JP2012155149A

JP2012155149A - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP2012155149A
Application number: JP2011014385A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Osawa; 敏文大澤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-16
Also published as: US20120189290A1; US9268196B2

Abstract

【課題】被写体距離に関する情報が得られない場合に適切な本発光量を演算する。
【解決手段】撮像装置から被写体までの距離に関する情報を取得できない場合、複数の測光領域の中から各測光領域に対する重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件を、プリ発光させたときの複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、発光装置を発光させた撮影が可能な撮像装置に関するものである。

カメラや携帯電話などの撮像装置のフラッシュ撮影時におけるフラッシュ発光制御を最適化するための技術は各種提案されている。特に露光動作に先立ってフラッシュのプリ発光を行い、そのプリ発光による被写体の反射光を複数の測光領域毎に測光して本発光量を決定する方式の提案は多い。これは複数の測光領域の測光結果に基づいて所定のアルゴリズムにより本発光量を決めることで、様々なシーンに対して適切な発光量を決定できるからである。

特許文献１においては、安定して適切な露光量が得られるように、以下のような撮像方法を提案している。プリ発光が行われる直前の各測光エリアの測光値Ｐ（ｉ）とプリ発光が行われている時の各測光エリアの測光値Ｈ（ｉ）との比Ｒ（ｉ）を各測光エリア毎に演算する。得られたＲ（ｉ）の中で最大のものを基準値ｂａｓｅＲとして抽出し、基準値ｂａｓｅＲに対する各エリアのＲ（ｉ）の値を比較して各エリアに対する重み付け係数Ｗ（ｉ）を決定する。重み付け係数Ｗ（ｉ）にしたがって各エリアのプリ発光時の反射光量を重み付け平均して、得られた重み付け平均結果により本発光量を演算する。

特開２００５−２７５２６５号公報

特許文献１に記載の技術では、被写体までの撮影距離に応じてプリ発光時の最大反射光量に相当する値ＬＶＬ０及び最小反射光量に相当する値ＬＶＬ１を演算する。そして、プリ発光時の反射光分のみの輝度値Ｄ（ｉ）がそのＬＶＬ０及びＬＶＬ１の間にある測光エリアの中でＲ（ｉ）が最大のものを主被写体エリアと見なして、そのエリアのＲ（ｉ）を基準値ｂａｓｅＲとして抽出する。この手法により通常の多くのシーンで安定した露光量が得られるとともに、同一シーンを少しだけ構図変更して撮影した場合でも露光量の変化が少ない撮像結果が得られる。被写体までの撮影距離情報としては、撮影レンズが距離エンコーダを持つ場合は、その距離エンコーダ情報に基づき入手するが、撮影レンズが距離エンコーダを持たない場合は経験則的に決めた想定距離を用いている。

撮影レンズが距離エンコーダを持たない場合、想定距離が主被写体の距離と大きく異なると、主被写体エリアからの反射光量から計算したＲ（ｉ）がＬＶＬ０及びＬＶＬ１の間に入らず、撮影時に適切な露光量とならないことがあった。具体的には、想定距離よりも主被写体の距離が近い状態で撮影した場合に、主被写体エリアのＲ（ｉ）がＬＶＬ０よりも大きくなるために、そのエリアの重み付け係数Ｗ（ｉ）は小さくされる。そのため、演算される発光装置の本発光量は主被写体に対して過大となり、結果として主被写体は露出オーバーとなってしまうことがあった。

本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、被写体距離に関する情報が得られない場合に適切な本発光量を演算することである。

本発明に係わる撮像装置は、発光装置を発光させた撮影が可能な撮像装置であって、複数の測光領域を有し、当該複数の測光領域それぞれの測光値を取得する測光手段と、前記撮像装置から被写体までの距離に関する情報を取得する取得手段と、前記複数の測光領域に対する重み付け係数を決定する決定手段と、前記決定手段により決定された重み付け係数にしたがって前記複数の測光領域それぞれの測光値に対して重み付けを行い、前記発光装置の本発光量を演算する演算手段と、を有し、前記決定手段は、前記取得手段により前記情報を取得できない場合、前記複数の測光領域の中から前記重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件を、前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて設定することを特徴とする。

また、本発明に係わる撮像装置の制御方法は、複数の測光領域を有し、当該複数の測光領域それぞれの測光値を取得する測光手段を備え、発光装置を発光させた撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、前記撮像装置から被写体までの距離に関する情報を取得する取得ステップと、前記複数の測光領域に対する重み付け係数を決定する決定ステップと、前記決定ステップで決定された重み付け係数にしたがって前記複数の測光領域それぞれの測光値に対して重み付けを行い、前記発光装置の本発光量を演算する演算ステップと、を有し、前記決定ステップは、取得ステップで前記情報を取得できない場合、前記複数の測光領域の中から前記重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件を、前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて設定することを特徴とする。。

