JP2006017854A - 撮像装置及び閃光発光装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 写真撮影に用いられる小型のフラッシュ装置では配光特異性やレンズ特性により、周辺部は中心部に比較して光量不足になる事がある。
【解決手段】 画面内部を複数分割した測光センサーにて測光し、撮影シーンの輝度分布の広がりに基づき撮影時の閃光発光装置の照射角制御を行う。
【選択図】 図６

Description

本発明は閃光発光装置を備えたあるいは閃光発光装置を装着可能な撮像装置、および、閃光発光装置におけるフラッシュ撮影制御に関する。

カメラ及びデジタルスチルカメラ等の撮像装置におけるフラッシュ撮影時のフラッシュ発光制御を最適とする為の技術として、定常光測光値とフラッシュのプリ発光時との測光値とに応じてフラッシュの本発光制御を行うことで好適なフラッシュ制御を可能にする撮像装置が提案されている（特許文献１）。また、撮影レンズの焦点距離に応じてフラッシュの照射角の制御する撮像装置が提案されている（特許文献２）。
特開平５−１２７２１５号公報 特開平９−０６１８９８号公報

写真撮影に用いられる小型のフラッシュ装置では撮影レンズの光軸中心付近と、光軸から離れた像高の高い部分とでは被写体に照射される発光光量が異なり、撮影レンズの光軸中心付近に比べて光軸から離れた像高の高い部分では光量が少なくなる。撮影レンズ自体も撮影画面の中心部分に対して周辺部分は光量が落ちる。以上の理由から、特に撮影画面全体に一様な壁などが入った構図ではフラッシュ撮影をすると撮影画面の周辺部分が中央部分よりも暗く写ってしまうことが多い。なお、こういった現象はフィルム画像に比べて再現域の狭いデジタル画像の場合に、より目立つ傾向がある。

撮影画面の周辺部での明るさの低下を少なくするためにはフラッシュ装置の配光特性を予め広くして置けばよいが、常時そのようにすると逆に撮影レンズの光軸中心付近での光量が減って所謂ガイドナンバーが低下し、フラッシュ撮影の有効撮影距離範囲が短くなるので、必ずしも得策であるとは限らない。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、画面内部を複数分割した測光センサーにて測光する測光手段と、前記測光手段により得られた輝度値から被写界の輝度分布の広がりの程度を演算する輝度分布演算手段と、前記輝度分布演算手段に基づき撮影時の発光部の照射角制御を行う。

また、本発明の撮像装置は、請求項１または２に記載の閃光発光装置を備えた撮像装置であって、任意のタイミングでの前記測光手段により得られた輝度値から発光量を演算し、前記タイミングよりも後のタイミングで指示された撮像指令に応じて、前記発光量を基に発光部に発光を行わせて撮像を行う発光量固定モードを有し、前記照射角制御手段は、前記発光量固定モードが設定された場合にのみ、前記輝度分布演算手段に基づき撮影時の前記閃光発光装置の照射角制御を行う。

また、本発明の撮像装置は、非発光状態で画面内部を複数分割した測光センサーにて測光する第１の測光手段と、閃光発光装置のプリ発光を行うプリ発光手段と、前記プリ発光中に画面内部を複数分割した測光センサーにて測光する第２の測光手段と、前記第２の測光手段により得られる第２の測光値と前記第１の測光手段により得られる第１の測光値の差分から第３の測光値を演算するプリ発光成分演算手段と、前記第３の測光値に基づき撮影時の発光部の照射角制御を行う。

また、本発明の撮像装置は、請求項５または６に記載の閃光発光装置を備えた撮像装置であって、任意のタイミングに応じて前記プリ発光成分演算手段により得られた第３の測光値から閃光発光装置の発光量を演算し、前記タイミングよりも後のタイミングで指示された撮像指令に応じて、前記発光量を基に発光を行って撮像を行う発光量固定モードを有し、前記照射角制御手段は、前記発光量固定モードが設定された場合にのみ、前記輝度分布の広がりの程度に基づいて撮影時の前記閃光発光装置の照射角制御を行う。

また、本発明の閃光発光装置は、非発光状態で画面内部を複数に分割した測光センサーにて得られる第１の測光値と前記プリ発光中に画面内部を複数に分割した測光センサーにて得られる第２の測光値との差分から求められる第３の測光値に基づき発光部の照射角制御を行う。

