撮像装置
【課題】フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】デジタルカメラ１００は、被写体に対して閃光を発するフラッシュ１６０と、被写体像を撮像して画像情報を生成するＣＣＤイメージセンサ１２０と、画像情報を複数の領域に分割するＢＭ積算回路１７０と、フラッシュ１６０が閃光しているときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ１を取得し、フラッシュ１６０が閃光していないときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ０を取得する画像処理部１２２と、分割された領域において、ＢＭデータＢＭ１とＢＭデータＢＭ０のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定するコントローラ１３０と、を備える。
【解決手段】デジタルカメラ１００は、被写体に対して閃光を発するフラッシュ１６０と、被写体像を撮像して画像情報を生成するＣＣＤイメージセンサ１２０と、画像情報を複数の領域に分割するＢＭ積算回路１７０と、フラッシュ１６０が閃光しているときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ１を取得し、フラッシュ１６０が閃光していないときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ０を取得する画像処理部１２２と、分割された領域において、ＢＭデータＢＭ１とＢＭデータＢＭ０のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定するコントローラ１３０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特にフラッシュ発光する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の明るさを補うためにフラッシュ発光させるフラッシュ発光装置を搭載したカメラが普及している。このようなカメラにおいて例えば、特許文献１は、フラッシュ発光を用いて主要被写体領域を判定するカメラを開示している。特許文献１に開示のカメラは、フラッシュ発光有りとフラッシュ発光なしの２回の撮影を行い、それぞれの画面内の対応する部分の輝度差が予め定められた閾値よりも大きく、かつ所定面積以上の大きさをもつ高輝度領域を調べて、主要被写体領域を判定する。高輝度領域が複数存在する場合には、画面の中心位置に近い領域又は、面積が最も大きい領域を主要被写体領域と判定する。これにより、誤判定が少ない主要被写体領域判定機能をもつカメラを提供できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３５１８４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこのような従来の撮像装置は、主要被写体領域の判定に主眼が置かれており、フラッシュ発光時の画質制御精度については考慮されていなかった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、被写体に対して閃光を発する閃光部と、被写体像を撮像して画像情報を生成する撮像部と、画像情報を複数の領域に分割する画像分割部と、閃光部が閃光しているときに撮像部が生成した画像情報から第一の情報を取得し、閃光部が閃光していないときに撮像部が生成した画像情報から第二の情報を取得する取得部と、分割された領域において、第一の情報と第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定する判定部と備える。
【０００７】
従って、本発明の撮像装置は、閃光部が閃光しているときの撮像部が生成した画像情報から取得した第一の情報と、閃光部が閃光していないときに撮像部が生成した画像情報から取得した第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合いに応じて被写体に対する閃光の到達度を判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るデジタルカメラ１００の前面構成図
【図２】実施の形態１に係るデジタルカメラ１００の背面構成図
【図３】実施の形態１に係るデジタルカメラ１００の電気的構成図
【図４】実施の形態１に係るＢＭ積算回路１７０の機能の概要を説明するための図
【図５】実施の形態１に係る発光要否判断フローチャート
【図６】実施の形態１に係るフラッシュ到達判断フローチャート
【図７】実施の形態１に係るブロック毎の重み付けを説明するための図
【図８】実施の形態１に係る主要被写体ブロックを説明するための図
【図９】実施の形態１に係るフラッシュ不到達度算出を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施の形態１〕
実施の形態１のデジタルカメラ１００は、フラッシュ発光しているときと、フラッシュ発光していないときとの輝度差が所定範囲に含まれる領域の、全体に占める割合に応じて、被写体に対するフラッシュ到達度判定を行う。以下、デジタルカメラ１００の構成および動作を説明する。
【００１１】
〔１．構成〕
以下図を用いてデジタルカメラ１００の構成を説明する。
【００１２】
〔１−１．デジタルカメラ１００の構成〕
図１は、デジタルカメラ１００の前面構成図である。デジタルカメラ１００は前面に光学系１１０を納める鏡筒や、フラッシュ１６０を備える。また、デジタルカメラ１００は上面にレリーズ釦２０１やズームレバー２０２、電源釦２０３などの操作釦を備える。
【００１３】
図２は、デジタルカメラ１００の背面構成図である。デジタルカメラ１００は背面に液晶モニタ１２３や、中央釦２０４や十字釦２０５などの操作釦を備える。
【００１４】
図３は、デジタルカメラ１００の電気的構成図である。デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサ１２０で撮像する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は撮像した被写体像に基づく画像情報を生成する。撮像により生成された画像情報は、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）１２１や画像処理部１２２において各種処理が施される。生成された画像情報はフラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０に記録される。フラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０に記録された画像情報は、使用者による操作部１５０の操作を受け付けて液晶モニタ１２３上に表示される。以下で、図１から図３に示す各構成の詳細を説明する。
【００１５】
光学系１１０は、フォーカスレンズ１１１やズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッタ１１４等により構成される。図示していないが、光学系１１０は、光学式手ぶれ補正レンズＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を含んでいてもよい。なお、光学系１１０を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。
【００１６】
フォーカスレンズ１１１は被写体のフォーカス状態の調節に用いられる。ズームレンズ１１２は被写体の画角の調節に用いられる。絞り１１３は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光量の調節に用いられる。シャッタ１１４は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光の露出時間を調節する。フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッタ１１４は、それぞれに対応したＤＣモータやステッピングモータ等の駆動手段により、コントローラ１３０から通知された制御信号に従って駆動される。
【００１７】
