JP5113194B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラなどの撮像装置に関する。

従来の撮像装置の一例として、特許文献１に記載される撮像装置が知られている。

この撮像装置は、ストロボ連写モードを設定する設定手段と、ストロボ連写モードに設定された場合、撮像素子の読み出し方法を画素混合駆動に切り替える切替手段とを備える。これによって、この撮像装置は、発光を伴う連続撮影（以下、「連写」と称す。）を行う場合、撮像素子の光量不足を補うと共に、撮像素子の読み出し速度を向上させるようにしている。

特許文献１では、ストロボの発光時間を確定し、その後、その発光時間を補正している。具体的には、特許文献１のデジタルカメラは、メモリに記憶されている撮影枚数に応じた補正係数を補正係数テーブルから読み出し、その補正係数と、確定されたストロボの発光時間とを乗算する。そして、そのようにして得られた値を、ストロボ発光時間として利用する。

特開２００７−１６３５６１号公報

特許文献１の技術は、撮影ごとに補正係数を利用した演算を行ってストロボの発光時間を補正する必要があり、処理が複雑である。

また、補正係数を特定するためには撮影枚数の情報が必要になる。さらに、連続撮影の発光量を精度よく同一にするには、補正係数を１枚目のストロボ発光時間または１枚目、２枚目の撮影直後の内蔵コンデンサの電圧に応じて調整する必要があり、計算が非常に煩雑になる。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ストロボ連写の際、ストロボを発光させるためのパルス信号の計算を省略することである。

本発明による撮像装置は、被写体を撮像する撮像部と、電気を蓄積し、前記電気を利用して発光する発光部と、前記電気を供給する電源と、前記発光部に対する前記電気の供給を制御する制御部とを備え、前記発光部が、予備発光を行った後、本発光を連続して行う際において、前記制御部は、前記予備発光後、最初の本発光までは前記発光部に前記電気を供給せず、前記最初の本発光以後は、次の本発光までの間に、前記最初の本発光時に前記発光部に蓄積されていた電気量になるまで前記電気を供給する。

前記制御部は、前記予備発光後に前記発光部に蓄積されている電気量を検出し、前記最初の本発光以後は、前記電気量に基づいて前記電気を供給してもよい。

前記撮像装置は、情報を記憶する記憶部をさらに備え、前記制御部は、前記予備発光後に前記発光部に蓄積されている電気量を検出して、検出した前記電気量の情報を前記記憶部に記憶し、前記最初の本発光以後は、前記記憶部に記憶された前記電気量の情報に基づいて前記電気を供給してもよい。

前記最初の本発光時に蓄積されていた電気量になるまで前記電気を供給すると、前記制御部は、前記電気の供給を停止してもよい。

前記記憶部は、前記電気量の情報として電圧値の情報を蓄積してもよい。

本発明の撮像装置によれば、最初の本発光以後は、次の本発光までの間に、最初の本発光時に発光部に蓄積されていた電気量になるまで電気が供給される。発光部を発光させる際に必要なパルス信号は、発光部に蓄積されている電気量に応じて演算し、調整する必要がある。本発明の撮像装置では、本発光時の電気量は最初の本発光時に発光部に蓄積されていた電気量と同じであるため、パルス信号を調整する必要がなく、複雑なパルス信号の演算処理を省略できる。

本実施形態に係るデジタルカメラ１００の外観を示す図である。 デジタルカメラ１００の内部構成を示す図である。 ＩＳＯ感度、画素混合処理の要否、および、ＡＧＣゲインアップ量の対応関係を規定したテーブルを示す図である。 ゲイン調整処理および画素混合処理を行うＩＳＯ感度を示す図である。 ストロボのコンデンサの電圧値を説明するための図である。 デジタルカメラ１００の動作手順の一例を示すフローチャートである。 デジタルカメラ１００の動作手順の一例を示すフローチャートである。

以下、添付の図面を参照しながら、本発明による撮像装置の実施形態を説明する。

１．本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００の動作概要
図１は、本実施形態に係るデジタルカメラ１００の外観を示し、図２は、デジタルカメラ１００の内部構成を示す。以下では、図１および図２を参照しながら、デジタルカメラ１００の動作を概説する。

本実施形態に係るデジタルカメラ１００は、使用者からのシャッタスイッチ１１に対する押下操作（全押し）を、撮影開始指示として受け付ける。デジタルカメラ１００は、１回の撮影開始指示で、ストロボの発光（以下「本発光」と称する）を伴う撮影を、連続して複数回行うことができる。周知のように、ストロボとは撮影時の光量を確保するための発光部材である。

デジタルカメラ１００は、ストロボ８の発光を伴う連続撮影を行う前に、ストロボ８の予備発光（プリ発光）を行う。コントローラ７は、この予備発光の際に、被写体で反射された反射光を測光する。測光は、後述するＣＣＤイメージセンサー２、または、測光専用のセンサに入射する光の量に基づいて行えばよい。

デジタルカメラ１００は、この測光結果に基づいて、本発光時のＣＣＤイメージセンサー２（以下「ＣＣＤ２」と記述する。）の感度情報（以下、「ＩＳＯ感度」と称する。）を取得し、取得したＩＳＯ感度に応じて、撮影条件を決定する。撮影条件とは、たとえばストロボ８の本発光時の発光光量、ＣＣＤ２の画素信号の読み出し方法、及び、アナログフロントエンド３（以下「ＡＦＥ３」と記述する。）の増幅ゲインである。デジタルカメラ１００は、この決定された撮影条件に応じて、ストロボ８、ＣＣＤ駆動部４、及び／又は、ＡＦＥ３を制御する。

