JP2014149459A - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ＣＭＯＳ型の撮像素子を２つ有する撮像装置において、本発光時の発光量を適正に算出するとともに、レリーズタイムラグを低減すること。
【解決手段】 第１及び第２の撮像素子（１４、２４）と、フラッシュ（４８）とを有する撮像装置において、フラッシュをプリ発光させて撮像した場合に、第１の撮像素子の一部の領域が電荷の蓄積をしている間にプリ発光の反射光により露光されると共に、他の一部の領域は電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されず、前記一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間は前記プリ発光の反射光により露光されないとともに、前記他の一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されるように、第１及び第２の撮像素子の電荷の蓄積開始及び読み出しタイミング及びフラッシュをプリ発光させるタイミングを制御する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、ＣＭＯＳ型の撮像素子を２つ有しフラッシュ撮影を行う撮像装置、及びその制御方法に関するものである。

従来の撮像装置において、撮影を行う被写体に対するフラッシュの本発光量を決定するために、本発光の直前に予備（プリ）発光を行ってフラッシュの本発光量を算出するフラッシュ発光制御方法を実行するものがある。

また、デジタルカメラの撮像素子には、主にＣＣＤイメージセンサが使用されてきた。しかしながら、近年、イメージセンサの多画素化に伴い、ランダムアクセスが可能で、ＣＣＤイメージセンサに対してより高速に読み出しを行うことのできるＣＭＯＳイメージセンサが主流になってきている。

しかし、ＣＭＯＳイメージセンサを用いた従来のデジタルカメラでは、露光動作及び読み出し動作が水平ライン毎に異なる。そこで、ＸＹアドレス方式の撮像素子の撮像装置におけるフラッシュ発光制御方法では、グローバルシャッターを用いて全読み出しラインの電荷蓄積時間の開始タイミングを合わせて、フラッシュの予備発光を行う方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。

一方、近年、互いに異なる位置に設けられた複数の撮像素子を用いて、右目用と左目用の画像を取得して、立体画像を撮影するデジタルカメラが実用化されている。

特開２００６−０５０３３７号公報

しかしながら、特許文献１の方式では、読み出しライン数が多い場合、最後に読み出すラインでは、最初に読み出すラインに比べて電荷蓄積時間が長くなってしまう。つまり、最初に読み出すラインと最後に読み出すラインとでは、電荷蓄積時間に大きな差が生じる。そのため、日中シンクロなど、外光が強い場合にプリ発光を行うと、ＣＭＯＳイメージセンサの一部の領域の入力光量がダイナミックレンジを超える場合があり、その領域では本来の受光量を検出できず、本発光時の光量設定の精度が低下する恐れがある。

また、ＣＭＯＳイメージセンサ等を用いたデジタルカメラ等の撮像装置におけるフラッシュ発光制御では、本発光の直前にプリ発光を行って得られた輝度データとプリ発光を行わずに得られた輝度データとを比較して、本発光時の発光量を算出する。そのため、ユーザによるシャッターレリーズから本発光までの間に、少なくともプリ発光を行う撮影とプリ発光を行わない撮影とを行う時間がかかるため、レリーズタイムラグが発生していた。

本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、ＣＭＯＳ型の撮像素子を２つ有する撮像装置において、本発光時の発光量を適正に算出するとともに、レリーズタイムラグを低減することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、同じ被写体を撮影するように視差を持って設置された第１及び第２の撮像素子と、前記第１及び第２の撮像素子の電荷の蓄積と読み出しを制御する撮像制御手段と、前記被写体を照明する光を発光する発光手段と、前記発光手段を発光させるタイミングを制御する発光制御手段と、前記発光手段をプリ発光させて前記第１及び第２の撮像素子で撮像した２つの画像の輝度の差分に基づいて、予め決められた輝度の画像を得るために必要な前記発光手段の発光量を算出する算出手段とを有し、前記２つの画像を撮像する際に、前記第１の撮像素子の一部の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されると共に、前記一部の領域を除く前記第１の撮像素子の他の一部の領域は電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されず、前記一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間は前記プリ発光の反射光により露光されないとともに、前記他の一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されるように、前記撮像制御手段が前記第１及び第２の撮像素子の電荷の蓄積開始及び読み出しタイミングを制御し、前記発光制御手段が前記発光手段をプリ発光させるタイミングを制御する。

以上に説明したように本発明によれば、ＣＭＯＳ型の撮像素子を２つ有する撮像装置において、本発光時の発光量を適正に算出するとともに、レリーズタイムラグを低減することができる。

本発明の第１及び第２の実施形態に係るデジタルカメラの外観構成を示す斜視図。 第１及び第２の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。 第１及び第２の実施形態に係るデジタルカメラの撮影動作のフローチャート。 第１及び第２の実施形態に係るデジタルカメラの露出決定について説明する図。 第１の実施形態に係るフラッシュ調光処理のフローチャート。 第１の実施形態に係るプリ発光撮影期間の撮像素子の露光とフラッシュ発光との関係を示したタイミングチャート。 第１の実施形態に係るデジタルカメラのプリ発光撮影で取得された画像データについて説明する図。 第１及び第２の実施形態に係るデジタルカメラの調光処理時の中央重点重みを表す図。 第１及び第２の実施形態に係るデジタルカメラのフラッシュの本発光量を算出するための概念を説明する図。 第２の実施形態に係るフラッシュ調光処理のフローチャート。 本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラのプリ発光撮影期間の撮像素子の露光とフラッシュ発光の関係を示したタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態に係るデジタルカメラのプリ発光撮影で取得された画像データについて説明する図である。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、本形態において例示される構成部品の寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラについて説明する。図１（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの前面の外観構成を示す斜視図を示す。図１（ａ）に示すように、デジタルカメラ本体１００の前面には、被写体を照明する光を発光するフラッシュ４８、第一の撮像部１０１、第二の撮像部１０２が設けられている。また、デジタルカメラ１００の上面には、レリーズボタン６０、電源制御スイッチ７２が設けられている。第一の撮像部１０１と第二の撮像部１０２は視差を持って並行に設置され、第一の撮像部１０１から得られる被写体像と第二の撮像部１０２から得られる被写体像は、それぞれ左目用と右目用の画像となる。

図１（ｂ）は、本発明の第１の実施形態に係るデジタルカメラの背面の外観構成を示す斜視図を示す。図１（ｂ）に示すように、デジタルカメラ本体１００の背面には、表示部４０、モード切り替えスイッチ５６、操作部７０が設けられている。

図２は、本発明の第１の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を示す。図２において、第一の撮像部１０１は、撮影レンズ１０、絞り機能を備えるシャッター１２、光学像を電気信号に変換する撮像素子１４（第１の撮像素子）、撮像素子１４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器１６等で構成される。第２の撮像部１０２も同様に、撮影レンズ２０、絞り機能を備えるシャッター２２、光学像を電気信号に変換する撮像素子２４（第２の撮像素子）、撮像素子２４から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２６等で構成される。本実施形態において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２を構成する撮像素子１４、２４はそれぞれＣＭＯＳイメージセンサである。ＣＭＯＳイメージセンサは水平1ライン毎に時間をずらしながら電荷の蓄積と読み出しとを順次行う。電荷の蓄積と読み出しの処理は、通常、センサ上部の水平ラインから順次行う。また、本実施形態において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の画素サイズは同じである。

撮像制御部１８は第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の電荷の蓄積と読み出しを制御する。撮像制御部１８は、撮像素子１４、２４の電荷の蓄積と読み出しを水平１ライン毎に行っていく処理をセンサ上部の水平ラインから順次行うか、もしくはセンサ下部の水平ラインから順次行うかを制御する。また、撮像制御部１８は、タイミング発生部３０から第一及び第二の撮像部１０１、１０２へ送信するクロック信号と同じクロック信号を受信する。これにより、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の駆動に同期した任意のタイミングで第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の電荷の蓄積と読み出し開始を制御することができる。

タイミング発生部３０は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４、Ａ／Ｄ変換器１６、２６、撮像制御部１８、フラッシュ制御部４６にクロック信号や制御信号を供給し、メモリ制御部３４及びシステム制御部５０により制御される。

画像処理部３２は、Ａ／Ｄ変換器１６、２６からのデータ、または、メモリ制御部３４からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部３２では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてシステム制御部５０が合焦制御を行うことで、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理が行われる。画像処理部３２では更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。画像処理部３２では、また、プリ発光撮影時の画像データから所定の演算処理を行い、得られた演算結果から本発光撮影時のフラッシュ４８の発光光量の算出を行う、本発明の特徴である調光処理も行う。

