JP2012242676A - 撮像装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影画面内に金屏風などの高反射物が存在する場合であっても、良好な画像を得ることができるようにする。
【解決手段】 複数の測光領域の中から、色情報取得手段により取得した色情報が特定の条件を満たす測光領域を、発光手段の本発光量を演算する際の基準領域を選択する際の対象領域から除外し、選択された基準領域に対応した輝度情報に基づいて輝度情報の重み付け演算を行い本発光量を演算する。
【選択図】 図６

Description

本発明は発光装置を発光させて撮影を行う際の発光量制御に関するものである。

発光装置を発光させて撮影を行う、いわゆるストロボ撮影時の発光量の決定方法として、撮影前に発光装置で予備発光を行い、予備発光時に得られる被写体からの反射光量に基づいて所定の演算を行い撮影時の発光量を決定する方法が知られている。

例えば、特許文献１では以下のような演算を行い撮影時の発光量を決定している。

まず、予備発光が行われる直前の各測光エリアＡ０〜Ａ２２における輝度値Ｐ（ｉ）と、予備発光が行われているときの各測光エリアＡ０〜Ａ２２における輝度値Ｈ（ｉ）との比Ｒ（ｉ）を、各測光エリアＡ０〜Ａ２２のそれぞれについて演算する。

次に、これら各測光エリアＡ０〜Ａ２２における比Ｒ（ｉ）の値の中で最も大きな比の値を、基準値ｂａｓｅＲとして抽出する。このとき、比Ｒ（ｉ）を基準値ｂａｓｅＲとする測光エリアを抽出する際に対象とする測光エリアは、予備発光時の反射光量が被写体までの撮影距離に応じて設定される閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１の間にある測光エリアとする。また、比Ｒ（ｉ）を基準値ｂａｓｅＲとする測光エリアを抽出する際に対象とする測光エリアを決定するとき、装着した交換レンズが距離エンコーダーを持つ場合は、その距離エンコーダー情報に基づいて閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１を設定する。一方、装着した交換レンズが距離エンコーダーを持たない場合は経験則的に決めた想定距離を用いて閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１を設定する。

そして、抽出した基準値ｂａｓｅＲと、各測光エリアＡ０〜Ａ２２における比Ｒ（ｉ）の値とを比較して、各測光エリアＡ０〜Ａ２２における重み付け係数Ｗ（ｉ）を求める。求めた重み付け係数Ｗ（ｉ）を用いて、被写体の反射光の重み付け演算を行い、重み付け演算の結果を用いて撮影時の発光量を演算する。

特開２００５−２７５２６５号公報

特許文献１に記載された方法によれば、多くのシーンで安定した露出が得られるとともに、同一シーンを少しだけ構図変更して撮影した場合でも露出の変化が少ない撮像結果が得られる。

しかしながら、所定条件を満たしＲ（ｉ）が最大となる測光エリアを主被写体エリアと見なして重み付け係数Ｗ（ｉ）を大きくするため、撮影画面内で比較的近距離の物や反射率が高めの物が存在する測光エリアの重み付け係数Ｗ（ｉ）が大きくする場合がある。

例えば、撮影画面内に金屏風のような高反射物が存在し、かつ装着した交換レンズの距離エンコーダー情報の精度がよくない場合や距離エンコーダーが無く経験則的に決めた想定距離を用いる場合、金屏風の存在する測光エリアを主被写体エリアと見なしてしまう。そのような場合、金屏風の存在する測光エリアの重み付け係数Ｗ（ｉ）を大きくして撮影時の発光量を演算するため、撮影者が意図する主被写体に対しては発光量が不足し露出アンダーになってしまう。

本発明は上記の課題を鑑みてなされたものであり、撮影画面内に金屏風などの高反射物が存在する場合であっても、良好な画像を得ることができるようにすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる撮像装置は、発光装置を用いた撮影が可能な撮像装置であって、複数の測光領域のそれぞれに対応した複数の輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、前記複数の測光領域のそれぞれに対応した複数の色情報を取得する色情報取得手段と、前記輝度情報取得手段により取得した輝度情報を用いて前記発光装置の本発光量を演算する演算手段と、前記複数の測光領域の中から、前記演算手段により前記発光手段の本発光量を演算する際の基準領域を選択する選択手段と、前記複数の測光領域の中から、前記選択手段により前記基準領域の選択を行う際の対象領域を決定する決定手段と、を有し、前記決定手段は、前記色情報取得手段により取得した色情報が特定の条件を満たす測光領域を前記対象領域から除外し、前記演算手段は、前記選択手段により選択された基準領域に対応した輝度情報に基づいて前記複数の輝度情報の重み付け演算を行い、前記本発光量を演算することを特徴とする。

本発明によれば、撮影画面内に金屏風などの光反射物が存在する場合であっても、良好な画像を得ることができる。

本発明にかかる実施形態におけるカメラ、交換レンズ及びストロボ装置の断面図。 焦点検出用センサーの構成例を示す図。 測光用センサーの構成例を示す図。 カメラ本体１、交換レンズ２及びストロボ装置３の電気回路を示すブロック図。 ストロボ撮影を行う際の各種処理を示すフローチャート。 本発光量演算に関する処理を示すフローチャート。 主被写体が存在するとみなす測光エリアを選択する際に対象とする測光エリアの説明図。 閾値ＬＶＬ０の決定に用いるテーブルを示す図。 重み付け係数Ｗ（ｉ）の決定に用いるテーブルを示す図。 金屏風が存在するエリアを判別するための判別用標準パラメータを示す図。

