JP6742733B2 - 撮像装置、その制御方法、および制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、その制御方法、および制御プログラムに関し、特に、ストロボなどの発光装置を発光させて撮影を行う際の制御に関する。

一般に、ストロボなどの発光装置を発光させて撮影を行う際、ストロボ光によって照明される被写体を適正な明るさで撮影することができるか否かが重視されている。一方、撮像素子の高感度化に伴って、夜景のような暗い背景をバックに撮影する際、ストロボ光が届かない背景とストロボ光で照明される被写体とがバランスのよい明るさで撮影できることが求められている。

例えば、撮影感度を高感度に設定して撮影を行えば、夜景のような暗い背景においても明るく撮影することができる。ところが、撮影感度を高感度に設定した状態でストロボを用いると、被写体までの距離が短い場合にはストロボ光で照明される被写体が露出オーバーとなる可能性が高くなる。ストロボに用いられるキセノン管などの放電管は微少な光量で発光するので、発光開始後直ちに発光停止制御を行っても放電が直ぐ停止せず所定の時間発光を継続してしまう結果、上記のような現象が生じる。

このため、ストロボには所謂ガイドナンバーと呼ばれる数値で表される最大発光量の他に精度を保証できる最小発光量がある。キセノン管などの放電管を用いたストロボにおいては最大発光量の数百分の一程度の発光量が精度を保証できる最小発光量であることが多い。ところが、撮影感度を高感度に設定してかつ近距離の被写体をストロボを用いて撮影しようとすると、最小発光量よりも低い発光量で発光しないと、撮影露出がオーバーになってしまうことがある。

このような事態を回避するため、例えば、プリ発光に応じて得られたストロボ発光結果が最小発光時間で発光させても露出オーバーとなる本発光量を示しているとする。この場合、絞りの開口径を絞るか又は撮像素子で得られる画像信号のゲインを下げて本発光量を再度求めるようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開２００２−３００４７０号公報

ところで、近年光源としてＬＥＤ光源を用いたストロボがある。ＬＥＤ光源を用いたストロボは放電管を用いたストロボに比べて最大発光量では劣るものの、発光後に電流を遮断すれば発光が短時間で停止する。そして、ＬＥＤ光源を用いたストロボでは最小発光量はかなり低いレベルにおいても精度保証可能である。今後光源の相違などによって最大発光量ばかりでなく最小発光量も大きく異なるストロボが存在するようになると、ストロボ毎の性能の相違に応じて被写体と背景との明るさをバランスよく撮影することが困難となる。

よって、本発明の目的は、ストロボ毎の性能の相違に応じて被写体と背景との明るさをバランスよく撮影することができる撮像装置、その制御方法、および制御プログラムを提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明による撮像装置は、複数の発光装置を選択的に発光させて被写体を撮影する発光撮影が可能な撮像装置であって、前記複数の発光装置のうち、前記撮像装置が用いる発光装置における最小発光量に応じて、前記被写体を撮影する際の複数の撮影条件から一つを選択撮影条件として選択する選択手段と、前記選択撮影条件と前記被写体の輝度とに基づいて被写体を撮像する際の露出を算出するとともに、前記発光撮影を行うか否かを決定して、前記被写体を撮影する制御手段と、を有し、前記選択手段は、前記複数の発光装置のうち、第１の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合よりも、最小発光量が第１の発光装置よりも小さい第２の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合の方が、撮影感度の上限が高い前記選択撮影条件を選択することを特徴とする。

本発明によれば、発光装置における最小発光量に応じて選択された撮影条件と被写体の輝度とに基づいて露出を算出するとともに、被写体の輝度に応じて発光装置を発光させるか否かを決定する。これによって、発光装置毎の性能の相違に応じて被写体と背景との明るさをバランスよく撮影することができる。

本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示す断面図である。 図１に示す焦点検出用センサーの一例についてその構成を示す図である。 図１に示す測光用センサーの受光面を複数の領域に分割した測光領域を示す図である。 図１に示すファインダー光学系のファインダー視野において測光用センサーの視野と焦点検出用センサーの焦点検出領域との対応の一例を示す図である。 図１に示すカメラ本体に取り付けられるストロボの他の例を示す図である。 図１に示すカメラにおける制御系統の一例を説明するためのブロック図である。 図５に示すストロボの制御系統の一例を示すブロック図である。 図５に示すカメラにおける撮影処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図８に示す露出演算およびフラッシュ発光判定処理を説明するためのフローチャートである。 第１のプログラム線図の一例を示す図である。 第２のプログラム線図の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態によるカメラで行われる露出演算およびフラッシュ発光判定処理の一例を説明するためのフローチャートである。

以下に、本発明の実施の形態による撮像装置の一例について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による撮像装置の一例についてその構成を示す断面図である。

図示の撮像装置は、例えば、レンズ交換可能な一眼レフカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）であり、カメラ本体１、交換レンズユニット（以下単に交換レンズと呼ぶ）２、およびストロボ装置（以下ストロボと呼ぶ）３などの発光装置を有している。そして、ストロボ（以下フラッシュと呼ぶこともある）３はカメラ本体１に着脱可能である。なお、また、ストロボ３はカメラ本体１にビルトインされてもよい。

カメラ本体１には、撮像素子１２が備えられており、この撮像素子１２は、例えば、ＣＭＯＳ又はＣＣＤセンサーなどのエリア蓄積型の撮像素子である。撮像素子１２の前面側には光学ローパスフィルター１１が配置され、光学ローパスフィルター１１の前にはメカニカルシャッター１０が配置されている。

メカニカルシャッター１０の前段には半透過性の主ミラー１３が配置されている。そして、メカニカルシャッター１０と主ミラー１３との間には第１の反射ミラー１４が配置されている。これら主ミラー１３および第１の反射ミラー１４は、撮影の際には、図中上方に跳ね上がる。つまり、主ミラー１３および第１の反射ミラー１４は、撮影の際には、交換レンズ２の光軸から退避する。