Ａ／Ｄ変換器１６、２６からの出力データは、画像処理部３２及びメモリ制御部３４を介して、撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリ３８に書き込まれる。メモリ３８は、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像及び音声を格納するのに十分な記憶容量を備えており、複数枚の静止画像を連続して撮影する連続撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３８に対して行うことが可能となる。また、メモリ３８はシステム制御部５０の作業領域としても使用することが可能である。更に、メモリ３８は、記録媒体２００の書き込みバッファとしても使われる。また、メモリ３８は画像表示用のメモリを兼ねており、メモリ３８に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器３６を介してＬＣＤ等からなる表示部４０により表示される。表示部４０を用いて、撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ファインダー機能（スルー表示）を実現することが可能である。

圧縮・伸張部４２は、適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸張し、メモリ３８に格納された撮影画像を読み込んで圧縮処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３８に書き込む。また、記録媒体２００などからメモリ３８に読み込まれた圧縮画像を読み込んで伸張処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３８に書き込む。圧縮・伸張部４２によりメモリ３８に書き込まれた画像データは、システム制御部５０のファイル部においてファイル化され、インターフェース９０を介して記録媒体２００に記録される。

露出制御部４４は、システム制御部５０の制御に従い、ＴＴＬ方式によるＡＥ（自動露出）処理、フラッシュ調光処理を行う。本実施形態において、フラッシュ４８は発光部にＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いたＬＥＤフラッシュである。フラッシュ４８は、フラッシュ制御部４６の制御信号に従い発光する。

フラッシュ制御部４６は、タイミング発生部３０から第一及び第二の撮像部１０１、１０２へ送信するクロック信号と同じクロック信号を受信する。これにより、フラッシュ制御部４６は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子の駆動に同期した任意のタイミングでフラッシュ４８を発光制御することができる。また、フラッシュ制御部４６は、フラッシュ４８の発光光量を任意に、もしくは露出制御部４４におけるフラッシュ調光処理の結果などをもとに制御する。

システム制御部５０は、デジタルカメラ１００全体を制御する。不揮発性メモリ５２は、電気的に消去・記録可能であり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられ、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等を記憶する。システムメモリ５４は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５２から読み出したプログラム等を展開する。ここでいう、プログラムとは、後述の各実施形態における各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。

モード切替スイッチ５６は、システム制御部５０の動作モードを静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モード等のいずれかに切り替えるためのスイッチである。６２は第１シャッタースイッチＳＷ１、６４は第２シャッタースイッチＳＷ２であり、第１シャッタースイッチＳＷ１（６２）は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理等の動作開始を指示する。第２シャッタースイッチＳＷ２（６４）は、まずＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、調光（プリ発光）処理等の動作開始を指示する。続いて、第一及び第二の撮像部１０１、１０２から読み出した信号をそれぞれＡ／Ｄ変換器１６、２６、メモリ制御部３４を介してメモリ３８に画像データを書き込む露光処理の動作開始を指示する。同時に、画像処理部３２やメモリ制御部３４での演算を用いた現像処理、メモリ３８から画像データを読み出し、圧縮・伸張部４２で圧縮を行い、記録媒体２００に画像データを書き込む記録処理という一連の処理の動作開始を指示する。また、動画撮影の場合は動画撮影の開始・停止を指示する。

７０は、システム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作部である。操作部７０の各操作部材は、表示部４０に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば、終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えばメニューボタンが押されると各種設定が可能なメニュー画面が表示部４０に表示される。利用者は、表示部４０に表示されたメニュー画面と、４方向キーやＳＥＴボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

電源制御スイッチ７２は、電源オン、電源オフを切り替える。電源制御部７４は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行うである。また、検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体２００を含む各部へ供給する。電源部８６は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなり、コネクタ８２及び８４は、電源部８６と電源制御部７４とを接続する。

９０は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体２００とのインターフェースであり、９２は、記録媒体２００とインターフェース９０との接続のためのコネクタである。２００は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体２００は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部２０２、デジタルカメラ１００とのインターフェース２０４、及び、記録媒体２００とデジタルカメラ１００とを接続するためのコネクタ２０６を備えている。

なお、本実施形態では記録媒体を取り付けるインターフェース及びコネクタを1系統持つものとして説明するが、記録媒体を取り付けるインターフェース及びコネクタは、単数或いは複数、いずれの系統数を備える構成としても構わない。また、異なる規格のインターフェース及びコネクタを組み合わせて備える構成としても構わない。インターフェース及びコネクタとしては、ＰＣＭＣＩＡカードやＣＦ（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード等の規格に準拠したものを用いて構成して構わない。さらに、インターフェース９０、そしてコネクタ９２に各種通信カードを接続することにより、他機器との間で画像データや画像データに付属した管理情報を転送し合うことができる。

以下、図を参照しながら上記構成を有するデジタルカメラ１００において、本発明の特徴である一度のプリ発光によってフラッシュ調光処理を行うフラッシュ発光撮影動作について説明する。

図３に本実施形態に係るデジタルカメラのフラッシュ発光撮影動作のフローチャートを示す。まず、デジタルカメラ１００の電源制御スイッチ７２によって電源をＯＮし（Ｓ３０１）、モード切替スイッチ５６と操作部７０によってデジタルカメラ１００のモードを設定する（Ｓ３０２）。ここで、フラッシュ発光撮影モードを設定すると（Ｓ３０２でＹｅｓ）、第一及び第二の撮像部１０１、１０２からの画像データを表示部４０へ逐次表示するスルー表示を行う（Ｓ３０４）。Ｓ３０２において、その他のモード、例えば、動画撮影モードや再生モードなどのいずれかに設定された場合は（Ｓ３０２でＮｏ）、設定された各モードの処理を行う（Ｓ３０３）。

Ｓ３０４の後、レリーズボタン６０のＳＷ１（６２）を押下すると（Ｓ３０５でＹｅｓ）、システム制御部５０は合焦処理を行い、合焦結果に基づいて第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮影レンズ１０、２０の焦点を被写体に合わせる（Ｓ３０６）。なお、Ｓ３０６の処理をＡＦ（オートフォーカス）処理と呼ぶ。

続いて、露出制御部４４は、システム制御部５０の制御に従い露出条件を決定する（Ｓ３０７）。まず、露出制御部４４は測光を行い、被写体輝度値Ｂｖを取得する。撮影感度Ｓｖ、電荷蓄積時間Ｔｖ、絞り値Ａｖの露出条件は、取得された被写体輝度値Ｂｖから適正な露出値Ｅｖが得られるよう、以下の式（１）に従い決定する。
Ｅｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖ＝Ｔｖ＋Ａｖ …（１）
ここで、被写体輝度値Ｂｖ、撮影感度Ｓｖ、電荷蓄積時間Ｔｖ及び絞り値ＡｖはＡＰＥＸ表記された値である。

本実施形態では、不揮発性メモリ５２は、図４（ａ）に示すようなプログラム線図を記憶している。露出制御部４４は、取得した被写体輝度値Ｂｖから、プログラム線図に従い、フラッシュ発光撮影において適正露出が得られる撮影感度Ｓｖ_１、電荷蓄積時間Ｔｖ_１、絞り値Ａｖ_１の露出条件を決定する。例えば、図４（ａ）に示す例のように露出値ＥｖがＥｖ１０である場合、図中の位置Ａから、電荷蓄積時間ＴｖをＴｖ７、絞り値ＡｖをＡｖ３と決定する。Ｓ３０７の処理をＡＥ（オートエクスポージャ）処理と呼ぶ。

本実施形態において、プリ発光撮影時の電荷蓄積時間Ｔｖは、以下の式（２）を満たすよう設定される。
Ｔ１＜Ｔｔｖ …（２）
ここで、Ｔｔｖは、ＡＰＥＸ表記された電荷蓄積時間Ｔｖの時間換算である。電荷蓄積時間Ｔｔｖの単位は秒である。また、Ｔ１は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４がセンサ上部あるいは下部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングからセンサ中央の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングまでの時間である。

