JP3799077B2 - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は固体撮像素子の撮像手段により光学像を電気信号に変換する撮像装置のうち、オートフォーカスまたは別に補助光を持つもの、さらに詳しくは露出制御のための予備発光を行なう撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子を有する撮像装置は、ストロボによる発光の被写体からの反射光を測定するために、調光センサと測光回路を固体撮像素子とは別に設けている。そして、その測定値が適正な光量となったところでストロボの発光を停止することによって露光量を制御している。
【０００３】
また、特公平５−４４６５４号公報には、２つの放電管を用いて予備発光と本発光を行ない、被写体までの距離と被写体からの反射率によって露光量を制御しているものが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では調光センサを使用して測光を行なう場合には高価な調光センサや測光回路を別に設ける必要があり、製品および開発コストの面で非常に不利であった。また、測光部と撮像部が同一のデバイスでないので、調光センサや測光回路と固体撮像素子との間では測光の特性が完全には一致せず、適正な露光が得られない場合がある。
【０００５】
また、特公平５−４４６５４号公報の場合には、予備発光と本発光を１つの放電管で行っても構わないとしているだけで、予備発光でコンデンサに貯えられたエネルギーが消費され、第２の発光の光量が減ってしまうという問題があった。さらに、被写体までの距離と被写体からの反射率を合わせて測定しているだけで、至近距離の認識をしておらず予備発光の発光量を制御していないので、予備発光で露出オーバーになってしまうという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、測光部と撮像部を同一のデバイスとし、本発光の光量を減らすことなく、露出量を適正にできる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る撮像装置は、撮影を行なうために操作するスイッチ手段と、被写体に補助光を照射する照射手段と、前記被写体に向けて発光する発光手段と、撮像素子から前記被写体の光学像を取り込む撮像手段と、該撮像手段から送られた信号を処理して測光情報を得る測光手段とを備え、前記撮像素子から送られた信号から画像データを得る撮像装置において、前記照射手段は前記スイッチ操作に応じて前記補助光を照射し、前記発光手段は、前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置および明るさに基づいて設定された光量で第１の発光を行ない、該行なわれた第１の発光に応じて前記測光手段により得られる測光情報に基づいて、第２の発光を行なって撮影時の露出を制御する。
【０００８】
請求項２に係る撮像装置では、請求項１に係る撮像装置において前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置に基づいて、前記被写体までの距離を算出し、該算出された距離に応じて設定された光量で第１の発光を行なうことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る撮像装置では、請求項１または２に係る撮像装置において前記照射手段は、前記補助光を照射する際に光学フィルタを切り換えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る撮像装置では、請求項１または２に係る撮像装置において前記照射手段は、前記補助光を照射する際に補助光の波長を切り換えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る撮像方法は、撮像素子から被写体の光学像を取り込み、該取り込まれた光学像の信号を処理して測光情報を得て、該測光情報を用いて露出を制御し、前記撮像素子から送られた信号から画像データを得る撮像方法において、スイッチの操作に応じて前記被写体に補助光を照射し、前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置および明るさに基づいて光量を設定して第１の発光を行ない、該行なわれた第１の発光に応じて得られる測光情報に基づいて、第２の発光を行なって撮影時の露出を制御する。
【００１６】
【実施例】
つぎに、本発明の撮像装置の実施例について説明する。
【００１７】
［第１実施例］
図１は第１実施例の撮像装置の電気的構成を示すブロック図てある。図において、０はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、１は被写体の光学像を撮像素子３に結像させるオートフォーカス（ＡＦ）レンズ、２は絞り、３はレンズ１で結像された被写体を画像信号として取り込む撮像素子、４は撮像素子３から出力される画像信号に各種の補正、クランプなどを行なう信号処理回路、５は信号処理回路４から出力される画像信号のアナログディジタル変換を行なうＡ／Ｄ変換器、６は画像データを少なくとも１枚分、一時的に記憶するメモリ部、７は画像データの伝送制御およびメモリ部６の制御を行なうメモリ制御部である。
【００１８】
８は全体制御部１１によって制御された発光時間の発光を行なうストロボ発光部、９は撮像素子３、Ａ／Ｄ変換器５、メモリ制御部７に各種のタイミング信号を出力するタイミング発生部、１０は撮像素子３から信号処理回路４を通じて出力される画像信号やＡ／Ｄ変換器５からのデータを基に演算し、測距や測光データを求める演算回路、１１は撮像装置としてのスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御部、１２は画像データの記録または読み出しを行なうために半導体メモリなどからなる着脱自在な記録媒体、１３は第１のストロークと第２のストロークを有するレリーズスイッチ、１４は補助光出力部、１５は赤外光付近の光を遮断するＩＲカットフィルタである。
【００１９】
上記構成を有する撮像装置の撮影動作について説明する。図２はストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００２０】
撮像装置では、バリア０がオープンになると、メイン電源およびコントロール系の電源がＯＮになる。このとき、ＡＦレンズ１が駆動され、そのレンズ位置はリセット位置になる。この後、レリーズスイッチ１３が押されて第１のストロークに応じて第１のスイッチがＯＮになるまで待機する。
【００２１】
第１のスイッチがＯＮになると（ステップＳ２００）、再びＡＦレンズ１のレンズ位置を必要な位置まで駆動し、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５など処理回路系の電源をＯＮにする。
【００２２】
全体制御部１１は絞りを開放に設定し（ステップＳ２０１）、撮像素子３を通じて信号処理回路４から出力された信号を基に、被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算する（ステップＳ２０２）。
【００２３】
この測光を行った結果により明るさを判断し（ステップＳ２０３）、暗いと判断した場合、全体制御部１１は、フラグをセットし、ストロボ８を構成するコンデンサに発光のための十分な充電を行ない（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００２４】
一方、暗くないと判断した場合、コンデンサに充電を行なうことなく、同様にステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００２５】
つぎに、全体制御部１１は、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し被写体までの測距を演算回路１０で行なう（ステップＳ２０８）。このとき、フラグがセットされているか否かを判別し（ステップＳ２０６）、セットされているときは補助光出力部１４から補助光を発光する（ステップＳ２０７）。フラグがセットされていないときは補助光を発光しない。
【００２６】
尚、測距情報を求める処理は、ステップＳ２０８で示したように高周波成分を取り出さなくても、補助光の戻り光が撮像素子のどの部分に結像するかを検出することにより、被写体との概略の距離を求めることができる。
【００２７】
図３は被写体の距離に応じた補助光の戻り光を示す説明図である。例えば、補助光出力部１４が撮像素子３の左に設定されている場合、同図（Ａ）のように画面の中心部分に広く暗い補助光が戻っているときは被写体との距離は遠く、同図（Ｂ）、（Ｃ）のように補助光の戻り光が徐々に左に寄り明るさも明るくなると、被写体との距離が近くなっていると判断できる。
【００２８】
