説明

撮像装置

【課題】照明の点灯・消灯により動画像の品位を低下させることない撮像装置を提供する。
【解決手段】照明器具123の点灯時に被写体を撮像し(S11)、消灯時に被写体を撮像し(S15)、点灯時の画像データと、消灯時の画像データとに基づいて照明器具123を消灯するか否かを判断し(S17)、照明器具123の点灯時の画像データと、消灯時の画像データとを重み付けして合成して画像データを生成し記録部131に記録する(S21)。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明機能を有し、動画像を撮像し記録することが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来よりビデオカメラによる撮影の際に、周囲が低照度の場合には、ビデオライトによって照明が行われていた。例えば、特許文献1には、スイッチによりビデオライトを点灯させ、点灯開始から時間経過をタイマで計測し、所定時間が経過するとビデオライトを自動的に消灯させてバッテリの消耗を防止するようにしたビデオカメラが開示されている。
【0003】
また、特許文献2には、LED照明を点灯状態から消灯する際に、一旦消灯して撮像動作を行い、撮像データを用いて被写体が低輝度であるか否かを判別し、低輝度であれば再点灯して点灯を継続するようにし、一方、低輝度でなければ消灯を継続するようにした撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平9−181950号公報
【特許文献2】特開2007−228532号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述の特許文献1に記載のビデオカメラにおいては、ビデオライトが点灯開始してから所定時間が経過すると自動的に消灯するので、被写体に最適な照明の制御を行うことができない。例えば、低輝度の被写体に対しても所定時間が経過すると自動的に消灯してしまうので、ビデオライトの消灯時から動画像の品質が低下してしまう。また、特許文献2に記載の撮像装置では、照明の点灯時から消灯する際に動画像に照明効果の有無が明確に記録されるので、動画の滑らかさを損ない、動画像の品位が低下してしまうおそれがある。
【0006】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、照明の点灯・消灯により動画像の品位を低下させることない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】
【0007】
上記目的を達成するため第1の発明に係わる撮像装置は、被写体を撮像する撮像手段と、被写体を照明する照明手段と、画像データを記録する記録手段と、上記撮像手段により繰り返し撮像動作を行わせて取得した画像データを動画像データとして上記記録手段に記録するように制御するとともに、上記撮像手段による撮像された画像データに基づいて上記照明手段の点灯を制御する制御手段と、を有し、上記制御手段は、上記照明手段を点灯させている状態のときに上記撮像手段に被写体を撮像させ、上記照明手段を減光させている状態のときに上記撮像手段に被写体を撮像させ、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データとに基づいて上記照明手段を減光するか否かを判断するとともに、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データとを重み付けして合成して画像データを生成し上記記録手段に記録する。
【0008】
第2の発明に係わる撮像装置は、上記第1の発明において、上記制御手段は、上記撮像手段に繰り返し撮像動作を行わせるとともに、上記撮像手段の撮像動作に対応して上記照明手段を点灯と減光を繰り返して、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データとに基づいて上記照明手段を減光するか否かを判断し、減光と判断した回数に応じて上記重み付けを変更する。
【0009】
第3の発明に係わる撮像装置は、上記第1または第2の発明において、上記制御手段は、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データの輝度分布の差が所定範囲内であるときに、上記照明手段を減光すると判断する。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、照明の点灯・消灯により動画像の品位を低下させることない撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の一実施形態に係わるカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施形態に係わるカメラにおける点灯・消灯開始時のタイミングチャートである。
【図3】本発明の一実施形態に係わるカメラにおける完全消灯時のタイミングチャートである。
