(57)【要約】【課題】フラッシュマチック方式のストロボを搭載した安価な撮像装置を提供する。【解決手段】電子シャッタ機能を有する固体撮像素子と、被写体までの距離を計測する外部測距素子と、外部測距素子からの計測結果に基づいて発光制御されるフラッシュマチック方式のストロボと、固体撮像素子およびストロボを制御する制御手段とを備えた撮像装置であって、制御手段は、被写体条件によらずストロボから常に一定光量を発光させるとともに、露光量を電子シャッタパルス数の増減によって制御する。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子シャッタ機能を有する固体撮像素子と、被写体までの距離を計測する外部測距素子と、前記外部測距素子からの計測結果に基づいて発光制御されるフラッシュマチック方式のストロボと、前記固体撮像素子およびストロボを制御する制御手段とを備えた撮像装置であって、
前記制御手段は、被写体条件によらず前記ストロボから常に一定光量を発光させるとともに、露光量を電子シャッタパルス数の増減によって制御することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御手段は、一定光量を発光させる際に、前記ストロボにフル発光させることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御手段は、前記露光量制御を近接撮影時に行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記制御手段は、撮像装置本体に内蔵された電池の残存量が少ないときは、前記露光量制御の実行を回避することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フラッシュマチック方式のストロボを有する撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にディジタルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ撮像素子、ＣＤＳ回路、プロセス回路、γ補正回路、ＣＰＵ、メモリ、タイミング発生回路等が設けられている。ＣＣＤ撮像素子からの出力信号は、ＣＤＳ回路でノイズの除去、波形整形、欠陥画素の補間等が行われ、プロセス回路でゲイン補正、ブラックバランス、ホワイトバランス等が施され、さらにγ補正回路ではγ補正の処理が行われる。そして、ＣＰＵは、メモリからの制御信号に応じてタイミング発生回路を動作させ、ＣＣＤ撮像素子を駆動させるとともに、電子シャッタのトリガ信号に基づいてストロボを発光させる（特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、デジタルカメラ等の撮像装置に使用されるストロボの方式には、大きく分けて、フラッシュマチック方式とオートストロボ方式がある。
【０００４】
フラッシュマチック方式は、オートフォーカス用の外部測距素子からの出力信号等、被写体までの距離情報を入力とし、オープンループ制御で発光を行う方式である。
【０００５】
オートストロボ方式は、被写体で反射したストロボ光を専用の受光センサで受光し、その受光信号が所定レベル以上になると発光を止めるクローズドループ制御の方式である。
【０００６】
【特許文献１】
特開平９−２７０９５１号公報（第３頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記２つのストロボ方式のうち、フラッシュマチック方式は、オートストロボ方式に必要な受光センサ部が不要で、その分、回路規模を小さくすることができるという利点がある。
【０００８】
しかし、フラッシュマチック方式は、発光時間を制御するためにＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）等の高価な電子部品が必要である。このような発光時間制御はオートストロボ方式にも必要である。
【０００９】
本発明の課題は、フラッシュマチック方式のストロボを搭載した安価な撮像装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の特徴部分は、ストロボ自体の発光時間制御は行わないようにして、ＩＧＢＴのような高価な電子部品を使用せずに、安価な撮像装置を実現することである。
【００１１】
すなわち、請求項１に記載の発明は、電子シャッタ機能を有する固体撮像素子と、被写体までの距離を計測する外部測距素子と、前記外部測距素子からの計測結果に基づいて発光制御されるフラッシュマチック方式のストロボと、前記固体撮像素子およびストロボを制御する制御手段とを備えた撮像装置であって、前記制御手段は、被写体条件によらず前記ストロボから常に一定光量を発光させるとともに、露光量を電子シャッタパルス数の増減によって制御することを特徴としている。
【００１２】
上記構成によれば、ストロボからは常に一定光量を発光させるようにして、ストロボ自体の発光時間制御は行われない。そのため、ＩＧＢＴのような高価な電子部品は不要である。そして、露光量は電子シャッタパルス数の増減によって制御される。
【００１３】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記制御手段は、一定光量を発光させる際に、前記ストロボにフル発光させることを特徴としている。このようにすれば、充分な発光量を得ることができる。
【００１４】
請求項３に記載の発明は、請求項１において、前記制御手段は、前記露光量制御を近接撮影時に行うことを特徴としている。
