JP5895334B2 - 発光制御装置及び撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、発光制御装置及び撮像装置に関する。

従来より、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型の撮像素子は、電子シャッタとしてアドレス指定によりライン毎に電荷蓄積時間を制御するローリングシャッタ方式（フォーカルプレーン方式）が一般的に採用されている。

しかし、ローリングシャッタ方式では、ライン毎に電荷を蓄積するため、電荷蓄積時間の同時性がない。そのため、閃光撮影における本発光に先立って行われる予備発光の測光をＣＭＯＳ型の撮像素子で行う場合、以下に示す問題が生じることがある。すなわち、予備発光の際、全ラインにおいて共通に電荷を蓄積する状態（電子シャッタの全開状態）にならないような短い測光時間（電荷蓄積時間）が設定されている場合、正確な測光が困難になる。

そこで、ＣＭＯＳ型の撮像素子の出力信号を読み出すラインを間引くことにより、電子シャッタが全開するまでの時間を短くして予備発光を測光する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３４７９２８号公報

しかし、上記の技術では、情報量が少なくなる上に閃光撮影時の本発光量を算出するための演算に寄与しないラインの情報（出力信号）の割合いが増えてしまうおそれがある。

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、演算に用いる出力信号を適切に選択できるようにすることを目的とする。

本発明に係る発光制御装置は、光源と、受光部と、制御部とを備える。光源は、対象へ光束を照射する。受光部は、複数の光電変換素子からなる光電変換素子列を複数行に配列した受光領域を有し、対象からの反射光を受光する。制御部は、光源からの第１の光束を照射した際に、複数の光電変換素子列のうちの第１の光電変換素子列で得られる第１受光信号に基づいて、受光領域における第２の光電変換素子列を選択し、光源からの第２の光束を照射した際に第２の光電変換素子列で得られる第２受光信号に基づいて、光源からの第３の光束の照射量を求める。制御部は、第１の光電変換素子列に含まれる複数の光電変換素子列のうち隣り合う光電変換素子列同士の第１受光信号の出力差に基づいて、第２の光電変換素子列を選択し、第１受光信号の出力差が所定値よりも小さい第１の光電変換素子列に代えて、第１受光信号の出力差が所定値よりも大きい第１の光電変換素子列同士の間に位置する第３の光電変換素子列を第２の光電変換素子列として選択する。

本発明に係る別の発光制御装置は、受光部と、制御部とを含む。受光部は、第１の光電変換素子群と、第１の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第２の光電変換素子群と、第２の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第３の光電変換素子群と、第３の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第４の光電変換素子群とを含み、対象からの反射光を受光する。制御部は、第１の光電変換素子群の出力と第２の光電変換素子群の出力との差異が所定値よりも大きいとき、第１の光電変換素子群と第２の光電変換素子群との間に備えられた第５の光電変換素子群の出力を用いて本発光の発光量を制御し、第３の光電変換素子群の出力と第４の光電変換素子群の出力との差異が所定値よりも小さいとき、第３の光電変換素子群と第４の光電変換素子群との間に備えられた第６の光電変換素子群の出力を用いて本発光の発光量を制御しない。

本発明に係る別の発光制御装置は、受光部と、制御部とを含む。受光部は、第１の光電変換素子群と、第１の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第２の光電変換素子群と、第２の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第３の光電変換素子群と、第３の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第４の光電変換素子群とを含み、対象からの反射光を受光する。制御部は、第１の光電変換素子群の出力と第２の光電変換素子群の出力との差異が所定値よりも大きく、第３の光電変換素子群の出力と第４の光電変換素子群の出力との差異が所定値よりも小さいとき、第１の光電変換素子群の出力及び第２の光電変換素子群の出力を用い、第３の光電変換素子群及び第４の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで本発光の発光量を制御する。

本発明に係る別の発光制御装置は、受光部と、制御部とを含む。受光部は、第１の光電変換素子群と、第１の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第２の光電変換素子群と、第１の光電変換素子群と第２の光電変換素子群との間の領域とは異なる領域に備えられた第３の光電変換素子群とを含み、対象からの反射光を受光する。制御部は、第１の光電変換素子群の出力と第２の光電変換素子群の出力との差異が所定の閾値より小さい場合、第３の光電変換素子群の出力を用い、第１の光電変換素子群及び第２の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで本発光の発光量を制御する。

例えば、制御部は、本発光前の第１発光がされたときの第１の光電変換素子群の出力から定常光の影響を低減させた出力と、第１発光がされたときの第２の光電変換素子群の出力から定常光の影響を低減させた出力との差異が所定の閾値より小さい場合、第３の光電変換素子群の出力を用い、第１の光電変換素子群及び第２の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで本発光の発光量を制御する。
本発明に係る撮像装置は、上記の何れかの発光制御装置を含む。

本発明によれば、演算に用いる出力信号を適切に選択することができる。

電子カメラ１の要部の構成例を示す側面図 測光センサ１０７における撮像領域の画素の配列例を示した図 図１に示す電子カメラ１及び閃光装置１５０の内部構成例を示す図 電子カメラ１の閃光撮影の動作の一例を示すフローチャート 評価値の算出方法の一例を説明する図 変数ｋに対する評価値を示す図 ＦｒｅｅＬｉｎｅの本数の決定の仕方を説明する図 重み付け係数に基づいて割り当てるラインを決定するための算出結果を示す図 予備発光時に画像信号を間引き読み出しするラインを模式的に示す図

