(57)【要約】【課題】電荷の蓄積開始および蓄積終了のタイミングが、ラインごとまたは画素ごとに制御されるイメージセンサを備えた撮像装置について、フラッシュ撮影を行うときのフラッシュの発光量を最適化する。【解決手段】  光電変換素子から出力される画素信号を用いて画像を形成し、形成された画像において主要領域を決定する。例えば、画像に含まれる所定パターン（例えば、顔画像）を検出し、検出された領域主要領域とする（Ｓ２０４）。主要領域に対応する単位素子が、予備発光期間の開始時以前に電荷の蓄積を開始し且つ予備発光期間の終了時以降に電荷の蓄積を終了するように、顔の位置に合わせて予備発光の開始タイミングを設定し（Ｓ２０６）、設定されたタイミングでフラッシュを予備発光させる（Ｓ２０９）。【選択図】図１０
2010087664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックス状に配置され且つランダムアクセスが可能な複数の光電変換素子により構成されるイメージセンサと、
前記光電変換素子の電荷の蓄積開始および蓄積終了のタイミングを、ラインごとまたは画素ごとに制御する制御手段と、
前記光電変換素子から出力される画素信号を用いて画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成された画像の一部の領域を、主要領域に決定する主要領域決定手段と、
設定された予備発光期間および本発光期間に、フラッシュライトを駆動するフラッシュライト駆動手段と、
前記主要領域決定手段により決定された主要領域を構成する画素に対応する光電変換素子が、前記予備発光期間の開始時以前に前記電荷の蓄積を開始し且つ前記予備発光期間の終了時以降に前記電荷の蓄積を終了するように、前記予備発光期間を設定する期間設定手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記主要領域決定手段が、前記画像形成手段により形成された画像から所定パターンを検出し、該所定パターンが配置されている領域を前記主要領域に決定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記所定パターンが、顔画像であることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記所定パターンが、被写体の動き検出に使用される基準パターンであることを特徴とする請求項２記載の撮像装置。
【請求項５】
前記主要領域決定手段が、前記画像形成手段により形成された画像を複数のブロックに分割して該ブロックごとに被写体までの距離を算出し、前記被写体までの距離が所定の閾値以下となる一または複数のブロックにより構成される領域を、前記主要領域に決定することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項６】
前記主要領域決定手段が、前記画像形成手段により形成された画像を複数のブロックに分割して該ブロックごとに被写体の明るさを算出し、前記被写体の明るさが所定の閾値以下となる一または複数のブロックにより構成される領域を、前記主要領域に決定することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項７】
前記主要領域決定手段が、前記画像形成手段により形成された画像に対するユーザの領域設定操作を受け付け、該領域設定操作により設定された領域を、前記主要領域に決定することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像形成手段により形成された画像と、前記主要領域決定手段により決定された前記主要領域を示す目印とを所定画面に出力する表示制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項９】
前記期間設定手段が、前記主要領域に基づいて設定した予備発光期間と基準期間との時間的なずれが所定の閾値を超えるときに、前記基準期間を前記閾値に相当する時間分ずらした期間が予備発光期間となるように、前記予備発光期間を再設定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記期間設定手段が、前記主要領域に基づいて設定した期間と基準期間との時間的なずれが所定の閾値を超えるときに、前記基準期間が前記予備発光期間となるように、前記予備発光期間を再設定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記主要領域決定手段が、当該撮像装置について設定された動作モードに基づいて、選択的に動作する手段であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１２】
画像形成手段により形成された画像を所定の記録媒体に記録する手段であって、前記予備発光期間を特定する情報を前記画像の付加情報として記録する画像記録手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項記載の撮像装置。
【請求項１３】
フラッシュ撮影機能を備える撮像装置のフラッシュの制御方法であって、
マトリックス状に配置され且つランダムアクセスが可能な複数の光電変換素子により構成されるイメージセンサについて、前記光電変換素子の電荷の蓄積開始および蓄積終了のタイミングを、ラインごとまたは画素ごとに制御し、
前記光電変換素子から出力される画素信号を用いて画像を形成し、
該形成された画像に基づいて該画像の主要領域を決定し、
前記主要領域を構成する画素に対応する光電変換素子が、フラッシュの予備発光期間の開始時以前に前記電荷の蓄積を開始し且つ前記予備発光期間の終了時以降に前記電荷の蓄積を終了するように、前記予備発光期間を設定し、
前記設定された予備発光期間にフラッシュライトを駆動することを特徴とするフラッシュの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッシュ撮影機能を備えた撮像装置と、フラッシュの制御方法に関する。詳しくは、電荷の蓄積開始および終了のタイミングを画素単位で制御することが可能な撮像素子により画像を取得し、その画像を使ってフラッシュの発光量を最適化する撮像装置と、その発光量の最適化の方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、デジタルカメラなどに搭載される撮像素子の主流は、ＣＣＤイメージセンサからＣＭＯＳイメージセンサへと移行しつつある。ＣＭＯＳイメージセンサは、ＣＭＯＳ  ＬＳＩと同様のプロセスで製造できるため、イメージセンサ以外の回路を同じチップに組み込むことが容易であり、いわゆるシステム・オン・チップに適している。また、信号転送時のノイズ（スミア）の影響を受けにくい、電源の数が少なくてよいなど、ＣＣＤイメージセンサにはない利点がある。
【０００３】
一方、ＣＭＯＳイメージセンサは、その構造上、ＣＣＤイメージセンサのように、すべての画素から同時に信号を出力することができないため、信号の読み出しはラインごとあるいは画素ごとに行われる。この際、信号を出力した画素はその時点から次の電荷の蓄積を開始するので、各画素における電荷の蓄積開始タイミングおよび蓄積終了タイミングは、信号を出力するタイミングに応じて、それぞれ異なることとなる。
【０００４】
