JP2012065243A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影画面内に被写体距離の異なる複数の被写体が存在する場合であっても良好な画像を撮影することができるようにする。
【解決手段】 撮影画面内に被写体距離の異なる複数の被写体が存在する場合、基準となる被写体の被写体距離及び複数の被写体の被写体距離の差に基づく被写体距離に関する情報が大きいほど、照明装置を発光させて撮影を行う被写体輝度の閾値を低くする。
【選択図】 図７

Description

本発明は撮像装置に関するもので、特にストロボ撮影における発光制御に関するものである。

従来の撮像装置において、被写体輝度が低い場合に照明装置（ストロボ装置）等の補助光源で被写体を照射して撮影を行うことは一般的である。また、被写体輝度等の撮影条件に応じて照明装置等の補助光源を自動的に発光制御する技術も知られている。

例えば、特許文献１には、被写体輝度に応じて撮像装置のゲイン（感度）制御とストロボの自動発光制御を行う技術が開示されている。また、特許文献２には、ストロボ撮影を行う際に、複数の測距ポイントを有する測距手段の測距結果より被写体の奥行き（被写体距離）に関する情報を得て、これによりストロボ撮影時のシャッター速度を制御する技術が開示されている。

特開２００５−２０４１２０号公報 特開２００５−１８１３５５号公報

特許文献１に記載の技術は、被写体輝度が十分明るい場合には撮像ゲインを低く設定して撮像を行い、被写体輝度が低くなり撮像ゲインが低いままではシャッター速度が所定値以下になる条件では撮像ゲインを上昇させてシャッター速度が所定となるように維持する。さらに被写体輝度が低くなり必要とされる撮像ゲインが上限値を超える場合にはストロボ撮影を行うものである。

しかしながら、ストロボ撮影は原則として等距離にある被写体しか適正露出にできない。そのため、特許文献１に記載された技術では、ストロボ撮影時に撮影画面内に被写体距離の異なる被写体が存在する場合には、仮に近距離側の被写体を適正露出となるように発光量を制御すると、遠距離側の被写体は光量不足となって暗く写ってしまう。また、背景光とストロボ光との色温度差が大きい場合にはホワイトバランス制御も近距離被写体重視となるので遠距離被写体は暗く写るだけでなく色再現も不自然となり、被写体距離の異なる被写体のそれぞれが良好な画像を得ることは困難である。

そこで、特許文献２に記載の技術では、複数の測距ポイントを有する測距手段の測距結果より被写体の奥行きが小さいと判定された場合よりも被写体の奥行きが大きいと判定された場合の方がストロボ撮影する際のシャッター速度を遅く設定している。そうすることで、背景光による露光量を増やして遠距離側の被写体の暗さを緩和することができる。しかし、一般的にはストロボ撮影時のシャッター速度は手ぶれしない最低限の速度にすでに設定されており、これをさらに低速にするとぶれが生じやすく、ぶれのない良好な画像を得ることが困難である。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、撮影画面内に被写体距離の異なる複数の被写体が存在する場合であっても良好な画像を撮影することができるようにすることを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明にかかる撮像装置は、照明装置を用いた撮影が可能な撮像装置であって、被写体輝度を測定する測光手段と、複数の領域の被写体距離に関する情報を取得する取得手段と、前記測光手段により測定された被写体輝度が閾値未満の場合に、撮影時に前記照明装置を発光させる発光制御手段とを有し、前記発光制御手段は、前記取得手段により取得された基準となる領域の被写体距離及び前記複数の領域の被写体距離の差に基づいて前記閾値を変更し、前記基準となる領域の被写体距離が所定範囲から離れるほど前記閾値を小さくすることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために、本発明にかかる撮像装置の制御方法は、照明装置を用いた撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、被写体輝度を測定する測光ステップと、複数の領域の被写体距離に関する情報を取得する取得ステップと、前記測光ステップで測定された被写体輝度が閾値未満の場合に、撮影時に前記照明装置を発光させる発光制御ステップとを有し、前記発光制御ステップは、前記取得ステップで取得された基準となる領域の被写体距離及び前記複数の領域の被写体距離の差に基づいて前記閾値を変更し、前記基準となる領域の被写体距離が所定範囲から離れるほど前記閾値を小さくすることを特徴とする。

本発明によれば、撮影画面内に被写体距離の異なる複数の被写体が存在する場合であっても良好な画像を撮影することができる。

本発明の実施例にかかるカメラ、交換レンズ及びストロボ装置の断面図 本発明の実施例にかかる焦点検出用センサーの構成例を示す図 本発明の実施例にかかる測光用センサーの構成例を示す図 撮影画面内の焦点検出領域と測光領域の対応位置関係を示す図 本発明の実施例にかかるカメラ、交換レンズ及びストロボ装置の電気回路の構成例を示すブロック図 本発明の実施例にかかるカメラの動作シーケンスを示すフローチャート 露出演算及びストロボ発光判定処理を示すフローチャート 露出演算及びストロボ発光判定処理を示すフローチャート プログラム線図の説明図

（実施例）
図１は、本実施例にかかる撮像装置としてのカメラ、交換レンズ及び照明装置としてのストロボ装置の断面図を示している。なお、図１ではレンズ交換可能な、いわゆる、一眼レフタイプのカメラの構成を示しているがレンズ一体型のカメラであっても構わない。また、照明装置としてのストロボ装置もカメラ本体に着脱可能な外部ストロボとして説明しているが、カメラ本体に内蔵されたもの（内蔵ストロボ）でも構わない。

