画像データを逐次表示するスルー表示状態に設定して（Ｓ１１６）、Ｓ１１９に進む。

スルー表示状態に於いては、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４に逐次書き込まれたデータを、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により逐次表示する。これにより、電子ファインダー機能を実現している。

画像表示オン／オフスイッチ６６が画像表示オフに設定されていたならば（Ｓ１１３）、Ｓ１１７へ進み、ＥＶＦフラグを解除する。それと共に、ＯＶＦ状態でない場合、すなわち主ミラー１がアップし、シャッタ９が開いている場合は、ミラー制御回路４１を介して主ミラー１をダウン駆動する。それと共に、シャッタ制御回路４０を介して、シャッタ先幕とシャッタ後幕をともに駆動バネの付勢力に従って走行完了状態とし、シャッタ９を閉じ、光学ファインダーとして、機能する様に設定する（Ｓ１１７）。Ｓ１１８では、画像表示部２８の画像表示をオフ状態に設定して、Ｓ１１９に進む。

画像表示オフの場合は、画像表示部２８による電子ファインダー機能を使用せず、光学ファインダーを用いて撮影を行う。なお、ＥＶＦフラグの状態は、システムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

シャッタスイッチSW1が押されていないならば（Ｓ１１９）、Ｓ１０３に戻る。シャッタスイッチSW1が押されたならば（Ｓ１１９）、システムコントローラ５０はシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるＥＶＦフラグの状態を判断する（Ｓ１２０）。ＥＶＦフラグが設定されていたならば画像表示部２８の表示状態をフリーズ表示状態に設定して（Ｓ１２１）、Ｓ１２２に進む。

フリーズ表示状態に於いては、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介した画像表示メモリ２４の画像データ書き換えを禁止する。そして、最後に書き込まれた画像データを、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示することにより、フリーズした映像を電子ファインダーに表示している。

ＥＶＦフラグが解除されていたならば（Ｓ１２０）、Ｓ１２２に進み、システムコントローラ５０は、測距処理を行って撮影レンズ２０１の焦点を被写体に合わせ、測光処理を行って絞り値及びシャッタ時間を決定する（Ｓ１２２）。この測光・測距処理Ｓ１２２の詳細は図５を用いて後述する。

測光・測距処理Ｓ１２２を終えたならば、システムコントローラ５０はシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるＥＶＦフラグの状態を判断する（Ｓ１２３）。ＥＶＦフラグが設定されていたならば画像表示部２８の表示状態をスルー表示状態に設定して（Ｓ１２４）、Ｓ１２５に進む。なお、Ｓ１２４でのスルー表示状態は、Ｓ１１６でのスルー状態と同じ動作状態である。

シャッタスイッチSW2が押されずに（Ｓ１２５）、さらにシャッタスイッチSW1も解除されたならば（Ｓ１２６）、Ｓ１０３に戻る。

シャッタスイッチSW2が押されたならば（Ｓ１２５）、システムコントローラ５０はシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるＥＶＦフラグの状態を判断する（Ｓ１２７）。ＥＶＦフラグが設定されていたならば画像表示部２８の表示状態を固定色表示状態に設定して（Ｓ１２８）、Ｓ１２９に進む。

固定色表示状態について説明する。撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に書き込まれた撮影画像データの代わりに、差し替えた固定色の画像データを、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示する。これにより、固定色の映像を電子ファインダーに表示している。ＥＶＦフラグが解除されていたならば（Ｓ１２７）、Ｓ１２９に進む。

システムコントローラ５０は、露光処理及び現像処理からなる撮影処理を実行する（Ｓ１２９）。露光処理は、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介して、メモリ３０に撮影した画像データを書き込む処理である。現像処理は、メモリ制御回路２２及び必要に応じて画像処理回路２０を用いて、メモリ３０に書き込まれた画像データを読み出して各種処理を行う処理である。この撮影処理Ｓ１２９の詳細は図６を用いて後述する。

システムコントローラ５０は、システムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるクイックレビューフラグの状態を判断する（Ｓ１３０）。クイックレビューフラグが設定されていたならば、画像表示部２８の画像表示をオン状態に設定し（Ｓ１３１）、クイックレビュー表示を行う（Ｓ１３３）。この場合は、撮影中も画像表示部２８が電子ファインダーとして常に表示された状態であり、撮影直後のクイックレビュー表示も行われる。

