(57)【要約】【課題】  測光センサとしてリニアセンサを用いる場合、ダイナミックレンジが狭いのでＥＴＴＬを行うときにプリ発光を２回行わないと精度の良い測光値が得られない場合があった。プリ発光を２回行うとプリ発光１回の時と比べて時間がかかってしまうためレリーズタイムラグとなってしまう問題点や、多灯ストロボ撮影の際に、光ワイヤレス通信とプリ発光を２回行うと充完切れを起こす等の問題点があった。【解決手段】  被写体像を撮像面に結像させる光学系（２００）とセンサ（１０６）とその出力を処理する処理回路（１１１）と被写体を照明するための照明装置（３００）を有する撮像装置において、照明装置（３００）のプリ発光の露光の際に、センサ（１０６）の同色の画素が発生した信号電荷を所定の数だけ混合する手段とその信号電荷の混合数を所定行毎に変える手段を備え、以上の方法で得られた画像データから本発光量を算出することを特徴とする。【選択図】  図２
2012145862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像面に結像させる光学系（２００）と、
センサ（１０６）と、
その出力を処理する処理回路（１１１）と、
被写体を照明するための照明装置（３００）を有する撮像装置において、
照明装置（３００）のプリ発光の露光の際に、センサ（１０６）の同色の画素が発生した信号電荷を所定の数だけ混合する手段と、
その信号電荷の混合数を所定行毎に変える手段を備え、
以上の方法で得られた画像データから本発光量を算出することを特徴とするＥＴＴＬ測光システム。
【請求項２】
センサ（１０６）として各色画素が垂直方向にストライプ状に並んだセンサを用いることを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【請求項３】
異なる混合数の画像データを混合数毎に分離し、それぞれ同一のブロック数で演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【請求項４】
被写体との距離情報とリアルタイム測光時の輝度値からプリ発光の発光量とセンサ（１０６）の蓄積時間を変えることを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【請求項５】
自然光の測光時は通常の読み出しを行い、プリ間蓄積とプリ発光蓄積のときのみ混合数を所定行毎に変える読み出しを行うことを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【請求項６】
メインの照明装置（３００）の他にサブの照明装置が複数グループあるシステムにおいて、各グループのサブの照明装置が１回のプリ発光で本発光量を決定することを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニア出力型のセンサを用いてＥＴＴＬを行う際の測光システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、一眼レフカメラでは、撮影の直前にペンタ部の測光センサで画像信号を取得し、その画像信号を処理することにより追尾を行い、さらにその画像信号を元に測光を行うシステムが見受けられるようになってきた。
【０００３】
被写体追尾を行う場合、少なくとも数百画素の画素をもつ測光センサが必要とされるため、ＣＣＤやＣＭＯＳ等のリニア出力型のセンサを使用することが必要になってくる。
【０００４】
リニア出力型のセンサは、一定の蓄積時間で得られるダイナミックレンジが狭いため、測光の際に外光の輝度に合わせて蓄積時間を適宜変更しながら測光を行わなければならない。
【０００５】
また、リニア出力型のセンサでＥＴＴＬを行う場合、１回のプリ発光では、発光量が足りなかったり多すぎたりして、測光値の信頼性が十分に得られないことがある。
【０００６】
そこで、１回目のプリ発光の反射光の測光結果から再度プリ発光を行うか否かを判定し、必要であれば２回目のプリ発光を行い撮影時の本発光量を算出する方法が考えられている。（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開2000-187266号公報