一方、デジタルカメラのフラッシュの制御方法として、本撮影前にフラッシュを予備的に発光させ（以下、プレ発光）、プレ発光時に取得された画像を利用して、本撮影時に行うフラッシュ発光（以下、本発光）の発光量を最適化する方法が知られている。この方法は、撮像素子がＣＣＤのときは有効であるものの、画素ごとに電荷の蓄積開始／終了タイミングが異なるＣＭＯＳイメージセンサの場合には不都合が生じる。このため、ＣＭＯＳイメージセンサを備えるデジタルカメラでは、ＣＭＯＳイメージセンサとは別に調光用センサを設け、調光用センサが取得した情報に基づいてフラッシュを制御することが一般的である。
【０００５】
ＣＭＯＳイメージセンサで取得された画像を使用してフラッシュ制御を行う方法としては、特許文献１に示される方法がある。同文献には、上記不都合を解消する方法として、特定のブロック内の画素に電荷が蓄積される期間にプレ発光が行われるように、工場出荷時にプレ発光のタイミングを調節しておき、そのブロックから読み出した信号を用いて本発光を制御する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第３６３９７３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に示される方法は、同文献の第００２８〜００３０段落で説明されているように、プレ発光のタイミングにあわせて特定のブロックから信号を読み出すものである。この方法では、プレ発光の有無に応じて異なる読出制御を行わなければならないが、制御方法の頻繁な切り替えは、動作エラーなどの弊害を生じさせる可能性があり、好ましくない。また、プレ発光や発光量の最適化は、シャッターレリーズボタンの押下後に行われるため、高速処理が要求される。処理時間の観点からも、制御方法の頻繁な切り替えを伴う複雑な処理は、好ましくない。
【０００７】
本発明は、ＣＭＯＳイメージセンサを備える撮像装置のフラッシュの制御方法として、シャッタースピードが早いとき（すなわち露光時間が短いとき）でも、複雑な読出制御を行うことなく、フラッシュの発光量を最適化することができる方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の撮像装置は、マトリックス状に配置され且つランダムアクセスが可能な複数の光電変換素子により構成されるイメージセンサと、光電変換素子の電荷の蓄積開始および蓄積終了のタイミングを、ラインごとまたは画素ごとに制御する制御手段を備える。また、その光電変換素子から出力される画素信号を用いて画像を形成する画像形成手段と、画像形成手段により形成された画像の一部の領域を、主要領域に決定する主要領域決定手段を備える。さらには、設定された予備発光期間および本発光期間に、フラッシュライトを駆動するフラッシュライト駆動手段と、予備発光期間を設定する期間設定手段を備える。この期間設定手段は、主要領域決定手段により決定された主要領域を構成する画素に対応する光電変換素子が、予備発光期間の開始時以前に電荷の蓄積を開始し且つ予備発光期間の終了時以降に電荷の蓄積を終了するように、予備発光期間を設定する。
【０００９】
本発明の方法は、上記撮像装置が備えるフラッシュの制御方法の発明であり、次の手順にしたがってフラッシュを動作させる。はじめに、光電変換素子から出力される画素信号を用いて画像を形成し、形成された画像に基づいて画像の主要領域を決定する。続いて、主要領域を構成する画素に対応する光電変換素子が、フラッシュの予備発光期間の開始時以前に電荷の蓄積を開始し且つ予備発光期間の終了時以降に電荷の蓄積を終了するように、予備発光期間を設定する。そして、設定された予備発光期間にフラッシュライトを駆動する。
【００１０】
ＣＭＯＳイメージセンサのような撮像素子では、電荷の蓄積開始から蓄積終了までの期間が短いとき、すなわちシャッタースピードが速いときに、プレ発光時の被写体からの反射光を受光できない、もしくは一部しか受光できないラインまたは光電変換素子が存在することとなる。これに対し、本発明の撮像装置および方法では、主要領域に対応する光電変換素子は必ずプレ発光時の反射光を受光できるので、シャッタースピードが速いときでも、本発光時の発光量の演算に使用するのに適した画像（プレ画像）を取得することができ、本発光の発光量を適正な値に設定することができる。
【００１１】
一実施形態において、主要領域決定手段は、画像形成手段により形成された画像から所定パターンを検出し、その所定パターンが配置されている領域を主要領域に決定する。所定パターンは、顔画像、もしくは被写体の動き検出に使用される基準パターンであることが好ましい。
【００１２】
他の実施形態において、主要領域決定手段は、画像形成手段により形成された画像を複数のブロックに分割してブロックごとに被写体までの距離を算出し、被写体までの距離が所定の閾値以下となる１または複数のブロックにより構成される領域を、主要領域に決定する。
【００１３】
さらに他の実施形態において、主要領域決定手段は、画像形成手段により形成された画像を複数のブロックに分割してブロックごとに被写体の明るさを算出し、被写体の明るさが所定の閾値以下となる１または複数のブロックにより構成される領域を、主要領域に決定する。
【００１４】
さらに他の実施形態において、主要領域決定手段は、画像形成手段により形成された画像に対するユーザの領域設定操作を受け付け、その領域設定操作により設定された領域を、主要領域に決定する。
【００１５】
上記撮像装置は、画像形成手段により形成された画像と、主要領域決定手段により決定された主要領域を示す目印とを所定画面に出力する表示制御手段をさらに備えることが好ましい。これにより、ユーザは、主要領域をモニタで確認することができる。
【００１６】
また、期間設定手段は、主要領域に基づいて設定した予備発光期間と基準期間との時間的なずれが所定の閾値を超えるときに、基準期間を前記閾値に相当する時間分ずらした期間が予備発光期間となるように、予備発光期間を再設定することが好ましい。あるいは、そのような場合に、基準期間が予備発光期間となるように、予備発光期間を再設定してもよい。これにより、設定された予備発光期間が標準的な予備発光期間から大きく外れることにより生じる不都合を解消することができる。
【００１７】
また、主要領域決定手段は、撮像装置の動作モードに基づいて、選択的に動作する手段とすることが好ましい。すなわち、主要領域の決定を行うか否か、またどの方法により決定するかを、動作モードに応じて切り替えることが好ましい。
【００１８】
また、上記撮像装置は、本発光が行われたときに画像形成手段により形成された画像を所定の記録媒体に記録する手段であって、予備発光期間を特定する情報を前記画像の付加情報として記録する画像記録手段をさらに備えることが好ましい。これにより、ユーザは、記録媒体から画像とともにこれらの情報を読み出して確認することができる。また、画像ファイルをパソコンに転送してパソコン上で画像処理を施すときに、これらの情報を画像処理に利用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の撮像装置および制御方法の実施形態として、フラッシュ撮影機能を備えた一眼レフのデジタルカメラと、そのデジタルカメラのフラッシュの制御方法を示す。
【００２０】
［実施形態１］
図１は、デジタルカメラ１の外観を示す斜視図である。この図に示すように、デジタルカメラ１の前面には、撮像レンズ２が備えられ、デジタルカメラ１の上面には、シャッターレリーズボタン３、フラッシュライト４、付属品の取付口であるホットシュー５、各種設定操作を行うためのモードダイヤル６１、コマンドダイヤル６２、フラッシュボタン６３などの設定操作ボタン６が備えられている。