本発明によれば、被写体距離に関する情報が得られない場合に適切な本発光量を演算することが可能となる。

本発明の第１の実施形態のカメラと撮影レンズ及びフラッシュ装置の構成を示す図。焦点検出用センサーの構成を示す図。測光用センサーの構成を示す図。焦点検出位置の例を示す図。カメラと撮影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。カメラの動作を示すフローチャート。カメラの動作を示すフローチャート。ＬＶＬ０の決定用テーブルの説明図。Ｗ（ｉ）値の決定用テーブルの説明図。第２の実施形態におけるカメラの動作を示すフローチャート。

（第１の実施形態）
図１は本発明の第１の実施形態である撮像装置としてのカメラにおける主として光学部材やセンサー等の構成を示す図である。図１においてはレンズ交換可能ないわゆる一眼レフタイプのカメラの構成を示している。図１において１はカメラ本体、２は撮影レンズ、３は発光装置としての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はローパスフィルター、１２は例えばＣＭＯＳセンサーやＣＣＤといったエリア型の蓄積型光電変換素子からなる撮像素子である。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と第１の反射ミラー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（以下、ＡＦセンサーとする）である。ＡＦセンサー２０は例えばＣＭＯＳセンサーやＣＣＤといったエリア型の蓄積型光電変換素子からなり、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一対の受光センサー部２０Ａ，２０Ｂから構成されている。また、受光センサー部２０Ａ，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ＡＦセンサー２０までの構成は周知の構成であって、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（以下、ＡＥセンサーとする）である。ＡＥセンサー２６は例えばシリコンフォトダイオード等の光電変換素子からなり、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３に示すように本実施形態では、受光視野内を７列×５行の３５分割としている。３５分割された各測光領域はＰＤ１〜ＰＤ３５と呼ぶこととする。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。ＡＥ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ＡＦセンサー２０等を有する焦点検出手段による撮影画面内の焦点検出領域と３５分割されたＡＥセンサー２６の測光領域との対応位置関係を表した図である。本例では撮影画面内の焦点検出領域をＳ０からＳ２までの３点の例とし、焦点検出領域Ｓ０はＡＥセンサー２６の測光領域ＰＤ１８に対応した位置である。さらに、図示のように焦点検出領域Ｓ１はＡＥセンサー２６の測光領域ＰＤ１６に対応した位置であり、焦点検出領域Ｓ２はＡＥセンサー２６の測光領域ＰＤ２０に対応した位置であるものとする。なお、図２ないし４で示したＡＥセンサー２６の測光領域の数や焦点検出領域の数はあくまで例であって、これに限るものではない。

図１の説明に戻る。２７は撮影レンズ２を取り付けるマウント部、２８は撮影レンズ２と情報通信を行うための接点部、２９はフラッシュ装置３を取り付けられる接続部である。撮影レンズ２において３０ａ〜３０ｅは撮影レンズ２を構成する各光学レンズ，３１は絞り、３２はカメラ本体１と情報通信を行うための接点部、３３はカメラ本体１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、３６は集光用のフレネルレンズ、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。

図５は本実施形態におけるカメラ本体１、撮影レンズ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部でありカメラ機構等の全体制御を行う。制御部４１の具体的な制御フローについては後述する。ＡＦセンサー２０及びＡＥセンサー２６は図１等に記載したものと同一である。ＡＦセンサー２０及びＡＥセンサー２６の出力信号は、制御部４１のＡ／Ｄコンバータ入力端子に接続される。

４２はシャッター駆動部であり制御部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部４１の指示にしたがって撮像素子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、得られた画像信号を記録するにあたって、圧縮等の必要な画像処理を行う。４４はＤＲＡＭ等のメモリであり、信号処理回路４３が種々の信号処理を行う際のワーク用メモリとして使われたり、後述する表示器４７に画像を表示する際のＶＲＡＭとして使われたりする。４５は第１のモータードライバであり、制御部４１の出力端子に接続されて制御され、主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４のアップ・ダウンやメカニカルシャッター１０のチャージを行う。４７は液晶パネル等で構成されて各種撮影情報や撮像画像を表示する表示器であり、制御部４１により点灯制御される。４８はレリーズスイッチである。５０はフラッシュメモリ又は光ディスク等による記憶部であり撮像された画像信号を記憶する。２８は図１に記載した撮影レンズ２との接点部であり、制御部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を取り付けられる接続部であり、フラッシュ装置３と通信が可能なようにやはり制御部４１のシリアル通信ポートの入出力信号が接続される。

