(57)【要約】【課題】撮像装置の固定を伴うことなく、暗所で背景を含む被写体を適切な明るさで撮影できるようにする。【解決手段】手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂ、ＡＧＣゲインの設定から反映されるまでの時間Ｔｇ、ストロボ光の最大照射時間Ｔｆを読み出す（Ｓ１０１）。ハーフシャッター操作がなされたならば、スローシンクロ露光時間Ｔａを算出し（Ｓ１０３）、露光途中変更ゲイン値Ｙ（ｄＢ）を算出する（Ｓ１０４）。シャッターキーが全押しされたならば、露光を開始し（Ｓ１０６）、時間Ｔｆでストロボ発光を行う（Ｓ１０７）。露光開始から時間Ｔｆが経過したならば（Ｓ１０９；ＹＥＳ）、ゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）のゲインの値を、露光途中変更ゲイン値Ｙ（ｄＢ）に設定変更する（Ｓ１１０）。露光開始から時間Ｔｂが経過したならば、露光を停止する（Ｓ１１２）。【選択図】　　　　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光開始に応答して発光動作する発光手段と、
被写体画像が結像される撮像素子と、
この撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段により増幅された露光時間内における撮像信号に基づき画像データを生成する画像データ生成手段と、
この画像データ生成手段により生成された画像データを記憶する記憶手段と、前記露光時間内であって前記発光手段の発光終了後における前記増幅手段の増幅率を、前記発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化させる制御手段を備えること特徴とする閃光装置付撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、スローシンクロ撮影における露光時間に基づき前記発光終了後における増幅率を算出して、増大変化させることを特徴とする請求項１記載の閃光装置付撮像装置。
【請求項３】
前記露光時間は、手ぶれ及び動体ぶれを防止するために予め設定された時間長であることを特徴とする請求項１記載の閃光装置付撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、予め設定されている前記発光手段の発光時間経過時点から、前記増幅手段の増幅率を増大変化させることを特徴する請求項１記載の閃光装置付撮像装置。
【請求項５】
前記発光手段の発光終了を検出する検出手段を更に備え、
前記制御手段は、前記検出手段による前記発光終了の検出に応答して、前記増幅手段の増幅率を増大変化させることを特徴する請求項１記載の閃光装置付撮像装置。
【請求項６】
露光開始に応答して発光手段を発光動作させる発光工程と、被写体画像が結像される撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅工程と、
この増幅工程により増幅された露光時間内における撮像信号に基づき画像データを生成する画像データ生成工程と、
この画像データ生成工程により生成された画像データを記憶手段に記憶させる記憶処理工程と、
前記露光時間内であって前記発光手段の発光終了後における前記増幅工程での増幅率を、前記発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化させる制御工程を含むこと特徴とする撮像方法。
【請求項７】
露光開始に応答して発光動作する発光手段と、
被写体画像が結像される撮像素子と、
この撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅手段と、
この増幅手段により増幅された露光時間内における撮像信号に基づき画像データを生成する画像データ生成手段と、
この画像データ生成手段により生成された画像データを記憶する記憶手段とを備えた撮像装置が有するコンピュータを、
前記露光時間内であって前記発光手段の発光終了後における前記増幅手段の増幅率を、前記発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化させる制御手段として機能させることを特徴とする撮像装置制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、閃光装置付撮像装置、撮像方法及び撮像装置制御プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、撮像装置においては、暗所で夜景等を背景として被写体の撮影を行う場合、ストロボを自動発光させて撮影を行うオートストロボ発光が一般的に採用されている。このオートストロボ発光時には、手ぶれや動体ぶれを防止するために、シャッタースピードが１／６０秒程度に固定される。すると、ストロボ光が到達した被写体は適切露光で撮影されるが、ストロボ光が届かない背景は露光不足となって真っ暗に撮影されてしまい、撮影時の雰囲気を再現した撮影を行うことができない。
【０００３】
