JP2020071446A - 撮像装置、撮像システム、発光装置、および撮像装置の発光制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】合焦が適当に得られるように発光部を合焦発光させつつも、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間を短くする。【解決手段】撮像装置１は、撮像する被写体を撮像手段１０２により本撮像する際に被写体へ発光する発光部１１３と、被写体への合焦が得られるように発光部１１３を合焦発光させる合焦発光制御手段１０４と、合焦発光前に発光部１１３をプレ発光させた反射光により本撮像の発光量を取得する発光量取得手段１０４と、合焦発光後に本撮像の発光量での発光が可能になる合焦発光の上限回数を取得する発光回数取得手段１０４と、を有する。合焦発光制御手段１０４は、合焦発光の上限回数を用いて、発光部による合焦発光を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、被写体に対して発光して撮像する撮像装置に関する。

撮像装置では、撮像しようとする被写体が暗い場合、撮像レンズにより撮像手段に結像する被写体像を本撮像する際に、発光部により暗い被写体へ発光する。また、撮像装置には、撮像レンズによる合焦が得られるように発光部を合焦発光（補助発光）させるものがある（特許文献１）。合焦発光は、合焦が得られるまでに、基本的に複数回で行われる。

特開２００６−０７１８０４号公報

しかしながら、このような撮像装置では、本撮像の前に発光部を合焦発光させた場合、本撮像での発光量を得るためのプレ発光を実行し、その後に発光を伴う本撮像を実行することになる。また、合焦発光により発光部が発光に用いる電圧が低下している場合、その電圧を再度充電する必要がある。その結果、従来の撮像装置では、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間が、長くなってしまう。

このように撮像装置では、合焦が適当に得られるように発光部を補助発光させつつも、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間を短くすることが求められている。

本発明に係る撮像装置は、電荷蓄積部に蓄積された電荷を用いて発光する発光部と、フォーカス制御時に前記発光部を補助発光させる発光制御手段と、前記補助発光の実行前に前記発光部をプレ発光させた結果に基づいて本撮像時に前記発光部を発光させる際の本発光量を取得する発光量取得手段と、前記補助発光の実行後に前記電荷蓄積部を充電することなく前記発光量取得手段により取得された本発光量で前記発光部を発光させることが可能な前記補助発光の上限回数を取得する発光回数取得手段と、を有し、前記発光制御手段は、発光回数取得手段により取得された上限回数に応じて、前記発光部による補助発光を制御する。

本発明では、合焦が適当に得られるように発光部を補助発光させつつも、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間を短くすることができる。

本発明の第一実施形態に係る撮像装置の模式的なブロック図である。 図１のＣＰＵが実行する撮像処理の流れを示すフローチャートである。 図２のステップＳ２０２での合焦発光の上限回数の取得処理についての詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 実施形態および比較例での発光制御の説明図である。 本発明の第二実施形態に係る撮像処理における撮像モードの選択処理の流れを示すフローチャートである。 図５のステップＳ４０４でのＡＦ優先での撮像処理についての詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 図６のステップＳ５０７での充電処理についての詳細な処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第三実施形態に係る撮像システムの概略構成を説明する図である。 図８の発光装置の概略構成を説明する図である。 図８の撮像装置本体の概略構成を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。

［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る撮像装置１の模式的なブロック図である。撮像装置１は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラのようなカメラはもとより、カメラ機能付き携帯電話、カメラ付きコンピュータなど、カメラ機能を備える任意の電子機器でよい。図１の撮像装置１は、撮像素子１０２、焦点検出回路１０３、一次メモリ１０５、二次メモリ１０６、表示部１０８、操作部１０９、発光部１１３、充電部１１２、およびこれらが接続されるＣＰＵ１０４、を有する。撮像素子１０２は、ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサである。撮像素子１０２は、光学系１０１を通って結像する被写体の光を撮像し、画像信号によりＣＰＵ１０４へ出力する。撮像素子１０２は、撮像面での位相差により合焦程度を検出できるイメージセンサでよい。光学系１０１は、たとえば、ズームレンズやフォーカスレンズといった撮像レンズ、絞り、シャッタ、を有する。焦点検出回路１０３は、オートフォーカス（ＡＦ）制御により被写体への合焦を得る場合に、光学系１０１を駆動してたとえばフォーカスレンズといった撮像レンズの位置を制御する。表示部１０８は、たとえば液晶表示デバイスである。表示部１０８は、撮像中のビューファインダ画像、撮像画像、対話的な操作のためのＧＵＩ画像などを表示する。操作部１０９は、たとえばボタン、レバー、タッチパネル、を有する。操作部１０９は、ユーザの操作に基づく入力情報を、ＣＰＵ１０４へ出力する。操作部１０９は、音声、視線などによる操作に基づく入力情報を、ＣＰＵ１０４へ出力してよい。発光部１１３は、撮像装置１に内蔵されたたとえばストロボデバイスである。発光部１１３は、コンデンサ１１１に接続される。コンデンサ１１１は、たとえば発光部１１３による複数回の発光が可能な量の電荷を蓄積する電荷蓄積部である。発光部１１３は、コンデンサ１１１の蓄電電圧を用いて発光する。充電部１１２は、コンデンサ１１１に接続される。充電部１１２は、コンデンサ１１１を充電する。コンデンサ１１１の容量が大きくなるほど、充電部１１２による充電時間は長くなる。

