JP2011055327A - Photographing device and method for controlling the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a wide dynamic range image even at the time of flash photographing. <P>SOLUTION: A plurality of pairs of first and second light receiving elements whose exposure periods can be controlled independently are arranged in a photographing device. During an exposure period tL of the first light receiving element, by using a solid-state image sensing device with which the exposure of the second light receiving element for an exposure period tS that is shorter than the exposure period tL can be performed, the exposure timing t1 and t3 of the second light receiving element to a flash light emission period tF (= t0 to t2) are determined so that the first and second light receiving elements receives light whose light amount corresponds to a ratio of the exposure periods tL and tS. Image data having a wide dynamic range corresponding to the ratio of the exposure periods tL and tS can be generated by combining output signals of the first and second light receiving elements. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、CCDやCMOSセンサ等の固体撮像素子を備えた撮影装置及びその制御方法に関し、特に、画像の広ダイナミックレンジ化を可能とする撮影装置及びその制御方法に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus including a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS sensor and a control method thereof, and more particularly to an imaging apparatus capable of widening an image and a control method thereof.

CCDやCMOSセンサ等の固体撮像素子を内蔵したデジタルカメラ等の撮影装置が普及している。固体撮像素子に対する代表的な要求として、高画素化と広ダイナミックレンジ化がある。高画素化については、受光素子の微細化により1000万画素以上の画素数が達成されており、要求はほぼ満たされている。一方の広ダイナミックレンジ化については、受光素子の微細化により飽和電荷量の減少が伴うため、受光素子の構造的な改良では広ダイナミックレンジ化に限界がある。このため、広ダイナミックレンジ化には、付加的な技術が必要とされている。   An imaging device such as a digital camera incorporating a solid-state imaging device such as a CCD or a CMOS sensor has become widespread. Typical demands for solid-state image sensors include higher pixels and a wider dynamic range. Regarding the increase in the number of pixels, the number of pixels of 10 million pixels or more has been achieved by miniaturization of the light receiving element, and the demand is almost satisfied. On the other hand, the wide dynamic range is accompanied by a decrease in the amount of saturation charge due to the miniaturization of the light receiving element, and therefore there is a limit to the wide dynamic range in the structural improvement of the light receiving element. For this reason, an additional technique is required for wide dynamic range.

この付加的な技術として、露光期間を独立して制御可能な第1受光素子と第2受光素子とが対となって複数配列された固体撮像素子において、第1受光素子を長期間露光(高感度)、第2受光素子を短期間露光(低感度)とし、第1受光素子の露光期間中に第2受光素子の露光を行い、第1受光素子と第2受光素子との出力信号を合成(飽和電圧を揃えて加算)することにより、ダイナミックレンジが広く、かつ同時性が確保された画像を得る技術が本出願人により提案されている(特許文献1参照)。   As an additional technique, in a solid-state imaging device in which a plurality of first light receiving elements and second light receiving elements whose exposure periods can be controlled independently are arranged in pairs, the first light receiving elements are exposed for a long time (high Sensitivity), the second light receiving element is exposed for a short period (low sensitivity), the second light receiving element is exposed during the exposure period of the first light receiving element, and the output signals of the first light receiving element and the second light receiving element are synthesized. A technique for obtaining an image having a wide dynamic range and ensuring simultaneity by performing (addition with uniform saturation voltages) has been proposed by the present applicant (see Patent Document 1).

この技術によれば、第1受光素子の露光期間と、第2受光素子の露光期間との比を選択することにより、所望のダイナミックレンジを得ることができる。一方、広ダイナミックレンジ化を必要としない場合には、第1及び第2受光素子の露光期間を同一とし、第1及び第2受光素子の出力信号を合成せずに個別の画素データとすることで、高解像度の画像を得ることができる。   According to this technique, a desired dynamic range can be obtained by selecting a ratio between the exposure period of the first light receiving element and the exposure period of the second light receiving element. On the other hand, when the wide dynamic range is not required, the exposure periods of the first and second light receiving elements are made the same, and the output signals of the first and second light receiving elements are made into individual pixel data without being synthesized. Thus, a high resolution image can be obtained.

さらに、特許文献1では、フラッシュ撮影時に広ダイナミックレンジ化を実現するために、フラッシュ発光(補助光源の発光)を、短期間露光の期間外で、かつ長期間露光の期間内である期間に行うことが提案されている。このタイミングでフラッシュ発光を行うことにより、第2受光素子の短期間露光には影響を与えずに、第1受光素子の長期間露光の光量(積分露光エネルギ)を増大させることができると述べられている。   Further, in Patent Document 1, in order to realize a wide dynamic range at the time of flash photography, flash light emission (light emission of an auxiliary light source) is performed during a period outside the short-term exposure period and within the long-term exposure period. It has been proposed. It is stated that by performing flash emission at this timing, the amount of light (integrated exposure energy) for long-term exposure of the first light receiving element can be increased without affecting the short-term exposure of the second light receiving element. ing.

特開2007−235656号公報JP 2007-235656 A

しかしながら、特許文献1に記載のように、短期間露光の期間外で、かつ長期間露光の期間内である期間にフラッシュ発光を行う場合、フラッシュ発光の光量は、長期間露光の第1受光素子の露光期間に基づいて決定されることになる。この場合、長期間露光の第1受光素子は適正な光量が得られることになるが、短期間露光の第2受光素子は光量が不足する。したがって、特許文献1に記載の技術では、フラッシュ撮影時に所望のダイナミックレンジが得られないといった問題がある。   However, as described in Patent Document 1, when flash emission is performed during a period outside the short-term exposure period and within the long-term exposure period, the amount of flash emission is the first light-receiving element for the long-term exposure. It is determined based on the exposure period. In this case, the first light receiving element that is exposed for a long period of time can obtain an appropriate amount of light, but the second light receiving element that is exposed for a short period is insufficient. Therefore, the technique described in Patent Document 1 has a problem that a desired dynamic range cannot be obtained during flash photography.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、フラッシュ撮影時においても広ダイナミックレンジの画像を得ることができる撮影装置及びその制御方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a photographing apparatus capable of obtaining an image with a wide dynamic range even during flash photographing and a control method therefor.

上記目的を達成するために、本発明の撮影装置は、フラッシュ光を発するフラッシュ発光手段と、露光期間をそれぞれ独立に制御可能な第1受光素子と第2受光素子とが対となって複数配列され、前記第1受光素子の第1露光期間中に、前記第1露光期間より短い第2露光期間で前記第2受光素子の露光を行うことを可能とする撮像手段と、前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記フラッシュ発光手段のフラッシュ発光期間と前記第2露光期間との相対的なタイミング関係を制御する制御手段と、前記第1及び第2受光素子の出力信号を合成して画像データを生成する信号処理手段と、を備えたことを特徴とする。   In order to achieve the above object, a photographing apparatus according to the present invention includes a plurality of pairs of flash light emitting means for emitting flash light, and a first light receiving element and a second light receiving element capable of independently controlling the exposure period. Imaging means that enables exposure of the second light receiving element in a second exposure period shorter than the first exposure period during the first exposure period of the first light receiving element; The relative timing relationship between the flash emission period of the flash emission unit and the second exposure period is controlled so that the two light receiving elements respectively receive the light amounts corresponding to the ratio between the first and second exposure periods. Control means and signal processing means for synthesizing the output signals of the first and second light receiving elements to generate image data are provided.

なお、前記制御手段は、前記フラッシュ発光期間を前記第1露光期間に同期させ、前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記フラッシュ発光期間に対する前記第2露光期間のタイミングを制御することが好ましい。この場合、前記制御手段は、前記フラッシュ発光期間と前記第1露光期間の開始時間を同時とすることが好適である。   The control unit synchronizes the flash light emission period with the first exposure period, and the first and second light receiving elements respectively receive light amounts corresponding to a ratio of the first and second exposure periods. In addition, it is preferable to control the timing of the second exposure period with respect to the flash emission period. In this case, it is preferable that the control unit simultaneously sets the start time of the flash light emission period and the first exposure period.

また、前記制御手段は、前記第2露光期間を前記第1露光期間に同期させ、前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記第2露光期間に対する前記フラッシュ発光期間のタイミングを制御することも好ましい。この場合、前記制御手段は、前記第1露光期間と前記第2露光期間の終了時間を同時とすることが好適である。   Further, the control means synchronizes the second exposure period with the first exposure period, and the first and second light receiving elements respectively receive light amounts corresponding to a ratio of the first and second exposure periods. Thus, it is also preferable to control the timing of the flash emission period with respect to the second exposure period. In this case, it is preferable that the control means simultaneously sets the end times of the first exposure period and the second exposure period.

また、前記制御手段は、前記フラッシュ発光手段に予備発光を行わせ、前記撮像手段により検出されるフラッシュ光の反射輝度情報に基づいて本撮影用の発光量を算出し、算出した発光量に基づいて前記フラッシュ光の発光時間を決定することが好ましい。   Further, the control means causes the flash light emitting means to perform preliminary light emission, calculates a light emission amount for main photographing based on reflection luminance information of the flash light detected by the imaging means, and based on the calculated light emission amount. It is preferable to determine the emission time of the flash light.

また、前記制御手段は、前記発光量に対する発光時間を、複数の前記発光量について記憶した第1テーブルを備え、前記第1テーブルを参照することにより、前記発光時間を決定し、前記第1及び第2露光期間の比率に基づき、前記フラッシュ発光期間と前記第2露光期間との相対的なタイミング関係を決定することが好ましい。さらに前記制御手段は、前記第1テーブルに記憶されていない発光量に対する発光時間を、補間演算により算出することが好ましい。   In addition, the control means includes a first table that stores a light emission time with respect to the light emission amount for a plurality of the light emission amounts, and determines the light emission time by referring to the first table, It is preferable to determine a relative timing relationship between the flash emission period and the second exposure period based on a ratio of the second exposure period. Further, it is preferable that the control means calculates a light emission time with respect to a light emission amount not stored in the first table by an interpolation calculation.