図１において１はカメラ本体、２は交換レンズ、３はストロボ装置である。カメラ本体１において１０はメカニカルシャッター、１１はロウパスフィルター、１２は例えばＣＭＯＳやＣＣＤといったエリアの蓄積型光電変換素子からなる撮像素子である。撮像素子１２には入射した光をその光量に応じて光電変換し、その電荷を容量部分に蓄積する画素部と蓄積された電荷を所定の順序で出力するための読み出し部がある。読み出し部には読み出しにあたって蓄積電荷に可変のゲインをかけられるような増幅部も含まれており、後述する撮影感度に対応した読み出しゲインが設定可能となっている。

１３は半透過性の主ミラー、１４は第１の反射ミラーで主ミラー１３と第１の反射ミラー１４はともに撮影時には上部に跳ね上がる。１５は第１の反射ミラー１４による撮像素子面と共役な結像面、１６は第２の反射ミラー、１７は赤外カットフィルター、１８は２つの開口部を有する絞り、１９は２次結像レンズ、２０は焦点検出用センサーである。

焦点検出用センサー２０は例えばＣＭＯＳやＣＣＤといったエリアの蓄積型光電変換素子からなり、図２に示すように絞り１８の２つの開口部に対応して多数分割された受光センサー部が２０Ａと２０Ｂとの２対のエリアの構成になっている。第１の反射ミラー１４から焦点検出用センサー２０までの構成は、撮影画面内の任意の位置での像ずれ方式での焦点検出を可能とするものである。

２１は拡散性を有するピント板、２２はペンタプリズム、２３は接眼レンズ、２４は第３の反射ミラー、２５は集光レンズ、２６は被写体輝度を測定するための測光用センサーである。

測光用センサー２６は、例えばシリコンフォトダイオード等の光電変換素子からなり、図３に示すように格子状に複数分割された受光センサー部を有した構成になっていて、本実施例では撮影画面を７列×５行の３５分割としている。以下では、３５分割された各受光部（測光領域）に対してはＰＤ１〜ＰＤ３５と呼ぶこととする。測光用センサー２６には主ミラー１３によって反射されてピント板２１によって拡散された光線のうち光軸外の一部が入射する。

図４は、焦点検出用センサー２０によって焦点検出を行うことができる撮影画面内の複数の焦点検出領域と３５分割された測光用センサー２６の測光領域との対応位置関係を示す図である。本実施例では、撮影画面内の焦点検出領域をＳ０からＳ６までの７点とし、焦点検出領域Ｓ０は測光用センサー２６の測光領域ＰＤ１８に対応した位置にて焦点検出を行う。その他の焦点検出領域も図４に示したようにそれぞれ異なる測光領域に対応した位置にて焦点検出を行う。なお、焦点検出領域および測光領域の数は例示した数に限定されるものではなく、例えば、焦点検出領域および測光領域の数が同じであっても構わない。

図１において、２７は撮影レンズを取り付けるマウント部、２８は撮影レンズと情報通信を行うための接点部、２９はストロボ装置を取り付け可能な接続部である。交換レンズ２において３０ａ〜３０ｅは撮影レンズを構成する各光学レンズ、３１は絞り、３２はカメラ本体と情報通信を行うための接点部、３３はカメラに取り付けられるためのマウント部である。

ストロボ装置３において３４はキセノン管（発光部）、３５は反射笠、３６は集光用のフレネルレンズ、３７はキセノン管３４の発光量をモニターするためのモニターセンサー、３８はカメラ本体１にストロボ装置３を取り付けるための取り付け部である。

図５は、本実施例におけるカメラ本体１とその交換レンズ２及びストロボ装置３の電気回路の構成例を示すブロック図である。カメラ本体１において、４１は例えば内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやＡ／Ｄコンバータ、タイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータによる制御部でありカメラ機構等の全体制御を行う。制御部４１の具体的な制御フローについては後述する。焦点検出用センサー２０及び測光用センサー２６は図１等に記載したものと同一である。焦点検出用センサー２０及び測光用センサー２６の出力信号は、制御部４１のＡ／Ｄコンバータ入力端子に入力される。

４２はシャッター駆動部であり制御部４１の出力端子に接続されて図１記載のメカニカルシャッター１０を駆動する。４３は信号処理回路であり制御部４１の指示に従って撮像素子１２を制御して撮像素子１２の読み出しゲインを設定するとともに、撮像素子１２が出力する撮像信号をＡ／Ｄ変換して信号処理を行い画像データを得る。また、その画像データから目、口といった特徴を抽出して人間の顔領域を検出する機能（顔検出機能）も有している。さらに、得られた画像データを記録するにあたって必要な圧縮等の画像処理も可能であるし、表示用の画像データも生成可能である。４４はＤＲＡＭ等のメモリであり、信号処理回路４３が種々の信号処理を行う際のワーク用メモリとして使われたり、後述する表示部４５に画像を表示する際のＶＲＡＭとして使われたりする。

４５はＴＦＴ液晶パネルまたは有機ＥＬパネル等で構成されて各種撮影情報や撮像した画像を表示する表示部であり、制御部４１の指示により信号処理回路４３からの表示用画像データに基づいて表示制御される。４６はフラッシュメモリ又は光ディスク等による記憶手段であり撮像して得られた画像データを記憶する。４７は第１のモータードライバであり、制御部４１の出力端子に接続されて制御されて、主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４のアップ・ダウンやメカニカルシャッター１０のチャージを行うための第１のモーター４８を駆動する。

