説明

撮像装置

【課題】適正な露出設定をより容易に得ることが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータに基づいて目標露出値が得られるように露出制御を行う制御部と、ユーザの操作を受け付ける操作部と、を備え、制御部は、目標露出値を得るために第1の撮影パラメータが取り得る範囲である第1の適正範囲を算出し、さらに、目標露出値と、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータとに基づいて第2の撮影パラメータを算出し、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータが第1の適正範囲外であるときに操作部がユーザの操作を受け付けたのに応じて、第1の撮影パラメータを第1の適正範囲内となるように設定する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、被写体を撮像して出力する撮像装置に関し、特にユーザが適切な露出設定をより容易に得ることが可能な撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、絞りおよびシャッタスピードのいずれか一方の露出条件(撮影パラメータ)をユーザがその好みに応じて手動で設定することができ、他方の露出条件を、適正な露出設定を得られるように、撮像装置がユーザにより設定された露出条件に基づき自動的に設定する撮像装置がある(例えば、特許文献1参照)。このような従来の撮像装置は、例えば絞り優先AE(Automatic Exposure:自動露出)モードにおいてユーザが撮影パラメータのひとつである絞り値を設定すると、撮像装置がこの絞り値と被写体の輝度とに応じて適正な露出設定となるようにシャッタスピードを決定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平7−333706号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記の従来の撮像装置では、ユーザが設定する撮影パラメータおよび被写体の条件によっては、撮像装置により自動設定されても、露出が適切な露出範囲外になってしまう場合もある。そのような場合、ユーザは、適正な露出設定が得られるように撮影パラメータを変更するための手間がかかっていた。
【0005】
例えば、絞り優先AEモードにおいて、ユーザが絞り値をF2に設定したとする。このとき被写体の輝度が大きすぎると、シャッタスピードをその従来の撮像装置で設定可能な最も速い値にしたとしても露出オーバーとなってしまうことがある。そのようなとき、ユーザは絞りをどこまで絞れば適正な露出設定となるかを認識し、さらに絞り値を変更するための操作をする必要がある。このように適正な露出設定が得られるように撮影パラメータを変更するための手間がかかってしまうため、シャッタチャンスを逃してしまう可能性があった。
【0006】
本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、適正な露出設定をより容易に得ることが可能な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】
本発明に係る撮像装置は、被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータに基づいて目標露出値が得られるように露出制御を行う制御部と、ユーザの操作を受け付ける操作部と、を備え、制御部は、目標露出値を得るために第1の撮影パラメータが取り得る範囲である第1の適正範囲を算出し、さらに、目標露出値と、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータとに基づいて第2の撮影パラメータを算出し、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータが第1の適正範囲外であるときに操作部がユーザの操作を受け付けたのに応じて、第1の撮影パラメータを第1の適正範囲内となるように設定する。
【発明の効果】
【0008】
本発明の撮像装置によれば、適正な露出設定をより容易に得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】デジタルカメラの構成を示すブロック図
【図2】デジタルカメラにおける、露出制御から露出ガイド表示までの全体的な動作を示すフローチャート
【図3】Ev補正量を説明するための図
【図4】Ev値、Av値およびTv値の関係を示すダイアグラム
【図5】露出制御動作を示すフローチャート
【図6】デジタルカメラの撮影パラメータの設定可能範囲を説明した図
【図7】Aモードにおいて目標Ev値を得るためのAv値の設定可能範囲、およびユーザにより設定されたAv値に対応するTv値を決定する処理を示すフローチャート
【図8】Sモードにおいて目標Ev値を得るためのTv値の設定可能範囲、およびユーザにより設定されたTv値に対応するAv値を決定する処理を示すフローチャート
【図9】適正露出設定動作前後の画面表示の例を示す図
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。
【0011】
I.実施の形態1
以下に説明する実施の形態のデジタルカメラは、ユーザが絞り優先AEモードやシャッタスピード優先AEモードにおいてボタンひとつで絞りやシャッタスピードを変更して適正露出にすることも出来る。これは、なるべく絞り値を開放寄りで写真を撮影したい等、ユーザがどのような写真を撮影したいか決まっている場合に特に有効である。以下、本実施形態のデジタルカメラの構成および動作を詳細に説明する。
【0012】
1.デジタルカメラの構成