第１の反射ミラー１４で反射した光の光軸上には、近軸的結像面１５が規定され、この近軸的結像面１５は第１の反射ミラー１４に関して撮像素子１２の結像面と共役な位置にある。

第２の反射ミラー１６は第１の反射ミラー１４で反射した光を反射して、焦点検出用センサー（ＡＦセンサー）２０に導く。第２の反射ミラー１６と焦点検出用センサー２０との間には、赤外カットフィルター１７、絞り１８、および２次結像レンズ１９が配置されている。なお、絞り１８には２つの開口部が形成されている。焦点検出用センサー２０は、例えば、ＣＭＯＳ又はＣＣＤなどのエリア蓄積型光電変換素子を備えている。

図２は、図１に示す焦点検出用センサー２０の一例についてその構成を示す図である。

焦点検出用センサー２０は、図１に示す絞り１８の２つの開口部にそれぞれ対応する受光センサー部２０Ａおよび２０Ｂを有している。そして、これら受光センサー部２０Ａおよび２０Ｂはそれぞれ多数の受光部に分割されている。

さらに、図示はしないが、焦点検出用センサー２０は信号蓄積および信号処理用の周辺回路などが備えられ、これら周辺回路は受光センサー部２０Ａおよび２０Ｂとともに、同一チップ上に集積されている。

なお、第１の反射ミラー１４、第２の反射ミラー１６、赤外カットフィルター１７、絞り１８、２次結像レンズ１９、および焦点検出用センサー２０までを１つの構成とする。そして、この構成によって、撮影画面における任意の位置で所謂像ずれ方式による焦点検出を行うことができる（特開平９−１８４９６５号公報参照）。

再び図１を参照して、主ミラー１３の上方には、拡散性を有するピント板２１が配置され、ピント板２１の上側にはペンタプリズム２２が配置されている。そして、プリズム２２を通過した光は接眼レンズ２３に入射する。

プリズム２２の近傍には第３の反射ミラー２４が配置され、第３の反射ミラー２４で反射した光は集光レンズ２５を介して測光用センサー２６に導かれる。なお、測光用センサー２６は被写体の輝度を示す輝度情報を得るためのものである。そして、測光用センサー２６は、例えば、ＣＭＯＳ又はＣＣＤなどのエリア蓄積型光電変換素子を有している。

図３は、図１に示す測光用センサー２６の受光面を複数の領域に分割した測光領域を示す図である。

測光用センサー２６はその受光面が複数の領域に分割されて、複数の測光領域が規定されている。そして、測光用センサー２６は、測光領域毎に被写体に関する輝度情報を出力する。図示の例では、受光面は５行×７列の３５個の測光領域に分割されており、測光領域ＰＤ１〜ＰＤ３５が形成されている。

なお、図示はしないが、測光用センサー２６は受光画素部の他に信号増幅および信号処理用の周辺回路などが同一チップ上に集積されている。

再び図１を参照して、図示のカメラにおいては、ピント板２１、ペンタプリズム２２、および接眼レンズ２３によってファインダー光学系が形成される。測光用センサー（ＡＥセンサー）２６には主ミラー１３によって反射され、さらにピント板２１によって拡散された光の一部が入射する。

図４は、図１に示すファインダー光学系のファインダー視野において測光用センサー２６の視野と焦点検出用センサー２０の焦点検出領域との対応の一例を示す図である。

図示のように、焦点検出領域としてＳ０〜Ｓ６の合計７領域が示されている。これら焦点検出領域Ｓ０〜Ｓ６はそれぞれ測光領域ＰＤ１８、ＰＤ１７、ＰＤ１９、ＰＤ１６、ＰＤ２０、ＰＤ１１、およびＰＤ２５に対応した位置に配置される。

再び図１を参照して、カメラ本体１には交換レンズ（撮影レンズともいう）２を取り付けるためのマウント部２７が設けられている。そして、このマウント部２７には撮影レンズ２と通信を行うための接点部２８が形成されている。

交換レンズ２は光学レンズ３０ａ〜３０ｅを備えるとともに、絞り３１を有している。さらに、交換レンズ２の後端面には、カメラ本体１と通信を行うためのレンズ接点部３２が設けられるとともに、交換レンズ２をカメラ本体１に取り付けるためのマウント部３３が設けられている。

カメラ本体１にはストロボ３を装着するための接続部２９が備えられており、ストロボ３に備えられた取り付け部３８を接続部２９に接続することによってストロボ３がカメラ本体１に取り付けられる。ストロボ３は、発光部であるキセノン管３４を備えるとともに、反射笠３５、および集光用のフレネルレンズ３６を備えている。さらに、ストロボ３はキセノン管３４による発光量をモニターするためのモニターセンサー３７を有している。

図５は、図１に示すカメラ本体１に取り付けられるストロボの他の例を示す図である。

図示のストロボ４は、発光部であるＬＥＤ光源８１、反射笠８２、および集光用のフレネルレンズ８３を備えるとともに、ＬＥＤ光源８１の発光量をモニターするためのモニターセンサー８４を備えている。そして、ストロボ４は取り付け部８５によってカメラ本体１に取り付けられる。

図６は、図１に示すカメラにおける制御系統の一例を説明するためのブロック図である。なお、図６において、図１に示す構成要素と同一の構成要素については同一の参照番号を付す。

カメラ本体１には、カメラ制御部４１が備えられている。カメラ制御部４１は、例えば、演算装置（ＡＬＵ）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ａ／Ｄコンバータ、タイマー（Ｔｉｍｅｒ）、およびシリアル通信ポート（ＳＰＩ）を内蔵するワンチップマイクロコンピュータである。そして、カメラ制御部４１はカメラ全体の制御を行う。

