(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体輝度を測定するステップと、
前記被写体輝度に基づいて、予め設定されている標準感度における適正露出を算出するステップと、
前記適正露出に基づいて、少なくともシャッタスピードと撮影感度を決定するステップと、
前記撮影感度が、予め設定されている高感度閾値よりも高い値に設定されたときに、撮影シーンが、主要被写体の周囲が輝度オーバー領域とその外側の輝度アンダー領域とに囲まれる低輝度逆光シーンであると判定するステップと、
撮影シーンが前記低輝度逆光シーンであると判定されたときに、撮影時のフラッシュ発光の有無を設定するフラッシュ発光判断を、発光有りの状態に設定するステップを含むことを特徴とする露出制御方法。
【請求項２】
被写体輝度を測定するステップと、
前記被写体輝度に基づいて、予め設定されている標準感度における適正露出を算出するステップと、
前記適正露出に基づいて、少なくともシャッタスピードと撮影感度を決定するステップと、
前記適正露出が、予め設定されている低輝度シンクロ判定閾値よりも小さいときに、撮影シーンが、主要被写体の周囲が輝度オーバー領域とその外側の輝度アンダー領域とに囲まれる低輝度逆光シーンであると判定するステップと、
撮影シーンが前記低輝度逆光シーンであると判定されたときに、撮影時のフラッシュ発光の有無を設定するフラッシュ発光判断を、発光有りの状態に設定するステップを含むことを特徴とする露出制御方法。
【請求項３】
前記フラッシュ発光判断を行うステップの前に、被写体が逆光状態にあるか否かの判定に用いる逆光判定測光値を前記被写体輝度に基づいて算出するステップと、
前記逆光判定測光値と、予め設定されている逆光判定閾値とを比較して被写体が逆光状態にあるか否かを判定するステップと、
前記被写体が逆光状態にあると判定されたときに、前記フラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップを含むことを特徴とする請求項１または２記載の露出制御方法。
【請求項４】
被写体輝度を測定するステップと、
前記被写体輝度に基づいて、被写体が逆光状態にあるか否かの判定に用いられる逆光判定測光値を算出するステップと、
前記被写体輝度に基づいて、予め設定されている標準感度における適正露出を算出するステップと、
前記適正露出に基づいて、少なくともシャッタスピードと撮影感度を決定するステップと、
前記適正露出が予め設定されている逆光判定切換閾値よりも大きいときに、前記逆光判定測光値と予め設定されている第１の逆光判定閾値とを比較し、被写体が逆光状態にあるか否かを判定するステップと、
前記適正露出が前記逆光判定切換閾値よりも小さいときに、前記逆光判定測光値と前記第１の逆光判定閾値よりも小さい第２の逆光判定閾値とを比較し、被写体が逆光状態にあるか否かを判定するステップと、
前記被写体が逆光状態にあると判定されたときに、撮影時のフラッシュ発光の有無を設定するフラッシュ発光判断を、発光有りの状態に設定するステップを含むことを特徴とする露出制御方法。
【請求項５】
主要被写体の周囲が輝度オーバー領域とその外側の輝度アンダー領域とに囲まれる撮影シーンを低輝度逆光シーンとしたとき、
前記逆光判定切換閾値は、前記適正露出に基づいて撮影シーンが前記低輝度逆光シーンであるか否かを判定する際に、該低輝度逆光シーンではないと判定される露出値の最低値であることを特徴とする請求項４記載の露出制御方法。
【請求項６】
前記逆光判定測光値を算出するステップは、複数の測光領域に分割された測光エリアのうち、中央エリアに含まれる複数の測光領域の各測光値から平均値を算出して中央エリア測光値とするステップと、
前記中央エリアの周囲に配される周辺エリアに含まれる複数の測光領域の各測光値から平均値を算出して周辺エリア測光値とするステップと、
前記周辺エリア測光値から中央エリア測光値を減算するステップを含むことを特徴とする請求項３〜５いずれか記載の露出制御方法。
【請求項７】
前記適正露出に基づいてシャッタスピードと撮影感度を決定するステップは、
前記シャッタスピードと、予め設定されている手ぶれ警告閾値とを比較するステップと、
前記シャッタスピードが前記手ぶれ警告閾値よりも遅いときに、前記撮影感度を前記標準感度よりも高い値に変更し、かつシャッタスピードを手ぶれ限界シャッタスピード、または手ぶれ限界シャッタスピードよりも速いシャッタスピードに変更するステップを含むことを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の露出制御方法。
【請求項８】
前記撮影感度が最高値に切り換えられ、かつ前記シャッタスピードが手ぶれ警告閾値よりも遅いときに、該シャッタスピードを前記手ぶれ限界シャッタスピードに変更し、前記フラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップを含むことを特徴とする請求項７記載の露出制御方法。
【請求項９】
前記手ぶれ警告閾値は、この手ぶれ警告閾値よりも遅いシャッタスピードに設定されたときに手ぶれが発生しやすくなるシャッタスピードの値であることを特徴とする請求項８記載の露出制御方法。
【請求項１０】
前記手ぶれ限界シャッタスピードは、通常の撮影で手ぶれが発生しない限界のシャッタスピードであることを特徴とする請求項８または９記載の露出制御方法。
【請求項１１】
被写体に向けて発光するフラッシュと、
被写体光を光電変換して撮像信号を得る撮像手段と、
前記シャッタスピードを変更するシャッタスピード変更手段と、