システムコントローラ５０は、メモリ３０に書き込まれた撮影画像データを読み出して、メモリ制御回路２２及び必要に応じて画像処理回路２０を用いて各種画像処理を、また、圧縮・伸長回路３２を用いて設定したモードに応じた画像圧縮処理を行う。その後、記録媒体１２０へ画像データの書き込みを行う記録処理を実行する（Ｓ１３４）。この記録処理Ｓ１３４の詳細は図１０を用いて後述する。

記録処理Ｓ１３４が終了した際に、シャッタスイッチSW2が押された状態であったならば（Ｓ１３５）、システムコントローラ５０はシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶される連写フラグの状態を判断する（Ｓ１３６）。連写フラグが設定されていたならば、連続して撮影を行うためにＳ１２９に戻り、次の撮影を行う。連写フラグが設定されていないならば（Ｓ１３６）、シャッタスイッチSW2が放されるまで（Ｓ１３５）、現在の処理を繰り返す。

本実施形態では、撮影直後にクイックレビュー表示を行う動作設定状態の場合に、記録処理Ｓ１３４が終了した際にシャッタスイッチSW2が押された状態であれば、シャッタスイッチSW2が放されるまで画像表示部２８でのクイックレビュー表示を継続する。これにより、撮影画像の確認を入念に行うことを可能とすることが出来る。

記録処理Ｓ１３４が終了した際にシャッタスイッチSW2が放された状態、又はシャッタスイッチSW2を押し続けてクイックレビュー表示を継続して撮影画像の確認を行った後にシャッタスイッチSW2を放した状態であれば（Ｓ１３５）、Ｓ１３７へ進む。Ｓ１３７では、所定のミニマムレビュー時間が経過した後にＳ１３８に進む。

システムコントローラ５０は、ＥＶＦフラグが設定されていたならば（Ｓ１３８）、画像表示部２８の表示状態をスルー表示状態に設定して（Ｓ１３９）、Ｓ１４１に進む。この場合、画像表示部２８でのクイックレビュー表示によって撮影画像を確認した後に、次の撮影のために撮像した画像データを逐次表示するスルー表示状態にすることが出来る。

ＥＶＦフラグが解除されていたならば（Ｓ１３８）、画像表示部２８の画像表示をオフ状態に設定して（Ｓ１４０）、Ｓ１４１に進む。この場合、画像表示部２８でのクイックレビュー表示によって撮影画像を確認した後に、省電力のために画像表示部２８の機能を停止して、電力消費量の大きい画像表示部２８やＤ／Ａ変換器２６等の消費電力を削減することが可能となる。

シャッタスイッチSW1が押された状態であったならば（Ｓ１４１）、システムコントローラ５０は、Ｓ１２５に戻って次の撮影に備える。シャッタスイッチSW1が放された状態であったならば（Ｓ１４１）、システムコントローラ５０は、一連の撮影動作を終えてＳ１０３に戻る。

次に図５は、図３のＳ１２２における測光・測距処理の詳細なフローチャートである。システムコントローラ５０は、ＥＶＦフラグが設定されていたら（Ｓ２００）、撮像素子１４から電荷信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換器１６を介して画像処理回路２０に撮影画像データを逐次読み込む（Ｓ２０１）。この逐次読み込まれた画像データを用いて、画像処理回路２０はTTL（スルー・ザ・レンズ）方式のAE（自動露出）処理、AF（オートフォーカス）処理に用いる所定の演算を行う。

なお、ここでの各処理は、撮影した全画素数のうちの必要に応じた特定の部分を必要個所分切り取って抽出し、演算に用いている。これにより、 TTL方式のAE、AWB、AFの各処理において、中央重点モード、平均モード、評価モードの各モードの異なるモード毎に最適な演算を行うことが可能となる。

画像処理回路２０での演算結果を用いて、システムコントローラ５０は露出（AE）が適正と判断されるまで（Ｓ２０２）、絞り制御手段２０５及び、撮像素子１４の電子シャッタの組み合わせでAE制御を行い（Ｓ２０３）、Ｓ２０７へ進む。なお、交換レンズ２００への絞り駆動指令は、カメラ、レンズ間の通信ライン３９９を介して、公知のシリアル通信にて指令される。

このAE制御で得られた露出（AE）が適正と判断したならば（Ｓ２０２）、システムコントローラ５０は測定データ及び或いは設定パラメータをシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