４９はレリーズスイッチである。５０は撮像素子１２が周期的に撮像するスルー画像を表示部４５に逐次表示する所謂ライブビュー機能を開始させるためのライブビュー開始スイッチである。２８は図１に記載した交換レンズ２との接点部であり、制御部４１のシリアル通信ポートの入出力信号が伝達される。２９は図１に記載したストロボ装置接続部であり、ストロボ装置３と通信が可能なように制御部４１のシリアル通信ポートの入出力信号が伝達される。

交換レンズ２において５１は、例えば内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやタイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータによるレンズ制御部である。５２は第２のモータードライバであり、レンズ制御部５１の出力端子に接続されて制御され、焦点調節を行うための第２のモーター５３を駆動する。５４は第３のモータードライバでありレンズ制御部５１の出力端子に接続されて制御され、図１にて記載した絞り３１の制御を行うための第３のモーター５５を駆動する。５６は焦点調節レンズの繰り出し量すなわち被写体距離に関する情報を得るための距離エンコーダーであり、レンズ制御部５１の入力端子に接続される。５７は交換レンズ２がズームレンズである場合に撮影時の焦点距離情報を得るためのズームエンコーダーであり、レンズ制御部５１の入力端子に接続される。３２は図１に記載した接点部であり、レンズ制御部５１のシリアル通信ポートの入出力信号が伝達される。

交換レンズ２がカメラ本体１に装着されるとそれぞれの接点部２８と３２とが接続されてレンズ制御部５１はカメラ本体の制御部４１とのデータ通信が可能となる。カメラ本体の制御部４１が焦点検出や露出演算を行うために必要なレンズ固有の光学的な情報や、被写体距離に関する情報及び焦点距離情報は、レンズ制御部５１からカメラ本体の制御部４１へとデータ通信によって出力される。また、カメラ本体の制御部４１が焦点検出や露出演算を行った結果求められた焦点調節情報や絞り情報はカメラ本体の制御部４１からレンズ制御部５１へとデータ通信によって出力される。そして、レンズ制御部５１は焦点調節情報に従って第２のモータードライバ５２を制御し、絞り情報に従って第３のモータードライバ５４を制御する。

ストロボ装置３において６１は、例えば内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやＡ／Ｄコンバータ、タイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータによるストロボ制御部である。６２はキセノン管３４の発光に必要な３００Ｖ程度の高圧電圧を作りその高圧電圧を充電する機能を有する昇圧部、キセノン管３４及びモニターセンサー３７は図１に記載したものと同一である。ストロボ装置３がカメラ本体１に装着されるとそれぞれの接続部３８と２９が接続されてストロボ制御部６１はカメラ本体の制御部４１とのデータ通信が可能となる。ストロボ制御部６１はカメラ本体の制御部４１からの通信内容に従って昇圧部６２を制御してキセノン管３４の発光開始や発光停止を行う。発光量の指示はカメラ本体の制御部４１からの指示によって行われ、指示量に従った発光量となるようにモニターセンサー３７の検出量をモニターして発光の停止制御を行う。

続いて図６のフローチャートに従ってカメラ本体の制御部４１の動作シーケンスについて説明する。不図示の電源スイッチがオンされて制御部４１が動作可能となると、ストロボ制御部６１に通信して、昇圧部６２を動作させてストロボ発光に十分となるよう高圧電圧を充電するように指示する（ステップＳ１０１）。次に、レンズ制御部５１と通信を行い、焦点検出や測光に必要な各種レンズの情報を得る（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０３では、ライブビュー開始スイッチ５０がオンされているかどうかを判定する。ライブビュー開始スイッチ５０がオンされていない場合にはステップＳ１０４へと進み、オンされている場合にはステップＳ１０９へと進む。

ステップＳ１０４では、焦点検出用センサー２０に対して制御信号を出力して、信号蓄積を行う。蓄積が終了すると焦点検出用センサー２０に蓄積された信号を読み出しＡ／Ｄ変換を行う。さらに読み込まれた各デジタルデータに対してシェーディング等の必要な各種のデータ補正を行う。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０２で取得した焦点検出を行うために必要なレンズ情報と焦点検出用センサー２０から得られたデジタルデータに基づいて、撮影画面の各焦点検出領域のデフォーカス量及びその信頼度を演算する。デフォーカス量とは２像の像ずれ量から求められるフォーカスのずれ量である。また、信頼度とは２像の輝度・コントラスト・相関一致度などから求められる、デフォーカス量が正確な値である度合いを表している。そして、焦点検出センサ−用２０に結像された像のコントラストが高いほど焦点検出用センサ−２０の出力に対するノイズの影響が小さくなり信頼度が高くなる。ステップＳ１０５ではさらに、撮影画面内の焦点を合わせるべき領域をＳ０〜Ｓ６の中から決定する。なお、領域の決定については、撮影者が不図示の操作部材を操作することで選択した領域にしてもよいし、演算された焦点状態に基づいて主被写体が存在すると思われる領域にしてもよい。そして、決定された領域における焦点状態に従って合焦となるためのレンズ移動量を算出し、算出されたレンズ移動量をレンズ制御部５１に出力する。これに従ってレンズ制御部５１は焦点調節用レンズを駆動するように第２のモータードライバ５２に信号を出力して、第２のモーター５３を駆動する。これにより撮影レンズは、決定された領域に存在する被写体に対して合焦状態となる。このとき、焦点調節用レンズを駆動することで距離エンコーダー５６の情報が変化するので、各種レンズの情報の更新も行う。

