(57)【要約】【課題】プリ発光のために撮像素子の駆動モードを変えずに簡単な制御でコストアップを招くことなく、適切なプリ発光データを得ることが可能なフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置を提供すること。【解決手段】ライン毎の信号の読み出しが可能な撮像素子１０７を備えるカメラ１００におけるフラッシュ調光制御の際、撮像領域４０１内にフラッシュ照射領域４０２を設定し、このフラッシュ照射領域４０２の最初のラインの露光期間の末尾部分と最後のラインの露光期間の先頭部分とが重なるように撮像素子１０７の各ラインの露光開始タイミングを設定する。プリ発光は、フラッシュ照射領域４０２の最初のラインの露光期間の末尾部分と最後のラインの露光期間の先頭部分とが重なる期間内で行う。発光量演算には、フラッシュ照射領域４０２に対応したラインの信号のみを用いる。【選択図】図４
2010157779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換素子を含む複数の画素を２次元状に配置してなる撮像領域を有し、被写体からの光束を前記各画素で受光して受光量に応じた電荷を蓄積する撮像手段と、
前記被写体を照明するために発光する発光手段と、
前記撮像領域のライン単位で露光期間がずれるように、且つ前記撮像手段の前記撮像領域よりも内側の所定の領域の最初のラインに対応した露光期間の一部と前記所定の領域の最後のラインに対応した露光期間の一部とが時間的に重なるように、前記撮像手段を制御する撮像制御手段と、
前記所定の領域の最初のラインに対応した露光期間の一部と前記所定の領域の最後のラインに対応した露光期間の一部とが重なる期間において前記発光手段によるプリ発光を実行させる発光制御手段と、
前記所定の領域に対応した画素から読み出される電荷に基づく画像から本発光時における前記発光手段の発光量を演算する発光量演算手段と、
を具備することを特徴とするフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置。
【請求項２】
前記発光制御手段が前記発光手段のプリ発光の開始を指示してから前記発光手段によるプリ発光が実際に実行されるまでの時間情報である発光遅れ情報を記憶する記憶手段をさらに具備し、
前記発光量演算手段は、前記所定の領域のうちで前記記憶手段に記憶された発光遅れ情報に対応したライン数分を除いた領域に対応した画素から読み出される電荷に基づく画像から本発光時における前記発光手段の発光量を演算することを特徴とする請求項１に記載のフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置。
【請求項３】
前記記憶手段は前記発光手段に設けられるとともに、前記発光手段は前記カメラ装置の本体に着脱自在に且つ前記カメラ装置の本体に設けられた前記発光量演算手段と通信自在に構成されており、
前記発光量演算手段は、前記記憶手段に記憶された前記発光遅れ情報を前記発光手段との通信によって取得することを特徴とする請求項２に記載のフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置。
【請求項４】
前記所定の領域の最初のラインに対応した露光期間の一部は前記所定の領域の最初のラインに対応した露光期間の末尾の期間であり、前記所定の領域の最後のラインに対応した露光期間の一部は前記所定の領域の最後のラインに対応した露光期間の先頭の期間であることを特徴とする請求項１に記載のフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッシュ調光機能を備えたカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、夜間や室内等の光量の少ないシーンや逆光シーンにおいて、光量の不足を補うためにフラッシュ装置を用いた撮影が行われることがある。このフラッシュ装置を用いた撮影では、フラッシュ撮影後に得られる画像の露光量が適正露光量となるようにフラッシュ装置の発光量を適切に制御する必要がある。この発光量の制御が一般に調光制御と呼ばれている。
【０００３】
調光制御の中で多く用いられている手法としてプリ発光を用いた調光制御（以下、この制御をプリ発光制御と記す）が知られている。プリ発光制御は、フラッシュ装置を発光させない状態で撮像素子から得られる定常光データとフラッシュ装置を少光量で発光させた状態で撮像素子から得られるプリ発光データとを本撮影前に取得し、これら定常光データとプリ発光データとを用いて本撮影時のフラッシュ装置の発光量を決定する方法である。このようなプリ発光制御については、例えば特許文献１において開示されている。
【０００４】
また、近年、デジタルカメラに用いられる撮像素子としてＣＭＯＳイメージセンサ（以下、単にＣＭＯＳセンサと記す）が用いられることがある。ＣＭＯＳセンサは光電変換素子を含む画素が２次元に配列されてなり、各画素に蓄積された電荷を画素単位又はライン単位で読み出すことが可能である。例えば、特許文献２においては、各画素に蓄積された電荷をライン毎に読み出すことが可能な撮像素子の構成が開示されている。特許文献２等の、各画素に蓄積された電荷をライン毎に読み出す方式の場合には、露光の開始及び終了のタイミングがライン毎にずれることとなる。
