(57)【要約】【課題】発光装置などにおいて、充電に起因して生じるノイズを低減することと、充電時間の長期化を抑制することとを、両立する。【解決手段】発光装置４は、被写体へ照明光を照射する発光部２０２と、発光部２０２を発光させるための電圧を、充電クロックを用いて充電する充電部２０１と、充電クロックを生成する充電制御部２００と、被写体を撮像部により撮像する撮像装置２と通信する通信部２０６と、を有する。充電制御部２００は、通信部２０６により撮像装置２から取得する撮像部１０１の画像の読出タイミングの情報、および充電部２０１の充電時間に応じて、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。【選択図】図４
2020071384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、
前記発光部を発光させるための電圧を、充電クロックを用いて充電する充電部と、
前記充電クロックを生成する充電制御部と、
被写体を撮像部により撮像する撮像装置と通信する通信部と、
を有し、
前記充電制御部は、前記通信部により前記撮像装置から取得する前記撮像部の画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする発光装置。
【請求項２】
前記充電制御部は、前記撮像部の画像の読出タイミングの情報として、前記撮像装置の種類を示す識別情報、または前記撮像装置が動作しているモードの情報を用いることを特徴とする請求項１に記載の発光装置。
【請求項３】
前記充電制御部は、前記撮像部の画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックを用いた充電により発生するノイズを抑えるように前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする請求項１または２に記載の発光装置。
【請求項４】
前記充電制御部は、前記撮像部の画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じた、充電の際のノイズ強度の制限を満たすように、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する請求項１から３のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項５】
前記充電制御部は、前記撮像装置が静止画像の撮像モードである場合、静止画像の撮像モード以外の撮像モードである場合と比べて、前記充電クロックを用いた充電により発生するノイズを抑えるように前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項６】
前記充電制御部は、前記撮像装置が第一感度より高い第二感度で静止画像を撮像するモードである場合、第一感度で静止画像を撮像するモードである場合と比べて、前記充電クロックを用いた充電により発生するノイズを抑えるように前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項７】
前記充電制御部は、前記撮像部でのダークレベルの読出タイミングから受光状態での読出タイミングまでによる周期を基準に、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項８】
前記充電制御部は、前記充電クロックの周波数として、前記撮像部でのダークレベルの読出タイミングから受光状態での読出タイミングまでによる二回読出しの周期に対応する周波数を決定できない場合、二回読出しの周期を基準とする周期の周波数を決定し、前記充電部の充電中のノイズを抑制するように、二回読出しの周期に対応する周波数が決定できる場合と比べて、前記充電クロックのデューティ比を小さくすることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の発光装置。
【請求項９】
被写体を撮像する撮像部と、
発光部と、
前記発光部を発光させるための電圧を充電クロックを用いて充電する充電部と、
前記充電クロックを生成する充電制御部と、
を有し、
前記充電制御部は、前記撮像部の画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
被写体を撮像する撮像装置と、発光装置と、を有する撮像システムであって、
前記発光装置を発光させるための電圧を充電クロックを用いて充電する充電部と、
前記充電クロックを生成する充電制御部と、
を有し、
前記充電制御部は、前記撮像装置における画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定することを特徴とする撮像システム。
【請求項１１】
発光部を発光させるための電圧を、充電クロックを用いて充電する充電装置の充電制御方法であって、
撮像での画像の読出タイミングの情報を取得する取得工程と、
前記画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する決定工程と、
を有することを特徴とする充電装置の充電制御方法。
【請求項１２】
発光部を発光させるための電圧を、充電クロックを用いて充電する充電装置の充電制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記充電装置の充電制御方法は、
撮像での画像の読出タイミングの情報を取得する取得工程と、
前記画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する決定工程と、