また、本発明の撮像装置は、画面内部を複数に分割した測光センサーにて測光する測光手段と、前記測光手段により得られた輝度値から被写界の輝度分布の広がりの程度を演算する輝度分布演算手段とを有し、外部閃光発光装置に前記輝度分布演算手段に基づいた撮影時の発光部の照射角制御に関するデータ通信を行う。

本発明によれば、シーンによってフラッシュ装置の配光特性を適宜変えることで、ガイドナンバーの低下を防止する撮像装置および閃光発光装置を提供することができる。

以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態の撮像装置における主として、光学部材の配置を断面図として表したものを図１に示す。本実施例におけるその他の図に関しても、図１と共通する構成には、図１と同じ符号が付されている。

本図においてはレンズ交換可能な所謂一眼レフタイプのカメラの構成を示しているが、本発明は、一眼レフタイプのカメラのみに限定して適応されるものではない。

同図において、１は撮像装置であるカメラ本体、２は交換レンズ、３はフラッシュ装置である。カメラ本体１において１０はメカニカルシャッター、１１はロウパスフィルター、１２はＣＣＤやＣＭＯＳ等のような光電変換機能を有する撮像素子、１３は半透過性の主ミラー、１４は第１の反射ミラーで主ミラー１３と反射ミラー１４はともに撮影時には上部に跳ね上がる。１５は第１の反射ミラー１４による撮像素子１２の面と共役な近軸的結像面、１６は第２の反射ミラー、１７は赤外カットフィルター、１８は２つの開口部を有する絞り、１９は２次結像レンズ、２０は焦点検出用センサーである。焦点検出用センサー２０は、図２に示すように絞り１８の２つの開口部に対応して多数分割された受光センサー部が２０Ａと２０Ｂとの２対のエリアの構成になっている。また、受光センサー部２０Ａと２０Ｂに加えて、信号蓄積部や信号処理用の周辺回路などが同一チップ上に集積回路として作り込まれる。第１の反射ミラー１４から焦点検出用センサー２０までの構成は撮影画面内の任意の位置での像ずれ方式での焦点検出を可能とするものである。

２１は拡散性を有するピント板、２２はペンタプリズム、２３は接眼レンズ、２４は第３の反射ミラー、２５は集光レンズ、２６は被写体の輝度に関する情報を得るための測光用センサーである。測光用センサー２６は、図３に例示するように格子状に複数分割された受光センサー部を有した構成になっており撮影画面の略全体を視野としている。図示したように本例では受光視野内を７列×５行＝３５分割としている。３５分割された各受光部に対してはＰＤ１〜ＰＤ３５と呼ぶことにする。なお、本実施例では受光視野内を３５分割にしたが、例示される分割エリアの寸法、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明がそれらの例示に限定されるものではない。受光センサー部以外に信号増幅部や信号処理用の周辺回路などが同一チップ上に集積回路として作り込まれることは周知である。

ピント板２１、ペンタプリズム２２、接眼レンズ２３によってファインダー光学系が構成される。測光用センサー２６には主ミラー１３によって反射されてピント板２１によって拡散された光線のうち光軸外の一部が入射する。

図４は焦点検出用センサー２０等の焦点検出手段による撮影画面内の焦点検出位置と３５分割された測光用センサー２６との対応位置関係を表した図である。本実施例では撮影画面内の焦点検出位置をＳ０からＳ２までの３点の例とし、焦点検出位置Ｓ０は測光用センサー２６の受光部ＰＤ１８に対応した位置にて焦点検出を行う。さらに、図示のように焦点検出位置Ｓ１は測光用センサー２６の受光部ＰＤ１６に対応した位置にて焦点検出を行い、焦点検出位置Ｓ２は測光用センサー２６の受光部ＰＤ２０に対応した位置にて焦点検出を行うものとする。

図１の説明に戻る。２７は撮影レンズを取り付けるマウント部、２８は撮影レンズと情報通信を行うための接点部、２９はフラッシュ装置を取り付けられる接続部である。交換レンズ２において３０ａ〜３０ｅは撮影レンズを構成する各光学レンズ、３１は絞り、３２はカメラ本体と情報通信を行うための接点部、３３はカメラに取り付けられるためのマウント部である。

フラッシュ装置３において３４はキセノン管、３５は反射笠及び集光レンズからなる発光部ユニット、３６はフレネル板、３７はキセノン管３４の発光量をモニターするためのモニターセンサー、３８はカメラ本体１にフラッシュ装置３を取り付けるための取り付け部である。

