(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本発光の前に予備発光を行う閃光発光部を制御する閃光制御装置であって、
前記予備発光時に被写体により反射して戻ってくる閃光を撮影レンズを介して測定する閃光測定部と、
前記撮影レンズの焦点距離が短くなったとき前記閃光測定部のゲインを高く設定するゲイン設定部と、を備える閃光制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の閃光制御装置において、
前記ゲイン設定部は、前記焦点距離が一定値よりも短いときの前記ゲインを、前記焦点距離が前記一定値よりも長いときの前記ゲインよりも高くすること、
を特徴とする閃光制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の閃光制御装置において、
前記ゲイン設定部は、前記焦点距離が短いほど前記ゲインを大きくすることを特徴とする閃光制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の閃光制御装置において、
前記閃光測定部は、前記撮影レンズの視野を複数領域に分割して測光し、
前記ゲイン設定部は、前記複数領域のそれぞれに独立して前記ゲインを設定可能であることを特徴とする閃光制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の閃光制御装置において、
定常光による前記被写体の輝度を測定する定常光測定部を備え、
前記ゲイン設定部は、前記定常光測定部が測定した前記輝度が相対的に小さい場合は、前記閃光測定部のゲインを相対的に大きく設定することを特徴とする閃光制御装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の閃光制御装置と、
前記発光部を有した閃光装置とを備えたことを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閃光発光量を最適量に制御するカメラの閃光制御装置及びカメラシステムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一眼レフタイプのデジタルカメラや銀塩カメラの閃光発光器の制御方式として、いわゆるＴＴＬ調光方式が使われている。ＴＴＬ調光を行なうカメラのなかでも特に撮影時の本発光より前に予備発光を行い、被写体からの反射光を測光して、本発光のための情報を得るカメラがある。このようなカメラでは、撮影前に予備発光の反射光を測光し演算を行なうことにより、被写体の反射率などの情報を得ることができ、本発光をより適切な露出で発光することができる。
【０００３】
特に、撮影フィルムの位置にＣＣＤなどの個体撮像素子を置いたデジタルカメラでは、個体撮像素子の表面を使ってＴＴＬ調光を行なうことが難しいために、予備発光の測光結果から本発光に必要な発光量を演算し、この発光量で本発光を行なわせるものがある。
【０００４】
このようなカメラには、予備発光の測光をミラーアップの状態でシャッター幕面により拡散した光束に対して行ない、この測光結果から本発光では、予備発光の発光量に対してどのぐらいの強度で発光するべきかを演算するものがある。またミラーダウンの状態でファインダ光学系に設けられた測光素子で予備発光の反射光を測光し、演算により本発光の強度を求め発光するものもある。
【０００５】
特開２０００−１８７２６６号公報には、予備発光時の被写体からの反射光を分割測光し、その結果より被写体の反射率分布を求め、本発光のための情報を得る閃光制御装置が開示されている。上記公報に記載の閃光制御装置では、予備発光の測光結果から本発光に必要な発光量も決定し、この必要発光量を目標に閃光発光部に本発光を行わせている。
このような、予備発光時の測光出力に基づいて撮影時の発光量をあらかじめ決定してしまう方式においては、予備発光時の測光精度がそのまま撮影時の発光精度に影響してしまうため、予備発光測光の精度が非常に重要である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記のような装置においては、予備発光時の被写体からの反射光を測光する閃光測光部に設定されるゲイン（入射光量に対して出力を行うときの増幅率）の設定が適切でない場合には、予備発光の反射光により生じる信号が小さすぎるために、閃光測光部の測光可能範囲から外れ、測光値の精度が十分に得られないという問題がある。
図６は、閃光測光部における受光光量と出力の関係の例を示す図である。
