JP4154042B2 - 撮像装置及び撮像方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出制御のために予備発光を行う撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ストロボ等の発光手段を備えた撮像装置においては、実際に撮影する本露光の前に、被写体の露出条件を測定するためにあらかじめ予備発光を行い、この測光データにより、本露光時に本発光させる際の発光条件を求め、本発光を行なう方法が広く知られている。
【０００３】
この従来の方法では、予備発光及び本露光時の絞り値は距離情報を基に決定した絞りで行うシステムであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影条件が暗い場合など絞りを開放付近に設定して撮影を行いたい場合においても、距離情報を基に決定した絞りが開放よりも絞る値となった場合には、その条件で撮影を行うと開放で撮影した時に比べ背景がアンダーになる場合がある等、撮影条件によっては、露出制御を正確に行うことができない問題があった。
【０００５】
そこで本発明では、被写体が近いために予備発光の際に絞りを絞らなければならない時でも適正な調光レベルで撮影し得るような、撮影状態にかかわらず、常に正確な露出制御及びストロボ発光制御を可能とした撮像装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、前記第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、前記第１の発光時は前記距離情報に基づいて前記光量制御手段の制御値を決定し、前記第２の発光時は、前記被写体距離検出手段によって距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報に基づいて該光量制御手段の制御値を決定する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、該第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、前記発光手段に、前記第１の発光と、前記第２の発光を順次行わせ、該第１の発光時は前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した制御値とを比較し、小絞り側となる制御値を選択し、前記第２の発光時は、前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した該制御値のうちのいずれかを撮影モードによって選択する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、前記第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段とを有する本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の発光時は前記距離情報に基づいて前記光量制御手段の制御値を決定し、前記第２の発光時は、前記被写体距離検出手段によって距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報に基づいて該光量制御手段の制御値を決定する制御工程を有することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するために、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、該第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、を有する本発明の撮像装置の制御方法は、前記発光手段に、前記第１の発光と、前記第２の発光を順次行わせ、該第１の発光時は前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した制御値とを比較し、小絞り側となる制御値を選択し、前記第２の発光時は、前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した該制御値のうちのいずれかを撮影モードによって選択する制御工程を有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明における撮像装置を各図を参照しながらその実施形態について説明する。
【００２３】
(第１の実施例）
図１は、本発明を適用した撮像装置の一例を示すものであり、同図において、１はレンズをプロテクトするためのバリア、２は被写体の光学像を固体撮像素子４に結像させるレンズ、３はレンズ２を通った光量を制御するための光量制御手段としての絞り、４はレンズ２で結像された被写体を画像信号として取り込むための固体撮像素子、５は固体撮像素子４より出力される画像信号に各種の補正、クランプ等を行いアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えた撮像処理Ａ／Ｄ変換部、６は各種タイミングパルスを固体撮像素子４と撮像処理Ａ／Ｄ変換器５へ出力するためのタイミング発生部、７は撮像処理Ａ／Ｄ変換部５や演算制御部９から入力した画像データに各種の補正を行った後に再び演算制御部９へ画像データを出力したり増幅器８へアナログ信号を出力するためのＤ／Ａ変換器を備えた信号処理部、８は信号処理部７からの信号を増幅しテレビモニターあるいは液晶モニター等の外部モニターへ出力するための増幅器、９はデジタルカメラ全体の制御及び各種演算を行う本発明の制御手段に相当する演算制御部で、ＣＰＵによって構成される。
【００２４】
１０はメインスイッチ１７やレリーズスイッチ１８の操作状態の検出などを行い演算制御部９を補助するための補助制御部、１１は演算制御部９からの画像データを圧縮したり伸長するための圧縮・伸長処理部、１２は画像データを一時的に格納するためのメモリー部、１３は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリー等の着脱可能な記録媒体、１４は外部コンピュータ等と通信するためのインターフェース部、１５は発光手段としてのストロボ発光部、１６は外光が暗いときまたは被写体にコントラストが少ないときに発光する補助光発光部、１７は各種モード設定を行うことも兼ねたメインスイッチ、１８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、１９は表示部２０を制御するための表示制御部、２０は画像信号を表示するための表示部である。
【００２５】
上記構成において、撮影時の撮像装置の動作について、図２のフローチャートに従って説明する。
【００２６】
撮像レンズのレンズ位置をリセット位置まで駆動し、２段押圧式のレリーズスイッチ１８の第１のストロークに応じてＯＮする第１のスイッチがＯＮされるまで待機する。
【００２７】
第１のスイッチがＯＮされると（Ｓ２０１）、再びＡＦレンズのレンズ位置を所定の位置まで駆動し、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５やタイミング発生部６など撮像系回路の電源をＯＮする。
【００２８】
演算制御部９の指令により絞り３を開放にした後（Ｓ２０２）、固体撮像素子４を通り撮像処理Ａ／Ｄ変換部５で変換された画像データは信号処理部７を通った後に演算制御部９に入力しここで測光値を演算し測光結果を記憶しておく（Ｓ２０３）。これを予備露光という意味で測光１とする。
【００２９】
この測光を行った結果により明るさを判断し（Ｓ２０４）、その結果に応じて演算制御部９は図３に示すプログラム線図により絞りとシャッタースピードを決定し制御する（Ｓ２０６）。
【００３０】
一方、Ｓ２０４で暗いと判断した場合や逆光と判断した場合、またはストロボ強制発光用の外部操作部材が押されている場合はフラグをセットし、演算制御部９の制御によりストロボ発光部１５が発光する際のエネルギーを貯えるコンデンサに充分に充電を行い（Ｓ２０５）、その他の場合は、フラグを立てずまた充電も行わない。
【００３１】