【００２１】
シャッターレリーズボタン３は、２段階の押下により２種類の動作を指示できる構造を有する。例えば、自動露出調整機能（ＡＥ：Auto Exposure）、自動焦点調節機能（ＡＦ：Auto Focus）を利用した撮影では、デジタルカメラ１は、シャッターレリーズボタン３が軽く押下（半押しともいう）されたときに、自動的に、最適な露出、焦点を設定する。その状態で、シャッターレリーズボタン３が強く押下（全押しともいう）されると、デジタルカメラ１は設定された条件で露光を開始し、露光により得られた１フレーム分の画像データをメモリカードに記録する。
【００２２】
フラッシュライト４はフラッシュ収納部７に内蔵されており、シャッターレリーズボタン３の２段階目の押下操作（全押し操作）と連動して発光動作を行う。フラッシュ収納部７は、自動または手動の操作によりカメラ上部方向に開閉する。図は、フラッシュ収納部７が開いた状態を示している。
【００２３】
フラッシュの発光動作は、ユーザにより設定された撮影モードおよびフラッシュモードによって決まる。撮影モードとしては、撮影に係る全設定をカメラが自動で行うＡＵＴＯモード、撮影に係る全設定をユーザが手動で行うマニュアルモードのほか、プログラムオートモード、シャッター優先オートモード、絞り優先オートモード、ブレ軽減モード、ナチュラルフォトモード、その他人物、風景、夜景など撮影シーンごとのモードが用意されている。撮影モードは、モードダイヤル６１の操作により設定することができる。また、フラッシュモードとしては、周囲の明るさから発光の要否を判断して自動的に発光するオートフラッシュモード、周囲の明るさに拘わらず発光する強制発光モードなどが用意されている。フラッシュモードは、フラッシュボタン６３を押下し、後述するモニタに表示される設定画面において設定することができる。
【００２４】
デジタルカメラ１は、フラッシュ収納部７を閉じた状態で、ホットシュー５に外付フラッシュライトを取り付けて使用することもできる。外付フラッシュライトは、ホットシュー５に取付けられることで機械的・電気的にデジタルカメラ１に接続され、これにより、フラッシュ収納部７に内蔵されたフラッシュライト４と同様、設定されたモードに応じて、シャッターレリーズボタン３の押下操作と連動した発光動作を行うようになる。本発明は、フラッシュライトが内蔵か外付けかによらず適用可能な発明である。
【００２５】
図２は、デジタルカメラ１の背面図である。この図に示すように、デジタルカメラ１の背面には、モニタ（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）９と、設定を行うときの選択操作に用いられる十字キー６４、その他ズーム設定ボタンなどの各種設定操作ボタンが備えられている。またデジタルカメラ１の側面に備えられたスロットカバー１０は開閉可能であり、中にはメモリカード用スロットが備えられている。デジタルカメラ１により撮影された画像は、メモリカード用スロットに装填されたｘＤ−ピクチャーカードなどの記録メディア８に記録される。
【００２６】
図３は、デジタルカメラ１の内部構成を示す図である。この図に示すように、デジタルカメラ１は、ＣＰＵ４２と、撮影動作の制御に関わる各種制御プログラムおよび各種設定値を記憶する内部メモリ４８を備える。また、デジタルカメラ１は、ＣＰＵ４２からの指示に応じて、前述のシャッターレリーズボタン３および各種設定操作ボタン６を含む操作系から入力される情報を取り込む操作系制御部４３を備えている。ＣＰＵ４２は、デジタルカメラ１を構成する各部と直接もしくはシステムバス５４を介して信号を送受信し、操作系制御部４３から入力される操作情報と、内部メモリ４８に記憶されている制御プログラムにしたがって、内部メモリ４８に記憶されている設定値の更新や、以下に説明する各部の動作を、統括的に制御する。
【００２７】
デジタルカメラ１は、撮像系３０として、撮像レンズ２、絞り３１、シャッター３２、ＣＭＯＳイメージセンサ３３およびそれらを駆動制御する駆動部を備えている。撮像レンズ２は、フォーカスレンズ２１およびズームレンズ２２により構成される。各々のレンズは、モータとモータドライバとからなるフォーカスレンズ駆動部３４およびズームレンズ駆動部３５によって光軸方向に移動可能である。フォーカスレンズ駆動部３４は、後述するＡＦ処理部４５から出力されるフォーカス駆動量データに基づいて、ズームレンズ駆動部３５はズームレバーの操作量データに基づいて、各々のレンズの移動を制御する。
【００２８】
絞り３１は、モータとモータドライバとからなる絞り駆動部３６によって駆動される。この絞り駆動部３６は、後述するＡＥ／ＡＷＢ処理部４６から出力される絞り値データに基づいて絞り径の調整を行う。
【００２９】
シャッター３２は、メカニカルシャッターであり、モータとモータドライバとからなるシャッター駆動部３７によって駆動される。シャッター駆動部３７は、シャッターレリーズボタン３の押下により発生する信号と、ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６から出力されるシャッタースピードデータとに応じて、シャッター３２の開閉の制御を行う。
撮像素子であるＣＭＯＳイメージセンサ３３は、これらの光学系の後方に配置される。ＣＭＯＳイメージセンサ３３は、多数の光電変換素子をマトリックス状に配列した受光面を有する。受光面の前方には、各光電変換素子に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、Ｒ，Ｇ，Ｂ各色のフィルタが規則的に配列されたカラーフィルタアレイとが配置されている。光学系を通過した光は、この受光面に結像し、光電変換され、光電変換素子ごとに電荷が蓄積される。
【００３０】
蓄積された電荷は、各光電変換素子の後段に配置された増幅素子により、それぞれ増幅される。そして、ＣＭＯＳ駆動部３８から供給される垂直転送クロックおよび水平転送クロックに同期して、１ラインずつアナログ信号として出力される。
【００３１】
以下の説明では、光電変換素子と増幅素子からなる一画素分の素子を、単位素子と称する。また、受光面の最上列をライン１とし、以降順番にライン２、ライン３・・・ラインＮ（Ｎは総列数）と称する。
【００３２】
図４は、ＣＭＯＳイメージセンサ３３の各ラインを構成する単位素子の動作を、横軸を時間の流れとして表したチャート図である。同図が示すように、各単位素子に蓄積された電荷を、ライン１から順番にラインごとに出力した場合、１ラインあたりの出力時間をＴoとすると、１フレームの出力にかかる時間はＴo・Ｎとなる。
【００３３】
従来、撮像素子として採用されることが多かったＣＣＤは、１フレーム分の出力が完了した後に、全単位素子が一斉に次の露光（電荷の蓄積）を開始する。これに対し、ＣＭＯＳイメージセンサの各単位素子は、蓄積されていた電荷を出力すると直ちに次の電荷の蓄積を開始する。このためＣＭＯＳイメージセンサでは、電荷を出力するタイミングを制御することで、ラインごとに、もしくは単位素子ごとに、電荷の蓄積を開始するタイミングを制御することができる。ライン単位で信号が読み出されるように出力タイミングを制御すれば、図に示すように、各ラインを構成する単位素子の露光期間は、ラインごとに時間Ｔoずれることになる。
【００３４】
