(57)【要約】【課題】  低消費電力でＡＦ補助光を発光し、確実にピント合わせを行う。【解決手段】  デジタルカメラ１０の前面には、反射部材２０が着脱自在に取り付けられる。ＡＦ補助光を用いた撮影では、反射部材２０をカメラから取り外し、カメラと対面する被写体７１前面に取り付けて使用する。ＡＦ発光部１４のＬＥＤから発光されたＡＦ補助光Ｌ１は反射部材２０で反射され、その反射光がＣＣＤイメージセンサの光電面に結像すると、コントラストがある被写体像が撮像される。コントラストがある被写体の画像データが得られることで、総合評価値のピークが検出可能になり、ピント調節を確実に行うことができる。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けてフォーカス補助光を投光してその反射光を被写体像とともに撮像手段で撮像し、撮像手段からの画像信号に基づいて算出されるＡＦ評価値を監視しながらフォーカスレンズを移動してピント合わせを行うデジタルカメラにおいて、
フォーカス補助光を反射し、被写体に装着または被写体の近傍に設置可能な支持手段を有する反射部材をカメラボディに着脱自在に設けたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
撮影して得られた被写体の画像信号の中から前記反射部材からの反射光による画像信号を抽出し、その輝度レベルが所定レベル以上であるときには、その輝度レベルを略前記所定レベル分低下させる画像処理を行うことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
撮影して得られた被写体の画像信号の中から前記反射部材からの反射光による画像信号を抽出し、その輝度レベルが所定レベル以上であるときには、その画像信号を除去するとともに除去した画像信号に相当するエリアの画像をその周囲の画像信号に基づいて補完する画像処理を行うことを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
【請求項４】
ストロボ撮影が行われたことに応答して前記画像処理が行われることを特徴とする請求項２または３記載のデジタルカメラ。
【請求項５】
抽出された画像信号に相当するエリアが所定の広さ以上であるときには、前記画像処理を実行しないことを特徴とする請求項２〜４のいずれか記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＡＦ補助光を投光して被写体像を撮像し、この撮像によって得られたＡＦ評価値に応じてフォーカスレンズを移動することにより、ピント合わせを行うデジタルカメラに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像光学系によって結像された被写体像をＣＣＤイメージセンサなどの撮像手段で撮像し、ＣＣＤイメージセンサから出力されたアナログ信号からデジタルの画像データを生成してメモリに記録するデジタルスチルカメラが普及している。銀塩フイルムを使用する写真カメラと同様に、現在販売されているデジタルスチルカメラのほとんどには、ピント合わせを自動で行うオートフォーカス（ＡＦ）機構が備えられている。
【０００３】
デジタルスチルカメラのＡＦ機構には、コントラスト検出方式が用いられる。コントラスト検出方式では、例えば、図１０に示すように、ＣＣＤイメージセンサから得られた画像データの示す画面１０１が、１〜６４の６４エリアに区分され、各エリア毎の高周波成分の積分値（ＡＦ評価値）が算出される。このＡＦ評価値の算出は、フォーカスレンズを予め設定されたサーチ幅の範囲内で移動させる毎に行われる。ＡＦ評価値は、その値が高いほど、シャープ（高コントラスト）な画像、すなわち、合焦度の高い画像（ピントの合った画像）を示している。フォーカスレンズの位置と、全エリアのＡＦ評価値を合計した総合評価値との関係は、例えば、図１１に示すように、山型の波形として得られる。この場合、山型（総合評価値）のピークの位置にフォーカスレンズを移動させることにより、ピント合わせが行われる。
【０００４】
ストロボ撮影を行う夜景などの撮影シーンでは、コントラストがあまりない被写体像が撮像され、この撮像によって得られた画像データがＡＦ評価値算出用として使用される。この場合、総合評価値のピークが検出されず、ピントが正確に合わせられない。そこで、特許文献１では、被写体に向けてＡＦ補助光を間歇発光させながら、コントラストがある被写体像を撮像してＡＦ評価値算出用の画像データを取得し、総合評価値のピークを発生させるようにしたデジタルカメラが提案されている。このデジタルカメラによれば、ストロボ光がＡＦ補助光として利用される。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１９９０３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述のように、ＡＦ評価値算出用の画像データを取得するために、消費電力が大きいストロボ発光を行うのでは、消費電力が嵩み、短時間でバッテリー不足に陥ることが懸念される。
