JP4355616B2

JP4355616B2 - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP4355616B2
Application number: JP2004170228A
Authority: JP
Inventors: 貴史影山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-06-08
Filing date: 2004-06-08
Publication date: 2009-11-04
Anticipated expiration: 2024-06-08
Also published as: JP2005354199A

Description

本発明はデジタルカメラ等の撮像装置及びその制御方法に係り、特にフラッシュ撮影を行う際に利用して好適なものである。

フラッシュ撮影時におけるフラッシュの発光量制御方式として、外光のみによる被写界輝度を観測した後にプリ発光を行い、プリ発光時の被写界輝度と前記外光のみによる被写界輝度とから適切な本発光量を演算し、本発光を行うものが知られている。この発光量制御方式では、実際に発光手段を用いた際の情報を用いて本発光を行うので、多くのシーンに対応でき、有効であることが知られている。

その一方で、発光手段として用いられるキセノン管は短時間に比較的安定した光量を発光する発光特性を持っており、ストロボ撮影装置として一般的に用いられているが、その発光特性にはばらつきがあり、フラッシュ撮影された画像は、フラッシュを発光させずに撮影された画像に比べ、輝度にばらつきがある。この輝度のばらつきを軽減するために多くの技術が考案されているが、現在も十分に軽減されたとは言い難い状況にある。

例えば従来のフラッシュ撮影装置には、調光センサを備えたものがある（例えば、特許文献１（第２頁、図３）参照）。また、撮像後に輝度補正を行う方法がある（例えば、特許文献２（第２頁、図６）参照）。

以下、従来技術について説明する。本件出願と同出願人による特許文献１には、撮影時における本発光前にプリ発光を行うフラッシュ制御システムにおいて、プリ発光量をフラッシュ測光手段により観測し、本発光量の演算に用いることが開示されている。該特許文献１においては、フラッシュ測光手段をプリ発光量の観測に用い、それ以前よりも適切な本発光量の演算を行うことができる。発光手段のキセノン管の特性により発光停止後に残光が残り、輝度のばらつきの一因となっているが、本発光はオープンループ制御であり前記残光分のばらつきは軽減されていない。

適正露出レベルと撮像画像の露出レベルとの誤差を低減する特許文献２に開示された技術では、デジタルカメラにおいて、測光部で検出した被写体輝度に基づき適正露出レベルを演算し、その適正露出レベルに基づいて撮像部の露出制御を行う。前記露出制御により制御された露出部は、絞り制御の誤差、ＣＣＤの露光制御の誤差等の誤差を含み、ＣＣＤから出力される撮像画像の露出レベルは理想的な露出レベルとは一致せず、微小な誤差を生じている。そこで、前記適正露出レベルと前記撮像画像の露出レベルとの誤差を補正する補正量を求め、画像信号の露出レベルを補正するものである。

プリ発光方式以外のフラッシュ調光方式として、例えば特許文献３（第２頁、図２）に示すような、被写体からの反射光を直接フォトトランジスタで受光してフォトトランジスタ出力を積分し、積分値すなわち反射光量が所定の光量に達した時点で発光を停止する方式がある。この方式ではプリ発光が必要なく、省電力において有効であり、機構の構成も単純でローコストである面で優位性があるが、前記プリ発光方式を含むＴＴＬ方式に比べ、適用シーンが制限される一面がある。

特開平９−６１９０４号公報特開２０００−６９３５６号公報特開２００１−５０６７号公報

前述のようにキセノン管は比較的安定しているとは言え、アーク放電に伴う発光特性にはばらつきがあり、フラッシュ撮影された画像はフラッシュを発光させずに撮影された画像に比べ、輝度のばらつきが大きいという現状にある。このキセノン管発光量のばらつきは小発光量時に顕著であり、特に至近撮影や日中シンクロ撮影を行った際の画像の輝度のばらつきは大きい。

