JP4416608B2

JP4416608B2 - 撮像装置

Info

Publication number: JP4416608B2
Application number: JP2004264728A
Authority: JP
Inventors: 千秋五十嵐
Original assignee: イーストマンコダックカンパニー
Priority date: 2004-09-10
Filing date: 2004-09-10
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2024-09-10
Also published as: JP2006081039A

Description

本発明は撮像装置、特にストロボ機能を有するデジタルカメラ等の撮像装置におけるストロボ制御に関する。

従来より、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を用いて入射光を光電変換して画像信号を得、ディスプレイに画像として表示し、あるいはフラッシュメモリ等の記憶媒体に記憶するデジタルカメラが知られており、ストロボ機能（あるいはフラッシュ機能）を内蔵し、あるいは外付け自在な機種が開発されている。

下記に示す特許文献１には、被写体がストロボ装置により所定の発光量で照射されたか否かを判別し、その判別結果に基づいてガンマ特性あるいはフィルタリング処理の特性を設定して撮像素子からの画像信号を処理する技術が記載されている。例えば、低輝度シーンにおいては、シャッタ速度を１／３０、ストロボ調光を適正値、ガンマ特性を所定特性、フィルタ特性を弱に設定する一方、高輝度シーンにおいては、シャッタ速度を適正値、ストロボを発光させず、ガンマ特性を異なる特性とし、フィルタ特性を標準に設定することが記載されている。

また、下記の特許文献２には、ストロボ装置をまずプリ発光（予備発光）させ、プリ発光時の被写体からの反射光量に応じて本発光時の発光量を調整することが記載されている。

特許第３０９２５２２号特開平９−６１９１３号公報

このように、シャッタ速度、ストロボの有無、プリ発光による本発光量の調整、ガンマ特性、フィルタ特性を調整することである程度被写体の輝度に応じた撮影が可能となるが、近年、ユーザの要求はますます多様化しており、自動調整されて得られた撮影結果に満足せず、より明るく撮影したい、あるいはもう少し暗く撮影したいと欲する場合もあり、これらのパラメータを調整するだけではこのような多様な要求に応えることができない問題があった。「露出補正」ボタンを設け、ユーザがより明るい画像を欲するときに「露出補正」ボタンを＋側に操作することができるデジタルカメラも存在するが、露出補正はシャッタ速度や絞りを調整して入射光量や入射時間を調整するものであり、あくまで白い被写体を白く、黒い被写体を黒く写すことが目的であって、ユーザの期待する撮影結果が得られない場合が少なくない。例えば、本来であれば被写体に照射されるストロボの光量が絶対的に不足しているために撮影画像が暗くなっている場合においても、ユーザによってはその原因が理解できず、明るさと露出とを混同して「露出補正」ボタンを誤操作してしまう場合もある。

本発明の目的は、ユーザがカメラについての特別な（あるいは高度な）知識を有していなくても、直感的な操作により所望の撮影結果、特にストロボを用いた撮影の場合により明るい撮影結果を容易に得ることができる撮像装置を提供することにある。

本発明は、被写体に対してストロボ光としてプリ発光及び本発光を照射するストロボ手段と、被写体からの光を光電変換して画像信号として出力する撮像手段と、前記画像信号を撮影結果として表示する表示手段とを有する撮像装置であって、コンデンサに蓄積された電荷により前記プリ発光を行うとともに、前記プリ発光後に前記コンデンサに残存している電荷により前記本発光を行い、次に撮影する撮影条件の設定として明るさを複数段に設定可能な設定手段と、直前の撮影において前記プリ発光及び可能最大光量での前記本発光を行い、かつ、前記設定手段により明るさ増大の設定がされた場合に、前記直前の撮影における絞りとシャッタ速度を維持し、前記ストロボ手段の前記プリ発光を禁止して可能最大光量での本発光のみとする制御手段とを有する。

本発明では、ユーザによる設定手段の明るさ増大設定に応じ、プリ発光を禁止することで本発光の発光量を増大させる。プリ発光は、本発光における発光量を最適化するために必要であるが、プリ発光によりストロボ手段のコンデンサに蓄積された電荷が放電し、本発光での可能発光量が減少してしまう。そこで、本発明では、ユーザがより明るい撮影画像を欲している場合には、プリ発光を禁止してプリ発光によるコンデンサの放電を防止し、本発光での発光量を増大させる。