キセノン管３４を含む発光部ユニット３５が不図示のモーター等によって矢印方向に前後することによりフラッシュ光の照射角調整を行うことができる。発光部ユニット３５がフレネル板３６に近接する位置に移動した状態ではフラッシュ光は広角レンズに対応した広い範囲に照射される。逆に発光部ユニット３５がフレネル板３６から遠い位置に移動した状態ではフラッシュ光は望遠レンズに対応した狭い範囲に照射される。

図５は本発明を実施したカメラ本体１とその交換レンズ２及びフラッシュ装置３の電気回路の構成例を表わすブロック図である。カメラ本体１において４１は例えば内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやＡ／Ｄコンバータ、タイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータによる制御回路でありカメラ機構等の全体制御を行う。制御回路４１の具体的な制御シーケンスについては後述する。焦点検出用センサー２０及び測光用センサー２６は図１等に記載したものと同一である。焦点検出用センサー２０及び測光用センサー２６の出力信号は、制御回路４１のＡ／Ｄコンバータ入力端子に接続される。

４２はシャッター駆動回路であり制御回路４１の出力端子に接続されて図１記載のメカニカルシャッター１０を駆動する。４３は信号処理回路であり制御回路４１の指示に従って撮像素子１２を制御して撮像素子１２が出力する撮像信号をＡ／Ｄ変換しながら入力して信号処理を行い、画像信号を得る。また、得られた画像信号に対して必要な画像処理を行う。

４４はフラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリ又は光ディスク等による記憶媒体であり撮像された画像信号を記憶する。４５は第１のモータードライバであり、制御回路４１の出力端子に接続されて制御されて、主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４のアップ・ダウンを行う。４７は液晶パネル等で構成されて撮影枚数や日付情報、露出情報等を表示する表示器であり、やはり制御回路４１の出力信号に応じて各セグメントが点灯制御される。４８は後述するフラッシュ露出ロックスイッチ、４９はレリーズスイッチである。２８は図１に記載した接点部であり、制御回路４１のシリアル通信ポートの入出力信号が接続される。２９は図１に記載したフラッシュ装置接続部であり、フラッシュ装置３と通信が可能なようにやはり制御回路４１のシリアル通信ポートの入出力信号が接続される。

交換レンズ２において５１は例えば内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやタイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータによるレンズ制御回路である。５２は第２のモータードライバでありレンズ制御回路５１の出力端子に接続されて制御され、焦点調節を行うための第２のモーター５３を駆動する。５４は第３のモータードライバでありレンズ制御回路５１の出力端子に接続されて制御され、図１にて記載した絞り３１の制御を行うための第３のモーター５５を駆動する。５６は焦点調節レンズの繰り出し量すなわち被写体距離に関する情報を得るための距離エンコーダーであり、レンズ制御回路５１の入力端子に接続される。５７は交換レンズ３０がズームレンズである場合に撮影時の焦点距離情報を得るためのズームエンコーダーであり、レンズ制御回路５１の入力端子に接続される。

交換レンズ２がカメラ本体１に装着されるとそれぞれの接点部２８と３２とが接続されてレンズ制御回路５１はカメラ本体の制御回路４１とのデータ通信が可能となる。カメラ本体の制御回路４１が焦点検出や露出演算を行うために必要なレンズ固有の光学的な情報や、距離エンコーダー５６或いはズームエンコーダー５７に基づいた被写体距離に関する情報または焦点距離情報はレンズ制御回路５１からカメラ本体の制御回路４１へとデータ通信によって出力される。また、カメラ本体の制御回路４１が焦点検出や露出演算を行った結果求められた焦点調節情報や絞り情報はカメラ本体の制御回路４１からレンズ制御回路５１へとデータ通信によって出力されて、レンズ制御回路５１は焦点調節情報に従って第２のモータードライバ５２を制御し、絞り情報に従って第３のモータードライバ５４を制御する。

フラッシュ装置３において６１は例えば内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやＡ／Ｄコンバータ、タイマー、シリアル通信ポート（ＳＰＩ）等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータによるフラッシュ制御回路であり、６２はキセノン管３４の発光に必要な３００Ｖ程度の高圧電圧を作りその高圧電圧を充電する機能を有する昇圧部、キセノン管３４及びモニターセンサー３７は図１に記載したものと同一である。６３は発光部ユニット３５を移動させて照射角調整を行うモーター及びその駆動回路を含む照射角調整部、６４は発光部ユニット３５が所望の位置になったかどうかを検出するエンコーダー等からなる照射角検出部である。フラッシュ装置３がカメラ本体１に装着されるとそれぞれの接続部３８と２９が接続されてフラッシュ制御回路６１はカメラ本体の制御回路４１とのデータ通信が可能となる。フラッシュ制御回路６１はカメラ本体の制御回路４１からの通信内容に従って昇圧部６２を制御してキセノン管３４の発光開始や発光停止を行うとともに、モニターセンサー３７の検出量をカメラ本体の制御回路４１に対して出力する。また、カメラ本体の制御回路４１からの通信内容に従って照射角の制御も行う。

