撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム
【課題】被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制する。
【解決手段】撮像装置２０２は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出し、検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。そして、演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を演算する。こうして演算された発光時間、及び演算された電流値により、ＬＥＤ発光部１３５を制御する。
【解決手段】撮像装置２０２は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出し、検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。そして、演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を演算する。こうして演算された発光時間、及び演算された電流値により、ＬＥＤ発光部１３５を制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
キセノン管とＬＥＤを撮影補助光として配備し、撮影環境に応じて発光手段を切り替え制御するカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技術では、手ぶれ検出手段を備え、検出された手ぶれが所定のレベルを超えた場合はキセノン管発光部に照射させ、検出された手ぶれが所定のレベル以下の場合はＬＥＤ発光部に照射させる発光制御を特徴としている。
【０００４】
また、この技術は、手ぶれ検出手段の検出結果と、撮影レンズの撮影時の焦点距離との双方に基づいて発光部を選択することを特徴としている。
【０００５】
さらに、この技術では、撮影前の被写体像の動きを検出し、撮影時の被写体像のぶれを予測する手段を備え、予測された被写体像ぶれが所定のレベルを超えた場合はキセノン管発光部に照射させる。そして、予測された被写体像ぶれが所定のレベル以下の場合はＬＥＤ発光部に照射させる発光制御を特徴としている。
【０００６】
これにより、撮影から次の撮影までの待機時間を短縮するとともに、被写体像のぶれを低減している。
【０００７】
ＬＥＤはキセノン管が照射する光の輝度に比べ相対的に低い輝度の光を照射するため、キセノン管が照射する光の輝度と同等にするためにはＬＥＤを複数同時に発光させるか、発光時間を長くして輝度の時間積分値を大きくする必要があることは広く知られている。
【０００８】
また、ＬＥＤに大電流を流した場合、ＬＥＤが発熱する事により、発光電流と発光輝度の特性における線形性が崩れることも広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記技術では、キセノン管とＬＥＤを撮影補助光として配備しているため、機構実装スペースとコストが必要となる。また、撮影補助光としての発光部をＬＥＤのみとした場合において、複数のＬＥＤを同時発光して全体の輝度を高くするためには、先行技術と同じく機構実装スペースとコストが必要となる。
【００１１】
さらに、撮影補助光としての発光部をＬＥＤのみとした場合において、撮影露光中の発光時間を長くして輝度の時間積分値を大きくするためには、手ぶれや被写体ぶれが問題とならない撮影環境である事が必要となり、用途が限定されてしまう。
【００１２】
また、撮影補助光としての発光部をＬＥＤのみとした場合において、ＬＥＤに大電流を流して輝度を高くするためには、非線形となる発光輝度特性や、ＬＥＤの許容損失に注意が必要となり、ストロボ撮影時の消費電力が増加してしまう。
【００１３】
本発明の目的は、被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制した撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の撮像装置は、被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置であって、前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算手段と、前記第１演算手段により演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算手段と、前記第１演算手段により演算された発光時間、及び前記第２演算手段により演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制した撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】振れ検出部により検出された複合波である振れ信号と、近似した１Ｈｚの単周波をそれぞれ示す図である。
【図４】近似した１Ｈｚの単周波から本発光時間の演算方法を説明するための図である。
【図５】錯乱円、ブレ許容錯乱円を示す図である。
【図６】ＬＥＤ発光電流と、光度との関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図８】図７のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】振れ残り量の検出方法を説明するための図であり、（Ａ）はシフトレンズの光軸が被写体に対して垂直な状態を示し、（Ｂ）は撮像装置が傾いた状態を示し、（Ｃ）はシフトレンズの振れ補正制御後の状態を示している。
【図１０】第３の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図１１】図１０のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１２のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１２のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１において、撮像装置２０２は、ＣＰＵ１０４、ＬＥＤ発光部１３５、電流制御部１３６、撮像レンズ１０９、撮像素子１０７、撮像部１０３、電池１００、電源部１０２、振れ検出部１１５、ＲＯＭ１０５、及び操作部１０１で構成される。
【００２０】
電池１００は、着脱可能な電池である。電源部１０２は、撮像装置２０２のストロボブロックや各動作ブロックに必要な電源を、電池１００から変換して供給する。
【００２１】
操作部１０１は、撮像装置２０２を起動したり、撮像パラメータの設定を変更したり、撮影する時に操作するための操作ＳＷである。
【００２２】
撮像部１０３は、光学部材である撮像レンズ１０９を介して外部から取り込んだ入射光を、被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子１０７で電気信号に変換し、画像データとして処理するための画像信号処理を行う。
【００２３】
ＣＰＵ１０４は、各演算処理を行う演算部２００を備え、撮像装置２０２の各動作ブロックの全体制御を行う中央演算処理装置である。ＲＯＭ１０５は、撮像装置２０２が起動するための起動プログラムなどが格納されている不揮発性メモリである。
【００２４】
振れ検出部１１５は、撮像装置２０２の振れの度合いを電気信号として出力する。振れの度合いの検出には不図示の角速度センサがよく使用されており、この角速度センサは圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得ている。
【００２５】
ＬＥＤ発光部１３５は、被写体に対して発光する発光手段に対応し、撮像補助光として被写体を照射する。電流制御部１３６は、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を制御する。
【００２６】
図２は、図１のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００２７】
図２において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ１０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【００２８】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ１０２）。この本発光量の演算方法については後述する。
【００２９】
次いで、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する検出手段に対応する。そして、検出した振れの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ１０４）。この最長発光時間の演算方法については後述する。このステップＳ１０４は、ステップＳ１０３により検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する第１演算手段に対応する。
【００３０】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ１０５）、演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。上記本発光電流値の演算方法については後述する。上記ステップＳ１０５は、ステップＳ１０４により演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を演算する第２演算手段に対応する。また、ステップＳ１０６は、ステップＳ１０４により演算された発光時間、及びステップＳ１０５により演算された電流値により、ＬＥＤ発光部１３５を制御する制御手段に対応する。
【００３１】
上記ステップＳ１０２で行われる本発光量の演算方法について説明する。ここでは、一般的なプリ発光と本発光の２回発光方式による本発光量の演算方法について説明する。
【００３２】
まず、主被写体反射光を受光して生成した画像信号を処理して得られたデータからＣＰＵ１０４の演算によって輝度値が得られる。そして、この輝度値を用いて、適正輝度レベルからの差を次式より求める。
【００３３】
ΔEv ＝ log2( ( YFL − YDL ) ／ ( Yref − YDL ) ) …（式１）
ΔEv ： 外光（定常光）輝度値と適正輝度値の差
YDL ：外光（定常光）輝度値
YFL ：プリ発光時の輝度値
Yref ： 基準となる適正輝度値
上記式において、YFLはＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光と外光（定常光）が重なることによって測光された輝度値である。適正輝度値に対する純粋なストロボ光のみの光量を求めるため、外光（定常光）のみから測光した輝度値を、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光した際に測光した輝度値から差し引く。
【００３４】