図1は、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。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データを生成する。撮像により生成された画像データは前処理部(AFE:Analog Front End)121や画像処理部130において各種の画像処理が施される。画像処理された画像データはフラッシュメモリ160やメモリカード192に記録される。フラッシュメモリ160やメモリカード192に記録された画像データは、操作部180がユーザによる再生を指示する操作を受け付けたときに、表示部(LCD)等の表示部170に再生表示される。
【0013】
光学系110は、フォーカスレンズ111、ズームレンズ112、絞り113およびシャッタ114を含む。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。
【0014】
フォーカスレンズ111は、焦点距離の調節に用いられる。ズームレンズ112は拡大縮小倍率の調節に用いられる。絞り113は、CCDイメージセンサに入射する光量の調節に用いられる。絞り113の設定可能な絞り値の範囲はF4〜F22とする。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。シャッタ114の設定可能なシャッタスピードの範囲は、60秒〜1/4000秒とする。フォーカスレンズ111、ズームレンズ112、絞り113およびシャッタ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(図示せず)により、コントローラ150から送信された制御信号に応じて駆動される。
【0015】
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データを生成する。CCDイメージセンサ120は、一定時間毎(例えば、1/30秒毎)に新しいフレームの画像データを生成する。また、CCDイメージセンサ120は、電子シャッタ動作により露出光量を調節する。なお、CCDイメージセンサ120に代えて、例えばCMOSイメージセンサやNMOSイメージセンサなど、他の撮像素子を用いても良い。
【0016】
前処理部121は、CCDイメージセンサ120で生成された画像データに対して、相関二重サンプリング、ゲイン調整等の所定の処理を実行する。ゲイン調整においては、ISO感度に応じたゲインが設定される。また、前処理部121は、アナログ形式の画像データからデジタル形式の画像データへの変換を行う。その後、前処理部121は画像データを画像処理部130に出力する。
【0017】
画像処理部130は、画像データに対して各種の画像処理を施す。各種の画像処理としては、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、YC変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が含まれるが、これらに限定されるものではない。また、これらの処理の一部を欠いてもよい。画像処理部130は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、これらの処理を行うためのプログラムを実行するマイクロコンピュータ等で構成してもよい。また画像処理部130はコントローラ150等と共に1つの集積回路で構成されてもよい。
【0018】
操作部180は、デジタルカメラ100の外装に備わっているボタンやレバー、ダイヤル等を含み、ユーザによる操作を受け付ける。例えば、レリーズボタンやズームレバー、モードダイヤル、コマンドダイヤル、十字ボタン、電源スイッチ、ファンクションボタン等が操作部180にあたる。ユーザは、ファンクションボタンを押すだけで、現在の露出設定に基づいて適正露出となるように露出設定を変更する適正露出設定動作をデジタルカメラ100に行わせることが出来る。また、レンズ鏡筒に設けられたフォーカスリングおよびズームリング、表示部170に設けられたタッチパネルも操作部180に含まれる。操作部180はユーザによる操作を受け付けると、操作に応じた動作指示信号をコントローラ150に送信する。
【0019】
表示部170は、デジタルカメラ100の背面に備わる。表示部170は、画像処理部130にて処理された画像データに基づく画像を表示する。表示部170が表示する画像には、スルー画像や記録画像がある。表示部170は、CCDイメージセンサ120により一定時間毎に生成される画像をスルー画像として略リアルタイムで表示できる。ユーザは、表示部170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、メモリカード192やフラッシュメモリ160に記録された画像である。表示部170は、ユーザの操作に応じて、メモリカード192やフラッシュメモリ160に記録された画像データに基づく画像を表示する。また表示部170は画像の他、各撮影パラメータを表示することができる。撮影パラメータには、絞り値およびシャッタスピードが含まれるが、ISO感度や露出補正値等を含んでいてもよい。表示部170は、これらの撮影パラメータをスルー画像の上に重畳して表示する。表示部170はこの他、デジタルカメラ100の各種設定条件等を表示可能である。
【0020】
コントローラ150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150は、プログラム等の情報を格納するROM(図示せず)や、プログラム等の情報を処理するCPU(図示せず)等により構成される。ROMは、フォーカス制御や露出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。またROMは、CCDイメージセンサ120が起動した後、最初に撮像を実行するときの絞り値やシャッタスピードに関する撮像初期データ、適正露出を得るための目標輝度値に関するデータ、APEX(Additive System of Photographic Exposure)システムにおける露出値(Ev)と、絞り値(Av)と、シャッタスピード(Tv)との関係を示すダイアグラムの情報等を格納している。なお、APEXシステムにおいては、被写界輝度(Bv)、ISO感度(Sv)も含め、次式が成り立つ。
【0021】
Ev=Av+Tv=Bv+Sv (1)
