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技術 撮像装置、撮像装置の制御方法、撮像装置の制御方法のプログラム及び撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体

出願人 ソニー株式会社
発明者 下田竜一小宮義光清水秀二柳大吾
出願日 2007年12月13日 (13年8ヶ月経過) 出願番号 2007-322034
公開日 2009年7月2日 (12年1ヶ月経過) 公開番号 2009-147608
状態 未査定
技術分野 ストロボ装置 スタジオ装置 カメラの露出制御
主要キーワード 発光強度制御 発光時間制御 比例計 設定精度 距離係数 特性曲線図 計算誤差 片対数
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (8)

課題

本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、撮像装置の制御方法のプログラム及び撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えばカメラ付き携帯電話電子スチルカメラに適用して、従来に比して一段と適切に本発光時発光量を設定する。

解決手段

本発明は、非発光時評価値プリ発光時の評価値、評価値の目標値を用いてプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算した後、非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数補正する。

概要

背景

従来、カメラ付き携帯電話電子スチルカメラ等の撮像装置は、撮影時、暗い場所では発光部を発光させて不足する光量を補っている。以下、この発光部の発光を本発光と呼ぶ。

近年、撮像装置は、事前に、発光部を発光させて被写体の明るさを検出し、この被写体の明るさ検出結果に基づいて本発光時の発光量を設定している。以下、この事前の発光をプリ発光と呼ぶ。

この本発光時の発光量設定方法に関して、例えば特開平5−127215号公報には、非発光時の被写体の明るさ、プリ発光時の被写体の明るさ、目標とする被写体の明るさを用いてプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算する方法が提案されている。

また特開2003−262903号公報には、被写体までの距離を考慮に入れて本発光時の発光量を設定する方法が提案されている。

ところで特開平5−127215号公報等に開示の手法は、極めて簡易かつ短時間で本発光時の発光量を設定することができ、便利である。しかしながらこの方法の場合、発光量の設定精度に実用上未だ不十分な問題がある。
特開平5−127215号公報
特開2003−262903号公報

概要

本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、撮像装置の制御方法のプログラム及び撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えばカメラ付き携帯電話、電子スチルカメラに適用して、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定する。本発明は、非発光時の評価値、プリ発光時の評価値、評価値の目標値を用いてプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算した後、非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数補正する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
2件
牽制数
3件

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請求項1

被写体に向けて照明光出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値と、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算した後、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正し、補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させることを特徴とする撮像装置

請求項2

前記補正係数は、前記非発光時の被写体の明るさの対数値変数とした一次関数の特性で値が単調減少することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。

請求項3

前記明るさ検出部は、前記撮像部の出力信号を積分して前記評価値を検出することを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。

請求項4

利得を可変して前記撮像部の出力信号を増幅する増幅部を有し、前記増幅部は、前記プリ発光時、前記利得を低下させることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。

請求項5

被写体に向けて照明光を出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備える撮像装置の制御方法であって、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値を取得する非発光時の評価値取得テップと、前記発光部を発光させない状態で前記被写体の明るさを検出して非発光時の被写体の明るさを検出する明るさ検出ステップと、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値を取得するプリ発光時の評価値取得ステップと、前記非発光時の評価値と、前記プリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算する発光量計算ステップと、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正する発光量補正ステップと、前記発光量補正ステップで補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる本発光のステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。

請求項6

被写体に向けて照明光を出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備える撮像装置の制御方法のプログラムであって、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値を取得する非発光時の評価値取得ステップと、前記発光部を発光させない状態で前記被写体の明るさを検出して非発光時の被写体の明るさを検出する明るさ検出ステップと、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値を取得するプリ発光時の評価値取得ステップと、前記非発光時の評価値と、前記プリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算する発光量計算ステップと、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正する発光量補正ステップと、前記発光量補正ステップで補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる本発光のステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法のプログラム。

