JP2009169055A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の距離に関わらず、より高い調光精度を有する撮像装置を提供する。
【解決手段】測距手段１１と、発光手段１２と、測光手段１３と、測距手段１１と発光手段１２と測光手段１３とを制御する制御手段１７とを備えて構成され、制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離未満である場合、測距手段１１の測距結果に基づいて本発光の発光光量を決定する一方、制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離以上である場合、発光手段１２に予備発光を行わせた後、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、閃光装置を備える撮像装置に関するものであり、詳しくは、撮影の際に行う発光である本発光の発光光量を変更可能に構成するものである。

従来から、被写体に対して適切な調光を行うため、いくつかの技術が提案されている。例えば、以下の二つの技術である。

１．事前の発光（以下、予備発光）による被写体からの反射光の光量を検知して、この検知光量が一定になるように閃光装置の発光光量を変更する。

２．赤外線方式などによって被写体までの距離を測ることにより、この被写体までの距離に基づいて閃光装置の発光光量を変更する。

また、露光（絞り・シャッタスピード等）を制御して光の量を調節する撮像装置が存在する。例えば、下記の特許文献１に示す撮像装置である。

この特許文献１に示す撮像装置は、測距手段で測定した被写体までの距離Dが測距手段の測距精度を基に定めた限界距離ｄよりも近距離と判断したときには、被写体までの距離Dを基に露光制御を行う一方、被写体までの距離Dが限界距離ｄよりも遠距離と判断したときには、予備発光による被写体からの反射光の光量を基にした調光による露光制御を行うものである。
特開昭６３−２６７９２６号公報

しかしながら、上記１．に示すような撮像装置では、被写体からの反射光に基づいて、本発光の発光光量を変更するため、以下のような問題を有する。具体的には、被写体が撮像装置の近距離に存在する場合、予備発光による被写体からの反射光が飽和してしまう。すなわち被写体からの反射光の光量が、測光センサが受光できる光の容量を超えてしまう。その結果、測光の精度が悪くなり、これに伴い調光の精度も悪くなる。

一方、上記２．に示すような撮像装置では、被写体までの距離に基づいて、本発光の発光光量を変更するため、以下のような問題を有する。具体的には、被写体までの距離が長くなるほど、測距誤差が大きくなる。そのため、測距誤差に応じて発光光量の誤差も大きくなる。

そこで本発明は上記課題に着目してなされたものであり、被写体までの距離に関わらず、高い調光精度を有する撮像装置を提供する。

すなわち、本発明は上記課題を解決するために、自装置から被写体までの距離を測定する測距手段と、
予備発光又は本発光として、被写体に対して光を照射する発光手段と、
前記発光手段が予備発光をしたときの被写体からの反射光を測光する測光手段と、
少なくとも前記測距手段での測定結果と前記測光手段での測光結果を含む複数の測定値の一部又は全部の測定値に基づいて、前記発光手段による本発光時の発光光量を決定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記測距手段の測定結果が、第１の距離範囲に含まれる場合と、第２の距離範囲に含まれる場合とで、前記発光光量を決定する際に用いる測定値の組み合わせを異なるものとし、
第１の距離範囲の最大値は、第２の距離範囲の最小値よりも小さくなるように構成する。

このようにすれば、撮像装置の近距離に存在する被写体に対して、被写体までの距離に基づいて本発光の発光光量を決定できるので、被写体からの反射光が飽和しているような精度が悪い測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定するといったことが少なくなる。また撮像装置の遠距離に存在する被写体に対しては、被写体までの距離ではなく、被写体からの反射光の光量に基づいて本発光の発光光量を決定できるので、最適な発光光量を決定できる。これは被写体までの距離を測る測距手段の測距精度が、ある一定距離以上では十分といえないからである。

また、好ましくは、前記制御手段は、前記発光手段に予備発光を行わせ、前記測距手段の測定結果が、前記第２の距離範囲に含まれる場合、少なくとも前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、前記測距手段の測定結果が、前記第１の距離範囲に含まれる場合、前記測距手段の測距結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。

さらに、好ましくは、前記制御手段は、前記被写体までの距離が第２の距離範囲に含まれる場合にのみ、前記発光手段に予備発光を行わせる。

このようにすれば、被写体が撮像装置の近距離に存在する場合、予備発光が不必要になるため、消費電力を減らすことができる。また本発光を行うまでの時間を短縮できる。

さらに、前記制御手段は、前記測距手段の測定結果が前記第２の距離範囲に含まれる場合、少なくとも前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、前記測距手段の測定結果が前記第１の距離範囲に含まれる場合、前記測距手段の測定結果および前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。

このようにすれば、被写体が撮像装置の近距離に存在する場合、被写体までの距離と被写体からの反射光に基づいて本発光の発光光量を決定するようにしたので、被写体までの距離だけでなく、被写体からの反射光を考慮でき、より調光精度を向上することができる。