撮影レンズ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部である。５２は第２のモータードライバでありレンズ制御部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部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、レンズ制御部５１の入力端子に接続される。５７は撮影レンズ２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、レンズ制御部５１の入力端子に接続される。３２は図１に記載した接点部であり、レンズ制御部５１のシリアル通信ポートの入出力信号が接続される。

撮影レンズ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部５１はカメラ本体の制御部４１とのデータ通信が可能となる。カメラ本体の制御部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ある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部５１から制御部４１へと出力される。また、カメラ本体の制御部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制御部４１からレンズ制御部５１へと出力される。そして、レンズ制御部５１は焦点調節情報にしたがって第２のモータードライバ５２を制御し、絞り情報にしたがって第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部である。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である。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。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部６１はカメラ本体の制御部４１とのデータ通信が可能となる。フラッシュ制御部６１はカメラ本体の制御部４１からの通信内容にしたがって昇圧部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部４１に対して出力する。

続いて図６のフローチャートにしたがってカメラ本体の制御部４１の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部４１が動作可能となると、図６のＳ１０１のステップより実行する。

Ｓ１０１では、撮像素子１２の露光動作の前に、フラッシュ制御部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。Ｓ１０２では、レンズ制御部５１と通信を行ない測距や測光に必要な各種レンズの情報を得る。Ｓ１０３では、ＡＦ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ＡＦ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。

Ｓ１０４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部５１より入力し、これとＡＦセンサー２０から得られているデジタルデータより各焦点検出領域の焦点状態を演算する。さらに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したがってもよい。決定された領域における焦点状態にしたが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部５１に出力する。これにしたがってレンズ制御部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。焦点調節用レンズを駆動することで距離エンコーダー５６の情報が変化するので、各種レンズの情報の更新も行う。

Ｓ１０５では、ＡＥセンサー２６より３５分割された各測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行い各測光領域の輝度情報を入力する。さらに必要なレンズ情報等をレンズ制御部５１より入力して、入力された各測光領域の輝度情報の補正を行い、各測光領域の輝度情報を得る。

Ｓ１０６では、得られた各測光領域の輝度情報より焦点検出部分に対応した測光領域の輝度情報に重み付けをして画面全体の輝度情報を算出する。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。なお、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
ここで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である。

Ｓ１０７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Ｓ１０２に戻る。もしも、レリーズスイッチ４９がオンされているとＳ１０８のステップへ進む。

Ｓ１０８では、ＡＥセンサー２６より３５分割された各測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行い各測光領域の予備発光直前の輝度情報を入力する。各測光領域の予備発光直前の輝度情報をＰ（ｉ）と呼ぶこととする。続いてフラッシュ制御部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部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（予備発光の動作中）の被写体の輝度情報を得るためにＡＥセンサー２６より３５分割された各測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換を行い各測光領域の予備発光時輝度情報を入力する。各測光領域の予備発光時輝度情報をＨ（ｉ）と呼ぶこととする。なお、ここでｉは３５分割された各測光領域に対応した１〜３５のことである。

Ｓ１０９では、フラッシュ装置３の本発光量を決定する演算を行う。具体的な演算処理は後に図７のフローチャートにしたがって説明する。

Ｓ１１０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Ｓ１０６のステップにて演算された絞り値情報をレンズ制御部５１に対して出力する。この情報にしたがってレンズ制御部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。

Ｓ１１１では、シャッター駆動部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２を介した光束が入射して撮像が可能となる。Ｓ１０６のステップにて演算されたシャッター速度にしたがって撮像素子１２の蓄積時間を設定して撮像素子１２によって撮像を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部６１に対して発光指示を与える。フラッシュ制御部６１は発光指示にしたがって、Ｓ１０９のステップにて演算されたＧ（Ｇについては後述する）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を発光させる。これによってフラッシュ装置３の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部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２を介した光束が遮断される。

Ｓ１１２では、レンズ制御部５１に対して絞り３１を開放するように情報出力する。この情報にしたがってレンズ制御部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４６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。

Ｓ１１３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。

Ｓ１１４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。

Ｓ１１５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メモリ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。

次に、Ｓ１０９で行うフラッシュ装置３の本発光量を決定する演算処理について図７のフローチャートにしたがって説明する。

Ｓ１５１では、ＡＥセンサー２６の各測光領域のプリ発光直前の輝度値Ｐ（ｉ）（測光値）とプリ発光時の輝度値Ｈ（ｉ）（測光値）とから、プリ発光時の反射光分のみの輝度値Ｄ（ｉ）（以下、反射光輝度値Ｄ（ｉ）とする）を算出する。プリ発光直前の輝度値Ｐ（ｉ）とプリ発光時の輝度値Ｈ（ｉ）とはそれぞれ圧縮系での値であることより、Ｐ（ｉ）とＨ（ｉ）とのべき乗をとって伸長させてから差分をとり、差分値を対数圧縮することより下式の演算を行う。

