JP2013003438A - Image pickup apparatus, control method thereof, and control program thereof - Google Patents
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Abstract
Description
本発明はストロボなどの発光手段を備え、本撮影前に調光のためのプリ発光(予備発光)動作を行う撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関する。 The present invention relates to an imaging apparatus that includes a light emitting unit such as a strobe and performs a pre-light emission (preliminary light emission) operation for light control before actual photographing, a control method thereof, and a control program.
一般に、ストロボなどの照明装置を備える撮像装置においては、例えば、被写体の明るさが十分でない場合には、被写体の明るさを適正にするため発光手段による発光量を調整する必要がある。発光手段による発光量を調整する際には、まず本撮影の前に所謂プリ発光動作を行って、被写体からの反射光を測定する。そして、その測定結果に基づいて本撮影の際の最適な発光量を決定している。 In general, in an imaging apparatus equipped with an illumination device such as a strobe, for example, when the brightness of a subject is not sufficient, it is necessary to adjust the light emission amount by the light emitting means in order to make the brightness of the subject appropriate. When adjusting the amount of light emitted by the light emitting means, first, a so-called pre-light emission operation is performed before actual photographing, and the reflected light from the subject is measured. Then, based on the measurement result, the optimum light emission amount at the time of actual photographing is determined.
例えば、まず、第1のプリ発光を行って、被写体の明るさを測定した後、続いて第2のプリ発光を行うようにしたものがある(特許文献1参照)。ここでは、第2のプリ発光においては、被写体と撮像装置との距離に応じてCCDなどの撮像素子の受光感度を第1のプリ発光の時と異なる受光感度にする。これによって、撮像装置から被写体までの距離が近くて第1のプリ発光の際に調光オーバーになってしまった場合でも、第2のプリ発光で撮像素子の受光感度を下げれば、調光オーバーを防止することができる。 For example, there is one in which first pre-emission is performed and the brightness of the subject is measured, and then second pre-emission is performed (see Patent Document 1). Here, in the second pre-emission, the light-receiving sensitivity of the image pickup device such as a CCD is set to be different from that in the first pre-emission according to the distance between the subject and the imaging device. As a result, even if the distance from the imaging device to the subject is short and the dimming is over during the first pre-emission, the dimming is over if the light receiving sensitivity of the image sensor is lowered by the second pre-emission. Can be prevented.
同様に、撮像装置から被写体までの距離が遠く第1のプリ発光の結果調光アンダーになった場合でも、第2のプリ発光で撮像素子の受光感度を上げれば、調光アンダーを防止することができる。なお、調光オーバーとは、撮像素子のダイナミックレンジの上限を上回る光量を受光することを指し、調光アンダーとは、撮像素子のダイナミックレンジの下限を下回る光量を受光することを指す。 Similarly, even if the distance from the imaging device to the subject is far and the light is under dimming as a result of the first pre-emission, if the light receiving sensitivity of the image sensor is increased by the second pre-emission, the dimming under can be prevented. Can do. Note that “light control over” refers to receiving a light amount exceeding the upper limit of the dynamic range of the image sensor, and “light control under” refers to receiving a light amount below the lower limit of the dynamic range of the image sensor.
以上のようにして、プリ発光を2回行うことで最適な発光量を決定することができる。 As described above, the optimum light emission amount can be determined by performing pre-light emission twice.
ところが、特許文献1に記載の手法では、調光を行うためプリ発光を2回行う必要がある。このため、操作者がレリーズ入力した後本撮影が開始されるまでのレリーズタイムラグが長くなってしまう。さらに、プリ発光を2回行う関係上、不可避的に本撮影の際の発光量が低下してしまう。このような場合には、プリ発光において消費された電気エネルギーを本撮影(つまり、発光)前に補充しなければならない場合もある。
However, in the technique described in
そこで、本発明は、レリーズタイムラグが長くなることを抑制し最適な調光を行うことができるようにすることを目的とする。 In view of the above, an object of the present invention is to suppress an increase in the release time lag and perform optimal light control.
上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置であって、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御手段と、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも1つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus according to the present invention is an imaging apparatus that pre-emits an illuminating device before main light emission in order to determine a light emission amount when the illuminating device performs main light emission. An imaging unit that captures an image; a readout unit that reads out image data relating to a subject imaged from the imaging unit; and the illumination unit so that the readout unit performs readout during a period in which pre-light emission is performed by the illumination device. Based on control means for controlling at least one of the pre-light emission timing of the apparatus and the read timing of the reading means, and at least one of a plurality of image data whose exposure period overlaps with the period during which pre-light emission is performed by the illumination device And determining means for determining information relating to the amount of light emitted when the lighting device performs main light emission. That.
また、上記の目的を達成するため、本発明による制御方法は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、を有し、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置の制御方法であって、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも1つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control method according to the present invention includes an imaging unit that captures an image of a subject, and a reading unit that reads out image data relating to the subject imaged from the imaging unit. An image pickup apparatus control method for pre-light-emitting the illuminating device before the main light emission in order to determine a light emission amount at the time of main light emission, wherein the reading unit performs the pre-light emission in a period during which pre-light emission is performed by the lighting device. A control step for controlling at least one of the pre-light emission timing of the lighting device and the read timing of the reading means so that the reading is performed, and a plurality of exposure periods overlapping with a period during which pre-light emission is performed by the lighting device A decision to determine information relating to the amount of light emitted when the illuminating device performs main light emission based on at least one of the image data of And having a step, the.