前述した特許文献１等に開示されているように、調光センサを備えたストロボ撮影装置は多数提案されているが、発光制御中におけるキセノン管発光量のばらつきを低減することができても、発光停止指令を発した後の残光分のばらつきを制御することはできない。

また、前述した特許文献２等に開示されている撮像後に輝度補正を行うことで被写体を適正輝度にする方法では、ストロボ撮影のことは考慮されていない。前記特許文献２に示す従来技術では露出制御の誤差による輝度のばらつきが改善されたが、キセノン管発光量のばらつきは露出制御の誤差のばらつきよりも大きい。そのため、同技術をそのまま適用することは適当ではない。なぜならば、輝度補正に伴う画像データのゲインアップは画質低下を招くため、十分な画質を保ちながらストロボ撮影時の画像を適正輝度となるように補正するのは困難なためである。

また、特許文献３に開示されている方式においても、キセノン管の残光のばらつきに関しては考慮されていない。

本発明は、前記のような点に鑑みてなされたものであり、キセノン管の発光量のばらつきに伴う撮像画像輝度のばらつきを無くし、より多様なシーンにおいて輝度の安定したストロボ撮影が行えるようにすることを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、発光手段を用いたフラッシュ撮影が可能な撮像装置であって、被写体の輝度情報を取得する測光手段と、前記発光手段の発光量を測定する発光量測定手段と、前記発光手段がプリ発光を行ったときに前記測光手段により取得された輝度情報と、前記発光量測定手段により測定されたプリ発光量とに基づいて、主被写体の輝度が目標輝度となる前記発光手段の本発光量目標値を演算する演算手段と、前記発光手段の本発光量が前記本発光量目標値よりも小さな発光量となるように制御する発光量制御手段と、前記発光量測定手段により測定された本発光量と前記本発光量目標値とに基づいて、前記発光手段を本発光させて得られた画像の輝度補正を行う輝度補正手段とを有することを特徴とする。
また、本発明に係る制御方法は、発光手段を用いたフラッシュ撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、被写体の輝度情報を取得する測光ステップと、前記発光手段の発光量を測定する発光量測定ステップと、前記発光手段がプリ発光を行ったときに前記測光ステップで取得された輝度情報と、前記発光量測定ステップで測定されたプリ発光量とに基づいて、主被写体の輝度が目標輝度となる前記発光手段の本発光量目標値を演算する演算ステップと、前記発光手段の本発光量が前記本発光量目標値よりも小さな発光量となるように制御する発光量制御ステップと、前記発光量測定ステップで測定された本発光量と前記本発光量目標値とに基づいて、前記発光手段を本発光させて得られた画像の輝度補正を行う輝度補正ステップとを有することを特徴とする。

本発明によれば、フラッシュ発光量を測光したプリ発光時の画像データに基づいて正確な本発光量が演算可能であり、本発光時の発光量のばらつきを十分に小さく抑えることができる。さらに、測光した発光量に基づいて補正量の演算を行うことで主被写体の輝度のばらつきを極めて小さく補正することができる。かかる効果により、画像の輝度のばらつきが問題であったフラッシュ撮影において、ばらつきの小さい画像が撮影でき、特にばらつきの目立つ至近撮影や日中シンクロのような小発光量のフラッシュ撮影において有効であり、撮影者の満足度を高めることに貢献することができる。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。図１において、１００は撮像装置である。１０は撮影レンズ、１２は絞り機能を備えるシャッター、１４は光学像を電気信号に変換する撮像素子である。

１２０は撮像素子１４のアナログ信号出力を増幅してカメラの感度を設定するゲインアンプである。１６は撮像素子１４のアナログ信号出力をディジタル信号に変換するＡ/Ｄ変換器である。１８は撮像素子１４、Ａ/Ｄ変換器１６、Ｄ/Ａ変換器２６にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路２２及びシステム制御回路５０により制御される。

