JPH10301173A

JPH10301173A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH10301173A
Application number: JP9111100A
Authority: JP
Inventors: Shigeo Ogura; 栄夫小倉
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-04-28
Filing date: 1997-04-28
Publication date: 1998-11-13

Abstract

(57)【要約】【課題】精度の高いストロボ発光量の制御を行うこと
ができる撮像装置を提供する。【解決手段】ストロボ発光量を制御するシステムコン
トローラ５と、ストロボ発光量を測光する撮像素子２を
備え、被写体撮像時の画角は撮像素子２の被写体に対す
る画角と同等にし、かつ調光センサー７の被写体に対す
る画角に対して異なるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は被写体を照明する照
明手段としてストロボを用いた撮像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６３−第２９４５３９号公
報に示されているように、ストロボ光を受光する外部測
光素子（調光センサ）をカメラ前面に設けて、その測光
素子からの出力を積分して一定の値になったときにスト
ロボの発光を停止する発光制御回路に関する技術が開示
されている。

【０００３】また、銀塩カメラ等では、フィルム面の反
射光を調光センサで測定してストロボ光の制御を行う内
部調光方式も知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭６３−第２９４５３９号公報に示されているような
従来例の撮像装置においては、外部測光素子の画角と撮
影すべき被写体の撮影画角が異なるため、撮影画角に入
っていない反射率の高い物体が外部測光素子の画角に入
っていた場合、被写体は暗くなる等、被写体の状況によ
って適正に露光されない場合があるという問題点があっ
た。

【０００５】また、逆に撮影画角内の一部が外部測光素
子の画角となっている場合、外部測光素子の画角外に被
写体が位置しているときは、被写体に対して適正な露出
精度が得られないという問題点があった。

【０００６】また、撮像素子を用いた電子カメラにおい
ては、撮像素子からの反射光が少ないため、その反射光
を調光センサで測定する上記の内部調光方式を用いるこ
とは困難であるという問題点があった。

【０００７】本発明は、上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、精度の高い照明手段の発光量の
制御を行うことができる撮像装置を提供することを目的
とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は次の
ように構成したものである。

【０００９】（１）被写体を照明する照明手段の発光量
を制御する調光手段と、その発光量を測光する測光手段
を備え、被写体撮像時の撮像画角は前記測光手段の被写
体に対する画角と同等で、かつ前記調光手段の被写体に
対する画角に対して異なるようにした。

【００１０】（２）上記（１）の撮像装置において、測
光手段の検出領域は可変にした。

【００１１】（３）上記（１）または（２）の撮像装置
において、測光手段は、被写体を撮像する撮像素子とし
た。

【００１２】

【発明の実施の形態】

（第１の実施例）図１は本発明の第１の実施例による電
子カメラの概略構成を示すブロック図である。同図にお
いて、９は撮影光学系であり、撮影光学系９と絞り１を
介して撮像素子（ＣＣＤ）２に撮影光が入射する。この
撮影光の光量は、絞り１と撮像素子２の電子シャッター
スピードで決められる。そして、これらの絞り値と電子
シャッタースピードは撮像素子２で測光した結果に基き
定められる。

【００１３】撮像素子２で受光した撮像光は、画像信号
として電気量に変換され、信号処理回路（ＰＲＯＣＥＳ
Ｓ）３で色変換、ガンマ処理等所定の処理が行われた
後、記録部４でカード媒体等に記録される。５は電子カ
メラ全体を制御するシステムコントローラで、上記画像
信号の流れを制御している。また、システムコントロー
ラ５は後述するストロボ６と調光センサー７によるスト
ロボ撮影動作を制御し、調光レベルを演算する。調光セ
ンサー７はいわゆる外部調光センサーであり、撮影光学
系９とは異なる光学系８を持つため、被写体像を撮像す
る撮像素子２の画角とは異なる画角をもつ。本実施例で
は、この調光センサー７の画角はストロボ照射範囲内
で、かつ被写体領域内に確実に入れるために、撮像する
ための画角より狭く設定される。