YFLの測光では外光（定常光）の影響を減らすため電子シャッターを速く切り、同じシャッタースピードで露光したYDLを差し引く事で、ＣＰＵ１０４はＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光のみの正確な輝度値を得る事ができる。
【００３５】
また、絞り制御や、シャッター制御、撮像時のゲインを考慮すれば、外光（定常光）輝度値と適正輝度値の差は次式より求める事が出来る。
【００３６】
ΔEv ＝ log2 ((( YFL − YDL )・AvDG ) ／ ( Yref・Ka・Kb − YDL・AvTvDG ))
…（式２）
AvDG ＝ 2（ ΔAv + ΔDG ）
AvTvDG ＝ 2（ ΔAv + ΔTv + ΔDG ）
ΔAv ＝ EFPreAv − EFHAv
ΔTv ＝ EFPreTv − EFHTv
ΔDG ＝ − ( EFPreDG − EFHDG )
Ka ： 露出補正係数
Kb ： 感度補正係数
EFPreAv ： プリ発光測光用のAv値
EFHAv ： 本発光測光用のAv値
EFPreTv ： プリ発光測光用のTv値
EFHTv ： 本発光測光用のTv値
EFPreDG ： プリ発光用のDeltaGain
EFHDG ： 本発光用のDeltaGain
上記式１、または式２のいずれかにより、本発光量の演算を行う。
【００３７】
次いで、ステップＳ１０４で行われる最長発光時間の演算方法について説明する。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で検出した振れの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められる、ＬＥＤ発光部１３５の本発光時間を演算することとなる。
【００３８】
まず、振れ検出部１１５において、検出される振れ信号は、角速度[deg/sec]をy、時間[sec]をtとすると式（３）、式（４）のように表現できる。
【００３９】
y ＝ f（t）…（式３）
f ＝ Σ a i ・ sin t i…（式４）
上記和は、i=1〜ｍまでの和である
ここで、複合波である振れ信号は、約１Ｈｚ〜１０Ｈｚの低域における振幅が最も大きくなる傾向がある事が広く知られており、本実施の形態においては複合波である振れ信号を、図３に示されるように、最大振幅を包含する１Ｈｚの単周波に近似して考える。
【００４０】
図３は、振れ検出部１１５により検出された複合波である振れ信号と、近似した１Ｈｚの単周波をそれぞれ示す図である。
【００４１】
図４は、近似した１Ｈｚの単周波から本発光時間の演算方法を説明するための図である。
【００４２】
図４において、図４（Ａ）と図４（Ｃ）は、それぞれレンズの中心を通り撮像素子に垂直となる図示した中心線から角度αの傾きをもって、仮想的な点光源から放たれた光がレンズの中心を通り撮像素子に入射される時の状態を示している。
【００４３】
また、図４（Ｂ）は、仮想的な点光源から放たれた光がレンズの中心を通り撮像素子に垂直に入射される時の状態を示している。
【００４４】
さらに、図４（Ａ）と図４（Ｃ）において、撮像素子上で仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点をそれぞれq、rとする。
【００４５】
また、図４（Ｂ）において、焦点距離をD0、撮像素子上で仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点をｐとする。ここで、この角度αは、近似した１Ｈｚの単周波における、最も大きい振幅角であり、近似した１Ｈｚの単周波の波高値をA1とした時に、下記式５のような時間積分値として示すことができる。
【００４６】
α（t） ＝ ∫ｔ A1・sin τ dτ…（式５）
また、図４（Ａ）と図４（Ｃ）において、レンズから撮像素子までの焦点距離をD0とすると、上述した撮像素子上で仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点qとrは、ｐを中心とする同一円周上にある。そして、その時の半径ΔDは、式６となる。
【００４７】
ΔD（t） ＝ D0・tan α（t）…（式６）
このΔDは、撮像装置２０２が近似した１Ｈｚの単周波で振れている場合の、仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点が撮像素子上に結像する錯乱円の半径である。
【００４８】
従って、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まるように低減するためには、上述したΔDを所定の錯乱円（以下、「ブレ許容錯乱円」という）の半径よりも小さくする必要がある。
【００４９】
図５は、錯乱円、ブレ許容錯乱円を示す図である。
【００５０】
ここで、撮像素子の画素ピッチをD1、ｎを任意の係数（実数）とすると、上述した撮像画像のブレが所定の範囲内に収まる時のブレ許容錯乱円の半径は、D1のｎ倍であるnD1と定義できる。つまり、近似した１Ｈｚの単周波の振幅が下記式７を満足させる時間内に撮像補助光を照射して露光すれば、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まる事になる。
【００５１】
n D1 ≧ ΔD（t）…（式７）
上記ステップＳ１０８で演算するのは、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まる時の最長時間であるから、上述したnD1とΔDが等しくなる時の時間を演算すればいい。よって、式（式５）、（式６）、（式７）より時間について解くと、ｔは、式８で示される。
【００５２】
t ＝ cos-1（ 1 ／ A1 ・ tan-1（ n D1 ／ D0 ） ）…（式８）
ここで求めた時間がＬＥＤ発光部１３５を本発光制御する際の最長発光時間となる。この最長発光時間で発光制御すれば、適正輝度を得るために必要な光量となる発光電流を最小にすることができる。
【００５３】
よって、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まるだけでなく、ＬＥＤの発光特性において積極的に効率の良いところを使用することができる。
【００５４】
図６は、ＬＥＤ発光電流と、光度との関係を示す図である。
【００５５】
図６において、ある電流値（臨界点）を超えると、線形性が保たれなくなることが示されている。そこで、上記効率の良いところとは、図６に示した特性の線形性が保たれているところまでである。
【００５６】
線形特性が非線形特性になる臨界点は、ＬＥＤの単体バラツキと温度バラツキにより変化するため、積極的に発光電流を小さく抑えて発光制御しなければ、効率の良いところを利用できない可能性がある。
【００５７】
次いで、ステップＳ１０５で行われる本発光電流値の演算方法について説明する。
【００５８】
これは、予め撮像装置２０２に記録されているＬＥＤ発光部１３５発光量と発光電流、及び発光時間のテーブルから、ステップＳ１０２で演算されたΔEvに相当する発光電流を直線補間するという方法となっている。
【００５９】
ここで、本実施の形態のプリ発光の制御において、撮像素子やその他の調光手段から読み出した輝度信号の時間積分値を基に、所定の輝度レベルとなったところで発光停止する方法でも構わない。
【００６０】
また、本実施の形態では振れ検出部１１５として角速度センサを使用した例を説明したが、加速度センサを使用した手段やその他の振れ検出手段でも構わない。
【００６１】
さらに、図２のフローチャートでは本発光量を演算した後で振れ検出を行なっているが、プリ発光して演算するまでの制御と、振れを検出する制御は並行して処理しても構わない。
【００６２】
また、本実施の形態では検出された振れ信号を１Ｈｚの単周波に近似して本発光時間を演算したが、直接複合波から本発光時間を演算しても構わない。
【００６３】
さらに、演算された発光電流が、ＬＥＤが許容できる所定の電流値以上であった場合は、撮像装置２０２はＬＥＤが許容できる所定の電流値を発光電流値として選択し、上記で演算されたΔEvに相当する発光時間となるように発光制御しても構わない。
【００６４】
この時、ＬＥＤが許容できる所定の電流値を発光電流値として選択した後で、ＩＳＯ感度設定を上げるように制御して、発光時間を制御しても構わない。
【００６５】
また、ＬＥＤが許容できる所定の電流値を発光電流値として選択した後で、絞りを開放に制御して、発光時間を制御しても構わない。
【００６６】
以上説明した第１の実施の形態により、手ぶれが懸念される撮像状況でも、ある一定のレベル以下にぶれを低減した画像をユーザは得ることができる。また、手ぶれが懸念されない撮像状況においては、ストロボ撮像時の消費電力を低く抑えることができる。
【００６７】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【００６８】
このように、第１の実施の形態によれば、撮像装置２０２は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出し、検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。そして、演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を演算する。こうして演算された発光時間、及び演算された電流値により、ＬＥＤ発光部１３５を制御する。その結果、被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制することができる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
図７は、第２の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【００７０】
図７において、第１の実施の形態と異なる点は、シフトレンズ１１１及びシフトレンズ駆動制御部１１３、及びＡ／Ｄ部２０４が追加された点である。
【００７１】
第２の実施の形態における撮像装置２０２は、振れ検出部１１５からの振れ信号より演算した振れ補正量に基づいて、ＣＰＵ１０４がシフトレンズ駆動制御部１１３へ指令して、制御対象であるシフトレンズ１１１を目標位置へ駆動させる制御を行なっている。
【００７２】
図８は、図７のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００７３】
図８において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ２０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【００７４】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ２０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７５】
次いで、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する検出手段に対応する。そして、振れ補正量を演算する（ステップＳ２０４）。この振れ補正量の演算については後述する。次いで、演算した振れ補正量を基に、防振処理を行う（ステップＳ２０５）。この防振処理では、演算した振れ補正量を基に、シフトレンズ駆動制御部１１３がシフトレンズ１１１を目標位置へ駆動する。そして、シフトレンズ１１１の実位置を取得する事により、これら目標位置と実位置の偏差をゼロにするようなフィードバック制御が行なわれる。