また、上記の目的を達成するため、本発明による制御プログラムは、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、を有し、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも1つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、を実行させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a control program according to the present invention includes an imaging unit that images a subject, and a reading unit that reads out image data relating to the subject captured from the imaging unit. A control program used in an imaging apparatus that pre-emits the illumination device before main emission to determine the amount of light emitted when the main emission is performed, and the pre-emission is performed by the illumination device on a computer included in the imaging device. A control step for controlling at least one of a pre-light emission timing of the illumination device and a read timing of the read device so that reading by the reading device is performed during a period during which the reading device is performing; and an exposure period is pre-light emission by the illumination device Based on at least one of a plurality of image data overlapping with a period in which A determining step of determining information relating to light emission amount at the time of the main light emission of the illumination device, characterized in that to the execution.
本発明に拠れば、レリーズタイムラグが長くなることを抑制し最適な調光を行うことができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the increase in the release time lag and perform optimal light control.
以下、本発明の実施の形態による撮像装置について図面を参照して説明する。 Hereinafter, an imaging device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
図1は、本発明の第1の実施形態による撮像装置の一例を示すブロック図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of an imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図1において、図示の撮像装置は、所謂デジタルカメラである。デジタルカメラはレンズ201、絞り兼用シャッタ202、および撮像素子(例えば、CCD)204を有している。絞り兼用シャッタ202は撮像素子204の遮光を行い、絞り兼用シャッタ202が開かれると、レンズ201を介して被写体像(光学像)が撮像素子204に結像される。駆動部203はCPU207の制御下で、焦点距離調整のためレンズ201を光軸に沿って駆動するとともに絞りの駆動を行う。
In FIG. 1, the illustrated imaging apparatus is a so-called digital camera. The digital camera includes a
撮像素子204は被写体像に応じた画像データ(アナログ信号)を出力する。このアナログ信号はCDS(相関二重サンプリング)およびA/D変換器205に与えられ、ここでサンプリングおよびA/D変換が行われてデジタル信号として出力される。タイミングジェネレータ(TG)206は撮像素子204を駆動するためのタイミング信号を出力する。
The
CDSおよびA/D変換器205の出力はCPU207に与えられる。CPU207はデジタルカメラ全体の制御を司る。CPU207にはシステムバス208を介して、ROM209、RAM210、表示部212、および記録部213が接続されている。さらに、CPU207には操作部211およびストロボなどの照明装置としての発光部214が接続されている。
The output of the CDS and A /
ROM209にはデジタルカメラを制御するためのプログラム(内部プログラム)が格納され、RAM210にはCPU207による処理が行われた画像データなどが一時的に記憶される。操作部211は操作者によって操作され、その指示がCPU207に与えられる。また、操作部211にはCPU207からの各種情報が表示される。
The
CPU207は画像データに対して各種処理を行う。そして、CPU207は画像データに応じた画像を表示部212に表示する。また、CPU207は記録部213を制御して画像データをメモリカードなどの記録媒体(図示せず)に保存する。さらに、CPU207は後述するようにして発光部214の発光制御を行う。
The
図2は、図1に示す発光部214の構成の一例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the
図2において、図示の発光部214では、発光体(発光素子)としてXe管が用いられている。発光部214は電源端子(電源)301および接地端子(GND)302を有しており、これら電源301および接地端子は電源部(図示せず)に接続されている。さらに、発光部214は、発光制御部303、昇圧用トランス305、逆流防止ダイオード306を有している。また、発光部214は、平滑化コンデンサ307、メインコンデンサ308、抵抗309、コンデンサ310、トリガーコイル311、Xe管312、およびIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)313を有している。
In FIG. 2, in the illustrated
発光制御部303はCPU207の制御下で発光のための充電/放電制御を行う。昇圧用トランス305は電源電圧を昇圧して発光用電圧とする。昇圧用トランス305の後段には逆流防止ダイオード306および平滑化コンデンサ307が配置され、メインコンデンサ308にはXe発光のためのエネルギーが蓄積される。IGBT313は発光制御部303によってオン/オフ制御され、トリガーコイル311で発生するトリガーパルスによってXe管312の発光が開始される。
The light
ところで、図1に示す撮像装置では、操作部211からの指示入力に応じてCPU207は静止画像の撮影・記録、そして、記録された画像データの再生を行う。静止画撮影の際には、操作部211から指示入力によってCPU207は撮像素子204の感度を設定する。さらに、CPU207は発光部214における発光を自動又は手動に切り替える。
By the way, in the imaging apparatus shown in FIG. 1, the
ここで、図1に示す撮像装置において静止画像を撮影する際の動作について説明する。 Here, an operation at the time of capturing a still image in the imaging apparatus shown in FIG. 1 will be described.
