発光量決定装置、撮像装置およびプログラム
【課題】本撮像時の発光量を速やかに算出すること。
【解決手段】発光量決定装置は、測光素子と、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す読み出し部と、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定する発光量決定部とを備える。プログラムは、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出すステップと、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定するステップとをコンピュータに実行させる。
【解決手段】発光量決定装置は、測光素子と、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す読み出し部と、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定する発光量決定部とを備える。プログラムは、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出すステップと、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定するステップとをコンピュータに実行させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光量決定装置、撮像装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光を行って第１の画素領域から読み出した画素データと、発光を行って第２の画素領域から読み出した画素データとを基に撮像素子で撮像する場合の発光量を演算する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００８−４２４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本撮像時に必要な発光量を速やかに算出することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、発光量決定装置は、測光素子と、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す読み出し部と、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定する発光量決定部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、撮像装置は、上記発光量決定装置と、本撮像を行う撮像素子とを備える。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、プログラムは、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出すステップと、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定するステップとをコンピュータに実行させる。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】撮像装置１０の要部の模式断面を示す。
【図２】ファインダモードにおける撮像のタイムシーケンスの一例を示す。
【図３】反射光測光におけるタイミング制御の一例を示す。
【図４】撮像装置１０の起動から終了までの処理フローを示す。
【図５】撮像動作を実行する場合の処理フローの一例を示す。
【図６】間引き率を決定するパラメータの一例をテーブル形式で示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、撮像装置１０の要部の模式断面を示す。撮像装置１０は、レンズユニット２０および発光ユニット６０がカメラユニット３０に装着されて、一眼レフカメラとして機能する。
【００１１】
カメラユニット３０には、焦点距離、開放Ｆ値等の異なる複数のレンズユニット２０が、交換レンズとして交換可能に装着される。レンズユニット２０は、光軸１１に沿って配列され鏡筒２６に支持されたレンズ系２１を備える。撮像レンズの一例としてのレンズ系２１は、入射される被写体光束をカメラユニット３０へ導く。図においては、レンズ系２１を構成するレンズとして、前玉２２と、フォーカスおよびズームを担うレンズ群２３とを含む。レンズ群２３は、焦点調整、画角調整の指示に応じて、レンズ群２３に含まれる１以上のレンズが光軸方向に移動できるように構成されている。カメラユニット３０は、焦点調整および画角調整の指示をレンズユニット２０に送信することができる。
【００１２】
鏡筒２６は、レンズ回路基板２７を支持する。レンズ回路基板２７は、レンズユニット２０を制御する各種回路、電子素子等を搭載している。レンズユニット２０は、カメラユニット３０との接続部にレンズマウント２９を備え、カメラユニット３０が備えるカメラマウント３１と係合して、カメラユニット３０と一体化する。レンズマウント２９とカメラマウント３１とはそれぞれ通信端子を備えており、マウント同士が係合したときに互いの通信端子が接続される。これにより、レンズ回路基板２７に搭載された各種回路、電子素子等は、カメラユニット３０側と電気的に接続される。
【００１３】
カメラユニット３０は、レンズユニット２０から入射される被写体光束を反射するメインミラー３２と、メインミラー３２で反射された被写体光束が結像するピント板３３を備える。メインミラー３２は、ミラーボックス内でメインミラー回転軸３４周りに揺動して、光軸１１を中心とする被写体光束中に斜設される斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。サブミラー４０は、メインミラー３２が被写体光束から退避する場合は、メインミラー３２に連動して被写体光束から退避する。メインミラー回転軸３４は、ミラーボックスの側壁に支持される。
【００１４】
ライブビューボタンが押し下げられた場合、または、レリーズボタンが最下部まで押し下げられた場合、破線で示した退避状態を取る。例えば、メインミラー３２が被写体光束中に斜設された状態で、ライブビューボタンが押し下げられた場合またはレリーズボタンが最下部まで押し下げられた場合、メインミラー３２は破線で示した退避位置に移動する。ライブビューボタンが押し下げられた場合、メインミラー３２は再度ライブビューボタンが押し下げられるまで退避位置に留まる。一方、レリーズボタンが押し下げられた場合は、所定の撮像動作を終えると、メインミラー３２はダウンされ元の斜設状態の位置に戻される。
【００１５】
フォーカルプレーンシャッタ４３および撮像素子３６は、光軸１１に沿って配列されている。メインミラー３２およびサブミラー４０が退避状態である場合に、被写体光束は、レンズ系２１を透過してカメラユニット３０へ入射し、ミラーボックス内部と開放状態のフォーカルプレーンシャッタ４３を通過して、撮像素子３６の受光面で結像する。
【００１６】
撮像素子３６は、受光面で結像した被写体像を電気信号として出力する複数の光電変換素子を有する。光電変換素子としては、例えばＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等を例示することができる。撮像素子３６は、カメラ処理部５０と接続される。カメラ処理部５０には、撮像素子３６で光電変換された電気信号を処理するＡＳＩＣ、カメラユニット３０の全体を制御するプロセッサ等の電気素子が搭載されている。
【００１７】
カメラユニット３０の背面には液晶モニタ等による表示ユニット５３が配設されている。表示ユニット５３は、撮像素子３６に含まれる光電変換素子が出力した画像信号から生成された画像を表示する。表示ユニット５３は、カメラ処理部５０内のＡＳＩＣによって被写体像の電気信号から生成された表示用画像データを用いて、被写体像を表示する。表示ユニット５３は、撮像後の静止画像に限らず、各種メニュー情報、撮像情報、告知情報等を表示する。ライブビュー時には、被写体に対して焦点調節をしながら、撮像素子３６の受光面に結像した被写体像の電気信号からカメラ処理部５０内のＡＳＩＣによって表示用画像データが生成され、生成された表示用画像データを用いて表示ユニット５３が被写体像を表示する。
【００１８】
ピント板３３は、撮像素子３６の受光面と共役の位置に配置されている。ピント板３３で結像した被写体像は、ペンタプリズム３７で正立像に変換され、接眼光学系３８を介してユーザに観察される。ペンタプリズム３７の射出面上方には、測光素子３９が配置される。
【００１９】
測光素子３９は、測光光学系３５を介して、被写体像を撮像する光電変換素子である。また、測光素子３９が備える光電変換素子により検出された被写体像の輝度分布は、シャッタスピード、絞り値等を決定するためにカメラ処理部５０において使用される。また、被写体像の輝度分布は、人物の顔等を検出するためにカメラ処理部５０内のＡＳＩＣ等において使用される。また、被写体像の輝度分布は、後述する輝点を検出するためにカメラ処理部５０内のＡＳＩＣ等において使用される。外付けの発光ユニット６０ａまたは内蔵の発光ユニット６０ｂが予備発光したときに測光素子３９から読み出された被写体像の画像信号は、撮像素子３６による本撮像時の発光量を決定するためにカメラ処理部５０において使用される。
