カメラ
【課題】予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することが可能なカメラを提供する。
【解決手段】撮影に先立って閃光装置を発光させる予備発光を行う制御部と、予備発光に先立って第１の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、予備発光に伴う被写体からの反射光を第２の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う、複数の受光素子を有する光センサ部と、第１測光の測光結果から、第２測光において光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する予測部と、予測部により電荷蓄積量が所定量より大きくなると予測された場合に、第２測光における光センサ部の受光感度を、定常光による電荷蓄積量が所定量以下となる受光感度に設定する感度設定部と、第２測光の測光結果から、撮影時の閃光装置の発光量を演算する演算部とを備えるカメラ。
【解決手段】撮影に先立って閃光装置を発光させる予備発光を行う制御部と、予備発光に先立って第１の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、予備発光に伴う被写体からの反射光を第２の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う、複数の受光素子を有する光センサ部と、第１測光の測光結果から、第２測光において光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する予測部と、予測部により電荷蓄積量が所定量より大きくなると予測された場合に、第２測光における光センサ部の受光感度を、定常光による電荷蓄積量が所定量以下となる受光感度に設定する感度設定部と、第２測光の測光結果から、撮影時の閃光装置の発光量を演算する演算部とを備えるカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影時における閃光装置の発光量を決定する技術が知られている。例えば特許文献１に記載のカメラは、いわゆる予備発光として撮影前に閃光装置を相対的に小さい光量で発光させ、その発光に伴う被写体からの反射光を測光することにより撮影時における閃光装置の発光量を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のカメラは、定常光の光量が大きい場合、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光できなくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、閃光発光を行う閃光装置を制御可能なカメラであって、撮影に先立って閃光装置を発光させる予備発光を行う制御部と、予備発光に先立って第１の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、予備発光に伴う被写体からの反射光を第２の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う、複数の受光素子を有する光センサ部と、第１測光の測光結果から、第２測光において光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する予測部と、予測部により電荷蓄積量が所定量より大きくなると予測された場合に、第２測光における光センサ部の受光感度を、定常光による電荷蓄積量が所定量以下となる受光感度に設定する感度設定部と、第２測光の測光結果から、撮影時の閃光装置の発光量を演算する演算部と、を備えることを特徴とするカメラである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。
【図２】エリアセンサ１０１の一部の構成を示す正面図である。
【図３】露出演算用のブロック化を説明する図である。
【図４】ＴＴＬ調光演算用のブロック化を説明する図である。
【図５】閃光装置１０３を用いた撮影処理のフローチャートである。
【図６】エリアセンサ１０１による電荷蓄積パターンを示す図である。
【図７】第２演算モードにおいて、撮影範囲および撮影時における閃光装置１０３の発光量を決定するための範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００から成る、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。
【０００９】
カメラボディ１００は閃光装置１０３を装着可能に構成されている。閃光装置１０３は電気接点を介してカメラボディ１００に接続され、カメラボディ１００により制御される。なお、閃光装置１０３はカメラボディ１００に装着可能なものでなくてもよい。例えば、カメラボディ１００から離れた位置に設置され、光通信や無線通信によりカメラボディ１００から制御されるようにしてもよい。また、カメラボディ１００が閃光装置１０３を内蔵するようにしてもよい。
【００１０】
交換レンズ２００には、複数のレンズから構成される結像光学系２０１と、開口部を有する絞り２０２が設けられている。被写体からの光束は、結像光学系２０１と絞り２０２の開口部とを通過して、カメラボディ１００に入射する。なお、図１では結像光学系２０１を２つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。また、図１では絞り２０２が結像光学系２０１の（被写体から見て）後方に設けられているが、周知のように、絞り２０２は結像光学系２０１の前方にあってもよいし、結像光学系２０１の内部（レンズとレンズの間）にあってもよい。
【００１１】
カメラボディ１００は、被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１１６を有している。撮像素子１１６は、撮像面が結像光学系２０１の予定焦点面と一致するように配置されている。撮像素子１１６の撮像面近傍には撮像素子１１６の露光制御を行うメカニカルシャッター１１５が設けられている。
【００１２】
カメラボディ１００内の、結像光学系２０１と撮像素子１１６の撮像面との間には、クイックリターンミラー１１１が設置されている。非撮影時、クイックリターンミラー１１１は被写体光をカメラボディ１００の上方に反射させる位置（図１に実線で示す位置）に存在する。このとき、カメラボディ１００に入射した被写体光は、フォーカシングスクリーン１１２により拡散され、ペンタプリズム１１３（ペンタゴナルダハプリズム）を透過した後に接眼レンズ１１４に向かう。撮影者は接眼レンズ１１４を介して被写体像を視認することができる。ペンタプリズム１１３を透過した被写体光の一部は、付近に設けられたエリアセンサ１０１（後に詳述）へ向かう。
【００１３】
演算制御装置１０２は、マイクロプロセッサやその周辺回路から成る装置であり、カメラボディ１００の各部や交換レンズ２００を制御する。演算制御装置１０２は、不図示の記憶媒体に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、これら各部の制御を行う。
【００１４】
レリーズスイッチ（不図示）が全押し操作されると、演算制御装置１０２は撮影制御を行う。このとき演算制御装置１０２は、クイックリターンミラー１１１を、被写体光を遮らない退避位置（図１に破線で示す位置）に移動させた後、直前の露出演算結果に基づいて絞り２０２およびメカニカルシャッター１１５を制御する。
【００１５】
また、演算制御装置１０２は、被写体に撮影補助光を照射する閃光装置１０３の発光が許可されている場合にレリーズスイッチが全押し操作されると、ＴＴＬ（through the lens）調光動作を行った後、撮影制御を行う。ＴＴＬ調光動作では、閃光装置１０３の予備発光に合わせてエリアセンサ１０１の蓄積動作を行い、該蓄積動作により得られた信号に基づいてＴＴＬ調光演算を行う。演算制御装置１０２は、ＴＴＬ調光演算結果に基づいて閃光装置１０３の本発光量を制御する。
【００１６】
つまり、閃光装置１０３の発光が許可されている場合、演算制御装置１０２はまず閃光装置１０３に予備発光を行わせる。そして、予備発光による被写体からの反射光量を測光し、この反射光量から撮影時の発光量（本発光量）を決定する。
【００１７】
（エリアセンサ１０１の説明）
