JP2007225659A - 調光装置及びカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 少ない予備発光回数で本発光量を設定可能にした調光装置及びそれを用いたカメラを提供する。
【解決手段】 撮影時の本発光に先立って予備的な発光を行う方式の調光装置において、撮影画角内の複数の領域の領域毎に設定された感度において各領域における測光情報を得る多分割測光センサを有する調光モジュール13と、該調光モジュールの多分割測光センサの分割した各領域に対応した領域の測距情報を得るＡＦモジュール14とを備え、予備的な発光における前記調光モジュールの各多分割測光センサの各領域の感度を、前記ＡＦモジュールで得た測距情報をもとに、定常光下における被写体輝度や予備発光時のフラッシュのガイドナンバー等を参照して算出するように構成する。
【選択図】 図 １

Description

この発明は、カメラ等の撮像装置の撮影に際し、フラッシュ装置等の発光器により被写体に向かって予備的な発光を行い、撮影時の発光量を設定する調光装置及びその調光装置を用いたカメラに関する。

一般に、カメラ等の撮像装置で撮影を行う際に、自然光だけでは光量が不足した場合、不足分をフラッシュ装置等の発光器による発光で補っている。このとき、発光器の撮影時の発光（本発光）に先立って予備的な発光（予備発光）を行い、該予備発光による被写体からの反射光量を検出し、その検出値をもとに本発光時の適切な発光量を設定している。例えば、特開平１１−８４４８９号公報及び特開２０００−１８７２６６号公報には、前記予備発光時の反射光量の検出において、反射光を光電変換した信号を積分した信号で検出する手法（以下、リニア積分手法という）が開示されており、また、特開２０００−８８６４３号公報には、前記反射光量の検出において、反射光を光電変換した信号を、積分して対数圧縮した信号で検出する手法（以下、積分対数圧縮手法という）が開示されている。
特開平１１−８４４８９号公報 特開２０００−１８７２６６号公報 特開２０００−８８６４３号公報

ここで、前述の従来のリニア積分手法による調光装置においては、広ダイナミックレンジの入射光の検出と検出精度の確保を両立すべく、入射光量に対する検出信号の増幅率を切り替え可能にし、増幅率を変更した複数回の予備発光を行い、適切な増幅率での入射光量の検出結果をもとに本発光時の発光量を設定するように構成されている。図７に、従来のリニア積分手法による調光装置を用いたカメラの撮影動作全体の処理の流れを示す。次に、その撮影動作処理の具体的な流れを図７を用いて説明する。まず、カメラはレリーズボタンが第一段階まで押される（半押し）状態になるまで待機する（第一レリーズ？：ステップＳ１）。レリーズボタンが半押しされると、被写体距離を測定し（ステップＳ２）、フォーカシングレンズを駆動して焦点調節を行う（ステップＳ３）。

次いで、定常光下における被写体輝度を測定する（定常光測光：ステップＳ４）。これらの焦点調節・輝度の測定が終了すると、該情報をもとにフラッシュを発光させるかどうかの判定、絞り値、シャッタースピード等の決定を行う（露出演算：ステップＳ５）。カメラは、レリーズボタンが開放されない限り、レリーズボタンが第二段階まで押される（全押し）まで待機する（第二レリーズ？：ステップＳ６）。なお、レリーズボタンが開放されるとステップＳ１の状態に戻る。レリーズボタンが全押しされると、フラッシュを発光させる場合（ステップＳ７）、入射光量に対する検出信号の増幅率を切り替えながら、測光領域全体の測光が完了するまで、又は、切り替え可能な全ての増幅率での測光が完了するまで、予備発光を伴う測光を繰り返し（ステップＳ８，Ｓ9 ）、該情報をもとに本撮影時のフラッシュ発光量を決定する（本発光量算出演算：ステップＳ10）。

その後、シャッターチャージ等の本撮影準備処理（ステップＳ11）に進む。ステップＳ７においてフラッシュを発光させない場合には、予備発光を行うことなしに本撮影準備処理（ステップＳ11）に進む。次いで、絞りを駆動し（ステップＳ12）本撮影を行う（ステップＳ13）。