【００２０】
斜設状態におけるメインミラー３２の光軸１１の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される被写体光束の一部が透過する。透過した被写体光束は、メインミラー３２と連動して揺動するサブミラー４０で反射されて、合焦ユニット４２へ導かれる。合焦ユニット４２に導かれた被写体光束は、合焦光学系を通じて合焦センサへ入射される。合焦センサは、複数の焦点調整領域のそれぞれにおいて合焦状態、前ピン状態、後ピン状態を示す位相差検出信号を出力する。前ピン状態、後ピン状態の場合には、位相差検出信号は合焦状態からのずれ量も示す。カメラ処理部５０は、位相差検出方式による位相差ＡＦ（自動フォーカス）によって、レンズユニット２０の焦点調節を行う。
【００２１】
カメラユニット３０には着脱可能な二次電池５４が収容される。二次電池５４は、カメラユニット３０に限らず、レンズユニット２０にも電力を供給する。電源がＯＮされた場合に、二次電池５４から電力がカメラ処理部５０等に供給される。
【００２２】
外付けの発光ユニット６０ａおよび内蔵の発光ユニット６０ｂは、被写体を照明する照明光としての閃光を発光する。
【００２３】
発光ユニット６０ａとカメラユニット３０とは、発光ユニット６０が有するマウント部６９とカメラユニット３０が有するマウント部４１とを介して接続される。発光ユニット６０は、キセノンランプ等の発光部６１、反射板６２、フレネルレンズ６３、電池等のバッテリ６５、および、発光ユニット制御部６６を有する。発光ユニット制御部６６は、バッテリ６５から電力を供給して発光部６１を発光させることにより、反射板６２およびフレネルレンズ６３を介して閃光を発光させる。発光ユニット制御部６６は、カメラ処理部５０からの発光指示信号に基づき発光等の制御を行う。
【００２４】
内蔵の発光ユニット６０ｂは、二次電池５４から供給される電力を用いて閃光を発光する。また、発光ユニット６０ｂは、カメラ処理部５０の制御により閃光を発光する。発光ユニット６０ｂは、発光ユニット６０ａが備える発光部６１、反射板６２およびフレネルレンズ６３に対応する構成を有するので、説明を省略する。なお、発光ユニット６０ａおよび発光ユニット６０ｂを、発光ユニット６０と総称する場合がある。
【００２５】
図２は、ファインダモードにおける撮像のタイムシーケンスの一例を示す。ファインダモードでは、接眼光学系３８を介してユーザに被写体の光学像を提示して、撮像指示を受け付ける。カメラ処理部５０は、撮像準備動作が開始された後、レリーズボタンが押し込まれるまでは、測光素子３９による露光および読み出しを含む測光動作を、予め定められた時間間隔で定期的に行う。このとき、発光ユニット６０には発光させない。したがって、本測光動作により、測光素子３９は、定常光で被写体を測光することができる。この測光動作を第１定常光測光と呼ぶ。本図において、時刻ｔ１０および時刻ｔ２０において、第１定常光測光を行う。
【００２６】
カメラ処理部５０は、定常光測光で測光素子３９から読み出された被写体像の輝度分布に基づいて、本撮像時に発光ユニット６０を発光させるか否かを決定する。また、カメラ処理部５０は、本撮像時の露出量を、被写体像の輝度分布に基づいて演算する。
【００２７】
測光素子３９は、ＣＭＯＳセンサである。測光素子３９は、光電変換素子により形成される画素ラインを複数有する。測光素子３９が備える画素ラインは、蓄積電荷が順次にリセットされて露光され、露光によって蓄積された蓄積電荷が順次に読み出される。すなわち、測光素子３９は、いわゆるローリング読み出しにより画像信号が読み出される。本実施形態において、リセット動作から読み出しまでを、「読み出し」と総称する場合がある。第１定常光測光においては、カメラ処理部５０は、測光素子３９から全画素読み出しさせる。
【００２８】
時刻ｔ３０において、撮像指示としてのレリーズボタンの押し込み操作が検出されると、時刻ｔ４０から、カメラ処理部５０は、測光素子３９から読み出しを開始するとともに、発光ユニット６０に予備発光を行わせる。本予備発光による被写体像には、発光ユニット６０からの閃光の反射光成分および定常光成分が含まれる。本予備発光を含むタイミングで露光して読み出す測光動作を、反射光測光と呼ぶ。
【００２９】
ここで、カメラ処理部５０は、測光素子３９が有する複数の画素ラインから一部の画素ラインを選択し、選択した画素ラインを順次にリセットし順次に読み出す。例えば、カメラ処理部５０は、複数の画素ラインのうち、２つの画素ライン毎に１つの画素ラインを反射光測光用の画素ラインとして選択する。また、カメラ処理部５０は、画素ラインのリセット回数を、定常光測光時のリセット回数よりも少なくする。これにより、短時間で反射光測光を行うことができる。反射光測光において測光素子３９により得られた画像を、反射光画像と呼ぶ。
【００３０】
反射光測光に続いて、時刻ｔ５０から定常光測光を行う。本定常光測光を、第２定常光測光と呼ぶ。第２定常光測光においては、反射光測光時と同一の露光条件により測光素子３９で露光する。また、第２定常光測光においては、反射光測光時と同様に、測光素子３９から間引き読み出しを行う。例えば、反射光測光時と同一の画素ラインを読み出す。すなわち、反射光測光と同一の露光条件で、第２定常光測光を行う。このため、第１定常光測光と比較して、短時間で定常光測光を行うことができる。第２定常光測光において測光素子３９により得られた画像を、定常光画像と呼ぶ。なお、予備発光の残光を考慮して、予め定められた時間が経過してから第２定常光測光を開始させてよい。
【００３１】
時刻ｔ５０の定常光測光に続いて、時刻ｔ６０において、反射光成分を算出する。具体的には、反射光画像から定常光画像を画素毎に減算することにより、反射光成分の輝度分布を算出する。なお、反射光成分は、レンズユニット２０が備えるレンズ系２１および測光光学系３５の光学特性を考慮して算出される。例えば、レンズ系２１および測光光学系３５が有するレンズの明るさを考慮して、反射光成分を算出する。
【００３２】
ここで、上述したように反射光測光および第２定常光測光を短時間で行うことができるので、反射光画像および定常光画像を互いに近いタイミングで行うことができる。また、反射光画像および定常光画像は、同一の露光条件で得られたものである。したがって、被写体像の反射光成分を算出する場合に、露光条件の違いを補正する必要がなくなる。このため、反射光成分を短時間に得ることができる。例えば、反射光画像から定常光画像を単に減算するだけで、反射光成分の輝度分布を得ることができる。このように、反射光成分を単純な演算で算出することができる。また、反射光測光と第２定常光測光との間のタイムラグを小さくすることができるので、反射光成分の算出精度を高めることができる。
【００３３】
続いて、時刻ｔ７０において、本発光量を算出する処理を行う。ここでは、反射光成分の輝度分布に基づいて本撮像時の発光量を算出する。続いて時刻ｔ８０において、算出した本発光量に従って発光ユニット６０から発光させて、撮像素子３６による本撮像を実行する。
【００３４】
以上に説明したように、撮像装置１０によれば、反射光測光、予備発光に続く定常光測光および測光演算を、短時間で行うことができる。このため、レリーズボタンが押し込まれてから短時間で本撮像を行うことができる。
【００３５】
このように、カメラ処理部５０は、予備発光に先立だって、間引きを行わずに測光素子３９から定期的に画像信号の読み出しを行う。そして、カメラ処理部５０は、撮像指示に応じて、予備発光させて測光素子３９から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す。そして、カメラ処理部５０は、第１画像信号の読み出しに続いて、閃光を発光させずに測光素子３９から第２画像信号の読み出を行う。このとき、カメラ処理部５０は、測光素子３９から間引き読み出しにより第２画像信号を読み出す。また、カメラ処理部５０は、予備発光時と同一の露光条件で、測光素子３９で露光する。すなわち、カメラ処理部５０は、撮像指示に応じて、第１画像信号の読み出しおよび第２画像信号の読み出しを同期して行う。そして、得られた第１画像信号および第２画像信号に基づいて、本撮像時の発光量を決定することができる。したがって、カメラ処理部５０は、第１画像信号と第２画像信号との差分演算に基づいて、本撮像時の発光量を決定することができる。
【００３６】
撮像装置１０によれば、例えば、反射光成分を算出する場合に、第１定常光測光で得られた画像信号ではなく、反射光測光に近いタイミングの第２定常光測光で得られた画像信号を用いる。このため、両画像の間で対応する画像領域を算出する演算をすることなく、単に差分演算で反射光成分を算出することができる。
【００３７】
図３は、反射光測光におけるタイミング制御の一例を示す。反射光測光では、測光素子３９から１画素ラインおきに選択された画素ラインが、順次に駆動される。具体的には、時刻ｔ４０から、第１画素ラインをリセットし、予め定められた時間をおいて順次に第３画素ライン、第５画素ラインをリセットする（時刻ｔ４１、ｔ４２）。時刻ｔ４３において第（Ｎ−１）画素ラインのリセットが完了すると、反射光測光用として選択された全画素ラインが電荷を蓄積できる状態となる。
