(57)【要約】【課題】  複雑な演算や回路設計を簡略化し、安価な閃光装置を提供することが可能なモニタ発光を利用したＴＴＬ調光制御方式の閃光装置を備えたカメラシステムを提供する。【解決手段】  撮影に先立って照明装置をモニタ発光させ、モニタ発光の測光結果に基づいて、撮影で必要な照明装置の発光量をモニタ発光量に対する倍率として算出し、撮影ではモニタ発光量に対して算出された倍率を掛けた発光量で照明装置を発光させるカメラシステムにおいて、照明装置は、モニタ発光時に離散的な発光量であって、モニタ発光量として有限個数の発光量の中から一つの発光量を選択するモニタ発光量選択手段と、離散的な発光量であって、カメラから指定された本発光光量に最も近い光量を選択する発光量選択手段とを備えたことを特徴とする。【選択図】      図１
2007232863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影に先立って照明装置をモニタ発光させ、前記モニタ発光の測光結果に基づいて、前記撮影で必要な前記照明装置の発光量を前記モニタ発光量に対する倍率として算出し、前記撮影では前記モニタ発光量に対して前記算出された倍率を掛けた発光量で前記照明装置を発光させるカメラシステムにおいて、
前記照明装置は、
前記モニタ発光時に離散的な発光量であって、前記モニタ発光量として有限個数の発光量の中から一つの発光量を選択するモニタ発光量選択手段と、
前記離散的な発光量であって、カメラから指定された本発光光量に最も近い光量を選択する発光量選択手段と、
を備えたことを特徴とするカメラシステム。
【請求項２】
請求項１記載のカメラシステムにおいて、
前記モニタ発光量に対して前記算出された倍率を掛けて得られた前記照明装置発光量と、前記カメラから指定された本発光光量に最も近い光量との差を、撮像素子の感度を調整することによって光量補正することを特徴とするカメラシステム。
【請求項３】
請求項１記載のカメラシステムにおいて、
前記モニタ発光の発光量を発光直後に測定する測光素子と、
本来のモニタ発光量と前記測定されたモニタ発光量との差を検出する検出手段と、
前記光量差を補正した前記モニタ発光量に対して、前記倍率を乗算して前記モニタ光量を計算するモニタ光量計算手段と
を備えたことを特徴とするカメラシステム。
【請求項４】
請求項１又は請求項２記載のカメラシステムにおいて、
前記カメラは前記照明装置と分離されたデジタル一眼レフカメラであって、前記照明装置と一眼レフカメラは相互に通信を行って、前記撮影感度の補正データ及び発光タイミングを互いに知らせる構成を有するカメラシステム。
【請求項５】
請求項１又は請求項２記載のカメラシステムにおいて、
前記照明装置はデジタルカメラに内蔵された一体型のもので、発光の制御や演算、撮像素子の感度の調整、照明装置の離散的な発光量の制御、シーケンス制御などを前記デジタルカメラ内で行うことを特徴とするカメラシステム。
【請求項６】
請求項１又は請求項２記載のカメラシステムにおいて、
照明装置の選択可能な発光量は１段制御、１／２段制御、１／３段制御、…１／Ｎ段（Ｎは整数）制御としたことを特徴とするカメラシステム。
【請求項７】
請求項１から請求項６の何れか一つに記載のカメラシステムにおいて、
露光レベルを適切にするためにシフトさせた撮像素子の感度をデータとして記憶し、撮影データに記録し、表示可能にする感度データ処理手段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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＴＴＬ調光制御方式を用いたカメラシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラのＴＴＬ調光制御方式としては、本発光に先行して少光量のモニタ発光を行い、これによる被写体の照明強度の測定結果から、本発光光量を演算するものが知られている（特許文献１参照）。
