JP4560350B2 - ストロボ撮影装置 - Google Patents
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することができるストロボ撮影装置に関する。
特許文献1では多点測距装置によって測距した結果によりストロボのガイドナンバーを算出し、次にストロボ発光部で予備発光を行い、このときの光量を検出し、検出結果が多点測距装置によって測距した結果と異なる場合にガイドナンバーを減少させ、この減少させたガイドナンバーでストロボを発光させて撮影を行うことにより、正しい露出結果を得ることができるカメラが開示されている。
また特許文献2では予備発光時に被写体より戻ってくる閃光を測定する閃光測定部と、撮影レンズの焦点距離に応じて前記閃光測定部のゲインを設定するゲイン設定部とを備え、予備発光の反射光を精度良く測光することができる閃光制御装置が開示されている。
そこで本発明の課題は、予備発光時に受光感度を変更し、実際の距離撮影距離において最適な測光範囲(たとえば±2.5EV)で被写体の反射率を補正することができるストロボ撮影装置を提供することである。
請求項2記載の発明は、被写体照明用の発光手段と、被写体までの距離を測距する測距手段と、複数の絞り値が設定できる絞り設定手段と、撮像信号の増幅率を制御する増幅率制御手段とを備え、撮影前のタイミングで被写体に対して予備発光を行い、被写体から戻ってきた戻り光を測光し、測光結果によって撮影時の発光光量を決定するストロボ撮影装置において、前記予備発光の発光光量を可変に制御できる予備発光光量可変手段を備え、前記測距手段出力及び前記絞り設定手段による絞り値に応じて、前記増幅率制御手段により前記撮像信号の増幅率を設定し、前記増幅率の設定が上限あるいは下限に達する場合は、前記予備発光光量可変手段により前記予備発光時の発光光量を変化させて前記戻り光の測光範囲を拡大して前記予備発光を行い、前記戻り光を測光して当該測光結果から撮影時の発光量を求め、撮影時には、前記増幅率制御手段により、前記増幅率を、撮影時の増幅率に設定し、求めた前記撮影時の発光光量でストロボ撮影を行うことを特徴とするストロボ撮影装置に存する。
請求項4記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載のストロボ撮影装置であって、被写体からの反射光の測光手段を持ち、該測光手段において検知した被写体の輝度が予め設定した値を越えた場合には、予備発光を行わずにストロボ撮影することを特徴とする。
請求項5記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載のストロボ撮影装置であって、前記測距手段により測定した被写体までの距離が、予め設定されている値に無い場合は、予備発光を行わずにストロボ撮影することを特徴とする。
請求項6記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項記載のストロボ撮影装置であって、前記測距手段により被写体までの距離を測定したにも拘わらず、被写体までの距離情報が得られない場合には予備発光を行わずにストロボ撮影することを特徴とする。
また、予備発光光量可変手段を備え、増幅率制御手段により設定される増幅率が上下限に達した場合に予備発光光量可変手段により予備発光光量を変更したので、制御範囲を拡大することができる。
請求項3記載の発明によれば、増幅率制御手段により設定される増幅率の上下限を予備発光の測光値により最適な露光値を判断できる範囲に設定するので、画像処理部26におけるノイズ発生や測光データの直線性が確保できない領域など、予備発光時の測光精度が所定以上確保できない増幅率に設定されず、所望の測光精度を得ることができる。
請求項4及び5記載の発明によれば、測距手段により測定した被写体までの距離が、予め設定されている値に無い場合は、予備発光を禁止し、また、被写体からの反射光の測光手段を持ち、該測光手段において検知した被写体の輝度が予め設定した値を越えた場合には、予備発光を禁止したので、外光が明るい場合や、被写体までの距離が遠く、予備発光が被写体まで届かない場合など、誤動作を防止することができる。
請求項6記載の発明によれば、測距手段により被写体までの距離を測定したにも拘わらず、被写体までの距離情報が得られない場合には予め設定された増幅率で予備発光を行うので、被写体までの距離情報が得られない場合であっても制限された範囲内で制御が可能となる。
鏡胴ユニット1は図2に示すように、被写体の光学画像をCCDに取り込むレンズ21(ズーム、フォーカス)、メカシャッタ22、絞り23、およびレンズ21、メカシャッタ22、絞り23を動かすための各モータ(図示せず)を駆動するモータドライバ24を備えている。また、画像入力部2はCCD25と取り込んだ光学画像を処理する画像処理部26(増幅率制御手段、測光手段)とを備え、モータドライバ24および画像処理部26はCPU14からの駆動指令により処理・駆動制御される。