【図4】本発明の一実施形態に係わるカメラにおいて、完全消灯時の点灯画像と消灯画像の重み付けの一例を示すグラフである。
【図5】本発明の一実施形態に係わるカメラの自動消灯制御の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の一実施形態に係わるカメラの消灯判断制御の動作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】
【0012】
以下、図面に従って本発明を適用したカメラを用いて好ましい実施形態について説明する。本発明の好ましい一実施形態に係わるカメラは、デジタルカメラであり、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図や撮影開始や終了のタイミングを決定する。動画釦の操作により動画撮影開始と終了操作を行い、取得した動画の画像データが記録部に記録される。撮影時に周囲が暗いと自動的にビデオライト(照明器具)により照明を開始し、明るくなると自動的に照明を停止する。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。
【0013】
図1は、本発明の一実施形態に係わるカメラ100の主として電気的構成を示すブロック図である。撮影レンズ101の光軸上に、絞り103、シャッタ105および撮像素子107が配置されている。撮像素子107の出力は画像処理部109に接続され、画像処理部109は、記録部131と制御部111に接続されている。
【0014】
制御部111には、撮像制御部113、シャッタ制御部115、絞り制御部117、レンズ制御部119、照明器具制御部121、フラッシュ制御部125、記録部131、音声処理部133、表示部139、操作部141がそれぞれ接続されている。上述の撮像制御部113は撮像素子107に接続されており、シャッタ制御部115はシャッタ105に接続されており、絞り制御部117は絞り103に接続されており、レンズ制御部119は撮影レンズ101に接続されている。また、照明器具制御部121は照明器具123に接続されており、フラッシュ制御部125はフラッシュ127にそれぞれ接続されている。
【0015】
撮影レンズ101は、被写体光束を撮像素子107上に集光させ、被写体像を結像させるための光学系である。この撮影レンズ101は、制御部111からの指示に応じて動作するレンズ制御部119により光軸方向に移動され、焦点状態が変化する。絞り103は、撮影レンズ101を介して撮像素子107に入射する被写体光束の入射量を調節する。絞り103は、制御部111からの指示に応じて動作する絞り制御部117により開口量が制御される。
【0016】
シャッタ105は、撮影レンズ101によって形成される被写体像の光束に対して開閉を行うものであり、公知のレンズシャッタやフォーカルプレーンシャッタ等によって構成される。シャッタ105は、制御部111からの指示に応じて動作するシャッタ制御部111によりシャッタ開口時間(シャッタ速度値)が制御される。
【0017】
撮像素子107は、CMOSイメージセンサやCCDイメージセンサ等の二次元固体撮像センサであり、前面に配置されたベイヤ―配列のRGBカラーフィルタと、このRGBカラーフィルタに対応して配列されたフォトダイオード等の光電変換素子から構成される。撮像素子107は、撮影レンズ101により集光された光を各画素で受光し光電流に変換し、この光電流を各コンデンサに蓄積し、アナログ電圧信号(画像信号)として画像処理部109に出力する。撮像制御部113は、制御部111からの指示に応じて撮像素子107の動作制御を行う。撮像素子107と撮像制御部113によって、被写体を撮像する撮像手段が構成される。
【0018】
画像処理部109は、撮像素子107から出力されるアナログ電圧信号(画像信号)をデジタル画像信号(画像データ)に変換し、変換した画像データに対して各種画像処理を施す。各種画像処理として、ホワイトバランス補正処理、同時化処理、色変換処理等の画像処理を行う。また、表示部139におけるライブビュー表示用の画像データの生成や、後述する記録部131に記録する際の画像圧縮処理や、また読み出された圧縮画像データの伸張を行う。なお、本明細書においては、撮像素子107から出力される画像信号に基づく信号であれば、画像処理部109等において画像処理された信号も含めて画像データと称する場合がある。
【0019】
被写体を照明する照明手段としての機能を有する照明器具123は、動画撮影時に被写体を照明するための器具であり、LED等から構成され、連続照明が可能である。照明器具123は照明器具制御部121に接続されており、照明器具制御部121は、制御部111からの指令に応じて照明器具123の消灯、一時消灯、点灯等の制御を行う。
【0020】
フラッシュ127は、電源電圧を昇圧する電源昇圧回路、昇圧電圧を蓄積するコンデンサ、発光用のキセノン管等を有し、静止画撮影時に被写体照明を行う。フラッシュ制御部125は、制御部111からの指示に応じてフラッシュ127の充電動作や発光動作の制御を行う。