以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、電子カメラ１の要部の構成例を示す側面図である。なお、この電子カメラ１は、本発明の発光制御装置を搭載した撮像装置の一実施形態である。

電子カメラ１は、例えば一眼レフレックスタイプの電子カメラであり、カメラ本体１００と撮影レンズユニット５０とを備える。撮影レンズユニット５０は、被写体光をカメラ本体１００に導くために、カメラ本体１００の前面に形成されたレンズマウント１００ａに着脱自在に取り付けられる。なお、カメラ本体１００と撮影レンズユニット５０とは、撮影レンズユニット５０の装着時にレンズマウント１００ａの接点を介して電気的に接続される。

さらに、被写体に照射光を照射するための閃光装置１５０が、カメラ本体１００の上面に形成されたホットシュー（接続用端子）１５０ａに着脱自在に取り付けられる。なお、カメラ本体１００と閃光装置１５０とは、閃光装置１５０の装着時にホットシュー（接続用端子）１５０ａの接点を介して電気的に接続される。

撮影レンズユニット５０は、レンズ系５１及び絞り５２を備える。レンズ系５１は、被写体に焦点を合わせるフォーカスレンズや被写体像をズームするためのズームレンズを含む複数枚のレンズにより構成される。ここでは、説明の便宜上１枚のレンズで図示する。絞り５２は、入射光量を絞り羽根の開閉で調整する。

カメラ本体１００は、クイックリターンミラー１０１、拡散スクリーン１０２、コンデンサレンズ１０３、ペンタダハプリズム１０４、測光用プリズム１０５、測光用レンズ１０６、測光センサ１０７、接眼レンズ１０８、レリーズ釦１０９、機械式シャッタ１１０及び撮像素子１０を備える。

クイックリターンミラー１０１は、図中一点鎖線で示す光軸Ｌ上に回動自在に設けられる。被写体の撮影を行う場合には、クイックリターンミラー１０１は、回動により図中点線で示す位置に退避する。これにより、被写体からカメラ本体１００に入射された被写体光は、撮像素子１０に導かれる。

一方、被写体の撮影を行わない場合、クイックリターンミラー１０１は、光軸Ｌに対して斜めの位置に配置される。この場合、クイックリターンミラー１０１は、レンズ系５１を介してカメラ本体１００に入射された被写体光を反射させて拡散スクリーン１０２に導く。

拡散スクリーン１０２は、クイックリターンミラー１０１により導かれた被写体光を拡散し、拡散させた被写体光をコンデンサレンズ１０３を介してペンタダハプリズム１０４に導く。ペンタダハプリズム１０４は、被写体光を反射させて測光用プリズム１０５へ導くと共に接眼レンズ１０８へ導く。また、測光用プリズム１０５は、測光用レンズ１０６を介して被写体光を測光センサ１０７に導く。

接眼レンズ１０８は、ペンタダハプリズム１０４により導かれた被写体光を被写体像として結像する。撮影者は、光学式ファインダ（不図示）を介して、接眼レンズ１０８により結像される被写体像を見ることで、被写体の構図等を判断できる。

測光センサ１０７は、２次元に配列された画素の画像信号（出力信号）を選択的に読み出す撮像領域を有し、予備発光時の被写体からの反射光を撮像領域で測光する。具体的には、測光センサ１０７は、例えば、ＸＹアドレス指定により任意のラインを読み出し可能なＣＭＯＳ型の撮像素子を有する。この撮像素子の撮像領域には、被写体像をカラー検出するために、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３種類のカラーフィルタが、一例としてベイヤー配列で配置されている。

図２は、測光センサ１０７における撮像領域の画素の配列例を示した図である。本実施形態では、撮像領域の画素の配列例として、撮像領域を３６０×２４０＝８６４００の画素群に分割する。ここで、撮像領域の横（Ｘ方向）の座標は、ｉで表して０〜３５９までの値をとるものとし、撮像領域の縦（Ｙ方向）の座標は、ｊで表して０〜２３９までの値をとるものとする。なお、本実施形態では、測光センサ１０７の撮像素子の撮像領域のサイズと、撮像素子１０の撮像領域のサイズは同じとする。但し、撮像素子１０の方が測光センサ１０７の撮像素子よりも高解像度とする。

再び、図１の説明に戻り、測光センサ１０７の撮像素子が出力する画像信号は、測光センサ１０７内部でゲイン調整やＡ／Ｄ変換等が施されて、後述するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３又はＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１７内のメモリに一時的に記録される。

なお、測光センサ１０７に用いられる撮像素子は、アドレス指定によりライン（例えば水平走査ライン）毎に電荷蓄積時間を制御するローリングシャッタ方式を採用する。これにより、ローリングシャッタ方式では、撮像素子が全ラインの電荷を蓄積して読み出す動作状態やライン単位に間引くことにより電荷を蓄積して読み出す動作状態（間引き読み出し）を選択することができる。

レリーズ釦１０９は、半押し操作（撮影前におけるオートフォーカス（ＡＦ）等の動作開始の指示入力）と全押し操作（撮像動作開始）との指示入力とを受け付ける。機械式シャッタ１１０は、開閉式のシャッタ幕を備え、撮像素子１０への入射光を遮光する遮光状態と、撮像素子１０に入射光を到達させる非遮光状態とをシャッタ幕の開閉により切り替える。撮像素子１０は、被写体像を撮像して画像を生成する。撮像素子１０は、例えばＣＭＯＳ型のカラーイメージセンサである。