受光光量が少ない領域では、線図ＡやＢ等のように、出力が不安定になり、精度が低くなってしまう場合が多い。また、出力が小さいと、ノイズなどの影響も受けやすくなるので、出力された後の処理においても、精度が低くなる場合があった。
【０００７】
具体的な例としては、例えば、撮影距離が長い場合には、予備発光時に被写体から閃光測光部に戻ってくる反射光の光量が少なくなってしまう。
そこで、撮影距離に関する情報を撮影レンズに設けられたエンコーダで検出して、この情報を基に閃光測光部のゲインを変更する手法が、特開２０００−３３８５６９号公報に開示されている。
【０００８】
ところが、この手法で得られる撮影距離信号は、交換レンズ１つ１つの設計上の違いによって、精度や、信号の上限値、下限値が変化し、特に焦点距離の違いが大きく影響する。焦点距離の短いワイドレンズでは、焦点距離の長いレンズに比べて被写界深度が深く、距離環の回転角が小さいため、撮影距離信号の精度が悪く、最長の撮影距離信号が短くなる。すなわち、被写体が遠くにある場合には、距離環回転角がエンコーダ分解能より小さくなってしまうので、信号としては精度が悪く、また小さな値しか出すことができない。
したがって、この信号を用いて前述した閃光測光部のゲインを加減しても、特にワイドレンズ使用時には、被写体がたとえ遠くにあっても距離信号としては、近くとしか認識できないため、適正なゲインを設定できず、測光値の精度が十分に得られないという問題があった。
【０００９】
また、焦点距離が短いレンズ鏡筒では、画角が広くなるために閃光によって照明する必要がある範囲も広くなる。一般に閃光発光部による照明は、周辺部になるほど暗くなり、被写体によって反射して戻ってくる光量が少なくなる。このような観点からも、焦点距離が短いレンズ鏡筒では、予備発光の反射光により生じる信号が小さくなり、閃光測光部の測光可能範囲から外れ、測光値の精度が十分に得られないという問題が生じることが多かった。
【００１０】
一方、予備発光時に閃光測光部が測光する光には、閃光以外の周囲光（以下、定常光）が含まれているので、閃光測光部に設定するゲインは、この定常光の影響を受ける。そこで、上述した特開２０００−３３８５６９号公報には、被写体輝度が高いとき（周囲光が明るいとき）に、ゲインを小さくする手法が開示されている。
しかし、従来の閃光制御装置では、定常光が非常に暗い場合には、閃光測光部に到達する光量が少なくなり、閃光測光部の測光可能範囲から外れ、測光値の精度が十分に得られないという問題があった。
【００１１】
本発明の課題は、焦点距離が短い撮影レンズを使用する場合であっても、閃光測光部のゲインを適切に設定して、予備発光の反射光を精度よく測光することができる閃光制御装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下のような解決手段により、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために、本発明の実施形態に対応する符号を付して説明するが、これに限定されるものではない。すなわち、請求項１の発明は、本発光の前に予備発光を行う閃光発光部（１５）を制御する閃光制御装置であって、前記予備発光時に被写体により反射して戻ってくる閃光を撮影レンズを介して測定する閃光測定部（１３）と、前記撮影レンズ（１）の焦点距離が短くなったとき前記閃光測定部のゲインを高く設定するゲイン設定部（２８）と、を備える閃光制御装置である。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の閃光制御装置において、前記ゲイン設定部（２８）は、前記焦点距離が一定値よりも短いときの前記ゲインを、前記焦点距離が前記一定値よりも長いときの前記ゲインよりも高くすること、を特徴とする閃光制御装置である。
請求項３の発明は、請求項１に記載の閃光制御装置において、前記ゲイン設定部は、前記焦点距離が短いほど前記ゲインを大きくすることを特徴とする閃光制御装置である。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の閃光制御装置において、前記閃光測定部は、前記撮影レンズの視野を複数領域に分割して測光し、前記ゲイン設定部は、前記複数領域のそれぞれに独立して前記ゲインを設定可能であることを特徴とする閃光制御装置である。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の閃光制御装置において、定常光による前記被写体の輝度を測定する定常光測定部（９）を備え、前記ゲイン設定部は、前記定常光測定部が測定した前記輝度が相対的に小さい場合は、前記閃光測定部のゲインを相対的に大きく設定することを特徴とする閃光制御装置である。