【0021】
記録部131は、例えば、カメラ本体に着脱自在に記録媒体であり、画像処理部109において圧縮された静止画や動画の画像データ、音声データ、およびその付随データが記録される。記録部131は、画像データを記録する記録手段として機能する。なお、画像データ等を記録するための記録媒体として、カメラ本体に着脱可能な外部メモリに限らず、カメラ本体に内蔵のハードディスク等の記録媒体であってもかまわない。
【0022】
マイク135は、動画像の撮影時等に、周囲の音声を集音する。また、スピーカは動画等の画像データと共に記録部131に記録された音声データを再生する。音声処理部133は、マイク135、スピーカ137及び記録部131に接続され、制御部111からの指令に従って、音声データの記録や再生のための音声処理を行う。
【0023】
表示部139は、カメラ本体の背面等に配置された液晶モニタ等を含み、画像データに基づいてライブビュー表示を行う。また、表示部139は、記録部131に記録された静止画や動画の画像の再生表示を行い、さらに露出制御値等の表示や撮影モード等設定のためのメニュー画面の表示を行う。表示部139としては、画像等を表示できるものであれば、液晶モニタに限らず、有機EL等のディスプレイでもよい。
【0024】
操作部141は、電源釦、レリーズ釦、動画釦、メニュー釦等の各種操作部材を有し、これらの操作部材の操作状態を検出し、制御部111に出力する。制御部111は操作状態に応じて各種シーケンスを実行する。
【0025】
制御部111は、CPU(Central Processing Unit:中央処理装置)等を含むASIC(Application Specific Integrated Circuit:特定用途向け集積回路)で構成され、画像処理部109、撮像制御部113、照明器具制御部121等のカメラ100の各種シーケンスを統括的に制御する。この制御は、不揮発性メモリに記憶されたプログラムに従って実行する。
【0026】
また、制御部111は、撮像素子107と撮像制御部113からなる撮像手段により繰り返し撮像動作を行わせて、取得した画像データを動画像データとして記録部131に記録するように制御するとともに、撮像された画像データに基づいて、照明器具123の点灯を制御する。また、制御部111は、照明器具123を点灯させている状態のとき被写体を撮像させ、照明器具を消灯させている状態のとき被写体像を撮像させ、点灯時の画像データと消灯時の画像データに基づいて、照明器具123を消灯するか否かを判断する。また、制御部111は、点灯時の画像データと消灯時の画像データに重み付けをして合成して画像データを生成し、記録部131に記録する。
【0027】
制御部111内には、上述の照明器具123の制御を行うために、合成係数演算部111a、消灯判断制御部111b、AE制御部111c、消灯制御部111dを含んでいる。AE制御部111cは、画像処理部109から出力された画像データを用いて被写体輝度を算出し、この算出された被写体輝度に基づいて、シャッタ速度値、絞り値、ISO感度等の露出制御値を求める。なお、専用の測光センサを用いて被写体輝度を算出するようにしても勿論かまわない。
【0028】
制御部111内の消灯判断制御部111bは、照明器具123が点灯状態の時と消灯状態の時に、それぞれ撮像素子107によって被写体を撮像させ、点灯時に取得した画像データと消灯時に取得した画像データとに基づいて、照明器具123を完全に消灯する否かを判断する。
【0029】
制御部111内の消灯制御部111dは、照明器具制御部121を介して照明器具123の消灯制御を行う。この消灯制御にあたっては、消灯判断を行うために、動画のフレームに同期して、照明器具123を一時的な消灯と点灯を繰り返す一時消灯と、消灯判断制御部111bによる判断結果に応じて行う完全消灯がある。
【0030】
制御部111内の合成係数演算部111aは、合成係数の演算を行う。消灯判断制御部111bによって完全に消灯を行うと判断された際には、照明器具123を消灯するが、消灯状態における動画の画質は、点灯状態における動画の画質に比較し劣ることから、いきなり消灯すると、画質の劣化が目立ってしまう。そこで、所定の合成係数を乗算した消灯状態での画像と点灯状態での画像を合成し、この合成係数を徐々に変化させることにより、画質が徐々に変化し、滑らかな画像変化となるようにしている。本実施形態における合成係数演算部111aは、図4に示すように、消灯判断の回数に応じて合成係数が変わるように合成係数の演算を行う。
【0031】
次に、本発明の一実施形態における点灯と消灯の制御について、図2および図3に示すタイミングチャートを用いて説明する。図2は、点灯状態において消灯するか否かを、一時消灯を行って判断する点灯・消灯開始判断におけるタイミングチャートである。図中、撮像タイミングは動画撮影のフレームに同期している。また、動画像の撮影時には、シャッタ105は開放状態であり、撮像素子107の電子シャッタ(ローリングシャッタまたはグローバルシャッタ)によりシャッタ速度の制御がなされる。