を有することを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮像するために発光する発光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置または撮像システムでは、撮像素子などを用いて被写体を撮像する。撮像する被写体の画像が暗い場合、撮像装置または撮像システムは、被写体へ照明光を照射する発光装置が用いられる。発光装置では、被写体に対して照射する照明光を、コンデンサなどに充電した電圧に基づいて生成する。このため、発光装置では、照明光を生成するためのコンデンサなどを、所望の電圧に充電する。そして、発光装置が装着されている撮像装置では、照明光を生成するための電圧の充電により、撮像画像にノイズが入ることがある。そこで、特許文献１では、発光装置が装着されている撮像装置の種類を示す識別情報に応じて充電クロックの周波数を設定し、その充電クロックを用いて、照明光を生成するための電圧を充電する。これにより、たとえば発光装置への設定が可能な特定の撮像装置では、充電によるノイズを抑えることが期待できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−０２５２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の技術は、撮像装置の種類に応じて充電クロックの周波数を変更できるだけである。このため、撮像装置がたとえばより暗い環境での撮像に対応するような種類である場合、充電によるノイズを十分に抑えるために充電が十分に早く進まなくなったり、連続的な撮像に耐えられないような充電時間となったりしてしまう可能性がある。特許文献１では、撮像装置の種類のみに応じて充電クロックを設定する場合、そのような暗い環境での撮像に対応するように充電クロックが設定されることになるので、明るい環境での撮像であったとしても充電時間がかかるようになる可能性がある。
【０００５】
このように発光装置などにおいては、充電に起因して生じるノイズを低減することと、充電時間の長期化を抑制することとを、好適に両立することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る発光装置は、発光部と、前記発光部を発光させるための電圧を、充電クロックを用いて充電する充電部と、前記充電クロックを生成する充電制御部と、被写体を撮像部により撮像する撮像装置と通信する通信部と、を有し、前記充電制御部は、前記通信部により前記撮像装置から取得する前記撮像部の画像の読出タイミングの情報、および前記充電部の充電時間に応じて、前記充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明では、充電に起因して生じるノイズを低減することと、充電時間の長期化を抑制することとを、好適に両立することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像システムの概略構成を説明する図である。
【図２】図１の撮像装置本体の概略構成を説明する図である。
【図３】図１の発光装置の概略構成を説明する図である。
【図４】図３のストロボＣＰＵによる、充電制御処理を示すフローチャートである。
【図５】複数の種類の撮像装置本体の複数の動作モードにおける、充電によるノイズ強度の説明図である。
【図６】撮像装置本体の各種の動作状態における、ノイズ強度の制限（上限）の説明図である。
【図７】充電クロックの周波数と充電時間との対応関係の一例の説明図である。
【図８】他励プッシュプルフォワードコンバータ方式での充電クロックの説明図である。
【図９】デューティ比とノイズ強度との対応関係およびデューティ比と充電時間との対応関係の一例の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。しかしながら、以下の実施形態に記載されている構成はあくまで例示に過ぎず、本発明の範囲は実施形態に記載されている構成によって限定されることはない。
【００１０】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像システム１の概略構成を説明する図である。図１の撮像システム１は、撮像装置としての撮像装置本体２、撮像装置本体２に取外し可能に装着される交換レンズ３、撮像装置本体２に取外し可能に装着される発光装置４、を有する。撮像システム１は、被写体が暗い場合、撮像装置本体２により被写体を撮像する際に、発光装置４を発光させて被写体へ照明光を照射する。これにより、被写体を適切な明るさで撮像することができる。撮像システム１は、撮像装置本体２に装着する交換レンズ３を、他の交換レンズに置き換えることにより、様々な画角などの撮像条件により、被写体を適切な明るさで撮像することができる。
【００１１】
図２は、図１の撮像装置本体２の概略構成を説明する図である。図２および図１に示すように、撮像装置本体２は、撮像センサ１０１、シャッタ部１０２、表示部１０３、信号入力部１０４、発光用接続部１０６、レンズ用接続部１０７、カメラメモリ１０９、およびこれらが接続されるカメラＣＰＵ１００、を有する。また、撮像装置本体２は、本体側のバッテリ１０８、を有する。本体側のバッテリ１０８は、蓄電する電荷に応じた電圧を発生するものである。本体側のバッテリ１０８は、撮像装置本体２および交換レンズ３の各部へ電力を供給する。本体側のバッテリ１０８は、発光装置４へ電力を供給してよい。撮像センサ１０１は、被写体を撮像する撮像部であり、たとえば撮像面に複数の光電変換素子が配列されるＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤといった撮像素子である。交換レンズ３を介して入射した被写体からの光束は、撮像センサ１０１に結像される。撮像センサ１０１は、撮像タイミングにおいて画像を撮像する。撮像センサ１０１は、撮像画像のデータを、カメラＣＰＵ１００へ出力する。シャッタ部１０２は、交換レンズ３から撮像センサ１０１までの光路に設けられる開閉部材を有する。シャッタ部１０２は、カメラＣＰＵ１００の制御により、開閉部材を開閉する。開閉部材が開いている期間において、被写体からの光束は、撮像センサ１０１に到達して結像する。表示部１０３は、液晶デバイスを有する。