【００３８】
カメラ処理部５０は、第（Ｎ−１）画素ラインのリセットが完了すると、発光ユニット６０から予備発光の閃光を発光する（時刻ｔ４４）。反射光測光用の全画素ラインが電荷を蓄積できる時刻ｔ４５で、発光量がピークとなる。そして、反射光測光用の全画素ラインが光を受光できる時刻ｔ４６で、発光ユニット６０からの発光は実質的に終了する。
【００３９】
内蔵の発光ユニット６０ｂのように、発光するタイミングをカメラ処理部５０が制御できる場合、第（Ｎ−１）画素ラインのリセットが完了した場合に発光ユニット６０ｂから発光するよう、発光ユニット６０ｂを制御する。一方、発光ユニット６０ａのように、発光ユニット制御部６６に従って発光が制御される場合、カメラ処理部５０は、発光ユニット６０ａから発光が開始されるときに、反射光測光用の全画素ラインが電荷を蓄積できる状態となるよう、第１画素ラインをリセットするタイミングを制御する。
【００４０】
なお、反射光測光用の全画素ラインが電荷を蓄積できる状態となる時刻は、間引き率に依存する。このため、カメラ処理部５０は、間引き率に応じて、発光ユニット６０から予備発光を開始させるタイミングを制御する。具体的には、カメラ処理部５０は、読み出し時の間引き率が大きいほど、測光素子３９の読み出しを開始してから予備発光を開始するまでの時間を短くする。
【００４１】
図４は、撮像装置１０の起動から終了までの処理フローを示す。本フローは、電源ボタンがＯＮされた場合に、開始される。本フローは、特に断らない限り、カメラ処理部５０が主体となって撮像装置１０の各部を制御することにより実行される。
【００４２】
ステップＳ４００において、カメラ処理部５０は、初期設定を開始する。例えば、カメラ処理部５０は、撮像装置１０を制御するための各種パラメータ等を、システムメモリから内部メモリに展開する。そして、カメラ処理部５０は、例えば撮像モードスイッチ等の操作入力部の状態、および、展開された各種パラメータに基づき、撮像装置１０の各部の動作条件を設定する。例えば、撮像モードスイッチの位置に応じて、撮像モードを設定する。撮像モードとしては、ポートレートモード、パーティーモード、風景モード等を例示することができる。ポートレートモードは、人物撮像に適したモードである。また、パーティーモードは、薄暗い室内での撮像に適した撮像モードである。撮像モードが撮像ポートレートモードの場合、人物が際立つように比較的開放に近い露出値が設定され、柔らかい表情が表現されるように画像処理においてエッジ強調を若干弱く適用するためのエッジ強調パラメータが設定される。また、赤目処理をするための赤目処理パラメータが設定される。
【００４３】
続いて、ステップＳ４０２において、表示ユニット５３に設定結果を表示する。例えば、カメラ処理部５０は、ステップＳ４００で設定した撮像モード等を、表示ユニット５３に表示させる。
【００４４】
続いて、ステップＳ４０４において、カメラ処理部５０は動作内容を判断する。例えば、ユーザ指示の有無、および、ユーザ指示に基づいて、動作内容を判断する。例えば、ユーザ指示があり、ユーザ指示が諸設定を実行する指示である場合、カメラ処理部５０が主体となって、指示された設定処理を行う（ステップＳ４０６）。設定処理としては、撮像モードを設定する処理、撮像素子３６による本撮像時の露光条件を設定する処理、画像処理条件を設定する処理等を例示することができる。
【００４５】
ステップＳ４０４において、ユーザ指示が画像の再生を実行する指示である場合、再生処理を実行する（ステップＳ４２２）。再生処理としては、記録媒体に記録された画像をサムネイル表示する処理、ユーザにより指示された画像を表示する処理等を例示することができる。
【００４６】
ステップＳ４０４において、ユーザ指示があり、ユーザ指示が画像の再生を実行する指示である場合、再生処理を実行する（ステップＳ４２２）。再生処理としては、記録媒体に記録された画像をサムネイル表示する処理、ユーザにより指示された画像を表示する処理等を例示することができる。
【００４７】
ステップＳ４０４において、ユーザ指示がない場合、または、ユーザ指示があり、ユーザ指示が撮像実行に関する指示であると判断された場合、撮像指示の有無を判断する（ステップＳ４１０）。撮像指示がない場合、測光素子３９による測光処理を行う（ステップＳ４１４）。具体的には、図２に関連して説明した反射光測光に先立つ定常光測光を行い、定常光測光の結果を用いて、露出値の決定、発光ユニット６０による発光の要否等を判断する。撮像指示があった場合は、撮像実行に関する処理を行う（ステップＳ４１２）。なお、撮像指示を示す操作としては、ライブビューボタン、動画撮像ボタン、レリーズボタン等に対する操作を例示することができる。
【００４８】
ステップＳ４０６、ステップＳ４１２、ステップＳ４１４、ステップＳ４２２の処理が完了すると、ステップＳ４３０に進み、電源をＯＦＦするか否かを判断する。例えば、電源ボタンがＯＦＦ位置に切り替えられた場合や、電源がＯＮされてから予め定められた期間、ユーザ指示無しの状態が継続した場合等に、電源をＯＦＦすると判断する。電源をＯＦＦすると判断した場合は動作を終了し、電源をＯＦＦしないと判断した場合はステップＳ４０４に処理を移行させる。
【００４９】
図５は、撮像動作を実行する場合の処理フローの一例を示す。すなわち、図４のステップＳ４１２における動作の内部処理の一例である。ステップＳ５０２において、撮像動作のモードが、ファインダモード、ライブビューモードのいずれであるかを判断する。ファインダモードである場合、発光ユニット６０に発光させるか否かを判断する（ステップＳ５０４）。発光ユニット６０に発光させるか否かは、ステップＳ４１４において特定されている。
【００５０】
発光ユニット６０に発光させる場合、反射光測光用に画素ラインの間引き率を設定する（ステップＳ５０６）。間引き率の設定方法については、図６に関連して説明する。続いて、ステップＳ５０８において、測光素子３９で露光する露光条件を設定する。具体的には、各画素ラインの電荷を蓄積する電荷蓄積時間の長さ、測光素子３９の感度を設定する。また、各画素ラインのリセット回数も設定する。
【００５１】
続いて、ステップＳ５１０において、反射光測光用の画素ラインからの読み出しを開始する。そして、全画素ラインが電荷を蓄積できるようになったタイミングで、発光ユニット６０から閃光を予備発光させる（ステップＳ５１２）。続いて、反射光測光用の画素ラインからの読み出しを終了する（ステップＳ５１４）。測光素子３９により撮像された被写体像は、画像データとして内部メモリに記憶される。
【００５２】
続いて、ステップＳ５１６において、定常光測光を行う。ここでは、図２に関連して説明した第２定常光測光の動作を行う。続いて、ステップＳ５１８において、反射光成分を算出する。具体的には、反射光画像から定常光画像を減算する。
【００５３】
続いて、ステップＳ５２０において、反射光測光を更に実行する必要があるか否かを判断する。例えば、反射光成分を予め定められた精度以上の精度で算出できなかった場合に、反射光測光を更に実行する必要があると判断する。具体的には、反射光成分の値が予め定められた値よりも小さい場合に、反射光測光を更に実行する必要があると判断する。反射光測光を更に実行する必要があると判断された場合、ステップＳ５０８に処理を移行する。ステップＳ５０８では、前回設定した露光条件と異なる露光条件を設定してよい。なお、反射光測光を更に実行する場合、ステップＳ５１６における定常光測光は、省略してもよいし、省略しなくともよい。
【００５４】
ステップＳ５２０の判断において反射光測光を更に実行する必要がないと判断された場合、本撮像時の発光量を算出する（ステップＳ５２２）。
【００５５】
続いて、ステップＳ５２４において、メインミラー３２をアップして、メインミラー３２を被写体光束から退避させて、撮像を実行し（ステップＳ５２６）、メインミラー３２をダウンして、メインミラー３２を被写体光束中に斜設する（ステップＳ５２８）。本撮像においては、ステップＳ５２２で算出した発光量に基づいて発光ユニット６０を発光させ、撮像素子３６で露光する。続いて、ステップＳ５３０において、本撮像により得られた画像データに画像処理を施して記録媒体等に記録する。
【００５６】
ステップＳ５０４において発光ユニット６０に発光させないと判断された場合、ステップＳ５３２において、メインミラー３２をアップして、メインミラー３２を被写体光束から退避させて本撮像を実行（ステップＳ５３４）し、メインミラー３２をダウンして被写体光束中に斜設する（ステップＳ５３６）。続いて、ステップＳ５２８に処理を移行する。
【００５７】
ステップＳ５０２の判断において、撮像動作のモードが、ライブビューモードである場合、メインミラー３２をアップして、メインミラー３２を被写体光束から退避させ（ステップＳ５４２）、ライブビュー撮像を実行する（ステップＳ５４４）。ライブビューモードでは、表示ユニット５３を介してユーザに被写体を観察させつつ、撮像指示を受け付ける。撮像指示としてレリーズボタンが押し込まれた場合、ステップＳ５４４において、撮像素子３６に静止画を撮像させる。撮像指示として動画撮像ボタンが押し込まれた場合、ステップＳ５４４において、再度動画撮像ボタンが押し込まれるまで撮像素子３６に動画を撮像させる。ステップＳ５４４の処理が完了すると、ステップＳ５３０に処理を移行して、静止画データまたは動画データを記録する。