また、前記制御手段は、前記第1露光期間中の発光量に対する前記第2露光期間中の発光量の割合が、前記第1及び第2露光期間の比率となる前記タイミング関係を、複数の前記比率について記憶した第2テーブルをさらに備え、前記第2テーブルを参照することにより、前記比率に対応した前記タイミング関係を決定することが好ましい。さらに前記制御手段は、前記第2テーブルに記憶されていない前記比率に対する前記タイミング関係を、補間演算により算出することが好ましい。   In addition, the control means may determine the timing relationship in which the ratio of the light emission amount during the second exposure period to the light emission amount during the first exposure period is a ratio of the first and second exposure periods. It is preferable to further include a second table that stores the ratio, and to determine the timing relationship corresponding to the ratio by referring to the second table. Furthermore, it is preferable that the control means calculates the timing relationship with respect to the ratio that is not stored in the second table by interpolation calculation.

また、前記制御手段は、前記第1受光素子から得られる前記反射輝度情報に基づいて前記発光時間を決定し、前記第2受光素子から得られる前記反射輝度情報に基づいて前記タイミング関係を決定することも好ましい。   The control means determines the light emission time based on the reflected luminance information obtained from the first light receiving element, and determines the timing relationship based on the reflected luminance information obtained from the second light receiving element. It is also preferable.

また、前記フラッシュ発光期間及び前記タイミング関係の決定値を、前記画像データに対応づけて記録する記録手段を備えることが好ましい。   In addition, it is preferable that a recording unit that records the flash emission period and the determined value of the timing relationship in association with the image data is provided.

また、前記第1受光素子は、行方向とこれに直交する列方向とに正方格子状に配列され、前記第2受光素子は、行方向とこれに直交する列方向とに正方格子状に配列されており、前記第1受光素子と前記第2受光素子とは、同一の配列ピッチで、かつ、互いに配列ピッチの1/2だけ行方向及び列方向にずらして配列されていることが好ましい。   The first light receiving elements are arranged in a square lattice pattern in a row direction and a column direction orthogonal thereto, and the second light receiving elements are arranged in a square lattice pattern in a row direction and a column direction orthogonal thereto. It is preferable that the first light receiving element and the second light receiving element are arranged at the same arrangement pitch and shifted from each other in the row direction and the column direction by a half of the arrangement pitch.

また、前記撮像手段には、前記第1受光素子に対応して赤、緑、青のカラーフィルタがベイヤー配列され、かつ、前記第2受光素子に対応して赤、緑、青のカラーフィルタがベイヤー配列されていることが好ましい。   Further, the imaging means has a Bayer array of red, green, and blue color filters corresponding to the first light receiving elements, and red, green, and blue color filters corresponding to the second light receiving elements. A Bayer arrangement is preferred.

また、前記撮像手段は、前記第1受光素子が配列された列と、前記第2受光素子が配列された列とに沿って配列され、前記第1及び第2受光素子に蓄積された信号電荷を読み出して列方向に転送する垂直電荷転送部と、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を行方向に転送する水平電荷転送部とを備えたCCD型の固体撮像素子であることが好ましい。   Further, the image pickup means is arranged along the column in which the first light receiving elements are arranged and the column in which the second light receiving elements are arranged, and the signal charges accumulated in the first and second light receiving elements. The CCD type solid-state imaging device is preferably provided with a vertical charge transfer unit that reads out and transfers in the column direction and a horizontal charge transfer unit that transfers signal charges from the vertical charge transfer unit in the row direction.

さらに、本発明の撮影装置の制御方法は、フラッシュ光を発するフラッシュ発光手段と、露光期間をそれぞれ独立に制御可能な第1受光素子と第2受光素子とが対となって複数配列され、前記第1受光素子の第1露光期間中に、前記第1露光期間より短い第2露光期間で前記第2受光素子の露光を行うことを可能とする撮像手段と、前記第1及び第2受光素子の出力信号を合成して画像データを生成する信号処理手段とを備えた撮影装置の制御方法において、前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記フラッシュ発光手段のフラッシュ発光期間と前記第2露光期間との相対的なタイミング関係を制御することを特徴とする。   Further, in the control method of the photographing apparatus of the present invention, a plurality of flash light emitting means for emitting flash light and a plurality of first light receiving elements and second light receiving elements capable of independently controlling the exposure period are arranged in pairs. An imaging unit capable of performing exposure of the second light receiving element in a second exposure period shorter than the first exposure period during the first exposure period of the first light receiving element; and the first and second light receiving elements And a signal processing unit that generates image data by synthesizing the output signals of the first and second light receiving elements, wherein the first and second light receiving elements correspond to a ratio of the first and second exposure periods. The relative timing relationship between the flash light emission period of the flash light emission means and the second exposure period is controlled so as to receive light respectively.

本発明によれば、第1及び第2受光素子が第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、フラッシュ発光手段のフラッシュ発光期間と第2露光期間との相対的なタイミング関係を制御するので、フラッシュ撮影時においても広ダイナミックレンジの画像を得ることができる。   According to the present invention, the relative light emission period and the second exposure period of the flash light emitting unit are such that the first and second light receiving elements respectively receive the light amounts corresponding to the ratio of the first and second exposure periods. Therefore, a wide dynamic range image can be obtained even during flash photography.

本発明の第1実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera according to a first embodiment of the present invention. 固体撮像素子の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of a solid-state image sensor. 固体撮像素子及びフラッシュ発光部の駆動方法を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the drive method of a solid-state image sensor and a flash light emission part. 画像合成処理を説明する画像データの模式図である。It is a schematic diagram of image data explaining an image composition process. デジタルカメラの作用を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the effect | action of a digital camera. 調光処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining a light control process. 画像データのエリア分割の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the area division | segmentation of image data. 各分割エリアの重み係数の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the weighting coefficient of each division area. 各種発光量と発光時間とを対応づけたテーブルを示す図である。It is a figure which shows the table which matched various light emission amounts and light emission time. フラッシュ駆動パルスに対するフラッシュ光の波形を示す図である。It is a figure which shows the waveform of the flash light with respect to a flash drive pulse. 本発明の第2実施形態に係るテーブルである。It is a table concerning a 2nd embodiment of the present invention. 本発明の第4実施形態に係る固体撮像素子及びフラッシュ発光部の駆動方法を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the drive method of the solid-state image sensor and flash light emission part which concern on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4実施形態に係る調光処理を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the light control process which concerns on 4th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the digital camera which concerns on 5th Embodiment of this invention. 本発明の第5実施形態に係る固体撮像素子、フラッシュ発光部、及びメカニカルシャッタの駆動方法を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the drive method of the solid-state image sensor, flash light emission part, and mechanical shutter which concern on 5th Embodiment of this invention.

(第1実施形態)
図1において、本発明の第1実施形態に係るデジタルカメラ10の撮像光学系は、撮影レンズ11と、CCD型の固体撮像素子12と、この両者の間に設けられた絞り13とを備える。撮影レンズ11にはレンズ駆動部14が接続されている。固体撮像素子12には撮像素子駆動部15が接続されている。絞り13には絞り駆動部16が接続されている。
(First embodiment)
In FIG. 1, the imaging optical system of the digital camera 10 according to the first embodiment of the present invention includes a photographing lens 11, a CCD type solid-state imaging device 12, and a diaphragm 13 provided therebetween. A lens driving unit 14 is connected to the photographing lens 11. An image sensor driving unit 15 is connected to the solid-state image sensor 12. A diaphragm driving unit 16 is connected to the diaphragm 13.

CPU17は、操作部18からの操作信号に基づき、デジタルカメラ10の電気制御系全体を統括制御するものである。また、CPU17には、フラッシュ発光部19の発光タイミングや発光量を制御する発光制御部17a、レンズ駆動部14に撮影レンズ11の移動を指示して焦点合わせを行う焦点調節部17b、絞り値及びシャッタ速度(露光期間)を決定し、絞り駆動部16及び撮像素子駆動部15に指示信号を送出する露出調整部17cが構成されている。撮像素子駆動部15は、指示信号に基づいて介して固体撮像素子12を駆動し、撮影レンズ11を通して撮像した被写体画像を撮像信号として出力させる。   The CPU 17 performs overall control of the entire electric control system of the digital camera 10 based on an operation signal from the operation unit 18. Further, the CPU 17 includes a light emission control unit 17a that controls the light emission timing and light emission amount of the flash light emission unit 19, a focus adjustment unit 17b that instructs the lens driving unit 14 to move the photographing lens 11, and performs focusing. An exposure adjustment unit 17c that determines a shutter speed (exposure period) and sends an instruction signal to the aperture driving unit 16 and the image sensor driving unit 15 is configured. The image sensor driving unit 15 drives the solid-state image sensor 12 based on the instruction signal, and outputs a subject image captured through the photographing lens 11 as an image signal.

デジタルカメラ10の電気制御系は、固体撮像素子12の出力信号に対して、ノイズ除去等のアナログ信号処理を施すアナログ信号処理部20と、アナログ信号処理部20の出力信号(RGBの色信号)をデジタル信号に変換するA/D変換部21とを備え、これらはCPU17によって制御される。   The electric control system of the digital camera 10 includes an analog signal processing unit 20 that performs analog signal processing such as noise removal on the output signal of the solid-state imaging device 12, and an output signal (RGB color signal) of the analog signal processing unit 20. And an A / D converter 21 for converting the signal into a digital signal, which are controlled by the CPU 17.