しかしながら、このように予備発光を繰り返す方式では、レリーズボタンの全押しから本撮影（ステップＳ６〜Ｓ13）までの時間（レリーズタイムラグ）が長くなり、撮影動作の遅延に繋がる。例えば、図８に示すように、増幅率の切り替え回数を３とし、増幅率が予備発光するごとに小さくなるように設定した場合、入射光量が大きければ１回目、２回目の検出ではダイナミックレンジを外れることがあり、最大で３回の予備発光が必要になる。

また、上記従来のリニア積分手法による調光装置においては、複数の光電変換素子を用いて複数箇所で反射光の検出を行う場合、光の強い個所の検出と光の弱い個所の検出では、異なる回の予備発光をもとに反射光を検出することがあり、先に行った予備発光で反射光を検出した個所ほど、検出してから本発光するまでの時間差が大きくなり、被写体の環境変化による光検出誤差が大きくなってしまうという問題もある。

また、前記積分対数圧縮手法による調光装置においては、図９に示すように、広ダイナミックレンジの入射光を一度の発光で検出でき、低入射光量時の検出精度の確保も可能だが、対数圧縮では入力が大きいほど圧縮量が大きくなるため、高入射光量時の検出精度の確保が問題になる。これを図９を用いて説明すると、検出信号の誤差幅を図中のＣとしたとき、誤差幅Ｃに対する入射光量幅は、低入射光量時には図中のＡ，高入射光量時には図中のＢとなり、同じ検出信号誤差に対する入射光量誤差が、高入射光量時は低入射光量時に比べ格段に大きくなるのが分かる。また、上記従来の積分対数圧縮手法による調光装置においては、検出信号と入射光量の関係が複雑になるため、検出信号の処理工程が複雑になるという問題もある。

本発明は、上記従来の調光装置における上記問題点を解消するためになされたもので、少ない予備発光回数にて本発光量を設定可能とした調光装置及びその調光装置を用いたカメラを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、撮影時の本発光に先立って予備的な発光を行う方式の調光装置であって、撮影画角内の、複数の領域の領域毎に設定された感度において、各領域における測光情報を得る多分割測光部と、該多分割測光部の分割した各領域に対応した領域の測距情報を得る多分割測距部と、前記多分割測光部の各領域の感度を設定する感度設定部とを備え、前記感度設定部は、前記予備的な発光における前記感度を、前記多分割測距部で得た測距情報に基づき設定することを特徴とするものである。

このように構成された調光装置においては、予備発光による被写体からの反射光量の検出に前記多分割測光部を用い、予備発光時の前記多分割測光部の分割した各領域の感度を、各領域に対応する測距情報をもとに、フラッシュのガイドナンバー等を参考に各々独立に適切な所定値に設定し、一度の予備発光で全ての分割領域の被写体からの反射光を検出する。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る調光装置において、前記感度設定部は、前記予備的な発光における前記感度を、更に、定常光下における被写体輝度に基づき設定することを特徴とするものである。

このように構成された調光装置においては、予備発光による被写体からの反射光量の検出に前記多分割測光部を用い、予備発光時の前記多分割測光部の分割した各領域の感度を、各領域に対応する測距情報をもとに、定常光下における被写体輝度とフラッシュのガイドナンバー等を参考に各々独立に適切な所定値に設定し、炎天下での撮影等、定常光の輝度が非常に高い場合にも、一度の予備発光で全ての分割領域の被写体からの反射光を検出する。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る調光装置において、前記感度設定部は、前記予備的な発光における前記感度を、更に、定常光下における前記多分割測光部の分割した各領域における測光情報に基づき設定することを特徴とするものである。

このように構成された調光装置においては、予備発光による被写体からの反射光量の検出に前記多分割測光部を用い、予備発光時の前記多分割測光部の分割した各領域の感度を、各領域に対応する測距情報をもとに、定常光下における各領域に対応する被写体輝度とフラッシュのガイドナンバー等を参考に各々独立に適切な所定値に設定し、逆光条件での撮影等、被写体輝度のコントラストが非常に高い場合にも、一度の予備発光で全ての分割領域の被写体からの反射光を検出する。