一眼レフタイプのデジタルスチルカメラでは、撮像素子がモニタ発光時にシャッタ幕で覆われているため、撮影レンズを通して入射する被写体光束がシャッタ幕の表面に反射して測光センサに入射する。シャッタ幕の表面を比較的高反射率で拡散性よい塗装処理にすれば、高いＳ／Ｎでモニタ発光による照明状態を測定することができる。この測定データに基づいて必要な閃光装置の本発光光量を演算している。
【０００３】
また、コンパクトタイプのデジタルスチルカメラはシャッタ幕を備えていないため、モニタ発光による画像をＣＣＤ等の撮像素子で撮り、この画像データから必要な閃光装置の本発光光量を演算している。
すなわち、デジタルスチルカメラは、一眼レフタイプとコンパクトタイプとに拘わらず、モニタ発光による測光結果から本発光の必要発光光量を予測演算し、さらに閃光装置において目標光量を求め、閃光装置の発光管が本発光時に出力される光量を測定して前記目標光量になるように制御している。したがって、デジタルカメラのＴＴＬモード調光制御方式の本発光制御は、絶対光量の制御となり、実質的にはマニュアル発光制御と全く同じものとなっていた。
【特許文献１】特開２００２−３４１４１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来技術における目標光量の計算では、オーバラン光量を考慮する必要がある。ここで、オーバラン光量とは、閃光装置が発光停止信号を出力しても、放電管の性質から直ちに発光が停止せず、発光が徐々に減衰していく現象をいう。オーバラン光量予測のためのテーブルデータを作成して補正する方法もあるが、多大の実験と時間とを必要とする。
【０００５】
また、閃光装置の発光光量の測定に用いられるフォトダイオード等の感度が赤外にまで延びているのと、発光の過程で発光スペクトルが変化し赤外光の含有率が変化する。したがって、フラッシュメータで測定する発光量と閃光装置の調光制御回路が測定する測定量とにずれが生じる。これに対して、標発光量をパラメータとして予め補正テーブルを用意して補正する方法もあるが、オーバラン光量予測のためのテーブルデータの作成と同様に、多大の実験と時間とを必要とする。
【０００６】
本発明の目的は、複雑な演算や回路設計を簡略化して、安価に構成したＴＴＬ調光制御方式の閃光装置を用いたカメラシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１記載のカメラシステムは、撮影に先立って照明装置をモニタ発光させ、モニタ発光の測光結果に基づいて、撮影で必要な照明装置の発光量をモニタ発光量に対する倍率として算出し、撮影ではモニタ発光量に対して算出された倍率を掛けた発光量で照明装置を発光させるカメラシステムにおいて、照明装置は、モニタ発光時に離散的な発光量であって、モニタ発光量として有限個数の発光量の中から一つの発光量を選択するモニタ発光量選択手段と、離散的な発光量であって、カメラから指定された本発光光量に最も近い光量を選択する発光量選択手段とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載のカメラシステムは、請求項１記載のカメラシステムにおいて、モニタ発光量に対して算出された倍率を掛けて得られた照明装置発光量と、カメラから指定された本発光光量に最も近い光量との差を、撮像素子の感度を調整して光量補正することを特徴とする。
請求項３記載のカメラシステムは、請求項１記載のカメラシステムにおいて、モニタ発光の発光量を発光直後に測定する測光素子と、本来のモニタ発光量と測定されたモニタ発光量との差を検出する検出手段と、光量差を補正したモニタ発光量に対して、倍率を乗算してモニタ光量を計算するモニタ光量計算手段とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載のカメラシステムは、請求項１又は請求項２記載のカメラシステムにおいて、カメラは照明装置と分離されたデジタル一眼レフカメラであって、照明装置と一眼レフカメラは相互に通信を行って、撮影感度の補正データや発光タイミングを互いに知らせる構成を有することを特徴とする。