表示部１０３は、動作モードおよび設定に基づいてカメラＣＰＵ１００から出力される画像を表示する。表示部１０３は、たとえば、撮像センサ１０１が撮像している画像、動作モードなどの撮像設定情報、撮像センサ１０１が撮像した画像、を表示する。信号入力部１０４には、撮像装置本体２の各種操作用のスイッチ群１０５が接続される。スイッチ群１０５は、たとえば、レリーズボタン、ダイヤル、を有する。信号入力部１０４は、スイッチ群１０５に対するユーザーによる操作を検出し、検出信号をカメラＣＰＵ１００へ出力する。レンズ用接続部１０７は、交換レンズ３が装着されるマウント部に設けられ、交換レンズ３と電気的に接続される。カメラＣＰＵ１００は、レンズ用接続部１０７を通じて、交換レンズ３の図示外の駆動回路を制御する。これにより、交換レンズ３の焦点、絞りなどが制御される。発光用接続部１０６は、発光装置４が装着されるマウント部に設けられ、発光装置４と電気的に接続される。カメラＣＰＵ１００は、発光用接続部１０６を通じて、発光装置４の図示外の駆動回路を制御する。これにより、発光装置４による発光タイミングおよび発光量が、撮像装置本体２の動作に応じて制御される。
【００１２】
カメラメモリ１０９は、撮像システム１の動作を全体的に制御するためのプログラム、およびその制御に用いる各種のデータ、を記録する。カメラメモリ１０９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、半導体メモリ、ハードディスク、などで構成されてよい。カメラＣＰＵ１００は、カメラメモリ１０９のプログラムを読み込んで実行する。これにより、撮像装置本体２に、撮像システム１の動作を全体的に制御するためのカメラ制御部が実現される。たとえば、カメラＣＰＵ１００は、撮像センサ１０１を制御して撮像画像に基づいて被写体の輝度を検出し、交換レンズ３の絞り値、シャッタ部１０２の開閉部材を開く期間であるシャッタスピードを決定する（ＡＥ）。カメラＣＰＵ１００は、撮像センサ１０１を制御して撮像画像に基づいて交換レンズ３の焦点状態を検出し、交換レンズ３の焦点位置を決定する（ＡＦ）。そして、カメラＣＰＵ１００は、レンズ用接続部１０７を通じて交換レンズ３の焦点位置および絞り値を制御する。カメラＣＰＵ１００は、撮像センサ１０１により撮像する画像を、表示部１０３に表示する。カメラＣＰＵ１００は、静止画を撮像する場合、レリーズボタンが操作される撮像タイミングにおいてシャッタスピードでシャッタ部１０２を開き、撮像センサ１０１を制御して撮像する。カメラＣＰＵ１００は、読出タイミングにおいて撮像センサ１０１から撮像画像を読み出し、設定に応じて表示部１０３に表示する。読出タイミングは、撮像タイミングと同時でもよい。また、カメラＣＰＵ１００は、動画を撮像する場合、連続的に発生する複数の撮像タイミングにおいて複数の画像を連続的に撮像し、各画像の読出タイミングにおいて撮像センサ１０１から撮像画像を読み出し、表示部１０３に表示する。
【００１３】
図３は、図１の発光装置４の概略構成を説明する図である。図３および図１に示すように、発光装置４は、信号入力部２０４、発光部２０２、充電部２０１、ストロボメモリ２０９、本体用接続部２０６、およびこれらが接続されるストロボＣＰＵ２００、を有する。また、発光装置４は、発光側のバッテリ２０８、を有する。発光側のバッテリ２０８は、蓄電する電荷に応じた電圧を発生するものである。発光側のバッテリ２０８は、発光装置４の各部へ電力を供給する。信号入力部２０４には、発光装置４の各種操作用のスイッチ群２０５が接続される。信号入力部２０４は、スイッチ群２０５に対するユーザーによる操作を検出し、検出信号をストロボＣＰＵ２００へ出力する。充電部２０１は、コンデンサ２０７に接続される。コンデンサ２０７は、電荷を蓄電する。コンデンサ２０７は、蓄電している電荷に応じた電圧を出力する。充電部２０１は、発光側のバッテリ２０８の電力を用いて、コンデンサ２０７を電圧に充電する。充電部２０１は、たとえば他励プッシュプルフォワードコンバータで構成される。充電部２０１は、充電クロックを用いて、発光部２０２を発光させるために必要とされる電圧となるように、コンデンサ２０７を充電する。発光部２０２は、所望の電圧に充電されているコンデンサ２０７の蓄電電荷を用いて、不図示の発光素子を発光させる。本体用接続部２０６は、発光装置４についてのマウント部に設けられ、撮像装置本体２と電気的に接続される。ストロボＣＰＵ２００は、本体用接続部２０６を通じて、撮像装置本体２のカメラＣＰＵ１００との間で通信する。本体用接続部２０６は、撮像装置本体２との通信部として機能する。ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２から、たとえば発光部２０２の発光タイミングおよび発光量を取得し、発光装置４の各部の動作を撮像装置本体２の動作タイミングに応じて制御する。
【００１４】
ストロボメモリ２０９は、発光装置４の動作を全体的に制御するためのプログラム、およびその制御に用いる各種のデータ、を記録する。ストロボメモリ２０９は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、半導体メモリ、ハードディスク、などで構成されてよい。ストロボＣＰＵ２００は、ストロボメモリ２０９のプログラムを読み込んで実行する。これにより、発光装置４に、発光装置４の動作を全体的に制御するための発光制御部が実現される。たとえば、ストロボＣＰＵ２００は、充電クロックを生成して充電部２０１へ出力し、充電部２０１によりコンデンサ２０７を充電する。ストロボＣＰＵ２００は、コンデンサ２０７の電圧を取得して監視し、コンデンサ２０７の電圧が最低電圧を下回ると、充電部２０１によるコンデンサ２０７の充電を開始する。また、ストロボＣＰＵ２００は、コンデンサ２０７の電圧が所望の充電電圧になると、充電部２０１によるコンデンサ２０７の充電を終了する。コンデンサ２０７の電圧が最低電圧以上である場合、ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の動作タイミングに応じて発光部２０２を発光させる。ストロボＣＰＵ２００は、たとえば撮像する被写体の画像が暗い場合、撮像装置本体２の動作タイミングに応じて発光部２０２を発光させる。これにより、発光装置４では、発光部２０２を発光させるためのコンデンサ２０７を所望の電圧に充電し、コンデンサ２０７に充電した電圧に基づいて、被写体に対してストロボ光を照射する。
