JP2009276524A - カメラシステム、カメラ本体および閃光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発光より発光効率の良い色温度で予備発光を行う。
【解決手段】発光体の色温度が可変であり、撮影を行う際に予備発光と本発光とを行う閃光手段と、所定の情報に基づいて本発光の色温度を制御するとともに、予備発光の色温度を本発光の発光効率以上の色温度に制御する発光制御手段とを備える。これによって、予備発光時の色温度を、外光の色温度の近傍で、かつフラッシュユニットの発光効率が所定値以上となる色温度となるように制御するので、予備発光結果に基づいて本発光時の発光量をより正確に算出することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はカメラシステム、カメラ本体および閃光装置に関する。

閃光装置による閃光撮影時に、外光の色温度と閃光の色温度とが大きく相違していると、２種類の異なる色温度の光が照射されて違和感のある画像になるため、閃光の色温度を外光の色温度に調節するようにしたカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この出願の発明に関連する先行技術文献としては次のものがある。
特開２００３−０１５１７９号公報

しかしながら、撮影時の本発光に先立つ予備発光時に外光の色温度に合わせて予備発光を行うと、閃光の発光効率が色温度により異なるため、発光効率が悪い場合、予備発光時の光量が少なくなって遠くの被写体まで十分に照明できなくなり、予備発光時の被写体からの反射光量に基づく本発光量の演算精度が低下するという問題がある。
また、予備発光量が低下した分だけ予備発光量を増やすと、本発光のための電力が不足したり、バッテリーの電力消費が増大するという問題がある。

（１） 請求項１の発明は、発光体の色温度が可変であり、撮影を行う際に予備発光と本発光とを行う閃光手段と、所定の情報に基づいて本発光の色温度を制御するとともに、予備発光の色温度を本発光の発光効率以上の色温度に制御する発光制御手段とを備える。
（２） 請求項２の発明は、請求項１に記載のカメラシステムにおいて、所定の情報は色温度に関する情報である。
（３） 請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のカメラシステムにおいて、所定の情報は被写体の少なくとも一部の色温度であり、被写体の少なくとも一部の色温度を認識する色温度認識手段を備える。
（４） 請求項４の発明は、請求項３に記載のカメラシステムにおいて、色温度認識手段は外光の色温度を認識する。
（５） 請求項５の発明は、請求項４に記載のカメラシステムにおいて、発光制御手段は、予備発光の色温度を外光の色温度との差が所定値以下となるような色温度に制御する。
（６） 請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、発光制御手段は、予備発光の色温度を発光効率が所定値以上となるような色温度に制御する。
（７） 請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、発光制御手段は、予備発光の色温度の発光効率と本発光の色温度の発光効率との差を考慮して本発光の発光量を制御する。
（８） 請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、発光体の色温度と発光効率との関係を記憶する記憶手段を有する。
（９） 請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、所定の色温度を検出し、色温度認識手段に出力する色温度検出手段を有する。
（１０） 請求項１０の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、本発光の色温度と予備発光の色温度とを算出し、算出結果を発光制御手段に出力する算出手段を備える。
（１１） 請求項１１の発明は、請求項３〜１０のいずれか一項に記載のカメラシステムに用いられる色温度認識手段を備えるカメラ本体である。
（１２） 請求項１２の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載のカメラシステムに用いられる閃光手段を備える閃光装置である。

本発明によれば、本発光より発光効率の良い色温度で予備発光を行うので、電力消費を抑えつつ遠くの被写体までモニターすることができ、適正な本発光量を求めることができる。

本発明を一眼レフレックスデジタルカメラに適用した一実施の形態を説明する。なお、本発明は一実施の形態のカメラに限定されず、他の種類のカメラ、例えばフラッシュユニット（閃光装置）内蔵のコンパクトカメラ、あるいは銀塩フィルムカメラなどにも適用することができる。

図１は一実施の形態のカメラの構成を示す横断面図である。一実施の形態のカメラは、カメラ本体１にレンズユニット２とフラッシュユニット（閃光装置）１７が着脱自在に装着されている。レンズユニット２には撮影レンズ３や焦点調節を行うモーター４などが内蔵され、フラッシュユニット１７には照明制御回路１８や発光体１９などが内蔵されている。

カメラ本体１は、メインミラー５、サブミラー６、焦点検出ユニット７、フォーカルプレーンシャッター８、第１撮像センサー９、制御装置１０、拡散スクリーン１１、コンデンサーレンズ１２、ペンタプリズム１３、接眼レンズ１４、再結像レンズ１５、第２撮像センサー１６などを備えている。

第１撮像センサー９は、被写体像を光電変換して高画質な画像信号を生成、出力する。また、第２撮像センサー１６は、被写体像を光電変換して画像信号を生成、出力する。第２撮像センサー１６から出力される画像信号は、撮影シーンを解析して第１撮像センサー９の撮影条件や画像処理条件を演算したり、フラッシュユニット１７の発光条件（発光量、色温度）などを演算するために用いられる。

