JP2005121834A - 撮像方法、撮像装置、プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影画面内の奥行き変化の小さいシーン及び撮影画面内の奥行き変化の大きいシーンのいずれにおいても、閃光発光手段の発光量を適正とすることができる撮像装置を提供する。
【解決手段】 フラッシュ３の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出し、その算出結果に応じてフラッシュ３の本発光量を決定する演算の演算領域を変更する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、カメラ、デジタルスチルカメラ等の撮像装置により撮像する撮像方法、撮像装置、この撮像装置を制御するプログラム及びこのプログラムを保持する記憶媒体に関する。

カメラ及びデジタルスチルカメラにおけるフラッシュ撮影時におけるフラッシュ発光量を最適とするための技術として、例えば、被写体の距離分布情報を検出してフラッシュ撮影時の光量予測を行い撮影結果予測を表示手段にて表示するようにしたものが提案されている（特許文献１参照）。

また、フラッシュのプリ発光時における撮像素子の出力から被写体の輪郭抽出を行い、その抽出結果から主被写体領域を設定して測距を行うという技術も提案されている（特許文献２参照）。
特開２００１−８３５６３号公報 特開２００１−９１８２０号公報 特開平９−１８４９６５号公報

一般的に、フラッシュ撮影時におけるフラッシュ発光量を最適とするためには、主被写体までの距離の情報と撮影絞りの情報とがあれば、距離情報×絞り情報＝フラッシュガイドナンバーとして求めることができる。

しかし、主被写体までの距離の情報を全ての状況下でカメラが正確に得るのは、特に、広角レンズでの遠距離側におけるオートフォーカスの検出誤差や、レンズ鏡筒に設けられる距離エンコーダの製造誤差等の要因があって、実際には難しい。

また、多くの一眼レフ方式のカメラが採用する位相差方式のオートフォーカスでは、焦点の相対的なずれ量は求められるが、絶対的な距離情報は求められない。よって、特許文献１のように、被写体の距離分布情報を検出するのも実際には難しい。

そこで、近年では、本撮影に先立ってフラッシュ（閃光発光手段）のプリ発光(予備発光)を行い、そのプリ発光による被写体からの反射光量を測光用センサ或いは撮像素子によって検出し、この検出結果より、本撮影時のフラッシュの本発光量を決定する方法が多用される。

しかし、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等、撮影画面内の奥行き変化の小さいシーンでの発光量のばらつきが少なく、適正なフラッシュ発光を行うためには、全撮像画面の平均的な反射光量情報を用いて、本撮影時のフラッシュの本発光量を決定する方法が良い。

一方、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等、撮影画面内の奥行き変化の大きいシーンでの発光量オーバーがなく、適正なフラッシュ発光を行うためには、全撮像画面のうちの主被写体が存在する部分的な領域の反射光量情報を用いて本撮影時のフラッシュの本発光量を決定する方法が良い。

このように、撮影画面内の奥行き変化の小さいシーンと、撮影画面内の奥行き変化の大きいシーンとでは、相反する条件となり、それぞれの撮影シーンを判別して双方共に適正なフラッシュ発光量とするのは困難であるという問題点があった。