撮影レンズが被写体に対して合焦状態となった後、再度焦点検出用センサー２０による信号蓄積を行い撮影画面の各焦点検出領域の焦点状態を演算し、後に被写体の奥行きに関する情報として利用可能なように記憶する。ここで記憶しておく各焦点検出領域Ｓ０〜Ｓ６に対するデフォーカス量をＤＦ（ｎ）とする。ｎは各焦点検出領域Ｓ０〜Ｓ６に対応した０〜６である。また、ここで演算されるデフォーカス量は、複数の領域の被写体距離に関する情報の一種であり、ステップＳ１０５の処理を実行することで、制御部４１は複数の被写体距離に関する情報を取得する。

ステップＳ１０６では、測光用センサー２６より３５分割された各測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出してＡ／Ｄ変換を行い各測光領域の輝度情報を取得する。さらに、ステップＳ１０２で取得した測光に必要なレンズ情報等を用いて各測光領域の輝度情報の補正を行い、各測光領域の被写体輝度情報を得る。

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で得られた測光領域ごとの被写体の輝度情報に基づいて露出演算を行うとともに、ストロボ発光を行うか否かを判定する。
ここで、ステップＳ１０７における露出演算及びストロボ発光判定について図７のフローチャートに従って説明する。

まず、ステップＳ２０１では、ステップＳ１０６で得られた各測光領域の被写体の輝度情報を、ステップＳ１０５で合焦させた焦点検出領域（合焦領域）に対応した測光領域に重点をおいた所定の重み付け演算を行って撮影画面全体の輝度を算出する。これを被写体輝度Ｂｖ（Ａ）とする。

次に、ステップＳ２０２では、ステップＳ１０５で得られた７点の焦点検出領域のデフォーカス量及びその信頼度に関する情報を取得する。ステップＳ２０３では、各焦点検出領域のデフォーカス量ＤＦ（ｎ）のなかで、交換レンズ２の開放絞り値に基づいて決定される焦点深度から外れるものがあった場合、その焦点検出領域の信頼度を低い値に変更する。あるいは、その焦点検出領域をステップＳ２０４で行う判定処理における判定対象から除外する。

ステップＳ２０４では、各焦点検出領域のうち、その信頼度が所定値以上であるものの数が１よりも大きい所定数以上であるか否かを判定する。所定数以上の場合はステップＳ２０５へ進み、所定数未満の場合はステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２０５では、装着されている交換レンズ２が距離エンコーダー５６を有しているか否かを判定する。交換レンズ２が距離エンコーダー５６を有し被写体距離に関する情報が得られる場合はステップＳ２０６へ進み、距離エンコーダー５６を有していない場合はステップＳ２０９へ進む。

ステップＳ２０６では、交換レンズ２と通信を行い距離エンコーダー５６から被写体距離に関する情報を入手して、合焦位置にある被写体までの絶対距離を示す距離情報Ｄｏｂｊを取得する。

ステップＳ２０７では、信頼度が所定値以上である各焦点検出領域のデフォーカス量のうち最大値と最小値との差から被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖを取得する。本実施例における像ずれ方式の測距方式によるデフォーカス量は、相対的なピントずれ量を表すものの絶対的な距離は表さない。また、一般的にこのデフォーカス量の差は、被写体距離の差の絶対量が同じであっても、撮影レンズの焦点距離の２乗に比例して変化し、絶対距離には反比例して変化する性質を有する。従って、被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖは、単にデフォーカス量の差のままであると実距離的な被写体距離の差にはならない。そこで実距離的な被写体距離の差に略式的に換算できるように補正演算を行う。補正後の被写体の奥行きに関する情報をΔＤｖｃとすると次式で表す演算を行う。
ΔＤｖｃ＝ΔＤｖ×ｆ１（Ｄｏｂｊ）×ｆ２（ｆ）

この式において関数ｆ１はステップＳ２０６で取得した被写体までの絶対距離情報Ｄｏｂｊをある基準距離Ｄ０で割って正規化し、所定の比例係数を掛ける関数である。関数ｆ２は交換レンズ２の焦点距離情報ｆを基準の焦点距離ｆ０で割って正規化し、その逆数の２乗に所定の比例係数を掛ける関数である。被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃは、撮影画面内に存在する複数の被写体の被写体距離の差の大きさを示す情報であって、複数の被写体が同じような被写体距離である場合は小さい値となり、被写体距離の大きく異なる被写体が存在する場合は大きい値となる。

装着されている交換レンズ２が距離エンコーダー５６を有していない場合、ステップＳ２０９では、被写体までの絶対距離を示す距離情報Ｄｏｂｊとして予め決められた所定値を設定する。この所定値としては、固定値であってもよいし、交換レンズ２の焦点距離ごとに比較的撮影頻度が高いと想定される値に変化させてもよい。その後はステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０４にて、各焦点検出領域のうち、その信頼度が所定値以上であるものの数が所定数未満であると判定された場合、補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃとして予め決められた所定値を設定する。このようにするのは、信頼度が高い焦点検出領域が少ない状態でのデフォーカス量に基づいて被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃを得たとしても、被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃが正確な情報でない可能性が高いからである。なお、この所定値も、固定値であってもよいし、交換レンズ２の焦点距離ごとに比較的撮影頻度が高いと想定される値に変化させてもよい。