ＣＣＤイメージセンサ１２０は、光学系１１０を通して形成された被写体像を撮像して画像情報を生成する。ＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面には多数のフォトダイオードが２次元的に配列されている。また、各フォトダイオードに対応してＲ、Ｇ、Ｂの原色カラーフィルターが所定の配列構造で配置されている。撮像対象となる被写体からの光は、光学系１１０を通過した後に、ＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面に結像される。結像された被写体像は、各フォトダイオードへ入射した光量に応じてＲ、Ｇ、Ｂに仕分けられたそれぞれの色情報に変換される。その結果、被写体像を示す全体の画像情報が生成される。各フォトダイオードは、ＣＣＤイメージセンサ１２０の画素に対応する。しかし、各フォトダイオードから実際に出力される色情報は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの原色情報である。そのため、各画素のそれぞれで発現させるべき色は、後段の画像処理部１２２において、各画素に対応するフォトダイオードおよび、その周辺のフォトダイオードから出力される原色情報（色、光量）に基づき生成される。なお、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるとき、一定時間ごとに新しいフレームの画像情報を生成することができる。
【００１８】
ＡＦＥ１２１では、ＣＣＤイメージセンサ１２０から読み出された画像情報に対して相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡ／Ｄコンバータの入力レンジ幅への増幅、Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換が施される。その後、ＡＦＥ１２１は画像情報を画像処理部１２２に出力する。
【００１９】
画像処理部１２２は、ＡＦＥ１２１から出力された画像情報に対して各種の処理を施す。各種処理としては、ＢＭ（ブロックメモリ）積算、スミア補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。画像処理部１２２は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。またコントローラ１３０などとともに１つの半導体チップで構成してもよい。
【００２０】
ＢＭ積算回路１７０は、入力された画像情報に対してＢＭデータを生成するために、画像処理部１２２が有する回路である。図４は、ＢＭ積算回路１７０の機能の概要を説明する図である。図４（ａ）に示すように、ＢＭ積算回路１７０は、入力された同一フレームの画像情報を、例えば、縦１２×横１２の１４４個のブロックに分割する。ここで、図４（ｂ）に示すように、分割された各ブロックは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色情報をブロック内に含まれる画素数分有する。続いて、ＢＭ積算回路１７０は、各ブロックにおいて、ブロック内に含まれる画素数分のＲ，Ｇ，Ｂの各チャネルの値を積算し、ブロック内のＲ，Ｇ、Ｂの平均値を算出する。この算出されたブロック内のＲ，Ｇ、Ｂの平均値を、以下の説明においてＢＭデータと呼ぶことにする。算出されたＢＭデータは、ブロック毎にメモリ（不図示）に格納され、必要に応じて取り出される。以上のようにして、ＢＭ積算回路１７０は、分割した１４４個のブロックのそれぞれにおいてＢＭデータを生成する。
【００２１】
液晶モニタ１２３は、デジタルカメラ１００の背面に備わる。液晶モニタ１２３は、画像処理部１２２にて処理された画像情報に基づく画像を表示する。液晶モニタ１２３が表示する画像には、スルー画像や記録画像がある。スルー画像は、ＣＣＤイメージセンサ１２０により一定時間ごとに生成される新しいフレームの画像を連続して表示する画像である。通常は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるときに、画像処理部１２２がＣＣＤイメージセンサ１２０の生成した画像情報からスルー画像を生成する。使用者は、液晶モニタ１２３に表示されるスルー画像を参照することにより、被写体の構図を確認しながら撮影できる。記録画像は、デジタルカメラ１００が再生モードにあるときに、メモリカード１４０等に記録された高画素の画像を液晶モニタ１２３に表示するために低画素に縮小した画像である。メモリカード１４０に記録される高画素の画像情報は、使用者によるレリーズ釦２０１の操作を受け付けた後に、ＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報に基づいて画像処理部１２２により生成される。
【００２２】
コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御する。コントローラ１３０は、プログラム等の情報を格納するＲＯＭや、プログラム等の情報を処理するＣＰＵなどにより構成される。ＲＯＭは、オートフォーカス制御（ＡＦ制御）や自動露出制御（ＡＥ制御）、フラッシュ１６０の発光制御に関するプログラムの他、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御するためのプログラムを格納している。
【００２３】
コントローラ１３０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部１２２などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。また、ＲＯＭはコントローラ１３０の内部構成である必要はなく、コントローラ１３０の外部に備わったものでもよい。
【００２４】
バッファメモリ１２４は、画像処理部１２２やコントローラ１３０のワークメモリとして機能する記憶手段である。バッファメモリ１２４はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで実現できる。また、フラッシュメモリ１４２は、画像情報等を記録するための内部メモリとして機能する。
【００２５】
カードスロット１４１は、メモリカード１４０を着脱可能な接続手段である。カードスロット１４１は、メモリカード１４０を電気的及び機械的に接続可能である。また、カードスロット１４１は、メモリカード１２０を制御する機能を備えてもよい。
【００２６】
メモリカード１４０は、内部にフラッシュメモリ等の記録部を備えた外部メモリである。メモリカード１４０は、画像処理部１２２で処理される画像情報などのデータを記録可能である。
【００２７】
操作部１５０は、デジタルカメラ１００の外装に備わっている操作釦や操作ダイヤルの総称であり、使用者による操作を受け付ける。例えば図１や図２に示したレリーズ釦２０１や、ズームレバー２０２、電源釦２０３、中央釦２０４、十字釦２０５などがこれにあたる。操作部１５０は使用者による操作を受け付けると、コントローラ１３０に種々の動作指示信号を通知する。
【００２８】
レリーズ釦２０１は、半押し状態と全押し状態の二段階押下式釦である。レリーズ釦２０１が使用者により半押しされると、コントローラ１３０は、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）制御や、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御を実行し撮影条件を決定する。続いて、レリーズ釦２０１が、使用者により全押しされると、コントローラ１３０は、全押しのタイミングに撮像された画像情報を記録画像としてメモリカード１４０等に記録する。
【００２９】
ズームレバー２０２は画角調節についての広角端と望遠端を有する中央位置自己復帰式のレバーである。ズームレバー２０２は、使用者により操作されるとコントローラ１３０にズームレンズ１１２を駆動するための動作指示信号を通知する。すわなち、ズームレバー２０２が広角端に操作されると、コントローラ１３０は、被写体を広角で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動する。同様に、ズームレバー２０１が望遠端に操作されると、コントローラ１３０は、被写体を望遠で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動する。
【００３０】
電源釦２０３は、デジタルカメラ１００を構成する各部への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするための押下式釦である。電源ＯＦＦ時に電源釦２０３が使用者により押下されると、コントローラ１３０はデジタルカメラ１００を構成する各部に電力を供給し、起動させる。また、電源ＯＮ時に電源釦２０３が使用者により押下されると、コントローラ１３０は各部への電力供給を停止する。
【００３１】
中央釦２０４は、押下式釦である。デジタルカメラ１００が撮影モードあるいは再生モードにあるときに、中央釦２０４が使用者により押下されると、コントローラ１３０は液晶モニタ１２３にメニュー画面を表示する。メニュー画面は、撮影／再生のための各種条件を設定するための画面である。各種条件の設定項目が選択されているときに押下されると、中央釦２０４は決定釦としても機能する。