本発明によれば、ユーザの要求に応じてプリ発光を禁止することで本発光の発光量を増大させることができ、より明るい撮影画像を得ることができる。

以下、図面に基づき本発明の実施形態について、デジタルカメラを例にとり説明する。

図１には、本実施形態に係るデジタルカメラの全体構成ブロック図が示されている。レンズ１０は、被写体からの光を集光する。絞り（アパーチャ）１２及びシャッタ１３は、それぞれ被写体からの入射光量及び入射時間を調整する。機械式のシャッタ１３を有さず、後述するタイミングジェネレータＴＧ３４からの駆動信号に基づいてＣＣＤ１４の電荷蓄積時間を制御することで入射時間を調整することもできる（電子シャッタ）。機械式シャッタ１３と電子シャッタをともに備えてもよい。レンズ１０、絞り１２及びシャッタ１３で集光され光量調整された光は、撮像素子としてのＣＣＤ１４に入射する。ＣＣＤ１４は、入射した光をその光量に応じた電気信号（電圧信号）に変換して出力する。撮像素子としては、ＣＣＤ１４の代わりにＣＭＯＳを用いてもよい。ＣＣＤ１４は、光電変換して得られた電気信号をＣＤＳ／ＡＧＣ１６に出力する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）／ＡＧＣ（オートゲインコントロール）１６は、ＣＣＤ１４からの電気信号をサンプリングし、また、その信号レベル（ゲイン）を調整してＡ／Ｄ１８に出力する。Ａ／Ｄ１８は、ＣＤＳ／ＡＧＣ１６からのアナログ信号をデジタル信号に変換して画像処理部２０に出力する。画像処理部２０は、システムＬＳＩで構成され、入力デジタル信号に所定の信号処理を施してコーデックＣＯＤＥＣ２２あるいはＤ／Ａ２６に出力する。

以下、画像処理部２０について説明する。

図２には、画像処理部２０の機能ブロック図が示されている。画像処理部２０は、Ａ／Ｄ１８からのデジタル信号（デジタル画像信号）に対し、ホワイトバランス補正、ガンマ（γ）補正、及び色信号・輝度信号分離の各処理を順次実行する。

ホワイトバランス補正処理部２０ａは、Ａ／Ｄ１８からのデジタル画像信号に対し、ＣＣＤ１４に設けられたカラーフィルタの各フィルタ感度の相違等に基づいて各色のバランスを補正し、補正した画像信号をガンマ補正処理部２０ｂに出力する。ガンマ補正処理部２０ｂは、ホワイトバランス補正された画像信号に対してガンマ補正、すなわち入力値に対して出力値を指数関数的に変換することで表示デバイスの特性に合致させ線形性を確保する。ガンマ補正は、具体的には入力値と出力値との関係をマップとしてメモリに記憶しておき、このマップにアクセスすることで入力値に対応する出力値を得ることで実行される。マップで規定されていない中間値は、その近傍の値（両端の値）を用いて補間する。マップではなく、ガンマ補正関数をメモリに記憶しておき、この補正関数を用いて変換してもよい。ガンマ補正処理部２０ｂは、ガンマ補正したデジタル画像信号をＲＧＢ信号生成処理部２０ｃに出力する。ＲＧＢ信号生成処理部２０ｃは、デジタル画像信号に対し、ノイズ除去処理や帯域制限処理、高域信号補正処理等を施してＲ信号、Ｇ信号、Ｂ信号の各信号を生成し、輝度信号生成処理部２０ｄ及び色差信号生成処理部２０ｅに出力する。輝度信号生成処理部２０ｄは、ＲＧＢ信号生成処理部２０ｃからのＲＢＧ信号を所定の合成比で合成することで輝度信号（Ｙ信号）を生成する。また、色差信号生成処理部２０ｅも同様にＲＧＢ信号生成処理部２０ｃからのＲＧＢ信号を所定の合成比で合成することで色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）を生成する。これらの輝度信号や色差信号は、上記のようにＣＯＤＥＣ２２あるいはＤ／Ａ２６に供給される。

再び図１に戻り、コーデックＣＯＤＥＣ２２は、画像処理部２０からの画像信号を圧縮、符号化してメモリ２４に記憶し、あるいはメモリ２４から読み出された符号化画像データを解凍・復号して画像処理部２０に供給する。メモリ２４は、例えばフラッシュメモリで構成され、コーデックＣＯＤＥＣ２２により圧縮符号化された画像データ、例えばＪＰＥＧフォーマットやＴＩＦＦフォーマットで圧縮符号化された画像データを記憶する。Ｄ／Ａ２６は、画像処理部２０からの画像信号をアナログ画像信号に変換してビデオエンコーダ２８に出力する。ビデオエンコーダ２８は、アナログ画像信号をディスプレイ３０に適合する形式の映像信号（ＮＴＳＣ信号等）にエンコードしてディスプレイ３０に出力する。ディスプレイ３０は、液晶パネルや有機ＥＬパネル等で構成され、ビデオエンコーダ２８からの画像信号を表示する。ディスプレイ３０は、デジタルカメラのファインダあるいは画像モニタとして機能する。