そこで、本発明は、撮影画面内の奥行き変化の小さいシーン及び撮影画面内の奥行き変化の大きいシーンのいずれにおいても、閃光発光手段の発光量を適正とすることができる撮像方法及び撮像装置及びプログラム及び記憶媒体を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、前記ばらつき度算出工程による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の演算領域を変更する演算領域変更工程と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、前記ばらつき度算出工程による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の重み付けを変更する演算重み付け変更工程と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、前記ばらつき度算出工程による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定工程と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得工程と、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得工程と、定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得工程と、前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、前記ばらつき度算出工程により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の演算領域選択を行う演算領域選択工程と、前記演算領域選択工程により選択された演算領域における前記第１の複数測光値から第３の複数測光値より本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定工程と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像方法は、閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得工程と、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得工程と、定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得工程と、前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、前記ばらつき度算出工程により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の重み付け選択を行う重み付け選択工程と、前記重み付け選択工程により選択された重み付けによる演算を前記第１の複数測光値から第３の複数測光値に対して行って本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定工程と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、閃光発光手段を備えた撮像装置であって、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内算各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、前記ばらつき度算出手段による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演の演算領域を変更する演算領域変更手段と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、閃光発光手段を備えた撮像装置であって、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、前記ばらつき度算出手段による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の重み付けを変更する演算重み付け変更手段と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、閃光発光手段を備えた撮像装置であって、本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得手段と、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得手段と、定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得手段と、前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、前記ばらつき度算出手段により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の演算領域選択を行う演算領域選択手段と、前記演算領域選択手段により選択された演算領域における前記第１の複数測光値から第３の複数測光値より本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定手段と、を有することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、閃光発光手段を備えた撮像装置であって、本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得手段と、前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得手段と、定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得手段と、前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、前記ばらつき度算出手段により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の重み付け選択を行う重み付け選択手段と、前記重み付け選択手段により選択された重み付けによる演算を前記第１の複数測光値から第３の複数測光値に対して行って本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮影画面内の奥行き変化の小さいシーン及び撮影画面内の奥行き変化の大きいシーンのいずれにおいても、閃光発光手段の発光量を適正とすることができる。

本発明の撮像方法、撮像装置、プログラム及び記憶媒体の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置（カメラ）における主として光学部材の配置構成を示す断面図であり、同図においては、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。

本実施の形態に係るカメラは、図１に示すように、カメラ本体１、交換レンズ２及びフラッシュ(閃光発光手段)３とを主要構成要素としている。

カメラ本体１において、１０はメカニカルシャッタ、１１はロウパスフィルタ、１２は撮像素子で、例えば、ＣＭＯＳ(complementary metal oxide semiconductor：相補型金属酸化膜半導体)やＣＣＤ（charge coupled device：電荷結合素子）等のエリアの蓄積型光電変換素子から成る。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、共に撮影時には上部に跳ね上がるように構成されている。１５は結像面で、第１の反射ミラー１４による撮像素子面１２と共役な近軸的結像面である。１６は第２の反射ミラー、１７は赤外線カットフィルタ、１８は絞りで、２つの開口部を有する。

１９は２次結像レンズ、２０は焦点検出用センサである。この焦点検出用センサ２０は、例えば、ＣＭＯＳやＣＣＤ等のエリアの蓄積型光電変換素子から成り、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受光センサ部２０Ａ，２０Ｂの２対のエリア構成になっている。また、焦点検出用センサ２０は、受光センサ部２０Ａ，２０Ｂに加えて、信号蓄積部や信号処理用の周辺回路等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（特許文献３参照）。

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は測光用センサで、ある被写体の輝度に関する情報を得るためのものである。この測光用センサ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成り、図３に示すように、格子状に複数分割された受光センサ部を有した構成になっており、撮影画面(撮像画面)の略全体を視野としている。図３に示すように、測光用センサ２６は、本実施の形態では、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、ここでは、ＰＤ１〜ＰＤ３５と記述する。

尚、測光用センサ２６は、受光センサ部以外に信号増幅部や信号処理用の周辺回路等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光学系が構成される。測光用センサ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２０等から成る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２６との対応位置関係を示す図である。

本実施の形態では、撮影画面内の焦点検出位置を、一例として、Ｓ０，Ｓ１，Ｓ２の３点としている。そして、焦点検出位置Ｓ０は、測光用センサ２６の受光部ＰＤ１８に対応した位置にて、焦点検出位置Ｓ１は、測光用センサ２６の受光部ＰＤ１６に対応した位置にて、焦点検出位置Ｓ２は、測光用センサ２６の受光部ＰＤ２０に対応した位置にて、それぞれ焦点検出を行うものとする。

再び図１の説明に戻る。

図１において、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はフラッシュが接続される接続部である。

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に取り付けられるマウント部である。

フラッシュ３において、３４はキセノン管(発光部)、３５は反射笠、３６はフレネル板、３７は発光モニタセンサで、キセノン管３４の発光量をモニタするためのものである。３８はフラッシュ取付部で、カメラ本体１にフラッシュ３を取り付けるためのものである。