【０００５】
このようなライン毎に電荷の読み出しを行う撮像素子を用いてプリ発光制御を実施する場合、フラッシュ光は瞬間光であるため、プリ発光時のシャッタ速によっては露光期間中にフラッシュ光が照射されないラインが発生する場合があり得る。このフラッシュ光が照射されないラインを無くすための手法として、撮像領域の全てのラインについての露光期間が一部で重なるように各ラインの露光期間を設定する手法が知られている。全てのラインの露光期間が重なる期間を設けるようにすることで、その期間中にフラッシュ光が照射されるようにすれば、フラッシュ光が照射されないラインを無くすことが可能となる。
【特許文献１】特開２００６−０５３４９３号公報
【特許文献２】特開２００７−２２８０４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のように、全てのラインの露光期間を重ねるようにするためには、各ラインの電荷の読み出しに必要な時間＋重ねる時間分の露光期間が少なくとも必要となる。ここで、プリ発光データとしては瞬間のフラッシュ光量に対する蓄積データが必要である。したがって、プリ発光時に必要な露光期間は、フラッシュ発光時間分の露光期間だけあれば良い。プリ発光時の露光期間を長くしすぎると、高輝度時（例えば日中シンクロ時）等では定常光成分が余分に入り、正確にフラッシュ光量のデータを取得できない可能性がある。このため、プリ発光時の露光期間を短くすることが必要である。ここで、重ねる時間分はフラッシュ光の発光時間にほぼ等価として良い。したがって、プリ発光時の露光期間はほぼ読み出し時間に依存することになる。読み出し時間は、電荷を読み出すライン数や撮像素子の駆動周波数、ブランキング期間等の撮像素子の駆動モードに依存する。例えば、電荷を読み出すライン数を少なくすれば読み出し時間を短縮することができる。
【０００７】
以上から、プリ発光時の露光期間を短く且つ適切なプリ発光データを得るためには、撮影条件等に応じてプリ発光時に適した撮像素子の駆動モードを制御することが考えられる。しかしながら、この場合には撮像素子の駆動モードが増えることになり、複雑な制御が必要となってコストアップや消費電力の増大等が生ずる可能性が高い。
【０００８】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、プリ発光のために撮像素子の駆動モードを変えずに簡単な制御でコストアップや消費電力の増大を招くことなく、適切なプリ発光データを得ることが可能なフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の第１の態様のフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置は、光電変換素子を含む複数の画素を２次元状に配置してなる撮像領域を有し、被写体からの光束を前記各画素で受光して受光量に応じた電荷を蓄積する撮像手段と、前記被写体を照明するために発光する発光手段と、前記撮像領域のライン単位で露光期間がずれるように、且つ前記撮像手段の前記撮像領域よりも内側の所定の領域の最初のラインに対応した露光期間の一部と前記所定の領域の最後のラインに対応した露光期間の一部とが時間的に重なるように、前記撮像手段を制御する撮像制御手段と、前記所定の領域の最初のラインに対応した露光期間の一部と前記所定の領域の最後のラインに対応した露光期間の一部とが重なる期間において前記発光手段によるプリ発光を実行させる発光制御手段と、前記所定の領域に対応した画素から読み出される電荷に基づく画像から本発光時における前記発光手段の発光量を演算する発光量演算手段とを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プリ発光のために撮像素子の駆動モードを変えずに簡単な制御でコストアップや消費電力の増大を招くことなく、適切なプリ発光データを得ることが可能なフラッシュ調光機能を備えたカメラ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】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。  
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係るフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置の構成を示すブロック図である。ここで、図１のカメラ１００には、外部フラッシュ装置２００が着脱自在になされている。カメラ１００に外部フラッシュ装置２００が装着された場合には、カメラ１００内のフラッシュ制御部１２１と外部フラッシュ装置２００内の制御部２０１とが互いに通信自在に接続される。
【００１２】
図１に示すカメラ１００は、撮影レンズ１０１と、レンズ制御部１０２と、絞り機構１０３と、絞り制御部１０４と、シャッタ１０５と、シャッタ制御部１０６と、撮像素子１０７と、撮像制御部１０８と、アナログ/デジタル（Ａ/Ｄ）変換部１０９と、メモリ１１０と、画像処理部１１１と、露出処理部１１２と、ＡＦ処理部１１３と、外部メモリ１１４と、表示部１１５と、システム制御部１１６と、操作部１１７と、不揮発性メモリ１１８と、電源部１１９と、電源制御部１２０と、フラッシュ制御部１２１と、フラッシュ充電部１２２と、フラッシュ発光部１２３と、外部フラッシュ接続部１２４とを有している。