請求項7

被写体に向けて照明光を出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備える撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体であって、前記撮像装置の制御方法のプログラムは、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値を取得する非発光時の評価値取得ステップと、前記発光部を発光させない状態で前記被写体の明るさを検出して非発光時の被写体の明るさを検出する明るさ検出ステップと、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値を取得するプリ発光時の評価値取得ステップと、前記非発光時の評価値と、前記プリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算する発光量計算ステップと、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正する発光量補正ステップと、前記発光量補正ステップで補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる本発光のステップとを有することを特徴とする撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体。

技術分野

0001

本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、撮像装置の制御方法のプログラム及び撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体に関し、例えばカメラ付き携帯電話電子スチルカメラに適用することができる。本発明は、非発光時評価値プリ発光時の評価値、評価値の目標値を用いてプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算した後、非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数補正することにより、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定する。

背景技術

0002

従来、カメラ付き携帯電話、電子スチルカメラ等の撮像装置は、撮影時、暗い場所では発光部を発光させて不足する光量を補っている。以下、この発光部の発光を本発光と呼ぶ。

0003

近年、撮像装置は、事前に、発光部を発光させて被写体の明るさを検出し、この被写体の明るさ検出結果に基づいて本発光時の発光量を設定している。以下、この事前の発光をプリ発光と呼ぶ。

0004

この本発光時の発光量設定方法に関して、例えば特開平5−127215号公報には、非発光時の被写体の明るさ、プリ発光時の被写体の明るさ、目標とする被写体の明るさを用いてプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算する方法が提案されている。

0005

また特開2003−262903号公報には、被写体までの距離を考慮に入れて本発光時の発光量を設定する方法が提案されている。

0006

ところで特開平5−127215号公報等に開示の手法は、極めて簡易かつ短時間で本発光時の発光量を設定することができ、便利である。しかしながらこの方法の場合、発光量の設定精度に実用上未だ不十分な問題がある。
特開平5−127215号公報
特開2003−262903号公報

発明が解決しようとする課題

0007

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定することができる撮像装置、撮像装置の制御方法、撮像装置の制御方法のプログラム及び撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体を提案しようとするものである。

課題を解決するための手段

0008

上記の課題を解決するため請求項1の発明は、撮像装置に適用して、被写体に向けて照明光出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値と、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算した後、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正し、補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる。

0009

また請求項5の発明は、被写体に向けて照明光を出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備える撮像装置の制御方法に適用して、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値を取得する非発光時の評価値取得テップと、前記発光部を発光させない状態で前記被写体の明るさを検出して非発光時の被写体の明るさを検出する明るさ検出ステップと、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値を取得するプリ発光時の評価値取得ステップと、前記非発光時の評価値と、前記プリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算する発光量計算ステップと、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正する発光量補正ステップと、前記発光量補正ステップで補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる本発光のステップとを有するようにする。

0010

また請求項6の発明は、被写体に向けて照明光を出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備える撮像装置の制御方法のプログラムに適用して、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値を取得する非発光時の評価値取得ステップと、前記発光部を発光させない状態で前記被写体の明るさを検出して非発光時の被写体の明るさを検出する明るさ検出ステップと、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値を取得するプリ発光時の評価値取得ステップと、前記非発光時の評価値と、前記プリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算する発光量計算ステップと、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正する発光量補正ステップと、前記発光量補正ステップで補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる本発光のステップとを有するようにする。