画像処理回路２０での演算結果及びAE制御で得た測定データを用いて、システムコントローラ５０はホワイトバランス（AWB）が適正と判断されるまで（Ｓ２０６）、画像処理回路２０を用いて色処理のパラメータを調節してAWB制御を行う（Ｓ２０７）。その後、Ｓ２０１に戻る。

ホワイトバランス（AWB）が適正と判断したならば（Ｓ２０６）、システムコントローラ５０は測定データ及び或いは設定パラメータをシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

AE制御及びAWB制御で得られた測定データを用いて、システムコントローラ５０は測距（AF）が合焦と判断されるまで（Ｓ２０８）、前述の通信線３９９を介して、レンズにフォーカス駆動を指令し、AF制御を行い（Ｓ２０９）、Ｓ２０１に戻る。この際レンズ制御マイコン２０６は、カメラから指令されたフォーカス駆動量あるいは、フォーカス駆動速度に従い、フォーカス制御手段２１１を制御し、撮影レンズ２０１を光軸方向に駆動する。合焦の判定は、この撮影レンズ２０１を光軸方向に駆動することで、画像のＡＦ領域の高周波成分が最も高くなった位置を合焦位置と判定するいわゆるコントラストＡＦを用いている。

測距（AF）が合焦と判断したならば（Ｓ２０８）、システムコントローラ５０は測定データ及び或いは設定パラメータをシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶し、測光・測距処理ルーチンＳ１２２を終了する。

次にＥＶＦフラグが設定されていない場合、すなわち光学ファインダーモードの場合はＳ２００からＳ２１０に進み、測光センサー７が測光を行う。システムコントローラ５０はその測光結果と、設定されているＩＳＯ感度に応じて露出値を演算する（Ｓ２１１）。次に公知のＴＴＬ位相差方式の焦点検出手段８で検出された、ピントずれ量が合焦範囲内であれば（Ｓ２１２）、測光測距処理を終了する。合焦範囲外であれば（Ｓ２１２）、Ｓ２０９で説明した様に、撮影レンズ２０１を駆動し、ＡＦ制御を行い（Ｓ２１３）、合焦判定を行うためにＳ２１２に戻る。上記一連の処理が終了すると測光、測距処理は終了する。

次に図６は、図４のＳ１２９における撮影処理の詳細なフローチャートを示す。システムコントローラ５０は、内部メモリに記憶されているＥＶＦフラグに応じて、ＥＶＦモードの時はＳ３０１に進み、ストロボ（フラッシュ）撮影モードか否か判断する。ストロボ撮影モードの場合はＳ３０２に進み、予備発光前に被写体像を撮像素子１４で撮像し、その画像情報から、以下のようにして定常光による被写体輝度をもとめる。

すなわち、（電子）シャッタ秒時（ＴＶ）、設定された絞り値（ＡＶ）より、露出値ＥＶが決定される。次に、あらかじめ設定されている適正露光時の画像レベルＬＶＬ０と、撮像された被写体の画像レベルＬＶＬ１から、被写体輝度レベルＬＶＬＢ＝ｌｏｇ２（ＬＶＬ１／ＬＶＬ０）で求める。

次に先に求めた露出値ＥＶより被写体輝度ＢＶ＝ＥＶ−ＳＶ＋ＬＶＬＢにて求める（Ｓ３０２）。なお、ＳＶは感度を示す値である。次にＳ３０２で求めた被写体輝度があらかじめ設定された所定値より大きい場合は（Ｓ３０３）、分割測光を行うためにステップＳ３０３１に進み、所定以下の場合はステップＳ３０４に進む。Ｓ３０４では、所定の発光量、所定の発光時間でストロボ４００を略一定光量で、予備（プリ）発光させる。この予備発光指令は、ストロボとカメラ間の通信線４９９を介して公知のシリアル通信で、カメラ側のシステムコントローラ５０からストロボ制御マイコン４４０に指令される。ストロボ制御マイコン４４０は、外部ストロボの不図示の電源スイッチがオンされ、電源４０１の電圧を、充電回路で昇圧しているので、予備発光指令を受けると発光制御回路４１２を制御し、Ｘｅ管４１０を光らせて、所定光量、所定発光時間の予備発光を行う。

この予備発光の動作を図２を用いて説明する。ストロボ制御マイコン４４０は、カメラシステムコントローラ５０より指示された発光量に応じた制御電圧をＤＡ０端子に出力する。

