(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に向けて発光する発光手段と、
撮影時の発光前にプリ発光を行うプリ発光制御手段と、
前記プリ発光前の撮影画面の明るさを測光する外光測光手段と、
前記プリ発光時の撮影画面の明るさを測光するプリ発光測光手段と、
前記外光測光手段により得られる外光輝度値と前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値とを用いて撮影時の発光量を求める第１の発光量演算手段と、
前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値を用いて撮影時の発光量を求める第２の発光量演算手段と、
撮影時の露光時間が予め定められている露光時間よりも短い場合は前記第１の発光量演算手段により求められる前記第１発光量を、前記予め定められている露光時間よりも長い場合は前記第２の発光量演算手段により求められる前記第２発光量を用いることを決定する発光量決定手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記外光測光手段及び前記プリ発光測光手段は、撮影画面を複数個のブロックに分割した個々の輝度ブロック値に基づいてそれぞれ外光輝度値及びプリ発光輝度値を演算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】
被写体に向けて発光する発光手順と、
撮影時の発光前にプリ発光を行うプリ発光制御手順と、
前記プリ発光前の撮影画面の明るさを測光する外光測光手順と、
前記プリ発光時の撮影画面の明るさを測光するプリ発光測光手順と、
前記外光測光手順により得られる外光輝度値と前記プリ発光測光手順により得られるプリ発光輝度値とを用いて撮影時の発光量を求める第１の発光量演算手順と、
前記プリ発光測光手順により得られるプリ発光輝度値を用いて撮影時の発光量を求める第２の発光量演算手順と、
撮影時の露光時間が予め定められている露光時間よりも短い場合は前記第１の発光量演算手順により求められる前記第１発光量を、前記予め定められている露光時間よりも長い場合は前記第２の発光量演算手順により求められる前記第２発光量を用いることを決定する発光量決定手順と、を有することを特徴とする撮像装置における調光方法。
【請求項４】
被写体に向けて発光する発光手段と、撮影時の発光前にプリ発光を行うプリ発光制御手段と、前記プリ発光前の撮影画面の明るさを測光する外光測光手段と、前記プリ発光時の撮影画面の明るさを測光するプリ発光測光手段とを有する撮像装置において調光を行うためのプログラムであって、
前記外光測光手段により得られる外光輝度値と前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値とを用いて撮影時の発光量を求める第１の発光量演算処理と、
前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値を用いて撮影時の発光量を求める第２の発光量演算処理と、
撮影時の露光時間が予め定められている露光時間よりも短い場合は前記第１の発光量演算処理により求められる前記第１発光量を、前記予め定められている露光時間よりも長い場合は前記第２の発光量演算処理により求められる前記第２発光量を用いることを決定する発光量決定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
【請求項５】
請求項４に記載のプログラムを格納したことを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置、撮像装置における調光方法、プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、露光時の外光輝度値を求めるために、ＣＣＤにプリ発光前露光することによりプリ発光前の外光輝度値を求め、さらに被写体へ向けてプリ発光してＣＣＤにプリ発光露光することにより撮影画面内の被写体の反射輝度値を求め、これら外光輝度値と被写体の反射輝度値とから被写体が適正になる発光量を下式（１）〜（３）を用いて決定する方法が用いられている。
Ylight＝Ylightm×2^(Tvm−Tv)                      ・・・式（１）
ΔEF＝log2((Ytarget−Ylight)／(Yflash−Ylightm))  ・・・式（２）
Lflash＝Lpreflash×2^ΔEF                          ・・・式（３）
Tv        ：撮影時の露光時間
Tvm        ：プリ発光前露光時の露光時間
Ytarget    ：画面目標輝度値
Ylight    ：露光時外光輝度値
Ylightm    ：プリ発光前輝度値
Yflash    ：プリ発光輝度値
Lflash    ：撮影時フラッシュ発光量
Lpreflash  ：プリ発光量
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の演算手法では、露出時間が長くなる場合には発光量を正確に求めることができない場合がある。例えば、露光時間が長くなるような夜景を背景としたスローシンクロ人物撮影時において、外光輝度値はシャッターレリーズタイムラグの問題から短い露光時間で測光したプリ発光前輝度値を補正して、撮影時の外光輝度値を求める必要がある。ここで、撮影時の露光時間が８秒（Tv＝−３）、プリ発光前露光時の露光時間が１／６４秒（Tvm＝６）である場合、上式（１）からもわかるように、プリ発光前輝度値は２^（６−（−３））＝５１２倍されることになる。すなわち、プリ発光前露光で得られたプリ発光前輝度値に測光誤差が発生した場合に、その誤差は５１２倍されることになるため、誤差に対する敏感度が高くなり、これにより発光量のばらつきが発生する場合がある。