【００５８】
図６は、間引き率を決定するパラメータの一例をテーブル形式で示す。本情報は、システムメモリに記憶される。カメラ処理部５０は、本テーブルに従って、本撮像時の撮像モードに応じて予備発光時の間引き率を切り替える。例えば、撮像モードスイッチで指定された撮像モードに応じて間引き率を切り替える。
【００５９】
システムメモリには、撮像モードとしての「ポートレートモード」、「パーティーモード」および「その他のモード」に対応づけて、それぞれ間引き率が格納されている。ポートレートモードには、基準の間引き率よりも高い間引き率が対応づけられている。すなわち、カメラ処理部５０は、撮像モードがポートレートモードである場合に、撮像モードがポートレートモードでない場合よりも、高い間引き率で第１画像信号を読み出す。本図の例では、８画素ライン毎に１画素ラインが選択される。ポートレートモードでは、高い間引き率が設定されるので、短時間で反射光測光および第２定常光測光を行い、レリーズから短時間で本撮像を行うことができる。このため、シャッタチャンスを逃すことなく、人物の表情を捉えることができる。
【００６０】
一方、パーティーモードには、基準の間引き率よりも低い間引き率が対応づけられている。本図の例のように、パーティーモードには、間引きしない旨が対応づけられていてよい。パーティーモードは、薄暗い室内での撮像に適したシーンで使用される。したがって、薄暗い室内では、照明等が光源となって極小な輝点が生じる場合がある。しかし、パーティーモードでは低い間引き率を設定することで、輝点が生じる位置に対応する画素ラインを読み出す可能性を高めることができる。このため、輝点をきちんと考慮して、反射光成分を算出することができる。
【００６１】
以上の説明では、パーティーモードにおいて間引き率を低くするとした。しかし、カメラ処理部５０は、輝点が検出された場合に、反射光成分の算出において輝点が誤差要因とならないよう、間引き位置を制御してよい。例えば、輝点が検出された位置に基づいて、間引き位置を制御してよい。
【００６２】
具体的には、輝点が検出された場合に、カメラ処理部５０は、輝点が検出されなかった場合よりも低い間引き率で測光素子３９から第１画像信号の読み出しを行ってよい。具体的には、カメラ処理部５０は、輝点が検出されなかった場合に、間引き読み出しにより第１画像信号を読み出し、輝点が検出された場合に、間引きせずに第１画像信号を読み出してよい。なお、例えば、カメラ処理部５０は、輝点が検出された場合に、輝点が検出された位置を除外して、読み出してよい。輝点を除外して読み出しを行うことで、反射光成分を算出する場合に、輝点の影響によって誤差が大きくなることを未然に防ぐことができる。このように、カメラ処理部５０は、輝点の検出結果に基づいて、間引き読み出しを制御することで、シーンに応じて反射光測光を適切に行うことができる。
【００６３】
なお、輝点は、図２に関連して説明した第１定常光測光において得られた画像信号から検出してよい。すなわち、予備発光に先立って測光素子３９から読み出された画像信号から、予め定められた大きさよりも小さい輝点を検出してよい。
【００６４】
なお、以上の説明では、反射光測光および第２定常光測光において、露光条件を一致させるとした。例えば、電荷蓄積時間を一致させるとした。しかし、カメラ処理部５０は、予め定められた条件が満たされた場合に、露光条件を異ならせてよい。例えば、カメラ処理部５０は、予め定められた明るさ以上である場合、反射光測光時よりも第２定常光測光において電荷蓄積時間を短くして、電荷蓄積時間の短縮分に対応して感度を上げてよい。これにより、暗電流ノイズ等のノイズ成分と比較して定常光の光量が十分に見込める場合、電荷蓄積時間を短くしても十分な精度で定常光測光を行うことができる。したがって、定常光の光量が十分に見込める場合には、電荷蓄積時間を短縮することで、より速やかに本撮像を行うことができる。なお、予め定められた明るさ以上であるか否かは、第１定常光測光で得られた画像信号から判断されてよい。
【００６５】
また、以上の説明において、反射光測光の後に第２定常光測光を行うとした。しかし第２定常光測光の後に反射光測光を行ってもよい。この場合、定常光測光に並行して、発光ユニット６０の充電電圧を測定することができる。
【００６６】
本実施形態の撮像装置１０に関連して説明した処理は、撮像装置１０の各部、例えばカメラ処理部５０を実装するプロセッサ等が、プログラムに従って動作することにより、実現することができる。すなわち、当該処理を、いわゆるコンピュータ装置によって実現することができる。コンピュータ装置は、上述した処理の実行を制御するプログラムをロードして、読み込んだプログラムに従って動作して、当該処理を実行してよい。コンピュータ装置は、当該プログラムを記憶しているコンピュータ読取可能な記録媒体を読み込むことによって、当該プログラムをロードすることができる。
【００６７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６８】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 撮像装置、１１ 光軸、２０ レンズユニット、２１ レンズ系、２２ 前玉、２３ レンズ群、２６ 鏡筒、２７ レンズ回路基板、２９ レンズマウント、３０ カメラユニット、３１ カメラマウント、３２ メインミラー、３３ ピント板、３４ メインミラー回転軸、３５ 測光光学系、３６ 撮像素子、３７ ペンタプリズム、３８ 接眼光学系、３９ 測光素子、４０ サブミラー、４１ マウント部、４２ 合焦ユニット、４３ フォーカルプレーンシャッタ、５０ カメラ処理部、５３ 表示ユニット、５４ 二次電池、６６ 発光ユニット制御部、６１発光部、６２ 反射板、６５ バッテリ、６９ マウント部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光量決定装置、撮像装置およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光を行って第１の画素領域から読み出した画素データと、発光を行って第２の画素領域から読み出した画素データとを基に撮像素子で撮像する場合の発光量を演算する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］特開２００８−４２４７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本撮像時に必要な発光量を速やかに算出することができないという課題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様においては、発光量決定装置は、測光素子と、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す読み出し部と、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定する発光量決定部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様においては、撮像装置は、上記発光量決定装置と、本撮像を行う撮像素子とを備える。
【０００６】
本発明の第３の態様においては、プログラムは、予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出すステップと、第１画像信号と、閃光を発光させずに測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定するステップとをコンピュータに実行させる。
【０００７】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】撮像装置１０の要部の模式断面を示す。
【図２】ファインダモードにおける撮像のタイムシーケンスの一例を示す。
【図３】反射光測光におけるタイミング制御の一例を示す。
【図４】撮像装置１０の起動から終了までの処理フローを示す。
【図５】撮像動作を実行する場合の処理フローの一例を示す。
【図６】間引き率を決定するパラメータの一例をテーブル形式で示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１０】
図１は、撮像装置１０の要部の模式断面を示す。撮像装置１０は、レンズユニット２０および発光ユニット６０がカメラユニット３０に装着されて、一眼レフカメラとして機能する。
【００１１】
カメラユニット３０には、焦点距離、開放Ｆ値等の異なる複数のレンズユニット２０が、交換レンズとして交換可能に装着される。レンズユニット２０は、光軸１１に沿って配列され鏡筒２６に支持されたレンズ系２１を備える。撮像レンズの一例としてのレンズ系２１は、入射される被写体光束をカメラユニット３０へ導く。図においては、レンズ系２１を構成するレンズとして、前玉２２と、フォーカスおよびズームを担うレンズ群２３とを含む。レンズ群２３は、焦点調整、画角調整の指示に応じて、レンズ群２３に含まれる１以上のレンズが光軸方向に移動できるように構成されている。カメラユニット３０は、焦点調整および画角調整の指示をレンズユニット２０に送信することができる。
