JP6700747B2 - Imaging device, control method thereof, and control program - Google Patents

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Description

本発明は、デジタルカメラなどの撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、発光装置を備える撮像装置における発光装置の調光制御に関する。   The present invention relates to an imaging device such as a digital camera, a control method therefor, and a control program, and more particularly, to dimming control of a light emitting device in an imaging device including the light emitting device.

一般に、ストロボ装置などの発光装置を備える撮像装置において、発光装置の予備発光による測光結果と環境光のみの測光結果とを用いて、撮影の際の本発光量を求めるようにしたものがある。   2. Description of the Related Art In general, there is an image pickup apparatus including a light emitting device such as a strobe device, which uses a light measurement result of preliminary light emission of the light emitting device and a light measurement result of only ambient light to determine a main light emission amount at the time of shooting.

例えば、予備発光による光が被写体で反射した反射光を測光し、さらに、予備発光の直前又は直後に環境光のみの測光するようにした撮像装置がある(特許文献1参照)。この撮像装置では、予備発光による測光においては反射光および環境光が得られ、当該測光出力から環境光のみの測光で得られた測光出力を減算して反射光成分を抽出して、当該反射光成分に応じて本発光量を決定している。   For example, there is an imaging device that measures the reflected light of the light emitted by the preliminary light emission reflected from the subject, and further measures only the ambient light immediately before or after the preliminary light emission (see Patent Document 1). In this imaging device, reflected light and ambient light are obtained in the photometry by preliminary light emission, and the reflected light component is extracted by subtracting the photometric output obtained by only the ambient light from the photometric output to extract the reflected light component. The main light emission amount is determined according to the component.

特開2013−44997号公報JP, 2013-44997, A

ところで、環境光の光量が時間的に変化するような場合には、予備発光の際の電荷蓄積タイミングと環境光のみの電荷蓄積タイミングとにおいて環境光の光量が異なることがある。この場合には、特許文献1においては精度よく反射光成分を抽出できず、正確に本発光量を求めることが困難である。その結果、本発光量が撮影毎にばらつくこともある。   By the way, when the light amount of the ambient light changes with time, the light amount of the ambient light may be different between the charge accumulation timing at the time of preliminary light emission and the charge accumulation timing of only the ambient light. In this case, in Patent Document 1, the reflected light component cannot be accurately extracted, and it is difficult to accurately determine the main light emission amount. As a result, the amount of main light emission may vary from one shooting to another.

なお、環境光の光量が時間的に変化する例として、蛍光灯などの人工光源によって生じるフリッカー現象がある。室内光源として普及している蛍光灯は、商用電源の周期的な電圧変化の影響によって周期的に照明光量が変動する。   An example in which the amount of ambient light changes with time is a flicker phenomenon caused by an artificial light source such as a fluorescent lamp. Fluorescent lamps, which are widely used as indoor light sources, have an illumination light amount that periodically fluctuates due to the influence of periodic voltage changes of a commercial power source.

そこで、本発明の目的は、環境光の変動による本発光量のばらつきを低減することのできる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus, a control method therefor, and a control program capable of reducing the variation in the main light emission amount due to the change in ambient light.

上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、発光手段を予備発光させて得られた反射光の光量に応じて撮影の際の発光量である本発光量を求める撮像装置であって、前記反射光を受光する第1の画素群および第2の画素群と、前記第1の画素群および前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間およびゲインを異ならせかつ露光のタイミングを制御して、前記第1の画素群および前記第2の画素群の出力に基づいて前記本発光量を決定する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記第1の画素群に対する電荷蓄積時間が前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間の所定倍率となるように制御するとともに、前記第2の画素群に対するゲインが前記第1の画素群に対するゲインの前記所定倍率となるように制御し、前記発光手段の予備発光のタイミングと前記第1の画素群および前記第2の画素群の露光のタイミングが重なるように制御することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus that obtains a main light emission amount that is a light emission amount at the time of shooting according to a light amount of reflected light obtained by preliminary light emission of a light emitting unit. , A charge accumulation time and a gain for the first pixel group and the second pixel group that receive the reflected light are different from those for the first pixel group and the second pixel group, and the exposure timing is controlled. And a control unit that determines the main light emission amount based on the outputs of the first pixel group and the second pixel group, the control unit having a charge storage time for the first pixel group. The charge accumulation time for the second pixel group is controlled to be a predetermined magnification, and the gain for the second pixel group is controlled to be the predetermined magnification for the first pixel group. The control is performed so that the timing of preliminary light emission of the light emitting means and the timing of exposure of the first pixel group and the second pixel group overlap .