一次メモリ１０５は、たとえばＲＡＭのような揮発性メモリである。一次メモリ１０５は、一時的なデータを記憶し、ＣＰＵ１０４の処理のために使用される。二次メモリ１０６は、たとえばＥＥＰＲＯＭのような不揮発性メモリである。二次メモリ１０６は、撮像装置１を制御するためのプログラム（ファームウェアプログラム）、各種の設定データ、を記録する。ＣＰＵ１０４は、二次メモリ１０６に記録されているプログラムを一次メモリ１０５に展開して実行する。これにより、撮像装置１には、撮像装置１の各部の動作を総合的に制御する制御部が実現される。たとえば、制御部としてのＣＰＵ１０４は、撮像に先立って、被写体の合焦を得るためのオートフォーカス制御を実行する。オートフォーカス制御において、ＣＰＵ１０４は、焦点検出回路１０３により光学系１０１を駆動して焦点位置を切り替え、発光部１１３を発光させ、被写体の像を撮像素子１０２により撮像し、撮像素子１０２の撮像面での位相差により合焦を判断する。ＣＰＵ１０４は、合焦が得られるまで、焦点位置を切り替え、発光部１１３を発光させ、撮像素子１０２により被写体の像を撮像して、合焦を判断することを、繰り返す。この他にもたとえば、ＣＰＵ１０４は、被写体を撮像する場合、必要に応じて発光部１１３を発光させて本撮像での本発光量を決定し、決定した本発光量で発光部１１３を発光させて撮像素子１０２により被写体を撮像する。撮像画像には、暗い撮像環境であっても、発光部１１３からの光に照らされて明るい被写体の像が撮像され得る。また、ＣＰＵ１０４は、これらの撮像のための設定データを、一次メモリ１０５に記録する。ＣＰＵ１０４は、たとえば合焦発光の発光量、本撮像の本発光量、後述する合焦発光の上限回数などのデータを一次メモリ１０５に記録する。

ところで、撮像装置１では、たとえば被写体が暗い場合、発光部１１３を複数回で発光させる。たとえば、上述したオートフォーカス制御では、発光部１１３は、合焦発光の発光量を得るためのプレ発光と、合焦を得るまでの各焦点位置での少なくとも１回の合焦発光（補助発光）において発光する。合焦発光は、合焦が得られるまでに通常は複数回で行われる。被写体を撮像する場合には、発光部１１３は、本撮像の本発光量を得るためにプレ発光し、本撮像において本発光する。しかしながら、このように発光部１１３を複数回で発光させる場合、発光部１１３が発光に用いる電荷を蓄積するコンデンサ１１１の蓄電電圧が低下する。このため、本撮像の発光をする前に、コンデンサ１１１の蓄電電圧が不足し、充電部１１２がコンデンサ１１１を再度充電する必要が生じることがある。その結果、撮像装置１では、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間が、長くなってしまう。このように撮像装置１では、光学系１０１の撮像レンズを繰り返し駆動して合焦が得られるように発光部１１３を繰り返し合焦発光させつつも、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間を短くすることが求められている。

図２は、図１のＣＰＵ１０４が実行する撮像処理の流れを示すフローチャートである。図３は、図２のステップＳ２０２での合焦発光の上限回数の取得処理についての詳細な処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態のＣＰＵ１０４は、発光部１１３を用いて撮像装置１により被写体を撮像する場合、図２および図３の処理により、オートフォーカス制御中のオーバラップ発光により被写体への合焦を得てから、本発光により被写体を本撮像することができる。

図２のステップＳ２０１において、ＣＰＵ１０４は、発光部１１３を用いて調光用のプレ発光（個別発光）を行う。調光用のプレ発光では、発光部１１３は、大小２種類の光量で発光する。ＣＰＵ１０４は、それぞれ発光での撮像素子１０２の撮像画像に基づいて、オートフォーカス制御中のオーバラップ発光で用いる合焦発光の発光量と、本撮像での本発光の発光量とを取得する。ＣＰＵ１０４は、演算式または発光量テーブルなどを用いてこれらの発光量を取得する。ＣＰＵ１０４は、取得した発光量を、一次メモリ１０５に記録する。これにより、発光量取得手段としてのＣＰＵ１０４は、補助発光の実行前に発光部１１３をプレ発光させた結果に基づいて本撮像時に発光部を発光させる際の本発光量および合焦発光の発光量を取得する。ステップＳ２０２において、ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御における合焦発光の上限回数を取得する。合焦発光の上限回数の取得処理において、ＣＰＵ１０４は、図３のステップＳ３０１に示すように、発光部１１３が発光に用いるコンデンサ１１１の充電量（以下、ストロボ充電量という。）を取得する。ステップＳ３０２において、ＣＰＵ１０４は、一次メモリ１０５から、オーバラップ発光で用いる合焦発光の発光量を取得する。ステップＳ３０３において、ＣＰＵ１０４は、一次メモリ１０５から、本撮像での本発光量を取得する。ステップＳ３０４において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ３０１からステップＳ３０３で取得したストロボ充電量、合焦発光の発光量、本撮像での本発光量から、オーバラップ発光における合焦発光の上限回数を取得する。ＣＰＵ１０４は、たとえば下記式１により合焦発光の上限回数を演算して取得する。下記式１において、「ｓｔｒｏｂｏＣｈａｒｇｅ［ｖ］」はストロボ充電量である。「ｍａｉｎＦｌａｓｈＶｏｌｔａｇｅ［ｖ］」は、本撮像での本発光量に必要な充電量である。「ｏｖｅｒｌａｐＦｌａｓｈＶｏｌｔａｇｅ［ｖ］」は、オーバラップ発光での各合焦発光の発光量に必要な充電量である。ＣＰＵ１０４は、式１の演算結果の小数点以下を切り捨てて、合焦発光の上限回数を演算する。ＣＰＵ１０４は、式１の合焦発光の上限回数を、一次メモリ１０５に記録する。これにより、発光回数取得手段としてのＣＰＵ１０４は、補助発光の実行後に電荷蓄積部としてのコンデンサ１１１を充電することなく、取得した本発光量で発光部１１３を発光させることが可能な、補助発光の上限回数を取得する。ＣＰＵ１０４は、合焦発光の発光量での合焦発光後に本撮像の発光量での発光が可能になる上限回数を取得する。ステップＳ３０４の処理を終えると、ＣＰＵ１０４は、図３の処理を終了し、処理を図２に戻す。