次に、固体撮像素子４・撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された信号をもとに、焦点状態に応じて変化する高周波成分を取り出し、被写体に合焦させるべく、ＡＦレンズの駆動制御信号の演算を演算制御部９で行う（Ｓ２０９）。
【００３２】
この時、被写体のコントラストの差が小さい時や暗いと判断したとき（Ｓ２０７）は補助光発光部１６から補助光を発光する（Ｓ２０８）。その後、ＡＦレンズを駆動して合焦か否かを判断し（Ｓ２１０）、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズを駆動し焦点制御動作を行う。
【００３３】
合焦後、Ｓ２０５によりフラグが立っている場合はストロボ発光モードと判断する（Ｓ２１１）。そうでない場合はレリーズスイッチ１８の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機し（Ｓ２１２）、第２のスイッチがＯＮされたら本露光を行う（Ｓ２１３）。
【００３４】
露光が終了すると、固体撮像素子４より出力され、撮像処理・Ａ／Ｄ変換部で処理され出力された画像データは、信号処理部７を通り演算制御部９によりメモリー部１２に格納される。
【００３５】
その後、メモリー部１２に蓄積されたデータは、演算制御部９の制御により圧縮・伸長処理部１１で圧縮された後に半導体メモリー等の着脱可能な記録媒体１３に記録される。この時第２のスイッチが押され続けていた場合は（Ｓ２１４）、表示部２０に撮影した画像を表示し（Ｓ２１５）、第２のスイッチがＯＦＦされるまで表示し続け、ＯＦＦされた時には表示を止めて撮影を終了する。Ｓ２１４ではじめから第２のスイッチがＯＦＦだった場合は、表示部２０には表示せずに撮影を終了する。
【００３６】
Ｓ２１１でストロボ発光モードであると判断した場合は、ストロボシーケンスに入りレリーズスイッチ１８の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機する（Ｓ２１６）。
【００３７】
第２のスイッチがＯＮされたらＳ２０９で得られた距離情報を基に後述の（１）式で絞り値を算出し、更に図３のプログラム線図からシャッタースピードを求め再設定する（Ｓ２１７）。
【００３８】
ここで、Ｓ２１７での絞り制御は、Ｓ２１９の第１の発光が常に一定の光量で発光した場合に、被写体との距離や反射率により変化する反射光が固体撮像素子４へ適度な光量で入射するように制御している。その時の絞りの値は（１）式で表すことができる。
【００３９】
Av = 2 * Log2(D/L) + Y ・・・ （１）
Av ： 絞り値
L ： 距離情報
D , Y ： 所定値
【００４０】
（１）式で示す D , Y は所定値であり、第１の発光の発光量が一定であれば変える必要はないが、被写体からの反射光が固体撮像素子４へより適切な光量で入射するためにモードにより絞り制御量 D , Yを切り替えても良い。
【００４１】
例えば、至近距離で撮影するマクロモード、反射率の高い紙などを撮影する書類モード、逆光時に強制的に発光する日昼モード、コントラストで表現する白黒モードなどを設けて切り替えても良い。無論、各モードを組み合わせて更に細かいモードを設定して切り替えても良い。
【００４２】
これによって第１の発光による測光を精度良く行うことが可能となる。例えば、比較的暗い状況で被写体が近距離にある場合、Ｓ２０３の測光結果により設定される絞りは比較的開いている状態にある。この絞りの状態で第１の発光を行った場合、固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーするような反射光が帰ってくることがある。
【００４３】
しかしながら、Ｓ２０９の焦点調節の結果、ＡＦレンズの位置等から検出された距離情報により絞りを制御して絞っておくことにより適度な光量で固体撮像素子４に入射させることが可能となり、正確な測光結果を得ることができる。
【００４４】
また、Ｓ２１７のシャッタースピードの制御は図３に示したプログラム線図から、絞り値が変動した分を補い露出条件がＳ２０６の設定値と同じとなるような値を求める。
【００４５】
その後、第２の測光を行い定常光の値を記憶しておく（Ｓ２１８）。更に第１の発光を行い（Ｓ２１９）、同時に第３の測光も行う（Ｓ２２０）。この時の第１の発光は、第２の発光のための充電エネルギーをなるべく減らさないために、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 ４〜 ５段落ちくらい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フル充電の約７〜１０〔％〕であり、第１の発光後の残充電電圧はほぼ一定の値となる特徴がある。
【００４６】
測光２（Ｓ２１８）及び測光３（Ｓ２２０）では、固体撮像素子４を通り撮像処理Ａ／Ｄ変換部５及び信号処理部７の処理を行ったデータ信号を基に、被写体からの反射光の光量を演算制御部９で演算し測光値を得る。そして、この測光値から第１の発光の適正レベルからの差（ΔEv ）を（２）式から求める。
【００４７】
ΔＥｖ ＝ Ｌｏｇ２（（Pre_Ｄ − Prepre_Ｄ ）／（ Ref − Prepre_Ｄ ））・・・ （２）
Prepre_Ｄ : 測光２の測光データ
Pre_Ｄ : 測光３の測光データ
Ref : 基準値
【００４８】
この時、測光３における固体撮像素子からの出力はストロボ光と外光が混合したものである。第１の発光における純粋なストロボ光の反射光量を求めるため、外光のみの測光値である測光２の結果を、ストロボ光と外光が混合した測光３の結果から差し引く。従って第１の発光によるストロボ光のみの正確な反射光量を知ることができる。
【００４９】
更には、外光の明るさにより露光時にストロボ光を必要とするレベルは変化するが、基準値から測光２の測光値を引く、つまり外光分を差し引くことで対応し、これにより必要なストロボ光が正確に求めることができる。
【００５０】
この（２）式の演算結果に各補正項目を加え、最終的な本発光に必要なガイドナンバー（ Ｇ Ｎｏ. ）を（３）式から求める。
【００５１】
ＧＮｏ. = 2( -ΔEv + α + β ) ・・・ （３）
Ｇ Ｎｏ. : ガイドナンバー
ΔEv : 演算結果
α : 補正項１
β : 補正項２
【００５２】
補正項１は、図４（ａ）のように外光の明るさにより変化する項である。また、モードにより（ｂ）の様に変化するパターンをかえることにより様々なシーンに対応することが可能となる。
【００５３】
また、補正項２は発光量を微調整したいときなどフレキシブルに設定できる項である。例えば、撮影者がストロボ光を＋０.２段明るく発光させたいときなどは、操作部材で＋０.２段と設定すればβ＝０.２と設定することで対応が可能となる。
【００５４】
以上より求めた第２の発光のためのガイドナンバーから、図５に示したストロボの特性を表す“ガイドナンバーと発光時間のテーブル”を用いて、第２の発光の発光時間を演算制御部９で算出する（Ｓ２２１）。
【００５５】
その後、絞りとシャッタースピードをＳ２０６で設定した値に戻す（Ｓ２２２）。これは、Ｓ２１７で再設定した絞りとシャッタースピードの条件では、Ｓ２０６で設定した値で撮影した場合に比べ背景がアンダーとなることがあるからである。
【００５６】
例えば、Ｓ２０６の設定値が絞りＡｖ＝３、シャッタースピードＴｖ＝６であった場合、Ｓ２０９で算出した絞りがＡｖ＝５の時はシャッタースピードはＴｖ＝４としなければならない。
【００５７】
しかし、図３のプログラム線図によりＴｖの最小値を４.９１としているためＳ２１７ではＴｖ＝４.９１と設定しなければならない。そのため、Ｓ２１７で設定した条件で露光を行えばＳ２０６で設定した条件の時よりも背景は０.９１段アンダーとなってしまう。
【００５８】
そして本露光を開始し（Ｓ２２３）、演算制御部９の制御よりストロボ発光部１５へストロボトリガパルスが送られ、このパルスに同期してストロボ１５は第２の発光を開始し、Ｓ２２１で得られた発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（Ｓ２２４）。
【００５９】
露光が終了すると（Ｓ２２５）、固体撮像素子４より出力され、撮像処理・Ａ／Ｄ変換部で処理され出力された画像データは、信号処理部７を通り演算制御部９によりメモリー部１２に格納される。