焦点検出用センサー（ＡＦセンサー）２０および測光用センサー（ＡＥセンサー）２６の出力信号は、カメラ制御部４１に備えられたＡ／Ｄコンバータの入力端子に入力される。

信号処理回路４３は、カメラ制御部４１の制御下で撮像素子１２を駆動制御して、読み出しゲインを設定する。そして、信号処理回路４３は撮像素子１２の出力である画像信号（撮像信号）をＡ／Ｄ変換した後、所定の信号処理を行って画像データとする。さらに、信号処理回路４３は、画像データを記録する際には、圧縮処理又は合成処理などの所定の画像処理を行う。なお、信号処理回路４３は画像データにおいて目および口などの特徴部位を抽出して人間の顔を検出する機能を有している。さらには、信号処理回路４３は画像データから表示用画像を生成する。

メモリ４４は、例えば、ＤＲＡＭであり、信号処理回路４３による信号処理の際のワーク用メモリとして用いられる。さらに、メモリ４４は、表示器４５に画像を表示する際のＶＲＡＭとして用いられる。

表示器４５は、例えば、ＴＦＴ液晶パネル又は有機ＥＬパネルで構成されており、表示器４５には各種の撮影情報および撮像の結果得られた画像が表示される。そして、カメラ制御部４１は表示器４５を点灯制御する。記憶部４６は、例えば、フラッシュメモリなどの不揮発性メモリであり、信号処理回路４３は画像データを記憶部４６に記憶する。

図示のように、カメラ制御部４１には第１のモータードライバ４７、レリーズスイッチ（ＳＷ）４９、シャッター駆動部４２、およびライブビュー開始スイッチ（ＬＶＳＷ）５０が接続されている。第１のモータードライバ４７は、カメラ制御部４１の制御下で、主ミラー１３および第１の反射ミラー１４のアップ・ダウン、そして、メカニカルシャッター１０のチャージを行うための第１のモーター４８を駆動する。

シャッター駆動部４２は、カメラ制御部４１の制御下でメカニカルシャッター１０を駆動する。レリーズＳＷ４９はカメラ制御部４１に対して撮影開始を指示するためのスイッチである。ＬＶＳＷ５０は撮像素子１２から出力された画像（スルー画像）を表示器４５に逐次表示するライブビューを開始させる際に用いられるスイッチである。

カメラ本体１に備えられた接点部２８は、カメラ制御部４１に備えられたＳＰＩに接続される。さらに、カメラ本体１に備えられた接続部２９は、カメラ制御部４１に備えられたＳＰＩに接続される。

交換レンズ２には、レンズ制御部５１が備えられている。レンズ制御部５１は、例えば、ＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー、およびＳＰＩを内蔵するワンチップマイクロコンピュータである。

第２のモータードライバ５２は、レンズ制御部５１の制御下で、焦点調節を行うための第２のモーター５３を駆動する。第３のモータードライバ５４は、レンズ制御部５１の制御下で絞り３１の駆動するための第３のモーター５５を駆動する。

レンズ制御部５１には、距離検出部（距離エンコーダー）５６およびズーム検出部（ズームエンコーダー）５７が接続されている。距離エンコーダー５６は焦点調節レンズ（つまり、フォーカスレンズ）の繰り出し量、つまり、被写体距離を示す被写体距離情報を得る。ズームエンコーダー５７は交換レンズ２に備えられたズームレンズの移動に応じて撮影の際に焦点距離を示す焦点距離情報を得る。レンズ接点部３２はレンズ制御部５１に備えられたＳＰＩ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、接点部２８とレンズ３２とが接続される。これによって、レンズ制御部５１はカメラ制御部４１とデータ通信が可能となる。そして、レンズ制御部５１は、焦点検出および露出演算を行うために必要なレンズ固有の光学情報、被写体距離情報、および焦点距離情報をカメラ制御部４１に送る。

カメラ制御４１は焦点検出および露出演算によって得られた焦点調節情報および絞り情報をレンズ制御部５１に送る。レンズ制御部５１は焦点調節情報に応じて第２のモータードライバ５２を制御するとともに、絞り情報に応じて第３のモータードライバ５４を制御する。

ストロボ３には、ストロボ制御部６１が備えられている。ストロボ制御部６１は、例えば、ＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー、およびＳＰＩ（ともに図示せず）を内蔵するワンチップマイクロコンピュータである。昇圧部６２は発光部３４であるキセノン管の発光に必要な３００Ｖ程度の高圧電圧を生成するとともに、当該高圧電圧による充電を行う。

ストロボ３がカメラ本体１に装着されると、取り付け部３８と接続部２９とが接続された状態でストロボ制御部６１はカメラ制御部４１とのデータ通信が可能となる。当該データ通信には、ストロボ３が発光可能な最大発光量（ガイドナンバー情報）および最小発光量ｍｉｎＧが含まれる。ストロボ制御部６１は、カメラ制御部４１の制御下で昇圧部６２を制御して発光部（キセノン管）３４の発光開始および発光停止を行う。ストロボ制御部６１は、カメラ制御部４１から発光量指示を受けると、当該発光量指示に応じて発光部３４による発光を開始する。そして、ストロボ制御部６１はモニターセンサー３７で検出された光量に基づいて発光部３４を停止制御する。

図７は、図５に示すストロボの制御系統の一例を示すブロック図である。なお、以下の説明では、ストロボ３を第１のストロボ３と呼び、ストロボ４を第２のストロボ４と呼ぶ。

第２のストロボ４には、ストロボ制御部９１が備えられている。ストロボ制御部９１は、例えば、ＡＬＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、タイマー、およびＳＰＩ（ともに図示せず）を内蔵するワンチップマイクロコンピュータである。昇圧部９２は発光部であるＬＥＤ光源８１の発光に必要な発光用電圧を生成する。