本発明による制御方法は、発光手段を予備発光させて得られた反射光を受光する第1の画素群および第2の画素群を備え、前記反射光の光量に応じて撮影の際の発光量である本発光量を求める撮像装置の制御方法であって、前記第1の画素群に対する電荷蓄積時間が前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間の所定倍率となるように制御するとともに、前記第2の画素群に対するゲインが前記第1の画素群に対するゲインの前記所定倍率となるように制御するステップと、前記発光手段の予備発光のタイミングと前記第1の画素群および前記第2の画素群の露光のタイミングが重なるように制御するステップと、前記第1の画素群および前記第2の画素群の出力に基づいて前記本発光量を決定するステップと、を有することを特徴とする。 A control method according to the present invention includes a first pixel group and a second pixel group that receive reflected light obtained by preliminarily emitting light from a light emitting unit, and the light emission amount at the time of shooting according to the light amount of the reflected light. In the method of controlling the image pickup apparatus for determining the main light emission amount, the charge accumulation time for the first pixel group is controlled to be a predetermined multiple of the charge accumulation time for the second pixel group, and Controlling the gain for the second pixel group to be the predetermined magnification of the gain for the first pixel group, the timing of preliminary light emission of the light emitting means, the first pixel group and the second pixel group. and having the steps of controlling such timing overlaps the exposure, and a Luz step to determine the main emission amount on the basis of an output of the first pixel group and the second pixel group .

本発明による制御プログラムは、発光手段を予備発光させて得られた反射光を受光する第1の画素群および第2の画素群を備え、前記反射光の光量に応じて撮影の際の発光量である本発光量を求める撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記第1の画素群に対する電荷蓄積時間が前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間の所定倍率となるように制御するとともに、前記第2の画素群に対するゲインが前記第1の画素群に対するゲインの前記所定倍率となるように制御するステップと、前記発光手段の予備発光のタイミングと前記第1の画素群および前記第2の画素群の露光のタイミングが重なるように制御するステップと、前記第1の画素群および前記第2の画素群の出力に基づいて前記本発光量を決定するステップと、を実行させることを特徴とする。 A control program according to the present invention includes a first pixel group and a second pixel group that receive reflected light obtained by preliminarily emitting light from a light emitting unit, and the light emission amount at the time of photographing according to the light amount of the reflected light. Is a control program used in an image pickup apparatus for obtaining the main light emission amount, wherein a charge accumulation time for the first pixel group is set to a predetermined magnification of a charge accumulation time for the second pixel group in a computer included in the image pickup apparatus. Control so that the gain for the second pixel group is equal to the predetermined magnification of the gain for the first pixel group, the timing of preliminary light emission of the light emitting unit, and the first Luz be determined and controlling so that the timing of the exposure of the pixel group and the second pixel group overlap, the main light emission amount based on an output of the first pixel group and the second pixel group It is characterized by executing steps and.

本発明によれば、環境光が時間的に変化する撮影環境においても、環境光の変動による本発光量のばらつきを低減することができる。   According to the present invention, it is possible to reduce a variation in the main light emission amount due to a change in ambient light even in a shooting environment in which ambient light changes with time.

環境光の光量の時間的変化に起因する本発光量のばらつきを説明するための図である。FIG. 6 is a diagram for explaining a variation in main light emission amount due to a temporal change in the amount of ambient light. 本発明の実施の形態による撮像装置の一例についてその構成を示す図である。It is a figure showing the composition about an example of an imaging device by an embodiment of the invention. 図2に示すカメラにおいてストロボを発光させて撮影を行う際の処理を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining a process when the camera shown in FIG. 2 shoots a flash light. 図3に示す調光動作において測光センサの駆動を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining driving of a photometric sensor in the light control operation shown in FIG. 3. 図1に示す測光センサに備えられた撮像素子における画素群の配列の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example of an array of pixel groups in an image sensor included in the photometric sensor shown in FIG. 1.

以下に、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。   Hereinafter, an example of the imaging device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、本発明の実施の形態による撮像装置について説明する前に、環境光の光量の時間的変化に起因する本発光量のばらつきについて概説する。   First, before describing the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention, the variation of the main light emission amount due to the temporal change of the light amount of the ambient light will be outlined.

図1は、環境光の光量の時間的変化に起因する本発光量のばらつきを説明するための図である。   FIG. 1 is a diagram for explaining a variation in the main light emission amount due to a temporal change in the light amount of ambient light.

いま、図1に示すように、フリッカー現象などに起因して、環境光の光量が所定の周期で変化しているものとする。この際、撮影の際の本発光量を算出するため、環境光のみによる電荷蓄積と予備発光による反射光(環境光を含む)による電荷蓄積を行って、反射光成分のみを抽出する。   Now, as shown in FIG. 1, it is assumed that the amount of ambient light changes in a predetermined cycle due to a flicker phenomenon or the like. At this time, in order to calculate the main light emission amount at the time of shooting, charge accumulation is performed only by ambient light and charge accumulation is performed by reflected light (including ambient light) by preliminary light emission, and only the reflected light component is extracted.

まず、撮像素子を駆動して(センサ駆動)、環境光のみによる電荷蓄積(環境光蓄積)を行って、当該電荷を読み出す(第1の読み出し結果)。この際、環境光の光量はほぼピークにある。その後、発光装置(ストロボ)を予備発光させて、反射光(環境光を含む)による電荷蓄積(予備発光蓄積)を行って、当該電荷を読み出す(第2の読み出し結果)。この際、環境光の光量はピークに比べて半分以下となっている。   First, the image sensor is driven (sensor drive), electric charges are stored only by ambient light (environmental light storage), and the charges are read (first read result). At this time, the amount of ambient light is almost at a peak. After that, the light emitting device (strobe) is caused to preliminarily emit light, charge is accumulated (preliminary light emission accumulation) by reflected light (including ambient light), and the charge is read (second reading result). At this time, the amount of ambient light is less than half the peak.