さらに、自装置から被写体までの距離を測定する測距手段と、
予備発光又は本発光として、被写体に対して光を照射する発光手段と、
前記発光手段が予備発光をしたときの被写体からの反射光を測光する測光手段と、
少なくとも前記測距手段での測定結果と前記測光手段での測光結果を含む複数の測定値の一部又は全部の測定値に基づいて、前記発光手段による本発光時の発光光量を決定する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記測光手段の測光結果が、第１の輝度範囲に含まれる場合と、第２の輝度範囲に含まれる場合とで、前記発光光量を決定する際に用いる測定値の組み合わせを異なるものとし、
第１の輝度範囲の最大値は、第２の輝度範囲の最小値よりも小さくする。

このようにすれば、測光手段の測光結果が第１の距離範囲に対応する第１の輝度範囲に含まれる場合、測距結果に基づいて発光光量を決定するようにしたので、請求項１の発明と同様に、被写体からの反射光が飽和しているような精度が悪い測光結果によって、本発光の発光光量を決定するといったことが少なくなる。

本発明によれば、被写体までの距離を測定する測距手段と、被写体に対して予備発光と本発光を行う発光手段と、前記発光手段の予備発光による被写体からの反射光を測光する測光手段と、前記発光手段を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記発光手段に予備発光を行わせ、前記被写体までの距離が第一の距離範囲に含まれる場合、少なくとも前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、前記被写体までの距離が、当該第一の距離範囲の最小値よりも小さい最大値を持つ第二の距離範囲に含まれる場合、前記測距手段の測距結果に基づいて、本発光の発光光量を決定するように制御するように構成したので、被写体からの反射光が飽和しているような精度が悪い測光結果によって、本発光の発光光量を決定するといったことが少なくなる。また撮像装置の遠距離に存在する被写体に対しては、被写体までの距離ではなく、反射光の光量に基づいて発光光量を決定できるので、最適な本発光の発光光量を決定できる。

以下、添付の図面を参照し、本発明の実施形態を説明する。以下に説明する撮像装置１は、光学的な画像情報を電気信号に変換し、電子的に記録媒体に記録する装置であって、例えばデジタルスチルカメラがこれに含まれる。

（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照して説明する。

図１は、本実施の形態に係る撮像装置１の斜視図である。図２は、本実施の形態に係る撮像装置１の構成例を示す図である。図３は、本実施の形態に係る撮像装置１の機能ブロックの概略を説明する図である。

本実施の形態は、被写体までの距離を測る測距手段１１と、被写体に対して予備発光と本発光を行う発光手段１２と、発光手段１２の予備発光による被写体からの反射光を測光する測光手段１３と、被写体からの光学的信号を電気信号に変換する撮像手段１４と、撮像手段１４が変換した電気信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換手段１５と、ユーザからの操作を受け付ける操作手段１６と、測距手段１１と発光手段１２と測光手段１３と撮像手段１４とを制御する制御手段１７とを備えて構成される。

この制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離未満である場合、測距手段１１の測距結果に基づいて本発光の発光光量を決定する。一方で制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離以上である場合、発光手段１２に予備発光を行わせた後、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。また制御手段１７は、使用者による操作手段１６への操作に基づいて、発光手段１２に本発光を行わせ、撮像手段１４に撮像を行わせるようにしたものである。以下、撮像装置１の具体的構成について説明する。

測距手段１１は、被写体までの距離を測るようにしたものである。この測距手段１１は、測距センサ１１１によって構成することができる。ここで測距方法は、超音波方式、赤外線方式、撮像素子１４１や受光素子などの光センサを用いたＴＯＦ方式や位相差方式など各種の方式のものが適用できる。具体的に本実施の形態では、測距センサ１１１を用いた位相差方式を利用して距離を求めるようにしている。測距センサ１１１を用いた位相差方式とは、レンズ系１８を通して入力される被写体の光学的信号から、測距センサ１１１内のセパレータレンズで２つの像を生成し、その像間隔をラインセンサで計測して、像間隔が基準の間隔からどれだけ離れているかを演算することによって距離を測るものである。なお測距手段１１による測距は、制御手段１７の制御信号にしたがって測距を行う。また、測距手段１１によって被写体までの距離が測距されると、測距手段１１は被写体までの距離を含む情報を制御手段１７に出力する。ここで本実施の形態における被写体までの距離は、単位がｃｍで、小数点以下を四捨五入するように構成している。

発光手段１２は、被写体に対して予備発光と本発光を行うようにしたものである。この発光手段１２は、キセノンランプを備える閃光装置１２１などによって構成できる。具体的に発光手段１２は、制御手段１７の制御信号にしたがって、予備発光と本発光を行う。ここで制御手段１７からの制御信号には、予備発光信号と本発光信号が存在する。この予備発光信号・本発光信号には、閃光装置１２１を発光させる際の発光光量が含まれている。これによって発光手段１２は、予備発光信号に基づいて予備発光を行い、本発光信号に基づいて本発光を行うようにしている。なお本実施の形態における発光光量は、ガイドナンバ（GN）に基づいて指定されている。