図１は本発明の実施形態にかかる撮像装置としてのカメラ、交換レンズ及び発光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、発光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。

カメラ本体１はメカニカルシャッターであるシャッター１０、光学ロウパスフィルター１１、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１２を有している。

半透過性の主ミラー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。第１の反射ミラー１４で反射された光は、第１の反射ミラー１４による撮像素子面と共役な近軸的結像面１５、第２の反射ミラー１６、赤外カットフィルター１７、２つの開口部を有する絞り１８、２次結像レンズ１９を通って焦点検出用センサー２０へ導かれる。

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複数に分割された受光センサー部が２０Ａと２０Ｂとの２対のエリアを有する構成になっている。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。

主ミラー１３で反射された光の一部は、拡散性を有するピント板２１、ペンタプリズム２２を通って接眼レンズ２３へ、残りはさらに第３の反射ミラー２４、集光レンズ２５を通って被写体の輝度に関する情報を得るための測光用センサー２６へ導かれる。

測光用センサー２６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３（ａ）に示すように撮像画面を複数分割したエリア毎に対応した被写体の輝度情報や色情報を出力する。複数分割したエリアについて本実施形態では７列×５行の３５分割とし、３５分割された各分割エリアを測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５と呼ぶこととする。ＰＤ１〜ＰＤ３５の各測光領域はさらに図３（ｂ）に示すように細かな受光部画素に分かれており、かつこの受光部画素には一定の配列でカラーフィルターが付けられている。本例ではＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）のいわゆる原色カラーフィルターがストライプ状に配列されたものとする。

さらに、カメラ本体１は、交換レンズを取り付けるマウント部２７、装着された交換レンズと情報通信を行うための接点部２８、ストロボ装置３を取り付ける接続部２９を有している。

交換レンズ２は、撮影レンズを構成する各光学レンズ３０ａ〜３０ｅ、絞り３１、カメラ本体１と情報通信を行うための接点部３２、カメラ本体１に取り付けられるためのマウント部３３を有している。

ストロボ装置３は、キセノン管などを光源とした発光部３４、反射笠３５、集光用のフレネルレンズ３６、発光部３４の発光量をモニターするためのモニターセンサー３７、カメラ本体１に取り付けられるための取り付け部３８を有している。

図４は本実施形態におけるカメラ本体１、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表わすブロック図である。

カメラ本体１において、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からなる制御部４１は、カメラ本体１全体の制御を行う。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（ＡＦセンサー）２０及び測光用センサー（ＡＥ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。タイミングジェネレータ４２は測光用センサー２６の蓄積や読み出しを制御するためのタイミング信号等を生成する。

信号処理回路４３は、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、画像信号を得る。また、得られた画像信号を記録するにあたって、圧縮等の必要な画像処理を行う。ＤＲＡＭ等のメモリ４４は、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。

液晶パネル等で構成されて各種撮影情報や撮像画像を表示する表示部４５は、制御部４１からの指示により表示制御される。フラッシュメモリ又は光ディスク等による記憶手段４６は、撮像された画像信号を信号処理回路４３から受け取り記憶する。

第１のモータードライバ４７は、制御部４１からの制御信号に基づいて、主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４のアップ・ダウンやシャッター１０のチャージを行うために第１のモーター４８を駆動させる。

レリーズスイッチ４９は撮影開始を指示するためのスイッチである。接点部２８は、交換レンズ２と通信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接続される。接続部２９は、ストロボ装置３と通信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接続される。シャッター駆動手段５０は制御部４１の出力端子に接続されてシャッター１０を駆動させる。

交換レンズ２において、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からなるレンズ制御部５１は、交換レンズ２全体の制御を行う。

第２のモータードライバ５２はレンズ制御部５１からの制御信号に基づいて、焦点調節を行うために第２のモーター５３を駆動させる。同様に、第３のモータードライバ５４はレンズ制御部５１からの信号に基づいて、絞り３１の制御を行うために第３のモーター５５を駆動させる。

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５６は、レンズ制御部５１の入力端子に接続される。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５７は、レンズ制御部５１の入力端子に接続される。

接点部３２は、カメラ本体１と通信可能なようにレンズ制御部５１のシリアル通信ポートの入出力信号が接続される。交換レンズ２がカメラ本体１に装着されると接点部２８と接点部３２とが接続されて、制御部４１とレンズ制御部５１とのデータ通信が可能となる。

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はレンズ制御部５１から制御部４１へとデータ通信によって出力される。また、距離エンコーダー５６、ズームエンコーダー５７に基づいた被写体距離に関する情報や焦点距離情報もレンズ制御部５１から制御部４１へとデータ通信によって出力される。また、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。レンズ制御部５１は制御部４１とのデータ通信で得た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、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からなるストロボ制御部６１は、ストロボ装置３全体の制御を行う。昇圧部６２は発光部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。

ストロボ装置３がカメラ本体１に装着されると接続部２９と接続部３８とが接続されて、制御部４１とストロボ制御部６１とのデータ通信が可能となる。ストロボ制御部６１は制御部４１から得る情報に従って昇圧部６２を制御して発光部３４の発光開始や発光停止を行うとともに、モニターセンサー３７の検出量に関する情報を制御部４１に対して出力する。また、ストロボ制御部６１から制御部４１へ発光部３４の発光色情報も送信する。

続いて、図５のフローチャートを用いてストロボ撮影を行う際の各種処理を説明する。不図示の電源スイッチがオンされると図５に示したフローチャートが開始され、ステップＳ１０１で制御部４１は、レンズ制御部５１と通信を行い焦点調節や測光に必要な交換レンズ２の各種情報を取得する。

