(57)【要約】【課題】フラッシュ発光を行う複数の発光部を備え、各発光部からの発光量が異なるか否かを撮像装置自身が自己診断して発光量が異なる場合には発光量が略等しくなるように自動的に調整を行う撮像装置。【解決手段】フラッシュ発光を行う複数の発光部を備えた撮像装置において、所定の被写体に対して前記発光部を順次発光させて撮像を行い複数枚の画像を記録した後、各々の画像の中央部の明るさレベルを互いに比較し、明るさレベルが等しくない場合は明るさレベルが低く記録された画像を撮像する際にフラッシュ発光した発光部の発光時間を延長し、各々の画像の明るさレベルが略等しくなるように制御する制御手段を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
フラッシュ発光を行う複数の発光部を備えた撮像装置において、
所定の被写体に対して前記発光部を順次発光させて撮像を行い複数枚の画像を記録した後、各々の画像の中央部の明るさレベルを互いに比較し、明るさレベルが等しくない場合は明るさレベルが低く記録された画像を撮像する際にフラッシュ発光した発光部の発光時間を延長し、各々の画像の明るさレベルが略等しくなるように制御する制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、各々の画像の中央部の明るさレベルが等しくない場合は明るさレベルが低く記録された画像を撮像する際にフラッシュ発光した発光部の発光時間を僅かに延長し、再度所定の被写体に対して前記発光部を順次発光させて撮像を行い複数枚の画像を記録した後に各々の画像の明るさレベルを互いに比較し、各々の画像の明るさレベルが略等しくなるまで上記動作を繰り返すよう制御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】
前記所定の被写体は、反射率が均一な平面板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
スイッチング素子がオフになるまでの時間を延長することにより、発光部の発光時間を延長することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
発光時間を延長して各々の画像の明るさレベルが略等しくなったときは、前記スイッチング素子がオフになるまでの時間を記憶する記憶手段を備えたことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
各々の画像の明るさレベルが略等しくなったことを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像した画像の明るさレベルが所定の明るさレベルより暗い場合は、当該発光部が異常であることを表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
ユーザーが自己調整モードに設定することにより、請求項１〜７の何れか１項に記載の動作が行われることを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
ユーザーが自己調整モードに設定した後、レリーズボタンを押下することにより、請求項１〜７の何れか１項に記載の動作が行われることを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
各々の発光部の明るさレベルが略等しくなった後は、複数の前記発光部を同時に発光させて撮像を行うことが可能な通常撮影モードに自動的に切り換わることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フラッシュ発光を行う複数の発光部を備えた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
殆どのデジタルカメラにはフラッシュ発光を行う発光部が備えられているので、暗い室内でも容易に撮像が可能である。しかし、発光部を備えたデジタルカメラにおいては撮像レンズと発光部との距離が短いので、壁の近くに人物を配置して撮像したときには、壁に写った人物の影が人物の片方の側に黒い輪郭となり、見苦しい画像となることがある。
【０００３】
このような場合の対策として、二つの発光部を備えた撮像装置が特許公報に開示されている。この公報によれば、二つの発光部を別々に発光させて撮像し、２枚の画像データの内、輝度の高い画素データを寄せ集めて１枚の画像を生成するものである。（特許文献１参照）。
【０００４】