図２は、エリアセンサ１０１の一部の構成を示す正面図である。エリアセンサ１０１は、マトリクス状に配列された複数の画素（光電変換素子）４０を備えており、その受光範囲は撮像素子１１６の撮像範囲とほぼ等しい。エリアセンサ１０１の画素数はたとえば約１０万画素である。各画素４０にはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタのいずれかが設けられており、ベイヤー配列を形成している。エリアセンサ１０１の出力信号は演算制御装置１０２に入力される。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１の出力を用いて、露出演算およびＴＴＬ調光演算等の演算を行う。
【００１８】
図３は、露出演算用のブロック化を説明する図である。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１において、隣接するａ×ａ個の画素４０をまとめて１つの露出演算用ブロック４１とし、露出演算用ブロック４１に含まれる画素４０ごとの出力信号を合成加算する。図３のように、露出演算用ブロック４１の形状は正方形とし、露出演算用ブロック４１に含まれる水平方向と垂直方向の画素数（ａ個）は同一とする。
【００１９】
ＴＴＬ調光動作時には、エリアセンサ１０１から所定数の水平方向の画素列（水平ライン）ごとに信号を読み出す動作、いわゆる間引き読み出しが行われる。図４（ａ）は、この間引き読み出しを説明する図である。図４（ａ）において、斜線が描かれた画素４０は、出力信号を読み出さない画素を示し、斜線が描かれていない画素４０は、出力信号を読み出す画素を示す。なお、図４では、図示の都合上、エリアセンサ１０１の一部を抜き出して図示している。図４（ａ）に示すように、エリアセンサ１０１からはｃ列につきｄ列ずつ信号が読み出される。本実施形態は、このように間引き読み出しを行うことで、読み出し時間を短縮できるよう構成されている。
【００２０】
図４（ｂ）は、ＴＴＬ調光演算用のブロック化を説明する図である。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１の間引き読み出しされる領域において、隣接するｄ×ｅ個の画素４０をまとめて１つのＴＴＬ調光演算用ブロック４４とし、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４に含まれる画素４０ごとの出力信号を合成加算する。なお、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の垂直方向の画素数は、間引き読み出しするｄ列に対応してｄ個とする。また、本実施形態では、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４を横長の矩形状とし、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の垂直方向の画素数よりも水平方向の画素数を多くする（すなわちｄ＜ｅ）。
【００２１】
このように本実施形態では、エリアセンサ１０１から出力される所定画素数の画像データを、露出演算に適したサイズのブロックに区分する。このように、露出演算用ブロック４１に含まれる複数の画素４０からの出力信号を合成加算することにより、ランダムノイズ成分の影響を軽減することができ、露出演算の精度を向上することができる。また、露出演算用ブロック４１に含まれる複数の画素４０からの出力信号を合成加算して露出演算用ブロック４１ごとの信号レベルを示すビット幅を大きくすることで、露出演算においてビット幅の大きいデータを扱うことができ、露出演算の精度を向上することができる。
【００２２】
（閃光装置１０３を用いた撮影の説明）
図５は、閃光装置１０３を用いた撮影処理のフローチャートである。演算制御装置１０２は、カメラ１の電源がオンされた後、図５に示す処理の実行を開始する。まずステップＳ２０１において、演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１を用いて定常光の測光を行う。このとき、エリアセンサ１０１は、上述した露出演算用ブロック４１によるブロック化が行われる。
【００２３】
ステップＳ２０１において演算制御装置１０２は、各露出演算用ブロック４１の出力が飽和しないような条件で、エリアセンサ１０１の蓄積を行う。例えば、電源オン後の最初の定常光の測光は、所定の感度および蓄積時間でエリアセンサ１０１の蓄積を行う。そして、いずれかの露出演算用ブロック４１の出力が飽和していた場合には、再度ステップＳ２０１に戻り、より低い感度、またはより短い蓄積時間でエリアセンサ１０１の蓄積を行う。これを繰り返すことにより、各露出演算用ブロック４１の出力が飽和しないような条件で、エリアセンサ１０１の蓄積を行うことができる。以下の説明において、ステップＳ２０１における定常光の測光を第１測光と称する。
【００２４】
ステップＳ２０２において演算制御装置１０２は、予備発光時の飽和予測演算を行う。これは、閃光装置１０３の予備発光において、エリアセンサ１０１が有するいずれかの画素の出力が、定常光のみによって飽和するか否かを予測する演算である。演算制御装置１０２は、次式（１）が満たされた場合には、予備発光時にエリアセンサ１０１が飽和すると判断する。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ここで、Ｙｍａｘはエリアセンサ１０１の全露出演算用ブロック４１の出力のうちで最大の値、ＴＶｓは第１測光におけるエリアセンサ１０１の蓄積時間、ＳＶｓは第１測光におけるエリアセンサ１０１のゲイン（受光感度）である。ＴＶｓは定常光の明るさに応じて、例えば６マイクロ秒〜７０ミリ秒程度の時間となる。また、ＴＶｐは後述する予備発光時のエリアセンサ１０１の蓄積時間であり、ＳＶｐは後述する予備発光時のエリアセンサ１０１のゲインである。上式（１）の右辺のＹｔｈは、エリアセンサ１０１が飽和したとみなすしきい値である。
【００２７】
上式（１）の左辺は、第１測光の測光結果（定常光の輝度すなわち露出演算用ブロック４１の出力の最大値）から、測光条件（蓄積時間およびゲイン）を予備発光時のものに変化させたときの定常光によるセンサ出力を見積もるものである。予備発光時の蓄積時間ＴＶｐおよびゲインＳＶｐが、第１測光時の蓄積時間ＴＶｓおよびゲインＳＶｓと等しければ、上式（１）の左辺はＹｍａｘそのものとなり、蓄積時間やゲインが大きくなれば、上式（１）の左辺はその分大きな値となる。
【００２８】
例えば昼間に閃光装置１０３を利用した撮影を行う場合など、定常光がある程度大きい場合には、予備発光時の蓄積時間ＴＶｐは第１測光時の蓄積時間ＴＶｓ以上になることがある。これは、予備発光時の蓄積時間ＴＶｐは閃光装置１０３の特性によりほぼ決定されてしまうため、第１測光時のように自由に変更することができないためである。このような場合、閃光装置１０３の予備発光において、エリアセンサ１０１が有するいずれかの画素の出力が、定常光のみによって飽和する可能性がある。また、予備発光時の蓄積時間ＴＶｐが第１測光時の蓄積時間ＴＶｓ以上でない場合であっても、例えば予備発光時のゲインＳＶｐが第１測光時のゲインＳＶｓ以上であれば同様に、閃光装置１０３の予備発光において、エリアセンサ１０１が有するいずれかの画素の出力が、定常光のみによって飽和する可能性がある。ステップＳ２０２における飽和予測は、これらのような事態に対処するためのものである。
【００２９】
なお、本実施形態において、エリアセンサ１０１の各露出演算用ブロック４１は、入射光量に応じて０〜１０２３の値を出力する。つまり、上式（１）のＹｔｈは、例えば１０２３とすることができる。ただし、実際には、Ｙｔｈは１０２３よりある程度低い値（例えば８００〜９００程度）とすることが望ましい。これは、定常光のみで１０２３に近い値となってしまうと、予備発光時の被写体からの反射光によりほぼ確実に飽和してしまうこと、および、ＲＧＢいずれかの色に対応する入射光が飽和している可能性があるためである。
【００３０】
ステップＳ２０３では演算制御装置１０２が、不図示のレリーズスイッチが全押し操作されたか否かを判定する。全押し操作されていない場合には処理はステップＳ２１１に進む。他方、レリーズスイッチの全押し操作が為された場合にはステップＳ２０４に進む。
【００３１】