測光手段１３は、予備発光による被写体からの反射光を測光するものである。この測光手段１３は、測光センサ１３１によって構成できる。ここで測光手段１３は、被写体からの反射光に基づいて輝度情報を取得するものである。なお被写体からの反射光は、公知の技術である測光方式により測光することが可能である。測光方式は、例えば、スポット測光、評価、中央重点測光などの方法が適用できる。また被写体からの反射光の取得は、例えば、公知の技術である電子シャッタの技術を用いて取得できる。これによって測光手段１３は、被写体からの反射光の光の量（輝度値）を測光する。すなわち、反射光の輝度情報である輝度値を取得するようにしたものである。ここで本実施の形態における輝度値は、１６ビットのデジタル信号によって構成されている。したがって、輝度値は０〜６５５３５で表現できる。

なお被写体からの反射光は、レンズ系１８によって集光され、絞り１９、ミラー２０などを介して測距センサ１１１または測光センサ１３１に導かれるものである。ここでレンズ系１８は、フォーカスレンズやズームレンズ等を備えて構成できる。

撮像手段１４は、被写体からの光学的信号を電気信号に変換し、撮像を行うようにしたものである。この撮像手段１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子１４１などによって構成できる。そして制御手段１７からの制御信号に基づいて、撮像を行うようにしたものである。具体的に撮像手段１４は、制御手段１７から制御信号を受信した場合、レンズ系１８を介して受光した光学的信号を電気信号に変換する。そして撮像手段１４は、電気信号をＡＤ変換手段１５に出力する。なお、撮像手段１４に取り込まれる光学的信号は、シャッタや絞り１９によって、被写体からの光量が調整される。

ＡＤ変換手段１５は、撮像手段１４から入力された電気信号をデジタル信号に変換するようにしたものである。そしてＡＤ変換手段１５は、デジタル信号を制御手段１７に出力するようにしたものである。なおこのＡＤ変換手段１５は、ＡＤコンバータ１５１などによって構成できる。なお、ＡＤ変換手段１５で変換されたデジタル信号に対して、必要ならば前処理手段が、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、キズ補正等の前処理を行う。この場合、前処理手段によって、前処理が行われたデジタル信号を制御手段１７に出力する。

操作手段１６は、ユーザから操作を受け付ける。この操作手段１６は、半押しと全押しを受け付けるようにしたものであり、ユーザの半押しを受け付けると半押信号を制御手段１７に出力し、ユーザの全押しを受け付けると全押信号を制御信号に出力する。なおこの操作手段１６は、シャッタスイッチ１６１やレリーズスイッチなどによって構成できる。

制御手段１７は、各手段を制御するものである。この制御手段１７は、ＣＰＵ１７１とＲＯＭ１７２とＲＡＭ１７３などによって構成できる。このＣＰＵ１７１は、ＲＯＭ１７２からプログラムコードを読み出し、そのプログラムコードにしたがって、各手段の制御を行う。また、ＲＡＭ１７３は、ＣＰＵ１７１で算出された情報などを一時的に格納するものである。

具体的な制御手段１７の処理は、以下の通りである。まず制御手段１７は、測距手段１１に被写体からの距離を測定させる。そして制御手段１７は、測距手段１１の測距結果を受け取り、被写体までの距離が所定の距離未満である場合（第１の距離範囲に含まれる場合）、測距手段１１の測距結果に基づいて本発光の発光光量を決定する。一方で制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離以上である場合（第２の距離範囲に含まれる場合）、発光手段１２に予備発光を行わせ、測光手段１３に被写体からの反射光を測光させる。その後、測光手段１３から測光結果を受け取り、測光結果に基づいて本発光の発光光量を決定する。また、操作手段１６の操作に基づいて、発光手段１２に本発光を行わせ、撮像手段１４に撮像を行わせるようにしたものである。以下、本実施の形態における制御手段１７の機能を説明する。なお、本実施の形態では、第１の距離範囲を０から所定の距離未満、第２の距離範囲を所定の距離以上から無限までで設定するようにしているが、これに限られず、第１の距離範囲の最大値が、第２の距離範囲の最小値よりも小さいものであればどのような構成であってもよい。また、距離範囲は、０〜所定の距離未満、又は、所定の距離以上〜無限のように最小値と最大値の区切りを設けるようにしているが、〜所定の距離未満のように最小値（最大値）の区切りを設けなくてもよい。

本実施の形態における制御手段１７は、図４に示す機能を有する。すなわち、この制御手段１７は、測距手段１１を制御する測距制御機能と、測距結果に基づいて次回の動作を決定する判定制御機能、予備発光を行うように発光手段１２を制御する予備発光制御機能、測光手段１３を制御する測光制御機能、測距結果または測光結果に基づいて本発光の発光光量を算出する光量算出機能、本発光を行うように発光手段１２を制御する本発光制御機能、撮像手段１４を制御する撮像制御機能、およびＡＤ変換手段１５から入力されたデジタル信号の画像処理を行う画像処理機能を有する。なおこれらの機能は一実施の形態であり、上記の発明の目的を達成できれば、これらの機能に限られるものではない。