検出した補助光の戻り位置を、予め持っているデータと比較することにより、被写体との概略の距離を求めることができる。この概略の距離を求めることにより、ステップＳ２０８の測距情報を得る場合の全体処理よりも早く処理することが可能である。したがって、オートフォーカスのための測距およびレンズ駆動処理と、ストロボのための測距および測光処理とを並行して行なうこともできる。尚、ここでの補助光はオートフォーカス用の補助光に限らず、別に設けた補助光でも構わない。
【００２９】
この後、ＡＦレンズ１を駆動して合焦したか否かを判別し（ステップＳ２０９）、合焦していないときは、再びＡＦレンズ１を駆動して測距を行なう。
【００３０】
つぎに、ステップＳ２０８での測距情報に基づき、現在の撮影がノーマルモードかマクロモードかを判別する（ステップＳ２１０）。マクロモードと判別した場合には全体制御部１１によりモードを切り換える（ステップＳ２１１）。尚、このモードの切り換えは、上記の方法以外にも、外部にスイッチ等を設けて、撮影者がマニュアル操作で意図的に切り換えられるようにしてもよい。
【００３１】
つづいて、全体制御部１１からの制御信号にしたがってストロボ８は第１の発光を行ない（ステップＳ２１２）、再び撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算して測光を行ない（ステップＳ２１３）、第２の発光の発光量を決める発光時間のためのデータとする。
【００３２】
ここでの第１の発光は、次の充電時間がなるべく短くて済むようにまた測光できるための必要十分な発光量でよい理由から、全発光時の３〜４段落ちくらいになる発光量が良い。この場合、充電用コンデンサの電圧降下は約２０〜３０［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約２００〜４００［ｍｓ］である。
【００３３】
また、マクロモード時には被写体までの距離が極端に近くなることによって露出がオーバーになるのを防ぐために、第１の発光の発光量を低めに切り換える。マクロモード時はノーマルモード時よりも更に１／２〜１段落ちくらいになる発光量が良い。このときの、充電用コンデンサの電圧降下は約１０〜１５［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約１００〜１５０［ｍｓ］である。
【００３４】
この第１の発光により、ストロークの途中でレリーズスイッチ１３を押し直したり、フレーミングを変えてみたりすることなく、撮影者の合焦したことを視覚的に知ることができる。
【００３５】
ステップＳ２１４では、レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、再度ストロボにチャージを行ない、第１の発光により下がった電圧を補う。これにより、第２の発光は全発光を行なうことが可能である。従って、２度の発光を行なうために充電用のコンデンサを大型化したり、ストロボ自体のガイドナンバーを大きくしたりする必要は全くない。
【００３６】
第２のスイッチがＯＮになると、再度測光を行なうために撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算する（ステップＳ２１５）。この測光データをもとに最適な露出を得るために第２の発光の発光時間と絞り値を総合的に判断し、全体制御部１１は最適な絞り値になるように絞りを制御する（ステップＳ２１６）。
【００３７】
全体制御部１１からストロボ８にストロボ用のトリガパルスが送られると、このストロボ用のトリガパルスに同期してストロボ８は第２の発光を開始する（ステップＳ２１７）。ステップＳ２１３の測光で得られた情報とステップＳ２１６で決められた絞り値から決定した発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（ステップＳ２１８、Ｓ２１９）。
【００３８】
撮影後、レリーズスイッチ１３の状態を判別し（ステップＳ２２０）、第１のスイッチがＯＮであり、第２のスイッチのみがＯＦＦの場合は再び第２のスイッチがＯＮになるまで待機し、第１および第２のスイッチが共にＯＦＦであるとき終了する。
【００３９】
ステップＳ２１８で撮影が行なわれると、撮像素子３を通り、信号処理回路４で処理され出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログディジタル変換され、変換されたデータはメモリ制御部７によりメモリ部６に書き込まれる。その後、メモリ部６に蓄積されたデータは、メモリ制御部７により半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体１２に記録される。
【００４０】
図４はストロボ発光のタイミングを示すタイミングチャートである。レリーズスイッチ１３の第１のスイッチがＯＮになると（ｔ１）、ＡＦレンズ１のレンズ位置を必要な位置まで駆動し（ｔ２）、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５などの信号処理回路系の電源をＯＮにする。全体制御部１１は絞りを開放にし（ｔ３）、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータをもとに、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算する。この測光の結果、暗いと判断した場合はフラグをセットしてから全体制御部１１からストロボ発光部８に備わっている発光のためのコンデンサに十分な充電を行ない（ｔ４）、絞りを制御する（ｔ５）。
【００４１】
つぎに、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、演算回路１０は被写体までの距離を演算する。そして、ＡＦレンズ１を駆動して（ｔ６）合焦したか否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズ１を駆動し測距を行なう。被写体までの測距を行なう際に、フラグがセットされているときオートフォーカス用の補助光または別に設けた補助光を照射する（ｔ７）。
【００４２】
合焦後に全体制御部１１からストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスの立ち上がりに同期してストロボ発光部８は第１の発光を行なう（ｔ８）。この第１の発光の発光時間はｔ７で測光した結果により制御される。
【００４３】
レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、第２の発光は全発光を行なうために再度ストロボ発光部８を充電し（ｔ９）、第１の発光により下がった電圧分を補う。第２のスイッチがＯＮになると（ｔ１０）、再度測光を行なうために撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、演算回路１０は被写体から反射光の光量を演算する。
【００４４】
この測光データをもとに最適な露出を得るために、全体制御部１１により絞りを制御する（ｔ１１）。全体制御部１１からストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスの立ち上がりに同期してストロボ発光部８は第２の発光を開始し（ｔ１２）、所定の時間が経過したら瞬時に発光を停止する（ｔ１３）。
【００４５】
［第２実施例］
つぎに、第２実施例の撮像装置について説明する。第２実施例の撮像装置の電気的構成は前記第１実施例と同じである。
【００４６】
図５は第２実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。第１実施例と同一のステップは同一の符号で示されている。
【００４７】
撮像装置は、バリア０がオープンされてメイン電源がＯＮになると、ＡＦレンズ１のレンズ位置をリセット位置まで駆動し、レリーズスイッチ１３の第１のストロークに応じて第１のスイッチがＯＮになるまで待機する。第１のスイッチがＯＮになると（ステップＳ２００）、再びＡＦレンズ１のレンズ位置を所定の位置まで駆動し、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５などの処理回路系の電源をＯＮにする。
【００４８】
全体制御部１１は、絞りを開放し（ステップＳ２０１）、撮像素子３を通って信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
この測光を行った結果により明るさを判断し（ステップＳ２０３）、暗いと判断した場合、全体制御部１１は、フラグをセットし、ストロボ８を構成するコンデンサに発光のための十分な充電を行ない（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００５０】
一方、暗くないと判断した場合、コンデンサに充電を行なうことなく、同様にステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００５１】