ステップＳ２０４において演算制御装置１０２は、予備発光のためのエリアセンサ１０１の蓄積（上述した間引き読み出し動作）を開始する。このとき、エリアセンサ１０１の蓄積時間ＴＶｐは、閃光装置１０３の発光時間よりも長い時間（例えば数百マイクロ秒程度）とし、閃光装置１０３の発光開始から発光完了までの時間が含まれるようにする。また、エリアセンサ１０１のゲインＳＶｐは、ステップＳ２０２における飽和予測演算の結果に基づいて決定される。ステップＳ２０２において、上式（１）が満たされない場合、つまり演算制御装置１０２により予備発光時にエリアセンサ１０１が飽和しないと判断された場合には、演算制御装置１０２はエリアセンサ１０１のゲインＳＶｐを所定の初期値（例えばＩＳＯ１６００相当の値である８）に設定する。他方、予備発光時にエリアセンサ１０１が飽和すると判断された場合には、ステップＳ２０４においてエリアセンサ１０１のゲインＳＶｐを、上式（１）を満たさない程度の値（例えばＩＳＯ１００相当の値である５）に設定する。演算制御装置１０２は、このようにして決定された蓄積時間ＴＶｐおよびゲインＳＶｐで、エリアセンサ１０１の蓄積を開始する。
【００３２】
ステップＳ２０５では演算制御装置１０２が、閃光装置１０３に予備発光を行わせる。ステップＳ２０６では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０４で決定した蓄積時間ＴＶｐの経過を待ち、その後にエリアセンサ１０１による蓄積を完了させる。以下の説明では、ステップＳ２０４からステップＳ２０６において行われる、予備発光に伴う被写体からの反射光の測光を、第２測光と呼ぶ。
【００３３】
ステップＳ２０７では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０５と同じ設定でエリアセンサ１０１の蓄積を開始する。ステップＳ２０８では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０４で決定した蓄積時間ＴＶｐの経過を待ち、その後にエリアセンサ１０１による蓄積を完了させる。
【００３４】
なお、以下の説明において、予備発光時（ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６）の図４（ｂ）に示す各ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の出力を、Ｙｐ（ｉ，ｊ）と表す。ここでｉはＴＴＬ調光演算用ブロック４４の列番号であり、図４（ｂ）の左端から順に０，１，２，…となる。また、ｊはＴＴＬ調光演算用ブロック４４の行番号であり、図４（ｂ）の上端から順に０，１，２，…となる。また、予備発光後の定常光測光時（ステップＳ２０７〜ステップＳ２０８）の図４（ｂ）に示す各ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の出力を、Ｙｓ（ｉ，ｊ）と表す。ｉおよびｊについてはＹｐ（ｉ，ｊ）と同様である。
【００３５】
ステップＳ２０９では演算制御装置１０２が、撮影時の発光量を演算する。演算制御装置１０２はまず、次式（２）から、予備発光による被写体からの反射光量の最大値ＭＹｍａｘを算出する。
ＭＹｍａｘ＝ｍａｘ｛Ｙｐ（ｉ，ｊ）−Ｙｓ（ｉ，ｊ）｝ …（２）
【００３６】
つまり、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４により検出された、予備発光による被写体からの反射光量のうち最大の量を、ＭＹｍａｘとする。次に演算制御装置１０２は、次式（３）により、撮影時の発光量ＧＮを算出する。
【００３７】
【数２】
【００３８】
ここでＧＮｐは、予備発光時の閃光装置１０３の発光量のガイドナンバーである。また、ＣＯＮＳＴは発光量を補正するための固定値である。ステップＳ２１０では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０９で決定した発光量ＧＮにより閃光装置１０３を閃光発光させ、被写体像の撮影を行う。ステップＳ２１１では演算制御装置１０２が、カメラ１の電源オフボタン（不図示）が押下されたか否か、つまりカメラ１が電源オフされたか否かを判定する。電源オフされていない場合にはステップＳ２０１に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。他方、電源オフされた場合には処理を終了する。
【００３９】
上述した第１の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）エリアセンサ１０１は複数の受光素子を有しており、予備発光に先立って蓄積時間ＴＶｓだけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、予備発光に伴う被写体からの反射光を蓄積時間ＴＶｐだけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う。演算制御装置１０２は、第１測光の測光結果から、第２測光においてエリアセンサ１０１の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測し、電荷蓄積量が所定量より大きくなると予測した場合には、第２測光におけるエリアセンサ１０１のゲインを、定常光による電荷蓄積量が所定量以下となるゲインに設定する。そして、第２測光の測光結果から、撮影時の閃光装置１０３の発光量を演算する。このようにしたので、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することができる。
【００４０】
（２）第１測光の測光結果は、定常光の輝度情報を含む。また、第２測光時の蓄積時間ＴＶｐは、予備発光における閃光装置１０３の発光時間に応じて予備発光の前に予め決定される。演算制御装置１０２は、第１測光の測光結果に含まれる定常光の輝度情報および第１測光の蓄積時間ＴＶｓと、第２測光の蓄積時間ＴＶｐとから、第２測光においてエリアセンサ１０１の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する。このようにしたので、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るカメラは、第１の実施の形態に係るカメラ１と同様の構成を有するが、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子について、それぞれ蓄積時間を一律に設定できない点において、第１の実施の形態とは異なる。以下、第１の実施の形態との違いについて説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同一の箇所については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４２】
図６は、エリアセンサ１０１による電荷蓄積パターンを示す図である。図６（ａ）および図６（ｂ）では、エリアセンサ１０１の各行の電荷蓄積状態を左から右に引いた矢印で表しており、横軸は時間経過を意味している。なお、図６の説明において、ＴＴＬ調光動作時の間引き読み出しを行う行数を５行であると仮定し、行番号をｊ＝０〜４と表現する。
【００４３】
第１の実施の形態に係るエリアセンサ１０１は、図６（ａ）に示す電荷蓄積パターンで動作する。時刻Ｔ１０に蓄積を開始すると、ｊ＝０の行から順に所定時間おきに電荷蓄積が開始される。そして、各行ごとに所定時間が経過すると、電荷蓄積を終了する。例えばｊ＝０の行は、時刻Ｔ１０において電荷蓄積が開始され、時刻Ｔ１２において電荷蓄積が終了する。また、最後の行であるｊ＝４の行は、時刻Ｔ１１において電荷蓄積が開始され、時刻Ｔ１３において電荷蓄積が終了する。閃光装置１０３の予備発光（発光開始から発光完了まで）は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの間に実行されるので、エリアセンサ１０１の各行は、予備発光に伴う被写体からの反射光を確実に受光することができる。また、各行の総蓄積時間は一定となっているため、測光時の定常光の影響はどの行についても一定となる。
【００４４】
他方、本実施形態に係るエリアセンサ１０１は、図６（ｂ）に示す電荷蓄積パターンで動作する。時刻Ｔ２０において全行の蓄積が開始されるが、電荷蓄積の終了は各行毎に順に行われる。例えば時刻Ｔ２１においてまずｊ＝０の行について電荷蓄積が終了し、それから所定時間後にｊ＝１の行が、更に所定時間後にｊ＝２の行が順に電荷蓄積を完了する。そして、時刻Ｔ２２においてｊ＝４の行が電荷蓄積を終了し、エリアセンサ１０１全体の電荷蓄積が終了する。