測距制御機能は、操作手段１６から半押信号が入力された場合、測距手段１１を制御するものである。具体的に測距制御機能は、測距手段１１に制御信号を出力する。なお、測距制御機能は半押信号に基づいて測距手段１１を制御するようにしているが、これに限られず、例えば、被写体までの距離を逐次測距するように制御してもよいし、被写体からの全押信号が入力された後に測距するように制御してもよい。

判定制御機能は、操作手段１６から全押信号が入力された場合、測距手段１１から受け取った測距結果（被写体までの距離の情報）に基づいて、次回の制御をどのようにするか判定するものである。この判定手段機能は、被写体までの距離の情報が、所定の距離（例えば、３０ｃｍ）未満である場合、測距結果に基づいて光量算出を行うようにする。この際、光量算出機能を実行する。一方、被写体までの距離の情報が、所定の距離以上である場合、予備発光と測光を行い、測光結果に基づいて光量算出を行うようにする。この際、予備発光制御機能、測光制御機能、そして光量算出機能を実行する。その後、本発光制御機能と撮像制御機能を実行する。

なお本実施の形態では、所定の距離を３０ｃｍとしているが、これに限られず、近距離と中・長距離を判別可能な距離（例、２０ｃｍや４０ｃｍなど）ならばどのような距離であってもよい。ここで、この近距離と中・長距離を判別可能な距離は、以下の方法により算出すると好ましい。具体的にこの方法では、図９に示すように、予備発光による被写体からの反射光が飽和し始める距離を考慮して、上記判別可能な距離を算出する。このようにすれば、被写体からの反射光の測光精度が高いような距離については、被写体までの距離よりも被写体からの反射光を優先し、被写体からの反射光に基づいて本発光の発光光量を決定できるので、最適な発光光量を決定できるようになる。図８では、上述した実施の形態と特許文献１との所定の距離の違いを説明した図である。

上記最適な発光光量を決定できる具体的な理由は、距離だけの情報によって、本発光の発光光量を決めることが困難であることによる。すなわち、白っぽい被写体は、光の反射率が高いため、この被写体までの距離に対応する本発光の発光光量では、撮影された画像が明るくなりすぎてしまう。一方、黒っぽい被写体は、光の反射率が低いため、この被写体までの距離に対応する本発光の発光光量では、撮影された画像が暗くなりすぎてしまう。したがって、高い調光精度を有するためには、なるべく被写体からの反射光に基づいて本発光の発光光量を決定する必要がある。このように被写体からの反射光が飽和し始める距離を考慮して所定の距離を算出するので、被写体までの距離に関わらず、高い調光精度を有することができる。なお、被写体からの反射光が飽和し始める距離を考慮して所定の距離を算出する方法は、後述する。

予備発光制御機能は、判定制御機能で測距結果が所定の距離以上と判定された場合、予備発光を行うために発光手段１２を制御する。具体的に予備発光制御機能は、発光手段１２に対して、予備発光の発光光量を含む予備発光信号を出力する。ここで予備発光の発光光量に関する情報は、予めＲＯＭ１７２に設定されている。なお、予備発光の発光光量は、予めＲＯＭ１７２に設定された情報を利用しているが、これに限られず、例えば、予備発光を行う際、被写体の露出状況から算出するようにしてもよい。

測光制御機能は、判定制御機能で測距結果が所定の距離以上と判定された場合、予備発光による被写体からの反射光を測光するために測光手段１３を制御するものである。具体的に測光制御機能は、測光手段１３に制御信号を出力する。

光量算出機能は、測距結果（被写体までの距離）又は測光結果（反射光の輝度値）に基づいて本発光の発光光量を算出するものである。以下に具体的な算出方法を説明する。

まず、測距結果に基づく発光光量の算出方法は、以下の通りである。本実施の形態では、図５に示す対応表を用いて算出できる。この対応表においては、例えば、被写体までの距離が１０ｃｍであった場合、１０ｃｍに対応する０．４をガイドナンバとして決定する。一方、対応表にない距離（例えば１５ｃｍ）に関しては、線形補間によって発光光量を求めるようにしている。なお本実施の形態では、図５に示すような対応表を用いて発光光量を算出するようにしたが、これに限られず、測距結果に基づいて発光光量を決定するものならば、どのような方法であってもよい。例えば、公知である距離に基づくガイドナンバの計算式等を用いることができる。