【００１４】また、後述するストロボプリ発光量を測光
する測光素子は被写体像を撮像する撮像素子２そのもの
であるから、測光素子の画角は被写体撮影時の画角と同
等である。撮影光学系９はステップモータ１０により光
軸方向に駆動されて撮影画角を変更、すなわちズーミン
グを行う。

【００１５】ここで、上記の電子カメラにおいて、スト
ロボ６は照明手段、撮像素子２は測光手段、システムコ
ントローラ５は調光手段をそれぞれ構成している。

【００１６】図２は撮像画面に対するＣＣＤ調光枠の位
置を示す配置図である。同図において、画面左上から順
にｂ０〜ｂ８とする。画面中央はｂ４である。

【００１７】図３は撮影時、被写体が暗い、あるいは撮
影者が意図してストロボ撮影が選択されたときの動作を
示すフローチャートであり、図３を用いて動作を説明す
る。まず、レリーズボタンが深く押される直前に被写体
を測光して（Ｓ１）、ストロボ撮影時の絞り、シャッタ
ースピードをあらかじめ決められたプログラム線図から
設定する（Ｓ２）。そして、レリーズボタンが深く押さ
れると（Ｓ３）、上記設定された絞り値に絞りを駆動す
る（Ｓ４）。

【００１８】続いて、シャッタースピードをｔｓｈとし
て（Ｓ５）、前露光動作１を行う（Ｓ６）。シャッター
スピード（ｔｓｈ）は、後述するプリ発光時のストロボ
の発光時間以上であればいくらでも構わないが、外光の
割合を少なくするために、例えば１ｍｓ位の短い時間を
設定する。前露光動作１では、複数のＣＣＤ調光枠（ｂ
０〜ｂ８）での輝度レベル（ｈ００〜ｈ０８）を測定す
る。ここで、輝度レベルは各ＣＣＤ調光枠での１画素あ
たりの平均値をとるが、例えば各ＣＣＤ調光枠の最大値
をとっても良い。このデータは、シャッタースピードｔ
ｓｈにおける外光＋撮像素子暗電流を表す。

【００１９】そして、シャッタースピードと絞り値は変
化させずに、ストロボの（調光センサ７の）調光レベル
をＥ１に設定してプリ発光し、やはり複数のＣＣＤ調光
枠（ｂ０〜ｂ８）での輝度レベル（ｈ１０〜ｈ１８）を
設定する前露光動作２を行う（Ｓ７）。このデータは、
シャッタースピードｔｓｈにおけるプリ発光による被写
体からの反射光量＋外光＋撮像素子暗電流を表す。調光
レベルＥ１は、ストロボ発光によって撮像素子２が飽和
しないように本発光時より低いレベルに設定する。そし
て、前露光動作２と前露光動作１から測定した輝度レベ
ルから、本発光時のＣＣＤ調光枠を選定する（Ｓ８）。

【００２０】ここで、ＣＣＤ調光枠の選定アルゴリズム
を以下に説明する。

【００２１】１．各ＣＣＤ調光枠毎に、前露光動作２で
の輝度レベルから前露光動作１の輝度レベルを引き算
し、ｋｎ（ｎは０から８の値）とする（ｋ０＝ｈ１０−
ｈ００，ｋ１＝ｈ１１−ｈ０１，ｋ２＝ｈ１２−ｈ０
２，ｋ３＝ｈ１３−ｈ０３，ｋ４＝ｈ１４−ｈ０４，ｋ
５＝ｈ１５−ｈ０５，ｋ６＝ｈ１６−ｈ０６，ｋ７＝ｈ
１７−ｈ０７，ｋ８＝ｈ１８−ｈ０８）。前露光動作２
での輝度レベル（プリ発光による反射光量＋外光＋撮像
素子暗電流）から前露光動作１（外光＋撮像素子暗電
流）の輝度レベルを引くことにより、各ＣＣＤ調光枠に
おけるプリ発光による反射光量に相当するデータが演算
できる。

