(57)【要約】【課題】レリーズタイムラグが長くなることを抑制し最適な調光を行う。【解決手段】発光部２１４によりプリ発光が行われている期間に撮像素子２０４から画像データの読み出しが行われるように、プリ発光タイミング及び読み出しタイミングの少なくとも一方を制御し、露光期間がプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、発光部２１４を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する。【選択図】図３
2013003438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置であって、
被写体を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、
前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御手段と、
露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しを行う場合、前記読み出し手段による読み出しを行う前の露光期間における前記照明装置のプリ発光量と前記読み出し手段による読み出しを行った後の露光期間における前記照明装置のプリ発光量とが異なるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しを行う場合、前記読み出し手段による読み出しを行う前の露光期間における前記照明装置のプリ発光量と前記読み出し手段による読み出しを行った後の露光期間における前記照明装置のプリ発光量とが予め決められた比率となるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記決定手段は、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データのうち、飽和状態にある画素数が閾値以下の画像データに基づいて前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、を有し、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置の制御方法であって、
前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、
露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項６】
被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、を有し、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
前記撮像装置が備えるコンピュータに、
前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、
露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、
を実行させることを特徴とする制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はストロボなどの発光手段を備え、本撮影前に調光のためのプリ発光（予備発光）動作を行う撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ストロボなどの照明装置を備える撮像装置においては、例えば、被写体の明るさが十分でない場合には、被写体の明るさを適正にするため発光手段による発光量を調整する必要がある。発光手段による発光量を調整する際には、まず本撮影の前に所謂プリ発光動作を行って、被写体からの反射光を測定する。そして、その測定結果に基づいて本撮影の際の最適な発光量を決定している。
【０００３】
例えば、まず、第１のプリ発光を行って、被写体の明るさを測定した後、続いて第２のプリ発光を行うようにしたものがある（特許文献１参照）。ここでは、第２のプリ発光においては、被写体と撮像装置との距離に応じてＣＣＤなどの撮像素子の受光感度を第１のプリ発光の時と異なる受光感度にする。これによって、撮像装置から被写体までの距離が近くて第１のプリ発光の際に調光オーバーになってしまった場合でも、第２のプリ発光で撮像素子の受光感度を下げれば、調光オーバーを防止することができる。
【０００４】
同様に、撮像装置から被写体までの距離が遠く第１のプリ発光の結果調光アンダーになった場合でも、第２のプリ発光で撮像素子の受光感度を上げれば、調光アンダーを防止することができる。なお、調光オーバーとは、撮像素子のダイナミックレンジの上限を上回る光量を受光することを指し、調光アンダーとは、撮像素子のダイナミックレンジの下限を下回る光量を受光することを指す。
【０００５】