【0032】
今、時刻t1〜t2において照明器具123は点灯状態であるとする。この間、時刻t1a〜t2において撮像素子107は露光(A1)を行う。続く時刻t2〜t3も点灯状態であり、この間、時刻t2〜t2bにおいて、(A1)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出し(B1)を行い、また、時刻t2a〜t3において、撮像素子107は露光(A2)を行う。また、読み出した画像信号に基づく被写体輝度Bvが所定輝度より高い場合には、消灯するか否かの判断を行うために、点灯・消灯を開始する。
【0033】
時刻t3になると、消灯判断を行うために、消灯判断制御部111bは消灯制御部111dに対して、一時消灯を行うように指示する。このため、照明器具123は、時刻t3〜t4において消灯状態となる。この間、時刻t3〜t3bにおいて、(A2)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出し(B2)を行い、また、時刻t3a〜t4において、消灯状態で撮像素子107は露光(A3)を行う。
【0034】
時刻t4になると、消灯判断のために、消灯判断制御部111bは消灯制御部111dに対して、点灯を行うように指示する。このため、照明器具123は、時刻t4〜t5において点灯状態となる。この間、時刻t4〜t4bにおいて、(A3)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出し(B3)を行い、また、時刻t4a〜t5において、点灯状態で撮像素子107は露光(A4)を行う。
【0035】
時刻t5になると、消灯判断のために、消灯判断制御部111bは消灯制御部111dに対して、再び消灯を行うように指示する。このため、照明器具123は、時刻t5〜t6において消灯状態となる。この間、時刻t5〜t5bにおいて、(A4)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出し(B4)を行い、また、時刻t5a〜t6において、消灯状態で撮像素子107は露光(A5)を行う。
【0036】
また、読出(B2)(B3)で読み出された画像データに基づいて、AE制御部111cは、時刻t4から露出演算(C1)を行い、消灯時と点灯時における被写体輝度をそれぞれ算出する。また、消灯時(時刻t3〜t4)における画像信号(読出B3)から得られた被写体輝度を用いて、消灯判断(D1)を行う。すなわち、実際に消灯するか否かは、消灯したフレームの輝度値からBv値を算出し、そのBv値から消灯時に適正露光を得るための電子シャッタ速度値Tv、ISO感度値Svを演算し、これらの露出制御値に基づいて判定する。また、点灯時と消灯時の輝度部分の比較に基づいても判定する。この消灯判断については、図6に示すフローチャートを用いて後述する。なお、このタイミングで、消灯判断がなされたとしても、最終的に消灯することを決定するものではない。従って、時刻t5〜t6における消灯判断の結果、消灯であったとしても、最終的な判断ではないことから、時刻t6以降も点灯・消灯制御を続行する。
【0037】
また、時刻t5からの消灯判断の結果に応じて合成重み付け(E1)を行う。合成重み付けは、点灯状態から消灯状態に遷移する際に、点灯状態の撮影画像から消灯状態の撮影画像に切り換わると、画質が劣化することから、画像が滑らかに切り換わらず見苦しくなる。そこで、本実施形態においては、点灯状態の撮影画像と消灯状態の撮影画像にそれぞれ合成係数を乗算し、この合成係数を乗算した2つの画像を合成するようにしている。滑らかに画像が切り換わるようにするために、合成係数は、1回目の消灯判断がなされた時点から消灯判断が何回カウントされたかを計数し、この計数値に応じて合成時の重み付けを制御している。図4に示すように、点灯から消灯に経過するにつれて、消灯時の撮影画像の重み付けが次第に大きくすることにより、点灯状態から消灯状態に滑らかに画像が切換えることができる。
【0038】
時刻t6になると、消灯判断のために、消灯判断制御部111bは消灯制御部111dに対して、再び点灯を行うように指示する。このため、照明器具123は、時刻t6〜t7において点灯状態となる。この間、時刻t6〜t6bにおいて、(A5)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出しを行い(B5)、また、時刻t6a〜t7において、点灯状態で撮像素子107は露光(A6)を行う。
【0039】
また、合成重み付け(E1)において、算出された合成係数に応じて、露光A2+A3の合成を行う。ここでは、点灯状態である(A2)において露光され(B2)において読み出された撮影画像と、消灯状態である(A3)において露光され(B3)において読みされた撮影画像に対して、それぞれ合成係数を乗算し、合成画像を生成する。合成画像の生成にあたっては、点灯状態から消灯状態に変化した直後であることから、点灯状態で露光された(A2)の撮影画像に対して重み付けを大きくし、消灯状態で露光された(A3)の撮影画像に対して重み付けを小さくする。なお、この合成画像の生成は、次の時刻t7〜t8においても続行する。