Ｄ（ｉ）＝ｌｏｇ_２（２^Ｈ（ｉ）−２^Ｐ（ｉ））
ここでｉは３５分割された各測光領域に対応した１〜３５のことである。

Ｓ１５２では、ＡＥセンサー２６の各測光領域のプリ発光直前の輝度値Ｐ（ｉ）とプリ発光時の輝度値Ｈ（ｉ）とから、輝度値の比Ｒ（ｉ）を演算する。

Ｒ（ｉ）＝Ｈ（ｉ）−Ｐ（ｉ）
プリ発光直前の輝度値Ｐ（ｉ）とプリ発光時の輝度値Ｈ（ｉ）とはそれぞれ圧縮系での値であることより、この差分をとることは輝度値の比をとることと等価である。輝度値の比を求める理由は特開２００５−２７５２６５号公報に記載されているように、３５分割されたＡＥセンサーの各測光領域において輝度値の比の値が一致する領域は被写体までの距離が一致する領域とみなせることによる。

Ｓ１５３では、被写体の距離に関する情報から予想される最大反射光量に相当する所定値ＬＶＬ０及び最小反射光量に相当する所定値ＬＶＬ１を演算する（第１の演算）。ＬＶＬ０はＳ１０２にてレンズ制御部５１から得られる距離エンコーダー５６の情報、すなわち被写体距離に関する情報Ｄとプリ発光時の発光光量に関する情報Ｃ２とから、その被写体距離に標準的な反射率の被写体が存在した場合の反射光量を考慮して計算される。ＬＶＬ０は被写体距離に関する情報Ｄ（以下、距離情報Ｄとする）に基づく被写体距離に標準的な反射率の被写体が存在した場合に想定されるプリ発光時の反射光分のみの輝度値よりも少し高くなるように決める。これは、距離情報Ｄに基づく被写体距離が実際は多少の誤差を持つことを考慮して、その誤差分程度ＬＶＬ０を高くしておき、標準的な反射率の被写体におけるプリ発光時の反射光分のみの輝度値がＬＶＬ０よりも高くならないようにするためである。

ＬＶＬ０＝−ｌｏｇ_２（Ｄ）×２＋Ｃ２
一方、ＬＶＬ１はＬＶＬ０に対してＣ３を減じて決定される。Ｃ３は標準的な反射率の被写体のプリ発光時の反射光分のみの輝度値がＬＶＬ１を下回らないように、距離情報Ｄの誤差などを考慮して決定される。

ＬＶＬ１＝ＬＶＬ０−Ｃ３
このように距離情報Ｄから、通常は被写体のプリ発光時の反射光分のみの輝度値が、上限値をＬＶＬ０、下限値をＬＶＬ１とした所定範囲内に入る前提で以下の本発光量決定のための演算が行われる。

なお、レンズ交換可能な一眼レフタイプのカメラの場合には、装着されたレンズによっては距離エンコーダー５６を持っていないために、距離情報Ｄは得られないといったこともある。その場合の所定範囲の上限値ＬＶＬ０と下限値ＬＶＬ１の算出方法を以下に記す。

まず、ＬＶＬ０は撮影レンズの焦点距離情報に基いて図８に示すｔａｂｌｅ１を参照して決定する。

ＬＶＬ０＝ｔａｂｌｅ１（ｆ）
例えば、撮影レンズの焦点距離が２８ｍｍであれば、０．５ｍの距離を被写体の存在している距離（想定距離）として、距離情報Ｄが得られる場合と同様の考え方に基づいて、ＬＶＬ０を決定する。一般的に、焦点距離が２８ｍｍの状態で撮影を行う場合は０．５ｍよりも近距離の被写体を主被写体にして撮影する頻度は極めて低いと考えられ、ほとんどの場合に実際のプリ発光時の反射光分のみの輝度値としてはＬＶＬ０よりも低くなる。以下同様の考え方に基づいて、焦点距離５０ｍｍの撮影レンズであれば０．８ｍの距離を被写体の存在している距離としてＬＶＬ０を設定し、図８のｔａｂｌｅ１は構成されている。なお、本実施形態では、図８に示すように、撮影レンズの焦点距離をある程度のステップで区切ってＬＶＬＯの対応付けを行っているが、焦点距離による関数式を用いてＬＶＬＯを算出しても構わない。

一方、距離情報Ｄが得られない場合の所定範囲の下限値ＬＶＬ１は上限値ＬＶＬ０からＣ１を減じて算出される。Ｃ１は距離情報Ｄが得られる場合と同様の考え方に基づいて決定される。例えば焦点距離が５０ｍｍの状態で撮影を行う場合は６．４ｍよりも遠距離の被写体を主被写体にして撮影する頻度は極めて低いと考えられる。そのため、ＬＶＬ０を決定する際の距離０．８ｍの場合に対して６．４ｍは被写体からの反射光は６段低くなるので、Ｃ１は６とする。