前記撮像信号を増幅して撮影感度を変更する感度変更手段と、
被写体輝度を測定し、この被写体輝度に基づいて予め設定されている標準感度における適正露出を算出し、この適正露出に基づいてシャッタスピード、撮影感度、フラッシュ発光の有無等を決定する露出制御手段を備え、
前記露出制御手段は、前記請求項１〜１０いずれか記載の露出制御方法に基づいて露出制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露出制御方法及び撮像装置に関し、更に詳しくは、高感度で撮影を行う機能とフラッシュとを備え、逆光時にフラッシュ発光を行う露出制御方法及び撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子によって被写体光を光電変換し、これにより得た撮像信号をデジタルの画像データに変換して記録するデジタルカメラが普及している。このデジタルカメラには、撮影時に被写体に向けて光を照射するフラッシュが組み込まれているもの、また、被写体輝度に応じてフラッシュを自動発光させる自動発光モードを備えたもの等がある。
【０００３】
図１１は、従来のデジタルカメラのプログラム線図の一例であり、横軸がシャッタスピード（時間値ＴＶ）、縦軸が絞り値（開口値ＡＶ）、斜線が露出値ＥＶを示す。この従来のデジタルカメラでは、例えば、ＩＳＯ２００の感度を使用し、被写体輝度から算出されたＥＶ値に基づいて絞り値とシャッタスピードとを切り換えて撮影が行われる。また、一般的にフラッシュ発光が必要とされるＥＶ８（ＩＳＯ１００換算）が低輝度フラッシュ発光ポイントとして設定されており、ＥＶ値が８以下になると自動的にフラッシュ発光が行われる。更に、シャッタスピードが１／６０秒よりも遅くなると手ぶれが発生しやすくなるため、この１／６０秒のシャッタスピードを手ぶれ警告ポイントとして設定し、シャッタスピードがこの手ぶれ警告ポイントよりも遅くなったときには、手ぶれ警告が行われる。
【０００４】
また、デジタルカメラでは、撮影シーンが逆光シーンであるか否かを判定し、逆光シーンであるときに自動的にフラッシュを発光させるものがある（例えば、特許文献１〜３参照）。図１２（Ａ），（Ｂ）に示すように、この逆光判定では、測光エリア２が複数の領域２ａに分割され、これらの領域２ａが主要な被写体３が配される中央エリア４と、背景となる周辺エリア５とに区分けされる。測光は、各領域２ａごとに行なわれ、中央エリア４と周辺エリア５の平均測光値がそれぞれ求められる。そして、周辺エリア測光値から中央エリア測光値を減算して逆光判定測光値を算出し、この逆光判定測光値と、予め設定されている逆光判定閾値とが比較される。
【０００５】
図１３（Ａ）に示すような撮影シーンは、逆光判定測光値が逆光判定閾値よりも大きい状態となるため、逆光シーンであると判定されてフラッシュが発光される。なお、逆光判定閾値は、中央エリア４に黒色の被写体があるときに逆光と誤判定しないように、例えば、Δ２ＥＶ程度と大きめに設定されている。
【０００６】
ところで、被写体輝度に応じて撮影感度を積極的に切り換えることにより、暗いシーンの撮影を速いシャッタスピードで行えるようにした感度切換型デジタルカメラが販売されている。このデジタルカメラは、撮像素子によって得た撮像信号の増幅率を変化させることにより、あたかも撮像素子の感度が切り換えられているように制御している。このデジタルカメラによれば、フラッシュの光の到達距離を伸ばし、背景を明るくしてその場の雰囲気を撮影することができ、シャッタ速度の高速化による手ぶれを軽減することができる等のメリットを得ることができる。更には、従来はフラッシュ発光が必要であったシーンにおいて、フラッシュ発光無しで撮影を行うことができる。
【０００７】
図１４のプログラム線図に示すように、感度切換型デジタルカメラでは、例えば、ＥＶ値が高い撮影シーンでは標準感度となるＩＳＯ２００の感度を使用する。そして、ＥＶ値が低くなって絞りが開放され、かつシャッタスピードが手ぶれ警告ポイントよりも遅くなるシーンでは、感度がＩＳＯ４００〜１６００に自動的に切り換えられる。また、高感度での撮影が可能になることから、低輝度フラッシュ発光ポイントは、例えばＥＶ５（ＩＳＯ１００換算）に設定されている。この感度切換型デジタルカメラにおいても、上述した逆光判定によるフラッシュの自動発光が用いられている。
【特許文献１】特開平０６−１４８７２５号公報
【特許文献２】特開２００１−３３９６３６号公報
【特許文献３】特開２００２−３３３６４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
例えば、夜間にイルミネーション等の明るい照明の前で撮影を行う場合、図１３（Ｂ）に示すように、周辺エリア５が主要被写体３の周囲に存在する輝度オーバー部分と、その周囲に配される輝度アンダー部分とに分かれてしまうことがある（以下、このような撮影シーンを低輝度逆光シーンと呼ぶ）。この低輝度逆光シーンでは、実際には逆光であるにも関わらず逆光判定測光値が逆光判定閾値よりも小さくなるため、上記逆光判定では、逆光シーンと判定されない。従来の感度が固定されたタイプのデジタルカメラでは、この低輝度逆光シーンの時にＥＶ値が低輝度フラッシュ発光ポイントよりも小さくなり、フラッシュが低輝度発光するため、問題にはならなかった。
【０００９】
しかし、感度切換型のデジタルカメラでは、低輝度フラッシュ発光ポイントがＥＶ５と小さいため、ＥＶ８〜ＥＶ５の暗い撮影環境下で低輝度逆光シーンが発生するとフラッシュが発光せず、シーンに合った良質な撮影が行えないことがあった。