音声入力部3は、ユーザが音声信号を入力するマイク、入力された音声信号を増幅するマイクAMP、増幅された音声信号を記録する音声記録回路からなり、操作部材4は、ユーザが操作するキー回路であり、また、測距部5は被写体までの距離を測定する装置である。
ROM6には、CPU14にて解読可能なコードで記述された、制御プログラムや制御するためのパラメータが格納されている。このストロボ撮影装置の電源がオン状態になると、ROM6に記憶されたプログラムは図示を省略したメインメモリにロードされ、CPU14はそのプログラムに従って装置各部の動作を制御するとともに、制御に必要なデータ等を、一時的に、RAM6、及びSDRAM8に保存する。ROM6として書き換え可能なフラッシュROMを使用することで、制御プログラムや制御するためのパラメータを変更することが可能となり、機能のバージョンアップを容易に行うことができる。
SDRAM8は、CPUで画像データに各種処理を施す際に、画像データを一時的に保存するものであり、保存される画像データは、例えば、CCDから、画像処理を経由して取りこんで、ホワイトバランス設定、ガンマ設定が行われた状態の「RAW−RGB画像データ」や輝度データ・色差データ変換が行われた状態の「YUV画像データ」、JPEG圧縮された「JPEG画像データ」などである。
モニタ9は、撮影前の被写体の状態や撮影した画像を確認するため及びメモリカードや記憶部7等の内蔵メモリに記録した画像データを表示する、などを行うためのモニタである。
外部I/O10は、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うために、シリアルブロックの出力信号を電圧変換するための回路である。また、音声出力部11は記録された音声信号をスピーカーから出力できる信号に変換する音声再生回路、変換された音声信号を増幅し、スピーカーを駆動するためのオーディオAMP、音声信号を出力するスピーカーからなる。
ストロボ12は被写体に閃光を発光するためのものであり、表示部13はダイオード等でストロボ撮影装置の状態を示すもので、たとえば、電源投入ランプ等がこれにあたる。
CPU14は、CCD25より画像処理の出力データにホワイトバランス設定やガンマ設定を行い、フィルタリング処理により、輝度データ・色差データへの変換を行う制御ブロック、装置各部の動作を制御するブロック、制御に必要なデータ等を一時的に保存するSRAM、パソコンなどの外部機器とUSB通信を行うUSBブロック、パソコンなどの外部機器とシリアル通信を行うシリアルブロック、JPEG圧縮・伸張を行うブロック、画像データのサイズを補間処理により拡大/縮小するブロック、画像データを液晶モニタやTVなどの外部表示機器に表示するためのビデオ信号に変換するTV信号表示ブロック、撮影された画像データを記録するメモリカードの制御を行うメモリカードブロックを有する。
CCD25は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子であり、画像処理は、画像ノイズ除去用相関二重サンプリング、増幅、ホワイトバランス調整、ディジタル信号変換回路を有し、増幅率を変化させることによって、全体の明るさを増減させることが出来る。
CCD25は、光学画像を光電変換するための固体撮像素子であり、画像処理部26は、CCD25から入力するアナログの撮影データの画像ノイズ除去用相関二重サンプリングを行うCDS26a、撮影データの振幅変動を検出し、出力信号を一定に保つように増幅器の利得を自動的に調整するAGC26b、アナログ信号をディジタル信号へ変換するA/D26c、垂直同期信号VD、水平同期信号HDに基づきCCD25及び画像処理部26の駆動タイミング信号を発生するTG26dを有する。
AGC26bの設定値によって撮像されたアナログ信号の増幅率を設定でき、増幅率の設定はCPU14からの信号によって行うことができる。
このように構成した画像処理部26において、予備発光時は予備発光光量と設定絞りと被写体距離によって演算された増幅率に設定され、また、撮影発光時には、撮影条件に対応した増幅率に設定される。
すなわち、被写体までの距離を測距手段である測距部5で把握し、また画像情報から撮影データ全体の輝度や被写体輝度情報を得、画像処理部26のAGC26bにおける増幅率Aまたは後述するようにストロボの予備発光量を調整することにより、被写体の距離や被写体の反射率に影響されず、所定の測光範囲(たとえば±2.5EV)で被写体の反射率を補正するためのデータを得ることができる。またこれにより、撮影時における画像処理部26の増幅率Aや撮影時の発光光量補正量を求めて最適な露光となるように制御することができ、被写体反射率の差によって発生する撮影画像の露出アンダーや露出オーバーを防止することができる。
G1=F1*L2(増幅率A2の場合)
A1=A2*2^(log(L2/L1)/log(sqr(2)))・・・(1)