いま、電源スイッチ(図示せず)がオンされて操作部211において撮影モードとして静止画撮影モードが選択されると、CPU207は静止画撮影モードとなる。つまり、電源スイッチのオンによって、電源供給IC(図示せず)からCPU207、ROM209、およびRAM210などに電源が供給される。CPU207はROMに格納された制御プログラムを順次読み出して、制御プログラムに従ってRAM210の初期化、撮像装置の初期化動作を行う。その後、CPU207は操作部211におけるモード選択状態をみて、モード選択状態が静止画撮影モードであれば、静止画撮影モードに移行する。
Now, when a power switch (not shown) is turned on and the still image shooting mode is selected as the shooting mode in the
静止画撮影モードにおいては、CPU207はTG206およびCDSおよびA/D変換器205を初期化した後、撮像素子204の駆動を開始する。また、CPU207は表示部212の電源投入および初期化を行って、撮影前のライブ画像の表示のための準備を行う。これらの処理と平行して、CPU207はレンズ201を含むレンズ駆動系の初期化を行って、レンズ201を所定の初期位置に駆動するとともに、絞り兼用シャッタ202の初期動作を行う。
In the still image shooting mode, the
上述の準備が終わると、CPU207は静止画撮影のためのライブ画像表示動作に移行する。まず、CPU207は絞り兼用シャッタ202を開いて、ライブ画像表示用の設定をTG206とCDSおよびA/D変換器205に対して行う。そして、CPU207は任意の周期の同期信号をTG206に送る。
When the above preparation is completed, the
TG206は同期信号に応じて撮像素子204を駆動するための駆動信号を撮像素子204に印加する。レンズ201を介して撮像素子204に結像された光学像に応じた画像データが撮像素子204から読み出される。
The
なお、図示はしないが、撮像素子204から読み出された画像データはバッファ回路によって増幅された後、コンデンサによってその直流成分をカットされてCDSおよびA/D変換器205に与えられる。
Although not shown, the image data read from the
そして、CPU207によって処理された後、RAM210に一時的に記録される。さらに、CPU207はRAM210に記録された画像データ対して各種の処理を行って表示用画像データを生成する。そして、CPU207は表示用画像データを所定のタイミングで表示部212に送って、表示部212(例えば、LCD)にライブ画像を表示する。
Then, after being processed by the
静止画撮影モードにおいて、撮影条件として発光部214の発光が許可されていると、電源部から図2に示すメインコンデンサ308に対する充電動作が並行して行われる。この際には、CPU207は発光制御部303に対してメインコンデンサ308に充電を行うための充電制御信号を送る。発光制御部303は、充電制御信号に応答して昇圧用トランス305の駆動を開始する。これによって、昇圧用トランス305は電源電圧を発光用電圧に昇圧する。そして、発酵用電圧でメインコンデンサ308に対する充電が行われる。
In the still image shooting mode, when the
メインコンデンサ308の充電電圧が十分な電圧(つまり、所定の電圧)にまで上昇すると(ここでは、所定の時間充電が行われる)、発光制御部303は充電動作を終了して、発光準備が完了した旨CPU207に通知する。これによって、CPU207は発光準備が完了したことを確認すると撮影待機状態に移行する。
When the charging voltage of the
次に、操作者が操作部に備えられたレリーズスイッチを操作すると、静止画撮影指示を示すレリーズ信号がCPU207に与えられる。これによって、CPU207は本露光動作による静止画撮影動作と当該静止画撮影動作に付随する画像データの生成動作を実行する。
Next, when the operator operates a release switch provided in the operation unit, a release signal indicating a still image shooting instruction is given to the
まず、レリーズ信号が入力されると、CPU207はライブ画像の表示を中断して、静止画撮影のための本露光動作を開始する。CPU207は露光前のAE(自動露出)およびAF(オートフォーカス)を行う。つまり、CPU207は被写体に対して適切な露出状態およびピント状態になるように絞りおよびレンズを駆動する。この際も発光部214の発光が許可されていて、かつ露出判定として光量不足であるとすると、CPU207は発光撮影に移行する。まず、CPU207は発光撮影のためプリ発光動作を行う。プリ発光動作においては、まずCPU207はTG206とCDSおよびA/D変換器205に対してプリ発光撮影のためのプリ発光設定を行う。そして、プリ発光設定を行った後、CPU207はプリ発光撮影を行う。
First, when a release signal is input, the
このプリ発光撮影は、本撮影前に発光部214を本発光させる際の発光量を決定するために行われる撮影である。プリ発光撮影では、ごく短い発光時間、発光部214を発光させて被写体の撮影が行われる。そして、この撮影における露出に応じて本発光させる際の発光量に関する情報、例えば、発光時間が決定される。
This pre-flash photographing is photographing performed to determine the amount of light emitted when the
なお、プリ発光動作前においては、被写体の光量が十分でないので、CPU207は被写体の位置を正確に把握できない状態となっている。従って、プリ発光時間は本発光時間より短い時間となるが、撮像装置から被写体までの距離が近いと、プリ発光動作においても調光オーバーとなる。そして、調光オーバーとなると、CPU207は被写体までの距離が正確に分からない可能性がある。このため、CPU207はプリ発光の際の露光時間を単一フィールド露光期間内ではなく複数のフィールド露光期間の露光タイミングに跨るように発光時間の制御を行う。
Prior to the pre-flash operation, the amount of light of the subject is not sufficient, and thus the
図3は、図1に示す撮像装置における発光時間と発光光量との関係を説明するための図である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the light emission time and the light emission amount in the imaging apparatus shown in FIG.