【特許文献２】特開2005-117192号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記の方法において、プリ発光を２回行うとプリ発光１回の時と比べて時間がかかってしまうためレリーズタイムラグとなってしまう問題点や、多灯ストロボ撮影の際に、光ワイヤレス通信とプリ発光を２回行うと充完切れを起こす等の問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る請求項１のＥＴＴＬ測光システムは、
被写体像を撮像面に結像させる光学系（２００）と、
センサ（１０６）と、
その出力を処理する処理回路（１１１）と、
被写体を照明するための照明装置（３００）を有する撮像装置において、
照明装置（３００）のプリ発光の露光の際に、センサ（１０６）の同色の画素が発生した信号電荷を所定の数だけ混合する手段と、
その信号電荷の混合数を所定行毎に変える手段を備え、
以上の方法で得られた画像データから本発光量を算出することを特徴とする。
【００１０】
請求項２のＥＴＴＬ測光システムは、センサ（１０６）として各色画素が垂直方向にストライプ状に並んだセンサを用いることを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【００１１】
請求項３のＥＴＴＬ測光システムは、異なる混合数の画像データを混合数毎に分離し、それぞれ同一のブロック数で演算を行うことを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【００１２】
請求項４のＥＴＴＬ測光システムは、被写体との距離情報とリアルタイム測光時の輝度値からプリ発光の発光量とセンサ（１０６）の蓄積時間を変えることを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【００１３】
請求項５のＥＴＴＬ測光システムは、自然光の測光時は通常の読み出しを行い、プリ間蓄積とプリ発光蓄積のときのみ混合数を所定行毎に変える読み出しを行うことを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【００１４】
請求項６のＥＴＴＬ測光システムは、メインの照明装置（３００）の他にサブの照明装置が複数グループあるシステムにおいて、各グループのサブの照明装置が１回のプリ発光で本発光量を決定することを特徴とする請求項１に記載のＥＴＴＬ測光システム。
【発明の効果】
【００１５】
画素混合数を各行で変えることにより、ダイナミックレンジが拡大され、１回のプリ発光で本発光量を決めることができる。これによりレリーズタイムラグが少なくなる。また、多灯ストロボの際に充完切れも起きにくくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】カメラシステム構成図
【図２】信号電荷が画素混合されるときの様子を示した図
【図３】本発明の撮像装置、照明装置の動作説明のためのフローチャート
【図４】被写体距離と外光輝度からプリ前測光とプリ時測光の蓄積時間を算出するテーブル
【図５】本測光システムの読み出し方式で得られた画像を混合数毎に分離する様子を説明するための図
【図６】本測光システムの測光領域の分割について説明するための図
【図７】多灯ストロボの場合の制御フローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１８】
［実施例１］
以下、本発明の実施例について説明する。
【００１９】
図１は本発明の実施例にかかわるカメラシステムの構成を示す図である。
【００２０】