電荷の出力にかかる時間Ｔｏは、デバイスの仕様（性能）により決まる時間であり、内部メモリ４８に記憶されている。一方、各画素の電荷蓄積期間、すなわち露光時間Ｔｅは、ＣＭＯＳ駆動部３８から与えられる電子シャッター駆動信号によって制御される。ＣＭＯＳ駆動部３８は、ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６が求めたシャッタースピードもしくは設定操作ボタン６の操作により設定されたシャッタースピードに基づいて、露光時間Ｔｅを決定する。そして、各単位素子が、露光時間Ｔｅが経過した時点で電荷を出力するように、クロック制御を行う。
【００３５】
以下、再び図３を参照して説明する。ＣＭＯＳイメージセンサ３３から出力されたアナログ信号は、アナログ信号処理部３９に入力される。アナログ信号処理部３９は、アナログ信号のノイズを除去する相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、アナログ信号のゲインを調節するオートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。アナログ信号処理部３９に入力されたアナログ信号は、これらの回路により、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＲＡＷデジタルデータに変換される。
【００３６】
タイミングジェネレータ４０は、タイミング信号を発生させるものであり、このタイミング信号をシャッター駆動部３７、ＣＭＯＳ駆動部３８、およびアナログ信号処理部３９に供給することにより、シャッターレリーズボタン３の操作、シャッター３２の開閉、ＣＭＯＳイメージセンサ３３の各ラインもしくは画素からの電荷の読み出し、およびアナログ信号処理部３９の処理の同期をとる。
【００３７】
画像入力コントローラ４４は、アナログ信号処理部３９から入力されたデジタルデータをフレーム単位にまとめて、フレームメモリ４９に書き込む。すなわち、本実施形態では、アナログ信号処理部３９と画像入力コントローラ４４が画像形成手段として機能する。
【００３８】
フレームメモリ４９は、例えば、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ(Synchronous Dynamic Random Access Memory)であり、画像データに対して後述の各種画像処理（信号処理）を行う際に作業用メモリとして使用される
【００３９】
表示制御部５０は、フレームメモリ４９に格納された画像データをスルー画像としてモニタ９に表示させたり、再生モード時に記録メディア８に保存されている画像データをモニタ９に表示させたりするためのものである。なお、スルー画像は、撮影モードが選択されている間、所定時間間隔でＣＭＯＳイメージセンサ３３により連続して撮影される。
【００４０】
ＡＦ処理部４５およびＡＥ／ＡＷＢ処理部４６は、第１プレ画像に基づいて撮影条件を決定する。第１プレ画像は、シャッターレリーズボタン３の半押し操作がＣＰＵ４２により検出されたときに、ＣＭＯＳイメージセンサ３３により取得され、アナログ信号処理部３９、画像入力コントローラ４４経由でフレームメモリ４９に格納された画像データが表す画像である。
ＡＦ処理部４５は、第１プレ画像に基づいて焦点位置を検出し、フォーカス駆動量データを出力する（ＡＦ処理）。焦点位置の検出方式としては、例えば、所望とする被写体にピントが合った状態では画像のコントラストが高くなるという特徴を利用して合焦位置を検出するパッシブ方式が考えられる。
【００４１】
ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６は、第１プレ画像に基づいて被写体輝度を測定し、測定した被写体輝度に基づいてＩＳＯ感度、絞り値およびシャッタースピード等を決定し、ＩＳＯ感度データ、絞り値データおよびシャッタースピードデータを露出設定値として出力するとともに（ＡＥ処理）、撮影時のホワイトバランスを自動調整する（ＡＷＢ処理）。なお、露出およびホワイトバランスについては、撮影モードがマニュアルモードに設定されている場合には、デジタルカメラ１の撮影者がマニュアル操作により設定可能である。また、露出およびホワイトバランスが自動で設定された場合にも、撮影者が操作系から指示を行うことにより、露出およびホワイトバランスをマニュアル調整することが可能である。
【００４２】
画像処理部４７は、本画像の画像データに対して、階調補正、シャープネス補正、色補正等の画質補正処理、ＲＡＷデジタルデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータおよび赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を行う。この本画像とは、シャッターレリーズボタン３の全押し操作が検出されたときにＣＭＯＳイメージセンサ３３により取得され、アナログ信号処理部３９、画像入力コントローラ４４経由でフレームメモリ４９に格納された画像データが表す画像である。本画像の画素数の上限は、ＣＭＯＳイメージセンサ３３の画素数によって決定されるが、例えば、ファイン、ノーマル等の設定により、記録画素数を変更することができる。一方、スルー画像およびプレ画像の画像数は、本画像よりも少なく、例えば、本画像の１／１６程度の画素数で取り込まれる。
【００４３】
圧縮／伸長処理部５１は、画像処理部４７によって補正・変換処理が行われた本画像の画像データに対して、例えば、ＪＰＥＧ等の圧縮形式で圧縮処理を行い、画像ファイルを生成する。画像ファイルは、Ｅｘｉｆ等の標準フォーマットのファイルであり、画像データに撮影日時等の付帯情報が格納されたタグが付加されている。また、圧縮／伸長処理部５１は、再生モードの場合には、記録メディア８から圧縮された画像ファイルを読み出し、伸長処理を行う。伸長後の画像データは表示制御部５０によりモニタ９に出力される。
【００４４】
メディア制御部５２は、記録メディア８にアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みの制御を行う。
【００４５】
顔検出部５５は、シャッターレリーズボタンの操作前に取得されるスルー画像や、操作後に取得されるプレ画像から、顔を表すパターン（以下、顔パターン）を検出する処理を実行する。スルー画像を対象とした検出では、最初に検出された顔を基準パターンに設定し、その後順次検出される顔パターンとの差分を求めることにより、顔の動きも検出する。もしくは、最初に検出された顔を含む人物全体のパターンを基準パターンに設定し、人物の動きを検出する。
【００４６】
測距部５６は、画像を複数のブロックに分割し、ブロックごとに被写体までの距離を求める。距離の算出は、ＡＦ処理過程で生成あれる、合焦位置が異なる複数のプレ画像を用いて行う。これらのプレ画像ではピントが合っているブロックで画像のコントラストが最も高くなるので、そのブロック内の被写体までの距離を、合焦位置までの距離として求めることができる。
【００４７】
フラッシュライト４は、撮影モードまたはフラッシュモードがフラッシュ発光を行うモードに設定されている状態で、シャッターレリーズボタン３の全押し操作がＣＰＵ４２により検出されたときに、フラッシュライト駆動部４１により駆動され、発光する。発光は、プレ発光と本発光の、計２回行われる。フラッシュの発光は、フラッシュライト駆動部４１、ＣＰＵ４２および発光量演算部５３により制御される。
【００４８】