上記の演算は都度CPUを用いて演算してもよいし、或いはメモリに予めテーブルを用意して、当該テーブルから求めても良い。なお、絞りが複数存在する場合には、基準値F1(基準F値)を定め、他の絞り値Fnでの増幅率Anを(2)式等を用いて求めれば良い。
An=A2*2^(log(L2/L1)/log(sqr(2))+log(Fn/F1)/log(sqr(2)))・・・(2)
上記(1)式及び(2)式からも明らかなように、予備発光時における画像処理部26の増幅率は、予め設定された基準値(基準距離、基準F値)に対し、撮影条件により変化する値(被写体距離、絞り値F)を考慮して定められ、また増幅率A(An)はストロボ撮影装置のユーザが操作部材4等を介して設定する設定条件(設定値)とは独立して設定される。
Gn=G1*(sqr(2))^(log(L2/L1)/log(sqr(2))+log(Fn/F1)/log(sqr(2)))・・(3)
更に、予備発光時における画像処理部の増幅率A1と予備発光光量Gnの両方を複合的に可変する方法も考えられる。この場合、上記(3)式の右辺における(log(L2/L1)/log(sqr(2))+log(Fn/F1)/log(sqr(2)))の部分について、絞り値Fnでの増幅率Anと予備発光光量Gnとに分割してそれぞれの値を求めれば良い。
たとえば、増幅率An若しくは予備発光光量Gnのいずれかのみでの制御量が10段とした場合、増幅率Anを8段、予備発光光量Gnを2段の計10とし、
An=A2*2^8、Gn=G1*(sqr(2))^2・・・(4)
で制御することもできる。
このように増幅率Anと予備発光光量Gnとの両方を調整可能とすることにより、たとえば画像処理部26における増幅率の設定が限界(上下限)に達した場合等に、予備発光光量を変化させることによって、制御範囲を拡大することが出来る。
なお、画像処理部26の増幅率を可変する方法や、増幅率及び予備発光光量の両方を可変する方法のいずれを用いた場合であっても、画像処理部26における増幅率の上下限は予備発光の測光値により最適な露光値を判断できる範囲に設定されていることは言うまでもない。すなわち、画像処理部26におけるノイズ発生や測光データの直線性が確保できない領域など、予備発光時の測光精度が確保できなくなることを防止している。また、増幅率を可変することにより、露光の中心値を効率の良い値、すなわち制御範囲の中間値等に設定できる。
発光制御部41は、CPU14から供給される発光制御信号のLow→Highの変化によりトリガー部42に信号を出力し、該トリガー部42からトリガー信号が発光部43に供給され、発光部での発光が始まり、充電部40内のコンデンサーの電荷が放電され、発光を開始する。発光はCPU14より供給される発光制御信号のHigh→Lowの変化で停止し、発光制御信号がHighとなっている時間幅で発光光量が制御される。なお、通常、発光制御部41には発光制御用素子として絶縁ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT:Insulated Gate Bipolar Transistor)及びサイリスタ等が用られる。また、撮影に必要な発光光量、すなわち、発光制御信号のHighとなっている時間幅は、被写体までの距離、絞り、画像増幅率によって求められ、ROM等のメモリに予めテーブルとして記憶されている。なお、充電電圧の制御は、図示を省略するが、たとえば、充電部40内のコンデンサーの充電電圧を分圧し、A/D変換した後、CPU14で監視すればよい。なお、請求項において、予備発光光量可変手段とはCPU14からなり、該CPU14から出力される発光制御信号により発光制御部41が制御されて予備発光光量が可変される。
上記のようなストロボ12を用いて予備発光を行い、その際、CCD25より受光した測光結果から基準測光量(18%の標準反射率の反射光量)に対する差(予備発光の測光値の適正測光量からの差ΔEV)を把握し、更に予め設定されている係数:Kを基準測光量に対する差に加味し、撮影時のストロボ発光光量として補正を行い、ストロボ撮影を行えば、被写体の反射率の差に対する、適正ストロボ発光光量を得ることができる。
補正前のストロボ発光光量:Gは、被写体距離:L、絞り:F、撮影増幅率:Aより下記(5)式で求まる。
G=F*L (増幅率A)・・・(5)
また一方、補正後の撮影光量Gxは、上記予備発光により得た基準測光量に対する差ΔEV及び係数Kによる補正値をΔEV*Kとすると下記(6)式により求まる。
Gx=G*sqr(2)^(ΔEV*K)・・・(6)
なお、係数KはΔEVの値によって変化する係数とし、ROM等のメモリに予めテーブルとして記憶しておくことにより反射率の状態に対応して補正量を変えることができる。