１００はカメラ本体を、２００はレンズを、３００はストロボを示している。まず、カメラ本体１００とレンズ２００内の構成について説明する。１０１はカメラ１００の各部を制御するマイクロコンピュータＣＰＵ（以下、カメラマイコン）である。１０２は赤外カットフィルタやローパスフィルタ等を含むＣＣＤ，ＣＭＯＳ等の撮像素子であり、レンズ２００によって撮影時に被写体の像が結像される。１０３はシャッターで非撮影時には撮像素子１０２を遮光し、撮影時には開いて撮像素子１０２へ光線を導く。１０４はハーフミラーで非撮影時にレンズ２００より入射する光の一部を反射し１０５のピント板に結像させる。１０６は測光センサで、ＣＣＤ、ＣＯＭＳ等の撮像素子を使用することにより測光や追尾を行う。本実施例では、測光センサとしてストライプ型のＣＣＤを用いた例を紹介する。ＣＣＤは縦Ｍ画素、横Ｎ画素のＭ×Ｎ個の画素を有する。また、測光センサは後述する１０７のペンタプリズムを介してピント板１０５に結像された被写体像をやぶにらみの位置から見込んでいる。１０７はペンタプリズムで、ピント板１０５の被写体像を測光センサ１０６及び不図示の光学ファインダーに導く。１０８はCPU１０１に接続されているRAMやROM等のメモリである。１０９は焦点検出回路で、１１０のＡＦミラーで、レンズより入射し、ハーフミラー１０４を通過した光線の一部を焦点検出回路内の測距センサに導き測距を行っている。１１１は測光センサ１０６の画像処理・演算用のCPU（以下ICPUと呼ぶ）で、ここでストロボの本発光量の演算を行う。１１２はICPU１１１に接続されているRAMやROM等のメモリである。今回は、１１１のように測光センサ専用のＣＰＵを用意したが、１０１のカメラマイコンで処理を行っても良い。２０１はレンズ内のCPU（以下LPUと呼ぶ）で、被写体との距離情報等をカメラマイコンに送る。
【００２１】
次に、ストロボ３００の構成について説明する。
【００２２】
３０１はストロボ３００の各部の動作を制御するマイクロコンピュータＳＣＰＵ（以下、ストロボマイコンと呼ぶ）である。３０２は光量制御装置で、電池電圧を昇圧し後述する光源３０５を点灯させるための昇圧回路や発光の開始及び停止を制御する電流制御回路等が含まれている。３０３はフレネルレンズなどのパネル等から成りストロボ３００の照射角を変更するズーム光学系である。３０４は反射傘であり、光源の発光光束を集光し被写体に照射している。３０５はキセノン管や白色ＬＥＤなどの光源である。
【００２３】
次に図２の信号電荷が画素混合されるときの様子を示した図より画素混合について説明する。
【００２４】
本実施例では図２のようにＲ（赤）、Ｇ（緑），Ｂ（青）の画素がストライプ状に並んだストライプ型ＣＣＤを使用した例を説明する。このようにストライプ型のＣＣＤを使用することにより、垂直転送路内で垂直方向にアナログ的に画素混合をすることが可能となる。本実施例では図２のように１画素と４画素混合を１行毎に交互に読み出す場合を考える。４画素混合とは、図２に示すように、同色の画素同士を４画素分混合し、これを一つの信号電荷として出力する処理である。したがってこの場合、画像データのサイズは垂直方向が(2N/5)画素になる。このように１画素と４画素混合の画像を取得することにより、混合なしの画像（１画素のみの画像）と比べて低輝度側にダイナミックレンジを２段広げることができる。ここで、例えば画素混合数を８画素にすれば全画素読み出しのときと比べて低輝度側に３段、１６画素にすれば４段ダイナミックレンジを広げることができる。
【００２５】
次に図３のフローチャートにより本発明のシーケンスを説明する。
【００２６】
まず、ＥＴＴＬの制御が開始すると、Ｓ１０２でシャッターボタンの半押し状態であるＳＷ１がＯＮか否かを判別し、ＯＮならばＳ１０３に進む。
【００２７】
Ｓ１０３では焦点検出回路１０９を駆動することにより焦点検出動作を行う。このときレンズの距離情報が得られ、それをＬＰＵ２０１がカメラマイコン１０１に送信し、さらに測光の演算を行うＩＣＰＵ１１１に送信する。この情報により主被写体との距離（Ｄ）を推定することができる。
【００２８】
次に、Ｓ１０４で外光の輝度値を測光センサ１０６により測光（リアルタイム測光）する。このときのリアルタイム測光は、何度も測光を繰り返し、蓄積時間を決めるため、画面内均一な通常の読み出し（画素混合数を所定行毎に変える読み出し方式ではないもの）とするのが良い。ここで外光の輝度（ＢＶ）を算出できる。
【００２９】
そしてＳ１０５で、Ｓ１０３で得られた主被写体との距離（Ｄ）とＳ１０４で得られた外光の輝度（ＢＶ）から図４のようにプリ前測光＆プリ発光時の蓄積時間を算出する。ここでは主被写体との距離（Ｄ）と外光の輝度（ＢＶ）からプリ前測光＆プリ発光時の蓄積時間を決定したが、そのどちらか片方で決めても良い、またそのいずれにも頼らず常に同じ蓄積時間で測光を行うことも考えられる。