次に、Ｙ１，Ｙ０にハイレベル（Ｈｉ）、ローレベル（Ｌｏ）を出力し、入力Ｄ２を選択する。この時Ｘｅ管４１０はまだ発光していないので、受光素子４３５の光電流はほとんど流れず、コンパレータ４３１の反転入力端子に入力されるモニタ回路４３４の出力が発生せず、コンパレータ４３１の出力はＨｉであるので、発光制御回路４１２は導通状態となる。

次に、ＴＲＩＧ端子よりトリガ信号を出力すると、トリガ回路４１１は高圧を発生したＸｅ管４１０を励起し発光が開始される。

一方、ストロボ制御マイコン４４０は、積分回路４３６に積分開始を指示する。積分回路４３２はモニタ回路４３６の出力、すなわち光量積分用の受光素子４３８の対数圧縮された光電出力の積分を開始すると同時に、カメラシステムコントローラ５０より指示された発光時間をカウントするタイマーを起動させる。

予備発光が開始されると、フラット発光の発光レベル制御用受光素子４３５からの光電流が多くなり、モニタ回路４３４の出力が上昇する。そして、モニタ回路４３４の出力がコンパレータ４３１の非反転入力に設定されている所定のコンパレート電圧より高くなると、コンパレータ４３１の出力はＬｏに反転し、発光制御回路４１２はＸｅ管４１０の発光電流を遮断する。これにより、放電ループが断たれるが、ダイオード４０９及びコイル４０６により環流ループを形成し、発光電流は回路の遅れによるオーバーシュートが収まった後、徐々に減少する。

発光電流の減少に伴い、発光レベルが低下するので、受光素子４３５の光電流は減少し、モニタ回路４３４の出力も低下する。そして、所定のコンパレートレベル以下に低下すると、再びコンパレータ４３１の出力がＨｉに反転し、発光制御回路４１２が再度導通してＸｅ管４１０の放電ループが形成され、発光電流が増加して発光レベルも増加する。

このように、ＤＡ０に設定された所定のコンパレート電圧を中心に、コンパレータ４３１は短い周期で発光レベルの増加減少を繰り返し、結果的には、所望するほぼ一定の発光レベルで発光を継続させるフラット発光の制御が行われる。

前述したタイマーのカウントにより所定の発光時間が経過すると、ストロボマイコン４４０はＹ１，Ｙ０端子をＬｏ，Ｌｏに設定する。これにより、データセレクタ４３０の入力はＤ０、すなわちＬｏ入力が選択され、出力は強制的にＬｏとなり、発光制御回路４１２はＸｅ管４１０の放電ループを遮断する。この様にして、所定の輝度、所定の発光量のストロボ予備発光が行われるわけである。

なお、ここではＦＰ発光によるプリ発光に関して説明を行ったが、一般的な閃光発光で行ってもよい。その場合の動作を説明する。

ストロボ制御マイコン４４０は、カメラシステムコントローラ５０より指示された発光量に応じた制御電圧をＤＡ０端子に出力する。

次に、Ｙ１，Ｙ０にＬｏ、Ｈｉを出力し、入力Ｄ１を選択する。このときＸｅ管４１０はまだ発光していないので、受光素子４３８の光電流はほとんど流れず、また、コンパレータ４３２の反転入力端子に入力される積分回路４３６は積分動作を開始していない。そのため、コンパレータ４３２の出力はＨｉであるので、発光制御回路４１２は導通状態となる。

次に、ＴＲＩＧ端子よりトリガ信号を出力すると、トリガ回路４１１は高圧を発生しＸｅ管４１０を励起し発光が開始される。

一方、ストロボマイコン４４０は、積分回路４３６に積分開始を指示し、積分回路４３２は積分回路４３６の出力、すなわち光量積分用の受光素子４３８の対数圧縮された光電出力の積分を開始する。

予備発光が開始されると、発光量に応じて積分回路４３６の出力は高くなり、コンパレータ４３２の非反転入力に設定されている所定のコンパレート電圧より高くなると、コンパレータ４３２の出力はＬｏに反転する。すると、発光制御回路４１２はＸｅ管４１０の発光電流を遮断する。これにより、放電ループが遮断され、Ｘｅ管４１０の発光が終了し、所定の発光量のストロボ予備発光が行われるわけである。