0011

また請求項7の発明は、被写体に向けて照明光を出射する発光部と、前記被写体を撮影する撮像部と、前記被写体の明るさを表す評価値を検出する明るさ検出部と、前記明るさ検出部で検出される前記評価値に基づいて、前記発光部の発光量を制御する制御部とを備える撮像装置の制御方法のプログラムを記録した記録媒体に適用して、前記撮像装置の制御方法のプログラムは、前記発光部を発光させない状態で前記明るさ検出部で検出される非発光時の評価値を取得する非発光時の評価値取得ステップと、前記発光部を発光させない状態で前記被写体の明るさを検出して非発光時の被写体の明るさを検出する明るさ検出ステップと、前記発光部をプリ発光させて前記明るさ検出部で検出されるプリ発光時の評価値を取得するプリ発光時の評価値取得ステップと、前記非発光時の評価値と、前記プリ発光時の評価値と、前記評価値に対応する目標値とを用いて、前記発光部のプリ発光時の発光量から前記発光部を本発光させる本発光時の発光量を計算する発光量計算ステップと、前記非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を、前記本発光時の発光量に乗算して前記本発光時の発光量を補正する発光量補正ステップと、前記発光量補正ステップで補正した前記本発光時の発光量で前記発光部を本発光させる本発光のステップとを有するようにする。

0012

請求項1、請求項5、請求項6、又は請求項7の構成により、非発光時の評価値、プリ発光時の評価値、目標値を用いて発光部のプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算する場合、外光の光量が大きくなればなる程、本発光時の発光量を過大に計算することになる。従って非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数を本発光時の発光量に乗算して本発光時の発光量を補正し、補正した本発光時の発光量で発光部を本発光させれば、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定することができる。

発明の効果

0013

本発明によれば、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定することができる。

発明を実施するための最良の形態

0014

以下、適宜図面を参照しながら本発明の実施例を詳述する。

0015

(1)実施例の構成
図2は、本発明の実施例1の撮像装置を示すブロック図である。この撮像装置1は、例えばカメラ付き携帯電話である。この撮像装置1は、シャッタータンの操作により静止画像を取得し、この静止画像を図示しない記録媒体に記録する。

0016

撮像装置1において、レンズ2は、レンズ制御部3の制御により焦点距離絞り可変し、イメージセンサ4の撮像面に入射光集光する。ここでレンズ制御部3は、制御システム14の指示によりオートフォーカス制御の処理を実行し、イメージセンサ4から出力される撮像信号S1に基づいてレンズ2の焦点距離を可変する。またレンズ制御部3は、制御システム14の指示によりオートアイリス制御の処理を実行し、イメージセンサ4から出力される撮像信号S1又は後述する評価値Valに基づいてレンズ2の絞りを可変する。

0017

シャッタ5は、シャッタ制御部6の制御により動作し、レンズ2の出射光をイメージセンサ4に入射する。ここでシャッタ制御部6は、制御システム14の指示によりシャッタ5の開閉を制御する。

0018

イメージセンサ4は、撮像面に形成された光学像光電変換処理し、撮像結果である撮像信号S1を出力する。またイメージセンサ4は、イメージセンサ制御部7の制御により撮像信号S1の解像度切り換え、撮像信号S1によって出力する撮像結果を動画像と静止画像とで切り換える。ここでイメージセンサ制御部7は、制御システム14の指示により、イメージセンサ4の動作に必要な各種タイミング信号を出力する。またイメージセンサ制御部7は、制御システム14の指示によりこのタイミング信号を切り換え、イメージセンサ4から出力する撮像信号S1を動画像と静止画像とで切り換える。

0019

増幅回路8は、増幅量制御部9の制御により利得を可変し、イメージセンサ4から出力される撮像信号S1を増幅して出力する。ここで増幅量制御部9は、制御システム14の指示により自動利得制御の処理を実行し、増幅回路8から出力される撮像信号S1に基づいて増幅回路8の利得を可変制御する。

0020

画像処理部10は、増幅回路8から出力される動画像及び静止画像の撮像信号S1を順次処理して動画像及び静止画像の画像データを生成し、この画像データを図示しない表示部で表示する。また画像処理部10は、制御システム14の指示により、静止画像の画像データを保存し、また図示しない記録媒体に記録する。