図４（ｂ）に時間Ｔ１と電荷蓄積時間Ｔｔｖの関係を図示する。図４（ｂ）において、ＶＤは垂直同期信号を表しており、タイミング発生部３０から各撮像素子１４、２４に供給される。図中の平行四辺形は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４が水平ライン毎に電荷の蓄積と読み出しを順次行い、画面領域を露光するタイミングを模擬的に表したものである。平行四辺形の左の斜辺が水平ライン毎に電荷の蓄積を開始するタイミングを表し、対辺の斜辺が水平ライン毎に電荷の読み出しを開始するタイミングを表す。平行四辺形の左右の対辺が互いに平行であることは、本実施形態において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の全水平ラインについて、電荷の蓄積開始から読み出し開始までにかかる時間が等しいことを示す。平行四辺形の横幅は電荷蓄積時間Ｔｔｖを表し、平行四辺形の上辺は特に撮像素子１４、２４の上部の最初の水平ラインの電荷蓄積時間Ｔｔｖを表し、平行四辺形の底辺は撮像素子１４、２４の下部の最後の水平ラインの電荷蓄積時間Ｔｔｖを表す。

また、上述したように時間Ｔ１は撮像素子１４、２４の上部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングからセンサ中央の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングまでの時間である。本実施形態において、時間Ｔｔｖは時間Ｔ１よりも長くなるよう設定される。Ｓ３０７で決定される露出条件は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の両方に設定され、第一及び第二の撮像部１０１、１０２で同じ露出条件となる。

Ｓ３０７の後、レリーズボタン６０のＳＷ２（６４）が押下されずに（Ｓ３０８でＮｏ）、さらにレリーズボタン６０のＳＷ１（６２）も解除されたならば（Ｓ３０９でＮｏ）、Ｓ３０５に戻る。また、Ｓ３０７の後、レリーズボタン６０のＳＷ２（６４）が押下されずに（Ｓ３０８でＮｏ）、レリーズボタン６０のＳＷ１（６２）も解除されないならば（Ｓ３０９でＹｅｓ）、Ｓ３０８に戻る。また、Ｓ３０７の後、レリーズボタンのＳＷ２（６４）が押下されたならば（Ｓ３０８でＹｅｓ）、フラッシュ発光撮影に先だって、フラッシュ４８の本発光の光量を算出するフラッシュ調光処理を行う（Ｓ３１０）。

ここで、フラッシュ調光処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。まず、撮像制御部１８は、フラッシュ調光処理のプリ発光撮影時における第二の撮像部１０２の撮像素子２４の電荷の蓄積と読み出しの処理を、センサ上部の水平ラインから順次行う処理からセンサ下部の水平ラインから順次行うように変更する（Ｓ５０１）。なお、撮像制御部１８は第二の撮像部１０２の撮像素子２４のみ、電荷の蓄積と読み出しの処理（第２の方向）を変更するよう制御し、第一の撮像部１０１の撮像素子１４は変更しない。そのため、プリ発光時において、本発光撮影時の第一の撮像部１０１の撮像素子１４の電荷の蓄積と読み出しの処理（第１の方向）は、センサ上部の水平ラインから順次行う。

次に、フラッシュ制御部４６は、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する（Ｓ５０２）。本実施形態においては、フラッシュ制御部４６は、撮像素子１４のフラッシュ４８からの反射光により露光されない領域が、撮像素子２４の同じ領域においてフラッシュ４８からの反射光により露光されるようフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する。

このフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングについて、図６を用いて説明する。図６は本実施形態のプリ発光撮影における第一及び第二の撮像部１０１、１０２の電荷の蓄積及び読み出しタイミングと、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを表すタイミングチャートである。

図６（ａ）において、ＶＤは垂直同期信号を表しており、タイミング発生部３０から第一及び第二の撮影部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４に供給される。ＶＤの立ち下がりから次のＶＤの立ち下がりまでが１フィールド期間であり、この期間に各撮像素子１４、２４から各１枚の画像データが取得される。特にフラッシュ４８がプリ発光し、その反射光を第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４が露光するフィールドを、図中に「プリ発光撮影フィールド」と示す。

第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各フィールド期間に記された平行四辺形は、各撮像素子１４、２４が水平ライン毎に電荷の蓄積と読み出しを順次行い、画面領域を露光するタイミングを模擬的に表したものである。６０１の平行四辺形は、プリ発光撮影フィールドにおいて第一の撮像部１０１の撮像素子１４が露光するタイミングを表す、第一の撮像部１０１の露光期間である。ここで、第一の撮像部１０１の露光期間６０１に示す撮像素子１４の電荷の蓄積と読み出しの処理は、センサ上部の水平ラインから順次行っている。６０２の平行四辺形は、プリ発光撮影フィールドにおいて第二の撮像部１０２の撮像素子２４が露光するタイミングを表す、第二の撮像部１０２の露光期間である。ここで、第二の撮像部１０２の露光期間６０２に示す撮像素子２４の電荷の蓄積と読み出しの処理は、撮像制御部１８により変更されたため（図５のＳ５０１）、センサ下部の水平ラインから順次行っている。本実施形態において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の上部もしくは下部の最初の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングはともに同じタイミングである。

本実施形態では、第一及び第二の撮影部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４は、ともに、タイミング発生部３０から同一のＶＤを供給され、それを基準に駆動されている。そのため、第１及び第２の撮影部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４の上部もしくは下部の最初の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングを一致させることができる。もちろん、図５のＳ５０１において撮像制御部１８により電荷の蓄積と読み出しの処理が変更された場合も同様である。

図６（ａ）におけるフラッシュ光は、フラッシュ４８の発光タイミングを表す。フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを図中に「プリ発光」として示す。フラッシュ制御部４６は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光されない領域に対応する第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域が反射光により露光されるように、フラッシュ４８の発光を制御する。具体的には、フラッシュ制御部４６は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４がそれぞれセンサ中央の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングでフラッシュ４８をプリ発光するように制御する。

第一の撮像部１０１の露光期間６０１の領域Ａは、撮像素子１４にフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される領域である。本実施形態においては、第一の撮像部１０１の撮像素子１４の中央の水平ラインから上部の領域がフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される。第二の撮像部１０２の露光期間６０２の領域Ｂは、撮像素子２４がフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される領域である。第二の撮像部１０２の撮像素子２４の中央の水平ラインから下部の領域がフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される。

本実施形態において、フラッシュ制御部４６は、タイミング発生部３０からＶＤを供給されており、ＶＤの立ち下がりからプリ発光までの時間を時間Ｔとしてフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する。時間Ｔは、以下の式（３）に従い決定する。
Ｔ＝Ｔ１＋Ｔ２ …（３）

ここで、時間Ｔ１は、各撮像素子１４、２４のセンサ上部もしくは下部の最初の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングから各撮像素子１４、２４のセンサ中央の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングまでの時間である。本実施形態において、時間Ｔ１は撮像素子１４、２４とも同じ時間であり、図６（ａ）にＴ１として示す。

また、時間Ｔ２はＶＤ立ち下がりから各撮像素子１４、２４のセンサ上部もしくは下部の最初の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングまでの時間である。本実施形態において、時間Ｔ２は撮像素子１４、２４とも同じ時間であり、図６（ａ）にＴ２として示す。

本実施形態において、時間Ｔ１及び時間Ｔ２はカメラの露出条件に依らず、センサによって決まる固定値のため、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する時間Ｔは固定値となる。不揮発性メモリ５２は予め時間Ｔを記憶しており、フラッシュ制御部４６は不揮発性メモリ５２から時間Ｔを読み出してフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定することができる。

また、このフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングと発光時間の詳細について、図６（ｂ）を用いて説明する。図６（ｂ）は、図６（ａ）のプリ発光のタイミングを拡大したタイミングチャートである。ＨＤは水平同期信号を表しており、タイミング発生部３０から各撮影部の各撮像素子１４、２４、またフラッシュ制御部４６に供給される。図６（ｂ）において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の露光は、センサ中央付近の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングを示している。図６（ｂ）において、水平ラインのライン数をｙラインとしたときの、ｙ／２−１ラインからｙ／２＋２ラインまでのタイミングを示している。各水平ラインの電荷の蓄積の開始のタイミングはＨＤ信号に同期している。ＨＤ信号の周期は、撮像素子１４、２４の水平ライン毎に順次行う電荷の蓄積における、一水平ラインの電荷の蓄積を開始してから次の水平ラインの電荷の蓄積を開始するまでの時間Ｔｈｄである。この時間Ｔｈｄを図６（ｂ）にＴｈｄとして示す。フラッシュ制御部４６によるフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングは、上記式（３）によって決定されることで、図６（ｂ）に示すタイミングで発光される。