【００３２】
十字釦２０５は、上下左右方向に設けられた押下式釦である。使用者は、十字釦２０５のいずれかの方向を押下することにより、液晶モニタ１２３に表示される各種条件項目を選択することができる。
【００３３】
フラッシュ１６０は、キセノン管と、コンデンサと、昇圧回路と、発光トリガ回路などから構成される。昇圧回路は、コントローラ１３０からの制御信号に従って、コンデンサに高電圧を印加する。発光トリガ回路は、コントローラ１３０からの制御信号に従って、印加充電されたコンデンサの高電圧を放電させて、キセノン管内のキセノンガスを瞬間的に発光させる。発光トリガ回路は、コンデンサの高電圧を撮影と同期して放電させる。これにより、デジタルカメラ１００は、発光された被写体を撮影することができる。すなわち、フラッシュ１１３が被写体に対して撮像時に瞬間的に発光することによって、被写体の明るさを補った撮影ができる。なお、フラッシュ１６０の発光には、プリ発光と本発光がある。プリ発光は、フラッシュ発光による被写体からの反射光量の度合（以下、反射レベルと称す）に基づいて被写体までの距離を判定し、判定結果に応じて撮影時のフラッシュ１１３の発光量を求めるための、撮影事前の発光である。本発光は、プリ発光により求められた発光量により、撮影のタイミングと同期して実行される発光である。
【００３４】
〔１−２．本発明との対応関係〕
フラッシュ１６０は、本発明の閃光部の一例である。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、本発明の撮像部の一例である。ＢＭ積算回路１７０は、本発明の画像分割部の一例である。画像処理部１２２は、本発明の取得部の一例である。コントローラ１３０は、本発明の判定部の一例である。画像処理部１２２は、本発明のホワイトバランス調節部の一例である。デジタルカメラ１００は、本発明の撮像装置の一例である。
【００３５】
〔２．動作〕
続いて、本実施の形態１に係るデジタルカメラ１００のフラッシュ発光時の動作について説明する。デジタルカメラ１００は、撮像した画像情報の露出値に基づいてフラッシュ発光の要否を判断する。フラッシュ発光が必要と判断した場合には、さらに被写体へフラッシュが到達するかどうかを判断し、到達するかどうかの判断結果に基づいて、撮像した画像情報に対する画質制御を行う。以下ではまずフラッシュ発光要否の判断について説明し、次にフラッシュ発光到達の判断とその判断結果に基づいた画質制御について、ホワイトバランス制御を例にとって説明する。
【００３６】
〔２−１．フラッシュ発光要否の判断〕
まず、デジタルカメラ１００のフラッシュ発光要否判断について説明する。図５は、デジタルカメラ１００の発光要否判断フローチャートである。デジタルカメラ１００は、画像の撮像の際に発光が必要か否かを判断する。
【００３７】
コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるとき、使用者によるレリーズ釦２０１の半押し操作の有無を監視している（Ｓ３００）。コントローラ１３０は、使用者によるレリーズ釦２０１の半押し操作を検知すると、撮影している画像中のフォーカス枠に含まれる被写体に合焦するようオートフォーカス制御を実行する（Ｓ３０１）。フォーカス枠は、合焦対象とする被写体を指定するために液晶モニタ１２３上に表示される枠である。使用者は合焦対象としたい被写体をフォーカス枠に入れレリーズ釦２０１を半押し操作すると、その被写体に合焦させることができる。
【００３８】
また、コントローラ１３０は、自動露出制御を常時実行し、ＣＣＤイメージセンサ１２０によって撮像される画像データに基づいて撮影する際の露出値を算出している。露出値は、被写体が暗いときほど低い値を取る。コントローラ１３０は、使用者によるレリーズ釦２０１の半押し操作を受け付けたタイミングに応じて算出された露出値を、メモリカード１４０に記録する画像を撮像する際の露出値として固定する（Ｓ３０１）。このとき、コントローラ１３０は、固定した露出値と発光要否の閾値とを比較することにより撮影に発光が必要か否かを判断する（Ｓ３０３）。発光要否の閾値は、フラッシュ１６０により発光させるか否かを判断するための露出値の基準値である。一般に、発光要否の閾値は比較的露出値の低い値に設定される。つまり、発光要否の閾値は、撮影環境が暗いときに発光するように設定される。コントローラ１３０の固定した露出値が、発光要否の閾値よりも高いときは、コントローラ１３０は発光しないと判断する。一方、コントローラ１３０の固定した露出値が、発光要否の閾値よりも低いときは、コントローラ１３０は発光すると判断する。
【００３９】
コントローラ１３０が発光不要と判断した場合、デジタルカメラ１００は、フラッシュ１６０を発光しない通常の撮影を実行する（Ｓ３０５）。また、コントローラ１３０が発光必要と判断した場合、デジタルカメラ１００は、発光撮影を実行する（Ｓ３０４）。
【００４０】
〔２−２．フラッシュ発光到達の判断とそれに基づくホワイトバランス制御〕
デジタルカメラ１００がフラッシュ１６０を発光させる発光撮影を行う場合には、さらに被写体へフラッシュ発光が到達するかどうかを判断し、到達するかどうかの判断結果に基づいて、撮像した画像情報に対する画質制御を行う。
【００４１】
まず、デジタルカメラ１００のフラッシュ発光到達度判断について説明する。図６は、デジタルカメラ１００のフラッシュ到達判断とそれに基づくホワイトバランス制御のフローチャートである。デジタルカメラ１００は、被写体に対してフラッシュ１６０の閃光が到達したか否かを次のように判断し、判断結果に応じてホワイトバランス調節を行う。
【００４２】
コントローラ１３０はデジタルカメラ１００全体を制御し、まずフラッシュ発光なしで撮像動作を行わせ、画像情報を生成する。そしてＢＭ積算回路１７０がこの画像情報からＢＭデータを算出する。このようにフラッシュ発光なしの撮像により得られたＢＭデータをＢＭ０とする（Ｓ４０１）。
【００４３】
次にコントローラ１３０はデジタルカメラ１００全体を制御し、フラッシュをプリ発光させて撮像動作を行わせ、画像情報を生成する。そしてＢＭ積算回路１７０がこの画像情報からＢＭデータを算出する。このようにプリ発光時の撮像により得られたＢＭデータをＢＭ１とする（Ｓ４０２）。
【００４４】
次にコントローラ１３０は、得られたＢＭ０およびＢＭ１に基づいて、画像情報中の主要被写体の領域をブロック単位で認定する。具体的には、まず１４４個の各ブロックについてＢＭデータの差、すなわちＢＭ１−ＢＭ０を算出する（Ｓ４０３）。そしてこの差が閾値以上であるブロックを、主要被写体領域を含むブロック（主要被写体ブロック）であると認定する（Ｓ４０４）。閾値は本実施の形態では固定値とするが、ＢＭデータのヒストグラムを作成し、その分布状況に基づいて閾値を決定するようにしてもよい。図８は、主要被写体ブロックを説明するための図である。図において着色されたブロックは主要被写体ブロックを示している。図のように、１４４個のブロックのうちＢＭデータの差が閾値以上であるブロックを主要被写体ブロックと認定する。
【００４５】
次にコントローラ１３０は、主要被写体ブロックが全ブロックに占める割合を算出する（Ｓ４０５）。割合の算出は、各ブロックに重み付けをした上で行う。図７は、ブロック毎の重み付けを説明するための図である。図のように、１４４個のブロックの中央の縦２×横２ブロックは、重み付けがＷＡである。この外周のブロックの重み付けはＷＢであり、さらにその外周のブロックの重み付けはＷＣである。そしてその他のブロックの重み付けはＷＤである。ここで、ＷＡ＞ＷＢ＞ＷＣ＞ＷＤである。このように、画像全体のうち中央寄りであるほど重み付けが高くなっている。主要被写体ブロックが全ブロックに占める割合Ｒは、各ブロックの重み付けの総和を分母とし、全ての主要被写体ブロックの重み付けの和を分子とした割合として算出される。
【００４６】
次にコントローラ１３０は、フラッシュが主要被写体に到達するかどうかの指標となるフラッシュ不到達度Ｘを求める（Ｓ４０６）。本実施の形態ではフラッシュ不到達度Ｘは０〜１００の値を取り、数値が大きいほどフラッシュが主要被写体に到達していないと判断する。フラッシュ不到達度Ｘは、フラッシュ不到達度Ａとフラッシュ不到達度Ｂの和として求められる。
【００４７】
フラッシュ不到達度Ａは、次のようにして算出する。図９は、フラッシュ不到達度算出を説明するための図である。図９（ａ）は、フラッシュ不到達度Ａ算出を説明するための図である。図の横軸は上記で算出した割合Ｒであり、縦軸はフラッシュ不到達度Ａである。このグラフに基づいて、割合Ｒからフラッシュ不到達度Ａを求める。図によれば、割合Ｒが所定の値ＲＡよりも低い場合は、フラッシュ（プリ発光）が到達したブロックが少ないため、主要被写体にはフラッシュが到達していないものと判断し、フラッシュ不到達度Ａを最大の５０とする。割合ＲがＲＡからＲＢまでの範囲内である場合は、主要被写体にフラッシュが到達している可能性が割合Ｒに応じて徐々に高まると判断し、フラッシュ不到達度Ａは徐々に減少する。そして割合ＲがＲＢ以上である場合にはフラッシュ不到達度Ａは０とする。