つぎに、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し、演算回路１０は被写体までの測距を演算する（ステップＳ２０８）。ここで、フラグがセットされているとき（ステップＳ２０６）は、補助光出力部１４から補助光を発光する（ステップＳ２０７）。この補助光はステップＳ２０８で測距に使われると共に、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力されてＡ／Ｄ変換器５で変換されたデータを基に、１画面全部またはある所定範囲の信号の平均値、つまり明るさの平均値を求めるために使われる（ステップＳ４０１）。
【００５２】
また、ステップＳ２０８で示したように高周波成分を取り出さなくても、補助光の戻り光が撮像素子のどの部分に結像するかを検出することにより被写体との概略の距離を求めることができる。図３は被写体の距離に応じた補助光の戻り光を示す説明図である。例えば、補助光出力部１４が撮像素子３の左に設定されている場合、同図（Ａ）に示すように画面の中心部に広く暗い補助光が戻っているときは被写体との距離は遠く、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように補助光の戻り光が徐々に左に寄り明るさも明るくなると、被写体との距離が近くなっていると判断できる。
【００５３】
検出した補助光の戻り位置を予め持っている基準データと比較すれば、被写体との概略の距離を求めることができる。この概略の距離を求めることにより、ステップＳ２０８の測距情報を得る全体処理よりも早く処理することが可能である。オートフォーカスのための測距およひレンズ駆動処理とストロボのための測距および測光処理とを並行して行なうこともできる。ここでの補助光は、オートフォーカス用の補助光に限らず、別に設けた補助光でもどちらでも構わない。
【００５４】
この後、ＡＦレンズ１を駆動して合焦したか否かを判別し（ステップＳ２０９）、合焦していないと判別されたときは、再びレンズを駆動して測距を行なう。
【００５５】
つぎに、ステップＳ４０１の補助光の測光結果と、ステップＳ２０８の測距情報に基づき、現在の撮影がノーマルモードかマクロモードかを判別する（ステップＳ２１０）。マクロモードと判別した場合には全体制御部１１によりモードを切り換える（ステップＳ２１１）。尚、このモードの切り換えは、上記の方法以外にも外部にスイッチ等を設けて、撮影者がマニュアル操作で意図的に切り換えられるようにしてもよい。
【００５６】
合焦後に全体制御部１１からの制御信号にしたがってストロボ発光部８は第１の発光を行ない（ステップＳ２１１）、再び撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算して測光を行ない（ステップＳ２１２）、第２の発光の発光量を決める発光時間のデータとする。ここで、第１の発光はステップＳ２０８、Ｓ２０９で求めた距離と補助光の測光量に応じて発光量を制御する。
【００５７】
また、第２の発光のための充電時間がなるべく短くて済むように、また測光できるための必要十分な発光量でよい理由から、最大でも全発光時の３〜４段落ち位になる発光量が良い。この場合、第１の発光による充電用コンデンサの電圧降下は約２０〜３０［Ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は約２００〜４００［ｍｓ］である。
【００５８】
また、マクロモード時には被写体までの距離が極端に近くなることによって露出がオーバーになるのを防ぐために、第１の発光の発光量を低めに切り換える。
【００５９】
マクロモード時はノーマルモード時よりも更に１／２〜１段落ちくらいになる発光量が良い。このときの、充電用コンデンサの電圧降下は約１０〜１５［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約１００〜１５０［ｍｓ］である。
【００６０】
この間の発光時間と再び充電しなければならない時間や発光時間と充電用コンデンサの電圧降下はほぼ比例する。この第１の発光により、ストロークの途中でレリーズスイッチ１３を押し直したり、フレーミングを変えてみたりすることなく、撮影者の合焦したことを視覚的に知ることができる。
【００６１】
ステップＳ２１４では、レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、再度ストロボ発光部８に充電を行ない、第１の発光により下がった電圧分を補う。このため、第２の発光は全発光を行なうことが可能である。したがって、２度の発光を行なうために充電用のコンデンサを大型化したり、ストロボ自体のガイドナンバーを大きくしたりする必要がない。
【００６２】
第２のスイッチがＯＮになったら再度測光を行なうために、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、演算回路１０は被写体から反射光の光量を演算する（ステップＳ２１５）。この測光データをもとに最適な露出が得られるように、第２の発光の発光時間と絞り値を総合的に判断し、最適な絞り値になるように全体制御部１１により絞りを制御する（ステップＳ２１６）。
【００６３】
全体制御部１１によりストロボ発光部８にストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスに同期してストロボ発光部８は第２の発光を開始し（ステップＳ２１７）、ステップＳ２１３で得られた情報とステップＳ２１６で決められた絞り値から決定した発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（ステップＳ２１８、Ｓ２１９）。
【００６４】
撮影後にレリーズスイッチ１３の状態を判別し（ステップＳ２２０）、第１のスイッチがＯＮであり、第２のスイッチだけがＯＦＦ（ステップＳ２１９）である場合には再び第２のスイッチがＯＮになるまで待機し、第１および第２のスイッチがともにＯＦＦになると終了する。
【００６５】
ステップＳ２１８で撮影が行われると、撮像素子３を通り信号処理回路４で処理され出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログディジタル変換され、変換されたデータはメモリ制御部７の制御によりメモリ部６に書き込まれる。この後、メモリ部６に蓄積されたデータはメモリ制御部７により半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体１２に記録される。
【００６６】
［第３実施例］
つぎに、第３実施例の撮像装置について説明する。第３実施例の撮像装置の電気的構成は前記第１実施例と同じである。
【００６７】
図６は第３実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。前記第１実施例と同一のステップは同一の符号で示されている。
【００６８】
撮像装置は、バリア０がオープンされてメイン電源がＯＮになると、つぎに制御系の電源かＯＮになり、ＡＦレンズ１のレンズ位置をリセット位置まで駆動し、レリーズスイッチ１３の第１のストロークに応じて第１のスイッチがＯＮになるまで待機する。第１のスイッチがＯＮになると（ステップＳ２００）、再びＡＦレンズ１のレンズ位置を所定の位置まで駆動し、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５などの処理回路系の電源をＯＮにする。
【００６９】
全体制御部１１は、絞りを開放し（ステップＳ２０１）、撮像素子３を通って信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、被写体からの反射光の光量の演算を演算回路１０で行なう（ステップＳ２０２）。
【００７０】
この測光を行った結果により明るさを判断し（ステップＳ２０３）、暗いと判断した場合、全体制御部１１は、フラグをセットし、ストロボ８を構成するコンデンサに発光のための十分な充電を行ない（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００７１】
一方、暗くないと判断した場合、コンデンサに充電を行なうことなく、同様にステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００７２】
つぎに、補助光を効率良く受光するために、光学部のＩＲカットフィルタ１５を外し、赤外光も透過するタイプのフィルタに切り換える（ステップＳ６０１）。図７はＩＲカットフィルタの特性を示すグラフである。このフィルタの切り換えはフラグがセットされている場合に自動で切り換えても良いし、手動で切り換えても良い。ＩＲカットフィルタがない場合の第２の発光後の露光量はＡ／Ｄ変換後の値で約１０％感度が良くなる。
【００７３】
また、補助光を効率良く受光するための別の手段として、フィルタは切り換えないで補助光を切り換えてもよい。前記補助光とは別に、図７に示したフィルタを減衰することなく通過する色（波長）の補助光を設けて切り換えるようにする。この補助光を切り換える場合も、ステップＳ２０３での測光結果により自動で切り換えても、手動で切り換えてもどちらでも良い。