以上のようにして、プリ発光を２回行うことで最適な発光量を決定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９０５１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１に記載の手法では、調光を行うためプリ発光を２回行う必要がある。このため、操作者がレリーズ入力した後本撮影が開始されるまでのレリーズタイムラグが長くなってしまう。さらに、プリ発光を２回行う関係上、不可避的に本撮影の際の発光量が低下してしまう。このような場合には、プリ発光において消費された電気エネルギーを本撮影（つまり、発光）前に補充しなければならない場合もある。
【０００８】
そこで、本発明は、レリーズタイムラグが長くなることを抑制し最適な調光を行うことができるように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、本発明による撮像装置は、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置であって、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御手段と、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
また、上記の目的を達成するため、本発明による制御方法は、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、を有し、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置の制御方法であって、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、を有することを特徴とする。
【００１１】
また、上記の目的を達成するため、本発明による制御プログラムは、被写体を撮像する撮像手段と、前記撮像手段から撮像した被写体に関する画像データの読み出しを行う読み出し手段と、を有し、照明装置を本発光させる際の発光量を決定するために当該照明装置を本発光の前にプリ発光させる撮像装置で用いられる制御プログラムであって、前記撮像装置が備えるコンピュータに、前記照明装置によりプリ発光が行われている期間に前記読み出し手段による読み出しが行われるように、前記照明装置のプリ発光タイミング及び前記読み出し手段の読み出しタイミングの少なくとも一方を制御する制御ステップと、露光期間が前記照明装置によりプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データの少なくとも１つに基づいて、前記照明装置を本発光させる際の発光量に関する情報を決定する決定ステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に拠れば、レリーズタイムラグが長くなることを抑制し最適な調光を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す発光部の構成の一例を示す図である。
【図３】図１に示す撮像装置における発光時間と発光光量との関係を説明するための図である。
【図４】図３で説明したプリ発光撮影の結果得られた画像の輝度と画素数との関係の一例を説明するための図であり、（ａ）は第１のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図、（ｂ）は第２のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図、（ｃ）は第１および第２のフィールドの総画素数と輝度との関係を示す図である。
【図５】図３で説明したプリ発光撮影の結果得られた画像の輝度と画素数との関係の他の例を説明するための図であり、（ａ）は第１のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図、（ｂ）は第２のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図、（ｃ）は第１および第２のフィールドの総画素数と輝度との関係を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態による撮像装置で用いられる発光部の一例を示す図である。
【図７】図６に示す発光部を用いた場合の発光時間と発光光量との関係の一例を説明するための図である。
【図８】図６に示す発光部を用いた場合の発光時間と発光光量との関係の他の例を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態による撮像装置について図面を参照して説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例を示すブロック図である。
【００１６】
図１において、図示の撮像装置は、所謂デジタルカメラである。デジタルカメラはレンズ２０１、絞り兼用シャッタ２０２、および撮像素子（例えば、ＣＣＤ）２０４を有している。絞り兼用シャッタ２０２は撮像素子２０４の遮光を行い、絞り兼用シャッタ２０２が開かれると、レンズ２０１を介して被写体像（光学像）が撮像素子２０４に結像される。駆動部２０３はＣＰＵ２０７の制御下で、焦点距離調整のためレンズ２０１を光軸に沿って駆動するとともに絞りの駆動を行う。