【００４８】
フラッシュ不到達度Ｂは、次のようにして算出する。フラッシュ不到達度Ｂを算出するにあたり、まず輝度差Ｙ１−Ｙ０を算出する。ただし、全ての主要被写体ブロックのＢＭ０の和を輝度情報Ｙ０、ＢＭ１の和を輝度情報Ｙ１とする。図９（ｂ）は、フラッシュ不到達度Ｂ算出を説明するための図である。図の横軸は輝度差であり、縦軸はフラッシュ不到達度Ｂである。このグラフに基づいて、輝度差Ｙ１−Ｙ０からフラッシュ不到達度Ｂを求める。図によれば、輝度差Ｙ１−Ｙ０が所定の値ＥＶＡよりも低い場合は、フラッシュなしとプリ発光ありとで主要被写体の明るさの差が小さいため、主要被写体にはフラッシュが到達していないものと判断し、フラッシュ不到達度Ｂを最大の５０とする。輝度差Ｙ１−Ｙ０がＥＶＡからＥＶＢまでの範囲内である場合は、主要被写体にフラッシュが到達している可能性が輝度差Ｙ１−Ｙ０に応じて徐々に高まると判断し、フラッシュ不到達度Ｂは徐々に減少する。そして輝度差Ｙ１−Ｙ０がＥＶＢ以上である場合にはフラッシュ不到達度Ｂは０とする。
【００４９】
以上のようにしてフラッシュ不到達度Ｘを求めた後、コントローラ１３０はフラッシュ不到達度Ｘに基づいてフラッシュが主要被写体に到達するかどうかを判断する（Ｓ４０７）。具体的には、フラッシュ不到達度Ｘが所定の閾値、例えば４０を超えるときは不到達、４０以下のときは到達すると判断する。この判断結果に基づいて、コントローラ１３０は、フラッシュを本発光させると共に撮像動作を行う。
【００５０】
フラッシュが到達しないと判断するときは、フラッシュを本発光させて撮像動作を行い（Ｓ４０８）、撮像した画像情報に対して画像処理部１２２が、通常のホワイトバランス調節、すなわちフラッシュを発光させないときと同様の、フラッシュとは独立したホワイトバランス調節を行う（Ｓ４０９）。
【００５１】
フラッシュが到達すると判断するときは、フラッシュを本発光させて撮像動作を行い（Ｓ４１０）、撮像した画像情報に対して画像処理部１２２が、フラッシュ発光に応じたホワイトバランス調節を行う（Ｓ４１１）。
【００５２】
〔１−３．まとめ〕
以上のように、実施の形態１に係るデジタルカメラ１００は、被写体に対して閃光を発するフラッシュ１６０と、被写体像を撮像して画像情報を生成するＣＣＤイメージセンサ１２０と、画像情報を複数の領域に分割するＢＭ積算回路１７０と、フラッシュ１６０が閃光しているときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ１を取得し、フラッシュ１６０が閃光していないときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ０を取得する画像処理部１２２と、分割された領域において、ＢＭデータＢＭ１とＢＭデータＢＭ０のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定するコントローラ１３０と、を備える。
【００５３】
このような構成とすることにより、フラッシュが発光しているときとしていないときの画像情報の差から主要被写体を判定し、主要被写体の画像情報全体に占める度合いに応じて被写体に対する閃光の到達度を判定できるため、その判定結果を用いて後段での画質制御処理の精度を向上させることができる。
【００５４】
また、上記実施の形態１に係るデジタルカメラ１００において、コントローラ１３０は、分割された領域において、ＢＭデータＢＭ１とＢＭデータＢＭ０のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域の、値の差に更に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定する。
【００５５】
このような構成とすることにより、フラッシュが閃光しているときとしていないときの主要被写体の画像情報の差に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定できるため、その判定結果を用いて後段での画質制御処理の精度を向上させることができる。
【００５６】
また、上記実施の形態１に係るデジタルカメラ１００は、被写体に対して閃光が到達していると判定されたときは、画像情報に対してフラッシュ１６０に対応したホワイトバランス調節を行い、被写体に対して閃光が到達していないと判定されたときは、画像情報に対してフラッシュ１６０とは独立したホワイトバランス調節を行う画像処理部１２２を更に備える。
【００５７】
このような構成とすることにより、被写体に対する閃光の到達度判定結果を用いてホワイトバランス調節を行うことにより、画質制御処理の精度を向上させることができる。
【００５８】
〔２．他の実施の形態〕
本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の実施形態が考えられる。以下、本発明の他の実施の形態についてまとめて記載する。
【００５９】
上記実施の形態においてＢＭデータは、各ブロックにおいて、ブロック内に含まれる画素数分のＲ，Ｇ，Ｂの各チャネルの値を積算し、ブロック内のＲ，Ｇ、Ｂの平均値を算出したものとしたが、Ｒ、Ｇ、Ｂの各チャネルの積算値から輝度値を求め、これをＢＭデータとしてもよい。
【００６０】
上記実施の形態において、フラッシュ不到達度Ｘは、フラッシュ不到達度Ａとフラッシュ不到達度Ｂの和として求めたが、フラッシュ不到達度Ａおよびフラッシュ不到達度Ｂの重み付け和としてもよいし、フラッシュ不到達度Ａのみをフラッシュ不到達度Ｘとしてもよい。
【００６１】
上記実施の形態において、画像処理部１２２およびコントローラ１３０は、各々上記のような機能および構成を有するものとして説明したが、各々の持つ機能および構成の一部が他方に含まれるような構成としてもよい。
【００６２】
上記実施の形態において、ＣＣＤイメージセンサ１２０を、撮像部の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサや、ＮＭＯＳイメージセンサなど他の撮像素子であっても本発明に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することができるため、デジタルカメラ、ムービーカメラ、カメラ付き携帯電話など、撮像時にフラッシュ発光を行う撮像装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ デジタルカメラ
１１１ フォーカスレンズ
１１２ ズームレンズ
１１３ 絞り
１１４ シャッタ
１２０ ＣＣＤイメージセンサ
１２１ ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）
１２２ 画像処理部
１２３ 液晶モニタ
１２４ バッファメモリ
１３０ コントローラ
１４０ メモリカード
１４１ カードスロット
１４２ フラッシュメモリ
１５０ 操作部
１６０ フラッシュ
１７０ ＢＭ積算回路
２０１ レリーズ釦
２０２ ズームレバー
２０３ 電源釦
２０４ 中央釦
２０５ 十字釦
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特にフラッシュ発光する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
被写体の明るさを補うためにフラッシュ発光させるフラッシュ発光装置を搭載したカメラが普及している。このようなカメラにおいて例えば、特許文献１は、フラッシュ発光を用いて主要被写体領域を判定するカメラを開示している。特許文献１に開示のカメラは、フラッシュ発光有りとフラッシュ発光なしの２回の撮影を行い、それぞれの画面内の対応する部分の輝度差が予め定められた閾値よりも大きく、かつ所定面積以上の大きさをもつ高輝度領域を調べて、主要被写体領域を判定する。高輝度領域が複数存在する場合には、画面の中心位置に近い領域又は、面積が最も大きい領域を主要被写体領域と判定する。これにより、誤判定が少ない主要被写体領域判定機能をもつカメラを提供できるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１３５１８４公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこのような従来の撮像装置は、主要被写体領域の判定に主眼が置かれており、フラッシュ発光時の画質制御精度については考慮されていなかった。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために本発明の撮像装置は、被写体に対して閃光を発する閃光部と、被写体像を撮像して画像情報を生成する撮像部と、画像情報を複数の領域に分割する画像分割部と、閃光部が閃光しているときに撮像部が生成した画像情報から第一の情報を取得し、閃光部が閃光していないときに撮像部が生成した画像情報から第二の情報を取得する取得部と、分割された領域において、第一の情報と第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定する判定部と備える。