この結果、第2の読み出し結果から第1の読み出し結果を減算して反射光成分を得ようとしても、第1の読み出し結果においては環境光の光量が大きいので、環境光の影響が残ってしまい、精度よく反射光成分を得ることができない。さらに、環境光蓄積のタイミングおよび予備発光蓄積のタイミングが異なれば、環境光の影響も異なることになって、本発光量を求める都度、抽出によって得られる反射光成分が異なってしまう。このため、撮影毎に本発光量がばらつくことになる。   As a result, even if an attempt is made to obtain the reflected light component by subtracting the first read result from the second read result, the amount of ambient light is large in the first read result, so the influence of ambient light remains. , The reflected light component cannot be obtained accurately. Further, if the timing of the ambient light accumulation and the timing of the preliminary emission accumulation are different, the influence of the ambient light is also different, and the reflected light component obtained by the extraction is different each time the main emission amount is obtained. For this reason, the main light emission amount varies for each shooting.

よって、本発明の実施の形態による撮像装置では、以下に説明するようにして、このような環境光の変動による本発光量のばらつきを低減する。   Therefore, in the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention, variations in the main light emission amount due to such changes in ambient light are reduced as described below.

図2は、本発明の実施の形態による撮像装置の一例についてその構成を示す図である。   FIG. 2 is a diagram showing the configuration of an example of the image pickup apparatus according to the embodiment of the present invention.

図示の撮像装置は、例えば、デジタル一眼レフカメラ(以下単にカメラと呼ぶ)であり、カメラ本体(撮像装置本体)100および撮影レンズユニット(以下単に撮影レンズと呼ぶ)200を備えている。そして、カメラ本体100と撮影レンズ200とは互いに機械的および電気的に接続されている。   The illustrated image pickup apparatus is, for example, a digital single-lens reflex camera (hereinafter simply referred to as a camera), and includes a camera body (image pickup apparatus body) 100 and a photographing lens unit (hereinafter simply referred to as a photographing lens) 200. The camera body 100 and the taking lens 200 are mechanically and electrically connected to each other.

カメラ本体100には、マイクロコンピュータ(CPU:以下カメラマイコンと呼ぶ)101が備えられており、カメラマイコン101はカメラ全体の制御を司る。カメラマイコン101はRAMおよびROMなどのメモリ102が接続され、当該メモリ102は制御用プログラムを格納するとともに、カメラマイコン101の作業領域として用いられる。   The camera body 100 is provided with a microcomputer (CPU: hereinafter referred to as a camera microcomputer) 101, and the camera microcomputer 101 controls the entire camera. A memory 102 such as a RAM and a ROM is connected to the camera microcomputer 101, and the memory 102 stores a control program and is used as a work area of the camera microcomputer 101.

撮影レンズ200の光軸上にはCCD又はCMOSイメージセンサなどの撮像素子103が配置されており、この撮像素子103には赤外カットフィルタおよびローパスフィルタなどが備えられている。そして、撮像素子103には撮影レンズ200を介して光学像が結像し、撮像素子103は光学像に応じた電気信号を出力する。   An image pickup device 103 such as a CCD or CMOS image sensor is arranged on the optical axis of the taking lens 200, and the image pickup device 103 is provided with an infrared cut filter, a low pass filter, and the like. Then, an optical image is formed on the image sensor 103 via the taking lens 200, and the image sensor 103 outputs an electric signal according to the optical image.

撮像素子103の前面側にはシャッター104が配置されており、当該シャッター104によって非撮影の際には撮像素子103が遮光され、撮影の際にはシャッター104を開いて撮像素子103に光が入射する。   A shutter 104 is arranged on the front side of the image sensor 103. The shutter 104 shields the image sensor 103 during non-shooting, and opens the shutter 104 during shooting to allow light to enter the image sensor 103. To do.

シャッター104の前段には、ハーフミラー105が配置されており、当該ハーフミラー105は、非撮影の際に撮影レンズ200を介して入射する光の一部を反射して、光学像をピント板106に結像する。なお、ハーフミラー105は撮影の際には光軸から退避する。   A half mirror 105 is arranged in front of the shutter 104, and the half mirror 105 reflects a part of light incident through the taking lens 200 at the time of non-shooting to focus an optical image on the focusing plate 106. Image on. The half mirror 105 is retracted from the optical axis at the time of shooting.

ピント板106の上側には表示素子107が配置されている。表示素子107は、例えば、PN液晶装置であり、表示素子107には、AF測距枠、画像サイズ、およびホワイトバランスの設定などが表示される。   A display element 107 is arranged above the focusing plate 106. The display element 107 is, for example, a PN liquid crystal device, and the display element 107 displays AF distance measurement frame, image size, white balance settings, and the like.