次に前述のストロボが予備発光をしている間に被写体での反射光を撮像素子１４にて撮像する（Ｓ３０４１）。

この時の撮像素子全体の読み出し動作に関して図７を用いて説明する。同図において、ＡはＣＭＯＳなどの撮像素子、Ｓはストロボ発光波形、Ｓ１はシャッタ先幕の駆動バネによる走行方向における先端部の動作、Ｓ２はシャッタ後幕の駆動バネによる走行方向における先端部の動作であり、何れも縦軸はシャッタの走行方向における位置を示している。Ｓ１が図７の縦軸の下部に位置するときはシャッタ先幕が撮像素子を覆わない状態となり、上部に位置するときはシャッタ先幕が撮像素子を覆う状態となる。Ｓ２が図７の縦軸の下部に位置するときはシャッタ後幕が撮像素子を覆う状態となり、上部に位置するときはシャッタ後幕が撮像素子を覆わない状態となる。Ｂは前述した撮像素子のリセット解除タイミングであり、リセット解除とともに入射光の蓄積を開始する。また、Ｃは蓄積終了タイミングであり、ＢからＣまでの期間が撮像素子の電荷蓄積時間に相当する。撮像素子は、光電変換により画素データを生成する。

この蓄積開始のタイミングt0と同時にストロボＳはプリ発光を開始し（図７のＳ・Ｐ）、所定の蓄積時間終了（t1）とともにプリ発光を終了する。同時に図１１のフォトダイオード６０２のＦＤ部（図１１の６０２）に蓄積された電荷は、全画素一括して、転送ゲート（図１１の６０３）の導通がなされ、画素メモリであるＦＤ（図１１の６０４）に転送がなされ、撮像素子の上から画素データを読み出していく。そして、撮像素子１ラインの読み出し時間後には順次、次の１ラインの画像データを読み出し、全ラインの読み出しを終了する。

一方ステップＳ３０３にて、被写体輝度が所定輝度よりも明るい場合は、ステップＳ３０３１に分岐して、プリ発光を複数に分割して行う。本実施形態では図８に示す様に、画面全体を２回に分けてプリ発光を行う。同図において、ＡはＣＭＯＳなどの撮像素子、Ｓはストロボ発光波形であり、ＳＰ１が１回目のプリ発光、ＳＰ２が２回目のプリ発光を示している。また、Ｓ１はシャッタ先幕の動作、Ｓ２はシャッタ後幕の動作であり、図７と同様に何れも縦軸はシャッタの走行方向における位置を示している。Ｂは前述した、撮像素子の１回目のリセット解除タイミングであり、リセット解除とともに入射光の蓄積を開始する。また、Ｃは１回目の蓄積終了タイミングであり、ＢからＣまでの期間が撮像素子の１回目の電荷蓄積時間に相当する。

この蓄積開始のタイミングt0と同時にストロボＳはプリ発光を開始し（図８のＳＰ１）、所定の蓄積時間終了（t1）とともにプリ発光を終了する（図６のＳ３０３１に相当する）。同時に図１１のフォトダイオード６０２のＦＤ部（図１１の６０２）に蓄積された電荷は、全画素一括して、転送ゲート（図１１の６０３）の導通がなされ、画素メモリであるＦＤ（図１１の６０４）に転送がなされ、撮像素子の上から画素データを読み出していく。そして、撮像素子１ラインの読み出し時間後には順次、次の１ラインの画像データを読み出し、上から中央の半分までの第１の画素領域の画素データの読み出しを終了する（図６のＳ３０３２に相当する）。

次に２回目の蓄積開始のタイミングt2と同時にストロボＳは２回目のプリ発光を開始し（図８のＳＰ２）、所定の蓄積時間終了（t1a）とともにプリ発光を終了する（図６のＳ３０３３に相当する）。同時に図１１のフォトダイオード６０２のＦＤ部（図１１の６０２）に蓄積された電荷は、全画素一括して、転送ゲート（図１１の６０３）が導通され、画素メモリであるＦＤ（図１１の６０４）に転送がなされ、撮像素子の中央から画素データを読み出していく。そして、撮像素子１ラインの読み出し時間後には順次、次の１ラインの画像データを読み出し、中央から下までの第２の画素領域の画素データの読み出しを終了する（図６のＳ３０３４に相当する）。以上のように、撮像素子は、第１の画素領域及び第２の画素領域を有する。