操作入力部３２は、デジタルカメラのユーザがシャッタ操作や被写体あるいはシーンの選択等の各種コマンドあるいはメニューを指定するための操作スイッチであり、その操作に応じた各種コマンド信号をバスを介してマイコン３６あるいは画像処理部２０に出力する。タイミングジェネレータＴＧ３４は、ＣＣＤ１４、ＣＤＳ／ＡＧＣ１６、Ａ／Ｄ１８及び画像処理部２０の動作タイミングを制御する。タイミングジェネレータＴＧの制御により、一定のフレームレートで画像信号が画像処理部２０の内蔵メモリ（図示せず）に記憶されていく。内蔵メモリに記憶された画像信号は、間引き処理により画像サイズが所定サイズに縮小され、Ｄ／Ａ２６及びビデオエンコーダ２８を介してファインダとしてのディスプレイ３０に表示される。操作入力部３２の一つであるシャッタボタンがユーザにより操作されると、タイミングジェネレータＴＧ３４はシャッタボタンが押下された時点の画像信号を取り込むように画像処理部２０を制御し、画像処理部２０の内蔵メモリに記憶された当該タイミングの画像信号をコーデックＣＯＤＥＣ２２により圧縮符号化してメモリ２４に記憶する。あるいは、シャッタが押下された時点の画像信号は、画像処理部２０の内蔵メモリから読み出されてＤ／Ａ２６、ビデオエンコーダ２８を介してファインダあるいは液晶モニタとしてのディスプレイ３０に表示される。ユーザは、この画面を見ることで撮影結果を視認し評価する。

ストロボ２は、デジタルカメラに内蔵され、発光部４により発光の有無及び発光量が調整される。発光部４は、マイコン３６からの制御信号により駆動される。発光部４は、後述するように主コンデンサを備え、主コンデンサに蓄積された電荷によりキセノン管等のストロボ２を発光させる。発光部４は、ストロボ発光時には、基本的にプリ発光と本発光を実行する。すなわち、プリ発光時の発光量と被写体からの反射光から本発光時の発光量を設定し、設定された発光量で本発光を実行する。被写体からの反射光は測光部６で検出されマイコン３６に供給される。

マイコン（マイクロコンピュータ）３６は、絞り１２、シャッタ１３、ＣＤＳ／ＡＧＣ１６のＡＧＣ機能、タイミングジェネレータＴＧ３４、画像処理部２０及び発光部４を統括的に制御する。すなわち、操作入力部３２から入力されたシャッタ操作信号や各種コマンド信号、メニュー選択信号等に基づいて絞り１２やシャッタ１３、電子シャッタ、ＡＧＣ１６の発光量を調整して露光量を調整するとともに、メモリ２４への画像データの書き込みと読み出し、ディスプレイ３０への表示を制御する。また、マイコン３６は、ユーザによる操作入力部３２の操作を促すため、あるいは操作補助のため、所定の各種操作メニューや現在の状態（撮影可能枚数やシャッタ速度、絞り値、設定モード、ヒストグラム等）をディスプレイ３０に表示する。また、マイコン３６は、発光部４内の主コンデンサの端子電圧を監視してその充放電を制御することでストロボ２のプリ発光及び本発光、並びにそれぞれの発光量を制御する。従来、測光により被写体が暗く、ストロボ２を発光させる必要があると判定した場合、マイコン３６は常にプリ発光及び本発光を実行しているが、本実施形態では、操作入力部３２から入力されたユーザの「明るさ」の要求に応じ、必要に応じてプリ発光を禁止（無効化）する。プリ発光を禁止（無効化）するのは、プリ発光による主コンデンサの端子電圧低下を防ぎ、発光時の発光量をその分だけ余分に増大させるためである。すなわち、マイコン３６は、絞り１２、シャッタ１３、ＣＤＳ／ＡＧＣ１６のＡＧＣゲイン及びストロボ２のプリ発光、本発光を統合制御することで、ユーザ所望の撮影結果を生成する。

図３には、図１における発光部４の構成ブロック図が示されている。発光部４は、主コンデンサ４ａ、放電回路４ｂ、充電回路４ｃ及び切替スイッチ４ｄを有する。充電回路４ｃには図示しない電源回路からの電源ラインが接続される。マイコン３６は、ストロボ２を発光しないタイミングにおいて切替スイッチ４ｄを充電回路４ｃ側に切り替えて主コンデンサ４ａを充電する。主コンデンサ４ａの端子電圧は直列接続された２つの抵抗ｒ１、ｒ２の分圧信号としてマイコン３６に供給され、これによりマイコン３６は主コンデンサ４ａの端子電圧を監視する。また、マイコン３６は、ストロボ２を発光させる必要が生じた場合、切替スイッチ４ｄを放電回路４ｂ側に切り替えて主コンデンサ４ａに蓄積された電荷を放電してストロボ２に供給する。ストロボ２の発光には、プリ発光と本発光があり、それぞれの発光量は端子電圧及び放電時間で調整される。具体的には、マイコン３６は、主コンデンサ４ａの端子電圧、被写体輝度情報（プリ発光前の輝度情報）、及び被写体距離情報に基づいてプリ発光の発光量を算出する。一般に、端子電圧が大きいほどプリ発光の発光量が増大するが、端子電圧が一定値以上であればプリ発光量を端子電圧によらずに一定値に設定してもよい。また、マイコン３６は、プリ発光時の発光量（積算発光量）と被写体からの反射光量に基づいて本発光の発光量を算出する。プリ発光時の発光量から自然光下における反射光量の差分を演算してプリ発光時の発光量のみを抽出し、適正露光量と比較して不足する分の露光量を本発光時の発光量とする。