【００７４】
つぎに、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し、演算回路１０は被写体までの測距を演算する（ステップＳ２０８）。フラグがセットされているとき（ステップＳ２０６）は、補助光出力部１４から補助光を発光する（ステップＳ２０７）。この補助光はステップＳ２０８て測距に使われると共に、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、１画面全部またはある所定範囲の信号の平均値、つまり明るさの平均値を求めるためにも使われる（ステップＳ２０９）。ここでの補助光は、オートフォーカス用の補助光に限らず、別に設けた補助光でも構わない。
【００７５】
この後、レンズを駆動して合焦したか否かを判別し（ステップＳ２１０）、合焦していないと判別されたときは、再びレンズを駆動し測距を行なう。
【００７６】
つぎに、ステップＳ２０９での補助光の測光結果と、ステップＳ２０８の測距情報に基づき、現在の撮影がノーマルモードかマクロモードかを判別する（ステップＳ２１１）。マクロモードと判別した場合には全体制御部１１によりモードを切り換える（ステップＳ２１２）。尚、このモードの切り換えは、上記の方法以外にも、外部にスイッチ等を設けて、撮影者がマニュアル操作で意図的に切り換えられるようにしてもよい。
【００７７】
合焦後に全体制御部１１からの制御信号によりストロボ発光部８は第１の発光を行なう（ステップＳ２１３）。再び撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータをもとに、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算して測光を行ない（ステップＳ２１４）、第２の発光の発光量を決める発光時間のためデータとする。ここで、第１の発光はステップＳ２０８で求めた距離と補助光の測光量に応じて発光量を制御する。
【００７８】
また、第２の発光のための充電時間がなるべく短くて済むように、また測光できるための必要十分な発光量でよい理由から、最大でも全発光時の３〜４段落ち位になる発光量が良い。この場合、第１の発光による充電用コンデンサの電圧降下は約２０〜３０［Ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は約２００〜４００［ｍｓ］である。
【００７９】
また、マクロモード時には被写体までの距離が極端に近くなることによって露出がオーバーになるのを防ぐために、第１の発光の発光量を低めに切り換える。
【００８０】
マクロモード時はノーマルモード時よりも更に１／２〜１段落ちくらいになる発光量が良い。このときの、充電用コンデンサの電圧降下は約１０〜１５［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約１００〜１５０［ｍｓ］である。
【００８１】
この間の発光時間と再び充電しなければならない時間や発光時間と充電用コンデンサの電圧降下はほぼ比例する。この第１の発光により、ストロークの途中で合焦が終了したか否か分からずもう一度レリーズスイッチ１３を押し直したり、フレーミングを変えてみたりすることなく、撮影者の合焦したことを視覚的に知ることができる。
【００８２】
ステップＳ２１５では、レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、再度ストロボ発光部８に充電を行ない、第１の発光により下がった電圧分を補う。このため、第２の発光は全発光を行なうことが可能である。したがって、２度の発光を行なうために充電用のコンデンサを大型化したり、ストロボ自体のガイドナンバーを大きくしたりする必要がない。
【００８３】
第２のスイッチがＯＮになったら再度測光を行なうために、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータをもとに、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算する（ステップＳ２１６）。この測光データをもとに最適な露出を得るために第２の発光の発光時間と絞り値を総合的に判断し、最適な絞り値になるように全体制御部１１により絞りを制御する（ステップＳ２１７）。
【００８４】
全体制御部１１の制御によりストロボ発光部８にストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスに同期してストロボ発光部８は第２の発光を開始し（ステップＳ２１８）、ステップＳ２１４で得られた情報とステップＳ２１７で決められた絞り値から決定した発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（ステップＳ２１９、Ｓ２２０）。
【００８５】
撮影後にレリーズスイッチ１３の状態を判別し（ステップＳ２２１）、第１のスイッチがＯＮであり、第２のスイッチだけがＯＦＦである場合には再び第２のスイッチがＯＮになるまで待機し、第１および第２のスイッチがともにＯＦＦになると終了する。
【００８６】
ステップＳ２１９で撮影が行われると、撮像素子３を通り信号処理回路４で処理され出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログディジタル変換され、変換されたデータはメモリ制御部７の制御によりメモリ部６に書き込まれる。その後、メモリ部６に蓄積されたデータはメモリ制御部７により半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体１２に記録される。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る撮像装置によれば、従来、被写体が至近距離にある場合や反射率が高い場合にストロボの第１発光で露出オーバーした場合でも、露出オーバーのミスがない第１の発光が可能となる。したがって、第１の測光精度が高まり、その結果から決定される第２の発光における測光精度も高まり、露出を正確に行なうことができる。
【００８９】
また、測光手段の測光部と撮像部とを同一のデバイスで構成することにより、調光センサなどを設ける必要がなく、製品及び開発コストを下げることができる。しかも、測光部と撮像手段を同一のデバイスとして特性を揃えることができ、第１の発光の発光量を適正に制御できるので、第１の発光で露出オーバーさせてしまうことなどによっていたずらに第２の発光の光量を減らすことはない。
【００９３】
請求項４に係る撮像装置によれば、前記照射手段は前記補助光を照射する際に補助光の波長を切り換えるので、補助光の波長（色）を切り換えることにより、より確かな補助光の測光を行なうことができる。
【００９５】
請求項５に係る撮像方法によれば、従来、被写体が至近距離にある場合や反射率が高い場合にストロボの第１発光で露出オーバーした場合でも、露出オーバーのミスがない第１の発光が可能となる。したがって、第１の測光精度が高まり、その結果から決定される第２の発光における測光精度も高まり、露出を正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の撮像装置の電気的構成を示すブロック図てある。
【図２】ストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】被写体の距離に応じた補助光の戻り光を示す説明図である。
【図４】ストロボ発光のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】第２実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】第３実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】ＩＲカットフィルタの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ … レンズ
２ … 絞り
３ … 撮像素子
４ … 信号処理回路
８ … ストロボ発光部
１０ … 演算回路
１１ … 全体制御部
１３ … レリーズスイッチ
１４ … 補助光出力部
【産業上の利用分野】
本発明は固体撮像素子の撮像手段により光学像を電気信号に変換する撮像装置のうち、オートフォーカスまたは別に補助光を持つもの、さらに詳しくは露出制御のための予備発光を行なう撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、固体撮像素子を有する撮像装置は、ストロボによる発光の被写体からの反射光を測定するために、調光センサと測光回路を固体撮像素子とは別に設けている。そして、その測定値が適正な光量となったところでストロボの発光を停止することによって露光量を制御している。
【０００３】