コントローラ150は、表示部170にメニューを表示させるように制御可能である。ユーザは表示部170に表示されたメニューを見ながら操作部180を操作することにより各種設定を行う。コントローラ150は、ユーザがメニューにより設定した内容を取得する。
【0022】
例えば、コントローラ150は、ユーザが操作部180を操作することにより設定した撮影モードを取得する。撮影モードには、Pモード(プログラムAEモード)、Aモード(絞り優先AEモード)、Sモード(シャッタスピード優先AEモード)、Mモード(マニュアル露出モード)を含むが、他の撮影モードを含んでもよい。なお、本実施の形態では、主にAモードおよびSモードでの動作について説明する。
【0023】
各モードにおいて、撮影パラメータは、ユーザ及び/またはコントローラ150により設定される。ユーザが設定すべき撮影パラメータは、操作部180を介してユーザにより設定され得る。その場合、ユーザ操作により設定されたパラメータを用いて、コントローラ150は残りの撮影パラメータを算出する。コントローラ150は、撮影モードに応じて撮影パラメータを設定する。例えば、Pモードでは、スルー画像の輝度値に応じてコントローラ150が絞り値およびシャッタスピード等を算出する。Aモードでは、ユーザが設定した絞り値を用い、これとスルー画像の輝度値等に応じて、コントローラ150がシャッタスピード等を算出する。Sモードでは、コントローラ150が、ユーザが設定したシャッタスピード、およびスルー画像の輝度値等に応じて、絞り値等を算出する。Mモードでは、すべての撮影パラメータをユーザが設定する。
【0024】
各モードにおいて、ISO感度は、ユーザが操作部180を操作して設定するものとする。コントローラ150は設定されたISO感度に応じて、前処理部121のゲイン制御におけるゲインを設定する。なお本実施の形態では、ISO感度はユーザが設定するものとするが、Pモード、AモードおよびSモードにおいて、コントローラ150がISO感度を制御するようにすることもできる。
【0025】
コントローラ150は、設定された各撮影パラメータに基づいて露出ガイドの画像データを生成し、表示部170に表示させる。
【0026】
コントローラ150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130などと共に1つの集積回路として構成してもよい。また、ROMはコントローラ150の内部構成である必要はなく、コントローラ150の外部に備わったものでもよい。
【0027】
バッファメモリ140は、画像処理部130やコントローラ150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140はDRAM(Dynamic Random Access Memory)などで実現できる。
【0028】
フラッシュメモリ160は、画像データ等を記録するための内部メモリとして機能する。コントローラ150は、画像処理部130で処理される画像データをフラッシュメモリ160またはメモリカード192に記録する。
【0029】
カードスロット191は、メモリカード192を装着するための接続手段である。カードスロット191は、メモリカード192と電気的及び機械的に接続可能である。カードスロット191は、メモリカード192を制御する機能を備えてもよい。
【0030】
メモリカード192は、内部にフラッシュメモリ等の記憶素子を備えた外部メモリである。メモリカード192は、画像処理部130で処理される画像データなどのデータを記録可能である。本実施の形態では、外部メモリの一例としてメモリカードを示すが、光ディスク、HDD等の記録媒体を外部メモリとして使用してもよい。また、デジタルカメラ100の外部と通信するための通信インタフェース(無線または有線)をコントローラ150に接続し、画像データを外部に伝送するように構成してもよい。
【0031】
1−1.用語の対応
CCDイメージセンサ120は撮像部の一例である。コントローラ150は制御部の一例である。デジタルカメラ100は撮像装置の一例である。絞り値及びシャッタスピードは第1及び第2の撮影パラメータの一例である。
【0032】
2.デジタルカメラの動作
以下、デジタルカメラ100の動作について図面を用いて説明する。
【0033】
2−1.動作フロー
最初に、デジタルカメラ100における露出制御についての動作について説明する。以下では、ユーザが撮影モードとしてAモードおよびSモードのいずれかを選択して撮影を行うときの動作について説明する。
【0034】
図2は、撮影モードがAモードおよびSモードのうちいずれかであるときの、露出制御の全体的な動作を示すフローチャートである。まず、ユーザは撮影に先立って、操作部180を操作して撮影モードを設定する。操作部180が撮影モード専用のモードダイヤルまたはボタンを備えていれば、ユーザはモードダイヤルまたはボタンを操作する。専用のモードダイヤルまたはボタンがなければ、ユーザは操作部180のメニューボタンを押してメニューを表示させ、メニュー上で撮影モードを設定する。コントローラ150は、ユーザにより設定された撮影モードを示す情報を取得する(S101)。
【0035】
次に、ユーザは撮影動作としてデジタルカメラ100を被写体に向け、被写体の明るさに応じて操作部180を操作して絞り値やシャッタスピード等の撮影パラメータを設定する。具体的には、撮影モードがAモード(絞り優先AEモード)であれば、ユーザは絞り値を設定し、Sモード(シャッタスピード優先AEモード)であれば、ユーザはシャッタスピードを設定する。ユーザが特に操作をしなければ、絞り値やシャッタスピードは変更されない。コントローラ150は、ユーザにより設定された、絞り値やシャッタスピード等の撮影パラメータを示す情報を取得する(S102)。また、ユーザは必要に応じてズームやフォーカスの調整を行う。このユーザ操作に応じて、コントローラ150は適宜光学系110を制御する。
【0036】