ＬＶＬ１＝ＬＶＬ０−Ｃ１
なお、ＬＶＬ０とＬＶＬ１はともに圧縮系での値である。

Ｓ１５４では、現在装着されている撮影レンズ２が距離エンコーダー５６を持たないタイプかどうかを判別する。これはＳ１０２のステップで入手した各種レンズ情報の中に距離情報Ｄが含まれていたかどうかにより判別される。距離情報Ｄが無かった場合はＳ１５５へ進む。

Ｓ１５５では、Ｓ１５１のステップで演算した各測光領域の反射光輝度値Ｄ（ｉ）の値のうち値が大きいもの上位ｎ個の平均値を演算する。ｎの値はＡＥセンサー２６の分割数に対して概ね２０％程度以上の面積比率となるように、その値を例えば１０と予め決めておく。これは、ガラスや鏡面といった高反射体によるプリ発光の正反射により、反射光輝度値Ｄ（ｉ）が限られた一部の測光領域のみ異常に高くなっている状況では、下記のＳ１５７のステップで説明する所定値ＬＶＬ０の再演算を行うのは好ましくないからである。演算された上位ｎ個（所定個数）の平均値をＭＮＲと呼ぶこととする。

Ｓ１５６では、演算されたＭＮＲとＳ１５３のステップで演算された所定値ＬＶＬ０との大きさを次式にしたがって比較する。

ＭＮＲ＞ＬＶＬ０＋Ｃ１０
このステップに進んでくる場合は、Ｓ１５４のステップで判定されたように、現在装着されている撮影レンズ２が距離エンコーダー５６を持たない場合である。この場合はＳ１５３のステップでＬＶＬ０の初期値は撮影レンズ２の焦点距離情報に基いて図８に示すｔａｂｌｅ１を参照して決定されている。

ここでＣ１０は経験則的に決める調整値で、例えば所定値ＬＶＬ０に対して１段を超えてＭＮＲが大きいと判定する場合にＣ１０を１とする。ＭＮＲがＬＶＬ０＋Ｃ１０よりも大きいと判別されたならばＳ１５７へ進む。

Ｓ１５７では、ＭＮＲの値に基づいて下記の演算式により所定値ＬＶＬ０を再演算する（第２の演算）。

ＬＶＬ０＝ＭＮＲ×Ｃ１１＋Ｃ１２
ここで、ＬＶＬ０＋Ｃ１０よりもＭＮＲが大きいことの意味を説明する。このような状態となるのは、ＡＥセンサー２６の測光領域の多くの領域において、焦点距離に基づく想定距離よりも実際の主被写体の距離が近い場合である。すなわち、撮影者が主被写体にかなり近づいて撮影している可能性が高いことを意味する。図８に示すそれぞれの焦点距離に基づく想定距離は、その焦点距離の状態で撮影を行う場合に主被写体が存在する可能性が相対的に高い距離に設定しているため、撮影者の意図によっては想定距離よりも近い距離にいる被写体を主被写体にして撮影する場合もあり得る。

このような状態では、Ｓ１５８以下のステップにて本発光量を決めると主被写体を含む測光領域の重み付けが低くなり、適正な発光量とならないため、本ステップでＭＮＲの値に基づいて所定値ＬＶＬ０を再演算する。このステップで再演算された所定値ＬＶＬ０はＳ１５３のステップで演算された値よりも大きな値となる。ここでＣ１１及びＣ１２は経験則的に決める調整値で、例えばＣ１１の値を１としＣ１２の値を０とすれば、ＭＮＲの値と等しい値がＬＶＬ０として設定されることになる。

Ｓ１５８では、３５分割の測光領域の中から反射光輝度値Ｄ（ｉ）が所定範囲内（上限値ＬＶＬ０と下限値ＬＶＬ１との間）に入っている領域を抽出する。これにより、ガラスや鏡面といった高反射体からの正反射により反射光輝度値Ｄ（ｉ）が異常に高くなっている領域や、プリ発光が届かないくらい遠く反射光輝度値Ｄ（ｉ）が非常に低くなっている領域が除外されて、主被写体が存在しそうな領域が抽出される。

Ｓ１５９では、抽出された測光領域の中で一番近距離にある被写体が主被写体である可能性が高いと判断し、プリ発光直前の輝度値Ｐ（ｉ）とプリ発光時の輝度値Ｈ（ｉ）との比Ｒ（ｉ）が最大値となっている領域を基準領域として選択する。その基準領域におけるＲ（ｉ）の値を基準値ｂａｓｅＲと呼び、基準値ｂａｓｅＲとＲ（ｉ）の値が同一の値を示している領域を主被写体領域とする。

