(57)【要約】【課題】プリ発光動作に必要な時間を短くする撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、ローリングシャッタで駆動される撮像素子を備える。１フレーム期間中に、発光を１回以上行うプリ発光を行うストロボを備える。プリ発光時であって、撮像素子においてストロボが発光している間を露光時間に含むように露光が行われる第１領域で得られた画像に関する第１輝度情報と、撮像素子においてストロボが発光している間を露光時間に含まないように露光が行われる第２領域で得られた画像に関する第２輝度情報とに基づいて、プリ発光後の本撮影におけるストロボの発光量を算出する制御部を備える。【選択図】図２
2010103816.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ローリングシャッタで駆動される撮像素子と、
１フレーム期間中に、発光を１回以上行うプリ発光を行うストロボと、
前記プリ発光時であって、前記撮像素子において前記ストロボが発光している間を露光時間に含むように露光が行われる第１領域で得られた画像に関する第１輝度情報と、前記撮像素子において前記ストロボが発光している間を露光時間に含まないように露光が行われる第２領域で得られた画像に関する第２輝度情報とに基づいて、前記プリ発光後の本撮影における前記ストロボの発光量を算出する制御部とを備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記第１輝度情報に基づいて、前記１フレーム期間中で且つ前記ストロボが発光した状態で前記第２領域の露光が行われた場合に前記第２領域で得られる画像に関する第３輝度情報を算出し、前記第３輝度情報と前記第２輝度情報とに基づいて前記本撮影における前記ストロボの発光量を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記プリ発光のために、前記１フレーム期間中に行う前記ストロボの発光回数は、前記プリ発光が行われる前に前記撮像素子による撮像で得られた画像に基づいて決定されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記プリ発光のために、前記１フレーム期間中に行う発光回数を設定する操作部を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、特にプリ発光動作に必要な時間を短くする撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１のように、ストロボ発光を伴う本撮影を行う前に、プリ発光を行い、プリ発光により得られた画像に基づいて本撮影におけるストロボの発光量を決定する撮像装置が提案されている。具体的に本撮影におけるストロボの発光量は、プリ発光を行ったフレームで得られた画像の輝度値と、プリ発光を行わないフレームで得られた画像の輝度値との差異に基づいて、決定される。
【特許文献１】特開２００２−３５９７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、本撮影を行う前に、プリ発光を行うフレームにおける画像と、プリ発光を行わないフレームにおける画像のそれぞれから輝度値を算出する必要があり、本撮影の開始を指示するレリーズボタンの押下後に本撮影が行われるまでに２フレーム以上の時間が必要になる。
【０００４】
したがって本発明の目的は、プリ発光動作に必要な時間を短くする撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る撮像装置は、ローリングシャッタで駆動される撮像素子と、１フレーム期間中に、発光を１回以上行うプリ発光を行うストロボと、プリ発光時であって、撮像素子においてストロボが発光している間を露光時間に含むように露光が行われる第１領域で得られた画像に関する第１輝度情報と、撮像素子においてストロボが発光している間を露光時間に含まないように露光が行われる第２領域で得られた画像に関する第２輝度情報とに基づいて、プリ発光後の本撮影におけるストロボの発光量を算出する制御部とを備える。
【０００６】
１フレームで得られた画像データに基づいて、発光量の算出が行えるため、ストロボを発光させた場合のフレームで得られた画像データと、ストロボを消灯させた場合のフレームで得られた画像データとに基づいて、すなわち２フレームで得られた画像データに基づいて、発光量を算出する形態に比べて、プリ発光動作を行う時間を短くなり、レリーズボタンを全押ししてから本撮影を行うまでの時間（レリーズタイムラグ）を短くすることが可能になる。