２０は画像処理回路であり、Ａ/Ｄ変換器１６からのデータ或いはメモリ制御回路２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。また、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回路５０が露光制御手段４０、測距制御手段４２に対して制御を行う、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理を行っている。さらに、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。

２２はメモリ制御回路であり、Ａ/Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ/Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。Ａ/Ｄ変換器１６のデータが画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ/Ｄ変換器１６のデータが直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。

２４は画像表示メモリ、２６はＤ/Ａ変換器、２８はＴＦＴＬＣＤ等からなる画像表示部であり、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用の画像データはＤ/Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示される。画像表示部２８を用いて撮像した画像データを逐次表示すれば、電子ファインダ機能を実現することが可能である。また、画像表示部２８は、システム制御回路５０の指示により任意に表示をＯＮ/ＯＦＦすることが可能であり、表示をＯＦＦにした場合には撮像装置１００の電力消費を大幅に低減することができる。

３０は撮影した静止画像や動画像を格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。これにより、複数枚の静止画像を連続して撮影する連射撮影やパノラマ撮影の場合にも、高速かつ大量の画像書き込みをメモリ３０に対して行うことが可能となる。また、メモリ３０はシステム制御回路５０の作業領域としても使用することが可能である。

３２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長する圧縮・伸長回路であり、メモリ３０に格納された画像を読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理を終えたデータをメモリ３０に書き込む。

４０は絞り機能を備えるシャッター１２を制御する露光制御手段であり、フラッシュ演算手段７６と連携することによりフラッシュ調光機能も有するものである。４２は撮影レンズ１０のフォーカシングを制御する測距制御手段である。４４は撮影レンズ１０のズーミングを制御するズーム制御手段である。露光制御手段４０、測距制御手段４２はＴＴＬ方式を用いて制御されており、撮像した画像データを画像処理回路２０によって演算した演算結果に基づき、システム制御回路５０が露光制御手段４０、測距制御手段４２に対して制御を行う。

７２はフラッシュ制御手段であり、フラッシュ４８を発光させ、フラッシュ測光手段７４により得られるフラッシュ発光量が目標の発光量に達した時点でフラッシュの発光を停止する制御を行う。また、フラッシュ制御手段７２はＡＦ補助光の投光機能も有する。７４はフラッシュ測光手段であり、フラッシュ４８から光ファイバーが引かれており、受光素子で受光したフラッシュ光を積分し、総発光量を演算する。この受光素子の積分動作は撮像素子１４の積分動作に同期している。ここで、フラッシュ測光手段７４はフラッシュ４８の発光量を正確に測定できればよく、光ファイバーを用いなくてもよく、例えばフラッシュ測光手段７４の受光素子が直接フラッシュ４８の発光部に付属した状態で構成されてもよい。７６はシステム制御回路５０に含まれるフラッシュ演算手段であり、露出演算手段１２２により演算された輝度レベルと、プリ発光時にフラッシュ測光手段７４により演算されたフラッシュ発光量とから目標とする本発光量を演算する。

５０は撮像装置１００全体を制御するシステム制御回路であり、露出制御手段１２２、輝度レベル演算手段１２３、補正ゲイン演算手段１２４を含む。１２２は露出制御手段であり、メモリ制御回路２２を介してＴＴＬによって測光された輝度レベルに基づいて適正露出値を演算し、露光制御手段４０を制御する。１２３は輝度レベル演算手段であり、メモリ制御回路２２を介して撮像した画像データから輝度レベルを演算する。１２４は補正ゲイン演算手段であり、フラッシュ演算手段７６によって演算された本発光量目標値とフラッシュ測光手段７４により測光された本発光量とを比較し、フラッシュ演算手段７６で演算された撮像画像の主被写体輝度を適正輝度とする本発光量に相当する光量が照射された場合の輝度とする補正値を演算して画像処理回路２０によりデジタルゲイン補正を加える。

