(57)【要約】【課題】若い母親のようなカメラ初心者でも、簡単，確実に子供を撮影することができる撮像装置を提供する。【解決手段】子供撮影モードを選択すると、被写体輝度が１２．１Ｅｖ以上では、１／５００（秒）以上の高速なシャッタ速度で撮影が行われ、９．１Ｅｖ以上１２Ｅｖ以下では、絞りがＦ２．８のままシャッタ速度が１／６０〜１／５００（秒）の範囲で変化する。９Ｅｖ以下では、ストロボ装置は使用せず、絞りＦ２．８，シャッタ速度１／６０（秒）のままＣＣＤから出力される撮像信号の増幅率が上げられる。手ブレ限界シャッタ速度Ｔｖｓは、通常は１／６０（秒）であるが、ズームレンズの焦点距離が望遠側では高速側へシフトし、広角側では低速側へシフトする。オートフォーカスのサーチ範囲が１０ｃｍ〜∞にされ、母親に近づきたがる子供にもピントが合う。通常撮影モードよりも弱い輪郭強調処理が行われ、子供らしくソフトな印象の画像になる。【選択図】        図３
2005184246.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子から出力された画像信号をデジタルデータに変換してメモリカードに記録する撮像装置において、
通常撮影モードの他に子供撮影モードを選択可能なモード選択装置と、
通常撮影モード時には使用許可され、子供撮影モード時には使用禁止されるストロボ装置と、
通常撮影モード時に使用される通常自動露出制御プログラムと、子供撮影モード時に使用され、高速シャッタを優先的に使用するとともに撮影レンズの焦点距離に応じて手ブレ防止シャッタ速度が決められている手ブレ防止自動露出制御プログラムとを選択可能に収納するメモリと、
測光装置によって測光された被写体の輝度に対応するシャッタ速度が手ブレ防止自動露出制御プログラムの手ブレ防止シャッタ速度よりも低くなる場合に、固体撮像素子から出力された画像信号を増幅する増幅器と、
からなることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記子供撮影モード時には、通常撮影モード時よりも近距離まで自動でピント合せを行うオートフォーカス装置を設けたことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記子供撮影モード時には、輪郭強調処理の強調レベルを通常撮影モード時よりも低くする画像信号処理装置を設けたことを特徴とする請求項１または２記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関し、更に詳しくは、子供を撮影するのに好適な撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤ等の固体撮像素子から出力される画像信号をデジタルに変換してメモリカードに記憶するデジタルカメラやカメラ付き携帯電話（厳密にはそのカメラ部）などの撮像装置が周知である。一方、銀塩フイルムを用いるカメラの中では、例えば特許文献１に記載されているように、動き回る子供の撮影にも適応可能なカメラが知られている。このカメラでは、連写する場合にシャッタ速度を高速に制御し、オートズームをより広角側に制御することにより、子供のように動き回る被写体に対しても、ブレが少なく、被写体が部分的に切れたりしない撮影を可能にしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１６４９５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１記載のカメラでは、手ブレがし難いシャッタ速度の限界に達した時点でシャッタ速度を固定するため、自動露出の連動範囲が狭くなる。また、子供はカメラ自体に興味を抱いてカメラに近づき過ぎるケースがあるが、上記特許文献１記載のカメラでは、その点に配慮がなく、子供がカメラに近づき過ぎてピンぼけになる場合が多い。
【０００５】
一方、撮像装置では、デフォルトでシャープネス処理（輪郭強調処理）が施されるようになっているものが多いが、そのままの設定で子供を撮影すると、本来は柔らかいはずの子供の皮膚が硬い感じやざらついた感じ（ノイズ感）に写って不自然になるという欠点がある。もちろん、輪郭強調処理のレベル調整を行うことができる撮像装置は多いが、初心者には分かりにくく、購入したままの状態で撮影が行われているのが現状である。
【０００６】