【００２２】また、このとき、外光，撮像素子暗電流が
少なければ、この引き算を省略して前露光動作２での輝
度レベルをｋｎとして用いても良い。また、前露光動作
１は前露光動作２より時間的に後に行っても良い。

【００２３】２．ｋｎが所定値ｍ１以上、すなわちスト
ロボプリ発光時にある一定量以上の光が戻ってくれば、
そのＣＣＤ調光枠内に被写体が存在するとして、そのＣ
ＣＤ調光枠を選択する。選択するＣＣＤ調光枠は複数で
あっても構わない。

【００２４】選択したＣＣＤ調光枠における輝度レベル
を前露光動作１と前露光動作２とでそれぞれ演算する。
この場合の輝度レベルは、複数のＣＣＤ調光枠が選択さ
れた場合でも、選択された複数のＣＣＤ調光枠での１画
素あたりの平均値である。

【００２５】そして、上述の選定アルゴリズムにより選
定されたＣＣＤ調光枠に対する輝度レベルを前露光動作
１と前露光動作２とでそれぞれｃ１，ｃ２として、調光
レベルＥ２を演算する（Ｓ９）。

【００２６】ここで、図４を用いて調光レベルＥ２の演
算方法を説明する。同図中、高さ方向は撮像素子２のデ
ータを表す。例えば１０ビットデータならば０から１０
２３までとなる。撮像素子２に入射する適正光量に相当
するデータをｈｒｅｆとする。Ａ（プリ発光前）では前
露光動作１から測定した輝度レベルｃ１を表し、Ｂ（プ
リ発光時）では前露光動作２から測定した輝度レベルｃ
２を表す。上述したように、輝度レベルｃ１は外光＋撮
像素子暗電流を表し、輝度レベルｃ２はプリ発光による
反射光量＋外光＋撮像素子暗電流を表すから、シャッタ
ースピード（ｔｓｈ）におけるプリ発光による反射光量
は、ｃ２−ｃ１（Ｂの縦線部分）となる。

【００２７】Ｃ（本発光時）において、Ｓ２で設定され
た本撮影のシャッタースピードをｓｈｕｔとすると、本
発光時の外光＋撮像素子暗電流によるデータ（ｈｄａｒ
ｋ）は、シャッタースピードに比例したｈｄａｒｋ＝ｃ１＊（ｓｈｕｔ／ｔｓｈ）から算出される。したがって、本発光時の発光量、また
は調光レベルＥ２をプリ発光時の発光量、または調光レ
ベルＥ１に対して（ｈｒｅｆ−ｈｄａｒｋ）／（ｃ２−ｃ１）倍とすれば良い。例えばプリ発光時の調光レベルをＥ１と
すれば、本発光時には、Ｅ２＝Ｅ１＊（ｈｒｅｆ−ｈｄａｒｋ）／（ｃ２−
ｃ１）のように調光レベルＥ２を設定して本発光を行えば良
い。プリ発光時の発光量を発光時間で制御している場合
は、上記演算結果に見合った発光量になるように発光時
間に設定して本発光を行えば良い。

【００２８】また、前露光動作２でのプリ発光時に調光
することにより、被写体の輝度によらず、プリ露光時に
撮像素子２にはほぼ一定量の光量が得られ、明るすぎて
飽和してしまうことで本発光時の演算ができなくなるこ
とがない。つまり、ここで調光センサ７によってプリ発
光量を制御する目的は、プリ発光量を狭いダイナミック
レンジを持つ撮像素子（ＣＣＤ）２で測光できるように
することであり、例えば適正な発光量に対して±２ＥＶ
程度入るように制御すれば良い。

【００２９】そして、最後にＳ２において設定したシャ
ッタースピードと絞り値、調光レベルＥ２で本撮影する
（Ｓ１０）。したがって、被写体が暗く、周辺の輝度が
高い場合でも、周辺の輝度に合わせた絞り、シャッター
スピードで撮影し、被写体に対してはストロボ光で適正
に露光することができる。