【０００７】
好ましくは、制御部は、第１輝度情報に基づいて、１フレーム期間中で且つストロボが発光した状態で第２領域の露光が行われた場合に第２領域で得られる画像に関する第３輝度情報を算出し、第３輝度情報と第２輝度情報とに基づいて本撮影におけるストロボの発光量を算出する。
【０００８】
第１領域の画像と第２領域の画像とは、異なる走査ラインで得られた画像であるため、厳密には被写体が一致しないが、第１領域（の各走査ライン）で得られた画像の輝度値（第１輝度情報）から、第２領域Ａ２（の各走査ライン）で得られると想定される画像の輝度値（第３輝度情報）を算出し、これと第２輝度情報との差異を求めることで、同じ被写体の輝度の差異を使って、本撮影時のストロボの発光量を正確に算出することが可能になる。
【０００９】
また、好ましくは、プリ発光のために、１フレーム期間中に行うストロボの発光回数は、プリ発光が行われる前に撮像素子による撮像で得られた画像に基づいて決定される。
【００１０】
また、好ましくは、プリ発光のために、１フレーム期間中に行う発光回数を設定する操作部を更に備える。
【００１１】
発光回数が増えると消費電力も増えるが、かかる発光制御により、消費電力も考慮した最適な発光回数でプリ発光を行うことが可能になる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、プリ発光動作に必要な時間を短くする撮像装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本実施形態について、図を用いて説明する。撮像装置１は、デジタルカメラである。撮像装置１の撮像に関する部分は、撮像装置１の電源のオンオフ状態の切り替えのために使用される電源ボタン９、レリーズボタン１３、操作部１５、各部の制御を行う制御部３０、レンズ駆動部４５、露出制御部４７、レンズ５１、ＣＭＯＳなど走査ラインごとに順次露光が行われるローリングシャッタで駆動される撮像素子５３、ＡＦＥ（アナログフロントエンド）５５、ＤＳＰ（映像信号処理回路）６０、ストロボ６５、記録部７０、及び表示部９０を備える（図１参照）。
【００１４】
被写体像は、レンズ５１を介した光学像として、撮像素子５３で撮像される。撮像により得られた画像データは、ＡＦＥ５５でアナログ信号からデジタル信号に変換され、ＤＳＰ６０で画像処理が施される。かかる動作が一定時間（１／３０秒）ごとに行われ、表示部９０に、画像データに基づいてスルー画像が表示される（ライブビュー表示）。
【００１５】
レリーズボタン１３は、半押しすることにより測光スイッチ（不図示）がオン状態にされ測光やレンズ駆動部４５による測距及び合焦動作が行われる。測光は、撮像素子５３における撮像で得られた画像データに基づいて行われる。具体的には、ＤＳＰ６０は、画像処理において生成される輝度信号から測光領域における輝度値（被写体の明るさに関する情報）を求め、これを測光結果として、制御部３０に出力する。制御部３０は、輝度値に基づいて適正な露出（絞りや露光時間）を算出する（露出演算）。測距は、撮像で得られた画像データから、ＡＦ領域に対応する部分の画像のコントラストに基づいて行われる。
【００１６】
本実施形態では、レリーズボタン１３の半押し後に、測光や測距を開始する形態で説明したが、電源ボタン９を使って撮像装置１の電源がオン状態にされた後、常時測光や測距を行う形態であってもよい。この場合は、レリーズボタン１３が半押しされると、測光や測距動作が停止され、半押しされる直前の測光や測距結果が、本撮影に使用される。
【００１７】
レリーズボタン１３は、全押しすることによりレリーズスイッチ（不図示）がオン状態にされ、制御部３０で算出された露出で撮像が行われるように、露出制御部４７により絞りや露光時間が制御された状態で、本撮像が行われる。撮像により得られた画像データに対応する画像は、ＤＳＰ６０における画像処理後に、表示部９０に表示され、画像データは記録部７０に記録される。
【００１８】
ストロボ６５による発光を行う場合には、レリーズボタン１３の全押し後に、ストロボ６５は、制御部３０の制御に基づいて、プリ発光を行い、制御部３０は、プリ発光時に得られた画像データに基づいて発光量を算出する（調光）。その後行われる撮像（本撮影）では、ストロボ６５は、調光で算出された発光量で発光する。なお、ストロボ６５は、撮像装置１と一体で構成される形態であってもよいし、別体で構成される形態であってもよい。
【００１９】