【０００４】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、露光時間が長くなる場合にも発光量のばらつきが発生するのを防止することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、被写体に向けて発光する発光手段と、撮影時の発光前にプリ発光を行うプリ発光制御手段と、前記プリ発光前の撮影画面の明るさを測光する外光測光手段と、前記プリ発光時の撮影画面の明るさを測光するプリ発光測光手段と、前記外光測光手段により得られる外光輝度値と前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値とを用いて撮影時の発光量を求める第１の発光量演算手段と、前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値を用いて撮影時の発光量を求める第２の発光量演算手段と、撮影時の露光時間が予め定められている露光時間よりも短い場合は前記第１の発光量演算手段により求められる前記第１発光量を、前記予め定められている露光時間よりも長い場合は前記第２の発光量演算手段により求められる前記第２発光量を用いることを決定する発光量決定手段と、を有することを特徴とする。
【０００６】
本発明の撮像装置における調光方法は、被写体に向けて発光する発光手順と、撮影時の発光前にプリ発光を行うプリ発光制御手順と、前記プリ発光前の撮影画面の明るさを測光する外光測光手順と、前記プリ発光時の撮影画面の明るさを測光するプリ発光測光手順と、前記外光測光手順により得られる外光輝度値と前記プリ発光測光手順により得られるプリ発光輝度値とを用いて撮影時の発光量を求める第１の発光量演算手順と、前記プリ発光測光手順により得られるプリ発光輝度値を用いて撮影時の発光量を求める第２の発光量演算手順と、撮影時の露光時間が予め定められている露光時間よりも短い場合は前記第１の発光量演算手順により求められる前記第１発光量を、前記予め定められている露光時間よりも長い場合は前記第２の発光量演算手順により求められる前記第２発光量を用いることを決定する発光量決定手順と、を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明のプログラムは、被写体に向けて発光する発光手段と、撮影時の発光前にプリ発光を行うプリ発光制御手段と、前記プリ発光前の撮影画面の明るさを測光する外光測光手段と、前記プリ発光時の撮影画面の明るさを測光するプリ発光測光手段とを有する撮像装置において調光を行うためのプログラムであって、前記外光測光手段により得られる外光輝度値と前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値とを用いて撮影時の発光量を求める第１の発光量演算処理と、前記プリ発光測光手段により得られるプリ発光輝度値を用いて撮影時の発光量を求める第２の発光量演算処理と、撮影時の露光時間が予め定められている露光時間よりも短い場合は前記第１の発光量演算処理により求められる前記第１発光量を、前記予め定められている露光時間よりも長い場合は前記第２の発光量演算処理により求められる前記第２発光量を用いることを決定する発光量決定処理と、をコンピュータに実行させることを特徴とする。
【０００８】
本発明のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、上記本発明のプログラムを格納した点に特徴を有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の撮像装置、撮像装置における調光方法、プログラム、及びコンピュータ読み取り可能な記憶媒体の実施の形態を説明する。以下では、本発明の特徴がフラッシュ発光時の発光量制御にあることから、フラッシュ発光時の場合を説明する。
【００１０】
図１は、本実施の形態のデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。同図において、８０１は撮像部であり、レンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、フラッシュ、ＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換器等が含まれ、レンズ系によりＣＣＤに投影された像がデジタル信号として出力される。
【００１１】
８０２はＡＦ（Automatic Focusing）処理部であり、ＡＦを制御するための信号が決定される。８０４はＡＥ（Automatic Exposure）処理部であり、適正な露光量となる絞り値、露光時間、感度を制御するための信号が決定される。８０５はＥＦ（Electric Flashmatic）処理部であり、フラッシュの発光量を制御するための信号が決定される。
【００１２】
８０３は撮像制御部であり、ＡＦ処理部８０２、ＡＥ処理部８０４、ＥＦ処理部８０５で決定された信号に基づいてカメラの制御が行われる。
【００１３】
８０６は画像処理部であり、露光されたＣＣＤ信号を用いて、色処理及び輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、JPEG変換処理等の画像処理が行われる。８０７はデータ書き込み部であり、上記画像処理部８０６で画像処理が行われたデータが送られてきて、記録媒体へのデータ書き込みが行われる。
【００１４】
図２は、図１中のＥＦ処理部８０５の概略構成を示すブロック図である。調光演算選択部９０１においては露光時間に応じて演算の選択が決定される。プリ発光前処理部９０２においてプリ発光前露光データの処理が行われる。プリ発光処理部９０３においてプリ発光露光データの処理が行われる。発光量演算部９０４においてプリ発光前輝度値及びプリ発光輝度値を用いてフラッシュ発光量が演算される。