【００４５】
エリアセンサ１０１を図６（ｂ）のように構成することにより、全体の測光時間を短縮することが可能となる。つまり、図６（ａ）における全体の測光時間（時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１３までの時間）よりも、図６（ｂ）における全体の測光時間（時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２２までの時間）の方が短くなっている。他方、各行の電荷蓄積時間（ＴＶｐ）が各行で異なってしまう。
【００４６】
本実施形態の演算制御装置１０２は、第１の実施の形態で説明した式（１）を用いた飽和予測演算において、予備発光時の電荷蓄積時間ＴＶｐを、エリアセンサ１０１の各行のうち蓄積時間が最も長くなる行の蓄積時間とする。つまり、図６（ｂ）において、ｊ＝４の行の蓄積時間（時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２２までの時間）を、式（１）における蓄積時間ＴＶｐとする。また、閃光装置１０３による予備発光（発光開始から発光完了まで）を、時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２１までの間に実行させる。
【００４７】
上述した第２の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子は、それぞれ蓄積時間が異なる。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子のうち、蓄積時間が最も長くなる画素の蓄積時間を基準として、第２測光においてエリアセンサ１０１の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する。このようにしたので、エリアセンサ１０１の蓄積条件が画素毎に異なる場合であっても、精度の高い閃光装置１０３の制御が可能となる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係るカメラは、第１の実施の形態に係るカメラ１と同様の構成を有するが、撮影時における閃光装置１０３の発光量の決定方法が、第１の実施の形態とは異なる。以下、第１の実施の形態との違いについて説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同一の箇所については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の演算制御装置１０２は、撮影範囲全体の測光結果を用いて撮影時における閃光装置１０３の発光量を演算する第１演算モードと、撮影範囲に設けられた一部の範囲の測光結果のみを用いて撮影時における閃光装置１０３の発光量を演算する第２演算モードとを有している。以下、第２演算モードにおける演算制御装置１０２の処理内容について説明する。なお、第１演算モードの場合、演算制御装置１０２は第１の実施形態と同様の方法で撮影時の発光量を決定するので、説明を省略する。
【００５０】
図７は、第２演算モードにおいて、撮影範囲および撮影時における閃光装置１０３の発光量を決定するための範囲を示す図である。本実施形態の演算制御装置１０２は、第２撮影モードのとき、撮影時における閃光装置１０３の発光量を、撮影範囲５０の全体ではなく、撮影範囲５０の中央付近に設けられた一部範囲５１における測光結果に基づいて決定する。発光量をこのようにして決定することで、例えば、撮影範囲５０の中央付近に主要被写体が存在し、撮影範囲５０の周辺部分（一部範囲５１の外）に街灯や太陽等の明るい物体が存在する場合などに、主要被写体に合わせて露出を調整することが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、上述のような方法で撮影時の発光量を決定するので、図５のステップＳ２０２で行われる飽和予測演算についても、撮影範囲５０の全体ではなく、一部範囲５１に基づいて行われる。つまり、本実施形態の演算制御装置１０２は、第２演算モードのとき、第１測光の一部範囲５１における測光結果から、第２測光のとき一部範囲５１において定常光による電荷蓄積量が所定量Ｙｔｈより大きくなるか否かを予測する。従って、一部範囲５１の外側に非常に明るい物体等が存在し、これにより当該物体の位置に対応する受光素子が飽和する場合であっても、演算制御装置１０２はこれを無視して飽和予測演算を実行する。
【００５２】
上述した第３の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子のうち撮影範囲５０の全体に含まれる受光素子を用いて撮影時の閃光装置１０３の発光量を演算する第１演算モードと、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子のうち撮影範囲５０より小さい一部範囲５１に含まれる受光素子のみを用いて撮影時の閃光装置１０３の発光量を演算する第２演算モードとを有する。演算制御装置１０２は、第２演算モードのとき、第１測光の第２範囲における測光結果から、第２測光のとき一部範囲５１において定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する。このようにしたので、発光量の決定とは無関係な領域の定常光に影響されることなく、発光量演算の精度確保が可能となる。
【００５３】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００５４】
（変形例１）
本発明は、上述の各実施形態に示した、一眼レフレックスカメラ以外の撮像装置に適用することも可能である。例えば、レンズ一体型のカメラや、クイックリターンミラー１１１を有さないレンズ交換式のカメラなどについても、本発明を適用することができる。
【００５５】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１…カメラ、１００…カメラボディ、１０１…エリアセンサ、１０２…演算制御装置、１０３…閃光装置、１１１…クイックリターンミラー、１１２…フォーカシングスクリーン、１１３…ペンタプリズム、１１４…接眼レンズ、１１５…メカニカルシャッター、１１６…撮像素子、２００…交換レンズ、２０１…結像光学系、２０２…絞り
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮影時における閃光装置の発光量を決定する技術が知られている。例えば特許文献１に記載のカメラは、いわゆる予備発光として撮影前に閃光装置を相対的に小さい光量で発光させ、その発光に伴う被写体からの反射光を測光することにより撮影時における閃光装置の発光量を決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−３１７６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載のカメラは、定常光の光量が大きい場合、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光できなくなるという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、閃光発光を行う閃光装置を制御可能なカメラであって、撮影に先立って閃光装置を発光させる予備発光を行う制御部と、予備発光に先立って第１の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、予備発光に伴う被写体からの反射光を第２の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う、複数の受光素子を有する光センサ部と、第１測光の測光結果から、第２測光において光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する予測部と、予測部により電荷蓄積量が所定量より大きくなると予測された場合に、第２測光における光センサ部の受光感度を、定常光による電荷蓄積量が所定量以下となる受光感度に設定する感度設定部と、第２測光の測光結果から、撮影時の閃光装置の発光量を演算する演算部と、を備えることを特徴とするカメラである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。
【図２】エリアセンサ１０１の一部の構成を示す正面図である。
