JP2008079136A - 撮像装置及びその制御方法、プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体との距離や反射率の違いなどの様々な条件に対して適正なストロボ撮影を可能とする技術の実現。
【解決手段】被写体の光学像を電気信号に変換して画像を撮像する撮像装置は、１ライン毎に時間をずらしながら電荷の蓄積と読み出しとを順次行う撮像素子と、撮影時に被写体に光を照射する閃光装置と、前記撮像素子による電荷の蓄積開始時に、前記閃光装置による予備発光を開始すると共に前記電荷の読み出しが終了するまで予備発光レベルを変化させながら前記閃光装置を繰り返し発光させる発光制御手段と、前記予備発光により得られた画像に基づいて前記閃光装置による本発光レベルを算出する算出手段と、算出された前記本発光レベルで前記閃光装置を発光させて画像を撮像する撮影制御手段と、を有する。
【選択図】図８

Description

本発明は、撮像装置におけるストロボ撮影技術に関するものである。

従来、ＣＣＤ（電荷結合素子）を用いた撮像装置において、ストロボ撮影をする際に、撮影に先立ち、ストロボを予備（プリ）発光させて、その際の画像から、本（メイン）発光量を求めて撮影することが広く行われている。

図１１は、従来例の撮像素子の構成としてインターライン型ＣＣＤを例示している。

図１１において、５０１は光電変換のためのフォトダイオード（ＰＤ）である。５０２はフォトダイオード５０１の電荷を転送する垂直転送路である。５０３は垂直転送路５０２から転送された１ライン毎の電荷を転送する水平転送路である。５０４は水平転送路５０３から転送された１画素毎の電荷を電圧信号とする出力アンプである。

また、図示の撮像素子は２つ領域５０５，５０６から構成される。一方の領域５０５は結像される光学象を電荷信号に変換するための撮像有効領域である。他方の領域５０６は領域５０５と同じ構成であるが、アルミ層などで遮光され、黒レベルを得るための遮光領域（ＯＢ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｂｌａｃｋ））である。

図示のＣＣＤは、フォトダイオード５０１にて光電変換された電荷を一括して垂直転送路５０２に移動することで、電気的に蓄積時間を制御して、露光量を電気的に制御する、所謂一括電子シャッターと呼ばれる機能を持つことが可能である。

図１２は、ＣＣＤにおけるストロボ撮影処理を示すタイミングチャートである。

図１２において、（Ａ）はストロボの発光波形、（Ｂ）はフォトダイオード５０１の蓄積状態、（Ｃ）はフォトダイオード５０１の電荷を垂直転送路５０２への転送信号である。（Ｄ）は垂直転送路５０２の電荷を水平転送路５０３へ転送する信号であり、各列の１画素分を全列一括して水平転送路５０３に転送する。（Ｅ）は水平転送路５０３の電荷を出力アンプ５０４に１画素ずつ転送する水平転送信号であり、この信号に同期して、出力アンプ５０４の出力電圧をＡ／Ｄ変換して不図示の画像メモリに書き込むことにより、デジタル画像データが得られる。

次に、図１２を用いてストロボ発光のシーケンスについて説明する。

図１２において、ｔ０にてフォトダイオード５０１の蓄積を開始（Ｂ）すると共に、ストロボを所定光量でプリ発光を行う（Ａ）。次に、ｔ１にてフォトダイオード５０１の蓄積を終了する（Ｂ）と共に、フォトダイオード５０１の電荷を垂直転送ライン５０２に転送する（Ｃ）。次に、垂直転送ライン５０２に転送された画像信号である電荷１行分を水平転送路５０３に転送する（Ｄ）。その後、水平転送ライン５０３に転送された１行分の電荷を出力アンプ５０４に転送する（Ｅ）。１行分の転送が終わると、ｔ３にて同様に垂直転送路５０２の次の行を水平転送路５０３に移動し水平転送を行う。この動作を全行について行う。

全ての画像信号の転送が終わると、前述のように、画像メモリに転送された画像の輝度から、ストロボのメイン発光量を演算する。そして、ｔ５にてフォトダイオード５０１の蓄積を開始すると共に、演算された所定光量でストロボの発光を行い、所定光量の発光後にストロボ発光を停止する。次に、ｔ６にてフォトダイオード５０１の蓄積を終了し、本撮影画像を読み出し、以降プリ発光時と同様にして本撮影画像を読み出す。

昨今、ＣＣＤに代わる撮像素子として、ＣＭＯＳセンサーが注目されている。その最大の特徴は回路がＭＯＳトランジスタで構成されているので、消費電力が非常に小さく、またＣＣＤのように電荷の転送のために負電圧を含めた複数の電源が不要なことである。

また、光電変換を行うフォトダイオードは暗電流と呼ばれる、周囲温度により光が当たっていなくても電流が発生し、その量は温度８℃の増加で２倍に増えてしまう。従って、消費電力が小さいことは発熱が少ないことであり、特に露出時間が長い場合にはＣＭＯＳセンサーは画像ノイズがＣＣＤと比べて非常に少ないことが特徴である。

図１３は、ＣＭＯＳセンサーの回路構成を例示している。

図１３において、６０１はフォトダイオード（以下、ＰＤ部）で、光を電荷に変換し、露光量に応じて光電変換された電荷を蓄積する。６０２はフローティングディフュージョン（以下、ＦＤ部）である。６０３は転送ゲート（以下、ＴＸ部）で、蓄積終了と共に信号読み出しのために次段のＦＤ部６０２に電荷を転送する。６０４はリセットゲート（以下、ＲＳ部）で、ＦＤ部６０２やＰＤ部６０１をリセットする。６０５はフローティングディフュージョンアンプ（以下、ＦＤアンプ）で、ＰＤ部６０１で光電変換された電荷を電圧に変換する。６０６は選択ゲート（以下、ＳＥＬ部）で、ＦＤ部６０２からの信号を読み出す際の選択スイッチである。

上述した各構成６０１〜６０６で１つの画素を形成しており、この回路を画素数分だけ持っている。

次に、図１３を用いてＣＭＯＳセンサーによる電荷蓄積及び電荷読み出し動作について説明する。

図１３において、先ず電荷蓄積開始前にＴＸ部６０３とＲＳ部６０４をＯＮすることにより、ＰＤ部６０１とＦＤ部６０２を一旦リセットする。

次に、ＴＸ部６０３とＲＳ部６０４をＯＦＦにすると蓄積が開始される。このときのＦＤ部６０２の電荷はゼロになっており、ＳＥＬ部６０６をＯＮにして、このゼロ電荷を垂直出力線６２５に読み出し、ＳＮ回路に列数だけ存在する回路モジュールのコンデンサ６０８にリセットレベルとして記憶する。

次に、所定の露光時間が経過したら、ＴＸ部６０３をＯＮにし、ＰＤ部６０１に蓄積されている電荷をＴＸ部６０３を通してＦＤ部６０２に転送する。更にＳＥＬ部６０６をＯＮにして、蓄積電荷に対応した出力電圧を垂直出力線６２５に読み出し、スイッチ６１０，６１１を介してコンデンサ６０８，６０９に出力電圧を記憶する。これでコンデンサ６０８，６０９には各々の信号レベルとリセットレベルが記憶され、読み出しスイッチ６１５，６１６をＯＮにして差動アンプ６２３に入力し、ノイズレベルを削除した蓄積信号を得る。