さらに、デジタルカメラ10の電気制御系は、フレームメモリ22に接続されたメモリ制御部23と、後述する画像合成処理の他、色補間、ガンマ補正、RGB/YC変換処理等を行うデジタル信号処理部24と、撮像画像をJPEG画像に圧縮したり、圧縮された画像を伸張したりする圧縮伸張処理部25と、着脱自在の記録媒体26に対するデータの記録及び読み出し制御を行う外部メモリ制御部27と、カメラ本体の背面に搭載された液晶表示部(LCD)28の表示制御を行う表示制御部29とを備える。これら電気制御系の各部は、制御バス30及びデータバス31によって相互に接続され、CPU17によって制御される。   Further, the electric control system of the digital camera 10 includes a memory control unit 23 connected to the frame memory 22 and a digital signal processing unit that performs color interpolation, gamma correction, RGB / YC conversion processing, etc. in addition to image synthesis processing described later. 24, a compression / expansion processing unit 25 that compresses a captured image into a JPEG image, or expands the compressed image, and an external memory control unit 27 that controls recording and reading of data with respect to a removable recording medium 26 A display control unit 29 that performs display control of a liquid crystal display unit (LCD) 28 mounted on the back of the camera body. These units of the electric control system are connected to each other by a control bus 30 and a data bus 31 and controlled by the CPU 17.

操作部18には、シャッタ操作を行うためのレリーズボタン、動作モードを切り替えるためのモードダイヤル、撮影メニュー(設定項目)をLCD28に表示させるメニューボタン、設定項目を選択し決定するための選択決定ボタン等が含まれている。CPU17は、操作部18を通してユーザからの指示が操作信号として入力され、入力された操作信号に基づいて各種制御を行う。   The operation unit 18 includes a release button for performing a shutter operation, a mode dial for switching an operation mode, a menu button for displaying a shooting menu (setting item) on the LCD 28, and a selection determination button for selecting and determining a setting item. Etc. are included. The CPU 17 receives an instruction from the user through the operation unit 18 as an operation signal, and performs various controls based on the input operation signal.

レリーズボタンは、2段式押しボタンスイッチである。自動焦点調節機能(AF:Auto Focus)、自動露出調整機能(AE:Auto Exposure)を用いた撮影では、レリーズボタンが軽く押下される第1の押下操作(半押しともいう)がなされると、焦点調節部17b及び露出調整部17cによりAF処理及びAE処理が行われ、焦点合わせ及び露出調整等の撮影準備が行われる。その状態で、レリーズボタンが強く押下される第2の押下操作(全押しともいう)がなされると、固体撮像素子12により被写体画像の撮像が行われる。   The release button is a two-stage push button switch. In shooting using an automatic focus adjustment function (AF: Auto Focus) and an automatic exposure adjustment function (AE: Auto Exposure), when a first pressing operation (also referred to as half-pressing) in which the release button is lightly pressed is performed, AF processing and AE processing are performed by the focus adjustment unit 17b and the exposure adjustment unit 17c, and preparations for shooting such as focusing and exposure adjustment are performed. In this state, when a second pressing operation (also referred to as full pressing) in which the release button is strongly pressed is performed, a subject image is captured by the solid-state imaging element 12.

モードダイヤルは、各種動作モードの切り替えを行うものであり、広ダイナミックレンジの画像を撮影する「広ダイナミックレンジモード」や、ダイナミックレンジを拡大せずに高解像度の画像を撮影する「高解像度モード」等の選択が可能となっている。   The mode dial is used to switch between various operation modes. The “wide dynamic range mode” captures images with a wide dynamic range, and the “high resolution mode” captures high-resolution images without expanding the dynamic range. Etc. can be selected.

さらに、操作部18により、広ダイナミックレンジモード時のダイナミックレンジの拡大率の設定や、フラッシュ発光部19によるフラッシュ発光のオン/オフ設定が可能となっている。   Further, the operation unit 18 can set the expansion rate of the dynamic range in the wide dynamic range mode and can set the flash emission on / off by the flash emission unit 19.

フラッシュ発光を伴う撮影(フラッシュ撮影)を行う場合には、発光制御部17aは、レリーズボタンの第2の押下操作に連動して、フラッシュ発光部19を2回発光させる。1回目の発光は被写体からの反射光量を測定するための予備発光(プリ発光)であり、通常の発光に比べて発光量は微小である。2回目の発光は被写体に対して撮影に十分な光を供給するための(適切な露光量を得るための)本発光であり、本発光の発光量が適正であれば、適切な明るさの画像を得ることができる。   When shooting with flash emission (flash shooting), the light emission control unit 17a causes the flash light emitting unit 19 to emit light twice in conjunction with the second pressing operation of the release button. The first light emission is preliminary light emission (pre-light emission) for measuring the amount of reflected light from the subject, and the light emission amount is smaller than that of normal light emission. The second light emission is a main light emission (to obtain an appropriate exposure amount) for supplying sufficient light to the subject for photographing. If the light emission amount of the main light emission is appropriate, an appropriate brightness is obtained. An image can be obtained.

図2において、固体撮像素子12は、半導体基板上の垂直方向とこれに直交する水平方向に配列され、被写体光を光電変換して電荷を発生する複数の受光素子(光電変換素子)40と、複数の受光素子40の各々で発生した電荷を垂直方向に転送する複数の垂直電荷転送部(VCCD)41と、各VCCD41の端部に接続され、VCCD41の各々を転送されてきた電荷を、水平方向に転送する水平電荷転送部(HCCD)42と、HCCD42から転送されてきた電荷を電圧信号に変換して出力する出力部43とを備えている。以下、受光素子40の垂直方向の並びを列、水平方向の並びを行と呼ぶ。   In FIG. 2, the solid-state imaging device 12 is arranged in a vertical direction on the semiconductor substrate and in a horizontal direction orthogonal thereto, and a plurality of light receiving elements (photoelectric conversion elements) 40 that photoelectrically convert subject light to generate charges, A plurality of vertical charge transfer units (VCCDs) 41 that transfer charges generated in each of the plurality of light receiving elements 40 in the vertical direction, and connected to the ends of the VCCDs 41, the charges transferred through the VCCDs 41 are horizontally converted. A horizontal charge transfer unit (HCCD) 42 that transfers in the direction and an output unit 43 that converts the charge transferred from the HCCD 42 into a voltage signal and outputs the voltage signal are provided. Hereinafter, the vertical arrangement of the light receiving elements 40 is referred to as a column, and the horizontal arrangement is referred to as a row.

複数の受光素子40は、符号R1,G1,B1を付した第1受光素子群と、符号R2,G2,B2を付した第2受光素子群とに分けられる。第1受光素子群と第2受光素子群とは、それぞれ行方向及び列方向に正方格子状に配列された受光素子40からなり、上記符号に含まれるR,G,Bは、受光素子40上に配列された赤R、緑G、青Bの3原色のカラーフィルタの種類に対応している。第1受光素子群と第2受光素子群とは、行方向及び列方向に同一の配列ピッチで、かつ、互いに配列ピッチの1/2だけ行方向及び列方向にずらして配置されている。受光素子40は、全体として、所謂ハニカム配列となっている。   The plurality of light receiving elements 40 are divided into a first light receiving element group denoted by reference characters R1, G1, and B1 and a second light receiving element group denoted by reference characters R2, G2, and B2. The first light receiving element group and the second light receiving element group are composed of light receiving elements 40 arranged in a square lattice pattern in the row direction and the column direction, respectively, and R, G, and B included in the above symbols are on the light receiving element 40. Correspond to the types of color filters of the three primary colors of red R, green G, and blue B, which are arranged in the same manner. The first light receiving element group and the second light receiving element group are arranged at the same arrangement pitch in the row direction and the column direction, and are shifted from each other in the row direction and the column direction by ½ of the arrangement pitch. The light receiving element 40 has a so-called honeycomb arrangement as a whole.

第1及び第2受光素子群のカラーフィルタの配列は、それぞれベイヤー配列(一方向に「G」と「B」を繰り返し、それと直交する方向に「G」と「R」を繰り返した色配列)となっている。このように、カラーフィルタの配列は、全体としてベイヤー配列を2つ組み合わせた色配列であることから、ダブルベイヤー配列とも称される。なお、各受光素子40は、フォトダイオードからなり、カラーフィルタの種類以外は、基本的に同一の構造(同一素子面積、同一開口面積、同一接合深さ、同一飽和量等)を有する。   The arrangement of the color filters of the first and second light receiving element groups is a Bayer arrangement (a color arrangement in which “G” and “B” are repeated in one direction and “G” and “R” are repeated in a direction orthogonal thereto). It has become. As described above, the color filter array is a color array in which two Bayer arrays are combined as a whole, and is also referred to as a double Bayer array. Each light receiving element 40 is made of a photodiode and basically has the same structure (the same element area, the same opening area, the same junction depth, the same saturation amount, etc.) except for the type of the color filter.

受光素子40の1列ごとに1つのVCCD41が設けられている。受光素子40の各列とそれに対応するVCCD41の電荷転送チャネル(図示せず)との間には、図中に矢印で模式的に示した電荷読み出しゲートが形成されている。露光期間中に各受光素子40で発生して蓄積された信号電荷は、電荷読み出しゲートを介して、VCCD41の電荷転送チャネルに読み出される。   One VCCD 41 is provided for each row of the light receiving elements 40. Between each column of the light receiving elements 40 and the charge transfer channel (not shown) of the VCCD 41 corresponding thereto, a charge readout gate schematically shown by an arrow in the figure is formed. The signal charges generated and accumulated in each light receiving element 40 during the exposure period are read out to the charge transfer channel of the VCCD 41 via the charge reading gate.

VCCD41の電荷転送チャネルは、半導体基板の表層に、受光素子40を避けるように垂直方向に蛇行して形成されている。半導体基板の表面上には、電荷転送チャネルを水平方向に横切り、かつ、受光素子40を避けるように蛇行した垂直転送電極V1,V2,・・・,V8が敷設されている。VCCD41は、撮像素子駆動部15から出力され、垂直転送電極V1〜V8にそれぞれ供給される垂直転送パルスφV1〜φV8によって転送駆動される。   The charge transfer channel of the VCCD 41 is formed to meander in the vertical direction so as to avoid the light receiving element 40 on the surface layer of the semiconductor substrate. On the surface of the semiconductor substrate, vertical transfer electrodes V1, V2,..., V8 meandering so as to cross the charge transfer channel in the horizontal direction and avoid the light receiving element 40 are laid. The VCCD 41 is driven to transfer by vertical transfer pulses φV1 to φV8 that are output from the image sensor driving unit 15 and supplied to the vertical transfer electrodes V1 to V8, respectively.