一方、これを改善するために、ストロボ発光時の露光時間（シャッタースピード）もＡＥ（Ａｕｔｏ　Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）が判断して設定するスローシンクロモードと称される撮影方法も採用されるに至っている。このスローシンクロモードを用いると、ストロボ光の届かない背景も充分に露光されて撮影され、暗所で夜景等を背景として被写体の撮影を行う場合において、撮影時の雰囲気を再現した撮影を行うことが可能となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記スローシンクロモードを用いると、背景の暗さに従って露光時間が長くなって、手ぶれや動体ぶれが発生し易くなることから、撮影時には撮像装置を三脚に固定する必要が生ずる。しかし、三脚を携帯することは、コンパクトカメラのように携帯性が優れるカメラを使用するユーザにとって煩雑なことであり、コンパクトカメラの優位性が滅却されてしまう。
【０００５】
本発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、撮像装置の固定を伴うことなく、暗所で背景を含む被写体を適切な明るさで撮影することのできる閃光装置付撮像装置、撮像方法及び撮像装置制御プログラムを提供することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために請求項１記載の発明にかかる閃光装置付撮像装置にあっては、露光開始に応答して発光動作する発光手段と、被写体画像が結像される撮像素子と、この撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段により増幅された露光時間内における撮像信号に基づき画像データを生成する画像データ生成手段と、この画像データ生成手段により生成された画像データを記憶する記憶手段とを備えた撮像装置において、前記露光時間内であって前記発光手段の発光終了後における前記増幅手段の増幅率を、前記発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化させる制御手段を備える。
【０００７】
したがって、暗所において、発光手段からの光が到達する被写体と、発光手段からの光が到達不可能な被写体の背景とからなるシーンを撮影する場合、発光手段からの光が到達した被写体は適切露光で撮影される。また、発光手段からの光が届かない背景は、露光時間内に発光手段の発光終了後における増幅手段の増幅率が、発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化することにより、露光を短時間にしても長時間露光した場合に近似した明るさを確保することができる。
よって、撮像装置の固定を伴うことなく、暗所で背景を含む被写体を適切な明るさで撮影することができる。
【０００８】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記制御手段は、スローシンクロ撮影における露光時間に基づき前記発光終了後における増幅率を算出して、増大変化させる。したがって、暗所において、発光手段からの光が到達する被写体と、発光手段からの光が到達不可能な被写体の背景とからなるシーンを撮影する場合、発光手段からの光が到達不可能な被写体の背景をスローシンクロ撮影した場合に近似した明るさで撮影することができる。
【０００９】
また、請求項３記載の発明にあっては、前記露光時間は、手ぶれ及び動体ぶれを防止するために予め設定された時間長である。よって、撮像装置を固定せずとも、手ぶれ及び動体ぶれが確実に防止される。
【００１０】
また、請求項４記載の発明にあっては、前記制御手段は、予め設定されている前記発光手段の発光時間経過時点から、前記増幅手段の増幅率を増大変化させる。したがって、発光手段からの光が照射されている被写体の撮像信号が無用に増幅されることがなく、当該被写体がノイズを含んで撮影される不都合が未然に防止される。
【００１１】
また、請求項５記載の発明にあっては、前記発光手段の発光終了を検出する検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出手段による前記発光終了の検出に応答して、前記増幅手段の増幅率を増大変化させる。したがって、発光手段からの光が照射されている被写体の撮像信号が無用に増幅されて、当該被写体がノイズを含んで撮影される不都合がより確実に防止される。
【００１２】
また、請求項６記載の発明にあっては、露光開始に応答して発光手段を発光動作させる発光工程と、被写体画像が結像される撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅工程と、この増幅工程により増幅された露光時間内における撮像信号に基づき画像データを生成する画像データ生成工程と、この画像データ生成工程により生成された画像データを記憶手段に記憶させる記憶処理工程とを含む撮像方法において、前記露光時間内であって前記発光手段の発光終了後における前記増幅工程での増幅率を、前記発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化させる制御工程を含む。したがって、記載した工程に従って処理を実行することにより、請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００１３】