発光量演算部５３は、第２プレ画像および第３プレ画像に基づいて、本発光時の発光量を決定する。第２プレ画像は、シャッターレリーズボタン３の全押し操作が検出された後、プレ発光が行われる前に、ＣＭＯＳイメージセンサ３３により取得され、アナログ信号処理部３９、画像入力コントローラ４４経由でフレームメモリ４９に格納された画像データが表す画像である。第３プレ画像は、プレ発光が行われたときに、ＣＭＯＳイメージセンサ３３により取得され、フレームメモリ４９に格納された画像データが表す画像である。
【００４９】
本実施形態では、発光量演算部５３は、画像の中央部分の輝度に基づいて、本発光量の発光量を決定する。発光量演算部５３は、フレームメモリ４９から第２プレ画像を読み出し、第２プレ画像を複数の領域ブロックに分割する。図５は、８×８個の領域ブロックに分割したところを例示している。
【００５０】
図６は発光量演算部５３の処理の概要を示すフローチャートである。この図に示されるように、発光量演算部５３は、第２プレ画像について、ブロックごとの平均輝度値を求める（Ｓ１０１）。具体的には、まずＲＧＢ画像である第２プレ画像をＹＣＣ画像に変換することにより画素ごとの輝度値を取得し、画素の輝度値のブロックごとの平均値を算出する。同様の処理により、第３プレ画像についても、画素の輝度値のブロックごとの平均値を算出する（Ｓ１０２）。そして、ブロックごとに、ステップＳ１０２で求めた平均輝度値とステップＳ１０１で求めた平均輝度値の差分を計算する（Ｓ１０３）。
【００５１】
続いて、発光量演算部５３は、ステップＳ１０３で求めたブロックごとの差分に、それぞれ重み付けを設定して、加重平均を求める（Ｓ１０４）。これによりプレ発光時の反射輝度Ｅ１が求まる。重み付けは、例えば図７に例示するように、画像の中央に近い位置に配置されたブロックほど重み付けを高く設定する。すなわち、中央に配置された対象の反射輝度を、より強く演算結果に反映させる。
【００５２】
発光量演算部５３は、本撮影により得られる画像の目標輝度をＥ２、フラッシュライトの非発光時に取得された第２プレ画像の画像全体の平均輝度をＥ３として、次式（１）
Ｍ＝（Ｅ２−Ｅ３）／Ｅ１  ・・・（１）
により、プレ発光時の発光量に対する本発光時の発光量の倍率Ｍを求める（Ｓ１０５）。そして、この倍率Ｍを示すデータ、もしくはＭに予め規定されているプレ発光の発光量を乗ずることにより算出された本発光時の発光量を示すデータを、発光量データとして出力する（Ｓ１０６）。
【００５３】
発光量演算部５３から出力された発光量データは、ＣＰＵ４２を介してフラッシュライト駆動部４１に供給される。フラッシュライト駆動部４１は、本発光時の発光量が、発光量データが示す発光量となるように、フラッシュライト４の管電圧および発光時間を調整した後、フラッシュライト４を駆動する。
【００５４】
なお、フラッシュライトの非発光時に取得された画像とプレ発光時に取得された画像を使用して本発光時の発光量を求める方法は、このほかにも種々提案されている。例えば、画像に含まれる顔を検出する機能を備えるデジタルカメラについては、顔が検出された領域に重み付けをおいた演算を行うことにより発光量を求める方法が提案されている。発光量演算部５３による発光量の演算方式としては、そのような公知のあらゆる方法を適用することが可能であり、本実施形態において採用した処理は、あくまでも一例に過ぎない。
【００５５】
以下、デジタルカメラ１のフラッシュの制御に関わる動作について、さらに説明する。図８および図９は、第３プレ画像が取得されるときのフラッシュライト４の発光期間とＣＭＯＳイメージセンサ３３の動作の関係を示す図である。図８は通常の（高速でない）シャッタースピードが設定された場合の関係、図９はシャッタースピードが高速に設定された場合の関係を示している。
【００５６】
図８に示すように、通常のシャッタースピードでは、図４に示した単位素子の露光時間Ｔｅは、電荷の出力時間Ｔｏに比べて、十分長い時間となる。この場合、全単位素子が電荷蓄積中である期間が、比較的長く存在する。よって、例えばライン１の単位素子の電荷蓄積開始時からラインＮの単位素子の電荷蓄積終了時までの期間のほぼ中間時点でプレ発光を行えば、プレ発光期間の反射光はＣＭＯＳイメージセンサを構成する全ラインの全単位素子により受光される。換言すれば、ＣＭＯＳイメージセンサを構成する全ラインの全単位素子が、プレ発光期間の開始時以前に電荷の蓄積を開始し、プレ発光期間の終了時以降に電荷の蓄積を終了する。そして、それらの単位素子から出力された画素信号により第３プレ画像が形成される。
【００５７】
一方、図９に示すように、シャッタースピードが速い場合、すなわち露光時間Ｔｅが短い場合には、全単位素子が同じフレームの電荷を蓄積している期間は存在しないか、存在したとしても非常に短くなる。このため、プレ発光期間の反射光を受光することにより生成された有効な画素信号を出力できるのは、限られたラインの単位素子のみとなる。また、図に示すように、ラインＬ１の電荷蓄積期間のほぼ中間時点であるタイミングＡでプレ発光を開始した場合と、ラインＬ２の電荷蓄積期間のほぼ中間時点であるタイミングＢでプレ発光を開始した場合とでは、有効な画素信号を取得できる画像範囲は異なることになる。
【００５８】
図９の例示では、タイミングＡでプレ発光を開始すれば、画像の顔を表す領域において有効な画素信号を得ることができるが、タイミングＢでプレ発光を開始すれば、画像の顔を表す領域において有効な画素信号を得ることができない。そこで、本実施形態では、以下に説明する手順で、タイミングＡでプレ発光が開始されるようにプレ発光期間を調整する。
【００５９】
図１０は、本発光時の発光量の決定に関わるデジタルカメラ１の動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の半押し操作が検出されると（Ｓ２０１）、ＣＰＵ４２の指示により第１プレ画像が取得され、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ２０２）。第１プレ画像は、前述ようにＡＥ／ＡＷＢ処理部４６により使用され、ＡＥ処理により単位素子の露光時間Ｔｅが設定される（Ｓ２０３）。
【００６０】
一方、フレームメモリ４９に格納された第１プレ画像は、顔検出部５５によっても読み出される。顔検出部５５は第１プレ画像を対象に顔パターンの探索を行い、顔パターンが検出されたときには顔パターンが配置されている領域を示す主要領域データを出力する（Ｓ２０４）。すなわち、本実施形態では、顔検出部５５が、主要領域決定手段として機能する。また、本実施形態では、図１１に例示するように、顔パターンが配置されている矩形領域を特定する情報として、矩形領域の対角を表す２点のライン番号と列番号（Ｌａ，Ｒａ）および（Ｌｂ，Ｒｂ）が出力される。
【００６１】
ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の全押し操作が検出されると（Ｓ２０５）、発光量演算部５３は、検出された顔の位置にあわせてプレ発光を開始するタイミングを決定する（Ｓ２０６）。ここで、プレ発光を開始するタイミングは、ライン１の単位素子が電荷の蓄積を開始した時点からプレ発光が開始される時点までの時間Ｔｆで表すものとする。プレ発光の発光時間Ｔｐは予め定められており、プレ発光の終了タイミングは、時間（Ｔｆ＋Ｔｐ）により規定される。これにより、プレ発光期間が設定される。
【００６２】
発光量演算部５３は、まず顔検出部５５が出力した主要領域データに基づいて、顔パターンの中心画素を含むラインを求める。図１１に示した例では、顔パターンの中心画素を含むラインの番号Ｌ３は、次式（２）