本発明は、若い母親のようなカメラ初心者でも、簡単，確実に子供の撮影を行うことができる撮像装置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】
【０００７】
本発明の撮像装置は、固体撮像素子から出力された画像信号をデジタルデータに変換してメモリカードに記録する撮像装置において、通常撮影モードの他に子供撮影モードを選択可能なモード選択装置と、通常撮影モード時には使用許可され、子供撮影モード時には使用禁止されるストロボ装置と、通常撮影モード時に使用される通常自動露出制御プログラムと、子供撮影モード時に使用され、高速シャッタを優先的に使用するとともに撮影レンズの焦点距離に応じて手ブレ防止シャッタ速度が決められている手ブレ防止自動露出制御プログラムとを選択可能に収納するメモリと、測光装置によって測光された被写体の輝度に対応するシャッタ速度が手ブレ防止自動露出制御プログラムの手ブレ防止シャッタ速度よりも低くなる場合に固体撮像素子から出力された画像信号を増幅する増幅器とからなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記子供撮影モード時には、通常撮影モード時よりも近距離まで自動でピント合せを行うオートフォーカス装置を設けたことを特徴とする。また、前記子供撮影モード時には、輪郭強調処理の強調レベルを通常撮影モード時よりも低くする画像信号処理装置を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の撮像装置は、通常撮影モードの他に子供撮影モードを選択可能に設け、子供撮影モードを選択した時には、ストロボ装置の使用を禁止し、高速シャッタを優先的に使用するとともに撮影レンズの焦点距離に応じて手ブレ防止シャッタ速度を決め、被写体輝度に対応するシャッタ速度が手ブレ防止シャッタ速度を下回る場合には、固体撮像素子から出力された画像信号を増幅するので、若い母親のようなカメラ初心者でも、簡単，確実に子供の撮影を行うことができる。
【００１０】
また、前記子供撮影モード時には、通常撮影モード時よりも近距離まで自動でピント合せを行うオートフォーカス装置を設けたので、母親に近づきがちな子供でもピントが合った写真を撮影できる。また、前記子供撮影モード時には、輪郭強調処理の強調レベルを通常撮影モード時よりも低くする画像信号処理装置を設けたので、子供の皮膚等を柔らかい自然な調子で撮影できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施形態であるデジタルカメラの電気的な構成を示す図１において、ＣＰＵ１１は、操作部１２から入力される各種の操作信号に応じて、Ｉ／Ｏバス１３を介してデジタルカメラ１０の本体各部を制御する。操作部１２には、電源ボタン１４，モード選択ダイヤル１５，ズームボタン１６，シャッタボタン１７等が含まれる。モード選択ダイヤル１５は、一般的な撮影に適した通常撮影モードと、子供の撮影に好適な子供撮影モードと、撮影済みの画像を再生して液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）１８に表示する再生モード等を択一的に選択できる。
【００１２】
撮影レンズとしてのズームレンズ２１は、レンズ２２と絞り２３からなる。レンズ２２は、バリエータレンズである前群レンズと、フォーカシング機能をもったコンペンセータレンズである後群レンズとからなる。レンズ２２は、ステッピングモータを含むレンズ駆動機構２５によって駆動され、光学ズーム倍率の変更と焦点調節が行われる。絞り２３は、モータを含む絞り駆動機構２６によって駆動されて絞り径が切り換えられる。レンズ駆動機構２５及び絞り駆動機構２６は、ＣＰＵ１１に制御されるモータドライバ２７，２８によって駆動される。
【００１３】
ズームレンズ２１の背後には、固体撮像素子としてＣＣＤ３０が配置されている。このＣＣＤ３０は、ＣＣＤ駆動部３１によって駆動される。ズームレンズ１１により形成された光学画像がＣＣＤ３０の受光面に結像され、光電変換されてアナログの撮像信号が出力される。この撮像信号は、オートゲインコントロールアンプ（以下ＡＧＣという）３２に入力されて増幅される。このＡＧＣ３２における撮像信号の増幅率は、通常は所定の標準増幅率になっているが、詳しくは後述するように、子供撮影モードでは、ストロボ装置３３を使用しないため、被写体が低輝度の場合には、ＣＰＵ１１の指令信号によって変更される。