【００１０】
上記問題を解決するために、特許文献２記載の発明のように、逆光判定閾値を小さくしてフラッシュが発光されやすくし、かつフラッシュ光量を抑えて発光させて画像処理で画質を補正することも考えられる。しかし、被写体まで距離があってフラッシュ光が届かない場合に画像処理を行うと、背景が白飛びしてしまう。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するために、低輝度逆光シーンで適切にフラッシュを発光させることができる露出制御方法及び撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した感度切換型デジタルカメラでは、絞りが開放され、かつシャッタスピードが手ぶれ警告ポイント以下のときに撮影感度が切り換えられるため、その設定された撮影感度を確認することによって撮影シーンを判定することができる。
本発明の露出制御方法は、被写体輝度を測定するステップと、この被写体輝度に基づいて、予め設定されている標準感度における適性露出を算出するステップと、この適性露出に基づいて、少なくともシャッタスピードと撮影感度を決定するステップと、撮影感度が予め設定されている高感度閾値よりも高い値に設定されたときに、撮影時のフラッシュ発光の有無を設定するフラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップを含むようにしたものである。
なお、高感度閾値は、撮影シーンが低輝度逆光シーンではないと判定される撮影感度の最高値であり、例えば、標準感度、または標準感度よりも高い値が用いられる。
【００１３】
また、上記と同様の理由により、算出された適性露出からも撮影シーンを判定することができる。
本発明の別の露出制御方法では、被写体輝度を測定するステップと、被写体輝度に基づいて、予め設定されている標準感度における適性露出を算出するステップと、適性露出に基づいて、少なくともシャッタスピードと撮影感度を決定するステップと、適性露出が予め設定されている低輝度シンクロ判定閾値よりも小さいときに、撮影時のフラッシュ発光の有無を設定するフラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップを含むようにしたものである。
なお、低輝度シンクロ判定閾値は、撮影シーンが低輝度逆光シーンではないと判定される露出値の最低値である。
【００１４】
上述した低輝度逆光シーンを判定してフラッシュ発光を設定する前に、通常の逆光シーンであるか否かを判定してもよい。この通常の逆光シーンの判定は、被写体が逆光状態にあるか否かの判定に用いられる逆光判定測光値を被写体輝度に基づいて算出するステップと、逆光判定測光値と予め設定されている逆光判定閾値とを比較して被写体が逆光状態にあるか否かを判定するステップと、被写体が逆光状態にあると判定されたときに、フラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップとを含むようにしたものである。
【００１５】
また、本発明の更に別の露出制御方法は、算出された適性露出に応じて逆光判定の閾値を切り換えることにより、低輝度逆光シーンの判定するようにしたものである。
具体的には、被写体輝度を測定するステップと、被写体輝度に基づいて逆光判定測光値を算出するステップと、被写体輝度に基づいて予め設定されている標準感度における適性露出を算出するステップと、適性露出に基づいて少なくともシャッタスピードと撮影感度を決定するステップと、適性露出が予め設定されている逆光判定切換閾値よりも大きいときには、逆光判定測光値と予め設定されている第１の逆光判定閾値とを比較して被写体が逆光状態にあるか否かを判定するステップと、適性露出が逆光判定切換閾値よりも小さいときには、逆光判定測光値と第１の逆光判定閾値よりも小さい第２の逆光判定閾値とを比較し、被写体が低輝度逆光シーンであるか否かを判定するステップと、被写体が通常の逆光シーン、または低輝度逆光シーンと判定されたときには、フラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップを含むようにしたものである。
なお、逆光判定切換閾値は、撮影シーンが低輝度逆光シーンではないと判定される露出値の最低値である。
【００１６】
逆光判定測光値を算出するステップは、複数の測光領域に分割された測光エリアのうち、中央エリアに含まれる複数の測光領域の各測光値から平均値を算出して中央エリア測光値とするステップと、記中央エリアの周囲に配される周辺エリアに含まれる複数の測光領域の各測光値から平均値を算出して周辺エリア測光値とするステップと、周辺エリア測光値から中央エリア測光値を減算するステップとを含むようにしたものである。
【００１７】
また、適性露出に基づいてシャッタスピードと撮影感度を決定するステップは、シャッタスピードと予め設定されている手ぶれ警告閾値とを比較するステップと、シャッタスピードが手ぶれ警告閾値よりも遅いときに、撮影感度を標準感度よりも高い値に変更し、かつシャッタスピードを手ぶれ限界シャッタスピード、または手ぶれ限界シャッタスピードよりも速いシャッタスピードに変更するステップを含むようにしたものである。
なお、手ぶれ警告閾値は、この手ぶれ警告値よりも遅いシャッタスピードに設定されたときに手ぶれが発生しやすくなるシャッタスピードの値を示している。また、手ぶれ限界シャッタスピードは、通常の撮影であれば手ぶれが発生しない限界のシャッタスピードであり、手ぶれ警告閾値と同じ値が用いることができる。