ＣＣＤ駆動部４は、コントローラ７からの制御に応じて、ＣＣＤ２の画素信号の読み出し方法を制御する。そして、デジタルカメラ１００は、ストロボ８と、ＣＣＤ駆動部４を制御して、本発光を伴った撮像を行わせる。ＣＣＤ駆動部４は、ＣＣＤ２の画像信号の生成させるためにＣＣＤ２を駆動する。「ＣＣＤ２を駆動する」とは、たとえば信号を読み出すためにＣＣＤ２に電力を供給し、ＣＣＤ２に存在する複数の受光素子のうちの特定の受光素子のラインから、光量に応じた電気信号を読み出すための読み出し制御を行うことをいう。

デジタルカメラ１００は、この本発光を伴った撮像を連続して行うように、ストロボ８及びＣＣＤ駆動部４を制御することが可能である。ＣＣＤ２で生成された画像信号は、ＡＦＥ３や画像処理部５を介して画像データに変換され、コントローラ７は、画像データをメモリカード１５に記憶する。これによって、デジタルカメラ１００は、本発光を伴った連続撮影を可能にしている。

また、デジタルカメラ１００は、ストロボ８の予備発光後に、ストロボ８に用いられるコンデンサの電圧値を検出し、この電圧値をバッファメモリ６に記憶する。この後、デジタルカメラ１００は、ストロボ８で最初の本発光を行う。この結果、ＣＣＤ２は入射した光を受け、受けた光の量に応じたアナログ信号をデジタル信号に変換して画像データとして出力する。これにより、最初の撮像が行われる。

そしてデジタルカメラ１００は、バッファメモリ６に記憶された電圧値に基づいて、ストロボ８のコンデンサ（図示せず）に対する充電を行う。デジタルカメラ１００は、コンデンサの充電容量が検出値に達すると、ストロボ８で次の本発光を行うとともに、ＣＣＤ２を利用して次の撮像を行う。

２．デジタルカメラ１００の構成
次に、引き続き図１および図２を参照しながら、デジタルカメラ１００の外観、および、各構成要素を説明する。

図２に示されるように、光学系１には種々の光学素子およびその光学素子を駆動する構成要素が含まれている。たとえば光学系１は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、絞り等と、これらの部材を駆動するアクチュエータとを備えている。

光学系１により集光された光は、ＣＣＤ２に入射する。ＣＣＤ２は複数の受光素子を有しており、入射してきた光を各受光素子で受ける。各受光素子は、受けた光を、その光量に応じた電気信号に変換する。複数の受光素子で生成された電気信号に基づいて、画像信号が生成される。なお、ＣＣＤ２からどのような方法で電気信号を読み出すかは、ＣＣＤ駆動部４によって制御される。

ＣＣＤ２で生成された画像信号は、ＡＦＥ３に入力される。ＡＦＥ３は、種々の構成要素を有しており、それにより、種々の機能を有する。たとえばＡＦＥ３には、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）アンプ、ＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路、Ａ／Ｄコンバータなどが含まれる（いずれも図示せず）。画像信号は、ＡＧＣアンプで増幅される。このＡＧＣアンプでは、コントローラ７によって設定された増幅ゲインで画像信号を増幅するようにしている。ＣＤＳ回路は、画像信号のノイズ成分を除去する。Ａ／Ｄコンバータは、ＡＧＣで出力された画像信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して、画像データとして出力する。

画像処理部５は、ＡＦＥ３でデジタル化された画像データに画像処理を施す。画像処理には、例えば、ガンマ変換、ＹＣ変換、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が考えられるが、これに限られるものではない。画像処理部５は、画像処理を施した画像データを、バッファメモリ６に格納する。バッファメモリ６に格納された画像データは、画像処理部５で表示画像に変換されて、ＬＣＤ１２に表示される。

ストロボ８は、たとえばキセノンランプ及びコンデンサ（いずれも図示せず）を備えている。コンデンサには、電源１０から供給される電荷（電気）が蓄積される。ストロボ８は、コンデンサに蓄積された電荷を放出し、キセノンランプに電圧を印加することで、キセノンランプを発光させる。

ストロボ８を使用して撮影する場合、コントローラ７は、シャッタスイッチ１１に対する押下操作（全押し）を受け付けると、ストロボを発光させるとともに、ＣＣＤ駆動部４を駆動させる。この際、コントローラ７は、本発光を行わせるためのパルス信号をストロボ８に入力する。一方、ストロボ８を使用しないで撮影する場合、コントローラ７は、シャッタスイッチ１１に対する押下操作を受け付けると、ストロボ８を発光させないで、ＣＣＤ駆動部４を駆動させる。