【００１５】
ところで、このように発光装置４が装着されている撮像装置本体２では、発光装置４においてコンデンサ２０７を充電することにより、撮像画像にノイズが入ることがある。充電中の発光装置４から電磁ノイズが発生し、この電磁ノイズが撮像センサ１０１から画像を読み出す際にノイズ成分として画像に重畳されてしまうことが一因であると考えられる。また、発光装置４と撮像装置本体２とが電気的に接続されている場合、充電動作により発生する電源ノイズが、撮像画像に影響を与える可能性もある。このような発光装置４の充電動作に起因する撮像画質の劣化を抑制するためには、たとえば、画像の読出タイミングにおいては充電動作を停止することが考えられる。これにより、充電による撮像画像へのノイズの重畳を抑えることが期待できる。しかしながら、このように画像の読出タイミングにおいては充電動作を停止する場合、その停止時間に相当する時間で、充電時間が長くなる。その結果、発光装置４での充電が十分に早く進まなくなったり、連続的な撮像に耐えられないような充電時間となってしまったり、する可能性がある。特に、暗い環境での撮像に対応する撮像装置本体２と発光装置４とを組み合わせた場合、その暗い環境での撮像での撮像画像へのノイズの重畳を抑えるために、明るい環境での撮像をする場合であっても充電時間がかかってしまう可能性がある。このように発光装置４などにおいては、充電に起因して生じるノイズを低減することと、充電時間の長期化を抑制することとを、好適に両立することが求められている。そこで、本実施形態では、発光装置４における充電制御部としてのストロボＣＰＵ２００は、少なくとも、撮像センサ１０１からの画像の読出タイミングの情報、および充電部２０１の充電時間に応じて、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。また、本実施形態では、その決定した充電クロックを用いて、充電部２０１によるコンデンサ２０７の充電を実行させる。以下、詳しく説明する。
【００１６】
図４は、図３のストロボＣＰＵ２００による、充電制御処理を示すフローチャートである。図４には、充電制御の中の、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する処理が図示されている。図３のストロボＣＰＵ２００は、図４の充電制御処理を、定期的に繰り返し実行する。なお、ストロボＣＰＵ２００は、充電部２０１によるコンデンサ２０７の充電が必要になると、図４の充電制御処理を実行してよい。また、ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の状態が変化した場合、撮像センサ１０１の画素信号の読出タイミングの情報が変化した場合に、撮像装置本体２からの命令により、図４の充電制御処理を実行してよい。そして、ストロボＣＰＵ２００は、充電が必要である場合、決定した周波数およびデューティ比による充電クロックを生成して充電部２０１へ出力し、充電部２０１によりコンデンサ２０７を充電する。
【００１７】
図４のステップＳ４００において、充電制御部としてのストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２と通信し、撮像装置本体２から撮像センサ１０１の画素信号の読出タイミングの情報を取得する。ストロボＣＰＵ２００は、撮像での画像の読出タイミングの情報を取得する。ストロボＣＰＵ２００は、撮像センサ１０１での画素信号の読出タイミングの情報そのものを取得してよい。ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の識別情報を取得し、その情報に基づいて撮像センサ１０１での画素信号の読出タイミングを判断してよい。ステップＳ４０１において、ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２と通信し、撮像装置本体２から動作情報を取得する。撮像装置本体２の動作情報には、たとえば、撮像装置本体２の現在の動作状態、設定されているＩＳＯ感度、設定されている連続撮像の速度、がある。撮像装置本体２の現在の動作状態は、撮像センサ１０１の動作状態を判断できる情報であればよく、たとえば撮像装置本体２の動作モードの情報でよい。撮像装置本体２の動作モードには、待機中、静止画像の読出中、動画画像の読出中、撮像画像を表示部１０３に表示するライブビュー（ＬＶ）中、などがある。この他にもたとえば、撮像装置本体２の現在の動作状態には、撮像センサ１０１を用いたＡＥ処理中またはＡＦ処理中、などが含まれてよい。なお、ストロボＣＰＵ２００は、ステップＳ４００において、撮像装置本体２の識別情報と、たとえば撮像装置本体２が動作しているモードといった設定情報とを組み合わることにより、撮像センサ１０１での画素信号の読出タイミングを判断することができる。
【００１８】