【００１７】
撮像素子２０４は被写体像に応じた画像データ（アナログ信号）を出力する。このアナログ信号はＣＤＳ（相関二重サンプリング）およびＡ／Ｄ変換器２０５に与えられ、ここでサンプリングおよびＡ／Ｄ変換が行われてデジタル信号として出力される。タイミングジェネレータ（ＴＧ）２０６は撮像素子２０４を駆動するためのタイミング信号を出力する。
【００１８】
ＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５の出力はＣＰＵ２０７に与えられる。ＣＰＵ２０７はデジタルカメラ全体の制御を司る。ＣＰＵ２０７にはシステムバス２０８を介して、ＲＯＭ２０９、ＲＡＭ２１０、表示部２１２、および記録部２１３が接続されている。さらに、ＣＰＵ２０７には操作部２１１およびストロボなどの照明装置としての発光部２１４が接続されている。
【００１９】
ＲＯＭ２０９にはデジタルカメラを制御するためのプログラム（内部プログラム）が格納され、ＲＡＭ２１０にはＣＰＵ２０７による処理が行われた画像データなどが一時的に記憶される。操作部２１１は操作者によって操作され、その指示がＣＰＵ２０７に与えられる。また、操作部２１１にはＣＰＵ２０７からの各種情報が表示される。
【００２０】
ＣＰＵ２０７は画像データに対して各種処理を行う。そして、ＣＰＵ２０７は画像データに応じた画像を表示部２１２に表示する。また、ＣＰＵ２０７は記録部２１３を制御して画像データをメモリカードなどの記録媒体（図示せず）に保存する。さらに、ＣＰＵ２０７は後述するようにして発光部２１４の発光制御を行う。
【００２１】
図２は、図１に示す発光部２１４の構成の一例を示す図である。
【００２２】
図２において、図示の発光部２１４では、発光体（発光素子）としてＸｅ管が用いられている。発光部２１４は電源端子（電源）３０１および接地端子（ＧＮＤ）３０２を有しており、これら電源３０１および接地端子は電源部（図示せず）に接続されている。さらに、発光部２１４は、発光制御部３０３、昇圧用トランス３０５、逆流防止ダイオード３０６を有している。また、発光部２１４は、平滑化コンデンサ３０７、メインコンデンサ３０８、抵抗３０９、コンデンサ３１０、トリガーコイル３１１、Ｘｅ管３１２、およびＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ  Ｇａｔｅ  Ｂｉｐｏｌａｒ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）３１３を有している。
【００２３】
発光制御部３０３はＣＰＵ２０７の制御下で発光のための充電／放電制御を行う。昇圧用トランス３０５は電源電圧を昇圧して発光用電圧とする。昇圧用トランス３０５の後段には逆流防止ダイオード３０６および平滑化コンデンサ３０７が配置され、メインコンデンサ３０８にはＸｅ発光のためのエネルギーが蓄積される。ＩＧＢＴ３１３は発光制御部３０３によってオン／オフ制御され、トリガーコイル３１１で発生するトリガーパルスによってＸｅ管３１２の発光が開始される。
【００２４】
ところで、図１に示す撮像装置では、操作部２１１からの指示入力に応じてＣＰＵ２０７は静止画像の撮影・記録、そして、記録された画像データの再生を行う。静止画撮影の際には、操作部２１１から指示入力によってＣＰＵ２０７は撮像素子２０４の感度を設定する。さらに、ＣＰＵ２０７は発光部２１４における発光を自動又は手動に切り替える。
【００２５】
ここで、図１に示す撮像装置において静止画像を撮影する際の動作について説明する。
【００２６】
いま、電源スイッチ（図示せず）がオンされて操作部２１１において撮影モードとして静止画撮影モードが選択されると、ＣＰＵ２０７は静止画撮影モードとなる。つまり、電源スイッチのオンによって、電源供給ＩＣ（図示せず）からＣＰＵ２０７、ＲＯＭ２０９、およびＲＡＭ２１０などに電源が供給される。ＣＰＵ２０７はＲＯＭに格納された制御プログラムを順次読み出して、制御プログラムに従ってＲＡＭ２１０の初期化、撮像装置の初期化動作を行う。その後、ＣＰＵ２０７は操作部２１１におけるモード選択状態をみて、モード選択状態が静止画撮影モードであれば、静止画撮影モードに移行する。
【００２７】
静止画撮影モードにおいては、ＣＰＵ２０７はＴＧ２０６およびＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５を初期化した後、撮像素子２０４の駆動を開始する。また、ＣＰＵ２０７は表示部２１２の電源投入および初期化を行って、撮影前のライブ画像の表示のための準備を行う。これらの処理と平行して、ＣＰＵ２０７はレンズ２０１を含むレンズ駆動系の初期化を行って、レンズ２０１を所定の初期位置に駆動するとともに、絞り兼用シャッタ２０２の初期動作を行う。
【００２８】