なお、コントローラ７は、ＣＣＤ２で生成された画像信号に基づく画像データをフラッシュメモリ１３又はカードスロット１４に装着されたメモリカード１５に記憶する。

２−１．コントローラ７の各種制御
コントローラ７は、ストロボ８を使用して撮影する場合、シャッタスイッチ１１に対する押下操作を受け付けた後に、ストロボ８を制御して予備発光を行わせる。予備発光は、予め設定された光量（例えば、ガイドナンバー（ＧＮ）０．７）で発光させる。コントローラ７は、予備発光の際、ＣＣＤ駆動部４を制御して、ＣＣＤ２に画像信号を生成させる。ここでＡＦＥ３のＡＧＣには、ＩＳＯ１００換算の増幅ゲインが設定されているとする。これによってコントローラ７は、画像信号に基づく画像データを取得する。コントローラ７は、この取得した画像データに基づいて、予備発光時に被写体で反射された反射光の光量を測定する。コントローラ７は、画像処理部５によって画像データがＹＣ変換されることで、取得される輝度に関する情報に基づいて反射光の光量を算出する。この際、コントローラ７は、画像データの一部に設定された測距枠内の画像データにおける輝度値の平均値を求めることで、反射光の光量を算出する。上述の動作は、測光と呼ばれる。なお、予備発光時に設定される絞り値とシャッタスピードは、フラッシュメモリ１３に予め記憶された値を用いる。

コントローラ７は、この反射光の光量に基づいて、本発光の発光光量を決定する。ここで本実施形態では、高速の連写を可能にするため、本発光の発光光量の上限値としてＧＮ２．０を設けている。上限値は、上記の形態に限定されず、予め設けられた情報であってもよいし、使用者によって指定された情報であってもよい。

以下、本発光の発光光量の算出方法を説明する。

まず、コントローラ７は、発光光量の上限値を考慮せず、適切な本発光の発光光量（適切な本発光ＧＮ）を算出する。

本実施形態では、予備発光時の反射光の光量、及び、適切な本発光ＧＮの関係を示すテーブルを用いて、反射光の光量に基づき適切な本発光ＧＮを取得する。このテーブルは、ＣＣＤ２がＩＳＯ１００に設定された場合の反射光の光量と本発光のＧＮの関係を示している。テーブルには、反射光の光量（反射光量）として複数の値が設けられ、複数の値の各々に対応して本発光のＧＮが設けられている。つまり、テーブルには、反射光量１に対応する本発光ＧＮ１、反射光量２に対応する本発光ＧＮ２、反射光量３に対応する本発光ＧＮ３、・・・のように、反射光の光量が大きいものから順に本発光のＧＮが対応付けられている。

下記表１は上述したテーブルの一例を示す。このテーブルは、後述のテーブル（図３）とともに、たとえばコントローラ７の内部バッファ（図示せず）に保持され、または、フラッシュメモリ１３に保持されている。なお、反射光量を示す値は、実装するＣＣＤ２の出力などに依存する。よって、ここでは具体的な値の提示は省略する。

このテーブルを用いて、コントローラ７は、適切な本発光ＧＮを算出する。詳しくは、コントローラ７は、反射光の光量を取得する。そして、コントローラ７は、取得した反射光の光量が、テーブルに存在する光量と同じであれば、対応する本発光ＧＮを取得する。一方、コントローラ７は、取得した反射光の光量が、テーブルに存在しない場合には、テーブルにおいて上限側で最も近い反射光量及び本発光ＧＮ、及び、下限側で最も近い反射光量及び本発光ＧＮを利用して、線形補間により、適切な本発光ＧＮを取得する。例えば、コントローラ７は、取得した反射光量が上記例の反射光量２及び反射光量３の間の値である場合、上限側で最も近い反射光量２とそれに対応する本発光ＧＮ２、及び、下限側で最も近い反射光量３とそれに対応する本発光ＧＮ３に基づいて、線形補間により、最適な本発光ＧＮを求める。

このようにして算出された適切な本発光ＧＮが、本発光ＧＮの上限値よりも小さい場合、コントローラ７は、この本発光ＧＮを本発光の発光光量としてバッファメモリ６に記憶する。一方、適切な本発光ＧＮが、上限値よりも大きい場合、コントローラ７は、上限値を本発光の発光光量としてバッファメモリ６に記憶する。

例えば、適切な本発光ＧＮがＧＮ１．９である場合、本発光の発光光量は、ＧＮ１．９となる。一方で、適切な本発光ＧＮがＧＮ２．９である場合、本発光の発光光量は、ＧＮ２．０となる。本実施形態では、複数回の本発光の発光光量を同じになるように構成している。

また、コントローラ７は、適切な本発光ＧＮが上限値以上となった場合、ＣＣＤ２やＡＦＥ３を制御してＣＣＤ２のＩＳＯ感度を調整する。これは、適切な本発光ＧＮが上限値を超えた分について、ＣＣＤ２のＩＳＯ感度で撮影画像の明るさを調整するためである。ＩＳＯ感度の調整は、具体的に以下の方法で行う。

本実施形態では、ＩＳＯ感度の増減割合（ＩＳＯ／１００）を、下記数式１で求める。そして、コントローラ７は、ＩＳＯ感度の増減割合によって、ＩＳＯ１００の感度をいくつのＩＳＯにすればよいかを判断する。
（数式１）ＩＳＯ感度の増減割合＝
（（適切な本発光ＧＮ）／（上限値の本発光ＧＮ））²

例えば、適切な本発光ＧＮが４．０で、上限値の本発光ＧＮが２．０である場合、ＩＳＯ感度の増減割合は、４．０となる。したがって、予備発光時のＩＳＯ感度がＩＳＯ１００であるため、本発光時におけるＣＣＤ２のＩＳＯ感度は、ＩＳＯ４００となる。