【０００７】
本発明は、低消費電力でＡＦ補助光を発光し、確実にピント合わせを行うことができるデジタルカメラ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】
【０００８】
本発明のデジタルカメラは、被写体に向けてフォーカス補助光を投光してその反射光を被写体像とともに撮像手段で撮像し、撮像手段からの画像信号に基づいて算出されるＡＦ評価値を監視しながらフォーカスレンズを移動してピント合わせを行うカメラであり、フォーカス補助光を反射し、被写体に装着または被写体の近傍に設置可能な支持手段を有する反射部材をカメラボディに着脱自在に設けたことを特徴とする。
【０００９】
撮影して得られた被写体の画像信号の中から反射部材からの反射光による画像信号を抽出し、その輝度レベルが所定レベル以上であるときには、その輝度レベルを略所定レベル分低下させる画像処理を行ったり、その画像信号を除去するとともに除去した画像信号に相当するエリアの画像をその周囲の画像信号に基づいて補完する画像処理を行うことが好ましい。画像処理は、ストロボ撮影が行われたことに応答して行われ、また、抽出された画像信号に相当するエリアが所定の広さ以上であるときには実行しないようにしても良い。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、反射部材を被写体に装着または被写体の近傍に設置し、フォーカス補助光を反射させるようにしたから、低消費電力でフォーカス補助光を発光して確実にピント合わせを行うことができる。また、反射部材に、支持部材を設けるとともに、カメラボディに着脱自在に設けたから、被写体への設置が容易であり、携帯が便利である。
【００１１】
さらに、輝度レベルが所定レベル以上である被写体の画像信号に対して補正処理を行うようにしたから、反射部材からの反射光による高輝度エリアを違和感なく目立たなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１に示すように、本発明を実施したデジタルカメラ１０の前面には、撮影レンズ１１が組み込まれたレンズ鏡筒１２、ストロボ光を発光するストロボ発光部１３、オートフォーカス（ＡＦ）補助光を発光するＡＦ発光部１４などが設けられている。レンズ鏡筒１２は、デジタルカメラ１０の電源がオフの時にカメラ本体内に沈胴し、電源がオンされると、カメラ本体内から前方へ繰り出される。レンズ鏡筒１２の背後には、撮像手段であるＣＣＤイメージセンサが配置されている。
【００１３】
また、デジタルカメラ１０の前面には、正五角形状の凹部１９が形成されており、この凹部１９に隣接する直下の位置には、爪２３ａを有する押圧部材２３が組み込まれている。凹部１９には、ＡＦ補助光用の反射部材２０が着脱自在に取り付けられる。押圧部材２３は上方向へ向かって付勢されており、爪２３ａを上下方向に押圧操作することで、反射部材２０がカメラ本体に対して着脱される。
【００１４】
デジタルカメラ１０の側面には、メモリーカード１５がセットされるスロット１６が設けられている。また、上面には、２段押圧式のレリーズボタン１７と、このレリーズボタン１７の外周を囲むようにドーナツ形状をした撮影モード選択ダイヤル１８とが設けられている。レリーズボタン１７が軽く押圧（半押し）されて１段目がオンすると、撮影レンズ１１の合焦位置、露出条件が確定され、ストロボ充電などの撮像準備処理が行われる。この撮像準備処理に次いで、レリーズボタン１７がさらに深く押し込まれて（全押しされて）２段目がオンすると、ＣＣＤイメージセンサから得られた画像信号から生成された被写体の画像データを記録する撮像処理が実行される。
【００１５】
撮影モード選択ダイヤル１８は、撮影シーンに応じて複数の撮影モードを選択できる。複数の撮影モードには、複数の撮影シーンに対応可能な標準撮影モード、人物撮影に適したポートレートモード、風景撮影に適した風景撮影モード、夜景撮影に適した夜景モードなどがある。これら各撮影モードでは、各モード毎に予め設定された撮影条件に基づいて撮影が行われる。
【００１６】
図２に示すように、デジタルカメラ１０の背面には、操作部２５、ファインダ接眼部２６、ＬＣＤ２７などが設けられている。操作部２５は、電源ボタン２４、モードレバー２８、汎用キー２９ａ〜２９ｄ、メニューボタン３０からなる。モードレバー２８は、画像を撮影する撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ２７に再生表示する再生モード、各種設定を行うセットアップモードの各種の動作モードを切り替える。