その後、ステップＳ２１１では、補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃから撮影時のＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴを次式に従って演算する。
ＩＳＯ＿ＳＴ＝ＩＳＯ＿Ｂ＋ｇ（ΔＤｖｃ）
この式においてＩＳＯ＿ＢはＩＳＯ感度上限値として設定される最低値であり、例えばＩＳＯ感度２００といった固定値である。関数ｇは補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの値の√２の対数に比例する値を求めるものである。これは、ストロボ撮影ではある撮影距離に存在する被写体を適正にする発光量に対して、撮影距離が√２倍遠い距離にある被写体では露出的に１段アンダーになるという関係による。演算されて得られるＩＳＯ＿ＳＴはＩＳＯ＿Ｂに対して、補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの値が√２倍大きくなるごとにＩＳＯ感度で１段大きくなるようになる。ただし、カメラで設定できる撮影ＩＳＯ感度は上限があるので、ＩＳＯ＿ＳＴ自体の上限値はカメラで設定できる撮影ＩＳＯ感度の上限を超えない。なお、カメラで設定できる撮影ＩＳＯ感度の上限よりも低い値をＩＳＯ＿ＳＴ自体の上限値としてもよい。

ステップＳ２１２では、ステップＳ２１１で得られたＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴとステップＳ２０１で得られた被写体輝度Ｂｖ（Ａ）に基づきプログラム線図を設定し、そのプログラム線図に従って撮影露出やストロボ発光有無を決定する。

次に、具体的なプログラム線図例及び補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃによるＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴの変化について図９を用いて説明する。

図９は、ステップＳ２０１で得られた被写体輝度Ｂｖ（Ａ）を横軸とし、撮影に用いるシャッター速度Ｔｖと絞り値Ａｖ及び撮影ＩＳＯ感度をどういう値に設定するかを例示する図である。

具体的には、被写体輝度Ｂｖ（Ａ）が６以上の場合は撮影ＩＳＯ感度を１００としてシャッター速度Ｔｖと絞り値Ａｖとを連続的に変化させて適正露出とする。そして、被写体輝度Ｂｖ（Ａ）が５以上６未満の場合は、シャッター速度Ｔｖ＝１／１２５、絞り値Ａｖ＝４．０に固定してＩＳＯ感度を１００〜２００の間で変化させて適正露出とする。なお、図９に示すプログラム線図では、被写体輝度Ｂｖ（Ａ）が５以上の場合においては自動ストロボ撮影は行わない。

図７で示した処理により決定された補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの値が第１の閾値未満の場合は、ＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴは最低値ＩＳＯ＿Ｂと等しくなり、破線で示したような制御を行う。この条件では、被写体輝度Ｂｖ（Ａ）が５未満では自動ストロボ撮影を行うこととし、撮影感度は２００で固定される。補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの値が第１の閾値未満の場合は撮影画面内の複数の被写体の被写体距離の差が十分小さい場合であるので、ストロボ光を照射することで撮影画面内の被写体全体を適正露出とすることができるからである。

一方、補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの値が第１の閾値よりも大きい第２の閾値以上の場合は、ＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴはカメラで設定できる撮影ＩＳＯ感度の上限値となる。ここでカメラで設定できる撮影ＩＳＯ感度上限値を８００とすると、実線で示したような制御を行う。この条件では、被写体輝度Ｂｖ（Ａ）が３未満では自動ストロボ撮影を行うこととし、撮影感度は８００で固定される。被写体輝度Ｂｖ（Ａ）が３以上５未満の場合は、シャッター速度Ｔｖ＝１／１２５、絞り値Ａｖ＝４．０に固定してＩＳＯ感度を２００〜８００の間で変化させて適正露出とする。補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの値が第２の閾値以上の場合は撮影画面内の複数の被写体の被写体距離の差が十分大きい場合であるので、ストロボ光を照射しても撮影画面内の被写体全体を適正露出とすることが難しい。そのため、なるべく撮影感度を高くして外光により適正露出にする可能性を高くするためにこのような制御を行う。

補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃが第１の閾値以上で第２の閾値未満である場合は、その値に従ってＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴが２００〜８００の間で変化する。そして、その値に従って自動ストロボ撮影を行うか否かの輝度閾値が決定される。

以上のようにして撮影に用いるシャッター速度Ｔｖと絞り値Ａｖ及び撮影ＩＳＯ感度が決定されると、図６に示したフローチャートのステップＳ１０８に移行する。

ステップＳ１０７で露出演算およびストロボ発光の有無が決定されると、ステップＳ１０８においてレリーズスイッチ４９がオンされるのを待つ。所定時間が経過してもレリーズスイッチ４９がオンされなければステップＳ１０２に戻り、上記ステップを繰り返す。レリーズスイッチ４９がオンされるとステップＳ１１６へ進む。

ステップＳ１０３において、ライブビュー開始スイッチ５０がオンされていると判断された場合にはステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９では、第１のモータードライバ４７に制御信号を出力して、第１のモーター４８を駆動して主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４を跳ね上げる。
次に、ステップＳ１１０で、シャッター駆動部４２に対して信号出力を行い、メカニカルシャッター１０を開放状態とする。これにより撮像素子１２には撮影レンズからの光線が入射して撮像が可能となる。続いて、撮像素子１２による撮像を行うように信号処理回路４３に対して指示を出す。撮像動作が開始されると、周期的に得られる画像を表示部４５に逐次表示するようにする。こうしてライブビュー動作が開始される。

ステップＳ１１１では、表示部４５に表示されるライブビュー画像の明るさや色合いが適切なものとなるように、撮像された画像データより画面各部の輝度情報及び色情報を取得し電荷蓄積時間や色処理の補正を行う。