Ｓ１６０では、ｉ＝１〜３５の全ての測光領域において輝度値の比Ｒ（ｉ）と基準値ｂａｓｅＲとの差ＲＲ（ｉ）を算出する。

ＲＲ（ｉ）＝ｂａｓｅＲ−Ｒ（ｉ）
輝度値の比Ｒ（ｉ）と基準値ｂａｓｅＲとはともに圧縮系での値なのでＲＲ（ｉ）は基準領域のＲ（ｉ）とその他の領域のＲ（ｉ）との比を算出していることになる。このＲＲ（ｉ）の値が小さくなる領域というのは、主被写体領域に存在する被写体と略等しい距離の被写体が存在する領域と見なすことができる。一方で、ＲＲ（ｉ）の値が正の方向に大きくなる領域というのは、主被写体領域に存在する被写体よりも遠い被写体が存在する領域と見なすことができる。逆に、ＲＲ（ｉ）の値が負の方向に大きくなる領域というのは、主被写体領域に存在する被写体よりも近い被写体が存在する領域と見なすことができる。

Ｓ１６１では、ｉ＝１〜３５の全ての測光領域において算出されたＲＲ（ｉ）に応じて重み付け係数Ｗ（ｉ）を決定する。具体的には各測光領域のＲＲ（ｉ）の値より図９に示したｔａｂｌｅ２よりＷ（ｉ）を求める。

Ｗ（ｉ）＝ｔａｂｌｅ２（ＲＲ（ｉ））
ｔａｂｌｅ２によれば、ＲＲ（ｉ）の値が基準値ｂａｓｅＲとなった領域に重み付け上の最大値１２がＷ（ｉ）として与えられ、ＲＲ（ｉ）の値が基準値ｂａｓｅＲと同一またはごく近い値となった領域程Ｗ（ｉ）は高い値が与えられる。このような領域は主被写体領域または主被写体と略等しい距離の被写体が存在すると見なしているからである。ＲＲ（ｉ）値の絶対値が０から大きくなるにしたがってその領域に与えられる重み付け係数Ｗ（ｉ）は徐々に小さくなるが、これは主被写体とは異なる被写体が存在する領域である可能性が高くなるからである。
このように、各測光領域に存在する被写体までの距離に応じて重み付け係数を与えて次ステップ以降による本発光量演算を行うことで、主被写体に対して適正な本発光量を演算することができる。また、撮影毎に画面内での主被写体位置が移動している場合や同一シーンを少しだけ構図を変えて撮影した場合などにおいても、ほぼ同様な本発光量が演算されて1枚毎に異なる本発光量になることを防止できる。

Ｓ１６２では、ｉ＝１〜３５の全ての測光領域の被写体の反射光の重み付け演算を行う。

ＡＶＥ＝Σ（Ｄ（ｉ）×Ｗ（ｉ））／ΣＷ（ｉ）
この重み付け演算により、主被写体領域及び主被写体領域に存在する被写体と略等しい距離の被写体が存在する領域程重み付けが大きくなった画面全体の反射高輝度値Ｄ（ｉ）の平均値ＡＶＥが算出される。

Ｓ１６３では、Ｓ１０６で決定されているＥＶＴとＳ１６２で演算されたＡＶＥから本発光の発光量Ｇを演算する。

Ｇ＝ＥＶＴ−ＡＶＥ
Ｇはプリ発光時の発光量に対する本発光の相対値となる。

Ｇの値は制御部４１からフラッシュ制御部６１に通信により送られて、Ｓ１１１のステップにてこれに従った発光量で本発光が行われる。

以上のように、装着した撮影レンズから被写体距離に関する情報が得られない場合、複数の測光領域の中から重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件をプリ発光時の測光結果に基づいて変更している。具体的には、複数の測光領域の中から重み付け係数を決定する際の基準となる領域を抽出する際にプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内である領域の中から抽出するが、そのときの所定範囲をプリ発光時の測光結果に基づいて変更している。さらに具体的には、複数の測光領域の中でプリ発光時の反射光分の輝度値が大きい領域の上位ｎ個の輝度値の平均値が前述した所定範囲の上限値に基づく閾値より大きい場合、閾値以下の場合よりも所定範囲の上限値を大きくしている。

このようにすることで、装着した撮影レンズから被写体距離に関する情報が得られない場合であっても、主被写体に対して重み付けが大きくなるように複数の測光領域の重み付け係数を適切に決定することができ、適切な本発光量を演算することができる。