以上のプレ発光に基づく処理を終えると、ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御およびオーバラップ発光を実行する。ＣＰＵ１０４は、たとえば焦点検出回路１０３により光学系１０１を駆動して焦点の位置を順次切り替えながら、各焦点の位置において撮像素子１０２の撮像面での位相差により合焦を判断することを繰り返して、オートフォーカス制御を実行する。また、ＣＰＵ１０４は、フォーカス制御時に前記発光部を補助発光させるオーバラップ発光のために、ステップＳ２０３において、まず、現在の合焦発光の回数が、合焦発光の上限回数に達したか否かを判断する。現在の合焦発光の回数が上限回数に達していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ２０４へ進める。現在の合焦発光の回数が上限回数に達している場合、ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御およびオーバラップ発光を終了し、処理をステップＳ２０６へ進める。発光制御手段としてのＣＰＵ１０４は、合焦発光の上限回数を用いて、発光部１１３による合焦発光を制御する。ステップＳ２０４において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０１で求めた合焦発光の発光量により、発光部１１３を発光させる。ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御のために撮像素子１０２から撮像面での位相差を示す画像を読出すタイミングに合わせて、発光部１１３を発光させる。ステップＳ２０５において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０４にて同時的に撮像素子１０２から読み出した画像に基づいて、ＡＦ処理により合焦したか否かを判断する。ＣＰＵ１０４は、撮像素子１０２の撮像面での位相差により合焦を判断してよい。ＡＦ処理により合焦している場合、ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御およびオーバラップ発光を終了し、処理をステップＳ２０６へ進める。ＡＦ処理により合焦していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ２０３へ戻す。ＣＰＵ１０４は、基本的にステップＳ２０５においてＡＦ処理により合焦していると判断するまで、オートフォーカス制御により焦点の位置を順次切り替えながらステップＳ２０３からステップＳ２０５の処理によりオーバラップ発光を繰り返す。発光制御手段としてのＣＰＵ１０４は、合焦発光の上限回数の範囲内で、発光部１１３に合焦発光を繰り返し実行させる。

ステップＳ２０６において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０１で得た本撮像での本発光量により、発光部１１３を発光させる。ＣＰＵ１０４は、本撮像のために撮像素子１０２から撮像画像を読出すタイミングに合わせて、発光部１１３を発光させる。この際、コンデンサ１１１には、本撮像での本発光量が残っている。ＣＰＵ１０４は、オーバラップ発光により蓄電電圧が低下しているコンデンサ１１１を、充電部１１２により再充電する制御を実行することなく、オーバラップ発光に続けて本発光のために発光部１１３を発光させ得る。また、本撮像での本発光量は、ステップＳ２０１にて既に取得されている。ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御の後に、本撮像の前に、本撮像での本発光量を取得するためのプレ発光を実行することなく、オーバラップ発光に続けて本発光のために発光部１１３を発光させ得る。よって、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０３からステップＳ２０５によるオーバラップ発光に続けて、直ちに本発光のために発光部１１３を発光させることができる。撮像制御手段としてのＣＰＵ１０４は、本撮像する際に、合焦発光前のプレ発光から得た本撮像の本発光量により、被写体へ発光することができる。

図４は、実施形態および比較例での発光制御の説明図である。図４（ａ）は、図２および図３の処理による、第一実施形態での発光制御の説明図である。図４（ｂ）は、再充電が不要な場合での、第一比較例での発光制御の説明図である。図４（ｃ）は、再充電が必要な場合での、第一比較例での発光制御の説明図である。図４（ｄ）は、後述する第二実施形態での発光制御の説明図である。本実施形態では、図４（ａ）に示すように、プリ発光において合焦発光の発光量ととともに本発光の発光量を得て、オーバラップ発光の上限回数を制限しているので、オーバラップ発光に続けて本発光を実施し得る。オーバラップ発光において、発光部１１３は、オートフォーカス制御（ＤＡＦ）での各合焦撮像において合焦発光する。これに対し、図４（ｂ）に示すように、プリ発光において本発光の発光量を得ていない場合、オーバラップ発光の後に、本発光の発光量を得るためのプリ発光の期間が必要になる。また、図４（ｃ）に示すようにオーバラップ発光によりコンデンサ１１１の充電電圧が低下する場合、オーバラップ発光の後に、コンデンサ１１１を再度フルに充電するための充電期間と、本発光の発光量を得るためのプリ発光の期間とが必要になる。