主コンデンサ４ａの容量が十分ある場合には、本発光時の発光量を十分確保することができ、適正露光条件を実現できる。しかしながら、ユーザによっては、マイコン３６が設定した適正露光条件では不十分であり、もう少し撮影画像を明るくしたい、あるいはもっと撮影画像を明るくしたいと欲する場合もある。このような場合、ユーザは操作入力部３２に設けられた明るさ調整スイッチを操作して撮影画像の明るさを入力する。

図４には、デジタルカメラの斜視図が示されている。なお、説明の都合上要部のみが示されている。デジタルカメラの背面にはディスプレイ３０としてファインダ３２ａ及び液晶（あるいは有機ＥＬ）モニタ３０ｂが設けられる。また、デジタルカメラの上面にはシャッタボタン（レリーズボタン）３２ａが設けられるとともに、背面にはモニタ３０ｂの近傍に明るさ調整スイッチ３２ｂが設けられる。明るさ調整スイッチ３２ｂは、「＋」及び「−」の２つの調整スイッチから構成され、「＋」は現在の撮影画像を明るく、「−」は現在の撮影画像を暗くする場合に操作される。明るさ調整スイッチ３２ｂが操作されると、その操作信号はバスを介してマイコン３６に供給される。マイコン３６は、上記のように、この操作信号に応じて、絞り１２、シャッタ１３のみならず、ストロボ２のプリ発光の有無、本発光の発光量、ＣＤＳ／ＡＧＣ１６のゲインを制御する。

ここに、本実施形態における明るさ調整スイッチ３２ｂは、いわゆる「露出補正」スイッチと異なる点に留意すべきである。すなわち、いわゆる「露出補正」スイッチが操作された場合、マイコン３６はシャッタ１３（電子シャッタを含む）のシャッタ速度を調整する、あるいは絞り１２の絞り値を調整する、あるいはシャッタ速度と絞り値の両方を調整することでＣＣＤ１４の露光量を増減するものであるが、本実施形態における明るさ調整スイッチ３２ｂは、このような露出補正に加え、さらにＣＤＳ／ＡＧＣ１６のＡＧＣゲイン、及びプリ発光の有無、本発光の発光量調整も制御する。ユーザは、プリ発光の有無や本発光の発光量、ゲイン調整を意識することなく、単に直感的な「明るさ」の調整スイッチを操作するだけで、所望の撮影画像を得ることができる。図４において、明るさ調整スイッチ３２ｂに加え、従来の露出補正スイッチを別個に設けることも可能であり、これにより露出補正スイッチと明るさ調整スイッチが機能的に異なる旨をユーザに認知させることもできよう。露出補正スイッチと明るさ調整スイッチ３２ｂを併設した場合、ユーザはまず露出補正スイッチを操作し、露出補正スイッチでは所望の明るさが得られない場合に明るさ調整スイッチ３２ｂを操作することができる。

図５には、明るさ調整スイッチ３２ｂを操作した場合の、モニタ３０ｂに表示される表示画面の一例が示されている。マイコン３６及び画像処理部２０は、明るさ調整スイッチ３２ｂが操作された場合、モニタ３０ｂに明るさの程度をインジケータ３０ｂ１で表示する。すなわち、インジケータ３０ｂ１には明るさの程度が０、＋１、＋２、＋３、−１、−２、−３と表示され、設定された明るさがマーク３０ｂ２として示される。デフォルト状態ではマークは「０」位置に表示される。ユーザがデフォルト状態から明るさ調整スイッチ３２ｂの「＋」ボタンを１回押下操作すると「＋１」となり、２回押下操作すると「＋２」となり、３回押下操作すると「＋３」となる。また、ユーザがデフォルト状態から明るさ調整スイッチ３２ｂの「−」ボタンを１回押下操作すると「−１」となり、２回押下操作すると「−２」となり、３回押下操作すると「−３」となる。定性的には、「＋１」はユーザが現在の撮影結果に対して「少し明るく」したいと欲する場合、「＋２」はユーザが「明るく」したいと欲する場合、「＋３」はユーザが「もっと明るく（かなり明るく）」したいと欲する場合に対応する。マイコン３６は、ユーザから入力された明るさの程度に応じて、プリ発光の有無、及びＡＧＣゲインの調整も含めて露光量を調整する。

図６には、マイコン３６のＲＯＭにファームウエアとして記憶される制御マップ（制御テーブル）が示されている。制御内容は、ストロボＯＦＦの場合とストロボＯＮの場合に大別される。ストロボＯＦＦの場合とは測光結果により十分な自然光が存在すると判定されて撮影された場合であって、ストロボＯＮの場合とは十分な自然光が存在せずストロボ２を強制発光させる必要があると判定されストロボ２の発光下において撮影された場合を示す。前回の撮影におけるストロボ２のＯＮ／ＯＦＦは、マイコン３６の内蔵メモリにストロボ２のステータスデータとして記憶しておく。