【0040】
時刻t7になると、消灯判断のために、消灯判断制御部111bは消灯制御部111dに対して、再び消灯を行うように指示する。このため、照明器具123は、時刻t7〜t8において消灯状態となる。この間、時刻t7〜t7bにおいて、(A6)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出しを行い(B6)、また、時刻t7a〜t8において、消灯状態で撮像素子107は露光(A7)を行う。
【0041】
また、読出(B4)(B5)で読み出された画像データに基づいて、AE制御部111cは、時刻t6から露出演算を行い(C2)、消灯時と点灯時における被写体輝度をそれぞれ算出する。また、消灯時(時刻t5〜t6)における画像信号(読出しB5)から得られた被写体輝度を用いて、消灯判断(D2)を行う。消灯判断については、図6に示すフローチャートを用いて後述する。また、消灯判断(D2)の結果に応じて合成重み付け(E2)を行う。
【0042】
時刻t8になると、消灯判断のために、消灯判断制御部111bは消灯制御部111dに対して、再び点灯を行うように指示する。このため、照明器具123は、時刻t8〜t9において点灯状態となる。この間、時刻t8〜t8bにおいて、(A7)において露光した撮像素子107の画像信号の読み出しを行い(B7)、また、時刻t8a〜t9において、点灯状態で撮像素子107は露光(A8)を行う。
【0043】
また、合成重み付け(E2)において、算出された合成係数に応じて、露光A4+A5の合成を行う。ここでは、点灯状態である(A4)において露光され(B4)において読み出された撮影画像と、消灯状態である(A5)において露光され(B5)において読みされた撮影画像に対して、それぞれ合成係数を乗算し、合成画像を生成する。合成画像の生成にあたっては、露光A2+露光A3の合成の場合に比較し、点灯状態で露光された(A4)の撮影画像に対する重み付けを前回より小さくし、消灯状態で露光された(A5)の撮影画像に対して重み付けを前回より大きくする。なお、この合成画像の生成は、次の時刻t9〜t10においても続行する。
【0044】
次に、完全消灯時の動作について、図3に示すタイミングチャートを用いて説明する。図2に示すタイミングチャートでは、消灯と点灯を繰り返す点灯・消灯制御であったが、図3に示すタイミングチャートでは、点灯を完全に停止し、照明器具123を完全に消灯させるプロセスを示す。なお、図3におけるタイミングチャートにおいて、時刻t8までは、図2と同様であることから、詳しい説明を省略し、時刻t8から説明する。
【0045】
図2に示したタイミングチャートにおいて、消灯判断D2における判断結果は点灯・消灯制御の続行であったが、図3におけるタイミングチャートにおいては、消灯判断(D2)において所定回数の消灯判断がなされて、最終的な完全な消灯の判断がなされたとする。この結果を受けて、時刻t8〜t9、t9〜t10においては、引き続き消灯を続行する。この間、露光(A8)、(A9)がなされ、また読出(B7)、(B8)がなされる。読出(B5)(B6)に基づいて露出演算(C3)を行い、読出(B5)(B6)において読み出された撮影画像を用いて露光A4+A5の合成を行う。
【0046】
さらに時刻t10〜t11、t11〜t12においては、露出演算(C3)において演算された露出制御値に基づいて露出制御がなされ、この間、露光(A10)、(A11)がなされ、また読出(B9)、(B10)がなされる。また、読出(B7)(B8)に基づいて露出演算を行い(C4)、読み出された撮影画像を用いて露光A6+A7の合成を行う。
【0047】
さらに、時刻t12〜t13、t13〜t14においては、露出演算(C4)において演算された露出制御値に基づいて露出制御がなされ、この間、露光(A12)、(A13)がなされ、また読出(B11)、(B12)がなされる。また、読出(B9)(B10)に基づいて露出演算を行う(C5)。時刻t11(露光A6+A7の合成)までは、消灯時と点灯時の撮影画像に合成係数を乗算して合成画像を取得していたが、時刻t12の露光A8以降は、消灯状態が続行することから、合成重み付けなしで画像処理を行う。
【0048】
このように、本実施形態においては、消灯時の被写界が一定輝度よりも大きくなると、照明器具123に対して消灯と点灯を繰り返しながら、消灯時と点灯時の撮影画像に対して合成係数を乗算して合成画像を生成する点灯・消灯制御を行っている。このため、点灯時から消灯時への撮影画像の画質の変化が滑らかになり、見苦しい動画像となることがない。
【0049】
また、消灯判断の結果、完全に消灯にすると、照明器具123に対して点灯を指示することがなく、消灯状態を維持する。なお、消灯状態において、取得した被写体輝度が所定輝度よりも低くなると、点灯状態にする。なお、点灯状態にした際に、図2に示した点灯・消灯制御を実行するようにしてもよい。