【００１４】
ＡＧＣ３２で増幅された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器３５によりデジタルの画像データに変換された後、デジタル信号処理回路３７に送られ、輪郭強調処理，メディアンフィルタ，コアリング処理や自動ホワイトバランス等が施される。この画像データは、圧縮処理回路３８で圧縮処理が施されてから、ビデオエンコーダ３９を介して、スルー画像としてＬＣＤ１８に表示されるが、シャッタボタン１７が深く押し下げられた際には、圧縮処理回路３８で圧縮処理が施されてから、メディアコントローラ４５を介してメモリカード４６に記憶される。
【００１５】
前記Ｉ／Ｏバス１３には、前記デジタル信号処理回路３７やメディアコントローラ４５等の他に、ＡＥ検出回路４１，ＡＦ検出回路４２，メインメモリ４３及びフラッシュメモリ４４が接続されている。ＡＥ検出回路４１は、撮像信号の輝度信号を積分演算し、得られた測光データとしての輝度積分値（被写体輝度値（Ｅｖ））をＣＰＵ１１に送る。
【００１６】
ＣＰＵ１１は、詳しくは後述するように、モード選択ダイヤル１５で選択された撮影モードのプログラムラインに従って、被写体輝度値（Ｅｖ）に対応した絞り値（Ａｖ）を求め、その絞り値が絞り２３にセットされるように、絞り制御信号をモータドライバ２８を介して絞り駆動機構２６に出力する。絞り駆動機構２６は、絞り制御信号に従って絞り２３を開閉する。
【００１７】
前記ＡＦ検出回路４２は、撮像信号を空間周波数成分に分解し、このうち高周波数成分のコントラストデータをＣＰＵ１１に送る。ＣＰＵ１１は、モータドライバ２７を介してレンズ駆動機構２５を制御し、フォーカシングレンズを光軸方向に進退させて、被写体像の高周波数成分のコントラストが最も高くなる位置で停止させる。この時、前記コントラストが最も高くなるように、ピント位置をサーチする範囲を、通常撮影モードでは、８０ｃｍ〜∞とし、子供撮影モードでは、１０ｃｍ〜∞とする。
【００１８】
前記メインメモリ４３は、一定周期のバスクロック信号に同期してデータ転送を行うＳＤＲＡＭ（Synchronous Dynamic Random Access Memory）が用いられ、画像データを一時的に記憶するフレームメモリとして使用される他、各種演算等を行う際のワークメモリとして使用される。
【００１９】
前記フラッシュメモリ４４は、周知の不揮発性メモリであり、通常撮影モードで用いられる通常プログラムＡＥのプログラムライン（図２参照）と、子供撮影モードで用いられる子供撮影用プログラムＡＥのプログラムライン（図３参照）とが記憶してあり、またその他の各種プログラムやデータ，各種制御用のパラメータ等も記憶してある。なお、図２，図３に記載した絞りとシャッタ速度の各値は、ＣＣＤ３０の感度が銀塩フイルムの標準感度であるＩＳＯ１００と同レベルであるとした場合の値である。
【００２０】
前記通常プログラムＡＥのプログラムラインは、図２に示すように、被写体輝度が上昇するにつれて、絞り２３の開口径が約１／３絞りずつ段階的に小さくなる（絞り値が大きくなる）とともに、各絞り値毎にシャッタ速度が１／２Ｔｖ〜１Ｔｖ程度ずつ変位し、全体としては、被写体輝度が上昇するにつれて絞り値とシャッタ速度の両方が順次に上昇する。なお、Ｆ２．８とＦ４．０との間は１絞り（１Ａｖ）分変位する。また、被写体輝度が９．１Ｅｖより下がると、絞りＦ２．８，シャッタ速度１／６０（秒）のままとなって、ストロボ撮影に切り換えられる。
【００２１】
前記子供撮影用プログラムＡＥのプログラムラインは、図３に示すように、１２．１〜１５．１Ｅｖの輝度範囲では、シャッタ速度は９．０〜９．３Ｔｖの範囲内に納まっており、Ｆ２．８〜Ｆ８の範囲内で絞りが約１／３絞り分ずつ変化する。すなわち、９．０Ｔｖのシャッタ速度は１／５００（秒）と、高速であり、動きが速い子供を追いかけて撮影する場合でも、きわめて手ブレ及び被写体ブレが起きにくい設定となっている。
【００２２】
また、被写体輝度が９．１〜１２．３Ｅｖの輝度範囲では、３．１Ａｖ（ほぼ開放絞りのＦ２．８）のままシャッタ速度が６．０〜９．３Ｔｖ（１／６０〜１／５００（秒））の範囲で変化し、シャッタ速度が１／６０（秒）以上であるから、やはり手ブレを起こしにくい。前記６．０Ｔｖは、手ブレ限界として定めたシャッタ速度であるが、この手ブレ限界シャッタ速度Ｔｖｓは、ズームレンズ２１の焦点距離によって変化する。ズームレンズ２１の焦点距離が長くなればなるほど、手ブレ限界シャッタ速度Ｔｖｓは高速側にシフトする。