続いて図６のフローチャートに従ってカメラ本体の制御回路４１の本発明に関わる具体的な動作シーケンスについて説明する。不図示の電源スイッチがオンされて制御回路４１が動作可能となると、図６のステップＳ１０１より実行する。

ステップＳ１０１では、フラッシュ制御回路６１に通信して、昇圧部６２を動作させてフラッシュの発光に十分となるよう高圧電圧を充電するように指示する。

ステップＳ１０２では、レンズ制御回路５１と通信を行ない現在のレンズの焦点距離情報を得る。

ステップＳ１０３では、得られたレンズの焦点距離情報をフラッシュ制御回路６１に送信するとともに照射角調整を行うように指示する。これに従ってフラッシュ制御回路６１は照射角調整部６３を動作させて現在のレンズの焦点距離に適した照射角となるように発光部ユニット３５を移動させる。

ステップＳ１０４では、焦点検出用センサー２０に対して制御信号を出力して、信号蓄積を行う。蓄積が終了すると焦点検出用センサー２０に蓄積された信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行う。さらに読み込まれた各デジタルデータに対してシェーディング等の必要な各種のデータ補正を行う。

ステップＳ１０５では、焦点検出を行うために必要なレンズ情報等をレンズ制御回路５１より入力し、これと焦点検出用センサー２０から得られているデジタルデータより撮影画面各部の焦点状態を演算する。さらに画面内の焦点を合わせるべき領域をＳ０〜Ｓ２の中から決定する。あらかじめ操作部材などにより指定されている領域があるならばそれに従っても良い。決定された領域における焦点状態に従って合焦となるためのレンズ移動量を算出し、算出されたレンズ移動量をレンズ制御回路５１に出力する。これに従ってレンズ制御回路５１は焦点調節用レンズを駆動するように第２のモータードライバ５２に信号出力して、第２のモーター５３を駆動する。これにより撮影レンズは被写体に対して合焦状態となる。

ステップＳ１０６では、測光用センサー２６より３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行い画面各部の輝度情報を入力し、さらに必要なレンズ情報等をレンズ制御回路５１より入力して、入力された画面各部の輝度情報の補正を行い、各受光部の被写体輝度情報を得る。各受光部の被写体輝度情報をＢ（ｎ）と呼ぶこととする。ｎは３５分割された各受光部に対応した１〜３５のことである。

ステップＳ１０７では、得られた各受光部の被写体輝度情報より焦点検出部分に対応した分割部の輝度情報に重み付けを置いて画面全体の輝度を算出する。このようにして算出された画面全体の輝度情報に基づいて撮影に最適な撮像素子１２の蓄積時間（すなわちシャッター速度）と絞り値を所定のプログラム線図より決定し表示器４７に表示する。シャッター速度又は絞り値の一方が予めプリセットされている場合は、そのプリセット値と組み合わせて最適な露出となる他方の因子を決定する。尚、決定されたシャッター速度と絞り値とのアペックス値に基づく露出値をＥｖＴと呼ぶこととする。
ＥｖＴ＝Ｔｖ＋Ａｖ（Ｔｖはシャッター速度のアペックス値、Ａｖは絞り値のアペックス値）

ステップＳ１０８では、レリーズスイッチ４９がオンされるのを待つ。オンされていなければステップＳ１０１に戻り、オンされていればステップＳ１０９へ進む。

ステップＳ１０９では、フラッシュ制御回路６１に通信してフラッシュの予備発光を指示する。これによりフラッシュ制御回路６１はモニターセンサー３７の出力信号に基づきキセノン管３４が予め定められた予備発光量だけ発光するようにキセノン管３４を発光させる。この予備発光が行われている間の被写体の輝度情報を得るために測光用センサー２６より３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行い、画面各部の予備発光時輝度情報を入力する。各受光部の予備発光時輝度情報をＰ（ｎ）と呼ぶこととする。ｎは３５分割された各受光部に対応した１〜３５のことである。

ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９で得られた画面各部の予備発光時輝度情報は被写体に対する背景光とフラッシュの予備発光とが加算された状態での被写体輝度情報であるので、これをフラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報にするために各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５においてステップＳ１０９で得られた予備発光時輝度情報からステップＳ１０６で得られている背景光のみの被写体輝度情報を減算する。フラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報をＦ（ｎ）と呼ぶこととする。ｎは３５分割された各受光部に対応した１〜３５のことである。
Ｆ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）−Ｂ（ｎ）

ステップＳ１１１では、フラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報Ｆ（ｎ）のばらつき度合い（広がりの程度）を演算するためにまずＦ（ｎ）の平均値Ｆｍｅａｎを演算する。
Ｆｍｅａｎ＝｛ΣＦ（ｎ）｝／３５ 但し、ｎ＝１〜３５

次にＦ（ｎ）のばらつき度Ｄ（Ｆ）を演算する。
Ｄ（Ｆ）＝｛Σ（｜Ｆ（ｎ）−Ｆｍｅａｎ｜）｝／３５ 但し、ｎ＝１〜３５

例えば壁様なものを直後に配して人物が立っているシーンなど画面内各部の奥行き変化が少ないシーンでは、各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の予備発光のみによる被写体輝度情報Ｆ（ｎ）はその差が少なく、図７の（ａ）のようになる。この場合のＦ（ｎ）の度数分布（ヒストグラム）をとると図７（ｂ）に示すようにピークが高い集中的な分布となる。一方で背景が遠い状況で比較的手前に人物が立っているシーンなど画面内各部の奥行き変化が大きいシーンでは、各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の予備発光のみによる被写体輝度情報Ｆ（ｎ）は人物部分で大きく、背景部分で小さいなどその差が大きく、図７の（ｃ）のようになる。この場合のＦ（ｎ）の度数分布（ヒストグラム）をとると図７（Ｄ）に示すようにピークが低くばらついた分布となる。

このようにして演算されるばらつき度Ｄ（Ｆ）はＦ（ｎ）が図７（ｂ）に示すようにピークが高い集中的な分布となる場合には小さな値となり、図７（Ｄ）に示すようにピークが低くばらついた分布となる場合には大きな値となる。具体的には図７の（ａ）の場合のＦ（ｎ）であればＦｍｅａｎ＝１０．２、Ｄ（Ｆ）＝０．１９となり、図７の（ｃ）の場合のＦ（ｎ）であればＦｍｅａｎ＝４．６９、Ｄ（Ｆ）＝１．８３となる。

ステップＳ１１２では、ばらつき度Ｄ（Ｆ）が所定量より小さいシーンかどうかを判別する。図７の（ａ）に例示したようなシーンを判別する所定量としては０．３から０．５程度が適当であると考えられる。

もしも、ばらつき度Ｄ（Ｆ）が所定量より小さければステップＳ１１３へ進む。

ステップＳ１１３では、ステップＳ１０３で調整したフラッシュの照射角を修正するために実際の撮影レンズの焦点距離情報よりも小さい焦点距離情報をフラッシュ制御回路６１に送信するとともに照射角調整を行うように指示する。これに従ってフラッシュ制御回路６１は照射角調整部６３を動作させて現在のレンズの焦点距離よりも広角レンズに対応した照射角となるように発光部ユニット３５を移動させる。

ステップＳ１１４では、フラッシュ制御回路６１に通信してフラッシュに再度予備発光を指示する。これによりフラッシュ制御回路６１はモニターセンサー３７の出力信号に基づきキセノン管３４が予め定められた予備発光量だけ発光するようにキセノン管３４を発光させる。この予備発光が行われている間の被写体の輝度情報を得るために測光用センサー２６より３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行い画面各部の予備発光時輝度情報を入力する。各受光部毎の予備発光時輝度情報をＰ（ｎ）と呼ぶこととする。ｎは３５分割された各受光部に対応した１〜３５のことである。

ステップＳ１１５では、ステップＳ１１４で得られた画面各部の予備発光時輝度情報は被写体に対する背景光とフラッシュの予備発光とが加算された状態での被写体輝度情報であるので、これをフラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報にするために、各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５においてステップＳ１１４で得られた予備発光時輝度情報からステップＳ１０６で得られている背景光のみの被写体輝度情報を減算する。フラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報をＦ（ｎ）と呼ぶこととする。ｎは３５分割された各受光部に対応した１〜３５のことである。
Ｆ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）−Ｂ（ｎ）