【００６０】
その後、メモリー部１２に蓄積されたデータは、全体制御・演算部９の制御により圧縮・伸長処理部１１で圧縮された後に半導体メモリー等の着脱可能な記録媒体１３に記録される。
【００６１】
この時第２のスイッチが押され続けていた場合は（Ｓ２１４）、表示部２０に撮影した画像を表示し（Ｓ２１５）、第２のスイッチがＯＦＦされるまで表示し続け、ＯＦＦされた時には表示を止めて撮影を終了する。
【００６２】
Ｓ２１４ではじめから第２のスイッチがＯＦＦだった場合は、表示部２０には表示せずに撮影を終了する。
【００６３】
次に、以上の構成から成る本実施例のストロボ発光のタイミングを、図６のタイミングチャートに従って説明する。
【００６４】
レリーズスイッチ１８の第１ストロークによって第１のスイッチがＯＮすると（ｔ１）、ＡＦレンズのレンズ位置を必要な位置まで駆動し（ｔ２）、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５やタイミング発生部６など撮像信号処理回路系の電源をＯＮする。
【００６５】
算制御部９は、絞り３を開放にし（ｔ３）、固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を演算制御部９で行う。
【００６６】
この測光の結果、暗いと判断した場合は演算制御部９からストロボ発光部１５を構成する発光のためのコンデンサに充電を充分に行い（ｔ４）、絞りを制御する（ｔ５）。
【００６７】
次に、固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、演算制御部９にて自動焦点調節動作を行ない、その結果ＡＦレンズ位置情報等から被写体までの距離の演算を演算制御部９で行う。
【００６８】
そしてＡＦレンズを駆動して（ｔ６）合焦か否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズを駆動し測距を行う。被写体までの測距を行う際に、まわりが暗いと判断したときや被写体のコントラストが一様なときには、演算制御部９は補助光発光部１６へ発光を促す信号を送り補助光発光部１６は補助光を照射する（ｔ７）。
【００６９】
合焦後、レリーズスイッチ１４の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機する。ストロボ発光モードがＯＮの場合、第２のスイッチがＯＮされると（ｔ８）、距離情報より求めた絞り値へ絞りを制御する（９）。
【００７０】
次に、第１の発光の前に露光を行ないこれを第１の測光値とする。続いて演算制御部９からの制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第１の発光を行い（ｔ１１）、これを第２の測光値とする。この第１の発光により固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を全体制御・演算部９で行う。この測光の結果から第２の発光の発光時間を決定する。
【００７１】
次に再度絞りを制御し（ｔ１２）ｔ５の絞り値に戻す。続いて、本露光を開始すると共に、演算制御部９の制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第２の発光を開始する（ｔ１３）。所定の時間が経過したら、瞬時に発光を停止し（ｔ１４）、本露光を終了する。
【００７２】
（第２の実施例）
次に本発明の第２の実施例について説明する。本実施例において、構成は図１の第１の実施例と同様であり、説明は省略する。本実施例において、第１の実施例と異なるのは、演算制御部９による制御処理にあり、その処理を図７のフローチャートに示す。
【００７３】
図７のフローチャートにおいて、図２の第１の実施例のフローチャートと同じ処理を行うステップには、同一の符号を用いている。図２のフローチャートと異なるのは、Ｓ２１６の処理の後に、Ｓ７０１の処理が付加された点と、Ｓ２２１の処理の後に、Ｓ７０２の処理が付加された点である。以下順を追って説明する。
【００７４】
Ｓ２１１で、ストロボを発光させて撮影を行う処理が選択され、Ｓ２１６で、レリーズスイッチ１８の第２のストロークによって第２のスイッチがＯＮされとき、図２の第１の実施例では、Ｓ２１７へと進み、Ｓ２０９で得られた距離情報を基に（１）式で絞り値を算出し、図３のプログラム線図からシャッタースピードを求め再設定を行った。すなわち絞り値が変動した分を補い露出条件がＳ２０６の設定値と同じとなるような値を求める処理を行った。
【００７５】
これに対して、本第２の実施例では、Ｓ２１６で第２のスイッチがＯＮされた後、ただちにＳ２１７へと移行せず、Ｓ７０１で、距離情報に基づく絞り値設定を行うか否かの選択を行う。
【００７６】
すなわちＳ２０３の測光１の結果と図３に示したプログラム線図を基に求めたＳ２０６で設定した現在の絞り値と、Ｓ２０９で得られた距離情報を基に（１）式で算出した絞り値を比較し、小絞り側の値を選択する。この時にＳ２０６で設定した現在の絞り値を選択した場合は再設定せず、他方のＳ２０９で得られた距離情報を基に求めた絞り値を選択した場合は、Ｓ２１７で、絞りとシャッタースピードを再設定する。
【００７７】
Ｓ２１７での絞り制御は、Ｓ２１９の第１の発光が常に一定の光量で発光した場合に、被写体との距離や反射率により変化する反射光が固体撮像素子４へ適度な光量で入射するように制御するものであり、絞り値は前述の（１）式で表した通りである。
【００７８】
これによって第１の発光による測光結果が精度良く行うことが可能となる。前述のように、比較的暗い状況で被写体が近距離にある場合、Ｓ２０３の測光結果により設定される絞りは比較的開いている状態にあるため、この状態で第１の発光を行うと、固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーするような反射光が帰ってくることがあるが、Ｓ２０９の距離情報により絞りを制御して絞っておくことにより適度な光量で固体撮像素子４に入射させることが可能となり、正確な測光結果を得ることができる。
【００７９】
また逆に、日中の様に明るい状況の時は絞り値の大小関係が逆転してしまう。すなわち、近距離であっても、被写体が明るいために、絞りが小絞りになっている場合において、開いている方の距離情報からの絞り値を選択してしまうと、定常光で固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーする可能性がある。このような時に、より小絞りであるＳ２０６の設定を選択することにより定常光で固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーする可能性をなくすことができる。従って、小絞り側の値を選択することによって確実な測光結果を得ることが可能となる。
【００８０】
このようにＳ７０１の処理により、Ｓ２０６の処理で求められた絞り値と、Ｓ２０９の処理で求められた絞り値の小さい方の絞り値を用いることにより、Ｓ２１８以降の処理を正確に行うことが可能となる。
【００８１】
その後、Ｓ２１８で第２の測光を行い定常光の値を記憶し、Ｓ２１９で第１の発光を行い、さらにＳ２２０で第３の測光を行い、Ｓ２２１で第２の発光の発光時間を演算する。これらの処理については、前述の第１の実施例と同様である。
【００８２】
その後、Ｓ７０２で、絞りとシャッタースピードをＳ２０６で設定した値に再設定し直すかを判断する。
【００８３】
この時モード設定を兼ねたメインスイッチ１７が非マクロモードとなっている場合で、Ｓ７０１でＳ２０６の値を選択した時はそのまま現在の値で本露光に移る。逆にＳ７０１で距離情報の値を選択した場合でも再度Ｓ２０６の値に設定し直してから（Ｓ２２２）本露光に移る。
【００８４】
また、モード設定を兼ねたメインスイッチ１７がマクロモードとなっている場合は、Ｓ７０１で距離情報の値とＳ２０６の値のどちらを選択していても、絞り・シャッタースピードの再設定は行わずにＳ７０１で選択した値のままで本露光に移る。
【００８５】
Ｓ７０２の判断は上記の様にモードで切り替えても良いが他の判断条件で切り替えても良い。例えば、マクロ・非マクロに限らずＳ２１７での設定で背景がＳ２０６で設定した条件よりもアンダーになるか否かで判断しても良い。
【００８６】