第２のストロボ４がカメラ本体１に装着されると、取り付け部８５と接続部２９とが接続された状態でストロボ制御部９１はカメラ制御部４１とのデータ通信が可能となる。当該データ通信には、第２のストロボ４が発光可能な最大発光量（ガイドナンバー情報）および最小発光量ｍｉｎＧが含まれる。ストロボ制御部９１は、カメラ制御部４１の制御下で昇圧部９２を制御してＬＥＤ光源８１の発光開始および発光停止を行う。ストロボ制御部９１は、カメラ制御部４１から発光量指示を受けると、当該発光量指示に応じてＬＥＤ光源８１による発光を開始する。そして、ストロボ制御部９１はモニターセンサー８４で検出された光量に基づいてＬＥＤ光源８１を停止制御する。

図８は、図５に示すカメラにおける撮影処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図示のフローチャートに係る処理は、カメラ制御部４１の制御下で行われる。

いま、カメラに備えられた電源スイッチ（図示せず）がオンされると、カメラ制御部４１が動作可能となる。そして、カメラ制御部４１はストロボ制御部６１から充電情報および最小発光情報ｍｉｎＧを含むストロボ情報（フラッシュ情報ともいう）を得る（ステップＳ１０１）。続いて、カメラ制御部４１はレンズ制御部５１から測距および測光に必要なレンズ情報を得る（ステップＳ１０２）。

次に、カメラ制御部４１はＬＶＳＷ５０が操作されているか、つまり、ＬＶＳＷ５０がオンであるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ＬＶＳＷ５０がオフであると（ステップＳ１０３において、ＮＯ）、カメラ制御部４１は焦点検出用センサー２０を制御して電荷蓄積（信号蓄積）を行う。そして、信号蓄積が終了すると、カメラ制御部４１は焦点検出用センサー２０に蓄積された信号（つまり、電荷）を読み出す（ステップＳ１０４）。カメラ制御部４１は信号電荷をＡ／Ｄ変換して焦点検出用データを得て、焦点検出用データに対してシェーディング補正などのデータ補正を行う。

次に、カメラ制御部４１はレンズ情報および焦点検出用データに応じて焦点検出領域毎に焦点検出を行って焦点検出結果を得る（ステップＳ１０５）。そして、カメラ制御部４１は、焦点検出領域Ｓ０〜Ｓ６において合焦させるべき焦点検出領域を決定する。焦点検出領域の決定に当たっては、例えば、カメラ制御部４１はユーザーに指定された焦点検出領域を合焦させるべき焦点検出領域として決定する。なお、カメラ制御部４１は、主被写体領域を合焦させるべき焦点検出領域として決定するようにしてもよい。

カメラ制御部４１は合焦させるべき焦点検出領域における焦点検出結果に応じて合焦状態とするためのレンズ移動量を算出する。そして、カメラ制御部４１は、当該レンズ駆動量をレンズ制御部５１に送る。レンズ制御部５１は、レンズ駆動量に基づいて第２のモータードライバ５２を制御して第２のモーター５３によって焦点調節用レンズを駆動する（ステップＳ１０５）。これによって、交換レンズ２は主被写体に対して合焦状態となる。この際、焦点調節用レンズの駆動によって被写体距離情報が変化するので、レンズ制御部５１はレンズ情報を更新する。

続いて、カメラ制御部４１は交換レンズ２が主被写体に対して合焦状態になった状態において、焦点検出領域Ｓ０〜Ｓ６における焦点検出結果であるデフォーカス量（デフォーカス情報ともいう）を算出する。なお、焦点検出領域（測距領域）に対するデフォーカス量をＤＦ（ｎ）とする。ｎ＝０〜６のいずれかの整数である。

その後、カメラ制御部４１は測光用センサー２６について蓄積制御および信号読み出し制御を行う（ステップＳ１０６）。これによって、測光用センサー２６は所定の時間の電荷蓄積を行って信号電荷を出力する。カメラ制御部４１は当該信号電荷をＡ／Ｄ変換して測光用データとしてＲＡＭに格納する。ここでは、カメラ制御部４１は受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５から信号電荷を読み出してＡ／Ｄ変換を行って輝度情報を得る。そして、カメラ制御部４１はレンズ情報に基づいて輝度情報を補正して、受光部毎に測光用データである被写体輝度情報を得る。

次に、カメラ制御部４１は、ＲＡＭに格納した測光用データに基づいて、後述するようにして、所定の露出演算処理を行うとともに、ストロボ（フラッシュ）を発光するか否を判定する判定処理（フラッシュ発光判定処理）を行う（ステップＳ１０７）。

図９は、図８に示す露出演算およびフラッシュ発光判定処理を説明するためのフローチャートである。

まず、カメラ制御部４１は受光部毎の被写体輝度情報（測光用データ）を、焦点調節の際に合焦させた焦点検出領域に重点をおく重み付け演算を行って、画像全体の輝度を算出する（ステップＳ２０１）。ここでは、この輝度を被写体輝度Ｂｖとする。そして、カメラ制御部４１はストロボ情報（フラッシュ情報）から最小発光量ｍｉｎＧを得る（ステップＳ２０２）。

続いて、カメラ制御部４１は最小発光量ｍｉｎＧと所定の閾値Ｇｔｈとを比較して、ｍｉｎＧ≦Ｇｔｈ（閾値以下）であるか否かを判定する（ステップＳ２０３）。なお、第１のストロボ３では、発光部にキセノン管３４が用いられているので、最小発光量ｍｉｎＧは比較的大きく、最小発光量ｍｉｎＧ＞閾値Ｇｔｈとなる。一方、第２のストロボ４においては、発光部にＬＥＤ光源が用いられているので、最小発光量ｍｉｎＧは比較的小さく、最小発光量≦閾値となる。