請求項５記載のカメラシステムは、請求項１又は請求項２記載のカメラシステムにおいて、照明装置はデジタルカメラに内蔵された一体型のもので、発光の制御や演算、撮像素子の感度の調整、照明装置の離散的な発光量の制御、シーケンス制御などはデジタルカメラ内で行われることを特徴とする。
【００１０】
請求項６記載のカメラシステムは、請求項１又は請求項２記載のカメラシステムにおいて、照明装置の選択可能な発光量は１段制御、１／２段制御、１／３段制御、…１／Ｎ段（Ｎは整数）制御としたことを特徴とする。
請求項７記載のカメラシステムは、請求項１から請求項６の何れか一つに記載のカメラシステムにおいて、露光レベルを適切にするためにシフトさせた撮像素子の感度をデータとして記憶し、撮影データに記録し、また表示可能にする感度データ処理手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、複雑な演算や回路設計を簡略化し、安価に構成したＴＴＬ調光制御方式の閃光装置を用いたカメラシステム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】
【００１２】
以下、添付の図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
＜デジタルカメラにおける一般的なＴＴＬ調光制御の概要＞
最初に、ＣＣＤなどの個体撮像素子を用いたデジタルカメラにおけるＴＴＬ調光制御方式について説明する。
図１は閃光装置２００を搭載した一眼レフカメラ１００の説明図である。閃光装置２００は、一眼レフカメラ１００のシュー（図示せず）を介して一眼レフカメラ１００に搭載されている。シューは一眼レフカメラ１００と閃光装置２００の通信接点としての役割も有する。
【００１３】
図１に示すように、撮影レンズ１を透過した被写体光束は反射ミラー２で反射され、焦点板スクリーン３で一度結像した後、ペンタプリズム４に入射される。ペンタプリズム４に入射した被写体光束は、ペンタプリズム４の内面を２回反射し、接眼レンズ５を経て撮影者に届く。周知のように、反射ミラー２は点１０を中心にして回動してミラーアップ及びミラーダウンを行なう。
【００１４】
また、スクリーン焦点板３において拡散された被写体光束の一部は、接眼レンズ５の上部に設けた測光センサ６に向かう。前記被写体光束の一部はレンズ７で集光され、測光センサ６に入射される。測光センサ６は被写体光束の照度を測定する。測光センサ６の前に置かれたレンズ７は被写体像を測光センサ６上に結像させるためのものある。
測光センサ６上に結像する像は、あまりシャープな像にならない。しかし、画面の光量分布が大まかに把握できる程度の像にすることは可能である。例えば、スポット測光では中央部の結像性能はある程度必要であるが、周辺の結像性能はそれ程問題にならない。ここで、測光センサ６は画像の光量分布を検出するため、いくつかの領域に画面を分割したタイプのセンサとすることが好ましい。
【００１５】
また、図１において、シャッタ幕８は先幕（図示せず）と後幕（図示せず）から構成されている。固体撮像素子９は、デジタルカメラの場合、ＣＣＤやＣＭＯＳなどが用いられる。
図２を用いて、モニタ発光を利用したＴＴＬ調光制御方式のシーケンスに基づいて説明する。以下に説明する例では、一眼レフデジタルカメラ１００を想定しており、一眼レフデジタルカメラ１００と閃光装置２００とはシューと呼ばれる接続端子を介して互いに信号をやりとりし、シリアル通信による大量の情報の交換を行う。
＜１眼レフカメラ１００と閃光装置２００の一般的なシーケンスの説明＞
図２は、１眼レフカメラ１００と閃光装置２００の一般的なシーケンスを示す図である。
【００１６】
図２（ａ）に示すように、撮影者が１眼レフカメラ１００のレリーズボタンを押すと、１眼レフカメラ１００は撮影シーケンスの開始を閃光装置２００に通知する。