【００１６】
請求項６の発明は、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の閃光制御装置と、前記発光部（１５）を有した閃光装置とを備えたことを特徴とするカメラシステムである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面等を参照しながら、本発明の実施の形態について、更に詳しく説明する。
図１は、本発明によるカメラの閃光制御装置の光学系を示す図である。
図１に示すカメラは、閃光発光部１５を有する閃光発光装置がカメラ本体に対して着脱可能なカメラであり、撮像素子１４に結像した像を電気信号に変換して記録するいわゆるデジタルスチルカメラである。
撮影レンズ１を通過した光束は、クイックリターンミラー２によって折り曲げられ、拡散スクリーン３上にいったん結像する。その後に、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、接眼レンズ６を通って撮影者の目に到達する。一方、拡散スクリーン３によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ４、ペンタプリズム５、測光用プリズム７、測光用レンズ８を通して定常光測光部９上へ再結像される。
定常光測光部９は、例えばＳＰＤ（シリコン・フォト・ダイオード）等の受光素子が用いられており、図３に示すように、被写界をＢ１〜Ｂ５の５領域に分割して測光し、それぞれの測光値を出力可能な構造になっている。
【００１８】
撮影時には、絞り１０が所定値まで絞られると同時に、クイックリターンミラー２が跳ね上げられる。その後に、閃光発光部１５による予備発光時には、シャッター１１上に略結像され反射された一部の光束を、調光用レンズ１２を通して閃光測光部１３上へ再結像させる。閃光発光部１５による本発光時は、シャッター１１を開き、例えばＣＣＤ等によって構成される撮像素子１４の受光面上に光束を結像させる。
【００１９】
閃光測光部１３は、ＳＰＤと、ＳＰＤからの光電流を蓄積するコンデンサと、増幅アンプ等とによって構成され、図４に示すように、定常光測光部９と略同一の分割形状をしており、領域Ｓ１〜Ｓ５は、それぞれ図３のＢ１〜Ｂ５へ対応している。閃光測光部１３では、ＳＰＤで生じた光電流に各エリア毎に異なるアンプ・ゲインを掛けて、増幅された電流を積分用コンデンサに蓄積する。読み出し時には、各エリアに対応するコンデンサに蓄積された電荷を電圧値として読み出し、カメラ本体側のマイコン１００（図２参照）に内蔵されているＡ／Ｄ変換器によってデジタルデータとして、マイコン１００内部に取り込まれる。
【００２０】
クイックリターンミラー２は、一部の光を透過するハーフミラーになっており、透過した光束の一部は、サブミラー１６によって図１において下方へ折り曲げられ、焦点検出部１７へ導かれる。焦点検出部１７は、図３に示す被写界の中央領域Ｆ１〜Ｆ５のいずれかについての焦点状態を検出し、合焦状態になるまで撮影レンズ１が駆動される。
【００２１】
図２は、本実施形態における閃光制御装置の信号の流れを示すブロック図である。
焦点調節を行うときには、焦点検出部１７で焦点状態を検出し、レンズ駆動部２４のモータによってレンズ光学系２６を駆動する。レンズ鏡筒には、その繰り出し量と対応した、距離環の回転角に応じた信号を出すエンコーダ３３が設けられている。レンズ鏡筒は、ピントの合った状態では、その状態における距離環の回転角により得られる信号を被写体までの距離に対応した信号として出力する。この信号をレンズ側のマイコン２５で処理して、撮影距離信号を得る。この撮影距離信号は、カメラ本体とレンズ鏡筒間の電気接点を通じてカメラ本体側の閃光制御装置（マイコン）１００に送信される。カメラ本体側のマイコン１００内では、各種の演算や制御を行なう。
【００２２】
定常光測光部９は、図３に示したように、被写界を５分割して定常光の測光をする回路である。
露出演算部２２は、定常光測光部９からの出力と、レンズ鏡筒に設けられたマイクロプロセッサであるレンズマイコン２５内に格納された撮影レンズの開放Ｆ値、焦点距離、射出瞳位置などのレンズ情報と、感度設定部２９からの撮像素子１４の感度情報とに基づいて、定常光露出に関する適正露出値を算出し、それを絞り値とシャッター値とに分解してシーケンス制御部２０等へ出力する。
【００２３】