フラッシュ４８が図６（ｂ）に示すタイミングでプリ発光することにより、撮像素子１４のセンサ中央の水平ラインであるｙ／２ラインから上部の水平ライン（一部の領域）が、外光及びプリ発光の反射光により露光される。また、撮像素子２４のセンサ中央の水平ラインであるｙ／２ラインより下部の水平ライン（一部の領域）が、外光及びプリ発光の反射光により露光される。一方、撮像素子１４のセンサ中央の水平ラインであるｙ／２ラインより下部の水平ライン（他の一部の領域）は、外光のみにより露光され、プリ発光の反射光には露光されない。同様に、撮像素子２４のセンサ中央の水平ラインであるｙ／２ラインから上部の水平ライン（他の一部の領域）は、外光のみにより露光され、プリ発光の反射光には露光されない。このように、フラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光されない撮像素子１４の領域に対応する撮像素子２４の領域が、プリ発光の反射光により露光される。

なお、本実施形態において、フラッシュ制御部４６は、タイミング発生部３０からＨＤ信号を供給されるため、撮像素子１４、２４の駆動のタイミングに同期させてフラッシュ４８の発光タイミングを制御することができる。

また、フラッシュ４８のプリ発光の発光時間を時間Ｔｆとする。本実施形態において、時間Ｔｆは、撮像素子１４、２４の水平ライン毎に順次行う電荷の蓄積における、一水平ラインの電荷の蓄積を開始してから次の水平ラインの電荷の蓄積を開始するまでの時間Ｔｈｄよりも短い時間になるよう設定される。フラッシュ４８のプリ発光の発光時間Ｔｆを時間Ｔｈｄよりも短い時間になるよう制御することで、撮像素子１４、２４のプリ発光の反射光により露光される領域はすべて所定の光量のプリ発光の影響を受けるようにすることができる。また、プリ発光の反射光により露光されない領域はすべてプリ発光の影響を受けないようにすることができる。プリ発光の発光時間Ｔｆ及び時間Ｔｈｄは、いずれもカメラの露出条件に依らない固定値で良い。

図５に戻り、５０２の後、プリ発光撮影を行う（Ｓ５０３）。プリ発光撮影において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４は、電荷の蓄積と読み出しの処理をそれぞれの方向で処理していき、フラッシュ４８は、Ｓ５０２で決定されたタイミングで発光する。

次に、撮像制御部１８は、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の電荷の蓄積と読み出しの処理を、Ｓ５０１で行われた変更の前の状態であるセンサ上部の水平ラインから順次行うように変更する（Ｓ５０４）。

続いて、Ｓ５０３のプリ発光撮影によって取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの画像データを用いてフラッシュ発光撮影時のフラッシュ４８の本発光量を算出する（Ｓ５０５）。ここで、Ｓ５０５における本発光量の算出処理について詳細を説明する。

従来のデジタルカメラでのフラッシュ調光処理は、プリ発光して露光するプリ発光撮影と、プリ発光せずに外光のみで露光する外光撮影の二回の撮影を行い、両撮影から取得された二枚の画像データから演算して求める方法が一般的である。しかし、本発明の本実施形態にかかるデジタルカメラのフラッシュ調光処理は、外光撮影を行う必要はなく、プリ発光撮影のみで取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの二枚の画像データを用いて演算して求める。本実施形態において、Ｓ５０３のプリ発光撮影における第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の露出条件は同じ設定である。

まず、Ｓ５０４のプリ発光撮影で取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの２枚の画像データを用いて被写体の重みを算出する。なお、前述の通り、両画像データを取得した第一及び第二の撮像部１０１、１０２の露出条件は同じである。まず、二枚の画像をｍ×ｎのブロックに分割して、ブロック毎に輝度値を算出する。ここで、ｍ、ｎは、任意の自然数である。ただし、縦方向のブロック数ｎは偶数とする。輝度値は下記の式（４）で算出する。
Ｙ＝３×ＷｂＲ×Ｒ＋６×ＷｂＧ×Ｇ＋ＷｂＢ×Ｂ …（４）
ここで、ＷｂＲ、ＷｂＧ、ＷｂＢは、それぞれ赤、緑、青のホワイトバランス係数であり、Ｒ、Ｇ、Ｂは、それぞれ赤、緑、青のブロック積分平均値である。

図７に、Ｓ５０３のプリ発光撮影で取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの画像データの一例を示す。図７において、７０１はプリ発光撮影で取得された第一の撮像部１０１の撮像素子１４からの画像データの一例である。画像７０１の画像サイズは、横ｘ画素、縦ｙ画素である。また、画像７０１は、ここでは１０×６のブロックに分割されている。７０２は被写体像である。７０３は画像７０１のうち、外光とプリ発光の反射光により露光されている領域であり、この領域７０３においてブロック毎に算出される輝度値をプリ発光測光値とする。領域７０３は画像７０１の中央から上部の領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ／２画素である。７０４は、画像７０１のうち外光のみにより露光されている領域であり、この領域７０４においてブロック毎に算出される輝度値を外光測光値とする。本実施形態において、領域７０４は画像７０１の中央の水平ラインから下部の領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ／２画素である。

また、７０５はプリ発光撮影で取得された第二の撮像部１０２の撮像素子２４からの画像データの一例である。画像７０５の画像サイズは、横ｘ画素、縦ｙ画素である。また、画像７０５は、画像７０１と同様に、ここでは１０×６のブロックに分割されている。７０６は画像７０５のうち、外光のみにより露光されている領域であり、この領域７０６においてブロック毎に算出される輝度値は、外光測光値である。本実施形態において、領域７０６は画像７０５の中央の水平ラインから上部の領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ／２画素であって、画像７０１における領域７０３に対応する領域である。７０７は画像７０５のうち、外光とプリ発光の反射光により露光されている領域であり、この領域７０７においてブロック毎に算出される輝度値はプリ発光測光値である。本実施形態において、領域７０７は画像７０５の中央の水平ラインから下部の領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ／２画素であって、画像７０１における領域７０４に対応する領域である。

このとき、各ブロックのプリ発光による輝度値ＦＬＡＳＨｉｊは以下の式（５）で与えられる。
ＦＬＡＳＨｉｊ＝｜Ｙ１ｉｊ−Ｙ２ｉｊ｜ （１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ）…（５）
ここで、Ｙ１ｉｊは、プリ発光撮影で取得された第一の撮像部１０１の撮像素子１４からの画像データのブロック毎に算出される輝度値である。また、Ｙ２ｉｊは、プリ発光撮影で取得された第二の撮像部１０２の撮像素子２４からの画像データのブロック毎に算出される輝度値である。ｉ，ｊは、各ブロックのｘｙ座標を示す。本実施形態において、各画像データはｍ×ｎのブロックに分割されている。図７においては、ｍ＝１０、ｎ＝６である。図７に示すように、画像７０１のあるブロックの輝度値Ｙ１ｉｊがプリ発光測光値であるとき、画像７０５の同ブロックの輝度値Ｙ２ｉｊは外光測光値である。逆に、画像７０１のあるブロックの輝度値Ｙ１ｉｊが外光測光値であるとき、画像７０５の同ブロックの輝度値Ｙ２ｉｊはプリ発光測光値である。そのため、二枚の画像データのブロック毎の輝度差が、各ブロックのプリ発光による輝度値となる。

さらに、被写体は画面中央にいる確率が高いため、下記の式（６）のように、図８に示すような中央重点重み係数Ｗｉｊをプリ発光による輝度値ＦＬＡＳＨｉｊに乗算することで被写体重みＷｌｉｊを算出する。
Ｗｌｉｊ＝ＦＬＡＳＨｉｊ×Ｗｉｊ （１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ） …（６）

図９は、外光のみの被写体輝度値ＤＬと外光及びプリ発光の被写体輝度値ＦＬを表す。なお、被写体輝度値ＤＬ及びＦＬは、被写体重みＷｌｉｊを用いて下記の式（７）から（１２）で算出する。
ＦＬ１＝Σ（Ｙ１ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ／２） …（７）
ＤＬ１＝Σ（Ｙ１ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，ｎ／２＋１≦ｊ≦ｎ） …（８）
ＤＬ２＝Σ（Ｙ２ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ／２） …（９）
ＦＬ２＝Σ（Ｙ２ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，ｎ／２＋１≦ｊ≦ｎ） …（１０）
ＦＬ＝（ＦＬ１＋ＦＬ２）／２ …（１１）
ＤＬ＝（ＤＬ１＋ＤＬ２）／２ …（１２）
ここで、ＦＬ１は、図７の領域７０３の外光及びプリ発光の被写体輝度値であり、ＤＬ１は領域７０４の外光のみの被写体輝度値である。また、ＦＬ２は、図７の領域７０７の外光及びプリ発光の被写体輝度値であり、ＤＬ１は領域７０６の外光のみの被写体輝度値である。