次に、測光結果に基づく発光光量の算出方法は、以下の通りである。本実施の形態では、図５に示す対応表を用いて算出できる。この対応表においては、例えば、反射光の輝度値が４５０００である場合、４５０００に対応する２．５をガイドナンバとして決定する。一方、対応表にない輝度値（４３０００）に関しては、線形補間によって発光光量を求めるようにしている。なお本実施の形態では、図５に示すような対応表を用いて発光光量を算出するようにしたが、これに限られず、測光結果に基づいて発光光量を決定するものならば、どのような方法であってもよい。例えば、公知である反射光の輝度情報に基づくガイドナンバの計算式等を用いることができる。

本発光制御機能は、光量算出機能によって算出された発光光量（GN）によって、本発光を行うように発光手段１２を制御するものである。具体的には、本発光の発光光量を含む本発光信号を発光手段１２に出力するようにしたものである。

撮像制御機能は、本発光を伴った被写体の撮像を可能にするため、撮像手段１４を制御するものである。具体的には、被写体を撮像させるための制御信号を撮像手段１４に出力する。

画像処理機能は、ＡＤ変換手段１５から受け取ったデジタル信号にJPEG圧縮等の画像処理を行うものである。そして画像処理機能は、画像処理が行われた画像データを着脱可能な記録媒体や内部メモリ２１に格納するようにしたものである。

これらの処理によって、本発光の発光光量を変更し、この発光光量による発光を伴った撮影を可能にしている。

なお本実施の形態において、制御手段１７は、測距結果が所定の距離未満である場合、測距結果に基づいて本発光の発光光量を決定するようにしているが、これに限られず、測距結果と測光結果に基づいて本発光の発光光量を決定するようにしてもよい。具体的な方法は、実施の形態２で説明する。

また本実施の形態において、測距手段１１を測距センサ１１１および測光手段１３を測光センサ１３１によって構成するようにしているが、これに限られず、撮像手段の出力を用いて測距手段と測光手段を実現するようにしてもよい。このようにすれば、撮像装置１をコンパクトに構成でき、部品点数も少なくなる。

次に、このように構成された撮像装置１の動作について図６のフローチャートを用いて説明する。

撮像装置１の動作は、ユーザが撮像装置１の電源をオンすることによって動作が開始される。なお必要ならば、閃光装置１２１の強制発光を行うようなモードを備え、このモードに設定された場合にのみ、図６に示す動作を行うようにしてもよい。以下、撮像装置１の処理を説明する。

ステップA１では、操作手段１６がユーザからの半押しを検知する。ユーザからの半押しを検知した場合、ステップA２に移行する。この際、操作手段１６は半押信号を制御手段１７に出力する。一方、ユーザからの半押しを検知しない場合、ステップA１の処理を継続する。

ステップA２では、測距手段１１が被写体までの距離を測る。具体的には、制御手段１７に半押信号が入力された場合、制御手段１７（測距制御機能）が、測距手段１１に制御信号を出力する。これによって、測距手段１１が制御され、被写体までの距離を測距する。そして測距手段１１は、この測距結果（被写体までの距離の情報）を制御手段１７に出力する。

ステップA３では、操作手段１６がユーザからの全押しを検知する。ユーザからの全押しを検知した場合、ステップA４の処理に移行する。この際、操作手段１６は、制御手段１７に全押信号を出力する。一方、ユーザからの全押しを検知しない場合、ステップA３の処理を繰り返す。

ステップA４では、制御手段１７（判定制御機能）によって、測距結果（被写体までの距離）が所定の距離未満であるか否かを判定する。測距結果が所定の距離未満である場合、ステップA５に移行し、制御手段１７が、測距結果に基づいて発光光量を決定するように制御を行う。一方、測距結果が所定の距離以上である場合、ステップA６に移行し、制御手段１７が、予備発光による被写体からの反射光に基づいて発光光量を決定するように制御を行う。

ステップA５では、制御手段１７が、測距結果に基づいて本発光の発光光量を決定する。具体的には、制御手段１７（光量算出機能）が、測距結果に基づいて本発光の発光光量を算出する。この後ステップA９に移行する。

ステップA６では、発光手段１２が予備発光を行う。具体的には、制御手段１７（予備発光制御機能）が、予備発光の発光光量を含む予備発光信号を発光手段１２に出力する。そして予備発光信号を受け取った発光手段１２は、予備発光の発光光量によって、予備発光を行う。

ステップA７では、測光手段１３が被写体からの反射光を測光する。具体的には、制御手段１７（測光制御機能）が、測光手段１３に制御信号を出力する。そして制御信号を受け取った測光手段１３が、予備発光による被写体からの反射光を測光し、反射光の輝度値を算出する。輝度値を算出した測光手段１３は、反射光の輝度値を制御手段１７に出力する。

ステップA８では、制御手段１７が、測光結果（反射光の輝度値）に基づいて本発光の発光光量を決定する。具体的には、制御手段１７（光量算出機能）が、測光結果に基づいて本発光の発光光量を算出する。この後、ステップA９に移行する。