ステップＳ１０２で制御部４１は、ストロボ制御部６１に指示をして、十分な充電電圧となるように昇圧部６２を動作させる。また、制御部４１はストロボ制御部６１と通信を行い、ストロボ装置３の発光色情報を取得する。

ステップＳ１０３で制御部４１は、焦点検出用センサー２０に対して制御信号を出力して、焦点検出用センサー２０による信号蓄積を行う。蓄積が終了すると制御部４１は焦点検出用センサー２０に蓄積された信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行う。さらに読み込んだデジタルデータに対してシェーディング補正等の各種補正処理を行う。

ステップＳ１０４で制御部４１は、ステップＳ１０１で取得した交換レンズ２の各種情報と焦点検出用センサー２０から得られているデジタルデータに基づいて、撮影画面各部に設けられた焦点検出領域の焦点状態を演算する。さらに焦点を合わせるべき焦点検出領域を決定する。ここで、焦点を合わせるべき焦点検出領域の決定は、操作部材などを用いて撮影者が任意の領域を指定することで決定してもよいし、所定のアルゴリズムに基づいて制御部４１が決定してもよい。そして、制御部４１は決定された焦点検出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に関する情報をレンズ制御部５１に出力する。このレンズ移動量に関する情報に従ってレンズ制御部５１は焦点調節用レンズを駆動させるように第２のモータードライバ５２に制御信号を出力して、第２のモーター５３を駆動させる。この一連の焦点調節動作により、決定した焦点検出領域に存在する被写体に対して合焦となる。なお、焦点調節用レンズを駆動させることで距離エンコーダー５６から出力される情報が変化するので、交換レンズ２の各種情報の更新も行う。

ステップＳ１０５で制御部４１は、タイミングジェネレータ４２を制御して測光用センサー２６の蓄積制御及び蓄積された信号の読み出し制御を行う。これにより測光用センサー２６は所定時間の電荷蓄積を行い、制御部４１は複数画素の蓄積信号を順次読み出してＡ／Ｄ変換を行いＲＡＭに格納する。ＲＡＭに格納された測光用センサー２６の蓄積信号情報は測光領域（ＰＤ１〜ＰＤ３５）毎にＲ、Ｇ、Ｂの各色別に加算処理を行いＲ（ｉ）、Ｇ（ｉ）、Ｂ（ｉ）が算出される。続けてＲ（ｉ）、Ｇ（ｉ）、Ｂ（ｉ）に所定の係数（Ｍ１１〜Ｍ３３）によるマトリクス演算が施されて、測光領域毎のリニア系での被写体輝度情報Ｂｒ（ｉ）及び被写体色情報Ｃｘ（ｉ）、Ｃｙ（ｉ）が算出される。

ｉ＝１〜３５

測光領域毎のリニア系での被写体輝度情報Ｂｒ（ｉ）はさらに２を底とする対数圧縮系への変換関数処理とレンズ情報等光学的特性に基づく画面エリア毎の輝度情報の補正処理Ｓとを行い、対数圧縮系での被写体輝度情報Ｂ（ｉ）とする。
Ｂ（ｉ）＝ｌｏｇ_２｛Ｂｒ（ｉ）｝×Ｓ（ｉ）
ｉ＝１〜３５

ステップＳ１０６で制御部４１は、ストロボ制御部６１と通信を行い、発光を行うのに十分な充電電圧となっているかを判断する。発光を行うのに十分な充電電圧となっていなければ、十分な充電電圧となるまで充電を継続する。

ステップＳ１０７で制御部４１は、ステップＳ１０５で得られた測光領域毎の被写体輝度情報Ｂ（ｉ）に対して重み付けをした重み付け演算により撮影画面全体の輝度情報を演算する。そして、このようにして演算された撮影画面全体の輝度情報と所定のプログラム線図とに基づいて、撮像素子１２の蓄積時間（シャッター速度）、絞り値及び撮影感度を決定し、表示部４５に表示させる。シャッター速度、絞り値及び撮影感度の一部が撮影者によって指定され予めプリセットされている場合は、そのプリセット値と組み合わせて最適な露出となる残りのパラメータを決定する。なお、以下では、決定されたシャッター速度と絞り値とのアペックス値に基づく露出値をＥＶＴと呼ぶこととし、以下の関係式を満たすものとする。
ＥＶＴ＝Ｔｖ＋Ａｖ
ここで、Ｔｖはシャッター速度のアペックス値、Ａｖは絞り値のアペックス値である。

ステップＳ１０８で制御部４１は、レリーズスイッチがオンであるか否かを判断する。レリーズスイッチがオンであればステップＳ１０９へ進み、レリーズスイッチがオンでなければステップＳ１０１へ戻る。

ステップＳ１０９で制御部４１は、ストロボ装置３で予備発光を行う前にストロボ装置３を発光させていない状態で測光を行うため、タイミングジェネレータ４２を制御して測光用センサー２６の蓄積制御及び蓄積された信号の読み出し制御を行う。これにより測光用センサー２６は所定時間の電荷蓄積を行い、制御部４１は複数画素の蓄積信号を順次読み出してＡ／Ｄ変換を行いＲＡＭに格納する。ＲＡＭに格納された測光用センサー２６の蓄積信号情報は測光領域（ＰＤ１〜ＰＤ３５）毎にＲ、Ｇ、Ｂの各色別に加算処理を行いＲｐ（ｉ）、Ｇｐ（ｉ）、Ｂｐ（ｉ）が算出される。続けてＲｐ（ｉ）、Ｇｐ（ｉ）、Ｂｐ（ｉ）に所定の係数（Ｍ１１〜Ｍ３３）によるマトリクス演算が施されて、測光領域毎のリニア系での予備発光直前被写体輝度情報Ｐｒ（ｉ）及び被写体色情報Ｃｐｘ（ｉ）、Ｃｐｙ（ｉ）が算出される。