0021

明るさ検出部11は、増幅回路8から出力される撮像信号S1から被写体の明るさを検出する。より具体的に、明るさ検出部11は、図3に示すように、撮像信号S1のフレーム毎に、所定の測光領域ARで撮像信号S1を積分する。ここで測光領域ARは、事前に設定された領域であって、被写体が存在する可能性の高い領域であり、例えば画面中央の矩形形状の領域である。明るさ検出部11は、積分結果を被写体の明るさを表す評価値Valとして出力する。

0022

発光素子12は、例えば高輝度白色発光ダイオードであり、発光強度制御部13Aで指示される発光強度、及び発光量時間制御部13Bで指示される発光時間でプリ発光、本発光する。発光素子12は、プリ発光時、一定の発光強度及び一定の発光時間で発光する。

0023

これに対して本発光時、発光素子12は、一定の発光強度で発光し、発光量時間制御部13Bで発光時間が可変制御される。従って発光素子12は、この一定の発光強度と、発光量時間制御部13Bで可変制御される発光時間とで決まる発光量で本発光する。なお発光素子12は、発光時間の可変制御に代えて、発光強度自体を可変制御して本発光時の発光量を制御してもよい。なお発光素子12には、発光ダイオードに代えて、キセノンランプ等を適用してもよい。

0024

制御システム14は、図示しないメモリに記録されたプログラムを実行し、この撮像装置1の動作を制御するコントローラである。なおこの実施例において、このプログラムは、この撮像装置1に事前にインストールされて提供されるものの、光ディスク磁気ディスクメモリカード等の各種記録媒体に記録して提供してもよく、またインターネット等のネットワークを介したダウンロードにより提供してもよい。

0025

制御システム14は、操作子の操作により撮影モードに設定されると、動画像の撮影、表示を各部に指示する。具体的に、制御システム14は、シャッタ制御部6にシャッタ5の開制御を指示し、イメージセンサ制御部7に動画像の取得開始を指示する。また制御システム14は、オートフォーカス制御の開始をレンズ制御部3に指示し、増幅量制御部9に自動利得制御の開始を指示する。その結果、この撮像装置1では、オートフォーカス制御、自動利得制御した状態で、イメージセンサ4で動画像を撮影して図示しない表示部で表示する。

0026

またこのとき制御システム14は、明るさ検出部11から得られる評価値Val〔0〕を判定する。ここでこの評価値Val〔0〕は、発光素子12を発光させていない状態である非発光時の評価値である。ここで非発光時の評価値Val〔0〕が所定値以上の場合、制御システム14は、レンズ制御部3にオートアイリス制御の開始を指示し、動作モードをノーマルモードに設定する。従って撮像装置1は、被写体の明るさが一定値以上の場合には、オートアイリス制御により動画像を取得して表示する。

0027

これに対して非発光時の評価値Val〔0〕が所定値に満たない場合、制御システム14は、レンズ2の絞りを最も開口した状態に保持するようにレンズ制御部3に指示し、動作モードをストロボ撮影モードに設定する。

0028

またノーマルモード及びストロボ撮影モードにおいて、続いてシャッターボタンが押圧操作されると、制御システム14は、動画像に代えて静止画像の取得をイメージセンサ制御部7に指示し、取得した静止画像の処理を画像処理部10に指示する。

0029

このシャッターボタンの操作に応動した各部の制御において、制御システム14は、ノーマルモードでは、オートアイリス制御によりイメージセンサ4で静止画像を取得する。これに対してストロボ撮影モードでは、図1処理手順を実行し、ストロボ発光して静止画像を取得する。