（第２の実施形態）
第１の実施形態のＳ１０９、すなわち図７のフローチャートで説明したフラッシュの本発光量を決定する演算処理については同様な効果を得る実施形態はこれに限るものではない。第２の実施形態として図１０のフローチャートにしたがって説明する。なお、第２の実施形態におけるその他の構成及び各種処理は第１の実施形態と同様のため説明は省略する。

図１０のフローチャートにおいて、Ｓ２５１〜Ｓ２５４のステップは、図７のフローチャートのＳ１５１〜Ｓ１５４のステップの処理と同様であるため、説明は省略する。

Ｓ１０２のステップで入手した各種レンズ情報の中に距離情報Ｄが含まれていない場合はＳ２５５へ進む。Ｓ２５５では、Ｓ２５１のステップで演算した各測光領域の反射光輝度値Ｄ（ｉ）の値がＳ２５３のステップで演算した所定値ＬＶＬ０を超えている領域数をカウントする。カウント数をＲＭと呼ぶことにする。

Ｓ２５６では、カウントされたＲＭの値が所定値ＮＬ０よりも大きいかどうかを判定する。ＮＬ０の値はＡＥセンサー２６の分割数に対して概ね２０％程度以上の面積比率となるように、その値を例えば１０と予め決めておく。これは、ガラスや鏡面といった高反射体によるプリ発光の正反射により、反射光輝度値Ｄ（ｉ）が限られた一部の測光領域のみ異常に高くなっている状況では、Ｓ２５７のステップで説明する所定値ＬＶＬ０の再演算を行うのは好ましくないからである。カウント数ＲＭが所定数ＮＬ０よりも大きいと判別されたならばＳ２５７へ進む。

Ｓ２５７では、Ｓ２５５のステップにて所定値ＬＶＬ０を超えていると判定された各測領域の反射光輝度値Ｄ（ｉ）の値の平均値ＭＲＭの値に基づいて下記の演算式により所定値ＬＶＬ０を再演算する。

ＬＶＬ０＝ＭＲＭ×Ｃ１３＋Ｃ１４
ここで、所定値ＬＶＬ０よりも反射光輝度値Ｄ（ｉ）の値が大きい測光領域の数が所定数ＮＬ０よりも多いことの意味を説明する。このような状態となるのは、ＡＥセンサー２６の測光領域の多くの領域において、焦点距離に基づく想定距離よりも実際の主被写体の距離が近い場合である。すなわち、撮影者が主被写体にかなり近づいて撮影している可能性が高いことを意味する。図８に示すそれぞれの焦点距離に基づく想定距離は、その焦点距離の状態で撮影を行う場合に主被写体が存在する可能性が相対的に高い距離に設定しているため、撮影者の意図によっては想定距離よりも近い距離にいる被写体を主被写体にして撮影する場合もあり得る。

このような状態では、Ｓ２５８以下のステップにて本発光量を決めると主被写体を含む測光領域の重み付けが低くなり、適正な発光量とならないため、本ステップでＭＲＭの値に基づいて所定値ＬＶＬ０を再演算する。このステップで再演算された所定値ＬＶＬ０はＳ２５３のステップで演算された値よりも大きな値となる。ここでＣ１３及びＣ１４は経験則的に決める調整値で、例えばＣ１３の値を１としＣ１４の値を０とすれば、ＭＲＭの値と等しい値がＬＶＬ０として設定されることになる。

以下、Ｓ２５８〜Ｓ２６３のステップは、図７のフローチャートのＳ１５８〜Ｓ１６３のステップの処理と同様であるため、説明は省略する。

以上のように、装着した撮影レンズから被写体距離に関する情報が得られない場合、複数の測光領域の中から重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件をプリ発光時の測光結果に基づいて変更している。具体的には、複数の測光領域の中から重み付け係数を決定する際の基準となる領域を抽出する際にプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内である領域の中から抽出するが、そのときの所定範囲をプリ発光時の測光結果に基づいて変更している。さらに具体的には、複数の測光領域の中でプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲の上限値を超える領域の数をカウントし、カウント数が所定数より大きい場合、所定数以下の場合よりも所定範囲の上限値を大きくしている。
このようにすることで、装着した撮影レンズから被写体距離に関する情報が得られない場合であっても、主被写体に対して重み付けが大きくなるように複数の測光領域の重み付け係数を適切に決定することができ、適切な本発光量を演算することができる。
なお、上記の２つの実施形態では、複数の測光領域の中から主被写体領域の候補となる領域を抽出する際にプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内である領域の中から抽出する構成であるが、反射光分の輝度値が所定値以下の領域を抽出する構成でもよい。その場合、所定範囲の上限値を変更する場合と同様にして、プリ発光時の測光結果に基づいて所定値を初期値から変更すればよい。