コントローラ７は、このように算出されたＩＳＯ感度に応じて、本発光時にＣＣＤ２及びＡＦＥ３を制御する。コントローラ７は、図３のテーブルを保持している。コントローラ７は、算出されたＩＳＯ感度に基づいて当該テーブルを参照し、画像信号を、画素混合読み出し方法（本実施形態では９画素混合処理）で読み出すか、または、画素混合処理を行わない通常読み出し方法で読み出すかを決定する。また、ＡＧＣゲインアップ量を決定する。これらを用いて、コントローラ７は、ＣＣＤ２及びＡＦＥ３を制御する。

例えば、算出されたＩＳＯ感度がＩＳＯ８００である場合、ＣＣＤ２の画像信号の読み出し方法を、画素混合を行わない通常の駆動に設定し、ＡＦＥ３の増幅レベルをＩＳＯ８００に対応するような値に設定する。一方、算出されたＩＳＯ感度がＩＳＯ１６００である場合、ＣＣＤ２の画像信号の読み出し方法を、画素混合駆動（９画素ＭＩＸ）に設定し、ＡＦＥ３の増幅レベルをＩＳＯ１７８に対応するような値に設定する。

なお、テーブルにない増幅レベルは、線形補間で対応する。また、読み出し方法は、ＩＳＯ感度が閾値であるＩＳＯ１００１以上である場合、画素混合駆動に設定し、ＩＳＯ１００1未満（ＩＳＯ１０００以下）である場合、通常の駆動（全画素読み出し駆動）に設定する。すなわち、画素混合読み出しを行うか通常読み出しを行うかを判断するために閾値を設け、コントローラ７またはフラッシュメモリ１３に保持させればよい。

図３のテーブルは、フラッシュメモリ１３に保持されていてもよい。なお、図３のテーブルの利用は必須ではない。読み出し方法の選択、及びＡＧＣゲインアップ量はテーブルを使わずに計算のみで求めてもよい。

ここで、上述した「９画素ＭＩＸ」を例に挙げて画素混合駆動を説明する。まず、ＣＣＤ２は複数種類の画素群を有しているとする。「複数種類の画素群」とは、入射光の波長に依存して相互に異なる感度特性を有する光電変換機能を備えた画素群を意味する。たとえば、赤（Ｒ）の感度特性を有する画素群、緑（Ｇ）の感度特性を有する画素群、および、青（Ｂ）の感度特性を有する画素群である。

ＣＣＤ２は、複数種類の画素群によって生成された画素信号を独立して読み出すことが可能である。これにより、感度特性ごとの画像信号が得られ、感度特性ごとの画像（フレーム）が生成される。

たとえば、赤（Ｒ）に関する画素混合駆動を説明すると、ＣＣＤ２は、赤（Ｒ）の水平３画素×垂直３画素の９画素分の画素信号を、１画素分の画素信号として加算して出力する。これにより、ＣＣＤ２全体に入射する光の量が少なくても、１画素当たりの光量を確保することができる。ただし、画素混合駆動前の９画素で１画素の画素信号を生成するため、解像度は縦および横がそれぞれ１／３になる。

なお、９画素を利用する画素混合技術は一例である。４画素を利用してもよいし、１６画素を利用してもよい。また、６画素を利用してもよい。水平画素数および垂直画素数は同じである必要はなく、互いに異なっていてもよい。

なお、赤（Ｒ）の感度特性を有する画素群を例に挙げて説明したが、緑（Ｇ）および青（Ｂ）についても同じ処理が行われる。

本実施形態では、デジタルカメラ１００は、図４のように、予備発光時の反射光量が大きい場合、本発光の調整で対応する。また、デジタルカメラ１００は、予備発光時の反射光量が小さくなるに従って、本発光の光量を上限値に設定するとともに、ＣＣＤ２のＩＳＯ感度を調整する。この際、デジタルカメラ１００は、ＩＳＯ感度が小さい内は、ＡＦＥ３の増幅ゲインを調整する。一方、デジタルカメラ１００は、ＩＳＯ感度が大きくなると、ＡＦＥ３の増幅ゲインの調整に加えて、ＣＣＤ２の画素の読み出し方法を変更する。これによって、ＣＣＤ２のＩＳＯ感度が小さい場合、ＣＣＤ２から解像度の悪くならない画像信号を生成するように制御し、ＣＣＤ２のＩＳＯ感度が大きい場合、ＣＣＤ２から感度の高い画像信号を生成するように制御する。ＡＦＥ３での増幅を小さい範囲で行うことができるようになるので、ＣＣＤ２は、解像度を考慮して、ノイズを抑えた画像信号を生成できる。

この後、コントローラ７は、ストロボ８のコンデンサの電圧値を検出する。例えば、図５の場合、プリ発光後の時刻Ｔ１で検出される電圧値は、２７０Ｖとなる。コントローラ７は、この検出した電圧値をバッファメモリ６に記憶する。

この後、コントローラ７は、ストロボ８を制御して本発光を行わせるとともに、ＣＣＤ駆動部４を駆動してＣＣＤ２に画像信号を生成させる。コントローラ７は、ストロボ８の制御と、ＣＣＤ駆動部４の駆動を連続して行う。これによって、発光を伴う連続撮影を可能にしている。