【００７６】
従って、上記ステップＳ２０５は、ステップＳ２０３により検出された振れの度合いから、撮像装置２０２の振れによる撮像画像への影響を、撮像レンズ１０９を用いて光学的に補正する補正手段に対応する。
【００７７】
この防振処理によっても補正しきれない量が発生することもあるので、振れ残りの度合いを検出する（ステップＳ２０６）。この検出方法については後述する。
【００７８】
検出した振れ残りの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ２０７）。この最長発光時間の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７９】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ２０８）、演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ２０９）、本処理を終了する。上記本発光電流値の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。従って、ステップＳ２０８では、補正後の振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。
【００８０】
上記ステップＳ２０４における振れ補正量の演算について説明する。撮像装置２０２に外部から与えられた振れを補正する手段として、光学式手振れ補正方式、撮像素子手振れ補正方式等がある。
【００８１】
光学式手振れ補正方式は、略垂直な平面内で移動する像振れ補正用の支持体としてのシフトレンズ１１１を、振れ補正だけ移動することにより、撮像素子上で結像された画像から振れを取り除く方式である。
【００８２】
撮像素子式手振れ方式は、略垂直な平面内で移動する像振れ補正用の支持体としての撮像素子１０７を、振れ補正量だけ移動することにより、画像から補正を取り除く方式である。
【００８３】
いずれの方式であっても第２の実施の形態に適用できるため、ここでは光学式手振れ補正の構成を例として説明を行なう。
【００８４】
補正量の演算は、まず振れ検出部１１５からの振れ信号をサンプリングして、Ａ／Ｄ部２０４でアナログデータをデジタルデータに変換する。
【００８５】
次に、不図示のデジタルハイパスフィルタで所定の高周波数帯域を通過させ、振れ検出部の温度ドリフト成分等の低周波数帯域を遮断する。最後に、不図示のデジタルローパスフィルタで積分した値が振れ補正量となる。
【００８６】
次に、上記ステップＳ２０６での検出方法について説明する。まず、光学式手振れ補正におけるシフトレンズ１１１の駆動範囲は、メカニカルな限界、および光学的性能による限界により定まる。
【００８７】
図９は、振れ残り量の検出方法を説明するための図であり、（Ａ）はシフトレンズ１１１の光軸が被写体に対して垂直な状態を示し、（Ｂ）は撮像装置２０２が傾いた状態を示し、（Ｃ）はシフトレンズ１１１の振れ補正制御後の状態を示している。
【００８８】
図９（Ａ）のように、レンズの光軸が被写体に対して垂直な状態から、図９（Ｂ）のようにカメラが傾いた場合、図９（Ａ）における撮像素子１０７の被写体像からの振れ量をΔD1とする。
【００８９】
次に、図９（Ｂ）に示される状態から、図９（Ｃ）に示されるシフトレンズ１１１の振れ補正制御後の状態において、図９（Ａ）における撮像素子１０７の被写体像からの振れ量が、ΔD2（ΔD1＞ΔD2）となる。
【００９０】
ステップＳ２０６では、この振れ残り量を検出して、撮像画像のブレが上述したブレ許容錯乱円内に収まるように発光時間を演算する。
【００９１】
ここで、図８のストロボ撮像処理では本発光量を演算した後で振れ残り検出を行なっているが、プリ発光して演算するまでの制御と、振れ検出から防振制御して振れ残りを検出するまでの制御は並行して処理しても構わない。
【００９２】
また、検出された振れ信号を基に、光学式手振れ補正方式や撮像素子手振れ補正方式以外の補正手段を用いても構わない。
【００９３】
以上説明した第２の実施の形態により、手ぶれ補正残りが懸念される撮像状況でも、ある一定のレベル以下にぶれを低減した画像をユーザは得ることができる。また、手ぶれ補正残りが懸念されない撮像状況においては、ストロボ撮像時の消費電力を低く抑える事ができる。
【００９４】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【００９５】
［第３の実施の形態］
図１０は、第３の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【００９６】
図１０において、第１の実施の形態と異なる点は、振れ検出部１１５に代えて、動きベクトル検出部１１７が備わり、被写体動き量予測部２０６が追加された点である。
【００９７】
動きベクトル検出部１１７は、被写体像の動きベクトルを検出する。被写体動き量予測部２０６は、被写体像の動き量を予測する。
【００９８】
図１１は、図１０のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図１１において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ３０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【０１００】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ３０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１０１】
次いで、動きベクトル検出部１１７により、単位時間当たりの被写体像の動きベクトルを検出する（ステップＳ３０３）。このステップＳ３０３は、撮像素子１０７における被写体像の動きを示す動きベクトル検出することにより、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する。
【０１０２】
具体的には、撮像装置がピントを合わせた測距領域において、撮像素子１０７から読み出したフレーム毎の画像信号を基に、認識した被写体像の画像信号の差分から、単位時間当たりの被写体像の動きベクトルを検出する。
【０１０３】
ここで、画像信号の差分とは、認識した被写体画像を微分回路でエッジ検出して得られた画像領域の大きさや、色差、色相、輝度差等の画像信号レベルの変化量である。
【０１０４】
次いで、検出した単位時間当たりの被写体像の動きベクトルを基に、被写体動き量予測部２０６により、本露光時の被写体像の動き量を予測する（ステップＳ３０４）。このステップＳ３０４は、ステップＳ３０３により検出された動きベクトルから、被写体像の動き量を予測する予測手段に対応する。
【０１０５】
この予測方法としては、単位時間内で検出された被写体像の動きベクトルから、単純移動平均手法を用いて予測する。
【０１０６】
予測した被写体像の動き量から、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ３０５）。この最長発光時間の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。従って、ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４により予測された被写体像の動き量が示す振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。
【０１０７】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ３０６）、演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ３０７）、本処理を終了する。上記本発光電流値の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１０８】
このように、被写体像の動き量を予測し、撮像画像のブレが上述したブレ許容錯乱円内に収まるように発光時間を演算するにしている。
【０１０９】
ここで、図１１のストロボ撮像処理ではでは本発光量を演算した後で単位時間当たりの被写体像の動きを検出し予測を行なっている。しかし、プリ発光して演算するまでの制御と、単位時間当たりの被写体像の動きを検出し予測するまでの制御は並行して処理しても構わない。
【０１１０】
また、被写体像の動きベクトルの検出は、上述した方法でなくても構わない。また、被写体像の動き量を予測する方法は、加重移動平均や累積移動平均等の各種移動平均法、または別の方法でも構わない。
【０１１１】
以上説明した第３の実施の形態により、被写体ぶれが懸念される撮像状況でも、所定のレベル以下にぶれを低減した画像をユーザは得ることができる。また、被写体ぶれが懸念されない撮像状況においては、ストロボ撮像時の消費電力を低く抑える事ができる。
【０１１２】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【０１１３】
［第４の実施の形態］
図１２は、第４の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【０１１４】
図１２において、第１の実施の形態と異なる点は、昇圧部１３８が追加された点である。
【０１１５】
第４の実施の形態における撮像装置２０２は、演算した本発光量は閾値以上の場合、電池１００から充電した不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧部１３８による昇圧する昇圧制御を行う。
【０１１６】
図１３は、図１２のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１３において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ４０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【０１１８】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ４０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１１９】
次いで、ステップＳ４０２で演算した本発光量が閾値以上か否かを判断する（ステップＳ４０３）。本発光量が閾値以上であれば昇圧部１３８を制御して不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧する（ステップＳ４０４）。一方、ステップＳ４０２で演算した本発光量が閾値未満であれば昇圧制御をせずに撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ４０５）。ここでの閾値は、不図示のメインキャパシタに充電されている電気エネルギーで出力可能な、ストロボ発光時の発光量の最小値である。
【０１２０】
以降のステップＳ４０６〜Ｓ４０８は、図２のステップＳ１０４〜Ｓ１０６と同様であるため説明は省略する。