【００３０】図５はストロボ撮像が選択されたときの各
部の動作を示すタイミング図である。まず、レリーズボ
タンが押されると絞り１が開いた状態から設定された絞
り値まで閉じる。そして、このプリ発光前での撮像素子
（ＣＣＤ）２で得られるデータを蓄積し（蓄積Ａ）、こ
の得られたデータを転送する（転送Ａ）。続いて、スト
ロボ６がプリ発光し、このときに撮像素子２で得られる
データを同様に蓄積し（蓄積Ｂ）、転送する（転送
Ｂ）。そして、ストロボ６が本発光し、このときに撮像
素子２で得られるデータを同様に蓄積し（蓄積Ｃ）、転
送する（転送Ｃ）。また、この間に絞り１は閉じる。

【００３１】（第２の実施例）本実施例では、図２で説
明したＣＣＤ調光枠ではなく、撮像素子２の全領域から
被写体領域を抽出してストロボ撮影する方法について説
明する。撮像素子２の各画素に対してプリ発光後のデー
タからプリ発光前のデータを引き、所定値ｍ１より大き
なデータについてそれらを加算し、その加算したデータ
数で除算する。つまり、所定値ｍ１より大きなデータに
対する１画素あたりの平均値ｃ３を求める。

【００３２】以上を図６のフローチャートで詳しく説明
する。撮像素子２の横方向の画素数をｘ、縦方向の画素
数をｙ，ｎは整数で０からｘｙ−１までの値である。こ
こで、一画面のデータを例えば一水平線毎に一次元に並
べ、プリ発光前後の各画素のデータをそれぞれｈ０
［ｎ］，ｈ１［ｎ］、それらの差となる各画素のデータ
をｋ［ｎ］（＝ｈ１［ｎ］−ｈ０［ｎ］）とする。ｎが
等しいときのｈ０［ｎ］，ｈ１［ｎ］の値は、画面上で
同一場所でのデータである。

【００３３】まず、ｎ＝０として、ｋ［ｎ］＝ｈ１
［ｎ］−ｈ０［ｎ］を計算する（Ｓ１１）。次に、ｋ
［ｎ］と所定値ｍ１とを比較して（Ｓ１２）、大きけれ
ばＳ１３に進み、それ以外であればＳ１６に進む。ｋ
［ｎ］がｍ１より大きい場合、初期値０の変数ｓｏｗａ
にｋ［ｎ］を足し、やはり初期値０の変数ｇｎｕｍに１
を足す（Ｓ１３）。そして、ｎとｘｙと比較して、等し
ければＳ１５に、それ以下であればＳ１６に進む（Ｓ１
４）。Ｓ１６では、ｎに１を足してＳ１１に戻る。つま
り、次の画素に対して再び上記の演算を行う。

【００３４】このようにしてｎがｘｙになり全画素につ
いて上記演算を行った後、変数ｓｏｗａは、所定値ｍ１
より大きいデータの総和となり、変数ｇｎｕｍは、所定
値ｍ１より大きいデータの個数となる。最後にｓｏｗａ
／ｇｎｕｍを計算して、所定値ｍ１より大きなデータに
対する１画素あたりの平均値ｃ３を求める（Ｓ１５）。
平均値ｃ３は、第１の実施例におけるｃ２−ｃ１に相当
し、被写体領域におけるプリ発光による反射光量となる
から、後は第１の実施例で記載したようにＥ２＝Ｅ１＊（ｈｒｅｆ−ｈｄａｒｋ）／ｃ３として調光レベルＥ２を設定して本発光を行う。また、
第１の実施例で説明したように、プリ発光時、本発光時
の発光量は、発光時間等を変化させて制御しても構わな
い。

【００３５】このように、本実施例によれば、被写体の
位置、大きさや画面内のＣＣＤ調光枠の位置によらず、
確実に被写体からの反射光だけを使って本発光の発光量
または調光レベルを設定できるため、高精度なストロボ
光の制御が行える。