ピント板106に結像した光学像はペンタプリズム109を介して測光センサ(AE)108および光学ファインダー(図示せず)に導かれる。測光センサ108はCCD又はCMOSイメージセンサなどの撮像素子を備えている。画像処理演算用のCPU(以下ICPUと呼ぶ)110は、カメラマイコン101の制御下で撮像素子103および測光センサ108を駆動制御する。さらに、ICPU110は測光センサ108の出力に応じて調光処理、被写体検出処理、被写体追尾、およびフリッカー検出を行う。ICPU110にはRAMおよびROMなどのメモリ111が接続されている。   The optical image formed on the focusing plate 106 is guided to a photometric sensor (AE) 108 and an optical finder (not shown) via a pentaprism 109. The photometric sensor 108 includes an image sensor such as a CCD or CMOS image sensor. An image processing CPU (hereinafter referred to as ICPU) 110 drives and controls the image sensor 103 and the photometric sensor 108 under the control of the camera microcomputer 101. Further, the ICPU 110 performs light adjustment processing, subject detection processing, subject tracking, and flicker detection according to the output of the photometric sensor 108. A memory 111 such as a RAM and a ROM is connected to the ICPU 110.

なお、図示の例では、ICPU110によって上述の各種処理を行うようにしたが、ICPU110を備えずに、カメラマイコン101が直接上記の処理を行うようにしてもよい。   In the illustrated example, the ICPU 110 performs the above-described various processes, but the camera microcomputer 101 may directly perform the above-described processes without the ICPU 110.

カメラ本体100には、発光装置であるストロボ装置(以下単にストロボと呼ぶ)112が備えられており。後述するようにして、撮影の際にICPU110は本発光量に基づいてストロボ112を発光制御する。   The camera body 100 is provided with a strobe device (hereinafter simply referred to as strobe) 112 which is a light emitting device. As will be described later, at the time of shooting, the ICPU 110 controls the flash 112 to emit light based on the main light emission amount.

撮影レンズ200はフォーカスレンズなどのレンズ群および絞り(図示せず)を有しており、レンズマイコン(LPU)201は、カメラマイコン101の制御下でフォーカスレンズを駆動制御するとともに、絞りを制御する。また、LPU201はカメラと被写体との距離を示す距離情報などをカメラマイコン101に送る。   The taking lens 200 has a lens group such as a focus lens and a diaphragm (not shown), and a lens microcomputer (LPU) 201 drives and controls the focus lens under the control of the camera microcomputer 101 and also controls the diaphragm. . The LPU 201 also sends distance information indicating the distance between the camera and the subject to the camera microcomputer 101.

図3は、図2に示すカメラにおいてストロボを発光させて撮影を行う際の処理を説明するためのフローチャートである。   FIG. 3 is a flow chart for explaining a process when the camera shown in FIG. 2 shoots a strobe light.

カメラの電源が投入されると、カメラマイコン101は測光許可状態を示す測光タイマ(図示せず)がONであるか否かを判定する(ステップS101)。なお、測光タイマはカメラの電源が投入されるとONとなり、所定の時間、カメラが操作されないとOFFとなる。さらに、シャッターボタンが半押しされて、第1のシャッタースイッチSW1がONとなると、測光タイマはONとなる。   When the power of the camera is turned on, the camera microcomputer 101 determines whether or not a photometric timer (not shown) indicating a photometric permission state is ON (step S101). The photometric timer turns on when the power of the camera is turned on, and turns off when the camera is not operated for a predetermined time. Further, when the shutter button is pressed halfway and the first shutter switch SW1 is turned on, the photometric timer is turned on.

測光タイマがOFFであると(ステップS101において、NO)、カメラマイコン101は待機する。一方、測光タイマがONであると(ステップS101において、YES)、カメラマイコン101は通常測光を行う(ステップS102)。   If the photometric timer is OFF (NO in step S101), the camera microcomputer 101 waits. On the other hand, when the photometric timer is ON (YES in step S101), the camera microcomputer 101 performs normal photometry (step S102).

通常測光においては、環境光による測光が行われる。この際、フリッカー光源下であっても、フリッカーによる明暗の変化に対して測光値がばらつかないように、測光センサ108における蓄積時間をフリッカーの周期のほぼ整数倍に設定することが望ましい。   In normal photometry, ambient light is used for photometry. At this time, it is desirable that the accumulation time in the photometric sensor 108 be set to an integer multiple of the flicker cycle so that the photometric value does not vary with respect to the change in brightness due to the flicker even under a flicker light source.

なお、フリッカー光源の明暗が変化する際の周波数(以下フリッカー周波数と呼ぶ)は、商用電源の周波数の2倍であるので、商用電源周波数が50Hzの地域ではフリッカー周波数は100Hzとなってフリッカー光源の明暗の周期(フリッカー発光周期)は10msとなる。同様に、商用電源周波数が60Hzの地域では、フリッカー周波数は120Hzとなり、そのフリッカー発光周期8.33msとなる。   The frequency at which the brightness of the flicker light source changes (hereinafter referred to as the flicker frequency) is twice the frequency of the commercial power source, so in a region where the commercial power source frequency is 50 Hz, the flicker frequency is 100 Hz, The cycle of light and dark (flicker light emission cycle) is 10 ms. Similarly, in a region where the commercial power frequency is 60 Hz, the flicker frequency is 120 Hz, and the flicker emission period is 8.33 ms.