まず、ストロボ撮影を開始すると、撮影増幅率、絞り、輝度、自動ホワイトバランス(AWB)、被写体距離などの撮影情報を読込み(ステップS1)、撮影開始を待つ。撮影情報を読み込んだ後、撮影が開始されると(ステップS2でYES)、被写体までの距離、輝度、被写体輝度情報から予備発光による光量補正処理が必要か否かを判断し(ステップS3)、予備発光による光量補正処理が不要と判断した場合(ステップS3でNO)には、補正量“0”を設定する(ステップS11)。この予備発光による光量補正処理が不要と判断する基準は、たとえば測光手段である画像処理部26において検知した被写体の輝度が予め設定した値を越えた場合や、測距手段により測定した被写体までの距離が予め設定された値にない場合や、何らかの理由により測距手段から被写体距離情報が得られない場合等である。
一方、輝度、被写体輝度情報から予備発光による光量補正処理が必要と判断した場合(ステップS3でYES)には予備発光光量、絞り、被写体距離の各情報から、上記(1)〜(4)式に関連して説明した方法で予備発光の増幅率及び予備発光量を設定し(ステップS4)、予備発光(ステップS5)、反射光の測光(ステップS6)を行う。
その後、測光結果から、撮影時のストロボ発光光量の補正量ΔEVを求める(ステップS7)。また、撮影時におけるADC26bの増幅率を設定する(ステップS8)。上記(5)式に示したような補正前の発光光量GはADC26bに設定した増幅率Aと絞りFと被写体距離Lと露出補正量などから求めた値であって、予備発光を行い、被写体からの反射光を測定すると共に、撮影時における増幅率を設定し、かつ補正値ΔEV及び係数Kにより(6)式に示すように補正した撮影光量Gxを得(ステップS9)、ストロボ撮影を行う(ステップS10)。
なお、ステップS3にて予備発光による光量補正処理が必要と判断した場合(ステップS3でYES)であるにも拘わらず、被写体までの距離情報を測距手段より得られない場合には、予め設定した増幅率をステップS4にて設定し、予備発光が行われる。
12 ストロボ(発光手段)
14 CPU(予備発光光量可変手段)
26 画像処理部(増幅率制御手段、測光手段)
Claims (6)
- 被写体照明用の発光手段と、被写体までの距離を測距する測距手段と、撮像信号の増幅率を制御する増幅率制御手段とを備え、撮影前のタイミングで被写体に対して予備発光を行い、被写体から戻ってきた戻り光を測光し、当該測光結果によって撮影時の発光光量を決定するストロボ撮影装置において、
前記予備発光の発光光量を可変に制御できる予備発光光量可変手段を備え、
前記測距手段の出力に応じて、前記増幅率制御手段により前記撮像信号の増幅率を設定し、前記増幅率の設定が上限あるいは下限に達する場合は、前記予備発光光量可変手段により前記予備発光時の発光光量を変化させて前記戻り光の測光範囲を拡大して前記予備発光を行い、前記戻り光を測光して当該測光結果から撮影時の発光光量を求め、
撮影時には、前記増幅率制御手段により、前記増幅率を、撮影時の増幅率に設定し、求めた前記撮影時の発光光量でストロボ撮影を行うことを特徴とするストロボ撮影装置。 - 被写体照明用の発光手段と、被写体までの距離を測距する測距手段と、複数の絞り値が設定できる絞り設定手段と、撮像信号の増幅率を制御する増幅率制御手段とを備え、撮影前のタイミングで被写体に対して予備発光を行い、被写体から戻ってきた戻り光を測光し、測光結果によって撮影時の発光光量を決定するストロボ撮影装置において、
前記予備発光の発光光量を可変に制御できる予備発光光量可変手段を備え、
前記測距手段出力及び前記絞り設定手段による絞り値に応じて、前記増幅率制御手段により前記撮像信号の増幅率を設定し、前記増幅率の設定が上限あるいは下限に達する場合は、前記予備発光光量可変手段により前記予備発光時の発光光量を変化させて前記戻り光の測光範囲を拡大して前記予備発光を行い、前記戻り光を測光して当該測光結果から撮影時の発光量を求め、
撮影時には、前記増幅率制御手段により、前記増幅率を、撮影時の増幅率に設定し、求めた前記撮影時の発光光量でストロボ撮影を行うことを特徴とするストロボ撮影装置。 - 前記増幅率制御手段により設定される増幅率は、予備発光の測光値により最適な露光値を判断できる範囲に設定されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のストロボ撮影装置。
- 被写体からの反射光の測光手段を持ち、該測光手段において検知した被写体の輝度が予め設定した値を越えた場合には、予備発光を行わずにストロボ撮影することを特徴とする請求項1乃至3いずれか1項記載のストロボ撮影装置。
- 前記測距手段により測定した被写体までの距離が、予め設定されている値に無い場合は、予備発光を行わずにストロボ撮影することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のストロボ撮影装置。
- 前記測距手段により被写体までの距離を測定したにも拘わらず、被写体までの距離情報が得られない場合には前記予備発光を行わずにストロボ撮影することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載のストロボ撮影装置。
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