図５は、本発明の第１の実施形態に係るカメラ本体１とその交換レンズ２及びフラッシュ３における電気回路構成の一例を示すブロック図である。

カメラ本体１において、４１は制御手段で、例えば、内部にＡＬＵ（arithmetic and logical unit：算術演算論理装置）、ＲＯＭ(read only memory：読み出し専用記憶装置)、ＲＡＭ（random access memory：読取り書き込み記憶装置）やＡ／Ｄ(analog to digital)コンバータ、タイマ、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から成り、カメラ機構等の全体の制御を行う。制御手段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(ＡＦセンサ)２０及び測光用センサ(ＡＥセンサ)２６は、図１に記載したものと同一である。焦点検出用センサ２０及び測光用センサ２６の出力信号は、制御手段４１におけるＡ／Ｄコンバータの入力端子に接続される。

４２はシャッタ駆動手段で、制御手段４１の出力端子に接続されて、図１に記載したメカニカルシャッタ１０を駆動する。４３は信号処理回路で、制御手段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、信号処理回路４３は、得られた画像信号に対して必要な画像処理を行う。４４は記憶手段で、フラッシュＲＯＭ等の不揮発性メモリ又は光ディスク等から成り、撮像された画像信号を記憶する。４５は第１のモータドライバで、制御手段４１の出力端子に接続されて、この制御手段４１により制御されて、主ミラー１３及び第１の反射ミラー１４のアップ・ダウン動作制御を行う第１のモータ（ミラーモータ）４６を駆動制御する。４７は表示器で、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ものであり、制御手段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はホワイトバランス（ＷＢ）設定手段で、ホワイトバランスのモード設定等を行うためのものである。４９は撮影モード設定手段、５０はレリーズスイッチ（ＳＷ）である。２８は図１に記載した接点部で、制御手段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接続部で、フラッシュ３と通信が可能なように、制御手段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はレンズ制御手段で、例えば、内部にシリアル通信ポート（ＳＰＩ）５１ａ、ＡＬＵ５１ｂ、ＲＯＭ５１ｃ、ＲＡＭ５１ｄやタイマ（Ｔｉｍｅｒ）５１ｅ等を内蔵したワンチップマイクロコンピュータから成る。５２は第２のモータドライバで、レンズ制御手段５１の出力端子に接続されて、このレンズ制御手段５１により制御され、焦点調節を行うための第２のモータ(ＡＦモータ)５３を駆動制御する。５４は第３のモータドライバで、レンズ制御手段５１の出力端子に接続されて、このレンズ制御手段５１により制御され、図１に記載した絞り３１の制御を行うための第３のモータ(絞りモータ)５５を駆動する。５６は距離エンコーダで、焦点調節レンズの繰り出し量、即ち、被写体距離に関する情報を得るためのものであり、レンズ制御手段５１の入力端子に接続される。５７はズームエンコーダで、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ものであり、レンズ制御手段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、レンズ制御手段５１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が接続されて、レンズ制御手段５１は、カメラ本体１の制御手段４１とのデータ通信が可能となる。カメラ本体１の制御手段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５６或いはズームエンコーダ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、レンズ制御手段５１からカメラ本体１の制御手段４１へとデータ通信によって出力される。また、カメラ本体１の制御手段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１の制御手段４１からレンズ制御手段５１へとデータ通信によって出力されて、レンズ制御手段５１は、焦点調節情報に従って第２のモータドライバ５２を制御し、絞り情報に従って第３のモータドライバ５４を制御する。

フラッシュ３において、６１はフラッシュ制御手段で、例えば、内部にＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭやＡ／Ｄコンバータ、タイマ、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から成る。６２は昇圧部で、キセノン管３４の発光に必要な３００Ｖ程度の高圧電圧を作るものである。キセノン管（発光部）３４及び発光モニタセンサ３７は、図１に記載したものと同一である。３８は接続部である。

フラッシュ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、フラッシュ制御手段６１は、カメラ本体１の制御手段４１とのデータ通信が可能となる。フラッシュ制御手段６１は、カメラ本体１の制御手段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共に、発光モニタセンサ３７の検出量をカメラ本体１の制御手段４１に対して出力する。