次に、ＣＭＯＳセンサーからなる撮像素子の電荷の読み出し動作について説明する。

図１４は、従来のＣＭＯＳセンサーによる電荷読み出しとストロボ発光とのタイミングを説明する図である。

図１４において、ＡはＣＭＯＳセンサーからなる撮像素子、Ｂはストロボ発光波形、Ｃは撮像素子Ａのリセット解除（電荷蓄積）タイミングであり、リセットを解除すると同時に被写体光の電荷の蓄積を開始する。また、Ｄは蓄積終了タイミングであり、ＣからＤまでの期間が電荷蓄積時間に相当する。時差順次読み出しの場合は、時刻ｔ０で撮像素子Ａの上から順に１ライン毎に時間をずらしながら蓄積し、時刻ｔ２で上のラインからＥの期間で、順次電荷（画素データ）を読み出していく。このずらす時間とは、撮像素子Ａの１ラインの読み出し時間ＴＨに相当する。

図１４に示すようにストロボ発光Ｂと同期させるためには、期間ｔ１〜ｔ２のように必ず全ラインが同時に露光している時間を取る必要があり、この期間にＢに示すようにストロボが同調して発光し、ストロボで照射された被写体像を撮像することができる。そして、この撮像画像を用いて前述のＣＣＤによるストロボ撮影と同様に、ストロボ反射光から露出の過不足を演算し、本撮影時のストロボ発光量を演算し、ストロボ撮影を行う。
特開２００４−３６３６６６号公報

ＣＣＤやＣＭＯＳセンサーなどの撮像素子によって、図１２乃至図１４で述べたプリ発光による被写体反射光から被写体輝度を求めてメイン発光量を決定する場合、被写体との距離や反射率によっては撮像素子のダイナミックレンジをオーバーしてしまう。これでは、正しく被写体輝度を測定できなくなり、適切な光量でストロボ撮影を行うことができない。

例えば、ストロボ発光としてガイドナンバー８（ＧＶ４）相当でプリ発光を行った場合に、レンズの絞り値が４．０（ＡＶ４）の場合は、距離２ｍの被写体に対して適性光量となる。一方、撮像素子のリニアリティーは適正光量を中心にして幅で６段程度なので、適正光量となる２ｍを中心にして０．７ｍ〜５．６ｍ以外は撮像素子のダイナミックレンジを超えてしまう。

また、ストロボの到達距離は反射率２３％を基準で規定されているので、例えば反射率が９０％の白い服の場合は、反射率２３％に対してｌｏｇ２（９０／２３）＝１．９７［ＥＶ］反射光輝度が高い。このため、被写体距離１．４ｍで以内ではダイナミックレンジをオーバーしてしまう。

一方、被写体が反射率５％程度の黒い服の場合は、ｌｏｇ２（５／２３）＝−２．３［ＥＶ］反射光輝度が低いので、被写体距離３．５ｍ以遠では撮像素子のダイナミックレンジを超えてしまう。

このような不都合を回避するために、プリ発光時の光度又は光量を変えて複数回のプリ発光を行うと、被写体輝度測光のためのダイナミックレンジを広げることはできる。ところが、プリ発光の回数だけ発光と撮像の時間が必要となるので、レリーズタイムラグが延びてしまう。また、複数回のプリ発光を行うので、その分余分のエネルギーを消費する。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、プリ発光により求めた被写体輝度からメイン発光量を決定してストロボ撮影を行う際に、被写体との距離や反射率の違いなどの様々な条件に対して適正なストロボ撮影を可能とする技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、被写体の光学像を電気信号に変換して画像を撮像する撮像装置であって、１ライン毎に時間をずらしながら電荷の蓄積と読み出しとを順次行う撮像素子と、撮影時に被写体に光を照射する閃光装置と、前記撮像素子による電荷の蓄積開始時に、前記閃光装置による予備発光を開始すると共に前記電荷の読み出しが終了するまで予備発光レベルを変化させながら前記閃光装置を繰り返し発光させる発光制御手段と、前記予備発光により得られた画像に基づいて前記閃光装置による本発光レベルを算出する算出手段と、算出された前記本発光レベルで前記閃光装置を発光させて画像を撮像する撮影制御手段と、を有する。

また、本発明は、１ライン毎に時間をずらしながら電荷の蓄積と読み出しとを順次行う撮像素子と、撮影時に被写体に光を照射する閃光装置と、を有し、被写体の光学像を電気信号に変換して画像を撮像する撮像装置の制御方法であって、前記撮像素子による電荷の蓄積開始時に、前記閃光装置による予備発光を開始すると共に前記電荷の読み出しが終了するまで予備発光レベルを変化させながら前記閃光装置を繰り返し発光させる予備発光ステップと、前記予備発光により得られた画像に基づいて前記閃光装置による本発光レベルを算出する算出ステップと、算出された前記本発光レベルで前記閃光装置を発光させて画像を撮像する撮影ステップと、を有する。

本発明によれば、プリ発光により求めた被写体輝度からメイン発光量を決定してストロボ撮影を行う際に、被写体との距離や反射率の違いなどの様々な条件に対して適正なストロボ撮影が可能となる。

以下に、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。

［カメラの全体構成（図１）］
図１は、本発明に係る実施形態の撮像装置のブロック図である。

図１において、本実施形態の撮像装置は、例えばデジタルスチルカメラであり、１００はカメラ本体である。

１は主ミラーであり、ファインダー観察状態では撮影光路内に斜設され、撮影状態では撮影光路外に退避する。また、主ミラー１はハーフミラーを構成し、撮影光路内に斜設された状態では、後述する焦点検出ユニット８へ被写体からの光線の約半分を透過させる。２はピント板であり、後述するフォーカシングレンズ２０１で結像された被写体像が投影される。

３はサブミラーであり、主ミラー１と共に、ファインダー観察状態では撮影光路内に斜設され、撮影状態では撮影光路外に退避する。サブミラー３は、斜設された主ミラー１を透過した光線を下方に折り曲げて焦点検出ユニット８に導く。

４はファインダー光路変更用のペンタプリズム、５はアイピースである。撮影者はアイピース５の窓からファインダー観察画面を介してピント板２を観察することで、被写体を観察することができる。この状態を光学ファインダーモード（ＯＶＦモード）と呼ぶ。

６と７はファインダー観察画面内の被写体輝度を測定するための結像レンズと測光センサーであり、測光センサー７は内部に公知の対数圧縮回路を持っているので、その出力は対数圧縮されたものとなる。８は公知の位相差方式の焦点検出ユニットである。

９はフォーカルプレンシャッター（以下、シャッター）である。１４はＣＭＯＳセンサーからなる撮像素子であり、前述の図１３と同様の構成を持つ。

１６は撮像素子１４のアナログ信号出力をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。

１８は撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器２６にクロック信号や制御信号を供給するタイミング発生回路であり、メモリ制御回路２２及びシステムコントローラ５０により制御される。

２０は画像処理回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６からのデータ或いはメモリ制御回路２２からのデータに対して所定の画素補間処理や色変換処理を行う。

画像処理回路２０は、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

２２はメモリ制御回路であり、Ａ／Ｄ変換器１６、タイミング発生回路１８、画像処理回路２０、画像表示メモリ２４、Ｄ／Ａ変換器２６、メモリ３０、圧縮・伸長回路３２を制御する。

Ａ／Ｄ変換器１６のデータが画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６のデータが直接メモリ制御回路２２を介して、画像表示メモリ２４或いはメモリ３０に書き込まれる。

２４は画像表示メモリ、２６はＤ／Ａ変換器、２８はTFT LCD等から成る画像表示部であり、画像表示メモリ２４に書き込まれた表示用画像データはＤ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８に出力され表示される。

上記主ミラー１及びサブミラー３がアップし、シャッター９が開いた状態で、撮像した画像データを画像表示部２８に逐次表示させると、電子ファインダー機能を実現する。この状態を上記光学ファインダーモードに対して電子ファインダーモード（ＥＶＦモード）と呼ぶ。