第1受光素子群の電荷読み出しゲートは、垂直転送電極V3,V7に隣接して設けられている。一方の第2受光素子群の電荷読み出しゲートは、垂直転送電極V1,V5に隣接して設けられている。したがって、第1受光素子群の受光素子40からVCCD41の電荷転送チャネルへの電荷読み出しは、垂直転送電極V3,V7に読み出しパルスを印加することにより行われる。同様に、第2受光素子群の受光素子40からVCCD41の電荷転送チャネルへの電荷読み出しは、垂直転送電極V1,V5に読み出しパルスを印加することにより行われる。このように、第1及び第2受光素子群の電荷読み出しは、異なる垂直転送電極への読み出しパルスの供給によって行われるため、それぞれ独立に異なるタイミングで行うことが可能である。   The charge readout gate of the first light receiving element group is provided adjacent to the vertical transfer electrodes V3 and V7. The charge readout gate of one second light receiving element group is provided adjacent to the vertical transfer electrodes V1 and V5. Therefore, charge reading from the light receiving element 40 of the first light receiving element group to the charge transfer channel of the VCCD 41 is performed by applying a read pulse to the vertical transfer electrodes V3 and V7. Similarly, charge reading from the light receiving element 40 of the second light receiving element group to the charge transfer channel of the VCCD 41 is performed by applying a read pulse to the vertical transfer electrodes V1 and V5. As described above, the charge readout of the first and second light receiving element groups is performed by supplying the readout pulse to the different vertical transfer electrodes, and therefore can be performed independently at different timings.

HCCD42は、電荷転送チャネル(図示せず)とその上に設けられた複数の水平転送電極(図示せず)とで構成される。HCCD42は、撮像素子駆動部15から出力される水平転送パルスφH1,φH2によって2相駆動される。HCCD42の端部に接続される出力部43は、電荷を電圧に変換するフローティングディフュージョン(FD)部とソースフォロア回路とからなるFDアンプにより構成されている。   The HCCD 42 includes a charge transfer channel (not shown) and a plurality of horizontal transfer electrodes (not shown) provided thereon. The HCCD 42 is driven in two phases by horizontal transfer pulses φH 1 and φH 2 output from the image sensor driving unit 15. The output unit 43 connected to the end of the HCCD 42 includes an FD amplifier including a floating diffusion (FD) unit that converts charges into voltage and a source follower circuit.

さらに、固体撮像素子12は、受光素子40に蓄積された不要電荷を半導体基板に掃き出すための縦型オーバーフロードレイン(VOD)構造が構成されている。このVOD構造による電荷排出動作は、電子シャッタと呼ばれる動作である。撮像素子駆動部15から半導体基板に所定の電圧(以下、電子シャッタパルスφSUBと呼ぶ)が印加されると、すべての受光素子40の底部に形成されたポテンシャルバリアが低下し、すべての受光素子40に蓄積された電荷が、一斉に半導体基板に掃き出される。   Further, the solid-state imaging device 12 has a vertical overflow drain (VOD) structure for sweeping unnecessary charges accumulated in the light receiving element 40 to a semiconductor substrate. The charge discharging operation by the VOD structure is an operation called an electronic shutter. When a predetermined voltage (hereinafter referred to as an electronic shutter pulse φSUB) is applied from the image sensor driving unit 15 to the semiconductor substrate, the potential barrier formed at the bottom of all the light receiving elements 40 is lowered, and all the light receiving elements 40 The electric charges accumulated in are simultaneously swept to the semiconductor substrate.

次に、広ダイナミックレンジモードにおいてフラッシュ撮影を行う場合の固体撮像素子12及びフラッシュ発光部19の駆動方法を説明する。図3において、タイミングt0以前は、電子シャッタパルスφSUBを周期的に印加し、受光素子40内の蓄積電荷を半導体基板に掃き出す。タイミングt0において、電子シャッタパルスφSUBの印加を停止するとともに、フラッシュ発光部19にフラッシュ駆動パルスの印加を開始し、フラッシュ駆動パルスの印加を停止するタイミングt2までの期間tFの間、フラッシュ発光部19から所定光量のフラッシュ光を出力させる。   Next, a method of driving the solid-state imaging device 12 and the flash light emitting unit 19 when performing flash photography in the wide dynamic range mode will be described. In FIG. 3, before the timing t0, the electronic shutter pulse φSUB is periodically applied to sweep out the accumulated charges in the light receiving element 40 to the semiconductor substrate. At timing t0, the application of the electronic shutter pulse φSUB is stopped, the application of the flash driving pulse to the flash light emitting unit 19 is started, and the flash light emitting unit 19 is applied for a period tF until the timing t2 at which the application of the flash driving pulse is stopped. To output a predetermined amount of flash light.

固体撮像素子12の第1及び第2受光素子群は、タイミングt0から電荷蓄積を開始する。第1受光素子群については、フラッシュ発光期間tFの経過後、タイミングt4において、垂直転送電極V3,V7に読み出しパルスを印加することで、タイミングt0からt4までの露光期間tLの蓄積電荷をVCCD41に読み出す。   The first and second light receiving element groups of the solid-state imaging element 12 start to accumulate charges from timing t0. For the first light receiving element group, after the flash emission period tF has elapsed, at time t4, a read pulse is applied to the vertical transfer electrodes V3 and V7, so that the accumulated charge in the exposure period tL from timing t0 to t4 is transferred to the VCCD 41. read out.

一方の第2受光素子群については、フラッシュ発光期間tF内のタイミングt1において、垂直転送電極V1,V5に読み出しパルスを印加して、タイミングt0からt1までの間の蓄積電荷をVCCD41に読み出し、この後、高周波数の垂直転送パルスφV1〜φV8及び水平転送パルスφH1,φH2を印加することで、読み出された電荷を、不要電荷として高速に掃き捨てる(すなわち、第2受光素子群は、フラッシュ発光期間tF内のタイミングt1の時点から露光が開始する)。そして、不要電荷を掃き捨てた後、タイミングt3において、垂直転送電極V1,V5に読み出しパルスを印加することで、タイミングt1からt3までの露光期間tSの蓄積電荷をVCCD41に読み出す。   For one second light receiving element group, a read pulse is applied to the vertical transfer electrodes V1 and V5 at the timing t1 within the flash light emission period tF, and the accumulated charge from the timing t0 to t1 is read to the VCCD 41. Thereafter, high-frequency vertical transfer pulses φV1 to φV8 and horizontal transfer pulses φH1 and φH2 are applied to sweep out the read charges as unnecessary charges at high speed (that is, the second light receiving element group emits flash light). Exposure starts from the time point t1 within the period tF). Then, after sweeping away unnecessary charges, a read pulse is applied to the vertical transfer electrodes V1 and V5 at timing t3 to read out the accumulated charges in the exposure period tS from timing t1 to t3 to the VCCD 41.

上記タイミングt4の後、VCCD41に読み出された第1及び第2受光素子群の蓄積電荷(信号電荷)をそれぞれ垂直転送及び水平転送し、撮像信号として出力部43から出力させる。このように、第1受光素子群は、露光期間tLで露光され、フラッシュ発光期間tFの全期間(タイミングt0からt2)が露光に寄与する。一方の第2受光素子群は、露光期間tSで露光され、フラッシュ発光期間tFの一部の期間tFP(タイミングt1からt2)のみが露光に寄与する。   After the timing t4, the accumulated charges (signal charges) of the first and second light receiving element groups read out to the VCCD 41 are transferred vertically and horizontally, respectively, and output from the output unit 43 as imaging signals. Thus, the first light receiving element group is exposed in the exposure period tL, and the entire period (timing t0 to t2) of the flash light emission period tF contributes to the exposure. One second light receiving element group is exposed in the exposure period tS, and only a part of the flash emission period tF, tFP (timing t1 to t2), contributes to the exposure.

したがって、タイミングt1,t2の設定により、フラッシュ発光による第1及び第2受光素子群の受光量を、それぞれ個別に調節することが可能であり、第1及び第2受光素子群の露光量をそれぞれ適正化することができる。このタイミングt1,t2は、前述の発光制御部17aにより決定される。   Therefore, it is possible to individually adjust the received light amounts of the first and second light receiving element groups by flash emission by setting the timings t1 and t2, and to adjust the exposure amounts of the first and second light receiving element groups, respectively. Can be optimized. The timings t1 and t2 are determined by the light emission control unit 17a described above.

図4は、上記駆動方法により固体撮像素子12から出力された信号(画像データ)を模式的に示している。第1受光素子からは、長期間露光であるため高感度画像データが得られ、第2受光素子からは、短期間露光であるため低感度画像データが得られる。この高感度画像データと低感度画像データとは、デジタル信号処理部24において、対応する同色の画素同士が、破線で示すように1組ずつ合成され、これにより、広ダイナミックレンジの画像データが生成される。この合成処理は、特開2007−235656に開示されているように、高感度画像データの飽和電圧を、信号スライス処理により低感度画像データの飽和電圧に揃えたうえで、対応する同色の画素同士を加算することによりなされる。   FIG. 4 schematically shows signals (image data) output from the solid-state imaging device 12 by the above driving method. High sensitivity image data is obtained from the first light receiving element because of long-term exposure, and low sensitivity image data is obtained from the second light receiving element because of short period exposure. The high-sensitivity image data and the low-sensitivity image data are combined in the digital signal processing unit 24 with corresponding pairs of the same color pixels as indicated by broken lines, thereby generating image data with a wide dynamic range. Is done. As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-235656, this synthesis processing is performed by aligning the saturation voltage of high-sensitivity image data with the saturation voltage of low-sensitivity image data by signal slicing processing, and then matching corresponding pixels of the same color. This is done by adding

なお、CPU17は、高解像度モードでは、第2受光素子群を、第1受光素子群と同一のタイミングで駆動し、両者の露光期間を同一とする(この場合、図3に示す高速V転送は不要となる)。高解像度モードでは、デジタル信号処理部24は、上記の合成処理を実行せず、それぞれを個別の画素データとして、高解像度の画像データを生成する。   In the high resolution mode, the CPU 17 drives the second light receiving element group at the same timing as the first light receiving element group, and makes the exposure periods of both the same (in this case, the high-speed V transfer shown in FIG. Is unnecessary). In the high resolution mode, the digital signal processing unit 24 does not execute the above-described combining process, and generates high-resolution image data using each as individual pixel data.