ここで、撮像センサ１０１の画素信号の読出タイミングと、発光装置４からの充電ノイズによる画像劣化との関係について説明する。撮像センサ１０１またはストロボＣＰＵ２００は、撮像面に配列される複数の光電変換素子から、画素信号を二回読み出し、それらの差分により撮像画像を生成することがある。たとえば、撮像センサ１０１は、「Ｎ読み」により、受光していない状態の撮像センサ１０１の複数の光電変換素子から、ダークレベルのリセットノイズおよびオフセットを読み出す。撮像センサ１０１は、「Ｓ読み」により、受光状態の撮像センサ１０１の複数の光電変換素子から、被写体の像を含む読み出しレベルの信号を読み出す。撮像センサ１０１は、「Ｎ読み」によるノイズ信号と「Ｓ読み」による画素信号との差分を演算することにより、ノイズの影響が少ない画像を撮像する。しかしながら、撮像センサ１０１は、この「Ｎ読み」処理と、「Ｓ読み」処理とを、同時に実行することができない。「Ｎ読み」処理と、「Ｓ読み」処理とは、時間的に前後する。このため、時間的に変動するノイズは、「Ｎ読み」によるノイズ信号と「Ｓ読み」による画素信号との差分演算によっては、撮像画像から取り除くことができない。そして、発光装置４が充電処理をしている場合、撮像画像にノイズが発生することがある。特に、低照度の環境下で被写体を明るく撮像しようとする場合、充電処理中のノイズ成分が撮像画像に発生し易い。これは、充電処理に伴って磁界ノイズが発生し、この磁界ノイズが撮像装置本体２のＧＮＤラインや電源ラインに乗り、撮像センサ１０１から読み出される画素信号またはそのレベル判断に混入していることが一因であると考えられる。本実施形態では、充電部２０１は、充電クロックを用いてコンデンサ２０７を充電する。そして、ストロボＣＰＵ２００は、図４の処理により充電クロックの周波数およびデューティ比を変更する。たとえば、ストロボＣＰＵ２００は、撮像センサ１０１での「Ｎ読み」の読出タイミングから「Ｓ読み」の読出タイミングまでの周期に同期する周期で充電するように充電クロックの周波数を変更する。これにより、「Ｎ読み」時に発生する充電ノイズと、「Ｓ読み」時に発生する充電ノイズとが、略同じになると期待できる。これらの充電ノイズが同じである場合、「Ｎ読み」によるノイズ信号と「Ｓ読み」による画素信号との差分を演算することにより、撮像画像では、充電ノイズが相殺されてその影響が無くなる。撮像画像の劣化を低減できる。ただし、撮像センサ１０１での「Ｎ読み」処理と「Ｓ読み」処理のタイミング関係は、撮像装置本体２の機種および動作状態に応じてことなる。ストロボＣＰＵ２００は、それらに応じて、発光装置４の充電クロックの周波数を切り替える必要がある。
【００１９】
ステップＳ４０２において、ストロボＣＰＵ２００は、ノイズ強度についての制限を決定する。ストロボＣＰＵ２００は、ステップＳ４００およびＳ４０３で取得した撮像装置本体２の動作状態の情報に基づいて、ノイズ強度の制限を決定する。ノイズ強度とは、充電中に撮像センサ１０１の画素信号に生じ得る、磁界ノイズなどによるノイズの程度を定量化したものである。
【００２０】
図５は、複数種類の撮像装置本体２の複数の動作モードにおける、充電によるノイズ強度の説明図である。図５（ａ）および（ｂ）は、撮像装置本体２（Ａ）の説明図である。図５（ｃ）および（ｄ）は、撮像装置本体２（Ａ）とは異なる種類の撮像装置本体２（Ｂ）の説明図である。図５（ａ）から（ｄ）において、横軸は充電クロックの周波数であり、縦軸はノイズ強度である。図５（ａ）から（ｄ）には、発光装置４で設定可能な２０ｋＨｚから１００ｋＨｚの周波数の充電クロックについてのノイズ強度を図示している。図５（ａ）は、撮像装置本体２（Ａ）にて静止画像を撮像する際に、発光装置４での充電を実行した場合に撮像センサ１０１の画素信号に生じ得るノイズ強度を示したものである。撮像装置本体２（Ａ）で静止画像を撮像する場合、充電クロックの周波数を約３６ｋＨｚまたは約１００ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極大となる。この場合、静止画像の撮像中に充電をすると、静止画像にノイズが重畳され易い。これに対し、充電クロックの周波数を約６７ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極小となる。この場合、静止画像の撮像中に充電をしても、静止画像にノイズが重畳され難い。静止画像を撮像する撮像装置本体２（Ａ）では、充電クロックの周波数を約６７ｋＨｚまたはそれに近い周波数とすることにより、ノイズ強度を小さくして、静止画像のノイズを抑えることができる。図５（ｂ）は、撮像装置本体２（Ａ）がライブビュー（ＬＶ）の動作状態にある場合に、発光装置４の充電により撮像センサ１０１の画素信号に生じ得るノイズ強度を示したものである。撮像装置本体２（Ａ）がＬＶ動作状態である場合、充電クロックの周波数を約２０ｋＨｚ、約５８ｋＨｚまたは約９３ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極大となる。これに対し、充電クロックの周波数を約３７ｋＨｚ、または約７３ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極小となる。ＬＶ動作状態の撮像装置本体２（Ａ）では、充電クロックの周波数を約３７ｋＨｚ、約７３ｋＨｚ、またはそれらに近い周波数とすることにより、ノイズ強度を小さくして、静止画像のノイズを抑えることができる。このように、撮像装置本体２（Ａ）は、動作状態に応じて撮像センサ１０１からの２回の読出タイミングが異なる。そのため、ノイズ強度が極小となって撮像画像のノイズを抑制できる充電クロックの周波数は、撮像装置本体２（Ａ）の動作状態に応じて異なる。
【００２１】