なお、図５では、プリ発光後の時刻Ｔ１において、デジタルカメラ１００は本発光を行っている。これは、プリ発光後すぐに撮像を行うことで、シャッタータイムラグをなくすためである。シャッタータイムラグが許される状況では、プリ発光後、再度フル充電電圧（２９０Ｖ）に戻し、その後本発光を行ってもよい。

２−２．本発光を伴った連続撮影を行う際の各部の制御
コントローラ７は、ストロボ８を制御して本発光を行わせるとともに、ＣＣＤ駆動部４を駆動して、本発光を伴った連続撮影を可能にする。以下、具体的に説明する。

コントローラ７は、バッファメモリ６に記憶された本発光の発光光量に基づいて、ストロボ８を制御して本発光を行わせる。ここで、本発光の発光光量に応じた本発光を行うためには、ストロボ８に入力するパルス信号を変更することで可能になる。

また、コントローラ７は、ストロボ８に本発光を行わせるとともに、ＣＣＤ駆動部４を駆動して、ＣＣＤ２に画像信号を生成させる。そして、ＡＦＥ３において、デジタル形式の画像データを生成させる。画像処理部５は、デジタル化された画像データに画像処理を施し、バッファメモリ６に格納する。コントローラ７は、バッファメモリ６に格納された画像データを、メモリカード１５に記録する。

この後、コントローラ７は、次の本発光を行わせるために、電源１０を制御して、ストロボ８に電荷を供給させる。コントローラ７は、電源１０から供給された電荷によってストロボ８の電圧値が、バッファメモリ６に記憶された電圧値に達したことを検出すると、電源１０からストロボ８への電荷の供給を停止させる。

そして、コントローラ７は、ストロボ８を制御して、次の本発光を行わせる。コントローラ７は、ＣＣＤ駆動部４を駆動して、ＣＣＤ２に画像信号を生成させる。コントローラ７は、ＡＦＥ３でデジタル化され、画像処理部５で画像処理された画像データを、メモリカード１５に記録する。

２回目以降に必要とされる本発光の発光光量は先の本発光時と同じであり、かつ、充電されているコンデンサの電圧値は先の本発光のときの電圧値と略同じである。よって、発光光量に応じたパルス信号（ストロボを発光させるために入力される信号）も同じになる。

なお、発光光量は、発光時のコンデンサの電圧値に応じて調整する必要があることに留意されたい。たとえば、コンデンサの電圧値が２７０Ｖのときにおいて、ある発光光量を確保するために１００Ｖの電圧が必要であると仮定する。コンデンサの電圧値が１７０Ｖのときに同じ発光光量を確保しようとすると、１００Ｖの電圧ではなく、１１０Ｖ程度必要になる場合がある。すなわち、必要な発光光量を確保するためにどの程度電圧が必要になるかを、計算によって求める必要がある。コンデンサの電圧値に応じてパルス信号の変更処理は複雑であり、予めプログラムするには非常な労力が必要となる。

よって、本実施形態のように、２回目以後の本発光時において、コンデンサの電圧値を先の本発光時の電圧値と略同じに調整しておくと、パルス信号を変更する必要がなくなる。換言すれば、特許文献１の図５のように、補正係数を用いてパルス信号（特許文献１では発光時間）を計算し、調整する必要がなくなる。補正係数を保持するメモリや、その計算に必要となる装置の資源を省略できる。

上述した処理を、シャッタスイッチ１１の全押しが継続されている間、又は、画像データの記録が所定の枚数に到達するまで、連続して行う。

２−３．画素混合駆動しない場合とした場合とで記録される画像データの違い
上述したように本実施形態では、算出されたＩＳＯ感度に応じて、ＣＣＤ２における画像信号の読み出し方法を変更するようにした。以下、画素混合駆動しない場合と、画素混合駆動した場合とで生じる、記録される画像データの違いを説明する。なお、ＣＣＤ２は、ＣＣＤ駆動部４からの制御に応じて、画素混合読み出しと全画素読み出しとを切り替え、動作する。また、ＣＣＤ２は、９メガ（約９００万）の有効画素数を備える撮像素子であるとする。なお、以下の説明において「メガ」というときは、ＣＣＤの有効画素数、または、ＣＣＤによって得られた画像の画素数を意味するとする。画像データのデータサイズではないことに留意されたい。

画素混合しない場合に生成される画像データを説明する。まず、ＣＣＤ２では、複数の画素から画像信号をそのまま読み出す。したがって、ＣＣＤ２から出力される画像信号の画素数は、約９００万となる。ＡＦＥ３のＡＧＣアンプは、設定された増幅ゲインで、この画像信号を増幅する。増幅ゲインは、コントローラ７によって設定された増幅レベルである。この後、ＡＦＥ３のＡ／Ｄコンバータが、増幅された画像信号をデジタル化する。すなわち、ＡＦＥ３は、画像データを画像処理部５に出力する。画像処理部５では、画像処理を施し、画像を圧縮してその画像数を３メガに低減する。圧縮処理とは、画素の間引き処理のことである。コントローラ７は、この画像処理が施された画像データをメモリカード１５に記録する。