最小発光量ｍｉｎＧ＞閾値Ｇｔｈであると（ステップＳ２０３において、ＮＯ）、カメラ制御部４１は、第１のプログラム線図を選択して（選択撮影条件）露出を求めるとともに、フラッシュ発光を決定する（ステップＳ２０４）。

図１０は、第１のプログラム線図（第１の撮影条件）の一例を示す図である。

図１０において、横軸は被写体輝度Ｂｖを示し、縦軸は被写体輝度Ｂｖに応じて決定されるシャッター速度ＴＶ１、絞り値ＡＶ１、および撮影感度ＳＶ１を示す。つまり、図１０においては、被写体輝度Ｂｖとシャッター速度ＴＶ１、絞り値ＡＶ１、および撮影感度ＳＶ１との関係が規定されている。いま、被写体輝度Ｂｖが４の場合には、撮影感度ＳＶ１はＩＳＯ感度１００相当である。また、シャッター速度ＴＶ１が１／６０秒、絞り値ＡＶ１が２．８において適正露出となる。

被写体輝度Ｂｖが４よりも明るい場合に撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ感度１００相当とままとする。この場合、シャッター速度ＴＶ１を１／６０秒から被写体輝度Ｂｖが１段上がる毎に０．５段、絞り値ＡＶ１を２．８から被写体輝度Ｂｖが１段上がる毎に０．５段絞ることによって適正露出となる。これらの条件においてはフラッシュ撮影（ストロボ撮影）を行わずに自然光のみによって撮影を行う。被写体輝度Ｂｖが４未満においては、シャッター速度ＴＶ１は１／６０秒に固定される。

図示のように、被写体輝度Ｂｖが４未満で１以上においては、絞り値ＡＶ１は２．８に固定される。この際には、撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ感度１００相当から８００相当まで適宜変更（上げる）ことによって適正露出とする。この条件下においてもフラッシュ撮影を行わず、自然光のみによって撮影を行う。

被写体輝度Ｂｖが１未満となるとフラッシュ撮影が行われる。被写体輝度Ｂｖが１未満で０以上においては、撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ感度８００相当に固定し、絞り値ＡＶ１を４．０から２．８に変化させる。被写体輝度Ｂｖが０未満の場合には、絞り値ＡＶ１を２．８に固定する。この際、被写体輝度Ｂｖが０未満で−１以上であると撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ８００からＩＳＯ１６００まで変化させる。なお、被写体輝度Ｂｖが−１未満である場合には、撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ１６００相当に固定する。

第１のプログラム線図を用いる場合には、ストロボの最小発光量が高いので、夜景のような暗い背景を明るく写す効果は落ちる。一方、フラッシュ撮影される被写体に関して露出オーバーを避けるため撮影感度ＳＶ１の上限を低く設定する。上述のようにして、撮影感度、シャッター速度、および絞り値を決定するとともに、ストロボ発光の有無を決定すると、カメラ制御部４１は後述するステップＳ１０８の処理に進む。

最小発光量ｍｉｎＧ≦閾値Ｇｔｈであると（ステップＳ２０３において、ＹＥＳ）、カメラ制御部４１は、第２のプログラム線図を用いて露出を求めるとともに、フラッシュ発光を決定する（ステップＳ２０５）。

図１１は、第２のプログラム線図（第２の撮影条件）の一例を示す図である。

図１１において、被写体輝度Ｂｖが４の場合には、撮影感度ＳＶ１はＩＳＯ感度１００相当である。また、シャッター速度ＴＶ１が１／６０秒、絞り値ＡＶ１が２．８において適正露出となる。

被写体輝度Ｂｖが４よりも明るい場合に撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ感度１００相当とままとする。この場合、シャッター速度ＴＶ１を１／６０秒から被写体輝度Ｂｖが１段上がる毎に０．５段、絞り値ＡＶ１を２．８から被写体輝度Ｂｖが１段上がる毎に０．５段絞ることによって適正露出となる。これらの条件においてはフラッシュ撮影（ストロボ撮影）を行わずに自然光のみによって撮影を行う。被写体輝度Ｂｖが４未満においては、シャッター速度ＴＶ１は１／６０秒に固定される。

図示のように、被写体輝度Ｂｖが４未満で１以上においては、絞り値ＡＶ１は２．８に固定される。この際には、撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ感度１００相当から８００相当まで適宜変更（上げる）ことによって適正露出とする。この条件下においてもフラッシュ撮影を行わず、自然光のみによって撮影を行う。

被写体輝度Ｂｖが１未満となるとフラッシュ撮影が行われる。被写体輝度Ｂｖが１未満で０以上においては、撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ感度８００相当に固定し、絞り値ＡＶ１を４．０から２．８に変化させる。被写体輝度Ｂｖが０未満の場合には、絞り値ＡＶ１を２．８に固定する。この際、被写体輝度Ｂｖが０未満で−３以上であると撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ８００からＩＳＯ６４００まで適宜変更させる。なお、被写体輝度Ｂｖが−３未満である場合には、撮影感度ＳＶ１をＩＳＯ６４００相当に固定する。

第２のプログラム線図を用いる場合には、ストロボの最小発光量が低いので、高感度においてフラッシュ撮影を行ったとしても被写体に関して露出オーバーとなる可能性が低い。よって、撮影感度ＳＶ１の上限をＩＳＯ６４００と高く設定する。これによって、夜景のような暗い背景を被写体とともに写すことができる。上述のようにして、撮影感度、シャッター速度、および絞り値を決定するとともに、ストロボ発光の有無を決定すると、カメラ制御部４１は後述するステップＳ１０８の処理に進む。