図３は、図１に示す電子カメラ１及び閃光装置１５０の内部構成例を示す図である。電子カメラ１は、上述した通り、カメラ本体１００と撮影レンズユニット５０とを備える。

なお、図３では、説明の便宜上、図１に示した拡散スクリーン１０２、コンデンサレンズ１０３、ペンタダハプリズム１０４、接眼レンズ１０８及び機械式シャッタ１１０の図示を省略する。

カメラ本体１００は、クイックリターンミラー１０１と、測光用プリズム１０５と、測光用レンズ１０６と、測光センサ１０７と、撮像素子１０と、信号処理部１１と、画像処理部１２と、ＲＡＭ１３と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１４と、記録インターフェース部（以下、「記録Ｉ／Ｆ部」という。）１５と、操作部１６と、レリーズ釦１０９と、ＣＰＵ１７と、データバス１８と、レンズマウント１００ａと、ホットシュー１５０ａとを備える。

このうち、信号処理部１１、画像処理部１２、ＲＡＭ１３、ＲＯＭ１４、記録Ｉ／Ｆ部１５及びＣＰＵ１７は、データバス１８を介して互いに接続されている。また、撮像素子１０と、測光センサ１０７と、操作部１６と、レリーズ釦１０９及びホットシュー１５０ａは、ＣＰＵ１７と接続されている。

信号処理部１１は、撮像素子１０が生成する画像信号に対して信号処理を施す回路である。この信号処理部１１は、画像信号のゲイン調整やＡ／Ｄ変換などを行う。この信号処理部１１が出力する画像信号は、画像データとしてＲＡＭ１３に一時的に記録される。

画像処理部１２は、ＲＡＭ１３に記録されている画像データを読み出し、各種の画像処理（階調変換処理、ホワイトバランス処理等）を施す。ＲＡＭ１３は、揮発性のメモリである。ＲＯＭ１４は、電子カメラ１の制御を行うプログラム等を予め記憶している不揮発性のメモリである。

記録Ｉ／Ｆ部１５には、着脱自在の記録媒体３０を接続するためのコネクタ（不図示）が形成されている。そして、記録Ｉ／Ｆ部１５は、ＣＰＵ１７からの指示により、そのコネクタに接続された記録媒体３０にアクセスして静止画像の記録処理等を行う。この記録媒体３０は、例えば、不揮発性のメモリカードである。図３では、コネクタに接続された後の記録媒体３０を示している。

操作部１６は、例えば、コマンド選択用のコマンドダイヤル、電源ボタン等を有している。また、操作部１６は、例えば、電子カメラ１を操作するための指示入力を受け付ける。

ＣＰＵ１７は、電子カメラ１の統括的な制御を行うプロセッサである。ＣＰＵ１７は、ＲＯＭ１４に予め格納されたプログラムを実行することにより電子カメラ１の各部を制御する。また、ＣＰＵ１７は、発光制御部１７ａと本発光量導出部１７ｂとしても機能する。発光制御部１７ａは、撮影時の閃光発光と予備発光を行わせる指示を発光制御回路１５０ｃに出す。本発光量導出部１７ｂは、第１の予備発光により測光センサ１０７の撮像領域から間引き読み出しされるライン毎の第１の画像信号に基づいて、撮影時の本発光量の導出用に間引き読み出しするラインを設定する。そして、本発光量導出部１７ｂは、その設定したライン毎に第２の予備発光により測光センサ１０７の撮像領域から間引き読み出しされる第２の画像信号に基づいて、本発光量を導出する。

例えば、本発光量導出部１７ｂは、間引き読み出し用の隣接する（間隔を空けて隣り合う）ライン間での第１の画像信号の差分に基づいて、差分を相対的に小さくするラインからの間引き読み出しの設定を解除すると共に、差分が相対的に大きいライン間に間引き読み出しするラインを新たに設定する。本実施形態では、差分が相対的に大きいライン間ほど、本発光量の算出に寄与することを意味する。また、本発光量導出部１７ｂは、差分から本発光に対する寄与率を示す評価値を各々算出し、評価値に基づいて、間引き読み出しするラインを再設定する。つまり、本発光量導出部１７ｂは、評価値に基づいて、本発光量の導出用に間引き読み出しするラインを決定できる（詳細は後述する）。

また、閃光装置１５０は、発光部１５０ｂと発光制御回路１５０ｃとを備える。発光部１５０ｂは、コンデンサに充電された電気エネルギーを光エネルギーに変換する回路である。発光部１５０ｂには、例えばキセノン管が備えられており、このキセノン管の放電により発光を行う。なお、発光部１５０ｂは、例えばＬＥＤ（発光ダイオード）を光源としても良い。発光制御回路１５０ｃは、発光部１５０ｂの発光量等を示す発光情報をＣＰＵ１７の発光制御部１７ａから受信し、受信した発光情報に基づいて発光部１５０ｂに対して予備発光や本発光を行わせる。

次に、電子カメラ１の閃光撮影の動作の一例について説明する。図４は、電子カメラ１の閃光撮影の動作の一例を示すフローチャートである。ここで、レリーズ釦１０９が半押しの指示入力を受け付けた場合、ＣＰＵ１７は、図４に示すフローの処理を開始させる。