【０１２１】
次に、ステップＳ４０４における昇圧制御について具体的に説明する。一般的にＬＥＤストロボで使用するメインキャパシタには、電気二重層キャパシタを２直接続で使用することが多い。電気二重層キャパシタを使用する場合、キャパシタ内部の等価直列抵抗（以下、ＥＳＲ）を低く抑える目的で、有機系の電解液が一般的に多く使われている。
【０１２２】
有機系の電解液で２直接続とした場合、実仕様上の耐圧としては約５．０Ｖであり、それ以上の直流電圧を印加すれば特性劣化が著しく、ＥＳＲの増加、容量の低下により所望の電気的特性が得られなくなってしまう。よって、電気二重層キャパシタの充電制御電圧は約５．０Ｖとなる。
【０１２３】
一方、発光時にＬＥＤの両端（Ａｎｏｄｅ−Ｃａｔｈｏｄｅ間）にかかる電圧が発光電流に応じた順方向電圧値より小さいと、必要な順方向電圧が確保できずダイオード内のｎ層側の電子が拡散電位を持つ空乏層をｐ層側へ越え難くなるため、発光電流が小さくなる。順方向電圧を下回って発光電流が小さくなると、所望の発光量が得られなくなるため、ストロボ撮影時に適正な調光精度が得られない。
【０１２４】
所望の発光量を得るためには、ＬＥＤの順方向電圧を確保する事が重要となる。そこで、発光電流が流れる経路のＥＳＲと配線抵抗値による電圧降下と、電流制御部での電圧降下を考慮して、発光中にＬＥＤのＡｎｏｄｅに印加されるメインキャパシタからの電圧値は式９より求めることができる。
【０１２５】
Vm ＝ Vc − （RESR ＋ R）・ILED− Vr − ILED∫dt ／ Cm …（式９）
Vm ： LEDのAnodeに印加されるメインキャパシタからの電圧値
Vc ： メインキャパシタの充電完了電圧値
RESR ： メインキャパシタの等価直列抵抗値
R ： 発光経路の配線抵抗値
ILED ： 発光電流値
Vr ： 電流制御部で降下する電圧値
Cm ： メインキャパシタの容量値
t ： 発光時間
また、発光時には、式１０を満足する必要がある。
【０１２６】
Vm ≧ VF
VF ： LEDの順方向電圧
具体例として、充電電圧が５．０Ｖ、配線抵抗値が５０ｍΩ、メインキャパシタのＥＳＲが７５ｍΩ、メインキャパシタの容量が０．４Ｆ、電流制御部で降下する電圧が１５０ｍＶ、ＬＥＤが５灯並列接続の場合について考える。そのような条件において発光電流１Ａで２ｍｓのプリ発光時間では、発光後のメインキャパシタの電圧が４．９７５Ｖとなる。その後、本発光量を演算した結果が、プリ発光量の４０倍の発光量だとすると、本発光終了前のVmが３．０７５Ｖとなる。仮に、最低発光電流が０．５Ａで、その時の順方向電圧値が３．６Ｖだったとすると、本発光制御中にVmが最低順方向電圧値を下回ってしまうため、所望の発光量が得られないことになる。
【０１２７】
そこで本実施の形態においては、プリ発光後に、メインキャパシタから本発光量に相当する電気エネルギーが、Vm ≧ VFを満足したまま出力できるか否かを、閾値と演算した本発光量とを比較する事で判断する。プリ発光後に演算した発光量が閾値以上の場合は、本発光量に必要なVmとなるようメインキャパシタの充電電圧を昇圧し、閾値未満の場合は、メインキャパシタの充電電圧を昇圧せずに本発光制御する。
【０１２８】
以上説明した第４の実施の形態により、演算した本発光量がメインキャパシタから出力できる発光量より大きい場合においても、メインキャパシタの電圧を昇圧することで、所望の発光量を得ることができる。
【０１２９】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、第１の実施形態だけでなく、第２、３の実施の形態にも適用可能である。
【０１３１】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成は第４の実施の形態に係る撮像装置と同様であるため説明は省略する。
【０１３２】
図１４は、図１２のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【０１３３】
図１４において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ５０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【０１３４】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ５０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１３５】
次いで、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ５０３）。そして、検出した振れの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ５０４）。
【０１３６】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ５０５）、演算された本発光電流値が閾値（第２の閾値）以上か否かを判断する（ステップＳ５０６）。本発光電流値が第２の閾値以上であれば昇圧部１３８を制御して不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧する（ステップＳ５０８）。本発光電流値が第２の閾値未満であれば、ステップＳ５０７に進む。
【０１３７】
次いで、ステップＳ５０２で演算された本発光量が閾値（第１の閾値）以上か否かを判断する（ステップＳ５０７）。本発光量が第１の閾値以上であれば昇圧部１３８を制御して不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧し、第１の閾値未満であれば昇圧制御をせずに演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ５０９）、本処理を終了する。
【０１３８】
発光電流値が大きくなれば、ＥＳＲと配線抵抗による電圧降下も大きくなり、順方向電圧も高くなるため、本発光制御中にVm ≦ VFとなり得る。そこで本実施例においては、プリ発光後に、メインキャパシタから本発光量に相当する電気エネルギーが、Vm ≧ VFを満足したまま出力できるか否かを判断し昇圧制御を行う。
【０１３９】
以上説明した第５の実施の形態により、演算した本発光電流値が大きい場合においても、メインキャパシタの電圧を昇圧することで所望の発光量を得ることができる。また、演算した本発光電流値が小さく、演算した本発光量がメインキャパシタから出力できる発光量より大きい場合においても、メインキャパシタの電圧を昇圧することで所望の発光量を得ることができる。
【０１４０】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【０１４１】
なお、本実施の形態は、第１の実施形態だけでなく、第２、３の実施の形態にも適用可能である。
【０１４２】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【０１４３】
（他の実施の形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【０１４４】
１０３ 撮像部
１０４ ＣＰＵ
１０５ ＲＯＭ
１０７ 撮像素子
１０９ 撮像レンズ
１１１ シフトレンズ
１１３ シフトレンズ駆動制御部
１１５ 振れ検出部
１１７ 動きベクトル検出部
１３８ 昇圧部
２００ 演算部
２０４ Ａ／Ｄ部
２０６ 被写体動き量予測部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
キセノン管とＬＥＤを撮影補助光として配備し、撮影環境に応じて発光手段を切り替え制御するカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この技術では、手ぶれ検出手段を備え、検出された手ぶれが所定のレベルを超えた場合はキセノン管発光部に照射させ、検出された手ぶれが所定のレベル以下の場合はＬＥＤ発光部に照射させる発光制御を特徴としている。
【０００４】
また、この技術は、手ぶれ検出手段の検出結果と、撮影レンズの撮影時の焦点距離との双方に基づいて発光部を選択することを特徴としている。
【０００５】
さらに、この技術では、撮影前の被写体像の動きを検出し、撮影時の被写体像のぶれを予測する手段を備え、予測された被写体像ぶれが所定のレベルを超えた場合はキセノン管発光部に照射させる。そして、予測された被写体像ぶれが所定のレベル以下の場合はＬＥＤ発光部に照射させる発光制御を特徴としている。
【０００６】
これにより、撮影から次の撮影までの待機時間を短縮するとともに、被写体像のぶれを低減している。
【０００７】
ＬＥＤはキセノン管が照射する光の輝度に比べ相対的に低い輝度の光を照射するため、キセノン管が照射する光の輝度と同等にするためにはＬＥＤを複数同時に発光させるか、発光時間を長くして輝度の時間積分値を大きくする必要があることは広く知られている。
【０００８】
また、ＬＥＤに大電流を流した場合、ＬＥＤが発熱する事により、発光電流と発光輝度の特性における線形性が崩れることも広く知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−２５１５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記技術では、キセノン管とＬＥＤを撮影補助光として配備しているため、機構実装スペースとコストが必要となる。また、撮影補助光としての発光部をＬＥＤのみとした場合において、複数のＬＥＤを同時発光して全体の輝度を高くするためには、先行技術と同じく機構実装スペースとコストが必要となる。
【００１１】
さらに、撮影補助光としての発光部をＬＥＤのみとした場合において、撮影露光中の発光時間を長くして輝度の時間積分値を大きくするためには、手ぶれや被写体ぶれが問題とならない撮影環境である事が必要となり、用途が限定されてしまう。
【００１２】
また、撮影補助光としての発光部をＬＥＤのみとした場合において、ＬＥＤに大電流を流して輝度を高くするためには、非線形となる発光輝度特性や、ＬＥＤの許容損失に注意が必要となり、ストロボ撮影時の消費電力が増加してしまう。
【００１３】
本発明の目的は、被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制した撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１の撮像装置は、被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置であって、前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出手段と、前記検出手段により検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算手段と、前記第１演算手段により演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算手段と、前記第１演算手段により演算された発光時間、及び前記第２演算手段により演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制した撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図２】図１のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図３】振れ検出部により検出された複合波である振れ信号と、近似した１Ｈｚの単周波をそれぞれ示す図である。