図５（ｃ）は、撮像装置本体２（Ａ）とは異なる種類の撮像装置本体２（Ｂ）にて静止画像を撮像する際に、発光装置４での充電を実行した場合に撮像センサ１０１の画素信号に生じ得るノイズ強度を示したものである。撮像装置本体２（Ｂ）で静止画像を撮像する場合、充電クロックの周波数を約７０ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極大となる。これに対し、充電クロックの周波数を約２０ｋＨｚまたは約１００ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極小となる。静止画像を撮像する撮像装置本体２（Ｂ）では、充電クロックの周波数を約２０ｋＨｚまたは約１００ｋＨｚまたはそれに近い周波数とすることにより、ノイズ強度を可能な限り小さくして、静止画像のノイズを抑えることができる。図５（ｄ）は、撮像装置本体２（Ｂ）がライブビュー（ＬＶ）の動作状態にある場合に、発光装置４の充電により撮像センサ１０１の画素信号に生じ得るノイズ強度を示したものである。撮像装置本体２（Ｂ）がＬＶ動作状態である場合、充電クロックの周波数を約３０ｋＨｚ、または約８５ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極大となる。これに対し、充電クロックの周波数を約５５ｋＨｚとすると、ノイズ強度が極小となる。ＬＶ動作状態の撮像装置本体２（Ｂ）では、充電クロックの周波数を約５５ｋＨｚ、またはそれらに近い周波数とすることにより、ノイズ強度を小さくして、静止画像のノイズを抑えることができる。撮像装置本体２（Ｂ）は、撮像装置本体２（Ａ）と同様に、動作状態に応じて撮像センサ１０１からの２回の読出タイミングが異なる。そのため、ノイズ強度が極小となって撮像画像のノイズを抑制できる充電クロックの周波数は、撮像装置本体２（Ｂ）の動作状態に応じて異なる。また、たとえば図５（ａ）と（ｃ）とを比較すれば明らかなように、異なる種類の撮像装置本体２では、静止画像を撮像する同じ動作状態であっても、ノイズ強度が極小となって撮像画像のノイズを抑制できる充電クロックの周波数は異なる。
【００２２】
図６は、撮像装置本体２の各種の動作状態における、ノイズ強度の制限（上限）の説明図である。ノイズ強度の制限とは、撮像センサ１０１から得られる撮像画像において、許容し得るノイズ強度の最大値をいう。ノイズ強度の制限は、たとえば静止画像であればユーザーが視認できない画質劣化にとどまる最大のノイズ強度でよい。図６には、撮像装置本体２の各種の動作状態として、ＩＳＯ感度、撮像装置本体２との接続の有無（接続状態）、静止画像の撮像状態、ライブビュー（ＬＶ）での撮像状態、が例示されている。ここでは、４条件のノイズ強度の制限について説明しているが、条件は増やしてよい。たとえば、撮像センサ１０１を用いてＡＦ処理またはＡＥ処理制御を行う場合、それぞれの処理で求められる画質に基づいて、それぞれについてのノイズ強度を制限してよい。この場合、ＡＥの精度またはＡＦの精度を劣化させない最大のノイズ強度を、ノイズ強度の制限としてよい。図６に示すように、撮像装置本体２が装着されていない未接続状態、または接続されているものの撮像装置本体２が待機状態である場合、ノイズ強度の制限はない。この場合、撮像センサ１０１が動作していないので、充電ノイズを制限する必要はない。ＬＶでの撮像状態では、撮像装置本体２の表示部１０３に表示される画像の解像度が低く、充電ノイズの影響が画像上で見えにくい。このため、ＬＶでの撮像状態でのノイズ強度の制限は、静止画像の撮像状態のノイズ強度の制限より、大きい。また、ＩＳＯ感度がたとえば８００より高い場合、８００以下である場合より、小さい。ＩＳＯ感度が高い場合、ＩＳＯ感度が低い場合より、撮像素子内の画素信号に対する増幅率が高くなるため、撮像画像においてノイズが視認され易くなる。これらの画像の撮像状態でのノイズ強度の制限は、ＩＳＯ感度を代入変数とする演算式により算出してもよい。ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の動作状態に応じて図６に基づいてノイズ強度の制限の値を取得し、そのノイズ強度の制限を満たすように図５から充電クロックの周波数を選択する。これにより、ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の動作状態に応じたノイズ強度の制限を満たす充電クロックの周波数を決定することができる。たとえば、ＬＶ中は多少のノイズがあっても、表示部では視認しづらいため、静止画像時よりも制限を大きくすることができる。以下の説明では、一例として、発光装置４が撮像装置本体２（Ａ）に装着され、ＩＳＯ感度として１６００が設定さていることを前提に説明する。この場合のノイズ強度の制限は、図６から０．５となる。また、図５および図６のデータは、ストロボメモリ２０９にテーブルとして記録されてよい。この他にも、ストロボメモリ２０９には、図５に対応する近似式が記録されてよい。この場合、ストロボＣＰＵ２００は、近似式を用いて、充電クロックの周波数からノイズ強度を演算する。
【００２３】
ステップＳ４０３において、ストロボＣＰＵ２００は、ステップＳ４０２で決定したノイズ強度の制限を満たす充電クロックの周波数が設定できるか否かを判断する。上述したノイズ強度の制限が０．５である場合、ストロボＣＰＵ２００は、図５に基づいて、ノイズ強度が０．５以下となる充電クロックの周波数の有無を判断する。撮像装置本体２（Ａ）で静止画像を撮像する場合、図５（ａ）に示すように、ノイズ強度の制限「０．５」を満たす充電クロックの周波数が設定できる。約６２ＫＨｚから約７２ｋＨｚまでの充電クロックの周波数の範囲では、ノイズ強度が０．５以下になる。ノイズ強度の制限をみたす充電クロックの周波数が設定できると判断する場合、ストロボＣＰＵ２００は、処理をステップＳ４０４へ進める。一方、ノイズ強度の制限をみたす充電クロックの周波数が設定できないと判断する場合、ストロボＣＰＵ２００は、処理をステップＳ４０５へ進める。ステップＳ４０４において、ストロボＣＰＵ２００は、ノイズ強度の制限をみたす充電クロックの周波数の候補から、充電時間を最小にし得る周波数を決定する。ストロボＣＰＵ２００は、画像の読出タイミングの情報、および充電部２０１の充電時間に応じて、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。
【００２４】