上述の準備が終わると、ＣＰＵ２０７は静止画撮影のためのライブ画像表示動作に移行する。まず、ＣＰＵ２０７は絞り兼用シャッタ２０２を開いて、ライブ画像表示用の設定をＴＧ２０６とＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５に対して行う。そして、ＣＰＵ２０７は任意の周期の同期信号をＴＧ２０６に送る。
【００２９】
ＴＧ２０６は同期信号に応じて撮像素子２０４を駆動するための駆動信号を撮像素子２０４に印加する。レンズ２０１を介して撮像素子２０４に結像された光学像に応じた画像データが撮像素子２０４から読み出される。
【００３０】
なお、図示はしないが、撮像素子２０４から読み出された画像データはバッファ回路によって増幅された後、コンデンサによってその直流成分をカットされてＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５に与えられる。
【００３１】
そして、ＣＰＵ２０７によって処理された後、ＲＡＭ２１０に一時的に記録される。さらに、ＣＰＵ２０７はＲＡＭ２１０に記録された画像データ対して各種の処理を行って表示用画像データを生成する。そして、ＣＰＵ２０７は表示用画像データを所定のタイミングで表示部２１２に送って、表示部２１２（例えば、ＬＣＤ）にライブ画像を表示する。
【００３２】
静止画撮影モードにおいて、撮影条件として発光部２１４の発光が許可されていると、電源部から図２に示すメインコンデンサ３０８に対する充電動作が並行して行われる。この際には、ＣＰＵ２０７は発光制御部３０３に対してメインコンデンサ３０８に充電を行うための充電制御信号を送る。発光制御部３０３は、充電制御信号に応答して昇圧用トランス３０５の駆動を開始する。これによって、昇圧用トランス３０５は電源電圧を発光用電圧に昇圧する。そして、発酵用電圧でメインコンデンサ３０８に対する充電が行われる。
【００３３】
メインコンデンサ３０８の充電電圧が十分な電圧（つまり、所定の電圧）にまで上昇すると（ここでは、所定の時間充電が行われる）、発光制御部３０３は充電動作を終了して、発光準備が完了した旨ＣＰＵ２０７に通知する。これによって、ＣＰＵ２０７は発光準備が完了したことを確認すると撮影待機状態に移行する。
【００３４】
次に、操作者が操作部に備えられたレリーズスイッチを操作すると、静止画撮影指示を示すレリーズ信号がＣＰＵ２０７に与えられる。これによって、ＣＰＵ２０７は本露光動作による静止画撮影動作と当該静止画撮影動作に付随する画像データの生成動作を実行する。
【００３５】
まず、レリーズ信号が入力されると、ＣＰＵ２０７はライブ画像の表示を中断して、静止画撮影のための本露光動作を開始する。ＣＰＵ２０７は露光前のＡＥ（自動露出）およびＡＦ（オートフォーカス）を行う。つまり、ＣＰＵ２０７は被写体に対して適切な露出状態およびピント状態になるように絞りおよびレンズを駆動する。この際も発光部２１４の発光が許可されていて、かつ露出判定として光量不足であるとすると、ＣＰＵ２０７は発光撮影に移行する。まず、ＣＰＵ２０７は発光撮影のためプリ発光動作を行う。プリ発光動作においては、まずＣＰＵ２０７はＴＧ２０６とＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５に対してプリ発光撮影のためのプリ発光設定を行う。そして、プリ発光設定を行った後、ＣＰＵ２０７はプリ発光撮影を行う。
【００３６】
このプリ発光撮影は、本撮影前に発光部２１４を本発光させる際の発光量を決定するために行われる撮影である。プリ発光撮影では、ごく短い発光時間、発光部２１４を発光させて被写体の撮影が行われる。そして、この撮影における露出に応じて本発光させる際の発光量に関する情報、例えば、発光時間が決定される。
【００３７】
なお、プリ発光動作前においては、被写体の光量が十分でないので、ＣＰＵ２０７は被写体の位置を正確に把握できない状態となっている。従って、プリ発光時間は本発光時間より短い時間となるが、撮像装置から被写体までの距離が近いと、プリ発光動作においても調光オーバーとなる。そして、調光オーバーとなると、ＣＰＵ２０７は被写体までの距離が正確に分からない可能性がある。このため、ＣＰＵ２０７はプリ発光の際の露光時間を単一フィールド露光期間内ではなく複数のフィールド露光期間の露光タイミングに跨るように発光時間の制御を行う。
【００３８】
図３は、図１に示す撮像装置における発光時間と発光光量との関係を説明するための図である。
【００３９】
図３においては、プリ発光が行われている期間に撮像素子２０４から読み出しが行われるように、プリ発光タイミング及び読み出しタイミングの少なくとも一方が制御される。つまり、露光期間がプリ発光が行われている期間と重複する複数の画像データが読み出されるようになる。ここで、最初に撮像素子２０４から読み出される画像データ（アナログ信号）を第１の画像データと呼び、続いて読み出される画像を第２の画像データと呼ぶ。図示の例では、発光部２１４の発光期間においてその略中央で、撮像素子２０４を駆動して第１の画像データを読み出すための読み出しパルス１０３が撮像素子２０４に与えられる。
【００４０】