ステップＳ１０１：ＣＰＵ１７は、１回目の予備発光における測光センサ１０７の読み出しラインを設定する。例えば、ＣＰＵ１７は、画像信号を間引き読み出しするラインを１２ライン毎に等間隔に設定する。具体例として、ＣＰＵ１７は、ライン番号ｙ[ｎ]（ｎ：０〜１９）として、ｙ[０]＝６ラインとすることにより、ｙ[ｎ]＝（６、１８、３０、４２、５４、６６、７８、９０、１０２、１１４、１２６、１３８、１５０、１６２、１７４、１８６、１９８、２１０、２２２、２３４）のライン番号を設定する。

ステップＳ１０２：ＣＰＵ１７の発光制御部１７ａは、１回目の予備発光を閃光装置１５０に行わせる。具体的には、発光制御部１７ａは、閃光装置１５０に１回目の予備発光の指示を出す。閃光装置１５０の発光部１５０ｂは、本発光よりも微少な光量に基づく予備発光を行う。

ステップＳ１０３：ＣＰＵ１７は、１回目の予備発光及び定常光による測光を測光センサ１０７に行わせる。具体的には、ＣＰＵ１７は、図１に示す通り、クイックリターンミラー１０１を光軸Ｌに対して斜めの位置に配置させる。また、ＣＰＵ１７は、測光センサ１０７に向けて駆動信号を送信する。

ここで、発光部１５０ｂから照射された予備発光の閃光は、被写体を照明する。そして、被写体からの反射光は、定常光成分を含む。この反射光は、上述した通り、レンズ系５１及び絞り５２を通過し、クイックリターンミラー１０１を介して、拡散スクリーン１０２に到達する。そして、拡散スクリーン１０２は、反射光から被写体像を形成する。この被写体像の光は、コンデンサレンズ１０３を介してペンタダハプリズム１０４に導かれる。ペンタダハプリズム１０４は、被写体像の光を反射させて測光用プリズム１０５、測光用レンズ１０６を介して測光センサ１０７に導く。

測光センサ１０７の撮像素子は、駆動信号を受信した後、ローリングシャッタ方式によりライン毎に電荷蓄積を行う。そして、測光センサ１０７の撮像素子は、ステップＳ１０１で指定されたライン番号の画素値としてＶｏｙｍｏｎ［ｉ、ｊ］（ｉ：０〜３５９、ｊ：０〜１９）を出力する。これらの出力値（画像信号の各画素値）は、一旦ＲＡＭ１３に記録される。なお、ここでの変数ｊは、上記のｙ[ｎ]の変数ｎに対応する。したがって、上記のライン番号ｙ[ｎ]の画像信号が出力される。

ステップＳ１０４：ＣＰＵ１７は、定常光による測光を測光センサ１０７に行わせる。具体的には、ＣＰＵ１７は、測光センサ１０７に定常光のみの測光を行わせるための駆動信号を送信する。ＣＰＵ１７は、予備発光の測光を行ったときと同一の測光条件（ゲイン、電荷蓄積時間、読み出しライン等）の設定で、予備発光を行わない状態で測光センサ１０７に測光を行わせる。この場合、測光センサ１０７は、定常光の輝度値としてＶｏｙｂａｃｋ［ｉ、ｊ］（ｉ：０〜３５９、ｊ：０〜１９）を出力する。これらの出力値は、一旦ＲＡＭ１３に記録される。なお、ここでの変数ｊは、上記のｙ[ｎ]の変数ｎに対応する。

ステップＳ１０５：ＣＰＵ１７は、定常光成分の除去の処理を行う。具体的には、ＣＰＵ１７は、Ｖｏｙｍｏｎ［ｉ、ｊ］とＶｏｙｂａｃｋ［ｉ、ｊ］を用いて、定常光の影響を式（１）により取り除いた画像（以下「予備画像」という）（Ｖｏｙ［ｉ、ｊ］（ｉ：０〜３５９、ｊ：０〜１９））を得る。

Ｖｏｙ［ｉ、ｊ］＝Ｖｏｙｍｏｎ［ｉ、ｊ］−Ｖｏｙｂａｃｋ［ｉ、ｊ］ (１)
ＣＰＵ１７は、Ｖｏｙ［ｉ、ｊ］（予備画像）の各画素値をＲＡＭ１３に記録する。

ステップＳ１０６：ＣＰＵ１７の本発光量導出部１７ｂは、予備画像を用いて、以下に説明する評価値を算出する。本発光量導出部１７ｂは、予備画像に基づいて、間引き読み出しされた隣接するライン間での画像信号の差分から本発光に対する寄与率を示す評価値（Ｈｙｏｋａ［ｋ］）を各々算出する。本実施形態では、評価値の算出に用いる画素として、輝度値に最も寄与するＧ（緑）画素を用いることにする。なお、本発光量導出部１７ｂは、間引き読み出しする２本の隣接するライン間で１つの評価値を算出するため、評価値（Ｈｙｏｋａ［ｋ］）の変数ｋの範囲は、０〜１８となる。