ステップA９では、発光手段１２が本発光を行う。また、撮像手段１４が撮像を行う。具体的には、制御手段１７（本発光制御機能）が、本発光の発光光量を含む本発光信号を発光手段１２に出力する。本発光信号を受け取った発光手段１２は、本発光の発光光量によって、本発光を行う。また、制御手段１７（撮像制御機能）が、制御信号を撮像手段１４に出力する。制御信号を受け取った撮像手段１４は、本発光による被写体からの反射光を受光し、この光学的信号を電気信号に変換する。そして変換された電気信号は、ＡＤ変換手段１５と制御手段１７（画像処理機能）を介して画像データに変換され、着脱可能な記録媒体や内部メモリ２１に格納される。

これによって、本発光の発光光量を変更可能にし、この発光光量の本発光を伴う撮像を可能にしている。

なお、上記で説明した反射光が飽和し始める距離を考慮した所定の距離の算出方法について説明する。まず、反射光が飽和し始める距離の算出方法について説明した後、この距離を考慮して所定の距離の算出方法を説明する。

反射光が飽和し始める距離は、予備発光の発光光量に基づいて算出される。具体的な算出方法は、以下の通りである。まず、一定の反射率を持つ被写体が存在すると仮定する（通常は１８％の反射率をもつ標準グレーペーパを想定）。次に、一定の反射率を持つ被写体に対して、予備発光の発光光量で発光されたと仮定する。この仮定により、被写体を撮像装置にどの程度近づけると、被写体からの反射光が飽和するかを判断する。すなわち、反射光が飽和すると判断された距離が、反射光が飽和し始める距離である。このようにして、予備発光の発光光量に基づき、反射光が飽和し始める距離を算出する。

なお、被写体からの反射光が飽和するとは、一部の測光領域が白飛びする状況をいう。例えば、被写体からの反射光を１６ビットの輝度値で表現した場合、一部の測光領域の輝度値が６５０００以上になる状況のことである。また、これに限られず、撮像素子のリニアリティ特性の悪化を考慮して、例えば、一部の測光領域の輝度値が６３０００以上になる状況で判断してもよい。このようにすれば、撮像素子のリニアリティ特性の悪化を考慮して、反射光が飽和し始める距離を決定できる。すなわち、反射光の測光精度が悪くなる領域については、測距結果に基づいて発光光量を決定できるため、より調光精度が高くなる。

次に、上記のような方法で算出された被写体からの反射光が飽和し始める距離を考慮して所定の距離を算出する方法を説明する。この方法により算出される所定の距離は、反射光が飽和し始める距離をそのまま利用して算出できる。また、これに限られず、反射光が飽和し始める距離にある一定の距離を加算することで算出できる。なお、所定の距離を算出するタイミングは、撮影前に算出して撮像装置に予め記憶しておいてもよいし、撮影を行う際に、算出するようにしてもよい。

（実施の形態２）
以下、図７に示す実施の形態２の撮像装置１ａについて動作を説明する。なお実施の形態２については、制御手段１７の機能以外は、実施の形態１と同様の構成で実施することができる。すなわち、実施の形態２における制御手段は、図２、図３に示した制御手段１７ａで構成される。

実施の形態２における制御手段１７ａは、測距手段１１に被写体までの距離を測距させ、発光手段１２に予備発光を行わせる。制御手段１７ａは、測距結果を受け取り、被写体までの距離が所定の距離未満である場合（第１の距離範囲に含まれる場合）、測距手段１１の測距結果と測光手段１３の測光結果に基づいて本発光の発光光量を決定する。一方で制御手段１７ａは、被写体までの距離が所定の距離以上である場合（第２の距離範囲に含まれれる場合）、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。また、操作手段１６の操作に基づいて、発光手段１２に本発光を行わせ、撮像手段１４に撮像を行わせるようにしたものである。

ここで、測距手段１１の測距結果と測光手段１３の測光結果に基づいて本発光の発光光量を決定する方法を説明する。

測距結果と測光結果に基づいて発光光量を決定する場合、例えば、以下の方法によって行うことが可能である。まず制御手段１７ａは、測光結果の白飛び（飽和）している割合である白飛び率を算出する。この白飛び率とは、測光結果の画像にどの程度白飛びが発生しているかを判別するものである。

次に制御手段１７ａは、白飛び率を用いて距離の補正量を算出する。この距離の補正量は、例えば、図８に示す対応表を用いて算出できる。例えば、白飛び率が８５％である場合、距離の補正量は−１０ｃｍである。なお図８は一実施の形態であり、様々な方法で実施可能である。具体的には、白飛び率が高い場合、距離の補正量をマイナスに設定し、白飛び率が低い場合、距離の補正量をプラスに設定するようにすればよい。また、本実施の形態では、３通りに場合分けしているが、これに限られず、５通り、７通りなどに場合分けすることが可能である。

そして制御手段１７ａは、測距結果である被写体までの距離を距離の補正量で補正し、補正された距離に基づいて、本発光の発光光量を算出する。この際、図５のように距離と発光光量の対応表を用いて発光光量を算出する。これにより、測距結果と測光結果に基づいて本発光の発光光量を決定できるようにしている。