続いて、１眼レフカメラ１００は閃光装置２００にモニタ発光を行うように通知する。閃光装置２００が撮影レンズ１の絞りを開放にしてモニタ発光を行うか、撮影時の絞りに絞り込んでからモニタ発光を行うかはシステムによって異なる。
【００１７】
図２（ｂ）に示すように、閃光装置２００はモニタ発光を行う。
図２（ｃ）に示すように、閃光装置２００はモニタ発光を行うタイミングでモニタ発光同期信号を閃光装置２００から１眼レフカメラ１００に対して出力する。図１に示す測光センサ６を利用する場合はミラーアップ前の開放測光となるが、絞り込み測光を行う場合は、図１のボディ底面（図示せず）に閃光装置２００専用の測光センサ１２を設けなくてはならない。この場合、シャッタ幕８の表面（撮影レンズ１側）はなるべく明るく塗装して反射率を高くし、測光性能を上げることが好ましい。絞り込み測光によるモニタ発光では、撮影レンズ１の絞り誤差による影響を受けず、またモニタ発光と本発光の時間間隔が小さいので、撮影者に閃光装置２００が２回光ったと感じさせないという利点がある。
【００１８】
モニタ発光の開始は１眼レフカメラ１００と閃光装置２００のいずれが決定する。この決定には自由度があり、１眼レフカメラ１００の発光起動命令信号によることも、閃光装置２００側からの開始通知信号によることも可能である。いずれの場合でも、１眼レフカメラ１００と閃光装置２００とがモニタ発光を同時に測定する必要がある。このため、図２（ｃ）に示すシーケンスでは、閃光装置２００がモニタ発光の期間をモニタ発光同期信号を１眼レフカメラ１００に通知している。
【００１９】
１眼レフカメラ１００は、モニタ発光によって照明された被写体像を図１の測光センサ６で測定する。一方、閃光装置２００は発光管（キセノン管）の放出する発光量を測定する。１眼レフカメラ１００は画像の露出データを検出し、閃光装置２００はそれに対応する絶対発光光量を検出する。１眼レフカメラ１００は前記露出データに基づいて発光ゲインを算出し、閃光装置２００に対しシューのＸ接点（図示せず）を介して発光ゲインを通知する。
【００２０】
図２（ｄ）に示すように、閃光装置２００は、通知された発光ゲインと前記絶対発光光量とを乗算して本発光の発光量を求め、当該発光量の本発光を行う。この詳細について、次に述べる。
＜調光制御のための原理回路の説明＞
図３は、閃光装置２００における調光制御のための原理を示す回路図である。図３において、３１は測光用のフォトダイオード（ＰＤ）、３２は測光電流の積分コンデンサ、３３は積分コンデンサ３２をショートするためのＮｃｈＭＯＳトランジスタ、３４は基準電圧Ｖref、３５は比較器である。
【００２１】
フォトダイオード３１は、発光管の放出光を測定するよう配置されている。発光後、積分コンデンサ３２の電位が上昇していき基準電圧Ｖrefに達すると、比較器３５の出力がＨｉとなり、発光停止信号（ストップ信号）が出力される。ＮｃｈＭＯＳトランジスタ３３は、発光前にコンデンサを放電してゼロＶから積分を開始させるものである。
図３において、モニタ発光光量は予め決められていて、モニタ発光光量を出力するためのＶrefも調整されているとする。また、検出光量と発光量に関する対応データが予め求められており、そのため、モニタ発光した後に検出光量と積分コンデンサ３２の電圧とを測定することにより、実際の発光量が分かる。
【００２２】
モニタ発光の後、一眼レフカメラ１００は測光センサ６又は１２の測光電圧を測定して、撮影時に必要な閃光装置２００の発光量を算出する。この演算は、原理的にはモニタ発光光量に対する比として算出される。この情報が発光ゲインである。一眼レフカメラ１００は、直ちに発光ゲインを閃光装置２００に送信する。発光ゲインを受信した閃光装置２００は、受信した発光ゲインに基づいて、要求される発光量を実現するための調光制御回路の基準電圧Ｖrefを算出して設定する。
【００２３】
この後、図３（ｄ）に示すように、図１のシャッタ幕２５の先幕が走行し終わると、本発光開始信号が一眼レフカメラ１００から閃光装置２００に出力され、露光に同期した本発光が行われる。