以上のように、本実施形態では、合焦発光前に発光部１１３をプレ発光させた反射光により本撮像での本発光量および合焦発光の発光量を取得し、合焦発光後に本撮像での本発光量での発光が可能になる合焦発光の上限回数を取得する。合焦発光の上限回数は、合焦発光の発光量での合焦発光後に本撮像の本発光量での発光が可能になる最大の発光回数でよい。そして、本実施形態では、合焦発光の上限回数を用いて、発光部１１３による合焦発光を制御する。たとえば、本実施形態では、合焦発光の上限回数の範囲内で、発光部１１３に合焦発光を繰り返し実行させる。特に、本実施形態では、撮像素子１０２の撮像面での位相差ＡＦにより合焦を判断するため、画像のコントラストに基づいて合焦を判断する場合と比べて、少ない回数の合焦発光により合焦が得られる期待が高い。上限回数の範囲内で、合焦が得られる可能性が高い。また、本実施形態では、発光部１１３は、合焦発光においてそれに必要とされる発光量により発光するので、光量不足となることはない。本実施形態では、暗所でのＡＦ補助をするための光量が得られなくなることはない。各合焦発光の発光量は、補助光としての役割を果たすことができる。また、本実施形態では、本撮像する際に、合焦発光前のプレ発光から得た本撮像の本発光量により被写体へ発光する。よって、発光部１１３は、たとえば合焦発光の後に本撮像での本発光量を得るためのプレ発光をすることなく、合焦発光に続けて、適切な光量で本撮像することができる。本実施形態では、合焦発光により光学系１０１の撮像レンズによる合焦を得た状態において、合焦発光の後に続けて本撮像での本発光量により本撮像をすることが可能になる。その結果、本実施形態では、光学系１０１の撮像レンズを繰り返し駆動して合焦が適当に得られるように発光部１１３を繰り返し合焦発光させつつも、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間を短くすることが可能になる。本実施形態では、撮像素子１０２の撮像面での位相差ＡＦにより合焦を判断することにより少ない回数で合焦が得られる可能性が高い利点を生かして、レリーズタイムラグを短縮できる。

［第二実施形態］
次に、本発明の第二実施形態に係る撮像装置１を説明する。本実施形態では、合焦発光の上限回数に応じた制御が、上述した実施形態と異なる。以下の説明では、主に上述した実施形態との相違点について説明する。

図５は、本発明の第二実施形態に係る撮像処理における撮像モードの選択処理の流れを示すフローチャートである。図６は、図５のステップＳ４０４でのＡＦ優先での撮像処理についての詳細な処理の流れを示すフローチャートである。図７は、図６のステップＳ５０７での充電処理についての詳細な処理の流れを示すフローチャートである。本実施形態のＣＰＵ１０４は、発光部１１３を用いて撮像装置１により被写体を撮像する場合、図５から図７の処理により、オートフォーカス制御中のオーバラップ発光により被写体への合焦を得てから、本発光量により被写体を本撮像することができる。

図５のステップＳ４０１において、ＣＰＵ１０４は、発光撮像についての優先モードを選択する。発光撮像についての優先モードには、たとえばタイムラグを縮小することを優先するモード、合焦を優先する所定のモード、がある。発光撮像についての優先モードは、予め操作部１０９のユーザ操作に基づいて設定され、一次メモリ１０５に記録されてよい。ＣＰＵ１０４は、一次メモリ１０５から優先モードを取得することにより優先モードを選択してよい。ステップＳ４０２において、ＣＰＵ１０４は、取得した優先モードが、タイムラグ優先であるか否かを判断する。取得した優先モードがタイムラグ優先である場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ４０３へ進める。ＣＰＵ１０４は、ステップＳ４０３において、第一実施形態の図２および図３による撮像処理を実行する。撮像処理を実行した後、ＣＰＵ１０４は、図５の処理を終了する。これにより、ＣＰＵ１０４は、発光部１１３を本撮像の本発光量で発光させて、上限回数の範囲内で合焦を得た撮像画像を取得することができる。取得した優先モードがタイムラグ優先でない場合、すなわち合焦優先である場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ４０４へ進める。