コントローラ150は、各モードに応じて適切な露出制御を行う(S103)。具体的には、Aモード(絞り優先AEモード)では、コントローラ150は、ユーザが設定した絞り値と、スルー画像の輝度値等とに応じてシャッタスピード等を算出する。Sモード(シャッタスピード優先AEモード)では、コントローラ150は、ユーザが設定したシャッタスピードと、スルー画像の輝度値等とに応じて、絞り値等を算出する。またこのとき、ユーザによって操作部180のファンクションボタンが押下されたことを検出すると、これに応じて適正露出設定動作を行う。この露出制御の動作の詳細については後述する。
【0037】
続いて、現在の絞り値およびシャッタスピード等の撮影パラメータの表示を行う(S105)。撮影パラメータとしては、Aモードのときは絞り値を表示し、Sモードのときはシャッタスピードを表示するものとするが、すべての撮影パラメータを表示するようにしてもよい。
【0038】
次に、撮影パラメータの表示を終了すべきか否かを判断する(S107)。終了すべきタイミングとしては、1)ユーザがレリーズボタンを押して撮影を開始したタイミング、2)ユーザが撮影モードをAモードおよびSモード以外に変更したタイミング、等が含まれる。
【0039】
撮影パラメータの表示を終了すべきと判断した場合(S107において“Y”)、露出ガイドの表示を終了(表示部170において非表示)し処理を終了する。一方、撮影パラメータの表示を継続すべきと判断した場合(S107において“N”)、コントローラ150は、ユーザによって撮影モードが変更されたか否かを判断し(S108)、変更された場合(S108において“Y”)は、制御はステップS101へ戻る。一方、変更されていない場合(S108において“N”)は、制御はステップS102に戻る。これらの動作は、CCDイメージセンサ120が被写体を撮像して画像データを出力する期間である、1/30秒毎に行われる。
【0040】
2−2.露出制御動作
2−2−1.露出制御動作全体のフロー
デジタルカメラ100の露出制御動作について、図3、図4および図5を用いて説明する。図3は、目標輝度値と現在の輝度値との差分ΔYに対して決定されるEv補正量を説明するための図である。横軸にΔY、縦軸にEv補正量をとっている。図4は、APEXシステムにおけるEv値、Av値およびTv値の関係を示すダイアグラムである。横軸にTv値、縦軸にAv値をとっている。同図ではTv値と実際のシャッタスピード(秒)との対応、Av値と実際の絞り値(F値)との対応も示している。右上がりの各斜線は同じEv値を示しており、そのEv値を図の上部および右側に示している。なお、図中の太い折れ線は、本デジタルカメラ100に設定されたPモードにおけるプログラムラインを示している。
【0041】
図5は、露出制御動作を示すフローチャートである。コントローラ150は、画像データが生成される1フレーム期間、すなわち1/30秒毎に、このフローチャートに従って、適正な露出が得られるように撮影パラメータを補正する。以下、図5に示すフローを具体的に説明する。
【0042】
コントローラ150は、新しいフレームの画像データが生成される度に、画像データから輝度情報を取得する(S201)。輝度情報の算出方法としては、画像中央部の所定範囲における各画素の平均輝度を輝度情報とする方法(スポット測光)や、画像データ全体を複数のブロックに分割し、各ブロックの平均輝度に基づいて、これらを加重平均して輝度情報とする方法(マルチ測光)等がある。輝度情報の算出方法はユーザがメニューから設定することができる。または、いずれかの算出方法にあらかじめ決めておいてもよい。
【0043】
コントローラ150は、取得した現在の輝度情報の示す値(以下「輝度値」と呼ぶ)がROMに格納されている目標輝度値になるよう、Ev値を制御することにより露出制御を行う。なお、目標輝度値はROMに格納された値を用いるとしたが、デジタルカメラ100が露出補正機能を有する場合、目標輝度値はこの露出補正機能により修正され得る。
【0044】
コントローラ150はまず、現在のEv値を取得する(S202)。現在のEv値は、現在のAv値とTv値により定まる。なお、電源を投入した直後、すなわちCCDイメージセンサ120が画像データ生成を開始する当初のEv値は、ROMに格納されている絞り値およびシャッタスピードに関する初期データに基づいて設定されるものとする。
【0045】
コントローラ150は、目標輝度値と現在の輝度値との差分ΔYを求め(S203)、図3に示す関係に基づいてΔYからEv補正量を求める(S204)。そして現在のEv値とEv補正量とから補正後のEv値(目標Ev値または目標露出値)を算出する(S205)。
【0046】
コントローラ150は、図4のダイアグラムを参照して、補正後のEv値(目標Ev値)を得るためのAv値およびTv値、すなわち絞り値およびシャッタスピードを決定する(S206)。AモードおよびSモードの各々におけるAv値およびTv値の決定方法の詳細については後述する。
【0047】
なお、Pモードにおいては、ダイアグラム上のプログラムラインに従って露出制御を行う。具体的には、コントローラ150が決定した補正後のEv値のラインとプログラムラインとの交点からAv値およびTv値を求める。例えば、現在のEv値が13であれば、プログラム線図に従えばAv値は7、Tv値は6である。そして、目標輝度値と現在の輝度値との差分ΔYに基づいて算出したEv補正量が−2であれば、補正後のEv値(目標Ev値)は11(=13−2)となる。よって、その補正後のEv値を得るために、Av値を6、Tv値を5に補正すればよいことがわかる。
【0048】
決定した補正後のEv値に対してAv値およびTv値を決定する際には、Ev値から絞り値とシャッタスピードの組み合わせを見つけるためのダイアグラムを参照し、デジタルカメラ100が取り得る撮影パラメータの範囲内で目標Ev値が得られるパラメータの組み合わせの中からひとつを選択すればよい。デジタルカメラ100が取り得る撮影パラメータの範囲すなわち撮影パラメータの設定可能範囲としては、絞り値がF4〜F22、シャッタスピードが60秒〜1/4000秒の範囲であり、すなわち、Av値が4〜9、Tv値が−6〜12の範囲である。これらの設定可能範囲に関する情報はROMに格納されており、コントローラ150はこれらの情報を適宜ROMより読み出して使用する。
【0049】