図3においては、プリ発光が行われている期間に撮像素子204から読み出しが行われるように、プリ発光タイミング及び読み出しタイミングの少なくとも一方が制御される。つまり、露光期間がプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データが読み出されるようになる。ここで、最初に撮像素子204から読み出される画像データ(アナログ信号)を第1の画像データと呼び、続いて読み出される画像を第2の画像データと呼ぶ。図示の例では、発光部214の発光期間においてその略中央で、撮像素子204を駆動して第1の画像データを読み出すための読み出しパルス103が撮像素子204に与えられる。
In FIG. 3, at least one of the pre-light emission timing and the read timing is controlled so that reading is performed from the
図示のように、読み出しパルス103は所定の印加期間(1H期間)の間印加されるので、プリ発光時間(つまり、発光イネーブル信号をオンにする時間)は、読み出しパルス103の印加期間よりも長い時間が選択される。ここでは、1H期間(印加期間)を50μsとし、発光期間は、印加期間を含めて100μsとされる。 As shown in the figure, since the readout pulse 103 is applied for a predetermined application period (1H period), the pre-emission time (that is, the time for turning on the emission enable signal) is longer than the application period of the readout pulse 103. Time is selected. Here, the 1H period (application period) is 50 μs, and the light emission period is 100 μs including the application period.
なお、発光期間と印加期間(つまり、読み出し時間)との関係は任意に決定することができる。例えば、第1のフィールド露光期間(単に第1のフィールドという)においては、読み出しパルス103を印加する30μs前から発光を開始する。第2のフィールド露光期間(単に第2のフィールドという)では読み出しパルス103を印加し終わってから20μs後に発光を停止する。このように、第1のフィールドと第2のフィールドとにおいて発光時間を変更すれば、露光期間におけるプリ発光量の異なる複数の画像データを得ることができる。 Note that the relationship between the light emission period and the application period (that is, the readout time) can be arbitrarily determined. For example, in the first field exposure period (simply referred to as the first field), light emission is started 30 μs before the read pulse 103 is applied. In the second field exposure period (simply referred to as the second field), light emission is stopped 20 μs after the application of the readout pulse 103 is completed. Thus, if the light emission time is changed in the first field and the second field, a plurality of image data having different pre-light emission amounts in the exposure period can be obtained.
プリ発光の際、CPU207はまず第1のフィールドにおける露光を開始する。露光開始から所定の時間経過後、CPU207は発光部214に与える発光イネーブル信号(発光制御信号)をオンとして発光動作を開始する。発光イネーブル信号がオンとなると、発光制御部303は発光イネーブル信号を内部バッファ(図示せず)によって増幅してIGBT313のゲートに印加する。
At the time of pre-emission, the
IGBT313は発光イネーブル信号の印加によってオンする。これによって、トリガーコイル311にトリガーパルスが印加されて、このトリガーパルスがトリガーコイル311で数kVのパルスに変換されてXe管312に印加される。
The
Xe管312にトリガーパルスが印加されると、Xe管312に生じる放電によって電子が生成される。そして、電子の生成に起因してメインコンデンサ308の電荷がXe管312でアーク放電を引き起こし、発光が開始される。発光開始から所定の時間経過後、TG216はCPU207の制御下で撮像素子204に読み出しパルスを印加する。ここまでで光電効果によって撮像素子204に蓄積された電荷が垂直CCDに移動する。
When a trigger pulse is applied to the
読み出しパルスの印加後、撮像素子204によって第2のフィールドにおける撮影画像の露光が開始される。TG216はCPU207の制御下で垂直CCDの電荷を順次読み出して、撮像素子204からCDSおよびA/D変換器205にアナログ信号として送る。CDSおよびA/D変換器205においてアナログ信号はデジタル信号に変換されて、CPU207に1つ目のプリ発光画像データとして送られる。
After application of the readout pulse, exposure of the captured image in the second field is started by the
この際、つまり、1つ目のプリ発光画像データが送られてくるまでの間に、CPU207は発光イネーブル信号をオフする。図示の例では、これによって、100μsの発光動作が終了する。
At this time, that is, until the first pre-flash image data is sent, the
続いて、CPU207は本露光動作に備えて発光部214を制御してメインコンデンサ308に充電を行って、プリ発光動作により失われた電荷を補給する。第2のフィールドの露光開始から所定の時間経過後、CPU207は駆動部203を制御して絞り兼用シャッタ202を閉じて(露光の停止)、第2のフィールドにおける露光を終了する。そして、第1のフィールドにおける画像読み出しが終了した後、TG206はCPU207の制御下で、撮像素子204から第2のフィールドで蓄積された電荷の読み出しを行う。これによって、CPU207には2つ目のプリ発光画像データが送られる。