【００１３】
撮影レンズ１０１は、被写体の光学像を撮像素子１０７に集光させるための光学系である。この撮影レンズ１０１は、システム制御部１１６からの指示に応じて動作するレンズ制御部１０２によりその光軸方向に移動される。この動作により、撮影レンズ１０１のフォーカス状態等を変更することが可能である。絞り機構１０３は、撮影レンズ１０１を介して撮像素子１０７に入射する光束の入射量を調節する。この絞り機構１０３は、システム制御部１１６からの指示に応じて動作する絞り制御部１０４により開閉される。シャッタ１０５は、撮影レンズ１０１を介して入射する光束が撮像素子１０７に形成された撮像領域に入射しないように撮像領域を遮光するメカシャッタ機構である。このシャッタ１０５は、システム制御部１１６からの指示に応じて動作するシャッタ制御部１０６により開閉される。撮影時には、シャッタ１０５の開放時間を制御することで撮像素子１０７の露光時間を制御することが可能である。
【００１４】
撮像手段としての機能を有する撮像素子１０７は、ベイヤー配列のカラーフィルタが画素を構成する光電変換素子（フォトダイオード等）の前面に配置されてなる撮像領域を有する撮像素子である。この撮像素子１０７は、撮影レンズ１０１により集光された光を、各画素で受光して光電変換することで、光の量を電荷量に変換し、さらに電荷をアナログ電圧信号（画像信号）としてＡ/Ｄ変換部１０９へ出力する。ここで、本実施形態における撮像素子１０７は、ＣＭＯＳイメージセンサであり、撮像領域を構成するライン単位で信号の読み出しが可能に構成されている。システム制御部１１６とともに撮像制御手段としての機能を有する撮像制御部１０８は、システム制御部１１６からの指示に応じて撮像素子１０７の動作制御を行う。
【００１５】
Ａ/Ｄ変換部１０９は、撮像素子１０７から出力されるアナログの画像信号をデジタル画像信号（以降、画像データという）に変換する。メモリ１１０は、Ａ/Ｄ変換部１０９において得られた画像データや、画像処理部１１１において処理された画像データ等の各種データが一時的に記憶される記憶部である。
【００１６】
画像処理部１１１は、メモリ１１０から読み出した画像データに対し、ホワイトバランス補正処理、同時化処理、色変換処理等の画像処理を施す。さらに、画像処理部１１１は、記録のための画像の圧縮や圧縮された画像の伸張等も行う。
【００１７】
露出処理部１１２は、画像データを用いて被写体輝度（被写体を含むシーンの明るさ）を算出する。被写体輝度を算出するためのデータは、専用の測光センサの出力であっても良い。ＡＦ処理部１１３は、画像データから高周波成分の信号を取り出してＡＦ（Auto Focus）積算処理により合焦評価値を取得する。なお、ＡＦ処理部１１３は、専用のセンサを備えて撮影レンズ１０１の焦点ずれ量を求めることが可能な構成としても良い。
【００１８】
外部メモリ１１４は、例えばカメラ本体に着脱可能なメモリであり、画像処理部１１１において圧縮された画像データが記録される。なお、図１の例では画像データを記録するための記録媒体としてカメラ本体に着脱可能なメモリを示しているが、必ずしもカメラ本体に着脱可能なメモリを用いる必要はない。
【００１９】
表示部１１５は、例えば液晶ディスプレイ等の表示部であり、画像処理部１１１で処理された画像を表示する。
【００２０】
システム制御部１１６は、撮像制御部１０８やフラッシュ制御部１２１等のカメラ１００の各種シーケンスを統括的に制御する。操作部１１７は、電源ボタン、レリーズボタン、各種入力キー等の操作部材である。ユーザにより操作部１１７の何れかの操作部材が操作されることにより、システム制御部１１６は、ユーザの操作に応じた各種シーケンスを実行する。電源ボタンは、当該デジタルカメラの電源のオンオフ指示を行うための操作部材である。電源ボタンが押されたときに、システム制御部１１６は、当該デジタルカメラの電源をオン又はオフする。レリーズボタンは、１ｓｔレリーズスイッチと２ｎｄレリーズスイッチの２段スイッチを有して構成されている。レリーズボタンが半押しされて１ｓｔレリーズスイッチがオンされた場合に、システム制御部１１６は、ＡＥ処理やＡＦ処理等の撮影準備シーケンスを行う。また、レリーズボタンが全押しされて２ｎｄレリーズスイッチがオンされた場合に、システム制御部１１６は撮影シーケンスを実行して撮影を行う。ユーザは、例えば、表示部１１５において表示されるメニュー画面上で入力キーを用いて撮影時の撮影条件等を設定することが可能である。
【００２１】
不揮発性メモリ１１８は、カメラ１００の動作に必要な各種パラメータを記憶している。また、不揮発性メモリ１１８は、システム制御部１１６にて実行するプログラムも記憶している。システム制御部１１６は、不揮発性メモリ１１８に記憶されているプログラムに従い、また不揮発性メモリ１１８から各種シーケンスに必要なパラメータを読み込み、各処理を実行する。
【００２２】
電源部１１９は、カメラ１００の各部の動作に必要な電力を供給するための、例えば２次電池等からなる電源である。電源制御部１２０は、電源部１１９を構成する電池の残量を検出する等の電源部１１９の制御を行う。