メインミラー５、サブミラー６、フォーカルプレーンシャッター８および第１撮像センサー９は、撮影レンズ３の光軸に沿って配置されている。また、ファインダー光学系はメインミラー５の上部領域に配置され、焦点検出ユニット７はサブミラー６の下部領域に配置されている。

非撮影時には、メインミラー５が撮影レンズ３から第１撮像センサー９までの撮影光路と交差し、撮影レンズ３を通過した被写体からの光束を上方に反射させてファインダー光学系へ導くようになっている。一方、撮影時には、メインミラー５およびサブミラー６が上方へ跳ね上げられ、撮影レンズ３を通過した被写体光束がフォーカルプレーンシャッター８を通過して第１撮像センサー９へ導かれ、第１撮像センサー９の受光面に被写体像が結像される。第１撮像センサー９は被写体像を光電変換して画像信号を生成する。

メインミラー５の中央部は光を透過するハーフミラーになっており、非撮影時にメインミラー５を透過した被写体光束の一部がサブミラー６により下方へ反射され、焦点検出ユニット７へ導かれる。焦点検出ユニット７は、受光した被写体光束に基づいて撮影レンズ３の焦点調節状態（デフォーカス量）を検出する。

ファインダー光学系は、拡散スクリーン１１、コンデンサーレンズ１２、ペンタプリズム１３、接眼レンズ１４および再結像レンズ１５を備えている。拡散スクリーン１１はメインミラー５の上方に配置され、非撮影時にメインミラー５が反射した光束により被写体像が結像される。拡散スクリーン１１上に結像された被写体像は、コンデンサーレンズ１２、ペンタプリズム１３および接眼レンズ１４を介して撮影者の目へ導かれ、撮影者により視認される。

また、拡散スクリーン１１上に結像された被写体像は、コンデンサーレンズ１２、ペンタプリズム１３および再結像レンズ１５を介して第２撮像センサー１６へ導かれ、第２撮像センサー１６上に被写体像が再結像される。第２撮像センサー１６は被写体像を光電変換し、画像信号を生成する。再結像レンズ１５および第２撮像センサー１６がカメラの測光装置を構成し、この測光装置により被写体輝度と被写体の色温度を検出する。なお、被写体の色温度の検出方法は一実施の形態の方法に限定されず、測光装置以外の検出器により他の方法で被写界の色温度を認識するようにしてもよい。

制御装置１０はマイクロコンピューターとメモリなどの周辺部品から構成され、カメラの各種演算制御を行う。

フラッシュユニット１７の発光体１９は、赤色ＬＥＤ１９ａ、緑色ＬＥＤ１９ｂおよび青色ＬＥＤ１９ｃを備えている。照明制御回路１８は、制御装置１０からの発光制御信号にしたがって３色のＬＥＤ１９ａ〜１９ｃへ通電し、発光させる。３色のＬＥＤ１９ａ〜１９ｃの各発光量は通電電流に応じた量となり、３色のＬＥＤ１９ａ〜１９ｃへ通電する電流比を調節することによって、閃光の色温度を変えることができる。

図２は一実施の形態のカメラの撮影動作を示すフローチャートである。このフローチャートにより、一実施の形態の動作を説明する。カメラの電源が投入され、レリーズボタンが半押しされると制御装置１０は図２に示す撮影動作を開始する。

ステップ１０１において、第２撮像センサー１６を駆動制御して被写体の画像信号を取得する。続くステップ１０２で、第２撮像センサー１６から受信した画像信号に基づいて被写界の輝度を検出するとともに、撮影時の第１撮像センサー９の露光量を演算し、外光（被写体像のうち、主要被写体の背景や主要被写体の周囲の環境）の色温度を検出する。この色温度をＫ１とする。

ステップ１０３でレリーズボタン（不図示）が操作されたか否かを判別し、レリーズ操作があるまでステップ１０１〜１０２の処理を続ける。レリーズ操作があるとステップ１０４へ進み、撮影時にフラッシュユニット１７の発光が必要か否かを判別する。例えば、上記ステップ１０２で検出した被写体輝度が所定値より低い場合は発光が必要であるとする。

被写体輝度が所定値以上あって撮影時の発光が不要な場合はステップ１０５へ進み、ステップ１０２で算出した露光量により第１撮像センサー９を露光する。露光後、ステップ１０９へ進み、第１撮像センサー９の画像信号をホワイトバランス係数にて画像処理し、画像をメモリ（不図示）に記憶する。ホワイトバランス係数は、ステップ１０２で検出した外光の色温度の環境光の下で白い紙を白く再現できるように設定される。つまり、第１撮像センサー９のＲＧＢ出力の比率が１：１：１となるように各色に掛けるゲインを設定する。