画素混合した場合に生成される画像データを説明する。まず、ＣＣＤ２では、複数の画素から画像信号を読み出す際、同じ色に関する画素の画像信号を混合する。上述のように、本実施形態の画素混合は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素について水平方向３画素／垂直方向３画素（全９画素）を混合する。このように混合された画像信号がＣＣＤ２から出力される。したがって、ＣＣＤ２から出力される画像信号は、９分の１の約１００万画素（１メガ）分である。ＣＣＤ２から出力された画像信号は、ＡＦＥ３で増幅、デジタル化され、画像データとして出力される。画像処理部５では、ＡＦＥ３で出力された画像データに対して、画像処理を施す。この場合、画像処理部５は、ＲＧＢの並びを所望の順番に並び替える。また、補間による伸長を行い、画素数が１メガの画像データを３メガになるよう増加させる。補間方法は種々知られており、たとえば、バイキュービック法、バイリニア法などを利用することができる。

なお、上述の処理では、画素混合読み出しによって得られた画像を補間して画素数を増やした。しかしながら、補間は必須ではない。補間を行わないときは、画素混合読み出しを行わずに得られた画像の画素数（９メガ）を、１メガに圧縮すればよい。より一般的に言えば、画素混合読み出しを行わずに得られた画像の画素数を、画素混合読み出しによって得られる、最も低い画素数に変換すればよい。

上述のように、生成される画像の画素数を３メガに統一することにより、使用者が後に画像データを整理する際や、画像閲覧時、編集時において利便性が高まる。特にデジタルカメラ１００の操作に不慣れな使用者にとっては、撮影する度に画素数（画像サイズ）が異なると不便を感じることが多いと考えられる。よって画素数を統一することは有用である。

その一方、画素混合読み出しした場合と、しない場合とで、生成される画像の画素数を異ならせてもよい。たとえば、画素混合読み出しした場合には画像の画素数を１Ｍとし、画素混合読み出しをしなかった場合には画像の画素数を９Ｍとしてもよい。画素数が統一されない代わりに、解像感の高い画像を常に得ることができるようになる。

コントローラ７は、この画像処理が施された画像データをメモリカード１５に記録する。なお、上記の画素混合は、一例であり、他の画素混合駆動であってもかまわない。

本実施形態では、画素混合する・しないに関わらず、記録される画像データの画素数を同じ（例えば、３Ｍ）になるようにした。しかし、記録される画像データの画素数は、これに限られず、画素混合する場合としない場合とで異なるようにしてもよい。

３．動作
上記のように構成されたデジタルカメラ１００の動作を、図６及び図７のフローチャートを用いて説明する。以下の動作は、デジタルカメラ１００の電源がＯＦＦからＯＮに変更された場合であって、自装置がストロボ連写モードに設定されている場合に行われる。なお、デジタルカメラ１００は、ストロボ連写モードを含む複数のモードから、一つのモードを選択可能になっている。また、本実施形態では、ストロボ連写モードに設定された場合、ＡＧＣアンプの増幅ゲインをＩＳＯ１００に対応した増幅レベルに設定する。

まず、コントローラ７は、シャッタスイッチ１１が全押しされたか否かを判別する（Ａ１）。シャッタスイッチ１１が全押しされた場合、コントローラ７は、ストロボ８を制御して予備発光を行わせる（Ａ２）。また、コントローラ７は、ＣＣＤ駆動部４を駆動して、ＣＣＤ２から出力された画像信号に基づく、画像データを取得する。そしてコントローラ７は、取得した画像データに基づいて、予備発光時に被写体で反射された反射光の光量を算出する（Ａ２）。

次に、コントローラ７は、取得した反射光の光量に応じて、最適な本発光の発光光量を算出する（Ａ３）。コントローラ７は、算出した最適な本発光の発光光量が、上限値として記憶された発光光量よりも大きいか否かを判別する（Ａ４）。

ステップＡ４において、最適な本発光の発光光量が、上限値と同じ又は小さい場合、コントローラ７は、ステップＡ３で算出された最適な本発光の発光光量を、本発光の発光光量としてバッファメモリ６に記憶する（Ａ７）。この後、コントローラ７は、図７の連写動作に移行する（Ａ８）。

一方、ステップＡ４において、最適な本発光の発光光量が、上限値よりも大きい場合、コントローラ７は、上限値として記憶された発光光量を、本発光時の発光光量としてバッファメモリ６に記憶する（Ａ５）。コントローラ７は、算出された最適な本発光光量に基づいて、本発光時におけるＣＣＤ２のＩＳＯ感度を算出する（Ａ６）。

コントローラ７は、ＩＳＯ感度が算出されると、このＩＳＯ感度が所定感度以上であるか否かを判別する（Ａ９）。コントローラ７は、ＩＳＯ感度が所定感度以上である場合、ＣＣＤ２の画像信号の読み出し方法を、画素混合駆動に設定する（Ａ１０）。一方、コントローラ７は、ＩＳＯ感度が所定感度未満である場合、ＣＣＤ２の画像信号の読み出し方法を、画素混合駆動にせず、通常の全画素読み出し駆動に設定する（Ａ１１）。この際、コントローラ７は、ＣＣＤ駆動部４を制御して、ＣＣＤ２の読み出し方法を設定する。

そして、コントローラ７は、ステップＡ１０又はステップＡ１１が終了すると、ステップＡ６で算出されたＩＳＯ感度及び図３のテーブルに基づいて算出される増幅ゲインを、ＡＦＥ３に設定する（Ａ１２）。この後、コントローラ７は、図７の連写動作に移行する（Ａ１３）。

ステップＡ８又はステップＡ１３で移行された場合の図７の連写動作を説明する。

コントローラ７は、予備発光後におけるストロボ８のコンデンサの電圧値を検出する。そして、コントローラ７は、検出した電圧値に関する情報をバッファメモリ６に記憶する（Ｂ１）。

