(57)【要約】【課題】高感度で近景をストロボ撮影したときの、露光オーバーを防止する。【解決手段】ＡＭＰ４３は、ＩＳＯ感度１６００でストロボ撮影を行った際に、調光センサ１３で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる感度までＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。画像信号処理回路５１は、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号が、露光オーバーと検出された場合には、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅しない。露光アンダーと検出された場合には、最適な露光量となるような増幅値で、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。この増幅とＡＭＰ４３による増幅とを施したＣＣＤ４０の出力信号の露光量が、ＩＳＯ感度１６００の適正な露光量を超える場合には、少なくともＩＳＯ感度１６００以下となるような増幅値で、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。【選択図】        図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像素子と、被写体に向けてストロボ光を照射するストロボ装置と、前記ストロボ光が規定レベルに達したときに発光を停止させる調光手段とを備え、前記撮像素子の感度を設定する機能を有するデジタルカメラにおいて、
前記調光手段で調光することが不可能な発光時間範囲に、適正なストロボ発光量を与える発光時間が存在する高感度設定でストロボ撮影を行った際に、
前記調光手段で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる感度まで前記撮像素子の出力信号を増幅する第１ゲイン調整手段と、
この第１ゲイン調整手段で増幅された出力信号が露光オーバーであった場合には、前記増幅された出力信号を増幅せず、
露光アンダーであった場合には、最適な露光量となるような増幅値で、前記増幅された出力信号を増幅する第２ゲイン調整手段とを設けたことを特徴とするデジタルカメラ。
【請求項２】
前記第２ゲイン手段による増幅と第１ゲイン調整手段による増幅とを施した出力信号の露光量が、設定した感度の適正な露光量を超える場合には、少なくとも設定感度以下となるような増幅値で、第１ゲイン調整手段で増幅された出力信号を増幅することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
【請求項３】
前記第１ゲイン調整手段で増幅される撮像素子の感度を、前記調光手段で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる最大の感度に設定したことを特徴とする請求項１または２に記載のデジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高感度設定でストロボ撮影を行った際に、撮像素子の出力信号を２段階に分けて増幅することで露光オーバーを防止するデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤイメージセンサなどの撮像素子で撮像した被写体画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記憶媒体に保存するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラでは、撮像素子の感度を比較的簡単に設定することができるため、ＩＳＯ感度１６００で近景をストロボ撮影してしまい、露光オーバーとなるケースがある。
【０００３】
上記のような問題を回避するために、予め近景を撮影するモード、例えばマクロモードやセルフポートレートモードを設けておき、絞りのＦ値を大きくしたり、ストロボの発光量を１／２に減らして撮影を行うカメラが提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−２５００８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に記載されるような近景撮影モードを備えていないカメラの場合には、近景撮影であるかどうかを判断することができず、やはり露光オーバーとなる可能性がある。また、仮に近景撮影モードが設けられていたとしても、このモードが選択されていないときには対応ができない。
【０００６】
一方、被写体からの距離が分かれば近景撮影であるかどうかを判断することができるが、ＣＣＤイメージセンサのコントラストから距離を検出するデジタルカメラでは、検出した距離の正確性に問題があるため、距離情報を元に判断する方法は良策であるとは言えない。
【０００７】
本発明は、高感度で近景をストロボ撮影した場合に、露光オーバーを防止する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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、被写体を撮像する撮像素子と、被写体に向けてストロボ光を照射するストロボ装置と、前記ストロボ光が規定レベルに達したときに発光を停止させる調光手段とを備え、前記撮像素子の感度を設定する機能を有するデジタルカメラにおいて、前記調光手段で調光することが不可能な発光時間範囲に、適正なストロボ発光量を与える発光時間が存在する高感度設定でストロボ撮影を行った際に、前記調光手段で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる感度まで前記撮像素子の出力信号を増幅する第１ゲイン調整手段と、この第１ゲイン調整手段で増幅された出力信号が露光オーバーであった場合には、前記増幅された出力信号を増幅せず、露光アンダーであった場合には、最適な露光量となるような増幅値で、前記増幅された出力信号を増幅する第２ゲイン調整手段とを設けたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記第２ゲイン手段による増幅と第１ゲイン調整手段による増幅とを施した出力信号の露光量が、設定した感度の適正な露光量を超える場合には、少なくとも設定感度以下となるような増幅値で、第１ゲイン調整手段で増幅された出力信号を増幅することが好ましい。また、前記第１ゲイン調整手段で増幅される撮像素子の感度を、前記調光手段で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる最大の感度に設定することが好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１および図２において、デジタルカメラ２の正面には、矢印方向にスライド操作自在なレンズバリア１０が設けられている。このレンズバリア１０を図１に示す開放位置にスライドさせることにより、撮像レンズ１１、ストロボ発光部１２が露呈して撮影可能な状態となる。