【図４】近似した１Ｈｚの単周波から本発光時間の演算方法を説明するための図である。
【図５】錯乱円、ブレ許容錯乱円を示す図である。
【図６】ＬＥＤ発光電流と、光度との関係を示す図である。
【図７】第２の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図８】図７のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】振れ残り量の検出方法を説明するための図であり、（Ａ）はシフトレンズの光軸が被写体に対して垂直な状態を示し、（Ｂ）は撮像装置が傾いた状態を示し、（Ｃ）はシフトレンズの振れ補正制御後の状態を示している。
【図１０】第３の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図１１】図１０のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】第３の実施の形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。
【図１３】図１２のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図１４】図１２のＣＰＵにより実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１８】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【００１９】
図１において、撮像装置２０２は、ＣＰＵ１０４、ＬＥＤ発光部１３５、電流制御部１３６、撮像レンズ１０９、撮像素子１０７、撮像部１０３、電池１００、電源部１０２、振れ検出部１１５、ＲＯＭ１０５、及び操作部１０１で構成される。
【００２０】
電池１００は、着脱可能な電池である。電源部１０２は、撮像装置２０２のストロボブロックや各動作ブロックに必要な電源を、電池１００から変換して供給する。
【００２１】
操作部１０１は、撮像装置２０２を起動したり、撮像パラメータの設定を変更したり、撮影する時に操作するための操作ＳＷである。
【００２２】
撮像部１０３は、光学部材である撮像レンズ１０９を介して外部から取り込んだ入射光を、被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子１０７で電気信号に変換し、画像データとして処理するための画像信号処理を行う。
【００２３】
ＣＰＵ１０４は、各演算処理を行う演算部２００を備え、撮像装置２０２の各動作ブロックの全体制御を行う中央演算処理装置である。ＲＯＭ１０５は、撮像装置２０２が起動するための起動プログラムなどが格納されている不揮発性メモリである。
【００２４】
振れ検出部１１５は、撮像装置２０２の振れの度合いを電気信号として出力する。振れの度合いの検出には不図示の角速度センサがよく使用されており、この角速度センサは圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させ、回転運動成分により発生するコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得ている。
【００２５】
ＬＥＤ発光部１３５は、被写体に対して発光する発光手段に対応し、撮像補助光として被写体を照射する。電流制御部１３６は、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を制御する。
【００２６】
図２は、図１のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００２７】
図２において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ１０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【００２８】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ１０２）。この本発光量の演算方法については後述する。
【００２９】
次いで、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ１０３）。このステップＳ１０３は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する検出手段に対応する。そして、検出した振れの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ１０４）。この最長発光時間の演算方法については後述する。このステップＳ１０４は、ステップＳ１０３により検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する第１演算手段に対応する。
【００３０】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ１０５）、演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ１０６）、本処理を終了する。上記本発光電流値の演算方法については後述する。上記ステップＳ１０５は、ステップＳ１０４により演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を演算する第２演算手段に対応する。また、ステップＳ１０６は、ステップＳ１０４により演算された発光時間、及びステップＳ１０５により演算された電流値により、ＬＥＤ発光部１３５を制御する制御手段に対応する。
【００３１】
上記ステップＳ１０２で行われる本発光量の演算方法について説明する。ここでは、一般的なプリ発光と本発光の２回発光方式による本発光量の演算方法について説明する。
【００３２】
まず、主被写体反射光を受光して生成した画像信号を処理して得られたデータからＣＰＵ１０４の演算によって輝度値が得られる。そして、この輝度値を用いて、適正輝度レベルからの差を次式より求める。
【００３３】
ΔEv ＝ log2( ( YFL − YDL ) ／ ( Yref − YDL ) ) …（式１）
ΔEv ： 外光（定常光）輝度値と適正輝度値の差
YDL ：外光（定常光）輝度値
YFL ：プリ発光時の輝度値
Yref ： 基準となる適正輝度値
上記式において、YFLはＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光と外光（定常光）が重なることによって測光された輝度値である。適正輝度値に対する純粋なストロボ光のみの光量を求めるため、外光（定常光）のみから測光した輝度値を、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光した際に測光した輝度値から差し引く。
【００３４】
YFLの測光では外光（定常光）の影響を減らすため電子シャッターを速く切り、同じシャッタースピードで露光したYDLを差し引く事で、ＣＰＵ１０４はＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光のみの正確な輝度値を得る事ができる。
【００３５】
また、絞り制御や、シャッター制御、撮像時のゲインを考慮すれば、外光（定常光）輝度値と適正輝度値の差は次式より求める事が出来る。
【００３６】
ΔEv ＝ log2 ((( YFL − YDL )・AvDG ) ／ ( Yref・Ka・Kb − YDL・AvTvDG ))
…（式２）
AvDG ＝ 2（ ΔAv + ΔDG ）
AvTvDG ＝ 2（ ΔAv + ΔTv + ΔDG ）
ΔAv ＝ EFPreAv − EFHAv
ΔTv ＝ EFPreTv − EFHTv
ΔDG ＝ − ( EFPreDG − EFHDG )
Ka ： 露出補正係数
Kb ： 感度補正係数
EFPreAv ： プリ発光測光用のAv値
EFHAv ： 本発光測光用のAv値
EFPreTv ： プリ発光測光用のTv値
EFHTv ： 本発光測光用のTv値
EFPreDG ： プリ発光用のDeltaGain
EFHDG ： 本発光用のDeltaGain
上記式１、または式２のいずれかにより、本発光量の演算を行う。
【００３７】
次いで、ステップＳ１０４で行われる最長発光時間の演算方法について説明する。ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で検出した振れの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められる、ＬＥＤ発光部１３５の本発光時間を演算することとなる。
【００３８】
まず、振れ検出部１１５において、検出される振れ信号は、角速度[deg/sec]をy、時間[sec]をtとすると式（３）、式（４）のように表現できる。
【００３９】
y ＝ f（t）…（式３）
f ＝ Σ a i ・ sin t i…（式４）
上記和は、i=1〜ｍまでの和である
ここで、複合波である振れ信号は、約１Ｈｚ〜１０Ｈｚの低域における振幅が最も大きくなる傾向がある事が広く知られており、本実施の形態においては複合波である振れ信号を、図３に示されるように、最大振幅を包含する１Ｈｚの単周波に近似して考える。
【００４０】
図３は、振れ検出部１１５により検出された複合波である振れ信号と、近似した１Ｈｚの単周波をそれぞれ示す図である。
【００４１】
図４は、近似した１Ｈｚの単周波から本発光時間の演算方法を説明するための図である。
【００４２】
図４において、図４（Ａ）と図４（Ｃ）は、それぞれレンズの中心を通り撮像素子に垂直となる図示した中心線から角度αの傾きをもって、仮想的な点光源から放たれた光がレンズの中心を通り撮像素子に入射される時の状態を示している。
【００４３】
また、図４（Ｂ）は、仮想的な点光源から放たれた光がレンズの中心を通り撮像素子に垂直に入射される時の状態を示している。
【００４４】
さらに、図４（Ａ）と図４（Ｃ）において、撮像素子上で仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点をそれぞれq、rとする。
【００４５】
また、図４（Ｂ）において、焦点距離をD0、撮像素子上で仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点をｐとする。ここで、この角度αは、近似した１Ｈｚの単周波における、最も大きい振幅角であり、近似した１Ｈｚの単周波の波高値をA1とした時に、下記式５のような時間積分値として示すことができる。
【００４６】
α（t） ＝ ∫ｔ A1・sin τ dτ…（式５）
また、図４（Ａ）と図４（Ｃ）において、レンズから撮像素子までの焦点距離をD0とすると、上述した撮像素子上で仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点qとrは、ｐを中心とする同一円周上にある。そして、その時の半径ΔDは、式６となる。