【0050】
次に、本発明の一実施形態の動作について、図5および図6に示すフローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、不揮発性メモリに記憶されたプログラムに基づいて、制御部111が実行する。図5に示す自動消灯制御のフローは、動画を撮影し動画データを生成して記録部131に記録している際に動作を開始する。
【0051】
自動消灯制御のフローが開始すると、まず、撮影を行う(S1)。ここでは、撮像素子107で被写体を露光し、画像信号の読出しを行う。撮影を行うと、次に、Bv演算を行う(S3)。ここでは、ステップS1において読み出された画像信号に基づいて被写体の輝度Bvを演算する。
【0052】
Bv演算を行うと、次に、点灯中であり、かつBv≧αであるか否かの判定を行う(S5)。被写体の輝度が暗い場合には、照明器具123が点灯されるが、このステップでは、照明器具123が点灯中であって、かつ被写体輝度Bvが所定輝度値αよりも大きい(すなわち、明るい)か否かを判定する。
【0053】
ステップS5における判定の結果、Noであった場合、すなわち、照明器具123が消灯中である場合、または被写体輝度Bvが所定輝度値αよりも小さい(すなわち、暗い)場合には、次に、撮影条件を決定すると共に点灯判断を行う(S7)。ここでは、ステップS3において演算した被写体輝度Bvを用いて、カメラ固有のP線図に基づいて、電子シャッタ速度やISO感度を求め、決定する。この撮影条件に従ってステップS1における撮影が行われる。また、被写体が暗い場合があるので、所定輝度度(αより暗い輝度値)よりも暗い場合には、照明器具123を点灯する点灯判断を行う。
【0054】
撮影条件を決定し、点灯判断を行うと、次に、画像を出力する(S9)。ここでは、ステップS1において読み出した画像信号に基づく画像を表示部139に表示すると共に、記録部131に記録する。画像出力を行うと、ステップS1に戻り、動画撮影を続行する。
【0055】
ステップS5における判定の結果、Yesであった場合には、被写体輝度Bvが明るいにも関わらず、照明器具123が点灯していることから、点灯を継続するか完全に消灯するかについて、ステップS11以下において一時消灯を行いながら判定を行う。まず、撮影条件の決定を行う(S11)。ここでは、前回のフレームを撮影した際に取得した画像に基づいて演算した被写体輝度値Bvを用いて、カメラ固有のP線図に基づいて、電子シャッタ速度やISO感度等の撮影条件を決定する。
【0056】
撮影条件の決定を行うと、次に、点灯撮影を行う(S13)。ここでは、照明器具123を点灯させ、ステップS11において決定した撮影条件に従って撮影を行う。なお、この点灯撮影は、図2における時刻t2〜t3における点灯と露光A2、及びそれに続く読出Bに相当する。
【0057】
点灯撮影を行うと、次に、消灯撮影を行う(S15)。ここでは、照明器具123を消灯させ、ステップS11において決定した撮影条件に従って撮影を行う。なお、この消灯撮影は、図2における時刻t3〜t4における消灯と露光A3、及びそれに続く読出B3に相当する。
【0058】
点灯撮影と消灯撮影を行うと、次に、消灯判断制御を実行する(S17)。ここでは、点灯撮影と消灯撮影において取得した2フレーム分の画像データを用いて、完全に消灯するか、または点灯を継続するかについての判断を行う。この消灯判断制御は、図2の時刻t5〜時刻t6における消灯判断D1に相当する。この消灯制御判断の詳しい動作については、図6を用いて後述する。
【0059】
消灯判断制御を行うと、次に、合成重み付け係数の算出を行う(S19)。この合成重み付け係数は、図4を用いて説明したように、いきなり完全に消灯してしまった場合に、消灯の前後で画像の画質が急激に変化することを防止するために、消灯時の画像と点灯時の画像を合成する際に使用する係数である。この合成重み付け係数は、消灯判断の回数を計数しておき、この計数値に基づいて算出する。この合成重み付け係数の算出は、図2の時刻t5〜t6における合成重み付けE1に相当する。
【0060】
重み付け係数の算出を行うと、次に、画像合成および出力を行う(S21)。ここでは、ステップS13において取得した点灯撮影による画像と、ステップS15において取得した消灯撮影による画像について、ステップS19において算出した合成重み付け係数を用いて画像合成を行う。この画像合成は、図2の時刻t6〜t8における露光A2+A3の合成に相当する。生成された合成画像は、記録部131に記録されると共に表示部139に表示される。
【0061】
画像合成および出力を行うと、次に、完全消灯か否かの判定を行う(S23)。前述したように、ステップS19において、点灯撮影と消灯撮影を繰り返す消灯判断の回数に基づいて合成重み付け係数を算出している。この合成重み付け係数のうち、消灯画像側の重み付けが「0」となってから、「0」が予め決められた回数だけ続いた場合に、完全消灯と判定する。