【００１７】
ＬＣＤ２７は、再生モードの際に、再生画像を表示する他、撮影モードの際には、被写体確認用のスルー画を表示して電子ビューファインダとしても機能する。また、セットアップモードでは、各種設定を行う設定画面を表示する。汎用キー２９ａ〜２９ｄは、設定画面内のカーソルを移動して設定項目の選択に使用される。
【００１８】
メニューボタン３０では、撮影シーンに応じて複数の撮影条件を設定できる。複数の撮影条件には、撮影状況に合わせてストロボ発光の形態を選択するストロボ設定、中央重点モードやマルチエリアモードなどのＡＦの方法を選択するＡＦ方法設定、ＡＦ補助光のオン／オフを設定するＡＦ補助光設定などがある。
【００１９】
デジタルカメラ１０の電気的構成を示す図３において、ＣＰＵ４１は、レリーズボタン１７、撮影モード選択ダイヤル１８及び操作部２５から入力される操作信号に応じて、デジタルカメラ１０の本体各部を制御する。ＲＯＭ４１ａには、ＣＰＵ４１によって実行される制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ４１ｂは、ＣＰＵ４１が制御プログラムを実行する際の作業用メモリである。
【００２０】
撮影レンズ１１は、ズームレンズ４２、フォーカスレンズ４３から構成される。ズームレンズ４２とフォーカスレンズ４３との間には、絞り４４が配置されている。ズームレンズ４２及びフォーカスレンズ４３は、ドライバ回路を備えたズームモータ４５及びフォーカスモータ４６によって光軸方向に沿って移動される。絞り４４は、ドライバ回路を備えたアクチュエータ４７によって駆動される。
【００２１】
フォーカスレンズ４３の背後には、撮像素子としてＣＣＤイメージセンサ４８が配置されている。ＣＣＤイメージセンサ４８は、周知のように、多数の受光素子をマトリックス状に配列した光電面を備えており、撮影レンズを通過し、この光電面に結像した被写体光を光電変換する。
【００２２】
ＣＣＤイメージセンサ４８は、ＣＣＤドライバ４９から供給される垂直転送クロック及び水平転送クロックに同期して、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな画像信号として出力する。各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＣＣＤドライバ４９から与えられる電子シャッタ駆動信号により決められる。
【００２３】
ＣＣＤイメージセンサ４８から出力された画像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）５０によってノイズが除去されるとともに、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）５０によってゲインが自動調節された後、Ａ／Ｄコンバータ５１に入力される。Ａ／Ｄコンバータ５１は、入力された画像信号をデジタル変換して画像データを生成し、これを順次に画像処理回路５２に入力する。
【００２４】
画像処理回路５２は、入力された画像データに対して、マトリックス演算処理、ホワイトバランス調節、ガンマ補正などの各種画像処理を施す。画像処理済みの画像データは、フレームメモリ５３に一時的に記憶される。
【００２５】
フレームメモリ５３は、画像データに対して各種処理を施す際に使用する作業用メモリである。フレームメモリ５３は、データバス５４を介して、ＣＰＵ４１と各種処理回路と接続されている。撮影モードでは、フレームメモリ５３に記憶された画像データがＬＣＤ２７にスルー画として表示される。また、レリーズボタン１７の全押し操作によって撮像処理が実行されると、フレームメモリ５３の記憶画像データが圧縮伸張回路５５へ送られる。
【００２６】
圧縮伸張回路５５は、画像データに対して圧縮処理を施し、これをメディアコントローラ５６へ出力する。メディアコントローラ５６は、圧縮された画像ファイルをメモリーカード１５へ書き込む。再生モードでは、メディアコントローラ５６がメモリーカード１５から画像ファイルを読み出した後、圧縮伸張回路５５によって伸張処理が施され、ＬＣＤ２７へ出力される。
【００２７】
ストロボ装置６２は、ストロボ発光部１３と、メインコンデンサ（図示せず）、トリガー回路を含む回路基板（図示せず）とからなる。ストロボ装置６２は、レリーズボタン１７の全押し操作に応答して、選択されたモードに応じたストロボ光を被写体に向けて発光する。
【００２８】
ＡＥ回路６１は、フレームメモリ５３に記憶された画像データに基づいて被写体輝度を測定し、この測光値から、絞り値、露出時間、ストロボを発光させるか否かの露出条件を演算により求める。オートホワイトバランス（ＡＷＢ）回路６１は、撮像時のホワイトバランスを自動調整する。