【００４７】
ΔD（t） ＝ D0・tan α（t）…（式６）
このΔDは、撮像装置２０２が近似した１Ｈｚの単周波で振れている場合の、仮想的な点光源から放たれた光がもっとも強く収束する点が撮像素子上に結像する錯乱円の半径である。
【００４８】
従って、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まるように低減するためには、上述したΔDを所定の錯乱円（以下、「ブレ許容錯乱円」という）の半径よりも小さくする必要がある。
【００４９】
図５は、錯乱円、ブレ許容錯乱円を示す図である。
【００５０】
ここで、撮像素子の画素ピッチをD1、ｎを任意の係数（実数）とすると、上述した撮像画像のブレが所定の範囲内に収まる時のブレ許容錯乱円の半径は、D1のｎ倍であるnD1と定義できる。つまり、近似した１Ｈｚの単周波の振幅が下記式７を満足させる時間内に撮像補助光を照射して露光すれば、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まる事になる。
【００５１】
n D1 ≧ ΔD（t）…（式７）
上記ステップＳ１０８で演算するのは、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まる時の最長時間であるから、上述したnD1とΔDが等しくなる時の時間を演算すればいい。よって、式（式５）、（式６）、（式７）より時間について解くと、ｔは、式８で示される。
【００５２】
t ＝ cos-1（ 1 ／ A1 ・ tan-1（ n D1 ／ D0 ） ）…（式８）
ここで求めた時間がＬＥＤ発光部１３５を本発光制御する際の最長発光時間となる。この最長発光時間で発光制御すれば、適正輝度を得るために必要な光量となる発光電流を最小にすることができる。
【００５３】
よって、撮像画像のブレが所定の範囲内に収まるだけでなく、ＬＥＤの発光特性において積極的に効率の良いところを使用することができる。
【００５４】
図６は、ＬＥＤ発光電流と、光度との関係を示す図である。
【００５５】
図６において、ある電流値（臨界点）を超えると、線形性が保たれなくなることが示されている。そこで、上記効率の良いところとは、図６に示した特性の線形性が保たれているところまでである。
【００５６】
線形特性が非線形特性になる臨界点は、ＬＥＤの単体バラツキと温度バラツキにより変化するため、積極的に発光電流を小さく抑えて発光制御しなければ、効率の良いところを利用できない可能性がある。
【００５７】
次いで、ステップＳ１０５で行われる本発光電流値の演算方法について説明する。
【００５８】
これは、予め撮像装置２０２に記録されているＬＥＤ発光部１３５発光量と発光電流、及び発光時間のテーブルから、ステップＳ１０２で演算されたΔEvに相当する発光電流を直線補間するという方法となっている。
【００５９】
ここで、本実施の形態のプリ発光の制御において、撮像素子やその他の調光手段から読み出した輝度信号の時間積分値を基に、所定の輝度レベルとなったところで発光停止する方法でも構わない。
【００６０】
また、本実施の形態では振れ検出部１１５として角速度センサを使用した例を説明したが、加速度センサを使用した手段やその他の振れ検出手段でも構わない。
【００６１】
さらに、図２のフローチャートでは本発光量を演算した後で振れ検出を行なっているが、プリ発光して演算するまでの制御と、振れを検出する制御は並行して処理しても構わない。
【００６２】
また、本実施の形態では検出された振れ信号を１Ｈｚの単周波に近似して本発光時間を演算したが、直接複合波から本発光時間を演算しても構わない。
【００６３】
さらに、演算された発光電流が、ＬＥＤが許容できる所定の電流値以上であった場合は、撮像装置２０２はＬＥＤが許容できる所定の電流値を発光電流値として選択し、上記で演算されたΔEvに相当する発光時間となるように発光制御しても構わない。
【００６４】
この時、ＬＥＤが許容できる所定の電流値を発光電流値として選択した後で、ＩＳＯ感度設定を上げるように制御して、発光時間を制御しても構わない。
【００６５】
また、ＬＥＤが許容できる所定の電流値を発光電流値として選択した後で、絞りを開放に制御して、発光時間を制御しても構わない。
【００６６】
以上説明した第１の実施の形態により、手ぶれが懸念される撮像状況でも、ある一定のレベル以下にぶれを低減した画像をユーザは得ることができる。また、手ぶれが懸念されない撮像状況においては、ストロボ撮像時の消費電力を低く抑えることができる。
【００６７】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【００６８】
このように、第１の実施の形態によれば、撮像装置２０２は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出し、検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。そして、演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、ＬＥＤ発光部１３５に供給する電流の電流値を演算する。こうして演算された発光時間、及び演算された電流値により、ＬＥＤ発光部１３５を制御する。その結果、被写体に対してＬＥＤにより発光する撮像装置の振れによって撮像画像に生じる影響を抑制することができる。
【００６９】
［第２の実施の形態］
図７は、第２の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【００７０】
図７において、第１の実施の形態と異なる点は、シフトレンズ１１１及びシフトレンズ駆動制御部１１３、及びＡ／Ｄ部２０４が追加された点である。
【００７１】
第２の実施の形態における撮像装置２０２は、振れ検出部１１５からの振れ信号より演算した振れ補正量に基づいて、ＣＰＵ１０４がシフトレンズ駆動制御部１１３へ指令して、制御対象であるシフトレンズ１１１を目標位置へ駆動させる制御を行なっている。
【００７２】
図８は、図７のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００７３】
図８において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ２０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【００７４】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ２０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７５】
次いで、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ２０３）。このステップＳ２０３は、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する検出手段に対応する。そして、振れ補正量を演算する（ステップＳ２０４）。この振れ補正量の演算については後述する。次いで、演算した振れ補正量を基に、防振処理を行う（ステップＳ２０５）。この防振処理では、演算した振れ補正量を基に、シフトレンズ駆動制御部１１３がシフトレンズ１１１を目標位置へ駆動する。そして、シフトレンズ１１１の実位置を取得する事により、これら目標位置と実位置の偏差をゼロにするようなフィードバック制御が行なわれる。
【００７６】
従って、上記ステップＳ２０５は、ステップＳ２０３により検出された振れの度合いから、撮像装置２０２の振れによる撮像画像への影響を、撮像レンズ１０９を用いて光学的に補正する補正手段に対応する。
【００７７】
この防振処理によっても補正しきれない量が発生することもあるので、振れ残りの度合いを検出する（ステップＳ２０６）。この検出方法については後述する。
【００７８】
検出した振れ残りの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ２０７）。この最長発光時間の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【００７９】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ２０８）、演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ２０９）、本処理を終了する。上記本発光電流値の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。従って、ステップＳ２０８では、補正後の振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。
【００８０】
上記ステップＳ２０４における振れ補正量の演算について説明する。撮像装置２０２に外部から与えられた振れを補正する手段として、光学式手振れ補正方式、撮像素子手振れ補正方式等がある。
【００８１】
光学式手振れ補正方式は、略垂直な平面内で移動する像振れ補正用の支持体としてのシフトレンズ１１１を、振れ補正だけ移動することにより、撮像素子上で結像された画像から振れを取り除く方式である。
【００８２】
撮像素子式手振れ方式は、略垂直な平面内で移動する像振れ補正用の支持体としての撮像素子１０７を、振れ補正量だけ移動することにより、画像から補正を取り除く方式である。
【００８３】
いずれの方式であっても第２の実施の形態に適用できるため、ここでは光学式手振れ補正の構成を例として説明を行なう。
【００８４】
補正量の演算は、まず振れ検出部１１５からの振れ信号をサンプリングして、Ａ／Ｄ部２０４でアナログデータをデジタルデータに変換する。
【００８５】
次に、不図示のデジタルハイパスフィルタで所定の高周波数帯域を通過させ、振れ検出部の温度ドリフト成分等の低周波数帯域を遮断する。最後に、不図示のデジタルローパスフィルタで積分した値が振れ補正量となる。
【００８６】
次に、上記ステップＳ２０６での検出方法について説明する。まず、光学式手振れ補正におけるシフトレンズ１１１の駆動範囲は、メカニカルな限界、および光学的性能による限界により定まる。
【００８７】
図９は、振れ残り量の検出方法を説明するための図であり、（Ａ）はシフトレンズ１１１の光軸が被写体に対して垂直な状態を示し、（Ｂ）は撮像装置２０２が傾いた状態を示し、（Ｃ）はシフトレンズ１１１の振れ補正制御後の状態を示している。
【００８８】
図９（Ａ）のように、レンズの光軸が被写体に対して垂直な状態から、図９（Ｂ）のようにカメラが傾いた場合、図９（Ａ）における撮像素子１０７の被写体像からの振れ量をΔD1とする。
【００８９】
次に、図９（Ｂ）に示される状態から、図９（Ｃ）に示されるシフトレンズ１１１の振れ補正制御後の状態において、図９（Ａ）における撮像素子１０７の被写体像からの振れ量が、ΔD2（ΔD1＞ΔD2）となる。
【００９０】
ステップＳ２０６では、この振れ残り量を検出して、撮像画像のブレが上述したブレ許容錯乱円内に収まるように発光時間を演算する。
【００９１】
ここで、図８のストロボ撮像処理では本発光量を演算した後で振れ残り検出を行なっているが、プリ発光して演算するまでの制御と、振れ検出から防振制御して振れ残りを検出するまでの制御は並行して処理しても構わない。