【００２３】
システム制御部１１６とともに発光制御手段としての機能を有するフラッシュ制御部１２１は、システム制御部１１６からの指示に応じてフラッシュ充電部１２２における充電動作及びフラッシュ発光部１２３における発光動作を制御する。フラッシュ充電部１２２は、フラッシュ発光部１２３の発光に必要なエネルギーを蓄積する。このフラッシュ充電部１２２は、フラッシュ発光部１２３の発光に必要なエネルギーを蓄積するためのコンデンサ等を備えて構成されている。フラッシュ発光部１２３は、フラッシュ制御部１２１からの発光指示を受けた場合に、フラッシュ充電部１２２のコンデンサに蓄積されたエネルギーを利用して発光する。このフラッシュ発光部１２３は、例えばキセノン（Ｘｅ）管等の発光管や反射傘を備えて構成されている。
【００２４】
外部フラッシュ接続部１２４は、カメラ１００の本体に外部フラッシュ装置２００を装着するための機構であり、内部にカメラ１００のフラッシュ制御部１２１と外部フラッシュ装置２００の制御部２０１とを通信可能に接続するための通信接点を備えている。
【００２５】
また、外部フラッシュ装置２００は、制御部２０１と、不揮発性メモリ２０２と、電源部２０３と、電源制御部２０４と、フラッシュ充電部２０５と、フラッシュ発光部２０６と、カメラ接続部２０７とを有している。
【００２６】
制御部２０１は、カメラ１００のフラッシュ制御部１２１の制御に従って、外部フラッシュ装置２００の各種シーケンスを統括的に制御する。不揮発性メモリ２０２は、外部フラッシュ装置２００の動作に必要な各種パラメータやプログラムを記憶している。
【００２７】
電源部２０３は、外部フラッシュ装置２００の各部の動作に必要な電力を供給するための電源である。電源制御部２０４は、電源部２０３の制御を行う。
【００２８】
フラッシュ充電部２０５は、フラッシュ発光部２０６の発光に必要なエネルギーを蓄積する。一般に、外部フラッシュ装置はカメラに内蔵のフラッシュ装置よりも大光量の発光が可能に構成される。このため、フラッシュ充電部２０５のコンデンサもフラッシュ充電部１２２のコンデンサよりも大容量のものが用いられる。フラッシュ発光部２０６は、制御部２０１からの発光指示を受けた場合に、フラッシュ充電部２０５のコンデンサに蓄積されたエネルギーを利用して発光する。このフラッシュ発光部２０６も、例えばキセノン（Ｘｅ）管等の発光管や反射傘を備えて構成されている。
【００２９】
次に、図１に示すカメラ１００のフラッシュ撮影動作について説明する。ここで、フラッシュ撮影動作は、後述するＡＥ処理の結果から被写体輝度が所定レベルよりも暗い場合や、ユーザによってフラッシュ発光部２０６（外部フラッシュ装置２００が装着されていない場合にはフラッシュ発光部１２３）を発光させるように設定された場合に行われるものとする。なお、図１に示すカメラ１００はフラッシュ装置の発光を伴わない撮影を行うことも可能である。しかしながら、フラッシュ装置の発光を伴わない撮影動作は従来と同様であるのでここでは説明を省略する。
【００３０】
図２は、カメラ１００のフラッシュ撮影動作について示すフローチャートである。ここで、図２の処理はシステム制御部１１６によって制御されるものである。
【００３１】
図２において、システム制御部１１６は、ユーザ操作によりカメラ１００の電源がオンとなったか否かを判定している（ステップＳ１）。ステップＳ１の判定において、カメラ１００の電源がオンとなるまで、システム制御部１１６はステップＳ１の判定を行いつつ待機する。ステップＳ１の判定においてカメラ１００の電源がオンとなった場合に、システム制御部１１６は、カメラ１００を撮影アイドル状態とする（ステップＳ２）。この撮影アイドル状態において、システム制御部１１６はスルー画表示（ライブビュー表示等ともいう）の制御を行う。即ち、システム制御部１１６は、撮像制御部１０８を介して撮像素子１０７を所定のフレームレートで動作させ、これによって撮像素子１０７を介して逐次得られる画像を表示部１１５に表示させる。また、撮影アイドル状態において、ユーザによってメニュー画面の表示指示がなされた場合に、システム制御部１１６は表示部１１５にメニュー画面を表示させる。このメニュー画面上でユーザはカメラ１００の各種の設定を行うことができる。
【００３２】
カメラ１００を撮影アイドル状態とした後、システム制御部１１６は、ユーザによりレリーズボタンが半押しされて１ｓｔレリーズスイッチがオンされたかを判定する（ステップＳ３）。ステップＳ３の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされるまで、システム制御部１１６は、繰り返しステップＳ３の判定を行う。一方、ステップＳ３の判定において、１ｓｔレリーズスイッチがオンされた場合に、システム制御部１１６は、ＡＥ処理及びＡＦ処理を実行する（ステップＳ４）。ＡＥ処理において、システム制御部１１６は、露出処理部１１２において被写体輝度を算出させる。その後、システム制御部１１６は、露出処理部１１２において算出された被写体輝度と予め不揮発性メモリ１１８に記憶された絞り値とシャッタ速決定テーブルに基づき、撮影時の撮像素子１０７の露光量（絞り値ＡＶとシャッタ速ＴＶ）を算出する。また、ＡＦ処理において、システム制御部１１６は、ＡＦ処理部１１３で得られるＡＦ評価値から、撮像素子１０７に集光される被写体の像が最も鮮明になるようにレンズ制御部１０２を制御して撮影レンズ１０１のフォーカスを調整する。