ステップＳ４０４において、ＣＰＵ１０４は、図６および図７による撮像処理を実行する。図６のステップＳ５０１において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０１と同様に、発光部１１３を用いて調光用のプレ発光（個別発光）を行い、合焦発光の発光量と本撮像での本発光量とを取得する。ＣＰＵ１０４は、取得した発光量を、一次メモリ１０５に記録する。ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０２と同様に、オートフォーカス制御における合焦発光の上限回数を取得する。以上のプレ発光に基づく処理を終えると、ＣＰＵ１０４は、オートフォーカス制御およびオーバラップ発光を実行する。ＣＰＵ１０４は、たとえば焦点検出回路１０３により光学系１０１を駆動して焦点の位置を順次切り替えながら、各焦点の位置において撮像素子１０２の撮像面での位相差により合焦を判断することを繰り返して、オートフォーカス制御を実行する。また、ＣＰＵ１０４は、オーバラップ発光のために、ステップＳ５０３において、ステップＳ２０３と同様に、現在の合焦発光の回数が、合焦発光の上限回数に達したか否かを判断する。現在の合焦発光の回数が上限回数に達していない場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ５０４へ進める。現在の合焦発光の回数が上限回数に達している場合、ＣＰＵ１０４は、上限回数を超える合焦発光のオーバ回数をカウントし、処理をステップＳ５０４へ進める。ステップＳ５０４において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０４と同様に、ステップＳ５０１で求めた合焦発光の発光量により、発光部１１３を発光させる。ステップＳ５０５において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ２０５と同様に、ステップＳ５０４にて同時的に撮像素子１０２から読み出した画像に基づいて、ＡＦ処理により合焦したか否かを判断する。発光制御手段としてのＣＰＵ１０４は、合焦が得られるまで発光部１１３に合焦発光を繰り返し実行させる。

ステップＳ５０７において、ＣＰＵ１０４は、現時点でのコンデンサ１１１の充電の要否を判断し、必要に応じてコンデンサ１１１を充電する。図７のステップＳ６０１において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ５０２で設定した合焦発光の上限回数を超えた回数でオーバラップ発光が行われたか否かを判断する。ＣＰＵ１０４は、ステップＳ５０６において一次メモリ１０５に記録したオーバ回数が０より大きい場合、上限回数を超えた回数でオーバラップ発光が行われたと判断する。また、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ５０６の実行により値が更新されるフラグが一次メモリ１０５に記録されている場合、そのフラグの値が変更されていることに基づいて、上限回数を超えた回数でオーバラップ発光が行われたと判断してよい。上限回数を超えた回数でオーバラップ発光が行われていない場合、ＣＰＵ１０４は、コンデンサ１１１の充電をすることなく、図７の処理を終了する。上限回数を超えた回数でオーバラップ発光が行われている場合、ＣＰＵ１０４は、処理をステップＳ６０２へ進める。ステップＳ６０２において、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ５０６でカウントした合焦発光のオーバ回数を一次メモリ１０５から取得する。ステップＳ６０３において、ＣＰＵ１０４は、本撮像の本発光量での発光のために必要となる差分の充電量を求める。ＣＰＵ１０４は、たとえば下記式２により、本撮像の本発光量での発光のために必要となる差分の充電量「ｍａｉｎＦｌａｓｈＣｈａｒｇｅ［ｖ］」を求める。下記式２において、「ｍａｉｎＦｌａｓｈＶｏｌｔａｇｅ［ｖ］」は、本撮像での本発光量に必要な充電量である。「ＳｉｎｇｌｅＯｖｅｒｌａｐＦｌａｓｈ［ｖ］」は、合焦発光の発光量に必要な充電量である。「Ｃｏｕｎｔ［回］」は、合焦発光の上限回数を超えて発光したオーバ回数である。アスタリスク「＊」は、乗算を意味する。ステップＳ６０４において、ＣＰＵ１０４は、充電部１１２により、ステップＳ６０３で求めた差分の充電量を充電させる。ステップＳ６０４の処理を終えると、ＣＰＵ１０４は、図７の処理を終了し、処理を図６に戻す。差分充電手段としてのＣＰＵ１０４は、発光部１１３の発光回数が上限回数を超えている場合には、本撮像の本発光量に対して不足する電力を差分充電する。

以上のステップＳ５０７による必要に応じた差分の充電処理を終えると、ＣＰＵ１０４は、ステップＳ５０８において、ステップＳ２０６と同様に、ステップＳ５０１で得た本撮像での本発光量により、発光部１１３を発光させる。この場合、本実施形態では、図４（ｄ）に示すように、プリ発光において本発光の発光量を得て、オーバラップ発光の後に、本発光の発光量までの差分の充電を残量が不足する場合において実施する。その後に、本実施形態では、本発光を実施する。本実施形態では、オーバラップ発光の後に充電をするものの、差分の充電であるため、図４（ｃ）のようにフル充電をする場合と比べて短い時間で充電を終えることができる。