以下、具体的に評価値の算出について説明する。図５は、評価値の算出方法の一例を説明する図である。本実施形態では、例えば、偶数行の画素の配列を、Ｇ、Ｒ、Ｇ、Ｒ・・・とし、奇数行の画素の配列を、Ｂ、Ｇ、Ｂ、Ｇ・・・とする。この場合、間引き読み出し用の隣接するラインの組み合わせは、図５（ａ）〜（ｄ）に示す４通りになる。例えば、ＣＰＵ１７は、ステップＳ１０１で、偶数のライン番号をすべて設定しているので、画素の配列は、図５（ａ）が適用される。したがって、本発光量導出部１７ｂは、評価値の算出として、式（２）を適用する。

＜ｙ［ｎ］が偶数、かつ、ｙ［ｎ＋１］が偶数の場合（図５（ａ）参照）＞
Ｈｙｏｋａ［ｋ］＝Ａｂｓ｛（Ｖｏｙ［０、ｎ］＋Ｖｏｙ［２、ｎ］＋Ｖｏｙ［４、ｎ］＋ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５８、ｎ］）−（Ｖｏｙ［０、ｎ＋１］＋Ｖｏｙ［２、ｎ＋１］＋Ｖｏｙ［４、ｎ＋１］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５８、ｎ＋１］）｝ (２)
ここで、Ａｂｓは、絶対値を算出することを意味する。例えば、Ｈｙｏｋａ［０］の場合、ｙ[ｎ]＝６、ｙ[ｎ＋１]＝１８となり、本発光量導出部１７ｂは、６ライン目のＶｏｙ［ｉ、６］と、１８ライン目のＶｏｙ［ｉ、１８］とのＧ画素の差分を計算する。また、Ｈｙｏｋａ［１］の場合、ｙ[ｎ]＝１８、ｙ[ｎ＋１]＝３０となり、本発光量導出部１７ｂは、１８ライン目のＶｏｙ［ｉ、１８］と、３０ライン目のＶｏｙ［ｉ、３０］とのＧ画素の差分を計算する。なお、ライン番号の設定の仕方によっては、図５（ｂ）〜図５（ｄ）に示す組み合わせも想定される。これらの場合、本発光量導出部１７ｂは、評価値の算出として、式（３）〜式（５）を適用する。

＜ｙ［ｎ］が偶数、かつ、ｙ［ｎ＋１］が奇数の場合（図５（ｂ）参照）＞
Ｈｙｏｋａ［ｋ］＝Ａｂｓ｛（Ｖｏｙ［０、ｎ］＋Ｖｏｙ［２、ｎ］＋Ｖｏｙ［４、ｎ］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５８、ｎ］）−（Ｖｏｙ［１、ｎ＋１］＋Ｖｏｙ［３、ｎ＋１］＋Ｖｏｙ［５、ｎ＋１］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５９、ｎ＋１］）｝ （３）
＜ｙ［ｎ］が奇数、かつ、ｙ［ｎ＋１］が偶数の場合（図５（ｃ）参照）＞
Ｈｙｏｋａ［ｋ］＝Ａｂｓ｛（Ｖｏｙ［１、ｎ］＋Ｖｏｙ［３、ｎ］＋Ｖｏｙ［５、ｎ］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５９、ｎ］）−（Ｖｏｙ［０、ｎ＋１］＋Ｖｏｙ［２、ｎ＋２］＋Ｖｏｙ［４、ｎ＋１］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５８、ｎ＋１］）｝ （４）
＜ｙ［ｎ］が奇数、かつ、ｙ［ｎ＋１］が奇数の場合（図５（ｄ）参照）＞
Ｈｙｏｋａ［ｋ］＝Ａｂｓ｛（Ｖｏｙ［１、ｎ］＋Ｖｏｙ［３、ｎ］＋Ｖｏｙ［５、ｎ］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５９、ｎ］）−（Ｖｏｙ［１、ｎ＋１］＋Ｖｏｙ［３、ｎ＋２］＋Ｖｏｙ［５、ｎ＋１］ ・・・ ＋Ｖｏｙ［３５９、ｎ＋１］）｝ （５）
図６は、変数ｋに対する評価値を示す図である。横軸は、上述した変数ｋを表し、縦軸は、評価値の算出結果を表している。

ステップＳ１０７：本発光量導出部１７ｂは、評価値の判定を行う。具体的には、本発光量導出部１７ｂは、ステップＳ１０６で得られた評価値に対して、閾値Ｔｈを設定する。ここで、閾値Ｔｈは、説明の便宜上、例えば１１４５の値とする。本発光量導出部１７ｂは、閾値Ｔｈ以上となった評価値は有意であると判断し、評価値の算出に用いた２ラインを重要性が高いラインとみなす。本発光量導出部１７ｂは、すべての評価値について有意か否かの判定を行う。

本実施形態では、可能な限り、閾値Ｔｈ未満となったラインの読み出しを停止し、有意と判断されたライン間に間引き読み出し用のラインを割り当てる。すなわち、本発光量導出部１７ｂは、評価値を相対的に小さくするラインの読み出しを停止する分、評価値が相対的に大きいライン間に間引き読み出し用のラインを新たに設定（選択）する。

また、本実施形態では、新たに割り当て可能なライン数を、ＦｒｅｅＬｉｎｅとしてカウントする。但し、本実施形態では、Ｈｙｏｋａ[ｋ]の閾値Ｔｈ未満の評価値であっても、Ｈｙｏｋａ[ｋ−１]と、Ｈｙｏｋａ[ｋ＋１]が閾値Ｔｈ以上である場合、ＦｒｅｅＬｉｎｅとしてカウントしないこととする。