ストロボ６５は、一定時間（１／３０秒）の長さで垂直同期信号ＶＤの出力時から開始される１フレーム期間中、特に読み出し期間を除く撮像期間中に、所定のタイミングで１回以上発光する機能を有する。かかる機能はプリ発光時に使用される。プリ発光でストロボ６５は、１フレーム期間中に、撮像素子５３の走査ラインごとの露光タイミングに合わせて所定の回数だけ発光する。プリ発光時の発光時間や発光タイミングは、露光時間ｅ１の長さ、１水平ラインの読み出し時間を考慮して、決定される。具体的には、ストロボ６５が発光している間を露光時間に含むように露光が行われる走査ラインと、ストロボ６５が発光している間を露光時間に含まないように露光が行われる走査ラインとを少なくとも１以上撮像素子５３に含まれるように、発光時間や発光タイミングが制御される。
【００２０】
例えば、制御部３０は、撮像素子５３の１走査ラインの露光時間ｅ１ごとに交互に発光と消灯を繰り返すようにストロボ６５の発光制御を行う（図２、図３参照）。図３の上段は、撮像素子５３におけるストロボ６５の発光が行われ、ストロボ光と定常光とに基づいて露光される走査ラインを白色（第１領域Ａ１）で、ストロボ６５の発光が行われず定常光だけに基づいて露光される走査ラインを黒色（第２領域Ａ２）で表す。かかる発光制御下で得られた画像データに対応する画像は、ストロボ６５による発光で明るい領域と、消灯で暗い領域とが交互に並べられたものになる。
【００２１】
ＤＳＰ６０は、画像データを、ストロボ６５が発光した時、すなわちストロボ発光と定常光下で露光した走査ラインで得られた部分（第１領域Ａ１）と、ストロボ６５が消灯した時、すなわち定常光下で露光した走査ラインで得られた部分（第２領域Ａ２）とに分割する。ＤＳＰ６０は、第１領域Ａ１の画像（図２の下段（１）参照）の第１輝度値Ｌ１と、第２領域Ａ２の画像（図２の下段（２）参照）の第２輝度値Ｌ２との差異を算出する。差異により、プリ発光時のストロボ光だけに基づく被写体の輝度値が分かる。かかる差異に基づいて、制御部３０は、本撮影時のストロボ６５の発光量を算出する。
【００２２】
第１、第２輝度値Ｌ１、Ｌ２は、それぞれ第１、第２領域Ａ１、Ａ２の画像における各画素の輝度の積算値、平均値、代表値などが考えられる。
【００２３】
なお、図２の例では、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２が同じ大きさになるように発光制御する形態で説明したが、これらが異なる大きさになる発光制御も考えられる。例えば、ストロボ６５の発光回数を少なくする発光制御が行われると、第１領域Ａ１が第２領域Ａ２よりも小さくなることが考えられる。この場合であって、第１、第２輝度値Ｌ１、Ｌ２として、各画素の輝度の積算値を用いる場合には、第１領域Ａ１と第２領域Ａ２の大きさの違いを考慮した輝度値の差異計算を行う必要がある。
【００２４】
また、ストロボ６５の発光制御は、露光時間ｅ１の長さ、１水平ラインの読み出し時間だけでなく、被写体に応じて決定されるのが望ましい。具体的には、被写体が単一色の壁である場合など単純な構成である場合には、発光回数が少なくても正確な発光量算出が可能になる。一方、被写体が沢山の人や風景を含む複雑な構成である場合には、発光回数を多くする必要がある。このため、被写体の構成の複雑さに応じて、発光回数を設定するのが望ましい。被写体の構成の複雑さは、使用者が目視により判断し、操作部１５を使って手動で発光回数を設定する形態であってもよいし、プリ発光が行われる前のスルー画像表示などのために撮像素子５３による撮像で得られた画像上のコントラストの差異などに基づいて制御部３０などが自動的に発光回数を設定する形態であってよい。発光回数が増えると消費電力も増えるが、かかる発光制御により、消費電力も考慮した最適な発光回数でプリ発光を行うことが可能になる。発光回数の設定として、他にも、測距の結果に基づいて近くに合焦の対象があると判断した場合や、撮影モードがポートレートモードや風景モードに設定されている場合に、発光回数を多めに設定する形態も考えられる。
【００２５】
次に、レリーズボタン１３を全押ししてから本撮影が行われるまでの手順を図４のフローチャートを用いて説明する。レリーズボタン１３が全押しされると、ステップＳ１１で、ストロボ６５は、１フレーム期間に、撮像素子５３の所定の走査ラインの露光時間に合わせて発光する（プリ発光）。ステップＳ１２で、ＤＳＰ６０は、プリ発光時の１フレーム期間で得られた画像データを、ストロボ６５が発光した時に露光したラインで得られた第１領域Ａ１と、ストロボ６５が消灯した時に露光したラインで得られた第２領域Ａ２とに分離する。ステップＳ１３で、ＤＳＰ６０は、第１領域Ａ１の輝度値と、第２領域Ａ２の輝度値を算出し、制御部３０は、これらの差異に基づいて、本撮影時のストロボ６５の発光量を算出する。ステップＳ１４で、本撮影が行われ、ストロボ６５は、本撮影時のフレームの間、ステップＳ１３で算出された発光量で発光する。