例えば、Ｓ２０６の設定値が絞りＡｖ＝３、シャッタースピードＴｖ＝６であった場合、Ｓ２０９で算出した絞りがＡｖ＝５の時はシャッタースピードはＴｖ＝４としなければならない。
【００８７】
しかし、図３のプログラム線図によりＴｖの最小値は４.９１であるためＳ２１７ではＴｖ＝４.９１と設定しなければならない。その結果、この条件で露光を行うと背景はＳ２０６で設定した条件よりもアンダーとなってしまう。このような場合には絞りとシャッタースピードをＳ２０６で設定した値に戻す（Ｓ２２２）、としても良い。
【００８８】
その後、Ｓ２２３で本露光を開始し、ストロボ発光部１５へストロボトリガパルスが送られ、このパルスに同期してストロボ１５が第２の発光を開始し、Ｓ２２１で得られた発光時間が経過したら、発光を停止し（Ｓ２２４）、露光が終了する。
【００８９】
以後の処理は、第１の実施例と同様である。
【００９０】
次に、本第２の実施例のストロボ発光のタイミングを、図６のタイミングチャートに従って説明する。
【００９１】
レリーズスイッチ１８の第１のスイッチがＯＮすると（ｔ１）、ＡＦレンズのレンズ位置を必要な位置まで駆動し（ｔ２）、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５やタイミング発生部６など撮像信号処理回路系の電源をＯＮする。全体制御・演算部９は、絞り３を開放にし（ｔ３）、固体撮像素子４・撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を全体制御・演算部９で行う。この測光の結果、暗いと判断した場合は全体制御・演算部９からストロボ発光部１５を構成する発光のためのコンデンサに充電を充分に行い（ｔ４）、絞りを制御する（ｔ５）。
【００９２】
そして固体撮像素子４・撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体までの距離の演算を演算制御部９で行う。
【００９３】
そしてＡＦレンズを駆動して（ｔ６）合焦か否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズを駆動し測距を行う。被写体までの測距を行う際に、まわりが暗いと判断したときや被写体のコントラストが一様なときには、全体制御・演算部９は補助光発光部１６へ発光を促す信号を送り補助光発光部１６は補助光を照射する（ｔ７）。
【００９４】
合焦後、レリーズスイッチ１４の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機する。ストロボ発光モードがＯＮの場合、第２のスイッチがＯＮされると（ｔ８）、ｔ５で設定した現状の絞り値と距離情報より求めた絞り値とを比較し小絞りの値を選択し、現状の値を選択した場合は再設定せず、距離情報より求めた絞り値を選択した場合は絞りを制御する（ｔ９）。
【００９５】
次に、第１の発光の前に露光を行ないこれを第１の測光値とする。続いて全体制御・演算部９からの制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第１の発光を行い（ｔ１１）、これを第２の測光値とする。この第１の発光により固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を全体制御・演算部９で行う。この測光の結果から第２の発光の発光時間を決定する。
【００９６】
次に非マクロモードの時にはｔ５と同じ値に再度絞りを制御し（ｔ１２）、マクロモードの時にはｔ９のままの絞り値とするため絞りの再設定は行わない。続いて、本露光を開始すると共に、全体制御・演算部９の制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第２の発光を開始する（ｔ１３）。所定の時間が経過したら、瞬時に発光を停止し（ｔ１４）、本露光を終了する。
【００９７】
以上説明したように、第１の実施例では、第１の発光では絞りを距離情報により決定した絞りに再設定して行い、第２の発光では最初の絞りに再度設定し直すことにより、第１の発光では正確な測光値を得ることが可能となり更に第２の発光では背景レベルもふくめて正確な本露光を行うことが可能となる。
【００９８】
また第２の実施例では、第１の発光では現状の絞りと距離情報から求めた絞りを比較して小絞り側の値を選択して、第２の発光ではモード等により小絞り側の値のまま本露光に移るか、最初の値に戻すかを選択すことにより第１の発光では正確な測光値を得ることができ、その結果から求まった明るさ明るさで発光する第２の発光における測光精度も高まり、本露光を正確に行うことが可能となる。
【００９９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ストロボを発光させて撮像を行う際、被写体の距離、明るさ等の状態にかかわらず、予備発光での正確な測光結果を得ることができ、その測光結果から求めた発光時間で行う本発光を精度の高い調光とすることができ、常に正確な露出制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である撮像装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例の撮影動作時のフローチャートである。
【図３】本発明の第１及び第２の実施例のプログラム線図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施例の補正項１を示す図である。
【図５】本発明の第１及び第２の実施例の発光時間を求めるテーブルである。
【図６】本発明の第１及び第２の実施例の撮影動作時のタイムチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例の撮影動作時のフローチャートである。
【符号の説明】
１ バリア
２ レンズ
３ 絞り
４ 固体撮像素子
５ 撮像処理Ａ／Ｄ変換部
６ タイミング発生部
７ 信号処理部
８ 増幅器
９ 演算制御部
１０ 補助制御部
１１ 圧縮・伸長処理部
１２ メモリー部
１３ 記録媒体
１４ Ｉ／Ｆ部
１５ ストロボ発光部
１６ 補助光発光部
１７ メインスイッチ
１８ レリーズイッチ
１９ 表示制御部
２０ 表示部
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出制御のために予備発光を行う撮像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ストロボ等の発光手段を備えた撮像装置においては、実際に撮影する本露光の前に、被写体の露出条件を測定するためにあらかじめ予備発光を行い、この測光データにより、本露光時に本発光させる際の発光条件を求め、本発光を行なう方法が広く知られている。
【０００３】
この従来の方法では、予備発光及び本露光時の絞り値は距離情報を基に決定した絞りで行うシステムであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、撮影条件が暗い場合など絞りを開放付近に設定して撮影を行いたい場合においても、距離情報を基に決定した絞りが開放よりも絞る値となった場合には、その条件で撮影を行うと開放で撮影した時に比べ背景がアンダーになる場合がある等、撮影条件によっては、露出制御を正確に行うことができない問題があった。
【０００５】
そこで本発明では、被写体が近いために予備発光の際に絞りを絞らなければならない時でも適正な調光レベルで撮影し得るような、撮影状態にかかわらず、常に正確な露出制御及びストロボ発光制御を可能とした撮像装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、前記第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、前記第１の発光時は前記距離情報に基づいて前記光量制御手段の制御値を決定し、前記第２の発光時は、前記被写体距離検出手段によって距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報に基づいて該光量制御手段の制御値を決定する制御手段とを有することを特徴とする。