【００２３】
また、被写体輝度が９．１Ｅｖよりも低くなった場合には、シャッタ速度は１／６０（秒）のままでストロボ装置３３は使用せず、ＡＧＣ３２のゲインを上げて、ＣＣＤ３０から出力される撮像信号を増幅する。このＡＧＣ３２のゲインによる露出制御は、点線で示すように、５．１〜９．１Ｅｖの範囲で行われる。
【００２４】
ゲイン補正について、実際の数値を挙げて簡単に説明する。図３に示すプログラムラインにおいて、被写体輝度が８．０Ｅｖである場合、適正露出となるために必要なシャッタ速度は、以下の数式（１）で求められる。
８．０Ｅｖ−３．１Ａｖ＝４．９Ｔｖ  ・・・（１）
【００２５】
４．９Ｔｖ＜６．０Ｔｖであるから、子供撮影用プログラムＡＥのプログラムラインでは連動できないこととなるが、その分だけＡＧＣ３２のゲインを上げればよい。シャッタ速度をＴｖとし、手ブレ限界シャッタ速度をＴｖｓとし、ゲイン補正量をＳｖとすると、ゲイン補正量Ｓｖは、下記の数式（２）で算出される。
Ｔｖｓ＞Ｔｖの時、Ｓｖ＝Ｔｖｓ−Ｔｖ，Ｓｖ＞０  ・・・（２）
【００２６】
被写体輝度が８．０Ｅｖとすると、数式（１）から、ゲイン補正量Ｓｖは、次のように求められる。
８．０Ｅｖ−３．１Ａｖ＝４．９Ｔｖ
∴  Ｓｖ＝Ｔｖｓ−Ｔｖ＝６．０Ｔｖ−４．９Ｔｖ＝１．１Ｔｖ
よって、ゲイン補正量Ｓｖを１．１とすればよい。
【００２７】
このように構成されたデジタルカメラ１０の作用について説明する。デジタルカメラ１０を使用するには、まず電源ボタン１４を操作してデジタルカメラ１０の電源をオンにする。ユーザが子供の撮影を行う場合には、モード選択ダイヤル１５を回して子供撮影モードに合わせる。
【００２８】
デジタル信号処理回路３７から出力された画像データが、圧縮処理回路３８を経てからビデオエンコーダ３９を介してスルー画像としてＬＣＤ１８に表示される。ＬＣＤ１８を電子ビューファインダとして、ＬＣＤ１８の表示画像を観察してフレーミングを行う。図４に示すように、ユーザが撮影を行おうとする際には、まずシャッタボタン１７を半押し（軽くシャッタボタンに触れる）すると、ＡＥ処理及びＡＦ処理がスタートする。
【００２９】
図５に示すように、ＡＥ検出回路４１は、撮像信号の輝度信号を取り込んで積分演算し、得られた測光データである輝度積分値（被写体輝度値（Ｅｖ））をＣＰＵ１１に送る。ＣＰＵ１１は、子供撮影モードのプログラムラインに従って、被写体輝度値（Ｅｖ）に対応した絞り値（Ａｖ）とシャッタ速度（Ｔｖ）を求め、前記絞り値に絞り２３をセットする。
【００３０】
晴天時の公園など、被写体輝度が１２．１Ｅｖ以上の十分に明るい撮影条件下では、１／５００（秒）以上の高速なシャッタ速度で撮影が行われるから、手ブレも被写体ブレも起こすことなく、動き回る子供を確実に写し止めることができる。また、被写体輝度が９．１Ｅｖ以上１２Ｅｖ以下では、絞りがＦ２．８のままシャッタ速度が１／６０〜１／５００（秒）の範囲で変化するから、動き回る子供を追いかけて撮影する場合でも手ブレが起きにくい。また、手ブレ限界シャッタ速度Ｔｖｓは、通常は１／６０（秒）であるが、ズームレンズ２１の焦点距離が望遠側に変化した場合には、高速側へシフトし（例えば１／１２５（秒））、広角側に変化した場合には、低速側へシフトする（例えば１／３０（秒））。
【００３１】
被写体輝度が９Ｅｖ以下になった場合には、絞りＦ２．８，シャッタ速度１／６０（秒）のまま、ストロボ装置３３は使用せず、ＣＰＵ１１はＡＧＣ３２のゲインを上げて、ＣＣＤ３０から出力される撮像信号の増幅率を上げる。このように、ストロボ装置３３を使用しないから、子供をびっくりさせることなく、子供の自然な表情を撮影することができる。
【００３２】
また、ＡＦ検出回路４２は、撮像信号を空間周波数成分に分解し、このうち高周波数成分のコントラストデータをＣＰＵ１１に送る。ＣＰＵ１１は、図６に示すように、フラッシュメモリ４４に記憶されている子供撮影用サーチ範囲である１０ｃｍから無限遠（∞）までの範囲をオートフォーカスのサーチ範囲として、モータドライバ２７を介してレンズ駆動機構２５を制御し、レンズ２２の後群レンズを光軸方向に進退させて、被写体像の高周波数成分のコントラストが最も高くなる位置を探し出して停止させる。