【００２６】
このため、１フレーム期間で得られた画像データに基づいて、発光量の算出が行えるため、ストロボ６５を発光させた場合の１フレーム期間で得られた画像データと、ストロボ６５を消灯させた場合の１フレーム期間で得られた画像データとに基づいて、すなわち２フレーム期間で得られた画像データに基づいて、発光量を算出する形態に比べて、プリ発光動作を行う時間を短くなり、レリーズボタン１３を全押ししてから本撮影を行うまでの時間（レリーズタイムラグ）を短くすることが可能になる。
【００２７】
また、短い時間の露光で得られた画像に基づいて、発光量を算出するため、手ブレや被写体ブレの影響を受けにくく、２フレーム期間で得られた画像データに基づいて発光量を算出する形態に比べて、発光量を正確に算出することが可能になる。
【００２８】
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、第１領域Ａ１の第１輝度値Ｌ１から、第２領域Ａ２の各走査ラインの露光時にプリ発光を行ったとしたらかかる領域で得られる画像の第３輝度値Ｌ３を推定した上で、これと第２領域Ａ２における定常光の第２輝度値Ｌ２との差異に基づいて、本撮影時のストロボ６５の発光量を算出する。
【００２９】
例えば、３ラインごとにプリ発光を行う形態で説明する（図５参照）。図５の撮像素子５３における斜線部分は、ストロボ６５の発光が行われず定常光だけに基づいて露光される走査ラインで、且つスルー画像表示のために読み出しを行わないものを示す。
【００３０】
制御部３０は、画像データのうちストロボ６５が発光した時に露光した走査ライン（第１領域Ａ１）で得られた第１輝度値Ｌ１に基づいて、ストロボ６５が発光した時に第２領域Ａ２の走査ラインで露光が行われたとしたら得られると想定される該走査ラインの画像の第３輝度値Ｌ３を算出する。例えば、図５において、第２領域Ａ２に含まれる走査ラインＡ２１で得られる画像の第３輝度値Ｌ３Ａ２１は、走査ラインＡ２１に近い第１領域Ａ１に含まれる走査ラインＡ１１とＡ１２で得られる画像の第１輝度値Ｌ１Ａ１１、Ｌ１Ａ１２に走査ラインＡ２１からの距離に応じた重み付け係数を加えたものから求められる（Ｌ３Ａ２１＝（Ｌ１Ａ１１×２＋Ｌ１Ａ１２×１）÷３、図６参照）。かかる計算は第２領域Ａ２の走査ラインごとに行われ、これらに基づいて第２領域Ａ２で得られる画像の第３輝度値Ｌ３が算出される。次に、制御部３０は、第３輝度値Ｌ３と第２輝度値Ｌ２との差異を算出し、かかる差異に基づいて、本撮影時のストロボ６５の発光量を算出する。
【００３１】
第１領域Ａ１の画像と第２領域Ａ２の画像とは、異なる走査ラインで得られた画像であるため、厳密には被写体が一致しない。第２実施形態では、第１領域Ａ１の各走査ラインで得られた画像の輝度値（第１輝度値Ｌ１）から、第２領域Ａ２の各走査ラインで得られると想定される画像の輝度値（第３輝度値Ｌ３）を算出し、これと第２輝度値Ｌ２との差異を求めることで、同じ被写体の輝度値の差異を使って、本撮影時のストロボ６５の発光量を正確に算出することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態における撮像装置の構成図である。
【図２】プリ発光動作を行う１フレーム期間中の、ストロボ発光、垂直同期信号、及び撮像素子の走査ラインごとの露光期間を示すタイミングチャートである。
【図３】第１実施形態における撮像素子の第１、第２領域の構成と、これらの領域で得られた画像を示す図である。
【図４】本撮影が行われるまでの動作手順を示すフローチャートである。
【図５】第２実施形態における撮像素子の第１、第２領域の構成を示す図である。
【図６】第２実施形態における第１領域に含まれる走査ラインと、第２領域に含まれる走査ラインの詳細を示す構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  撮像装置
９  電源ボタン
１３  レリーズボタン
１５  操作部
３０  制御部
４５  レンズ駆動部
４７  露出制御部
５１  レンズ
５３  撮像素子
５５  ＡＦＥ
６０  ＤＳＰ
６５  ストロボ
７０  記録部
９０  表示部
【図１】
2010103816.tif 000003
【図２】
2010103816.tif 000004
【図３】
2010103816.tif 000005
【図４】
2010103816.tif 000006
【図５】
2010103816.tif 000007
【図６】
2010103816.tif 000008