【００３６】以上、基本的なアルゴリズムについて述べ
たが、被写体に対する演算方法について以下に説明す
る。例えば、被写体である人物の服が高輝度、高反射率
である場合、服に対して適正になるようにストロボ制御
をすることになる。その結果、人物は暗く撮影されてし
まう。被写体周辺に高輝度、高反射率の壁等がある場合
も同様である。このように、画面の中に高輝度領域が多
いときは、上記調光レベルＥ２を高くすることによって
主要被写体が暗く撮影されることを防止することができ
る。つまり、前記変数ｇｎｕｍに応じて、係数ａを乗
じ、Ｅ２＝ａ＊Ｅ１＊（ｈｒｅｆ−ｈｄａｒｋ）／
ｃ３とすれば良い。例えばｇｎｕｍが所定値より大きいと
き、係数ａは１以下の値をとる。

【００３７】また、被写体である人物に鏡、金属物等の
高反射率のアクセサリーがついており、ストロボ光が直
接調光センサーにかえってくるような場合、やはり人物
は暗く撮影される。このような場合、被写体に応じて特
に高輝度となるから、図５のＳ１３においてｋ［ｎ］の
値に応じて係数ｂを乗じて、ｓｏｗａ＝ｓｏｗａ＋ｂ＊ｋ［ｎ］とすれば良い。

【００３８】つまり、画面内の特に高輝度の部分、ｋ
［ｎ］が所定値より大きいときには係数ｂを１以下と
し、主要被写体が暗く撮影されることを防止する。上記
係数ａおよびｂは、固定値ではなく、それぞれ変数ｇｎ
ｕｍ，ｋ［ｎ］に応じて値を変化させても良い。さらに
係数ｂはｋ［ｎ］ではなくｈ１［ｎ］に応じて変化させ
ても同様の効果が得られる。

【００３９】また、前記高輝度領域に対して画面の中の
位置に応じて、重み付けを行っても良い。つまり、画面
周辺の高輝度領域が多ければ、より調光レベルＥ２を高
くすることにより、画面中心の被写体に対してより適正
にストロボ撮影が行える。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
被写体を照明する照明手段の発光量を制御する調光手段
と、その発光量を測光する測光手段を備え、被写体撮像
時の撮像画角は測光手段の被写体に対する画角と同等
で、かつ調光手段の被写体に対する画角に対して異なる
ようにしたため、プリ発光量が多すぎたり、少なすぎた
りしてプリ発光時に測光手段での測光が不可能になる可
能性が低くなるという効果があり、また、調光手段の配
置の自由度が高くなり、コストも安くなるという効果が
ある。

【００４１】また、測光手段の検出領域を可変にしたた
め、被写体領域を特定でき、周囲の被写体領域以外の撮
影領域に影響されない適正なストロボ発光量の制御を行
うことができるという効果がある。

【００４２】また、測光手段は、被写体を撮像する撮像
素子としたため、撮像素子を用いた電子カメラにおいて
も精度の高いストロボ発光量の制御が可能になり、コス
トダウンも図ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による電子カメラの概
略構成を示すブロック図

【図２】撮像画面内に対するＣＣＤ調光枠の位置を示
す配置図

【図３】ストロボ撮影が選択されたときの電子カメラ
の動作を示すフローチャート

【図４】調光レベルの演算方法を示す説明図

【図５】ストロボ撮影が選択されたときの各部の動作
を示すタイミング図

【図６】本発明の第２の実施例におけるシステムコン
トローラの演算フローを示すフローチャート

【符号の説明】

１絞り２撮像素子（測光手段）５システムコントローラ（調光手段）６ストロボ（照明手段）７調光センサー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を照明する照明手段の発光量を制
御する調光手段と、その発光量を測光する測光手段を備
え、被写体撮像時の撮像画角は前記測光手段の被写体に
対する画角と同等で、かつ前記調光手段の被写体に対す
る画角に対して異なることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】測光手段の検出領域は可変であることを
特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】測光手段は、被写体を撮像する撮像素子
であることを特徴とする請求項１または２記載の撮像装
置。