このとき、プリ発光による輝度値は図９に示すようにＦＬ−ＤＬとなる。また、Ｙｒｅｆを予め定めた被写体の適正輝度値とすると、本発光量は、Ｙｒｅｆ−ＤＬとなる。したがって、プリ発光量に対して何倍の発光量を照射すればよいか（「ΔＥＦ」と呼ぶ。）については、下記の式（１３）により算出することができる。
ΔＥＦ＝（Ｙｒｅｆ−ＤＬ）／（ＦＬ−ＤＬ） …（１３）
式（１３）で算出したΔＥＦ、すなわちプリ発光量の何倍の発光量で照射すればよいかの値は、本発光撮影時の露出条件がプリ発光撮影時の露出条件と同じ条件の場合についてである。プリ発光撮影時と本発光撮影時の露出条件が異なる場合は、下記の（１４）を用いて算出する。
ΔＥＦ＝Ｙｒｅｆ−ＤＬ×２^{（ΔＳＶ＋ΔＡｖ＋ΔＴｖ）}／（ＦＬ−ＤＬ）×２^{（ΔＳＶ＋ΔＡｖ）} …（１４）
ただし、ΔＳｖ、ΔＡｖ、ΔＴｖはそれぞれ撮影感度差分値、絞り値差分値、電荷蓄積時間差分値である。プリ発光撮影時の露出条件を、撮影感度Ｓｖｐ、電荷蓄積時間Ｔｖｐ、絞り値Ａｖｐとし、本発光撮影時の露出条件を、撮影感度Ｓｖｃ、電荷蓄積時間Ｔｖｃ、絞り値Ａｖｃとした場合、下記の式（１５）により求めることができる。
ΔＳｖ＝Ｓｖｐ−Ｓｖｃ
ΔＡｖ＝Ａｖｐ−Ａｖｃ
ΔＴｖ＝Ｔｖｐ−Ｔｖｃ …（１５）

上述したように、画像データの中央の水平ラインより上部の領域において、プリ発光撮影で得られた撮像素子１４からの画像データは外光及びプリ発光の反射光によるデータであり、撮像素子２４からの画像データは外光のみによるデータである。そのため、２つの画像の差分からプリ発光量を算出し、フラッシュ４８の本発光量を算出することができる。また、画像データの中央の水平ラインより下部の領域においては、プリ発光撮影で得られた撮像素子１４からの画像データは外光のみによるデータであり、撮像素子２４からの画像データは外光及びプリ発光の反射光によるデータである。そのため、同様にして、２つの画像の差分からプリ発光量を算出し、フラッシュ４８の本発光量を算出することができる。すなわち、本発明の本実施形態においては、一度のプリ発光撮影から得られた画像データから、全画面でフラッシュ調光することができる。

続いて、図３のＳ３１０によって算出されたフラッシュ４８の本発光量でフラッシュ発光撮影を行う（Ｓ３１１）。次に、Ｓ３１１のフラッシュ発光撮影で取得した画像データをメモリ３８に記録する。そして、システム制御部５０は、表示部４０に対し、画像のクイックレビュー表示を行う（Ｓ３１２）。Ｓ３１２の後、システム制御部５０は、取得した画像データを画像ファイルとして記録媒体２００に対し書き込みを行う記録処理を実行する（Ｓ３１３）。

以上、第１の実施形態の撮像装置の一例であるデジタルカメラ１００においては、プリ発光撮影時の第二の撮像部１０２の撮像素子２４の電荷の蓄積と読み出しを第一の撮像部１０１の撮像素子１４の電荷の蓄積と読み出しと異なる方向で処理を行うよう制御する。また、フラッシュ４８は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８の反射光により露光されない領域に対応する、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域を、フラッシュ４８の反射光により露光するよう発光タイミングが制御される。つまり、フラッシュ４８は、プリ発光撮影時に、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の画面の中央の水平ラインの電荷の蓄積が開始されるタイミングでプリ発光する。

さらに、上記のように制御されたプリ発光撮影によって取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの２つの画像データを用いてフラッシュ４８の本発光量を算出する。このとき、画像データの中央の水平ラインより上部の領域と下部の領域のそれぞれにおいて、一方の画像の領域が外光及びプリ発光の反射光により露光されている場合、もう一方の画像の領域が外光のみにより露光されている。そのため、２つの画像データの差分から画面全体でフラッシュ４８のプリ発光量を算出し、その値からフラッシュ４８の本発光量を算出することができる。以上の処理により、フラッシュ４８の一度のプリ発光を露光するプリ発光撮影のみで全画面でフラッシュ調光することができる。これにより、レリーズタイムラグを低減し、かつ本発光時の発光量を適正に算出することができる。

なお、本第１の実施形態において、撮像制御部１８は、プリ発光撮影時における第二の撮像部１０２の撮像素子２４の各水平ラインの電荷の蓄積と読み出し順序を変更した。しかし、第一の撮像部１０１の撮像素子１４と第二の撮像部１０２の撮像素子２４のそれぞれの水平ラインの電荷の蓄積と読み出し順序がお互いに逆方向であれば、撮像素子１４、２４のいずれを制御しても構わない。

また、プリ発光撮影によって取得された画像データを用いたフラッシュ調光処理は、撮像制御部１８によって撮像素子１４、２４のいずれが制御されたかに合わせて、外光及びプリ発光の反射光により露光された領域か、外光のみにより露光された領域かの処理を変えれば良い。撮像制御部１８が、プリ発光撮影時における第一の撮像部１０１の撮像素子１４の各水平ラインの電荷の蓄積と読み出し順序を変更した場合、例えば、式（７）から（１０）までの式を、下記の式（１６）から（１９）に変えれば良い。その他の処理は特に変える必要は無い。
ＦＬ１＝Σ（Ｙ１ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，ｎ／２＋１≦ｊ≦ｎ） …（１６）
ＤＬ１＝Σ（Ｙ１ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ／２） …（１７）
ＤＬ２＝Σ（Ｙ２ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，ｎ／２＋１≦ｊ≦ｎ） …（１８）
ＦＬ２＝Σ（Ｙ２ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦ｎ／２） …（１９）

なお、上記例では、撮像素子１４、２４の全ての領域から電荷を読み出して得られる画像に基づいて本発光量を算出する場合について説明した。しかしながら、本発明はこれに限るものではなく、撮像素子１４、２４の一部の領域を測光領域として設定し、設定された領域から得られる画像に基づいて本発光量を求めても良い。その場合、測光領域の半分にあたる行の電荷を蓄積開始するタイミングで、フラッシュ４８を発光させるように制御すれば良い。

＜第２の実施形態＞
上記第１の実施形態では、プリ発光撮影において、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４のいずれか一方の各水平ラインの電荷の蓄積と読み出し順序を変更して、互いの電荷の蓄積と読み出し順序が逆となるようにした。そして、プリ発光撮影におけるフラッシュ４８の発光タイミングは、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８の発光の反射光により露光されない領域に対応する、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域が露光されるように決定する。よって、第１の実施形態において、フラッシュ４８は第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４がセンサ中央の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングで発光する。

しかしながら、フラッシュ４８の発光応答特性が遅い場合、フラッシュ４８の発光するタイミング前後の水平ラインで、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４がともにプリ発光の反射光により露光される可能性がある。もしくは撮像素子１４、２４がともにプリ発光の反射光により露光されない可能性がある。このような場合、これらの水平ラインから成る領域では、精度よく調光できない。特に第１の実施形態の場合、撮像素子１４、２４の中央の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングでフラッシュ４８はプリ発光するため、画像の中央に精度よく調光ができない領域ができる可能性がある。中央重点測光のときには、画像の中央に調光の重みづけがなされるため、調光の精度を損なう恐れがある。また、特定のスポット枠内の被写体輝度を用いてフラッシュ調光を行うスポット測光の場合には、中央にスポットがある場合に、精度よく調光できない可能性がある。

第２の実施形態では、上記の問題に対応した制御方法について説明する。なお、第２の実施形態に係るデジタルカメラの構成は、上述した第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。また、第２の実施形態のフラッシュ発光撮影モードにおける撮影動作は、図３のＳ３１０におけるフラッシュ調光処理以外は、上述した第１の実施形態の場合と同じである。従って、以下、第２の実施形態に係るデジタルカメラにおいて、第１の実施形態と異なる部分について説明する。