ストロボＯＦＦの場合において、自動露出制御（ＡＥ）モードで露出制御されて撮影画像が得られ、この撮影画像を視認したユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「少し明るく」を入力したとする。つまり、「＋」ボタンを１回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、シャッタ速度あるいは絞りの少なくともいずれかを調整することで露出補正を行う。図において、マイコン３６が絞り１２あるいはシャッタ１３の少なくともいずれかを調整することを露出補正ＯＮとして示している。このとき、ストロボ２は駆動しないのでプリ発光は無関係であり、また、銀塩フィルムのＩＳＯ感度変更に対応するＡＧＣゲインもデフォルト（ノーマル）のまま維持される。図において、「−」は制御と無関係であることを示す。

ストロボＯＦＦの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「明るく」を入力したとする。つまり、「＋」ボタンを２回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、シャッタ速度あるいは絞りの少なくともいずれかを調整することで露出補正を行う。この制御は、従前の「露出補正」ボタンを操作した場合の制御と同様である。マイコン３６は、さらに、ユーザからの「明るく」との要求に応じ、ＡＧＣゲインを所定量だけ増大させてＩＳＯ感度を増大させる。なお、ＡＧＣゲインを増大させることで、ノイズレベルも増大するためＳ／Ｎが劣化するおそれがあるため、ゲイン増大量は低く抑えることが好適である。プリ発光の制御は行わない。

ストロボＯＦＦの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「少し暗く」を入力したとする。つまり、「−」ボタンを１回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、シャッタ速度あるいは絞りの少なくともいずれかを調整することで露出補正を行う。この制御は、従前の「露出補正」ボタンを操作した場合の制御と同様である。プリ発光の制御は行わない。

ストロボＯＦＦの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「暗く」を入力したとする。つまり、「−」ボタンを２回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、シャッタ速度あるいは絞りの少なくともいずれかを調整することで露出補正を行う。この制御は、従前の「露出補正」ボタンを操作した場合の制御と同様である。マイコン３６は、さらに、ユーザからの「暗く」との要求に応じ、ＡＧＣゲインを所定量だけ減少させてＩＳＯ感度を減少させる。プリ発光の制御は行わない。

次に、ストロボＯＮの場合について説明する。ストロボＯＮの場合において、自動露出制御（ＡＥ）モードで露出制御されて撮影画像が得られ、この撮影画像を視認したユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「少し明るく」を入力したとする。つまり、「＋」ボタンを１回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、通常の発光制御と同様にプリ発光及び本発光を実行する。すなわち、プリ発光を許可する（プリ発光ＯＮ）。そして、本発光の発光量を所定量だけ増大させてユーザの「少し明るく」の要求を満足させる。本発光の発光量はプリ発光の発光量（積算値）とそのときの被写体からの反射光量に応じて決定されるが、決定された発光量をＱとした場合にＱ＋ΔＱとして発光量を所定量だけ増大させる。ΔＱは所定値であるが、ΔＱを主コンデンサ４ａの端子電圧に応じて複数段に設定してもよい。好適には、プリ発光により主コンデンサ４ａの端子電圧が低下するが、そのときの端子電圧において可能な最大発光量で本発光を行う。露出補正及びＩＳＯ感度（ＡＧＣゲイン）は制御しない。

ストロボＯＮの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「明るく」を入力したとする。つまり、「＋」ボタンを２回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、プリ発光を無効とし本発光のみを実行する。プリ発光を許可すると、プリ発光の分だけ主コンデンサ４ａの端子電圧が低下して本発光の発光量が制限される。経験的には、プリ発光により本発光において可能な最大光量が１０％程度低下してしまう。したがって、プリ発光を許可し、かつ、本発光において可能な最大光量で発光したとしても、ユーザの「明るく」との要求を満足できないおそれが生じる。そこで、マイコン３６は、プリ発光を無効としてプリ発光による主コンデンサ４ａの端子電圧低下を防ぎ、可能な最大発光量で本発光を実行する。なお、いわゆる赤目（開いた目の瞳孔にストロボの光が反射して目が赤く写ってしまう現象）を防止する赤目防止機能を設定していた場合、本制御は赤目防止機能とは別個に動作するものとする。