Subsequently, in preparation for the main exposure operation, the
CPU207はプリ発光撮影によって得られた画像データに応じて被写体の露出状態を確認する。そして、CPU207はこの確認結果に応じて本発光の際の発光時間を決定する。
The
図4は、図3で説明したプリ発光撮影の結果得られた画像データの輝度と画素数との関係の一例を説明するための図である。そして、図4(a)は第1のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図であり、図4(b)は第2のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図である。また、図4(c)は第1および第2のフィールドの総画素数と輝度との関係を示す図である。なお、図4においては、第1のフィールドにおけるプリ発光期間を40μsとし、第2のフィールドにおけるプリ発光期間を60μsとした。また、図4に示す例では、被写体は撮像装置から離れた位置に存在するため、被写体である部分の画素数は少なくなっている。 FIG. 4 is a diagram for explaining an example of the relationship between the luminance of the image data obtained as a result of the pre-flash photography described in FIG. 3 and the number of pixels. FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the luminance and the number of pixels in the first field, and FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the luminance and the number of pixels in the second field. FIG. 4C shows the relationship between the total number of pixels in the first and second fields and the luminance. In FIG. 4, the pre-light emission period in the first field is 40 μs, and the pre-light emission period in the second field is 60 μs. In the example shown in FIG. 4, since the subject exists at a position away from the imaging device, the number of pixels in the portion that is the subject is small.
CPU207は、例えば、図4に示す3つの輝度−画素数分布に基づいて被写体である部分の露光状態を検出する。例えば、CPU207は被写体である部分の画素数と適正露光時の画素数との差分を求める。図1に示すROM209には差分と発光時間との関係を規定するルックアップテーブルが記録されており、CPU207は当該差分に応じてルックアップテーブルを検索して、検索結果によって発光時間を決定する。
For example, the
図5は、図3で説明したプリ発光撮影の結果得られた画像データの輝度と画素数との関係の他の例を説明するための図である。そして、図5(a)は第1のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図であり、図5(b)は第2のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図である。また、図5(c)は第1および第2のフィールドの総画素数と輝度との関係を示す図である。なお、図5においては、第1のフィールドにおけるプリ発光期間を40μsとし、第2のフィールドにおけるプリ発光期間を60μsとした。また、図5に示す例では、被写体は撮像装置から近い位置に存在する。 FIG. 5 is a diagram for explaining another example of the relationship between the luminance of the image data obtained as a result of the pre-flash photography described in FIG. 3 and the number of pixels. FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the luminance and the number of pixels in the first field, and FIG. 5B is a diagram showing the relationship between the luminance and the number of pixels in the second field. FIG. 5C shows the relationship between the total number of pixels in the first and second fields and the luminance. In FIG. 5, the pre-emission period in the first field is 40 μs, and the pre-emission period in the second field is 60 μs. In the example illustrated in FIG. 5, the subject is present at a position close to the imaging device.
図5(a)に示す第1のフィールドにおける画素数と図5(b)に示す第2のフィールドにおける画素数とを加算した結果を示す図5(c)においては、多くの画素が輝度飽和状態となっている。そのため、図5(c)に示す分布から飽和状態にある画素における適正露光値を推測することは困難である。 In FIG. 5C, which shows the result of adding the number of pixels in the first field shown in FIG. 5A and the number of pixels in the second field shown in FIG. 5B, many pixels are saturated in luminance. It is in a state. For this reason, it is difficult to estimate an appropriate exposure value in a saturated pixel from the distribution shown in FIG.