【００２９】
ＡＦ回路５８は、フレームメモリ５３に記憶された画像データに基づいて焦点距離を検出する。焦点距離の検出方法（ＡＦ方法）として、マルチエリアモードを選択した場合を例に説明する。ＲＯＭ４１ａには、フォーカスレンズ４３の移動幅を示すサーチ幅が記憶されている。ＣＰＵ４１によってフォーカスレンズ４３がサーチ幅の範囲内で移動されると同時に、ＡＦ回路５８は、各ステップにおいて、フレームメモリ５３の記憶画像データを複数エリアに区分けして各エリア毎のＡＦ評価値を算出する。フォーカスレンズ４３のステップ位置と、各エリアのＡＦ評価値とは関連付けされ、ＡＦ回路５８内に設けられたＥＥＰＲＯＭ（図示せず）に記憶される。次に、ＡＦ回路５８は、全エリアのＡＦ評価値をＥＥＰＲＯＭから抽出して、各ステップ毎に、全エリアのＡＦ評価値を合計した総合評価値を算出し、総合評価値がピークとなるピーク位置、すなわち焦点距離を検出する。一度焦点距離が検出された後もＡＦ回路５８による焦点距離の検出は継続され、順次にＣＰＵ４１へ入力される。ＣＰＵ４１は、フォーカスモータ４６を介して焦点距離へフォーカスレンズ４３を移動させることでピント調節を行う。
【００３０】
ＡＦ発光部１４は、総合評価値のピーク検出のため、ＡＦ補助光を間歇的に発光して被写体を照明する。ＡＦ補助光の光源としては、低消費電力であるＬＥＤ５９が使用され、その色は、例えば緑色が好ましい。ＬＥＤ５９は、撮影モードにおいて、ＡＦ補助光設定がオンの場合、ＬＥＤドライバ６０の駆動により点灯される。
【００３１】
図４に示すように、反射部材２０は、白色の拡散反射面が形成された反射部２１、この反射部２１の拡散反射面と反対側の面に取り付けられた支持部２２から構成されている。反射部２１の上面には、２つの凸状の固定部２１ａ，２１ｂが形成されている。カメラ本体に反射部材２０を取り付ける際、これら固定部２１ａ，２１ｂを、カメラ本体側の凹部１９に設けられた凹状の被固定部（図示せず）に噛合させることで、爪２３ａの押圧操作により反射部材２０が不意に脱落するのを防止している。支持部２２は、クリップとして機能し、反射部材２０を被写体に装着、または、被写体の近傍に設置可能とする。被写体への設置方法として、拡散反射面が被写体７１前面に配置されるように、例えば、被写体７１のポケット７１ａに支持部２２を引っ掛けるようにする（図５参照）。
【００３２】
図５は、ＡＦ補助光設定がオンのときの撮影状況を示す。本実施形態では、ＡＦ補助光を用いた撮影時、反射部材２０をカメラ本体から取り外し、これをカメラと対面する被写体７１前面に取り付けて使用する。ＬＥＤ５９からのＡＦ補助光Ｌ１は、反射部材２０で反射され、その反射光がＣＣＤイメージセンサ４８の光電面に結像されることで、コントラストがある被写体像が撮像される。コントラストがある被写体の画像データが得られることで、総合評価値のピークが検出可能になり、ピント調節を確実に行うことができる。
【００３３】
ストロボ撮影において、反射部材２０が被写体７１に設置されている場合、ストロボ発光部１３から発光されたストロボ光は、ＡＦ補助光と同様に、反射部材２０で反射される。反射部材２０からのストロボ反射光はその光度が高いため、図６に示すように、記録された画像７０に、点光源的に周辺の画素よりも異常に明るい部分、すなわち高輝度エリア７２が発生することがある。本実施形態では、高輝度エリア７２を自動的に補正する高輝度補正手段を設けている。
【００３４】
高輝度検出回路６３は、ＡＦ回路５８によってピント調節された画像データに対して、反射部材２０からのストロボ反射光による高輝度エリアを抽出するとともに、抽出された高輝度エリアの面積を算出する。高輝度エリアの抽出方法として、画像データの画面全体の平均露光値よりも、例えば、２ＥＶ（ＩＳＯ１００換算）以上の露光値を示すエリアを、高輝度エリアとして抽出する。高輝度検出回路６３は、高輝度エリアの面積が、例えば、画面全体の１％未満である場合、高輝度検出信号をＣＰＵ４１へ入力する。一方、高輝度エリアの面積が画面全体の１％以上である場合、高輝度検出信号はＣＰＵ４１へ入力されない。ＣＰＵ４１は、高輝度検出回路６３からの高輝度検出信号に応答して、高輝度エリアが抽出された画像データを高輝度補正回路６４に入力する。
【００３５】
高輝度補正回路６４は、入力された画像データの高輝度エリアに対して補正処理を実施し、高輝度エリアが違和感なく目立たないようにする。本実施形態では、この補正処理の方法を選択可能とする。補正処理方法には、例えば、高輝度エリアの露光値（輝度レベル）を２ＥＶ分低下させる「輝度抑制モード」、高輝度エリア７２を切り取り、切り取られたエリアの画像をその周囲の画像に基づいて補完する「画像補完モード」、補正処理自体を実施しない「非補正」などの項目がある。これら項目の設定方法は、まず、セットアップモードにおいてメニューボタン３０を操作して、図７に示すように、ＬＣＤ２７に、補正処理方法の設定画面７５を表示する。この設定画面７５には、複数の項目に伴いカーソルとして機能する選択枠７６が現れる。この選択枠７６を、汎用キー２９ａ〜２９ｄの操作により所望の位置に移動させ、メニューボタン３０を押すことで、補正処理方法の項目を設定できる。