図７は、ＦｒｅｅＬｉｎｅの本数の決定の仕方を説明する図である。ここで、図７では、閾値Ｔｈ未満の評価値は７個ある。一方、図７では、Ｈｙｏｋａ[１０]は、閾値Ｔｈ未満であるが、Ｈｙｏｋａ[９]とＨｙｏｋａ[１１]とは閾値Ｔｈ以上であるので、ＦｒｅｅＬｉｎｅとしてカウントしない。そのため、ＦｒｅｅＬｉｎｅは６本となる。

そして、本実施形態では、ＦｒｅｅＬｉｎｅに基づいて新たに間引き読み出し可能なラインを決定するため、次のステップＳ１０８で重み付け係数を算出する。

ステップＳ１０８：本発光量導出部１７ｂは、間引き読み出しするラインを再設定するために重み付け係数の算出を行う。具体的には、本発光量導出部１７ｂは、ステップＳ１０７で有意と判断されたラインの間に割り当てるライン数を決定するため、さらに、評価値に対して重み付け係数を算出する。先ず、本発光量導出部１７ｂは、評価値の中の最小値（ＨｙｏｋａＭｉｎ）を求める。図６において、評価値の最小値（ＨｙｏｋａＭｉｎ）は、例えば、Ｈｙｏｋａ[０]＝４３９の値となる。次に、本発光量導出部１７ｂは、以下の式（６）で重み付け係数Ｗｔ[ｋ]を算出する。このとき、閾値Ｔｈ未満となった評価値Ｈｙｏｋａ[ｋ]においては、Ｗｔ[ｋ]＝０とする。

Ｗｔ[ｋ]＝Ｈｙｏｋａ[ｋ]／ＨｙｏｋａＭｉｎ （６）
＝Ｈｙｏｋａ[ｋ]／４３９
さらに、本発光量導出部１７ｂは、重み付け係数の合計値Ｗｔｓｕｍを求める。

Ｗｔｓｕｍ＝ΣＷｔ[ｋ] （７）
重み付け係数の合計値Ｗｔｓｕｍは、式（７）に基づいて、６３．７０８となる。

ステップＳ１０９：本発光量導出部１７ｂは、２回目の予備発光の読み出しラインを決定する。具体的には、本発光量導出部１７ｂは、ライン間に割り当てるライン数を式（８）に基づいて算出する。

ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］＝ＦＬ × （Ｗｔ[ｋ] ／６３．７０８） （８）
ここで、ＦＬは、ＦｒｅｅＬｉｎｅである。本実施形態では、ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］の結果の値をさらに四捨五入した結果の値をＲｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）と定義する。

図８は、重み付け係数に基づいて割り当てるラインを決定するための算出結果を示す図である。図８では、各変数ｋに対して、Ｗｔ[ｋ]、ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］、Ｒｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）の値が対応付けられている。図８において、Ｒｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）の値が１であると、本発光量導出部１７ｂは、ライン間に間引き読み出し用のラインを１本割り当てることができることとする。なお、四捨五入した結果の値が２であると、本発光量導出部１７ｂは、ライン間に間引き読み出し用のラインを２本割り当てることができることとする。ここで、本発光量導出部１７ｂは、ライン間に間引き読み出し用のラインを等間隔に割り当てることが好ましい。ライン間での偏りを避けるためである。なお、本発光量導出部１７ｂは、Ｒｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）の値によってはライン間に等間隔に割り当てられないことがある。例えば、Ｒｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）の値が３であって、新たに間引き読み出し用のラインをライン間に３本等間隔に割り当てられない場合、本発光量導出部１７ｂは、等間隔に割り当てられるまで、Ｒｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）の値をデクリメントする。本発光量導出部１７ｂは、デクリメントした際、余分なラインを他のラインに割り当てる。この場合、本実施形態では、本発光量導出部１７ｂは、一例として、ステップＳ１０７で閾値Ｔｈ未満となった評価値Ｈｙｏｋａ［ｋ］の中で、評価値の大きい方から１ラインずつ順に割り当てていくこととする。これにより、本発光量導出部１７ｂは、閾値Ｔｈ未満のうち、評価値の低いラインに割り当てないで済む。

ここで、図８に示す通り、本発光量導出部１７ｂは、Ｒｏｕｎｄ（ａｓｓｉｎＬｉｎｅ［ｋ］）の値に基づいて、４本のラインを新たに割り当てることができる。この場合、本発光量導出部１７ｂは、ステップＳ１０７で閾値Ｔｈ未満となった評価値Ｈｙｏｋａ［ｋ］の中で、評価値の低い方から４本のラインについて間引き読み出しの設定を解除する。一例として、本発光量導出部１７ｂは、２回目の予備発光の際に測光センサ１０７が画像信号を間引き読み出しするラインを以下のライン番号に決定する。これにより、ｙ[ｎ]＝（４２、６６、７８、９０、１０２、１１４、１２６、１３８、１５０、１６２、１６８、１７４、１８６、１９８、２０４、２１０、２１６、２２２、２２８、２３４）のライン番号が決定される。

ステップＳ１１０：本発光量導出部１７ｂは、間引き読み出しするラインの再設定を行う。具体的には、本発光量導出部１７ｂは、ライン番号（６、１８、３０及び５４）からの間引き読み出しの設定を解除すると共に、ライン番号（１６８、２０４、２１６及び２２８）のラインを新たに間引き読み出し用のラインに割り当てる。