また、特公平５−４４６５４号公報には、２つの放電管を用いて予備発光と本発光を行ない、被写体までの距離と被写体からの反射率によって露光量を制御しているものが示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では調光センサを使用して測光を行なう場合には高価な調光センサや測光回路を別に設ける必要があり、製品および開発コストの面で非常に不利であった。また、測光部と撮像部が同一のデバイスでないので、調光センサや測光回路と固体撮像素子との間では測光の特性が完全には一致せず、適正な露光が得られない場合がある。
【０００５】
また、特公平５−４４６５４号公報の場合には、予備発光と本発光を１つの放電管で行っても構わないとしているだけで、予備発光でコンデンサに貯えられたエネルギーが消費され、第２の発光の光量が減ってしまうという問題があった。さらに、被写体までの距離と被写体からの反射率を合わせて測定しているだけで、至近距離の認識をしておらず予備発光の発光量を制御していないので、予備発光で露出オーバーになってしまうという問題もあった。
【０００６】
そこで、本発明は、測光部と撮像部を同一のデバイスとし、本発光の光量を減らすことなく、露出量を適正にできる撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に係る撮像装置は、撮影を行なうために操作するスイッチ手段と、被写体に補助光を照射する照射手段と、前記被写体に向けて発光する発光手段と、撮像素子から前記被写体の光学像を取り込む撮像手段と、該撮像手段から送られた信号を処理して測光情報を得る測光手段とを備え、前記撮像素子から送られた信号から画像データを得る撮像装置において、前記照射手段は前記スイッチ操作に応じて前記補助光を照射し、前記発光手段は、前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置および明るさに基づいて設定された光量で第１の発光を行ない、該行なわれた第１の発光に応じて前記測光手段により得られる測光情報に基づいて、第２の発光を行なって撮影時の露出を制御する。
【０００８】
請求項２に係る撮像装置では、請求項１に係る撮像装置において前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置に基づいて、前記被写体までの距離を算出し、該算出された距離に応じて設定された光量で第１の発光を行なうことを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る撮像装置では、請求項１または２に係る撮像装置において前記照射手段は、前記補助光を照射する際に光学フィルタを切り換えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４に係る撮像装置では、請求項１または２に係る撮像装置において前記照射手段は、前記補助光を照射する際に補助光の波長を切り換えることを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る撮像方法は、撮像素子から被写体の光学像を取り込み、該取り込まれた光学像の信号を処理して測光情報を得て、該測光情報を用いて露出を制御し、前記撮像素子から送られた信号から画像データを得る撮像方法において、スイッチの操作に応じて前記被写体に補助光を照射し、前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置および明るさに基づいて光量を設定して第１の発光を行ない、該行なわれた第１の発光に応じて得られる測光情報に基づいて、第２の発光を行なって撮影時の露出を制御する。
【００１６】
【実施例】
つぎに、本発明の撮像装置の実施例について説明する。
【００１７】
［第１実施例］
図１は第１実施例の撮像装置の電気的構成を示すブロック図てある。図において、０はレンズのプロテクトとメインスイッチを兼ねるバリア、１は被写体の光学像を撮像素子３に結像させるオートフォーカス（ＡＦ）レンズ、２は絞り、３はレンズ１で結像された被写体を画像信号として取り込む撮像素子、４は撮像素子３から出力される画像信号に各種の補正、クランプなどを行なう信号処理回路、５は信号処理回路４から出力される画像信号のアナログディジタル変換を行なうＡ／Ｄ変換器、６は画像データを少なくとも１枚分、一時的に記憶するメモリ部、７は画像データの伝送制御およびメモリ部６の制御を行なうメモリ制御部である。
【００１８】
８は全体制御部１１によって制御された発光時間の発光を行なうストロボ発光部、９は撮像素子３、Ａ／Ｄ変換器５、メモリ制御部７に各種のタイミング信号を出力するタイミング発生部、１０は撮像素子３から信号処理回路４を通じて出力される画像信号やＡ／Ｄ変換器５からのデータを基に演算し、測距や測光データを求める演算回路、１１は撮像装置としてのスチルビデオカメラ全体を制御する全体制御部、１２は画像データの記録または読み出しを行なうために半導体メモリなどからなる着脱自在な記録媒体、１３は第１のストロークと第２のストロークを有するレリーズスイッチ、１４は補助光出力部、１５は赤外光付近の光を遮断するＩＲカットフィルタである。
【００１９】
上記構成を有する撮像装置の撮影動作について説明する。図２はストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【００２０】
撮像装置では、バリア０がオープンになると、メイン電源およびコントロール系の電源がＯＮになる。このとき、ＡＦレンズ１が駆動され、そのレンズ位置はリセット位置になる。この後、レリーズスイッチ１３が押されて第１のストロークに応じて第１のスイッチがＯＮになるまで待機する。
【００２１】
第１のスイッチがＯＮになると（ステップＳ２００）、再びＡＦレンズ１のレンズ位置を必要な位置まで駆動し、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５など処理回路系の電源をＯＮにする。
【００２２】
全体制御部１１は絞りを開放に設定し（ステップＳ２０１）、撮像素子３を通じて信号処理回路４から出力された信号を基に、被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算する（ステップＳ２０２）。
【００２３】
この測光を行った結果により明るさを判断し（ステップＳ２０３）、暗いと判断した場合、全体制御部１１は、フラグをセットし、ストロボ８を構成するコンデンサに発光のための十分な充電を行ない（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００２４】
一方、暗くないと判断した場合、コンデンサに充電を行なうことなく、同様にステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００２５】
つぎに、全体制御部１１は、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し被写体までの測距を演算回路１０で行なう（ステップＳ２０８）。このとき、フラグがセットされているか否かを判別し（ステップＳ２０６）、セットされているときは補助光出力部１４から補助光を発光する（ステップＳ２０７）。フラグがセットされていないときは補助光を発光しない。
【００２６】
尚、測距情報を求める処理は、ステップＳ２０８で示したように高周波成分を取り出さなくても、補助光の戻り光が撮像素子のどの部分に結像するかを検出することにより、被写体との概略の距離を求めることができる。
【００２７】
図３は被写体の距離に応じた補助光の戻り光を示す説明図である。例えば、補助光出力部１４が撮像素子３の左に設定されている場合、同図（Ａ）のように画面の中心部分に広く暗い補助光が戻っているときは被写体との距離は遠く、同図（Ｂ）、（Ｃ）のように補助光の戻り光が徐々に左に寄り明るさも明るくなると、被写体との距離が近くなっていると判断できる。
【００２８】
検出した補助光の戻り位置を、予め持っているデータと比較することにより、被写体との概略の距離を求めることができる。この概略の距離を求めることにより、ステップＳ２０８の測距情報を得る場合の全体処理よりも早く処理することが可能である。したがって、オートフォーカスのための測距およびレンズ駆動処理と、ストロボのための測距および測光処理とを並行して行なうこともできる。尚、ここでの補助光はオートフォーカス用の補助光に限らず、別に設けた補助光でも構わない。
【００２９】
この後、ＡＦレンズ１を駆動して合焦したか否かを判別し（ステップＳ２０９）、合焦していないときは、再びＡＦレンズ１を駆動して測距を行なう。
【００３０】
つぎに、ステップＳ２０８での測距情報に基づき、現在の撮影がノーマルモードかマクロモードかを判別する（ステップＳ２１０）。マクロモードと判別した場合には全体制御部１１によりモードを切り換える（ステップＳ２１１）。尚、このモードの切り換えは、上記の方法以外にも、外部にスイッチ等を設けて、撮影者がマニュアル操作で意図的に切り換えられるようにしてもよい。