【０００７】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、該第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、前記発光手段に、前記第１の発光と、前記第２の発光を順次行わせ、該第１の発光時は前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した制御値とを比較し、小絞り側となる制御値を選択し、前記第２の発光時は、前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した該制御値のうちのいずれかを撮影モードによって選択する制御手段と、を有することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、前記第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段とを有する本発明の撮像装置の制御方法は、前記第１の発光時は前記距離情報に基づいて前記光量制御手段の制御値を決定し、前記第２の発光時は、前記被写体距離検出手段によって距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報に基づいて該光量制御手段の制御値を決定する制御工程を有することを特徴とする。
【０００９】
上記課題を解決し、目的を達成するために、被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、該第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、を有する本発明の撮像装置の制御方法は、前記発光手段に、前記第１の発光と、前記第２の発光を順次行わせ、該第１の発光時は前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した制御値とを比較し、小絞り側となる制御値を選択し、前記第２の発光時は、前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した該制御値のうちのいずれかを撮影モードによって選択する制御工程を有することを特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明における撮像装置を各図を参照しながらその実施形態について説明する。
【００２３】
(第１の実施例）
図１は、本発明を適用した撮像装置の一例を示すものであり、同図において、１はレンズをプロテクトするためのバリア、２は被写体の光学像を固体撮像素子４に結像させるレンズ、３はレンズ２を通った光量を制御するための光量制御手段としての絞り、４はレンズ２で結像された被写体を画像信号として取り込むための固体撮像素子、５は固体撮像素子４より出力される画像信号に各種の補正、クランプ等を行いアナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器を備えた撮像処理Ａ／Ｄ変換部、６は各種タイミングパルスを固体撮像素子４と撮像処理Ａ／Ｄ変換器５へ出力するためのタイミング発生部、７は撮像処理Ａ／Ｄ変換部５や演算制御部９から入力した画像データに各種の補正を行った後に再び演算制御部９へ画像データを出力したり増幅器８へアナログ信号を出力するためのＤ／Ａ変換器を備えた信号処理部、８は信号処理部７からの信号を増幅しテレビモニターあるいは液晶モニター等の外部モニターへ出力するための増幅器、９はデジタルカメラ全体の制御及び各種演算を行う本発明の制御手段に相当する演算制御部で、ＣＰＵによって構成される。
【００２４】
１０はメインスイッチ１７やレリーズスイッチ１８の操作状態の検出などを行い演算制御部９を補助するための補助制御部、１１は演算制御部９からの画像データを圧縮したり伸長するための圧縮・伸長処理部、１２は画像データを一時的に格納するためのメモリー部、１３は画像データの記録又は読み出しを行うための半導体メモリー等の着脱可能な記録媒体、１４は外部コンピュータ等と通信するためのインターフェース部、１５は発光手段としてのストロボ発光部、１６は外光が暗いときまたは被写体にコントラストが少ないときに発光する補助光発光部、１７は各種モード設定を行うことも兼ねたメインスイッチ、１８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、１９は表示部２０を制御するための表示制御部、２０は画像信号を表示するための表示部である。
【００２５】
上記構成において、撮影時の撮像装置の動作について、図２のフローチャートに従って説明する。
【００２６】
撮像レンズのレンズ位置をリセット位置まで駆動し、２段押圧式のレリーズスイッチ１８の第１のストロークに応じてＯＮする第１のスイッチがＯＮされるまで待機する。
【００２７】
第１のスイッチがＯＮされると（Ｓ２０１）、再びＡＦレンズのレンズ位置を所定の位置まで駆動し、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５やタイミング発生部６など撮像系回路の電源をＯＮする。
【００２８】
演算制御部９の指令により絞り３を開放にした後（Ｓ２０２）、固体撮像素子４を通り撮像処理Ａ／Ｄ変換部５で変換された画像データは信号処理部７を通った後に演算制御部９に入力しここで測光値を演算し測光結果を記憶しておく（Ｓ２０３）。これを予備露光という意味で測光１とする。
【００２９】
この測光を行った結果により明るさを判断し（Ｓ２０４）、その結果に応じて演算制御部９は図３に示すプログラム線図により絞りとシャッタースピードを決定し制御する（Ｓ２０６）。
【００３０】
一方、Ｓ２０４で暗いと判断した場合や逆光と判断した場合、またはストロボ強制発光用の外部操作部材が押されている場合はフラグをセットし、演算制御部９の制御によりストロボ発光部１５が発光する際のエネルギーを貯えるコンデンサに充分に充電を行い（Ｓ２０５）、その他の場合は、フラグを立てずまた充電も行わない。
【００３１】
次に、固体撮像素子４・撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された信号をもとに、焦点状態に応じて変化する高周波成分を取り出し、被写体に合焦させるべく、ＡＦレンズの駆動制御信号の演算を演算制御部９で行う（Ｓ２０９）。
【００３２】
この時、被写体のコントラストの差が小さい時や暗いと判断したとき（Ｓ２０７）は補助光発光部１６から補助光を発光する（Ｓ２０８）。その後、ＡＦレンズを駆動して合焦か否かを判断し（Ｓ２１０）、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズを駆動し焦点制御動作を行う。
【００３３】
合焦後、Ｓ２０５によりフラグが立っている場合はストロボ発光モードと判断する（Ｓ２１１）。そうでない場合はレリーズスイッチ１８の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機し（Ｓ２１２）、第２のスイッチがＯＮされたら本露光を行う（Ｓ２１３）。
【００３４】
露光が終了すると、固体撮像素子４より出力され、撮像処理・Ａ／Ｄ変換部で処理され出力された画像データは、信号処理部７を通り演算制御部９によりメモリー部１２に格納される。
【００３５】
その後、メモリー部１２に蓄積されたデータは、演算制御部９の制御により圧縮・伸長処理部１１で圧縮された後に半導体メモリー等の着脱可能な記録媒体１３に記録される。この時第２のスイッチが押され続けていた場合は（Ｓ２１４）、表示部２０に撮影した画像を表示し（Ｓ２１５）、第２のスイッチがＯＦＦされるまで表示し続け、ＯＦＦされた時には表示を止めて撮影を終了する。Ｓ２１４ではじめから第２のスイッチがＯＦＦだった場合は、表示部２０には表示せずに撮影を終了する。
【００３６】
Ｓ２１１でストロボ発光モードであると判断した場合は、ストロボシーケンスに入りレリーズスイッチ１８の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機する（Ｓ２１６）。
【００３７】
第２のスイッチがＯＮされたらＳ２０９で得られた距離情報を基に後述の（１）式で絞り値を算出し、更に図３のプログラム線図からシャッタースピードを求め再設定する（Ｓ２１７）。