５２はシステム制御回路５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。

５４はシステム制御回路５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する液晶表示装置、スピーカー等の表示部であり、撮像装置１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置され、例えばＬＣＤやＬＥＤ、発音素子等の組み合わせにより構成されている。また、表示部５４は、その一部の機能が光学ファインダ１０４内に設置されている。表示部５４の表示内容のうち、ＬＣＤ等に表示するものとしては、シングルショット/連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、フラッシュ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示、記録媒体２００及び２１０の着脱状態表示、通信Ｉ/Ｆ動作表示、日付け・時刻表示、等がある。また、表示部５４の表示内容のうち、光学ファインダ１０４内に表示するものとしては、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、等がある。

５６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。

６２、６４、６６、６８及び７０は、システム制御回路５０の各種の動作指示を入力するための操作手段であり、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。ここで、これらの操作手段の具体的な説明を行う。

６２はシャッタースイッチＳＷ1で、不図示のシャッタースイッチの操作途中でＯＮとなり、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の動作開始を指示する。６４はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッタースイッチの操作完了でＯＮとなり、撮像素子１２から読み出した信号をＡ/Ｄ変換器１６、メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に画像データを書き込む露光処理、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いた現像処理、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体２００或いは２１０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。

６６は画像表示ＯＮ/ＯＦＦスイッチで、画像表示部２８のＯＮ/ＯＦＦを設定することができる。この機能により、光学ファインダ１０４を用いて撮影を行う際に、ＴＦＴＬＣＤ等からなる画像表示部への電流供給を遮断することにより、省電力を図ることが可能となる。６８はクイックレビューＯＮ/ＯＦＦスイッチで、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能を設定する。なお、本実施形態では特に、画像表示部２８をＯＦＦとした場合におけるクイックレビュー機能の設定をする機能を備えるものとする。

７０は各種ボタンやタッチパネル等からなる操作部で、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、フラッシュ設定ボタン、単写/連写/セルフタイマー切り替えボタン、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付/時間設定ボタン、等がある。

１２１は計時部であり、シャッタースイッチＳＷ１（６２）が押されてからシャッタースイッチＳＷ２（６４）が押されるまでの時間を計測することが可能である。

８０は電源制御手段で、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ており、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステム制御回路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、記録媒体を含む各部へ供給する。

８２はコネクタ、８４はコネクタ、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る電源手段である。

９０及び９４はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインタフェース、９２及び９６はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続を行うコネクタ、９８はコネクタ９２及び或いは９６に記録媒体２００或いは２１０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知手段である。なお、本実施形態では記録媒体を取り付けるインタフェース及びコネクタを２系統持つものとして説明している。もちろん、記録媒体を取り付けるインタ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、インタフェース９０及び９４、そしてコネクタ９２及び９６を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た場合、ＬＡＮカードやモデムカード、ＵＳＢカード、ＩＥＥＥ１３９４カード、Ｐ１２８４カード、ＳＣＳＩカード、ＰＨＳ等の通信カード、等の各種通信カードを接続することにより、他のコンピュータやプリンタ等の周辺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。

１０４は光学ファインダであり、画像表示部２８による電子ファインダ機能を使用すること無しに、光学ファインダのみを用いて撮影を行うことが可能である。また、光学ファインダ１０４内には、表示部５４の一部の機能、例えば、合焦表示、手振れ警告表示、フラッシュ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、等が設置されている。

１１０は通信手段で、ＲＳ２３２ＣやＵＳＢ、ＩＥＥＥ１３９４、Ｐ１２８４、ＳＣＳＩ、モデム、ＬＡＮ、無線通信、等の各種通信機能を有する。１１２は通信手段１１０により撮像装置１００を他の機器と接続するコネクタ或いは無線通信の場合はアンテナである。

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、撮像装置１００とのインタフェース２０４、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２０６を備えている。２１０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２１０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２１２、撮像装置１００とのインタフェース２１４、撮像装置１００と接続を行うコネクタ２１６を備えている。