上記の2つのフリッカー周波数に対応するため、測光センサ108における電荷の蓄積時間をフリッカー発光周期10msおよび8.33msの間の9ms程度に設定する。これによって、商用電源周波数が50Hzおよび60Hzのいずれであっても、ほぼフリッカーの1周期分について電荷の蓄積が行われることになる。この結果、フリッカー環境下においても、測光センサ108によって安定して測光値を得ることができる。そして、カメラマイコン102は、ICPU110によって測光センサ108で得られた測光値に基づいて、本発光の際のシャッタースピード、絞り、およびISO感度などを決定する。   In order to correspond to the above two flicker frequencies, the charge accumulation time in the photometric sensor 108 is set to about 9 ms between the flicker emission periods of 10 ms and 8.33 ms. As a result, regardless of whether the commercial power supply frequency is 50 Hz or 60 Hz, the charge is stored for about one flicker cycle. As a result, the photometric value can be stably obtained by the photometric sensor 108 even in a flicker environment. Then, the camera microcomputer 102 determines the shutter speed, aperture, ISO sensitivity, and the like for the main light emission based on the photometric value obtained by the photometric sensor 108 by the ICPU 110.

続いて、カメラマイコン101は、シャッターボタンが全押しされて第2のシャッタースイッチSW2がONとなったか否かを判定する(ステップS103)。第2のシャッタースイッチSW2がOFFであると(ステップS103において、NO)、カメラマイコン101はステップS101の処理に戻る。   Subsequently, the camera microcomputer 101 determines whether or not the shutter button is fully pressed and the second shutter switch SW2 is turned on (step S103). If the second shutter switch SW2 is OFF (NO in step S103), the camera microcomputer 101 returns to the process of step S101.

一方、第2のシャッタースイッチSW2がONであると(ステップS103において、YES)、カメラマイコン101はICPU110によって調光動作(調光処理)を行う(ステップS104)。   On the other hand, when the second shutter switch SW2 is ON (YES in step S103), the camera microcomputer 101 performs the light control operation (light control process) by the ICPU 110 (step S104).

図4は、図3に示す調光動作において測光センサの駆動を説明するための図である。   FIG. 4 is a diagram for explaining the driving of the photometric sensor in the light control operation shown in FIG.

測光センサ108に備えられた撮像素子は、複数の画素が画素群Aおよび画素群Bにグループ分けされている。ICPU110は、カメラマイコン101の制御下で画素群Aおよび画素群Bの電荷蓄積時間(以下単に蓄積時間と呼ぶ)およびゲインを異ならせて(つまり、露出条件を異ならせて)、測光センサ108を露光する。この際、ICPU110は画素群Aおよび画素群Bにおいて電荷蓄積のタイミングが略一致するように制御する。図示の例では、画素群Aにおいては蓄積時間をT、ゲインを2倍とし、画素群Bにおいては蓄積時間2T(画素群Aの蓄積時間の2倍)、ゲインを1倍とする。つまり、ICPU110は画像群Aについて短秒蓄積を行った後画素読み出しを行い、画素群Bについては長秒蓄積を行った後画素読み出しを行う。なお、この際には、ICPU110はストロボ112を予備発光する。   The image sensor included in the photometric sensor 108 has a plurality of pixels grouped into a pixel group A and a pixel group B. Under the control of the camera microcomputer 101, the ICPU 110 changes the charge accumulation time (hereinafter simply referred to as accumulation time) and gain of the pixel group A and the pixel group B (that is, by changing the exposure condition), and controls the photometric sensor 108. Expose. At this time, the ICPU 110 controls the pixel groups A and B so that the charge accumulation timings are substantially the same. In the illustrated example, the accumulation time is T and the gain is twice in the pixel group A, and the accumulation time is 2T (twice the accumulation time in the pixel group A) and the gain is one in the pixel group B. That is, the ICPU 110 performs pixel reading after performing short-time accumulation for the image group A, and performs pixel reading after performing long-second accumulation for the pixel group B. At this time, the ICPU 110 pre-flashes the strobe 112.

蛍光灯又はLEDなどによるフリッカーが存在すると、環境光の変動周期(つまり、発光周期)は、前述のように、10ms又は8.33msとなる。ストロボによる調光の際に、蓄積時間を通常測光と同様に9ms程度に設定しようとすると、ストロボの発光による反射光が環境光の影響を受けて正しい調光ができなくなってしまうことがある。従って、調光の際の蓄積時間Tは数十μ秒〜数百μ秒程度に設定することが望ましい。   If there is a flicker due to a fluorescent lamp, an LED, or the like, the variation cycle of ambient light (that is, the light emission cycle) is 10 ms or 8.33 ms as described above. If the storage time is set to about 9 ms during strobe light control as in the case of normal light measurement, the reflected light from the strobe light emission may be affected by ambient light and correct light control may not be achieved. Therefore, it is desirable to set the storage time T at the time of dimming to about tens of microseconds to several hundreds of microseconds.

蓄積時間Tを数十μ秒〜数百μ秒程度に設定すると、画素群Bの蓄積時間が画素群Aの蓄積時間に対して2倍であっても環境光の変動に対して十分短いので環境光はほぼ一定とみなすことができる。   When the accumulation time T is set to about several tens of microseconds to several hundreds of microseconds, even if the accumulation time of the pixel group B is twice as long as the accumulation time of the pixel group A, it is sufficiently short against the fluctuation of the ambient light. Ambient light can be regarded as almost constant.