図示のように、読み出しパルス１０３は所定の印加期間（１Ｈ期間）の間印加されるので、プリ発光時間（つまり、発光イネーブル信号をオンにする時間）は、読み出しパルス１０３の印加期間よりも長い時間が選択される。ここでは、１Ｈ期間（印加期間）を５０μｓとし、発光期間は、印加期間を含めて１００μｓとされる。
【００４１】
なお、発光期間と印加期間（つまり、読み出し時間）との関係は任意に決定することができる。例えば、第１のフィールド露光期間（単に第１のフィールドという）においては、読み出しパルス１０３を印加する３０μｓ前から発光を開始する。第２のフィールド露光期間（単に第２のフィールドという）では読み出しパルス１０３を印加し終わってから２０μｓ後に発光を停止する。このように、第１のフィールドと第２のフィールドとにおいて発光時間を変更すれば、露光期間におけるプリ発光量の異なる複数の画像データを得ることができる。
【００４２】
プリ発光の際、ＣＰＵ２０７はまず第１のフィールドにおける露光を開始する。露光開始から所定の時間経過後、ＣＰＵ２０７は発光部２１４に与える発光イネーブル信号（発光制御信号）をオンとして発光動作を開始する。発光イネーブル信号がオンとなると、発光制御部３０３は発光イネーブル信号を内部バッファ（図示せず）によって増幅してＩＧＢＴ３１３のゲートに印加する。
【００４３】
ＩＧＢＴ３１３は発光イネーブル信号の印加によってオンする。これによって、トリガーコイル３１１にトリガーパルスが印加されて、このトリガーパルスがトリガーコイル３１１で数ｋＶのパルスに変換されてＸｅ管３１２に印加される。
【００４４】
Ｘｅ管３１２にトリガーパルスが印加されると、Ｘｅ管３１２に生じる放電によって電子が生成される。そして、電子の生成に起因してメインコンデンサ３０８の電荷がＸｅ管３１２でアーク放電を引き起こし、発光が開始される。発光開始から所定の時間経過後、ＴＧ２１６はＣＰＵ２０７の制御下で撮像素子２０４に読み出しパルスを印加する。ここまでで光電効果によって撮像素子２０４に蓄積された電荷が垂直ＣＣＤに移動する。
【００４５】
読み出しパルスの印加後、撮像素子２０４によって第２のフィールドにおける撮影画像の露光が開始される。ＴＧ２１６はＣＰＵ２０７の制御下で垂直ＣＣＤの電荷を順次読み出して、撮像素子２０４からＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５にアナログ信号として送る。ＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５においてアナログ信号はデジタル信号に変換されて、ＣＰＵ２０７に１つ目のプリ発光画像データとして送られる。
【００４６】
この際、つまり、１つ目のプリ発光画像データが送られてくるまでの間に、ＣＰＵ２０７は発光イネーブル信号をオフする。図示の例では、これによって、１００μｓの発光動作が終了する。
【００４７】
続いて、ＣＰＵ２０７は本露光動作に備えて発光部２１４を制御してメインコンデンサ３０８に充電を行って、プリ発光動作により失われた電荷を補給する。第２のフィールドの露光開始から所定の時間経過後、ＣＰＵ２０７は駆動部２０３を制御して絞り兼用シャッタ２０２を閉じて（露光の停止）、第２のフィールドにおける露光を終了する。そして、第１のフィールドにおける画像読み出しが終了した後、ＴＧ２０６はＣＰＵ２０７の制御下で、撮像素子２０４から第２のフィールドで蓄積された電荷の読み出しを行う。これによって、ＣＰＵ２０７には２つ目のプリ発光画像データが送られる。
【００４８】
ＣＰＵ２０７はプリ発光撮影によって得られた画像データに応じて被写体の露出状態を確認する。そして、ＣＰＵ２０７はこの確認結果に応じて本発光の際の発光時間を決定する。
【００４９】
図４は、図３で説明したプリ発光撮影の結果得られた画像データの輝度と画素数との関係の一例を説明するための図である。そして、図４（ａ）は第１のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図であり、図４（ｂ）は第２のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図である。また、図４（ｃ）は第１および第２のフィールドの総画素数と輝度との関係を示す図である。なお、図４においては、第１のフィールドにおけるプリ発光期間を４０μｓとし、第２のフィールドにおけるプリ発光期間を６０μｓとした。また、図４に示す例では、被写体は撮像装置から離れた位置に存在するため、被写体である部分の画素数は少なくなっている。
【００５０】
ＣＰＵ２０７は、例えば、図４に示す３つの輝度−画素数分布に基づいて被写体である部分の露光状態を検出する。例えば、ＣＰＵ２０７は被写体である部分の画素数と適正露光時の画素数との差分を求める。図１に示すＲＯＭ２０９には差分と発光時間との関係を規定するルックアップテーブルが記録されており、ＣＰＵ２０７は当該差分に応じてルックアップテーブルを検索して、検索結果によって発光時間を決定する。
【００５１】