Ｌ３＝（Ｌａ＋Ｌｂ）／２  ・・・（２）
により求めることができる。続いて、設定された露光時間Ｔｅと、内部メモリ４８に記憶されている出力時間Ｔｏとに基づいて、ライン１の単位素子が電荷の蓄積を開始した時点から、ラインＬ３の電荷蓄積期間の中間時点までの時間を算出する。すなわち、ラインＬ３の電荷蓄積期間の中間時点を、プレ発光の開始タイミングに決定する。そして、算出された時間を、プレ発光の開始タイミングを表す時間Ｔｆとして内部メモリ４８に格納する。
【００６３】
さらに、発光量演算部５３は、設定された露光時間Ｔｅと、内部メモリ４８に記憶されている出力時間Ｔｏと、プレ発光の開始タイミングを示す時間Ｔｆと、プレ発光時間Ｔｐとに基づいて、演算に使用するラインを決定する（Ｓ２０７）。
【００６４】
例えば、演算に使用するラインのうち、ライン番号が最小のラインをＬmin、最大のラインをＬmaxとし、次式（３）
Ｌmin＝（Ｔｆ＋Ｔｐ―Ｔｅ）／Ｔｏ＋１、  Ｌmax＝Ｔｆ／Ｔｏ＋１  ・・・（３）
により使用する範囲を決定する。但し、Ｌmin＜１のときはＬmin＝１、Ｌmax＞ＮのときはＬmax＝Ｎとする。決定された範囲（演算エリア）を特定する上記ライン番号は、内部メモリ４８に記憶される。
【００６５】
演算エリアが決定すると、続いて、ＣＰＵ４２の指示により第２プレ画像が取得され、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ２０８）。さらに、フラッシュライト駆動部４１により上記時間Ｔｆが示すタイミングでプレ発光が開始され、そのとき取得された第３プレ画像がフレームメモリ４９に格納される（Ｓ２０９）。
【００６６】
発光量演算部５３は、フレームメモリ４９から第２プレ画像および第３プレ画像を読み込み、それぞれのプレ画像から有効な画素信号、すなわち演算エリアの画素信号を抽出する。そして、抽出した画素信号のみを対象として、図６のフローチャートに示した処理を行うことで、本発光時の発光量を求める（Ｓ２１０）。但し、図６のステップＳ１０４の加重平均を求める処理では、図７に示した重み係数に代えて、図１２に示す、調整された重み係数を使用する。すなわち、有効な画素信号に対応するブロック群Ｂ１のうち、主要領域データが示す範囲に対応するブロック群Ｂ２およびその周辺のブロック群の重み付けを高くして加重平均を求めることが望ましい。
【００６７】
発光量が求まると、ＣＰＵ４２の指示により本発光が行われ、そのときに取得された本画像が、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ２１１）。フレームメモリ４９に格納された本画像は、メディア制御部５２を介して記録メディア８に記録される（Ｓ２１２）。本画像は、必要に応じて圧縮／伸長処理部５１により圧縮された後、所定フォーマットの画像ファイル（例えば、Ｅｘｉｆファイル）として記録される。
【００６８】
この際、本実施形態では、プレ発光の開始タイミングを示す時間Ｔｆ、演算に用いる範囲を特定するライン番号Ｌmin、Ｌmaxなどの情報、調整された重み係数など演算に用いるパラメータの情報を、本画像とともに画像ファイルの所定領域に記録する。例えばＥｘｉｆファイルのＴＡＧ領域のメーカ定義領域（ＭａｋｅｒＮｏｔｅ）に記録する。
【００６９】
以上に説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１では、プレ発光の開始タイミングが検出された顔の位置にあわせて設定されるので、シャッタースピードが速いために一部の素子がプレ発光期間に反射光を受光できなかったときでも、顔周辺については演算への利用に適した画素信号を得ることができ、本発光時の発光量を適正な値に設定することができる。
【００７０】
なお、プレ発光の開始タイミングは、顔パターンの配置位置ではなく、顔検出部５５が動き検出で用いる基準パターンの配置位置に基づいて決定してもよい。つまり、検出するパターンは、顔に限らず、人物の身体全体もしくは身体の一部であってもよいし、人物以外の対象であってもよい。
【００７１】
［実施形態２］
次に、被写体までの距離に基づいて、プレ発光期間を制御する形態について説明する。なお、フラッシュライト４の制御に係る構成および処理以外の構成および処理は、実施形態１のデジタルカメラ１と同じであるため、説明を省略する。本実施形態では、デジタルカメラ１の測距部５６が、主要領域決定手段として機能する。
【００７２】
図１３に、実施形態２におけるデジタルカメラ１の、本発光時の発光量の決定に関わる動作を示す。ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の半押し操作が検出されると（Ｓ３０１）、ＣＰＵ４２の指示により第１プレ画像が取得され、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ３０２）。第１プレ画像は、前述のようにＡＥ／ＡＷＢ処理部４６により使用され、ＡＥ処理により単位素子の露光時間Ｔｅが設定される（Ｓ３０３）。
【００７３】
一方、フレームメモリ４９に格納された第１プレ画像は、測距部５６によっても読み出される。測距部５６はブロックごとに被写体までの距離を求め、被写体までの距離が最も近いと判定されたブロックを示す主要領域データを出力する（Ｓ３０４）。図１４は、測距部５６の処理において画像上に定義されたブロックを示しており、太枠で囲われたブロック群Ｂ３は、測距部５６により被写体までの距離が最も短いと判定されたブロックを示している。
【００７４】
ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の全押し操作が検出されると（Ｓ３０５）、発光量演算部５３は、主要領域データが示すブロック群Ｂ３の中心画素を含むラインＬ４を求め、設定された露光時間Ｔｅと、内部メモリ４８に記憶されている出力時間Ｔｏとに基づいて、ライン１の単位素子が電荷の蓄積を開始した時点から、ラインＬ４の電荷蓄積期間の中間時点までの時間Ｔｆを算出する。そして、この時間Ｔｆを表すデータを、プレ発光の開始タイミングを示すデータとして内部メモリ４８に格納する。これにより、プレ発光期間が設定される（Ｓ３０６）。
【００７５】
さらに、発光量演算部５３は、ステップＳ３０３で設定された露光時間Ｔｅと、内部メモリ４８に記憶されている出力時間Ｔｏと、プレ発光の開始タイミングを示す時間Ｔｆと、プレ発光時間Ｔｐとに基づいて、実施形態１のステップＳ２０７と同様の処理により、演算エリアを決定する（Ｓ３０７）。その後、実施形態１のステップＳ２０８〜Ｓ２１２と同様の処理であるステップＳ３０８〜Ｓ３１２の処理を実行する。
【００７６】
実施形態２のデジタルカメラ１では、プレ発光期間が、最も近くにある被写体にあわせて設定されるので、シャッタースピードが速いために一部の素子がプレ発光期間に反射光を受光できなかったときでも、その被写体について演算への利用に適した画素信号を得ることができ、本発光時の発光量を適正な値に設定することができる。
【００７７】
［実施形態３］
次に、被写体の明るさ（輝度）に基づいて、プレ発光期間を制御する形態について説明する。なお、フラッシュライト４の制御に係る構成および処理以外の構成および処理は、実施形態１のデジタルカメラ１と同じであるため、説明を省略する。本実施形態では、デジタルカメラ１のＡＥ／ＡＷＢ処理部４６が、主要領域決定手段として機能する。
【００７８】