上述のように、測光センサ108の露出条件を設定して、かつ電荷蓄積タイミングを略一致させると、環境光に関しては、画素群Aおよび画素群Bにおいてほぼ同一の光量が得られ、予備発光による反射光ついては、画素群Aに対して画素群Bは半分の光量が得られることになる。   As described above, when the exposure conditions of the photometric sensor 108 are set and the charge accumulation timings are made to substantially coincide with each other, almost the same amount of ambient light is obtained in the pixel group A and the pixel group B, and the preliminary light emission is performed. Regarding the reflected light, the pixel group B can obtain half the light amount with respect to the pixel group A.

画素群Aにおける受光光量をEa、画素群Bにおける受光光量をEbとして、予備発光による反射光の光量積分値をFpri、環境光の光量をEe(t)とすると、受光光量EaおよびEbは次の式(1)および式(2)で表される。   Let Ea be the received light amount in the pixel group A, Eb be the received light amount in the pixel group B, Fpri be the light amount integrated value of the reflected light by preliminary light emission, and Ee(t) be the ambient light amount, and the received light amounts Ea and Eb are It is represented by the equations (1) and (2).

Figure 0006700747
Figure 0006700747

ここで、画素群Aおよび画素群Bの蓄積タイミングが略一致し、かつ蓄積時間Tが十分短いので、次の式(3)で示す関係が成り立つ。   Here, since the accumulation timings of the pixel group A and the pixel group B are substantially the same and the accumulation time T is sufficiently short, the relationship shown by the following expression (3) is established.

Figure 0006700747
Figure 0006700747

よって、式(1)〜式(3)によって次の式(4)で示す関係が得られる。   Therefore, the relationship represented by the following expression (4) is obtained by the expressions (1) to (3).

Ea−Eb=Fpri (4)
式(4)においては、画素群A(第1の画素群)の受光光量Eaと画素群B(第2の画素群)の受光光量Ebの差分によって反射光成分のみが抽出されており、ICPU110は当該反射光成分に基づいて本発光量を決定する。
Ea-Eb=Fpri (4)
In Expression (4), only the reflected light component is extracted by the difference between the received light amount Ea of the pixel group A (first pixel group) and the received light amount Eb of the pixel group B (second pixel group), and the ICPU 110 Determines the amount of main light emission based on the reflected light component.

図5は、図1に示す測光センサに備えられた撮像素子における画素群Aおよび画素群Bの配列の一例を示す図である。   FIG. 5 is a diagram showing an example of the arrangement of pixel groups A and pixel groups B in the image sensor included in the photometric sensor shown in FIG.

図示の例では、1行目および2行目が画素群Aとされ、3行目および4行目が画素群Bとされる。続いて、撮像素子における消費電力削減および処理時間短縮のため、5行目〜8行目が間引き画素群とされる。そして、以後2行ずつ画素群Aおよび画素群Bが配列された後、4行の間引き画素群が配列される。なお、画素群Aおよび画素群Bの配列や、間引き画素群の有無および配列は限定されない。   In the illustrated example, the first and second rows are the pixel group A, and the third and fourth rows are the pixel group B. Subsequently, in order to reduce power consumption and processing time in the image sensor, the fifth to eighth rows are thinned pixel groups. Then, after that, the pixel groups A and the pixel groups B are arranged every two rows, and then the thinned pixel groups of four rows are arranged. The arrangement of the pixel group A and the pixel group B, the presence/absence of the thinned pixel group, and the arrangement are not limited.

ステップS104の処理によって本発光量を決定した後、カメラマイコン101はICPU110によって当該本発光量でストロボ112を発光させて撮影を行う。なお、本発光の際には、測光センサ108に備えられた撮像素子の全画素は同一の露出条件で駆動される。   After the main light emission amount is determined by the process of step S104, the camera microcomputer 101 causes the ICPU 110 to cause the strobe 112 to emit light at the main light emission amount and perform shooting. During the main light emission, all the pixels of the image sensor included in the photometric sensor 108 are driven under the same exposure condition.

上述の例では、測光センサ108に備えられた1つの撮像素子を用いて、調光を行う例については説明したが、2つの撮像素子を用いて調光を行うようにしてもよい。ここでは、撮像素子103と測光センサ108に備えられた撮像素子とを用いて調光を行う例について説明する。   In the above-mentioned example, the example in which the light adjustment is performed by using one image pickup element provided in the photometric sensor 108 has been described, but the light adjustment may be performed by using two image pickup elements. Here, an example of performing light control using the image sensor 103 and the image sensor provided in the photometric sensor 108 will be described.

なお、ここでは、撮像素子103と測光センサ108に備えられた撮像素子とを用いて調光を行う例について説明するが、カメラ本体に同一の撮像素子を2つ備えて、調光を行うようにしてもよい。   Here, an example of performing light control using the image sensor 103 and the image sensor provided in the photometric sensor 108 will be described. However, two identical image sensors are provided in the camera body to perform light control. You can

撮像素子103および測光センサ108において電荷蓄積のタイミングを略一致させ、かつ環境光が同一の光量となるように蓄積時間およびゲインを設定して撮像素子103および測光センサ108を駆動する。   The image pickup device 103 and the photometric sensor 108 are driven by setting the charge accumulation timings substantially at the image pickup device 103 and the photometric sensor 108, and setting the accumulation time and the gain so that the ambient light has the same amount of light.