以上のように、本実施形態では、合焦発光前に発光部１１３をプレ発光させた反射光により本撮像での本発光量および合焦発光の発光量を取得し、合焦発光後に本撮像での本発光量での発光が可能になる合焦発光の上限回数を取得する。合焦発光の上限回数は、合焦発光の発光量での合焦発光後に本撮像の本発光量での発光が可能になる最大の発光回数でよい。そして、本実施形態では、合焦発光の上限回数を用いて、発光部１１３による合焦発光を制御する。たとえば、本実施形態では、合焦が得られるまで発光部１１３に合焦発光を繰り返し実行させ、発光部１１３の発光回数が上限回数を超えている場合には、本撮像の本発光量での発光に対して不足する電力を差分充電する。また、本実施形態では、発光部１１３は、合焦発光においてそれに必要とされる発光量により発光するので、光量不足となることはない。本実施形態では、暗所でのＡＦ補助をするための光量が得られなくなることはない。各合焦発光の発光量は、補助光としての役割を果たすことができる。また、本実施形態では、本撮像する際に、合焦発光前のプレ発光から得た本撮像の本発光量により被写体へ発光する。よって、発光部１１３は、たとえば合焦発光の後に本撮像での本発光量を得るためのプレ発光をすることなく、合焦発光に続けて、適切な光量で本撮像することができる。本実施形態では、合焦発光により光学系１０１の撮像レンズによる合焦を得た状態において、合焦発光の後に続けて本撮像での本発光量により本撮像をすることが可能になる。その結果、本実施形態では、光学系１０１の撮像レンズを繰り返し駆動して合焦が適当に得られるように発光部１１３を繰り返し合焦発光させつつも、一連の撮像処理を開始してから本撮像を実行するまでの時間を短くすることが可能になる。本実施形態では、撮像素子１０２の撮像面での位相差ＡＦにより合焦を判断することにより少ない回数で合焦が得られる可能性が高い利点を生かして、レリーズタイムラグを短縮できる。また、本実施形態では、本実施形態のような所定のモードが選択されている場合、合焦が得られるまで補助発光の上限回数を超えて発光部１１３に補助発光を繰り返し実行させる。この場合でも、本実施形態では、必要最小限の差分の充電時間の後に本撮像を行うことができ、レリーズタイムラグを短縮できる。

［第三実施形態］
次に、本発明の第三実施形態に係る撮像システム２を説明する。本実施形態では、撮像システム２と撮像装置１との相違に基づく、上述した実施形態との相違点について説明する。

図８は、本発明の第三実施形態に係る撮像システム２の概略構成を説明する図である。撮像システム２は、撮像装置としての撮像装置本体３、撮像装置本体３に取外し可能に装着される交換レンズ５、撮像装置本体３に取外し可能に装着される発光装置４、を有する。撮像装置本体３は、撮像素子１０２により被写体を撮像する。撮像システム２は、被写体が暗い場合、発光装置４を発光させて被写体へ照明光を照射し、撮像装置本体３により被写体を撮像する。これにより、撮像システム２は、被写体を適切な明るさで撮像することができる。撮像システム２は、撮像装置本体３に装着する交換レンズ５を、他の交換レンズに置き換えることにより、様々な画角などの撮像条件により、被写体を撮像することができる。

図９は、図８の発光装置４の概略構成を説明する図である。図９および図８に示すように、発光装置４は、信号入力部２０４、発光部１１３、充電部１１２、ストロボメモリ２０９、本体用接続部２０６、およびこれらが接続されるストロボＣＰＵ２００、を有する。また、発光装置４は、発光側のバッテリ２０８、を有する。発光側のバッテリ２０８は、蓄電する電荷に応じた電圧を発生するものである。発光側のバッテリ２０８は、発光装置４の各部へ電力を供給する。信号入力部２０４には、発光装置４の各種操作用のスイッチ群２０５が接続される。信号入力部２０４は、スイッチ群２０５に対するユーザによる操作を検出し、検出信号をストロボＣＰＵ２００へ出力する。充電部１１２は、コンデンサ１１１に接続される。コンデンサ１１１は、電荷を蓄電する。コンデンサ１１１は、蓄電している電荷に応じた電圧を出力する。充電部１１２は、発光側のバッテリ２０８の電力を用いて、コンデンサ１１１を電圧に充電する。充電部１１２は、たとえば他励プッシュプルフォワードコンバータで構成される。充電部１１２は、充電クロックを用いて、撮像する被写体へ照射する照明光を生成するために必要とされる電圧となるように、コンデンサ１１１を充電する。発光部１１３は、照明光を生成するために必要される所望の電圧に充電されているコンデンサ１１１の蓄電電荷を用いて、不図示の発光素子を発光させ、撮像する被写体へ照射する照明光を生成する。本体用接続部２０６は、発光装置４についてのマウント部に設けられ、撮像装置本体３と電気的に接続される。ストロボＣＰＵ２００は、本体用接続部２０６を通じて、撮像装置本体３のカメラＣＰＵ１２０との間で通信する。本体用接続部２０６は、撮像装置本体３との通信部として機能する。ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体３から、たとえば発光部１１３の発光タイミングおよび発光量を取得し、発光装置４の各部の動作を撮像装置本体３の動作タイミングに応じて制御する。

ストロボメモリ２０９は、発光装置４の動作を全体的に制御するためのプログラム、およびその制御に用いる各種のデータ、を記録する。ストロボメモリ２０９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、半導体メモリ、ハードディスク、などで構成されてよい。ストロボＣＰＵ２００は、ストロボメモリ２０９のプログラムを読み込んで実行する。これにより、発光装置４に、発光装置４の動作を全体的に制御するための発光制御部が実現される。たとえば、ストロボＣＰＵ２００は、充電クロックを生成して充電部１１２へ出力し、充電部１１２によりコンデンサ１１１を充電する。ストロボＣＰＵ２００は、コンデンサ１１１の電圧を取得して監視し、コンデンサ１１１の電圧が最低電圧を下回ると、充電部１１２によるコンデンサ１１１の充電を開始する。また、ストロボＣＰＵ２００は、コンデンサ１１１の電圧が所望の充電電圧になると、充電部１１２によるコンデンサ１１１の充電を終了する。コンデンサ１１１の電圧が最低電圧以上である場合、ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体３の動作タイミングに応じて発光部１１３を発光させる。ストロボＣＰＵ２００は、たとえば撮像する被写体の画像が暗い場合、撮像装置本体３動作タイミングに応じて発光部１１３を発光させる。これにより、発光装置４では、照明光を生成するためのコンデンサ１１１を所望の電圧に充電し、コンデンサ１１１に充電した電圧に基づいて、被写体に対して照射する照明光を生成する。