そして、Ｓ３０３２で撮像された上半分の画像とＳ３０３４で撮像された下半分の画像が合成されて、１枚の画像が得られる（Ｓ３０３５）。

図７で説明した１回プリ発光の時の画像読み出し時間（図７のt1からt2）と図８で説明した２回プリ発光の時の画像読み出し時間（図８のt1からt2、及びt１aからt２a）を比較する。このような予備発光制御方式を用いることで、２回プリ発光の方が、画面上部、画面下部それぞれの読み出し完了までの時間が１回プリ発光の時に比べて半分になっていることがわかる。したがって、画素データの読み出し中の画素データの飽和は起こりにくくなる訳である。

次に、Ｓ３０４１又はＳ３０３５で求めた予備発光時の撮像データから、Ｓ３０２で求めた定常光時の撮像データを引くことにより、予備発光による被写体反射光成分のみが抽出される。この被写体反射光成分と、撮像素子１４の適正受光量との差異より、本発光量を求める（Ｓ３０５）。なお、ステップＳ３０３５にて画像の合成を行わずとも、上半分の画像における被写体反射光成分と、下半分の画像における被写体反射光成分に適当な重み付けをして、本発光量を求めることも可能である。

次に撮影の準備のために、開放状態になっているシャッタを一度閉じるために、シャッタ先幕をチャージして撮像素子を覆う（Ｓ３０６及び、図７又は図８のｔ３に相当する）。そして、再度シャッタ制御手段４０を制御し、シャッタ先幕を開くとともに（Ｓ３０７）、撮像素子１４の露光を開始する（Ｓ３０８及び図７又は図８のｔ４に相当する）。次にフラッシュ撮影モードの時は（Ｓ３０９）、Ｓ３０５で求めた本発光量を、外付けストロボ４００に指令し、外付けストロボ４００は、指令された発光量で本発光を行う（Ｓ３１０及び図７又は図８のｔ５に相当する）。そして、所定の露光時間終了後に、シャッタ９の後幕を閉じる（Ｓ３１１及び図７又は図８のｔ６に相当する）。そして、撮像素子１４の蓄積を終了し、撮像素子１４の上の画素より順次本撮影画像を読み出す（Ｓ３１２及び図７又は図８のＧのタイミングで蓄積を終了し、Ｈのタイミングで１ラインずつ画像を読み出す）。

なお、本実施形態では、Ｓ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３１１で説明した様に、本撮影の露光制御は、電子シャッタではなく、わざわざメカニカルシャッタ９にて行っているが、これは高輝度スミアなどによる画質の低下を発生を防ぐ為である。

一方、ＥＶＦモードでない場合はＳ３０１から、Ｓ３２１に分岐し、フラッシュ撮影モードの場合は（Ｓ３２１）、予備発光前に被写体像を測光センサー７で測光する（Ｓ３２２）。すなわち、被写体像は撮影レンズ２０１を通してピント板２に結像され、その像は測光レンズ６を通して測光センサー７に結像され、この被写体像を測光センサー７で光電変換し、所定時間積分することで定常光における被写体の測光が行われる。

次に、Ｓ３０４と同等にて、所定の発光量でストロボ４００を予備発光させる（Ｓ３２３）。次にストロボ４００の予備発光による被写体での反射光を測光センサー７で測光する（Ｓ３２４）。

次に、Ｓ３２４で求めた予備発光時の測光データから、Ｓ３２２で求めた定常光時の測光データを引くことにより、予備発光による被写体反射光成分のみが抽出される。この被写体反射光成分と、あらかじめシステムコントローラ５０の不図示のメモリに記憶されている撮像素子１４のＩＳＯ感度に応じた適正光量時の被写体反射光による測光センサー７の測光データとの差によって本発光量を求める（Ｓ３２５）。なお、前述の様に、測光センサー７の出力は対数圧縮されているので、演算は加減算にて行うことができるわけである。

次に撮影の準備が整うと、システムコントローラ５０は、主ミラー１及びサブミラー３をアップさせ、光軸上から対比させるとともに、前述の様にカメラレンズ間の通信ライン３９９を介して、レンズに所定絞り値に絞り込む様に指令する。そして、レンズ制御マイコン２０６は絞り制御手段２０５を制御して、絞り２０４を所定絞り値に絞りこむ（Ｓ３２６）。次に、システムコントローラ５０はシャッタ制御手段４０を制御し、シャッタ先幕を走行させてシャッタ９を開くとともに（Ｓ３２７）、撮像素子１４の露光を開始する（Ｓ３２８）。次に、フラッシュ撮影モードの時は（Ｓ３２９）、Ｓ３２５で求めた本発光量を、外付けストロボ４００に指令し、外付けストロボは、指令された発光量で本発光を行う（Ｓ３３０）。そして、所定の露光時間終了後に、シャッタ後幕を走行させてシャッタ９を閉じ（Ｓ３３１）、撮像素子１４の電荷蓄積を終了し、露光を終了し（Ｓ３３２）、同時にＳ３２６で光軸上から退避させたミラーを元の位置に戻すと共に、Ｓ３２６と同様に絞りを開放に駆動する（Ｓ３３３）。