【００１８】
また、撮影感度が最高値に切り換えられ、かつシャッタスピードが手ぶれ警告閾値よりも遅いとき、すなわち適性露出が低輝度フラッシュ発光ポイントよりも小さいときには、シャッタスピードを手ぶれ限界シャッタスピードに変更し、フラッシュ発光判断を発光有りの状態に設定するステップを含むようにしたものである。
【００１９】
また、本発明の撮像装置は、被写体に向けて発光するフラッシュと、被写体光を光電変換して撮像信号を得る撮像手段と、シャッタスピードを変更するシャッタスピード変更手段と、撮像信号を増幅して撮影感度を変更する感度変更手段と、被写体輝度を測定し、この被写体輝度に基づいて標準感度における適性露出を算出し、この適性露出に基づいてシャッタスピード、撮影感度、フラッシュ発光の有無等を決定する露出制御手段とを備え、この露出制御手段により、上述した露出制御方法に基づいて露出制御を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の露出制御方法及び撮像装置によれば、被写体輝度から算出された適性感度、またはこの適性感度から決定された撮影感度に基づいて低輝度逆光シーンであるか否かを判定し、低輝度逆光シーンと判定されたときにはフラッシュを発光をさせることができるので、低輝度逆光シーンでのフラッシュ非発光による画質低下を防止することができる。
【００２１】
また、低輝度逆光シーンの判定前に、通常の逆光シーンであるか否かを判定するようにしたので、低輝度逆光シーンの判定精度をより高めることができる。
【００２２】
また、上述した低輝度逆光シーンの判定では、高感度でかつ順光の撮影シーンにおいてフラッシュが発光される場合があり、このときには露光オーバーとなって白飛びが発生する。この問題を解決するために、算出された適性露出に応じて逆光判定の閾値を切り換えるようにしたので、通常の逆光シーンと低輝度逆光シーンとを区別して判定することができる。これにより、順光ではフラッシュ発光を行わないようにすることができ、白飛びを防止して低輝度シーンの画質向上を図ることができる。
【００２３】
また、逆光判定、低輝度逆光判定とともに、低輝度判定も行うようにしたので、よりきめ細やかなフラッシュ発光制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
図１（Ａ），（Ｂ）に示すように、本発明を実施した撮像装置であるデジタルカメラ１０は、薄型の略直方体形状に形成されている。その前面には、被写体に向けてフラッシュ光を照射するフラッシュ発光部１１と、被写体像を結像する撮影レンズ１２とが設けられている。また、上面には、電源のオン／オフと、静止画撮影モード／動画撮影モード／再生モード／設定モード等の切り換えを行う際に操作されるモードダイヤル１３と、撮影時に操作されるレリーズボタン１４が設けられている。
【００２５】
モードダイヤル１３は、外周に描かれた各モードを表すマークに指標を合せるように回転操作されてモードが選択される。モードダイヤル１３を電源オフの位置から各モードのいずれかの位置に回転すると、デジタルカメラ１０の電源がオンされる。レリーズボタン１４は、半分程度の深さまで押し込む半押し状態と、奥まで押し込む全押し状態との２段階の操作が可能であり、半押し時と全押し時にそれぞれオンするスイッチＳ１，Ｓ２を備えている。スイッチＳ１がオン（半押し）された時には、ＡＦ及びＡＥ動作が行われる。また、スイッチＳ２がオン（全押し）された時には撮影準備動作及び撮影動作が行われる。
【００２６】
デジタルカメラ１０の側面には、メモリカード１７が挿入されるカードスロット１８が設けられている。メモリカード１７には、撮影によって生成された画像データが記録される。また、背面には、ＬＣＤ１９が設けられている。ＬＣＤ１９は、静止画撮影モード及び動画撮影モードでは電子ビューファインダとして機能し、撮影中の画像をスルー画表示する。また、再生モードでは、メモリカード１７に記録された画像を再生表示する。ＬＣＤ１９の右側には、撮影レンズ１２のズーム倍率を操作するズームボタン２０と、各種設定時に操作されるカーソルボタン２１が配されている。
【００２７】
図２に示すように、デジタルカメラ１０の各部はＣＰＵ２５によって制御される。データバス２６によりＣＰＵ２５に接続されているＲＯＭ２７には、制御プログラムや各種設定データ等が記憶されている。ＣＰＵ２５は、モードダイヤル１３、レリーズボタン１４、ズームボタン２０、カーソルボタン２１等から入力される操作信号に基づき、制御プログラムに記述されているステップにしたがって各部の制御を行う。
【００２８】
撮影レンズ１２は、ズームレンズ１２ａとフォーカスレンズ１２ｂとから構成されている。これらのレンズ１２ａ，１２ｂは、モータを含む駆動機構３０，３１によって光軸方向で移動される。また、ズームレンズ１２ａとフォーカスレンズ１２ｂとの間には、絞りを切り換える絞り機構３２が組み込まれており、フォーカスレンズ１２ｂの背後には撮影光路を開閉するメカニカルシャッタ３３が組み込まれている。これらの機構もモータを含む駆動機構３４，３５によって駆動される。各駆動機構３０，３１，３４，３５のモータは、モータドライバ３６〜３９を介してＣＰＵ２５により駆動制御される。
【００２９】
絞り機構３２は、例えば、撮影時の絞りをＦ２．８〜Ｆ１１の範囲で５段階に切り換える。また、メカニカルシャッタ３３は、後述するＣＣＤに蓄積された電荷を読み出す際のスミアの発生を防止するため、撮影光路内を閉止する。
【００３０】