請求項４に係る発明は、被写体に対して閃光を発光する発光部と、請求項１〜３のいずれか１項に係る調光装置と、前記発光部と前記調光装置を制御する制御部とを備えてカメラを構成するものである。

このように構成されたカメラにおいては、予備発光による被写体からの反射光のレンジが広い場合にも、一度の予備発光で本発光量を設定する。

請求項５に係る発明は、請求項４に係るカメラにおいて、前記制御部は、前記予備的な発光をフォーカスロック時に行うこと特徴とするものである。

このように構成されたカメラにおいては、フォーカスロック時に、その被写体構図において前記多分割測光部の分割した各領域の感度設定と予備発光を行う。なお、この請求項５に係る発明の実施例には、図５及び図６に示した変形例が対応する。

請求項１〜３に係る発明によれば、予備発光による被写体からの反射光を一度の予備発光で高精度に検出し、高速に本発光量を設定することが可能な調光装置を実現することができる。また請求項２，３に係る発明によれば、炎天下や逆光条件での撮影等、被写体輝度を無視できない状況においても、予備発光による被写体からの反射光を高精度に検出できる。また請求項４に係る発明によれば、フラッシュ撮影時のレリーズタイムラグが短いカメラを提供することができる。また請求項５に係る発明によれば、フラッシュ撮影の際、フォーカスロック時に予備発光を終えるので、レリーズボタンの全押し後の予備発光が不要となり、レリーズタイムラグが非常に短いカメラを提供することができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の実施例に係る調光装置が適用された一眼レフカメラの光学系を中心とした構成図である。同図に示されるように、この一眼レフカメラは、フラッシュ15を内蔵したカメラボディ１と、当該カメラボディ１に着脱自在の撮影レンズ２とからなる。上記撮影レンズ２において、被写体光束の光路上には、フォーカシングレンズ３と絞り４が配置されている。上記カメラボディ１において、上記撮影レンズ２を介して入射される被写体光束の光路上には、メインミラー５が配置されており、このメインミラー５で反射された光の光路上には、フォーカシングスクリーン６，ペンタプリズム７，接眼レンズ８が配置されている。

また、上記接眼レンズ８の近傍には、ＡＥモジュール９が配置されている。上記メインミラー５の後方には、シャッター幕11とイメージャ12が配置されており、このシャッター幕11からの反射光の光路上には、調光モジュール13が設けられている。また上記メインミラー５の後方にはサブミラー10が配置されており、その反射光の光路上には、ＡＦモジュール14が設けられている。

このような構成の一眼レフカメラにおいて、撮影レンズ２を通過した被写体光束は、その一部がメインミラー５で反射され、フォーカシングスクリーン６上に結像される。撮影者は、上記フォーカシングスクリーン６上に形成された像を、ペンタプリズム７及び接眼レンズ８からなるファインダ光学系を介して観察することができる。このとき、上記フォーカシングスクリーン６を透過した被写体光束の一部は、接眼レンズ８の近傍に配置されたＡＥモジュール９に入射し、ＡＥモジュール９内に設置された測光センサで受光する。

また、上記メインミラー５の中央部はハーフミラー状になっており、このハーフミラー部分を透過した被写体光束の一部は、サブミラー10で反射された後、ＡＦモジュール14に導かれ、ＡＦモジュール14内に設置された測光センサで受光する。フラッシュ発光による撮影時には、メインミラー５がアップした状態で、本撮影に先立ってフラッシュ15が予備発光し、被写体からの反射光がシャッター幕11で反射して調光モジュール13に入射し、調光モジュール13内に設置された測光センサで受光する。なお、該調光モジュール13内に設置された測光センサは、撮影画角内を複数に分割した各領域（以下、調光領域）毎に測光情報を得る多分割測光センサであり、各領域の測光感度は各々独立に設定できるようになっている。また、前記ＡＦモジュール14は、前記調光領域に対応した調光領域の測距情報を得る。

本撮影においては、メインミラー５がアップして、シャッター幕11が一定時間開き、撮影レンズ２から入射した被写体光束がイメージャ12を露光する。なお、本実施例においては、調光モジュール13を独自に有しているが、調光モジュール13を設置せず、ＡＥモジュール９やＡＦモジュール14で調光モジュール13の機能を代用してもよい。この場合、メインミラー５をアップせずに予備発光を行う。なお、各部の検出信号による各種演算並びにそれに基づく各部の制御は図示しない制御部により行われるようになっている。