コントローラ７は、バッファメモリ６に記憶されている本発光光量に基づいて、ストロボ８を制御して本発光を行わせる。一方で、コントローラ７は、ＣＣＤ駆動部４を駆動して、ＣＣＤ２に画像信号を生成させる。そしてコントローラ７は、ＣＣＤ２で生成された画像信号に基づく画像データを取得し、メモリカード１５に記録する（Ｂ２）。

次に、コントローラ７は、画像データの記録が撮影可能枚数に到達したか、または、シャッタスイッチ１１の全押しが解除されているか否かを判別する（Ｂ３）。この際、コントローラ７は、画像データの記録が撮影可能枚数に到達している、又は、シャッタスイッチ１１の全押しが解除されていると判別した場合、連写の動作を終了する。

一方、コントローラ７は、画像データの記録が撮影可能枚数に到達していない場合で、かつ、シャッタスイッチ１１の全押しが解除されていない場合、バッファメモリ６に記憶された電圧値まで、電源１０からストロボ８のコンデンサに電荷を供給させる（Ｂ４）。この後、ステップＢ２に移行し、ステップＢ３でＹＥＳとなるまで、発光を伴った連続撮影を繰り返す。

ここで図５を用いてコンデンサの電圧値の変化を説明する。

まず、コントローラ７が、シャッタスイッチ１１が全押しされたことを検出すると（Ｔ０）、コントローラ７は、予備発光を行うため、ＧＮに対応したパルス信号をストロボ８に入力する。この際ストロボ８は、パルス信号に対応した電荷を放出する（Ｔ０〜Ｔ１）。コントローラ７は、予備発光が完了すると、算出されたＩＳＯ感度に応じて、全画素読み出しで駆動するか、画素混合読み出しで駆動するかを判別し、設定する（Ｔ１）。この後、コントローラ７は、充電を行わずに本発光を行わせるため、本発光の発光光量（ＧＮ）に対応したパルス信号をストロボ８に入力する。ストロボ８は、パルス信号に対応した電荷を放出する（Ｔ１〜電荷放出完了）。この際、コントローラ７は、ＣＣＤ駆動部４を駆動することで、ＣＣＤ２に露光を行わせているため、ＣＣＤ２の露光が終了するまで、ストロボ８の制御を待機する（電荷放出完了〜Ｔ２）。コントローラ７は、ＣＣＤ２の露光が終了したことを検出すると、電源１０を制御して、ストロボ８に電荷を供給させる（Ｔ２）。コントローラ７は、ストロボ８の電圧値が、記憶された電圧値に達したことを検出すると、充電を停止する（Ｔ３）。そしてコントローラ７は、次の本発光を行うため、本発光の発光光量（ＧＮ）に対応したパルス信号をストロボ８に入力する。ストロボ８は、パルス信号に対応した電荷を放出する（Ｔ３〜電荷放出完了）。この際、Ｔ１〜Ｔ２と同様の動作をする。後の処理は繰り返しであるため、説明を割愛する。

本実施形態によれば、デジタルカメラのコントローラ７は、ＩＳＯ感度に応じて、混合読み出しを含む複数の読み出し方法の中からいずれかを選択し、この選択された方法によってＣＣＤ２を駆動できる。これによってデジタルカメラは、解像度を考慮しつつ、ノイズを抑えることが可能な画像信号をＣＣＤで生成できる。

また、デジタルカメラ１００は、電気を蓄積し、当該蓄積された電気を放出することで、本発光として被写体に光を照射するストロボ８と、光学系１によって形成された被写体像を撮像して、画像信号を生成するＣＣＤ２と、コントローラ７とを備えている。コントローラ７は、ストロボ８に複数回の本発光を同じ光量で行わせ、ＣＣＤ２に複数枚の画像信号を順次生成させ、コントローラ７によってストロボ８に最初の本発光を行わせる前に、ストロボ８に蓄積された電気量を検出し、コントローラ７によってストロボ８に最初の本発光の行わせた後、次の本発光を行わせる際、検出した電気量に応じて、ストロボ８に電気を供給する。

デジタルカメラ１００は、ストロボ８に次の本発光を行わせるまでに、コントローラ７で検出した電気量に応じて、ストロボ８に電気を供給する。すなわち、コントローラ７が、ストロボ８に次の本発光を行わせる際に、ストロボ８に蓄積された電気量を、最初の本発光を行わせた際と略同一にする。これにより、デジタルカメラは、ストロボに蓄積された電気量が異なることにより、ストロボを同じ光量で発光させるために行うパルス信号の計算を省くことができるようになる。

以上、本発明の実施形態を例示した。以下、変形例として、本発明の他の実施形態を説明する。

上述の実施形態では、ＣＣＤイメージセンサーを撮像手段の一例として説明を行った。しかし、これに限られず、ＣＭＯＳイメージセンサーで撮像手段を構成してもかまわない。ＣＭＯＳイメージセンサーで構成するようにすれば、消費電力を抑えることが可能になる。