0030

すなわち制御システム14は、シャッターボタンの押圧操作が開始されると、この図1の処理手順を開始してステップSP1からステップSP2に移る。ここで制御システム14は、事前に検出した非発光時の評価値Val〔0〕を取得する。続いてステップSP3に移り、被写体の明るさを検出する。ここでこのステップSP3で検出される被写体の明るさは、撮像装置1の撮像系の影響を排したものである。制御システム14は、ステップSP2で取得した非発光時の評価値Val〔0〕を正規化して被写体の明るさを検出する。より具体的に、制御システム14は、非発光時の評価値Val〔0〕を取得した際の絞り量、電荷蓄積時間、増幅回路8の利得で非発光時の評価値Val〔0〕を補正し、被写体の明るさを検出する。なお評価値Val〔0〕を処理して被写体の明るさを検出する代わりに、専用の測光手段を設けて被写体の明るさを検出してもよい。続いて制御システム14は、ステップSP4に移る。ここで制御システム14は、発光強度制御部13A及び発光時間制御部13Bにプリ発光を指示する。またこのプリ発光時、オートフォーカス制御で検出される合焦位置へのフォーカスホールドをレンズ制御部3に指示する。従って撮像装置1は、この場合、プリ発光時の光量を利用してオートフォーカス制御の処理を実行して静止画像を取得する。

0031

続いて制御システム14は、ステップSP5に移り、明るさ検出部11からプリ発光時の評価値Val〔1〕を取得する。

0032

続いて制御システム14は、ステップSP6に移り、ここでステップSP2で取得した非発光時の評価値Val〔0〕、ステップSP5で取得したプリ発光時の評価値Val〔1〕、これらの評価値Val〔0〕、Val〔1〕の本発光時の目標値Refを用いて、プリ発光時の発光量から本発光の発光量を計算する。具体的に制御システム14は、非発光時の評価値Val〔0〕、プリ発光時の評価値Val〔1〕、本発光時の目標値Refを用いた比例計算により、プリ発光の発光量から本発光の発光量を計算する。

0033

ここで制御システム14は、図4に示すように、撮像装置1から距離A及びB(A<B)だけ離間した位置に被写体及び背景が存在し、かつ評価値Valの検出に使用する測光領域ARが被写体で占められているものとして本発光の発光量を計算する。ここで、何ら発光素子12を発光させていない場合にも、被写体からの光が撮像装置1には入射する。この発光素子12を発光させていない場合の入射光の強度を外光距離係数Dと定義する。なおここで外光距離係数Dの単位は、〔lux・m2 〕である。

0034

撮像装置1では、何ら発光素子12を発光させていない場合、被写体及び背景からの外光がレンズ2でイメージセンサ4に集光され、イメージセンサ4で撮像された被写体の明るさが明るさ検出部11で検出されて評価値Val〔0〕が求められることから、この場合、次式関係式成立する。

0035

0036

なおここでKは定数であり、Val〔0〕は、事前に取得される無発光時の評価値であり、単位は〔lux・sec〕である。T0は、露光時間であり、この場合、イメージセンサ4で動画を撮影していることから、この動画における電荷蓄積時間である。またG0は、増幅回路8の利得である。

0037

またプリ発光時は、次式の関係式が成立する。

0038

0039

なおここでVal〔1〕は、プリ発光時の評価値であり、Y1は、プリ発光時の発光素子12の発光強度であり、単位は〔cd〕である。これら(1)式及び(2)式から次式の関係式を得ることができる。なお発光素子12の発光期間はイメージセンサ4の電荷蓄積時間内に比して十分に長いものとする。

0040

0041

さらにこの(3)式を解くと、次式を得ることができ、外光距離係数Dを求めることができる。

0042

0043

また同様にして、本発光時における発光素子の発光強度、増幅回路8の利得をそれぞれY2、G1とおくと、次式の関係式を得ることができる。なおここでT1は、発光素子12の発光時間であり、Refは、目標値である。