次に、図９に示すように、撮像素子１４から画素データを読み出し、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介して、メモリ３０に撮影画像のデータを書き込む（Ｓ３４０）。次にシステムコントローラ５０は、メモリ制御回路２２及び必要に応じて画像処理回路２０を用いて、メモリ３０に書き込まれた画像データを読み出して色処理などを行う（Ｓ３４１）。その後、メモリ３０に処理を終えた画像データを書き込み、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に表示画像データの転送を行う（Ｓ３４２）。
一連の処理を終えたならば、撮影処理ルーチン（Ｓ１２９）を終了する。

図１０は、図４のＳ１３４における撮像記録処理のフローチャートを示す。システムコントローラ５０は、メモリ３０に書き込まれた画像データを読み出して、設定したモードに応じた画像圧縮処理を圧縮・伸長回路３２を用いて行う（Ｓ４０１）。その後、インタフェース９０、コネクタ９２を介して、メモリカードやコンパクトストロボカード等の記録媒体１２０へ圧縮した画像データの書き込みを行う（Ｓ４０２）。記録媒体への書き込みが終わったならば、記録処理ルーチンＳ１３４を終了する。

本実施形態は、フォトダイオード（図１１の６０２）に発生した撮影画像の電荷を電荷メモリ（図１１の６０４）へ転送し、転送された電荷メモリの情報を順次読出しが可能な撮像素子（図１１及び図１の１４）を有する。撮像素子は、第１の画素領域（上半分の画素領域）及び第２の画素領域（下半分の画素領域）を含み、光電変換により画素データを生成する。

図６のＳ３０２では、ストロボ発光なしの定常光（外光）による被写体の輝度を検出する。次に、Ｓ３０３では、その定常光による被写体の輝度に応じて第１モード又は第２のモードを選択する。定常光による被写体の輝度が所定値より大きいときには第２のモードが選択され、所定値以下のときには第１のモードが選択される。

第１のモード（図７及び図６のＳ３０４からＳ３０５）が選択されると、フォトダイオードの電荷蓄積中にストロボのプリ発光を行う（図７のＳ・Ｐ及び図６のＳ３０４）。そして、電荷蓄積終了後に電荷メモリへの転送を行い、撮像素子の電荷メモリに保存された全画素領域の画素データを読み出す（図６のＳ３０４１）。

第２のモード（図８及び図６のＳ３０３１からＳ３０３５）が選択されると、ストロボのプリ発光を行い（図８のＳＰ１及び図６のＳ３０３１）、撮像素子の第１の画素領域の画素データを読み出す（図６のＳ３０３２）。次に、ストロボの第２の発光を行い（図８のＳＰ２及び図６のＳ３０３３）、撮像素子の第２の画素領域の画素データを読み出す（図６Ｓ３０３４）。次に、第１の画素領域の画素データ及び第２の画素領域の画素データを基に１枚の画像データを生成する（図６のＳ３０３５）。次に、図６のＳ３０３５で生成された画像データ又は図６のＳ３０４１で読み出された画素データを基に本発光量を演算し（図６のＳ３０５）、ストロボの本発光を行う（図６のＳ３１０及び図７のＳ・Ｍ又は図８のＳ・Ｍ）。そして、撮像素子の画素データを読み出す（図９のＳ３４０）。