次に、図２のフローチャートを参照して、本実施形態の撮像装置１００における動作を説明する。ここでは、撮像装置１００のフラッシュ発光がＯＮとなっている状態もしくは自動発光モードが選択されている状態で撮影を行う場合、すなわちフラッシュを発光させて撮像を行う場合を想定している。

まず、ステップＳ２１１においてシャッタースイッチＳＷ１が押されたことを判断すると、ステップＳ２００において撮像素子１４を露光し、周知のアルゴリズムにより被写界輝度を演算する。予め与えられているプログラム線図に従い、ここで演算された被写界輝度から絞り値とシャッター速度の露出演算を行い、露出を制御する。ただし、使用者によって設定されているモード設定によっては、ここで演算された露出値は用いず、操作者の設定する露出値を用いる。

次にステップＳ２１２においてシャッタースイッチＳＷ２が押されたことを判断すると、ステップＳ２０１において撮像素子１４を露光し、プリ発光を行う直前の画像データを取得し、複数に分割した測光エリアにおける輝度を演算する。ここで得られた輝度情報は、プリ発光時の輝度情報と比較して、プリ発光反射光を求める際に利用する。また、必要に応じてステップＳ２００で設定した露出を変更する。

ステップＳ２０１の操作に続き、ステップＳ２０２においてプリ発光を行い、露光する。プリ発光量は予め与えられていた既定の発光量でも、ステップＳ２００で測光した被写界輝度情報から適当な発光量を演算してもよい。プリ発光時の被写界データは、ステップＳ２０３で用いられる。

また、ステップＳ２０９においてプリ発光量はフラッシュ測光手段７４の受光素子で受光され、積分演算されることで観測される。プリ発光量の観測値が設定した値に達した時点で発光を停止し、受光素子の積分演算をステップＳ２０２の露光とともに停止させる。ここで観測されたプリ発光量は、ステップＳ２０５の本発光量演算とステップＳ２０７の輝度補正量演算においても用いられる。

ステップＳ２０３において、ステップＳ２０２で得られた画像データとステップＳ２０１で得られた画像データにおける複数に分割した測光エリアでの輝度の差分を演算し、フラッシュ光が有効な距離にある主被写体の存在するエリアを推定する。

図３は主被写体エリア推定を例示するために示した、画像データにおける主被写体と分割測光枠の例である。このような画像において、各分割測光枠のうちでフラッシュの反射光がある閾値よりも大きい位置に主被写体が存在するものとする主被写体エリア推定手法を用いる。ここで、背景エリアと主被写体エリアを「０」と「１」とで切り分けてもよく、ある閾値とは輝度レベルの絶対値であっても、背景と推定されるエリアとの相対値で与えてあってもよい。また、このとき、主被写体よりも近傍に存在する、例えば飲食中の画像におけるグラスや花瓶等の存在を加味した、上記主被写体エリア推定手法よりも高精度な主被写体エリア推定アルゴリズムを併用して主被写体位置を推定してもよい。前記主被写体エリアの推定手法によれば、図３の画像データにおいては図４で影をつけたように主被写体エリアが推定される。したがって、重み付け係数演算は、図５で影をつけたエリア、すなわち主被写体エリアに大きな重み付けがなされることになる。

ステップＳ２０４において、ステップＳ２０２で得られた画像データの被写界輝度をステップＳ２０３で演算した重み付け係数を考慮して演算を施し、外光による被写体輝度を求める。また、ステップＳ２０１で得られた画像データの被写界輝度を、ステップＳ２０３で演算した重み付け係数を考慮して演算を施し、プリ発光時の被写体輝度を求める。そして、これらの差分から被写体反射光量を得る。