次に、カメラ本体１の制御手段４１の具体的な動作シーケンスについて、図６のフローチャートに従って説明する。

不図示の電源スイッチがオンされて制御手段４１が動作可能となると、まず、ステップＳ６０１で、焦点検出用センサ２０に対して制御信号を出力して、信号蓄積を行う。この信号蓄積が終了すると、焦点検出用センサ２０に蓄積された信号を読み出しながらＡ／Ｄ変換処理を行う。更に、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処理を行う。

次に、ステップＳ６０２で、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手段５１より入力し、このレンズ情報等と焦点検出用センサ２０から得られているデジタルデータとから、撮影画面各部の焦点状態を演算する。更に、撮影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。予め、操作部材等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手段５１に出力する。これに従ってレンズ制御手段５１は、焦点調節用レンズを駆動するように第２のモータドライバ５２に信号を出力して、第２のモータ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。

次に、ステップＳ６０３で、測光用センサ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変換処理を行い、撮影画面各部の輝度情報を入力し、更に必要なレンズ情報等をレンズ制御手段５１より入力する。そして、入力された撮影画面各部の輝度情報の補正を行い、受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５毎の被写体輝度情報を得る。これら受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５毎の被写体輝度情報をＢ（ｎ）と記述する。ｎは、３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５に対応した１〜３５のことである。

次に、ステップＳ６０４で、前記ステップＳ６０３において得られた受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５毎の被写体輝度情報から、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、撮影画面全体の輝度を算出する。このようにして算出された撮影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（即ち、シャッタ速度）と絞り値を所定のプログラム線図よりそれぞれ決定し、表示器４７に表示する。シャッタ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。

決定されたシャッタ速度と絞り値とのアペックス値に基づく露出値ＥｖＴは、下記式（１）により求められる。

ＥｖＴ＝Ｔｖ＋Ａｖ …（１）
但し、Ｔｖはシャッタ速度のアペックス値、Ａｖは絞り値のアペックス値である。

次に、ステップＳ６０５で、レリーズスイッチ５０がオンされるのを待つ。レリーズスイッチ５０がオンされていなければ、前記ステップＳ６０１へ戻り、レリーズスイッチ５０がオンされるとステップＳ６０６へ進む。

ステップＳ６０６では、フラッシュ制御手段６１に通信してフラッシュ３の予備発光を指示する。これにより、フラッシュ制御手段６１は、発光モニタセンサ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。このキセノン管３４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変換処理を行い、撮影画面各部の予備発光時における輝度情報を入力する。受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５毎の予備発光時における輝度情報をＰ（ｎ）と記述する。ｎは、３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５に対応した１〜３５のことである。

次に、ステップＳ６０７で、前記ステップＳ６０６において得られた撮影画面各部の予備発光時における輝度情報は、被写体に対する背景光量とフラッシュ３の予備発光量とが加算された状態での被写体輝度情報であるから、これをフラッシュ３の予備発光のみによる被写体輝度情報にするために、受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５毎に前記ステップＳ６０６において得られた撮影画面各部の予備発光時における輝度情報から、前記ステップＳ６０３において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３の予備発光のみによる被写体輝度情報Ｆ（ｎ）は、下記式（２）により求められる。ｎは、３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５に対応した１〜３５のことである。

Ｆ（ｎ）＝Ｐ（ｎ）−Ｂ（ｎ） … （２）
但し、ｎは、３５分割された各受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５に対応した１〜３５のことである。

次に、ステップＳ６０８で、撮影画面内の各領域に対応した領域のＦ（ｎ）及びＢ（ｎ）、更に前記ステップＳ６０４において得られたＥｖＴから、フラッシュ３の予備発光に対する本発光のゲインＧを演算する。

このゲインＧの演算方法を図７の例に従って説明する。

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等、撮影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（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、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等、撮影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）はその差が大きく、図７（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。