ステップＳ１１２では、画像データから被写体の顔検出処理を行う。この処理では、画像データのなかから目、口の特徴エッジを抽出して人物の顔位置を検知し、さらに目、口を包含する輪郭を検出して、その重心位置を求めるとともに輪郭内の領域の輝度を算出する。算出された重心位置に基づいて撮影画面内の顔位置情報が、輪郭情報に基づいて顔大きさ情報が求められる。撮影画面内に複数の顔が存在する場合は、それぞれの顔検出情報として顔領域の位置情報や大きさ情報を求める。なお、検出された各顔領域の位置情報をＦＰ（ｍ）、大きさ情報をＦＳ（ｍ）とする。ｍは検出された顔の数による自然数である。このようにして得られた複数の顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）は、複数の領域の被写体距離に関する情報の一種であり、ステップＳ１１２の処理を実行することで、制御部４１は複数の被写体距離に関する情報を取得する。

また、ステップＳ１１２では、得られた顔領域の位置情報や大きさ情報から主被写体を判断し、その主被写体に対して合焦状態となるように、焦点調整を行うためにレンズ制御部５１に対してレンズ駆動命令を出す。このように、複数の被写体から主被写体を判断する判断部として機能する。レンズ制御部５１は焦点調節用レンズを駆動するように第２のモータードライバ５２に信号を出力して、第２のモーター５３を駆動する。そして、画像情報のコントラスト値が最大となるような位置でレンズを停止するようにレンズ制御部５１に対してレンズ駆動命令を出す。これにより撮影レンズは主被写体に対して合焦状態となる。焦点調節用レンズを駆動することで距離エンコーダー５６の情報が変化するので、各種レンズの情報の更新も行う。。

ステップＳ１１３では、本撮影用の露出演算やストロボの自動発光を行うか否かを判定する。ここで、ステップＳ１１３における露出演算及びストロボ発光判定について図８のフローチャートに従って説明する。

まず、ステップＳ３０１で、ステップＳ１１１にて得られた撮影画面各部の輝度情報を焦点調節時に合焦とさせた領域に重点をおいた所定の重み付け演算を行って撮影画面全体の輝度を算出する。これを被写体輝度Ｂｖ（Ａ）とする。

ステップＳ３０２では、ステップＳ１１２で得られた顔検出情報である顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）を取得する。ここで、顔領域の位置情報ＦＰ（ｍ）が所定領域よりも撮影画面端部にある顔領域の情報や、顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）が所定範囲より大きいあるいは小さいものは被写体として重要性が低いものとみなして除外する。

次に、ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２にて取得した顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）が複数あるか否かを判定する。複数ある場合はステップＳ３０４へ進み、複数ない場合はステップＳ３０６へ進む。なお、ステップＳ３０３では、取得した顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）が複数あるか否かを判定しているが、ステップＳ３０２で重要性の低い被写体の顔検出情報を除外せずに、ステップＳ３０３で重要性の高い被写体が複数あるか否かを判定してもよい。

ステップＳ３０４では、ステップＳ３０２で得られた各顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）から各顔領域の被写体距離を算出する。人物の顔の大きさは年齢や個人差などは当然あるが、生命工学工業技術研究所による設計のための人体寸法データ集によれば日本人の平均的な頭幅は１６２ｍｍとされている。他方、Ｈｕｍａｎｓｃａｌｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｄ ｂｙ Ｔｈｅ ＭＩＴ Ｐｒｅｓｓ によれば米国人（男）の平均的な頭幅は１５５ｍｍとされている。こうした統計データから実際の人物の顔の大きさを１６０ｍｍとし、これと撮影画面上での顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）との比は、被写体距離と撮影レンズの焦点距離との比と一致することから被写体距離を計算できる。

ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４で得られた各顔領域の被写体距離のうち最大値と最小値との差から被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃを演算する。顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）から被写体距離に関する情報を取得した場合は、像ずれ方式の測距方式によるデフォーカス量と異なり、実距離的奥行き情報になっているので補正を行う必要はない。そこで、以下のステップでは、そのままの値を補正後の被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃとして扱うものとする。一方、ステップＳ３０２にて取得された顔領域の大きさ情報ＦＳ（ｍ）が複数ない場合、顔大きさ情報ＦＳ（ｍ）から被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃを演算することはできない。そこで、ステップＳ３０６では、ステップＳ２１０と同様に被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃとして予め決められた所定値を設定する。なお、この所定値はステップＳ２１０で設定する所定値と等しい値であって、固定値であってもよいし、交換レンズ２の焦点距離ごとに比較的撮影頻度が高いと想定される値に変化させてもよい。

その後、ステップＳ３０７では、ステップＳ２１１と同様に被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃから撮影時のＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴを次式に従って演算する。
ＩＳＯ＿ＳＴ＝ＩＳＯ＿Ｂ＋ｇ（ΔＤｖｃ）
そして、ステップＳ３０８では、ステップＳ３０７で得られたＩＳＯ感度上限値ＩＳＯ＿ＳＴとステップＳ３０１で得られた被写体輝度Ｂｖ（Ａ）に基づきプログラム線図を設定し、そのプログラム線図に従って撮影露出やストロボ発光の有無を決定する。その後、図６に示したっフローチャートのステップＳ１１４に移行する。

ステップＳ１１３で露出演算およびストロボ発光の有無が決定されると、ステップＳ１１４においてレリーズスイッチ４９がオンされるのを待つ。所定時間が経過してもレリーズスイッチ４９がオンされなければステップＳ１１１に戻り、上記ステップを繰り返す。レリーズスイッチ４９がオンされるとステップＳ１１５へ進む。