【００３３】
次に、システム制御部１１６は、ユーザによりレリーズボタンが全押しされて２ｎｄレリーズスイッチがオンされたかを判定する（ステップＳ５）。ステップＳ５の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがオンされるまで、システム制御部１１６は、繰り返しステップＳ５の判定を行う。一方、ステップＳ５の判定において、２ｎｄレリーズスイッチがオンされた場合に、システム制御部１１６は、本撮影時におけるフラッシュ発光部２０６の発光量を決定するためのフラッシュ調光制御処理を行う（ステップＳ６）。このフラッシュ調光制御処理の詳細については後述する。
【００３４】
ステップＳ６において、本撮影時におけるフラッシュ発光部２０６の発光量を決定した後、システム制御部１１６は、フラッシュ制御部１２１を制御して、ステップＳ６で得られた発光量で外部フラッシュ装置２００のフラッシュ発光部２０６を発光させる。さらに、システム制御部１１６は、絞り制御部１０４を制御して絞り機構１０３を駆動するとともに、シャッタ制御部１０６を制御してシャッタ１０５を駆動して撮影を行う（ステップＳ７）。なお、撮像素子１０７の感度については例えば被写体輝度に応じて設定する。
【００３５】
本撮影の後、システム制御部１１６は、撮影によって得られた画像データに対する画像処理を画像処理部１１１に行わせる（ステップＳ８）。最後に、システム制御部１１６は、画像処理部１１１において得られた圧縮画像データを外部メモリ１１４に記録させる（ステップＳ９）。その後に、システム制御部１１６は図２の処理を終了させる。
【００３６】
図３は、第１の実施形態におけるフラッシュ調光制御処理の詳細について示すフローチャートである。このフラッシュ調光制御処理においては、定常光下（外光のみ）の露光を行ったときに撮像素子１０７を介して得られる定常光データと、フラッシュ発光部２０６を少光量で発光させたときに撮像素子１０７を介して得られるプリ発光データとから本撮影時のフラッシュ発光部２０６の発光量（本発光量）を決定する。
【００３７】
図３において、システム制御部１１６は、定常光露光時の絞り値ＡＶを算出する（ステップＳ１１）。次に、システム制御部１１６は、定常光露光時の撮像素子１０７の感度値ＳＶを算出する（ステップＳ１２）。次に、システム制御部１１６は、定常光露光時のシャッタ速ＴＶを算出する（ステップＳ１３）。なお、定常光露光時のＡＶ、ＳＶ、ＴＶは例えば固定値を用いる。勿論、定常光露光時のＡＶ、ＳＶ、ＴＶを撮影条件に応じて可変としても良い。定常光露光時のＡＶ、ＳＶ、ＴＶが算出された後、システム制御部１１６は各算出された値に従って絞り制御部１０４、撮像制御部１０８、シャッタ制御部１０６を制御して定常光露光を実行し、定常光露光によって撮像素子１０７を介して得られる定常光データをメモリ１１０に記憶させる（ステップＳ１４）。
【００３８】
定常光露光の後、システム制御部１１６は、プリ発光露光時の絞り値ＡＶを算出する（ステップＳ１５）。次に、システム制御部１１６は、プリ発光露光時の撮像素子１０７の感度値ＳＶを算出する（ステップＳ１６）。次に、システム制御部１１６は、プリ発光露光時のシャッタ速ＴＶを算出する（ステップＳ１７）。ここで、プリ発光露光時のＡＶ、ＳＶ、ＴＶは例えば定常光露光時と同じ値を用いれば良い。プリ発光露光時のＡＶ、ＳＶ、ＴＶが算出された後、システム制御部１１６は各算出された値に従って絞り制御部１０４、撮像制御部１０８、シャッタ制御部１０６を制御してプリ発光露光を実行し、プリ発光露光によって撮像素子１０７を介して得られるプリ発光データをメモリ１１０に記憶させる（ステップＳ１８）。
【００３９】
ここで、本実施形態における撮像素子１０７は、ライン単位での信号の読み出しが可能なＣＭＯＳセンサを想定している。このような構成の場合、図４に示すように、撮像領域４０１内のあるラインの信号が読み出された後、所定の遅れ時間を伴って次のラインの信号が読み出される。このように、各ラインの信号を同時に読み出すことができないので、各ラインで露光時間を等しくするためには、読み出し開始の遅れ時間分だけ露光開始のタイミングもライン毎にずらす必要がある。このため、フラッシュの発光タイミングによっては撮像領域４０１内でフラッシュ光が照射されない領域が発生し得る。図４の例では撮像領域４０１における最初のライン（最上段のライン）及び最後のライン（最下段のライン）が、フラッシュ光が照射されない領域である。
【００４０】
本実施形態では、撮像領域４０１の内側にフラッシュ照射領域４０２を設定し、このフラッシュ照射領域４０２内の全ラインに対応した露光期間に重なる期間ができるように、撮像領域４０１の全ラインの露光開始のタイミングを設定する。図４においては、フラッシュ照射領域４０２内の最初のラインの末尾と最後のラインの先頭とで露光期間が重なるように各ラインの露光開始タイミングを設定している。
【００４１】