【００９２】
また、検出された振れ信号を基に、光学式手振れ補正方式や撮像素子手振れ補正方式以外の補正手段を用いても構わない。
【００９３】
以上説明した第２の実施の形態により、手ぶれ補正残りが懸念される撮像状況でも、ある一定のレベル以下にぶれを低減した画像をユーザは得ることができる。また、手ぶれ補正残りが懸念されない撮像状況においては、ストロボ撮像時の消費電力を低く抑える事ができる。
【００９４】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【００９５】
［第３の実施の形態］
図１０は、第３の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【００９６】
図１０において、第１の実施の形態と異なる点は、振れ検出部１１５に代えて、動きベクトル検出部１１７が備わり、被写体動き量予測部２０６が追加された点である。
【００９７】
動きベクトル検出部１１７は、被写体像の動きベクトルを検出する。被写体動き量予測部２０６は、被写体像の動き量を予測する。
【００９８】
図１１は、図１０のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００９９】
図１１において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ３０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【０１００】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ３０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１０１】
次いで、動きベクトル検出部１１７により、単位時間当たりの被写体像の動きベクトルを検出する（ステップＳ３０３）。このステップＳ３０３は、撮像素子１０７における被写体像の動きを示す動きベクトル検出することにより、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する。
【０１０２】
具体的には、撮像装置がピントを合わせた測距領域において、撮像素子１０７から読み出したフレーム毎の画像信号を基に、認識した被写体像の画像信号の差分から、単位時間当たりの被写体像の動きベクトルを検出する。
【０１０３】
ここで、画像信号の差分とは、認識した被写体画像を微分回路でエッジ検出して得られた画像領域の大きさや、色差、色相、輝度差等の画像信号レベルの変化量である。
【０１０４】
次いで、検出した単位時間当たりの被写体像の動きベクトルを基に、被写体動き量予測部２０６により、本露光時の被写体像の動き量を予測する（ステップＳ３０４）。このステップＳ３０４は、ステップＳ３０３により検出された動きベクトルから、被写体像の動き量を予測する予測手段に対応する。
【０１０５】
この予測方法としては、単位時間内で検出された被写体像の動きベクトルから、単純移動平均手法を用いて予測する。
【０１０６】
予測した被写体像の動き量から、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ３０５）。この最長発光時間の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。従って、ステップＳ３０５では、ステップＳ３０４により予測された被写体像の動き量が示す振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するためにＬＥＤ発光部１３５が発光する発光時間を演算する。
【０１０７】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ３０６）、演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ３０７）、本処理を終了する。上記本発光電流値の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１０８】
このように、被写体像の動き量を予測し、撮像画像のブレが上述したブレ許容錯乱円内に収まるように発光時間を演算するにしている。
【０１０９】
ここで、図１１のストロボ撮像処理ではでは本発光量を演算した後で単位時間当たりの被写体像の動きを検出し予測を行なっている。しかし、プリ発光して演算するまでの制御と、単位時間当たりの被写体像の動きを検出し予測するまでの制御は並行して処理しても構わない。
【０１１０】
また、被写体像の動きベクトルの検出は、上述した方法でなくても構わない。また、被写体像の動き量を予測する方法は、加重移動平均や累積移動平均等の各種移動平均法、または別の方法でも構わない。
【０１１１】
以上説明した第３の実施の形態により、被写体ぶれが懸念される撮像状況でも、所定のレベル以下にぶれを低減した画像をユーザは得ることができる。また、被写体ぶれが懸念されない撮像状況においては、ストロボ撮像時の消費電力を低く抑える事ができる。
【０１１２】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【０１１３】
［第４の実施の形態］
図１２は、第４の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成を示す図である。
【０１１４】
図１２において、第１の実施の形態と異なる点は、昇圧部１３８が追加された点である。
【０１１５】
第４の実施の形態における撮像装置２０２は、演算した本発光量は閾値以上の場合、電池１００から充電した不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧部１３８による昇圧する昇圧制御を行う。
【０１１６】
図１３は、図１２のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【０１１７】
図１３において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ４０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【０１１８】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ４０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１１９】
次いで、ステップＳ４０２で演算した本発光量が閾値以上か否かを判断する（ステップＳ４０３）。本発光量が閾値以上であれば昇圧部１３８を制御して不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧する（ステップＳ４０４）。一方、ステップＳ４０２で演算した本発光量が閾値未満であれば昇圧制御をせずに撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ４０５）。ここでの閾値は、不図示のメインキャパシタに充電されている電気エネルギーで出力可能な、ストロボ発光時の発光量の最小値である。
【０１２０】
以降のステップＳ４０６〜Ｓ４０８は、図２のステップＳ１０４〜Ｓ１０６と同様であるため説明は省略する。
【０１２１】
次に、ステップＳ４０４における昇圧制御について具体的に説明する。一般的にＬＥＤストロボで使用するメインキャパシタには、電気二重層キャパシタを２直接続で使用することが多い。電気二重層キャパシタを使用する場合、キャパシタ内部の等価直列抵抗（以下、ＥＳＲ）を低く抑える目的で、有機系の電解液が一般的に多く使われている。
【０１２２】
有機系の電解液で２直接続とした場合、実仕様上の耐圧としては約５．０Ｖであり、それ以上の直流電圧を印加すれば特性劣化が著しく、ＥＳＲの増加、容量の低下により所望の電気的特性が得られなくなってしまう。よって、電気二重層キャパシタの充電制御電圧は約５．０Ｖとなる。
【０１２３】
一方、発光時にＬＥＤの両端（Ａｎｏｄｅ−Ｃａｔｈｏｄｅ間）にかかる電圧が発光電流に応じた順方向電圧値より小さいと、必要な順方向電圧が確保できずダイオード内のｎ層側の電子が拡散電位を持つ空乏層をｐ層側へ越え難くなるため、発光電流が小さくなる。順方向電圧を下回って発光電流が小さくなると、所望の発光量が得られなくなるため、ストロボ撮影時に適正な調光精度が得られない。
【０１２４】
所望の発光量を得るためには、ＬＥＤの順方向電圧を確保する事が重要となる。そこで、発光電流が流れる経路のＥＳＲと配線抵抗値による電圧降下と、電流制御部での電圧降下を考慮して、発光中にＬＥＤのＡｎｏｄｅに印加されるメインキャパシタからの電圧値は式９より求めることができる。
【０１２５】
Vm ＝ Vc − （RESR ＋ R）・ILED− Vr − ILED∫dt ／ Cm …（式９）
Vm ： LEDのAnodeに印加されるメインキャパシタからの電圧値
Vc ： メインキャパシタの充電完了電圧値
RESR ： メインキャパシタの等価直列抵抗値
R ： 発光経路の配線抵抗値
ILED ： 発光電流値
Vr ： 電流制御部で降下する電圧値
Cm ： メインキャパシタの容量値
t ： 発光時間
また、発光時には、式１０を満足する必要がある。
【０１２６】
Vm ≧ VF
VF ： LEDの順方向電圧
具体例として、充電電圧が５．０Ｖ、配線抵抗値が５０ｍΩ、メインキャパシタのＥＳＲが７５ｍΩ、メインキャパシタの容量が０．４Ｆ、電流制御部で降下する電圧が１５０ｍＶ、ＬＥＤが５灯並列接続の場合について考える。そのような条件において発光電流１Ａで２ｍｓのプリ発光時間では、発光後のメインキャパシタの電圧が４．９７５Ｖとなる。その後、本発光量を演算した結果が、プリ発光量の４０倍の発光量だとすると、本発光終了前のVmが３．０７５Ｖとなる。仮に、最低発光電流が０．５Ａで、その時の順方向電圧値が３．６Ｖだったとすると、本発光制御中にVmが最低順方向電圧値を下回ってしまうため、所望の発光量が得られないことになる。
【０１２７】
そこで本実施の形態においては、プリ発光後に、メインキャパシタから本発光量に相当する電気エネルギーが、Vm ≧ VFを満足したまま出力できるか否かを、閾値と演算した本発光量とを比較する事で判断する。プリ発光後に演算した発光量が閾値以上の場合は、本発光量に必要なVmとなるようメインキャパシタの充電電圧を昇圧し、閾値未満の場合は、メインキャパシタの充電電圧を昇圧せずに本発光制御する。
【０１２８】
以上説明した第４の実施の形態により、演算した本発光量がメインキャパシタから出力できる発光量より大きい場合においても、メインキャパシタの電圧を昇圧することで、所望の発光量を得ることができる。
【０１２９】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【０１３０】
なお、本実施の形態は、第１の実施形態だけでなく、第２、３の実施の形態にも適用可能である。
【０１３１】
［第５の実施の形態］
第５の実施の形態に係る撮像装置２０２の概略構成は第４の実施の形態に係る撮像装置と同様であるため説明は省略する。
【０１３２】
図１４は、図１２のＣＰＵ１０４により実行されるストロボ撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【０１３３】