ステップＳ１１５では、シャッター駆動部４２に対して信号出力を行い、メカニカルシャッター１０を閉じてライブビュー動作を終了する。続いて、第１のモータードライバ４７に制御信号を出力して、第１のモーター４８を駆動して主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４を跳ね上げ状態から一度ダウンさせるとともにメカニカルシャッター１０をチャージする。

ステップＳ１１６では、ステップＳ１０７あるいはステップＳ１１３にてストロボを発光させて撮影すると決定されたか否かを判定する。ステップＳ１０７あるいはステップＳ１１３でストロボを発光させて撮影すると決定された場合はステップＳ１１７へ進む。

ステップＳ１１７では、測光用センサー２６より３５分割された各測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出してＡ／Ｄ変換を行い、撮影画面各部の予備発光直前の輝度情報を取得する。以下では、各測光領域の予備発光直前の輝度情報をＰ（ｉ）と呼ぶこととする。続いて、ストロボ制御部６１に通信してストロボの予備発光を指示する。これにより、ストロボ制御部６１は、モニターセンサー３７の出力信号に基づきキセノン管３４が予め定められた予備発光量だけ発光するようにキセノン管３４を発光させる。この予備発光が行われている間の被写体の輝度情報を得るために測光用センサー２６より３５分割された各測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出してＡ／Ｄ変換を行い、撮影画面各部の予備発光時輝度情報を取得する。以下では、各測光領域の予備発光時輝度情報をＨ（ｉ）と呼ぶこととする。なお、、Ｐ（ｉ）及びＨ（ｉ）におけるｉは３５分割された各測光領域に対応した１〜３５のことである。

ステップＳ１１８では、ストロボの本発光量を決定する演算を行う。各測光領域の予備発光直前の輝度情報をＰ（ｉ）と各測光領域の予備発光時輝度情報をＨ（ｉ）とからストロボの本発光量を決定する。なお、ステップＳ１１６にてストロボを発光させて撮影すると決定されなかった場合は、ステップＳ１１７及びＳ１１８を実行せずに次のステップＳ１１９へ進む。

ステップＳ１１９では、第１のモータードライバ４７に制御信号を出力して、第１のモーター４８を駆動して主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４を跳ね上げる。続いて、ステップＳ１０７またはステップＳ１０３にて決定された絞り値に関する情報をレンズ制御部５１に対して出力する。この情報に従って、レンズ制御部５１は絞り３１を駆動するように第３のモータードライバ５４に信号出力して、第３のモーター５５を駆動する。これにより撮影レンズは絞り込み状態となる。

ステップＳ１２０では、シャッター駆動部４２に対して信号出力を行い、メカニカルシャッター１０を開放状態とする。これにより撮像素子１２には撮影レンズを通過した光線が入射して撮像が可能となる。そして、ステップＳ１０７またはステップＳ１１３にて決定されたシャッター速度に従って撮像素子１２で撮像を行うように信号処理回路４３に対して指示を出す。また、ストロボ撮影を行う場合は、この撮像タイミングに同期してストロボ制御部６１に対してストロボ光の発光指示を与える。ストロボ制御部６１は発光指示に従って、ステップＳ１１７にて演算された本発光量となるように、モニターセンサー３７の出力信号に基づきキセノン管３４を発光させる。これによってストロボ発光を伴った撮像が行われる。撮像が終了すると、シャッター駆動部４２に対して信号出力を行い、メカニカルシャッター１０を遮光状態とする。これにより撮像素子１２に対する撮影レンズを通過した光線が遮断される。

ステップＳ１２１では、レンズ制御部５１に対して絞り３１を開放するように絞り制御情報を出力する。この絞り制御情報に従ってレンズ制御部５１は絞り３１を駆動するように第３のモータードライバ５４に信号出力して、第３のモーター５５を駆動する。これにより撮影レンズは絞り開放状態となる。さらに、第１のモータードライバ４７に制御信号を出力して、第１のモーター４８を駆動して主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４をダウンさせる。

ステップＳ１２２では、画像データを撮像素子１２から読み出してＡ／Ｄ変換を行い、必要な補正処理や補間処理を行うように信号処理回路４３に対して指示を出す。

ステップＳ１２３では、信号処理回路４３に対して指示を出して画像データに対してホワイトバランス処理を行う。具体的には、画像データにおいて、１画面内を複数に分割し、分割された各領域の色差信号より被写体の白色領域を抽出する。さらに、抽出された領域の信号に基づいて、画面全体の赤チャンネル及び青チャンネルのゲイン補正を行いホワイトバランス調整を行う。

ステップＳ１２４では、ホワイトバランス調整が行われた画像データを所定の記録ファイルフォーマットに圧縮変換して記憶手段４６に記憶するように信号処理回路４３に対して指示を出す。これで一連の撮影シーケンスが終了する。

以上説明したように、撮影画面内の複数の被写体の被写体距離の差が小さい場合は、被写体輝度が暗くなった場合に比較的低感度で被写体輝度が高めの条件でストロボ撮影に切り替えるようにしている。こうすることで、撮影感度を増加させることによるノイズの増加を抑制し、撮影画面内の複数の被写体が存在する場合であっても、それぞれの被写体の露出を良好にすることができる。