0044

0045

(2)式及び(5)式から次式の関係式を求めることができる。

0046

0047

この(6)式を解くと、次式の関係式を求めることができる。

0048

0049

ここで(7)式に(4)式を代入すると、次式の関係式を得ることができる。

0050

0051

但し、Yは、プリ発光時と本発光時との発光強度の比であり、Y=Y2/Y1である。制御システム14は、(8)式の演算処理を実行して本発光時の発光時間T1を計算する。なおこの(8)式における目標値Ref、発光強度の比Y、本発光時の発光強度Y2は、事前に設定された値を使用する。続いて制御システム14は、ステップSP7に移り、ステップSP6で計算した本発光時の発光量(発光時間)T1を補正する。

0052

ここで種々に検討した結果によれば、(8)式の演算処理により本発光時の発光量を計算する場合、外光の光量が大きい場合に、誤差が大きくなり、その結果、本発光時の発光量設定精度が不十分になることが判った。

0053

具体的に、(8)式の演算処理では、評価値Valの検出に使用する測光領域ARが被写体で占められていると仮定して本発光時の発光量を計算している。しかしながら実際には、被写体の後方に位置する背景が測光領域ARに写っている場合があり、この場合、被写体より後方に背景が位置することから、プリ発光時で検出される評価値Val〔1〕は、測光領域ARが被写体で占められている場合に比して暗い値を示すことになる。その結果、この場合、(8)式で計算した本発光時の発光量は、適正な発光量から過大なものになる。

0054

またこの場合、発光素子12の発光に対して被写体及び背景の明るさの変化が大きく異なれば異なる程、プリ発光時で検出される評価値Val〔1〕は、本来の被写体の明るさより暗い値を示すことになる。従って撮像装置1から被写体までの距離A(図4)に比して撮像装置1から背景までの距離Bが大きく異なれば異なる程、言い換えると被写体が撮像装置1に近づけば近づく程、評価値Val〔1〕は暗い値を示すことになる。その結果、この場合、(8)式で計算した本発光時の発光量は、一段と適正な発光量から過大なものになる。

0055

この発光量の計算誤差は、外光の明るさが明るい場合程、増大する。そこで制御システム14は、ステップSP7において、次式の演算処理を実行してステップSP6で計算した本発光時の発光量(発光時間)T1を補正する。

0056

0057

なおここでRは、図5に示すように、ステップSP3で検出した被写体の明るさに応じて単調減少する補正係数である。なお図5は、横軸対数である片対数において、被写体の明るさを変数として一次関数的に補正係数Rが単調減少する特性である。また明るい側で一定値となる範囲は、評価値Valの値がノーマルモードと判定される範囲である。また暗い側で一定値となる範囲は、(8)式で求めた発光期間T1が、いわゆるフル発光となる範囲である。

0058

制御システム14は、本発光時の発光量(発光時間)を補正すると、ステップSP8に移り、発光強度制御部13A及び発光時間制御部13Bに(8)式に設定されたY=Y2/Y1、(9)式で求めた発光時間T1Aで本発光を指示し、またイメージセンサ制御部7に静止画像の取得を指示する。また制御システム14は、増幅回路8の利得を利得G1に設定するように増幅量制御部9に利得の設定を指示する。また制御システム14は、この撮像装置1で静止画像を取得すると、ステップSP9に移ってこの処理手順を終了する。

0059

(2)実施例の動作
以上の構成において、この撮像装置1では(図2)、ユーザーが動作モードを撮影モードに設定すると、レンズ2によってイメージセンサ4の撮像面に形成された光学像が光電変換処理されて動画像の撮像信号S1が生成され、この動画像の撮像信号S1が増幅回路8で増幅された後、画像処理部10で処理されて表示部で表示される。このとき撮像装置1では、レンズ制御部3によりオートフォーカス制御され、また増幅量制御部9により増幅回路8の利得が自動利得制御される。また明るさ検出部11で、1画面中に設定された測光領域ARの明るさが検出され、この明るさ検出結果である評価値Valに基づいて又は撮像信号S1に基づいて、オートアイリス制御の処理が実行される。