ｉ＝１〜３５

測光領域毎のリニア系での予備発光直前被写体輝度情報Ｐｒ（ｉ）はさらに２を底とする対数圧縮系への変換関数処理とレンズ情報等光学的特性に基づく画面エリア毎の輝度情報の補正処理Ｓとを行い、対数圧縮系での予備発光直前被写体輝度情報Ｐ（ｉ）とする。
Ｐ（ｉ）＝ｌｏｇ_２｛Ｐｒ（ｉ）｝×Ｓ（ｉ）
ｉ＝１〜３５

ステップＳ１１０で制御部４１は、ストロボ制御部６１と通信を行い本発光に先立って予備発光するように指示する。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発光部３４が予め定められた予備発光量だけ発光するように発光部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測光情報を得るために、制御部４１は、タイミングジェネレータ４２を制御して測光用センサー２６の所定の蓄積制御及び信号読み出し制御を行う。これにより測光用センサー２６は所定時間の電荷蓄積を行い、制御部４１は複数画素の蓄積信号を順次読み出してＡ／Ｄ変換を行いＲＡＭに格納する。ＲＡＭに格納された測光用センサー２６の蓄積信号情報は測光領域（ＰＤ１〜ＰＤ３５）毎にＲ、Ｇ、Ｂの各色別に加算処理を行いＲｈ（ｉ）、Ｇｈ（ｉ）、Ｂｈ（ｉ）が算出される。続けてＲｈ（ｉ）、Ｇｈ（ｉ）、Ｂｈ（ｉ）に所定の係数（Ｍ１１〜Ｍ３３）によるマトリクス演算が施されて、測光領域毎のリニア系での予備発光時被写体輝度情報Ｈｒ（ｉ）及び被写体色情報Ｃｈｘ（ｉ）、Ｃｈｙ（ｉ）が算出される。

ｉ＝１〜３５

測光領域毎のリニア系での予備発光時被写体輝度情報Ｈｒ（ｉ）はさらに２を底とする対数圧縮系への変換関数処理とレンズ情報等光学的特性に基づく画面エリア毎の輝度情報の補正処理Ｓとを行い、対数圧縮系での予備発光時被写体輝度情報Ｈ（ｉ）とする。
Ｈ（ｉ）＝ｌｏｇ_２｛Ｈｒ（ｉ）｝×Ｓ（ｉ）
ｉ＝１〜３５

ステップＳ１１１で制御部４１は、撮影時の発光量（以下、本発光量とする）の演算を行う。この演算処理については図６を用いて後述する。

ステップＳ１１２で制御部４１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を駆動させ、主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４を跳ね上げる。さらに、制御部４１はレンズ制御部５１にステップＳ１０７で決定した絞り値に関する絞り情報を出力する。この絞り情報に従ってレンズ制御部５１は絞り３１を駆動させるように第３のモータードライバ５４に制御信号を出力して、第３のモーター５５を駆動させる。これにより絞り３１はステップＳ１０７で決定した絞り値に対応した開口径となる。

ステップＳ１１３で制御部４１は、シャッター駆動手段５０に対して制御信号を出力し、シャッター１０を開放状態にさせる。これにより撮像素子１２に撮影レンズを通った光が入射して撮像が可能となる。そして、制御部４１は、ステップＳ１０７で決定した蓄積時間と撮像感度に基づいて撮像素子１２の信号蓄積が行われるように信号処理回路４３に対して指示をする。

また、制御部４１は、撮像素子１２による撮像に合わせて発光するようにストロボ制御部６１に対して発光指示を行う。ストロボ制御部６１は制御部４１からの発光指示に従って、ステップＳ１１１で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発光部３４を発光させる。これによってストロボ装置３の発光を伴った撮像が行われる。

撮像が終了すると制御部４１はシャッター駆動手段５０に対して制御信号を出力し、シャッター１０を遮光状態にさせる。これにより撮像素子１２に対する撮影レンズを通った光が遮断される。

ステップＳ１１４で制御部４１は、レンズ制御部５１に対して絞り３１を開放するように指示する。この指示に従ってレンズ制御部５１は絞り３１を駆動させるように第３のモータードライバ５４に制御信号を出力して、第３のモーター５５を駆動させる。これにより撮影レンズの絞りは開放状態となる。さらに、制御部４１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を駆動させて主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４をダウンさせる。

ステップＳ１１５で制御部４１は、信号処理回路４３に対して指示を行い、撮像素子１２が出力する撮像信号をＡ／Ｄ変換して補正処理や補間処理を行わせる。

ステップＳ１１６で制御部４１は、補正処理や補間処理が行われた画像信号に対してホワイトバランス調整を行うように信号処理回路４３に指示を行う。

ステップＳ１１７で制御部４１は、ホワイトバランス調整が行われた画像信号を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に対して指示を行う。