次いで、デジタルカメラ10の作用を、図5のフローチャートに沿って説明する。CPU17は、モードダイヤルにより広ダイナミックレンジモード以外のモードが選択されている場合には(ステップS1:NO)、その選択されたモードに従う処理を実行し(ステップS2)、広ダイナミックレンジモードが選択されている場合には(ステップS1:YES)、以下の処理を実行する。   Next, the operation of the digital camera 10 will be described along the flowchart of FIG. When a mode other than the wide dynamic range mode is selected by the mode dial (step S1: NO), the CPU 17 executes processing according to the selected mode (step S2), and the wide dynamic range mode is selected. If yes (step S1: YES), the following processing is executed.

CPU17は、レリーズボタンの第1の押下操作(半押し)を検出すると(ステップS3:YES)、焦点調節部17b及び露出調整部17cに第1の押下操作が検出されたことを通知する。この通知を受けて、露出調整部17cがAE処理を行い、焦点調節部17bがAF処理を行う(ステップS4)。CPU17は、AE処理の結果に基づき、絞り値及びシャッタ速度(露出値)を設定する(ステップS5)。ここで、シャッタ速度は、第1受光素子群の露光期間tLに対応し、第2受光素子群の露光期間tSは、ダイナミックレンジの拡大率に応じた値に設定される。例えば、ダイナミックレンジの拡大率が200%の場合には「tS=tL/2」、400%の場合には「tS=tL/4」、800%の場合には「tS=tL/8」と設定される。また、ここで、第2受光素子群の露光開始タイミングt1は、任意の初期値に設定される。例えば、t1=t0と設定される。   When detecting the first pressing operation (half pressing) of the release button (step S3: YES), the CPU 17 notifies the focus adjusting unit 17b and the exposure adjusting unit 17c that the first pressing operation has been detected. Upon receiving this notification, the exposure adjustment unit 17c performs AE processing, and the focus adjustment unit 17b performs AF processing (step S4). The CPU 17 sets an aperture value and a shutter speed (exposure value) based on the result of the AE process (step S5). Here, the shutter speed corresponds to the exposure period tL of the first light receiving element group, and the exposure period tS of the second light receiving element group is set to a value corresponding to the expansion rate of the dynamic range. For example, “tS = tL / 2” when the expansion ratio of the dynamic range is 200%, “tS = tL / 4” when 400%, and “tS = tL / 8” when 800%. Is set. Here, the exposure start timing t1 of the second light receiving element group is set to an arbitrary initial value. For example, t1 = t0 is set.

続いて、CPU17は、レリーズボタンの第2の押下操作(全押し)を検出すると(ステップS6:YES判定)、フラッシュ発光部19によるフラッシュ発光の要否を判定し(ステップS7)、フラッシュ発光が必要である場合には(ステップS7:YES)、調光処理を行う(ステップS8)。一方、フラッシュ発光が不要で有る場合には(ステップS7:NO)、本撮影を実行する(ステップS9)。   Subsequently, when the CPU 17 detects the second pressing operation (full pressing) of the release button (step S6: YES determination), the CPU 17 determines whether or not the flash light emission by the flash light emitting unit 19 is necessary (step S7). If necessary (step S7: YES), a light control process is performed (step S8). On the other hand, when the flash emission is unnecessary (step S7: NO), the actual photographing is executed (step S9).

ステップS8の調光処理を説明する図6において、CPU17が調光処理の開始を指示する指示信号を発光制御部17aに送出すると、発光制御部17aは、フラッシュ発光を伴わない非発光露光により撮影されフレームメモリ22に記憶された画像データ(非発光時画像データ)を取得する(ステップS11)。続いて、発光制御部17aは、フラッシュ発光部19により予備発光を行って、予備発光露光により撮影されフレームメモリ22に記憶された画像データ(予備発光時画像データ)を取得する(ステップS12)。なお、ステップS11及びS12では、発光制御部17aは、長期間露光の第1受光素子群に対する非発光時の輝度値Ya及び予備発光時の輝度値Ybを取得する。   In FIG. 6 for explaining the dimming process in step S8, when the CPU 17 sends an instruction signal instructing the start of the dimming process to the light emission control part 17a, the light emission control part 17a takes a picture by non-light-emission exposure without flash emission. Then, the image data (image data at the time of non-light emission) stored in the frame memory 22 is acquired (step S11). Subsequently, the light emission control unit 17a performs preliminary light emission by the flash light emission unit 19, and obtains image data (image data at the time of preliminary light emission) photographed by preliminary light emission exposure and stored in the frame memory 22 (step S12). In steps S11 and S12, the light emission control unit 17a obtains a luminance value Ya during non-light emission and a luminance value Yb during preliminary light emission for the first light receiving element group subjected to long-term exposure.

次いで、発光制御部17aは、取得した非発光時画像データ及び予備発光時画像データを複数のエリアに分割し、分割エリアごとに輝度値の差分値を算出する(ステップS13)。図7は、画像データのエリア分割の一例を示し、画像データ(非発光時画像データまたは予備発光時画像データ)により表される画像を、i×j(ここでは、8×8)個のエリアに分割している。以下では、分割ブロックを、(1,1)、(i,j)といった符号により、区別する。   Next, the light emission control unit 17a divides the acquired non-light emission image data and preliminary light emission image data into a plurality of areas, and calculates a difference value of luminance values for each divided area (step S13). FIG. 7 shows an example of area division of image data. An image represented by image data (non-light emission image data or preliminary light emission image data) is represented by i × j (here, 8 × 8) areas. It is divided into. Hereinafter, the divided blocks are distinguished by codes such as (1, 1) and (i, j).

次いで、発光制御部17aは、非発光時画像データから分割エリアごとの非発光時の輝度値Ya(1,1)〜Ya(i,j)を取得する。例えば、非発光時画像データをRGB/YC変換して、各画素の輝度値を求め、画素輝度値の領域ごとの平均値を、非発光時の輝度値Yaとする。一方の予備発光時画像データについても、同様の手順により、各分割エリアの予備発光時の輝度値Yb(1,1)〜Yb(i,j)を取得する。   Next, the light emission control unit 17a acquires brightness values Ya (1, 1) to Ya (i, j) at the time of non-light emission for each divided area from the image data at the time of non-light emission. For example, RGB / YC conversion is performed on the non-light emitting image data to obtain the luminance value of each pixel, and the average value of each pixel luminance value for each region is set as the luminance value Ya at the time of non-light emitting. For the preliminary light emission image data, the luminance values Yb (1, 1) to Yb (i, j) at the time of preliminary light emission of each divided area are acquired in the same procedure.

次いで、発光制御部17aは、分割エリアごとに、非発光時の輝度値Ya(x,y)と予備発光時の輝度値Yb(x,y)との差分値Yd(x,y)(=Yb(x,y)−Ya(x,y))を算出する。この差分値Yd(x,y)は、被写体からのフラッシュ光の反射成分(反射輝度情報)を表している。   Next, the light emission control unit 17a, for each divided area, a difference value Yd (x, y) (=) between the luminance value Ya (x, y) at the time of non-light emission and the luminance value Yb (x, y) at the time of preliminary light emission. Yb (x, y) −Ya (x, y)) is calculated. This difference value Yd (x, y) represents the reflection component (reflection luminance information) of the flash light from the subject.

次いで、発光制御部17aは、全分割エリアの差分値Yd(1,1)〜Yd(i,j)に基づき、本撮影時におけるフラッシュ発光量を、予備発光の発光量の何倍とするか(発光倍率Hm)を算出する(ステップS17)。例えば、差分値Yd(1,1)〜Yd(i,j)の単純平均値、あるいは、図8に示すように例えば画像の中央に近い分割エリアの重み付けを大きくして平均した加重平均Ydh,Yahを算出し、目標輝度Yoを用いて次式(1)により、発光倍率Hmを算出する。   Next, based on the difference values Yd (1,1) to Yd (i, j) of all the divided areas, the light emission control unit 17a determines how many times the flash light emission amount during the main photographing is the light emission amount of the preliminary light emission. (Light emission magnification Hm) is calculated (step S17). For example, a simple average value of the difference values Yd (1,1) to Yd (i, j), or a weighted average Ydh, which is averaged by increasing the weight of a divided area near the center of the image as shown in FIG. Yah is calculated, and the light emission magnification Hm is calculated by the following equation (1) using the target luminance Yo.

Hm=(Yo−Yah)/Ydh ・・・(1)   Hm = (Yo-Yah) / Ydh (1)

次いで、発光制御部17aは、本撮影時のフラッシュ発光量Evを、発光倍率Hmに基づいて、次式(2)により算出する(ステップS15)。   Next, the light emission control unit 17a calculates the flash light emission amount Ev at the time of actual photographing based on the light emission magnification Hm by the following equation (2) (step S15).

Ev=logHm ・・・(2) Ev = log 2 Hm (2)

次いで、発光制御部17aは、算出した発光量Evに対する発光時間(前述の期間tF(タイミングt0を基準としたタイミングt2の値))を決定する(ステップS16)。このタイミングt2の決定は、例えば、図9に示すように、各種発光量Evに対する発光時間を記憶したテーブルLUT1を用いて行う。例えば、発光量Evが2.0である場合、テーブルLUT1を参照して、タイミングt2は、32.0μsと決定される。   Next, the light emission control unit 17a determines the light emission time (the above-described period tF (value of timing t2 with reference to timing t0)) with respect to the calculated light emission amount Ev (step S16). The timing t2 is determined using, for example, a table LUT1 that stores light emission times for various light emission amounts Ev as shown in FIG. For example, when the light emission amount Ev is 2.0, the timing t2 is determined to be 32.0 μs with reference to the table LUT1.