図6は、ISO感度がISO100の場合の、デジタルカメラ100の撮影パラメータの設定可能範囲(以下「カメラ設定可能範囲」と呼ぶ)をダイアグラム上に網掛けで示した図である。同図より、デジタルカメラ100において、ISO感度がISO100の場合、絞り値の設定可能範囲は、F4〜F22(Av値で4〜9)であり、シャッタスピードの設定可能範囲は1/4000〜60秒(Tv値で12〜−6)である。このような設定可能範囲は、デジタルカメラ100を構成するハードウェア要素の光学的または機械的な性能により定まる。
【0050】
コントローラ150は、以上のようにして決定したパラメータに従って、絞り113、シャッタ114、CCDイメージセンサ120を駆動するための信号をそれぞれの駆動部(図示せず)に送信する。以上のようにして決定した適正露出が得られる撮影パラメータがカメラ設定可能範囲内にあれば、その撮影パラメータに従った動作を1フレーム期間毎に行うことにより画像データの輝度値が目標輝度値となり、適正露出となるように露出設定がなされる。
【0051】
以下、AモードおよびSモードの各モードにおけるAv値およびTv値の決定方法について詳細に説明する。
【0052】
2−2−2.AモードにおけるTv値等のパラメータの決定
最初に、Aモード(絞り優先AEモード)におけるAv値の設定可能範囲およびTv値の決定方法について説明する。
【0053】
図7は、Aモードにおいて目標Ev値を得るためのAv値の設定可能範囲、および設定されたAv値に対応するTv値を決定する処理を示すフローチャートである。Aモードにおいては、Av値はユーザが設定した値に固定されるので、コントローラ150はTv値を決定する。また、コントローラ150は、ユーザの設定とは関係なく、目標Ev値を得るために設定可能なAv値の範囲についても決定する。以下では、具体例として目標Ev値が13であり、ユーザが設定した絞り値がF5.6(Av値が5)であるものとして説明する。
【0054】
まずコントローラ150は、図6のダイアグラムから目標Ev値に対応するAv値及びTv値それぞれの設定可能範囲を求める(S301)。Av値およびTv値の設定可能範囲は、図6において網掛け部分であるので、網掛けの領域内で目標Ev値が得られるAv値およびTv値の取り得る範囲(上限値、下限値)を求めればよい。Av値の上限値をAvmax、下限値をAvmin、Tv値の上限値をTvmax、下限値をTvminとすると、Ev値が13のとき、図6から、Avmin=4(このときTvmax=9)、Avmax=9(このときTvmin=4)であることがわかる。なお、Av値およびTv値の設定可能範囲を求めることは、Av値およびTv値の設定不可能な範囲を求めることに等しいことは言うまでもない。
【0055】
次に、現在ユーザによって設定されている絞り値に対応するAv値が設定可能範囲内、すなわち、Avmin以上かつAvmax以下の範囲内にあるかどうかを判断する(S302)。この範囲内であれば(S302において“Y”)、図6のダイアグラムから、目標Ev値およびユーザにより設定されたAv値の組み合わせに対応するTv値を求め(S303)、処理を終了する。
【0056】
一方、現在ユーザによって設定されている絞り値に対応するAv値が設定可能範囲外であれば(S302において“N”)、ユーザが設定したAv値を用いたときに、カメラ設定可能範囲内で最も目標Ev値に近いEv値が得られるTv値を求める(S304)。
【0057】
また、このときにユーザが操作部180により、ファンクションボタンを操作しているか判断する(S305)。このボタン操作が行われていない場合には(S305において“N”)、処理を終了する。このボタン操作が行われた場合は(S305において“Y”)、コントローラ150が適正露出設定動作として、目標Ev値とS304で取得したTv値を満たす値にAv値を変更し(S306)、処理を終了する。ステップS306の処理の詳細については後述する。
【0058】
本例の場合、Avmin=4、Avmax=9であり、ユーザが設定した絞り値はAv値として5であり、これは範囲内であるので、コントローラ150はダイアグラムから、Ev値が13及びAv値が5の組み合わせに対応するTv値として8を取得する。
【0059】
以上の処理により、Aモードにおいて、目標Ev値(=13)を得るための、Av値の設定可能範囲(Avmax=9、Avmin=4)、及び設定されたAv値に対応するTv値(=8)が求まる。
【0060】
2−2−3.SモードにおけるAv値等のパラメータの決定
次に、Sモード(シャッタスピード優先AEモード)におけるTv値の設定可能範囲およびAv値の決定方法について説明する。
【0061】
図8は、Sモードにおいて目標Ev値を得るためのTv値の設定可能範囲、および設定されたTv値に対応するAv値を決定する処理を示すフローチャートである。Sモードにおいては、Tv値はユーザが設定した値に固定されるので、コントローラ150はAv値を決定する。また、コントローラ150は、ユーザの設定とは関係なく、目標Ev値を得るために設定可能なTv値の範囲についても決定する。以下では、具体例として目標Ev値が13であり、ユーザが設定したシャッタスピードが1/2000秒(Tv値が11)であるものとして説明する。
【0062】
まずコントローラ150は、図6のダイアグラムから目標Ev値に対応するAv値及びTv値それぞれの設定可能範囲(上限値、下限値)を求める(S401)。Av値の上限値をAvmax、下限値をAvmin、Tv値の上限値をTvmax、下限値をTvminとすると、Ev値が13のとき、Avmin=4(このときTvmax=9)、Avmax=9(このときTvmin=4)であることがわかる。
【0063】
次に、現在ユーザによって設定されているシャッタスピードに対応するTv値が設定可能範囲内に、すなわち、Tvmin以上かつTvmax以下の範囲内にあるかどうかを判断する(S402)。この範囲内であれば(S402において“Y”)、図6のダイアグラムから、目標Ev値およびユーザにより設定されたTv値の組み合わせに対応するAv値を求め(S403)、処理を終了する。
【0064】