尚、もう一度フラッシュの予備発光を行ってフラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報Ｆ（ｎ）を演算するのは、照射角修正をするとフラッシュのガイドナンバーが変わり、この後のステップで行う本発光ゲイン量演算に誤差が出るためである。よって照射角修正をした場合はステップＳ１１５で得られたＦ（ｎ）に基づいてステップＳ１１６で本発光ゲインを演算する。

ステップＳ１１２でばらつき度Ｄ（Ｆ）が所定量より小さくない場合はステップＳ１１３からステップＳ１１５を通らずにステップＳ１１６へ進む。すなわち照射角の修正はされないのでステップＳ１１０で得られたＦ（ｎ）に基づいてステップＳ１１６で本発光ゲインを演算する。

ステップＳ１１６では、画面内の各領域に対応した領域のＦ（ｎ）及びＢ（ｎ）さらにステップＳ１０７で得られたＥｖＴより予備発光に対する本発光のゲインＧを演算する。
Ｇ＝ｌｏｇ_２｛（ＥｖＴ−ＢＧ）／ＦＧ｝

ここでＢＧはステップＳ１０６で得られた各受光部の被写体輝度情報Ｂ（ｎ）を、主被写体が存在する可能性が高いと考えられる画面中央領域或いはステップＳ１０２にてＳ０〜Ｓ２のうち焦点を合わせた領域中心に重み付け平均化した値である。

同様にＦＧはフラッシュの予備発光のみによる被写体輝度情報Ｆ（ｎ）を主被写体が存在する可能性が高いと考えられる画面中央領域或いはステップＳ１０２にてＳ０〜Ｓ２のうち焦点を合わせた領域中心に重み付け平均化した値である。

分子のＥｖＴ−ＢＧは撮像に使うシャッター速度と絞り値の組み合わせによるＥｖ値より主被写体に対する背景光による輝度情報を減算したものであるから、日中シンクロのように背景光が明るい状況であえてフラッシュを使う場合等を除いてはこの減算結果に見合う量だけフラッシュ光を主被写体に当てれば適正露出となる。分母のＦＧは主被写体領域におけるフラッシュ予備発光のみによる輝度情報であるから、この式で求められるＧは予備発光の光量に対して本発光時に何倍の発光光量とすれば主被写体が背景光とフラッシュ光の合計光量で適正露出となるかを表している。

ステップＳ１１７では、第１のモータードライバ４５に制御信号を出力して、第１のモーター４６を駆動して主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４を跳ね上げる。続いてステップＳ１０７にて演算された絞り値情報をレンズ制御回路５１に対して出力する。この情報に従ってレンズ制御回路５１は絞り３１を駆動するように第３のモータードライバ５４に信号出力して、第３のモーター５５を駆動する。これにより撮影レンズは絞り込み状態となる。

ステップＳ１１８では、シャッター駆動回路４２に対して信号出力を行い、シャッター１１を開放状態とする。これにより撮像素子１２には撮影レンズからの光線が入射して撮像が可能となる。ステップＳ１０７にて演算されたシャッター時間にしたがって撮像素子１２の蓄積時間を設定して撮像を撮像素子１２によって行うように信号処理回路４３に対して指示を出す。またこの撮像タイミングに同期してフラッシュ制御回路６１に対してフラッシュの発光指示を与える。フラッシュ制御回路６１は発光指示に従って、ステップＳ１１６にて演算されたゲインＧに対応する発光量となるようにモニターセンサー３７の出力信号に基づきキセノン管３４を本発光させる。これによってフラッシュ発光を伴った撮像が行われる。撮像が終了するとシャッター駆動回路４２に対して信号出力を行い、シャッター１１を遮光状態とする。これにより撮像素子１２に対する撮影レンズからの光線が遮断される。

ステップＳ１１９では、レンズ制御回路５１に対して絞り３１を開放するように情報出力する。この情報に従ってレンズ制御回路５１は絞り３１を駆動するように第３のモータードライバ５４に信号出力して、第３のモーター５５を駆動する。これにより撮影レンズは絞り開放状態となる。さらに、第１のモータードライバに制御信号を出力して、第１のモーター４４を駆動して主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４をダウンさせる。