【００３６】
図８を参照し、上記実施形態の作用について説明する。ユーザは、夜景シーンをストロボ撮影する場合、反射部材２０をカメラ本体から取り外し、その拡散反射面がカメラ本体と対面するように被写体７１に取り付ける。また、セットアップモードにおいて、ストロボ設定画面で、ストロボを発光させるモードのいずれかを設定するとともに、ＡＦ補助光設定画面でオンを設定し、補正処理方法設定画面７５で輝度抑制モードを設定する。この後、撮影モードへの切り替えを行うと、ＡＦ発光部１４からＡＦ補助光Ｌ１が発光され、被写体７１が照明される。この状態でＣＣＤイメージセンサ４８から得られた画像処理済みの画像データに基づいてピント調節が行われ、ピントが合ったスルー画がＬＣＤ２７に表示される。
【００３７】
レリーズボタン１７が半押しされると、最終的なピント調節及び露出条件（撮像条件）が検出され、撮像準備処理が行われる。この後、レリーズボタン１７が全押しされると、ストロボ発光に伴い、撮像条件に基づいて撮像処理が行われる。撮像処理では、まず、ピント調節済みの画像データに対して、２ＥＶ以上の高輝度エリアの抽出が行われる。抽出された高輝度エリアの面積が画像データを示す画面全体の１％未満であった場合、輝度抑制モードによる補正処理が行われる。輝度抑制モードの補正処理では、高輝度エリアに対してその輝度レベルを２ＥＶ分低下させる画像補正が行われる。これにより、高輝度エリアの輝度レベルが抑えられ、高輝度エリアとその周辺との輝度の繋がりが不自然にならないようにする。
【００３８】
高輝度エリアの補正処理の後、補正処理済みの画像データは、圧縮処理が施されメモリーカード１５に記録される。
【００３９】
高輝度補正回路６４による補正処理を効率的に行うには、図９に示すように、反射部材８１を星型などの特異な形状にすれば良い。この場合、ストロボ発光して撮像された画像データには、反射部材８１からのストロボ反射光による略星型のエリアが発生する。この星型エリアの露光値がその周囲の露光値よりも２ＥＶ以上であった場合、星型エリアを高輝度エリアと断定して補正処理を実施するようにする。
【００４０】
上記実施形態では、支持部２２を、クリップの形態として、被写体７１のポケット７１ａに引っ掛かるように構成したが、反射部材２０を支持する支持手段はこれに限定されず、反射部２１側に磁性部材を、支持部２２側に磁石を設け、磁力により被写体に固定するようにしても良い。
【００４１】
上記実施形態では、高輝度エリアの面積が画像データが示す画面全体の１％未満であった場合、補正処理を実施するようにしたが、高輝度エリアの面積の大きさに関わらず、補正処理を実施しても良い。
【００４２】
上記実施形態では、デジタルカメラを例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、カメラ付き携帯電話など、デジタルカメラ以外の撮像装置に本発明を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】デジタルカメラの前面斜視図である。
【図２】デジタルカメラの背面図である。
【図３】デジタルカメラの電気構成を示すブロック図である。
【図４】反射部材の分解斜視図である。
【図５】ＡＦ補助光を用いた撮影の状況を示す説明図である。
【図６】ＡＦ補助光を用いてストロボ撮影したときの被写体の画像を示す説明図である。
【図７】ＡＦ補助光設定時のＬＣＤの表示内容を示す説明図である。
【図８】撮影手順を示すフローチャートである。
【図９】反射部材の他の形態を示す説明図である。
【図１０】スルー画像の表示画面を区分けした様子を示す説明図である。
【図１１】フォーカスレンズの位置と総合評価値との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  デジタルカメラ
１３  ストロボ発光部
１４  ＡＦ発光部
１７  レリーズボタン
２０  反射部材
２１  反射部
２２  支持部
４１  ＣＰＵ
４３  フォーカスレンズ
５８  ＡＦ回路
７１  被写体
７２  高輝度エリア
【図１】
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【図２】
2006013992.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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