さらに、本実施形態におけるプリ発光露光時には、フラッシュ照射領域４０２内の全ラインの露光期間が重なる期間中にプリ発光を実施する。これにより、フラッシュ発光部２０６からの光はフラッシュ照射領域４０２の全領域に照射される。このとき、フラッシュ照射領域４０２を含むラインのみの信号を読み出すようにすれば、フラッシュ光の照射されていないラインの信号を読み出す必要がなく、信号の読み出し時間の短縮を図ることができるとともに、適切なプリ発光データを得ることができる。また、撮像領域４０１の全ラインについて露光期間を重ねる場合に比べて１ライン毎の露光期間を短くすることもできる。
【００４２】
定常光露光後及びプリ発光露光後には、フラッシュ照射領域４０２を含むラインのみの定常光データ及びプリ発光データがメモリ１１０に記憶される。システム制御部１１６は、メモリ１１０に記憶されている定常光データを取得する（ステップＳ１９）とともに、メモリ１１０に記憶されているプリ発光データを取得する（ステップＳ２０）。その後、システム制御部１１６は、取得した定常光データ及びプリ発光データをそれぞれ被写体輝度に変換する発光量演算用データ変換処理を露出処理部１１２に実行させる（ステップＳ２１）。その後、システム制御部１１６は、定常光データから求められた被写体輝度及びプリ発光データから求められた被写体輝度のそれぞれにおいて発光量の演算に用いる発光エリアの判定を行う（ステップＳ２２）。発光エリアは例えば被写体が存在する領域とする。被写体の検出については顔検出等の手法を用いることができる。発光エリアの判定後、システム制御部１１６は、プリ発光データから求められた被写体輝度と定常光データから求められた被写体輝度との差分から、撮影時におけるフラッシュ発光部２０６の発光量（本発光量）を演算する（ステップＳ２３）。このようにしてフラッシュ調光制御が終了する。
【００４３】
以上説明したように、第１の実施形態によれば、撮像領域４０１の内側にフラッシュ照射領域４０２を設定することにより、プリ発光露光時にフラッシュ光が照射される領域のみの信号を限定して読み出すことができるので、撮像素子１０７の駆動モードをプリ発光露光用に新たに設定することなく、必要なプリ発光データのみを短時間で読み出すことが可能となる。
【００４４】
また、フラッシュ照射領域４０２の最初のラインの末尾と最後のラインの先頭とが重なるように各ラインの露光期間を設定することにより、露光期間が不必要に長くなることを防止できる。
【００４５】
ここで、フラッシュ照射領域４０２は、各ラインの露光期間（即ちシャッタ速）を長く設定するか若しくは撮像素子１０７の駆動周波数を早くすることで広くすることが可能である。フラッシュ照射領域４０２を広く設定した場合、撮像領域４０１内の広い領域についての調光が可能となる反面、フラッシュ照射領域４０２を構成するライン数が増大するので結果として信号の読み出し時間が増大することになる。逆に、各ラインの露光期間を短く設定すればフラッシュ照射領域４０２を狭くすることが可能である。この場合には、信号の読み出し時間については短縮されるが撮像領域４０１内の広い領域についての調光は困難となる。したがって、フラッシュ照射領域４０２の広さは、撮像素子１０７の駆動周波数、信号の読み出し時間等の諸条件に応じて設定することが望ましい。
【００４６】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。フラッシュ発光部を構成するＸｅ管は、一般に、キセノン（Ｘｅ）ガスが充填されたガラス管である。このようなＸｅ管は、ガラス管内に封入されたＸｅガスを高電圧（トリガ電圧)によって励起状態にさせて発光を行っている。このような構成上、フラッシュ制御部１２１によって発光開始が指示されてから実際にフラッシュ発光部が発光状態になるまでには遅延時間が存在する。特に、外部フラッシュ装置２００のフラッシュ発光部２０６を発光させる際には、フラッシュ制御部１２１からの指示を外部フラッシュ装置２００の制御部２０１で受け付けてから発光の指示が行われるため、さらなる遅延時間が存在する可能性がある。また、発光の終了時についても、実際の発光動作が完了するまでには遅延時間が存在する。特に、外部フラッシュ装置２００の場合、プリ発光に必要な光量での発光にかかる時間は外部フラッシュ装置毎に異なるため、実際の発光時間を制御することができない。
【００４７】
第２の実施形態は、このような各種の遅延時間を考慮した実施形態であり、遅延時間が存在しても、フラッシュ光を高精度に調光可能とするものである。なお、第２の実施形態におけるカメラ１００及び外部フラッシュ装置２００の基本的な構成は図１で示したものと同様である。また、フラッシュ撮影の基本動作についても図２で示したものと同様である。以下、第１の実施形態と同様の構成及び動作については説明を省略する。
【００４８】
図５は、第２の実施形態の撮影アイドル中に行われる発光時間の取得処理について示すフローチャートである。ここで、第２の実施形態においては、フラッシュ発光部２０６の発光量とその発光量での発光を行うために必要な発光時間（上述の遅延時間を含む発光時間）との対応を記憶した発光時間テーブルを不揮発性メモリ２０２に記憶させておく。同様に、フラッシュ発光部１２３によるプリ発光に必要な発光時間を不揮発性メモリ１１８に記憶させておく。撮影アイドル中においては、外部フラッシュ装置２００が装着されているか否かに応じてフラッシュ発光部２０６の発光時間テーブルとフラッシュ発光部１２３の発光時間の何れかを取得する。