【０００７】
従って、本発明の撮像装置は、閃光部が閃光しているときの撮像部が生成した画像情報から取得した第一の情報と、閃光部が閃光していないときに撮像部が生成した画像情報から取得した第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合いに応じて被写体に対する閃光の到達度を判定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１に係るデジタルカメラ１００の前面構成図
【図２】実施の形態１に係るデジタルカメラ１００の背面構成図
【図３】実施の形態１に係るデジタルカメラ１００の電気的構成図
【図４】実施の形態１に係るＢＭ積算回路１７０の機能の概要を説明するための図
【図５】実施の形態１に係る発光要否判断フローチャート
【図６】実施の形態１に係るフラッシュ到達判断フローチャート
【図７】実施の形態１に係るブロック毎の重み付けを説明するための図
【図８】実施の形態１に係る主要被写体ブロックを説明するための図
【図９】実施の形態１に係るフラッシュ不到達度算出を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
〔実施の形態１〕
実施の形態１のデジタルカメラ１００は、フラッシュ発光しているときと、フラッシュ発光していないときとの輝度差が所定範囲に含まれる領域の、全体に占める割合に応じて、被写体に対するフラッシュ到達度判定を行う。以下、デジタルカメラ１００の構成および動作を説明する。
【００１１】
〔１．構成〕
以下図を用いてデジタルカメラ１００の構成を説明する。
【００１２】
〔１−１．デジタルカメラ１００の構成〕
図１は、デジタルカメラ１００の前面構成図である。デジタルカメラ１００は前面に光学系１１０を納める鏡筒や、フラッシュ１６０を備える。また、デジタルカメラ１００は上面にレリーズ釦２０１やズームレバー２０２、電源釦２０３などの操作釦を備える。
【００１３】
図２は、デジタルカメラ１００の背面構成図である。デジタルカメラ１００は背面に液晶モニタ１２３や、中央釦２０４や十字釦２０５などの操作釦を備える。
【００１４】
図３は、デジタルカメラ１００の電気的構成図である。デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサ１２０で撮像する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は撮像した被写体像に基づく画像情報を生成する。撮像により生成された画像情報は、ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）１２１や画像処理部１２２において各種処理が施される。生成された画像情報はフラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０に記録される。フラッシュメモリ１４２やメモリカード１４０に記録された画像情報は、使用者による操作部１５０の操作を受け付けて液晶モニタ１２３上に表示される。以下で、図１から図３に示す各構成の詳細を説明する。
【００１５】
光学系１１０は、フォーカスレンズ１１１やズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッタ１１４等により構成される。図示していないが、光学系１１０は、光学式手ぶれ補正レンズＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を含んでいてもよい。なお、光学系１１０を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。
【００１６】
フォーカスレンズ１１１は被写体のフォーカス状態の調節に用いられる。ズームレンズ１１２は被写体の画角の調節に用いられる。絞り１１３は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光量の調節に用いられる。シャッタ１１４は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光の露出時間を調節する。フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２、絞り１１３、シャッタ１１４は、それぞれに対応したＤＣモータやステッピングモータ等の駆動手段により、コントローラ１３０から通知された制御信号に従って駆動される。
【００１７】
ＣＣＤイメージセンサ１２０は、光学系１１０を通して形成された被写体像を撮像して画像情報を生成する。ＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面には多数のフォトダイオードが２次元的に配列されている。また、各フォトダイオードに対応してＲ、Ｇ、Ｂの原色カラーフィルターが所定の配列構造で配置されている。撮像対象となる被写体からの光は、光学系１１０を通過した後に、ＣＣＤイメージセンサ１２０の受光面に結像される。結像された被写体像は、各フォトダイオードへ入射した光量に応じてＲ、Ｇ、Ｂに仕分けられたそれぞれの色情報に変換される。その結果、被写体像を示す全体の画像情報が生成される。各フォトダイオードは、ＣＣＤイメージセンサ１２０の画素に対応する。しかし、各フォトダイオードから実際に出力される色情報は、Ｒ、Ｇ、Ｂのいずれかの原色情報である。そのため、各画素のそれぞれで発現させるべき色は、後段の画像処理部１２２において、各画素に対応するフォトダイオードおよび、その周辺のフォトダイオードから出力される原色情報（色、光量）に基づき生成される。なお、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるとき、一定時間ごとに新しいフレームの画像情報を生成することができる。
【００１８】
ＡＦＥ１２１では、ＣＣＤイメージセンサ１２０から読み出された画像情報に対して相関二重サンプリングによる雑音抑圧、アナログゲインコントローラによるＡ／Ｄコンバータの入力レンジ幅への増幅、Ａ／ＤコンバータによるＡ／Ｄ変換が施される。その後、ＡＦＥ１２１は画像情報を画像処理部１２２に出力する。
【００１９】
画像処理部１２２は、ＡＦＥ１２１から出力された画像情報に対して各種の処理を施す。各種処理としては、ＢＭ（ブロックメモリ）積算、スミア補正、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。画像処理部１２２は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。またコントローラ１３０などとともに１つの半導体チップで構成してもよい。
【００２０】
ＢＭ積算回路１７０は、入力された画像情報に対してＢＭデータを生成するために、画像処理部１２２が有する回路である。図４は、ＢＭ積算回路１７０の機能の概要を説明する図である。図４（ａ）に示すように、ＢＭ積算回路１７０は、入力された同一フレームの画像情報を、例えば、縦１２×横１２の１４４個のブロックに分割する。ここで、図４（ｂ）に示すように、分割された各ブロックは、Ｒ，Ｇ，Ｂの各原色情報をブロック内に含まれる画素数分有する。続いて、ＢＭ積算回路１７０は、各ブロックにおいて、ブロック内に含まれる画素数分のＲ，Ｇ，Ｂの各チャネルの値を積算し、ブロック内のＲ，Ｇ、Ｂの平均値を算出する。この算出されたブロック内のＲ，Ｇ、Ｂの平均値を、以下の説明においてＢＭデータと呼ぶことにする。算出されたＢＭデータは、ブロック毎にメモリ（不図示）に格納され、必要に応じて取り出される。以上のようにして、ＢＭ積算回路１７０は、分割した１４４個のブロックのそれぞれにおいてＢＭデータを生成する。
【００２１】