図２に、図１に示した構成に係るカメラの撮影動作全体の処理の流れのフロー図を示す。その処理動作の具体的な流れを図２を用いて説明する。なお、図２に示すフロー図において、図７に示した処理の流れに対応する処理ステップには同一の符号を付している。まず、カメラはレリーズボタンが半押し状態になるまで待機する（第一レリーズ？：ステップＳ１）。レリーズボタンが半押しされると、ＡＦモジュール14において、被写体距離を測定し（ステップＳ２）、フォーカシングレンズ３を駆動して焦点調節を行う（ステップＳ３）。

次いで、ＡＥモジュール９において、定常光下における被写体輝度を測定する（定常光測光：ステップＳ４）。これらの焦点調節・輝度の測定が終了すると、該情報をもとにフラッシュを発光させるかどうかの判定、絞り値、シャッタースピード等の決定、及び、フラッシュを発光させる場合には、予備発光時における調光領域毎の感度（後述の感度設定ステップＳ14で設定する感度）を演算する（露出演算：ステップＳ５）。この感度の演算は、調光領域毎に、被写体までの測距情報をもとに、定常光下における被写体輝度や予備発光時のフラッシュのガイドナンバー等を参考に算出するが、具体的には以下に示す感度の加減を行う。

（ａ）被写体までの距離が遠い領域の感度は、反射光が小さいことが予想されるので感度を高く、距離が近い領域の感度は、反射光が大きいことが予想されるので感度を低くする。
（ｂ）定常光によって測光レンジから外れることを防ぐため、定常光下における被写体輝度が大きい領域の感度は低く、被写体輝度が小さい領域の感度は高くする。
（ｃ）予備発光時のフラッシュのガイドナンバーが小さいときは、発光量が小さいために反射光が小さくなることが予想されるので感度を高く、ガイドナンバーが大きいときは、発光量が大きいために反射光が大きくなることが予想されるので感度を低くする。

次いで、カメラは、レリーズボタンが開放されない限り、レリーズボタンが全押しされるまで待機する（レリーズボタンが開放されるとステップＳ１の状態に戻る）。レリーズボタンが全押しされると（第二レリーズ？：ステップＳ６）、フラッシュを発光させる場合（ステップＳ７）、調光モジュール13内に設置された測光センサは、調光領域毎の感度をステップＳ５で算出した感度に設定し（ステップＳ14）、予備発光を伴う測光を行い（ステップＳ８）、該測光情報をもとに本撮影時のフラッシュ発光量を決定する（ステップＳ10）。その後、シャッターチャージ等の本撮影準備処理（ステップＳ11）に進む。フラッシュを発光させない場合（ステップＳ７）には、予備発光を行うことなしに本撮影準備処理（ステップＳ11）に進む。次いで、絞りを駆動し（ステップＳ12）、本撮影を行う（ステップＳ13）。

このように、本実施例によれば、フラッシュ撮影において、予備発光時にその被写体からの反射光を受光する測光センサの分割した各領域の感度を、被写体までの測距情報をもとに、定常光下における被写体輝度や予備発光時のフラッシュのガイドナンバー等を参考にして各々独立に適切な所定値に設定するので、一度の予備発光で全ての分割領域での被写体からの反射光を検出でき、レリーズタイムラグを短縮することができる。

図３は、図２に示した実施例の撮影動作処理の第１の変形例に係る撮影動作全体の処理の流れを示すフロー図である。図３に示す第１の変形例では、フラッシュ撮影時には、ステップＳ14の感度設定動作の前に再測距を行い（ステップＳ15）、該測距情報をもとにした感度演算（ステップＳ16）を行い、それによりステップＳ14の感度設定を行う。これにより、レリーズボタンを半押ししながら被写体構図を変更した場合においても、構図変更後の測距情報をもとにした感度演算をすることができる。