３０は撮影した画像データを格納するためのメモリであり、所定枚数の静止画像や所定時間の動画像を格納するのに十分な記憶量を備えている。また、メモリ３０はシステムコントローラ５０の作業領域としても使用することが可能である。

３２は適応離散コサイン変換（ＡＤＣＴ）等により画像データを圧縮伸長する圧縮・伸長回路であり、メモリ３０に格納された画像データを読み込んで圧縮処理或いは伸長処理を行い、処理後のデータをメモリ３０に書き込む。

４０はシャッター９を制御するシャッター制御部であり、４１は主ミラー１をアップ又はダウンさせるためのモータと駆動回路からなるミラー制御部である。

５０はカメラ本体１００全体を制御するシステムコントローラ、５２はシステムコントローラ５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶するメモリである。

５４はシステムコントローラ５０でのプログラムの実行に応じて、文字、画像、音声等を用いて動作状態やメッセージ等を表示する液晶表示装置、スピーカー等の表示部である。表示部５４は、カメラ本体１００の操作部近辺の視認し易い位置に単数或いは複数個所設置され、例えばＬＣＤやＬＥＤ、発音素子等の組み合わせにより構成されている。また、表示部５４は、その一部の機能をＯＶＦモードでファインダー画面に表示する。

表示部５４の表示内容のうち、ＬＣＤ等に表示するものとしては、シングルショット／連写撮影表示、セルフタイマー表示、圧縮率表示、記録画素数表示、記録枚数表示、残撮影可能枚数表示等がある。それ以外に、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、ストロボ表示、赤目緩和表示、マクロ撮影表示、ブザー設定表示、時計用電池残量表示、電池残量表示、エラー表示、複数桁の数字による情報表示等がある。更に、記録媒体１２０の着脱状態表示、通信Ｉ／Ｆ動作表示、日付・時刻表示等がある。

また、表示部５４の表示内容のうち、ＯＶＦモードのファインダー画面に表示するものとしては、合焦表示、手振れ警告表示、ストロボ充電表示、シャッタースピード表示、絞り値表示、露出補正表示、等がある。

５６は電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。

６０、６２、６４、６６、６８及び７０は、システムコントローラ５０の各種の動作指示を入力するための操作部であり、スイッチやダイアル、タッチパネル、視線検知によるポインティング、音声認識装置等の単数或いは複数の組み合わせで構成される。

ここで、これらの操作部について具体的に説明する。

６０はモードダイアルスイッチで、電源ＯＦＦ、撮影モード（静止画撮影モード、動画撮影モード）、再生モード、消去モード、ＰＣ接続モード等の各機能モードを切り替え設定することができる。

６２はシャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッターボタンの操作途中でＯＮとなり、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理等の動作開始を指示する。

６４はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッターボタンの操作完了でＯＮとなり、撮像素子１４から読み出した信号をＡ／Ｄ変換部１６、メモリ制御部２２を介してメモリ３０に画像データを書き込む露光処理の動作開始を指示する。また、画像処理回路２０やメモリ制御回路２２での演算を用いた現像処理の動作開始を指示する。更に、メモリ３０から画像データを読み出し、圧縮・伸長回路３２で圧縮を行い、記録媒体１２０に画像データを書き込む記録処理の動作開始を指示する。

６６はファインダーモード設定スイッチで、撮影時に前述のＯＶＦモードとＥＶＦモードを選択できる。ＥＶＦモードを設定した場合は、前述の主ミラー１及びサブミラー３が撮影光路から退避し、シャッター９が開かれ、撮像素子１４で撮像された画像が常時画像表示部２８に表示される。

６８はクイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチで、撮影直後に撮影した画像データを自動再生するクイックレビュー機能を設定することができる。なお、本実施形態では特に、画像表示部２８をＯＦＦとした場合におけるクイックレビュー機能の設定を行う機能を備えるものとする。

７０は各種ボタンやタッチパネル等からなり、メニューボタン、セットボタン、マクロボタン、マルチ画面再生改ページボタン、単写／連写／セルフタイマー切り替えボタン等がある。それ以外にも、メニュー移動＋（プラス）ボタン、メニュー移動−（マイナス）ボタン、再生画像移動＋（プラス）ボタン、再生画像移動−（マイナス）ボタン、撮影画質選択ボタン、露出補正ボタン、日付／時間設定ボタン等がある。

８０は電源制御部で、電源検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成されている。電源制御部８０は、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行い、検出結果及びシステムコントローラ５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体を含む各部へ供給する。

８２，８４はコネクタ、８６はアルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプター等からなる電源部である。

９０はメモリカードやハードディスク等の記録媒体とのインターフェースである。９２はメモリカードやハードディスク等の記録媒体と接続を行うコネクタである。９８はコネクタ９２に記録媒体１２０が装着されているか否かを検知する記録媒体着脱検知部である。

インターフェース及びコネクタとしては、PCMCIAカードやCF（コンパクトフラッシュ（登録商標））カード等の規格に準拠したものを用いて構成している。

７２は通信部で、RS232CやUSB、IEEE1394、無線通信、等の各種通信機能を有する。

７３は通信部７２によりカメラ本体１００を他の機器と接続するコネクタ或いは無線通信の場合はアンテナである。

１２０はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体１２０は、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される記録部１２２、カメラ本体１００とのインターフェース１２４、カメラ本体１００とコネクタ９２を介して接続するコネクタ１２６を備えている。

３９９は後述するレンズ装置２００とカメラ側のシステムコントローラ５０との通信を行う通信線であり、４９９は後述するストロボ装置４００とカメラ側のシステムコントローラ５０との通信を行う通信線である。

次に、レンズ装置２００について説明する。

２０１は被写体像を撮像素子１４に結像し、フォーカス調整を行うためのフォーカシングレンズである。２０２はフォーカシングレンズ２０１を光軸方向に駆動して、ピントを合わせるためのフォーカス駆動アクチュエータである。２１１はレンズ制御マイコン２０６からの指令に基づき、フォーカス駆動アクチュエータ２０２を制御するフォーカス制御回路である。

２０３はフォーカシングレンズ２０１の位置から被写体距離を検出するためのエンコーダからなる距離検出部である。２０４は撮影時の光量を調整するための絞りである。２５０は絞り駆動アクチュエータである。２０５はレンズ制御マイコン２０６からの指令に基づき、絞り駆動アクチュエータ２５０を制御する絞り制御回路である。

２０７は変倍のための焦点距離調整を行うためのズーミングレンズである。２０８はズーミングレンズ２０７を光軸方向に駆動して、電気的に焦点距離調節を行うためのズーム駆動アクチュエータである。２１２はズーム駆動アクチュエータ２０７を制御するズーム制御回路である。

２０６は前述のフォーカス駆動や絞り駆動などを制御すると共に、カメラ側のシステムコントローラ５０と通信を制御するレンズ制御マイコンである。また、レンズ装置２００はレンズマウント２０９を介して、カメラ本体１００に対して着脱可能に装着され、シリアル通信線と電源からなるコネクタ２１０によりカメラ本体１００に対して電気的に接続さる。

４００はストロボ装置であり、カメラ本体１００にホットシュー４１０と接点群４１１にて接続される。

［ストロボ装置の内部構成（図２）］
次に、図２を用いてストロボ装置４００の内部構成について説明する。

図２において、４０１は電源電池である。４０２はＤＣ／ＤＣコンバータ（充電回路）であり、電池電圧を数１００Ｖに昇圧する。

４０３は発光エネルギーを蓄積するメインコンデンサである。４０４，４０５は抵抗であり、メインコンデンサ４０３の電圧を所定比に分圧する。

４０６は発光電流を制限するためのコイル、４０７は発光停止時に発生する逆起電圧を吸収するためのダイオード、４１２はＸｅ(キセノン)管である。４１３はトリガ発生回路、４１４はＩＧＢＴなどの発光制御回路である。