また、請求項７記載の発明にかかる撮像装置制御プログラムにあっては、露光開始に応答して発光動作する発光手段と、被写体画像が結像される撮像素子と、この撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段により増幅された露光時間内における撮像信号に基づき画像データを生成する画像データ生成手段と、この画像データ生成手段により生成された画像データを記憶する記憶手段とを備えた撮像装置が有するコンピュータを、前記露光時間内であって前記発光手段の発光終了後における前記増幅手段の増幅率を、前記発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化させる制御手段として機能させる。したがって、前記コンピュータがこのプログラムに従って処理を実行することにより、請求項１記載の発明と同様の作用効果を奏する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の第１の実施の形態を図にしたがって説明する。図１は、本実施の形態にかかる電子スチルカメラの電気的な回路構成を示すブロック図である。この電子スチルカメラは、光学レンズ１、この光学レンズ１により結像されるＣＣＤ等の撮像素子２と、撮像素子２を駆動するためのＴＧ３と、撮像素子２から出力された撮像信号を保持するＣＤＳ、その撮像信号を増幅するゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）、増幅後の撮像信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（ＡＤ）からなるユニット回路４を有している。前記光学レンズ１は、ＡＦモータ等を備えるレンズ駆動回路５に保持されており、レンズ駆動回路５が画像処理回路／ＣＰＵ６の制御により駆動されることにより光軸方向に移動し、撮像素子２に結像される被写体像のフォーカスを調整する。また、ＡＥ制御時には、撮像素子２が、画像処理回路／ＣＰＵ６から送られるシャッターパルスに基づきＴＧ３によって駆動され、その電荷蓄積時間を制御される。これにより電子シャッターが実現される。
【００１５】
画像処理回路／ＣＰＵ６は各種の信号処理、及び画像処理機能を備えたものであり、ユニット回路４を経てデジタル信号に変換された撮像信号からビデオ信号を生成し、撮像素子２によって撮像した被写体像をスルー画像としてＴＦＴ液晶モニター等からなる表示装置７に表示させる。また、撮像時には、撮像信号を圧縮して所定のフォーマットの画像ファイルを生成し、それをフラッシュメモリ等からなる画像記録媒体８に記憶させ、再生時には圧縮した画像ファイルを伸張して表示装置７に表示させる。
【００１６】
さらに、画像処理回路／ＣＰＵ６には、シャッターキー等の各種のスイッチを含む操作キー部９、メモリー１０、ストロボ回路１１が接続されている。メモリー１０は、画像処理回路／ＣＰＵ６による各部の制御及び各種データ処理に必要な動作プログラムが記録されたプログラムＲＯＭであり、後述するフローチャートに示す処理を実行するためのプログラムが記憶されている。
【００１７】
ストロボ回路１１は、発光手段を備え、画像処理回路／ＣＰＵ６からＴＧ３を介して図２に示すストロボ発光信号が送られ、このストロボ発光信号が出力されている間のみ発光手段が発光し、光量は発光時間に比例する。このとき、トロボ光を受けた被写体の像が光学レンズ１を介して撮像素子２上に結像され、撮像素子２は信号を出力する。この撮像素子２から出力された信号は、ユニット回路４にて、サンプリング、増幅、デジタル化され、画像処理回路／ＣＰＵ６に送られる。そして、画像処理回路／ＣＰＵ６内で輝度に変換され、輝度の積分やヒストグラム処理が行われる。
【００１８】
また、メモリー１０には、前記動作プログラムのみならず、図２に示した手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂ（例えば１／６０秒）、後述するように画像処理回路／ＣＰＵ６がゲインを設定してからユニット回路４のゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）により当該ゲインが反映されるまでの時間Ｔｇ（タイムラグ）、ストロボ光の最大照射時間Ｔｆが記憶されている。
【００１９】
なお、メモリー１０は、プログラム等の記憶データを必要に応じて書き換え可能なメモリであってもよい。また、前記プログラムやデータは、その一部が画像記録媒体８に記憶される構成であってもよい。
【００２０】
次に、以上の構成からなる電子スチルカメラの撮像時における動作を図２に示すタイミングチャート及び図３に示すフローチャートに従って説明する。図３のフローチャートは、表示装置７にスルー画像を表示するキャプチャーモード（撮像モード）が選択された撮像待機状態からの動作を示すものである。
【００２１】