図１０は、図３のＳ３１０において第２の実施形態で行われるフラッシュ調光処理のフローチャートであり、図５に示す処理の代わりに行われる。

まず、撮像制御部１８は、プリ発光撮影時における第二の撮像部１０２の撮像素子２４（第２の撮像素子）のセンサ上部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングを変更する（Ｓ１００１）。本第２の実施形態において、撮像制御部１８は、第二の撮像部１０２の撮像素子２４が各水平ラインの電荷の読み出しを開始するタイミングで、第一の撮像部１０１の撮像素子１４（第１の撮像素子）が各水平ラインの電荷の蓄積を開始するよう制御する。撮像制御部１８が、第二の撮像部１０２の撮像素子２４のセンサ上部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングを変更する時間差を時間Ｔｄとすると、時間Ｔｄは式（２０）で求めることができる。
Ｔｄ＝Ｔｔｖ …（２０）
ここで、Ｔｔｖは、ＡＰＥＸ表記された電荷蓄積時間Ｔｖの時間換算である。

次に、フラッシュ制御部４６によるフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する（Ｓ１００２）。ここで、フラッシュ制御部４６は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光されない領域に対応する、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域が露光されるようにフラッシュ４８を発光するよう制御する。ただし、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングの算出方法は、第１の実施形態と異なる。

第２の実施形態において、フラッシュ制御部４６は、タイミング発生部３０からＶＤを供給されており、ＶＤの立ち下がりからプリ発光までの時間を時間Ｔとしてフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する。時間Ｔは、以下の式（２１）及び（２２）に従い決定する。なお、Ｔ１は、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各撮像素子１４、２４がセンサ上部あるいは下部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングからセンサ中央の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングまでの時間である。
Ｔ２−Ｔｄ＋２×Ｔ１≦Ｔ≦Ｔ２＋Ｔｔｖ
（Ｔ１＜Ｔｔｖ≦２×Ｔ１） …（２１）
Ｔ２≦Ｔ≦Ｔ２＋２×Ｔ１ （２×Ｔ１＜Ｔｔｖ） …（２２）
本第２の実施形態のフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングは、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の電荷蓄積時間Ｔｔｖによって条件が異なる。

式（２１）は、電荷蓄積時間Ｔｔｖが、撮像素子１４、２４の最初の水平ラインの電荷の蓄積の開始から、中央の水平ラインの電荷の蓄積の開始よりも長く、最後の水平ラインの電荷の蓄積の開始までの時間２×Ｔ１よりも短い場合である。このとき、フラッシュ４８は、式（２１）に示すように、撮像素子２４の最初の水平ラインの電荷の読み出しを開始してから、第一の撮像部１０１の撮像素子１４の最初の水平ラインの電荷の読み出しを開始するまでの期間の任意のタイミングで発光する。

また、式（２２）は、電荷蓄積時間Ｔｔｖが、撮像素子１４、２４の最初の水平ラインの電荷の蓄積の開始から、最後の水平ラインの電荷の蓄積の開始までの時間２×Ｔ１よりも長い場合である。このとき、フラッシュ４８は、式（２２）に示すように、撮像素子２４の最初の水平ラインの電荷の読み出しを開始してから、同じく撮像素子２４の最後の水平ラインの電荷の読み出しを開始するまでの期間の任意のタイミングで発光する。

ここで、Ｓ１００１で決定される撮像制御部１８によって制御された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の電荷の蓄積及び読み出しタイミングと、Ｓ１００２で決定されるフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングについて、図１１を用いて説明する。図１１は、本第２の実施形態のプリ発光撮影における第一及び第二の撮像部１０１、１０２の電荷の蓄積及び読み出しタイミングと、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを表すタイミングチャートである。特に、図１１（ａ）は式（２１）に示す条件におけるタイミングチャートを、図１１（ｂ）は式（２２）に示す条件におけるタイミングチャートをそれぞれ示す。

図１１において、ＶＤは垂直同期信号である。また、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の各フィールド期間に記された平行四辺形は、各撮像素子１４、２４が水平ライン毎に電荷の蓄積と読み出しを順次行い、画面領域を露光するタイミングを模擬的に表したものである。

平行四辺形１１０１は、プリ発光撮影フィールドにおいて第一の撮像部１０１の撮像素子１４を露光するタイミングを表す、第一の撮像素子１４の露光期間である。撮像素子１４の電荷の蓄積と読み出しの処理は、センサ上部の水平ラインから順次行っている。平行四辺形１１０２は、プリ発光撮影フィールドにおいて第二の撮像部１０２の撮像素子２４を露光するタイミングを表す、第二の撮像素子２４の露光期間である。第１の実施形態と異なり、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の電荷の蓄積と読み出しの処理は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４と同様にセンサ上部の水平ラインから順次行っている。第二の撮像部１０２の撮像素子２４の上部の最初の水平ラインが電荷の蓄積を開始するタイミングは、撮像制御部１８により制御されたため（図１０のＳ１００１）、第一の撮像部１０１の撮像素子１４のタイミングよりも時間Ｔｄだけ早くなっている。上述したように、時間Ｔｄは各水平ラインの電荷蓄積時間Ｔｔｖに等しい。そのため、第二の撮像部１０２の撮像素子２４が各水平ラインの電荷の読み出しを開始するタイミングと、第一の撮像部１０１の撮像素子１４が各水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングは一致している。ここで、電荷蓄積時間Ｔｔｖは、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の最初の水平ラインの電荷の蓄積もしくは読み出しの開始から、最後の水平ラインの電荷の蓄積もしくは読み出し開始までの時間２×Ｔ１よりも短い。

フラッシュ制御部４６は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光されない領域に対応する第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域が露光されるように、フラッシュ４８を発光するよう制御する。フラッシュ４８のプリ発光タイミングを図中に「プリ発光」として示す。このとき、フラッシュ４８は、式（２１）に示すように、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の最初の水平ラインの電荷の読み出しを開始してから、撮像素子１４の最初の水平ラインの電荷の読み出しを開始するまでの期間の任意のタイミングで発光する。任意のタイミングでフラッシュ４８が発光する期間を図中にＴ３として示す。

図１１（ａ）において、第一の撮像部１０１の露光期間１１０１の領域Ａは、第一の撮像部１０１の撮像素子１４において、フラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される領域である。言い換えると、領域Ａは、第一の撮像部１０１の撮像素子１４において、フラッシュ４８が式（２１）を満たす任意の時間Ｔでプリ発光するタイミングで電荷の蓄積を開始する水平ラインから上部の領域である。

一方、第二の撮像部１０２の露光期間１１０２の領域Ｂは、第二の撮像部１０２の撮像素子２４において、フラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される領域である。言い換えると、領域Ｂは、第二の撮像部１０２の撮像素子２４において、フラッシュ４８が式（２１）を満たす任意の時間Ｔでプリ発光するタイミングで電荷の読み出しを開始する水平ラインから下部の領域である。このように、式（２１）を満たす任意の時間Ｔにより決定されるフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって、撮像素子１４、２４における外光及びプリ発光により露光される領域と、外光のみにより露光される領域との境界を任意に制御することができる。

図１１（ｂ）において、平行四辺形１１０３は、プリ発光撮影フィールドにおいて第一の撮像部１０１の撮像素子１４を露光するタイミングを表す、第一の撮像素子１４の露光期間である。撮像素子１４の電荷の蓄積と読み出しの処理は、センサ上部の水平ラインから順次行っている。平行四辺形１１０４は、プリ発光撮影フィールドにおいて第二の撮像部１０２の撮像素子２４を露光するタイミングを表す、第二の撮像素子２４の露光期間である。図１０のＳ１００１の処理により、第二の撮像部１０２の撮像素子２４が各水平ラインの電荷の読み出しを開始するタイミングと、第一の撮像部１０１の撮像素子１４が各水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングは一致している。だだし、図１１（ａ）に示すタイミングと異なり、電荷蓄積時間Ｔｔｖが、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の最初の水平ラインの電荷の蓄積の開始から、最後の水平ラインの電荷の蓄積の開始までの時間２×Ｔ１よりも長い。