以上でストロボ撮影を行う際の各種処理が終了する。

次に、ステップＳ１１１で行う本発光量演算に関する処理について図６のフローチャートを用いて説明する。

ステップＳ１５１で制御部４１は、測光領域毎に予備発光直前の予備発光直前被写体輝度情報Ｐ（ｉ）と予備発光時被写体輝度情報Ｈ（ｉ）とから、予備発光時のストロボ装置３から照射される光の反射光分のみの輝度値Ｄ（ｉ）を演算する。予備発光直前被写体輝度情報Ｐ（ｉ）と予備発光時被写体輝度情報Ｈ（ｉ）とはそれぞれ圧縮系での値であることより、それぞれのべき乗をとって伸長させてから差分をとり、差分値を対数圧縮して下式の演算を行う。
Ｄ（ｉ）＝ｌｏｇ_２（２^Ｈ（ｉ）−２^Ｐ（ｉ））
ｉ＝１〜３５

また、測光領域毎に予備発光直前被写体色情報Ｃｐｘ（ｉ）、Ｃｐｙ（ｉ）と予備発光時被写体色情報Ｃｈｘ（ｉ）、Ｃｈｙ（ｉ）とから、予備発光時のストロボ装置３から照射される光の反射光分のみの被写体色情報Ｅｘ（ｉ）、Ｅｙ（ｉ）を演算する。
Ｅｘ（ｉ）＝Ｃｈｘ（ｉ）−Ｃｐｘ（ｉ）
Ｅｙ（ｉ）＝Ｃｈｙ（ｉ）−Ｃｐｙ（ｉ）
ｉ＝１〜３５

ステップＳ１５２で制御部４１は、測光領域毎に予備発光直前被写体輝度情報Ｐ（ｉ）と予備発光時被写体輝度情報Ｈ（ｉ）とから、輝度値の比Ｒ（ｉ）を演算する。
Ｒ（ｉ）＝Ｈ（ｉ）−Ｐ（ｉ）
予備発光直前被写体輝度情報Ｐ（ｉ）と予備発光時被写体輝度情報Ｈ（ｉ）とはそれぞれ対数圧縮系での値であることより、この差分をとることは輝度値の比をとることと等価である。

ここで、輝度値の比を求めることにより、３５分割された各測光領域において輝度値の比の値が一致する測光領域は被写体までの距離が一致しているとみなすことができる。

ステップＳ１５３で制御部４１は、レンズ制御部５１から得られる距離エンコーダー５６の情報、すなわち被写体距離に関する情報Ｄ（以下、距離情報Ｄとする）に基づいて、閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１を演算する。閾値ＬＶＬ０はレンズ制御部５１から得られる距離情報Ｄと予備発光時の発光量に関する情報Ｃ２とから、距離情報Ｄが表す距離に標準的な反射率の被写体が存在する場合の予備発光の反射光分のみの輝度値を想定して計算される。閾値ＬＶＬ０は距離情報Ｄが表す距離に標準的な反射率の被写体が存在する場合の予備発光の反射光分のみの輝度値よりも少し高くなるように決める。これは、距離情報Ｄが実際は多少の誤差を持つことを考慮して、その誤差分程度閾値ＬＶＬ０を高くしておき、実際の標準的な反射率の被写体が存在する場合の予備発光の反射光分のみの輝度値がＬＶＬ０よりも高くならないようにするためである。
ＬＶＬ０＝−ｌｏｇ_２（Ｄ）×２＋Ｃ２

一方、閾値ＬＶＬ１は閾値ＬＶＬ０に対してＣ３を減じて決定する。Ｃ３は実際の標準的な反射率の被写体が存在する場合の予備発光の反射光分のみの輝度値が閾値ＬＶＬ１を下回らないように、距離情報Ｄの誤差などを考慮して決定する。
ＬＶＬ１＝ＬＶＬ０−Ｃ３
このように、一般的な被写体の予備発光時の反射光分のみの輝度値は閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１の間に入る前提で以下の本発光量決定のための演算が行われる。

なお、レンズ交換可能な一眼レフタイプのカメラの場合には、装着されたレンズによっては距離エンコーダーを持っておらず距離情報Ｄが得られないこともある。その場合の閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１の決定方法は以下のようにする。

装着された交換レンズが距離エンコーダーを持っていない場合、ステップＳ１０１で取得した撮影レンズの焦点距離情報に基づいて、図８に示すｔａｂｌｅ１を参照して閾値ＬＶＬ０を決定する。
ＬＶＬ０＝ｔａｂｌｅ１（ｆ）

例えば、撮影レンズの焦点距離が２８ｍｍであれば、０．５ｍの距離に標準的な反射率の被写体があった場合の予備発光の反射光分のみの輝度値を閾値ＬＶＬ０とする。一般的に、この焦点距離の撮影レンズを使って撮影を行う場合、０．５ｍよりも近距離の被写体を撮影する頻度は極めて低い。そのため、実際の予備発光の反射光分のみの輝度値は閾値ＬＶＬ０よりも低くなる可能性が高い。以下同様に、焦点距離が５０ｍｍの撮影レンズであれば０．８ｍの距離に標準的な反射率の被写体があった場合の予備発光の反射光分のみの輝度値を閾値ＬＶＬ０とするという考え方で図８のｔａｂｌｅ１は構成されている。本実施形態では、図８に示すように撮影レンズの焦点距離に対してはある程度のステップで区切っているが、ステップ数や各ステップの幅、あるいは各ステップに対応付けする被写体距離は図８に例示したものに限らない。