【００４９】
第２の実施形態における撮影アイドル中において、システム制御部１１６は、現在、外部フラッシュ装置２００が接続されているか否かを判定する（ステップＳ３１）。この判定は、例えば外部フラッシュ装置２００の制御部２０１と通信を行うことにより行う。即ち、外部フラッシュ装置２００の制御部２０１に対して接続確認信号を送信し、この接続確認信号に対する応答があった場合に外部フラッシュ装置２００が接続されていると判定する。
【００５０】
ステップＳ３１の判定において、外部フラッシュ装置２００が接続されている場合に、システム制御部１１６は、現在、カメラ１００に接続されている外部フラッシュ装置２００の機種情報を取得する（ステップＳ３２）。次に、システム制御部１１６は、取得した機種情報から、現在、カメラ１００に接続されている外部フラッシュ装置２００が前回接続確認したときの外部フラッシュ装置と同じ機種であるか否かを判定する（ステップＳ３３）。ステップＳ３３の判定において、カメラ１００に接続されている外部フラッシュ装置２００が前回接続確認したときの外部フラッシュ装置と同じ機種でない場合には、その外部フラッシュ装置２００に関する発光時間テーブルはまだ取得していない。したがって、システム制御部１１６は、外部フラッシュ装置２００の制御部２０１と通信を行って不揮発性メモリ２０２に記憶された発光時間テーブルを取得してシステム制御部１１６の内部のメモリに保持しておく（ステップＳ３４）。その後、処理がステップＳ３１に戻る。一方、ステップＳ３３の判定において、カメラ１００に接続されている外部フラッシュ装置２００が前回接続確認したときの外部フラッシュ装置と同じ機種である場合には、その外部フラッシュ装置２００に関する発光時間テーブルは取得済みである。この場合には、ステップＳ３４の処理がスキップされ、処理がステップＳ３１に戻る。
【００５１】
また、ステップＳ３１の判定において、外部フラッシュ装置２００が接続されていない場合に、システム制御部１１６は、不揮発性メモリ１１８に記憶されているフラッシュ発光部１２３の発光時間を取得してシステム制御部１１６の内部のメモリに保持しておく（ステップＳ３５）。その後に、処理がステップＳ３１に戻る。
【００５２】
なお、図５の処理中に１ｓｔレリーズ操作がなされた場合には、発光時間の取得後に処理が図２のステップＳ４に移行して、ＡＥ及びＡＦ制御がなされる。
【００５３】
図６は、第２の実施形態におけるフラッシュ調光制御処理の詳細について示すフローチャートである。ここで、図６において図３と同一の処理については図３と同一のステップ符号を付すことで説明を省略する。即ち、図６のステップＳ１１〜ステップＳ２０までの処理は図３と同様である。
【００５４】
図６のステップＳ２０において、プリ発光データを取得した後、システム制御部１１６は、発光量演算用データ選択処理を行う（ステップＳ２４）。  
図７は、発光量演算用データ選択処理の詳細を示すフローチャートである。図７に示す発光量演算用データ選択処理においては、プリ発光の指示を開始してから実際のプリ発光がなされるまでの遅延時間を考慮し、フラッシュ照射領域４０２内で実際にフラッシュ光が照射されるラインを算出し、実際にフラッシュ光が照射されるラインからのデータのみを発光量演算に使用するようにする。
【００５５】
図７において、システム制御部１１６は、現在、外部フラッシュ装置２００が接続されているか否かを判定する（ステップＳ４１）。ステップＳ４１の判定において、現在、外部フラッシュ装置２００が接続されている場合に、システム制御部１１６は、保持しておいた外部フラッシュ装置２００の発光時間テーブルからプリ発光量に対応する発光時間を選択する（ステップＳ４２）。一方、ステップＳ４１の判定において、現在、外部フラッシュ装置２００が接続されていない場合に、システム制御部１１６は、保持しておいたフラッシュ発光部１３１のプリ発光にかかる発光時間を選択する（ステップＳ４３）。発光時間の選択後、システム制御部１１６は、発光の遅延によりフラッシュ光が照射されない可能性があるラインの数を示すＤｅｌａｙライン数Delay_lineを演算する（ステップＳ４４）。
【００５６】
図８は、Ｄｅｌａｙライン数Delay_lineの演算手法の概念について示す図である。一般に、撮像素子１０７における露光動作及び撮像素子１０７からの信号の読み出し動作は同期信号ＨＤに同期して行われる。図８の例では、あるラインにおける露光が終了したタイミングの次の同期信号ＨＤの入力に応じて信号の読み出しが行われる。この信号の読み出し時間をRead_Timeとすると、読み出し時間Read_Timeが経過する毎に各ラインの露光が順次終了して信号の読み出しが開始されることになる。
【００５７】
ここで、第１の実施形態で説明したように、プリ発光を指示するための発光制御タイミング信号は、フラッシュ照射領域４０２の最初のラインの末尾の期間であってフラッシュ照射領域４０２の最後のラインの先頭の期間内にフラッシュ制御部１２１から出力される。この発光制御タイミング信号が出力される期間は、例えば、フラッシュ照射領域４０２の最初のラインの末尾の期間に対応して、この最初のラインの直前に読み出されるラインの信号の読み出し時間Read_Timeと等価な期間に設定しても良い。