【図３】露出演算用のブロック化を説明する図である。
【図４】ＴＴＬ調光演算用のブロック化を説明する図である。
【図５】閃光装置１０３を用いた撮影処理のフローチャートである。
【図６】エリアセンサ１０１による電荷蓄積パターンを示す図である。
【図７】第２演算モードにおいて、撮影範囲および撮影時における閃光装置１０３の発光量を決定するための範囲を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明を適用したレンズ交換式のカメラシステムを示す断面図である。カメラ１は、カメラボディ１００と、カメラボディ１００に着脱可能な交換レンズ２００から成る、いわゆる一眼レフレックス方式のデジタルカメラである。
【０００９】
カメラボディ１００は閃光装置１０３を装着可能に構成されている。閃光装置１０３は電気接点を介してカメラボディ１００に接続され、カメラボディ１００により制御される。なお、閃光装置１０３はカメラボディ１００に装着可能なものでなくてもよい。例えば、カメラボディ１００から離れた位置に設置され、光通信や無線通信によりカメラボディ１００から制御されるようにしてもよい。また、カメラボディ１００が閃光装置１０３を内蔵するようにしてもよい。
【００１０】
交換レンズ２００には、複数のレンズから構成される結像光学系２０１と、開口部を有する絞り２０２が設けられている。被写体からの光束は、結像光学系２０１と絞り２０２の開口部とを通過して、カメラボディ１００に入射する。なお、図１では結像光学系２０１を２つのレンズにより構成されるかのように図示しているが、いくつのレンズで構成されるようにしてもよい。また、図１では絞り２０２が結像光学系２０１の（被写体から見て）後方に設けられているが、周知のように、絞り２０２は結像光学系２０１の前方にあってもよいし、結像光学系２０１の内部（レンズとレンズの間）にあってもよい。
【００１１】
カメラボディ１００は、被写体像を撮像する、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子１１６を有している。撮像素子１１６は、撮像面が結像光学系２０１の予定焦点面と一致するように配置されている。撮像素子１１６の撮像面近傍には撮像素子１１６の露光制御を行うメカニカルシャッター１１５が設けられている。
【００１２】
カメラボディ１００内の、結像光学系２０１と撮像素子１１６の撮像面との間には、クイックリターンミラー１１１が設置されている。非撮影時、クイックリターンミラー１１１は被写体光をカメラボディ１００の上方に反射させる位置（図１に実線で示す位置）に存在する。このとき、カメラボディ１００に入射した被写体光は、フォーカシングスクリーン１１２により拡散され、ペンタプリズム１１３（ペンタゴナルダハプリズム）を透過した後に接眼レンズ１１４に向かう。撮影者は接眼レンズ１１４を介して被写体像を視認することができる。ペンタプリズム１１３を透過した被写体光の一部は、付近に設けられたエリアセンサ１０１（後に詳述）へ向かう。
【００１３】
演算制御装置１０２は、マイクロプロセッサやその周辺回路から成る装置であり、カメラボディ１００の各部や交換レンズ２００を制御する。演算制御装置１０２は、不図示の記憶媒体に予め記憶されている所定の制御プログラムを読み込んで実行することにより、これら各部の制御を行う。
【００１４】
レリーズスイッチ（不図示）が全押し操作されると、演算制御装置１０２は撮影制御を行う。このとき演算制御装置１０２は、クイックリターンミラー１１１を、被写体光を遮らない退避位置（図１に破線で示す位置）に移動させた後、直前の露出演算結果に基づいて絞り２０２およびメカニカルシャッター１１５を制御する。
【００１５】
また、演算制御装置１０２は、被写体に撮影補助光を照射する閃光装置１０３の発光が許可されている場合にレリーズスイッチが全押し操作されると、ＴＴＬ（through the lens）調光動作を行った後、撮影制御を行う。ＴＴＬ調光動作では、閃光装置１０３の予備発光に合わせてエリアセンサ１０１の蓄積動作を行い、該蓄積動作により得られた信号に基づいてＴＴＬ調光演算を行う。演算制御装置１０２は、ＴＴＬ調光演算結果に基づいて閃光装置１０３の本発光量を制御する。
【００１６】
つまり、閃光装置１０３の発光が許可されている場合、演算制御装置１０２はまず閃光装置１０３に予備発光を行わせる。そして、予備発光による被写体からの反射光量を測光し、この反射光量から撮影時の発光量（本発光量）を決定する。
【００１７】
（エリアセンサ１０１の説明）
図２は、エリアセンサ１０１の一部の構成を示す正面図である。エリアセンサ１０１は、マトリクス状に配列された複数の画素（光電変換素子）４０を備えており、その受光範囲は撮像素子１１６の撮像範囲とほぼ等しい。エリアセンサ１０１の画素数はたとえば約１０万画素である。各画素４０にはそれぞれ赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のカラーフィルタのいずれかが設けられており、ベイヤー配列を形成している。エリアセンサ１０１の出力信号は演算制御装置１０２に入力される。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１の出力を用いて、露出演算およびＴＴＬ調光演算等の演算を行う。
【００１８】
図３は、露出演算用のブロック化を説明する図である。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１において、隣接するａ×ａ個の画素４０をまとめて１つの露出演算用ブロック４１とし、露出演算用ブロック４１に含まれる画素４０ごとの出力信号を合成加算する。図３のように、露出演算用ブロック４１の形状は正方形とし、露出演算用ブロック４１に含まれる水平方向と垂直方向の画素数（ａ個）は同一とする。
【００１９】
ＴＴＬ調光動作時には、エリアセンサ１０１から所定数の水平方向の画素列（水平ライン）ごとに信号を読み出す動作、いわゆる間引き読み出しが行われる。図４（ａ）は、この間引き読み出しを説明する図である。図４（ａ）において、斜線が描かれた画素４０は、出力信号を読み出さない画素を示し、斜線が描かれていない画素４０は、出力信号を読み出す画素を示す。なお、図４では、図示の都合上、エリアセンサ１０１の一部を抜き出して図示している。図４（ａ）に示すように、エリアセンサ１０１からはｃ列につきｄ列ずつ信号が読み出される。本実施形態は、このように間引き読み出しを行うことで、読み出し時間を短縮できるよう構成されている。
【００２０】
図４（ｂ）は、ＴＴＬ調光演算用のブロック化を説明する図である。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１の間引き読み出しされる領域において、隣接するｄ×ｅ個の画素４０をまとめて１つのＴＴＬ調光演算用ブロック４４とし、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４に含まれる画素４０ごとの出力信号を合成加算する。なお、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の垂直方向の画素数は、間引き読み出しするｄ列に対応してｄ個とする。また、本実施形態では、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４を横長の矩形状とし、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の垂直方向の画素数よりも水平方向の画素数を多くする（すなわちｄ＜ｅ）。
【００２１】
このように本実施形態では、エリアセンサ１０１から出力される所定画素数の画像データを、露出演算に適したサイズのブロックに区分する。このように、露出演算用ブロック４１に含まれる複数の画素４０からの出力信号を合成加算することにより、ランダムノイズ成分の影響を軽減することができ、露出演算の精度を向上することができる。また、露出演算用ブロック４１に含まれる複数の画素４０からの出力信号を合成加算して露出演算用ブロック４１ごとの信号レベルを示すビット幅を大きくすることで、露出演算においてビット幅の大きいデータを扱うことができ、露出演算の精度を向上することができる。
【００２２】
（閃光装置１０３を用いた撮影の説明）