ストロボＯＮの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「もっと明るく」を入力したとする。「＋」ボタンを３回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、プリ発光を無効として本発光のみを実行する。すなわち、プリ発光による主コンデンサ４ａの端子電圧低下を防止し、最大可能発光量で本発光を実行する。マイコン３６は、さらに、ＡＧＣゲインを所定量だけ増大させてＩＳＯ感度を増大させる。具体的には、オートモードでＩＳＯ１００の感度をＩＳＯ２００まで増大させる。本発光の発光量増大とＡＧＣゲインの増大とが相俟って、ユーザの「もっと明るく」との要求を満足することができる。なお、単にＡＧＣゲインを増大させるのみでは、ノイズレベルの増大によりＳ／Ｎが劣化し得るが、ストロボ２の発光量自体を増大させることで信号レベルを増大させ、Ｓ／Ｎの劣化を防ぐこともできる。ＩＳＯ感度を増大させた結果、撮影画像サイズが小さくなってしまう場合には、マイコン３６は画像処理部２０を介してディスプレイ３０にその旨のメッセージを表示する。

ストロボＯＮの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「少し暗く」を入力したとする。「−」ボタンを１回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、プリ発光を許可し、プリ発光と本発光を実行する。但し、本発光の発光量を所定量Δｑだけ減少させてユーザの「少し暗く」との要求を満足させる。すなわち、本発光の発光量はプリ発光の発光量（積算値）とそのときの被写体からの反射光量に応じて決定されるが、決定された発光量をＱとした場合にＱ−Δｑとして発光量を所定量だけ減少させる。Δｑは所定値であるが、Δｑを主コンデンサ４ａの端子電圧に応じて複数段に設定してもよい。一般に、ΔＱ＞Δｑに設定される。

ストロボＯＮの場合において、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「暗く」を入力したとする。「−」ボタンを２回押下操作した場合である。このとき、マイコン３６は、プリ発光を許可し、プリ発光と本発光を実行する。本発光の発光量は上記の場合と同様にＱ−Δｑとして減少させる。また、マイコン３６は、ＡＧＣゲインを減少させてＩＳＯ感度を減少させる。具体的には、ＩＳＯ感度１００のところをＩＳＯ感度５０まで減少させる。これにより、ユーザの「暗く」との要求を満足させる。

なお、図では示されていないが、ユーザが「−」ボタンを３回押下操作した場合にもプリ発光を許可して本発光の発光量を減少させ、かつ、ＡＧＣゲインを減少させる。本発光の発光量の減少度合い及びＩＳＯ感度の減少度合いは「暗く」の場合と同一でもよく、減少の度合いをより多くしてもよい。

このように、マイコン３６はユーザからの要求に応じ、プリ発光の有無、本発光の発光量、ＡＧＣゲイン（ＩＳＯ感度）を複合的に制御する。制御アルゴリズムをまとめると以下の通りである。
「本発光の発光量、プリ発光の有無、ＩＳＯ感度の順に優先順位を高くして制御を行う。すなわち、優先順位を（本発光の発光量調整）＞（プリ発光の有無）＞（ＩＳＯ感度調整）とし、まずユーザからの明暗の要求に応じて本発光の発光量を増減し、本発光の発光量の増減では対応できない場合にプリ発光の有無を制御する。プリ発光の有無で対応できない場合にＩＳＯ感度を増減する。」

この制御アルゴリズムと図６に示された制御マップから、マイコン３６の制御動作は明らかとなろう。例えば、ストロボＯＦＦの場合には、本発光の発光量及びプリ発光の有無を調整することはないから、通常の露出補正に加えてＩＳＯ感度の増減により調整する。また、ストロボＯＮの場合には、まず本発光の発光量を調整し、次に本発光の発光量調整に加えてプリ発光の有無（明るくする場合にはプリ発光を無効とする）を調整し、さらに本発光の発光量調整、プリ発光の有無に加えてＩＳＯ感度を調整する。ストロボ２をプリ発光させ、その後に本発光させる機能を有していながら、あえてプリ発光を強制的に無効として本発光の発光量を最大化することで、特にユーザの「明るく」との要求を確実に満たすことが可能である。

なお、図５、図６の例ではユーザがデフォルト状態「０」から＋の方向に３段階、−の方向に３段階調整できる構成であるが、もちろん調整段数は任意であり、＋、−それぞれの方向に２段階としてもよい。この場合の制御マップは以下のように設定する。
＜ストロボＯＦＦの場合＞
＋２：ＩＳＯ増大（１００→２００）、露出補正ＯＮ（シャッタ速度低下による露出増大）
＋１：露出補正ＯＮ（シャッタ速度低下による露出増大）
０：デフォルト状態
−１：露出補正（シャッタ速度増大による露出減少）
−２：ＩＳＯ減少（１００→５０）、露出補正ＯＮ（シャッタ速度増大による露出減少）
＜ストロボＯＮの場合＞
＋２：プリ発光無効、本発光の発光量最大、ＩＳＯ増大（１００→２００）
＋１：プリ発光ＯＮ、本発光の発光量最大
０：デフォルト状態
−１：プリ発光ＯＮ、本発光の発光量減少
−２：プリ発光ＯＮ、本発光の発光量減少、ＩＳＯ減少（１００→５０）