図１５に、実施形態３におけるデジタルカメラ１の、本発光時の発光量の決定に関わる動作を示す。ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の半押し操作が検出されると（Ｓ４０１）、ＣＰＵ４２の指示により第１プレ画像が取得され、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ４０２）。第１プレ画像は、前述のようにＡＥ／ＡＷＢ処理部４６により使用され、ＡＥ処理により単位素子の露光時間Ｔｅが設定される（Ｓ４０３）。
【００７９】
ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の全押し操作が検出されると（Ｓ４０４）、全押し操作が検出された時点のスルー画像が第２プレ画像として取得され、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ４０５）。ここで、ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６は、第２プレ画像に基づいて被写体輝度を測定し、ブロックごとに画像の明るさ情報を取得する（Ｓ４０６）。そして、明るさが閾値より小さい１または複数のブロックを示す主要領域データを出力する。図１６は、ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６の処理において画像上に定義されたブロックを示しており、太枠で囲われたブロック群Ｂ４は、明るさが閾値より小さいブロックを示している。
【００８０】
発光量演算部５３は、主要領域データが示すブロックの中心画素を含むラインＬ５を求め、設定された露光時間Ｔｅと、内部メモリ４８に記憶されている出力時間Ｔｏとに基づいて、ライン１の単位素子が電荷の蓄積を開始した時点から、ラインＬ５の電荷蓄積期間の中間時点までの時間Ｔｆを算出する。そして、この時間Ｔｆを表すデータを、プレ発光の開始タイミングを示すデータとして内部メモリ４８に格納する。これにより、プレ発光期間が設定される（Ｓ４０７）。
【００８１】
さらに、発光量演算部５３は、プレ発光の開始タイミングに基づいて、実施形態１のステップＳ２０７と同様の処理により、演算エリアを決定する（Ｓ４０８）。その後、実施形態１のステップＳ２０８〜Ｓ２１２と同様の処理であるステップＳ４０９〜Ｓ４１３の処理を実行する。
【００８２】
実施形態３のデジタルカメラ１では、プレ発光のタイミングは、特に明るい領域（白とびした部分や晴天の空など）を除外した適度な明るさの領域にあわせて設定されるので、シャッタースピードが速いために一部の素子がプレ発光期間の反射光を受光できないときでも、主要領域について演算への利用に適した画素信号を得ることができ、本発光時の発光量を適正な値に設定することができる。
【００８３】
［実施形態４］
次に、ユーザが設定した画像領域に基づいて、プレ発光期間を制御する形態について説明する。なお、フラッシュライト４の制御に係る構成および処理以外の構成および処理は、実施形態１のデジタルカメラ１と同じであるため、説明を省略する。本実施形態では、デジタルカメラ１の画像処理部４７が、主要領域決定手段として機能する。
【００８４】
図１７に、実施形態４におけるデジタルカメラ１の、本発光時の発光量の決定に関わる動作を示す。デジタルカメラ１は、シャッターレリーズボタン３の操作が行われるまでの間、撮像系３０により取得された画像を、順次フレームメモリ４９に一旦格納し、表示制御部５０を介し、スルー画像としてモニタ９に出力している。この期間、画像処理部４７は、フレームメモリ４９に格納された画像を読み出し、画像中の主要領域を示す目印となる枠画像（以下、エリアガイド）を合成し、フレームメモリ４９内の画像を合成後の画像に更新する。これにより、図１８に例示するように、モニタ９には、スルー画像として、エリアガイド１１が合成された画像が表示される（Ｓ５０１）。
【００８５】
ユーザは、このスルー画像に対し、エリアガイド１１を移動または拡大／縮小することによりエリアガイドが示す領域を変更し、所定の確定操作を行うことで、所望の領域を設定することができる。ＣＰＵ４２によりエリアの変更操作が検出されると（Ｓ５０２）、画像処理部４７は画像の再合成を行う。一方、ＣＰＵ４２により領域の設定（確定）操作が検出されると（Ｓ５０２）、画像処理部４７は設定された領域を示す情報を内部メモリ４８に格納する。これによりユーザが指定したエリアが、主要領域として設定される（Ｓ５０３）。
【００８６】
その後、ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の半押し操作が検出されると（Ｓ５０４）、ＣＰＵ４２の指示により第１プレ画像が取得され、フレームメモリ４９に格納される（Ｓ５０５）。第１プレ画像は、前述のようにＡＥ／ＡＷＢ処理部４６により使用され、ＡＥ処理により単位素子の露光時間Ｔｅが設定される（Ｓ５０６）。
【００８７】
ＣＰＵ４２によりシャッターレリーズボタン３の全押し操作が検出されると（Ｓ５０７）、発光量演算部５３は、図１９Ａおよび図１９Ｂに例示するように、ユーザ操作により設定されたエリアの中心画素を含むラインＬ６あるいはＬ７を求め、設定された露光時間Ｔｅと、内部メモリ４８に記憶されている出力時間Ｔｏとに基づいて、ライン１の単位素子が電荷の蓄積を開始した時点から、ラインＬ６あるいはＬ７の電荷蓄積期間の中間時点までの時間Ｔｆを算出する。そして、この時間Ｔｆを表すデータを、プレ発光の開始タイミングを示すデータとして内部メモリ４８に格納する。これにより、プレ発光期間が設定される（Ｓ５０８）。
【００８８】
さらに、発光量演算部５３は、プレ発光の開始タイミングに基づいて、演算に使用するライン（演算エリア）を決定する（Ｓ５０９）。図１９Ａに例示したエリアが設定されたときは、実施形態１のステップＳ２０７と同様の処理により演算エリアを決定する。一方、図１９Ｂに例示したように画像の範囲を越えたエリアが設定されたときには、画像の上端から設定されたエリアの下端までの範囲を演算エリアに決定する。その後、実施形態１のステップＳ２０８〜Ｓ２１２と同様の処理であるステップＳ５１０〜Ｓ５１４の処理を実行する。
【００８９】
実施形態４のデジタルカメラ１では、プレ発光のタイミングが、ユーザ操作により設定されたエリアにあわせて設定されるので、シャッタースピードが速いために一部の素子がプレ発光期間の反射光を受光できないときでも、ユーザにとって重要な被写体については演算への利用に適した画素信号を得ることができ、本発光時の発光量を適正な値に設定することができる。例えば、図１９Ａ、図１９Ｂに例示した画像の場合、通常デジタルカメラは画面の前方に大きく写っている人物を主要被写体とみなしてフラッシュの制御を行う。これに対し、本実施形態のデジタルカメラは、ユーザが望めば、画面の後方に小さく写っている人物を主要被写体とみなしてフラッシュの制御を行うことも可能である。すなわち、フラッシュの制御に、ユーザの意思を反映させることができる。
【００９０】
なお、図１９Ｂに例示したように画像の範囲を越えたエリアが設定された場合には、ユーザ操作により設定された主要領域に基づいてプレ発光期間を決定すると、プレ発光期間が標準的なプレ発光期間（基準期間）から大きくずれることがある。ここで、基準期間は、図８に例示したライン１の単位素子の電荷蓄積開始時からラインＮの単位素子の電荷蓄積終了時までの期間の中間時点を発光開始タイミングとする期間である。プレ発光期間が基準期間から大きくずれてしまうと、演算に使用できるライン数が少なくなり、演算に不都合が生じる恐れがある。