【００３３】
この子供撮影モードでは、至近距離の１０ｃｍまでピントが合うから、母親に近づきたがる小さな子供を撮影する場合でも、ピンぼけになることなく、確実に撮影できる。ユーザは、ＬＣＤ１８に表示された画像でよければ、そのまま更に深くシャッタボタン１７を押し下げる。次の瞬間、シャッタ速度に対応する電荷蓄積時間でＣＣＤ３０から撮像信号の読出が行われる。ＣＣＤ３０から出力された撮像信号は、ＡＧＣ３２、Ａ／Ｄ変換器３５を経てデジタル信号処理回路３７に入力される。
【００３４】
デジタル信号処理回路３７は、図７に示すように、通常撮影モードであるか子供撮影モードであるかによって、フラッシュメモリ４４から異なるパラメータを読み出し、子供撮影モードである場合には、通常撮影モードで使用される通常撮影用輪郭強調処理よりも弱い子供撮影用輪郭強調処理を行い、また、メディアンフィルタ及びコアリング処理については、画像の先鋭度よりもノイズ成分の除去を大きくする。これにより、画像のシャープネスは低下するが、子供撮影モードのプログラムラインでは高速シャッタが優先的に使用されているから、手ブレ及び被写体ブレがほとんど発生せず、ぼけたような画像というよりは、子供らしくソフトな印象の画像になる。
【００３５】
デジタル信号処理回路３７から出力された画像データは、圧縮処理回路３８で圧縮されてデータ容量を小さくされてから、メディアコントローラ４５を介してメモリカード４６に記憶される。
【００３６】
ユーザが通常撮影モードを選択した場合には、オートフォーカスのサーチ範囲が８０ｃｍ〜∞となって子供撮影モードよりも狭くなるので、ピント合せが速くなる。また、シャッタ速度と絞りとの組み合わせは、図２に示す通常撮影モードのプログラムラインによって決められる。また、被写体輝度が９．１Ｅｖ以下になった際には、ストロボ装置３３が駆動して自動的にストロボ撮影に切り換えられる。また、デジタル信号処理回路３７は、通常のレベルで輪郭強調処理等を画像データに施すから、十分にシャープな画像を得ることができる。
【００３７】
以上説明した実施形態では、子供撮影モードのプログラムラインとして、図３に示すようなプログラムラインを採用したが、本発明はこれに限定されることなく、高速シャッタを優先的に使用するプログラムラインであれば、図３に示すものに限定されないのはもちろんである。
【００３８】
また、上記実施形態において記載した数値に本発明が限定されないのはもちろんであり、例えば、オートフォーカスのサーチ範囲を通常撮影モードでは８０ｃｍ〜∞とし、子供撮影モードでは１０ｃｍ〜∞としたが、子供撮影モードでは、無限遠までピント合せを行う場合が少ないことを考慮して、例えば１０ｃｍ〜５ｍとしてもよい。
【００３９】
また、上記実施形態では、本発明の撮像装置の例としてデジタルカメラを挙げて説明したが、本発明はこれに限定されることなく、カメラ付き携帯電話（厳密にはそのカメラ部）等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】デジタルカメラの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】一般撮影モードのプログラムラインを示すグラフである。
【図３】子供撮影モードのプログラムラインを示すグラフである。
【図４】撮影モードのシーケンスを示すフローチャートである。
【図５】ＡＥ処理のシーケンスを示すフローチャートである。
【図６】ＡＦ処理のシーケンスを示すフローチャートである。
【図７】画像信号処理のシーケンスを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１０  デジタルカメラ
１１  ＣＰＵ
１５  モード選択ダイヤル
２１  ズームレンズ
３０  ＣＣＤ
３２  ＡＧＣ
３３  ストロボ装置
３７  デジタル信号処理回路
４１  ＡＥ検出回路
４２  ＡＦ検出回路
【図１】
2005184246.tif 000003
【図２】
2005184246.tif 000004
【図３】
2005184246.tif 000005
【図４】
2005184246.tif 000006
【図５】
2005184246.tif 000007
【図６】
2005184246.tif 000008
【図７】
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