再び図８を参照して、ステップＳ１０７の処理の後、カメラ制御部４１はレリーズＳＷ４９がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ１０８）。レリーズＳＷ４９がオンとならないと（ステップＳ１０８において、ＮＯ）、カメラ制御部４１はステップＳ１０２の処理に戻る。レリーズＳＷ４９がオンとなると（ステップＳ１０８において、ＹＥＳ）、カメラ制御部４１は後述するステップＳ１１６の処理に進む。

ＬＶＳＷ５０がオンであると（ステップＳ１０３において、ＹＥＳ）、カメラ制御部４１は第１のモータードライバ４７を駆動制御して主ミラー１３および第１の反射ミラー１４を跳ね上げる（ステップＳ１０９）。

続いて、カメラ制御部４１は、シャッター駆動部４２を制御してシャッター１０を開放状態とする（ステップＳ１１０）。これによって、撮像素子１２に交換レンズ２から光学像が入射して撮像素子１２に結像する。そして、カメラ制御部４１は信号処理回路４３によって撮像素子１２の出力を処理して、表示器４５に画像を表示することでライブビューを行う。

次に、カメラ制御部４１は、ライブビュー中の画像の明るさおよび色合いを適正にするため、撮像によって得られた画像データ（つまり、撮像情報）から輝度情報および色情報を得て、撮像素子１２の蓄積時間および色補正を行う。つまり、カメラ制御部４１はＡＥおよびＷＢ制御を行う（ステップＳ１１１）。

続いて、カメラ制御部４１は画像データにおいて顔領域を検出する顔検出処理を行う（ステップＳ１１２）。例えば、特開２００５−１８４５０８号公報に記載されているようにして、カメラ制御部４１は画像データから目および口の特徴エッジを抽出して人物の顔位置を検知する。さらに、カメラ制御部４１は目および口を包含する輪郭を検出して、その重心位置を求めるとともに当該輪郭内の領域の輝度を算出する。その後、カメラ制御部４１は重心位置に基づいて画像における顔位置情報を得るとともに、輪郭に基づいて顔大きさ情報を得る。なお、以降の説明では、顔大きさ情報が示す顔の大きさをＦＳとする。

さらに、ステップＳ１１２においては、カメラ制御部４１は、ピント調整を行うため、レンズ制御部５１にレンズ駆動指令を送る。これによって、レンズ制御部５１は第２のモータードライバ５２を制御して第２のモーター５３によって焦点調節用レンズを駆動する。この際、カメラ制御部４１は画像におけるコントラスト値が最大となる位置で焦点調節用レンズを停止するようにレンズ制御部５１を制御する。これによって、交換レンズ２は被写体に対して合焦状態となる（ＡＦ制御）。

なお、焦点調節用レンズを駆動することによって、距離検出部（距離エンコーダー）５６の出力が変化するので、レンズ制御部５１はレンズ情報を更新する。また、顔領域におけるコントラスト値が最大となるようにピント調整を行う所謂顔検知ＡＦが行われる。

次に、カメラ制御部４１は本撮影のための露出演算およびフラッシュの発光判定を行う（ステップＳ１１３）。なお、ステップＳ１１３の処理はステップＳ１０７の処理と同様の処理である。

続いて、カメラ制御部４１はレリーズＳＷ４９がオンとなったか否かを判定する（ステップＳ１１４）。レリーズＳＷ４９がオンとならないと（ステップＳ１１４において、ＮＯ）、カメラ制御部４１はステップＳ１１１の処理に戻る。レリーズＳＷ４９がオンとなると（ステップＳ１１４において、ＹＥＳ）、カメラ制御部４１はシャッター駆動部４２を制御してシャッター１０を閉じてＬＶを終了する。そして、カメラ制御部４１は第１のモータードライバ４７を制御して第１のモーター４８によって主ミラー１３および第１の反射ミラー１４をダウンさせるとともにメカニカルシャッター１０をチャージする（ステップＳ１１５）。

次に、カメラ制御部４１は、ステップＳ１０７又はＳ１１３においてストロボ（フラッシュ）を発光させると決定されたか否かを判定する（ステップＳ１１６）。ストロボを発光すると決定されている場合（ステップＳ１１６において、ＹＥＳ）、カメラ制御部４１はプリ発光直前における測光を行うとともに、プリ発光による測光を行う（ステップＳ１１７）。

ステップＳ１１７の処理では、カメラ制御部４１は受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号電荷を読み出してＡ／Ｄ変換を行って、予備発光直前の輝度情報を予備発光前輝度情報Ｐ（ｉ）として得る。なお、ｉ＝１〜３５のいずれかの整数である。

続いて、カメラ制御部４１はフラッシュ制御部６１によってストロボを予備発光させる。そして、フラッシュ制御部６１は発光モニター部の出力に基づいて発光部３４が予め定められた予備発光量で発光するように発光部３４の発光を制御する。カメラ制御部４１は受光部ＰＤ１〜ＰＤ３５の信号電荷を読み出してＡ／Ｄ変換を行って予備発光の際の輝度情報を予備発光時輝度情報Ｈ（ｉ）として得る。

次に、カメラ制御部４１は撮影の際のストロボの本発光量（本発光ゲイン）を求める（ステップＳ１１８）。なお、予備発光前輝度情報Ｐ（ｉ）および予備発光時輝度情報Ｈ（ｉ）に基づいて、本発光量を求める際の手法については、例えば、特開２００５−２７５２６５号公報に記載されているので、ここでは説明を省略する。