液晶モニタ１２３は、デジタルカメラ１００の背面に備わる。液晶モニタ１２３は、画像処理部１２２にて処理された画像情報に基づく画像を表示する。液晶モニタ１２３が表示する画像には、スルー画像や記録画像がある。スルー画像は、ＣＣＤイメージセンサ１２０により一定時間ごとに生成される新しいフレームの画像を連続して表示する画像である。通常は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるときに、画像処理部１２２がＣＣＤイメージセンサ１２０の生成した画像情報からスルー画像を生成する。使用者は、液晶モニタ１２３に表示されるスルー画像を参照することにより、被写体の構図を確認しながら撮影できる。記録画像は、デジタルカメラ１００が再生モードにあるときに、メモリカード１４０等に記録された高画素の画像を液晶モニタ１２３に表示するために低画素に縮小した画像である。メモリカード１４０に記録される高画素の画像情報は、使用者によるレリーズ釦２０１の操作を受け付けた後に、ＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報に基づいて画像処理部１２２により生成される。
【００２２】
コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御する。コントローラ１３０は、プログラム等の情報を格納するＲＯＭや、プログラム等の情報を処理するＣＰＵなどにより構成される。ＲＯＭは、オートフォーカス制御（ＡＦ制御）や自動露出制御（ＡＥ制御）、フラッシュ１６０の発光制御に関するプログラムの他、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御するためのプログラムを格納している。
【００２３】
コントローラ１３０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部１２２などと共に１つの半導体チップで構成してもよい。また、ＲＯＭはコントローラ１３０の内部構成である必要はなく、コントローラ１３０の外部に備わったものでもよい。
【００２４】
バッファメモリ１２４は、画像処理部１２２やコントローラ１３０のワークメモリとして機能する記憶手段である。バッファメモリ１２４はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで実現できる。また、フラッシュメモリ１４２は、画像情報等を記録するための内部メモリとして機能する。
【００２５】
カードスロット１４１は、メモリカード１４０を着脱可能な接続手段である。カードスロット１４１は、メモリカード１４０を電気的及び機械的に接続可能である。また、カードスロット１４１は、メモリカード１２０を制御する機能を備えてもよい。
【００２６】
メモリカード１４０は、内部にフラッシュメモリ等の記録部を備えた外部メモリである。メモリカード１４０は、画像処理部１２２で処理される画像情報などのデータを記録可能である。
【００２７】
操作部１５０は、デジタルカメラ１００の外装に備わっている操作釦や操作ダイヤルの総称であり、使用者による操作を受け付ける。例えば図１や図２に示したレリーズ釦２０１や、ズームレバー２０２、電源釦２０３、中央釦２０４、十字釦２０５などがこれにあたる。操作部１５０は使用者による操作を受け付けると、コントローラ１３０に種々の動作指示信号を通知する。
【００２８】
レリーズ釦２０１は、半押し状態と全押し状態の二段階押下式釦である。レリーズ釦２０１が使用者により半押しされると、コントローラ１３０は、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）制御や、ＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）制御を実行し撮影条件を決定する。続いて、レリーズ釦２０１が、使用者により全押しされると、コントローラ１３０は、全押しのタイミングに撮像された画像情報を記録画像としてメモリカード１４０等に記録する。
【００２９】
ズームレバー２０２は画角調節についての広角端と望遠端を有する中央位置自己復帰式のレバーである。ズームレバー２０２は、使用者により操作されるとコントローラ１３０にズームレンズ１１２を駆動するための動作指示信号を通知する。すわなち、ズームレバー２０２が広角端に操作されると、コントローラ１３０は、被写体を広角で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動する。同様に、ズームレバー２０１が望遠端に操作されると、コントローラ１３０は、被写体を望遠で捉えられるようにズームレンズ１１２を駆動する。
【００３０】
電源釦２０３は、デジタルカメラ１００を構成する各部への電力供給をＯＮ／ＯＦＦするための押下式釦である。電源ＯＦＦ時に電源釦２０３が使用者により押下されると、コントローラ１３０はデジタルカメラ１００を構成する各部に電力を供給し、起動させる。また、電源ＯＮ時に電源釦２０３が使用者により押下されると、コントローラ１３０は各部への電力供給を停止する。
【００３１】
中央釦２０４は、押下式釦である。デジタルカメラ１００が撮影モードあるいは再生モードにあるときに、中央釦２０４が使用者により押下されると、コントローラ１３０は液晶モニタ１２３にメニュー画面を表示する。メニュー画面は、撮影／再生のための各種条件を設定するための画面である。各種条件の設定項目が選択されているときに押下されると、中央釦２０４は決定釦としても機能する。
【００３２】
十字釦２０５は、上下左右方向に設けられた押下式釦である。使用者は、十字釦２０５のいずれかの方向を押下することにより、液晶モニタ１２３に表示される各種条件項目を選択することができる。
【００３３】
フラッシュ１６０は、キセノン管と、コンデンサと、昇圧回路と、発光トリガ回路などから構成される。昇圧回路は、コントローラ１３０からの制御信号に従って、コンデンサに高電圧を印加する。発光トリガ回路は、コントローラ１３０からの制御信号に従って、印加充電されたコンデンサの高電圧を放電させて、キセノン管内のキセノンガスを瞬間的に発光させる。発光トリガ回路は、コンデンサの高電圧を撮影と同期して放電させる。これにより、デジタルカメラ１００は、発光された被写体を撮影することができる。すなわち、フラッシュ１１３が被写体に対して撮像時に瞬間的に発光することによって、被写体の明るさを補った撮影ができる。なお、フラッシュ１６０の発光には、プリ発光と本発光がある。プリ発光は、フラッシュ発光による被写体からの反射光量の度合（以下、反射レベルと称す）に基づいて被写体までの距離を判定し、判定結果に応じて撮影時のフラッシュ１１３の発光量を求めるための、撮影事前の発光である。本発光は、プリ発光により求められた発光量により、撮影のタイミングと同期して実行される発光である。
【００３４】
〔１−２．本発明との対応関係〕
フラッシュ１６０は、本発明の閃光部の一例である。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、本発明の撮像部の一例である。ＢＭ積算回路１７０は、本発明の画像分割部の一例である。画像処理部１２２は、本発明の取得部の一例である。コントローラ１３０は、本発明の判定部の一例である。画像処理部１２２は、本発明のホワイトバランス調節部の一例である。デジタルカメラ１００は、本発明の撮像装置の一例である。
【００３５】
〔２．動作〕
続いて、本実施の形態１に係るデジタルカメラ１００のフラッシュ発光時の動作について説明する。デジタルカメラ１００は、撮像した画像情報の露出値に基づいてフラッシュ発光の要否を判断する。フラッシュ発光が必要と判断した場合には、さらに被写体へフラッシュが到達するかどうかを判断し、到達するかどうかの判断結果に基づいて、撮像した画像情報に対する画質制御を行う。以下ではまずフラッシュ発光要否の判断について説明し、次にフラッシュ発光到達の判断とその判断結果に基づいた画質制御について、ホワイトバランス制御を例にとって説明する。
【００３６】
〔２−１．フラッシュ発光要否の判断〕
まず、デジタルカメラ１００のフラッシュ発光要否判断について説明する。図５は、デジタルカメラ１００の発光要否判断フローチャートである。デジタルカメラ１００は、画像の撮像の際に発光が必要か否かを判断する。
【００３７】
コントローラ１３０は、デジタルカメラ１００が撮影モードにあるとき、使用者によるレリーズ釦２０１の半押し操作の有無を監視している（Ｓ３００）。コントローラ１３０は、使用者によるレリーズ釦２０１の半押し操作を検知すると、撮影している画像中のフォーカス枠に含まれる被写体に合焦するようオートフォーカス制御を実行する（Ｓ３０１）。フォーカス枠は、合焦対象とする被写体を指定するために液晶モニタ１２３上に表示される枠である。使用者は合焦対象としたい被写体をフォーカス枠に入れレリーズ釦２０１を半押し操作すると、その被写体に合焦させることができる。
【００３８】