図４は、図２に示した実施例の撮影動作処理の第２の変形例に係る撮影動作全体の処理の流れを示すフロー図である。図４に示す第２の変形例では、ステップＳ６においてレリーズボタンが全押しされるまで、その動作を待機するのではなく、レリーズボタンが全押しされるまでステップＳ１〜Ｓ５の各処理を繰り返す。これにより、測距情報、及び、定常光下における被写体輝度の情報が、レリーズボタンを半押しした状態で常に最新に更新され、したがってレリーズボタンを半押ししながら被写体構図を変更した場合においても、最新の構図での情報をもとに感度演算をすることができる。

図５は、図２に示した実施例の撮影動作処理の第３の変形例に係る撮影動作全体の処理の流れを示すフロー図である。図５に示す第３の変形例では、図２に示した撮影動作処理におけるステップＳ７，Ｓ14，Ｓ８，Ｓ10の調光処理を、レリーズボタンの全押し後に行うのではなく、レリーズボタンの全押し前に終えてしまうようにしている。これにより、レリーズボタンの全押し後の予備発光が不要となり、レリーズタイムラグを更に短縮することができる。

なお、図２〜５に示した各撮影動作処理のフロー図では、定常光下における被写体輝度を、ＡＥモジュール９による定常光測光（ステップＳ４）で得ることを前提としているが、定常光下における被写体輝度の測定を、ＡＥモジュール９によるステップＳ４の処理とは別に、調光モジュール13を用いて行い、その測定結果を用いて感度の演算を行ってもよい。例えば、図５に示す第３の変形例の撮影動作処理のフローにおいて、調光モジュール13を用いて定常光下における被写体輝度を測定するステップＳ17を加えると、図６のフロー図に示すように、この定常光測光ステップＳ17による測定結果を用いて感度の演算処理（ステップＳ16）が行われることになる。

本発明の実施例に係る調光装置を適用した一眼レフカメラの構成を示す概略図である。 図１に示したカメラの撮影動作全体の処理の流れを示すフロー図である。 図２に示した撮影動作処理の流れの第１の変形例を示すフロー図である。 図２に示した撮影動作処理の流れの第２の変形例を示すフロー図である。 図２に示した撮影動作処理の流れの第３の変形例を示すフロー図である。 図２に示した撮影動作処理の流れの第４の変形例を示すフロー図である。 従来のリニア積分手法による調光装置を用いたカメラの撮影動作全体の処理の流れを示すフロー図である。 リニア積分手法による調光装置において、３回の予備発光を行う場合における、各回の予備発光で検出可能な入射光量レンジと検出信号ダイナミックレンジとの関係を示す図である。 積分対数圧縮手法による調光装置において、検出信号ダイナミックレンジと一度の予備発光で検出可能な入射光量レンジとの関係を示す図である。

符号の説明

１ カメラボディ
２ 撮影レンズ
３ フォーカシングレンズ
４ 絞り
５ メインミラー
６ フォーカシングスクリーン
７ ペンタプリズム
８ 接眼レンズ
９ ＡＥモジュール
10 サブミラー
11 シャッター幕
12 イメージャ
13 調光モジュール
14 ＡＦモジュール
15 フラッシュ

Claims (5)

1. 撮影時の本発光に先立って予備的な発光を行う方式の調光装置であって、撮影画角内の、複数の領域の領域毎に設定された感度において、各領域における測光情報を得る多分割測光部と、該多分割測光部の分割した各領域に対応した領域の測距情報を得る多分割測距部と、前記多分割測光部の各領域の感度を設定する感度設定部とを備え、前記感度設定部は、前記予備的な発光における前記感度を、前記多分割測距部で得た測距情報に基づき設定することを特徴とする調光装置。
2. 前記感度設定部は、前記予備的な発光における前記感度を、更に、定常光下における被写体輝度に基づき設定することを特徴とする請求項１に係る調光装置。
3. 前記感度設定部は、前記予備的な発光における前記感度を、更に、定常光下における前記多分割測光部の分割した各領域における測光情報に基づき設定することを特徴とする請求項１に係る調光装置。
4. 被写体に対して閃光を発光する発光部と、請求項１〜３のいずれか１項に係る調光装置と、前記発光部と前記調光装置を制御する制御部とを備えるカメラ。
5. 前記制御部は、前記予備的な発光をフォーカスロック時に行うこと特徴とする請求項４に係るカメラ。

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