ステップＳ１２０では、撮像画像情報を撮像素子１２からＡ／Ｄ変換しながら読み出して、必要な補正処理や補間処理を行うように信号処理回路４３に対して指示を出す。

ステップＳ１２１では、信号処理回路４３に対して指示を出して撮像画像情報に対してホワイトバランス調整を行う。具体的には撮像画像情報において、１画面内を複数分割し、各領域毎の色差信号より被写体の白色領域を抽出する。さらに抽出された領域の信号に基づいて画面全体の赤チャンネル及び青チャンネルのゲイン補正を行いホワイトバランス調整を行う。

ステップＳ１２２では、ホワイトバランス調整が行われた撮像画像情報を記録ファイルフォーマットに圧縮変換して記憶媒体４４に記憶するように信号処理回路４３に対して指示を出す。
これで一連の撮影シーケンスが終了する。

以上説明したように、本実施形態によれば、被写体の輝度のばらつき度合いが小さい（画面全体での輝度に大きな差がない）場合には既に設定されているフラッシュの照射角を広角側に補正し、撮影画面の周辺部分の光量と中央付近の光量の差を小さくすることによって、周辺部分の光量落ちが目立ってしまうという従来の傾向を改善することができる。

また、周辺部分の光量落ちが目立つと推定される場合（すなわち、輝度のばらつき度合いが小さい場合）のみフラッシュの照射角を広角側に補正しているため、フラッシュの発光エネルギーの浪費となることはない。

（第２の実施形態）
第１の実施例ではレリーズスイッチ４９のオンを検出してフラッシュの予備発光後にフラッシュ照射角の修正を行うシーケンスとして説明した。ここでフラッシュ照射角の修正を行うには発光部ユニット３５をモーター等で移動させるためにどうしてもある時間が必要である。よって第１の実施例でフラッシュ照射角の修正を行う被写体条件になった場合にはレリーズタイムラグが長くなってしまうことになる。そうした点に配慮してフラッシュによる露出をレリーズスイッチ４９のオンに先立って予めロックしてしまう操作の場合のみフラッシュ照射角の修正を行うような実施形態も考えられる。このような実施形態を図８のフローチャートに従って説明する。図１から図５にて説明した構成は第１の実施例と同じである。なお第１の実施形態と同じ処理を行うステップには、図２と同じステップ番号が割り当てられる。

本実施形態では、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０５、ステップＳ２０６が第１の実施形態と異なっており、これらの処理について説明を行う。

本実施形態では、ステップＳ１０７にてＥＶＴの値が求められたらあと、ステップＳ２０１にてフラッシュ露出ロックスイッチ４８がオンされたかどうかをチェックする。フラッシュ露出ロックスイッチ４８とは、発光量固定モードを設定するための操作部材であり、このモードが設定されると任意のタイミングでの被写体輝度を基にフラッシュの発光量（本実施形態では予備発光に対する本発光のゲインＧ）を演算して記憶し、この記憶した発光量に基づいて、それよりも後の別のタイミングで指示された撮像時の本発光を行う。もしも、このフラッシュ露出ロックスイッチ４８がオンされた場合はステップＳ１０９へ進み、第１の実施形態と同様の処理であるステップＳ１０９からステップＳ１１６までの処理を行う。ステップＳ１１６にてゲインＧが求められたあとにステップＳ２０６にて、レリーズスイッチ４９がオンされるのを待つ。もしも、オンされたことを検出するとステップＳ１１７以下へ進み撮影が進められる。

ステップＳ２０１にてフラッシュ露出ロックスイッチがオンされていなければステップＳ２０２に進み、レリーズスイッチ４９がオンされるのを待つ。オンされていなければステップＳ１０１に戻り、もしも、オンされていればステップＳ２０３へ進む。

ステップＳ２０３，Ｓ２０４，Ｓ２０５での処理はステップＳ１０９，Ｓ１１０，Ｓ１１５での処理と同じ方法によって予備発光に対する本発光のゲインＧ０を演算し、ステップＳ２０５で演算されたＧ０に基づいてフラッシュの本発光量をフラッシュ制御回路６１に通信する。

この後、ステップＳ２１８以下に進んで撮影が行われる。よって、フラッシュ露出ロックスイッチ４８を使わずにレリーズスイッチ４９がオンされた場合はフラッシュ照射角の修正は行われずに撮影されて、レリーズタイムラグが大きくなることは無い。

以上説明したように、本実施形態によれば、本発光時の発光量を決定してから撮像指示までに間のある発光量固定モードが設定された場合にのみ、輝度のばらつき度に応じて照射角を補正することで、撮影タイミングを逃すことなく撮影画面の周辺部分の光量落ちを防止することができる。