図５は、閃光装置１０３を用いた撮影処理のフローチャートである。演算制御装置１０２は、カメラ１の電源がオンされた後、図５に示す処理の実行を開始する。まずステップＳ２０１において、演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１を用いて定常光の測光を行う。このとき、エリアセンサ１０１は、上述した露出演算用ブロック４１によるブロック化が行われる。
【００２３】
ステップＳ２０１において演算制御装置１０２は、各露出演算用ブロック４１の出力が飽和しないような条件で、エリアセンサ１０１の蓄積を行う。例えば、電源オン後の最初の定常光の測光は、所定の感度および蓄積時間でエリアセンサ１０１の蓄積を行う。そして、いずれかの露出演算用ブロック４１の出力が飽和していた場合には、再度ステップＳ２０１に戻り、より低い感度、またはより短い蓄積時間でエリアセンサ１０１の蓄積を行う。これを繰り返すことにより、各露出演算用ブロック４１の出力が飽和しないような条件で、エリアセンサ１０１の蓄積を行うことができる。以下の説明において、ステップＳ２０１における定常光の測光を第１測光と称する。
【００２４】
ステップＳ２０２において演算制御装置１０２は、予備発光時の飽和予測演算を行う。これは、閃光装置１０３の予備発光において、エリアセンサ１０１が有するいずれかの画素の出力が、定常光のみによって飽和するか否かを予測する演算である。演算制御装置１０２は、次式（１）が満たされた場合には、予備発光時にエリアセンサ１０１が飽和すると判断する。
【００２５】
【数１】
【００２６】
ここで、Ｙｍａｘはエリアセンサ１０１の全露出演算用ブロック４１の出力のうちで最大の値、ＴＶｓは第１測光におけるエリアセンサ１０１の蓄積時間、ＳＶｓは第１測光におけるエリアセンサ１０１のゲイン（受光感度）である。ＴＶｓは定常光の明るさに応じて、例えば６マイクロ秒〜７０ミリ秒程度の時間となる。また、ＴＶｐは後述する予備発光時のエリアセンサ１０１の蓄積時間であり、ＳＶｐは後述する予備発光時のエリアセンサ１０１のゲインである。上式（１）の右辺のＹｔｈは、エリアセンサ１０１が飽和したとみなすしきい値である。
【００２７】
上式（１）の左辺は、第１測光の測光結果（定常光の輝度すなわち露出演算用ブロック４１の出力の最大値）から、測光条件（蓄積時間およびゲイン）を予備発光時のものに変化させたときの定常光によるセンサ出力を見積もるものである。予備発光時の蓄積時間ＴＶｐおよびゲインＳＶｐが、第１測光時の蓄積時間ＴＶｓおよびゲインＳＶｓと等しければ、上式（１）の左辺はＹｍａｘそのものとなり、蓄積時間やゲインが大きくなれば、上式（１）の左辺はその分大きな値となる。
【００２８】
例えば昼間に閃光装置１０３を利用した撮影を行う場合など、定常光がある程度大きい場合には、予備発光時の蓄積時間ＴＶｐは第１測光時の蓄積時間ＴＶｓ以上になることがある。これは、予備発光時の蓄積時間ＴＶｐは閃光装置１０３の特性によりほぼ決定されてしまうため、第１測光時のように自由に変更することができないためである。このような場合、閃光装置１０３の予備発光において、エリアセンサ１０１が有するいずれかの画素の出力が、定常光のみによって飽和する可能性がある。また、予備発光時の蓄積時間ＴＶｐが第１測光時の蓄積時間ＴＶｓ以上でない場合であっても、例えば予備発光時のゲインＳＶｐが第１測光時のゲインＳＶｓ以上であれば同様に、閃光装置１０３の予備発光において、エリアセンサ１０１が有するいずれかの画素の出力が、定常光のみによって飽和する可能性がある。ステップＳ２０２における飽和予測は、これらのような事態に対処するためのものである。
【００２９】
なお、本実施形態において、エリアセンサ１０１の各露出演算用ブロック４１は、入射光量に応じて０〜１０２３の値を出力する。つまり、上式（１）のＹｔｈは、例えば１０２３とすることができる。ただし、実際には、Ｙｔｈは１０２３よりある程度低い値（例えば８００〜９００程度）とすることが望ましい。これは、定常光のみで１０２３に近い値となってしまうと、予備発光時の被写体からの反射光によりほぼ確実に飽和してしまうこと、および、ＲＧＢいずれかの色に対応する入射光が飽和している可能性があるためである。
【００３０】
ステップＳ２０３では演算制御装置１０２が、不図示のレリーズスイッチが全押し操作されたか否かを判定する。全押し操作されていない場合には処理はステップＳ２１１に進む。他方、レリーズスイッチの全押し操作が為された場合にはステップＳ２０４に進む。
【００３１】
ステップＳ２０４において演算制御装置１０２は、予備発光のためのエリアセンサ１０１の蓄積（上述した間引き読み出し動作）を開始する。このとき、エリアセンサ１０１の蓄積時間ＴＶｐは、閃光装置１０３の発光時間よりも長い時間（例えば数百マイクロ秒程度）とし、閃光装置１０３の発光開始から発光完了までの時間が含まれるようにする。また、エリアセンサ１０１のゲインＳＶｐは、ステップＳ２０２における飽和予測演算の結果に基づいて決定される。ステップＳ２０２において、上式（１）が満たされない場合、つまり演算制御装置１０２により予備発光時にエリアセンサ１０１が飽和しないと判断された場合には、演算制御装置１０２はエリアセンサ１０１のゲインＳＶｐを所定の初期値（例えばＩＳＯ１６００相当の値である８）に設定する。他方、予備発光時にエリアセンサ１０１が飽和すると判断された場合には、ステップＳ２０４においてエリアセンサ１０１のゲインＳＶｐを、上式（１）を満たさない程度の値（例えばＩＳＯ１００相当の値である５）に設定する。演算制御装置１０２は、このようにして決定された蓄積時間ＴＶｐおよびゲインＳＶｐで、エリアセンサ１０１の蓄積を開始する。
【００３２】
ステップＳ２０５では演算制御装置１０２が、閃光装置１０３に予備発光を行わせる。ステップＳ２０６では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０４で決定した蓄積時間ＴＶｐの経過を待ち、その後にエリアセンサ１０１による蓄積を完了させる。以下の説明では、ステップＳ２０４からステップＳ２０６において行われる、予備発光に伴う被写体からの反射光の測光を、第２測光と呼ぶ。
【００３３】
ステップＳ２０７では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０５と同じ設定でエリアセンサ１０１の蓄積を開始する。ステップＳ２０８では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０４で決定した蓄積時間ＴＶｐの経過を待ち、その後にエリアセンサ１０１による蓄積を完了させる。
【００３４】
なお、以下の説明において、予備発光時（ステップＳ２０４〜ステップＳ２０６）の図４（ｂ）に示す各ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の出力を、Ｙｐ（ｉ，ｊ）と表す。ここでｉはＴＴＬ調光演算用ブロック４４の列番号であり、図４（ｂ）の左端から順に０，１，２，…となる。また、ｊはＴＴＬ調光演算用ブロック４４の行番号であり、図４（ｂ）の上端から順に０，１，２，…となる。また、予備発光後の定常光測光時（ステップＳ２０７〜ステップＳ２０８）の図４（ｂ）に示す各ＴＴＬ調光演算用ブロック４４の出力を、Ｙｓ（ｉ，ｊ）と表す。ｉおよびｊについてはＹｐ（ｉ，ｊ）と同様である。
【００３５】
ステップＳ２０９では演算制御装置１０２が、撮影時の発光量を演算する。演算制御装置１０２はまず、次式（２）から、予備発光による被写体からの反射光量の最大値ＭＹｍａｘを算出する。
ＭＹｍａｘ＝ｍａｘ｛Ｙｐ（ｉ，ｊ）−Ｙｓ（ｉ，ｊ）｝ …（２）
【００３６】
つまり、ＴＴＬ調光演算用ブロック４４により検出された、予備発光による被写体からの反射光量のうち最大の量を、ＭＹｍａｘとする。次に演算制御装置１０２は、次式（３）により、撮影時の発光量ＧＮを算出する。
【００３７】
【数２】
【００３８】
ここでＧＮｐは、予備発光時の閃光装置１０３の発光量のガイドナンバーである。また、ＣＯＮＳＴは発光量を補正するための固定値である。ステップＳ２１０では演算制御装置１０２が、ステップＳ２０９で決定した発光量ＧＮにより閃光装置１０３を閃光発光させ、被写体像の撮影を行う。ステップＳ２１１では演算制御装置１０２が、カメラ１の電源オフボタン（不図示）が押下されたか否か、つまりカメラ１が電源オフされたか否かを判定する。電源オフされていない場合にはステップＳ２０１に戻り、上述の処理を繰り返し実行する。他方、電源オフされた場合には処理を終了する。
【００３９】