＜オーバラン光量の説明＞
図４は、モニタ発光を用いるＴＴＬ調光制御方式におけるオーバラン光量の説明図である。
【００２４】
閃光装置２００は、モニタ発光の発光光量を検出し、さらに検出された発光光量に１眼レフカメラ１００から指示されるゲインを乗算し、本発光光量の目標を計算しなくてはならない。ここで問題なのは、照明装置の発光制御は線形性が強く、図３に示す制御回路の基準値Ｖrefに対して発光量がリニアに変化しないことである。
第１の原因は、キセノン管の性質から、発光停止信号（ストップ信号）を出力しても急には発光が消えず、発光が徐々に減衰することが挙げられる。図４（ａ）（ｂ）に示すように、ストップ信号以後の光量をオーバラン光量という。目標発光量が大きいときはオーバラン光量は目標光量に対し相対的に小さいのでほとんど問題にはならない（図４（ｂ）参照）。しかし、図４（ａ）に示すように、目標発光量が小さいときはストップ信号の前後の光量が同程度になることもある。
【００２５】
前記説明では、モニタ発光光量は固定であり、この光量を実現するための基準値Ｖrefは予め調整されているものとして説明した。しかし、モニタ発光量は、発光量としてはかなり少ないので、オーバラン光量の影響を大きく受けている。そのため、モニタ発光量が、結果的に目標光量となるように基準値Ｖrefを変化させ、各基準値Ｖrefを調整値としてメモリに格納している。
【００２６】
しかし、モニタ発光は単に調整の問題だけなのでよいが、演算結果である本発光の目標発光量が小さい場合は、基準値Ｖrefを正確に算出することは難しい。このオーバランの影響を予めテーブル化して閾値を求め、制御精度を高める方法について、デジタル測光方式について考慮したものは存在する（特開２０００−３４１４３１号公報参照）。しかし、オーバラン補正予測のテーブルデータを作成するためには、多くの実験と時間を必要とする。
【００２７】
第２の原因（非線形性の原因）は、フォトダイオード（ＰＤ）３１の感度が赤外にまで延びているのと、発光の過程で発光スペクトルが変化し、赤外光の含有率が変化する。このため、図５に示すように、フラッシュメータで測定する発光量と調光制御回路が測定する測定量との関係は、非線形になる。非線形に対する補正は、目標発光量をパラメータとして予め補正テーブルを用意しておくことで可能になる。しかし、前記したオーバランの補正と同様に、多くの実験と時間を必要とする。
＜モニタ発光を利用したＴＴＬ調光制御方式のシーケンス＞
図６は、本発明の実施形態を示す撮影シーケンス図である。
【００２８】
図２に示す一般的な撮影シーケンス図との相違は、次の点である。すなわち、本発光の発光ゲインをカメラが閃光装置に通知した後、照明装置側は選択可能な発光量から本発光としてもっとも適切な発光量を選択し、カメラが要求した光量に対する誤差をカメラに感度補正信号として通知する点である。なお、図６において、点線の矢印で示すように照明装置がカメラに対して感度補正演算を要求する手順を加えてもよい。
【００２９】
例えば、モニタ発光量がＧＮ２（感度ＩＳ０：１００）であり、カメラから要求された発光ゲインが４Ｅｖ（１６倍）であったとする。このとき、本発光量はＧＮ８となる。この照明装置のフル発光量ＧＮが４０であり、１段毎（つまり１／２n系列）の発光量が調整されていて選択可能であるとすると、選択可能な発光量は大きい方から、ＧＮ４０，ＧＮ２８．３，ＧＮ２０，ＧＮ１４．１，ＧＮ１０，ＧＮ７．１，ＧＮ５，ＧＮ３．５，ＧＮ２．５となる。これらはマニュアル発光量としての表現をすれば、Ｍ１／１、Ｍｌ／２、Ｍ１／４、Ｍ１／８、Ｍ１／１６、Ｍ１／３２、Ｍｌ／６４、Ｍ１／１２８、Ｍ１／２５６となる。モニタ発光はＧＮ２としたのでこの系列には入らないが、選択可能な発光量（最小発光量）として追加される。
【００３０】
目標の本発光量ＧＮ８はこの選択枝にないので、一番近いＧＮ７．１（１／３２）を選択する。
次に、ＧＮ７．１と最初に算出した本発光光量ＧＮ８との差＝ｌｏｇ（８／７．１）／ｌｏｇ２＝０．１７Ｅｖであるから、カメラに対し撮影感度を０．１７Ｅｖ上げるように撮影前に通知する。