フラッシュ制御部４６は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光されない領域に対応する第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域が露光されるように、フラッシュ４８を発光するよう制御する。フラッシュ４８のプリ発光タイミングを図中に「プリ発光」として示す。このとき、フラッシュ４８は、式（２２）に示すように、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の最初の水平ラインの電荷の読み出しを開始してから、撮像素子２４の最後の水平ラインの電荷の読み出しを開始するまでの期間の任意のタイミングで発光する。任意のタイミングでフラッシュ４８が発光する期間を図中にＴ４として示す。

図１１（ｂ）において、第一の撮像部１０１の露光期間１１０３の領域Ｃは、第一の撮像部１０１の撮像素子１４において、フラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される領域である。言い換えると、領域Ｃは、第一の撮像部１０１の撮像素子１４において、フラッシュ４８が式（２２）を満たす任意の時間Ｔでプリ発光するタイミングで電荷の蓄積を開始する水平ラインから上部の領域である。

一方、第二の撮像部１０２の露光期間１１０４の領域Ｄは、第二の撮像部１０２の撮像素子２４において、フラッシュ４８のプリ発光の反射光により露光される領域である。言い換えると、領域Ｄは、第二の撮像部１０２の撮像素子２４において、フラッシュ４８が式（２２）を満たす任意の時間Ｔでプリ発光するタイミングで電荷の読み出しを開始する水平ラインから下部の領域である。このように、式（２２）を満たす任意の時間Ｔにより決定されるフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって、撮像素子１４、２４における外光及びプリ発光により露光される領域と、外光のみにより露光される領域との境界を任意に制御することができる。

図１０のステップ１００２の後、上述したフラッシュ４８の発光タイミング及び撮像素子１４、２４の読み出し制御によりプリ発光撮影を行う（Ｓ１００３）。Ｓ１００４で、撮像制御部１８は、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の電荷の蓄積の開始タイミングを、Ｓ１００１で行われた制御の前の状態である、第一の撮像部１０１の撮像素子１４の電荷の蓄積の開始タイミングと同じタイミングになるように変更する。

続いて、第２の実施形態におけるステップＳ１００３のプリ発光撮影によって取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの画像データを用いてフラッシュ発光撮影時のフラッシュ４８の本発光量を算出する（Ｓ１００５）。以下、Ｓ１００５における本発光量算出の処理について詳細を説明する。

まず、上述したプリ発光撮影で取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの２枚の画像データを用いて被写体の重みを算出する。第２の実施形態における被写体重みの算出は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

図１２に、第２の実施形態においてプリ発光撮影で取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの画像データの一例を示す。図１２において、１２０１は、プリ発光撮影で取得された第一の撮像部１０１の撮像素子１４からの画像データの一例である。画像１２０１の画像サイズは、横ｘ画素、縦ｙ画素である。また、画像１２０１は、ここでは１０×６のブロックに分割されている。１２０２は被写体像である。１２０３は、画像１２０１のうち、外光とプリ発光からの反射光により露光されている領域であり、この領域においてブロック毎に算出される輝度値をプリ発光測光値とする。領域１２０３は、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって決まる領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ＿１画素である。ｙ＿１は、以下の式（２３）を満たす。
ｙ＿１＝｛（Ｔ−Ｔ２）／（２×Ｔ１）｝×ｙ …（２３）
ここで、時間Ｔは、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングを決定する時間であり、式（２１）及び（２２）を満たしている。以降の計算式の時間Ｔも、すべて同様である。

１２０４は、画像１２０１のうち外光のみにより露光されている領域であり、この領域１２０４においてブロック毎に算出される輝度値を外光測光値とする。本実施形態において、領域１２０４は、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって決まる領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ＿２画素である。ｙ＿２は、以下の式（２４）を満たす。
ｙ＿２＝ｙ−ｙ＿１＝｛（２×Ｔ−Ｔ＋Ｔ２）／（２×Ｔ１）｝×ｙ …（２４）

また、１２０５はプリ発光撮影で取得された第二の撮像部１０２の撮像素子２４からの画像データの一例である。画像１２０５の画像サイズは、横ｘ画素、縦ｙ画素である。また、画像１２０５は、画像１２０１と同様に、ここでは１０×６のブロックに分割されている。１２０６は画像１２０５のうち、外光のみにより露光されている領域であり、この領域１２０６においてブロック毎に算出される輝度値は、外光測光値である。本実施形態において、領域１２０６は、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって決まる領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ＿１画素である。ｙ＿１は、式（２３）を満たす。領域１２０６は、画像１２０１における領域１２０３に対応する領域である。

１２０７は、画像１２０５のうち、外光とプリ発光の反射光により露光されている領域であり、この領域１２０７においてブロック毎に算出される輝度値はプリ発光測光値である。本実施形態において、領域１２０７は、フラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって決まる領域であり、サイズは横ｘ画素、縦ｙ＿２画素である。ｙ＿２は、式（２４）を満たす。領域１２０７は、画像１２０１における領域１２０４に対応する領域である。

また、本第２の実施形態の各ブロックのプリ発光による輝度値ＦＬＡＳＨｉｊの算出方法は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。第１の実施形態と同様に、図１２に示すように、画像１２０１のあるブロックの輝度値Ｙ１ｉｊがプリ発光測光値であるとき、画像１２０５の同ブロックの輝度値Ｙ２ｉｊは外光測光値である。逆に、画像１２０１のあるブロックの輝度値Ｙ１ｉｊが外光測光値であるとき、画像１２０５の同ブロックの輝度値Ｙ２ｉｊはプリ発光測光値である。そのため、二枚の画像データのブロック毎の輝度差が、各ブロックのプリ発光による輝度値となる。さらに、本実施形態の被写体重みＷｌｉｊの算出は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本第２の実施形態において、外光のみの被写体輝度値ＤＬと外光及びプリ発光の被写体輝度値ＦＬは、被写体重みＷｌｉｊを用いて下記の式（２５）〜（３０）で算出する。
ＦＬ１＝Σ（Ｙ１ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦｛（Ｔ―Ｔ２）／（２×Ｔ１）｝×ｙ／ｎ） …（２５）
ＤＬ１＝Σ（Ｙ１ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，｛（Ｔ―Ｔ２）／（２×Ｔ１）｝×ｙ／ｎ＋１≦ｊ≦ｎ）…（２６）
ＤＬ２＝Σ（Ｙ２ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，１≦ｊ≦｛（Ｔ―Ｔ２）／（２×Ｔ１）｝×ｙ／ｎ）…（２７）
ＦＬ２＝Σ（Ｙ２ｉｊ×Ｗｌｉｊ）／ΣＷｌｉｊ
（１≦ｉ≦ｍ，｛（Ｔ―Ｔ２）／（２×Ｔ１）｝×ｙ／ｎ＋１≦ｊ≦ｎ）…（２８）
ＦＬ＝（ＦＬ１＋ＦＬ２）／２ …（２９）
ＤＬ＝（ＤＬ１＋ＤＬ２）／２ …（３０）
ここで、ＦＬ１は、図１２の領域１２０３の外光及びプリ発光の被写体輝度値であり、ＤＬ１は領域１２０４の外光のみの被写体輝度値である。また、ＦＬ２は、図１２の領域１２０７の外光及びプリ発光の被写体輝度値であり、ＤＬ１は領域１２０６の外光のみの被写体輝度値である。

プリ発光量に対して何倍の発光量を照射すればよいか（「ΔＥＦ」と呼ぶ。）については、第１の実施形態と同様に式（１３）で算出する。また、プリ発光撮影時と本発光撮影時の露出条件が異なる場合は、第１の実施形態と同様に式（１４）を用いて算出する。

以上のようにして、Ｓ１００５の本発光量算出の処理を終え、第２の実施形態のフラッシュ調光処理フローを終了する。

以上、第２の実施形態の撮像装置の一例であるデジタルカメラ１００においては、プリ発光撮影時の第二の撮像部１０２の撮像素子２４の各水平ラインの電荷の蓄積開始のタイミングを変更する。具体的には、撮像制御部１８は、第二の撮像部１０２の撮像素子２４が各水平ラインの電荷の読み出しを開始するタイミングで、第一の撮像部１０１の撮像素子１４が各水平ラインの電荷の蓄積を開始するようタイミングを制御する。また、フラッシュ４８は、第一の撮像部１０１の撮像素子１４においてフラッシュ４８からの反射光により露光されない領域に対応する、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の領域を、フラッシュ４８の反射光により露光するよう発光タイミングが制御される。つまり、フラッシュ４８は、第二の撮像部１０２の撮像素子２４の各水平ラインの電荷の読み出しのタイミングと、第一の撮像部１０１の撮像素子１４の各水平ラインの電荷の蓄積のタイミングとが重なる期間内の任意のタイミングでプリ発光する。