但し、測光センサ108に入射する光量は、ピント板106および表示素子107の影響によって撮像素子103に入射する光量よりも少ない。従って、ハーフミラー105の反射率を調整して撮像素子103および測光センサ108に同一の光量が入射するようにすることが望ましい。撮像素子103および測光センサ108に同一の光量が入射すれば、前述のようにして反射光成分を抽出して本発光量を決定することができる。   However, the amount of light incident on the photometric sensor 108 is smaller than the amount of light incident on the image sensor 103 due to the influence of the focusing plate 106 and the display element 107. Therefore, it is desirable to adjust the reflectance of the half mirror 105 so that the same amount of light enters the image sensor 103 and the photometric sensor 108. If the same amount of light is incident on the image sensor 103 and the photometric sensor 108, the amount of main light emission can be determined by extracting the reflected light component as described above.

一方、撮像素子103および測光センサ108に入射する光量が異なる場合には、環境光の光量が一致するように蓄積時間のみを調整して調光する。   On the other hand, when the light amounts incident on the image sensor 103 and the photometric sensor 108 are different, only the accumulation time is adjusted so that the light amounts of the ambient light match, and the light is adjusted.

いま、撮像素子103の受光光量をEsとし、測光センサ108の受光光量をEeとして、予備発光による反射光の光量積分値をFpri、環境光の光量をEe(t)、そして、撮像素子103および測光センサ108の照度の段数差をEdとする。受光光量EsおよびEeは次の式(5)および式(6)で表すことができる。   Now, let Es be the amount of light received by the image sensor 103, Ee be the amount of light received by the photometric sensor 108, Fpri be the integrated value of the amount of light reflected by preliminary light emission, Ee(t) be the amount of ambient light, and The difference in the number of steps of the illuminance of the photometric sensor 108 is Ed. The received light amounts Es and Ee can be expressed by the following equations (5) and (6).

Figure 0006700747
Figure 0006700747

ここで、∫E(t)dt=∫E(t)/2Eddtとなるように、測光センサ108の蓄積時間を撮像素子103の蓄積時間のEd段分長く設定する。これによって、次の式(7)で示す関係が得られる。 Here, the accumulation time of the photometric sensor 108 is set longer by the Ed stage of the accumulation time of the image sensor 103 so that ∫E(t)dt=∫E(t)/2 Ed dt. As a result, the relationship shown in the following expression (7) is obtained.

Figure 0006700747
Figure 0006700747

式(7)においては、予備発光による反射光成分のみが抽出されており、ICPU110は予備発光による被写体反射光量Fpri(1−1/2Ed)を基準として、本発光に必要な光量が何段異なるかについて演算を行って、当該演算結果に基づいて本発光量を決定する。 In the formula (7), only the reflected light component by the preliminary light emission is extracted, and the ICPU 110 determines how many steps the light amount required for the main light emission is based on the subject reflected light amount Fpri (1-1/2 Ed ) by the preliminary light emission. The calculation is performed for whether they are different, and the main light emission amount is determined based on the calculation result.

このように、本発明の実施の形態では、環境光が時間的に変化する環境下においても、精度よく予備発光による反射光成分を抽出できる結果正確な調光ができ、本発光量のばらつきを低減することができる。   As described above, in the embodiment of the present invention, even under the environment where the ambient light changes with time, accurate dimming can be performed as a result of accurately extracting the reflected light component by the preliminary light emission, and variation in the main light emission amount can be achieved. It can be reduced.

上述の説明から明らかなように、図2に示す例では、カメラマイコン101およびICPU110が制御手段として機能する。   As is clear from the above description, in the example shown in FIG. 2, the camera microcomputer 101 and the ICPU 110 function as control means.

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。   Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to these embodiments, and various embodiments within the scope not departing from the gist of the present invention are also included in the present invention. ..

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。   For example, the functions of the above-described embodiments may be used as a control method, and the imaging apparatus may be caused to execute this control method. Further, a program having the functions of the above-described embodiments may be used as a control program, and the control program may be executed by a computer included in the imaging device. The control program is recorded in, for example, a computer-readable recording medium.

[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
[Other Embodiments]
The present invention supplies a program that implements one or more functions of the above-described embodiments to a system or apparatus via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or apparatus read and execute the program. It can also be realized by the processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.

100 カメラ本体
101 カメラマイコン
103 撮像素子
108 測光センサ
105 ハーフミラー
106 ピント板
107 表示素子
110 ICPU
112 ストロボ
200 撮影レンズ
100 camera body 101 camera microcomputer 103 image sensor 108 photometric sensor 105 half mirror 106 focus plate 107 display element 110 ICPU
112 Strobe 200 Shooting lens

Claims (7)