【００１１】
ストロボ発光部１２の近傍には、調光センサ１３が設けられており、これらはストロボ装置４５（図３参照）を構成している。調光センサ１３は、ストロボ発光部１２からストロボ光が被写体に向けて照射されたときに、被写体からのストロボ反射光を受光する。調光センサ１３からの受光信号は光量積分に用いられ、この光量積分値が規定レベルに達するとストロボ発光が停止する。
【００１２】
撮像レンズ１１の背後には、ＣＣＤ４０（図３参照）が配置されている。ＣＣＤ４０からの撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器４４（図３参照）により、デジタルの画像データに変換される。この画像データは、デジタルカメラ２の背面に設けられた液晶表示装置（ＬＣＤ）１４で、いわゆるスルー画像として表示される。また、デジタルカメラ２には光学ファインダを構成するファインダ対物窓１５およびファインダ接眼窓１６が設けられており、これらを通して被写体画像のフレーミングが行われる。
【００１３】
デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１７が設けられている。このレリーズボタン１７は、２段階押しのスイッチとなっており、ＬＣＤ１４または光学ファインダによるフレーミングの後にレリーズボタン１７を軽く押圧すると、露光調整、撮像レンズ１１の焦点調整などの各種撮影準備処理が施される。撮影準備処理が施された撮像信号は、レリーズボタン１７を離すまでデータロックされる。そして、この状態でレリーズボタン１７をもう１度強く押圧すると、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換された後、メモリカードスロット１８に着脱自在に装填されるメモリカード１９や内蔵メモリ４９（図３参照）などの記憶媒体に保存される。
【００１４】
デジタルカメラ２の背面には、ＬＣＤ１４のほかに、電源のオン／オフ切替えを行う電源ボタン２０、撮像レンズ１１のズームレンズをワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン２１、各種モードを選択するモード切替えスイッチ２２、およびＬＣＤ１４に表示されるメニュー画面内でカーソルを移動させるカーソル操作板２３からなる操作部２４（１点鎖線で囲む部分）が設けられている。
【００１５】
デジタルカメラ２では、通常の撮影を行う通常撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ１４に表示する再生モード、および各種設定を行うセットアップモードなどが選択可能となっており、モード切替えスイッチ２２をスライド操作させることで、これらのモードの切替えが行われる。また、デジタルカメラ２は、ＣＣＤ４０の感度を設定する機能を有しており、例えばＩＳＯ感度１６００、８００、４００、２００などが選択可能となっている。
【００１６】
デジタルカメラ２の電気的構成を示す図３において、撮像レンズ１１には、ズームモータ３０と、アイリスモータ３１と、フォーカスモータ３２とが接続されている。これらのモータ３０〜３２は、ＣＰＵ３３に接続された第１〜第３モータドライバ３４〜３６を介して駆動制御され、レリーズボタン１７の１回目の押圧操作により撮影準備処理を行う。ズームモータ３０は、ズームレンズをワイド側、あるいはテレ側に動作させ、撮像レンズ１１のズーミングを行う。また、アイリスモータ３１およびフォーカスモータ３２は、図示しないアイリスおよびフォーカスレンズを動作させ、撮影条件が最適となるように撮像レンズ１１の露光調整、焦点調整を行う。
【００１７】
撮像レンズ１１の背後には、レリーズボタン１７の２回目の押圧操作により、第４モータドライバ３７およびシャッタモータ３８を介して開閉動作されるメカシャッタ３９が配置されている。このメカシャッタ３９の背後には、撮像レンズ１１を透過した被写体光が撮像されるＣＣＤ４０が配置されている。第４モータドライバ３７およびＣＣＤ４０には、ＣＰＵ３３によって制御されるタイミングジェネレータ４１が接続され、このタイミングジェネレータ４１からタイミング信号（クロックパルス）が入力される。ＣＣＤ４０から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４２に入力され、ＣＣＤ４０の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ４２から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）４３で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４でデジタルデータに変換される。
【００１８】
図４に示すように、ストロボ装置４５の発光特性は、発光開始直後に発光量がピークになり、時間経過につれて緩やかに発光量が減少する。ここで、ｔ１は回路的な遅延などにより調光センサ１３で調光することが不可能な発光時間範囲、ｔ２は調光センサ１３で発光量を制御することができる範囲を示す。また、ｔ３はＩＳＯ感度１６００で撮影を行ったときに、適正な発光量を与える発光時間である。このことから明らかなように、ｔ３がｔ１の範囲内にあるため、ＩＳＯ感度１６００でストロボ撮影を行った場合は、適正な発光量で撮影することは不可能である。
【００１９】
したがって、ＡＭＰ４３では、ＩＳＯ感度１６００でストロボ撮影を行った際に、調光センサ１３で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる最大の感度までＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。なお、以下の説明では、この増幅を第１ゲイン調整と呼ぶ。また、増幅するＣＣＤ４０の感度は、最大でなくともよい。
【００２０】