この様な撮影シーンの違いによるＦ（ｎ）の分布の違いに関する情報を得るために、以下に示す演算を行う。

まず、Ｆ（ｎ）の平均値Ｆmeanを下記式（３）により演算する。

Ｆmean＝｛ΣＦ（ｎ）｝／３５ … （３）
但し、ｎ＝１〜３５
次に、Ｆ（ｎ）のばらつき度Ｄ（Ｆ）を下記式（３）により演算する。

Ｄ（Ｆ）＝｛Σ（｜Ｆ（ｎ）−Ｆmean｜）｝／３５ … （４）
但し、ｎ＝１〜３５
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（ａ）の場合のＦ（ｎ）であれば、Ｆmean＝１０．２、Ｄ（Ｆ）＝０．１９となり、図７（ｃ）の場合のＦ（ｎ）であれば、Ｆmean＝４．６９、Ｄ（Ｆ）＝１．８３となる。

Ｄ（Ｆ）が小さい、即ち、撮影画面内各部の奥行き変化が小さいと認識されるシーンでは、撮影画面全体的な測光値に基づいてフラッシュ３の調光レベルを決定する。こうすることで、同一シーンでのわずかな構図の振れ等によるフラッシュ３の発光量のばらつきが少なくなる。

逆に、Ｄ（Ｆ）が大きい、即ち、撮影画面内各部の奥行き変化が大きいと認識されるシーンでは、主被写体が存在すると見なせる領域の部分的な測光値に基づいてフラッシュ３の調光レベルを決定する。

こうすることで、距離の離れた背景部分に影響されてフラッシュ３の発光量が大きくなり過ぎるのを防止できる。

従って、例えば、Ｄ（Ｆ）＜０．５か否かで、フラッシュ３の発光量ゲインＧに用いる背景光量Ｂｇとフラッシュ３の予備発光による被写体輝度情報Ｆｇとを選択する。

Ｄ（Ｆ）＜０．５の場合
Ｂｇ＝ΣＢ（ｎ）／３５ ｎ＝１〜３５
Ｆｇ＝ΣＦ（ｎ）／３５ ｎ＝１〜３５
即ち、撮影画面全体が主被写体領域と見なし、３５分割された測光用センサ２６の全受光部の情報を平均する。

Ｄ（Ｆ）≧０．５の場合
Ｂｇ＝ΣＢ（ｎ）／９ （ｎ＝１７〜１９，２４〜２６，３１〜３３）
Ｆｇ＝ΣＦ（ｎ）／９ （ｎ＝１７〜１９，２４〜２６，３１〜３３）
即ち、３５分割された測光用センサ２６の情報のうち、主被写体が存在すると考えられるＰＤ１７、ＰＤ１８、ＰＤ１９、ＰＤ２４、ＰＤ２５、ＰＤ２６、ＰＤ３１、ＰＤ３２、ＰＤ３３の９箇所の受光部の情報を平均する。主被写体が存在すると考える領域の選択方法としては、前記ステップＳ６０１においてＳ０〜Ｓ２のうち焦点を合わせた領域を含むように選択したり、或いは、Ｆ（ｎ）のうち最高値を示したものを含むように選択すると良い。

背景光量Ｂｇとフラッシュ３の予備発光による被写体輝度情報Ｆｇとが演算されると、フラッシュ３の発光量ゲインＧを下記式（５）により演算する。

Ｇ＝log₂ ｛（ＥｖＴ−Ｂｇ）／Ｆｇ｝ … （５）
上記式（５）における分子のＥｖＴ−Ｂｇは、撮像に使うシャッタ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敢えてフラッシュ３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３の光を主被写体に当てれば適正露出となる。

また、上記式（５）における分母のＦｇは、主被写体領域におけるフラッシュ３の予備発光のみによる輝度情報であるから、この式（５）により求められるゲインＧは、フラッシュ３の予備発光量に対して本発光時に何倍の発光量とすれば、主被写体が背景光とフラッシュ３の光の合計光量で適正露出となるかを表している。

この演算されたゲインＧに基づいてフラッシュ３の本発光量をフラッシュ制御手段６１に通信する。

次に、ステップＳ６０９で、第１のモータドライバ４５に制御信号を出力して、第１のモータ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、前記ステップＳ６０４において演算された絞り値情報をレンズ制御手段５１に対して出力する。この絞り値情報に従ってレンズ制御手段５１は、絞り３１を駆動するように第３のモータドライバ５４に信号を出力して、第３のモータ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。