【００１５】
ストロボの発光強度曲線は急峻に立ち上がるため、従来、近接撮影では制御が難しかったが、電子シャッタパルス数の増減によって露光量を制御するようにすれば、発光強度曲線の急峻な部分を避けて、なだらかに下がる部分を利用できるため、近接撮影が容易となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、請求項１において、前記制御手段は、撮像装置本体に内蔵された電池の残存量が少ないときは、前記露光量制御の実行を回避することを特徴としている。
【００１７】
ストロボが常にフル発光を行っていると、近距離の被写体で少ない光量で十分な場合には、余分に電力を消費してしまうことになる。デジタルカメラ等では電池駆動が一般的であり、電池は少しでも長持ちさせる必要がある。そのため、撮像装置本体に内蔵された電池の残存量が少ないときは、請求項１に記載した露光量制御の実行を回避する、つまり前記露光量制御を実行しない。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る撮像装置の一例としてディジタルカメラの概略構成を示している。図１に示すように、本ディジタルカメラ１は、撮像レンズ２、シャッタ機構３、固体撮像素子としてのＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）４、Ｆ／Ｅ（Ｆｒｏｎｔ  Ｅｎｄ）部５、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｓｉｇｎａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）部６、制御手段としてのＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）７、水晶発振子８Ａを有するＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）部８、ＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ  Ｄｙｎａｍｉｃ  Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）９、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）１０、ＦＭ（フラッシュマチック）式ストロボ１１、外部測距素子１２、およびＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｅｒａｓａｂｌｉｅ  ａｎｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）１３を備えている。
【００１９】
Ｆ／Ｅ部５の内部には、ＣＤＳ（Ｃｏｒｅｌａｔｅｄ  Ｄｏｕｂｌｅ  Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路１４、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｇａｉｎ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１５、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ  ｔｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｃｏｖｅｒｔｅｒ）１６が設けられている。ＤＳＰ部６はＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ  Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｘｐｅｒｔｓ  Ｇｒｏｕｐ）処理の機能を有し、内部にビデオＤＡＣ（Ｖｉｄｅｏ  Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ  Ｃｏｖｅｒｔｅｒ）１７が設けられている。ＣＰＵ７にはＡＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  ｔｏ  Ａｎａｌｏｇ）ポート１８が設けられている。また、ディジタルカメラ１にはメモリカード１９が着脱自在に設けられている。さらにＣＰＵ７には、ディジタルカメラ１内蔵のバッテリの電圧残存量を検知する電圧センサ２０が接続されている。
【００２０】
ＣＣＤ５は被写体像を受光して、その受光データをアナログ信号として出力し、Ｆ／Ｅ部５はＣＣＤ４からのアナログ信号を取り込んで信号処理を行う。ＣＤＳ回路１５は相関二重サンプリング回路の構成とされ、ノイズの除去、波形整形、欠陥画素の補間等を行う。また、ＡＧＣ回路１５はＣＤＳ回路１５から信号を取り込んで増幅し、ＡＤＣ１６はその増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換する。
【００２１】
ＤＳＰ部６は、ＡＦ（自動焦点）、ＡＥ（自動露出）、ホワイトバランス等の評価値を生成する。また、ＤＳＰ部６はＴＧ部１８を介してＣＣＤ４にＨＤ信号（水平同期信号）およびＶＤ信号（垂直同期信号）を出力する。
【００２２】
ＣＰＵ７は、ＤＳＰ部６から評価値を取り込んで、ＡＦ、ＡＥ、ホワイトバランス等の各演算を行う機能と、Ｆ／Ｅ部５、ＤＳＰ部６、その他に対してパラメータを設定する機能と、撮影者からの操作を処理する機能とを有する。
【００２３】