図９は、予備発光時に画像信号を間引き読み出しするラインを模式的に示す図である。図９（ａ）が１回目の予備発光時に設定されるラインを表しており、図９（ｂ）が２回目の予備発光時に設定されるラインを表している。これにより、本発光量導出部１７ｂは、予備発光による測光の際、画像信号を間引き読み出しするラインを最適化することができる。

ステップＳ１１１：発光制御部１７ａは、閃光装置１５０に２回目の予備発光の指示を出す。閃光装置１５０の発光部１５０ｂは、予備発光を行う。

ステップＳ１１２：ＣＰＵ１７は、２回目の予備発光時の測光を測光センサ１０７に行わせる。測光センサ１０７の撮像素子は、ローリングシャッタ方式により間引き読み出しするライン毎に電荷蓄積を行う。そして、測光センサ１０７の撮像素子は、ステップＳ１０９で指定されたライン番号の画素値Ｖｏｙｍｏｎ［ｉ、ｊ］（ｉ：０〜３５９、ｊ：０〜１９）を出力する。なお、ここでの変数ｊは、ステップＳ１０９で決定されたｙ[ｎ]の変数ｎに対応する（以下同様）。これらの出力値は、一旦ＲＡＭ１３に記録される。

ステップＳ１１３：ＣＰＵ１７は、測光センサ１０７に定常光のみの測光を行わせる。具体的には、ＣＰＵ１７は、２回目の予備発光の測光を行ったときと同一の測光条件で測光センサ１０７に測光を行わせる。この場合、測光センサ１０７は、定常光輝度値 Ｖｏｙｂａｃｋ［ｉ、ｊ］（ｉ：０〜３５９、ｊ：０〜１９）を出力する。これらの出力値は、一旦ＲＡＭ１３に記録される。

ステップＳ１１４：ＣＰＵ１７は、定常光成分の除去を行う。具体的には、ＣＰＵ１７は、Ｖｏｙｍｏｎ［ｉ、ｊ］とＶｏｙｂａｃｋ［ｉ、ｊ］を用いて、定常光の影響を式１により取り除き、予備画像 Ｖｏｙ［ｉ、ｊ］（ｉ：０〜３５９、ｊ：０〜１９）を得る。

ステップＳ１１５：ＣＰＵ１７は、本発光量の算出を行う。具体的には、ＣＰＵ１７は、予備画像において、Ｇ画素成分の平均値を算出する。この平均値をＶｏｙＡｖｅと定義する。また、発光ガイドナンバーと予備発光のガイドナンバーの段数差ＧＮＭｏｎ（単位 ＥＶ）を発光量段差と定義する。

また、発光量段数差をＫＧＮは、式（９）で得られる。

ここで、式（９）におけるＫＧＮＣＯＮＳＴは、１８％の反射率の標準反射板等の標準反射率の被写体に対して、本発光で撮影画像が適正な輝度値となるための発光量段数差である。また、Ａｖ０は、レンズ系５１の開放Ｆ値である。Ａｖは、撮影時の絞りＦ値（Ａｐｅｘ値）である。本発光量ＧＮＨｏｎは、式（９）のＫＧＮを用いて、式（１０）で得られる。

ステップＳ１１６：ＣＰＵ１７は、本発光を行う。ＣＰＵ１７は、レリーズ釦１０９の押下による撮影（全押し操作）の指示入力を受け付けた場合、発光制御部１７ａは、ステップＳ１１５により求まった本発光量で撮影時の本発光を行わせる指示を発光制御回路１５０ｃに出す。発光部１５０ｂは、閃光発光を行う。

ステップＳ１１７：ＣＰＵ１７は、静止画像の取得を行う。具体的には、ＣＰＵ１７は、本発光に同期して、撮像素子１０を駆動する。信号処理部１１は、画像信号のゲイン調整やＡ／Ｄ変換等を行う。この信号処理部１１が出力する画像信号は、ＲＡＭ１３に画像データとして一旦記録される。画像処理部１２は、ＲＡＭ１３に記録されている画像データを読み出し、各種の画像処理を施す。ＣＰＵ１７は、画像処理部１２で画像処理が施された画像データを、記録Ｉ／Ｆ部１５を介して、記録媒体３０に記録する。

以上より、本発明では、例えば１回目の予備発光により撮像領域から間引き読み出しされるライン毎の画像信号に基づいて、評価値を算出する。そして、本発明では、例えば評価値が閾値Ｔｈ未満となったラインの読み出しを停止し、有意と判断されたライン間に間引き読み出しするラインを新たに割り当てる。これにより、閃光撮影時の本発光量を算出するための演算に寄与しないラインの出力信号の読み出しが抑制される。

したがって、本発明では、演算に用いる出力信号を適切に選択することができる。
＜実施形態の補足事項＞
本実施形態では、一眼レフレックスタイプの電子カメラを例に挙げたが、レンズ交換を必要としないコンパクトタイプの電子カメラであっても良い。この場合、コンパクトタイプの電子カメラに用いられる撮像素子を本発明の発光制御装置の測光手段として兼用する構成にしても良い。

１・・・電子カメラ、１５０・・・閃光装置、１７ｂ・・・本発光導出部、１０７・・・測光センサ

Claims (9)