【００１５】
以下、フラッシュ発光量が決定されるまでの処理について説明する。図３は、フラッシュ発光量が決定されるまでの処理を示すフローチャートである。まず、シャッターが押されると（ステップＳ１０１）、露光時間による判別が行われる（ステップＳ１０２）。
【００１６】
上記ステップＳ１０２において、露光時間が予め定められている露光時間TvTHより短い場合は、プリ発光前露光が行われる（ステップＳ１０５）。プリ発光前露光では露光時間TvmでＣＣＤへの露光が行われ、ＣＣＤに露光されたデータはＡ／Ｄ変換されてＣＣＤデータへと変換される。
【００１７】
図４に、ＣＣＤデータから外光輝度値データへと変換する回路構成を示す。プリ発光前露光により得られたＣＣＤデータ２０１はエリア輝度値算出部２０２へと送られる。エリア輝度値算出部２０２では、図５に示すように撮影画面を横６、縦６に分割した６×６＝３６のエリアに分割し、それぞれのエリアの平均輝度Y(I,J)（I=０〜５、J=０〜５）を算出する。
【００１８】
次に、画面輝度値算出部２０３では、エリアごとの平均輝度値Y(I,J)に基づいて、図５の各エリア部分に示したエリア毎の重みW(I,J)（I＝０〜５、J＝０〜５）を用いて、下式（４）によりプリ発光前輝度値Ylightmを求める。
Ylightm＝Σ（Y(I,J)×W(I,J)）／Σ（W(I.J)）      ・・・式（４）
【００１９】
次に、外光輝度値演算部２０４では、プリ発光前輝度値Ylightmに基づいて、下式（５）により外光輝度値Ylight２０５を求める。
Ylight＝Ylightm×2^(Tvm−Tv)                      ・・・式（５）
ただし、Tvm、Tvの値はApex値
【００２０】
プリ発光前露光動作が終了すると（ステップＳ１０５）、プリ発光露光動作が行われる（ステップＳ１０６）。プリ発光露光では露光時間Tvmでフラッシュを発光量Lpreflashで発光させてＣＣＤへの露光が行われる。ＣＣＤに露光されたデータは、プリ発光前露光と同様にＡ／Ｄ変換されてＣＣＤデータへと変換される。
【００２１】
図６に、ＣＣＤデータから外光輝度値データへと変換する回路構成を示す。プリ発光露光により得られたＣＣＤデータ４０１はエリア輝度値算出部４０２へと送られる。エリア輝度値算出部４０２では、図５に示したように撮影画面を横６、縦６に分割した６×６＝３６のエリアに分割し、それぞれのエリアの平均輝度Yf(I,J)（I=０〜５、J=０〜５）を算出する。
【００２２】
次に、画面輝度値算出部４０３では、エリアごとの輝度値Yf(I,J)に基づいて、図５の各エリア部分に示したエリア毎の重みW(I,J)（I＝０〜５、J＝０〜５）を用いて、下式（６）によりプリ発光輝度値Yflashを求める。
Yflash＝Σ（Yf(I,J)×W(I,J)）／Σ（W(I.J)）      ・・・式（６）
【００２３】
プリ発光露光動作が終了すると（ステップＳ１０６）、発光量計算１が行われる（ステップＳ１０７）。図７は、発光量計算１におけるフラッシュ発光量の求め方を説明するための図である。被写体を撮影したときの目標画面輝度値をYtarget、プリ発光露光したときの撮影画面の明るさであるプリ発光輝度値をYflash、プリ発光前露光したときの撮影画面の明るさであるプリ発光前露光して得られた画面輝度値から露光時の外光の明るさを求めた外光輝度値をYlightとすると、プリ発光の光量で被写体が照らされて明るくなる量はYflash−Ylightmとなる。また、フラッシュなしで露光した場合はYtarget−Ylightだけ画面がアンダーに撮影されてしまう。そこで画面輝度をYtargetの値にするためには、Ytarge−Yligth分だけフラッシュを発光すればよいことになる。
【００２４】
すなわち、画面輝度値をYtargetにするためのフラッシュ発光量Lflashは、下式（７）、（８）により求めることができる。
ΔEF＝log2((Ytarget−Ylight)／(Yflash−Ylightm))      ・・・式（７）
Lflash＝Lpreflash×2^ΔEF                              ・・・式（８）
【００２５】
その後、ステップＳ１０７において決定されたフラッシュ発光量Lflashに基づいて、シャッター動作のタイミングとシンクロして発光量Lflashでフラッシュが発光して、ＣＣＤへの露光が行われる（ステップＳ１０８）。
【００２６】
一方、上記ステップＳ１０２において、露光時間が予め定められている露光時間TvTH以上であった場合は、上記ステップＳ１０６と同様の動作によりプリ発光輝度値Yflashが求められる（ステップＳ１０３）。
【００２７】
プリ発光露光動作が終了すると（ステップＳ１０３）、発光量計算２が行われる（ステップＳ１０４）。ここでは、画面輝度値をYtargetにするためのフラッシュ発光量Lflashは、下式（９）、（１０）により求められる。
ΔEF＝log2(Ytarget／Yflash)                      ・・・式（９）
Lflash＝Lpreflash×2^ΔEF                        ・・・式（１０）
【００２８】
図８、９は、発光量計算２におけるフラッシュ発光量の求め方を説明するための図であり、図８は外光輝度が０すなわち暗黒時の撮影、図９は外光輝度がYlight時の撮影におけるフラッシュ発光量の求め方である。
【００２９】
まず、図８に示す外光輝度が０であった場合を説明する。被写体を撮影したときの目標画面輝度値をYtarget、プリ発光露光したときの撮影画面の明るさであるプリ発光輝度値をYflashとする。また、フラッシュなしで露光した場合はYtargetだけ画面がアンダーに撮影されてしまう。そこで画面輝度をYtargetの値にするためには、Ytarget分だけフラッシュを発光すればよいことになる。