次に、実施の形態２における撮像装置１ａの動作について図７のフローチャートを用いて説明する。なお実施の形態１の動作と同じ処理については、説明を省略する。

ステップB１〜B３は、ステップA１〜A３の処理と同様である。

ステップB４では、発光手段１２が予備発光を行う。この際、操作手段１６からの全押信号によって、制御手段１７ａ（予備発光制御機能）が、予備発光信号を発光手段１２に出力する。そして予備発光信号を受け取った発光手段１２は、予備発光を行い、ステップB５に処理を移行する。

ステップB５では、ステップA７と同様に、測光手段１３が被写体からの反射光を測光する。そして測光手段１３は、測光結果である反射光の輝度値を制御手段１７ａに引き渡す。

ステップB６では、ステップA４と同様に、制御手段１７ａ（判定制御機能）によって、測距結果（被写体までの距離）が所定の距離未満であるか否かを判定する。測距結果が所定の距離未満である場合、ステップB７に移行し、制御手段１７ａが、測距結果と測光結果に基づいて発光光量を決定するように制御を行う。一方、測距結果が所定の距離以上である場合、ステップB８に移行し、制御手段１７ａが、予備発光による被写体からの反射光に基づいて発光光量を決定するように制御を行う。

ステップB７では、制御手段１７ａ（光量算出機能）が、測距結果と測光結果に基づいて本発光の発光光量を決定する。その後、ステップB９に移行する。

ステップB８では、ステップA８と同様に、制御手段１７ａ（光量算出機能）が、測光結果（反射光の輝度値）に基づいて本発光の発光光量を決定する。その後、ステップB９に移行する。

ステップB９では、ステップA９と同様に、発光手段１２が本発光を行う。また、撮像手段１４が撮像を行う。

これによって、本発光の発光光量を変更可能にし、この発光光量の本発光を伴う撮像を可能にしている。

なお、上記実施の形態では、被写体からの距離に基づいて制御を変更するように構成しているが、これに限られず、被写体からの反射光に基づいて制御を変更するように構成してもよい。この場合、例えば制御手段１７ａは、発光手段１２に予備発光を行わせ、被写体からの反射光の輝度値が所定値未満である場合（第１の輝度範囲に含まれる場合）、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。一方で制御手段１７は、被写体からの反射光の輝度値が所定値以上である場合（第２の輝度範囲に含まれる場合）、測距手段１１の測距結果および測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する。ここで所定値とは、測光結果が飽和する値を用いて構成している。すなわち、飽和する値には、上記の反射光が飽和する状況で説明したように、輝度値を１６ビットの輝度情報で表現した場合、例えば、輝度値で６５０００を用いることができる。なお、本実施の形態では、第２の輝度範囲を所定値以上から無限まで、第１の輝度範囲を０から所定値未満で設定するようにしているが、これに限られず、第１の輝度範囲の最大値が、第２の輝度範囲の最小値よりも小さいものであればどのような構成であってもよい。また、輝度範囲は、０〜所定値未満、又は、所定値以上〜無限のように最小値と最大値の区切りを設けるようにしているが、〜所定値未満のように最小値の区切りを設けなくてもよい。

上述のように本実施の形態では、測距手段１１と、発光手段１２と、測光手段１３と、測距手段１１と発光手段１２と測光手段１３とを制御する制御手段１７とを備えて構成され、制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離未満である場合、測距手段１１の測距結果に基づいて本発光の発光光量を決定する一方、制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離以上である場合、発光手段１２に予備発光を行わせた後、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定するようにしたので、被写体からの反射光が飽和しているような精度が悪い測光結果によって、本発光の発光光量を決定するといったことが少なくなる。また、被写体までの距離ではなく、反射光の光量に基づいて発光光量を決定できるので、最適な本発光の発光光量を決定できる。

また、制御手段１７は、被写体までの距離が所定の距離以上である場合にのみ、発光手段１２に予備発光を行わせたので、被写体が近距離に存在する場合、すなわち、測距結果が所定の距離未満である場合、予備発光が不必要になるため、消費電力を減らすことができる。また本発光を行うまでの時間を短縮できる。

さらに、制御手段１７ａは、発光手段１２に予備発光を行わせ、被写体までの距離が所定の距離以上である場合、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、被写体までの距離が所定の距離未満である場合、測距手段１１の測距結果および測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定したので、被写体までの距離だけでなく、被写体からの反射光を考慮できるため、より調光精度を向上することができる。

加えて、撮像手段１４をさらに備え、測距手段１１と測光手段１３と撮像手段１４を、一つの撮像素子で構成するようにしたので、一つの撮像素子によって測距手段１１と測光手段１３と撮像手段１４を実行することができるため、撮像装置をコンパクトに構成でき、撮像装置の部品点数を少なく構成することができる。