４３０はデータセレクタであり、Ｙ０，Ｙ１の２つの入力の組み合わせにより、Ｄ０，Ｄ１，Ｄ２を選択してＹに出力する。４３１はフラット発光の発光レベル制御用のコンパレータ、４３２は閃光発光時の発光量制御用のコンパレータである。

４３５はフラット発光制御用のフォトダイオードからなる受光センサーであり、Ｘｅ管４１２の光出力をモニタする。４３４はフォトダイオード４３５に流れる微少電流を増幅し、光電流を電圧に変換する測光回路である。

４３８は閃光発光制御用のフォトダイオードからなる受光センサーであり、Ｘｅ管４１２の光出力をモニタする。４３６はフォトダイオード４３８に流れる光電流を対数圧縮すると共に、Ｘｅ管４１２の発光量を圧縮積分するための積分測光回路である。

４４０はストロボ装置４００全体の動作を制御するストロボ制御マイコン、４１１はカメラ本体１００との通信を行うためにホットシューに設けられた接点群である。

次に、ストロボ制御マイコン４４０の各端子について説明する。

ＣＮＴはＤＣ／ＤＣコンバータ４０２の充電を制御する制御出力端子である。ＣＬＫはカメラ本体１００とのシリアル通信のための同期クロックの入力端子である。ＤＯは同期クロックに同期して、ストロボ装置４００からカメラ本体１００にシリアルデータを転送するためのシリアル出力端子である。ＤＩは同期クロックに同期して、カメラ本体１００からストロボ装置４００にシリアルデータを転送するためのシリアルデータ入力端子である。

ＩＮＴは測光積分回路４３６の積分制御出力端子であり、ＡＤ０は測光積分回路４３６の発光量を示す積分電圧を読み込むためのＡ／Ｄ変換入力端子である。ＤＡ０はコンパレータ４３１，４３２のコンパレート電圧を出力するためのＤ／Ａ出力端子である。

ＡＤ１は抵抗４０４，４０５の出力端子、Ｙ０，Ｙ１はデータセレクタ４３０の選択状態の出力端子であり、ＴＲＩＧはトリガ発生回路４１３の出力端子、ＹＩＮは発光制御回路４１４の出力端子である。

［第１の実施形態の動作（図３乃至図６）］
次に、図３乃至図６を参照して、第１の実施形態の動作について説明する。

図３及び図４は、本実施形態のカメラ本体１００の主ルーチンのフローチャートを示している。

先ず、図３，４を用いてシステムコントローラ５０の動作について説明する。

電源投入により、システムコントローラ５０はフラグや制御変数等を初期化し（Ｓ１０１）、画像表示部２８の画像表示をＯＦＦ状態に初期設定する（Ｓ１０２）。

システムコントローラ５０は、モードダイアルスイッチ６０の設定位置を判断し、モードダイアルスイッチ６０が電源ＯＦＦに設定されていたならば（Ｓ１０３）、各表示部の表示を終了状態に変更する。また、フラグや制御変数等を含む必要なパラメータや設定値、設定モードを不揮発性メモリ５６に記録し、電源制御部８０により画像表示部２８を含むカメラ本体１００の不要な電源を遮断する等の所定の終了処理を行った後（Ｓ１０５）、Ｓ１０３に戻る。

モードダイアルスイッチ６０が撮影モードに設定されていれば（Ｓ１０３）、Ｓ１０６に進む。モードダイアルスイッチ６０がその他のモードに設定されていれば（Ｓ１０３）、システムコントローラ５０は選択されたモードに応じた処理を実行した後（Ｓ１０４）、Ｓ１０３に戻る。

システムコントローラ５０は、電源制御部８０により電源部８６の残容量や動作状況がカメラ本体１００の動作に問題があるか否かを判断し（Ｓ１０６）、問題があるならば表示部５４を用いて所定の警告表示を行った後に（Ｓ１０８）、Ｓ１０３に戻る。

電源部８６に問題がないならば（Ｓ１０６）、システムコントローラ５０は記録媒体１２０の状態がカメラ本体１００の動作、特に記録媒体１２０に対する画像データの記録再生動作に問題があるか否かを判断する（Ｓ１０７）。そして、問題があるならば表示部５４を用いて所定の警告表示を行った後に（Ｓ１０８）、Ｓ１０３に戻る。

記録媒体１２０の動作状態に問題がないならば（Ｓ１０７）、表示部５４を用いて画像や音声によりカメラ本体１００の各種設定状態の表示を行う（Ｓ１０９）。なお、画像表示部２８の画像表示がＯＮであったならば、画像表示部２８も用いてカメラ本体１００の各種設定状態の表示を行う。

システムコントローラ５０は、クイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチ６８の設定状態を判断する（Ｓ１１０）。そして、スイッチがＯＮに設定されていたらクイックレビューフラグを設定し（Ｓ１１１）、ＯＦＦに設定されていたらクイックレビューフラグを解除する（Ｓ１１２）。

なお、クイックレビューフラグの状態は、システムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

続いて、システムコントローラ５０は、ファインダーモード設定スイッチ６６の設定状態を判断し（Ｓ１１３）、スイッチがＯＮに設定されていたらＥＶＦフラグを設定する（Ｓ１１４）。
ここでＥＶＦモードではなかった場合、即ち主ミラー１がダウンし、シャッター９が閉じている場合は、ミラー制御部４１を制御して主ミラー１をアップ駆動する。また、シャッター制御回路４０を制御してシャッター９を開き、撮像素子１４にレンズ装置２００から撮像素子１４に被写体像を取り込めるようにする（Ｓ１１４）。更に、画像表示部２８の画像表示をＯＮに設定し（Ｓ１１５）、撮像した画像データを逐次表示するスルー表示状態に設定して（Ｓ１１６）、Ｓ１１９に進む。

スルー表示状態では、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に逐次データが書き込まれる。そして、画像表示メモリ２４に逐次書き込まれたデータを、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８に逐次表示することでＥＶＦ機能を実現している。

ファインダーモード設定スイッチ６６がＯＦＦに設定されていたら（Ｓ１１３）、ＥＶＦフラグを解除する（Ｓ１１７）。ここでＥＶＦモードではない場合、即ち主ミラー１がアップし、シャッター９が開いている場合は、ミラー制御回路４１を制御して主ミラー１をダウン駆動する。また、シャッター制御回路４０を制御してシャッター９を閉じ、光学ファインダーとして機能するように設定し、画像表示部２８の画像表示をＯＦＦ状態に設定して（Ｓ１１８）、Ｓ１１９に進む。

なお、画像表示がＯＦＦの場合は、画像表示部２８による電子ファインダー機能を使用せず、光学ファインダー機能を用いて撮影を行う。なお、ＥＶＦフラグの状態は、システムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

シャッタースイッチＳＷ１が押されていないならば（Ｓ１１９）、Ｓ１０３に戻り、押されていれば（Ｓ１１９）、システムコントローラ５０は内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるＥＶＦフラグの状態を判断する（Ｓ１２０）。そして、ＥＶＦフラグが設定されていたら画像表示部２８の表示状態をフリーズ表示状態に設定して（Ｓ１２１）、Ｓ１２２に進む。

フリーズ表示状態においては、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介した画像表示メモリ２４の画像データ書き換えを禁止する。また、最後に書き込まれた画像データを、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８に表示することによりフリーズした画像を表示する。