ＴＧ部８は駆動パルスを発生し、その駆動パルスをＣＣＤ４、Ｆ／Ｅ部５、およびＤＳＰ部６に出力し、カメラ全体のシステムの同期を取っている。ＳＤＲＡＭ９には、ＣＣＤ４から出力されＦ／Ｅ部５のＡＤＣ１６でアナログ−ディジタル変換されたＲａｗデータ（生データ）や、信号処理されたデータが書き込まれる。
【００２４】
ＬＣＤ１０にはモニタリングや再生の画像と各種情報が表示され、またＥＥＰＲＯＭ１３には調整値等のデータが保存される。ＡＦ用の外部測距素子１２は被写体との距離を計測し、その計測信号はＡＤポート１８でアナログ−ディジタル変換されて、ＣＰＵ７に取り込まれる。
【００２５】
上記構成において、ＣＣＤ４から出力されたアナログ信号は、Ｆ／Ｅ部５で信号処理され、ＤＳＰ部６を経由して、ＣＣＤ４の配列のままＳＤＲＡＭ９に格納される。通常の静止画処理の場合、ＤＳＰ部６はＳＤＲＡＭ９からＣＣＤデータを読み出して輝度信号と色信号を生成し、さらにＪＰＥＧ処理を行って、その処理データをメモリカード１９に記録する。また、ＣＣＤ４のＲａｗデータから表示用ＲＧＢまたはＹＵＶに変換されたデータの場合、ＤＳＰ部６はそのデータを内部のビデオＤＡＣ１７からＬＣＤ１０に出力し、ＬＣＤ１０上に表示する。
【００２６】
被写体距離等を表示させる場合は、ＣＰＵ７からＤＳＰ部６経由でＳＤＲＡＭ９に描画しておき、ＤＳＰ部６で映像信号に重畳する。
【００２７】
ＡＦは、外部測距素子１２からアナログで出力される１／Ｌ（被写体までの距離の逆数）をＣＰＵ７のＡＤポート１８で受け、ＣＰＵ７は被写体までの距離に応じて光学系（撮像レンズ２およびシャッタ機構３）を駆動する。
【００２８】
次に、本発明の撮像装置の動作を図２および図３を用いて説明する。
図２および図３は共に外部測距素子１２をフル発光させる際のタイミングチャートであり、図２は本発明の撮像装置の場合を、図３は従来の撮像装置の場合をそれぞれ示している。
【００２９】
図２および図３において、ＶＤはシステムの垂直同期信号であり、これに同期して、ＣＰＵ７が、ストロボ発光期間オンになるＳＹ信号をＦＭ式ストロボ１１に出力する。
【００３０】
図３ではストロボ１１の電荷に対して十分な時間、ＳＹ信号をオンしているが、発光時間を調整する場合は、ＳＹ信号の立ち下りのタイミングを変化させる。すなわち、図４（ａ）に示すように、ＳＹ信号の立ち下りを早くすると、ストロボ１１の発光は直ちに停止し、発光時間が短くなる。また、図４（ｂ）に示すように、ＳＹ信号の立ち下りを遅くすると、ストロボ１１の発光が長く続き、発光時間が長くなる。このように、従来ではＳＹ信号の立ち下がりのタイミングによって発光量（図の斜線部分）を制御していた。
【００３１】
これに対して、本発明では、図２に示すように、電子シャッタパルスが出力されている期間はＣＣＤ４で発生した電荷は蓄積されず、電子シャッタパルスが停止した時点から蓄積が開始されるという点に着目し、被写体条件によらずストロボ１１からは常に一定光量を発光（フル発光）させ、露光量を電子シャッタパルス数の増減によって制御するようにしている。ストロボ１１は常に一定時間（図２ではフル発光）の発光でも電子シャッタパルス数を被写体との距離に応じて制御することにより、ＣＣＤ４での露光量が制御できる。
【００３２】
発光強度曲線は、図４に破線で示すように、発光ピークを過ぎるとなだらかに低下している。つまり、発光量は発光ピークを過ぎるとなだらかに変化する。本発明では、従来とは逆に、斜線部分の発光時は電子シャッタで電荷を捨てて、なだらかになった破線部分を使用して、近接撮影時の制御を行うようにしている。
【００３３】
デジタルカメラでは電池駆動が一般的であるが、常にフル発光では電池の消費電力が大きく無駄が多い。そこで、本発明では、電圧センサ２０からの検知信号を取り込んで、内蔵電池の残存量が少ないと判断したときは、ＣＰＵ７は、図２に示した露光量制御を実行せず、従来の発光制御を行うようにする。
【００３４】
本実施の形態によれば、発光時間の制御は行わないため、ＩＧＢＴ等の高価な電子部品は不要となる。
【００３５】
また、電池の残存量が少ないときは、フル発光とはせず、従来の発光制御を行うようにしているので、電池の消費電力を抑えることができ、電池を長持ちさせることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ストロボからは常に一定光量を発光させて、ストロボ自体の発光時間制御を行わないため、ＩＧＢＴのような高価な電子部品を使用しなくても、フラッシュマチック方式のストロボを搭載した撮像装置を安価に実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る撮像装置の概略構成図である。
【図２】本発明の撮像装置において外部測距素子をフル発光させる際のタイミングチャートである。
【図３】従来の撮像装置において外部測距素子をフル発光させる際のタイミングチャートである。
【図４】ＳＹ信号の立ち下がりのタイミングによって発光量を制御することを説明した図である。
【符号の説明】
１  ディジタルカメラ
２  ＣＣＤ（固体撮像素子）
５  Ｆ／Ｅ部
６  ＤＳＰ部
７  ＣＰＵ（制御手段）
８  ＴＧ部
９  ＳＤＲＡＭ
１０  ＬＣＤ
１１  ＦＭ式ストロボ
１２  外部測距素子
１３  ＥＥＰＲＯＭ
１９  メモリカード
２０  電圧センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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