【００３１】
さらに、この例では本来のモニタ発光をＧＮ２としたが、モニタ発光直後に実際の発光量を測定した結果がＧＮ１．７だったとする。発光量の測定は、図３に示す積分コンデンサ３２の電圧を発光直後に読み出して基準の電圧と比較すれば算出できる。倍率が同じく４Ｅｖ（１６倍）であった場合、本発光はＧＮ６．８となる。この場合も最も近い選択可能な発光量はＧＮ７．１だが、撮影感度の補正量はｌｏｇ（６．８／７．１）／ｌｏｇ２＝−０．０６Ｅｖとなる。
＜付記事項＞
以上の例では，カメラは一眼レフタイプのものとして説明したが、照明装置内蔵の一眼レフタイプやレンズ一体型のコンパクトタイプのものでも、本発明の方法は同じように適用することができる。むしろ、コンパクトタイプの場合、照明装置からカメラに撮影感度の補正データを通知する必要がなく、全体の制御を一つのシーケンスコントローラで行えるので、適用はより容易となる。
【００３２】
また、コンパクトタイプデジカメではＴＴＬ調光ではなく、いわゆる外部調光方式を採っているものが多い。モニタ発光は撮影レンズを通して測光したものではなく、被写体反射光を測定しているが、この場合もモニタ発光から本発光の光量を予め予測しているので、これまで説明したものと全く同じ方法を採用することが可能である。
一眼レフカメラのユーザは撮影感度を僅かであるとはいえシステムが勝手に変更するのを好ましく思わない傾向があると考えられるが、コンパクトカメラにはこの抵抗は少ないと思われる。また、できるだけ撮影感度の変更量を小さくため、１段毎ではなく、もっと選択可能な発光量を増やすことも可能である。例えば１／２段あるいは１／３段といった幅で発光を可能とする。
【００３３】
撮影感度の補正量は、発光量を１段毎に選べる場合、最大±０．５段、１／２段毎の場合±０．２５段となる。この程度のシフトなら実用上許容されると考えられる。選択可能な発光量の数を増やすと、それだけ製造ラインでの調整ポイントも増えコストアップにつながるので、バランスを考えて決めることになる。
最後に、本発明によればＴＴＬ照明装置撮影を行う場合デジタルカメラの撮影感度を微調整することになるが、撮影データには補正された撮影感度を撮影情報として記憶するようにする。撮影者には補正された感度は予め分からないが、後で撮影データを見直すことで知ることができる。ここで、データ形式としてはＥＸＩＦ等が用いられる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明の閃光装置は、デジタルカメラの分野において大いに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】一眼レフカメラの代表的なファインダ測光系を示す説明図である。
【図２】カメラと閃光装置のシーケンスの一例を示す図である。
【図３】閃光装置における調光制御のための原理を示す回路図である。
【図４】モニタ発光を用いるＴＴＬ調光制御方式におけるオーバラン光量の説明図である。
【図５】フラッシュメータで測定する発光量と調光制御回路が測定する測定量との関係を示す図である。
【図６】本発明の実施形態を示す撮影シーケンス図である。
【符号の説明】
【００３６】
１…撮影レンズ、２…反射ミラー、３…焦点板スクリーン、４…ペンタプリズム、５…接眼レンズ、６、１２…測光センサ、７、１１…レンズ、８…シャッタ膜、９…固体撮像素子、３１…フォトダイオード（ＰＤ）、３２…積分コンデンサ、３４…ＮｃｈＭＯＳトランジスタ、３４…基準電圧（Ｖref）、３５…比較器、１００…一眼レフカメラ、２００…閃光装置。
【図１】
2007232863.tif 000003
【図２】
2007232863.tif 000004
【図３】
2007232863.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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