まず、画像処理回路／ＣＰＵ６は、前記メモリー１０に記憶されている前記手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂ、ＡＧＣゲインの設定から反映されるまでの時間Ｔｇ、ストロボ光の最大照射時間Ｔｆを読み出す（ステップＳ１０１）。次に、シャッターキーの半押し、つまりハーフシャッター操作（ハーフシャッター機能がない場合は、通常のシャッター操作）がなされたか否かを判断し（ステップＳ１０２）、このシャッター操作がなされたならば、スローシンクロ露光時間Ｔａを算出する（ステップＳ１０３）。このスローシンクロ露光時間Ｔａの算出は、従来のスローシンクロモードにおけるスローシンクロ露光時間の算出と同様の公知の方法で行う。したがって、この露光時間Ｔａで撮影を行うことにより、スローシンクロモード（スローシンクロ撮影）においては、適正な露光量が得られることとなる。
【００２２】
次に、下記式により露光途中変更ゲイン値Ｙ（ｄＢ）を算出する（ステップＳ１０４）。
Ｙ＝２０ｌｏｇ（（Ｔａ−Ｔｃ）／Ｔｄ）
【００２３】
この式において、Ｔａは前述のスローシンクロ露光時間である。また、図２にも示したように、Ｔｃは露光開始からＡＧＣゲインを変化させるまでの時間であり、予め定められている前記ストロボ光の最大照射時間Ｔｆと、ＡＧＣゲインが反映されるまでの時間Ｔｇとにより下記のように表される。
Ｔｃ＝Ｔｆ＋Ｔｇ
【００２４】
またＴｄは、ＡＧＣゲインを変化させてからの露光時間であり、前記手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂと、前記露光開始からＡＧＣゲインを変化させるまでの時間Ｔｃにより下記式により定まる。
Ｔｄ＝Ｔｂ−Ｔｃ
次に、シャッターキーが全押し（ハーフシャッター機能がない場合は、２回目のシャッター操作）されたか否かを判断する（ステップＳ１０５）。このシャッター操作がなされたならば、露光を開始するとともに（ステップＳ１０６）、前記時間Ｔｆでストロボ発光を行う（ステップＳ１０７）。
【００２５】
引き続き、「Ｔｂ＜Ｔａ」であるか否かを判断する（ステップＳ１０８）。この判断がＮＯであって「Ｔｂ≧Ｔａ」であれば、前述のステップＳ１０３で算出されたスローシンクロ露光時間Ｔａが、手ぶれ・動体ぶれに効果的な露光時間Ｔｂ以下である。この場合には、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０の処理を実行せずとも、手ぶれ・動体ぶれなく、かつ暗所で背景を含む被写体を適切露光で撮影することのできる条件下にあることから、露光開始から時間Ｔａが経過したか否かを判断し（ステップＳ１１３）、露光開始から時間Ｔａが経過したならば、ステップＳ１１２に進む。
【００２６】
しかし、ステップＳ１０８での判断の結果がＹＥＳで「Ｔｂ＜Ｔａ」であれば、前述のステップＳ１０３で算出されたスローシンクロ露光時間Ｔａが、手ぶれ・動体ぶれに効果的な露光時間Ｔｂよりも長い場合である。この場合には、スローシンクロ露光時間Ｔａで露光を行うと、手ぶれ・動体ぶれが生ずるおそれがあり、かつ、手ぶれ・動体ぶれに効果的な露光時間Ｔｂで露光を行うと、暗所で背景を含む被写体を適切露光で撮影することができない条件下にある。
【００２７】
この場合には、まず露光開始から予め定めた前記ストロボ光の最大照射時間Ｔｆが経過したか否かを判断する（ステップＳ１０９）。そして、露光開始から時間Ｔｆが経過したならば、画像処理回路／ＣＰＵ６は、ユニット回路４のゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）のゲインの値を、前述のステップＳ１０４で算出した露光途中変更ゲイン値Ｙ（ｄＢ）に設定変更する（ステップＳ１１０）。すると、ユニット回路４のゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）において、図２に示したように、設定変更後前記時間Ｔｇが経過した時点から、前記撮像素子２からの撮像信号がゲイン値Ｙで増幅されることとなる。
【００２８】
そして、露光開始から時間Ｔｂが経過したか否かを判断し（ステップＳ１１１）、露光開始から時間Ｔｂが経過したならば、露光を停止する（ステップＳ１１２）。しかる後に、画像処理回路／ＣＰＵ６は、このようにしてユニット回路４を経て増幅されてデジタル信号に変換された撮像信号を圧縮して、所定のフォーマットの画像ファイルを生成し、それを画像記録媒体８に記憶させる。
【００２９】
この画像記録媒体８に記録された画像ファイルにあっては、ステップＳ１１１及びステップＳ１１２での処理により、手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂをもって露光された画像であることから、手ぶれ・動体ぶれの発生は防止されている。また、ステップＳ１０７にて時間Ｔｆでストロボ発光し、ステップＳ１０９及びステップＳ１１０にて、露光開始から時間Ｔｆが経過した時点でＡＧＣゲインをＹ（ｄＢ）に設定変更して撮影された画像である。よって、ストロボ光が到達した被写体は適切露光で撮影されるのみならず、ストロボ光が届かない背景は露光を短時間であっても長時間露光した場合に近似した明るさを確保することができる。よって、撮像装置の固定を伴うことなく、暗所で背景を含む被写体を適切な明るさで撮影することができ、撮影時の雰囲気を再現した画像を記録することができる。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、ストロボが完全に発光停止停止する時間Ｔｆを用いてステップＳ１０９での判断を行うようにしたが、ストロボ発光が殆ど停止する時間Ｔｅ（Ｔｅ＜Ｔｆ）を用いて、ステップＳ１０９での判断を行うようにしたてもよい。また、Ｔｃ＝Ｔｆ＋Ｔｇとしたが、Ｔｃ＝Ｔｆとしてもよく、要はストロボ発光停止後、可及的速やかにＡＧＣゲインをＹ（ｄＢ）に変更するようにすればよい。