図１４において、ＣＰＵ１０４からの発光信号により、予め設定されているプリ発光時間にて、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光を行う（ステップＳ５０１）。発光時の発光電流は、電流制御部１３６により一定電流で制御され、その電流値は、予め設定されている電流値となっている。
【０１３４】
次いで、ＬＥＤ発光部１３５がプリ発光で発した光による被写体反射光より、ＣＰＵ１０４が本露光時に必要な本発光量を演算する（ステップＳ５０２）。この本発光量の演算方法については第１の実施の形態で説明した通りである。
【０１３５】
次いで、撮像装置２０２の振れの度合いを検出する（ステップＳ５０３）。そして、検出した振れの度合いから、撮像時に被写体ブレを許容範囲内に収められるＬＥＤ発光部１３５の最長発光時間を演算する（ステップＳ５０４）。
【０１３６】
さらに、最長発光時間で本発光量となる本発光電流値を演算し（ステップＳ５０５）、演算された本発光電流値が閾値（第２の閾値）以上か否かを判断する（ステップＳ５０６）。本発光電流値が第２の閾値以上であれば昇圧部１３８を制御して不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧する（ステップＳ５０８）。本発光電流値が第２の閾値未満であれば、ステップＳ５０７に進む。
【０１３７】
次いで、ステップＳ５０２で演算された本発光量が閾値（第１の閾値）以上か否かを判断する（ステップＳ５０７）。本発光量が第１の閾値以上であれば昇圧部１３８を制御して不図示のメインキャパシタの電圧を昇圧し、第１の閾値未満であれば昇圧制御をせずに演算された本発光電流値で本発光制御を行い（ステップＳ５０９）、本処理を終了する。
【０１３８】
発光電流値が大きくなれば、ＥＳＲと配線抵抗による電圧降下も大きくなり、順方向電圧も高くなるため、本発光制御中にVm ≦ VFとなり得る。そこで本実施例においては、プリ発光後に、メインキャパシタから本発光量に相当する電気エネルギーが、Vm ≧ VFを満足したまま出力できるか否かを判断し昇圧制御を行う。
【０１３９】
以上説明した第５の実施の形態により、演算した本発光電流値が大きい場合においても、メインキャパシタの電圧を昇圧することで所望の発光量を得ることができる。また、演算した本発光電流値が小さく、演算した本発光量がメインキャパシタから出力できる発光量より大きい場合においても、メインキャパシタの電圧を昇圧することで所望の発光量を得ることができる。
【０１４０】
従って、撮像補助光としての発光部がＬＥＤのみの構成で、撮像画像のぶれ低減と、ストロボ撮像時の消費電力低減の最適化を図ることができるという効果が得られる。
【０１４１】
なお、本実施の形態は、第１の実施形態だけでなく、第２、３の実施の形態にも適用可能である。
【０１４２】
以上、本発明をその好適な実施の形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【０１４３】
（他の実施の形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【０１４４】
１０３ 撮像部
１０４ ＣＰＵ
１０５ ＲＯＭ
１０７ 撮像素子
１０９ 撮像レンズ
１１１ シフトレンズ
１１３ シフトレンズ駆動制御部
１１５ 振れ検出部
１１７ 動きベクトル検出部
１３８ 昇圧部
２００ 演算部
２０４ Ａ／Ｄ部
２０６ 被写体動き量予測部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置であって、
前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算手段と、
前記第１演算手段により演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算手段と、
前記第１演算手段により演算された発光時間、及び前記第２演算手段により演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出手段により検出された振れの度合いから、前記撮像装置の振れによる撮像画像への影響を、前記光学部材を用いて光学的に補正する補正手段をさらに備え、
前記第１演算手段は、前記補正手段による補正後の振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記撮像素子における被写体像の動きを示す動きベクトル検出することにより、撮像装置の振れの度合いを検出し、
前記検出手段により検出された動きベクトルから、前記被写体像の動き量を予測する予測手段をさらに備え、
前記第１演算手段は、前記予測手段により予測された前記被写体像の動き量が示す振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１演算手段は、振れの度合いと、焦点距離によって定まる被写体からの反射光が前記撮像素子に結像する錯乱円の半径が、前記撮像素子の画素ピッチのｎ倍となるように、前記発光手段が発光する発光時間を演算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。
【請求項５】
前記発光手段に印加する電圧を昇圧するための昇圧手段をさらに備え、
前記被写体に対して発光する光量が第１の閾値以上の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行い、前記被写体に対して発光する光量が前記第１の閾値未満の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２演算手段により演算された電流値が第２の閾値以上の場合、あるいは、前記第２演算手段により演算された電流値が前記第２の閾値未満であって前記被写体に対して発光する光量が前記第１の閾値以上の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行い、前記被写体に対して発光する光量が前記第１の閾値未満の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行わないことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間、及び前記第２演算ステップにより演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間、及び前記第２演算ステップにより演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とするプログラム。
【請求項１】
被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置であって、
前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算手段と、
前記第１演算手段により演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算手段と、
前記第１演算手段により演算された発光時間、及び前記第２演算手段により演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出手段により検出された振れの度合いから、前記撮像装置の振れによる撮像画像への影響を、前記光学部材を用いて光学的に補正する補正手段をさらに備え、
前記第１演算手段は、前記補正手段による補正後の振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記撮像素子における被写体像の動きを示す動きベクトル検出することにより、撮像装置の振れの度合いを検出し、
前記検出手段により検出された動きベクトルから、前記被写体像の動き量を予測する予測手段をさらに備え、
前記第１演算手段は、前記予測手段により予測された前記被写体像の動き量が示す振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記第１演算手段は、振れの度合いと、焦点距離によって定まる被写体からの反射光が前記撮像素子に結像する錯乱円の半径が、前記撮像素子の画素ピッチのｎ倍となるように、前記発光手段が発光する発光時間を演算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。
【請求項５】
前記発光手段に印加する電圧を昇圧するための昇圧手段をさらに備え、
前記被写体に対して発光する光量が第１の閾値以上の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行い、前記被写体に対して発光する光量が前記第１の閾値未満の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行わないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２演算手段により演算された電流値が第２の閾値以上の場合、あるいは、前記第２演算手段により演算された電流値が前記第２の閾値未満であって前記被写体に対して発光する光量が前記第１の閾値以上の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行い、前記被写体に対して発光する光量が前記第１の閾値未満の場合、前記昇圧手段による昇圧制御を行わないことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置の制御方法であって、
前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間、及び前記第２演算ステップにより演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。
【請求項８】
被写体を光学部材を介して撮像する撮像素子と、被写体に対してＬＥＤにより発光する発光手段とを備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
前記撮像装置の振れの度合いを検出する検出ステップと、
前記検出ステップにより検出された振れの度合いから、振れによる撮像画像への影響を低減するために前記発光手段が発光する発光時間を演算する第１演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間で、被写体に対して発光する光量とするために、前記発光手段に供給する電流の電流値を演算する第２演算ステップと、
前記第１演算ステップにより演算された発光時間、及び前記第２演算ステップにより演算された電流値により、前記発光手段を制御する制御ステップと
を備えたことを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−１０９２７７（Ｐ２０１３−１０９２７７Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５６１００（Ｐ２０１１−２５６１００）
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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