【００３１】
つづいて、全体制御部１１からの制御信号にしたがってストロボ８は第１の発光を行ない（ステップＳ２１２）、再び撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算して測光を行ない（ステップＳ２１３）、第２の発光の発光量を決める発光時間のためのデータとする。
【００３２】
ここでの第１の発光は、次の充電時間がなるべく短くて済むようにまた測光できるための必要十分な発光量でよい理由から、全発光時の３〜４段落ちくらいになる発光量が良い。この場合、充電用コンデンサの電圧降下は約２０〜３０［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約２００〜４００［ｍｓ］である。
【００３３】
また、マクロモード時には被写体までの距離が極端に近くなることによって露出がオーバーになるのを防ぐために、第１の発光の発光量を低めに切り換える。マクロモード時はノーマルモード時よりも更に１／２〜１段落ちくらいになる発光量が良い。このときの、充電用コンデンサの電圧降下は約１０〜１５［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約１００〜１５０［ｍｓ］である。
【００３４】
この第１の発光により、ストロークの途中でレリーズスイッチ１３を押し直したり、フレーミングを変えてみたりすることなく、撮影者の合焦したことを視覚的に知ることができる。
【００３５】
ステップＳ２１４では、レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、再度ストロボにチャージを行ない、第１の発光により下がった電圧を補う。これにより、第２の発光は全発光を行なうことが可能である。従って、２度の発光を行なうために充電用のコンデンサを大型化したり、ストロボ自体のガイドナンバーを大きくしたりする必要は全くない。
【００３６】
第２のスイッチがＯＮになると、再度測光を行なうために撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算する（ステップＳ２１５）。この測光データをもとに最適な露出を得るために第２の発光の発光時間と絞り値を総合的に判断し、全体制御部１１は最適な絞り値になるように絞りを制御する（ステップＳ２１６）。
【００３７】
全体制御部１１からストロボ８にストロボ用のトリガパルスが送られると、このストロボ用のトリガパルスに同期してストロボ８は第２の発光を開始する（ステップＳ２１７）。ステップＳ２１３の測光で得られた情報とステップＳ２１６で決められた絞り値から決定した発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（ステップＳ２１８、Ｓ２１９）。
【００３８】
撮影後、レリーズスイッチ１３の状態を判別し（ステップＳ２２０）、第１のスイッチがＯＮであり、第２のスイッチのみがＯＦＦの場合は再び第２のスイッチがＯＮになるまで待機し、第１および第２のスイッチが共にＯＦＦであるとき終了する。
【００３９】
ステップＳ２１８で撮影が行なわれると、撮像素子３を通り、信号処理回路４で処理され出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログディジタル変換され、変換されたデータはメモリ制御部７によりメモリ部６に書き込まれる。その後、メモリ部６に蓄積されたデータは、メモリ制御部７により半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体１２に記録される。
【００４０】
図４はストロボ発光のタイミングを示すタイミングチャートである。レリーズスイッチ１３の第１のスイッチがＯＮになると（ｔ１）、ＡＦレンズ１のレンズ位置を必要な位置まで駆動し（ｔ２）、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５などの信号処理回路系の電源をＯＮにする。全体制御部１１は絞りを開放にし（ｔ３）、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータをもとに、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算する。この測光の結果、暗いと判断した場合はフラグをセットしてから全体制御部１１からストロボ発光部８に備わっている発光のためのコンデンサに十分な充電を行ない（ｔ４）、絞りを制御する（ｔ５）。
【００４１】
つぎに、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、演算回路１０は被写体までの距離を演算する。そして、ＡＦレンズ１を駆動して（ｔ６）合焦したか否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズ１を駆動し測距を行なう。被写体までの測距を行なう際に、フラグがセットされているときオートフォーカス用の補助光または別に設けた補助光を照射する（ｔ７）。
【００４２】
合焦後に全体制御部１１からストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスの立ち上がりに同期してストロボ発光部８は第１の発光を行なう（ｔ８）。この第１の発光の発光時間はｔ７で測光した結果により制御される。
【００４３】
レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、第２の発光は全発光を行なうために再度ストロボ発光部８を充電し（ｔ９）、第１の発光により下がった電圧分を補う。第２のスイッチがＯＮになると（ｔ１０）、再度測光を行なうために撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、演算回路１０は被写体から反射光の光量を演算する。
【００４４】
この測光データをもとに最適な露出を得るために、全体制御部１１により絞りを制御する（ｔ１１）。全体制御部１１からストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスの立ち上がりに同期してストロボ発光部８は第２の発光を開始し（ｔ１２）、所定の時間が経過したら瞬時に発光を停止する（ｔ１３）。
【００４５】
［第２実施例］
つぎに、第２実施例の撮像装置について説明する。第２実施例の撮像装置の電気的構成は前記第１実施例と同じである。
【００４６】
図５は第２実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。第１実施例と同一のステップは同一の符号で示されている。
【００４７】
撮像装置は、バリア０がオープンされてメイン電源がＯＮになると、ＡＦレンズ１のレンズ位置をリセット位置まで駆動し、レリーズスイッチ１３の第１のストロークに応じて第１のスイッチがＯＮになるまで待機する。第１のスイッチがＯＮになると（ステップＳ２００）、再びＡＦレンズ１のレンズ位置を所定の位置まで駆動し、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５などの処理回路系の電源をＯＮにする。
【００４８】
全体制御部１１は、絞りを開放し（ステップＳ２０１）、撮像素子３を通って信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、被写体からの反射光の光量を演算回路１０で演算する（ステップＳ２０２）。
【００４９】
この測光を行った結果により明るさを判断し（ステップＳ２０３）、暗いと判断した場合、全体制御部１１は、フラグをセットし、ストロボ８を構成するコンデンサに発光のための十分な充電を行ない（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００５０】
一方、暗くないと判断した場合、コンデンサに充電を行なうことなく、同様にステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００５１】
つぎに、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し、演算回路１０は被写体までの測距を演算する（ステップＳ２０８）。ここで、フラグがセットされているとき（ステップＳ２０６）は、補助光出力部１４から補助光を発光する（ステップＳ２０７）。この補助光はステップＳ２０８で測距に使われると共に、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力されてＡ／Ｄ変換器５で変換されたデータを基に、１画面全部またはある所定範囲の信号の平均値、つまり明るさの平均値を求めるために使われる（ステップＳ４０１）。
【００５２】