【００５８】
一方、上述したように、プリ発光の指示がなされてから実際に発光がなされるまでには遅れがある。この遅延時間を発光時間Flash_Delay_Timeとすると、Ｄｅｌａｙライン数Delay_lineは、以下の式により演算できる。  
Delay_Line＝Flash_Delay_Time／Read_Time（切り上げ）  
即ち、Ｄｅｌａｙライン数は、発光時間Flash_Delay_Timeが経過する間に露光が終了してしまうライン数として表される。フラッシュ照射領域４０２の中でもフラッシュ照射領域４０２の最初のラインからＤｅｌａｙライン数に相当ラインまではプリ発光によるフラッシュ光が照射されない。したがって、第２の実施形態では、フラッシュ照射領域４０２の最初のラインからＤｅｌａｙライン数分だけ内側の発光量演算領域４０３のラインのみを発光量の演算に使用する。
【００５９】
即ち、ステップＳ４４において、Ｄｅｌａｙライン数を演算した後、システム制御部１１６は、フラッシュ照射領域４０２の最初のラインからＤｅｌａｙライン数分だけ内側の領域を発光量演算領域４０３として決定する（ステップＳ４５）。その後、システム制御部１１６は、図７の処理を終了して、図６のステップＳ２１以後の処理を実行する。以後の処理においては発光量演算領域４０３について上述の第１の実施形態で説明したのと同様の処理を行う。詳細な説明については省略する。
【００６０】
以上説明したように、第２の実施形態によれば、プリ発光開始の指示から実際にプリ発光がなされるまでの遅延時間を考慮して発光量の演算に使用するラインを決定するので、第１の実施形態に比べてより正確に本発光量を演算することが可能である。
【００６１】
ここで、第２の実施形態においては、プリ発光の制御は第１の実施形態と同様にして行い、プリ発光の後、フラッシュ照射領域４０２からＤｅｌａｙライン数分だけ内側の発光量演算領域４０３からの信号のみを発光量の演算に用いるようにしている。これに対し、発光時間Flash_Delay_Timeの分だけ発光開始タイミング信号の出力を早くしてプリ発光を行うようにしても良い。この場合には、フラッシュ照射領域４０２の全てのラインにフラッシュ光が照射されるようになる。
【００６２】
また、第２の実施形態では、撮影アイドル中において外部フラッシュ装置２００の接続が確認されたときに、外部フラッシュ装置２００からプリ発光時に使用する発光量に対する発光時間Flash_Delay_Timeを取得している。しかしながら、発光時間の取得手法はこれに限るものではない。例えば、カメラ１００の不揮発性メモリ１１８に予め複数の外部フラッシュ装置２００の発光時間を記憶させておき、必要に応じて不揮発性メモリ１１８から対応する外部フラッシュ装置２００の発光時間を取得するようにしても良い。また、プリ発光の直前に外部フラッシュ装置２００から発光時間を取得するようにしても良い。
【００６３】
以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。
【００６４】
さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るフラッシュ調光機能を備えたカメラ装置の構成を示すブロック図である。
【図２】カメラのフラッシュ撮影動作について示すフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるフラッシュ調光制御処理の詳細について示すフローチャートである。
【図４】撮像領域とフラッシュ照射領域との関係を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における撮影アイドル中に行われる発光時間の取得処理について示すフローチャートである。
【図６】本発明の第２の実施形態におけるフラッシュ調光制御処理の詳細について示すフローチャートである。
【図７】発光量演算用データ選択処理の詳細を示すフローチャートである。
【図８】撮像領域とフラッシュ照射領域と発光量演算領域との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１００…カメラ、１０１…撮影レンズ、１０２…レンズ制御部、１０３…絞り機構、１０４…絞り制御部、１０５…シャッタ、１０６…シャッタ制御部、１０７…撮像素子、１０８…撮像制御部、１０９…アナログ/デジタル（Ａ/Ｄ）変換部、１１０…メモリ、１１１…画像処理部、１１２…露出処理部、１１３…ＡＦ処理部、１１４…外部メモリ、１１５…表示部、１１６…システム制御部、１１７…操作部、１１８…不揮発性メモリ、１１９…電源部、１２０…電源制御部、１２１…フラッシュ制御部、１２２…フラッシュ充電部、１２３…フラッシュ発光部、１２４…外部フラッシュ接続部、１３１…フラッシュ発光部、２００…外部フラッシュ装置、２０１…制御部、２０２…不揮発性メモリ、２０３…電源部、２０４…電源制御部、２０５…フラッシュ充電部、２０６…フラッシュ発光部、２０７…カメラ接続部
【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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