ここでは、CPU207は図5(c)に示す分布において、飽和状態にある画素数(飽和画素数)が所定の閾値より大きいと、当該分布、つまり、画像データの使用を中止する。そして、CPU207は図5(c)の次に露光期間が短い画像データの解析に移行する。つまり、CPU207は露光時間が60μsである第2のフィールドにおける画像データ(図5(b))の解析を行うことになる。
Here, in the distribution shown in FIG. 5C, when the number of saturated pixels (the number of saturated pixels) is larger than a predetermined threshold, the
ところが、図5(b)の分布においても、多くの画素が飽和状態に近く、飽和状態の画素数が予め定められた閾値より大きいと、CPU207は第2フィールドにおける画像データから適正露出を推測することができないと判定する。そして、CPU207は第2のフィールドにおける画像データを使用しない。
However, even in the distribution of FIG. 5B, when many pixels are close to saturation and the number of pixels in saturation is greater than a predetermined threshold, the
この結果、CPU207は最も露光時間の短い第1のフィールドにおける画像データ(図5(a))の解析に移行する。第1のフィールドにおける画像データにおいても飽和状態の画素(飽和画素)は存在するものの、第2のフィールドにおける飽和画素よりも少ない。CPU207は第1のフィールドにおける画像データにおいて飽和状態にある画素数(飽和画素数)が閾値以下であると判定すると、第1のフィールドにおける画像データから被写体である部分の露出状態を検出する。そして、CPU207は、上述したようにして、差分に応じてルックアップテーブルを参照して本露光の際の発光時間を決定する。
As a result, the
なお、露光時間が最も短い第1のフィールドにおける画像データにおいても、飽和状態の画素数が閾値よりも大きいと、CPU207は被写体が撮像装置のごく近くに存在すると判定する。そして、CPU207は第1のフィールドにおける飽和画素数に応じて被写体までの距離を推測して本露光の際の発光時間(本露光発光時間)を決定する。
Even in the image data in the first field with the shortest exposure time, if the number of saturated pixels is larger than the threshold value, the
上述のようにして、プリ発光動作による撮影が終了して、本露光の際の発光時間を決定すると、CPU207は本撮影状態に移行する。CPU207は発光部214を制御してプリ発光により消費された分の電荷をメインコンデンサ308に充電する。その後、CPU207はTG206とCDSおよびA/D変換器205に本露光読み出しを行うための本露光読み出し設定を行い、TG206に同期信号を与えて本露光動作を開始する。
As described above, when shooting by the pre-flash operation is completed and the light emission time for the main exposure is determined, the
これによって、TG206は撮像素子204に対して本露光用の駆動を開始する。一方、CPU207は絞り兼用シャッタ202を開いて撮像素子204の露光を開始する。さらに、CPU207は発光部214による発光動作を開始する。
As a result, the
発光動作を開始すると、CPU207は発光イネーブル信号をオンとする。これによって、発光制御部303はIGBT313をオンする。IGBT313のオンによって、前述のように、Xe管312が発光を開始する。
When the light emission operation is started, the
本露光発光時間が経過すると、CPU207は発光イネーブル信号をオフとして、発光部214による発光動作を終了する。さらに、所定の露光時間が経過した後、CPU207は絞り兼用シャッタ202を閉じて露光を終了し、読み出し動作に移る。
When the main exposure light emission time has elapsed, the
CPU207から与えられる同期信号に基づいて、TG206は撮像素子204を駆動して、撮像した被写体に関する画像データをアナログ信号として複数のフィールドに分けて読み出す。撮像素子204から読み出された画像データはCDSおよびA/D変換器205に送られる。CDSおよびA/D変換器205は所定の電位を基準としてサンプリングを行うとともにゲイン処理を行って、アナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、前述のように、CPU207はこのデジタル信号をRAM210に一時的に記録する。
Based on the synchronization signal supplied from the
撮像素子204の全ての電荷(つまり、画素信号)を読み出して、画像データとしてRAM210に記録した後、CPU207はフィールド毎にRAM210に記録された画像データを元のフレーム状態になるように順次読み出す。そして、CPU207は読み出した順序でフィルタ処理および変換処理を行って記録用本露光画像データ(以下単に記録用画像データと呼ぶ)を生成する。さらに、CPU207は記録用画像データに圧縮処理等を施した後、再度RAM210に記録する。
After reading out all charges (that is, pixel signals) of the
続いて、CPU207は記録用画像データを表示用に画素数を変換して表示用画像データを生成する。この際には、CPU207はRAM210から記録用画像データを順次読み出して、フィルタ処理およびリサンプリング処理を行う。そして、CPU207は表示部212の表示画素配列および画素数に合わせて表示用画像データを生成する。CPU207はこの表示用画像データを記録用画像データが保存された領域とは異なるRAM210の領域場所に記録する。その後、CPU207は表示用画像データを順次表示部212に送って、表示用画像データに応じた画像を表示部212に、所定の時間表示する。
Subsequently, the
次に、CPU207は記録用画像データを予め定められた形式(フォーマット)の画像データに変換するとともに、日時などの付加データを追加して画像ファイルを生成する。そして、CPU207は記録部213を制御して画像ファイルを記録媒体に記録する。
Next, the
画像ファイルの記録が終了すると、CPU207は本撮影動作を終了して、再度ライブ画像表示動作に移行して、次の撮影準備としてメインコンデンサ308に対する充電処理などを開始する。
When the recording of the image file ends, the