メカニカルシャッタ３３の背後には、撮像手段であるＣＣＤ４２が配置されている。周知のようにＣＣＤ４２は、多数の受光素子がマトリクス状に配列された受光面を備えており、撮影レンズ１２によって結像された被写体光を光電変換する。なお、ＣＣＤ４２に代えて、ＣＭＯＳタイプの撮像素子を用いてもよい。
【００３１】
ＣＣＤ４２は、ＣＣＤドライバ４５によって駆動される。ＣＣＤ４２の電荷蓄積時間、いわゆる露出時間（シャッタスピード）は、ＣＰＵ２５からの指示に基づきＣＣＤドライバ４５によって変更される。ＣＣＤ４２は、ＣＣＤドライバ４５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、画素ごとに蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな撮像信号（ＣＣＤ−ＲＡＷデータ）として出力する。本発明のシャッタスピード変更手段は、このＣＣＤドライバ４５と、上述したメカニカルシャッタ３３とで構成される。
【００３２】
ＣＣＤ４２から出力された撮像信号は、アナログフロントエンド回路（ＡＦＥ）４８に入力される。このＡＦＥ４８は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４９、オートゲインコントロール回路（ＡＧＣ）５０、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）５１から構成されている。ＣＤＳ４９は、ＣＣＤ４２から入力された撮像信号からノイズを除去する。ＡＧＣ５０は、設定された増幅率に基づいて撮像信号を増幅する回路であり、本撮像系の撮影感度の切り換えに用いられる感度変更手段を構成する。ＡＧＣ５０は、標準ではＩＳＯ２００の撮影感度に相当する増幅率で撮像信号を増幅するが、被写体輝度が低いときには、ＩＳＯ４００〜１６００に相当する増幅率に順次切り換えられる。Ａ／Ｄ５１は、増幅された撮像信号をデジタル変換して画像データを生成する。
【００３３】
タイミングパルスジェネレータ（ＴＧ）５４は、基準パルスを生成してＣＣＤドライバ４５やＡＦＥ、メカニカルシャッタ３３のモータドライバ３９に供給する。ＣＣＤドライバ４５は、ＴＧ５４から入力された基準パルスに基づいて垂直転送クロック及び水平転送クロックを生成してＣＣＤ４２に供給する。ＡＦＥ４８は入力された基準パルスに同期して信号処理を行なう。モータドライバ３９は、基準パルスに同期してメカニカルシャッタ３３を開閉する。
【００３４】
画像入力コントローラ５７は、データバス２６を介してＣＰＵ２５に接続されており、ＣＰＵ３２５制御命令に応じて画像データの読み出し及び書き込みを行う。画像入力コントローラ５７は、ＣＰＵ２５の命令によってＡＦＥ４８から画像データを読み出し、ＳＤＲＡＭ５８に記憶させる。また、ＳＤＲＡＭ５８から読み出した画像データを画像信号処理回路５９に入力する。
【００３５】
画像信号処理回路５９は、入力された画像データに対し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理と、ＹＣ変換処理とを施す。ＹＣ変換処理により、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換された画像データは、ＬＣＤドライバ６２に入力されてＬＣＤにスルー画表示される。
【００３６】
圧縮・伸長処理回路６５は、ＹＣ変換された画像データをメモリカード１７に記録する際に所定の圧縮形式、例えばＪＰＥＧ形式で圧縮処理する。また、再生モードにおいて、メモリカード１７から読み出した画像データをＬＣＤ１９で表示する際には、ＪＰＥＧ形式からＹＣ信号に伸長処理する。メディアコントローラ６６は、メモリカード１７に対する画像データの書き込み及び読み出しを行う。
【００３７】
フラッシュ発光部１１は、キセノン管を使用するエレクトロニックフラッシュであり、フラッシュ制御回路６９によって発光制御される。フラッシュ制御回路６９は、キセノン管に高電圧の電流を供給して発光させる発光回路を含み、撮影時の発光である本発光や、この本発光の前のＡＥ動作時に微小発光させる調光発光等の発光制御を行う。
【００３８】
タイマー回路７２は、デジタルカメラ１０内に組み込まれたバックアップ用の内蔵電池から電源供給を受けて計時動作を行う。ＣＰＵ２５は、電源オン時にタイマー回路７２から現在時刻取得し、その後は独自に計時動作を行って撮影日時等として用いる。
【００３９】
ＡＦ検出回路７５は、ＳＤＲＡＭ５８に記録された画像データの空間周波数の高周波成分を積算する。ＣＰＵ２５は、ＡＦ動作時にＡＦ検出回路７５によって得られる高周波成分の積算値が最大となるようにモータドライバ３８を制御してフォーカスレンズ１２ｂを光軸方向で進退させ、焦点調整を行う。
【００４０】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、レリーズボタン１４の半押し、すなわちＣＰＵ２５へのＳ１信号の入力に応じてＡＥ動作を行ない、同時に自動ホワイトバランス制御を行う露出制御手段を構成する。このＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、Ｓ１信号が入力されたときの輝度信号Ｙから被写体輝度を検出し、この被写体輝度に基づいて適性露出を算出する。また、算出した適性露出から、この適性露出に適合するシャッタスピード、絞り値、撮影感度、フラッシュ発光の有無等を決定し、これらをＣＰＵ２５に入力する。ＣＰＵ２５は、入力されたデータに基づいて、ＣＣＤドライバ４５、メカニカルシャッタ３３、絞り機構３２、ＡＧＣ５０、フラッシュ制御回路６９等を制御する。