図７は、充電クロックの周波数と充電時間との対応関係の一例の説明図である。横軸は充電クロックの周波数であり、縦軸は充電時間である。図７には、コンデンサ２０７を０Ｖからフル電圧（たとえば３３０Ｖ）まで充電する場合の充電時間を示している。実際の充電時間は、充電開始電圧と充電目標電圧に応じて増減する。また、実際の充電時間は、電池の種類または劣化度といった他の原因に応じて増減する。ただし、いずれの場合でも、充電クロックの周波数と充電時間との対応関係は、図７と同様の傾向にある。図７では、充電クロックの周波数が約６０から７０ｋＨｚである場合、充電時間が最小となる。約６０ｋＨｚ以下の充電時間は、わずかに増加する。約７０ｋＨｚ以上の充電時間は、比較的に大きく増加する。図７のデータは、ストロボメモリ２０９にテーブルとして記録されてよい。この他にも、ストロボメモリ２０９には、図７に対応する近似式が記録されてよい。この場合、ストロボＣＰＵ２００は、近似式を用いて、候補となる各充電クロックの周波数からそれぞれのノイズ強度を演算する。ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２（Ａ）で静止画像を撮像する場合、約６２ＫＨｚから約７２ｋＨｚまでの充電クロックの周波数の範囲から、充電時間を最小にし得る６２ＫＨｚを、充電時間を最小にし得る充電クロックの周波数として決定する。これにより、ストロボＣＰＵ２００は、充電クロックの周波数として、撮像センサ１０１でのダークレベルの読出タイミングから受光状態での読出タイミングまでによる二回読出しの周期に対応する周波数を決定できる。
【００２５】
ステップＳ４０５において、ストロボＣＰＵ２００は、発光装置４で設定できる周波数のうち、ノイズ強度が最小となる充電クロックの周波数を選択する。たとえば撮像装置本体２（Ｂ）で静止画像を撮像する場合、図５（ｃ）に示すように、ノイズ強度の制限「０．５」を満たす充電クロックの周波数がない。この場合、ストロボＣＰＵ２００は、ノイズ強度が最小となる充電クロックの周波数として、たとえば発光装置４で設定できる最小の２０ｋＨｚを選択する。その後、ステップＳ４０６において、ストロボＣＰＵ２００は、選択した周波数においてノイズ強度を満たすように、充電クロックのデューティ比を決定する。
【００２６】
図８は、他励プッシュプルフォワードコンバータ方式での充電クロックの説明図である。他励プッシュプルフォワードコンバータ方式では、基本的に位相が互いに反転している２相のクロック信号を用いる。そして、充電部２０１は、２相のクロック信号であるクロック１またはクロック２のいずれかがハイとなると、コンデンサ２０７に接続される不図示の充電スイッチがオンになり、コンデンサ２０７を充電する。デューティ比とは、クロック信号の１つの周期に対する、２相のクロック信号いずれかがハイとなる期間の総和の比率をいう。図８（ａ）では、クロック１とクロック２とは、交互にハイになる。この場合の充電クロックのデューティ比は、約９８％である。図５および図７のデータは、図８（ａ）の略最大のデューティ比の２相のクロック信号で充電した場合のものである。したがって、ストロボＣＰＵ２００は、ステップＳ４０４において充電時間を最小にし得る周波数を決定することにより、そのデューティ比として図８（ａ）の略最大のデューティ比を決定することになる。図８（ｂ）では、クロック１とクロック２とは、短い期間でハイになる。クロック１とクロック２とがともにローとなる期間がある。この場合の充電クロックのデューティ比は、約４０％である。クロック信号がハイになる期間（充電スイッチがオンになる期間）が長いほど、充電部２０１の昇圧トランスを通じてコンデンサ２０７へ向けて流れる電流が大きくなる。電流の変化が大きくなるほど、充電中に発生する電磁ノイズが大きくなる。ただし、電流が増えすぎると昇圧トランスでの磁束が飽和してそれ以上の電流が流れ難くなるので、電磁ノイズも制限され得る。充電クロックのデューティ比が大きいほど、電流が大きくなって充電時間が短くなるが、実際に発生するノイズも大きくなる。逆に、デューティ比が小さいほど、電流が小さくなり充電時間が長くなるが、ノイズが小さくなる。
【００２７】
図９は、代表的な１つの充電クロックの周波数での、デューティ比とノイズ強度との対応関係およびデューティ比と充電時間との対応関係の一例の説明図である。ここで、代表的な１つの充電クロックの周波数は、たとえば２０ｋＨｚである。図９（ａ）は、代表的な１つの充電クロックの周波数での、デューティ比とノイズ強度との対応関係の説明図である。横軸はデューティ比であり、縦軸はノイズ強度である。デューティ比が小さくなると、充電によるノイズか小さくなり、ノイズ強度も小さくなる。したがって、図８（ａ）の約９８％のデューティ比の場合より、図８（ｂ）の約４０％のデューティ比の場合のほうが、ノイズ強度も小さくなる。図９（ｂ）は、図９（ａ）と同じ充電クロックの周波数での、デューティ比と充電時間との対応関係の説明図である。横軸はデューティ比であり、縦軸は充電時間である。デューティ比が小さくなると、充電時間が長くなる。したがって、図８（ａ）の約９８％のデューティ比の場合より、図８（ｂ）の約４０％のデューティ比の場合のほうが、充電時間が長くなる。図９のデータは、ストロボメモリ２０９にテーブルとして記録されてよい。この他にも、ストロボメモリ２０９には、図９に対応する近似式が記録されてよい。この場合、ストロボＣＰＵ２００は、近似式を用いて、候補となる各充電クロックのデューティ比からそれぞれのノイズ強度および充電時間を演算する。図５（ｃ）では、上述したように０．５以下のノイズ強度の制限が得られない例である。この場合、ストロボＣＰＵ２００は、ステップＳ４０３においてノイズ強度の制限をみたす充電クロックの周波数が設定できないと判断し、処理をステップＳ４０５へ進める。
【００２８】