ステップＳ２０５において、ステップＳ２０４で演算した外光による被写体輝度と被写体反射光量（プリ発光時の被写体輝度−外光による被写体輝度）及び目標輝度から、下式１に基づいて本発光量目標値を演算する。Ｇａｉｎは、主被写体を目標輝度にするために必要なフラッシュ発光量の、プリ発光量からの段数を表す演算値である。Ｇａｉｎと、ステップＳ２０９で測光されたプリ発光量から、本発光量目標値を演算する。

ステップＳ２０６において、ステップＳ２０５で演算した本発光量目標値に基づいて本発光を行い、本露光する。このとき、キセノン管の発光特性として残光があることを考慮し、ステップＳ２０５で演算された本発光量目標値よりも小さな発光量を設定値とし、本露光時の主被写体エリアを考慮した輝度が目標輝度を超えないようにする。

ステップＳ２１０において、本発光量はフラッシュ測光手段７４の受光素子で受光され、積分演算されることで観測される。本発光量の観測値が設定値に達した時点で発光を停止し、ステップＳ２０６の露光が停止するまで本発光量の観測を継続する。また、ここで観測された本発光量はステップＳ２０７の輝度補正量演算においても用いられる。

ここで、本実施形態に係る撮像装置ではＦＥロック撮影が可能であることを追記しておく。図６にＦＥロック撮影時のフローチャートを示す。ステップＳ６１１は、ＦＥロックを設定する手段が操作されたか否かを判断する手順であり、ステップＳ６１１においてＦＥロックが設定されるとＦＥロック撮影モードとなる。ＦＥロック撮影では、ＦＥロック設定手段を操作した段階で前記プリ発光及び前記ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５と同じステップＳ６０１〜ステップＳ６０５の処理が行われ、その時点の露出設定値と本発光量目標値が記憶され、次にシャッタースイッチＳＷ２が押された直後にプリ発光を行わず、ステップＳ６０６に示す本発光及び本露光を行う撮影モードである。ＦＥロック撮影を行った場合も、前述したのと同様に本発光量の設定が行われ、ステップＳ６１０において発光量が観測される。各ステップにおける処理は図２の処理と同一であり、重複する説明は避ける。以後の本発光後の処理は、図２に示した通常のフラッシュ撮影時のフローチャートに従い説明する。

図２に説明を戻して、本発光及び本露光終了後、ステップＳ２０７において、ステップＳ２１０で観測された本発光量とステップＳ２０５で演算された本発光量目標値の比から、下式（２）に基づいて輝度補正量を演算する。ステップＳ２１０で受光素子の積分演算の停止は撮像素子１４の露光停止に同期して行なわれるため、受光素子は残光による光量も積分演算することになる。この残光の光量を含めた本発光量と本発光量目標値を比較することで、残光による影響も含めた輝度補正量を得ることができる。

ステップＳ２０８において、ステップＳ２０７で演算した輝度補正量に基づいてステップＳ２０６で撮像した画像データ全体にゲインを掛ける。画像データは輝度計算時に既にデジタルデータに変換されており、ここで掛けるゲインもデジタルゲインである。このとき、ゲインは負の値とならないようステップＳ２０６の本発光量設定時に調整している。輝度補正で負のゲインを掛けると、画像データ中の輝度レベルが飽和した画素を含む場合、その部分の色調が不適切となるおそれがあるためである。

このとき、本実施形態では画像データ全体に均一に前記デジタルゲインを掛けている。このような手法のため、画像データの輝度情報に依らない主被写体のゲイン補正がなされることになり、プリ発光時と本発光時に主被写体位置が移動していても適当な輝度補正ができるので、ＦＥロック撮影が可能となる。