さらに、制御手段１７ａは、発光手段１２に予備発光を行わせ、被写体からの反射光の輝度情報が所定値未満である場合、測光手段１３の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、被写体からの反射光の輝度情報が所定値以上である場合、測距手段１１の測距結果および前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定したので、測光結果が飽和している場合に、測距結果に基づいて発光光量を決定するようにしたので、反射光が飽和しているような精度が悪い測光結果によって、本発光の発光光量を決定するといったことが少なくなる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、種々の態様で実施できる。

例えば、上記実施の形態では、予備発光と本発光を一つの発光手段１２で構成するようにしているが、これに限られず、二つの発光手段を設け、別々の構成で発光をおこなうようにしてもよい。

また上記の実施の形態に限られず、撮像素子の出力に基づいて、測距手段および測光手段を実現するようにしてもよい。この場合、撮像装置をコンパクトに構成でき、かつ、部品点数を少なくすることができる。

さらに上記実施の形態では、被写体までの距離が所定の距離以上である場合（第２の距離範囲に含まれる場合）、測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定するようにしているが、これに限られず、測光結果と他の情報に基づいて、本発光の発光光量を決定するものであればどのような構成であってもよい。すなわち、例えば、測光結果と測距結果に基づいて、本発光の発光光量を決定できるようにしてもよい。

本発明は、フラッシュ撮影を可能にする撮像装置に適用可能である。具体的には、デジタルスチルカメラ、ムービー、カメラ機能付き携帯端末等に利用できる。

本発明の一実施の形態に係る撮像装置の斜視図 同形態における撮像装置の機能ブロックの概略図 同形態における撮像装置のブロック構成を示す図 同形態のおける制御手段の機能を説明する図 同形態における撮像装置の発光光量を決定するための方法を説明する図 同形態における撮像装置の発光光量を決定するための動作を示すフローチャート 他の実施の形態における撮像装置の発光光量を決定するための動作を示すフローチャート 他の実施の形態における白飛び率と距離の補正量との関係を説明する図 実施の形態と従来例の所定の距離の違いを説明する図

符号の説明

１、１ａ 撮像装置
１１ 測距手段
１２ 発光手段
１３ 測光手段
１４ 撮像手段
１５ ＡＤ変換手段
１６ 操作手段
１７、１７ａ 制御手段
１８ レンズ系
１９ 絞り
２０ ミラー
２１ 内部メモリ
１１１ 測距センサ
１２１ 閃光装置
１３１ 測光センサ
１４１ 撮像素子
１５１ ＡＤコンバータ
１６１ シャッタスイッチ
１７１ ＣＰＵ
１７２ ＲＯＭ
１７３ ＲＡＭ

Claims (5)

1. 自装置から被写体までの距離を測定する測距手段と、
   予備発光又は本発光として、被写体に対して光を照射する発光手段と、
   前記発光手段が予備発光をしたときの被写体からの反射光を測光する測光手段と、
   少なくとも前記測距手段での測定結果と前記測光手段での測光結果を含む複数の測定値の一部又は全部の測定値に基づいて、前記発光手段による本発光時の発光光量を決定する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記測距手段の測定結果が、第１の距離範囲に含まれる場合と、第２の距離範囲に含まれる場合とで、前記発光光量を決定する際に用いる測定値の組み合わせを異なるものとし、
   第１の距離範囲の最大値は、第２の距離範囲の最小値よりも小さい、撮像装置。
2. 前記制御手段は、
   前記発光手段に予備発光を行わせ、
   前記測距手段の測定結果が、前記第２の距離範囲に含まれる場合、
   少なくとも前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、
   前記測距手段の測定結果が、前記第１の距離範囲に含まれる場合、
   前記測距手段の測距結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記被写体までの距離が第２の距離範囲に含まれる場合にのみ、前記発光手段に予備発光を行わせる、請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記制御手段は、
   前記測距手段の測定結果が前記第２の距離範囲に含まれる場合、
   少なくとも前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する一方、
   前記測距手段の測定結果が前記第１の距離範囲に含まれる場合、
   前記測距手段の測定結果および前記測光手段の測光結果に基づいて、本発光の発光光量を決定する、請求項1に記載の撮像装置。
5. 自装置から被写体までの距離を測定する測距手段と、
   予備発光又は本発光として、被写体に対して光を照射する発光手段と、
   前記発光手段が予備発光をしたときの被写体からの反射光を測光する測光手段と、
   少なくとも前記測距手段での測定結果と前記測光手段での測光結果を含む複数の測定値の一部又は全部の測定値に基づいて、前記発光手段による本発光時の発光光量を決定する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記測光手段の測光結果が、第１の距離範囲に含まれる場合と、第２の距離範囲に含まれる場合とで、前記発光光量を決定する際に用いる測定値の組み合わせを異なるものとし、
   第１の距離範囲の最大値は、第２の距離範囲の最小値よりも小さい、撮像装置。

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