ストロボＣＰＵ２００は、ステップＳ４０５において、たとえば図５（ｃ）を用いて、ノイズ強度の制限を満たすことはできないがノイズ強度を最小にし得る充電クロックの周波数として２０ｋＨｚを選択する。その後、ステップＳ４０６において、ストロボＣＰＵ２００は、図９と同様の２０ｋＨｚでのデューティ比とノイズ強度および充電時間との対応関係を用いて、ノイズ強度の制限を満たすことができる最大のデューティ比を選択する。たとえば、ストロボＣＰＵ２００は、図９（ａ）を用いて、ノイズ強度の制限「０．５」を満たす最大のデューティ比として、デューティ比「６５％」を選択する。これにより、ストロボＣＰＵ２００は、ノイズ強度の制限を満たすことができる、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定できる。ストロボＣＰＵ２００は、画像の読出タイミングの情報、および充電部２０１の充電時間に応じて、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。この場合の実際の充電時間は、図９（ｂ）においてデューティ比「６５％」に対応する充電時間「約４．３秒」が基準になる。充電時間は、ノイズ強度の制限を満たすことができる最小の時間になり得る。なお、図９（ａ）に基づいてもノイズ強度の制限を満たすことができる最大のデューティ比を選択できない場合、ストロボＣＰＵ２００は、別途設定されている充電クロックのデューティ比の制限値を選択してよい。これにより、ストロボＣＰＵ２００は、充電クロックの周波数として、撮像センサ１０１での二回読出しの周期に対応する周波数を決定できない場合でも、その二回の読出しの周期を基準として、二回の読出しの周期に近い周期となる周波数を決定できる。また、ストロボＣＰＵ２００は、充電部２０１の充電中のノイズを抑制するように、二回読出しの周期に対応する周波数が決定できる場合と比べて、充電クロックのデューティ比を小さくする。
【００２９】
以上のように、本実施形態では、充電部２０１は、発光部２０２を発光させるための電圧を、充電クロックを用いて充電する。充電クロックを生成するストロボＣＰＵ２００は、少なくとも、撮像装置本体２から取得する撮像部の画像の読出タイミングの情報、および充電部２０１の充電時間に応じて、充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。ストロボＣＰＵ２００は、充電クロックを用いた充電により発生するノイズを抑えるように充電クロックの周波数およびデューティ比を決定する。本実施形態では、実際の充電時間は、画像に応じてたとえば画質とのトレードバランスにより決定されることになる。これに対して、仮にたとえば撮像部の画像の読出タイミングを避けるように充電を制御する場合、撮像中の充電時間は、固定的に長期化することになる。本実施形態では、このような撮像中の充電時間が固定的に長期化することを避けることができる。このように、本実施形態では、充電に起因して生じるノイズの低減と、充電時間の長期化の抑制とを良好に両立させることが可能になる。たとえば、静止画像の撮像モードにおいても、それ以外の動作モードであっても、それぞれの状況でのノイズの影響の程度に応じて可能な最小的な充電時間での充電が可能になる。また、連写速度の速い撮像の場合でも、充電周波数による充電時間の変化が影響しないように、充電時間を調整することができる。その結果、本実施形態では、連続撮像時に、充電不足により発光しないで撮像がなされ難くできる。
【００３０】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、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。
【００３１】
上述した実施形態では、ストロボＣＰＵ２００は、ノイズ強度を制限条件として充電時間を最小化するように充電クロックの周波数およびデューティ比を決定している。この他にもたとえば、ストロボＣＰＵ２００は、充電時間を制限条件としてノイズ強度を最小化するように充電クロックの周波数およびデューティ比を決定してよい。
【００３２】
上述した実施形態では、ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の動作状態に応じて、ノイズ強度を最小化するように充電クロックの周波数およびデューティ比を決定している。この他にもたとえば、ストロボＣＰＵ２００は、画質よりも連続撮像時の発光追従性（すなわち短い充電時間）が重視される場合には、充電時間を最小限にするように充電クロックの周波数およびデューティ比を決定してよい。ストロボＣＰＵ２００は、撮像装置本体２の動作状態に応じて、充電時間を最小限にするように充電クロックの周波数およびデューティ比を決定してよい。この場合、ノイズ強度の制限は、必要に応じて緩和されることになる。
【００３３】
上記実施形態は、本発明に係る充電制御方法を、発光装置４に適用した例である。この他にも、本発明の充電制御方法は、発光装置４または発光部２０２を利用可能な撮像装置本体２、撮像装置本体２ともに発光装置４を有する撮像システム１、または、撮像する被写体へ照明光を照射するための電圧を充電する充電装置に用いることができる。たとえば、図３の撮像装置本体２や図１の撮像システム１のＣＰＵが、図４の充電制御のプログラムを実行することにより、本発明に係る充電制御方法を撮像装置本体２または撮像システム１において実施することができる。
【００３４】
本発明は、上述の実施の形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワークや記憶媒体を介してシステムや装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータの１つ以上のプロセッサーがプログラムを読み出して実行する処理でも実現可能である。また、本発明は、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。
【符号の説明】
【００３５】
１  撮像システム
２  撮像装置本体
４  発光装置
１００  カメラＣＰＵ
１０１  撮像センサ
１０８  バッテリ
１０９  カメラメモリ
２００  ストロボＣＰＵ
２０１  充電部
２０２  発光部
２０６  本体用接続部
２０７  コンデンサ
２０８  バッテリ
２０９  ストロボメモリ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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