【００３８】
ここで、Ｓ２１７での絞り制御は、Ｓ２１９の第１の発光が常に一定の光量で発光した場合に、被写体との距離や反射率により変化する反射光が固体撮像素子４へ適度な光量で入射するように制御している。その時の絞りの値は（１）式で表すことができる。
【００３９】
Av = 2 * Log2(D/L) + Y ・・・ （１）
Av ： 絞り値
L ： 距離情報
D , Y ： 所定値
【００４０】
（１）式で示す D , Y は所定値であり、第１の発光の発光量が一定であれば変える必要はないが、被写体からの反射光が固体撮像素子４へより適切な光量で入射するためにモードにより絞り制御量 D , Yを切り替えても良い。
【００４１】
例えば、至近距離で撮影するマクロモード、反射率の高い紙などを撮影する書類モード、逆光時に強制的に発光する日昼モード、コントラストで表現する白黒モードなどを設けて切り替えても良い。無論、各モードを組み合わせて更に細かいモードを設定して切り替えても良い。
【００４２】
これによって第１の発光による測光を精度良く行うことが可能となる。例えば、比較的暗い状況で被写体が近距離にある場合、Ｓ２０３の測光結果により設定される絞りは比較的開いている状態にある。この絞りの状態で第１の発光を行った場合、固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーするような反射光が帰ってくることがある。
【００４３】
しかしながら、Ｓ２０９の焦点調節の結果、ＡＦレンズの位置等から検出された距離情報により絞りを制御して絞っておくことにより適度な光量で固体撮像素子４に入射させることが可能となり、正確な測光結果を得ることができる。
【００４４】
また、Ｓ２１７のシャッタースピードの制御は図３に示したプログラム線図から、絞り値が変動した分を補い露出条件がＳ２０６の設定値と同じとなるような値を求める。
【００４５】
その後、第２の測光を行い定常光の値を記憶しておく（Ｓ２１８）。更に第１の発光を行い（Ｓ２１９）、同時に第３の測光も行う（Ｓ２２０）。この時の第１の発光は、第２の発光のための充電エネルギーをなるべく減らさないために、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 ４〜 ５段落ちくらい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フル充電の約７〜１０〔％〕であり、第１の発光後の残充電電圧はほぼ一定の値となる特徴がある。
【００４６】
測光２（Ｓ２１８）及び測光３（Ｓ２２０）では、固体撮像素子４を通り撮像処理Ａ／Ｄ変換部５及び信号処理部７の処理を行ったデータ信号を基に、被写体からの反射光の光量を演算制御部９で演算し測光値を得る。そして、この測光値から第１の発光の適正レベルからの差（ΔEv ）を（２）式から求める。
【００４７】
ΔＥｖ ＝ Ｌｏｇ２（（Pre_Ｄ − Prepre_Ｄ ）／（ Ref − Prepre_Ｄ ））・・・ （２）
Prepre_Ｄ : 測光２の測光データ
Pre_Ｄ : 測光３の測光データ
Ref : 基準値
【００４８】
この時、測光３における固体撮像素子からの出力はストロボ光と外光が混合したものである。第１の発光における純粋なストロボ光の反射光量を求めるため、外光のみの測光値である測光２の結果を、ストロボ光と外光が混合した測光３の結果から差し引く。従って第１の発光によるストロボ光のみの正確な反射光量を知ることができる。
【００４９】
更には、外光の明るさにより露光時にストロボ光を必要とするレベルは変化するが、基準値から測光２の測光値を引く、つまり外光分を差し引くことで対応し、これにより必要なストロボ光が正確に求めることができる。
【００５０】
この（２）式の演算結果に各補正項目を加え、最終的な本発光に必要なガイドナンバー（ Ｇ Ｎｏ. ）を（３）式から求める。
【００５１】
ＧＮｏ. = 2( -ΔEv + α + β ) ・・・ （３）
Ｇ Ｎｏ. : ガイドナンバー
ΔEv : 演算結果
α : 補正項１
β : 補正項２
【００５２】
補正項１は、図４（ａ）のように外光の明るさにより変化する項である。また、モードにより（ｂ）の様に変化するパターンをかえることにより様々なシーンに対応することが可能となる。
【００５３】
また、補正項２は発光量を微調整したいときなどフレキシブルに設定できる項である。例えば、撮影者がストロボ光を＋０.２段明るく発光させたいときなどは、操作部材で＋０.２段と設定すればβ＝０.２と設定することで対応が可能となる。
【００５４】
以上より求めた第２の発光のためのガイドナンバーから、図５に示したストロボの特性を表す“ガイドナンバーと発光時間のテーブル”を用いて、第２の発光の発光時間を演算制御部９で算出する（Ｓ２２１）。
【００５５】
その後、絞りとシャッタースピードをＳ２０６で設定した値に戻す（Ｓ２２２）。これは、Ｓ２１７で再設定した絞りとシャッタースピードの条件では、Ｓ２０６で設定した値で撮影した場合に比べ背景がアンダーとなることがあるからである。
【００５６】
例えば、Ｓ２０６の設定値が絞りＡｖ＝３、シャッタースピードＴｖ＝６であった場合、Ｓ２０９で算出した絞りがＡｖ＝５の時はシャッタースピードはＴｖ＝４としなければならない。
【００５７】
しかし、図３のプログラム線図によりＴｖの最小値を４.９１としているためＳ２１７ではＴｖ＝４.９１と設定しなければならない。そのため、Ｓ２１７で設定した条件で露光を行えばＳ２０６で設定した条件の時よりも背景は０.９１段アンダーとなってしまう。
【００５８】
そして本露光を開始し（Ｓ２２３）、演算制御部９の制御よりストロボ発光部１５へストロボトリガパルスが送られ、このパルスに同期してストロボ１５は第２の発光を開始し、Ｓ２２１で得られた発光時間が経過したら、その瞬間に発光を停止する（Ｓ２２４）。
【００５９】
露光が終了すると（Ｓ２２５）、固体撮像素子４より出力され、撮像処理・Ａ／Ｄ変換部で処理され出力された画像データは、信号処理部７を通り演算制御部９によりメモリー部１２に格納される。
【００６０】
その後、メモリー部１２に蓄積されたデータは、全体制御・演算部９の制御により圧縮・伸長処理部１１で圧縮された後に半導体メモリー等の着脱可能な記録媒体１３に記録される。
【００６１】
この時第２のスイッチが押され続けていた場合は（Ｓ２１４）、表示部２０に撮影した画像を表示し（Ｓ２１５）、第２のスイッチがＯＦＦされるまで表示し続け、ＯＦＦされた時には表示を止めて撮影を終了する。
【００６２】
Ｓ２１４ではじめから第２のスイッチがＯＦＦだった場合は、表示部２０には表示せずに撮影を終了する。
【００６３】
次に、以上の構成から成る本実施例のストロボ発光のタイミングを、図６のタイミングチャートに従って説明する。
【００６４】
レリーズスイッチ１８の第１ストロークによって第１のスイッチがＯＮすると（ｔ１）、ＡＦレンズのレンズ位置を必要な位置まで駆動し（ｔ２）、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５やタイミング発生部６など撮像信号処理回路系の電源をＯＮする。
【００６５】
算制御部９は、絞り３を開放にし（ｔ３）、固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を演算制御部９で行う。
【００６６】
この測光の結果、暗いと判断した場合は演算制御部９からストロボ発光部１５を構成する発光のためのコンデンサに充電を充分に行い（ｔ４）、絞りを制御する（ｔ５）。
【００６７】
次に、固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、演算制御部９にて自動焦点調節動作を行ない、その結果ＡＦレンズ位置情報等から被写体までの距離の演算を演算制御部９で行う。
【００６８】
そしてＡＦレンズを駆動して（ｔ６）合焦か否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズを駆動し測距を行う。被写体までの測距を行う際に、まわりが暗いと判断したときや被写体のコントラストが一様なときには、演算制御部９は補助光発光部１６へ発光を促す信号を送り補助光発光部１６は補助光を照射する（ｔ７）。
【００６９】