発光手段を予備発光させて得られた反射光の光量に応じて撮影の際の発光量である本発光量を求める撮像装置であって、
前記反射光を受光する第1の画素群および第2の画素群と、
前記第1の画素群および前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間およびゲインを異ならせかつ露光のタイミングを制御して、前記第1の画素群および前記第2の画素群の出力に基づいて前記本発光量を決定する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記第1の画素群に対する電荷蓄積時間が前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間の所定倍率となるように制御するとともに、前記第2の画素群に対するゲインが前記第1の画素群に対するゲインの前記所定倍率となるように制御し、
前記発光手段の予備発光のタイミングと前記第1の画素群および前記第2の画素群の露光のタイミングが重なるように制御することを特徴とする撮像装置。
An imaging device for obtaining a main light emission amount, which is a light emission amount at the time of shooting, according to a light amount of reflected light obtained by preliminarily emitting light from a light emitting means,
A first pixel group and a second pixel group that receive the reflected light;
The charge accumulation time and the gain for the first pixel group and the second pixel group are made different, the exposure timing is controlled, and based on the outputs of the first pixel group and the second pixel group, A control means for determining the amount of main light emission ,
The control unit controls the charge accumulation time for the first pixel group to be a predetermined magnification of the charge accumulation time for the second pixel group, and the gain for the second pixel group is the first gain. It is controlled so that it is the predetermined magnification of the gain for the pixel group,
An image pickup apparatus , wherein the timing of preliminary light emission of the light emitting means and the timing of exposure of the first pixel group and the exposure of the second pixel group are overlapped with each other .
前記第1の画素群および前記第2の画素群を有し、前記反射光を受光する第1の撮像素子を備えることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。   The image pickup apparatus according to claim 1, further comprising a first image pickup element that has the first pixel group and the second pixel group and receives the reflected light. 前記第1の画素群を有し、前記反射光を受光する第1の撮像素子と、
撮影の際に光学像が結像されて当該光学像に応じた画像を出力する第2の撮像素子とを備え、
前記第2の撮像素子の複数の画素を前記第2の画素群として用いることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
A first image pickup device having the first pixel group and receiving the reflected light;
A second image sensor that forms an optical image during shooting and outputs an image corresponding to the optical image,
The image pickup apparatus according to claim 1, wherein a plurality of pixels of the second image pickup element are used as the second pixel group.
前記制御手段は、撮影の際の環境光の変動の周期よりも前記電荷蓄積時間を短く設定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の撮像装置。   4. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the control unit sets the charge accumulation time shorter than a cycle of fluctuation of ambient light at the time of shooting. 前記制御手段は、前記前記第1の画素群の出力と前記第2の画素群の出力との差分を求めて当該差分に基づいて前記本発光量を決定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。   The control unit obtains a difference between an output of the first pixel group and an output of the second pixel group, and determines the main light emission amount based on the difference. The imaging device according to any one of 4 above. 発光手段を予備発光させて得られた反射光を受光する第1の画素群および第2の画素群を備え、前記反射光の光量に応じて撮影の際の発光量である本発光量を求める撮像装置の制御方法であって、
前記第1の画素群に対する電荷蓄積時間が前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間の所定倍率となるように制御するとともに、前記第2の画素群に対するゲインが前記第1の画素群に対するゲインの前記所定倍率となるように制御するステップと、
前記発光手段の予備発光のタイミングと前記第1の画素群および前記第2の画素群の露光のタイミングが重なるように制御するステップと、
前記第1の画素群および前記第2の画素群の出力に基づいて前記本発光量を決定するステップと、
を有することを特徴とする制御方法。
A first pixel group and a second pixel group that receive the reflected light obtained by preliminarily emitting light from the light emitting means are provided, and the main light emission amount that is the light emission amount at the time of photographing is determined according to the light amount of the reflected light. A method of controlling an imaging device, comprising:
The charge accumulation time for the first pixel group is controlled to be a predetermined magnification of the charge accumulation time for the second pixel group, and the gain for the second pixel group is set to the gain of the first pixel group. Controlling so that the predetermined magnification is obtained,
Controlling so that the timing of preliminary light emission of the light emitting means and the timing of exposure of the first pixel group and the second pixel group overlap.
And Luz step to determine the main emission amount on the basis of an output of the first pixel group and the second pixel group,
A control method comprising:
発光手段を予備発光させて得られた反射光を受光する第1の画素群および第2の画素群を備え、前記反射光の光量に応じて撮影の際の発光量である本発光量を求める撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記第1の画素群に対する電荷蓄積時間が前記第2の画素群に対する電荷蓄積時間の所定倍率となるように制御するとともに、前記第2の画素群に対するゲインが前記第1の画素群に対するゲインの前記所定倍率となるように制御するステップと、
前記発光手段の予備発光のタイミングと前記第1の画素群および前記第2の画素群の露光のタイミングが重なるように制御するステップと、
前記第1の画素群および前記第2の画素群の出力に基づいて前記本発光量を決定するステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
A first pixel group and a second pixel group that receive the reflected light obtained by preliminarily emitting light from the light emitting means are provided, and the main light emission amount that is the light emission amount at the time of photographing is determined according to the light amount of the reflected light. A control program used in an imaging device,
In the computer included in the imaging device,
The charge accumulation time for the first pixel group is controlled to be a predetermined magnification of the charge accumulation time for the second pixel group, and the gain for the second pixel group is set to the gain for the first pixel group. Controlling so that the predetermined magnification is obtained,
Controlling so that the timing of preliminary light emission of the light emitting means and the timing of exposure of the first pixel group and the second pixel group overlap.
And Luz step to determine the main emission amount on the basis of an output of the first pixel group and the second pixel group,
A control program for executing the following.
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