さらに、上記のように制御されたプリ発光撮影によって取得された第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４からの２つの画像データを用いてフラッシュ４８の本発光量を算出する。このとき、画像データのうち、フラッシュ４８のプリ発光したタイミングで電荷の読み出しを開始した水平ラインより上部の領域と下部の領域のそれぞれにおいて、一方の画像の領域が外光及びプリ発光を露光している場合、もう一方の画像の領域が外光のみを露光している。そのため、２つの画像データの差分から画面全体でフラッシュ４８のプリ発光量が算出され、その値からフラッシュ４８の本発光量を算出される。

以上の処理により、フラッシュ４８の一度のプリ発光で露光するプリ発光撮影のみで全画面でフラッシュ調光することができる。さらに、任意に設定することのできるフラッシュ４８のプリ発光の発光タイミングによって、プリ発光撮影で取得される画像における外光及びプリ発光を露光する領域と外光のみを露光する領域との境界を任意に制御することができる。これにより、フラッシュ４８の発光応答特性が遅い場合に発生する、発光タイミング前後の水平ラインから成る調光精度が低下する領域を、任意にずらすことができるため、例えば、中央重点測光時に、調光精度が低下する領域を中心からずらすことができる。また、スポット測光時に、調光精度が低下する領域をスポット内に入らないようにすることができる。これにより、フラッシュ４８の発光応答特性が遅い場合にも、精度良くフラッシュ調光できる。

第２の実施形態において、撮像制御部１８は、プリ発光撮影時における第二の撮像部１０２の撮像素子２４のセンサ上部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングを変更した。しかし、撮像素子１４、２４のうち、いずれか一方が各水平ラインの電荷の読み出しを開始するタイミングで、もう一方が各水平ラインの電荷の蓄積を開始するよう制御されるのであれば、撮像素子１４、２４のいずれを制御しても構わない。

また、撮像制御部１８はプリ発光撮影時における第二の撮像部１０２の撮像素子２４のセンサ上部の最初の水平ラインの電荷の蓄積を開始するタイミングを、第一の撮像部１０１の撮像素子１４の同じタイミングに対して早くなるよう制御した。しかし、タイミングの制御は必ずしも早くする必要はなく、タイミングを遅らせても良い。この場合も、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４のうち、いずれか一方が各水平ラインの電荷の読み出しを開始するタイミングで、もう一方が各水平ラインの電荷の蓄積を開始するよう制御される。

また、フラッシュ４８は、撮像素子１４、２４のいずれが制御されたか、もしくは電荷の蓄積を開始するタイミングを早くしたか遅くしたかに合わせて制御すれば良い。いずれの場合も、第一及び第二の撮像部１０１、１０２の撮像素子１４、２４の一方の各水平ラインの電荷の読み出しと、もう一方の各水平ラインの電荷の蓄積開始が重なる期間内の任意のタイミングでプリ発光される。

また、プリ発光撮影によって取得された画像データを用いたフラッシュ調光処理は、被写体輝度値ＤＬ、ＦＬの算出処理を変えれば良い。被写体輝度値ＤＬ、ＦＬの算出は、撮像素子１４、２４のいずれが制御されたか、もしくは電荷の蓄積を開始するタイミングを早くしたか遅くしたかに合わせて、画像データの外光及びプリ発光を露光する領域か、外光のみを露光する領域かの処理を変える。その他の処理は特に変える必要は無い。

なお、第１及び第２の実施形態では、フラッシュ発光撮影モードに設定された場合を例に説明したが、本発明の特徴はフラッシュ発光撮影に先だってプリ発光を伴うフラッシュ調光処理時が実施されるものであればよく、撮影モードに限定されるものではない。例えば、自動撮影モード時において、ＡＥ処理の結果光量が足りず、結果としてフラッシュ発光撮影になった場合に、プリ発光を伴うフラッシュ調光処理時に本発明の特徴である処理を実施してもよい。

Claims (10)

1. 同じ被写体を撮影するように視差を持って設置された第１及び第２の撮像素子と、
   前記第１及び第２の撮像素子の電荷の蓄積と読み出しを制御する撮像制御手段と、
   前記被写体を照明する光を発光する発光手段と、
   前記発光手段を発光させるタイミングを制御する発光制御手段と、
   前記発光手段をプリ発光させて前記第１及び第２の撮像素子で撮像した２つの画像の輝度の差分に基づいて、予め決められた輝度の画像を得るために必要な前記発光手段の発光量を算出する算出手段とを有し、
   前記２つの画像を撮像する際に、前記第１の撮像素子の一部の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されると共に、前記一部の領域を除く前記第１の撮像素子の他の一部の領域は電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されず、前記一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間は前記プリ発光の反射光により露光されないとともに、前記他の一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されるように、前記撮像制御手段が前記第１及び第２の撮像素子の電荷の蓄積開始及び読み出しタイミングを制御し、前記発光制御手段が前記発光手段をプリ発光させるタイミングを制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像制御手段は、前記第１の撮像素子の電荷の蓄積開始及び読み出しを第１の方向に行い、前記第２の撮像素子の電荷の蓄積及び読み出しを、前記第１の方向と逆の第２の方向に行い、
   前記発光制御手段は、前記第１及び第２の撮像素子から電荷を読み出す領域の半分にあたる行の電荷を蓄積開始するタイミングで、前記発光手段をプリ発光させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像制御手段は、前記第１の撮像素子の電荷の蓄積開始を、前記第２の撮像素子の電荷の蓄積開始から電荷蓄積時間、遅らせ、
   前記発光制御手段は、前記第２の撮像素子の電荷の読み出しにかかる時間と、前記第１の撮像素子の電荷の蓄積開始にかかる時間とが重なる間に、前記発光手段をプリ発光させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記発光制御手段は、前記第２の撮像素子の電荷の読み出しを開始してから、前記第２の撮像素子の電荷の読み出しが終了するまでの間に、前記発光手段をプリ発光させることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記発光制御手段は、前記第１及び第２の撮像素子の中央の行の電荷の蓄積を開始するタイミングを除くタイミングで、前記発光手段をプリ発光させることを特徴とする請求項３または４に記載の撮像装置。
6. 同じ被写体を撮影するように視差を持って設置された第１及び第２の撮像素子と、前記被写体を照明する光を発光する発光手段とを有する撮像装置の制御方法であって、
   制御手段が、前記発光手段をプリ発光させて撮像を行う場合に、前記第１の撮像素子の一部の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されると共に、前記一部の領域を除く前記第１の撮像素子の他の一部の領域は電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されず、前記一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間は前記プリ発光の反射光により露光されないとともに、前記他の一部の領域に対応する前記第２の撮像素子の領域が電荷の蓄積をしている間に前記プリ発光の反射光により露光されるように、前記第１及び第２の撮像素子の電荷の蓄積開始及び読み出しタイミング及び前記発光手段をプリ発光させるタイミングを制御する制御工程と、
   算出手段が、前記発光手段をプリ発光させて前記第１及び第２の撮像素子で撮像した２つの画像の輝度の差分に基づいて、予め決められた輝度の画像を得るために必要な前記発光手段の発光量を算出する算出工程と
   を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
7. 前記制御工程では、
   前記第１の撮像素子の電荷の蓄積開始及び読み出しを第１の方向に行い、前記第２の撮像素子の電荷の蓄積及び読み出しを、前記第１の方向と逆の第２の方向に行い、
   前記第１及び第２の撮像素子から電荷を読み出す領域の半分にあたる行の電荷を蓄積開始するタイミングで、前記発光手段をプリ発光させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の制御方法。
8. 前記制御工程では、
   前記第１の撮像素子の電荷の蓄積開始を、前記第２の撮像素子の電荷の蓄積開始から電荷蓄積時間、遅らせ、
   前記第２の撮像素子の電荷の読み出しにかかる時間と、前記第１の撮像素子の電荷の蓄積開始にかかる時間とが重なる間に、前記発光手段をプリ発光させる
   ことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の制御方法。
9. 前記制御工程では、前記第２の撮像素子の電荷の読み出しを開始してから、前記第２の撮像素子の電荷の読み出しが終了するまでの間に、前記発光手段をプリ発光させることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の制御方法。
10. 前記制御工程では、前記第１及び第２の撮像素子の中央の行の電荷の蓄積を開始するタイミングを除くタイミングで、前記発光手段をプリ発光させることを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置の制御方法。

Images