また、例えば歯の治療や歯の美容整形の際に、歯を撮像することがある。この場合は、数十センチの距離の接写となるので、従来の如き１個の発光部のみで発光させると、撮像レンズを中心にして発光部がある側と発光部がない側とで撮像した歯の明るさが異なるので、正確な診断ができない。従って、特に接写を行う場合には、発光部は少なくとも撮像レンズの左右に１個ずつ設けられていることが望ましい。
【特許文献１】特開平１１−１９６３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の如く、特に接写を行う場合には、発光部を少なくとも撮像レンズの左右に１個ずつ設けて左右から同時に発光させることができる撮像装置が望ましい。
【０００６】
ここで、フラッシュ発光を行う発光部は通常はストロボの発光部であり、発光部から照射される発光量、即ちガイドナンバーは、キセノン管の発光性能、所定の配光特性を得るための反射傘の反射率、キセノン管の前方に保護のために配置するフロントパネルの透過率、メインコンデンサの充電容量等によって決定される。これらの各部材は設計上は同一の性能であっても、製造時のバラツキがあり、結果的には左右の発光量が異なってくる。特に接写を行う場合には、ストロボの発光量を少なく制御するため、左右の発光量の相違が一層顕著になる。このために、例えば撮像素子の長手方向において撮像レンズの両側に発光部が配置されていると、撮像した画像の長手方向の明るさの分布が均一にならなくなる。例えば、歯の治療や歯の美容整形の際に歯を撮像する場合には、撮像した歯の明るさが均一でなくなるので、正確な診断ができない。
【０００７】
このような問題を解決するためには、製造時に左右の発光部の発光量が等しくなるように調整して出荷するしかない。
【０００８】
しかし、製造時に左右の発光部の発光量が等しくなるように調整しても、ユーザーが長期間使用して充放電を繰り返すことにより、上記の各部材は次第に劣化する。即ち、キセノン管は発光性能が低下し、反射傘やフロントパネルは次第に汚れて反射率や透過率が低下し、メインコンデンサは充電容量が減少する。このような劣化は各部材毎に均一ではないので、最終的には左右の発光量が大きく異なってくる。
【０００９】
このような左右の発光量の相違は経時的に少しずつ進行するので、ユーザーが直ちに認識するのは困難であり、撮像した画像を納得できないまま使い続けることがある得る。また、左右の発光量が異なることを認識したとしても、そのカメラを修理依頼すると、しばらくの間は撮像ができなくなり、ユーザーに不便を強いることになる。
【００１０】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、フラッシュ発光を行う複数の発光部を備え、各発光部からの発光量が異なるか否かを撮像装置自身が自己診断して発光量が異なる場合には発光量が略等しくなるように自動的に調整を行う撮像装置を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の撮像装置は、フラッシュ発光を行う複数の発光部を備えた撮像装置において、所定の被写体に対して前記発光部を順次発光させて撮像を行い複数枚の画像を記録した後、各々の画像の中央部の明るさレベルを互いに比較し、明るさレベルが等しくない場合は明るさレベルが低く記録された画像を撮像する際にフラッシュ発光した発光部の発光時間を延長し、各々の画像の明るさレベルが略等しくなるように制御する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の撮像装置によれば、フラッシュ発光を行う複数の発光部を備え、各発光部からの発光量が異なるか否かを撮像装置自身が自己診断して発光量が異なる場合には発光量が略等しくなるように自動的に調整を行う。従って、各発光部からの発光量が異なった場合には、ユーザーが修理依頼しなくても自己調整モードに設定するだけで、自動的に発光量が略等しくなる。また、ユーザーが定期的に自己調整モードに設定すれば、常に各発光部からの発光量が略等しくなり、撮像した画像に明るさのムラが生ずることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
先ず、本発明の撮像装置の一例を図１を参照して説明する。図１は撮像装置の外観図であり、図１（Ａ）は撮像装置の上面図、図１（Ｂ）は撮像装置の正面図である。
【００１４】
図１（Ｂ）に示す如く、撮像装置１の正面中央にはズームレンズである撮像レンズ１１が配置されている。撮像レンズ１１の右側にはフラッシュ発光を行う発光部１２が配置され、撮像レンズ１１の左側にもフラッシュ発光を行う発光部１３が配置されている。そして、発光部１２及び発光部１３からのフラッシュ発光は同時に行うことも別々に行うことも可能である。