【００３０】
次に、Ｓ１０６で、撮影開始のスイッチであるＳＷ２がＯＮであるか否かを判別し、ＯＮであればＳ１０７に進む。
【００３１】
Ｓ１０７ではプリ発光直前の被写体輝度を測光センサ１０６により得る。このプリ前測光では蓄積時間は図４から得られたものを使用し、画素混合数を所定行毎に変える読み出しをする。
【００３２】
そしてＳ１０８でプリ発光を行い、Ｓ１０９でプリ発光の反射光を測光し、Ｓ１１０でＡ／Ｄ変換を行う。プリ発光時の測光では、プリ前測光と同様に蓄積時間は図４から得られたものを使用し、画素混合数を所定行毎に変える読み出しをする。
【００３３】
次にＳ１１１で、以上から得られたプリ前測光の画像データとプリ発光時の画像データから本発光の発光量を演算する。
【００３４】
その演算方法の一例について以下説明する。
【００３５】
まず、Ｍ×Ｎ個の各画素においてプリ発光時の画像データからプリ前測光の画像データを引く。これによって、外光の光の影響を除いたストロボ光のみの画像データが得られる。続いて、上述の（プリ発光時画像データ）−（プリ前測光の画像データ）から得られた画像データを図５のように画素混合なしのデータと画素混合あり（４画素混合）の画像データとに分離する。ここで得られた「混合なし画像」と「４画素混合画像」の画像データそれぞれにおいて下記のような演算を行う。まず、図６に示したような横Ｉ個、縦Ｊ個のブロック（測光領域）に分けて、ブロック毎の輝度値を計算する。また、１つのブロック内にＲ、Ｇ、Ｂの画素がそれぞれ同じ数となるようにブロックの大きさを決めると良い。各ブロックには横ｍ画素、縦ｎ画素の計ｍ×ｎ個の画素がある。１つのブロック内にＲ，Ｇ，Ｂの画素がそれぞれ同じ数になるようにブロックの大きさを決めると各ブロックにはＲ，Ｇ，Ｂの画素がそれぞれｍ×ｎ/３個ずつとなる。各ブロック内のＲ画素の平均値Ｒij、Ｇ画素の平均値Ｇij、Ｂ画素の平均値Ｂijを求める。このＲij、Ｇij、Ｂijから各ブロックの輝度値（Ｙij）を求める。
Ｙijは例えば以下の式によって求められる。
【００３６】
Ｙij＝Ｒa×Ｒij＋Ｇa×Ｇij＋Ｂa×Ｂij
Ｒ画素，Ｇ画素，Ｂ画素の混合比Ｒa、Ｇa，Ｂaに適当な値を入れることでブロック毎の輝度値Ｙijが求められる。（例えばＲa=0.299、Ｇa=0.587、Ｂa=0.114）。以上の計算によって「混合なし画像」の各ブロックの輝度値Ｙ1ijと「４画素混合画像」の各ブロックの輝度Ｙ4ijを求められる。
【００３７】
また、「混合なし画像」の各ブロックと「４画素混合画像」の各ブロックはほぼ同じ位置を見ており、あるブロックにおいてＹ1ijとＹ4ijが共にダイナミックレンジ内ならば
Ｙ4ij≒４×Ｙ1ijと言える。次に、Ｙ1ijとＹ4ijの値からブロック全体のプリ発光反射光輝度値Ｙsを算出する。その方法の一例を以下に説明する。
【００３８】
各ブロックにおいてＹ4ijが閾値Ｙmaxを超えているかどうかを判断し、超えている場合は「４画素混合画像」においてそのブロックは飽和している（ダイナミックレンジ外）とみなす。そして、飽和していると判断されたブロックと同じ位置の「混合なし画像」の輝度値Ｙ1ijを用い、そのブロックの輝度値を4×Ｙ1ijとする。この操作により、「４画素混合画像」で飽和しているブロックを、より高輝度まで測光可能な「混合なし画像」で補うことができる。今回は、ブロック毎の輝度値Ｙ4ijが飽和しているか否かでＹ4ijの値をそのまま使用するか4×Ｙ1ijを使用するかを決定した。しかし、これを「４画素混合画像」の各ブロックのＲ画素の平均値Ｒ4ij、Ｇ画素の平均値Ｇ4ij、Ｂ画素の平均値Ｂ4ijのそれぞれが飽和しているかどうかを判断し、このそれぞれを「混合なし画像」のデータＲ1ij、Ｇ1ij、Ｂ1ijの４倍と置き換えても良い。さらに今回は、ブロック毎の輝度値Ｙ4ijが飽和していなければそのままＹ4ijを使い、飽和していれば4×Ｙ1ijを用いるとしたが、Ｙ4ijが飽和していないときに、Ｙ4ijと4×Ｙ1ijの平均をとる等しても良い。
【００３９】