本実施形態によれば、ストロボ同調画像を得ようとした場合に、定常光が明るい場合に、フォトダイオードに強い光が当たり続け、画素データが飽和してしまい、正しく測光することが出来なくなるという問題を解決することができる。この問題は、フォトダイオードの電荷蓄積後の読み出しまでの時間が遅いことが原因である。本実施形態は、撮像素子の画素領域を複数の領域に分割し、領域毎にプリ発光及び読み出しを行うことにより、定常光が明るい場合にも、画素データの飽和を防止し、適切な測光を行うことができる。これにより、適切な本発光量を求めることができ、適正な本発光量によるストロボ撮影を行うことができる。高輝度時のデイライトシンクロ時においても、撮像素子の的確な読み出しを行うことができ、良好なストロボ撮影を行うことができる。また、画素領域の分割数は２つに限られるものではなく、被写体の輝度に応じて画素領域の分割数とプリ発光回数を更に増やしても構わない。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明の実施形態に係る、一眼レフレックスカメラと該カメラに装着される交換レンズ及びストロボとによって成るカメラシステムの回路構成例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るストロボ装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成要素であるカメラ本体及び交換レンズの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成要素であるカメラ本体及び交換レンズの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成要素であるカメラ本体及び交換レンズの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成要素であるカメラ本体及び交換レンズの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る、撮像素子の読出し方法とストロボ発光を説明する図である。 本発明の実施形態に係る、撮像素子の読出し方法とストロボ発光を説明する図である。 本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成要素であるカメラ本体及び交換レンズの動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係るカメラシステムの構成要素であるカメラ本体及び交換レンズの動作を示すフローチャートである。 ＣＭＯＳ撮像素子の構成を説明する図である。 ＣＭＯＳ撮像素子の読み出しタイミングを説明する図である。 ＣＭＯＳ撮像素子の読み出しタイミングを説明する図である。 ＣＭＯＳ撮像素子におけるストロボ撮影を説明する図である。

符号の説明

９ シャッタ
１４ 撮像素子
１６ Ａ／Ｄ変換器
１８ タイミング発生回路
２０ 画像処理回路
２２ メモリ制御回路
２４ 画像表示メモリ
２６ Ｄ／Ａ変換器
２８ 画像表示部
３０ メモリ
３２ 画像圧縮・伸長回路
４０ シャッタ制御手段
４１ ミラー制御手段
４００ ストロボ
５０ システム制御回路
５２ メモリ
５４ 表示部
５６ 不揮発性メモリ
６０ モードダイアルスイッチ
６２ シャッタスイッチSW1
６４ シャッタスイッチSW2
６６ ファインダーモード設定スイッチ
６８ クイックレビューオン／オフスイッチ
７０ 操作部
８０ 電源制御手段
８２ コネクタ
８４ コネクタ
８６ 電源手段
９０ インタフェース
９２ コネクタ
９８ 記録媒体着脱検知手段
１００ 画像処理装置
７２ 通信手段
７３ コネクタ（又はアンテナ）
１２０ 記録媒体
１２２ 記録部
１２４ インタフェース
１２６ コネクタ

Claims (4)

1. 第１の画素領域及び第２の画素領域を含み、光電変換により画素データを生成する撮像素子と、
   ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第１の画素領域の画素データを読み出す第１の読み出し手段と、
   ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第２の画素領域の画素データを読み出す第２の読み出し手段と、
   前記第１の画素領域の画素データ及び前記第２の画素領域の画素データを基に発光量を演算し、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の画素データを読み出す第３の読み出し手段と
   を有することを特徴とする撮像装置。
2. ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第１の画素領域と第２の画素領域を含む第３の画素領域の画素データを読み出す第４の読み出し手段と、
   第１のモード又は第２のモードを選択する選択手段とを有し、
   前記第１のモードが選択されると、前記第３の画素領域の画素データを基に発光量を演算し、ストロボの発光を行い、前記第３の読み出し手段が前記撮像素子の画素データを読み出し、
   前記第２のモードが選択されると、前記第１の画素領域の画素データ及び前記第２の画素領域の画素データを基に発光量を演算し、ストロボの発光を行い、第３の読み出し手段が前記撮像素子の画素データを読み出すことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
3. 前記選択手段は、定常光による被写体の輝度に応じて第１モード又は第２のモードを選択することを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
4. 第１の画素領域及び第２の画素領域を含み、光電変換により画素データを生成する撮像素子を有する撮像装置の処理方法であって、
   ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第１の画素領域の画素データを読み出す第１の読み出しステップと、
   ストロボの発光を行い、前記撮像素子の第２の画素領域の画素データを読み出す第２の読み出しステップと、
   前記第１の画素領域の画素データ及び前記第２の画素領域の画素データを基に発光量を演算し、ストロボの発光を行い、前記撮像素子の画素データを読み出す第３の読み出しステップと
   を有することを特徴とする撮像装置の処理方法。

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