【００３１】
（第２の実施の形態）
図４は、本発明の第２の実施の形態にかかる電子スチルカメラの電気的な回路構成を示すブロック図である。この電子スチルカメラは、周囲の明るさを検出する調光センサ１２を具備する点において第１の実施の形態とは異なる。また、メモリー１０には、前記動作プログラムのみならず、図２に示した手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂ、画像処理回路／ＣＰＵ６がゲインを設定してからユニット回路４のゲイン調整アンプ（ＡＧＣ）により当該ゲインが反映されるまでの時間Ｔｇは記憶されているが、ストロボ光の照射時間Ｔｆは記憶されておらず、調光センサ１２が検出した周囲の明るさに基づきストロボ光の照射時間Ｔｆが設定される。
なお、他の構成は前述した第１の実施の形態と同一であるので、同一符号を付して説明は省略する
【００３２】
次に、かかる構成からなる電子スチルカメラの撮像時における動作を図２に示すタイミングチャート及び図５に示すフローチャートに従って説明する。このフローチャートは、前述の実施の形態と同様に、表示装置７にスルー画像を表示するキャプチャーモード（撮像モード）が選択された撮像待機状態からの動作を示すものである。
【００３３】
まず、画像処理回路／ＣＰＵ６は、前記メモリー１０に記憶されている前記手ぶれ・動体ぶれ防止に効果的な露光時間Ｔｂ、ＡＧＣゲインの設定から反映されるまでの時間Ｔｇを読み出すとともに、調光センサ１２の検出結果、つまり周囲の明るさに基づき、ストロボ光の照射時間Ｔｆを定める（ステップＳ２０１）。次に、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０８及びステップＳ２１３で、前述した第１の実施の形態におけるステップＳ１０２〜ステップＳ１０８及びステップＳ１１３と同一の処理を実行し、ステップＳ２０９で調光センサ１２の検出結果に基づき、ストロボ発光が終了したか否かを判断する。ストロボ発光が終了したならば、ステップＳ２１０〜ステップＳ２１２で、前述した第１の実施の形態におけるステップＳ１１０〜ステップＳ１１２と同一の処理を実行する。
【００３４】
したがって、この第２の実施の形態においても、画像記録媒体８に記録される画像ファイルは、手ぶれ・動体ぶれの発生が防止され、ストロボ光が到達した被写体は適切露光とな明瞭に撮影されたものとなるのみならず、ストロボ光が届かない背景も適切露光となって明瞭に撮影されたものとなり、撮影時の雰囲気を再現した画像が記録されることとなる。
【００３５】
なお、第２の本実施の形態においては、ステップＳ２０９で調光センサ１２の検出結果に基づき、ストロボ発光が終了が終了したか否かを判断するようにしたが、ステップＳ２０１でストロボ光の照射時間Ｔｆが予め設定されるので、第１の実施の形態と同様に、露光開始から時間Ｔｆが経過したか否かを判断するようにしてもよい。また、ストロボ回路１１の発光手段は、ストロボ電球であってもよいし、ＬＥＤ等の他の発光手段であってもよい。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、暗所において、発光手段からの光が到達する被写体と、発光手段からの光が到達不可能な被写体の背景とからなるシーンを撮影する場合、光が到達した被写体を適切露光にして撮影することができる。
また、光が届かない背景は、露光時間内に発光手段の発光終了後における増幅手段の増幅率が、発光手段の発光中における増幅率よりも増大変化することにより、露光を短時間にしても長時間露光した場合に近似した明るさを確保することができる。よって、撮像装置の固定を伴うことなく、暗所で背景を含む被写体を適切な明るさで撮影することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる電子スチルカメラのブロック図である。
【図２】各実施の形態に共通の動作を示すタイミングチャートである。
【図３】第１の実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる電子スチルカメラのブロック図である。
【図５】同実施の形態の処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　　光学レンズ
２　　撮像素子
３　　ＴＧ
４　　ユニット回路
６　　画像処理回路／ＣＰＵ
８　　画像記録媒体
９　　操作キー部
１０　　メモリー
１１　　ストロボ回路
１２　　調光センサ
【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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