【００１５】
図１（Ａ）に示す如く、撮像装置１の上面には撮像装置１内部の電子回路の電源に対してオン・オフを行う電源釦１４が配置され、その隣にはレリーズ釦１５が配置されている。
【００１６】
撮像装置１の背面には、通常撮影モード、自己調整モード、動画撮像モード、再生モード、セットアップモード、プリントモード等を行うモードダイヤル１６が配置され、その隣にはズームアップ及びズームダウンを行うズーム釦１７が配置されている。また、不図示であるが、メニュー釦、４方向スイッチからなる選択釦、セット釦、ＬＣＤからなり撮像した画像を表示する表示部等が配置されている。各種のメニューについてもメニュー釦で前記表示部に表示させ、選択釦で選択した後、セット釦で確定する。また、撮像記録した画像を消去する消去釦も配置されている。
【００１７】
撮像装置１の底面には、不図示であるが、三脚座、ＡＣアダプタの接続端子、外部機器との接続のための接続端子等が配置されている。
【００１８】
撮像装置１の側面には、不図示であるが、撮像装置１内部の電子回路の電源となる電池を収納する電池室の蓋、画像記録を行うメモリカードを収納するメモリカード室の蓋等が配置されている。
【００１９】
次に、撮像装置１の主要構成部のブロック図を図２を参照して説明する。
【００２０】
被写体の光像は撮像レンズ１１に対応する撮像レンズ２１により撮像素子であるＣＣＤ２２に結像する。無論、ＣＣＤに代えてＣＭＯＳを用いてもよい。ＣＣＤ２２は赤色光（Ｒ）、緑色光（Ｇ）、青色光（Ｂ）の各色透過フィルタが画素単位で配置されたカラーエリアセンサであり、被写体の光像をＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像信号に光電変換する。
【００２１】
画像信号は不図示のＣＤＳ回路やＡＧＣ回路を経てＡ／Ｄ変換部２３でデジタル信号に変換される。
【００２２】
続いて、画像信号は画像処理部２４で黒レベル補正やシューディング補正等の画像処理がされ、記録部２５に記録される。また、画像信号はＬＣＤからなる表示部２６に視認可能な画像として表示される。
【００２３】
ＣＰＵ２７は各回路を制御するマイクロコンピュータである。ＣＰＵ２７はＡＥ・ＡＦ回路２８を駆動し、撮像レンズ２１に付随する絞りを被写体輝度に応じて設定するＡＥ制御や、被写体の光像がＣＣＤ２２に合焦するように撮像レンズ２１を被写体距離に応じて移動させるＡＦ制御を行う。
【００２４】
また、ＣＰＵ２７にはＲＡＭからなる記憶部２９が接続されている。
【００２５】
更に、ＣＰＵ２７はストロボ制御回路３１を制御し、ストロボ制御回路３１はストロボ回路４０を制御してフラッシュ発光を行う。
【００２６】
ストロボ回路４０は一つの昇圧回路４１と二つの発光回路５０，６０とからなる。発光回路５０，６０はストロボ光（フラッシュ光）を発光するキセノン管５１，６１、キセノン管５１，６１の発光を開始させるトリガ回路５２，６２、キセノン管５１，６１の発光時間を制御するスイッチング素子であるＩＧＢＴ５３，６３、ストロボ光を発光するための電荷を充電するメインコンデンサ５４，６４からなる。なお、トリガ回路５２，６２はトリガコイル、トリガコンデンサ、サイリスタ等からなる。
【００２７】
また、発光回路５０からのストロボ光は発光部１２から発光し、発光回路６０からのストロボ光は発光部１３から発光するものとする。
【００２８】
ＣＰＵ２７の指令よりストロボ制御回路３１は昇圧回路４１を作動させて電源電圧を高圧に昇圧させ、予めメインコンデンサ５４，６４やトリガコンデンサの充電を行っておく。撮像が開始されると、ＣＰＵ２７の指令よりストロボ制御回路３１はＩＧＢＴ５３，６３をオンにさせる。続いて、ストロボ制御回路３１はトリガ回路５２，６２のサイリスタをオンにしてトリガコンデンサの放電によりトリガコイルの二次側に高圧を掛けると、キセノン管５１，６１はメインコンデンサ５４，６４の電荷により発光を開始する。キセノン管５１，６１の発光中にＣＰＵ２７の指令よりストロボ制御回路３１がＩＧＢＴ５３，６３をオフにすると、キセノン管５１，６１の発光が停止する。
【００２９】
なお、ＡＥ・ＡＦ回路２８により測距した撮像距離に基づいて、ＣＰＵ２７はストロボ制御回路３１にＩＧＢＴ５３，６３をオフにするタイミングを制御する。即ち、撮像距離が短いならばＩＧＢＴ５３，６３をオフにするタイミングを早くしてキセノン管５１，６１からの発光量を少なくし、撮像距離が長いならばＩＧＢＴ５３，６３をオフにするタイミングを遅くしてキセノン管５１，６１からの発光量を多くする。
【００３０】