続いて、カメラ制御部４１は第１のモータードライバ４７を制御して、第１のモーター４８によって主ミラー１３および第１の反射ミラー１４を跳ね上げる。そして、カメラ制御部４１はステップＳ１０７又はＳ１１３で求めた絞り値をレンズ制御部５１に送る。レンズ制御部５１は当該絞り値に基づいて第３のモータードライバ５４を制御して第３のモーター５５によって絞り３１を駆動する（ステップＳ１１９）。これによって、交換レンズ２は絞り込み状態となる。

次に、カメラ制御部４１はシャッター駆動部４２を制御してシャッター１０を開放状態とする。これによって、撮像素子１２には交換レンズ２を介して光学像が結像する。そして、カメラ制御部４１は、前述のステップＳ１０７又はＳ１１３で求めたシャッター速度（つまり、シャッター開放時間）に応じた蓄積時間と撮像感度に応じた読み出しゲインとに基づいて信号処理回路４３を制御する（ステップＳ１２０）。これによって、撮像素子１２において信号蓄積が行われる。つまり、撮像が行われる。

この際、ストロボ撮影を行う場合には、カメラ制御部４１は撮像のタイミングに同期してストロボ制御部６１にストロボ発光指示を送る。これによって、ストロボ制御部６１は、ストロボ発光指示に基づいて発光モニター部３７の出力に監視しつつ発光部３４を本発光量で発光させる。これによって、ストロボ発光を伴う撮像が行われる。

撮像が終了すると、カメラ制御部４１はシャッター駆動部４２を制御してシャッター１０を遮光状態とする。これによって、撮像素子１２が遮光される。その後、カメラ制御部４１はレンズ制御部５１に絞り３１の開放を指示する。そして、レンズ制御部５１は第３のモータードライバ５４を制御して第３のモーター５５によって絞り３１を駆動する（ステップＳ１２１）。これによって、交換レンズ２は絞り開放状態となる。さらに、ステップＳ１２１において、カメラ制御部４１は第１のモータードライバ４７を制御して、第１のモーター４８によって主ミラー１３および第１の反射ミラー１４をダウンさせる。

続いて、カメラ制御部４１は信号処理回路４３によって撮像素子１２の出力である画像信号をＡ／Ｄ変換した後、所定の補正処理および補間処理を行う（ステップＳ１２２）。さらに、カメラ制御部４１は信号処理回路４３によってホワイトバランス処理を行う（ステップＳ１２３）。ステップＳ１２３の処理では、信号処理回路４３は、カメラ制御部４１の制御下で取得した画像データ全体（１画面）を複数の領域に分割して、当該領域毎の色差信号に基づいて被写体の白色領域を抽出する。そして、信号処理回路４３は白色領域に基づいて画像データ全体の赤チャンネルおよび青チャンネルのゲイン補正を行ってホワイトバランスを調整する。

次に、カメラ制御部４１は、ホワイトバランス処理後の画像データを記録ファイルフォーマットに圧縮変換した後、記憶部４６に記憶する。そして、カメラ制御部４１は撮影処理を終了する。

このように、本発明の第１の実施形態では、カメラ本体に装着されたストロボの最小発光量に応じて撮影感度の上限値が異なるプログラム線図を切り替える。これによって、最小発光量が大きいストロボにおいてはストロボ撮影の際に被写体に関する露出オーバーが生じる頻度を下げることができる。一方、最小発光量が小さいストロボにおいてはストロボ撮影の際に被写体に関する露出オーバーを避けるとともに背景をより明るく撮影することができる。

なお、第１の実施形態で説明した第１および第２のプログラム線図の切替えは一例であり、３つ以上のプログラム線図を用いてこれらストロボに応じてこれらプログラム線図を選択的に用いるようにしてもよい。さらには、被写体の輝度に応じたシャッター速度、絞り値、および撮影感度の設定、そして、ストロボ撮影を行うか否かの決定についても一例である。また、ストロボなどの補助撮影用光源の最小発光量は主に当該発光源の種類によって異なる。よって、最小発光量を示す情報の代わりに発光源の種類を示す情報を用いるようにしてもよい。例えば、前述したステップＳ２０２とＳ２０３の処理において、カメラ制御部４１が発光源の種類を示す情報に基づき、該発光源の種類に応じて第１のプログラム線図を選択するか、第２のプログラム線図を選択するかを切替えるような構成であってもよい。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態によるカメラの一例について説明する。なお、第２の実施形態によるカメラの構成は、第１の実施形態で説明したカメラと同様である。また、第２の実施形態によるカメラにおける撮影処理は図８で説明した撮影処理と同様であるが、露出演算およびフラッシュ発光決定処理が異なる。

前述の第１の実施形態においては、カメラ本体装着されたストロボの最小発光量に基づいてプログラム線図を切り替えるようにした。ところが、ストロボ撮影によって被写体が露出オーバーになる可能性が高くなるのは被写体がカメラから近距離に位置する場合である。よって、第２の実施形態ではストロボの最小発光量および被写体の位置に応じてプログラム線図を切り替える。

図１２は、本発明の第２の実施形態によるカメラで行われる露出演算およびフラッシュ発光判定処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図示のステップＳ３０１〜Ｓ３０３、Ｓ３０６、およびＳ３０７の処理は、図９に示すステップＳ２０１〜Ｓ２０５の処理と同様である。

ステップＳ３０３の処理において、最小発光量ｍｉｎＧ＞閾値Ｇｔｈであると（ステップＳ２０３において、ＮＯ）、カメラ制御部４１は、レンズ制御部から距離情報および焦点距離情報を得るとともに、顔大きさ情報ＦＳを得る（ステップＳ３０４）。なお、距離情報として距離検出部５６の出力が用いられ、焦点距離情報としてズーム検出部５７の出力が用いられる。