一方、被写体輝度が所定値未満で撮影時の発光が必要な場合はステップ１０６へ進み、図３に示す本発光パラメーター演算サブルーチンを実行し、予備発光を行って本発光の発光量を演算する。このサブルーチンの詳細については後述する。

次にステップ１０７へ進み、ステップ１０２で算出した露光量にしたがって第１撮像センサー９の露光を開始し、露光途中のステップ１０８においてフラッシュユニット１７の本発光を行う。撮影後のステップ１０９で第１撮像センサー９の画像信号をホワイトバランス係数にて画像処理し、画像をメモリ（不図示）に記憶する。

次に、図３を参照して予備発光による本発光パラメーターの演算処理を説明する。ステップ２０１において、図２のステップ１０２で検出した外光の色温度Ｋ１を予備発光の色温度Ｋｘに設定する。

ステップ２０２では、色温度Ｋｘで予備発光した場合の発光効率が所定値以上か否かを判別する。フラッシュユニット１７のメモリ（不図示）には、色温度を変えて発光した場合の発光効率のテーブルデータが記憶されており、フラッシュユニット１７からテーブルデータを入手して色温度Ｋｘに対応する発光効率を検索する。

発光効率が所定値以下の場合はステップ２０３へ進み、予備発光時の色温度ＫｘをΔＫだけ変更する。ΔＫの設定方法は、予め発光効率が所定値以上となるような発光効率の高い色温度のテーブルを記憶しておき、そのテーブルを参照して色温度Ｋｘに最も近い色温度を選択し、変更後の色温度Ｋｘがその色温度になるようにΔＫを設定してもよいし、ステップ２０３の処理を実行するたびに外光の変更前の色温度Ｋｘに対して変更後の色温度Ｋｘが高温度側または低温度側へ交互に所定量ずつシフトするようにΔＫを設定してもよい。

発光効率が所定値より大きい場合はステップ２０４へ進み、第２撮像センサー１６を駆動制御して露光を開始し、露光途中のステップ２０５でフラッシュユニット１７による予備発光を行い、第２撮像センサー１６の画像信号に基づいて被写界の輝度を検出する。

ステップ２０６において、色温度Ｋｘで予備発光して得られた第２撮像センサー１６の画像データと、予めメモリに記憶しておいた予備発光直前の第２撮像センサー１６の画像データ（図２のステップ１０１〜１０２で取得）とに基づいて、本発光時の発光量ＧＮ１を演算する。なお、予備発光結果に基づく本発光量の演算方法については公知であり、詳細な説明を省略する。

ステップ２０７において、図２のステップ１０２で検出した外光の色温度Ｋ１を本発光の色温度Ｋｙに設定する。

ステップ２０８では、予備発光時の色温度Ｋｘの発光効率と、本発光時の色温度Ｋｙの発光効率との差に基づいて、本発光量ＧＮ１の補正を行う。補正後の本発光量ＧＮ２を次式により算出する。
ＧＮ２＝ＧＮ１＋Ｌog_２(Ｅ(Ｋｘ)／Ｅ(Ｋｙ)) ・・・（１）
（１）式において、色温度Ｋｘ、Ｋｙで発光した場合の規格化された発光効率をそれぞれＥ(Ｋｘ)、Ｅ(Ｋｙ)とする。例えば、予備発光時の発光効率Ｅ(Ｋｘ)＝８０％、本発光時の発光効率Ｅ(Ｋｙ)＝４０％の場合には、
ＧＮ２＝ＧＮ１＋１ ・・・（２）
となる。

図３のステップ２０７において本発光量の色温度を設定する際に、上記予備発光時と非発光時の画像データを基に本発光時の色温度とホワイトバランス係数を演算するようにしてもよい。まず、予備発光時と非発光時の画像データの差分をとる。差の大きい領域は閃光を反射する被写体のある領域であり、ここでは前景と呼ぶ。一方、差の小さい領域は閃光を反射する被写体のない領域であり、ここでは背景と呼ぶ。例えば、背景の領域に対応する輝度データのＲＧＢそれぞれの平均値の比率を基に、環境光の色温度を演算する。比率と色温度が対応したテーブルを予め制御装置１０に記憶しておいてもよい。そして、本発光時の閃光の色温度を環境光の色温度とほぼ同等にする。また、ホワイトバランス係数はこの環境光下の白い紙が白く再現できるように設定する。つまり、ＲＧＢ比率が１：１：１になるように、各色に掛けるゲインを設定する。

上述した一実施の形態ではフラッシュユニット１７に設けた３色のＬＥＤ１９ａ〜１９ｃの電流比を制御することによって、フラッシュユニット１７の閃光の色温度を調節する例を示したが、フラッシュユニット１７の色温度の調節方法は上述した方法に限定されず、例えば図４に示すような調節方法を採用することができる。図４において、２０は反射板であり、その他の機器は図１の機器と同一の符号を付して説明する。