一方、撮影画面内の複数の被写体の被写体距離の差が大きい場合は、被写体輝度が暗くなった場合に比較的高感度で被写体輝度が低めの条件でストロボ撮影に切り替えるようにしている。すなわち、撮影画面内の複数の被写体の被写体距離の差の大きさを示す奥行き情報が大きいほど、照明装置を発光させて撮影を行う被写体輝度の閾値を低くし、照明装置を発光させずに撮影する際に設定する撮影感度の上限値を高くしている。こうすることで、近距離側の被写体と遠距離側の被写体とに同じ色温度の光（自然光）が照射された状態で撮影を行う撮影シーンが多くなり、照射光の色温度の違いに起因するホワイトバランス制御による色再現の不自然さを抑制することができる。また、近距離側の被写体と遠距離側の被写体とがともに同じ自然光で照射された状態で撮影を行うので、近距離側の被写体と遠距離側の被写体とを同じような明るさとなるように撮影することができる。また、ストロボ発光時の撮影感度を高くすることで、被写体輝度が暗い場合であってもストロボ光が届かない遠距離側の被写体も自然光により明るく撮影することができる。

なお、本実施例で説明した被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃの大きさによるプログラム線図の切替えは一例であり、被写体輝度に対して設定されるシャッター速度、絞り値、撮影感度及びストロボ撮影への切替え輝度は、本実施例の値に限定されるものではない。

また、ステップＳ２０８にて、被写体までの絶対距離情報Ｄｏｂｊが予め決められた所定範囲から外れる場合には、実際の被写体の奥行きに関する情報よりも補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃが大きな値になるような補正処理を行ってもよい。絶対距離情報Ｄｏｂｊが所定範囲の上限よりも大きい場合というのは、絶対距離情報Ｄｏｂｊの基準となる被写体がかなり遠距離に存在することを表しており、最大発光してもストロボ光が届かない可能性が考えられる。一方、物体距離情報Ｄｏｂｊが所定範囲の下限よりも小さい場合というのは、絶対距離情報Ｄｏｂｊの基準となる被写体がかなり近距離に存在することを表しており、ストロボの制御可能な最小発光量で発光してもオーバー露出になってしまう可能性が考えられる。このような条件では、なるべく高感度で被写体輝度が低めの条件でストロボ撮影に切り替えるようにすることで、良好な画像を撮影することができる。また、絶対距離情報Ｄｏｂｊが所定範囲から離れるほど、実際の被写体の奥行きに関する情報よりも補正された被写体の奥行きに関する情報ΔＤｖｃが大きな値になるような補正処理を行うことで、より多くの撮影シーンで良好な画像を撮影することができる。

また、本実施例では、静止画撮影時に適用した場合を説明したが、動画撮影時に適用しても構わない。例えば、動画撮影時に撮影画面内の被写体の奥行き情報が大きいほど、ビデオライトなどの照明装置の発光の有無を切り替える被写体輝度の閾値を低くするとともに、照明装置を発光させずに撮影する際に設定する撮影感度の上限値を高くしてもよい。

また、照明装置を発光させずに撮影する際に設定する撮影感度の上限値を高くする代わりに、絞り値の下限値を低くする（絞りの上限開口径を広くする）、あるいはシャッター速度の最低速シャッター速度を遅くする（最長露光時間を長くする）ようにしてもよい。

（その他の実施例）
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１ カメラ本体
２ 交換レンズ
３ ストロボ装置
１０ メカニカルシャッター
１２ 撮像素子
２０ 焦点検出用センサー
２６ 測光用センサー
３４ キセノン管４１ 制御部
４３ 信号処理部
４５ 表示部
６１ ストロボ制御部

Claims (6)

1. 照明装置を用いた撮影が可能な撮像装置であって、
   被写体輝度を測定する測光手段と、
   複数の領域の被写体距離に関する情報を取得する取得手段と、
   前記測光手段により測定された被写体輝度が閾値未満の場合に、撮影時に前記照明装置を発光させる発光制御手段とを有し、
   前記発光制御手段は、前記取得手段により取得された基準となる領域の被写体距離及び前記複数の領域の被写体距離の差に基づいて前記閾値を変更し、前記基準となる領域の被写体距離が所定範囲から離れるほど前記閾値を小さくすることを特徴とする撮像装置。
2. 前記発光制御手段は、前記複数の領域の被写体距離の差が大きいほど前記閾値を小さくすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 撮影感度を設定する設定手段を有し、
   前記設定手段は、前記発光制御手段が前記閾値を小さくするほど、前記照明装置を発光させずに撮影する際に設定する前記撮影感度の上限値を高くすることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 複数の焦点検出領域を有し、該複数の焦点検出領域それぞれのデフォーカス量を検出する焦点検出手段を有し、
   前記取得手段が取得する前記複数の領域の被写体距離に関する情報は、前記焦点検出手段により検出された前記複数の焦点検出領域それぞれのデフォーカス量を示す情報を含むことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 前記基準となる領域は、前記複数の焦点検出領域のうちの合焦領域であって、
   前記発光制御手段は、前記デフォーカス量が開放絞り値に基づいて決定される焦点深度から外れる領域の被写体距離は用いずに前記閾値を変更することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 照明装置を用いた撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、
   被写体輝度を測定する測光ステップと、
   複数の領域の被写体距離に関する情報を取得する取得ステップと、
   前記測光ステップで測定された被写体輝度が閾値未満の場合に、撮影時に前記照明装置を発光させる発光制御ステップとを有し、
   前記発光制御ステップは、前記取得ステップで取得された基準となる領域の被写体距離及び前記複数の領域の被写体距離の差に基づいて前記閾値を変更し、前記基準となる領域の被写体距離が所定範囲から離れるほど前記閾値を小さくすることを特徴とする撮像装置の制御方法。

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