また、ステップＳ２０８で示したように高周波成分を取り出さなくても、補助光の戻り光が撮像素子のどの部分に結像するかを検出することにより被写体との概略の距離を求めることができる。図３は被写体の距離に応じた補助光の戻り光を示す説明図である。例えば、補助光出力部１４が撮像素子３の左に設定されている場合、同図（Ａ）に示すように画面の中心部に広く暗い補助光が戻っているときは被写体との距離は遠く、同図（Ｂ）、（Ｃ）に示すように補助光の戻り光が徐々に左に寄り明るさも明るくなると、被写体との距離が近くなっていると判断できる。
【００５３】
検出した補助光の戻り位置を予め持っている基準データと比較すれば、被写体との概略の距離を求めることができる。この概略の距離を求めることにより、ステップＳ２０８の測距情報を得る全体処理よりも早く処理することが可能である。オートフォーカスのための測距およひレンズ駆動処理とストロボのための測距および測光処理とを並行して行なうこともできる。ここでの補助光は、オートフォーカス用の補助光に限らず、別に設けた補助光でもどちらでも構わない。
【００５４】
この後、ＡＦレンズ１を駆動して合焦したか否かを判別し（ステップＳ２０９）、合焦していないと判別されたときは、再びレンズを駆動して測距を行なう。
【００５５】
つぎに、ステップＳ４０１の補助光の測光結果と、ステップＳ２０８の測距情報に基づき、現在の撮影がノーマルモードかマクロモードかを判別する（ステップＳ２１０）。マクロモードと判別した場合には全体制御部１１によりモードを切り換える（ステップＳ２１１）。尚、このモードの切り換えは、上記の方法以外にも外部にスイッチ等を設けて、撮影者がマニュアル操作で意図的に切り換えられるようにしてもよい。
【００５６】
合焦後に全体制御部１１からの制御信号にしたがってストロボ発光部８は第１の発光を行ない（ステップＳ２１１）、再び撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算して測光を行ない（ステップＳ２１２）、第２の発光の発光量を決める発光時間のデータとする。ここで、第１の発光はステップＳ２０８、Ｓ２０９で求めた距離と補助光の測光量に応じて発光量を制御する。
【００５７】
また、第２の発光のための充電時間がなるべく短くて済むように、また測光できるための必要十分な発光量でよい理由から、最大でも全発光時の３〜４段落ち位になる発光量が良い。この場合、第１の発光による充電用コンデンサの電圧降下は約２０〜３０［Ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は約２００〜４００［ｍｓ］である。
【００５８】
また、マクロモード時には被写体までの距離が極端に近くなることによって露出がオーバーになるのを防ぐために、第１の発光の発光量を低めに切り換える。
【００５９】
マクロモード時はノーマルモード時よりも更に１／２〜１段落ちくらいになる発光量が良い。このときの、充電用コンデンサの電圧降下は約１０〜１５［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約１００〜１５０［ｍｓ］である。
【００６０】
この間の発光時間と再び充電しなければならない時間や発光時間と充電用コンデンサの電圧降下はほぼ比例する。この第１の発光により、ストロークの途中でレリーズスイッチ１３を押し直したり、フレーミングを変えてみたりすることなく、撮影者の合焦したことを視覚的に知ることができる。
【００６１】
ステップＳ２１４では、レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、再度ストロボ発光部８に充電を行ない、第１の発光により下がった電圧分を補う。このため、第２の発光は全発光を行なうことが可能である。したがって、２度の発光を行なうために充電用のコンデンサを大型化したり、ストロボ自体のガイドナンバーを大きくしたりする必要がない。
【００６２】
第２のスイッチがＯＮになったら再度測光を行なうために、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、演算回路１０は被写体から反射光の光量を演算する（ステップＳ２１５）。この測光データをもとに最適な露出が得られるように、第２の発光の発光時間と絞り値を総合的に判断し、最適な絞り値になるように全体制御部１１により絞りを制御する（ステップＳ２１６）。
【００６３】
全体制御部１１によりストロボ発光部８にストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスに同期してストロボ発光部８は第２の発光を開始し（ステップＳ２１７）、ステップＳ２１３で得られた情報とステップＳ２１６で決められた絞り値から決定した発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（ステップＳ２１８、Ｓ２１９）。
【００６４】
撮影後にレリーズスイッチ１３の状態を判別し（ステップＳ２２０）、第１のスイッチがＯＮであり、第２のスイッチだけがＯＦＦ（ステップＳ２１９）である場合には再び第２のスイッチがＯＮになるまで待機し、第１および第２のスイッチがともにＯＦＦになると終了する。
【００６５】
ステップＳ２１８で撮影が行われると、撮像素子３を通り信号処理回路４で処理され出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログディジタル変換され、変換されたデータはメモリ制御部７の制御によりメモリ部６に書き込まれる。この後、メモリ部６に蓄積されたデータはメモリ制御部７により半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体１２に記録される。
【００６６】
［第３実施例］
つぎに、第３実施例の撮像装置について説明する。第３実施例の撮像装置の電気的構成は前記第１実施例と同じである。
【００６７】
図６は第３実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。前記第１実施例と同一のステップは同一の符号で示されている。
【００６８】
撮像装置は、バリア０がオープンされてメイン電源がＯＮになると、つぎに制御系の電源かＯＮになり、ＡＦレンズ１のレンズ位置をリセット位置まで駆動し、レリーズスイッチ１３の第１のストロークに応じて第１のスイッチがＯＮになるまで待機する。第１のスイッチがＯＮになると（ステップＳ２００）、再びＡＦレンズ１のレンズ位置を所定の位置まで駆動し、信号処理回路４やＡ／Ｄ変換器５などの処理回路系の電源をＯＮにする。
【００６９】
全体制御部１１は、絞りを開放し（ステップＳ２０１）、撮像素子３を通って信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、被写体からの反射光の光量の演算を演算回路１０で行なう（ステップＳ２０２）。
【００７０】
この測光を行った結果により明るさを判断し（ステップＳ２０３）、暗いと判断した場合、全体制御部１１は、フラグをセットし、ストロボ８を構成するコンデンサに発光のための十分な充電を行ない（ステップＳ２０４）、ステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００７１】
一方、暗くないと判断した場合、コンデンサに充電を行なうことなく、同様にステップＳ２０２での測光に応じて全体制御部１１は絞りを制御する（ステップＳ２０５）。
【００７２】
つぎに、補助光を効率良く受光するために、光学部のＩＲカットフィルタ１５を外し、赤外光も透過するタイプのフィルタに切り換える（ステップＳ６０１）。図７はＩＲカットフィルタの特性を示すグラフである。このフィルタの切り換えはフラグがセットされている場合に自動で切り換えても良いし、手動で切り換えても良い。ＩＲカットフィルタがない場合の第２の発光後の露光量はＡ／Ｄ変換後の値で約１０％感度が良くなる。
【００７３】
また、補助光を効率良く受光するための別の手段として、フィルタは切り換えないで補助光を切り換えてもよい。前記補助光とは別に、図７に示したフィルタを減衰することなく通過する色（波長）の補助光を設けて切り換えるようにする。この補助光を切り換える場合も、ステップＳ２０３での測光結果により自動で切り換えても、手動で切り換えてもどちらでも良い。
【００７４】
つぎに、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号を基に、高周波成分を取り出し、演算回路１０は被写体までの測距を演算する（ステップＳ２０８）。フラグがセットされているとき（ステップＳ２０６）は、補助光出力部１４から補助光を発光する（ステップＳ２０７）。この補助光はステップＳ２０８て測距に使われると共に、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータを基に、１画面全部またはある所定範囲の信号の平均値、つまり明るさの平均値を求めるためにも使われる（ステップＳ２０９）。ここでの補助光は、オートフォーカス用の補助光に限らず、別に設けた補助光でも構わない。
【００７５】
この後、レンズを駆動して合焦したか否かを判別し（ステップＳ２１０）、合焦していないと判別されたときは、再びレンズを駆動し測距を行なう。