次に、ステップＳ６１０で、シャッタ駆動手段４２に対して信号出力を行い、シャッタ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。前記ステップＳ６０４において演算された蓄積時間に従って撮像素子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手段６１に対してフラッシュ３の発光指示を与える。フラッシュ制御手段６１は、発光指示に従って、前記ステップＳ６０８において演算されたゲインＧに対応する発光量となるように発光モニタセンサ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、シャッタ駆動手段４２に対して信号出力を行い、シャッタ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。

次に、ステップＳ６１１で、レンズ制御手段５１に対して絞り３１を開放するように情報を出力する。この情報に従ってレンズ制御手段５１は、絞り３１を駆動するように第３のモータドライバ５４に信号を出力して、第３のモータ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。更に、第１のモータドライバに制御信号を出力して、第１のモータ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。

次に、ステップＳ６１２で、撮像画像情報を撮像素子１２からＡ／Ｄ変換処理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。

次に、ステップＳ６１３で、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処理を行う。ここで、ホワイトバランス設定手段４８によりホワイトバランス設定値が手動設定されている場合は、その手動設定値に従って、撮像画像情報の撮影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処理を行い、ホワイトバランス調整処理を行う。また、ホワイトバランス設定手段４８により自動ホワイトバランス調整モードが設定されていれば、撮像画像情報において、１つの撮影画面内を複数領域に分割し、領域毎の色差信号より被写体の白色領域を抽出する。更に、抽出された領域の信号に基づいて撮影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処理を行い、ホワイトバランス調整を行う。

次に、ステップＳ６１４で、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手段４４に記憶するように、信号処理回路４３に対して指示を出した後、一連の撮影シーケンスを終了する。

尚、本実施の形態にて説明したＤ（Ｆ）＜０．５の場合に３５分割された測光用センサ２６の全受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の情報を平均してフラッシュ３の発光量ゲインＧを演算し、Ｄ（Ｆ）≧０．５の場合に３５分割された測光用センサ２６の受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５のうち、部分的な９箇所の情報を平均してフラッシュ３の発光量ゲインＧを演算するというのは、あくまで一例であって、これに限られるものではない。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施の形態を説明する。

尚、本実施の形態に係る撮像装置の基本的な構成は、上述した第１の実施形態における図１〜図５と同一であるから、必要に応じてこれらの図を流用して説明する。

第１の実施形態では、Ｄ（Ｆ）の値によりフラッシュ３の発光量ゲインＧを演算する際に用いる測光用センサ２６の受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の領域を選択するものであったが、本実施の形態は、フラッシュ３の発光量ゲインＧを演算する際の重み付けを変更するようにしたものである。この場合は、第１の実施形態とは、図６におけるフローチャートのステップＳ６０８の部分のみが異なるので、図６を流用して、このステップＳ６０８のみについて説明する。

本実施の形態においては、ステップＳ６０８で、撮影画面内の各領域に対応した領域のＦ（ｎ）及びＢ（ｎ）、更に、ステップＳ６０４において得られたＥｖＴから、フラッシュ３の予備発光に対する本発光のゲインＧを演算する。

第１の実施形態の場合と同様に、本実施の形態におけるゲインＧの演算方法を、図７を用いて説明する。

まず、撮影シーンの違いによるＦ（ｎ）の分布の違いに関する情報を得るために、第１の実施形態の場合と同様に、上記式（３）によりＦ（ｎ）の平均値Ｆmeanを演算する。

次に、第１の実施形態の場合と同様に、上記式（４）によりＦ（ｎ）のばらつき度Ｄ（Ｆ）を演算する。

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（ａ）の場合のＦ（ｎ）であれば、Ｆmean＝１０．２、Ｄ（Ｆ）＝０．１９となり、図７（ｃ）の場合のＦ（ｎ）であれば、Ｆmean＝４．６９、Ｄ（Ｆ）＝１．８３となるのも第１の実施形態と同様である。