【0062】
ステップS23における判定の結果、完全消灯でなかった場合には、ステップS11に戻り、一時消灯を行いながら、合成重み付け係数を用いて点灯撮影と消灯撮影で取得した画像を合成し、出力する。
【0063】
一方、ステップS23における判定の結果、完全消灯であった場合には、消灯する(S25)。ここでは、消灯制御部111dは、照明器具制御部121を介して、照明器具123を消灯させる。ステップS25において完全に消灯すると、ステップS1に戻る。
【0064】
なお、図3に示したタイミングチャートでは、時刻t8において、完全に消灯し、以後、照明器具123は点灯しない。但し、消灯後も、時刻t8〜t12において、合成重み付けE2、E3に基づいて、2フレーム分の画像を合成するようにしている。図5に示したフローチャートにおいては、消灯後の画像合成を行っていないが、図3に示したタイミングチャートと同様に、画像合成を行うようにしても勿論かまわない。
【0065】
次に、ステップS17における消灯判断制御の動作について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。消灯判断制御のフローに入ると、まず、消灯フレームのBv値の算出を行う(S31)。ここでは、ステップS15における消灯撮影の後、読み出した画像データを用いて消灯フレームのBv値を算出する。
【0066】
消灯フレームのBvの算出を行うと、次に、電子シャッタ速度Tv、ISO感度Svの算出を行う(S33)。ここでは、ステップS31において算出した消灯フレームのBv値に基づいて、適正露光を得るためのTv値およびSv値を算出する。
【0067】
続いて、Tv≧1フレーム相当、かつSv=最低Svか否かの判定を行う(S35)。ここでは、ステップS33において算出されたTv値、Sv値の判定を行う。消灯時に、適正露光を得るための露出制御値(Tv値およびSv値)が、Tv≧1フレーム相当、かつSv=最低Svであれば、照明器具123を点灯する必要がない。なお、Tv≧1フレームは、電子シャッタ速度がフレームレートで決まる時間よりも高速であることを意味し、撮影フレームレートを極力落とさないようにする。例えば、毎秒30フレームで画像を撮像する場合には、電子シャッタ速度が1/30以上の高速となる。
【0068】
ステップS35における判定の結果、Yesであった場合、すなわち、Tv≧1フレーム相当、かつSv=最低Svであった場合には、次に、点灯・消灯フレームの輝度算出を行う(S37)。前述したステップS13において点灯撮影を、またステップS15において消灯撮影を行っており、このステップS37においては、それぞれのステップで撮影した画像の輝度分布を算出する。
【0069】
続いて、輝度分布が同等か否かを判定する(S39)。一般に、照明器具123によって照明を行っている際に、近距離の被写体が明るくなり、また被写体の明暗がはっきりする等、照明の効果が輝度分布の相違として現われる。そこで、ステップS37において算出した輝度分布を用いて、輝度分布の差が所定範囲内であるか否かによって、両者が同等であるか否かを判定する。
【0070】
ステップS39における判定の結果、輝度分布が同等であった場合には、消灯判断とする(S41)。消灯時と点灯時の輝度分布が同等ということは、照明器具123による照明の効果がないことを意味するので、このステップでは、照明器具123を消灯すると判断する。
【0071】
一方、ステップS39における判定の結果、輝度分布が同等でなかった場合、またはステップS35における判定の結果、Tv≧1フレーム相当、かつSv=最低Svでなかった場合には、点灯を行うと判断する(S43)。輝度分布が同等でない場合には、照明器具123による照明効果があるといえるので、点灯すると判断する。また、ISO感度Svが最低Svより高感度であり、Tv<1フレームである場合には、被写体が相当、暗いことから、照明器具123を点灯すると判断する。
【0072】
ステップS41において消灯と判断すると、またはステップS43において点灯と判断すると、消灯判断制御のフローを終了し、元のフローに戻る。
【0073】
以上説明したように、本発明の一実施形態においては、照明器具123の点灯時に被写体を撮像し(図5のS11)、消灯時に被写体を撮像し(図5のS15)、点灯時の画像データと、消灯時の画像データとに基づいて照明器具123を消灯するか否かを判断するようにしている(図5のS17)。このため、照明器具123を消灯するか否かを正確に判断することができる。
【0074】
また、本発明の一実施形態においては、照明器具123の点灯時の画像データと、消灯時の画像データとを重み付けして合成して画像データを生成し記録部131に記録している(図5のS21)。このため、照明の点灯・消灯により動画像の品位を低下させることない。
【0075】