一方、閾値ＬＶＬ１は閾値ＬＶＬ０からＣ１を減じて決定する。Ｃ１は経験則的に被写体の予備発光の反射光分のみの輝度値がＬＶＬ１を下回らないように決められる。例えば、焦点距離が５０ｍｍの撮影レンズでストロボ撮影する場合に被写体距離が６．４ｍを超える被写体を主被写体にして撮影する確率は極めて低いとすれば、閾値ＬＶＬ０に対して被写体からの反射光は６段分の範囲に収まると考えてＣ１は６とする。
ＬＶＬ１＝ＬＶＬ０−Ｃ１
閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１はともに対数圧縮系での値である。

ステップＳ１５４で制御部４１は、後述する基準領域の選択において対象となる測光領域（以下、対象領域とする）を限定する係数Ｋ（ｉ）を所定の初期値に設定する。係数Ｋ（ｉ）は図７（ａ）にあるように３５分割された各測光領域に対してそれぞれ０または１が設定される。初期値は、同図（ｂ）に示すように、通常撮影時に主被写体が存在する可能性が低いと想定される画面周辺部のＫ（１）〜（８）、（１４）、（１５）、（２２）、（２３）、（２８）、（２９）、（３５）のエリアを０としで、それ以外のエリアは１としている。

ステップＳ１５５で制御部４１は、ステップＳ１５１で演算した測光領域毎の輝度値Ｄ（ｉ）をステップＳ１５３で決定した閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１と比較する。そして、Ｄ（ｉ）＞ＬＶＬ０またはＤ（ｉ）＜ＬＶＬ１となる測光領域に対して、そのエリアの係数Ｋ（ｉ）を０とする。

これによりガラス等の鏡面物体からの正反射により輝度値Ｄ（ｉ）が異常に高くなっている測光領域やストロボ装置３が照射する光が届かないくらいに距離が離れていて輝度値Ｄ（ｉ）が非常に低くなっている測光領域の係数Ｋ（ｉ）が０となる。なお、ステップＳ１５４で設定された初期値が０である測光領域については、輝度値Ｄ（ｉ）の大きさによらず０とするので、輝度値Ｄ（ｉ）と閾値ＬＶＬ０及びＬＶＬ１との比較は行わなくてもよい。

ステップ１５６で制御部４１は、予めＲＯＭ内に格納している、金屏風が存在する測光領域を判別するための特定の条件である判別用標準パラメータ（以下、標準パラメータとする）をステップＳ１０２で取得したストロボ装置３の発光色情報に基づいて補正する。金屏風が存在する測光領域を判別するための標準パラメータは図１０に示す４つのパラメータであり、それぞれの値は、発光装置として標準的な発光色及び発光条件で金屏風に光を照射した際の反射光の色範囲に基づいて設定される。発光装置から照射される光の発光色は製品の機種間差による発光色差や発光条件の差による変化がある程度存在するので、装着したストロボ装置３から取得した発光色情報に基づいて発光色に適したように標準パラメータを補正する。また、このような補正を行うことで、ストロボ装置３側で発光色を意図的に変更する発光光源切替えやフィルターアタッチメントの取り付けがあった場合でも、変更した発光色に応じた発光色情報が取得できれば金屏風が存在するエリアを判別可能である。

以下では、標準パラメータをそれぞれＥｘｍｉｎ、Ｅｘｍａｘ、Ｅｙｍｉｎ、Ｅｙｍａｘとし、標準パラメータを補正した後のデータである補正後パラメータをそれぞれＥｘｃｍｉｎ、Ｅｘｃｍａｘ、Ｅｙｃｍｉｎ、Ｅｙｃｍａｘとする。

そして、補正後パラメータと、ステップＳ１５１で演算された測光領域毎の予備発光時のストロボ装置３から照射される光の反射光分のみの被写体色情報Ｅｘ（ｉ）、Ｅｙ（ｉ）とを比較する。以下のようにＥｘ（ｉ）、Ｅｙ（ｉ）がともに補正後パラメータの範囲内に存在する場合、そのエリアを金屏風が存在するエリアとみなす。すなわち、測光領域内に金屏風が存在していたとしても、以下の条件を満たさないほど金屏風の占める割合が小さい測光領域であれば、金屏風が存在するエリアとしない。
Ｅｘｃｍｉｎ≦Ｅｘ（ｉ） ≦Ｅｘｃｍａｘ
Ｅｙｃｍｉｎ≦Ｅｙ（ｉ） ≦Ｅｙｃｍａｘ

ステップＳ１５７で制御部４１は、ステップＳ１５６での判別結果から、金屏風が存在する測光領域があるか否かを判断し、金屏風が存在する測光領域がある場合にはステップＳ１５８へ進み、金屏風が存在する測光領域がない場合にはステップＳ１５９へ進む。

ステップＳ１５８で制御部４１は、金屏風が存在する測光領域の係数Ｋ（ｉ）を０とする。なお、ステップＳ１５４やＳ１５５でＫ（ｉ）＝０となっている測光領域については金屏風が存在する測光領域か否かによらず０とするので、ステップＳ１５６において比較を行わなくてもよい。また、ステップＳ１５６での判別結果から金屏風が存在する測光領域があるか否かを判断し、金屏風が存在する測光領域がステップＳ１５４やＳ１５５でＫ（ｉ）＝０となっている測光領域だけである場合には、ステップＳ１５８を省略してもよい。