Ｄ（Ｆ）が小さい、即ち、撮影画面内各部の奥行き変化が小さいと認識されるシーンでは、全撮影画面の平均的な測光値に基づいてフラッシュ３の調光レベルを決定する。こうすることで、同一シーンでのわずかな構図の振れ等によるフラッシュ３の発光量のばらつきが少なくなる。

逆に、Ｄ（Ｆ）が大きい、即ち、撮影画面内各部の奥行き変化が大きいと認識されるシーンでは、画面のうち主被写体部分重点的な測光値に重点をおいてフラッシュ３の調光レベルを決定する。こうすることで、距離の離れた背景部分に影響されてフラッシュ３の発光量が大きくなり過ぎるのを防止できる。

従って、例えば、Ｄ（Ｆ）＜０．５か否かでフラッシュ３の発光量ゲインＧに用いる背景光量Ｂｇとフラッシュ３の予備発光による被写体輝度情報Ｆｇとの演算重み付けを選択する。

Ｄ（Ｆ）＜０．５の場合
Ｂｇ＝Σ｛Ｗ（ｎ）×Ｂ（ｎ）｝／３５ ｎ＝１〜３５
Ｆｇ＝Σ｛Ｗ（ｎ）×Ｂ（ｎ）｝／３５ ｎ＝１〜３５
但し、重み付け係数Ｗ（ｎ）＝１ （ｎ＝１〜３５）
即ち、撮影画面全体が主被写体領域とみなし、３５分割された測光用センサ２６の全受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の情報を単純平均する。

Ｄ（Ｆ）≧０．５の場合
Ｂｇ＝Σ｛Ｗ（ｎ）×Ｂ（ｎ）｝／３５ ｎ＝１〜３５
Ｆｇ＝Σ｛Ｗ（ｎ）×Ｂ（ｎ）｝／３５ ｎ＝１〜３５
但し、重み付け係数Ｗ（ｎ）＝６ （ｎ＝２５）
重み付け係数Ｗ（ｎ）＝２ （ｎ＝１７〜１９，２４，２６，３１〜３３）
重み付け係数Ｗ（ｎ）＝０．５ （ｎ＝１〜１６，２０〜２３，２７〜３０，３４，３５）
即ち、３５分割された測光用センサ２６の情報のうち、主被写体が存在すると考えられるＰＤ２５を中心としたＰＤ１７、ＰＤ１８、ＰＤ１９、ＰＤ２４、ＰＤ２５、ＰＤ２６、ＰＤ３１、ＰＤ３２、ＰＤ３３の９箇所の受光部の情報に大きな重み付けを行って加重平均する。

主被写体が存在すると考える領域の選択方法としては、前記ステップＳ６０２にてＳ０〜Ｓ２のうち、焦点を合わせた領域を含むように選択したり、或いは、Ｆ（ｎ）のうち、最高値を示したものを含むように選択すると良い。

背景光量Ｂｇとフラッシュ３の予備発光による被写体輝度情報Ｆｇとが演算されると、フラッシュ３の発光量ゲインＧを第１の実施形態と同様に、上記式（５）により演算する。

以下は、第１の実施形態と同じである。

尚、本実施の形態にて説明したＤ（Ｆ）＜０．５の場合に、３５分割された測光用センサ２６の全受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の情報を単純平均してフラッシュ３の発光量ゲインＧを演算し、Ｄ（Ｆ）≧０．５の場合に、３５分割された測光用センサ２６の受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５のうち、部分的な９箇所の情報の重み付けを大きくして加重平均して、フラッシュ３の発光量ゲインＧを演算するというのは、あくまで一例であって、これに限られるものではない。

［その他の実施形態］
以上が本発明の実施形態の説明であるが、本発明は、これら実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または実施形態の構成が持つ機能を達成できる構成であれば、どのようなものであっても適用可能である。

また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体を、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）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体及びプログラムは本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置（カメラ）の内部構成を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における焦点検出用センサの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における測光用センサの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における焦点検出位置の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の電気回路構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の動作の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置におけるプリ（予備）反射光レベルの説明図である。