シーケンス制御部２０は、レリーズスイッチ２７よりレリーズ信号が入力されると、クイックリターンミラー２を跳ね上げ、絞り１０を絞り込んだ後に、閃光発光部１５へ予備発光の指示を出し、その後にシャッター１１を制御すると同時に、再び閃光発光部１５へ本発光の指示を出すなどの一連の動作の制御を行う。
【００２４】
図５は、予備発光と本発光のシーケンスの概略を示す図である。
シーケンス制御部２０は、露出演算部２２，感度設定部２９などからの信号に基づいて、閃光測光部１３，閃光発光部１５等を制御する。シーケンス制御部２０は、予備発光の直前に、ゲイン設定部２８に閃光測光部のアンプ・ゲインを設定させ（図５におけるゲイン設定１）、その後に、閃光発光部１５に所定の小さなガイドナンバーによる発光（以下、チョップ発光）を少なくとも１回行う予備発光を行わせる。そして、閃光測光部１３の受光量が所定値になったことを示すストップ信号が発生するか、又は、チョップ発光の回数が所定値になるまで、引き続き閃光発光部１５のチョップ発光を行う。
【００２５】
チョップ発光を続けている間に閃光測光部１３では、予備発光の被写体からの反射光を測光し、生じる光電流の蓄積（図５における予備発光積分）を行なう。マイコン１００は、閃光測光部１３の出力を読み出して（図５における読み出し１）マイコン１００のＡ／ＤポートからＡ／Ｄ変換を行ないデータとして取り込む。その後に、チョップ発光を行っているときと同じゲインを設定し、（図５におけるゲイン設定２）、同じ蓄積時間で、閃光発光を行なわずに閃光測光部１３により測光を行ない、定常光の蓄積（図５における定常光積分）を行なう。これは、予備発光時の光電流の蓄積値中には、閃光による光電流だけではなく、定常光による光電流の分が含まれているので、予備発光の蓄積値から定常光の蓄積値を引いて、正味の（閃光による成分のみの）予備発光蓄積値を求めるためである。この正味の予備発光蓄積値と、ＣＣＤなどの撮像素子感度又はフィルム感度などを基にして、撮影時に予備発光の何倍で閃光を光らせるべきかを演算し、閃光発光部１５に送信（図５における本発光量算出・通信）をして、本発光を行なう。本発光では、指示された光量で閃光発光部１５が閃光を発光する。
【００２６】
ゲイン設定部２８は、閃光測光部１３のアンプ・ゲインを算出し、閃光測光部１３のゲイン設定を行う部分である。閃光測光部１３では、ＳＰＤで生じた光電流に各エリア毎に異なるアンプ・ゲインを掛けて、増幅された電流を積分用コンデンサに蓄積する。読み出し時には、各エリア（図４参照）に対応するコンデンサに蓄積された電荷を電圧値として読み出す。
前述したように、このゲインが不適切な値であると、閃光の反射光を精度良く測定することができないので、ゲインを適切に設定することは、極めて重要である。ゲイン設定は、予想される予備発光の反射光量にゲインをかけて得られる出力が、オーバフロー又はアンダーフローを起こさないように設定するのが望ましい。このためには、撮影時のいくつかの情報を用いて、ゲインの加減を行う。
【００２７】
この演算は、カメラ本体側のマイコン１００で行われる。具体的には、以下に示すゲインの加減を行う。
（１）絞り値が小絞りであるときには、閃光測光素子に入る反射光が小さいことが予想されるので、ゲインを高くする。
（２）予備発光のチョップ発光１回当たりのガイドナンバが小さいときにもその分ゲインを高くする。
（３）定常光の輝度が高いときには、閃光測光素子の出力も早く飽和することが予想されるので、ゲインを低くする。
（４）バウンス撮影時には、反射光が小さいことが予想されるのでゲインを上げる。
（５）被写体までの距離が遠いときは、反射光が小さいことが予想されるのでゲインを高く、距離が近いときは、反射光が大きいことが予想されるのでゲインを低くする。
（６）レンズ側マイコン２５から焦点距離情報を得て、焦点距離が一定値より短い場合には、閃光測光部のゲインを増すようにする。
（７）定常光による被写体輝度が小さいときは、閃光測光部のゲインを上げる。
上記（１）〜（５）の手法は、特開２０００−３３８５６９号公報及び特開２００１−９１９８９号公報等によって行われている手法であるので、ここでの説明は省略し、以下に（６），（７）の手法について説明する。
【００２８】
（６）の手法
前述したように、従来は、レンズ鏡筒の距離環回転角をエンコーダで検出して得られる撮影距離信号を用いて、閃光測光部１３のゲインを加減していた。しかし、このようにすると、ワイドレンズ使用時には、被写体がたとえ遠くにあっても距離信号としては、近くとしか認識できないため、十分なゲインを得られない場合があった。