合焦後、レリーズスイッチ１４の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機する。ストロボ発光モードがＯＮの場合、第２のスイッチがＯＮされると（ｔ８）、距離情報より求めた絞り値へ絞りを制御する（９）。
【００７０】
次に、第１の発光の前に露光を行ないこれを第１の測光値とする。続いて演算制御部９からの制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第１の発光を行い（ｔ１１）、これを第２の測光値とする。この第１の発光により固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を全体制御・演算部９で行う。この測光の結果から第２の発光の発光時間を決定する。
【００７１】
次に再度絞りを制御し（ｔ１２）ｔ５の絞り値に戻す。続いて、本露光を開始すると共に、演算制御部９の制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第２の発光を開始する（ｔ１３）。所定の時間が経過したら、瞬時に発光を停止し（ｔ１４）、本露光を終了する。
【００７２】
（第２の実施例）
次に本発明の第２の実施例について説明する。本実施例において、構成は図１の第１の実施例と同様であり、説明は省略する。本実施例において、第１の実施例と異なるのは、演算制御部９による制御処理にあり、その処理を図７のフローチャートに示す。
【００７３】
図７のフローチャートにおいて、図２の第１の実施例のフローチャートと同じ処理を行うステップには、同一の符号を用いている。図２のフローチャートと異なるのは、Ｓ２１６の処理の後に、Ｓ７０１の処理が付加された点と、Ｓ２２１の処理の後に、Ｓ７０２の処理が付加された点である。以下順を追って説明する。
【００７４】
Ｓ２１１で、ストロボを発光させて撮影を行う処理が選択され、Ｓ２１６で、レリーズスイッチ１８の第２のストロークによって第２のスイッチがＯＮされとき、図２の第１の実施例では、Ｓ２１７へと進み、Ｓ２０９で得られた距離情報を基に（１）式で絞り値を算出し、図３のプログラム線図からシャッタースピードを求め再設定を行った。すなわち絞り値が変動した分を補い露出条件がＳ２０６の設定値と同じとなるような値を求める処理を行った。
【００７５】
これに対して、本第２の実施例では、Ｓ２１６で第２のスイッチがＯＮされた後、ただちにＳ２１７へと移行せず、Ｓ７０１で、距離情報に基づく絞り値設定を行うか否かの選択を行う。
【００７６】
すなわちＳ２０３の測光１の結果と図３に示したプログラム線図を基に求めたＳ２０６で設定した現在の絞り値と、Ｓ２０９で得られた距離情報を基に（１）式で算出した絞り値を比較し、小絞り側の値を選択する。この時にＳ２０６で設定した現在の絞り値を選択した場合は再設定せず、他方のＳ２０９で得られた距離情報を基に求めた絞り値を選択した場合は、Ｓ２１７で、絞りとシャッタースピードを再設定する。
【００７７】
Ｓ２１７での絞り制御は、Ｓ２１９の第１の発光が常に一定の光量で発光した場合に、被写体との距離や反射率により変化する反射光が固体撮像素子４へ適度な光量で入射するように制御するものであり、絞り値は前述の（１）式で表した通りである。
【００７８】
これによって第１の発光による測光結果が精度良く行うことが可能となる。前述のように、比較的暗い状況で被写体が近距離にある場合、Ｓ２０３の測光結果により設定される絞りは比較的開いている状態にあるため、この状態で第１の発光を行うと、固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーするような反射光が帰ってくることがあるが、Ｓ２０９の距離情報により絞りを制御して絞っておくことにより適度な光量で固体撮像素子４に入射させることが可能となり、正確な測光結果を得ることができる。
【００７９】
また逆に、日中の様に明るい状況の時は絞り値の大小関係が逆転してしまう。すなわち、近距離であっても、被写体が明るいために、絞りが小絞りになっている場合において、開いている方の距離情報からの絞り値を選択してしまうと、定常光で固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーする可能性がある。このような時に、より小絞りであるＳ２０６の設定を選択することにより定常光で固体撮像素子４のダイナミックレンジをオーバーする可能性をなくすことができる。従って、小絞り側の値を選択することによって確実な測光結果を得ることが可能となる。
【００８０】
このようにＳ７０１の処理により、Ｓ２０６の処理で求められた絞り値と、Ｓ２０９の処理で求められた絞り値の小さい方の絞り値を用いることにより、Ｓ２１８以降の処理を正確に行うことが可能となる。
【００８１】
その後、Ｓ２１８で第２の測光を行い定常光の値を記憶し、Ｓ２１９で第１の発光を行い、さらにＳ２２０で第３の測光を行い、Ｓ２２１で第２の発光の発光時間を演算する。これらの処理については、前述の第１の実施例と同様である。
【００８２】
その後、Ｓ７０２で、絞りとシャッタースピードをＳ２０６で設定した値に再設定し直すかを判断する。
【００８３】
この時モード設定を兼ねたメインスイッチ１７が非マクロモードとなっている場合で、Ｓ７０１でＳ２０６の値を選択した時はそのまま現在の値で本露光に移る。逆にＳ７０１で距離情報の値を選択した場合でも再度Ｓ２０６の値に設定し直してから（Ｓ２２２）本露光に移る。
【００８４】
また、モード設定を兼ねたメインスイッチ１７がマクロモードとなっている場合は、Ｓ７０１で距離情報の値とＳ２０６の値のどちらを選択していても、絞り・シャッタースピードの再設定は行わずにＳ７０１で選択した値のままで本露光に移る。
【００８５】
Ｓ７０２の判断は上記の様にモードで切り替えても良いが他の判断条件で切り替えても良い。例えば、マクロ・非マクロに限らずＳ２１７での設定で背景がＳ２０６で設定した条件よりもアンダーになるか否かで判断しても良い。
【００８６】
例えば、Ｓ２０６の設定値が絞りＡｖ＝３、シャッタースピードＴｖ＝６であった場合、Ｓ２０９で算出した絞りがＡｖ＝５の時はシャッタースピードはＴｖ＝４としなければならない。
【００８７】
しかし、図３のプログラム線図によりＴｖの最小値は４.９１であるためＳ２１７ではＴｖ＝４.９１と設定しなければならない。その結果、この条件で露光を行うと背景はＳ２０６で設定した条件よりもアンダーとなってしまう。このような場合には絞りとシャッタースピードをＳ２０６で設定した値に戻す（Ｓ２２２）、としても良い。
【００８８】
その後、Ｓ２２３で本露光を開始し、ストロボ発光部１５へストロボトリガパルスが送られ、このパルスに同期してストロボ１５が第２の発光を開始し、Ｓ２２１で得られた発光時間が経過したら、発光を停止し（Ｓ２２４）、露光が終了する。
【００８９】
以後の処理は、第１の実施例と同様である。
【００９０】
次に、本第２の実施例のストロボ発光のタイミングを、図６のタイミングチャートに従って説明する。
【００９１】
レリーズスイッチ１８の第１のスイッチがＯＮすると（ｔ１）、ＡＦレンズのレンズ位置を必要な位置まで駆動し（ｔ２）、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５やタイミング発生部６など撮像信号処理回路系の電源をＯＮする。全体制御・演算部９は、絞り３を開放にし（ｔ３）、固体撮像素子４・撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を全体制御・演算部９で行う。この測光の結果、暗いと判断した場合は全体制御・演算部９からストロボ発光部１５を構成する発光のためのコンデンサに充電を充分に行い（ｔ４）、絞りを制御する（ｔ５）。
【００９２】
そして固体撮像素子４・撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体までの距離の演算を演算制御部９で行う。
【００９３】
そしてＡＦレンズを駆動して（ｔ６）合焦か否かを判断し、合焦していないと判断したときは、再びＡＦレンズを駆動し測距を行う。被写体までの測距を行う際に、まわりが暗いと判断したときや被写体のコントラストが一様なときには、全体制御・演算部９は補助光発光部１６へ発光を促す信号を送り補助光発光部１６は補助光を照射する（ｔ７）。