さらに、上述の実施形態では、ストロボを発光手段に一例として説明を行った。しかし、これに限られず、ＬＥＤフラッシュで構成するようにしてもかまわない。

また、本実施形態では、予備発光時において取得される反射光の光量に応じて、ＩＳＯ感度を取得するようにした。しかし、これに限られず、例えば、装置に設けられる操作部材（例えば、十字キー）への使用者からの操作に応じて、ＩＳＯ感度を取得するようにしてもかまわない。つまり、使用者は操作部材を操作して、デジタルカメラのＩＳＯ感度を設定する。これに伴って、コントローラはＩＳＯ感度を取得する。これによって、コントローラは、ＩＳＯ感度に応じて、ＣＣＤの画素の読み出し方法を設定する。

さらに、本実施形態では、本発光時におけるＣＣＤに対して画素の読み出し方法を変更するようにした。しかし、これに限られず、例えば、ＣＣＤから逐次出力される画像信号、つまり、ＬＣＤのスルー画像等に用いられる画像信号に対しても、画素の読み出し方法を変更して、画像信号を生成させるようにしてもよい。

また、本実施形態では、テーブルを用いて適切な本発光ＧＮ（本発光の発光光量）を求めるようにした。しかし、これに限られず、一般的に用いられている数式等を用いて求めてもよい。

また、本実施形態では、数式１を用いて、ＩＳＯ感度の増減割合（ＩＳＯ／１００）を求めるようにした。しかし、これに限られず、他の方法でＩＳＯ感度の増減割合を求めるようにしてもよい。

また、本実施形態では、予備発光後に検出したコンデンサの電圧値に基づいて、複数回の本発光間のコンデンサに対する充電を行うようにした。しかし、これに限られず、記憶媒体の一例であるフラッシュメモリ１３に所定の電圧値（例えば、２７０Ｖ）を記憶しておいて、この記憶した所定の電圧値に基づいて、複数回の本発光間のコンデンサに対する充電を行うようにしてもかまわない。予備発光後にコンデンサの電圧値を検出する必要はない。

このようにすれば、最初の本発光を行わせる際のコンデンサの電圧値が予測できる場合において、次の本発光を行わせる際の電圧値を略同じにできるので、次の本発光において、パルス信号の計算を省くことができる。最初の本発光を行わせる際のコンデンサの電圧値を予測できる場合とは、例えば、予備発光のＧＮが所定値として設定されており、かつ、撮影制御が行われていない場合、所定の時間経過（例えば1０秒経過）すると、コンデンサの電圧値を最大まで充電されるように構成されている場合などである。

なお、本実施の形態では、ストロボ連写モードに設定された場合に限り、感度情報に応じて、画素混合を行なうか否かを選択するようにした。しかし、これに限られず、ストロボ連写モード以外で、感度情報に応じて、画素混合行うか否かを選択するようにしてもよい。なお、上記のように、ストロボ連写モードのような特定のモードで、感度情報に応じて画素混合を行うか否かを選択し、他のモードで、上記のような動作をしないようにすれば、以下の点でメリットがある。すなわち、撮像装置は、特定のモードでは、撮影画像の色のＳ／Ｎ比を考慮した動作となり、一方、他のモードでは、撮影画像の解像感を考慮した動作となる。つまり、ユーザにとっては、あるモードで色のＳ／Ｎを考慮した撮影画像が得られ、他のモードで解像感を考慮した撮影画像が得られる。

すなわち、本発明は、上記実施形態に限られず、種々な構成で実現可能である。

たとえば、上述したコントローラ７がマイコンによって実現されるとき、添付の図面のうちのフローチャートを用いて説明する処理は、そのマイコンに実行されるプログラムとして実現され得る。そのようなコンピュータプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されて製品として市場に流通され、または、インターネット等の電気通信回線を通じて伝送される。

本発明は、撮像装置に適用可能である。例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルムービーカメラ、カメラ機能付き携帯電話端末などに適用できる。

１００ デジタルカメラ
１ 光学系
２ ＣＣＤ
３ ＡＦＥ
４ ＣＣＤ駆動部
５ 画像処理部
６ バッファメモリ
７ コントローラ
８ ストロボ
１０ 電源
１１ シャッタスイッチ
１２ ＬＣＤ
１３ フラッシュメモリ
１４ カードスロット
１５ メモリカード

Claims (5)

1. 被写体を撮像する撮像部と、
   電気を蓄積し、前記電気を利用して発光する発光部と、
   前記電気を供給する電源と、
   前記発光部に対する前記電気の供給を制御する制御部と
   を備え、
   前記発光部が、予備発光を行った後、本発光を連続して行う際において、
   前記制御部は、前記予備発光後、最初の本発光までは前記発光部に前記電気を供給せず、前記最初の本発光以後は、次の本発光までの間に、前記最初の本発光時に前記発光部に蓄積されていた電気量になるまで前記電気を供給する、撮像装置。
2. 前記制御部は、前記予備発光後に前記発光部に蓄積されている電気量を検出し、前記最初の本発光以後は、前記電気量に基づいて前記電気を供給する、請求項１に記載の撮像装置。
3. 情報を記憶する記憶部をさらに備え、
   前記制御部は、前記予備発光後に前記発光部に蓄積されている電気量を検出して、検出した前記電気量の情報を前記記憶部に記憶し、
   前記最初の本発光以後は、前記記憶部に記憶された前記電気量の情報に基づいて前記電気を供給する、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記最初の本発光時に蓄積されていた電気量になるまで前記電気を供給すると、前記制御部は、前記電気の供給を停止する、請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記記憶部は、前記電気量の情報として電圧値の情報を蓄積する、請求項４に記載の撮像装置。

Images