図１０は、図８の撮像装置本体３の概略構成を説明する図である。図１０および図８に示すように、撮像装置本体３は、撮像素子１０２、表示部１０８、信号入力部１２４、発光用接続部１２６、レンズ用接続部１２７、カメラメモリ１２９、およびこれらが接続されるカメラＣＰＵ１２０、を有する。また、撮像装置本体３は、本体側のバッテリ１２８、を有する。本体側のバッテリ１２８は、蓄電する電荷に応じた電圧を発生するものである。本体側のバッテリ１２８は、撮像装置本体３および交換レンズ５の各部へ電力を供給する。本体側のバッテリ１２８は、発光装置４へ電力を供給してよい。撮像素子１０２は、被写体を撮像する撮像部であり、たとえば撮像面に複数の候電変換素子が配列されるＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤである。交換レンズ５を介して入射した被写体からの光束は、撮像素子１０２に結像される。撮像素子１０２は、撮像タイミングにおいて画像を撮像する。撮像素子１０２は、撮像画像のデータを、カメラＣＰＵ１２０へ出力する。表示部１０８は、液晶デバイスを有する。表示部１０８は、動作モードおよび設定に基づいてカメラＣＰＵ１２０から出力される画像を表示する。表示部１０８は、たとえば、撮像素子１０２が撮像しているライブビュ画像、動作モードなどの撮像設定情報、撮像素子１０２が撮像した画像、を表示する。信号入力部１２４には、撮像装置本体３の各種操作用のスイッチ群１２５が接続される。スイッチ群１２５は、たとえば、レリーズボタン、ダイヤル、を有する。信号入力部１２４は、スイッチ群１２５に対するユーザによる操作を検出し、検出信号をカメラＣＰＵ１２０へ出力する。レンズ用接続部１２７は、交換レンズ５が装着されるマウント部に設けられ、交換レンズ５と電気的に接続される。カメラＣＰＵ１２０は、レンズ用接続部１２７を通じて、交換レンズ５の図示外の駆動回路を制御する。これにより、交換レンズ５の焦点、絞りなどが制御される。発光用接続部１２６は、発光装置４が装着されるマウント部に設けられ、発光装置４と電気的に接続される。カメラＣＰＵ１２０は、外部アクセサリ通信部としての発光用接続部１２６を通じて、発光装置４の図示外の駆動回路を制御する。これにより、発光装置４による発光タイミングおよび発光量が、撮像装置本体３の動作に応じて制御される。

カメラメモリ１２９は、撮像システム２の動作を全体的に制御するためのプログラム、およびその制御に用いる各種のデータ、を記録する。カメラメモリ１２９は、一次メモリ１０５および二次メモリ１０６に替わるものであり、たとえばＲＡＭ、ＲＯＭ、半導体メモリ、ハードディスク、などで構成されてよい。カメラＣＰＵ１２０は、カメラメモリ１２９のプログラムを読み込んで実行する。これにより、撮像装置本体３に、撮像システム２の動作を全体的に制御するためのカメラ制御部が実現される。

そして、本実施形態では、カメラＣＰＵ１２０は、図２および図３による撮像処理を実行する。また、カメラＣＰＵ１２０は、発光撮像についての優先モードが設定されている場合、図５から図７による撮像処理を実行する。これらの撮像処理において、発光量取得手段としてのカメラＣＰＵ１２０は、補助発光の実行前に発光部１１３をプレ発光させた結果に基づいて本撮像時に発光部１１３を発光させる際の本発光量および合焦発光の発光量を取得する。また、発光回数取得手段としてのカメラＣＰＵ１２０は、補助発光の実行後に電荷蓄積部としてのコンデンサ１１１を充電することなく、取得した本発光量で発光部１１３を発光させることが可能な、補助発光の上限回数を取得する。プレ発光に続けて、発光制御手段としてのカメラＣＰＵ１２０は、光学系１０１の撮像レンズを繰り返し駆動して被写体への合焦が得られるように発光部１１３を繰り返し合焦発光させる。カメラＣＰＵ１２０は、合焦発光の上限回数を用いて、発光部１１３による合焦発光を制御する。その後、撮像制御手段としてのカメラＣＰＵ１２０は、合焦発光前のプレ発光から得た本撮像の本発光量により被写体へ発光して、本撮像を実行する。カメラＣＰＵ１２０は、取得した撮像画像のデータを、カメラメモリ１２９に記録する。