【００７６】
つぎに、ステップＳ２０９での補助光の測光結果と、ステップＳ２０８の測距情報に基づき、現在の撮影がノーマルモードかマクロモードかを判別する（ステップＳ２１１）。マクロモードと判別した場合には全体制御部１１によりモードを切り換える（ステップＳ２１２）。尚、このモードの切り換えは、上記の方法以外にも、外部にスイッチ等を設けて、撮影者がマニュアル操作で意図的に切り換えられるようにしてもよい。
【００７７】
合焦後に全体制御部１１からの制御信号によりストロボ発光部８は第１の発光を行なう（ステップＳ２１３）。再び撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータをもとに、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算して測光を行ない（ステップＳ２１４）、第２の発光の発光量を決める発光時間のためデータとする。ここで、第１の発光はステップＳ２０８で求めた距離と補助光の測光量に応じて発光量を制御する。
【００７８】
また、第２の発光のための充電時間がなるべく短くて済むように、また測光できるための必要十分な発光量でよい理由から、最大でも全発光時の３〜４段落ち位になる発光量が良い。この場合、第１の発光による充電用コンデンサの電圧降下は約２０〜３０［Ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は約２００〜４００［ｍｓ］である。
【００７９】
また、マクロモード時には被写体までの距離が極端に近くなることによって露出がオーバーになるのを防ぐために、第１の発光の発光量を低めに切り換える。
【００８０】
マクロモード時はノーマルモード時よりも更に１／２〜１段落ちくらいになる発光量が良い。このときの、充電用コンデンサの電圧降下は約１０〜１５［ｖ］であり、これを再び完全な充電状態まで充電する時間は、約１００〜１５０［ｍｓ］である。
【００８１】
この間の発光時間と再び充電しなければならない時間や発光時間と充電用コンデンサの電圧降下はほぼ比例する。この第１の発光により、ストロークの途中で合焦が終了したか否か分からずもう一度レリーズスイッチ１３を押し直したり、フレーミングを変えてみたりすることなく、撮影者の合焦したことを視覚的に知ることができる。
【００８２】
ステップＳ２１５では、レリーズスイッチ１３の第２のストロークに応じて第２のスイッチがＯＮになるまで待機する。この間に、再度ストロボ発光部８に充電を行ない、第１の発光により下がった電圧分を補う。このため、第２の発光は全発光を行なうことが可能である。したがって、２度の発光を行なうために充電用のコンデンサを大型化したり、ストロボ自体のガイドナンバーを大きくしたりする必要がない。
【００８３】
第２のスイッチがＯＮになったら再度測光を行なうために、撮像素子３を通り信号処理回路４から出力された信号をＡ／Ｄ変換器５で変換したデータをもとに、演算回路１０は被写体からの反射光の光量を演算する（ステップＳ２１６）。この測光データをもとに最適な露出を得るために第２の発光の発光時間と絞り値を総合的に判断し、最適な絞り値になるように全体制御部１１により絞りを制御する（ステップＳ２１７）。
【００８４】
全体制御部１１の制御によりストロボ発光部８にストロボ用のトリガパルスが送られ、このトリガパルスに同期してストロボ発光部８は第２の発光を開始し（ステップＳ２１８）、ステップＳ２１４で得られた情報とステップＳ２１７で決められた絞り値から決定した発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（ステップＳ２１９、Ｓ２２０）。
【００８５】
撮影後にレリーズスイッチ１３の状態を判別し（ステップＳ２２１）、第１のスイッチがＯＮであり、第２のスイッチだけがＯＦＦである場合には再び第２のスイッチがＯＮになるまで待機し、第１および第２のスイッチがともにＯＦＦになると終了する。
【００８６】
ステップＳ２１９で撮影が行われると、撮像素子３を通り信号処理回路４で処理され出力された画像信号は、Ａ／Ｄ変換器５でアナログディジタル変換され、変換されたデータはメモリ制御部７の制御によりメモリ部６に書き込まれる。その後、メモリ部６に蓄積されたデータはメモリ制御部７により半導体メモリなどの着脱可能な記録媒体１２に記録される。
【００８７】
【発明の効果】
本発明の請求項１に係る撮像装置によれば、従来、被写体が至近距離にある場合や反射率が高い場合にストロボの第１発光で露出オーバーした場合でも、露出オーバーのミスがない第１の発光が可能となる。したがって、第１の測光精度が高まり、その結果から決定される第２の発光における測光精度も高まり、露出を正確に行なうことができる。
【００８９】
また、測光手段の測光部と撮像部とを同一のデバイスで構成することにより、調光センサなどを設ける必要がなく、製品及び開発コストを下げることができる。しかも、測光部と撮像手段を同一のデバイスとして特性を揃えることができ、第１の発光の発光量を適正に制御できるので、第１の発光で露出オーバーさせてしまうことなどによっていたずらに第２の発光の光量を減らすことはない。
【００９３】
請求項４に係る撮像装置によれば、前記照射手段は前記補助光を照射する際に補助光の波長を切り換えるので、補助光の波長（色）を切り換えることにより、より確かな補助光の測光を行なうことができる。
【００９５】
請求項５に係る撮像方法によれば、従来、被写体が至近距離にある場合や反射率が高い場合にストロボの第１発光で露出オーバーした場合でも、露出オーバーのミスがない第１の発光が可能となる。したがって、第１の測光精度が高まり、その結果から決定される第２の発光における測光精度も高まり、露出を正確に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施例の撮像装置の電気的構成を示すブロック図てある。
【図２】ストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】被写体の距離に応じた補助光の戻り光を示す説明図である。
【図４】ストロボ発光のタイミングを示すタイミングチャートである。
【図５】第２実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図６】第３実施例のストロボ発光動作処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】ＩＲカットフィルタの特性を示すグラフである。
【符号の説明】
１ … レンズ
２ … 絞り
３ … 撮像素子
４ … 信号処理回路
８ … ストロボ発光部
１０ … 演算回路
１１ … 全体制御部
１３ … レリーズスイッチ
１４ … 補助光出力部
Claims (5)
- 撮影を行なうために操作するスイッチ手段と、
被写体に補助光を照射する照射手段と、
前記被写体に向けて発光する発光手段と、
撮像素子から前記被写体の光学像を取り込む撮像手段と、
該撮像手段から送られた信号を処理して測光情報を得る測光手段とを備え、前記撮像素子から送られた信号から画像データを得る撮像装置において、
前記照射手段は前記スイッチ操作に応じて前記補助光を照射し、
前記発光手段は、
前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置および明るさに基づいて設定された光量で第１の発光を行ない、該行なわれた第１の発光に応じて前記測光手段により得られる測光情報に基づいて、第２の発光を行なって撮影時の露出を制御することを特徴とする撮像装置。 - 前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置に基づいて、前記被写体までの距離を算出し、該算出された距離に応じて設定された光量で第１の発光を行なうことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
- 前記照射手段は、前記補助光を照射する際に光学フィルタを切り換えることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
- 前記照射手段は、前記補助光を照射する際に補助光の波長を切り換えることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
- 撮像素子から被写体の光学像を取り込み、該取り込まれた光学像の信号を処理して測光情報を得て、該測光情報を用いて露出を制御し、前記撮像素子から送られた信号から画像データを得る撮像方法において、
スイッチの操作に応じて前記被写体に補助光を照射し、
前記補助光に応じた戻り光の前記撮像素子上の位置および明るさに基づいて光量を設定して第１の発光を行ない、
該行なわれた第１の発光に応じて得られる測光情報に基づいて、第２の発光を行なって撮影時の露出を制御することを特徴とする撮像方法。
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