一方、ＥＶＦフラグが解除されていたら（Ｓ１２０）、Ｓ１２２に進み、システムコントローラ５０は、測距処理を行ってレンズ装置２００の焦点を被写体に合わせ、測光処理を行って絞り値及びシャッター時間を決定する（Ｓ１２２）。

この測光・測距処理Ｓ１２２の詳細は図５を用いて後述する。

Ｓ１２２で測光・測距処理が終了したら、システムコントローラ５０は内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるＥＶＦフラグの状態を判断する（Ｓ１２３）。そして、ＥＶＦフラグが設定されていたら画像表示部２８の表示状態をスルー表示状態に設定して（Ｓ１２４）、Ｓ１２５に進む。なお、Ｓ１２４でのスルー表示状態は、Ｓ１１６でのスルー状態と同じ動作状態である。

シャッタースイッチＳＷ２が押されずに（Ｓ１２５）、更にシャッタースイッチＳＷ１も解除されたならば（Ｓ１２６）、Ｓ１０３に戻る。

シャッタースイッチＳＷ２が押されたならば（Ｓ１２５）、システムコントローラ５０は内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるＥＶＦフラグの状態を判断する（Ｓ１２７）。そして、ＥＶＦフラグが設定されていたら画像表示部２８の表示状態を固定色表示状態に設定して（Ｓ１２８）、Ｓ１２９に進む。

固定色表示状態では、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に書き込まれた撮影画像データの代わりに、差し替えた固定色の画像データを、メモリ制御回路２２、Ｄ／Ａ変換器２６を介して画像表示部２８により表示する。これにより、固定色の映像を電子ファインダーに表示している。

一方、ＥＶＦフラグが解除されていたならば（Ｓ１２７）、システムコントローラ５０は露光処理及び現像処理からなる撮影処理を実行する（Ｓ１２９）。露光処理は、撮像素子１４、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介してメモリ３０に撮影した画像データを書き込む。また、現像処理は、メモリ制御回路２２や必要に応じて画像処理回路２０を用いて、メモリ３０に書き込まれた画像データを読み出して各種処理を行う。

この撮影処理Ｓ１２９の詳細は図６を用いて後述する。

システムコントローラ５０は内部メモリ或いはメモリ５２に記憶されるクイックレビューフラグの状態を判断し（Ｓ１３０）、クイックレビューフラグが設定されていたらクイックレビュー表示を行う（Ｓ１３３）。この場合は、撮影中も画像表示部２８が電子ファインダーとして常に表示された状態であり、撮影直後のクイックレビュー表示も行われる。

クイックレビューフラグが解除されていたら（Ｓ１３０）、システムコントローラ５０は、メモリ３０に書き込まれた撮影画像データを読み出して、メモリ制御回路２２や必要に応じて画像処理回路２０を用いて各種画像処理を行う。また、圧縮・伸長回路３２を用いて設定したモードに応じた画像圧縮処理を行った後、記録媒体１２０へ画像データの書き込みを行う記録処理を実行する（Ｓ１３４）。

この記録処理Ｓ１３４の詳細は図９を用いて後述する。

記録処理Ｓ１３４が終了した後、シャッタースイッチＳＷ２が押された状態であったならば（Ｓ１３５）、システムコントローラ５０は内部メモリ或いはメモリ５２に記憶される連写フラグの状態を判断する（Ｓ１３６）。連写フラグが設定されていたら連続して撮影を行うためにＳ１２９に戻り、次の撮影処理を実行する。連写フラグが設定されていないならば（Ｓ１３６）、シャッタースイッチＳＷ２が放されるまで（Ｓ１３５）、現在の処理を繰り返す。

このように、撮影直後にクイックレビュー表示を行うよう設定されていた場合に、記録処理（Ｓ１３４）が終了した後にシャッタースイッチＳＷ２が押された状態か判断する。そして、シャッタースイッチＳＷ２が押された状態ならば、シャッタースイッチＳＷ２が放されるまで画像表示部２８によるクイックレビュー表示を継続することで、撮影画像の確認を入念に行うことができる。

また、記録処理（Ｓ１３４）が終了した後にシャッタースイッチＳＷ２が放された場合（Ｓ１３５）、所定のミニマムレビュー時間が経過した後にＳ１３８に進む（Ｓ１３７）。なお、Ｓ１３５では、シャッタースイッチＳＷ２が押され続けてクイックレビュー表示を継続し、その後にシャッタースイッチＳＷ２が放された場合にも、所定のミニマムレビュー時間が経過した後にＳ１３８に進む（Ｓ１３７）。

システムコントローラ５０は、ＥＶＦフラグが設定されていたら（Ｓ１３８）、画像表示部２８の表示状態をスルー表示状態に設定して（Ｓ１３９）、Ｓ１４１に進む。この場合、画像表示部２８でのクイックレビュー表示によって撮影画像を確認した後に、次の撮影のために撮像した画像データを逐次表示するスルー表示状態にすることができる。

ＥＶＦフラグが解除されていたならば（Ｓ１３８）、画像表示部２８の画像表示をＯＦＦ状態に設定して（Ｓ１４０）、Ｓ１４１に進む。この場合、画像表示部２８でのクイックレビュー表示によって撮影画像を確認した後に、省電力のために画像表示部２８の機能を停止して、電力消費量の大きい画像表示部２８やＤ／Ａ変換器２６等の消費電力を削減することができる。

次に、シャッタースイッチＳＷ１が押された状態であったならば（Ｓ１４１）、システムコントローラ５０は、Ｓ１２５に戻って次の撮影に備える。

シャッタースイッチＳＷ１が放された状態であったならば（Ｓ１４１）、システムコントローラ５０は、一連の撮影動作を終えてＳ１０３に戻る。

［測光・測距処理（図５）］
次に、図３のＳ１２２における測光・測距処理について説明する。

図５は、図３のＳ１２２における測光・測距処理の詳細を示すフローチャートである。

図５において、システムコントローラ５０は、ＥＶＦフラグが設定されていたら（Ｓ２００）、撮像素子１４から電荷信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換器１６を介して画像処理回路２０に撮影画像データを逐次読み込む（Ｓ２０１）。この逐次読み込まれた画像データを用いて、画像処理回路２０はＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＥ（自動露出）処理、ＡＦ（オートフォーカス）処理に用いる所定の演算を行っている。

なお、ここでの各処理は、撮影した全画素数のうちの必要に応じた特定の部分を必要個所分切り取って抽出し、演算に用いる。これにより、ＴＴＬ方式のＡＥ、ＡＷＢ、ＡＦの各処理において、中央重点モード、平均モード、評価モードの各モードの異なるモード毎に最適な演算を行うことが可能となる。

画像処理回路２０での演算結果を用いて、システムコントローラ５０は露出（ＡＥ）が適正と判断されるまで（Ｓ２０２）、絞り制御回路２０５と撮像素子１４の電子シャッターの組み合わせでＡＥ制御を行う（Ｓ２０３）。なお、レンズ装置２００への絞り駆動指令は、カメラとレンズ間の通信線３９９を介して、公知のシリアル通信にて指令される。

このＡＥ制御により露出（ＡＥ）が適正と判断したならば（Ｓ２０２）、測定データ及び設定パラメータをシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

画像処理回路２０での演算結果及びＡＥ制御で得られた測定データを用いて、システムコントローラ５０はホワイトバランス（ＷＢ）が適正と判断されるまで（Ｓ２０６）、画像処理回路２０により色処理のパラメータを調節してＡＷＢ制御を行う（Ｓ２０７）。

ホワイトバランスが適正と判断したならば（Ｓ２０６）、測定データ及び設定パラメータをシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶する。