一方、現在ユーザによって設定されているシャッタスピードに対応するTv値が設定可能範囲外であれば(S402において“N”)、ユーザが設定したTv値を用いたときの、カメラ設定可能範囲内で最も目標Ev値に近いEv値が得られるAv値を求め(S404)、処理を終了する。
【0065】
また、このときにユーザが操作部180により、ファンクションボタンを操作しているか判断する(S405)。このボタン操作が行われていない場合には(S405において“N”)、処理を終了する。このボタン操作が行われた場合は(S405において“Y”)、コントローラ150が適正露出設定動作として、目標Ev値とS404で取得したAv値を満たす値にTv値を変更し(S406)、処理を終了する。ステップS406の処理の詳細については後述する。
【0066】
例えば、本例では、Tv値の設定可能範囲は4から9であり、ユーザが設定したシャッタスピードに対応するTv値は11であるため、ユーザが設定したTv値は設定可能範囲外である。よって、ファンクションボタンが押下されない場合、コントローラ150は、図6のダイアグラムから、Tv値を11として、Ev値が最も目標Ev値である13に近くなる、カメラ設定可能範囲内のAv値である4を選択する。なお、このときのEv値は15となり、目標Ev値である13よりも大きくなる。これはすなわち、ユーザが設定したシャッタスピードでは適正露出は得られず、得られるEv値は目標Ev値よりも大きな値となるため、露出アンダーとなることを意味する。なお、得られるEv値が目標Ev値よりも小さいときは、露出オーバーであることを意味する。
【0067】
以上の処理により、Sモードにおいて、目標Ev値(=13)を得るための、Tv値の設定可能範囲(Tvmax=9、Tvmin=4)、及び設定されたTv値に対応するAv値(=4)が求まる。
【0068】
2−3.適正露出設定動作
適正露出設定動作は、設定されているモードに従って、ユーザがファンクションボタンを押すと、コントローラ150が適正露出になるように撮影パラメータを変更する。変更する撮影パラメータは、本来そのモードでマニュアル設定されるべき撮影パラメータである。変更される撮影パラメータはEv(目標Ev値)=Av+Tvを満たすようにその値が変更される。
【0069】
具体的には、ユーザによる設定によって適正露出が得られていない状態(ステップS302において“N”、またはステップS402において“N”となる状態)において、ユーザが操作部180のファンクションボタンを操作したとする。すると、コントローラ150は適正露出設定動作にしたがって、撮影モードがAモード(絞り優先AEモード)であれば絞り値を、撮影モードがSモード(シャッタスピード優先AEモード)であればシャッタスピードを、変更する。
【0070】
以下、AモードおよびSモードの各モードにおける、ファンクションボタンを操作したときの適正露出設定動作を詳細に説明する。
【0071】
2−3−1.Aモードにおける適正露出設定動作
最初に絞り値が適正露出が得られる範囲よりも小さい値に設定されている場合を説明する。
【0072】
撮影モードがAモード(絞り優先AEモード)で、目標Ev値が17であり、ユーザが設定している絞り値がF4(Av値が4)とする。目標Ev値の17に対応するAvmaxは9、Avminは5である。また、対応するTvmaxは12、Tvminは8である。したがって、ユーザが設定したAv値である4は、この範囲よりも小さな値となる。そこでまず、コントローラ150は図6のダイアグラムから、現在のEv値が目標Ev値に最も近くなるようなTv値(Tv値が12)を取得する(S304)。この時には、得られるEv値(=16)が目標Ev値(=17)より小さいため、露出オーバーとなる。その時にコントローラ150はファンクションボタンが押されていることを検出した場合、Av値を目標Ev値と上記で取得したTv値の双方を満たすAv値(Av値が5)に変更する。
【0073】
上記の処理により、Av値が5、Tv値が12となり、得られるEv値(=17)と目標Ev値(=17)が等しくなり適正露出となる。
【0074】
図9はファンクションボタンを押す前(適正露出設定動作前)と押した後(適正露出設定動作後)の画面表示について示したものである。図9は、一例としてAモードにおける表示を示している。表示部170は、現在の撮影モードを示すアイコン801と、現在の撮影パラメータ802をスルー画像に重畳して表示する。
【0075】
図9(a)は、ファンクションボタンを押す前、すなわち上記絞り値がF4(Av値が4)の適正露出でない場合を示している。ここで、ユーザがファンクションボタンを押すと、コントローラ150が絞り値をF5.6(Av値が5)に変更し、図9(b)の表示となる。
【0076】
次に絞り値が適正露出が得られる範囲よりも大きい値に設定されている場合を説明する。
【0077】
撮影モードがAモード(絞り優先AEモード)で、目標Ev値が2であり、ユーザが設定している絞り値がF22(Av値が9)とする。目標Ev値の2に対応するAvmaxは8、Avminは4である。また、対応するTvmaxは−2、Tvminは−6である。したがって、ユーザが設定したAv値である9は、この範囲よりも大きな値となる。そこでまず、コントローラ150は図6のダイアグラムから、現在のEv値が目標Ev値に最も近くなるようなTv値(Tv値が−6)を取得する(S304)。この時には、得られるEv値(=3)が目標Ev値(=2)より大きいため、露出アンダーとなる。その時にそこでコントローラ150はファンクションボタンが押されていることを検出した場合、Av値を目標Ev値と上記で取得したTv値を満たすAv値(Av値が8)に変更する。
【0078】
上記の処理により、Av値が8、Tv値が−6となり、得られるEv値(=2)と目標Ev値(=2)が等しくなり適正露出となる。
【0079】
2−3−2.Sモードにおける適正露出設定動作
最初にシャッタスピードが適正露出が得られる範囲よりも速い値に設定されている場合を説明する。
【0080】