本発明を実施したカメラと交換レンズ及びフラッシュ装置の断面図である。 焦点検出用センサーの構成例を表わす図である。 測光用センサーの構成例を表わす図である。 焦点検出位置の例を示す図である。 カメラと交換レンズ及びフラッシュ装置の電気回路の構成例を表すブロック図である。 カメラの制御回路の動作フローチャートである。 プリ反射光レベルの説明図である。 第２の実施例におけるカメラの制御回路の動作フローチャートである。

符号の説明

１ カメラ本体
２ 交換レンズ
３ フラッシュ装置
１０ メカニカルシャッター
１２ 撮像素子
２０ 焦点検出用センサー
２１ ピント板
２６ 測光用センサー
３４ キセノン管
３５ 発光部ユニット
３７ モニターセンサー
４１ カメラ制御回路
４３ 信号処理回路
６１ フラッシュ装置の制御回路
６３ 照射角調整部
６４ 照射角検出部

Claims (11)

1. 画面内部を複数分割した測光センサーにて測光する測光手段と、
   前記測光手段により得られたプリ発光時の輝度値から被写界の輝度分布の広がりの程度を演算する輝度分布演算手段と、
   前記輝度分布演算手段に基づき撮影時の発光部の照射角制御を行う照射角制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記照射角制御手段は前記輝度分布演算手段により得られる値が閾値を越えた場合、撮影時の前記発光部の照射角を広くすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の閃光発光装置を備えた撮像装置であって、任意のタイミングでの前記測光手段により得られた輝度値から発光量を演算し、前記タイミングよりも後のタイミングで指示された撮像指令に応じて、前記発光量を基に発光部に発光を行わせて撮像を行う発光量固定モードを有し、
   前記照射角制御手段は、前記発光量固定モードが設定された場合にのみ、前記輝度分布演算手段に基づき撮影時の前記閃光発光装置の照射角制御を行うことを特徴とする撮像装置。
4. 非発光状態で画面内部を複数分割した測光センサーにて測光する第１の測光手段と、
   閃光発光装置のプリ発光を行うプリ発光手段と、
   前記プリ発光中に画面内部を複数分割した測光センサーにて測光する第２の測光手段と、
   前記第２の測光手段により得られる第２の測光値と前記第１の測光手段により得られる第１の測光値の差分から第３の測光値を演算するプリ発光成分演算手段と、
   前記第３の測光値に基づき撮影時の発光部の照射角制御を行う照射角制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
5. 前記照射角制御手段は前記第３の測光値から求められる被写界の輝度分布の広がりの程度に基づいて前記発光部の照射角制御を行うことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記照射角制御手段は被写界の輝度分布により得られる値が閾値を超えた場合に、撮影時の前記発光部の照射角を広くすることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 請求項５または６に記載の閃光発光装置を備えた撮像装置であって、任意のタイミングに応じて前記プリ発光成分演算手段により得られた第３の測光値から閃光発光装置の発光量を演算し、前記タイミングよりも後のタイミングで指示された撮像指令に応じて、前記発光量を基に発光を行って撮像を行う発光量固定モードを有し、前記照射角制御手段は、前記発光量固定モードが設定された場合にのみ、前記輝度分布の広がりの程度に基づいて撮影時の前記閃光発光装置の照射角制御を行うことを特徴とする撮像装置。
8. 非発光状態で画面内部を複数に分割した測光センサーにて得られる第１の測光値と前記プリ発光中に画面内部を複数に分割した測光センサーにて得られる第２の測光値との差分から求められる第３の測光値に基づき発光部の照射角制御を行う照射角制御手段を有することを特徴とする閃光発光装置。
9. 前記照射角制御手段は前記第３の測光値から求められる被写界の輝度分布の広がりの程度に基づいて、前記発光部の照射角制御を行うことを特徴とする請求項８に記載の閃光発光装置。
10. 前記照射角制御手段は被写界の輝度分布により得られる値が閾値を超えた場合に、撮影時の発光部の照射角を広げることを特徴とする請求項８に記載の閃光発光装置。
11. 画面内部を複数に分割した測光センサーにて測光する測光手段と、
    前記測光手段により得られた輝度値から被写界の輝度分布の広がりの程度を演算する輝度分布演算手段とを有し、
    外部閃光発光装置に前記輝度分布演算手段に基づいた撮影時の発光部の照射角制御に関するデータ通信を行うことを特徴とする撮像装置。

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