このように、第1の実施形態では、発光部214を発光させて撮影を行う場合に、プリ発光撮影の際に、発光期間が複数のフィールドに亘るように撮像素子204の読み出しタイミングと発光部214のプリ発光タイミングの少なくとも一方を制御するようにした。そのため、被写体が撮像装置の近くに存在する場合でも、飽和状態である画素が少ない画像データを選択して、本露光の際の発光時間を決定することができる。この結果、本撮影の際の発光部214の調光精度を上げることができる。
As described above, in the first embodiment, when shooting is performed by causing the
[第2の実施形態]
図6は、本発明の第2の実施形態による撮像装置で用いられる発光部の一例を示す図である。なお、第2の実施形態による撮像装置の構成は図1に示す撮像装置と同様である。また、図6に示す発光部は、図2に示す発光部214とその構成が異なるので、ここでは発光部601で示す。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a light emitting unit used in the imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention. The configuration of the imaging apparatus according to the second embodiment is the same as that of the imaging apparatus shown in FIG. 6 is different from the
図6に示す発光部601は、発光体(発光素子)としてLED610が用いられている。発光部601は電源端子(電源)602および接地端子(GND)603を有しており、これら電源602は電源部(図示せず)に接続されている。さらに、発光部601は、発光制御部608、コンデンサ604、インダクタ605、FET606および607、抵抗611、およびメインコンデンサ609を有している。
A
図示の発光部601では電源電圧がインダクタ605およびコンデンサ604によって充電電圧に昇圧され、メインコンデンサ609には充電電圧が印加されて、メインコンデンサ609に電荷が蓄積される。発光制御部608はCPU207の制御下でFET606および607をオン/オフ制御して、メインコンデンサ609を充電する。そして、メインコンデンサ609に蓄積された電荷によってLED610が発光する。
In the illustrated
第1の実施形態で説明したように、撮影の際には、まずライブ画像表示が行われ、発光部601による発光が許可されていると、CPU207はメインコンデンサ609に対する充電を開始する。この際には、CPU207は発光制御部608に充電制御信号を出力する。これによって、発光制御部608はFET607をオンしてメインコンデンサ609を充電する。
As described in the first embodiment, at the time of shooting, live image display is first performed, and if light emission by the
図6に示す発光部601では発光体としてLED610を用いているので、Xe管を用いた場合に必要な昇圧用トランスは不要である。インダクタ605は電源電圧(入力電圧)をLED610のVf(順方向降下電圧)以上に昇圧する程度であればよい。
Since the
CPU207はメインコンデンサ609の充電が終了すると、撮影待機状態に移行して、ライブ画像表示を行いつつ操作部211からの指示入力を待つ。
When the charging of the
操作者が静止画撮影のため操作部を操作して、レリーズ信号がCPU207に入力されると、CPU207は、前述したように、CPU207は本露光動作による静止画撮影動作と当該静止画撮影動作に付随する画像データの生成動作を実行する。
When the operator operates the operation unit for still image shooting and a release signal is input to the
ここでは、前述したように、CPU207はライブ画像の表示を中断して、露光前のAEおよびAFを行う。そして、CPU207は光量不足であると判定すると発光撮影に移行する。CPU207はTG206とCDSおよびA/D変換器205に対してプリ発光撮影のためのプリ発光設定を行って、プリ発光撮影を行う。
Here, as described above, the
図6に示す発光部601では発光体としてLED610が用いられているので、プリ発光の際には、Xe管の場合と異なってフラットな発光が可能である。
Since the
図7は、図6に示す発光部を用いた場合の発光時間と発光光量との関係の一例を説明するための図である。 FIG. 7 is a diagram for explaining an example of the relationship between the light emission time and the light emission amount when the light emitting unit shown in FIG. 6 is used.
図7において、LED610の発光期間(発光時間)は第1および第2のフィールドに跨っている。さらに、図示のように、第1および第2のフィールドにおける発光時間は異なっている。つまり、第1および第2のフィールドにおいて発光時間の割合が異なる。この結果、第1および第2のフィールドでは互いに異なる露出状態となる。
In FIG. 7, the light emission period (light emission time) of the
図8は、図6に示す発光部を用いた場合の発光時間と発光光量との関係の他の例を説明するための図である。 FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the relationship between the light emission time and the amount of light emitted when the light emitting unit shown in FIG. 6 is used.
ところで、LED610はXe管よりも発光量を精度よく設定することができる。このため、図8に示すように、LED610の発光量を図7に示す発光量の半分程度に設定するようにしてもよい。発光量を半分にした場合には、プリ発光動作におけるエネルギー消費を一定にするため発光時間を2倍とする。これによって、本露光の際に使用可能なエネルギーを一定に保ってプリ発光動作後のメインコンデンサ609の残電荷を一定として、本露光の際に影響を与えないようにする。
By the way, the
また、読み出しを行う前の露光期間におけるプリ発光量と読み出しを行った後の露光期間におけるプリ発光量とが予め決められた比率となるようにすることもできる。 In addition, the pre-emission amount in the exposure period before reading and the pre-emission amount in the exposure period after reading can be set to a predetermined ratio.