また、上述したカメラＣＰＵ１２０の処理の一部は、外部アクセサリ通信部としての発光用接続部１２６を通じてカメラＣＰＵ１２０と通信できるストロボＣＰＵ２００により実行されてよい。ストロボＣＰＵ２００は、発光用接続部１２６を通じて撮像装置本体３のカメラＣＰＵ１２０から、必要な情報を取得して、制御を実行してよい。たとえば、ストロボＣＰＵ２００は、発光量取得手段として、合焦発光前に発光部１１３をプレ発光させた反射光により本撮像の本発光量および合焦発光の発光量を取得し、カメラＣＰＵ１２０へ送信してよい。また、ストロボＣＰＵ２００は、発光回数取得手段として、合焦発光前に発光部１１３をプレ発光させた反射光により、合焦発光後に本撮像の本発光量での発光が可能になる合焦発光の上限回数を取得し、カメラＣＰＵ１２０へ送信してよい。また、ストロボＣＰＵ２００は、発光制御手段として、プレ発光に続けて、光学系１０１の撮像レンズを繰り返し駆動して被写体への合焦が得られるように発光部１１３を繰り返し合焦発光させてよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、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。

本発明は、上述の実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ 撮像装置
２ 撮像システム
３ 撮像装置本体
４ 発光装置
１０１ 光学系
１０２ 撮像素子
１０４ ＣＰＵ
１１１ コンデンサ
１１２ 充電部
１１３ 発光部
１２０ カメラＣＰＵ
１２６ 発光用接続部
２００ ストロボＣＰＵ
２０６ 本体用接続部

Claims (8)

1. 電荷蓄積部に蓄積された電荷を用いて発光する発光部と、
   フォーカス制御時に前記発光部を補助発光させる発光制御手段と、
   前記補助発光の実行前に前記発光部をプレ発光させた結果に基づいて本撮像時に前記発光部を発光させる際の本発光量を取得する発光量取得手段と、
   前記補助発光の実行後に前記電荷蓄積部を充電することなく前記発光量取得手段により取得された本発光量で前記発光部を発光させることが可能な前記補助発光の上限回数を取得する発光回数取得手段と、
   を有し、
   前記発光制御手段は、前記発光回数取得手段により取得された上限回数に応じて、前記発光部による補助発光を制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記発光量取得手段は、前記補助発光の実行前に前記発光部をプレ発光させた結果に基づいて前記本発光量と前記補助発光の発光量を取得し、
   前記発光回数取得手段は、前記発光量取得手段によって取得された前記補助発光の発光量で前記補助発光の実行後に前記電荷蓄積部を充電することなく前記発光量取得手段により取得された本発光量で前記発光部を発光させることが可能な前記補助発光の上限回数を取得することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記発光制御手段は、前記補助発光の上限回数の範囲内で、前記発光部に補助発光を繰り返し実行させ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. 前記発光制御手段は、所定のモードが選択されている場合、合焦が得られるまで前記補助発光の上限回数を超えて前記発光部に前記補助発光を繰り返し実行させることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記補助発光の上限回数を超えて前記発光部に前記補助発光を繰り返し実行させた場合、前記補助発光の上限回数を超えて前記発光部に前記補助発光を繰り返し実行させた回数に基づいて前記電荷蓄積部の充電を行う充電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. 撮像装置と、電荷蓄積部に蓄積された電荷を用いて発光する発光部を有する発光装置と、を有する撮像システムであって、
   フォーカス制御時に前記発光部を補助発光させる発光制御手段と、
   前記補助発光の実行前に前記発光部をプレ発光させた結果に基づいて本撮像時に前記発光部を発光させる際の本発光量を取得する発光量取得手段と、
   前記補助発光の実行後に前記電荷蓄積部を充電することなく前記発光量取得手段により取得された本発光量で前記発光部を発光させることが可能な前記補助発光の上限回数を取得する発光回数取得手段と、
   を有し、
   前記発光制御手段は、前記発光回数取得手段により取得された上限回数に応じて、前記発光部による補助発光を制御することを特徴とする撮像システム。
7. 被写体を撮像手段により撮像する撮像装置とともに用いられ、電荷蓄積部に蓄積された電荷を用いて発光する発光部を有する発光装置であって、
   前記撮像装置によるフォーカス制御時に前記発光部を補助発光させる発光制御手段と、
   前記補助発光の実行前に前記発光部をプレ発光させた結果に基づいて前記撮像装置による本撮像時に前記発光部を発光させる際の本発光量を取得する発光量取得手段と、
   前記補助発光の実行後に前記電荷蓄積部を充電することなく前記発光量取得手段により取得された本発光量で前記発光部を発光させることが可能な前記補助発光の上限回数を取得する発光回数取得手段と、
   を有し、
   前記発光制御手段は、前記発光回数取得手段により取得された上限回数に応じて、前記発光部による補助発光を制御することを特徴とする発光装置。
8. 電荷蓄積部に蓄積された電荷を用いて発光する発光部、を有する、撮像装置の発光制御方法であって、
   フォーカス制御時に前記発光部を補助発光させる発光制御手段と、
   前記補助発光の実行前に前記発光部をプレ発光させた結果に基づいて本撮像時に前記発光部を発光させる際の本発光量を取得する発光量取得手段と、
   前記補助発光の実行後に前記電荷蓄積部を充電することなく前記発光量取得手段により取得された本発光量で前記発光部を発光させることが可能な前記補助発光の上限回数を取得する発光回数取得手段と、
   を有し、
   前記発光制御手段は、前記発光回数取得手段により取得された上限回数に応じて、前記発光部による補助発光を制御することを特徴とする撮像装置の発光制御方法。

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