【００１２】
鏡筒２６は、レンズ回路基板２７を支持する。レンズ回路基板２７は、レンズユニット２０を制御する各種回路、電子素子等を搭載している。レンズユニット２０は、カメラユニット３０との接続部にレンズマウント２９を備え、カメラユニット３０が備えるカメラマウント３１と係合して、カメラユニット３０と一体化する。レンズマウント２９とカメラマウント３１とはそれぞれ通信端子を備えており、マウント同士が係合したときに互いの通信端子が接続される。これにより、レンズ回路基板２７に搭載された各種回路、電子素子等は、カメラユニット３０側と電気的に接続される。
【００１３】
カメラユニット３０は、レンズユニット２０から入射される被写体光束を反射するメインミラー３２と、メインミラー３２で反射された被写体光束が結像するピント板３３を備える。メインミラー３２は、ミラーボックス内でメインミラー回転軸３４周りに揺動して、光軸１１を中心とする被写体光束中に斜設される斜設状態と、被写体光束から退避する退避状態を取り得る。サブミラー４０は、メインミラー３２が被写体光束から退避する場合は、メインミラー３２に連動して被写体光束から退避する。メインミラー回転軸３４は、ミラーボックスの側壁に支持される。
【００１４】
ライブビューボタンが押し下げられた場合、または、レリーズボタンが最下部まで押し下げられた場合、破線で示した退避状態を取る。例えば、メインミラー３２が被写体光束中に斜設された状態で、ライブビューボタンが押し下げられた場合またはレリーズボタンが最下部まで押し下げられた場合、メインミラー３２は破線で示した退避位置に移動する。ライブビューボタンが押し下げられた場合、メインミラー３２は再度ライブビューボタンが押し下げられるまで退避位置に留まる。一方、レリーズボタンが押し下げられた場合は、所定の撮像動作を終えると、メインミラー３２はダウンされ元の斜設状態の位置に戻される。
【００１５】
フォーカルプレーンシャッタ４３および撮像素子３６は、光軸１１に沿って配列されている。メインミラー３２およびサブミラー４０が退避状態である場合に、被写体光束は、レンズ系２１を透過してカメラユニット３０へ入射し、ミラーボックス内部と開放状態のフォーカルプレーンシャッタ４３を通過して、撮像素子３６の受光面で結像する。
【００１６】
撮像素子３６は、受光面で結像した被写体像を電気信号として出力する複数の光電変換素子を有する。光電変換素子としては、例えばＣＭＯＳセンサ、ＣＣＤセンサ等を例示することができる。撮像素子３６は、カメラ処理部５０と接続される。カメラ処理部５０には、撮像素子３６で光電変換された電気信号を処理するＡＳＩＣ、カメラユニット３０の全体を制御するプロセッサ等の電気素子が搭載されている。
【００１７】
カメラユニット３０の背面には液晶モニタ等による表示ユニット５３が配設されている。表示ユニット５３は、撮像素子３６に含まれる光電変換素子が出力した画像信号から生成された画像を表示する。表示ユニット５３は、カメラ処理部５０内のＡＳＩＣによって被写体像の電気信号から生成された表示用画像データを用いて、被写体像を表示する。表示ユニット５３は、撮像後の静止画像に限らず、各種メニュー情報、撮像情報、告知情報等を表示する。ライブビュー時には、被写体に対して焦点調節をしながら、撮像素子３６の受光面に結像した被写体像の電気信号からカメラ処理部５０内のＡＳＩＣによって表示用画像データが生成され、生成された表示用画像データを用いて表示ユニット５３が被写体像を表示する。
【００１８】
ピント板３３は、撮像素子３６の受光面と共役の位置に配置されている。ピント板３３で結像した被写体像は、ペンタプリズム３７で正立像に変換され、接眼光学系３８を介してユーザに観察される。ペンタプリズム３７の射出面上方には、測光素子３９が配置される。
【００１９】
測光素子３９は、測光光学系３５を介して、被写体像を撮像する光電変換素子である。また、測光素子３９が備える光電変換素子により検出された被写体像の輝度分布は、シャッタスピード、絞り値等を決定するためにカメラ処理部５０において使用される。また、被写体像の輝度分布は、人物の顔等を検出するためにカメラ処理部５０内のＡＳＩＣ等において使用される。また、被写体像の輝度分布は、後述する輝点を検出するためにカメラ処理部５０内のＡＳＩＣ等において使用される。外付けの発光ユニット６０ａまたは内蔵の発光ユニット６０ｂが予備発光したときに測光素子３９から読み出された被写体像の画像信号は、撮像素子３６による本撮像時の発光量を決定するためにカメラ処理部５０において使用される。
【００２０】
斜設状態におけるメインミラー３２の光軸１１の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される被写体光束の一部が透過する。透過した被写体光束は、メインミラー３２と連動して揺動するサブミラー４０で反射されて、合焦ユニット４２へ導かれる。合焦ユニット４２に導かれた被写体光束は、合焦光学系を通じて合焦センサへ入射される。合焦センサは、複数の焦点調整領域のそれぞれにおいて合焦状態、前ピン状態、後ピン状態を示す位相差検出信号を出力する。前ピン状態、後ピン状態の場合には、位相差検出信号は合焦状態からのずれ量も示す。カメラ処理部５０は、位相差検出方式による位相差ＡＦ（自動フォーカス）によって、レンズユニット２０の焦点調節を行う。
【００２１】
カメラユニット３０には着脱可能な二次電池５４が収容される。二次電池５４は、カメラユニット３０に限らず、レンズユニット２０にも電力を供給する。電源がＯＮされた場合に、二次電池５４から電力がカメラ処理部５０等に供給される。
【００２２】
外付けの発光ユニット６０ａおよび内蔵の発光ユニット６０ｂは、被写体を照明する照明光としての閃光を発光する。
【００２３】
発光ユニット６０ａとカメラユニット３０とは、発光ユニット６０が有するマウント部６９とカメラユニット３０が有するマウント部４１とを介して接続される。発光ユニット６０は、キセノンランプ等の発光部６１、反射板６２、フレネルレンズ６３、電池等のバッテリ６５、および、発光ユニット制御部６６を有する。発光ユニット制御部６６は、バッテリ６５から電力を供給して発光部６１を発光させることにより、反射板６２およびフレネルレンズ６３を介して閃光を発光させる。発光ユニット制御部６６は、カメラ処理部５０からの発光指示信号に基づき発光等の制御を行う。
【００２４】
内蔵の発光ユニット６０ｂは、二次電池５４から供給される電力を用いて閃光を発光する。また、発光ユニット６０ｂは、カメラ処理部５０の制御により閃光を発光する。発光ユニット６０ｂは、発光ユニット６０ａが備える発光部６１、反射板６２およびフレネルレンズ６３に対応する構成を有するので、説明を省略する。なお、発光ユニット６０ａおよび発光ユニット６０ｂを、発光ユニット６０と総称する場合がある。
【００２５】
図２は、ファインダモードにおける撮像のタイムシーケンスの一例を示す。ファインダモードでは、接眼光学系３８を介してユーザに被写体の光学像を提示して、撮像指示を受け付ける。カメラ処理部５０は、撮像準備動作が開始された後、レリーズボタンが押し込まれるまでは、測光素子３９による露光および読み出しを含む測光動作を、予め定められた時間間隔で定期的に行う。このとき、発光ユニット６０には発光させない。したがって、本測光動作により、測光素子３９は、定常光で被写体を測光することができる。この測光動作を第１定常光測光と呼ぶ。本図において、時刻ｔ１０および時刻ｔ２０において、第１定常光測光を行う。
【００２６】
カメラ処理部５０は、定常光測光で測光素子３９から読み出された被写体像の輝度分布に基づいて、本撮像時に発光ユニット６０を発光させるか否かを決定する。また、カメラ処理部５０は、本撮像時の露出量を、被写体像の輝度分布に基づいて演算する。
【００２７】
測光素子３９は、ＣＭＯＳセンサである。測光素子３９は、光電変換素子により形成される画素ラインを複数有する。測光素子３９が備える画素ラインは、蓄積電荷が順次にリセットされて露光され、露光によって蓄積された蓄積電荷が順次に読み出される。すなわち、測光素子３９は、いわゆるローリング読み出しにより画像信号が読み出される。本実施形態において、リセット動作から読み出しまでを、「読み出し」と総称する場合がある。第１定常光測光においては、カメラ処理部５０は、測光素子３９から全画素読み出しさせる。
【００２８】
時刻ｔ３０において、撮像指示としてのレリーズボタンの押し込み操作が検出されると、時刻ｔ４０から、カメラ処理部５０は、測光素子３９から読み出しを開始するとともに、発光ユニット６０に予備発光を行わせる。本予備発光による被写体像には、発光ユニット６０からの閃光の反射光成分および定常光成分が含まれる。本予備発光を含むタイミングで露光して読み出す測光動作を、反射光測光と呼ぶ。
【００２９】