【００４１】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８のＡＥ動作時には、図３に示すプログラム線図と、図４に示すフローチャートが用いられる。このプログラム線図は、横軸がシャッタスピード（時間値ＴＶ）、縦軸が絞り値（開口値ＡＶ）、斜線が露出値ＥＶを示す。このプログラム線図に示すように、デジタルカメラ１０での撮影開始時には、標準感度となる撮影感度ＩＳＯ２００、絞り値Ｆ８、シャッタスピード１／５００秒の条件が用いられてスルー画表示が行われる。そして、レリーズボタン１４が半押しされた際に求められる適性露出に応じて、絞り値とシャッタスピードとが適宜変更される。
【００４２】
なお、シャッタスピード１／６０秒は、ユーザに手ぶれを警告する手ぶれ警告ポイント（手ぶれ警告閾値）として設定されている。これは、シャッタスピードが１／６０秒よりも遅くなると、手ぶれが発生しやすくなるためである。
【００４３】
また、適性露出から求められる絞り値が開放状態のＦ２．８、シャッタスピードが１／６０秒以下となった場合、すなわち適性露出が感度アップ切換閾値よりも小さいときに、撮影感度がＩＳＯ２００からＩＳＯ４００〜１６００に順次切り換えられ、シャッタスピードが手ぶれ限界シャッタスピード、またはこれより速いスピードに設定される。これにより、手ぶれの発生が防止される。なお、手ぶれ限界シャッタスピードは、手ぶれを起こさずに撮影を行うことができる限界のシャッタスピードであり、例えば、手ぶれ警告ポイントと同じ１／６０秒とされている。
【００４４】
図１２（Ａ）に示すように、被写体輝度の測定は、例えば、測光エリア２を複数の領域２ａに分割し、各領域２ａごとの被写体輝度を検出してその平均値を求める分割測光が用いられる。なお、測光エリア２の中央を重点的に測光する中央重点測光や、測光エリア２内の特定部位を重点的に測光するスポット測光等を用いてもよい。
【００４５】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、ＡＥ動作時に、フラッシュ発光の有無を設定するフラッシュ発光判断を行う。このフラッシュ発光判断は、逆光判定、低輝度逆光判定、低輝度判定時に行われる。
【００４６】
逆光判定は、撮影シーンが逆光シーンであるか否かを判定し、逆光シーンであるときには撮影時にフラッシュを発光させる。この逆光判定は、測光エリア２内の主要被写体３と背景との輝度の差から求められる。例えば、図１２（Ｂ）に示すように、複数の領域２ａに分割された測光エリア２を主要な被写体３が配される中央エリア４と、背景となる周辺エリア５とに区分けし、各領域２ａごとに測光を行ない、中央エリア４と周辺エリア５の平均測光値が周辺エリア測光値、中央エリア測光値として求められる。
【００４７】
下記数式１に示すように、周辺エリア測光値から中央エリア測光値を減算して逆光判定測光値が求められ、数式２及び３に示すように、この逆光判定測光値と、予め設定されている逆光判定閾値とが比較される。図１３（Ａ）に示すような撮影シーンでは、逆光判定測光値が逆光判定閾値よりも大きくなるため、逆光シーンであると判定されてフラッシュが発光される。また、逆光判定測光値が逆光判定閾値よりも小さい場合には、通常シーンであると判定してフラッシュ発光無しの撮影が行われる。なお、逆光判定閾値は、中央エリアに黒色の被写体があるときに逆光と誤判定しないように、例えば、Δ２ＥＶ程度と大きめに設定されている。
逆光判定測光値＝周辺エリア測光値−中央エリア測光値・・・数式１
逆光シーン：逆光判定測光値≧逆光判定閾値・・・数式２
通常シーン：逆光判定測光値≦逆光判定閾値・・・数式３
【００４８】
この逆光判定時のフラッシュ発光判断では、プログラム線図の全域において逆光シーンと判定されたときにフラッシュ発光が行われる。なお、逆光判定閾値は、例えばＲＯＭ２７に記憶されており、ＡＥ動作時にＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８により読み出される。
【００４９】
低輝度逆光判定は、夜間にイルミネーション等の明るい照明の前で撮影を行う際に、図１３（Ｂ）に示すように、周辺エリア５が主要被写体３の周囲に存在する輝度オーバー部分と、その周囲に配される輝度アンダー部分とに分かれてしまう状態（以下、このような撮影シーンを低輝度逆光シーンと呼ぶ）の判定に用いられる。この低輝度逆光シーンでは、実際には逆光シーンであるにも関わらず逆光判定測光値が逆光判定閾値よりも小さくなるため、逆光判定では逆光シーンと判定されず、フラッシュが発光されないという問題があった。
【００５０】
上記低輝度逆光シーンを判定するに際し、本実施形態では、撮影感度に基づいて判定を行う。撮影感度は、絞りが開放され、かつシャッタスピードが手ぶれ警告ポイントよりも遅いときに切り換えられるため、その設定された撮影感度を確認することによって撮影シーンを判定することができるからである。
【００５１】
本実施形態の低輝度逆光判定では、撮影シーンが低輝度逆光シーンではないと判定される撮影感度の最高値を高感度閾値として設定し、この高感度閾値と適性露出に合せて決定された撮影感度とを比較して、撮影感度が高感度閾値よりも大きいときには、撮影シーンが低輝度逆光シーンであると判定してフラッシュ発光を行う。例えば、高感度閾値として、標準感度のＩＳＯ２００を用いた場合、撮影感度がＩＳＯ４００以上のときに低輝度逆光シーンと判定される。
【００５２】