ここで、通常の撮像時には図１に示すモードダイヤル１６にて通常撮影モードを選択し、キセノン管５１，６１、即ち発光部１２，１３の双方を同時に発光させて撮像する。このように発光部１２，１３を同時に発光させる場合は、一つの発光部を発光させる場合と比較して、個々の発光量は１／２でよい。従って、被写体の後方に壁等があったときには、壁に写る影は和らげられる。また、接写時に、一つの発光部を発光させる場合には撮像した画像における左右の明るさが異なってムラになるが、二つの発光部を発光させる場合は画像における左右の明るさが均一になってムラになることがない。
【００３１】
二つの発光部を同時に発光させる場合には上記の様な利点があるが、二つの発光部からの発光量が等しいことが前提条件となる。製造時に左右の発光部からの発光量が等しくなるように調整することは可能であるが、ユーザーが使用して充放電を繰り返すことにより、発光量を定める各部材は次第に劣化してゆく。即ち、キセノン管は発光性能が低下し、反射傘やフロントパネルは次第に汚れて反射率や透過率が低下し、メインコンデンサは充電容量が減少する。このような劣化は各部材毎に均一ではないので、最終的には左右の発光量が大きく異なってくる。
【００３２】
この結果、撮像素子の長手方向において撮像レンズの両側に発光部が配置されている場合には、撮像した画像の長手方向の明るさの分布が均一にならなくなるという問題が生ずる。
【００３３】
この問題を解決するために、本撮像装置は自己調整モードというモードを有し、このモードにユーザーが設定した場合には撮像装置自身が二つの発光部の発光量を自動的に調整して発光量が略等しくなるように是正する。
【００３４】
以下に、自己調整モードについて図３乃至図５を参照して説明する。図３は自己調整モードに設定した撮像装置１を設置した上面図、図４は自己調整モードのフローチャート、図５は二つの発光部の発光を示すタイミングチャートである。
【００３５】
先ず、ユーザーが撮像した画面の明るさの分布が均一でなくなってきたと感じたときは、撮像装置１のモードダイヤル１６を操作して自己調整モードに設定する。続いて、図３に示す如く、撮像装置１の撮像レンズ１１の側を反射率が均一な平面板３に対向させ、撮像装置１を平面板３に対して例えば３０ｃｍ程度の近距離の撮像距離に配置する。平面板３の表面は反射率が均一であるならば、紙、布、樹脂若しくは金属等でよく、身近な物を利用してもよい。
【００３６】
次に、図４のフローチャートに従って説明する。
【００３７】
前述の如く自己調整モードに設定した撮像装置１を平面板３に対向させて設置する（Ｓ１０１）。
【００３８】
続いて、レリーズ釦１５を押下すると（Ｓ１０２）、以下のフローが自動的に行われる。
【００３９】
先ず、撮像装置１のＣＰＵ２７はストロボ制御回路３１を作動させて第１の発光部、例えば発光部１２のみから発光させ、平面板３を撮像して第１の画像を取得する（Ｓ１０３）。取得した第１の画像は記録部２５に記録にされるが、ＣＰＵ２７は第１の画像の中央部の明るさレベル、即ち第１の明るさレベルを抽出する（Ｓ１０４）。例えばＣＣＤ２２の画素数が１６００ピクセル×１２００ピクセルであるならば、中央部の３２０ピクセル×２４０ピクセルの領域の明るさレベルを抽出する。具体的には、中央部の領域の全ての画素の明るさを０〜２５５の８ビットに分割し、明るさの平均値を算出する。そして、この値を記憶部２９に記憶する。
【００４０】
なお、算出した第１の明るさレベルが所定のレベル以上でないならば（Ｓ１０５のＮ）、発光量が自己調整不可能な程度に低下しているので、異常であることを表示部２６に表示して（Ｓ１０６）、双方の発光部１２，１３を同時に発光させて撮像を行うことができる通常撮影モードに自動的に切り換わる。この場合は、撮像装置１を修理依頼することになる。
【００４１】
また、算出した第１の明るさレベルが所定のレベル以上であるならば（Ｓ１０５のＹ）、前述と同様にＣＰＵ２７はストロボ制御回路３１を作動させ、第２の発光部、例えば発光部１３のみから発光させ、平面板３を撮像して第２の画像を取得する（Ｓ１０７）。取得した第２の画像は記録部２５に記録にされ、ＣＰＵ２７は第２の画像の中央部の明るさレベル、即ち第２の明るさレベルを前述と同様に抽出し（Ｓ１０８）、記憶部２９に記憶する。
【００４２】
ここでも、算出した第２の明るさレベルが所定のレベル以上でないならば（Ｓ１０９のＮ）、異常であることを表示部２６に表示して（Ｓ１０６）、通常撮影モードに自動的に切り換わる。
【００４３】
算出した第２の明るさレベルが所定のレベル以上であるならば（Ｓ１０９のＹ）、ＣＰＵ２７は記憶部２９から第１の明るさレベルと第２の明るさレベルを取り出し、双方を比較する。
【００４４】
第１の明るさレベルと第２の明るさレベルが略等しい場合で（Ｓ１１０のＹ）、後述する調整が不要なときは（Ｓ１１１のＮ）、通常撮影モードに自動的に切り換わる。