ＡＥ制御及びＡＷＢ制御で得られた測定データを用いて、システムコントローラ５０は測距（ＡＦ）が合焦と判断されるまで（Ｓ２０８）、通信線３９９を介してレンズ装置２００にフォーカス駆動を指令し、ＡＦ制御を行う（Ｓ２０９）。この際、レンズ制御マイコン２０６は、カメラから指令されたフォーカス駆動量あるいは、フォーカス駆動速度に従い、フォーカス制御回路２１１を制御し、フォーカシングレンズ２０１を光軸方向に駆動する。合焦の判定は、フォーカシングレンズ２０１を光軸方向に駆動することで、画像のＡＦ領域の高周波成分が最も高くなった位置を合焦位置と判定する、所謂コントラストＡＦを用いる。

測距（ＡＦ）が合焦と判断されたならば（Ｓ２０８）、測定データ及び設定パラメータをシステムコントローラ５０の内部メモリ或いはメモリ５２に記憶し、測光・測距処理を終了する。

次に、Ｓ２００でＥＶＦフラグが設定されていない場合、即ちＯＶＦモード時にはＳ２１０に進み、測光センサー７の測光結果と、設定されたＩＳＯ感度に応じて露出値を演算する（Ｓ２１１）。

次に、公知のＴＴＬ位相差方式の焦点検出ユニット８で検出されたピントずれ量が合焦範囲内であれば（Ｓ２１２）、測光・測距処理を終了する。また、合焦範囲外であれば（Ｓ２１２）、Ｓ２０９で述べたようにフォーカシングレンズ２０１を駆動してＡＦ制御を行い（Ｓ２１３）、合焦判定を行うためにＳ２１２に戻る。

上記一連の処理が終了すると測光・測距処理を終了する。

［撮影処理（図６）］
次に、図４のＳ１２９における撮影処理について説明する。

図６は、図４のＳ１２９における撮影処理の詳細を示すフローチャートである。

図６において、システムコントローラ５０は、ＥＶＦフラグが設定されたＥＶＦモード時はストロボ撮影モードか判断し（Ｓ３００、Ｓ３０１）、ストロボ撮影モードならばプリ発光前に被写体像を撮像素子１４で測光する（Ｓ３０２）。ここでは、図７に示すように画面全体を複数の測光ブロックＡ（０，０）〜Ａ（７，５）に分割し各領域の平均輝度Ａ（ｎ，ｎ）を算出する。次に、各領域の平均輝度Ａ（ｎ，ｎ）に対して適正光量時の輝度レベルＢＬと、設定されたシャッター速度（蓄積時間）ＴＶ、絞り値ＡＶ、撮像素子感度ＳＶとから、各領域の輝度ＢＶＡ（ｎ，ｎ）を以下の式で算出する。
ＢＶＡ（ｎ、ｎ）＝ＴＶ＋ＡＶ＋ＬＯＧ２（Ａ（ｎ，ｎ）／ＢＬ）−ＳＶ
次に、所定発光時間で１回の発光期間中に複数の光度又は光量で、ストロボをプリ発光させる（Ｓ３０３）。このプリ発光指令は、ストロボ装置４００とカメラ本体１００間と通信線４９９を介して公知のシリアル通信でカメラ側のシステムコントローラ５０からストロボ制御マイコン４４０に指令される。

このプリ発光時のストロボ装置２００の動作について図２を用いて説明する。

ストロボ制御マイコン４４０は、撮影に先立ち電池電源４０１の電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ４０２で昇圧する。そして、カメラ側のシステムコントローラ５０から複数の光度又は光量でのプリ発光が指示されたら、複数の第１の発光光度又は光量に応じた制御電圧をＤＡ０に出力する。

次に、Ｙ１，Ｙ０にＨｉ、Ｌｏを出力し、入力Ｄ２を選択する。Ｘｅ管４１２は未発光なので、受光センサー４３５の光電流はほとんど流れず、コンパレータ４３１の反転入力端子に入力される測光回路４３４の出力が発生せず、コンパレータ４３１の出力がＨｉであるので、発光制御回路４１４は導通状態となる。

次に、ＴＲＩＧからトリガ信号を出力すると、トリガ回路４１３は高圧を発生したＸｅ管４１２を励起し発光が開始される。

一方、ストロボ制御マイコン４４０は、ＩＮＴの出力により積分測光回路４３６に積分開始を指示し、積分測光回路４３６は受光センサー４３８の対数圧縮された光電出力の積分を開始する。また、カメラ側のシステムコントローラ５０より指示された発光時間をカウントするタイマー０を起動させると同時に、光度又は光量を切り替える時間を制御するタイマー１を起動させる。

プリ発光が開始されると、フラット発光制御用受光センサー４３５からの光電流が多くなり、測光回路４３４の出力が上昇する。そして、測光回路４３４の出力がコンパレータ４３１の非反転入力のコンパレート電圧より高くなると、コンパレータ４３１の出力はＬｏに反転し、発光制御回路４１４はＸｅ管４１２の発光電流を遮断する。これにより放電ループが断たれるが、ダイオード４０９及びコイル４０６により環流ループを形成しているので、発光電流は回路の遅れによるオーバーシュートが収まった後、徐々に減少する。

発光電流の減少に伴い、光度又は光量が低下するので、受光センサー４３５の光電流は減少し、測光回路４３４の出力も低下する。そして、所定のコンパレート電圧レベル以下に低下すると、再びコンパレータ４３１の出力がＨｉに反転し、発光制御回路４１４が再度導通状態となってＸｅ管４１２の放電ループが形成され、発光電流が増加して光度又は光量も増加する。

以上のように、ＤＡ０に設定された所定のコンパレート電圧を基準に、コンパレータ４３１は短い周期でプリ発光時の光度又は光量の増加／減少を繰り返すことで、結果的に略一定周期で光度又は光量を切り替えて発光を繰り返すフラット発光が制御される。

前述したタイマー１のカウントアップにより、第１の光度又は光量による所定の発光時間が経過すると、第２の光度又は光量に相当する電圧をＤＡ０から出力して、前述と同様の発光動作で第１、第２の光度又は光量での発光を繰り返す。そして、前述のタイマー０のカウントアップにより所定の発光時間が経過すると、ストロボ制御マイコン４４０はＹ１，Ｙ０をＬｏ，Ｌｏに設定する。これにより、データセレクタ４３０の入力はＤ０、即ちＬｏレベル入力が選択され、出力は強制的にＬｏレベルとなり、発光制御回路４１４はＸｅ管４１２の放電ループを遮断する。このようにして、所定周期及び複数の光度又は光量によるプリ発光が繰り返し実行される。

図６の説明を続けると、ストロボがプリ発光している間に被写体の反射光を撮像素子１４により撮像する（Ｓ３０４）。

Ｓ３０４での撮像素子の電荷読み出し動作について図８を用いて説明する。

図８において、Ａは撮像素子、Ｓはストロボ発光波形である。Ｓ１はシャッター先幕の動作、Ｓ２はシャッター後幕の動作であり、縦軸はシャッター開口の上下方向の位置を示している。すなわち、シャッターチャージ完了状態＝シャッターが閉じている場合は、先幕、後幕ともにシャッター開口の上部位置までチャージされ、シャッター開状態では、後幕はシャッター開口の上部位置のまま、シャッター先幕が釈放され、画面下部に走行し、撮像素子は露光状態となり、シャッター閉で、後幕が釈放され、画面下部に走行し、撮像素子の露光は終了する。Ｃは前述した撮像素子Ａのリセット解除タイミングであり、リセット解除と同時に入射光の蓄積を開始する。Ｄは蓄積終了タイミングであり、ＣからＤまでの期間が撮像素子Ａの蓄積時間に相当する。時差順次読み出しの場合は、時刻ｔ０で撮像素子Ａの上から順に１ライン毎に時間をずらしながら蓄積し、時刻ｔ１で上のラインから順次画素データを読み出す。このずらす時間とは、前述のように撮像素子１ラインの読み出し時間に相当する。ストロボの発光波形はＳ・Ｐで示すように、撮像素子の一番上のラインの露光開始時である時刻ｔ０と同時、或いはストロボの発光遅れを考慮して少し手前から第１の輝度で発光を開始させる。撮像素子１ラインの蓄積時間終了後に（一番上のラインの場合は時刻ｔ１）１ラインの蓄積を終了して、１ライン分の画像データを読み出す。そして、撮像素子１ラインの読み出し時間経過後は順次、次の１ラインの画像データを読み出す。