上述した第１の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）エリアセンサ１０１は複数の受光素子を有しており、予備発光に先立って蓄積時間ＴＶｓだけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、予備発光に伴う被写体からの反射光を蓄積時間ＴＶｐだけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う。演算制御装置１０２は、第１測光の測光結果から、第２測光においてエリアセンサ１０１の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測し、電荷蓄積量が所定量より大きくなると予測した場合には、第２測光におけるエリアセンサ１０１のゲインを、定常光による電荷蓄積量が所定量以下となるゲインに設定する。そして、第２測光の測光結果から、撮影時の閃光装置１０３の発光量を演算する。このようにしたので、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することができる。
【００４０】
（２）第１測光の測光結果は、定常光の輝度情報を含む。また、第２測光時の蓄積時間ＴＶｐは、予備発光における閃光装置１０３の発光時間に応じて予備発光の前に予め決定される。演算制御装置１０２は、第１測光の測光結果に含まれる定常光の輝度情報および第１測光の蓄積時間ＴＶｓと、第２測光の蓄積時間ＴＶｐとから、第２測光においてエリアセンサ１０１の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する。このようにしたので、予備発光時に被写体からの反射光量を正確に測光することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
第２の実施の形態に係るカメラは、第１の実施の形態に係るカメラ１と同様の構成を有するが、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子について、それぞれ蓄積時間を一律に設定できない点において、第１の実施の形態とは異なる。以下、第１の実施の形態との違いについて説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同一の箇所については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４２】
図６は、エリアセンサ１０１による電荷蓄積パターンを示す図である。図６（ａ）および図６（ｂ）では、エリアセンサ１０１の各行の電荷蓄積状態を左から右に引いた矢印で表しており、横軸は時間経過を意味している。なお、図６の説明において、ＴＴＬ調光動作時の間引き読み出しを行う行数を５行であると仮定し、行番号をｊ＝０〜４と表現する。
【００４３】
第１の実施の形態に係るエリアセンサ１０１は、図６（ａ）に示す電荷蓄積パターンで動作する。時刻Ｔ１０に蓄積を開始すると、ｊ＝０の行から順に所定時間おきに電荷蓄積が開始される。そして、各行ごとに所定時間が経過すると、電荷蓄積を終了する。例えばｊ＝０の行は、時刻Ｔ１０において電荷蓄積が開始され、時刻Ｔ１２において電荷蓄積が終了する。また、最後の行であるｊ＝４の行は、時刻Ｔ１１において電荷蓄積が開始され、時刻Ｔ１３において電荷蓄積が終了する。閃光装置１０３の予備発光（発光開始から発光完了まで）は、時刻Ｔ１１から時刻Ｔ１２までの間に実行されるので、エリアセンサ１０１の各行は、予備発光に伴う被写体からの反射光を確実に受光することができる。また、各行の総蓄積時間は一定となっているため、測光時の定常光の影響はどの行についても一定となる。
【００４４】
他方、本実施形態に係るエリアセンサ１０１は、図６（ｂ）に示す電荷蓄積パターンで動作する。時刻Ｔ２０において全行の蓄積が開始されるが、電荷蓄積の終了は各行毎に順に行われる。例えば時刻Ｔ２１においてまずｊ＝０の行について電荷蓄積が終了し、それから所定時間後にｊ＝１の行が、更に所定時間後にｊ＝２の行が順に電荷蓄積を完了する。そして、時刻Ｔ２２においてｊ＝４の行が電荷蓄積を終了し、エリアセンサ１０１全体の電荷蓄積が終了する。
【００４５】
エリアセンサ１０１を図６（ｂ）のように構成することにより、全体の測光時間を短縮することが可能となる。つまり、図６（ａ）における全体の測光時間（時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１３までの時間）よりも、図６（ｂ）における全体の測光時間（時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２２までの時間）の方が短くなっている。他方、各行の電荷蓄積時間（ＴＶｐ）が各行で異なってしまう。
【００４６】
本実施形態の演算制御装置１０２は、第１の実施の形態で説明した式（１）を用いた飽和予測演算において、予備発光時の電荷蓄積時間ＴＶｐを、エリアセンサ１０１の各行のうち蓄積時間が最も長くなる行の蓄積時間とする。つまり、図６（ｂ）において、ｊ＝４の行の蓄積時間（時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２２までの時間）を、式（１）における蓄積時間ＴＶｐとする。また、閃光装置１０３による予備発光（発光開始から発光完了まで）を、時刻Ｔ２０から時刻Ｔ２１までの間に実行させる。
【００４７】
上述した第２の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子は、それぞれ蓄積時間が異なる。演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子のうち、蓄積時間が最も長くなる画素の蓄積時間を基準として、第２測光においてエリアセンサ１０１の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する。このようにしたので、エリアセンサ１０１の蓄積条件が画素毎に異なる場合であっても、精度の高い閃光装置１０３の制御が可能となる。
【００４８】
（第３の実施の形態）
第３の実施の形態に係るカメラは、第１の実施の形態に係るカメラ１と同様の構成を有するが、撮影時における閃光装置１０３の発光量の決定方法が、第１の実施の形態とは異なる。以下、第１の実施の形態との違いについて説明する。なお、以下の説明において、第１の実施形態と同一の箇所については、同一の符号を付し説明を省略する。
【００４９】
本実施形態の演算制御装置１０２は、撮影範囲全体の測光結果を用いて撮影時における閃光装置１０３の発光量を演算する第１演算モードと、撮影範囲に設けられた一部の範囲の測光結果のみを用いて撮影時における閃光装置１０３の発光量を演算する第２演算モードとを有している。以下、第２演算モードにおける演算制御装置１０２の処理内容について説明する。なお、第１演算モードの場合、演算制御装置１０２は第１の実施形態と同様の方法で撮影時の発光量を決定するので、説明を省略する。
【００５０】
図７は、第２演算モードにおいて、撮影範囲および撮影時における閃光装置１０３の発光量を決定するための範囲を示す図である。本実施形態の演算制御装置１０２は、第２撮影モードのとき、撮影時における閃光装置１０３の発光量を、撮影範囲５０の全体ではなく、撮影範囲５０の中央付近に設けられた一部範囲５１における測光結果に基づいて決定する。発光量をこのようにして決定することで、例えば、撮影範囲５０の中央付近に主要被写体が存在し、撮影範囲５０の周辺部分（一部範囲５１の外）に街灯や太陽等の明るい物体が存在する場合などに、主要被写体に合わせて露出を調整することが可能となる。
【００５１】
本実施形態では、上述のような方法で撮影時の発光量を決定するので、図５のステップＳ２０２で行われる飽和予測演算についても、撮影範囲５０の全体ではなく、一部範囲５１に基づいて行われる。つまり、本実施形態の演算制御装置１０２は、第２演算モードのとき、第１測光の一部範囲５１における測光結果から、第２測光のとき一部範囲５１において定常光による電荷蓄積量が所定量Ｙｔｈより大きくなるか否かを予測する。従って、一部範囲５１の外側に非常に明るい物体等が存在し、これにより当該物体の位置に対応する受光素子が飽和する場合であっても、演算制御装置１０２はこれを無視して飽和予測演算を実行する。
【００５２】
上述した第３の実施の形態によるカメラによれば、次の作用効果が得られる。