【００４５】
第１の明るさレベルと第２の明るさレベルが等しくなく、例えば第２の明るさレベルが第１の明るさレベルより低くかったとする（Ｓ１１０のＮ）。この場合は、第２の画像を形成するために発光させた発光回路６０におけるＩＧＢＴ６３のオン時間、即ちＩＧＢＴ６３がオフになるまでの時間を例えば１μｓ延長する（Ｓ１１２）。
【００４６】
具体的には図５を参照して説明する。上段は発光回路５０の発光を示し、下段は発光回路６０の発光を示す。
【００４７】
発光部１２から発光させる場合は、ＣＰＵ２７はストロボ回路制御回路３１を作動させ、発光回路５０のＩＧＢＴ５３をオンにする。続いて、トリガ回路５２のサイリスタをオンにすることにより、キセノン管５１は発光を開始する。撮像距離に応じた所定の時間が経過した後に、ＩＧＢＴ５３をオフにすれば、キセノン管５１の発光は停止する。
【００４８】
発光部１２から発光させるために発光回路６０を作動させるときも同様である。
【００４９】
キセノン管５１とキセノン管５２の発光時間が等しく、発光部１２からの発光量と発光部１３からの発光量も等しい場合は新たな作業は不要である。しかし、撮像装置１を使用するにつれて、キセノン管５１とキセノン管５２の発光時間が等しくても、発光部１２からの発光量と発光部１３からの発光量が等しくなくなることがある。前述の如く、発光部１３からの発光量が発光部１２からの発光量より低下して、第２の明るさレベルが第１の明るさレベルより低くなった場合には（Ｓ１１０のＮ）、発光回路６０におけるＩＧＢＴ６３がオフになるまでの時間を例えば１μｓ延長し（Ｓ１１２）、キセノン管６１の発光時間を延長して発光部１３からの発光量を増加させる。そして、発光部１２，１３を順次発光させて撮像を行って各画像の中央部の明るさレベルを互いに比較するといったフローＳ１０３〜Ｓ１０９を再度繰り返す。その結果、未だ第２の明るさレベルが第１の明るさレベルより低くかった場合には（Ｓ１１０のＮ）、発光回路６０におけるＩＧＢＴ６３がオフになるまでの時間を更に１μｓ延長し（Ｓ１１２）、発光量を増加させる。そして、もう一度フローＳ１０３〜Ｓ１０９を繰り返す。
【００５０】
このように繰り返して、発光部１３からの発光量を漸増させ、第１の明るさレベルと第２の明るさレベルが略等しくなった場合は（Ｓ１１０のＹ）、調整を行ったので（Ｓ１１１のＹ）、変化させたＩＧＢＴ６３がオフになるまでの時間を記憶部２９に記憶して記憶内容を書き換え（Ｓ１１３）、調整が完了したことを表示部２６に表示して（Ｓ１１４）、通常撮影モードに自動的に切り換わる。従って、モードダイヤル１６を操作して通常撮影モードに設定し直す必要はない。
【００５１】
なお、発光部１２の方の発光量が発光部１３の発光量より減少した場合にも同様であり、発光回路５０におけるＩＧＢＴ５３がオフになるまでの時間を例えば１μｓ延長し、キセノン管５１の発光時間を延長して発光部１２からの発光量を増加させる。
【００５２】
また、以上のフローにおいて、画像の中央部の画素の明るさレベルを平均したが、必ずしも平均値である必要はなく、明るさレベルを代表する値ならば中央値等であってもよい。
【００５３】
更に、発光部は必ずしも２個に限定されるものではなく、例えば撮像レンズの上下左右に各々配置して合計４個であってもよい。
【００５４】
加えて、ユーザーは必ずしも明るさのムラを認識したときだけ自己調整モードに設定するのではなく、定期的に自己調整モードに設定することが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】撮像装置の外観図である。
【図２】撮像装置の主要構成部のブロック図
【図３】自己調整モードに設定した撮像装置を設置した上面図である。
【図４】自己調整モードのフローチャートである。
【図５】二つの発光部の発光を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
１  撮像装置
３  平面板
１１，２１  撮像レンズ
１２，１３  発光部
１５  レリーズ釦
１６  モードダイヤル
２２  ＣＣＤ
２５  記録部
２６  表示部
２７  ＣＰＵ
２９  記憶部
３１  ストロボ制御回路
４０  ストロボ回路
４１  昇圧回路
５０，６０  発光回路
５１，６１  キセノン管
５２，６２  トリガ回路
５３，６３  ＩＧＢＴ
５４，６４  メインコンデンサ
【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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