例えば図４(ａ)に示すように、発光体にキセノン管１９’を用いる場合には、キセノン管１９’の前に色フィルター２１と色フィルターを切り換え駆動する駆動機構２２を設ける。色フィルター２１は、図４(ｂ)に示すように、複数の色フィルター２１ａ〜２１ｃがロール状に巻き付けられており、駆動機構２２の巻き上げスプールと巻き戻しスプールを回転駆動して任意の色フィルターを選択することができる。照明制御回路１８は、制御装置１０の発光制御信号にしたがって駆動機構２２を制御し、色温度指令に応じた色フィルター２１を選択する。

なお、色フィルター２１および駆動機構２２の代わりに、図４(ｃ)に示すように、キセノン管１９’の前にカラー液晶パネル２５を設け、照明制御回路１８により色温度指令に応じた色になるようにカラー液晶パネル２５を駆動制御してもよい。また、上記一実施の形態では第２撮像センサーによって外光の色温度を測定して本発光の色温度を求めたが、撮影者が本発光の色温度を手動設定してもよい。ステップ１０２において、撮影者がカメラ本体１またはフラッシュユニット１７の不図示の色温度手動設定手段によって設定した色温度をＫ１として以降の演算を行えばよい。この場合、第２撮像センサーは必ずしも色情報を取得する必要はないので、輝度センサー（白黒センサー）でも構わない。

このように一実施の形態によれば、本発光より発光効率の良い色温度で予備発光を行うので、電力消費を抑えつつ遠くの被写体までモニターすることができ、適正な本発光量を求めることができる。

また一実施の形態によれば、予備発光時の色温度を、外光の色温度の近傍で、かつフラッシュユニット１７の発光効率が所定値以上となる色温度となるように制御するので、上記効果に加え、予備発光結果に基づいて本発光時の発光量をより正確に算出することができる。

さらに一実施の形態によれば、予備発光時の色温度の発光効率と本発光時の色温度の発光効率との差を考慮して本発光時の発光量を制御するようにしたので、上記効果に加え、本発光時の発光量をより正確に求めることができる。

一実施の形態の構成を示す図 一実施の形態の撮影動作を示すフローチャート 一実施の形態の本発光パラメーター演算サブルーチンを示すフローチャート 閃光の色温度を調節する変形例の方法を説明する図

符号の説明

１０；制御装置、１６；第２撮像センサー、１７；フラッシュユニット、１８；照明制御回路、１９、１９’；発光体

Claims (12)

1. 発光体の色温度が可変であり、撮影を行う際に予備発光と本発光とを行う閃光手段と、
   所定の情報に基づいて前記本発光の色温度を制御するとともに、前記予備発光の色温度を前記本発光の発光効率以上の色温度に制御する発光制御手段とを備えることを特徴とするカメラシステム。
2. 請求項１に記載のカメラシステムにおいて、
   前記所定の情報は、色温度に関する情報であることを特徴とするカメラシステム。
3. 請求項１または請求項２に記載のカメラシステムにおいて、
   前記所定の情報は被写体の少なくとも一部の色温度であり、
   前記被写体の少なくとも一部の色温度を認識する色温度認識手段を備えることを特徴とするカメラシステム。
4. 請求項３に記載のカメラシステムにおいて、
   前記色温度認識手段は、外光の色温度を認識することを特徴とするカメラシステム。
5. 請求項４に記載のカメラシステムにおいて、
   前記発光制御手段は、前記予備発光の色温度を、前記外光の色温度との差が所定値以下となるような色温度に制御することを特徴とするカメラシステム。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、
   前記発光制御手段は、前記予備発光の色温度を、発光効率が所定値以上となるような色温度に制御することを特徴とするカメラシステム。
7. 請求項１〜６のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、
   前記発光制御手段は、前記予備発光の色温度の発光効率と前記本発光の色温度の発光効率との差を考慮して前記本発光の発光量を制御することを特徴とするカメラシステム。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、
   前記発光体の色温度と発光効率との関係を記憶する記憶手段を有することを特徴とするカメラシステム。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、
   前記所定の色温度を検出し、前記色温度認識手段に出力する色温度検出手段を有することを特徴とするカメラシステム。
10. 請求項１〜９のいずれか一項に記載のカメラシステムにおいて、
    前記本発光の色温度と前記予備発光の色温度とを算出し、算出結果を前記発光制御手段に出力する算出手段を備えることを特徴とするカメラシステム。
11. 請求項３〜１０のいずれか一項に記載のカメラシステムに用いられる前記色温度認識手段を備えることを特徴とするカメラ本体。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載のカメラシステムに用いられる閃光手段を備えることを特徴とする閃光装置。

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