撮影モードがSモード(シャッタスピード優先AEモード)で、目標Ev値が14であり、ユーザが設定しているシャッタスピードが1/4000(Tv値が12)とする。目標Ev値の14に対応するAvmaxは9、Avminは4である。また、対応するTvmaxは10、Tvminは5である。したがって、ユーザが設定したTv値である12は、この範囲よりも大きい値となる。そこでまず、コントローラ150は図6のダイアグラムから現在のEv値が目標Ev値に最も近くなるようなAv値(Av値が4)を取得する(S404)。この時には、得られるEv値(=16)が目標Ev値(=14)より大きいため、露出アンダーとなる。その時にコントローラ150はファンクションボタンが押されていることを検出した場合、Tv値を目標Ev値と上記で取得したAv値を満たすTv値(Tv値が10)に変更する。
【0081】
上記の処理により、Tv値が10、Av値が4となり、得られるEv値(=14)と目標Ev値(=14)が等しくなり適正露出となる。
【0082】
次にシャッタスピードが適正露出が得られる範囲よりも遅い値に設定されている場合を説明する。
【0083】
撮影モードがSモード(シャッタスピード優先AEモード)で、目標Ev値が14であり、ユーザが設定しているシャッタスピードが4(Tv値が−2)とする。目標Ev値の14に対応するAvmaxは9、Avminは4である。また、対応するTvmaxは10、Tvminは5である。したがって、ユーザが設定したTv値である−2は、この範囲よりも小さい値となる。そこでまず、コントローラ150は図6のダイアグラムから現在のEv値が目標Ev値に最も近くなるようなAv値(Av値が9)を取得する(S404)。この時には、得られるEv値(=7)が目標Ev値(=14)より小さいため、露出オーバーとなる。その時にコントローラ150はファンクションボタンが押されていることを検出した場合は、Tv値を目標Ev値と上記で取得したAv値を満たすTv値(Tv値が5)に変更する。
【0084】
上記の処理により、Tv値が5、Av値が9となり、得られるEv値(=14)と目標Ev値(=14)が等しくなり適正露出となる。
【0085】
また、上記具体例のように、目標Ev値が同じ14であっても、ユーザが設定した撮影パラメータ(シャッタスピード)によって適正露出設定動作の結果は異なる。この動作は、結果的にユーザが設定した撮影パラメータの変更が最小限となるような動作となっている。したがって、適正露出設定動作により、適正露出が得られる設定範囲のうち、ユーザが意図した設定にできるだけ近い撮影パラメータを得ることができる。
【0086】
3.まとめ
以上のように、本実施形態のデジタルカメラ100は、被写体像を撮像して画像データを生成するCCD120と、画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータ(例えば、絞り値及びシャッタスピードの一方)の値に基づいて目標Ev値が得られるように露出制御を行うコントローラ150と、ユーザの操作を受け付ける操作部180(ファンクションボタン)とを備える。コントローラ150は、目標Ev値を得るために第1の撮影パラメータが取り得る範囲である第1の適正範囲を算出し、さらに、目標Ev値と、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータの値とに基づいて第2の撮影パラメータ(例えば、絞り値及びシャッタスピードの他方)の値を算出する。コントローラ150は、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータが第1の適正範囲外であるときに操作部180(ファンクションボタン)がユーザの操作を受け付けたのに応じて、第1の撮影パラメータを第1の適正範囲内となるように設定する。
【0087】
以上の構成により、絞り値やシャッタスピードに代表される、露出を決定する撮影パラメータの設定状態が、ユーザが設定する第1の撮影パラメータにより適正露出が得られるパラメータの範囲外となっている場合であっても、ユーザの操作に基づいて、コントローラ150が第1のパラメータを、適正露出が得られる値に設定する。これにより、ユーザは適正な露出設定をより容易に得ることが可能となり、適正な露出設定を素早く行うことができる。
【0088】
II.他の実施形態
実施の形態1のデジタルカメラ100は、操作部180のファンクションボタンが押下されたことを検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うものとした。しかし、ユーザが適正露出設定動作を指示するための操作部180はこれに限らず、例えば表示部170にアイコンを表示し、ユーザがこのアイコンにタッチしたことをタッチパネルで検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うようにしてもよい。また、適正露出設定動作の機能を任意のボタンに割り当て可能としてもよい。
【0089】
実施の形態1のデジタルカメラ100は、操作部180のファンクションボタンが押下されたことを検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うものとした。しかし、一度ファンクションボタンが押下されて適正露出設定動作が行われた後に、連続して(他の操作を行わずに)ファンクションボタンが押下されたことを検出したら、コントローラ150が撮影パラメータを適正露出設定動作前の状態に戻す、いわゆる「アンドゥ」や「元に戻す」動作を行うようにしてもよい。また、一度ファンクションボタンが押下されて適正露出設定動作が行われた後に、露出設定に変更(変化)がないうちにファンクションボタンが押下されたことを検出したら、「アンドゥ」や「元に戻す」動作を行うようにしてもよい。
【0090】