また、上記の２つの実施形態では、プリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内である領域の中から抽出する際の所定範囲の上限値を、プリ発光時の測光結果に基づいて変更する構成であるが、所定範囲の下限値も変更する構成であってもよい。例えば、所定範囲の上限値を大きくするのに伴って、上限値の増加分に応じて下限値も大きくする、すなわち、所定範囲全体を値が大きくなる方にシフトさせるようにしてもよい。このようにプリ発光時の測光結果に基づいて所定範囲全体をシフトさせることで、主被写体領域の候補となる領域をより正確に抽出することができる。

また、上記の２つの実施形態では、プリ発光直前の輝度値とプリ発光時の輝度値とに基づいてプリ発光時の反射光分の輝度値を算出しているが、プリ発光直前の輝度値の輝度値の代わりにプリ発光終了直後の輝度値を用いても構わない。あるいは、プリ発光直前の輝度値が無視できる程度であれば、プリ発光時の輝度値をプリ発光時の反射光分の輝度値とみなしても構わない。

また、上記の２つの実施形態では、主被写体領域の候補となる領域を抽出する際にプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内である領域の中から抽出する構成であるが、このような抽出処理以外の処理を行う場合にも本発明を適用できる。例えば、複数の測光領域の中でプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内でない領域の重み付けを、プリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内である領域の重み付けよりも低くする場合に、本発明を適用するようにしてもよい。あるいは、複数の測光領域の中でプリ発光時の反射光分の輝度値が所定範囲内でない領域を本発光量の演算に用いない場合に、本発明を適用するようにしてもよい。

また、上記の２つの実施形態では、被写体距離に関する情報を装着した撮影レンズから取得する構成を説明したが、その他の方法で被写体距離に関する情報を取得する構成であっても本発明を適用できる。例えば、撮像した画像から主被写体の存在する領域を検出し、検出された領域の大きさに基づいて主被写体の距離を演算するような構成において、主被写体の存在する領域が検出できない場合に本発明を適用するようにしてもよい。

また、上記の２つの実施形態において、カメラの制御部が実行した本発明に関わる処理のうちの少なくとも一部をフラッシュ制御部が実行する構成であっても構わない。

Claims

発光装置を発光させた撮影が可能な撮像装置であって、
複数の測光領域を有し、当該複数の測光領域それぞれの測光値を取得する測光手段と、
前記撮像装置から被写体までの距離に関する情報を取得する取得手段と、
前記複数の測光領域に対する重み付け係数を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された重み付け係数にしたがって前記複数の測光領域それぞれの測光値に対して重み付けを行い、前記発光装置の本発光量を演算する演算手段と、を有し、
前記決定手段は、前記取得手段により前記情報を取得できない場合、前記複数の測光領域の中から前記重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件を、前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて設定することを特徴とする撮像装置。
前記決定手段は、前記複数の測光領域のうち、前記発光装置をプリ発光させたときの測光値に基づく値が所定値以下の領域の中から前記基準となる領域を決定するものであって、前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて前記所定値を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記決定手段は、前記複数の測光領域の中の、前記所定値よりも前記発光装置をプリ発光させたときの測光値に基づく値のほうが大きい領域の数が所定数より多い場合、当該所定数以下の場合よりも前記所定値を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記決定手段は、前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づく値のうち、大きいほうから所定個数の平均値が前記所定値に基づく閾値よりも大きい場合、当該閾値以下の場合よりも前記所定値を大きくすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
前記測光値に基づく値は、前記発光装置をプリ発光させたときの測光値と前記発光装置を発光させていないときの測光値との差分に基づく値であることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記所定値の初期値は、前記取得手段により前記情報を取得できる場合、当該情報に基づいて設定され、前記取得手段により前記情報を取得できない場合、前記撮像装置の焦点距離に基づいて設定されることを特徴とする請求項２ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記決定手段は、前記取得手段により前記情報を取得できる場合、前記所定値を前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて設定しないことを特徴とする請求項２ないし６のいずれか１項に記載の撮像装置。
複数の測光領域を有し、当該複数の測光領域それぞれの測光値を取得する測光手段を備え、発光装置を発光させた撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置から被写体までの距離に関する情報を取得する取得ステップと、
前記複数の測光領域に対する重み付け係数を決定する決定ステップと、
前記決定ステップで決定された重み付け係数にしたがって前記複数の測光領域それぞれの測光値に対して重み付けを行い、前記発光装置の本発光量を演算する演算ステップと、を有し、
前記決定ステップは、取得ステップで前記情報を取得できない場合、前記複数の測光領域の中から前記重み付け係数を決定する際の基準となる領域を決定するための条件を、前記発光装置をプリ発光させたときの前記複数の測光領域それぞれの測光値に基づいて設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。