0060

またこの状態でユーザーがシャッターボタンを押圧操作すると、撮像装置1では、動画像に代えて静止画像の撮像信号S1がイメージセンサで取得され、この静止画像の撮像信号S1が画像処理部10で処理されて表示される。またユーザーの指示によりこの静止画像が記録媒体に記録される。

0061

しかしながら撮像装置1では、暗い場所で静止画像を撮影する場合もある。そこで撮像装置1では、動画像を撮影している状態で、明るさ検出部11で検出される非発光時の評価値Val〔0〕が判定され、この評価値Val〔0〕が一定値に満たない場合には、ストロボ撮影モードに設定される。またストロボ撮影モードでシャッターボタンを押圧操作すると、事前に発光素子12をプリ発光して本発光における発光素子12の発光量が計算された後、発光素子12を本発光させて静止画像が取得される。

0062

具体的に撮像装置1では、プリ発光してプリ発光時の評価値Val〔1〕が検出され、このプリ発光時の評価値Val〔1〕、非発光時の評価値Val〔0〕、及び本発光時の評価値である目標値Refを用いた比例計算によりプリ発光時の発光光量T0から本発光時の発光量T1が求められる((1)式〜(8)式)。

0063

しかしながらこの計算で求めた本発光時の発光量T1は、測光領域ARが被写体で占められていると仮定して求められることから、測光領域ARの一部を背景が占める実際の撮影では、最適な発光量に対して誤差を有するものとなる。

0064

すなわち背景は、被写体より後方に位置し、発光素子12の発光に対する明るさの変化が被写体に比して小さなものとなる。従って測光領域ARの一部を背景が占める実際の撮影では、測光領域ARが被写体で占められている場合に比してプリ発光時の評価値Val〔1〕が小さくなり、その結果、比例計算によって求められる本発光時の発光量は、適正な発光量に対して過大なものとなる。この発光量の誤差は、外光の明るさが明るい場合程、増大する。

0065

そこで撮像装置1では、比例計算によって求めた本発光時の発光量T1に対して、非発光時の被写体の明るさが増大する(明るく)に従って値が単調減少する補正係数R(図5)を乗算して本発光時の発光量T1(T1A)が補正され、この補正した本発光時の発光量T1Aにより本発光が実行される。

0066

その結果、この実施例では、単に比例計算した本発光の発光量T1を使用して本発光する場合に比して、本発光時における発光量を適切なものとすることができる。

0067

またこの補正係数Rは、非発光時の被写体の明るさの対数値に対して、一次関数により値が単調減少する係数とされ、その結果、より具体的に本発光時における発光量を適切なものとすることができる。

0068

(3)実施例の効果
以上の構成によれば、非発光時の評価値、プリ発光時の評価値、評価値の目標値を用いてプリ発光時の発光量から本発光時の発光量を計算した後、非発光時の被写体の明るさが増大するに従って値が単調減少する補正係数で補正することにより、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定することができる。

0069

より具体的に、この補正係数が、非発光時の被写体の明るさの対数値を変数とした一次関数の特性で値が単調減少する係数であることにより、従来に比して一段と適切に本発光時の発光量を設定することができる。

0070

また撮像部の出力信号を積分して評価値を検出することにより、絞り、倍率を変化させて撮影する場合でも、適切に本発光時の発光量を設定することができる。

0071

ところで上述の実施例1において、ストロボ撮影モードで静止画像を撮影する場合、それまでの動画の撮影において、自動利得制御により増幅回路8の利得が最大値に設定されることになる。またレンズ2の絞りは、最大の開口に設定されることになる。

0072

この状態でプリ発光すると、撮像装置1では、イメージセンサ4から明るさ検出部11までの経路で撮像信号S1が飽和してしまう恐れがある。この場合、撮像装置では、正しくプリ発光時の評価値Val〔1〕を検出できないことになり、本発光の発光量を正しく設定できなくなる。