ステップＳ１５８における係数Ｋ（ｉ）の決定について、図７（ｃ）に示すような撮影構図で撮影を行う場合を例にして説明する。図７（ｃ）では、主被写体７２、７３の背後に金屏風７１が存在している。そのため、３５分割された測光領域の多くで金屏風の占める割合が大きく、金屏風の色情報が取得できるＰＤ１〜８、９、１１、１３〜１６、１８、２０〜２３、２７、２８において、金屏風であることを示すＥｘ（ｉ）、Ｅｙ（ｉ）が取得される。これらの測光領域の係数Ｋ（ｉ）も０に変更すると、図７（ｄ）に示すようになる。以上のようにして、基準領域の選択を行う際の対象領域を決定する。

次に、ステップ１５９で制御部４１は、Ｋ（ｉ）＝１である測光領域の中で輝度値の比Ｒ（ｉ）が最大の値を示す測光領域を選択し、基準領域とする。上記のように、Ｋ（ｉ）＝１である測光領域は主被写体は存在する可能せいが高い測光領域であって、その中でＲ（ｉ）が最大の値を示す測光領域は最も主被写体の存在する可能性が高いと考えられる。

ステップＳ１６０で制御部４１は、３５分割された各測光領域において輝度値の比Ｒ（ｉ）と基準値ｂａｓｅＲとの差ＲＲ（ｉ）を演算する。
ＲＲ（ｉ）＝ｂａｓｅＲ−Ｒ（ｉ）
輝度値の比Ｒ（ｉ）と基準値ｂａｓｅＲとはともに対数圧縮系での値なのでＲＲ（ｉ）は基準領域のＲ（ｉ）とその他の測光領域のＲ（ｉ）との比を演算していることになる。このＲＲ（ｉ）の値が小さくなる測光領域というのは、基準領域に存在する被写体と略等しい距離に被写体が存在するとみなせる測光領域である。一方で、ＲＲ（ｉ）の値が正の方向に大きい測光領域というのは基準領域に存在する被写体よりも遠い距離に被写体が存在するとみなせる測光領域である。逆に、ＲＲ（ｉ）の値が負の方向に大きい測光領域というのは基準領域に存在する被写体よりも近い距離に被写体が存在するとみなせる測光領域である。

ステップＳ１６１で制御部４１は、３５分割された各測光領域において演算されたＲＲ（ｉ）に基づいて重み付け係数Ｗ（ｉ）を決定する。具体的には、各測光領域のＲＲ（ｉ）の値に基づいて図９に示したｔａｂｌｅ２を用いてＷ（ｉ）を決定する
Ｗ（ｉ）＝ｔａｂｌｅ２（ＲＲ（ｉ））
ｔａｂｌｅ２によれば、ＲＲ（ｉ）の値が０に近い測光領域ほどＷ（ｉ）は大きく、ＲＲ（ｉ）の値の絶対値が大きい測光領域ほどＷ（ｉ）は小さい。すなわち、基準領域の重み付けが最も大きい。前述したように、ＲＲ（ｉ）の値が０に近い測光領域ほど基準領域の被写体と等しい距離に被写体が存在する測光領域であり、基準領域の被写体と同様の被写体あるいは基準領域の被写体と同程度に重要な被写体が存在する可能性が高いためである。一方、ＲＲ（ｉ）の値の絶対値が大きい測光領域ほど基準領域の被写体と距離の大きく異なる被写体が存在する測光領域であり、基準領域の被写体と同程度に重要な被写体が存在する可能性が低いためである。上記の方法によれば、ステップＳ１５４〜１５８においてＫ（ｉ）の値が０とされて対象領域から外された測光領域においても、結果としてＲＲ（ｉ）の値が０に近い値であればＷ（ｉ）は大きくなる。

そのため、撮影毎に撮影画面内での主被写体位置が移動している場合や同一シーンを少しだけ構図変更して撮影する場合などにおいても、ほぼ同様な本発光量が演算されて撮影毎に異なる露出結果になることを防止し、安定した撮影結果が期待できる。金屏風は撮像装置や発光装置と向き合う角度により光の反射状況が大きく変化し、発光装置から照射される光の反射光分のみの輝度値Ｄ（ｉ）も大きく変化する。そのため、被写体色情報から金屏風が存在する測光領域と判別された測光領域であっても、発光装置から照射される光の反射光分が大きくないような光の反射状況であればＲＲ（ｉ）の値が０に近くＷ（ｉ）が高くても良好な画像を得ることはできる。

ステップＳ１６２で制御部４１は、ステップＳ１６１で決定したＷ（ｉ）に従って各測光領域の輝度値Ｄ（ｉ）の重み付け演算を行う。
ＡＶＥ＝Σ（Ｄ（ｉ）×Ｗ（ｉ））／ΣＷ（ｉ）
この重み付け演算により、撮影画面全体の予備発光時のストロボ装置３から照射される光の反射光分のみの輝度値の加重平均値ＡＶＥが演算される。

ステップＳ１６３で制御部４１は、ステップＳ１０７で決定された露出値ＥＶＴとステップＳ１６１で演算された加重平均値ＡＶＥから本発光量情報Ｇを演算する。
Ｇ＝ＥＶＴ−ＡＶＥ
上記の式のように、Ｇは予備発光時の発光量に対する相対値を示していて、実質的には本発光量を示している。演算された本発光量情報Ｇは制御部４１からストロボ制御部６１に伝えられ、ステップＳ１１３では本発光量情報Ｇに従ってストロボ装置３の本発光が行われる。

以上のように、撮影画面内に金屏風が存在する場合、金屏風が存在する測光領域を本発光量の演算を行う際に基準とする基準領域を選択する対象領域から除外することで、撮影者が意図する主被写体に対して適正な発光量を演算することができる。それによって、撮影画面内に金屏風が存在する場合であっても良好な画像を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