図５は、図３で説明したプリ発光撮影の結果得られた画像データの輝度と画素数との関係の他の例を説明するための図である。そして、図５（ａ）は第１のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図であり、図５（ｂ）は第２のフィールドにおける輝度と画素数との関係を示す図である。また、図５（ｃ）は第１および第２のフィールドの総画素数と輝度との関係を示す図である。なお、図５においては、第１のフィールドにおけるプリ発光期間を４０μｓとし、第２のフィールドにおけるプリ発光期間を６０μｓとした。また、図５に示す例では、被写体は撮像装置から近い位置に存在する。
【００５２】
図５（ａ）に示す第１のフィールドにおける画素数と図５（ｂ）に示す第２のフィールドにおける画素数とを加算した結果を示す図５（ｃ）においては、多くの画素が輝度飽和状態となっている。そのため、図５（ｃ）に示す分布から飽和状態にある画素における適正露光値を推測することは困難である。
【００５３】
ここでは、ＣＰＵ２０７は図５（ｃ）に示す分布において、飽和状態にある画素数（飽和画素数）が所定の閾値より大きいと、当該分布、つまり、画像データの使用を中止する。そして、ＣＰＵ２０７は図５（ｃ）の次に露光期間が短い画像データの解析に移行する。つまり、ＣＰＵ２０７は露光時間が６０μｓである第２のフィールドにおける画像データ（図５（ｂ））の解析を行うことになる。
【００５４】
ところが、図５（ｂ）の分布においても、多くの画素が飽和状態に近く、飽和状態の画素数が予め定められた閾値より大きいと、ＣＰＵ２０７は第２フィールドにおける画像データから適正露出を推測することができないと判定する。そして、ＣＰＵ２０７は第２のフィールドにおける画像データを使用しない。
【００５５】
この結果、ＣＰＵ２０７は最も露光時間の短い第１のフィールドにおける画像データ（図５（ａ））の解析に移行する。第１のフィールドにおける画像データにおいても飽和状態の画素（飽和画素）は存在するものの、第２のフィールドにおける飽和画素よりも少ない。ＣＰＵ２０７は第１のフィールドにおける画像データにおいて飽和状態にある画素数（飽和画素数）が閾値以下であると判定すると、第１のフィールドにおける画像データから被写体である部分の露出状態を検出する。そして、ＣＰＵ２０７は、上述したようにして、差分に応じてルックアップテーブルを参照して本露光の際の発光時間を決定する。
【００５６】
なお、露光時間が最も短い第１のフィールドにおける画像データにおいても、飽和状態の画素数が閾値よりも大きいと、ＣＰＵ２０７は被写体が撮像装置のごく近くに存在すると判定する。そして、ＣＰＵ２０７は第１のフィールドにおける飽和画素数に応じて被写体までの距離を推測して本露光の際の発光時間（本露光発光時間）を決定する。
【００５７】
上述のようにして、プリ発光動作による撮影が終了して、本露光の際の発光時間を決定すると、ＣＰＵ２０７は本撮影状態に移行する。ＣＰＵ２０７は発光部２１４を制御してプリ発光により消費された分の電荷をメインコンデンサ３０８に充電する。その後、ＣＰＵ２０７はＴＧ２０６とＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５に本露光読み出しを行うための本露光読み出し設定を行い、ＴＧ２０６に同期信号を与えて本露光動作を開始する。
【００５８】
これによって、ＴＧ２０６は撮像素子２０４に対して本露光用の駆動を開始する。一方、ＣＰＵ２０７は絞り兼用シャッタ２０２を開いて撮像素子２０４の露光を開始する。さらに、ＣＰＵ２０７は発光部２１４による発光動作を開始する。
【００５９】
発光動作を開始すると、ＣＰＵ２０７は発光イネーブル信号をオンとする。これによって、発光制御部３０３はＩＧＢＴ３１３をオンする。ＩＧＢＴ３１３のオンによって、前述のように、Ｘｅ管３１２が発光を開始する。
【００６０】
本露光発光時間が経過すると、ＣＰＵ２０７は発光イネーブル信号をオフとして、発光部２１４による発光動作を終了する。さらに、所定の露光時間が経過した後、ＣＰＵ２０７は絞り兼用シャッタ２０２を閉じて露光を終了し、読み出し動作に移る。
【００６１】
ＣＰＵ２０７から与えられる同期信号に基づいて、ＴＧ２０６は撮像素子２０４を駆動して、撮像した被写体に関する画像データをアナログ信号として複数のフィールドに分けて読み出す。撮像素子２０４から読み出された画像データはＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５に送られる。ＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５は所定の電位を基準としてサンプリングを行うとともにゲイン処理を行って、アナログ信号をデジタル信号に変換する。そして、前述のように、ＣＰＵ２０７はこのデジタル信号をＲＡＭ２１０に一時的に記録する。
【００６２】
撮像素子２０４の全ての電荷（つまり、画素信号）を読み出して、画像データとしてＲＡＭ２１０に記録した後、ＣＰＵ２０７はフィールド毎にＲＡＭ２１０に記録された画像データを元のフレーム状態になるように順次読み出す。そして、ＣＰＵ２０７は読み出した順序でフィルタ処理および変換処理を行って記録用本露光画像データ（以下単に記録用画像データと呼ぶ）を生成する。さらに、ＣＰＵ２０７は記録用画像データに圧縮処理等を施した後、再度ＲＡＭ２１０に記録する。