以上のようにしてできたＹ4ijと4×Ｙ1ijからなる各ブロックの輝度値を用いてブロック全体のプリ発光反射光輝度値Ｙsを算出する。評価測光やスポット測光等の測光モードに応じて各ブロックの輝度値に重みづけをかけ、ブロック全体のプリ発光反射光輝度値Ｙsは算出される。単純にすべての平均をとってＹsを求めても良い。
【００４０】
続いてこのプリ発光反射光輝度値Ｙsを予め用意しておいた対数変換テーブルを元に対数変換し、対数変換後のプリ発光反射光輝度値Ｙslogを求める。得られたプリ発光反射光輝度値Ｙslogから適輝度値Ｙt（対数）との差分ＤＦ＝Ｙslog−Ｙtを求める。この差分ＤＦ（プリ発光時の適光量との差分段数）とプリ発光の発光量Ａ0から本発光の発光量Answerを決定する。
【００４１】
Answer＝Ａ0 − ＤＦ
この本発光の発光量Answerをカメラマイコンに送り、カメラマイコンからストロボマイコンに発光量を送る。
【００４２】
最後にＳ１１２でカメラマイコンからストロボマイコンに発光の指令を出し、ストロボマイコンが光量制御装置３０２を制御して本発光を実行し、本撮影を行う。
【００４３】
次に第２の実施例として多灯ストロボ制御の例を図７の制御フローチャートを用いて説明する。
【００４４】
Ａグループ、Ｂグループ、Ｃグループの３つのグループのスレーブストロボをマスターストロボから制御することを考える。
【００４５】
Ｓ１０１からＳ１０６は実施例１で述べた通りである。
【００４６】
Ｓ１１３で、マスターストロボはＡグループのスレーブストロボに光ワイヤレス通信でプリ発光の発光量等の指令を出す。
【００４７】
Ｓ１１４〜Ｓ１１８は実施例１で述べた方法（Ｓ１０７〜Ｓ１１１）と同様でＡグループのスレーブストロボのプリ発光反射光からＡグループのスレーブストロボの本発光量AnswerＡを決定する。
【００４８】
Ｓ１１９でプリ発光していない（本発光量の決まっていないグループ）があるか否かを判定する。次に、Ａグループと同様にマスターストロボはＢグループのスレーブストロボに光ワイヤレス通信でプリ発光の発光量等の指令を出す。Ｂグループのスレーブストロボのプリ発光反射光からＢグループのスレーブストロボの本発光量AnswerＢを決定する。続いて同様にマスターストロボはＣフループのスレーブストロボに光ワイヤレス通信でプリ発光の発光量等の指令を出す。Ｃグループのスレーブストロボのプリ発光反射光からＢグループのスレーブストロボの本発光量AnswerＣを決定する。
【００４９】
そして、最後にＳ１２０〜Ｓ１２４でマスターストロボはプリ発光し、マスターストロボ自身の本発光量AnswerＭを決定する。
【００５０】
Ｓ１２５で、以上で得られたAnswerＡ、AnswerＢ、AnswerＣ、AnswerＭの発光量でそれぞれのグループとマスターストロボは発光する。
【００５１】
以上のように、画素混合数を各行で変える読み出しをすることにより、ダイナミックレンジが拡大され、１回のプリ発光で本発光量を決めることができる。これによりレリーズタイムラグが少なくなる。また、多灯ストロボの際に従来のプリ発光を２回する方式では、２回のプリ発光の指令の度に光ワイヤレス通信をしなければならず、充完切れが起きてしまっていたが、本方式では１回のプリ発光で測光が可能なため充完切れも起きにくくなる。
【００５２】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００    カメラ
１０１    カメラマイコン
１０２    撮像素子
１０４    ミラー
１０５    ピント板
１０６    測光センサ
１０７    ペンタプリズム
１１１    画像処理・演算用のCPU
２００    レンズ
２０１    レンズマイコン
３００    照明装置（ストロボ）
【図１】
2012145862.tif 000003
【図２】
2012145862.tif 000004
【図３】
2012145862.tif 000005
【図４】
2012145862.tif 000006
【図５】
2012145862.tif 000007
【図６】
2012145862.tif 000008
【図７】
2012145862.tif 000009