実施の形態1のデジタルカメラ100は、操作部180のファンクションボタンが押下されたことを検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うものとした。しかし、次のようにしてもよい。すなわち、操作部180のレリーズボタンが押下(全押しまたは半押し)されたときに、撮影に先立って適正露出設定動作を行うようにしてもよい。このようにすることで、撮影前にファンクションボタンを押さずとも、レリーズボタンを押すだけで適正露出設定動作が行われた後に撮影動作が行われるため、ユーザによる操作がより簡単になる。この場合、レリーズボタンを押したときに撮影に先立って適正露出設定動作を行うかどうかをメニュー等で設定できるようにすることが望ましい。この場合の動作がPモード等と異なる点は次の通りである。Pモードではデジタルカメラ100が露出設定のすべてを行うのに対し、AモードやSモードにおいて適正露出設定動作を行う場合は、ユーザがあらかじめ行った露出設定がある程度反映される点である。例えば、Aモードにおいてユーザが絞りを開放にして露出オーバーとなっているようなときにも、ユーザがレリーズボタンを押したときには、適正露出が得られる範囲でできるだけ絞りが開放に近くなるように絞り値が変更されるため、ユーザの意図がある程度反映された設定が得られる。
【0091】
また、実施の形態1では、露出補正について特に言及していないが、デジタルカメラ100は露出補正機能を有していても良い。露出補正機能によれば、ユーザが操作部180を操作して露出補正値を設定した場合、その設定値に応じて目標輝度値が補正される。具体的には、露出補正値が正の値に設定された場合(すなわち、最終的に得られる画像データがより明るくなるように設定された場合)、その設定値の絶対値に応じて目標輝度値を高く補正する。逆に、露出補正値が負の値に設定された場合(すなわち、最終的に得られる画像データがより暗くなるように設定された場合)、その設定値の絶対値に応じて目標輝度値を低く補正する。他の動作については実施の形態1と同様である。
【0092】
また、実施の形態1のデジタルカメラ100はISO感度をユーザの設定した値で固定していたが、露出制御において、ISO感度を制御するようにしてもよい。例えば、ISO感度を1段階上げることにより、目標Ev値を1大きくすることができる。したがって、例えば現在のEv値が13、目標Ev値が12、ISO感度が100である場合は、Av値およびTv値を変更せずにISO感度を1段階上げて200とすれば、目標Ev値が13となって適正露出とすることができる。しかしながら、ユーザが設定する撮影パラメータによっては設定可能なISO感度の範囲では適正露出が得られない場合がある。そのようなときにファンクションボタンが押された場合、ISO感度は現在の値のままで上記説明したような適正露出設定動作を行うことができる。
【0093】
また、実施の形態1において、設定可能な絞り値の範囲をF4〜F22とし、設定可能なシャッタスピードの範囲を60秒〜1/4000秒としたが、これは一例であり、設定可能な範囲はこれらに限らず、どのような範囲が設定可能であっても構わない。
【0094】
実施の形態1では、レンズがカメラ本体内に組み込まれた一体型のデジタルカメラについて説明したが、カメラ本体に対してレンズを着脱することができる交換レンズ式のデジタルカメラであっても、実施の形態1の思想は同様に適用できる。
【産業上の利用可能性】
【0095】
本発明によれば、適正な露出設定をより容易に得ることが可能である。このため、適正な露出設定を素早く行うことができる。よって、本発明は、ユーザによる露出設定を行う機能を有するデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に有用である。
【符号の説明】
【0096】
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 前処理部(AFE)
130 画像処理部
150 コントローラ
160 フラッシュメモリ
170 表示部
180 操作部

【特許請求の範囲】
【請求項1】
被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
前記画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第1の撮影パラメータに基づいて前記目標露出値が得られるように露出制御を行う制御部と、
前記ユーザの操作を受け付ける操作部と、
を備え、
前記制御部は、前記目標露出値を得るために第1の撮影パラメータが取り得る範囲である第1の適正範囲を算出し、さらに、前記目標露出値と、前記ユーザにより設定された第1の撮影パラメータとに基づいて第2の撮影パラメータを算出し、前記ユーザにより設定された第1の撮影パラメータが前記第1の適正範囲外であるときに前記操作部がユーザの操作を受け付けたのに応じて、前記第1の撮影パラメータを前記第1の適正範囲内となるように設定する、
撮像装置。
【請求項2】
前記第1の撮影パラメータは絞り値及びシャッタスピードのいずれか一方であり、前記第2の撮影パラメータは絞り値及びシャッタスピードの他方である、請求項1記載の撮像装置。
【請求項3】
前記制御手段は、前記ユーザにより設定された第1の撮影パラメータが前記第1の適正範囲外であるときに、前記ユーザにより設定された第1の撮影パラメータおよび前記第2の撮影パラメータにより決まる露出値が目標露出値に最も近くなるように、前記第2の撮影パラメータを算出する、請求項2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7】
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【図8】
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【図9】
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【図6】
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【公開番号】特開2013−88446(P2013−88446A)
【公開日】平成25年5月13日(2013.5.13)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−225593(P2011−225593)
【出願日】平成23年10月13日(2011.10.13)
【出願人】(000005821)パナソニック株式会社 (73,050)
【Fターム(参考)】