次いで、発光制御部17aは、第1及び第2受光素子群の露光期間の比(tS/tL)に基づいて、第2受光素子群の露光タイミング(タイミングt0を基準としたタイミングt1,t3の値)を決定する(ステップS17)。   Next, the light emission control unit 17a determines the exposure timing of the second light receiving element group (at timings t1 and t3 with reference to the timing t0) based on the ratio of the exposure periods of the first and second light receiving element groups (tS / tL). Value) is determined (step S17).

ステップS17において、期間tFの発光量に対する期間tFPの発光量の割合が、露光期間の比tS/tLと一致するようにタイミングt1が決定される。具体的には、上記テーブルLUT1を参照し、ステップS15で求められた発光量Evの(1−tS/tL)倍の光量に対する発光時間を求め、この発光時間をタイミングt1とする。例えば、露光期間の比tS/tLが「1/2」、ステップS15で求められた発光量Evが「2.0」である場合、発光量Evの1/2倍の光量1.0に対する発光時間をテーブルLUT1から参照し、タイミングt1は18.0μsと決定される。そして、タイミングt1に露光期間tSを加算した値をタイミングt3とする。   In step S17, the timing t1 is determined so that the ratio of the light emission amount of the period tFP to the light emission amount of the period tF matches the exposure period ratio tS / tL. Specifically, referring to the table LUT1, the light emission time for the light amount (1-tS / tL) times the light emission amount Ev obtained in step S15 is obtained, and this light emission time is set as timing t1. For example, when the exposure period ratio tS / tL is “1/2” and the light emission amount Ev obtained in step S15 is “2.0”, the light emission with respect to the light amount 1.0 that is 1/2 the light emission amount Ev is performed. The time is referred to from the table LUT1, and the timing t1 is determined to be 18.0 μs. A value obtained by adding the exposure period tS to the timing t1 is defined as a timing t3.

なお、ステップS16及びS17において、テーブルLUT1に記憶されていない発光量Evに対する発光時間を求める場合には、最も近い発光量Evに対する発光時間を参照するようにしてもよいが、より精度の高い処理が望まれる場合には、発光制御部17aに補間処理機能を設け、テーブルLUT1に記憶されていない発光量Evに対する発光時間を、補間演算により求めることが好ましい。   Note that in steps S16 and S17, when obtaining the light emission time for the light emission amount Ev not stored in the table LUT1, the light emission time for the closest light emission amount Ev may be referred to, but more accurate processing is possible. Is desired, the light emission control unit 17a is preferably provided with an interpolation processing function, and the light emission time for the light emission amount Ev not stored in the table LUT1 is obtained by interpolation calculation.

図5に戻り、CPU17は、フラッシュ撮影を行う場合には、以上の処理により決定されたタイミングt1〜t4に基づき、フラッシュ発光部19及び固体撮像素子12を駆動し、本撮影を行う(ステップS9)。この結果、第1及び第2受光素子群が受光する光量がともに最適化されるため、デジタル信号処理部24による合成処理後の画像データは、ダイナミックレンジの拡大率に対応した、広ダイナミックレンジの画像データとなる。   Returning to FIG. 5, when performing flash shooting, the CPU 17 drives the flash light emitting unit 19 and the solid-state imaging device 12 based on the timings t1 to t4 determined by the above processing, and performs main shooting (step S9). ). As a result, since the amount of light received by the first and second light receiving element groups is optimized, the image data after the synthesis processing by the digital signal processing unit 24 has a wide dynamic range corresponding to the expansion rate of the dynamic range. It becomes image data.

さらに、CPU17は、外部メモリ制御部27を制御し、本撮影の結果得られた画像データを記録媒体26に記録するとともに、本撮影で用いたタイミングt1〜t4の値を、付加情報として、該画像データに関連付けて記録媒体26に記録する(ステップS10)。例えば、CPU17は、タイミングt1〜t4の値を、JPEG形式の画像データに付加されるExifデータとして記録する。   Further, the CPU 17 controls the external memory control unit 27 to record the image data obtained as a result of the main shooting on the recording medium 26, and uses the values of timings t1 to t4 used in the main shooting as additional information. The image data is recorded on the recording medium 26 in association with the image data (step S10). For example, the CPU 17 records the values of timings t1 to t4 as Exif data added to JPEG format image data.

(第2実施形態)
次に、本発明の第2実施形態として、フラッシュ発光の残光を考慮した調光処理の変形例を示す。フラッシュ発光部19から発せられるフラッシュ光は、フラッシュ発光部19に印加されるフラッシュ駆動パルスの終了とともに瞬時には消滅せず、図10(A)に示すように、タイミングt2におけるフラッシュ駆動パルスの停止後も残光が生じる。
(Second Embodiment)
Next, as a second embodiment of the present invention, a modification of the dimming process taking into account the afterglow of flash emission will be shown. The flash light emitted from the flash light emitting unit 19 does not disappear instantaneously with the end of the flash drive pulse applied to the flash light emitting unit 19, and as shown in FIG. 10A, the flash drive pulse stops at the timing t2. Afterglow occurs afterwards.

このため、図9に示すテーブルLUT1を、フラッシュ発光の残光成分を考慮して、発光量と発光時間(タイミングt2)との関係を規定することにより、図6のステップS16で決定されるタイミングt2は高精度となる。   For this reason, the timing determined in step S16 of FIG. 6 is defined in the table LUT1 shown in FIG. 9 by defining the relationship between the light emission amount and the light emission time (timing t2) in consideration of the afterglow component of flash light emission. t2 is highly accurate.

一方、上記ステップS17では、タイミングt1は、図10(B)に示す領域Aの光量が、発光量Ev(総発光量)のtS/tLの割合となるように決定される。この領域Aの光量は、発光終了時間がタイミングt1の場合の発光量Evを、発光終了時間がタイミングt2の場合の発光量Evから減算した値に相当する。しかしながら、実際に、第2受光素子群の露光に係る光量は、タイミングt1以降の発光量(領域Aと領域Bを加算したした光量)である。このため、第1実施形態では、第2受光素子群には、残光の影響により、領域Bに対応する光量(発光終了時間がタイミングt1の場合の残光成分)だけ、余分に露光が行われることになる。   On the other hand, in step S17, the timing t1 is determined so that the amount of light in the region A shown in FIG. 10B is a ratio of tS / tL of the light emission amount Ev (total light emission amount). The amount of light in the region A corresponds to a value obtained by subtracting the light emission amount Ev when the light emission end time is timing t1 from the light emission amount Ev when the light emission end time is timing t2. However, the light amount related to the exposure of the second light receiving element group is actually the light emission amount after the timing t1 (the light amount obtained by adding the region A and the region B). Therefore, in the first embodiment, the second light receiving element group is subjected to extra exposure by the amount of light corresponding to the region B (afterglow component when the emission end time is timing t1) due to the effect of afterglow. It will be.

本第2実施形態は、図6に示す調光処理のステップS17の処理内容が相違する点以外は、第1実施形態と同一構成である。第2実施形態では、発光制御部17aは、図11に示すテーブルLUT2を用いてタイミングt1,t3を決定する。テーブルLUT2は、各種の露光期間の比tS/tL(3/4,1/2,1/4等)について、上記領域A及び領域Bの加算光量が、総発光量(発光量Ev)のtS/tLの割合となるタイミングt1を、それぞれ記憶したものである。   The second embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that the processing content of step S17 of the dimming process shown in FIG. 6 is different. In the second embodiment, the light emission control unit 17a determines the timings t1 and t3 using the table LUT2 illustrated in FIG. The table LUT2 indicates that the total light emission amount (light emission amount Ev) is tS with respect to the total light emission amount (light emission amount Ev) for various exposure period ratios tS / tL (3/4, 1/2, 1/4, etc.). Each of the timings t1 having a ratio of / tL is stored.

タイミングt3は、第1実施形態と同様に、タイミングt1に露光期間tSを加算した値とする。なお、テーブルLUT2に記憶されていない発光量Evまたは比tS/tLに対するタイミングt1を求める場合には、前述の発光制御部17aの補間処理機能により、補間演算を行えばよい。   As in the first embodiment, the timing t3 is a value obtained by adding the exposure period tS to the timing t1. When obtaining the timing t1 for the light emission amount Ev or the ratio tS / tL that is not stored in the table LUT2, an interpolation calculation may be performed by the interpolation processing function of the light emission control unit 17a.

このように、本発明の第2実施形態によれば、フラッシュ発光の残光の影響が防止され、ダイナミックレンジの拡大率に正確に対応した、広ダイナミックレンジの画像データが生成される。   Thus, according to the second embodiment of the present invention, the influence of afterglow of flash emission is prevented, and image data with a wide dynamic range that accurately corresponds to the expansion rate of the dynamic range is generated.