図6に示す発光部601を用いた際におけるプリ発光制御および撮像素子204の読み出し動作は、第1の実施形態と同様だが、図6に示す発光部601を用いた場合には、CPU207はまずプリ発光の際の発光量を設定した後、発光イネーブル信号をオンにする。これによって、発光制御部608は発光イネーブル信号を内部FET(図示せず)に印加して、LED610のカソード側に電流が流れるようにする。また、発光制御部608は電流制限抵抗611の電圧を監視して発光電流制御を行う。
The pre-light emission control and the reading operation of the
また、発光体としてXe管を用いた場合には、CPU207は発光時間のみを制御するが、発光体としてLEDの場合には、CPU207は発光時間および発光電流(発光量)の制御を行う。つまり、被写体が撮像装置の近くに位置する場合又は発光量が少なくて済む場合には、CPU207は発光電流を下げて発光量を少なくする。発光量および発光時間の決定が行った後、CPU207は本露光動作に移行する。本露光動作における処理は第1の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
When the Xe tube is used as the light emitter, the
このように、第2の実施形態では、発光体としてLEDを用いて、発光量および発光時間を制御するようにして、プリ発光の際に発光期間が複数のフィールド露光期間に亘るように発光タイミングを制御するようにした。また、フィールド毎に撮像素子から読み出しを行うようにした。そのため、被写体が撮像装置の近くに存在する場合でも、飽和状態である画素が少ない画像を選択して、本露光の際の発光時間を決定することができる。この結果、本撮影の際の発光部601の調光精度を上げることができる。
Thus, in the second embodiment, an LED is used as a light emitter, and the light emission amount and the light emission time are controlled, so that the light emission timing is such that the light emission period spans a plurality of field exposure periods during pre-light emission. To control. In addition, reading is performed from the image sensor for each field. Therefore, even when the subject is present near the imaging device, it is possible to select an image with few saturated pixels and determine the light emission time during the main exposure. As a result, it is possible to improve the light control accuracy of the
以上のように、本発明の実施の形態では、一回のプリ発光で本露光の際の発光量を決定することができるので、レリーズタイムラグが長なることを抑制し最適な調光を行うことができる。さらには、プリ発光の際の発光量を制御しているので、本撮影の際に発光量が低下することはない。つまり、本発明の実施の形態では、撮像装置から被写体までに距離が近い状況においても1回のプリ発光動作で適正な調光量を決定することができる。 As described above, in the embodiment of the present invention, the amount of light emitted during the main exposure can be determined by one pre-light emission, so that the longest release time lag is suppressed and optimal light control is performed. Can do. Furthermore, since the light emission amount at the time of pre-light emission is controlled, the light emission amount does not decrease during the main photographing. That is, in the embodiment of the present invention, an appropriate light control amount can be determined by one pre-emission operation even in a situation where the distance from the imaging device to the subject is short.
なお、上述の説明から明らかなように、図1において、CPU207、CDSおよびA/D変換器205、およびTG206が読み出し手段と機能する。また、CPU207は制御手段および決定手段として機能する。
As is clear from the above description, in FIG. 1, the
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated based on embodiment, this invention is not limited to these embodiment, Various forms of the range which does not deviate from the summary of this invention are also contained in this invention. .
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、この制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。 For example, the function of the above embodiment may be used as a control method, and this control method may be executed by the imaging apparatus. Further, a program having the functions of the above-described embodiments may be used as a control program, and the control program may be executed by a computer included in the imaging apparatus. The control program is recorded on a computer-readable recording medium, for example.
この際、制御方法および制御プログラムは、少なくとも読み出しステップ、制御ステップ、および決定ステップを有することになる。 At this time, the control method and the control program have at least a reading step, a control step, and a determination step.
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録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或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。 The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) for realizing the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various recording media, and a computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads the program. It is a process to be executed.
204 撮像素子
207 CPU
214 発光部
303 発光制御部
305 昇圧用トランス
306 逆流防止ダイオード
308 メインコンデンサ
311 トリガーコイル
312 Xe管
313 IGBT
204
214
Claims (6)
被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、
前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御手段と、
露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも1つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。 An imaging device that pre-emits the illuminating device before the main light emission in order to determine a light emission amount when the illuminating device performs main light emission,
Imaging means for imaging a subject;
Reading means for reading image data relating to the subject imaged from the imaging means;
Control means for controlling at least one of the pre-light emission timing of the illumination apparatus and the read timing of the readout means so that readout by the readout means is performed during a period in which pre-light emission is performed by the illumination apparatus;
Determining means for determining information on a light emission amount when the illumination device is caused to perform main light emission based on at least one of a plurality of image data that overlaps a period in which pre-emission is performed by the illumination device;
An imaging device comprising:
前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、
露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも1つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 An imaging unit that images the subject, and a reading unit that reads out image data relating to the subject imaged from the imaging unit, and the lighting device is used to determine the amount of light emitted when the lighting device performs main light emission. A method of controlling an imaging device that performs pre-flash before light emission,
A control step of controlling at least one of the pre-light emission timing of the illumination device and the read timing of the readout means so that readout by the readout means is performed during a period in which pre-light emission is performed by the illumination device;
A determination step of determining information relating to a light emission amount when the illumination device is caused to perform main light emission based on at least one of a plurality of image data in which an exposure period overlaps with a period in which pre-emission is performed by the illumination device;
A method for controlling an imaging apparatus, comprising:
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、
露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも1つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。 An imaging unit that images the subject, and a reading unit that reads out image data relating to the subject imaged from the imaging unit, and the lighting device is used to determine the amount of light emitted when the lighting device performs main light emission. A control program used in an imaging device that pre-flashes before light emission,
In the computer provided in the imaging device,
A control step of controlling at least one of the pre-light emission timing of the illumination device and the read timing of the readout means so that readout by the readout means is performed during a period in which pre-light emission is performed by the illumination device;
A determination step of determining information relating to a light emission amount when the illumination device is caused to perform main light emission based on at least one of a plurality of image data in which an exposure period overlaps with a period in which pre-emission is performed by the illumination device;
A control program characterized by causing
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