【００３０】
また、図９に示す外光輝度がYlightであった場合を説明すると、最終的に画面輝度はYtarget＋Ylightとなる。
【００３１】
その後、ステップＳ１０４において決定されたフラッシュ発光量Lflashに基づいて、シャッター動作のタイミングとシンクロして発光量Lflashでフラッシュが発光して、ＣＣＤへの露光が行われる（ステップＳ１０８）。
【００３２】
以上述べたように、露出時間の長い場合と短い場合とでフラッシュ発光量を求める手法を変更するようにし、露光時間が長い場合は外光測光時の誤差要因を排除するようにしたので、フラッシュ発光量ばらつきを低減することが可能となり、より安定した画面輝度の撮影を行うことができる。
【００３３】
（その他の実施の形態）
上述した実施の形態の機能を実現するべく各種のデバイスを動作させるように、該各種デバイスと接続された装置或いはシステム内のコンピュータに対し、上記実施の形態の機能を実現するためのソフトウェアのプログラムコードを供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ或いはＭＰＵ）に格納されたプログラムに従って上記各種デバイスを動作させることによって実施したものも、本発明の範疇に含まれる。
【００３４】
また、この場合、上記ソフトウェアのプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体は本発明を構成する。そのプログラムコードの伝送媒体としては、プログラム情報を搬送波として伝搬させて供給するためのコンピュータネットワーク（ＬＡＮ、インターネット等のＷＡＮ、無線通信ネットワーク等）システムにおける通信媒体（光ファイバ等の有線回線や無線回線等）を用いることができる。
【００３５】
さらに、上記プログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記録媒体は本発明を構成する。かかるプログラムコードを記憶する記録媒体としては、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。
【００３６】
また、コンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、上述の実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）或いは他のアプリケーションソフト等と共同して上述の実施の形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施の形態に含まれることはいうまでもない。
【００３７】
さらに、供給されたプログラムコードがコンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後、そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって上述した実施の形態の機能が実現される場合にも本発明に含まれることはいうまでもない。
【００３８】
なお、上記実施の形態において示した各部の形状及び構造は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化のほんの一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【００３９】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、露出時間に応じて、外光輝度値とプリ発光輝度値とを用いた第１の発光量を求めたり、プリ発光輝度値を用いた第２の発光量を求めたりするようにしたので、露光時間が長くなる場合に第２の発光量を求めるようにすれば、発光量のばらつきが発生するのを防止することができ、安定した画面輝度の撮影を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態のデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＥＦ処理部８０５の概略構成を示すブロック図である。
【図３】フラッシュ発光量が決定されるまでの処理を示すフローチャートである。
【図４】ＣＣＤデータから外光輝度値データへと変換する回路構成を示すブロック図である。
【図５】撮影画面を分割する様子を示す図である。
【図６】ＣＣＤデータから外光輝度値データへと変換する回路構成を示すブロック図である。
【図７】発光量計算１におけるフラッシュ発光量の求め方を説明するための図である。
【図８】発光量計算２におけるフラッシュ発光量の求め方を説明するための図である。
【図９】発光量計算２におけるフラッシュ発光量の求め方を説明するための図である。
【符号の説明】
２０２      エリア輝度値算出部
２０３      画面輝度値算出部
２０４      外光輝度値演算部
４０２      エリア輝度値算出部
４０３      画面輝度値算出部
８０１      撮像部
８０２      ＡＦ処理部
８０３      撮像制御部
８０４      ＡＥ処理部
８０５      ＥＦ処理部
８０６      画像処理部
８０７      データ書き込み部
９０１      調光演算選択部
９０２      プリ発光前処理部
９０３      プリ発光処理部
９０４      発光量演算部
【図１】
0003970071.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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