(第3実施形態)
次に、本発明の第3実施形態として、フラッシュ発光の残光の影響を防止可能な調光処理の別の変形例を示す。上記第1実施形態では、調光処理において、ステップS11〜S15の処理を第1受光素子群に対してのみ行い、この結果算出された本撮影用のフラッシュ発光量Evに基づいて発光時間(タイミングt2)を決定した後、ダイナミックレンジの拡大率に対応した露光期間の比tS/tLに基づいて、第2受光素子群の露光タイミング(タイミングt1,t3)を決定しているが、これに対して、第3実施形態では、ステップS11〜S15の処理を、第1及び第2受光素子群のそれぞれに対して行い、反射輝度情報に対応した発光量Evを第1及び第2受光素子群のそれぞれについて個別に求めることにより、発光時間(タイミングt2)と第2受光素子群の露光タイミング(タイミングt1,t3)とをそれぞれ独立に決定する。つまり、第3実施形態では、第1受光素子群から得られる反射輝度情報に基づいてタイミングt2を決定し、これとは独立して第2受光素子群から得られる反射輝度情報に基づいてタイミングt1,t3を決定する。その他の点については、第1実施形態と同一であるため、説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, as a third embodiment of the present invention, another modification of the light control processing capable of preventing the influence of afterglow of flash light emission will be described. In the first embodiment, in the dimming process, the processes of steps S11 to S15 are performed only for the first light receiving element group, and the light emission time (timing) is calculated based on the flash emission amount Ev for main photographing calculated as a result. After determining t2), the exposure timing (timing t1, t3) of the second light receiving element group is determined based on the exposure period ratio tS / tL corresponding to the expansion rate of the dynamic range. Thus, in the third embodiment, the processes of steps S11 to S15 are performed for each of the first and second light receiving element groups, and the light emission amount Ev corresponding to the reflected luminance information is set for the first and second light receiving element groups. By obtaining each separately, the light emission time (timing t2) and the exposure timing (timing t1, t3) of the second light receiving element group are independently determined. That is, in the third embodiment, the timing t2 is determined based on the reflected luminance information obtained from the first light receiving element group, and independently of this, the timing t1 is based on the reflected luminance information obtained from the second light receiving element group. , T3. Since other points are the same as those of the first embodiment, the description thereof is omitted.

このように、本発明の第3実施形態によれば、タイミングt1,t2をそれぞれ独立に決定することにより、第1及び第2受光素子群の露光量はそれぞれ個別に適正化されるため、前述したような残光による影響は防止される。   As described above, according to the third embodiment of the present invention, the exposure amounts of the first and second light receiving element groups are individually optimized by determining the timings t1 and t2 independently. The effect of such afterglow is prevented.

(第4実施形態)
次に、本発明の第4実施形態について説明する。上記第1実施形態では、フラッシュ発光期間に対して、短期間露光の第2受光素子群の露光期間を制御することにより、第2受光素子群の露光量を適正化しているが、逆に、第2受光素子群の露光期間に対して、フラッシュ発光期間を制御することにより、第2受光素子群の露光量を最適化することも可能である。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the exposure amount of the second light receiving element group is optimized by controlling the exposure period of the second light receiving element group for short-term exposure with respect to the flash light emission period. It is also possible to optimize the exposure amount of the second light receiving element group by controlling the flash light emission period with respect to the exposure period of the second light receiving element group.

図12は、第4実施形態において、広ダイナミックレンジモードにおいてフラッシュ撮影を行う場合の固体撮像素子12及びフラッシュ発光部19の駆動方法を示す。CPU17は、第1受光素子群の露光期間tLと第2受光素子群の露光期間tSとを同一の時点(タイミングt4)で終了させるように固体撮像素子12の駆動を制御するとともに、フラッシュ発光のタイミングt1,t3を、短露光側の露光期間tS(タイミングt2からt4)に対して調整する。   FIG. 12 shows a driving method of the solid-state imaging device 12 and the flash light emitting unit 19 when performing flash photography in the wide dynamic range mode in the fourth embodiment. The CPU 17 controls the driving of the solid-state imaging device 12 so as to end the exposure period tL of the first light receiving element group and the exposure period tS of the second light receiving element group at the same time (timing t4), and performs flash light emission. The timings t1 and t3 are adjusted with respect to the exposure period tS (timing t2 to t4) on the short exposure side.

図13は、第4実施形態の調光処理を示す。ステップS21〜S25については、第1実施形態で説明したステップS11〜S15と同一の処理であるので説明を省略する。ステップS26において、発光制御部17aは、ステップS25で算出した発光量Evに対する発光時間tFを決定する。この発光時間tFの決定は、前述のテーブルLUT1を用いて行う。   FIG. 13 shows the light control processing of the fourth embodiment. Steps S21 to S25 are the same as steps S11 to S15 described in the first embodiment, and thus description thereof is omitted. In step S26, the light emission control unit 17a determines the light emission time tF for the light emission amount Ev calculated in step S25. The determination of the light emission time tF is performed using the above-described table LUT1.

次いで、発光制御部17aは、第1及び第2受光素子群の露光期間の比(tS/tL)に基づき、期間tF(タイミングt1からt3)の発光量に対する期間tFP(タイミングt2からt3)の発光量の割合が、露光期間の比tS/tLと一致するように、第2受光素子群の露光開始タイミングt2に対するフラッシュ発光のタイミングt1,t3を決定する(ステップS27)。このタイミングt1,t3は、第1実施形態と同様な方法で決定することができる。なお、タイミングt1,t3は、第2実施形態や、第3実施形態の方法を用いて決定することも可能である。   Next, the light emission control unit 17a, based on the ratio (tS / tL) of the exposure periods of the first and second light receiving element groups, in the period tFP (timing t2 to t3) with respect to the light emission amount in the period tF (timing t1 to t3). The flash emission timings t1 and t3 with respect to the exposure start timing t2 of the second light receiving element group are determined so that the ratio of the light emission amount matches the exposure period ratio tS / tL (step S27). The timings t1 and t3 can be determined by the same method as in the first embodiment. Note that the timings t1 and t3 can be determined using the method of the second embodiment or the third embodiment.

(第5実施形態)
次に、本発明の第5実施形態について説明する。第5実施形態では、図14に示すように、撮影レンズ11の前方にメカニカルシャッタ50を配置し、このメカニカルシャッタ50を駆動するシャッタ駆動部51を設け、CPU17がシャッタ駆動部51を介してメカニカルシャッタ50を駆動することにより、第1及び第2受光素子群の露光期間tL,tSの終了タイミングt4を規定する点が上記第4実施形態と異なる。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. In the fifth embodiment, as shown in FIG. 14, a mechanical shutter 50 is disposed in front of the photographic lens 11, a shutter drive unit 51 that drives the mechanical shutter 50 is provided, and the CPU 17 mechanically passes through the shutter drive unit 51. Driving the shutter 50 differs from the fourth embodiment in that the end timing t4 of the exposure periods tL and tS of the first and second light receiving element groups is defined.

具体的には、図15に示すように、メカニカルシャッタ50を開放した状態で、電子シャッタパルスφSUBの印加を停止することにより、第1受光素子群の露光を開始し(タイミングt0)、この後、垂直転送電極V1,V5に読み出しパルスを印加することにより、第2受光素子群の露光を開始する(タイミングt2)。そして、期間tSの経過時にメカシャッタ50を閉じることにより、第1及び第2受光素子群の露光を終了させる(タイミングt4)。なお、フラッシュ発光は、上記第4実施形態で説明したタイミングt1,t3で行う。   Specifically, as shown in FIG. 15, with the mechanical shutter 50 opened, the application of the electronic shutter pulse φSUB is stopped to start exposure of the first light receiving element group (timing t0). Then, by applying a read pulse to the vertical transfer electrodes V1 and V5, exposure of the second light receiving element group is started (timing t2). Then, the mechanical shutter 50 is closed when the period tS has elapsed, thereby terminating the exposure of the first and second light receiving element groups (timing t4). Note that flash emission is performed at the timings t1 and t3 described in the fourth embodiment.

メカニカルシャッタ50を閉状態とした後、高周波数の垂直転送パルスφV1〜φV8及び水平転送パルスφH1,φH2を印加することにより、VCCD41内の蓄積電荷(不要電荷)を高速に掃き捨てる(高速V転送)。この後、垂直転送電極V3,V7及び垂直転送電極V1,V5に読み出しパルスを印加し、第1及び第2受光素子群の蓄積電荷(信号電荷)をVCCD41に読み出す。そして、VCCD41に読み出した信号電荷を垂直転送及び水平転送し、撮像信号として出力部43から出力させる。   After the mechanical shutter 50 is closed, the high-frequency vertical transfer pulses φV1 to φV8 and the horizontal transfer pulses φH1 and φH2 are applied to quickly sweep away the accumulated charges (unnecessary charges) in the VCCD 41 (high-speed V transfer). ). Thereafter, a read pulse is applied to the vertical transfer electrodes V3 and V7 and the vertical transfer electrodes V1 and V5, and the accumulated charges (signal charges) of the first and second light receiving element groups are read to the VCCD 41. Then, the signal charges read out to the VCCD 41 are transferred vertically and horizontally and output from the output unit 43 as an imaging signal.

このように、第5実施形態では、VCCD41への信号電荷の読み出しの直前に、VCCD41の不要電荷を掃き捨てるため、スミアの発生が防止される。また、上記第4実施形態のように、短露光期間tS中に高速V転送が介在しないため、短露光期間tSを、高速V転送に要する時間以下とすることが可能である。   As described above, in the fifth embodiment, since unnecessary charges in the VCCD 41 are swept away immediately before the signal charges are read out to the VCCD 41, the occurrence of smear is prevented. Further, since the high-speed V transfer does not intervene during the short exposure period tS as in the fourth embodiment, the short exposure period tS can be made shorter than the time required for the high-speed V transfer.

なお、上記第1〜第5実施形態では、固体撮像素子12としてCCD型イメージセンサを用いているが、固体撮像素子としては、露光期間を独立して制御可能な第1受光素子と第2受光素子とを一対として複数配列したものであればよく、CMOS型イメージセンサ等を用いることも可能である。   In the first to fifth embodiments, a CCD image sensor is used as the solid-state image sensor 12. However, as the solid-state image sensor, a first light-receiving element and a second light-receiving element that can control the exposure period independently. Any device may be used as long as a plurality of elements are arranged as a pair, and a CMOS image sensor or the like can also be used.