【００６３】
続いて、ＣＰＵ２０７は記録用画像データを表示用に画素数を変換して表示用画像データを生成する。この際には、ＣＰＵ２０７はＲＡＭ２１０から記録用画像データを順次読み出して、フィルタ処理およびリサンプリング処理を行う。そして、ＣＰＵ２０７は表示部２１２の表示画素配列および画素数に合わせて表示用画像データを生成する。ＣＰＵ２０７はこの表示用画像データを記録用画像データが保存された領域とは異なるＲＡＭ２１０の領域場所に記録する。その後、ＣＰＵ２０７は表示用画像データを順次表示部２１２に送って、表示用画像データに応じた画像を表示部２１２に、所定の時間表示する。
【００６４】
次に、ＣＰＵ２０７は記録用画像データを予め定められた形式（フォーマット）の画像データに変換するとともに、日時などの付加データを追加して画像ファイルを生成する。そして、ＣＰＵ２０７は記録部２１３を制御して画像ファイルを記録媒体に記録する。
【００６５】
画像ファイルの記録が終了すると、ＣＰＵ２０７は本撮影動作を終了して、再度ライブ画像表示動作に移行して、次の撮影準備としてメインコンデンサ３０８に対する充電処理などを開始する。
【００６６】
このように、第１の実施形態では、発光部２１４を発光させて撮影を行う場合に、プリ発光撮影の際に、発光期間が複数のフィールドに亘るように撮像素子２０４の読み出しタイミングと発光部２１４のプリ発光タイミングの少なくとも一方を制御するようにした。そのため、被写体が撮像装置の近くに存在する場合でも、飽和状態である画素が少ない画像データを選択して、本露光の際の発光時間を決定することができる。この結果、本撮影の際の発光部２１４の調光精度を上げることができる。
【００６７】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態による撮像装置で用いられる発光部の一例を示す図である。なお、第２の実施形態による撮像装置の構成は図１に示す撮像装置と同様である。また、図６に示す発光部は、図２に示す発光部２１４とその構成が異なるので、ここでは発光部６０１で示す。
【００６８】
図６に示す発光部６０１は、発光体（発光素子）としてＬＥＤ６１０が用いられている。発光部６０１は電源端子（電源）６０２および接地端子（ＧＮＤ）６０３を有しており、これら電源６０２は電源部（図示せず）に接続されている。さらに、発光部６０１は、発光制御部６０８、コンデンサ６０４、インダクタ６０５、ＦＥＴ６０６および６０７、抵抗６１１、およびメインコンデンサ６０９を有している。
【００６９】
図示の発光部６０１では電源電圧がインダクタ６０５およびコンデンサ６０４によって充電電圧に昇圧され、メインコンデンサ６０９には充電電圧が印加されて、メインコンデンサ６０９に電荷が蓄積される。発光制御部６０８はＣＰＵ２０７の制御下でＦＥＴ６０６および６０７をオン／オフ制御して、メインコンデンサ６０９を充電する。そして、メインコンデンサ６０９に蓄積された電荷によってＬＥＤ６１０が発光する。
【００７０】
第１の実施形態で説明したように、撮影の際には、まずライブ画像表示が行われ、発光部６０１による発光が許可されていると、ＣＰＵ２０７はメインコンデンサ６０９に対する充電を開始する。この際には、ＣＰＵ２０７は発光制御部６０８に充電制御信号を出力する。これによって、発光制御部６０８はＦＥＴ６０７をオンしてメインコンデンサ６０９を充電する。
【００７１】
図６に示す発光部６０１では発光体としてＬＥＤ６１０を用いているので、Ｘｅ管を用いた場合に必要な昇圧用トランスは不要である。インダクタ６０５は電源電圧（入力電圧）をＬＥＤ６１０のＶｆ（順方向降下電圧）以上に昇圧する程度であればよい。
【００７２】
ＣＰＵ２０７はメインコンデンサ６０９の充電が終了すると、撮影待機状態に移行して、ライブ画像表示を行いつつ操作部２１１からの指示入力を待つ。
【００７３】
操作者が静止画撮影のため操作部を操作して、レリーズ信号がＣＰＵ２０７に入力されると、ＣＰＵ２０７は、前述したように、ＣＰＵ２０７は本露光動作による静止画撮影動作と当該静止画撮影動作に付随する画像データの生成動作を実行する。
【００７４】
ここでは、前述したように、ＣＰＵ２０７はライブ画像の表示を中断して、露光前のＡＥおよびＡＦを行う。そして、ＣＰＵ２０７は光量不足であると判定すると発光撮影に移行する。ＣＰＵ２０７はＴＧ２０６とＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５に対してプリ発光撮影のためのプリ発光設定を行って、プリ発光撮影を行う。
【００７５】
図６に示す発光部６０１では発光体としてＬＥＤ６１０が用いられているので、プリ発光の際には、Ｘｅ管の場合と異なってフラットな発光が可能である。
【００７６】
図７は、図６に示す発光部を用いた場合の発光時間と発光光量との関係の一例を説明するための図である。
【００７７】