また、コントローラ１３０は、自動露出制御を常時実行し、ＣＣＤイメージセンサ１２０によって撮像される画像データに基づいて撮影する際の露出値を算出している。露出値は、被写体が暗いときほど低い値を取る。コントローラ１３０は、使用者によるレリーズ釦２０１の半押し操作を受け付けたタイミングに応じて算出された露出値を、メモリカード１４０に記録する画像を撮像する際の露出値として固定する（Ｓ３０１）。このとき、コントローラ１３０は、固定した露出値と発光要否の閾値とを比較することにより撮影に発光が必要か否かを判断する（Ｓ３０３）。発光要否の閾値は、フラッシュ１６０により発光させるか否かを判断するための露出値の基準値である。一般に、発光要否の閾値は比較的露出値の低い値に設定される。つまり、発光要否の閾値は、撮影環境が暗いときに発光するように設定される。コントローラ１３０の固定した露出値が、発光要否の閾値よりも高いときは、コントローラ１３０は発光しないと判断する。一方、コントローラ１３０の固定した露出値が、発光要否の閾値よりも低いときは、コントローラ１３０は発光すると判断する。
【００３９】
コントローラ１３０が発光不要と判断した場合、デジタルカメラ１００は、フラッシュ１６０を発光しない通常の撮影を実行する（Ｓ３０５）。また、コントローラ１３０が発光必要と判断した場合、デジタルカメラ１００は、発光撮影を実行する（Ｓ３０４）。
【００４０】
〔２−２．フラッシュ発光到達の判断とそれに基づくホワイトバランス制御〕
デジタルカメラ１００がフラッシュ１６０を発光させる発光撮影を行う場合には、さらに被写体へフラッシュ発光が到達するかどうかを判断し、到達するかどうかの判断結果に基づいて、撮像した画像情報に対する画質制御を行う。
【００４１】
まず、デジタルカメラ１００のフラッシュ発光到達度判断について説明する。図６は、デジタルカメラ１００のフラッシュ到達判断とそれに基づくホワイトバランス制御のフローチャートである。デジタルカメラ１００は、被写体に対してフラッシュ１６０の閃光が到達したか否かを次のように判断し、判断結果に応じてホワイトバランス調節を行う。
【００４２】
コントローラ１３０はデジタルカメラ１００全体を制御し、まずフラッシュ発光なしで撮像動作を行わせ、画像情報を生成する。そしてＢＭ積算回路１７０がこの画像情報からＢＭデータを算出する。このようにフラッシュ発光なしの撮像により得られたＢＭデータをＢＭ０とする（Ｓ４０１）。
【００４３】
次にコントローラ１３０はデジタルカメラ１００全体を制御し、フラッシュをプリ発光させて撮像動作を行わせ、画像情報を生成する。そしてＢＭ積算回路１７０がこの画像情報からＢＭデータを算出する。このようにプリ発光時の撮像により得られたＢＭデータをＢＭ１とする（Ｓ４０２）。
【００４４】
次にコントローラ１３０は、得られたＢＭ０およびＢＭ１に基づいて、画像情報中の主要被写体の領域をブロック単位で認定する。具体的には、まず１４４個の各ブロックについてＢＭデータの差、すなわちＢＭ１−ＢＭ０を算出する（Ｓ４０３）。そしてこの差が閾値以上であるブロックを、主要被写体領域を含むブロック（主要被写体ブロック）であると認定する（Ｓ４０４）。閾値は本実施の形態では固定値とするが、ＢＭデータのヒストグラムを作成し、その分布状況に基づいて閾値を決定するようにしてもよい。図８は、主要被写体ブロックを説明するための図である。図において着色されたブロックは主要被写体ブロックを示している。図のように、１４４個のブロックのうちＢＭデータの差が閾値以上であるブロックを主要被写体ブロックと認定する。
【００４５】
次にコントローラ１３０は、主要被写体ブロックが全ブロックに占める割合を算出する（Ｓ４０５）。割合の算出は、各ブロックに重み付けをした上で行う。図７は、ブロック毎の重み付けを説明するための図である。図のように、１４４個のブロックの中央の縦２×横２ブロックは、重み付けがＷＡである。この外周のブロックの重み付けはＷＢであり、さらにその外周のブロックの重み付けはＷＣである。そしてその他のブロックの重み付けはＷＤである。ここで、ＷＡ＞ＷＢ＞ＷＣ＞ＷＤである。このように、画像全体のうち中央寄りであるほど重み付けが高くなっている。主要被写体ブロックが全ブロックに占める割合Ｒは、各ブロックの重み付けの総和を分母とし、全ての主要被写体ブロックの重み付けの和を分子とした割合として算出される。
【００４６】
次にコントローラ１３０は、フラッシュが主要被写体に到達するかどうかの指標となるフラッシュ不到達度Ｘを求める（Ｓ４０６）。本実施の形態ではフラッシュ不到達度Ｘは０〜１００の値を取り、数値が大きいほどフラッシュが主要被写体に到達していないと判断する。フラッシュ不到達度Ｘは、フラッシュ不到達度Ａとフラッシュ不到達度Ｂの和として求められる。
【００４７】
フラッシュ不到達度Ａは、次のようにして算出する。図９は、フラッシュ不到達度算出を説明するための図である。図９（ａ）は、フラッシュ不到達度Ａ算出を説明するための図である。図の横軸は上記で算出した割合Ｒであり、縦軸はフラッシュ不到達度Ａである。このグラフに基づいて、割合Ｒからフラッシュ不到達度Ａを求める。図によれば、割合Ｒが所定の値ＲＡよりも低い場合は、フラッシュ（プリ発光）が到達したブロックが少ないため、主要被写体にはフラッシュが到達していないものと判断し、フラッシュ不到達度Ａを最大の５０とする。割合ＲがＲＡからＲＢまでの範囲内である場合は、主要被写体にフラッシュが到達している可能性が割合Ｒに応じて徐々に高まると判断し、フラッシュ不到達度Ａは徐々に減少する。そして割合ＲがＲＢ以上である場合にはフラッシュ不到達度Ａは０とする。
【００４８】
フラッシュ不到達度Ｂは、次のようにして算出する。フラッシュ不到達度Ｂを算出するにあたり、まず輝度差Ｙ１−Ｙ０を算出する。ただし、全ての主要被写体ブロックのＢＭ０の和を輝度情報Ｙ０、ＢＭ１の和を輝度情報Ｙ１とする。図９（ｂ）は、フラッシュ不到達度Ｂ算出を説明するための図である。図の横軸は輝度差であり、縦軸はフラッシュ不到達度Ｂである。このグラフに基づいて、輝度差Ｙ１−Ｙ０からフラッシュ不到達度Ｂを求める。図によれば、輝度差Ｙ１−Ｙ０が所定の値ＥＶＡよりも低い場合は、フラッシュなしとプリ発光ありとで主要被写体の明るさの差が小さいため、主要被写体にはフラッシュが到達していないものと判断し、フラッシュ不到達度Ｂを最大の５０とする。輝度差Ｙ１−Ｙ０がＥＶＡからＥＶＢまでの範囲内である場合は、主要被写体にフラッシュが到達している可能性が輝度差Ｙ１−Ｙ０に応じて徐々に高まると判断し、フラッシュ不到達度Ｂは徐々に減少する。そして輝度差Ｙ１−Ｙ０がＥＶＢ以上である場合にはフラッシュ不到達度Ｂは０とする。
【００４９】
以上のようにしてフラッシュ不到達度Ｘを求めた後、コントローラ１３０はフラッシュ不到達度Ｘに基づいてフラッシュが主要被写体に到達するかどうかを判断する（Ｓ４０７）。具体的には、フラッシュ不到達度Ｘが所定の閾値、例えば４０を超えるときは不到達、４０以下のときは到達すると判断する。この判断結果に基づいて、コントローラ１３０は、フラッシュを本発光させると共に撮像動作を行う。
【００５０】
フラッシュが到達しないと判断するときは、フラッシュを本発光させて撮像動作を行い（Ｓ４０８）、撮像した画像情報に対して画像処理部１２２が、通常のホワイトバランス調節、すなわちフラッシュを発光させないときと同様の、フラッシュとは独立したホワイトバランス調節を行う（Ｓ４０９）。
【００５１】
フラッシュが到達すると判断するときは、フラッシュを本発光させて撮像動作を行い（Ｓ４１０）、撮像した画像情報に対して画像処理部１２２が、フラッシュ発光に応じたホワイトバランス調節を行う（Ｓ４１１）。
【００５２】
〔１−３．まとめ〕
以上のように、実施の形態１に係るデジタルカメラ１００は、被写体に対して閃光を発するフラッシュ１６０と、被写体像を撮像して画像情報を生成するＣＣＤイメージセンサ１２０と、画像情報を複数の領域に分割するＢＭ積算回路１７０と、フラッシュ１６０が閃光しているときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ１を取得し、フラッシュ１６０が閃光していないときにＣＣＤイメージセンサ１２０が生成した画像情報からＢＭデータＢＭ０を取得する画像処理部１２２と、分割された領域において、ＢＭデータＢＭ１とＢＭデータＢＭ０のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が画像情報に占める度合に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定するコントローラ１３０と、を備える。
【００５３】
このような構成とすることにより、フラッシュが発光しているときとしていないときの画像情報の差から主要被写体を判定し、主要被写体の画像情報全体に占める度合いに応じて被写体に対する閃光の到達度を判定できるため、その判定結果を用いて後段での画質制御処理の精度を向上させることができる。
【００５４】