1. 対象へ光束を照射する光源と、
   複数の光電変換素子からなる光電変換素子列を複数行に配列した受光領域を有し、前記対象からの反射光を受光する受光部と、
   前記光源からの第１の光束を照射した際に、複数の前記光電変換素子列のうちの第１の光電変換素子列で得られる第１受光信号に基づいて、前記受光領域における第２の光電変換素子列を選択し、前記光源からの第２の光束を照射した際に前記第２の光電変換素子列で得られる第２受光信号に基づいて、前記光源からの第３の光束の照射量を求める制御部とを備え、
   前記制御部は、前記第１の光電変換素子列に含まれる複数の光電変換素子列のうち隣り合う光電変換素子列同士の前記第１受光信号の出力差に基づいて、前記第２の光電変換素子列を選択し、前記第１受光信号の出力差が所定値よりも小さい前記第１の光電変換素子列に代えて、前記第１受光信号の出力差が所定値よりも大きい前記第１の光電変換素子列同士の間に位置する第３の光電変換素子列を前記第２の光電変換素子列として選択することを特徴とする発光制御装置。
2. 第１の光電変換素子群と、前記第１の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第２の光電変換素子群と、前記第２の光電変換素子群よりも前記所定方向側に備えられた第３の光電変換素子群と、前記第３の光電変換素子群よりも前記所定方向側に備えられた第４の光電変換素子群とを含み、対象からの反射光を受光する受光部と、
   前記第１の光電変換素子群の出力と前記第２の光電変換素子群の出力との差異が所定値よりも大きいとき、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群との間に備えられた第５の光電変換素子群の出力を用いて本発光の発光量を制御し、前記第３の光電変換素子群の出力と前記第４の光電変換素子群の出力との差異が前記所定値よりも小さいとき、前記第３の光電変換素子群と前記第４の光電変換素子群との間に備えられた第６の光電変換素子群の出力を用いて本発光の発光量を制御しない制御部とを含むことを特徴とする発光制御装置。
3. 請求項２に記載された発光制御装置であって、
   前記制御部は、前記第１の光電変換素子群の出力及び前記第２の光電変換素子群の出力を用い、前記第３の光電変換素子群及び前記第４の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで前記本発光の発光量を制御することを特徴とする発光制御装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載された発光制御装置であって、
   前記制御部は、本発光前の第１発光がされたときの前記第１の光電変換素子群の出力から定常光の影響を低減させた出力と、前記第１発光がされたときの前記第２の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力との差異が前記所定値よりも大きく、前記第１発光がされたときの前記第３の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力と、前記第１発光がされたときの前記第４の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力との差異が前記所定値よりも小さいとき、前記第５の光電変換素子群の出力を用いて前記本発光の発光量を制御することを特徴とする発光制御装置。
5. 第１の光電変換素子群と、前記第１の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第２の光電変換素子群と、前記第２の光電変換素子群よりも前記所定方向側に備えられた第３の光電変換素子群と、前記第３の光電変換素子群よりも前記所定方向側に備えられた第４の光電変換素子群とを含み、対象からの反射光を受光する受光部と、
   前記第１の光電変換素子群の出力と前記第２の光電変換素子群の出力との差異が所定値よりも大きく、前記第３の光電変換素子群の出力と前記第４の光電変換素子群の出力との差異が前記所定値よりも小さいとき、前記第１の光電変換素子群の出力及び前記第２の光電変換素子群の出力を用い、前記第３の光電変換素子群及び前記第４の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで本発光の発光量を制御する制御部とを含むことを特徴とする発光制御装置。
6. 請求項５に記載された発光制御装置であって、
   前記制御部は、本発光前の第１発光がされたときの前記第１の光電変換素子群の出力から定常光の影響を低減させた出力と、前記第１発光がされたときの前記第２の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力との差異が前記所定値よりも大きく、前記第１発光がされたときの前記第３の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力と、前記第１発光がされたときの前記第４の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力との差異が前記所定値よりも小さいとき、前記第１の光電変換素子群の出力及び前記第２の光電変換素子群の出力を用い、前記第３の光電変換素子群及び前記第４の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで前記本発光の発光量を制御することを特徴とする発光制御装置。
7. 第１の光電変換素子群と、前記第１の光電変換素子群よりも所定方向側に備えられた第２の光電変換素子群と、前記第１の光電変換素子群と前記第２の光電変換素子群との間の領域とは異なる領域に備えられた第３の光電変換素子群とを含み、対象からの反射光を受光する受光部と、
   前記第１の光電変換素子群の出力と前記第２の光電変換素子群の出力との差異が所定の閾値より小さい場合、前記第３の光電変換素子群の出力を用い、前記第１の光電変換素子群及び前記第２の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで本発光の発光量を制御する制御部とを含むことを特徴とする発光制御装置。
8. 請求項７に記載された発光制御装置であって、
   前記制御部は、本発光前の第１発光がされたときの前記第１の光電変換素子群の出力から定常光の影響を低減させた出力と、前記第１発光がされたときの前記第２の光電変換素子群の出力から前記定常光の影響を低減させた出力との差異が前記所定の閾値より小さい場合、前記第３の光電変換素子群の出力を用い、前記第１の光電変換素子群及び前記第２の光電変換素子群の少なくとも一方の出力を用いないで前記本発光の発光量を制御することを特徴とする発光制御装置。
9. 請求項１乃至請求項８の何れか１項に記載された発光制御装置を含むことを特徴とする撮像装置。

Images