同様にして、撮像素子全ラインの画像データを読み終わると（時刻ｔ２）ストロボの発光を停止する。

この間に、ストロボはＳ・Ｐで示すように複数の異なる光度又は光量（図８では２種類の光度レベル）を所定間隔ごとに切り替えながら発光を繰り返している。

従って、この間に得られた画像は図９に示すように、撮像素子の読み出し方向に同期して、複数の光度又は光量に対応したプリ発光による被写体画像が得られる。

そして、Ｓ３０２と同様にして、図９に示す全画面を複数の領域、Ｂ（０，０）〜Ｂ（７，５）に分割する。そして、１つのブロック内で、前述の第１の発光輝度領域（高輝度）の平均画像輝度レベルをＢ１、第２の発光輝度領域（低輝度）の平均画像輝度レベルをＢ２とし、各々の画像の輝度レベルが適正レベル範囲内であるならば、Ｂ２をＢ１の画像レベルに合わせる。即ち、ストロボ発光輝度比に相当するゲイン倍した上で、Ｂ１とＢ２を平均化した値をその領域の画像輝度レベルとする。

一方、どちらかの画像レベルが、高すぎるもしくは低すぎて撮像素子のダイナミックレンジを超えている場合は、その領域の画像レベルは使わずに、ダイナミックレンジに入っている領域をそのブロックの平均画像輝度レベルとする。また、前述のＢ１又はＢ２が共に飽和している場合は、Ｂ２の飽和画像輝度レベルを用い、いずれも低レベルの場合はＢ１の画像輝度レベルを用いる。

以上のようにして全領域Ｂ（０，０）からＢ（７，５）の画像輝度レベルを求める。

次に、Ｓ３０２と同様にしてプリ発光による各領域の画像輝度レベルＢＶＢ（ｍ，ｎ）を以下の式で求める。
ＢＶＢ（ｍ、ｎ）＝ＴＶ＋ＡＶ＋ＬＯＧ２（Ｂ（ｍ，ｎ）／ＢＬ）−ＳＶ
Ｓ３０５では、Ｓ３０４で求めたプリ発光による各領域の画像輝度レベルＢＶＢからＳ３０２で求めた定常光による各領域の画像輝度レベルＢＶＡを引くことで、定常光成分を排除したプリ発光成分を以下の式で求める。
ＢＶＳ（ｍ，ｎ）＝ＢＶＢ（ｍ，ｎ）−ＢＶＡ（ｍ，ｎ）
また、主被写体を中心とした領域のプリ発光成分ＢＶＳを、ＡＦ測距エリアを中心とした領域のＢＶＳ（ｍ，ｎ）を平均化することにより求める。

このＢＶＳよりメイン発光量ＢＳを以下の式から求める。
ＢＳ＝ＴＶ−ＡＶ−ＳＶ−ＢＶＳ
次に、撮影準備のために、開放状態になっているシャッター９を一度閉じた後（Ｓ３０６、図８のｔ３）、再度シャッター９の先幕を開き（Ｓ３０７、図８のｔ４）、撮像素子１４の露光を開始する（Ｓ３０８、図８のｔ４）。

次に、ストロボ撮影モードならば（Ｓ３０９）、Ｓ３０６で求めたメイン発光量をストロボ装置４００に指令し、ストロボ装置４００は指令された発光量でメイン発光を行う（Ｓ３１０、図８のｔ５）。

所定の露光時間終了後に、シャッター９の後幕を閉じ（Ｓ３１１、図８のｔ６に相当する）、撮像素子１４の蓄積を終了する。更に、撮像素子１４の上の画素より順次本撮影画像を読み出す（Ｓ３１２、図８のＧのタイミングで蓄積を終了し、Ｈのタイミングで１ラインずつ画像を読み出す）。

なお、本例では、Ｓ３０６、Ｓ３０７、Ｓ３１１で述べたように、本撮影の場合の露光制御は、電子シャッター（時差順次読み出しによる電子シャッター）ではなく、あえてメカニカルシャッター９にて行っている。これは高輝度スミアなどによる画質の低下を発生を防ぐためである。

一方、Ｓ３００でＥＶＦモードでない場合はＳ３２１に進み、ストロボ撮影モードならば（Ｓ３２１）、プリ発光前に被写体像を測光センサー７で測光する。即ち、被写体像はレンズ装置２００を通してピント板２に結像され、その像は測光レンズ６を通して測光センサー７に結像され、この被写体像を測光センサー７で光電変換し、所定時間積分することで定常光における被写体の測光が行われる（Ｓ３２２）。

次に、Ｓ３０４と同様に、所定の発光量でストロボをプリ発光させる（Ｓ３２３）。

次に、ストロボのプリ発光による被写体での反射光を測光センサー７で測光する（Ｓ３２４）。

次に、Ｓ３２４で求めたプリ発光時の測光データから、Ｓ３２２で求めた定常光時の測光データを引くことにより、プリ発光による被写体反射光成分のみが抽出される。そして、被写体反射光成分と、予めシステムコントローラ５０に記憶されている撮像素子１４のＩＳＯ感度に応じた適正光量時の被写体反射光による測光センサー７の測光データとの差によってメイン発光量を求める（Ｓ３２５）。なお、前述のように、測光センサー７の出力は対数圧縮されているので、演算は加減算にて行うことができる。

次に、撮影準備が整うと、システムコントローラ５０は、主ミラー１及びサブミラー３をアップさせ、光軸上から退避させる。また、システムコントローラ５０は、カメラとレンズ間の通信線３９９を介して、レンズ装置２００に所定絞り値に絞り込むことを指令し、レンズ制御マイコン２０６は絞り制御回路２０５を制御して、絞り２０４を所定絞り値に絞り込む（Ｓ３２６）。

次に、システムコントローラ５０は、シャッター制御部４０を制御し、シャッター９を開くと共に（Ｓ３２７）、撮像素子１４の露光を開始する（Ｓ３２８）。

次に、ストロボ撮影モード時は（Ｓ３２９）、Ｓ３２５で求めたメイン発光量を、ストロボ装置４００に指令し、ストロボ装置４００は、指令された発光量でメイン発光を行う（Ｓ３３０）。所定の露光時間終了後に、シャッター９を閉じ（Ｓ３３１）、撮像素子１４の蓄積を終了し、露光を終了し（Ｓ３３２）、同時にＳ３２６で光軸上から退避させたミラーを元の位置に戻すと共に、Ｓ３２６と同様にして絞りを開放に駆動する。

次に、撮像素子１４から電荷信号を読み出し、Ａ／Ｄ変換器１６、画像処理回路２０、メモリ制御回路２２を介して、或いはＡ／Ｄ変換器１６から直接メモリ制御回路２２を介して、メモリ３０に撮影画像のデータを書き込む（Ｓ３４０）。