これにより、ＥＶ８〜ＥＶ５（ＩＳＯ１００換算）の間で低輝度逆光シーンが発生してもフラッシュ発光が行われるため、フラッシュ非発光による画質低下は発生しない。なお、高感度閾値は、例えばＲＯＭ２７に記憶されており、低輝度逆光判定時にＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８によって読み出される。
【００５３】
低輝度判定は、被写体輝度がシャッタスピード、絞り、撮影感度等の調整だけでは撮影できないほど暗いときに、フラッシュを発光させるための判定である。本実施形態のデジタルカメラ１０では、撮影感度が最高感度のＩＳＯ１６００、かつシャッタスピードが手ぶれ警告ポイントの１／６０秒よりも遅い値に設定されたとき、すなわち、ＥＶ値がＥＶ５（ＩＳＯ１００換算）以下となったときに、シャッタスピードを手ぶれ限界シャッタスピードに設定して低輝度フラッシュ発光を行う。
【００５４】
次に、上記実施形態の作用について、図４、５を用いて説明する。デジタルカメラ１０が静止画撮影モードにセットされると、スルー画表示が開始される。このスルー画表示では、例えば、撮影感度が標準感度のＩＳＯ２００，絞り値がＦ８、シャッタスピードが１／５００秒にセットされる。このスルー画表示中にレリーズボタン１４を半押しすると、Ｓ１信号がＣＰＵ２５に入力され、ＡＥ動作及びＡＦ動作が開始される。
【００５５】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、Ｓ１信号がＣＰＵ２５に入力された際にＡＦＥ４８から取り込まれた画像データの輝度信号Ｙに基づいて分割測光を行う。次いで、測光エリア２の中央エリア４と周辺エリア５との差から逆光判定測光値を算出する。そして、分割測光によって得た被写体輝度に基づいて適性露出を算出する。フラッシュ発光判断は、フラッシュ発光しないオフに設定される。
【００５６】
ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、ＲＯＭ２７から逆光判定閾値を読み出し、逆光判定測光値と比較して逆光判定を行う。このとき、逆光判定測光値が逆光判定閾値よりも大きいときには、逆光シーンであると判定されてフラッシュ発光判断がオンされる。
【００５７】
また、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、ＲＯＭ２７から高感度閾値を読み出し、撮影感度と比較して低輝度逆光判定を行う。このとき、撮影感度が高感度閾値以下ではない場合、すなわち、撮影感度ＩＳＯ４００以上であるときには、低輝度逆光シーンであると判定されてフラッシュ発光判断がオンされる。
【００５８】
更に、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路７８は、撮影感度が最高感度（ＩＳＯ１６００）で、かつシャッタスピードが手ぶれ警告ポイントより遅いか否かを確認して低輝度判定を行う。これらの条件が満たされて低輝度であると判定された場合には、シャッタスピードが手ぶれ限界シャッタスピードに変更されて、フラッシュ発光判断がオンされる。
【００５９】
ＡＥ動作、ＡＦ動作の完了後、再びスルー画表示が行われる。このスルー画表示中にレリーズボタン１４が全押しされると、ＣＰＵ２５にはＳ２信号が入力され、撮影準備動作が開始される。
【００６０】
図６に示すように、ＣＰＵ２５は、ＣＣＤドライバ４５を制御してＣＣＤ４２にＡＥ、ＡＦ動作用の第１調光露光を開始させる。ＣＣＤドライバ４５は、垂直同期信号に同期してＣＣＤ４２に蓄積されている電荷を排出させ、その後に第１調光露光を行う。この第１調光露光で得られた撮像信号は、画像データに変換されてＡＥ動作及びＡＦ動作に用いられる。また、Ｓ１信号入力時のＡＥ動作によりフラッシュ発光判断がオンされている場合には、フラッシュの微少発光を伴うフラッシュ調光露光が行われる。このフラッシュ調光露光の前には、やはり垂直同期信号に同期してＣＣＤ４２に蓄積されている電荷が排出される。フラッシュ調光露光により得られた画像データに基づき、フラッシュ撮影時の適性露出が求められる。
【００６１】
ＣＣＤドライバ４５は、垂直同期信号に同期してＣＣＤ４２に蓄積されている電荷を排出させ、その後に本露光を行う。この本露光では、フラッシュ調光露光によって得られた適性露出に基づいて、適性光量のフラッシュ発光が行われる。その後、メカニカルシャッタ３３が閉じられて、ＣＣＤ４２の電荷の読み出しが開始される。
【００６２】
ＣＣＤ４２から読みだされた電荷は、撮像信号としてＡＦＥ４８に入力され、デジタルの画像データに変換される。画像入力コントローラ５７によりＡＦＥ４８から読み出された画像データは、各種信号処理を施されてＳＤＲＡＭ５８に記録され、圧縮・伸長処理回路６５に読み出されてＪＰＥＧ形式に圧縮される。そして、メディアコントローラ６６によりメモリカード１７に記録される。
【００６３】
以上で説明したように、本実施形態のデジタルカメラ１０では、撮影シーンが低輝度逆光シーンと判定されるときにフラッシュ発光を行うようにしたので、低輝度逆光シーンでのフラッシュ非発光による画質低下を防止することができる。また、低輝度逆光判定の前に、通常の逆光シーンの判定を行うようにしたので、低輝度逆光判定の精度を向上させることができる。更に、逆光判定、低輝度逆光判定とともに、低輝度判定も行うようにしたので、よりきめ細やかなフラッシュ発光制御を行うことができる。
【００６４】
なお、上記実施形態では、撮影感度により低輝度逆光シーンを判定するようにしたが、図７，８に示すように、被写体輝度から算出された適性露出に基づいて低輝度逆光シーンを判定してもよい。適性露出は、被写体輝度に応じて変化するため、その設定された適性露出を確認することによって撮影シーンを判定することができるからである。