続いて、カメラ制御部４１は距離情報、焦点距離情報、および顔大きさ情報ＦＳの少なくとも１つを用いて近距離撮影であるか否かを判定する（ステップＳ３０５）。ここでは、距離情報が示す被写体距離が所定の距離以下であると、カメラ制御部４１は近距離撮影であると判定する。また、距離情報がない場合には、カメラ制御部４１は顔大きさ情報ＦＳおよび焦点距離情報に基づいて被写体距離を推定する。そして、当該被写体距離が所定の距離以下であると、カメラ制御部４１は近距離撮影であると判定する。

なお、本実施形態では、上述した所定の距離を３ｍとするが、これに限定されるものではなく、その他の距離を設定するような構成であってもよい。

近距離撮影であると判定すると（ステップＳ３０５において、ＹＥＳ）、カメラ制御部４１はステップＳ３０６の処理に進む。一方、近距離撮影でないと判定すると（ステップＳ３０５において、ＮＯ）、カメラ制御部４１はステップＳ３０７の処理に進む。

第２の実施形態では、ｍｉｎＧ＞Ｇｔｈであり、かつ近距離撮影の場合に第１のプログラム線図を用いる。つまり、ｍｉｎＧ＞Ｇｔｈであり、かつ近距離撮影の場合には、撮影感度を高くすると被写体が露出オーバーとなる。このような事態を防止するため、撮影感度ＳＶ１の上限値が低く設定された第１のプログラム線図を用いて撮影感度、シャッター速度、絞り値、およびフラッシュ発光の有無を決定する。

一方、ｍｉｎＧ≦Ｇｔｈであるか又は近距離撮影でない場合には第２のプログラム線図を用いる。つまり、ｍｉｎＧ≦Ｇｔｈであるか又は近距離撮影でない場合には、撮影感度を高くても被写体が露出オーバーになる可能性が低い。このため。撮影感度ＳＶ１の上限値が高く設定された第２のプログラム線図を用いてシャッター速度、絞り値、およびフラッシュ発光の有無を決定する。

上述の説明から明らかなように、図６に示す例では、カメラ制御部４１が選択手段および制御手段として機能する。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態では、カメラ本体１と交換レンズ２とがそれぞれ別々に設けられている構成であったが、それぞれが一体的に設けられている構成であってもよい。また、ストロボ３およびストロボ４の一方又は両方が、カメラ本体１に内蔵されているような構成であってもよい。上述したような構成を採用した場合、交換レンズ２およびストロボ３、ストロボ４の制御はカメラ制御部４１が実行する構成であればよい。

また、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を撮像装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、当該制御プログラムを撮像装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

１ カメラ本体
２ 交換レンズ
３，４ ストロボ（フラッシュ）
１２ 撮像素子
２０ 焦点検出用センサー
２６ 測光用センサー
４１ カメラ制御部
４３ 信号処理回路
６１，９１ ストロボ制御部

Claims (6)

1. 複数の発光装置を選択的に発光させて被写体を撮影する発光撮影が可能な撮像装置であって、
   前記複数の発光装置のうち、前記撮像装置が用いる発光装置における最小発光量に応じて、前記被写体を撮影する際の複数の撮影条件から一つを選択撮影条件として選択する選択手段と、
   前記選択撮影条件と前記被写体の輝度とに基づいて被写体を撮像する際の露出を算出するとともに、前記発光撮影を行うか否かを決定して、前記被写体を撮影する制御手段と、
   を有し、
   前記選択手段は、前記複数の発光装置のうち、第１の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合よりも、最小発光量が第１の発光装置よりも小さい第２の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合の方が、撮影感度の上限が高い前記選択撮影条件を選択することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮影条件は、前記被写体の輝度とシャッター速度、絞り値、および撮影感度との関係が規定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記選択手段は、前記複数の発光装置のうち、第１の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合において、前記撮像装置と前記被写体との距離が予め定められた距離以下である場合の方が、前記撮像装置と前記被写体との距離が予め定められた距離よりも大きい場合よりも、撮影感度の上限が低い前記選択撮影条件を選択することを特徴する請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記複数の発光装置のうちの何れかは前記撮像装置に着脱可能であり、当該発光装置が前記撮像装置に装着された状態で、当該発光装置から前記撮像装置に前記最小発光量に関する情報が送られることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 複数の発光装置を選択的に発光させて被写体を撮影する発光撮影が可能な撮像装置の制御方法であって、
   前記複数の発光装置のうち、前記撮像装置が用いる発光装置における最小発光量に応じて、前記被写体を撮影する際の複数の撮影条件から一つを選択撮影条件として選択する選択ステップと、
   前記選択撮影条件と前記被写体の輝度とに基づいて被写体を撮像する際の露出を算出するとともに、前記発光撮影を行うか否かを決定して、前記被写体を撮影する制御ステップと、
   を有し、
   前記選択ステップでは、前記複数の発光装置のうち、第１の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合よりも、最小発光量が第１の発光装置よりも小さい第２の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合の方が、撮影感度の上限が高い前記選択撮影条件を選択することを特徴とする制御方法。
6. 複数の発光装置を選択的に発光させて被写体を撮影する発光撮影が可能な撮像装置で用いられる制御プログラムであって、
   前記撮像装置が備えるコンピュータに、
   前記複数の発光装置のうち、前記撮像装置が用いる発光装置における最小発光量に応じて、前記被写体を撮影する際の複数の撮影条件から一つを選択撮影条件として選択する選択ステップと、
   前記選択撮影条件と前記被写体の輝度とに基づいて被写体を撮像する際の露出を算出するとともに、前記発光撮影を行うか否かを決定して、前記被写体を撮影する制御ステップと、
   を実行させ、
   前記選択ステップでは、前記複数の発光装置のうち、第１の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合よりも、最小発光量が第１の発光装置よりも小さい第２の発光装置を用いて前記発光撮影を行う場合の方が、撮影感度の上限が高い前記選択撮影条件を選択することを特徴とする制御プログラム。

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