【００９１】
よって、プレ発光期間と基準期間との時間的なずれが所定の閾値を超えるときには、ユーザ操作により設定されたエリアに基づいて決定したプレ発光期間を調整し、再設定することが望ましい。
【００９２】
図２０Ａおよび図２０Ｂは、ステップＳ５０８で決定したプレ発光期間が、図８に例示したライン１の単位素子の電荷蓄積開始時からラインＮの単位素子の電荷蓄積終了時までの期間の中間時点を発光開始タイミングとする基準期間から大幅にずれているときに、プレ発光期間を調整する処理を示している。
【００９３】
図２０Ａは、基準期間を閾値に相当する時間分ずらした期間をプレ発光期間に設定する処理を示している。Ｔｍｉｎは、中間時点を示す時間から許容される時間のずれを減じることにより予め決定された閾値であり、Ｔｍａｘは、中間時点を示す時間に許容される時間のずれを加算することにより予め決定された閾値である。
【００９４】
図２０Ａが示す処理では、発光量演算部５３は、ステップＳ５０８において決定された時間Ｔｆを閾値Ｔｍｉｎと比較し（Ｓ６０１）、Ｔｆが閾値Ｔｍｉｎよりも小さければ、内部メモリ４８に記憶されているＴｆの値をＴｍｉｎに再設定する（Ｓ６０２）。Ｔｆが閾値Ｔｍｉｎよりも大きければ、Ｔｆを閾値Ｔｍａｘと比較し（Ｓ６０３）、Ｔｆが閾値Ｔｍａｘよりも大きければ、内部メモリ４８に記憶されているＴｆの値をＴｍａｘに再設定する（Ｓ６０２）。そして、ステップＳ５０９の処理に変えて、ステップＳ６０１〜Ｓ６０４の処理を経て最終的に決定されたプレ発光開始タイミングに基づいて、演算エリアを決定する（Ｓ６０５）。
【００９５】
図２０Ｂは、プレ発光期間を、基準期間にする処理である。図２０Ｂが示す処理では、ステップＳ５０８において決定された時間Ｔｆを閾値ＴｍｉｎおよびＴｍａｘとそれぞれ比較し（Ｓ６１１）、Ｔｆが閾値Ｔｍｉｎよりも小さいか、もしくは閾値Ｔｍａｘよりも大きければ、ユーザ操作により設定されたエリアとは無関係に自動的にプレ発光の開始タイミングを、ライン１の単位素子の電荷蓄積開始時からラインＮの単位素子の電荷蓄積終了時までの期間の中間時点に設定する（Ｓ６１２）。そして、決定されたプレ発光のタイミングに基づいて、演算エリアを決定する（Ｓ６１３）。
【００９６】
図２０Ａあるいは図２０Ｂに示す形態では、ユーザの意図を反映させて設定したプレ発光期間が、標準的な期間から大きくずれており、発光量の演算に悪い影響を及ぼしかねないときには、プレ発光のタイミングが再設定されるので、ユーザが不適切なエリアを指定した場合でも、適切な制御を行うことができる。
【００９７】
［他の実施形態］
以上に説明した実施形態１〜４は、顔検出部５５、測距部５６、ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６および画像処理部４７のいずれかが主要領域決定手段として機能するものであるが、顔検出部５５、測距部５６、ＡＥ／ＡＷＢ処理部４６および画像処理部４７のすべてが主要領域を決定する処理を行い、発光量演算部５３が複数の処理部から出力される複数の主要領域データを、撮影モードあるいはフラッシュモードの設定に応じて、選択的に使い分ける形態も考えられる。さらには、撮影モードごとに、またフラッシュモードごとに、プレ発光タイミングの設定を行うか否かを定義しておき、発光量演算部５３が、モード設定を参照し、必要なときのみプレ発光期間の調整を行うこととしてもよい。
【００９８】
また、実施形態１〜３において、実施形態４のエリアガイド１１に類似する参照用のエリアガイドをモニタに表示してもよい。実施形態１〜３では、ユーザによるエリアの操作はできないが、どのようなエリアが演算エリアに設定されているかを確認できるようにすることで、ユーザに対し撮影をやり直す機会を与えることができる。
【００９９】
この他、演算に使用する画素信号の抽出方法、発光量を求める演算式、演算に使用するパラメータ、モニタ表示の内容などは、本明細書において例示したもの以外に種々考えられるが、それらの変形例はいずれも本発明の技術的範囲に属する。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】デジタルカメラの外観を示す図（斜視図）
【図２】デジタルカメラの外観を示す図（背面図）
【図３】デジタルカメラの内部構成を示す図
【図４】単位素子の露光および出力動作を示すチャート図
【図５】画像の分割例を示す図
【図６】発光量演算部の処理の概要を示すフローチャート
【図７】各ブロックの重み付けの設定例を示す図
【図８】第３プレ画像取得時のフラッシュライトの動作とＣＭＯＳイメージセンサ３３の動作の関係を示す図（シャッタースピード：通常）
【図９】第３プレ画像取得時のフラッシュライトの動作とＣＭＯＳイメージセンサ３３の動作の関係を示す図（シャッタースピード：高速）
【図１０】発光量の決定に関わるデジタルカメラの動作を示すフローチャート（実施形態１）
【図１１】プレ発光タイミングの決定方法について説明するための図（実施形態１）
【図１２】演算パラメータ（重み係数）の設定例を示す図
【図１３】発光量の決定に関わるデジタルカメラの動作を示すフローチャート（実施形態２）
【図１４】プレ発光タイミングの決定方法について説明するための図（実施形態２）
【図１５】発光量の決定に関わるデジタルカメラの動作を示すフローチャート（実施形態２）
【図１６】プレ発光タイミングの決定方法について説明するための図（実施形態３）
【図１７】発光量の決定に関わるデジタルカメラの動作を示すフローチャート（実施形態３）
【図１８】エリアガイドの表示例を示す図
【図１９Ａ】プレ発光タイミングの決定方法について説明するための図（実施形態４）
【図１９Ｂ】プレ発光タイミングの決定方法について説明するための図（実施形態４）
【図２０Ａ】図１７のフローチャートの変形例を示す図
【図２０Ｂ】図１７のフローチャートの他の変形例を示す図
【符号の説明】
【０１０１】
１  デジタルカメラ、  
２  撮像レンズ、  ２１  フォーカスレンズ、  ２２  ズームレンズ、
３  シャッターレリーズボタン、  ４  フラッシュライト、  ５  ホットシュー、  
６  設定操作ボタン、  ６１  モードダイヤル、  ６２  コマンドダイヤル  
６３  フラッシュボタン、６４  十字キー、  
７  フラッシュ収納部、  ８  記録メディア、  ９  モニタ、  １０  スロットカバー、
１１  エリアガイド
３０  撮像系、  ３１  絞り、  ３２  シャッター、  ５４  システムバス
【図１】
2010087664.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
2010087664.tif 000015
【図１４】
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【図１５】
2010087664.tif 000017
【図１６】
2010087664.tif 000018
【図１７】
2010087664.tif 000019
【図１８】
2010087664.tif 000020
【図１９Ａ】
2010087664.tif 000021
【図１９Ｂ】
2010087664.tif 000022
【図２０Ａ】
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【図２０Ｂ】
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