【００９４】
合焦後、レリーズスイッチ１４の第２のストロークに応じてＯＮする第２のスイッチがＯＮされるまで待機する。ストロボ発光モードがＯＮの場合、第２のスイッチがＯＮされると（ｔ８）、ｔ５で設定した現状の絞り値と距離情報より求めた絞り値とを比較し小絞りの値を選択し、現状の値を選択した場合は再設定せず、距離情報より求めた絞り値を選択した場合は絞りを制御する（ｔ９）。
【００９５】
次に、第１の発光の前に露光を行ないこれを第１の測光値とする。続いて全体制御・演算部９からの制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第１の発光を行い（ｔ１１）、これを第２の測光値とする。この第１の発光により固体撮像素子４、撮像処理Ａ／Ｄ変換部５を通り信号処理部７から出力された画像データ信号をもとに、被写体からの反射光の光量の演算を全体制御・演算部９で行う。この測光の結果から第２の発光の発光時間を決定する。
【００９６】
次に非マクロモードの時にはｔ５と同じ値に再度絞りを制御し（ｔ１２）、マクロモードの時にはｔ９のままの絞り値とするため絞りの再設定は行わない。続いて、本露光を開始すると共に、全体制御・演算部９の制御によりストロボトリガパルスが送られ、このパルスの立ち上りに同期してストロボ発光部１５は第２の発光を開始する（ｔ１３）。所定の時間が経過したら、瞬時に発光を停止し（ｔ１４）、本露光を終了する。
【００９７】
以上説明したように、第１の実施例では、第１の発光では絞りを距離情報により決定した絞りに再設定して行い、第２の発光では最初の絞りに再度設定し直すことにより、第１の発光では正確な測光値を得ることが可能となり更に第２の発光では背景レベルもふくめて正確な本露光を行うことが可能となる。
【００９８】
また第２の実施例では、第１の発光では現状の絞りと距離情報から求めた絞りを比較して小絞り側の値を選択して、第２の発光ではモード等により小絞り側の値のまま本露光に移るか、最初の値に戻すかを選択すことにより第１の発光では正確な測光値を得ることができ、その結果から求まった明るさ明るさで発光する第２の発光における測光精度も高まり、本露光を正確に行うことが可能となる。
【００９９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、ストロボを発光させて撮像を行う際、被写体の距離、明るさ等の状態にかかわらず、予備発光での正確な測光結果を得ることができ、その測光結果から求めた発光時間で行う本発光を精度の高い調光とすることができ、常に正確な露出制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態である撮像装置の構成ブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施例の撮影動作時のフローチャートである。
【図３】本発明の第１及び第２の実施例のプログラム線図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施例の補正項１を示す図である。
【図５】本発明の第１及び第２の実施例の発光時間を求めるテーブルである。
【図６】本発明の第１及び第２の実施例の撮影動作時のタイムチャートである。
【図７】本発明の第２の実施例の撮影動作時のフローチャートである。
【符号の説明】
１ バリア
２ レンズ
３ 絞り
４ 固体撮像素子
５ 撮像処理Ａ／Ｄ変換部
６ タイミング発生部
７ 信号処理部
８ 増幅器
９ 演算制御部
１０ 補助制御部
１１ 圧縮・伸長処理部
１２ メモリー部
１３ 記録媒体
１４ Ｉ／Ｆ部
１５ ストロボ発光部
１６ 補助光発光部
１７ メインスイッチ
１８ レリーズイッチ
１９ 表示制御部
２０ 表示部
Claims (5)
- 被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、
被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、
前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、
前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、前記第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、
前記第１の発光時は前記距離情報に基づいて前記光量制御手段の制御値を決定し、前記第２の発光時は、前記被写体距離検出手段によって距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報に基づいて該光量制御手段の制御値を決定する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、
被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、
前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、
前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、該第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、
前記発光手段に、前記第１の発光と、前記第２の発光を順次行わせ、該第１の発光時は前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した制御値とを比較し、小絞り側となる制御値を選択し、前記第２の発光時は、前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した該制御値のうちのいずれかを撮影モードによって選択する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 - 前記制御手段は、マクロモードにおける前記第２の発光手段による発光時は、前記第１の発光手段による発光時に選択された方の設定値を選択することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
- 被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、前記第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段とを有する撮像装置の制御方法において、
前記第１の発光時は前記距離情報に基づいて前記光量制御手段の制御値を決定し、前記第２の発光時は、前記被写体距離検出手段によって距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報に基づいて該光量制御手段の制御値を決定する制御工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。 - 被写体像を光電変換して撮像信号を出力する撮像手段と、前記撮像手段への光量を設定された制御値に基づき制御する光量制御手段と、被写体に対する焦点状態を検出して撮像装置から被写体までの距離を検出する被写体距離検出手段と、前記被写体に対して測光を行い、測光情報を出力する測光手段と、前記被写体距離検出手段によって前記距離情報が検出された後に第１の発光を行い、該第１の発光よりも後に第２の発光を行う発光手段と、を有する撮像装置の制御方法において、
前記発光手段に、前記第１の発光と、前記第２の発光を順次行わせ、該第１の発光時は前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した制御値とを比較し、小絞り側となる制御値を選択し、前記第２の発光時は、前記距離情報を基に決定した前記光量制御手段の制御値と、前記距離情報が検出される前に前記測光手段によって求められた測光情報を基に決定した該制御値のうちのいずれかを撮影モードによって選択する制御工程を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
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