例えば、上記の実施形態では、図６のステップＳ１５６にて、金屏風が存在する測光領域の判別をストロボ装置３の予備発光時に取得した被写体色情報を用いて行う例を説明した。これはストロボ装置３の光を照射することで金屏風に最も強く光を照射している光源が特定でき、金屏風が存在するか否かの判別が容易になるからである。しかしながら、照明光源色に影響されず被写体の色検出ができる構成であれば、ストロボ装置３の予備発光時以外に取得した被写体色情報で金屏風が存在する測光領域の判別を行っても構わない。

また、上記の実施形態では、図６のステップＳ１５６にてストロボ装置３から送信された発光色情報により金屏風が存在する測光領域を判別するための判別用標準パラメータを補正する例を説明した。しかし、予備発光時のストロボ装置３から照射される光の反射光分のみの被写体色情報Ｅｘ（ｉ）、Ｅｙ（ｉ）をストロボ装置３からの発光色情報により補正して、標準パラメータＥｘｍｉｎ、Ｅｘｍａｘ、Ｅｙｍｉｎ、Ｅｙｍａｘと比較する方法も考えられる。さらには、予備発光時のストロボ装置３から照射される光の反射光分のみの被写体色情報Ｅｘ（ｉ）、Ｅｙ（ｉ）を演算する際に使うマトリクス演算係数（Ｍ１１〜Ｍ３３）を補正する手法も考えられる。

また、上記の実施形態では、色情報が特定の条件を満たす測光領域として金屏風が存在する測光領域を基準領域を選択する対象領域から除外する例を説明したが、金屏風と同様の特性を有するものであれば、その他の光反射物が存在する測光領域であってもよい。

また、上記の実施形態では、測光用センサー２６を輝度情報取得用のセンサーと色情報取得用のセンサーとして用いて被写体の輝度情報や色情報を取得する例を説明したが、輝度情報取得用のセンサーと色情報取得用のセンサーとをそれぞれ設けた構成でもよい。また、同一のセンサーを輝度情報取得用のセンサーと色情報取得用のセンサーとして用いる場合、撮像素子１２を測光用センサー２６の代わりに用いて被写体の輝度情報や色情報を取得してもよい。

１ カメラ本体
２ 交換レンズ
３ ストロボ装置
１２ 撮像素子
２０ 焦点検出用センサー
２６ 測光用センサー
４１ 制御部
４３ 信号処理回路
５１ レンズ制御部
６１ ストロボ制御部

Claims (8)

1. 発光装置を用いた撮影が可能な撮像装置であって、
   複数の測光領域のそれぞれに対応した複数の輝度情報を取得する輝度情報取得手段と、
   前記複数の測光領域のそれぞれに対応した複数の色情報を取得する色情報取得手段と、
   前記輝度情報取得手段により取得した輝度情報を用いて前記発光装置の本発光量を演算する演算手段と、
   前記複数の測光領域の中から、前記演算手段により前記発光手段の本発光量を演算する際の基準領域を選択する選択手段と、
   前記複数の測光領域の中から、前記選択手段により前記基準領域の選択を行う際の対象領域を決定する決定手段と、を有し、
   前記決定手段は、前記色情報取得手段により取得した色情報が特定の条件を満たす測光領域を前記対象領域から除外し、
   前記演算手段は、前記選択手段により選択された基準領域に対応した輝度情報に基づいて前記複数の輝度情報の重み付け演算を行い、前記本発光量を演算することを特徴とする撮像装置。
2. 前記演算手段は、前記複数の輝度情報のうち、前記基準領域に対応した輝度情報の重み付けを最も大きくして前記重み付け演算を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記演算手段は、前記輝度情報取得手段により前記発光装置を発光させていないときに取得した輝度情報と前記発光装置を予備発光させたときに取得した輝度情報との比を前記複数の測光領域のそれぞれに対応させて演算し、演算された比が前記基準領域の比に近い測光領域に対応した輝度情報ほど重み付けを大きくして前記重み付け演算を行う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. 前記決定手段は、前記発光装置の本発光に先立つ予備発光を行ったときに前記色情報取得手段により取得した色情報に基づいて、前記対象領域を決定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。
5. 前記発光装置の予備発光時の発光色情報に基づいて前記特定の条件を補正する補正手段を有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記決定手段は、前記色情報取得手段により取得した色情報が金屏風であることを示す条件を満たす測光領域を前記対象領域から除外することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記輝度情報及び前記色情報は、同一のセンサーから出力されることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 発光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、
   複数の測光領域のそれぞれに対応した複数の輝度情報を取得する輝度情報取得ステップと、
   前記複数の測光領域のそれぞれに対応した複数の色情報を取得する色情報取得ステップと、
   前記輝度情報取得ステップで取得した輝度情報を用いて前記発光装置の本発光量を演算する演算ステップと、
   前記複数の測光領域の中から、前記演算ステップで前記発光手段の本発光量を演算する際の基準領域を選択する選択ステップと、
   前記複数の測光領域の中から、前記選択ステップで前記基準領域の選択を行う際の対象領域を決定する決定ステップと、を有し、
   前記決定ステップは、前記色情報取得ステップで取得した色情報が特定の条件を満たす測光領域を前記対象領域から除外し、
   前記演算ステップは、前記選択ステップで選択された基準領域に対応した輝度情報に基づいて前記複数の輝度情報の重み付け演算を行い、前記本発光量を演算することを特徴とする撮像装置の制御方法。

Images