ここで、カメラ処理部５０は、測光素子３９が有する複数の画素ラインから一部の画素ラインを選択し、選択した画素ラインを順次にリセットし順次に読み出す。例えば、カメラ処理部５０は、複数の画素ラインのうち、２つの画素ライン毎に１つの画素ラインを反射光測光用の画素ラインとして選択する。また、カメラ処理部５０は、画素ラインのリセット回数を、定常光測光時のリセット回数よりも少なくする。これにより、短時間で反射光測光を行うことができる。反射光測光において測光素子３９により得られた画像を、反射光画像と呼ぶ。
【００３０】
反射光測光に続いて、時刻ｔ５０から定常光測光を行う。本定常光測光を、第２定常光測光と呼ぶ。第２定常光測光においては、反射光測光時と同一の露光条件により測光素子３９で露光する。また、第２定常光測光においては、反射光測光時と同様に、測光素子３９から間引き読み出しを行う。例えば、反射光測光時と同一の画素ラインを読み出す。すなわち、反射光測光と同一の露光条件で、第２定常光測光を行う。このため、第１定常光測光と比較して、短時間で定常光測光を行うことができる。第２定常光測光において測光素子３９により得られた画像を、定常光画像と呼ぶ。なお、予備発光の残光を考慮して、予め定められた時間が経過してから第２定常光測光を開始させてよい。
【００３１】
時刻ｔ５０の定常光測光に続いて、時刻ｔ６０において、反射光成分を算出する。具体的には、反射光画像から定常光画像を画素毎に減算することにより、反射光成分の輝度分布を算出する。なお、反射光成分は、レンズユニット２０が備えるレンズ系２１および測光光学系３５の光学特性を考慮して算出される。例えば、レンズ系２１および測光光学系３５が有するレンズの明るさを考慮して、反射光成分を算出する。
【００３２】
ここで、上述したように反射光測光および第２定常光測光を短時間で行うことができるので、反射光画像および定常光画像を互いに近いタイミングで行うことができる。また、反射光画像および定常光画像は、同一の露光条件で得られたものである。したがって、被写体像の反射光成分を算出する場合に、露光条件の違いを補正する必要がなくなる。このため、反射光成分を短時間に得ることができる。例えば、反射光画像から定常光画像を単に減算するだけで、反射光成分の輝度分布を得ることができる。このように、反射光成分を単純な演算で算出することができる。また、反射光測光と第２定常光測光との間のタイムラグを小さくすることができるので、反射光成分の算出精度を高めることができる。
【００３３】
続いて、時刻ｔ７０において、本発光量を算出する処理を行う。ここでは、反射光成分の輝度分布に基づいて本撮像時の発光量を算出する。続いて時刻ｔ８０において、算出した本発光量に従って発光ユニット６０から発光させて、撮像素子３６による本撮像を実行する。
【００３４】
以上に説明したように、撮像装置１０によれば、反射光測光、予備発光に続く定常光測光および測光演算を、短時間で行うことができる。このため、レリーズボタンが押し込まれてから短時間で本撮像を行うことができる。
【００３５】
このように、カメラ処理部５０は、予備発光に先立だって、間引きを行わずに測光素子３９から定期的に画像信号の読み出しを行う。そして、カメラ処理部５０は、撮像指示に応じて、予備発光させて測光素子３９から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す。そして、カメラ処理部５０は、第１画像信号の読み出しに続いて、閃光を発光させずに測光素子３９から第２画像信号の読み出を行う。このとき、カメラ処理部５０は、測光素子３９から間引き読み出しにより第２画像信号を読み出す。また、カメラ処理部５０は、予備発光時と同一の露光条件で、測光素子３９で露光する。すなわち、カメラ処理部５０は、撮像指示に応じて、第１画像信号の読み出しおよび第２画像信号の読み出しを同期して行う。そして、得られた第１画像信号および第２画像信号に基づいて、本撮像時の発光量を決定することができる。したがって、カメラ処理部５０は、第１画像信号と第２画像信号との差分演算に基づいて、本撮像時の発光量を決定することができる。
【００３６】
撮像装置１０によれば、例えば、反射光成分を算出する場合に、第１定常光測光で得られた画像信号ではなく、反射光測光に近いタイミングの第２定常光測光で得られた画像信号を用いる。このため、両画像の間で対応する画像領域を算出する演算をすることなく、単に差分演算で反射光成分を算出することができる。
【００３７】
図３は、反射光測光におけるタイミング制御の一例を示す。反射光測光では、測光素子３９から１画素ラインおきに選択された画素ラインが、順次に駆動される。具体的には、時刻ｔ４０から、第１画素ラインをリセットし、予め定められた時間をおいて順次に第３画素ライン、第５画素ラインをリセットする（時刻ｔ４１、ｔ４２）。時刻ｔ４３において第（Ｎ−１）画素ラインのリセットが完了すると、反射光測光用として選択された全画素ラインが電荷を蓄積できる状態となる。
【００３８】
カメラ処理部５０は、第（Ｎ−１）画素ラインのリセットが完了すると、発光ユニット６０から予備発光の閃光を発光する（時刻ｔ４４）。反射光測光用の全画素ラインが電荷を蓄積できる時刻ｔ４５で、発光量がピークとなる。そして、反射光測光用の全画素ラインが光を受光できる時刻ｔ４６で、発光ユニット６０からの発光は実質的に終了する。
【００３９】
内蔵の発光ユニット６０ｂのように、発光するタイミングをカメラ処理部５０が制御できる場合、第（Ｎ−１）画素ラインのリセットが完了した場合に発光ユニット６０ｂから発光するよう、発光ユニット６０ｂを制御する。一方、発光ユニット６０ａのように、発光ユニット制御部６６に従って発光が制御される場合、カメラ処理部５０は、発光ユニット６０ａから発光が開始されるときに、反射光測光用の全画素ラインが電荷を蓄積できる状態となるよう、第１画素ラインをリセットするタイミングを制御する。
【００４０】
なお、反射光測光用の全画素ラインが電荷を蓄積できる状態となる時刻は、間引き率に依存する。このため、カメラ処理部５０は、間引き率に応じて、発光ユニット６０から予備発光を開始させるタイミングを制御する。具体的には、カメラ処理部５０は、読み出し時の間引き率が大きいほど、測光素子３９の読み出しを開始してから予備発光を開始するまでの時間を短くする。
【００４１】
図４は、撮像装置１０の起動から終了までの処理フローを示す。本フローは、電源ボタンがＯＮされた場合に、開始される。本フローは、特に断らない限り、カメラ処理部５０が主体となって撮像装置１０の各部を制御することにより実行される。
【００４２】
ステップＳ４００において、カメラ処理部５０は、初期設定を開始する。例えば、カメラ処理部５０は、撮像装置１０を制御するための各種パラメータ等を、システムメモリから内部メモリに展開する。そして、カメラ処理部５０は、例えば撮像モードスイッチ等の操作入力部の状態、および、展開された各種パラメータに基づき、撮像装置１０の各部の動作条件を設定する。例えば、撮像モードスイッチの位置に応じて、撮像モードを設定する。撮像モードとしては、ポートレートモード、パーティーモード、風景モード等を例示することができる。ポートレートモードは、人物撮像に適したモードである。また、パーティーモードは、薄暗い室内での撮像に適した撮像モードである。撮像モードが撮像ポートレートモードの場合、人物が際立つように比較的開放に近い露出値が設定され、柔らかい表情が表現されるように画像処理においてエッジ強調を若干弱く適用するためのエッジ強調パラメータが設定される。また、赤目処理をするための赤目処理パラメータが設定される。
【００４３】
続いて、ステップＳ４０２において、表示ユニット５３に設定結果を表示する。例えば、カメラ処理部５０は、ステップＳ４００で設定した撮像モード等を、表示ユニット５３に表示させる。
【００４４】
続いて、ステップＳ４０４において、カメラ処理部５０は動作内容を判断する。例えば、ユーザ指示の有無、および、ユーザ指示に基づいて、動作内容を判断する。例えば、ユーザ指示があり、ユーザ指示が諸設定を実行する指示である場合、カメラ処理部５０が主体となって、指示された設定処理を行う（ステップＳ４０６）。設定処理としては、撮像モードを設定する処理、撮像素子３６による本撮像時の露光条件を設定する処理、画像処理条件を設定する処理等を例示することができる。
【００４５】
ステップＳ４０４において、ユーザ指示が画像の再生を実行する指示である場合、再生処理を実行する（ステップＳ４２２）。再生処理としては、記録媒体に記録された画像をサムネイル表示する処理、ユーザにより指示された画像を表示する処理等を例示することができる。
【００４６】
ステップＳ４０４において、ユーザ指示があり、ユーザ指示が画像の再生を実行する指示である場合、再生処理を実行する（ステップＳ４２２）。再生処理としては、記録媒体に記録された画像をサムネイル表示する処理、ユーザにより指示された画像を表示する処理等を例示することができる。
【００４７】
ステップＳ４０４において、ユーザ指示がない場合、または、ユーザ指示があり、ユーザ指示が撮像実行に関する指示であると判断された場合、撮像指示の有無を判断する（ステップＳ４１０）。撮像指示がない場合、測光素子３９による測光処理を行う（ステップＳ４１４）。具体的には、図２に関連して説明した反射光測光に先立つ定常光測光を行い、定常光測光の結果を用いて、露出値の決定、発光ユニット６０による発光の要否等を判断する。撮像指示があった場合は、撮像実行に関する処理を行う（ステップＳ４１２）。なお、撮像指示を示す操作としては、ライブビューボタン、動画撮像ボタン、レリーズボタン等に対する操作を例示することができる。