0073

ここで図6(A)及び(B)は、非発光時、プリ発光時における評価値検出の説明に供する図である。図6(A)及び(B)は、測光領域ARに占める被写体の面積が等しく、被写体までの距離が異なる例である。図6(A)は、被写体までの距離が近い場合であり、図6(B)は、被写体までの距離が遠い場合である。

0074

この図6(A)及び(B)は、オートアイリス制御、自動利得制御が十分に機能していると仮定した図であり、この場合、非発光時の評価値Val〔0〕は、被写体、背景の明るさが異なる場合でもオートアイリス制御、自動利得制御によりほぼ一定値に保持される。これに対してプリ発光時の評価値Val〔1〕は、被写体までの距離が近い場合程、プリ発光により被写体の明るさが大きく変化することにより、評価値を正しく検出可能な検出限界(MAX)を越える恐れが大きくなる。なおプリ発光時、それまでのオートアイリス制御、自動利得制御の特性により評価値Val〔1〕が検出されることから、評価値Val〔1〕は、被写体、背景の明るさが明るくなればなる程、小さな値で検出される。

0075

また図7(A)及び(B)は、図6(A)及び(B)との対比により、被写体までの距離が等しく、測光領域ARに占める被写体の面積が異なる例である。図7(A)は、測光領域ARに占める被写体の面積が大きい場合であり、図7(B)は、測光領域ARに占める被写体の面積が小さい場合である。

0076

この場合は、測光領域ARに占める被写体の面積が大きくなればなる程、プリ発光により被写体の明るさが大きく変化することにより、評価値を正しく検出可能な検出限界(MAX)を越える恐れが大きくなる。

0077

そこでこの実施例では、プリ発光時、増幅回路8の利得を一時的に低下させ、プリ発光時、評価値を正しく検出可能な検出限界(MAX)を越えないようにする。なおこの場合、これに代えて、又はこれに加えて、絞りの開口量を小さくして、さらに一段と評価値を正しく検出可能な検出限界(MAX)を越えないようにしてもよい。

0078

なおこれら利得、開口量の設定に対応するように、上述の演算式を変更して本発光の発光量を検出することは、言うまでも無い。

0079

この実施例によれば、プリ発光時、増幅回路8の利得を低下させることにより、プリ発光時の評価値を一段と確実に検出し、一段と確実に本発光時の発光量を適切に設定することができる。

0080

なお上述の実施例においては、画面中央の矩形の領域を測光領域に設定して評価値を検出する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の形状の領域を測光領域とする場合、画面に設定した複数領域の積分値重み付け加算して評価値を検出する場合、さらにはレンズにからの入射光量を直接検出して評価値を検出する場合等、種々の評価値検出手法を広く適用することができる。

0081

また上述の実施例においては、比例計算により本発光の発光量を計算する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、種々の計算手法により本発光の発光量を計算する場合に広く適用することができる。

0082

また上述の実施例においては、本発明をカメラ付き携帯電話に適用する場合について述べたが、本発明はこれに限らず、電子スチルカメラ、静止画撮影機能を有するビデオカメラ等に広く適用することができる。

0083

本発明は、例えばカメラ付き携帯電話に適用することができる。

図面の簡単な説明

0084

本発明の実施例1の撮像装置における制御システムの処理手順を示すフローチャートである。
本発明の実施例1の撮像装置を示すブロック図である。
図2の撮像装置の測光領域を示す図である。
図2の撮像装置におけるモデルを示す図である。
補正係数を示す特性曲線図である。
被写体までの距離が異なる場合について、非発光時、プリ発光時における評価値検出の説明に供する図である。
測光領域における被写体の面積が異なる場合について、非発光時、プリ発光時における評価値検出の説明に供する図である。

符号の説明

0085

1……撮像装置、2……レンズ、4……イメージセンサ、8……増幅回路、10……画像処理部、11……明るさ検出部、14……制御システム

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