【００６５】
本実施形態の低輝度逆光判定では、撮影シーンが低輝度逆光シーンではないと判定される適性露出の最低値を低輝度シンクロ判定閾値として設定し、この低輝度シンクロ判定閾値と適性露出とを比較して、適性露出が低輝度シンクロ判定閾値よりも小さいときには、撮影シーンが低輝度逆光シーンであると判定してフラッシュ発光を行うようにしている。例えば、低輝度シンクロ判定閾値として、ＥＶ８（ＩＳＯ１００換算）を用いた場合、適性露出がＥＶ７（ＩＳＯ１００換算）以下のときに低輝度逆光シーンと判定される。
【００６６】
本実施形態においても、撮影シーンが低輝度逆光シーンと判定されるときにフラッシュ発光を行うことができるので、低輝度逆光シーンでのフラッシュ非発光による画質低下を防止することができる。
【００６７】
また、上述した撮影感度、適性露出を用いた低輝度逆光シーンの判定では、高感度、かつ順光の撮影シーンにおいてフラッシュが発光される場合があり、このときには露光オーバーとなって白飛びが発生する。この問題を解決するために、算出された適性露出に応じて逆光判定の閾値を切り換えてもよい。
【００６８】
図９，１０に示すように、この実施形態では、適性露出と、予め設定されている逆光判定切換閾値とを比較し、この比較結果に応じて逆光判定に使用する逆光判定閾値を切り換えている。逆光判定切換閾値は、撮影シーンが低輝度逆光シーンではないと判定される適性露出の最低値であり、例えば、撮影感度が標準感度から切り換えられるＥＶ８（ＩＳＯ１００換算）が逆光判定切換閾値として適している。
【００６９】
適性露出が逆光判定切換閾値よりも大きいときには、逆光判定測光値と予め設定されている高輝度逆光判定閾値（第１の逆光判定閾値）とを比較して、被写体が通常の逆光状態にあるか否かを判定する。この高輝度逆光判定閾値には、例えば従来の逆光判定と同じΔ２ＥＶが用いられる。これにより、撮影シーンが通常の逆光シーンであるか否かが判定できる。
【００７０】
また、適性露出が逆光判定切換閾値よりも小さいときには、逆光判定測光値と予め設定されている低輝度逆光判定閾値（第２の逆光判定閾値）とを比較して、被写体が低輝度逆光状態にあるか否かを判定する。この低輝度逆光判定閾値としては、低輝度逆光シーンでの中央エリアと周辺エリアとでの測光値の差が小さいことを考慮して、例えばΔＥＶ０．５が用いられる。これにより、撮影シーンが低輝度逆光シーンであるか否かが判定できる。
【００７１】
これにより、通常の逆光シーンと低輝度逆光シーンとを区別して判定することができるので、高感度かつ順光でフラッシュ発光がされることはなく、白飛びを防止して低輝度シーンの画質向上を図ることができる。
【００７２】
上記実施形態では、ＩＳＯ感度が段階的に切り換えられるデジタルカメラを例に説明したが、連続的に切り換えられる場合にも適用することができる。また、上記各実施形態で用いた各閾値は、一例であり、使用する撮像素子やフラッシュ等に応じて適宜変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明を実施したデジタルカメラの外観形状を示す斜視図である。
【図２】デジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】高感度閾値を用いた低輝度逆光判定のプログラム線図である。
【図４】高感度閾値を用いた低輝度逆光判定のＡＥ動作を示すフローチャートである。
【図５】フラッシュ撮影シーケンスを示す説明図である。
【図６】フラッシュ発光タイミングを示すタイミングチャートである。
【図７】低輝度シンクロ判定閾値を用いた低輝度逆光判定のプログラム線図である。
【図８】低輝度シンクロ判定閾値を用いた低輝度逆光判定のＡＥ動作を示すフローチャートである。
【図９】逆光判定閾値の切り換えによる低輝度逆光判定のプログラム線図である。
【図１０】逆光判定閾値の切り換えによる低輝度逆光判定のＡＥ動作を示すフローチャートである。
【図１１】従来のデジタルカメラのプログラム線図である。
【図１２】逆光判定を行う際の測光エリアを示す説明図である。
【図１３】逆光シーン及び低輝度逆行シーンの一例を示す説明図である。
【図１４】従来の感度切換型デジタルカメラのプログラム線図である。
【符号の説明】
【００７４】
２  測光エリア
３  主要被写体
４  中央エリア
５  周辺エリア
１０  デジタルカメラ
１１  フラッシュ発光部
３３  メカニカルシャッタ
４２  ＣＣＤ
４５  ＣＣＤドライバ
５０  オートゲインコントロール回路
７８  ＡＥ／ＡＷＢ検出回路
【図１】
0004615458.tif 000002
【図２】
0004615458.tif 000003
【図３】
0004615458.tif 000004
【図４】
0004615458.tif 000005
【図５】
0004615458.tif 000006
【図６】
0004615458.tif 000007
【図７】
0004615458.tif 000008
【図８】
0004615458.tif 000009
【図９】
0004615458.tif 000010
【図１０】
0004615458.tif 000011
【図１１】
0004615458.tif 000012
【図１２】
0004615458.tif 000013
【図１３】
0004615458.tif 000014
【図１４】
0004615458.tif 000015