次に、システムコントローラ５０は、メモリ制御回路２２及び必要に応じて画像処理回路２０を用いて、メモリ３０に書き込まれた画像データを読み出して色処理など（Ｓ３４１）を行う。その後、メモリ３０に処理を終えた画像データを書き込み、メモリ制御回路２２を介して画像表示メモリ２４に表示画像データの転送を行う（Ｓ３４２）。

一連の処理を終えたら撮影処理を終了する。

［記録処理（図１０）］
次に、図３のＳ１３４における記録処理について説明する。

図１０は、図３のＳ１３４における記録処理の詳細を示すフローチャートである。

システムコントローラ５０は、メモリ３０に書き込まれた画像データを読み出して、設定したモードに応じた画像圧縮処理を圧縮・伸長回路３２により行う（Ｓ４０１）。その後、インターフェース９０或いは１２４、コネクタ９２或いは１２６を介して、メモリカードやコンパクトストロボカード等の記録媒体１２０へ圧縮した画像データの書き込みを行う（Ｓ４０２）。

記録媒体への書き込みが終わると記録処理を終了する。

本実施形態によれば、撮像素子Ａが時差順次読み出し可能な構成であり、画像データの読み出し方向に応じてフォトダイオードのリセットを解除し（図８のＣ）、所定の露出時間終了後に、画像メモリへの転送をライン毎に順次行う（図８のＥ）構成である。

ここで、上記撮像素子Ａによる露光開始と同時にストロボのプリ発光を開始し（図６のＳ３０３、図８のｔ０）、時差順次読み出しが終了するまで、所定の読み出し領域ごとにストロボの発光光度又は発光量を変えてプリ発光を行う（図８のＳ・Ｐ）。そして、プリ発光中に撮像された画像（図６のＳ３０４）に基づきメイン発光量を演算し（図６のＳ３０５）、演算された発光量に基づきストロボ撮影を行う。

このようにプリ発光時の１回の撮像でダイナミックレンジの広い画像を得られるので、適正なメイン発光量が求められ、広い撮影距離範囲において良好なストロボ撮影を行うことができる。

［他の実施形態］
本発明は、前述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムを、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給することによって達成される場合も含む。その場合、システム等のコンピュータが該コンピュータプログラムを読み出して実行することになる。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるコンピュータプログラム自体も本発明を実現するものである。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体（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、光磁気ディスク等がある。その他にも、MO、CD-ROM、CD-R、CD-RW、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM、DVD(DVD-ROM、DVD-R)等がある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのものをダウンロードすることもできる。また圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するコンピュータプログラムを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるWWWサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してCD-ROM等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザが、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードすることもできる。この場合、ダウンロードした鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現する。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ等が、実際の処理の一部又は全部を行うことによっても実現され得る。

更に、記録媒体から読み出されたプログラムが、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のメモリに書き込まれた後、該ボード等のＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行うことによっても実現される。

本発明に係る実施形態の撮像装置のブロック図である。 本実施形態のストロボ装置の内部構成を示すブロック図である。 本実施形態のカメラの主ルーチンのフローチャートである。 本実施形態のカメラの主ルーチンのフローチャートである。 図３のＳ１２２における測光・測距処理の詳細を示すフローチャートである。 図４のＳ１２９における撮影処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る、撮像画像の輝度演算領域を説明する図である。 Ｓ３０４での撮像素子の電荷読み出しとストロボ発光とのタイミングを説明する図である。 本発明の第１の実施の形態に係る、プリ発光時の撮像画像の輝度演算領域を説明する図である。 図３のＳ１３４における記録処理の詳細を示すフローチャートである。 従来例のインターライン型ＣＣＤの構成を示す図である。 ＣＣＤにおけるストロボ撮影処理を示すタイミングチャートである。 ＣＭＯＳセンサーの回路構成を示す図である。 従来の撮像素子による電荷読み出しとストロボ発光とのタイミングを説明する図である。

符号の説明

９ シャッター
１４：撮像素子
１６：Ａ／Ｄ変換器
１８：タイミング発生回路
２０：画像処理回路
２２：メモリ制御回路
２４：画像表示メモリ
２６：Ｄ／Ａ変換器
２８：画像表示部
３０：メモリ
３２：圧縮・伸長回路
４０：シャッター制御部
４１：ミラー制御部
５０：システムコントローラ
５２：メモリ
５４：表示部
５６：不揮発性メモリ
６０：モードダイアルスイッチ
６２：シャッタースイッチＳＷ１
６４：シャッタースイッチＳＷ２
６６：ファインダーモード設定スイッチ
６８：クイックレビューＯＮ／ＯＦＦスイッチ
７０：操作部
７２：通信部
７３：コネクタ（アンテナ）
８０：電源制御部
８２，８４：コネクタ
８６：電源部
９０：インターフェース
９２：コネクタ
９８：記録媒体着脱検知部
１００：カメラ本体
１２０：記録媒体
１２２：記録部
１２４：インターフェース
１２６：コネクタ
２００：レンズ装置
４００：ストロボ装置

Claims (10)

1. 被写体の光学像を電気信号に変換して画像を撮像する撮像装置であって、
   １ライン毎に時間をずらしながら電荷の蓄積と読み出しとを順次行う撮像素子と、
   撮影時に被写体に光を照射する閃光装置と、
   前記撮像素子による電荷の蓄積開始時に、前記閃光装置による予備発光を開始すると共に前記電荷の読み出しが終了するまで予備発光レベルを変化させながら前記閃光装置を繰り返し発光させる発光制御手段と、
   前記予備発光により得られた画像に基づいて前記閃光装置による本発光レベルを算出する算出手段と、
   算出された前記本発光レベルで前記閃光装置を発光させて画像を撮像する撮影制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記発光制御手段は、前記予備発光レベルを一定周期毎に切り替えながら前記予備発光を繰り返し行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像素子はＣＭＯＳセンサーであり、前記閃光装置は前記撮像装置に着脱可能なストロボ装置であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記算出手段は、前記予備発光前に前記閃光装置を発光させない状態で得られた画像の輝度値と、前記予備発光により得られた画像の輝度値とを用いて前記本発光レベルを算出す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. １ライン毎に時間をずらしながら電荷の蓄積と読み出しとを順次行う撮像素子と、
   撮影時に被写体に光を照射する閃光装置と、を有し、被写体の光学像を電気信号に変換して画像を撮像する撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像素子による電荷の蓄積開始時に、前記閃光装置による予備発光を開始すると共に前記電荷の読み出しが終了するまで予備発光レベルを変化させながら前記閃光装置を繰り返し発光させる予備発光ステップと、
   前記予備発光により得られた画像に基づいて前記閃光装置による本発光レベルを算出する算出ステップと、
   算出された前記本発光レベルで前記閃光装置を発光させて画像を撮像する撮影ステップと、を有することを特徴とする制御方法。
6. 前記予備発光ステップでは、前記予備発光レベルを一定周期毎に切り替えながら前記予備発光を繰り返し行うことを特徴とする請求項５に記載の制御方法。
7. 前記撮像素子はＣＭＯＳセンサーであり、前記閃光装置は前記撮像装置に着脱可能なストロボ装置であることを特徴とする請求項５又は６に記載の制御方法。
8. 前記算出ステップでは、前記予備発光前に前記閃光装置を発光させない状態で得られた画像の輝度値と、前記予備発光により得られた画像の輝度値とを用いて前記本発光レベルを算出することを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の制御方法。
9. 請求項５乃至８のいずれか１項に記載の制御方法を撮像装置のコンピュータに実行させるためのプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記憶したことを特徴とするコンピュータ可読記憶媒体。

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