符号の説明

１ カメラ本体
２ 交換レンズ
３ フラッシュ（閃光発光手段）
１０ メカニカルシャッタ
１２ 撮像素子
１３ 主ミラー
２０ 焦点検出用センサ
２１ ピント板
２６ 測光用センサ
３４ キセノン管（発光部）
３５ 反射笠
３７ 発光モニタセンサ
４１ カメラ制御手段
４３ 信号処理回路
５１ レンズ制御手段
６１ フラッシュ制御手段

Claims (13)

1. 閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、
   前記ばらつき度算出工程による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の演算領域を変更する演算領域変更工程と、
   を有することを特徴とする撮像方法。
2. 閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、
   前記ばらつき度算出工程による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の重み付けを変更する演算重み付け変更工程と、
   を有することを特徴とする撮像方法。
3. 閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、
   前記ばらつき度算出工程による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定工程と、
   を有することを特徴とする撮像方法。
4. 閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、
   本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得工程と、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得工程と、
   定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得工程と、
   前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、
   前記ばらつき度算出工程により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の演算領域選択を行う演算領域選択工程と、
   前記演算領域選択工程により選択された演算領域における前記第１の複数測光値から第３の複数測光値より本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定工程と、
   を有することを特徴とする撮像方法。
5. 閃光発光手段を備えた撮像装置により撮像する撮像方法であって、
   本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得工程と、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得工程と、
   定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得工程と、
   前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出工程と、
   前記ばらつき度算出工程により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の重み付け選択を行う重み付け選択工程と、
   前記重み付け選択工程により選択された重み付けによる演算を前記第１の複数測光値から第３の複数測光値に対して行って本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定工程と、
   を有することを特徴とする撮像方法。
6. 前記第１の複数測光値取得工程は、撮像画面内各部を複数分割した測光手段にて測光して第１の複数測光値を取得し、前記第２の複数測光値取得工程は、撮像画面内各部を複数分割した測光手段にて測光して第２の複数測光値を取得することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像方法。
7. 閃光発光手段を備えた撮像装置であって、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、
   前記ばらつき度算出手段による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の演算領域を変更する演算領域変更手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
8. 閃光発光手段を備えた撮像装置であって、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光による撮像画面内各部の被写体輝度情報のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、
   前記ばらつき度算出手段による算出結果に応じて前記閃光発光手段の本発光量を決定する演算の重み付けを変更する演算重み付け変更手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
9. 閃光発光手段を備えた撮像装置であって、
   本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得手段と、
   前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得手段と、
   定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得手段と、
   前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、
   前記ばらつき度算出手段により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の演算領域選択を行う演算領域選択手段と、
   前記演算領域選択手段により選択された演算領域における前記第１の複数測光値から第３の複数測光値より本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定手段と、
   を有することを特徴とする撮像装置。
10. 閃光発光手段を備えた撮像装置であって、
    本撮影に先立って前記閃光発光手段が非発光状態で撮像画面内各部を測光して第１の複数測光値を得る第１の複数測光値取得手段と、
    前記閃光発光手段の本発光に先立つ予備発光を行った状態で撮像画面内各部を測光して第２の複数測光値を得る第２の複数測光値取得手段と、
    定常光成分を含まない予備発光成分のみの第３の複数測光値を得る第３の複数測光値取得手段と、
    前記第３の複数測光値のばらつき度を算出するばらつき度算出手段と、
    前記ばらつき度算出手段により算出されたばらつき度に基づき撮像画面内各部の重み付け選択を行う重み付け選択手段と、
    前記重み付け選択手段により選択された重み付けによる演算を前記第１の複数測光値から第３の複数測光値に対して行って本撮影における前記閃光発光手段の本発光量を決定する本発光量決定手段と、
    を有することを特徴とする撮像装置。
11. 前記第１の複数測光値取得手段は、撮像画面内各部を複数分割した測光手段にて測光して第１の複数測光値を取得し、前記第２の複数測光値取得手段は、撮像画面内各部を複数分割した測光手段にて測光して第２の複数測光値を取得することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置。
12. 請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像方法を実現するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを有することを特徴とするプログラム。
13. 請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像方法を実現するためのコンピュータ読み取り可能なプログラムコードを保持することを特徴とする記憶媒体。

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