図７において、ＬＥＤ６１０の発光期間（発光時間）は第１および第２のフィールドに跨っている。さらに、図示のように、第１および第２のフィールドにおける発光時間は異なっている。つまり、第１および第２のフィールドにおいて発光時間の割合が異なる。この結果、第１および第２のフィールドでは互いに異なる露出状態となる。
【００７８】
図８は、図６に示す発光部を用いた場合の発光時間と発光光量との関係の他の例を説明するための図である。
【００７９】
ところで、ＬＥＤ６１０はＸｅ管よりも発光量を精度よく設定することができる。このため、図８に示すように、ＬＥＤ６１０の発光量を図７に示す発光量の半分程度に設定するようにしてもよい。発光量を半分にした場合には、プリ発光動作におけるエネルギー消費を一定にするため発光時間を２倍とする。これによって、本露光の際に使用可能なエネルギーを一定に保ってプリ発光動作後のメインコンデンサ６０９の残電荷を一定として、本露光の際に影響を与えないようにする。
【００８０】
また、読み出しを行う前の露光期間におけるプリ発光量と読み出しを行った後の露光期間におけるプリ発光量とが予め決められた比率となるようにすることもできる。
【００８１】
図６に示す発光部６０１を用いた際におけるプリ発光制御および撮像素子２０４の読み出し動作は、第１の実施形態と同様だが、図６に示す発光部６０１を用いた場合には、ＣＰＵ２０７はまずプリ発光の際の発光量を設定した後、発光イネーブル信号をオンにする。これによって、発光制御部６０８は発光イネーブル信号を内部ＦＥＴ（図示せず）に印加して、ＬＥＤ６１０のカソード側に電流が流れるようにする。また、発光制御部６０８は電流制限抵抗６１１の電圧を監視して発光電流制御を行う。
【００８２】
また、発光体としてＸｅ管を用いた場合には、ＣＰＵ２０７は発光時間のみを制御するが、発光体としてＬＥＤの場合には、ＣＰＵ２０７は発光時間および発光電流（発光量）の制御を行う。つまり、被写体が撮像装置の近くに位置する場合又は発光量が少なくて済む場合には、ＣＰＵ２０７は発光電流を下げて発光量を少なくする。発光量および発光時間の決定が行った後、ＣＰＵ２０７は本露光動作に移行する。本露光動作における処理は第１の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
【００８３】
このように、第２の実施形態では、発光体としてＬＥＤを用いて、発光量および発光時間を制御するようにして、プリ発光の際に発光期間が複数のフィールド露光期間に亘るように発光タイミングを制御するようにした。また、フィールド毎に撮像素子から読み出しを行うようにした。そのため、被写体が撮像装置の近くに存在する場合でも、飽和状態である画素が少ない画像を選択して、本露光の際の発光時間を決定することができる。この結果、本撮影の際の発光部６０１の調光精度を上げることができる。
【００８４】
以上のように、本発明の実施の形態では、一回のプリ発光で本露光の際の発光量を決定することができるので、レリーズタイムラグが長なることを抑制し最適な調光を行うことができる。さらには、プリ発光の際の発光量を制御しているので、本撮影の際に発光量が低下することはない。つまり、本発明の実施の形態では、撮像装置から被写体までに距離が近い状況においても１回のプリ発光動作で適正な調光量を決定することができる。
【００８５】
なお、上述の説明から明らかなように、図１において、ＣＰＵ２０７、ＣＤＳおよびＡ／Ｄ変換器２０５、およびＴＧ２０６が読み出し手段と機能する。また、ＣＰＵ２０７は制御手段および決定手段として機能する。
【００８６】
以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。
【００８７】
例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、この制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。
【００８８】
この際、制御方法および制御プログラムは、少なくとも読み出しステップ、制御ステップ、および決定ステップを有することになる。
【００８９】
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【符号の説明】
【００９０】
２０４  撮像素子
２０７  ＣＰＵ
２１４  発光部
３０３  発光制御部
３０５  昇圧用トランス
３０６  逆流防止ダイオード
３０８  メインコンデンサ
３１１  トリガーコイル
３１２  Ｘｅ管
３１３  ＩＧＢＴ
【図１】
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【図２】
2013003438.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2013003438.tif 000007
【図６】
2013003438.tif 000008
【図７】
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【図８】
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