上記において、ストロボＯＦＦの場合にはＩＳＯ感度を変更することなく露出補正だけで対応することもできる。すなわち、
＜ストロボＯＦＦの場合＞
＋２：露出補正ＯＮ（シャッタ速度低下による露出時間増大）
＋１：露出補正ＯＮ（シャッタ速度低下による露出時間増大）
０：デフォルト状態
−１：露出補正ＯＮ（シャッタ速度増大による露出時間減少）
−２：露出補正ＯＮ（シャッタ速度増大による露出時間減少）
としてもよく、＋１と＋２では露出の調整量を変化させればよい。−１と−２も同様である。

また、最近のデジタルカメラには、いわゆる「スローシンクロモード」が搭載されている場合がある。これは、ストロボ撮影において、手前の人物は明るいものの背景が暗い場合に、シャッタ速度を低下させて露出を増大させるモードである。本実施形態におけるマイコン３６の明るさ制御は、このスローシンクロモードとは別個に実行される。したがって、スローシンクロモードを設定し、かつ、ユーザが明るさ調整スイッチ３２ｂを操作して「＋１」とした場合、スローシンクロモードにおけるシャッタ速度を維持したまま、プリ発光をＯＮし、本発光の発光量を増大させる。

図７には、本実施形態の全体制御フローチャートが示されている。電源ＯＮ後、マイコン３６はＡＥによる露出制御（測光結果に基づくシャッタ速度及び絞り値の調整）を行い（Ｓ１０１）、内蔵ストロボ２のＯＮ／ＯＦＦを判定する（Ｓ１０２）。このとき、発光部４は切替スイッチ４ｄを充電回路４ｃ側に切り替えて電源回路により主コンデンサ４ａを充電する。マイコン３６は主コンデンサ４ａの端子電圧を監視、ストロボ２を駆動できる状態まで主コンデンサ４ａを充電する。そして、自然光が不足しておりストロボ２の強制発光が必要と判定した場合、マイコン３６はシャッタボタン３２ａからの操作信号に応じて発光部４に指令し、切替スイッチ４ｄを放電回路４ｂ側に切り替えて主コンデンサ４ａを放電させストロボ２のプリ発光及び本発光を実行しつつ被写体を撮影する（Ｓ１０３）。プリ発光の発光量は一定値Ｑｐとし、本発光の発光量はＱｐとそのときの被写体からの反射光量Ｑｒ、自然光量Ｑｎ並びに適正光量Ｑａに応じた値Ｑ（Ｑａ、Ｑｐ、Ｑｒ、Ｑｎ）とする。撮影して得られた画像はメモリ２４に記憶し、またディスプレイ３０に表示する（Ｓ１０４）。

ユーザがディスプレイ３０に表示された撮影画像を視認し、その結果に満足していない場合には、明るさ調整スイッチ３２ｂを操作する。マイコン３６は、ユーザからの明るさ調整スイッチ３２ｂによる入力を受付け（Ｓ１０５）、ユーザから入力された「明るさ」及び当該撮影画像の撮影時におけるストロボＯＮ／ＯＦＦのステータスに基づいてプリ発光の有無、本発光の発光量、ＩＳＯ感度を調整して次回の撮影に備える（Ｓ１０７）。

なお、ユーザによる明るさ調整スイッチ３２ｂの操作に応じてプリ発光を無効とし、本発光の発光量を増減し、ＩＳＯ感度を増減する前提として、ユーザがその明るさに満足していない撮影画像の撮影時と次回の撮影時とで撮影環境がほぼ同一であることが要求される。前回撮影時と環境が異なっている場合、例えば前回撮影時よりも自然光が多い場合には、あえてプリ発光を無効とし、本発光の発光量を増大させる必要がないからである。したがって、この前提条件を担保すべく、マイコン３６は前回の撮影時と次回の撮影時での撮影条件が被写体の明るさに関して略同一であるか否かを判定し（Ｓ１０６）、略同一である場合のみ制御を実行している。前回の撮影時と次回の撮影時での撮影条件が略同一であるか否かは、例えば前回の撮影時と次回の撮影時との時間間隔が所定時間以内であるか否かで判定でき、あるいは、前回撮影時と次回撮影時の測光部６による自然光下での測光結果が略同一であるか否かで判定できる。一定時間経過後に自動的に電源ＯＦＦとなるパワーセーブ機能を有する場合、電源が継続してＯＮしている場合に撮影条件が略同一と判定してもよい。Ｓ１０６でＮＯと判定された場合には、マイコン３６はプリ発光や本発光の調整は行わないが、その旨をディスプレイ３０にメッセージ表示してもよい。

また、条件が同一であるか否かの判定として、明るさではなく被写体までの距離が略同一であるか否かで判定してもよく、明るさ及び距離のいずれも略同一であるか否かで判定してもよい。条件を列挙すると以下のとおりである。
（１）前回の撮影時からデジタルカメラの電源がＯＮされ続け、かつ、前回の撮影時と次回の撮影時とで明るさが略同一である。
（２）デジタルカメラの電源がＯＮされ続け、かつ、被写体までの距離が略同一である。
（３）デジタルカメラの電源がＯＮされ続け、かつ、明るさ及び被写体までの距離がいずれも略同一である。