【００４８】
ステップＳ４０６、ステップＳ４１２、ステップＳ４１４、ステップＳ４２２の処理が完了すると、ステップＳ４３０に進み、電源をＯＦＦするか否かを判断する。例えば、電源ボタンがＯＦＦ位置に切り替えられた場合や、電源がＯＮされてから予め定められた期間、ユーザ指示無しの状態が継続した場合等に、電源をＯＦＦすると判断する。電源をＯＦＦすると判断した場合は動作を終了し、電源をＯＦＦしないと判断した場合はステップＳ４０４に処理を移行させる。
【００４９】
図５は、撮像動作を実行する場合の処理フローの一例を示す。すなわち、図４のステップＳ４１２における動作の内部処理の一例である。ステップＳ５０２において、撮像動作のモードが、ファインダモード、ライブビューモードのいずれであるかを判断する。ファインダモードである場合、発光ユニット６０に発光させるか否かを判断する（ステップＳ５０４）。発光ユニット６０に発光させるか否かは、ステップＳ４１４において特定されている。
【００５０】
発光ユニット６０に発光させる場合、反射光測光用に画素ラインの間引き率を設定する（ステップＳ５０６）。間引き率の設定方法については、図６に関連して説明する。続いて、ステップＳ５０８において、測光素子３９で露光する露光条件を設定する。具体的には、各画素ラインの電荷を蓄積する電荷蓄積時間の長さ、測光素子３９の感度を設定する。また、各画素ラインのリセット回数も設定する。
【００５１】
続いて、ステップＳ５１０において、反射光測光用の画素ラインからの読み出しを開始する。そして、全画素ラインが電荷を蓄積できるようになったタイミングで、発光ユニット６０から閃光を予備発光させる（ステップＳ５１２）。続いて、反射光測光用の画素ラインからの読み出しを終了する（ステップＳ５１４）。測光素子３９により撮像された被写体像は、画像データとして内部メモリに記憶される。
【００５２】
続いて、ステップＳ５１６において、定常光測光を行う。ここでは、図２に関連して説明した第２定常光測光の動作を行う。続いて、ステップＳ５１８において、反射光成分を算出する。具体的には、反射光画像から定常光画像を減算する。
【００５３】
続いて、ステップＳ５２０において、反射光測光を更に実行する必要があるか否かを判断する。例えば、反射光成分を予め定められた精度以上の精度で算出できなかった場合に、反射光測光を更に実行する必要があると判断する。具体的には、反射光成分の値が予め定められた値よりも小さい場合に、反射光測光を更に実行する必要があると判断する。反射光測光を更に実行する必要があると判断された場合、ステップＳ５０８に処理を移行する。ステップＳ５０８では、前回設定した露光条件と異なる露光条件を設定してよい。なお、反射光測光を更に実行する場合、ステップＳ５１６における定常光測光は、省略してもよいし、省略しなくともよい。
【００５４】
ステップＳ５２０の判断において反射光測光を更に実行する必要がないと判断された場合、本撮像時の発光量を算出する（ステップＳ５２２）。
【００５５】
続いて、ステップＳ５２４において、メインミラー３２をアップして、メインミラー３２を被写体光束から退避させて、撮像を実行し（ステップＳ５２６）、メインミラー３２をダウンして、メインミラー３２を被写体光束中に斜設する（ステップＳ５２８）。本撮像においては、ステップＳ５２２で算出した発光量に基づいて発光ユニット６０を発光させ、撮像素子３６で露光する。続いて、ステップＳ５３０において、本撮像により得られた画像データに画像処理を施して記録媒体等に記録する。
【００５６】
ステップＳ５０４において発光ユニット６０に発光させないと判断された場合、ステップＳ５３２において、メインミラー３２をアップして、メインミラー３２を被写体光束から退避させて本撮像を実行（ステップＳ５３４）し、メインミラー３２をダウンして被写体光束中に斜設する（ステップＳ５３６）。続いて、ステップＳ５２８に処理を移行する。
【００５７】
ステップＳ５０２の判断において、撮像動作のモードが、ライブビューモードである場合、メインミラー３２をアップして、メインミラー３２を被写体光束から退避させ（ステップＳ５４２）、ライブビュー撮像を実行する（ステップＳ５４４）。ライブビューモードでは、表示ユニット５３を介してユーザに被写体を観察させつつ、撮像指示を受け付ける。撮像指示としてレリーズボタンが押し込まれた場合、ステップＳ５４４において、撮像素子３６に静止画を撮像させる。撮像指示として動画撮像ボタンが押し込まれた場合、ステップＳ５４４において、再度動画撮像ボタンが押し込まれるまで撮像素子３６に動画を撮像させる。ステップＳ５４４の処理が完了すると、ステップＳ５３０に処理を移行して、静止画データまたは動画データを記録する。
【００５８】
図６は、間引き率を決定するパラメータの一例をテーブル形式で示す。本情報は、システムメモリに記憶される。カメラ処理部５０は、本テーブルに従って、本撮像時の撮像モードに応じて予備発光時の間引き率を切り替える。例えば、撮像モードスイッチで指定された撮像モードに応じて間引き率を切り替える。
【００５９】
システムメモリには、撮像モードとしての「ポートレートモード」、「パーティーモード」および「その他のモード」に対応づけて、それぞれ間引き率が格納されている。ポートレートモードには、基準の間引き率よりも高い間引き率が対応づけられている。すなわち、カメラ処理部５０は、撮像モードがポートレートモードである場合に、撮像モードがポートレートモードでない場合よりも、高い間引き率で第１画像信号を読み出す。本図の例では、８画素ライン毎に１画素ラインが選択される。ポートレートモードでは、高い間引き率が設定されるので、短時間で反射光測光および第２定常光測光を行い、レリーズから短時間で本撮像を行うことができる。このため、シャッタチャンスを逃すことなく、人物の表情を捉えることができる。
【００６０】
一方、パーティーモードには、基準の間引き率よりも低い間引き率が対応づけられている。本図の例のように、パーティーモードには、間引きしない旨が対応づけられていてよい。パーティーモードは、薄暗い室内での撮像に適したシーンで使用される。したがって、薄暗い室内では、照明等が光源となって極小な輝点が生じる場合がある。しかし、パーティーモードでは低い間引き率を設定することで、輝点が生じる位置に対応する画素ラインを読み出す可能性を高めることができる。このため、輝点をきちんと考慮して、反射光成分を算出することができる。
【００６１】
以上の説明では、パーティーモードにおいて間引き率を低くするとした。しかし、カメラ処理部５０は、輝点が検出された場合に、反射光成分の算出において輝点が誤差要因とならないよう、間引き位置を制御してよい。例えば、輝点が検出された位置に基づいて、間引き位置を制御してよい。
【００６２】
具体的には、輝点が検出された場合に、カメラ処理部５０は、輝点が検出されなかった場合よりも低い間引き率で測光素子３９から第１画像信号の読み出しを行ってよい。具体的には、カメラ処理部５０は、輝点が検出されなかった場合に、間引き読み出しにより第１画像信号を読み出し、輝点が検出された場合に、間引きせずに第１画像信号を読み出してよい。なお、例えば、カメラ処理部５０は、輝点が検出された場合に、輝点が検出された位置を除外して、読み出してよい。輝点を除外して読み出しを行うことで、反射光成分を算出する場合に、輝点の影響によって誤差が大きくなることを未然に防ぐことができる。このように、カメラ処理部５０は、輝点の検出結果に基づいて、間引き読み出しを制御することで、シーンに応じて反射光測光を適切に行うことができる。
【００６３】
なお、輝点は、図２に関連して説明した第１定常光測光において得られた画像信号から検出してよい。すなわち、予備発光に先立って測光素子３９から読み出された画像信号から、予め定められた大きさよりも小さい輝点を検出してよい。
【００６４】
なお、以上の説明では、反射光測光および第２定常光測光において、露光条件を一致させるとした。例えば、電荷蓄積時間を一致させるとした。しかし、カメラ処理部５０は、予め定められた条件が満たされた場合に、露光条件を異ならせてよい。例えば、カメラ処理部５０は、予め定められた明るさ以上である場合、反射光測光時よりも第２定常光測光において電荷蓄積時間を短くして、電荷蓄積時間の短縮分に対応して感度を上げてよい。これにより、暗電流ノイズ等のノイズ成分と比較して定常光の光量が十分に見込める場合、電荷蓄積時間を短くしても十分な精度で定常光測光を行うことができる。したがって、定常光の光量が十分に見込める場合には、電荷蓄積時間を短縮することで、より速やかに本撮像を行うことができる。なお、予め定められた明るさ以上であるか否かは、第１定常光測光で得られた画像信号から判断されてよい。
【００６５】
また、以上の説明において、反射光測光の後に第２定常光測光を行うとした。しかし第２定常光測光の後に反射光測光を行ってもよい。この場合、定常光測光に並行して、発光ユニット６０の充電電圧を測定することができる。
【００６６】