そこで、本実施形態では、レンズ鏡筒側のレンズマイコン２５から焦点距離情報を得て、焦点距離が一定値より短い場合には、閃光測光部のゲインを一定値だけ増すようにしている。
【００２９】
ここで、ゲインの増し方としては、以下のような方法を採ることができる。
Ａ：焦点距離が予め決められた一定値よりも小さいか否かの判断を行ない、真（焦点距離が小さい場合）であればゲインを一定値増すなどの演算を行なう（本実施形態で採用）。
Ｂ：焦点距離が短ければ短いほどゲインを増す。
このような演算をカメラ本体側マイコンで行ないゲインを求めればよい。
なお、焦点距離が変更可能なズームレンズ等の場合には、撮影時に設定されているズーム位置（焦点距離）に応じた信号をレンズマイコン２５から得るようにしている。
このように、レンズ側マイコンから焦点距離情報を得て、焦点距離が一定値より短い場合には、閃光測光部のゲインを増すようにすることにより、閃光測光部１３が出力する信号の大きさを確保し、精度よく反射光の測光を行なうことができる。
【００３０】
（７）の手法
前述したように、予備発光時の光電流蓄積値には、定常光による光電流蓄積値も含まれている。当然定常光測光部９で得られた被写体輝度が大きいときは、定常光による光電流蓄積値の寄与率も大きくなる。
これとは逆に、被写体輝度が小さいときは、定常光による光電流蓄積値の寄与は、ほとんど期待できなくなるので、全体の光電流蓄積値も相対的に小さくなると予想される。蓄積値、すなわち閃光測光部の出力が極端に小さくなると、入力値に対する出力値の線形性（リニアリティ）が悪化し、精度が低下する恐れがある。
そこで、このように定常光による被写体輝度が小さいときは、閃光測光部のゲインを上げることで、閃光測光の精度の悪化を防ぐことができる。
この手法の場合も、定常光測光部９で得られた被写体輝度が所定値よりも小さいときにゲインを一定値だけ増加するようにしてもよいし、被写体輝度が小さくなるほどゲインを増加させるようにしてもよい。本実施形態では、定常光測光部９で得られた被写体輝度が所定値よりも小さいときにゲインを一定値だけ増加するようにしている。
【００３１】
（変形形態）
以上説明した実施形態に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の均等の範囲内である。
例えば、本実施形態では、ＣＣＤ等の撮像素子を用いた電子スチルカメラを例にして説明したが、銀塩フィルムを露光するカメラにも同様に適用することができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳しく説明したように、本発明によれば、撮影レンズの焦点距離に応じて閃光測定部のゲインを設定するゲイン設定部を設けたので、閃光測光部に設定するゲインを適切に求め、精度が悪化することなく予備発光時の閃光の反射光を測光することができる。
したがって、精度よく予備発光の反射光を測光することができ、その結果を用いて本発光を行なうことにより、適切な露出レベルで閃光撮影を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるカメラの閃光制御装置の光学系を示す図である。
【図２】本実施形態における閃光制御装置の信号の流れを示すブロック図である。
【図３】定常光測光部９の分割形状と焦点検出部を示す図である。
【図４】閃光測光部１３の光学系と測光領域の分割形状を示した図である。
【図５】予備発光と本発光のシーケンスの概略を示す図である。
【図６】閃光測光部における受光光量と出力の関係の例を示す図である。
【符号の説明】
１  撮影レンズ
２  クイックリターンミラー
３  拡散スクリーン
４  コンデンサレンズ
５  ペンタプリズム
６  接眼レンズ
７  測光用プリズム
８  測光用レンズ
９  定常光測光部
１０  絞り
１１  シャッター
１２  調光用レンズ
１３  閃光測光部
１４  撮像素子
１５  閃光発光部
１６  サブミラー
１７  焦点検出部
２２  露出演算部
２４  レンズ駆動部
２５  レンズマイコン
２６  レンズ光学系
２７  レリーズ・スイッチ
２８  ゲイン設定部
２９  感度設定部
１００  マイクロプロセッサ
【図１】
0004639518.tif 000002
【図２】
0004639518.tif 000003
【図３】
0004639518.tif 000004
【図４】
0004639518.tif 000005
【図５】
0004639518.tif 000006
【図６】
0004639518.tif 000007