図８には、距離を用いて条件が同一か否かを判定する処理（Ｓ１０６）の詳細フローチャートが示されている。まず、マイコン３６は、撮影しようとする被写体までの距離情報Ｄｍを取得する（Ｓ１０６１）。この距離情報は、例えば周知の位相差検出法による焦点検出動作を行い、レンズ合焦位置から取得することができる。もちろん、別途測距センサを設けてもよい。距離情報を取得した後、マイコン３６は、その内蔵メモリに記憶されている前回の撮影時の被写体までの距離Ｄ０と、次回に撮影しようとする被写体までの距離Ｄｍとを比較し、その差が所定のしきい距離Ｄｔｈより小さいか否かを判定する（Ｓ１０６２）。前回の撮影時と次回の撮影時における被写体までの距離が略同一である場合にはしきい値Ｄｔｈより小さくなるから、この場合にはＳ１０７の処理に移行してユーザによる明るさ調整に基づきプリ発光を無効として本発光の発光量を増大させる。

一方、距離の差がしきい値以上である場合には、前回の撮影時と条件が異なると判定し、マイコン３６は直ちにプリ発光を無効としない。すなわち、この場合には、マイコン３６はプリ発光を無効とすべきか否かを改めて判定する。具体的には、Ｓ１０６１で取得した距離Ｄｍを、プリ発光したと想定した場合の本発光の適正照射最遠距離Ｄｍｐと比較する（Ｓ１０６３）。ここで、Ｄｍｐは、プリ発光後のストロボ２のガイドナンバＧｎと開放Ｆ値（絞り値）から、Ｄｍｐ＝Ｇ／Ｆにより算出される。そして、Ｄｍ＞Ｄｍｐである場合には、プリ発光してしまうと本発光の発光量が不足してしまうので、プリ発光を無効として本発光の発光量を増大させる（Ｓ１０７の処理）。また、Ｄｍ≦Ｄｐである場合には、プリ発光しても問題ないと判定し、通常のストロボ動作、すなわち、プリ発光を行い（Ｓ１０６４）、その後プリ発光時の発光量と被写体からの反射光量に基づいて本発光の発光量を算出して本発光を行う（Ｓ１０６５）。

実施形態に係るデジタルカメラの構成ブロック図である。図１における画像処理部の機能ブロック図である。図１における発光部の機能ブロック図である。実施形態に係るデジタルカメラの斜視図である。明るさ調整スイッチ操作時のディスプレイ表示説明図である。マイコンの制御マップ（制御テーブル）説明図である。実施形態の全体処理フローチャートである。実施形態の判定処理フローチャートである。

符号の説明

２ストロボ、４発光部、６測光部、１０レンズ、１２絞り、１３シャッタ、１４ＣＣＤ、１６ＣＤＳ／ＡＧＣ、１８Ａ／Ｄ、２０画像処理部、２２コーデックＣＯＤＥＣ、２４メモリ、２６Ｄ／Ａ、２８ビデオエンコーダ、３０ディスプレイ、３２操作入力部、３４タイミングジェネレータ（ＴＧ）、３６マイコン。

Claims

被写体に対してストロボ光としてプリ発光及び本発光を照射するストロボ手段と、
被写体からの光を光電変換して画像信号として出力する撮像手段と、
前記画像信号を撮影結果として表示する表示手段と、
を有する撮像装置であって、
コンデンサに蓄積された電荷により前記プリ発光を行うとともに、前記プリ発光後に前記コンデンサに残存している電荷により前記本発光を行い、
次に撮影する撮影条件の設定として明るさを複数段に設定可能な設定手段と、
直前の撮影において前記プリ発光及び可能最大光量での前記本発光を行い、かつ、前記設定手段により明るさ増大の設定がされた場合に、前記直前の撮影における絞りとシャッタ速度を維持し、前記ストロボ手段の前記プリ発光を禁止して可能最大光量での本発光のみとする制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
請求項１記載の装置において、
前記被写体の自然光下における明るさを検出する測光手段
を有し、
前記制御手段は、前記測光手段で検出された直前の撮影時の被写体の明るさと、前記測光手段で検出される次回の撮影時の被写体の明るさが略同一である場合に、前記ストロボ手段の前記プリ発光を禁止して本発光のみとすることを特徴とする撮像装置。
請求項１記載の装置において、
前記被写体までの距離を検出する測距手段
を有し、
前記制御手段は、前記測距手段で検出された直前の撮影時の被写体までの距離と、前記測距手段で検出される次回の撮影時の被写体までの距離が略同一である場合に、前記ストロボ手段の前記プリ発光を禁止して本発光のみとし、略同一でない場合であって次回の撮影時の被写体までの距離がプリ発光したと想定した場合の本発光の適正照射最遠距離を超えるときに前記ストロボ手段の前記プリ発光を禁止して本発光のみとすることを特徴とする撮像装置。