図３において、画像入力コントローラ４６は、データバス４７を介してＣＰＵ３３に接続され、ＣＰＵ３３の制御命令に応じてＣＣＤ４０、ＣＤＳ４２、ＡＭＰ４３、およびＡ／Ｄ変換器４４を制御する。Ａ／Ｄ変換器４４から出力された画像データは、ＬＣＤドライバ４８を介してＬＣＤ１４に表示される。または、図示しない光学ファインダドライバを介して光学ファインダに表示される。あるいは、内蔵メモリ４９に保存される。内蔵メモリ４９に保存された画像データは、メディアコントローラ５０を介してメモリカード１９に記録される。
【００２１】
画像信号処理回路５１は、階調変換、色変換、ハイパートーン処理、ハイパーシャープネス処理などの各種画像処理を画像データに施す。圧縮処理回路５２は、デジタルカメラ２をパーソナルコンピュータなどの外部機器に接続して、撮像された画像データを転送する際に、画像データを所定のファイル形式（例えばＪＰＥＧ形式）に圧縮する。
【００２２】
データバス４７には、撮像レンズ１１の焦点調整が撮影に適切か否かを検出するＡＦ検出回路５３と、撮像レンズ１１の露光調整およびホワイトバランス補正が撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路５４が接続されている。これらの検出回路５３、５４は、レリーズボタン１７の１回目の押圧操作で撮影準備処理が行われた後、データバス４７を介してＣＰＵ３３に検出結果を送信する。
【００２３】
画像信号処理回路５１は、ＩＳＯ感度１６００でストロボ撮影を行った際に、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号に再度増幅を施す。すなわち、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号が、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５４で露光オーバーと検出された場合には、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅しない。露光アンダーと検出された場合には、最適な露光量となるような増幅値で、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。そして、この増幅とＡＭＰ４３による増幅とを施したＣＣＤ４０の出力信号の露光量が、ＩＳＯ感度１６００の適正な露光量を超える場合には、少なくともＩＳＯ感度１６００以下となるような増幅値で、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。なお、以下の説明では、この画像信号処理回路５１による増幅を第２ゲイン調整と呼ぶ。また、ＩＳＯ感度１６００以外で撮影を行った場合は、ＡＭＰ４３でその感度に応じた増幅値で増幅を行う。
【００２４】
次に、上記実施形態による作用について、図５のフローチャートを参照して説明する。ＩＳＯ感度１６００でストロボ撮影を行った場合、ＣＣＤ４０から出力された撮像信号は、ＣＤＳ４２でＣＣＤ４０の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとされた後、ＡＭＰ４３で第１ゲイン調整が施される。
【００２５】
ＬＣＤ１４または光学ファインダによるフレーミングの後、レリーズボタン１７の１回目の押圧操作で、露光調整、撮像レンズ１１の焦点調整などの撮影準備処理を施した後、レリーズボタン１７の２回目の押圧操作で被写体の撮影を行う。被写体の撮影後、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路５４により撮影画像の露光量を検出し、露光オーバーと検出された場合には、増幅値を１倍として第２ゲイン調整を行う。
【００２６】
露光アンダーと検出された場合には、まず、最適な露光量となるように増幅値を設定し、第１ゲイン調整されたＣＣＤ４０の出力信号を増幅する。そして、この増幅とＡＭＰ４３による増幅とを施したＣＣＤ４０の出力信号の露光量が、ＩＳＯ感度１６００の適正な露光量を超える場合には、少なくともＩＳＯ感度１６００以下となるように増幅値を設定し、第２ゲイン調整を行う。ＩＳＯ感度１６００の適正な露光量を超えない場合には、最初に決定した増幅値で第２ゲイン調整を行う。
【００２７】
第２ゲイン調整後の画像データは、ＲＧＢで表される撮像信号を輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換するＹＣ処理が施され、圧縮処理回路５２で圧縮処理された後、メモリカード１９または内蔵メモリ４９に記録される。このようにすると、マクロモードやセルフポートレートモードなどの特別なモードを設けることなく、ＣＣＤ４０が高感度設定でストロボ装置で調光することが不可能である場合でも、適正な露光量の撮影画像を得ることができる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明のデジタルカメラによれば、調光手段で調光することが不可能な発光時間範囲に、適正なストロボ発光量を与える発光時間が存在する高感度設定でストロボ撮影を行った際に、調光手段で調光することが可能で、且つ適正なストロボ発光量を与えることができる感度まで撮像素子の出力信号を増幅する第１ゲイン調整手段と、この第１ゲイン調整手段で増幅された出力信号が露光オーバーであった場合には、増幅された出力信号を増幅せず、露光アンダーであった場合には、最適な露光量となるような増幅値で、増幅された出力信号を増幅する第２ゲイン調整手段とを設けたので、高感度で近景をストロボ撮影した場合に、露光オーバーを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施したデジタルカメラの正面概観斜視図である。
【図２】デジタルカメラの背面概観斜視図である。
【図３】デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。
【図４】ストロボの発光特性を示すグラフである。
【図５】ＩＳＯ感度１６００でストロボ撮影を行ったときの、画像データの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
２  デジタルカメラ
１１  撮像レンズ
１２  ストロボ発光部
１３  調光センサ
１４  液晶表示装置（ＬＣＤ）
１７  レリーズボタン
１９  メモリカード
２４  操作部
３３  ＣＰＵ
４０  ＣＣＤ
４３  増幅器（ＡＭＰ）
４５  ストロボ装置
４９  内蔵メモリ
５１  画像信号処理回路
５４  ＡＥ／ＡＷＢ検出回路
【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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