10 デジタルカメラ
12 固体撮像素子
17 CPU
17a 発光制御部
17b 焦点調節部
17c 露出調整部
19 フラッシュ発光部
24 デジタル信号処理部
26 記録媒体
27 外部メモリ制御部
40 受光素子
41 垂直電荷転送部
42 水平電荷転送部
50 メカニカルシャッタ
V1〜V8 垂直転送電極
R1,G1,B1 第1受光素子群
R2,G2,B2 第2受光素子群
10 Digital Camera 12 Solid-State Image Sensor 17 CPU
17a Light emission control unit 17b Focus adjustment unit 17c Exposure adjustment unit 19 Flash light emission unit 24 Digital signal processing unit 26 Recording medium 27 External memory control unit 40 Light receiving element 41 Vertical charge transfer unit 42 Horizontal charge transfer unit 50 Mechanical shutter V1 to V8 Vertical transfer Electrodes R1, G1, B1 First light receiving element group R2, G2, B2 Second light receiving element group

Claims (16)

フラッシュ光を発するフラッシュ発光手段と、
露光期間をそれぞれ独立に制御可能な第1受光素子と第2受光素子とが対となって複数配列され、前記第1受光素子の第1露光期間中に、前記第1露光期間より短い第2露光期間で前記第2受光素子の露光を行うことを可能とする撮像手段と、
前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記フラッシュ発光手段のフラッシュ発光期間と前記第2露光期間との相対的なタイミング関係を制御する制御手段と、
前記第1及び第2受光素子の出力信号を合成して画像データを生成する信号処理手段と、
を備えたことを特徴とする撮影装置。
Flash light emitting means for emitting flash light;
A plurality of first light receiving elements and second light receiving elements whose exposure periods can be controlled independently are arranged in pairs, and the second light receiving element is shorter than the first exposure period during the first exposure period of the first light receiving elements. Imaging means that enables exposure of the second light receiving element in an exposure period;
The first and second light receiving elements receive a light amount corresponding to the ratio of the first and second exposure periods, respectively, so that the flash light emission period of the flash light emitting unit and the second exposure period are relative to each other. Control means for controlling the timing relationship;
Signal processing means for combining the output signals of the first and second light receiving elements to generate image data;
An imaging apparatus comprising:
前記制御手段は、前記フラッシュ発光期間を前記第1露光期間に同期させ、前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記フラッシュ発光期間に対する前記第2露光期間のタイミングを制御することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。   The control means synchronizes the flash light emission period with the first exposure period, and the first and second light receiving elements respectively receive light amounts corresponding to a ratio of the first and second exposure periods. The photographing apparatus according to claim 1, wherein the timing of the second exposure period with respect to the flash light emission period is controlled. 前記制御手段は、前記フラッシュ発光期間と前記第1露光期間の開始時間を同時とすることを特徴とする請求項2に記載の撮影装置。   The photographing apparatus according to claim 2, wherein the control unit simultaneously sets a start time of the flash light emission period and the first exposure period. 前記制御手段は、前記第2露光期間を前記第1露光期間に同期させ、前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記第2露光期間に対する前記フラッシュ発光期間のタイミングを制御することを特徴とする請求項1に記載の撮影装置。   The control unit synchronizes the second exposure period with the first exposure period, and the first and second light receiving elements respectively receive light amounts corresponding to a ratio of the first and second exposure periods. 2. The photographing apparatus according to claim 1, wherein timing of the flash light emission period with respect to the second exposure period is controlled. 前記制御手段は、前記第1露光期間と前記第2露光期間の終了時間を同時とすることを特徴とする請求項4に記載の撮影装置。   The photographing apparatus according to claim 4, wherein the control unit sets an end time of the first exposure period and the second exposure period at the same time. 前記制御手段は、前記フラッシュ発光手段に予備発光を行わせ、前記撮像手段により検出されるフラッシュ光の反射輝度情報に基づいて本撮影用の発光量を算出し、算出した発光量に基づいて前記フラッシュ光の発光時間を決定することを特徴とする請求項1から5いずれか1項に記載の撮影装置。   The control means causes the flash light emitting means to perform preliminary light emission, calculates a light emission amount for main photographing based on reflection luminance information of the flash light detected by the imaging means, and based on the calculated light emission amount, 6. The photographing apparatus according to claim 1, wherein a flash light emission time is determined. 前記制御手段は、前記発光量に対する発光時間を、複数の前記発光量について記憶した第1テーブルを備え、
前記第1テーブルを参照することにより、前記発光時間を決定し、前記第1及び第2露光期間の比率に基づき、前記フラッシュ発光期間と前記第2露光期間との相対的なタイミング関係を決定することを特徴とする請求項6に記載の撮影装置。
The control means includes a first table that stores a light emission time for the light emission amount for a plurality of the light emission amounts,
The light emission time is determined by referring to the first table, and the relative timing relationship between the flash light emission period and the second exposure period is determined based on the ratio of the first and second exposure periods. The imaging device according to claim 6.
前記制御手段は、前記第1テーブルに記憶されていない発光量に対する発光時間を、補間演算により算出することを特徴とする請求項7に記載の撮影装置。   The photographing apparatus according to claim 7, wherein the control unit calculates a light emission time with respect to a light emission amount not stored in the first table by interpolation calculation. 前記制御手段は、前記第1露光期間中の発光量に対する前記第2露光期間中の発光量の割合が、前記第1及び第2露光期間の比率となる前記タイミング関係を、複数の前記比率について記憶した第2テーブルをさらに備え、
前記第2テーブルを参照することにより、前記比率に対応した前記タイミング関係を決定することを特徴とする請求項7または8に記載の撮影装置。
The control means sets the timing relationship in which the ratio of the light emission amount during the second exposure period to the light emission amount during the first exposure period becomes a ratio of the first and second exposure periods, for a plurality of the ratios. A second table stored;
9. The photographing apparatus according to claim 7, wherein the timing relationship corresponding to the ratio is determined by referring to the second table.
前記制御手段は、前記第2テーブルに記憶されていない前記比率に対する前記タイミング関係を、補間演算により算出することを特徴とする請求項9に記載の撮影装置。   The photographing apparatus according to claim 9, wherein the control unit calculates the timing relationship with respect to the ratio that is not stored in the second table by an interpolation operation. 前記制御手段は、前記第1受光素子から得られる前記反射輝度情報に基づいて前記発光時間を決定し、前記第2受光素子から得られる前記反射輝度情報に基づいて前記タイミング関係を決定することを特徴とする請求項6に記載の撮影装置。   The control means determines the light emission time based on the reflected luminance information obtained from the first light receiving element, and determines the timing relationship based on the reflected luminance information obtained from the second light receiving element. The imaging device according to claim 6, characterized in that: 前記フラッシュ発光期間及び前記タイミング関係の決定値を、前記画像データに対応づけて記録する記録手段を備えたことを特徴とする請求項1から11いずれか1項に記載の撮影装置。   12. The photographing apparatus according to claim 1, further comprising a recording unit configured to record the flash emission period and the determined value of the timing relationship in association with the image data. 前記第1受光素子は、行方向とこれに直交する列方向とに正方格子状に配列され、前記第2受光素子は、行方向とこれに直交する列方向とに正方格子状に配列されており、前記第1受光素子と前記第2受光素子とは、同一の配列ピッチで、かつ、互いに配列ピッチの1/2だけ行方向及び列方向にずらして配列されていることを特徴とする請求項1から12いずれか1項に記載の撮影装置。   The first light receiving elements are arranged in a square lattice pattern in a row direction and a column direction perpendicular thereto, and the second light receiving elements are arranged in a square lattice pattern in a row direction and a column direction perpendicular thereto. The first light receiving element and the second light receiving element are arranged at the same arrangement pitch and are shifted from each other in the row direction and the column direction by a half of the arrangement pitch. Item 13. The photographing apparatus according to any one of Items 1 to 12. 前記撮像手段には、前記第1受光素子に対応して赤、緑、青のカラーフィルタがベイヤー配列され、かつ、前記第2受光素子に対応して赤、緑、青のカラーフィルタがベイヤー配列されていることを特徴とする請求項13に記載の撮影装置。   In the image pickup means, red, green, and blue color filters corresponding to the first light receiving element are arranged in a Bayer array, and red, green, and blue color filters corresponding to the second light receiving element are arranged in a Bayer array. The imaging apparatus according to claim 13, wherein the imaging apparatus is configured. 前記撮像手段は、前記第1受光素子が配列された列と、前記第2受光素子が配列された列とに沿って配列され、前記第1及び第2受光素子に蓄積された信号電荷を読み出して列方向に転送する垂直電荷転送部と、前記垂直電荷転送部からの信号電荷を行方向に転送する水平電荷転送部とを備えたCCD型の固体撮像素子であることを特徴とする請求項14に記載の撮影装置。   The imaging means reads signal charges stored in the first and second light receiving elements, arranged along a column in which the first light receiving elements are arranged and a column in which the second light receiving elements are arranged. 2. A CCD type solid-state imaging device, comprising: a vertical charge transfer unit configured to transfer in a column direction; and a horizontal charge transfer unit configured to transfer a signal charge from the vertical charge transfer unit in a row direction. 14. The photographing apparatus according to 14. フラッシュ光を発するフラッシュ発光手段と、露光期間をそれぞれ独立に制御可能な第1受光素子と第2受光素子とが対となって複数配列され、前記第1受光素子の第1露光期間中に、前記第1露光期間より短い第2露光期間で前記第2受光素子の露光を行うことを可能とする撮像手段と、前記第1及び第2受光素子の出力信号を合成して画像データを生成する信号処理手段とを備えた撮影装置の制御方法において、
前記第1及び第2受光素子が、前記第1及び第2露光期間の比率に対応する光量をそれぞれ受光するように、前記フラッシュ発光手段のフラッシュ発光期間と前記第2露光期間との相対的なタイミング関係を制御することを特徴とする撮影装置の制御方法。
A plurality of flash light emitting means for emitting flash light and a first light receiving element and a second light receiving element that can control the exposure period independently are arranged in pairs, and during the first exposure period of the first light receiving element, Image data is generated by synthesizing the imaging means capable of exposing the second light receiving element in a second exposure period shorter than the first exposure period, and the output signals of the first and second light receiving elements. In a method for controlling an imaging apparatus comprising a signal processing means,
The first and second light receiving elements receive a light amount corresponding to the ratio of the first and second exposure periods, respectively, so that the flash light emission period of the flash light emitting unit and the second exposure period are relative to each other. A method for controlling a photographing apparatus, characterized by controlling a timing relationship.
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