ＦＥロック撮影ではないフラッシュ撮影の場合に限り、この他に、デジタルゲインに前記重み付け係数を用いて重み付けをし、主被写体に主に輝度補正を行い、背景には０を含むそれよりも小さなゲインを掛ける方法を用いてもよい。また、このときはゲインが変化する境界付近において画像が不自然となるおそれがあるため、ゲインを画像の位置に関してＬＰＦ処理する等の処理を行ってもよい。また、撮像後に、ステップＳ２０３で主被写体エリアを推定するのに用いた測光枠よりも細かい測光枠を用いて、もしくは画素レベルで、主被写体エリアを再度切り出してゲインの重み付け係数を演算し、その重み付け係数に従ってゲインを掛けてもよい。このような手法により、主被写体を適正輝度に補正する際に背景輝度を変化させてしまうことを防ぐことが可能である。

なお、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、プログラムコード自体及びそのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ(基本システム或いはオペレーティングシステム)などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。本発明の実施形態に係る撮像装置での動作を説明するためのフローチャートである。画像データにおける主被写体と分割測光枠の例を示す図である。図３の画像データの例に対し、主被写体エリア推定を行う過程で主被写体エリア推定部に影を付けたものを示す図である。図３の画像データの例に対し、図４で影を付けて示した主被写体エリアのみを切り出したものを示す図である。ＦＥロック撮影時の動作を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１４：撮像素子
２０：画像処理回路
４０：露光制御手段
４２：測距制御手段
４４：ズーム制御手段
４４：ズーム制御手段
４８：フラッシュ
５０：システム制御回路
６２：シャッタースイッチSW1
６４：シャッタースイッチSW2
７２：フラッシュ制御手段
７４：フラッシュ測光手段
７６：フラッシュ演算手段
１２２：露出演算手段
１２３：輝度レベル演算手段
１２４：補正ゲイン演算手段

Claims

発光手段を用いたフラッシュ撮影が可能な撮像装置であって、
被写体の輝度情報を取得する測光手段と、
前記発光手段の発光量を測定する発光量測定手段と、
前記発光手段がプリ発光を行ったときに前記測光手段により取得された輝度情報と、前記発光量測定手段により測定されたプリ発光量とに基づいて、主被写体の輝度が目標輝度となる前記発光手段の本発光量目標値を演算する演算手段と、
前記発光手段の本発光量が前記本発光量目標値よりも小さな発光量となるように制御する発光量制御手段と、
前記発光量測定手段により測定された本発光量と前記本発光量目標値とに基づいて、前記発光手段を本発光させて得られた画像の輝度補正を行う輝度補正手段とを有することを特徴とする撮像装置。
前記測光手段は、撮像画面内を複数の領域に分割してそれぞれの領域ごとに輝度情報を取得し、
前記発光手段がプリ発光を行ったときに前記測光手段により取得された輝度情報に基づいて、前記撮像画面内の主被写体領域を推定する主被写体領域推定手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記主被写体領域推定手段は、前記発光手段を本発光させて得られた画像の輝度情報から前記輝度補正を行う際の主被写体領域を推定し、前記発光手段がプリ発光を行ったときに前記測光手段により取得された輝度情報に基づいて主被写体領域を推定するときよりも前記撮像画面内を細かく分割して主被写体領域を推定することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記輝度補正手段は、前記主被写体領域推定手段により推定された主被写体領域に対して前記撮像画面内のその他の領域よりも大きなゲインをかけて輝度補正を行うことを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
前記輝度補正手段は、画像全体に対し均一に輝度補正を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
発光手段を用いたフラッシュ撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、
被写体の輝度情報を取得する測光ステップと、
前記発光手段の発光量を測定する発光量測定ステップと、
前記発光手段がプリ発光を行ったときに前記測光ステップで取得された輝度情報と、前記発光量測定ステップで測定されたプリ発光量とに基づいて、主被写体の輝度が目標輝度となる前記発光手段の本発光量目標値を演算する演算ステップと、
前記発光手段の本発光量が前記本発光量目標値よりも小さな発光量となるように制御する発光量制御ステップと、
前記発光量測定ステップで測定された本発光量と前記本発光量目標値とに基づいて、前記発光手段を本発光させて得られた画像の輝度補正を行う輝度補正ステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。