また、本発明の一実施形態においては、照明器具123の点灯と消灯を繰り返し行い(図5のS23→No)、繰り返し行った点灯時の画像データと、消灯時の画像データとに基づいて照明器具123を消灯するか否かを判断し(図5のS17)、消灯と判断した回数に応じて合成重み付け係数を変更するようにしている。このため、点灯時と消灯時の動画の画質が滑らかに変化することができ、動画を鑑賞する際に違和感を与えることがない。
【0076】
また、本発明の一実施形態においては、照明器具123の点灯時の画像データと消灯時の画像データの輝度部分の差が所定範囲内であるときに、照明器具123を消灯すると判断している(図6のS39→S41)。このため、照明器具123による照明効果がないときには消灯するので、照明器具123の電源浪費を防止することができる。
【0077】
なお、本発明の一実施形態においては、照明器具123を点灯するか消灯するかのいずれかであったが、完全に消灯するのではなく、減光するようにしてもよい。本明細書においては、「減光」は「消灯」を含むものとする。また、照明器具123の他にフラッシュ123を設けていたが、照明手段として兼用させてもよい。さらに、照明器具123は動画の撮影時に使用していたが、近接撮影時のモデリングライト等、他の照明の用途に使用しても勿論かまわない。
【0078】
また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話や携帯情報端末(PDA:Personal Digital Assist)、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、連続照明を点灯・消灯制御する機器であれば、本発明を適用することができる。
【0079】
本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【0080】
101・・・撮影レンズ、103・・・絞り、105・・・シャッタ、107・・・撮像素子、109・・・画像処理部、111・・・制御部、111a・・・合成係数演算部、111b・・・消灯判断制御部、111c・・・AE制御部、111d・・・消灯制御部、113・・・撮像制御部、115・・・シャッタ制御部、117・・・絞り制御部、119・・・レンズ制御部、121・・・照明器具制御部、123・・・照明器具、125・・・フラッシュ制御部、127・・・フラッシュ、131・・・記録部、133・・・音声処理部、135・・・マイク、137・・・スピーカ、139・・・表示部、141・・・操作部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被写体を撮像する撮像手段と、
被写体を照明する照明手段と、
画像データを記録する記録手段と、
上記撮像手段により繰り返し撮像動作を行わせて取得した画像データを動画像データとして上記記録手段に記録するように制御するとともに、上記撮像手段による撮像された画像データに基づいて上記照明手段の点灯を制御する制御手段と、
を有し、
上記制御手段は、上記照明手段を点灯させている状態のときに上記撮像手段に被写体を撮像させ、上記照明手段を減光させている状態のときに上記撮像手段に被写体を撮像させ、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データとに基づいて上記照明手段を減光するか否かを判断するとともに、
上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データとを重み付けして合成して画像データを生成し上記記録手段に記録する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項2】
上記制御手段は、上記撮像手段に繰り返し撮像動作を行わせるとともに、上記撮像手段の撮像動作に対応して上記照明手段を点灯と減光を繰り返して、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データとに基づいて上記照明手段を減光するか否かを判断し、減光と判断した回数に応じて上記重み付けを変更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】
上記制御手段は、上記照明手段を点灯させている状態のときに撮像された画像データと、上記照明手段を減光させている状態のときに撮像された画像データの輝度分布の差が所定範囲内であるときに、上記照明手段を減光すると判断することを特徴とする請求項1または2に記載の撮像装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【公開番号】特開2012−249043(P2012−249043A)
【公開日】平成24年12月13日(2012.12.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−118698(P2011−118698)
【出願日】平成23年5月27日(2011.5.27)
【出願人】(504371974)オリンパスイメージング株式会社 (2,647)
【Fターム(参考)】