また、上記実施の形態１に係るデジタルカメラ１００において、コントローラ１３０は、分割された領域において、ＢＭデータＢＭ１とＢＭデータＢＭ０のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域の、値の差に更に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定する。
【００５５】
このような構成とすることにより、フラッシュが閃光しているときとしていないときの主要被写体の画像情報の差に応じて被写体に対する閃光の到達度を判定できるため、その判定結果を用いて後段での画質制御処理の精度を向上させることができる。
【００５６】
また、上記実施の形態１に係るデジタルカメラ１００は、被写体に対して閃光が到達していると判定されたときは、画像情報に対してフラッシュ１６０に対応したホワイトバランス調節を行い、被写体に対して閃光が到達していないと判定されたときは、画像情報に対してフラッシュ１６０とは独立したホワイトバランス調節を行う画像処理部１２２を更に備える。
【００５７】
このような構成とすることにより、被写体に対する閃光の到達度判定結果を用いてホワイトバランス調節を行うことにより、画質制御処理の精度を向上させることができる。
【００５８】
〔２．他の実施の形態〕
本発明は、上記実施の形態に限定されず、種々の実施形態が考えられる。以下、本発明の他の実施の形態についてまとめて記載する。
【００５９】
上記実施の形態においてＢＭデータは、各ブロックにおいて、ブロック内に含まれる画素数分のＲ，Ｇ，Ｂの各チャネルの値を積算し、ブロック内のＲ，Ｇ、Ｂの平均値を算出したものとしたが、Ｒ、Ｇ、Ｂの各チャネルの積算値から輝度値を求め、これをＢＭデータとしてもよい。
【００６０】
上記実施の形態において、フラッシュ不到達度Ｘは、フラッシュ不到達度Ａとフラッシュ不到達度Ｂの和として求めたが、フラッシュ不到達度Ａおよびフラッシュ不到達度Ｂの重み付け和としてもよいし、フラッシュ不到達度Ａのみをフラッシュ不到達度Ｘとしてもよい。
【００６１】
上記実施の形態において、画像処理部１２２およびコントローラ１３０は、各々上記のような機能および構成を有するものとして説明したが、各々の持つ機能および構成の一部が他方に含まれるような構成としてもよい。
【００６２】
上記実施の形態において、ＣＣＤイメージセンサ１２０を、撮像部の一例として説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、ＣＭＯＳイメージセンサや、ＮＭＯＳイメージセンサなど他の撮像素子であっても本発明に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明によれば、フラッシュ発光時の画質制御精度を向上させた撮像装置を提供することができるため、デジタルカメラ、ムービーカメラ、カメラ付き携帯電話など、撮像時にフラッシュ発光を行う撮像装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００ デジタルカメラ
１１１ フォーカスレンズ
１１２ ズームレンズ
１１３ 絞り
１１４ シャッタ
１２０ ＣＣＤイメージセンサ
１２１ ＡＦＥ（アナログ・フロント・エンド）
１２２ 画像処理部
１２３ 液晶モニタ
１２４ バッファメモリ
１３０ コントローラ
１４０ メモリカード
１４１ カードスロット
１４２ フラッシュメモリ
１５０ 操作部
１６０ フラッシュ
１７０ ＢＭ積算回路
２０１ レリーズ釦
２０２ ズームレバー
２０３ 電源釦
２０４ 中央釦
２０５ 十字釦
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対して閃光を発する閃光部と、
被写体像を撮像して画像情報を生成する撮像部と、
前記画像情報を複数の領域に分割する画像分割部と、
前記閃光部が閃光しているときに前記撮像部が生成した画像情報から第一の情報を取得し、前記閃光部が閃光していないときに前記撮像部が生成した画像情報から第二の情報を取得する取得部と、
前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が前記画像情報に占める度合に応じて前記被写体に対する閃光の到達度を判定する判定部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域の、前記値の差に更に応じて前記被写体に対する閃光の到達度を判定する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記被写体に対して閃光が到達していると判定されたときは、前記画像情報に対して前記閃光部に対応したホワイトバランス調節を行い、前記被写体に対して閃光が到達していないと判定されたときは、前記画像情報に対して前記閃光部とは独立したホワイトバランス調節を行うホワイトバランス調節部を更に備えた、
請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体に対して閃光を発する閃光部と、
被写体像を撮像して画像情報を生成する撮像部と、
前記画像情報を複数の領域に分割する画像分割部と、
前記閃光部が閃光しているときに前記撮像部が生成した画像情報から第一の情報を取得し、前記閃光部が閃光していないときに前記撮像部が生成した画像情報から第二の情報を取得する取得部と、
前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が前記画像情報に占める度合に応じて、前記画像情報のホワイトバランス調節を行うホワイトバランス調節部と、
を備えた撮像装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域の、前記値の差に更に応じて前記被写体に対する閃光の到達度を判定する、
請求項４に記載の撮像装置。
【請求項１】
被写体に対して閃光を発する閃光部と、
被写体像を撮像して画像情報を生成する撮像部と、
前記画像情報を複数の領域に分割する画像分割部と、
前記閃光部が閃光しているときに前記撮像部が生成した画像情報から第一の情報を取得し、前記閃光部が閃光していないときに前記撮像部が生成した画像情報から第二の情報を取得する取得部と、
前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が前記画像情報に占める度合に応じて前記被写体に対する閃光の到達度を判定する判定部と、
を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記判定部は、前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域の、前記値の差に更に応じて前記被写体に対する閃光の到達度を判定する、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記被写体に対して閃光が到達していると判定されたときは、前記画像情報に対して前記閃光部に対応したホワイトバランス調節を行い、前記被写体に対して閃光が到達していないと判定されたときは、前記画像情報に対して前記閃光部とは独立したホワイトバランス調節を行うホワイトバランス調節部を更に備えた、
請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
被写体に対して閃光を発する閃光部と、
被写体像を撮像して画像情報を生成する撮像部と、
前記画像情報を複数の領域に分割する画像分割部と、
前記閃光部が閃光しているときに前記撮像部が生成した画像情報から第一の情報を取得し、前記閃光部が閃光していないときに前記撮像部が生成した画像情報から第二の情報を取得する取得部と、
前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域が前記画像情報に占める度合に応じて、前記画像情報のホワイトバランス調節を行うホワイトバランス調節部と、
を備えた撮像装置。
【請求項５】
前記判定部は、前記分割された領域において、前記第一の情報と前記第二の情報のそれぞれが示す値の差が所定範囲に含まれる領域の、前記値の差に更に応じて前記被写体に対する閃光の到達度を判定する、
請求項４に記載の撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１４６９６１（Ｐ２０１１−１４６９６１Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６６０４（Ｐ２０１０−６６０４）
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１５日（２０１０．１．１５）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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