（１）演算制御装置１０２は、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子のうち撮影範囲５０の全体に含まれる受光素子を用いて撮影時の閃光装置１０３の発光量を演算する第１演算モードと、エリアセンサ１０１が有する複数の受光素子のうち撮影範囲５０より小さい一部範囲５１に含まれる受光素子のみを用いて撮影時の閃光装置１０３の発光量を演算する第２演算モードとを有する。演算制御装置１０２は、第２演算モードのとき、第１測光の第２範囲における測光結果から、第２測光のとき一部範囲５１において定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する。このようにしたので、発光量の決定とは無関係な領域の定常光に影響されることなく、発光量演算の精度確保が可能となる。
【００５３】
次のような変形も本発明の範囲内であり、変形例の一つ、もしくは複数を上述の実施形態と組み合わせることも可能である。
【００５４】
（変形例１）
本発明は、上述の各実施形態に示した、一眼レフレックスカメラ以外の撮像装置に適用することも可能である。例えば、レンズ一体型のカメラや、クイックリターンミラー１１１を有さないレンズ交換式のカメラなどについても、本発明を適用することができる。
【００５５】
本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１…カメラ、１００…カメラボディ、１０１…エリアセンサ、１０２…演算制御装置、１０３…閃光装置、１１１…クイックリターンミラー、１１２…フォーカシングスクリーン、１１３…ペンタプリズム、１１４…接眼レンズ、１１５…メカニカルシャッター、１１６…撮像素子、２００…交換レンズ、２０１…結像光学系、２０２…絞り
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閃光発光を行う閃光装置を制御可能なカメラであって、
撮影に先立って前記閃光装置を発光させる予備発光を行う制御部と、
前記予備発光に先立って第１の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、前記予備発光に伴う被写体からの反射光を第２の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う、複数の受光素子を有する光センサ部と、
前記第１測光の測光結果から、前記第２測光において前記光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する予測部と、
前記予測部により電荷蓄積量が前記所定量より大きくなると予測された場合に、前記第２測光における前記光センサ部の受光感度を、定常光による電荷蓄積量が前記所定量以下となる受光感度に設定する感度設定部と、
前記第２測光の測光結果から、撮影時の前記閃光装置の発光量を演算する演算部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記第１測光の測光結果は、定常光の輝度情報を含み、
前記第２の蓄積時間は、前記予備発光における前記閃光装置の発光時間に応じて前記予備発光の前に予め決定され、
前記予測部は、前記第１測光の測光結果に含まれる定常光の輝度情報および前記第１の蓄積時間と、前記第２の蓄積時間とから、前記第２測光において前記光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測することを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記光センサ部が有する前記複数の受光素子は、それぞれ蓄積時間が異なり、
前記予測部は、前記光センサ部が有する前記複数の受光素子のうち、蓄積時間が最も長くなる画素の蓄積時間を基準として、前記第２測光において前記光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測することを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記演算部は、前記光センサ部が有する前記複数の受光素子のうち第１範囲に含まれる受光素子のみを用いて撮影時の前記閃光装置の発光量を演算する第１演算モードと、前記光センサ部が有する前記複数の受光素子のうち前記第１範囲より小さい第２範囲に含まれる受光素子のみを用いて撮影時の前記閃光装置の発光量を演算する第２演算モードとを有し、
前記予測部は、前記演算部が前記第２演算モードのとき、前記第１測光の前記第２範囲における測光結果から、前記第２測光のとき前記第２範囲において定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測することを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記第２の蓄積時間は、前記第１の蓄積時間以上であることを特徴とするカメラ。
【請求項１】
閃光発光を行う閃光装置を制御可能なカメラであって、
撮影に先立って前記閃光装置を発光させる予備発光を行う制御部と、
前記予備発光に先立って第１の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより定常光を測光する第１測光と、前記予備発光に伴う被写体からの反射光を第２の蓄積時間だけ電荷を蓄積することにより測光する第２測光とを行う、複数の受光素子を有する光センサ部と、
前記第１測光の測光結果から、前記第２測光において前記光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測する予測部と、
前記予測部により電荷蓄積量が前記所定量より大きくなると予測された場合に、前記第２測光における前記光センサ部の受光感度を、定常光による電荷蓄積量が前記所定量以下となる受光感度に設定する感度設定部と、
前記第２測光の測光結果から、撮影時の前記閃光装置の発光量を演算する演算部と、
を備えることを特徴とするカメラ。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラにおいて、
前記第１測光の測光結果は、定常光の輝度情報を含み、
前記第２の蓄積時間は、前記予備発光における前記閃光装置の発光時間に応じて前記予備発光の前に予め決定され、
前記予測部は、前記第１測光の測光結果に含まれる定常光の輝度情報および前記第１の蓄積時間と、前記第２の蓄積時間とから、前記第２測光において前記光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測することを特徴とするカメラ。
【請求項３】
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記光センサ部が有する前記複数の受光素子は、それぞれ蓄積時間が異なり、
前記予測部は、前記光センサ部が有する前記複数の受光素子のうち、蓄積時間が最も長くなる画素の蓄積時間を基準として、前記第２測光において前記光センサ部の定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測することを特徴とするカメラ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記演算部は、前記光センサ部が有する前記複数の受光素子のうち第１範囲に含まれる受光素子のみを用いて撮影時の前記閃光装置の発光量を演算する第１演算モードと、前記光センサ部が有する前記複数の受光素子のうち前記第１範囲より小さい第２範囲に含まれる受光素子のみを用いて撮影時の前記閃光装置の発光量を演算する第２演算モードとを有し、
前記予測部は、前記演算部が前記第２演算モードのとき、前記第１測光の前記第２範囲における測光結果から、前記第２測光のとき前記第２範囲において定常光による電荷蓄積量が所定量より大きくなるか否かを予測することを特徴とするカメラ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記第２の蓄積時間は、前記第１の蓄積時間以上であることを特徴とするカメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−４１００２（Ｐ２０１３−４１００２Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６２７７（Ｐ２０１１−１７６２７７）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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