本実施形態の撮像装置１０に関連して説明した処理は、撮像装置１０の各部、例えばカメラ処理部５０を実装するプロセッサ等が、プログラムに従って動作することにより、実現することができる。すなわち、当該処理を、いわゆるコンピュータ装置によって実現することができる。コンピュータ装置は、上述した処理の実行を制御するプログラムをロードして、読み込んだプログラムに従って動作して、当該処理を実行してよい。コンピュータ装置は、当該プログラムを記憶しているコンピュータ読取可能な記録媒体を読み込むことによって、当該プログラムをロードすることができる。
【００６７】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００６８】
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。
【符号の説明】
【００６９】
１０ 撮像装置、１１ 光軸、２０ レンズユニット、２１ レンズ系、２２ 前玉、２３ レンズ群、２６ 鏡筒、２７ レンズ回路基板、２９ レンズマウント、３０ カメラユニット、３１ カメラマウント、３２ メインミラー、３３ ピント板、３４ メインミラー回転軸、３５ 測光光学系、３６ 撮像素子、３７ ペンタプリズム、３８ 接眼光学系、３９ 測光素子、４０ サブミラー、４１ マウント部、４２ 合焦ユニット、４３ フォーカルプレーンシャッタ、５０ カメラ処理部、５３ 表示ユニット、５４ 二次電池、６６ 発光ユニット制御部、６１発光部、６２ 反射板、６５ バッテリ、６９ マウント部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測光素子と、
予備発光時に、前記測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す読み出し部と、
前記第１画像信号と、閃光を発光させずに前記測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定する発光量決定部と、
を備える発光量決定装置。
【請求項２】
前記読み出し部は、撮像指示に応じて、前記第１画像信号の読み出しおよび前記第２画像信号の読み出しを行う
請求項１に記載の発光量決定装置。
【請求項３】
前記読み出し部は、前記撮像指示に応じて、前記第１画像信号の読み出しに続いて、前記第２画像信号の読み出しを行う
請求項２に記載の発光量決定装置。
【請求項４】
前記読み出し部は、前記測光素子から間引き読み出しにより前記第２画像信号を読み出す
請求項２または３に記載の発光量決定装置。
【請求項５】
前記予備発光時と同一の露光条件で、前記閃光を発光させずに前記測光素子で露光する露光制御部
をさらに備える請求項４に記載の発光量決定装置。
【請求項６】
前記発光量決定部は、前記第１画像信号と前記第２画像信号との差分演算に基づいて、前記本撮像時の発光量を決定する
請求項５に記載の発光量決定装置。
【請求項７】
前記読み出し部は、前記予備発光に先立だって、前記間引きを行わずに前記測光素子から定期的に画像信号の読み出しを行う
請求項１から６のいずれか一項に記載の発光量決定装置。
【請求項８】
前記予備発光に先立って前記測光素子から読み出された画像信号から予め定められた大きさよりも小さい輝点を検出する検出部
をさらに備え、
前記読み出し部は、前記輝点の検出結果に基づいて、前記間引き読み出しを制御する
請求項７に記載の発光量決定装置。
【請求項９】
前記読み出し部は、前記輝点が検出された場合に、前記輝点が検出されなかった場合よりも低い間引き率で前記測光素子から前記第１画像信号の読み出しを行う
請求項８に記載の発光量決定装置。
【請求項１０】
前記読み出し部は、前記輝点が検出されなかった場合に、間引き読み出しにより前記第１画像信号を読み出し、前記輝点が検出された場合に、間引きせずに前記第１画像信号を読み出す
請求項９に記載の発光量決定装置。
【請求項１１】
前記読み出し部は、前記輝点が検出された場合に、前記輝点が検出された位置に基づいて、間引き位置を制御する
請求項８に記載の発光量決定装置。
【請求項１２】
前記読み出し部は、本撮像時の撮像モードに基づいて、前記予備発光時の間引き率を切り替える
請求項１から１１のいずれか一項に記載の発光量決定装置。
【請求項１３】
前記読み出し部は、前記撮像モードがポートレートモードである場合に、前記撮像モードがポートレートモードでない場合よりも、高い間引き率で前記第１画像信号を読み出す
請求項１２に記載の発光量決定装置。
【請求項１４】
前記読み出し部が読み出す間引き率に基づいて、予備発光のタイミングを制御する発光制御部
をさらに備える請求項１から１３のいずれか一項に記載の発光量決定装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の発光量決定装置と、
前記本撮像を行う撮像素子と
を備える撮像装置。
【請求項１６】
予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出すステップと、
前記第１画像信号と、閃光を発光させずに前記測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１】
測光素子と、
予備発光時に、前記測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出す読み出し部と、
前記第１画像信号と、閃光を発光させずに前記測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定する発光量決定部と、
を備える発光量決定装置。
【請求項２】
前記読み出し部は、撮像指示に応じて、前記第１画像信号の読み出しおよび前記第２画像信号の読み出しを行う
請求項１に記載の発光量決定装置。
【請求項３】
前記読み出し部は、前記撮像指示に応じて、前記第１画像信号の読み出しに続いて、前記第２画像信号の読み出しを行う
請求項２に記載の発光量決定装置。
【請求項４】
前記読み出し部は、前記測光素子から間引き読み出しにより前記第２画像信号を読み出す
請求項２または３に記載の発光量決定装置。
【請求項５】
前記予備発光時と同一の露光条件で、前記閃光を発光させずに前記測光素子で露光する露光制御部
をさらに備える請求項４に記載の発光量決定装置。
【請求項６】
前記発光量決定部は、前記第１画像信号と前記第２画像信号との差分演算に基づいて、前記本撮像時の発光量を決定する
請求項５に記載の発光量決定装置。
【請求項７】
前記読み出し部は、前記予備発光に先立だって、前記間引きを行わずに前記測光素子から定期的に画像信号の読み出しを行う
請求項１から６のいずれか一項に記載の発光量決定装置。
【請求項８】
前記予備発光に先立って前記測光素子から読み出された画像信号から予め定められた大きさよりも小さい輝点を検出する検出部
をさらに備え、
前記読み出し部は、前記輝点の検出結果に基づいて、前記間引き読み出しを制御する
請求項７に記載の発光量決定装置。
【請求項９】
前記読み出し部は、前記輝点が検出された場合に、前記輝点が検出されなかった場合よりも低い間引き率で前記測光素子から前記第１画像信号の読み出しを行う
請求項８に記載の発光量決定装置。
【請求項１０】
前記読み出し部は、前記輝点が検出されなかった場合に、間引き読み出しにより前記第１画像信号を読み出し、前記輝点が検出された場合に、間引きせずに前記第１画像信号を読み出す
請求項９に記載の発光量決定装置。
【請求項１１】
前記読み出し部は、前記輝点が検出された場合に、前記輝点が検出された位置に基づいて、間引き位置を制御する
請求項８に記載の発光量決定装置。
【請求項１２】
前記読み出し部は、本撮像時の撮像モードに基づいて、前記予備発光時の間引き率を切り替える
請求項１から１１のいずれか一項に記載の発光量決定装置。
【請求項１３】
前記読み出し部は、前記撮像モードがポートレートモードである場合に、前記撮像モードがポートレートモードでない場合よりも、高い間引き率で前記第１画像信号を読み出す
請求項１２に記載の発光量決定装置。
【請求項１４】
前記読み出し部が読み出す間引き率に基づいて、予備発光のタイミングを制御する発光制御部
をさらに備える請求項１から１３のいずれか一項に記載の発光量決定装置。
【請求項１５】
請求項１から１４のいずれか一項に記載の発光量決定装置と、
前記本撮像を行う撮像素子と
を備える撮像装置。
【請求項１６】
予備発光時に、測光素子から間引き読み出しにより第１画像信号を読み出すステップと、
前記第１画像信号と、閃光を発光させずに前記測光素子から読み出された第２画像信号とに基づいて、本撮像時の発光量を決定するステップと、
をコンピュータに実行させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−６５９６６（Ｐ２０１３−６５９６６Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０２３０９（Ｐ２０１１−２０２３０９）
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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