JP2004135183A

JP2004135183A - デジタルカメラ

Info

Publication number: JP2004135183A
Application number: JP2002299501A
Authority: JP
Inventors: Hisanobu Tsubaki; 椿　尚宜; Hiroshi Tanaka; 田中　宏志
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 2002-10-11
Filing date: 2002-10-11
Publication date: 2004-04-30

Abstract

【課題】測距装置を用いることなく、主要被写体へストロボ光が到達しているか否かを判定可能なデジタルカメラを提供する。
【解決手段】デジタルカメラは、レリーズボタンの半押しでプレ撮影を行い、得られたプレ画像に基づいて撮影条件を決定し、レリーズボタンの全押しにより前記撮影条件に基づいて本撮影を行って本画像を得る。ストロボ光は、近距離にある被写体には到達するが、背景には到達しない。ストロボ発光無しのプレ画像とストロボ発光有りの本画像の輝度を比較して、本画像の方が輝度が高ければ、ストロボ光の反射があると考えられるので、ストロボ光が到達したと判定することができる。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主要被写体にストロボ光が到達しているか否かを判定する機能を備えたデジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤなどの撮像手段によって被写体を撮像し得られた撮影画像をデジタルデータとしてメモリーカードに記録するデジタルカメラが普及している。撮影画像データは、例えば、ＥＸＩＦ形式の画像ファイルとしてメモリーカードに記録される。ＥＸＩＦ規格は、周知のように、ＪＥＩＴＡ（電子情報技術産業協会）によって規格化されたものであり、ＥＸＩＦ形式の画像ファイルには、画像データの他に、画像データに関連する付帯情報を格納することができる。
【０００３】
この付帯情報には、露出時間，絞り値，輝度値，ストロボ発光の有無など撮影条件に関する撮影条件データや、撮影された日時データ及び撮影モード情報など各種のものがある。画像ファイル内には、これら付帯情報の種類毎にタグと呼ばれる情報格納エリアが設けられており、付帯情報はそれぞれのタグに格納される。
【０００４】
これらの付帯情報は、画像をプリントする際に、プリンタによって参照され、適切な画像処理を施すために利用される。例えば、ストロボ発光の有無が分かれば、それに応じた露出補正処理を施すことができる。しかし、風景撮影をした場合のように主要被写体距離が遠い場合には、例えストロボ発光しても、ストロボ光は主要被写体にまで到達しない。この場合に、ストロボ発光の有無の情報だけを基に画像処理を実行してしまうと、誤った補正がなされてしまうので良好な画質を得ることが出来ない。
【０００５】
ストロボ光の照射距離は推定できるので、前記ストロボ発光の有無の情報に加えて、フォーカシングの際に得られる測距データを利用すれば、実際にストロボ光が到達しているか否かを判定することができる。測距方式としては、被写体像をフォトセンサに２つの像として結像させ、これらの像の位相差を用いて被写体距離を算出する方式（例えば、特許文献１参照）や、投光素子と受光センサとからなり、被写体にて反射する信号光を受光して距離を算出する方式（例えば、特許文献２参照）などがある。
【０００６】
【特許文献１】
特開平６−２２２２５８号公報
【特許文献２】
特開平８−２８６１００号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年のデジタルカメラの普及はめざましく、多種多様なタイプのカメラが販売されるようになってきている。その中には小型、低コストを特徴とする簡易型デジタルカメラと呼ばれるタイプがある。このような簡易型デジタルカメラでは、固定焦点式の撮影レンズを使用することで焦点調節機構を排除したり、カメラ内部の画像処理を簡略化するなどにより、小型化及び低コスト化を図っている。このため撮影画質が犠牲にならざるを得ないため、良好なプリント画質を得るためには、普及型のデジタルカメラにも増して、プリントの際の画像補正処理が適正に行われる必要がある。こうした背景から、簡易型デジタルカメラで記録される画像ファイルに、主要被写体へ実際にストロボ光が到達しているか否かの判定情報が記録されることが望まれていた。
【０００８】
しかしながら、簡易型デジタルカメラに、上述した測距方式の測距装置を設けるとコストアップにつながってしまうという問題があった。
【０００９】
本発明は、測距装置を設けることなく、主要被写体にストロボ光が到達したかどうかを判定可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のデジタルカメラは、被写体を撮像して撮影画像を得る撮像手段と、ストロボ装置とを備えたデジタルカメラにおいて、同一の被写体に対して、ストロボ発光有りとストロボ発光無しの２回の撮影を行い、これら２回の撮影によって得られた２つの画像の輝度情報に基づいて、前記ストロボ発光有りの撮影の際にストロボ光が被写体に到達しているか否かを判定するストロボ光到達判定手段を設けたことを特徴とする。
【００１１】
前記ストロボ光到達判定手段の判定結果を基に、おおまかな被写体距離を表す被写体距離範囲を特定するとよい。
【００１２】
前記ストロボ発光有りの撮影を、記憶媒体へ記録される本撮影画像を得るための本撮影とし、ストロボ発光無しの撮影を、前記本撮影の前に行われ、前記本撮影の撮影条件を得るためのプレ撮影とするとよい。また、前記判定結果を、撮影画像とともに記憶媒体へ記録するとよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、デジタルカメラ１０の構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１０は、撮影した画像データを、ＥＸＩＦ形式の画像ファイルに変換して、本体に着脱自在にセットされるメモリーカード１１へ記録する。画像ファイルには、画像データの他に、付帯情報が格納される。
【００１４】
ＣＰＵ１２は、操作部１３から入力される操作信号に応じてデジタルカメラ１０の本体各部を制御する。操作部１３は、電源ボタン，レリーズボタン，モード切り換えダイヤル，汎用キーなどからなる。モード切り換えダイヤルは、画像を撮影する撮影モードと、撮影した画像をＬＣＤ１４に再生表示する再生モードとを切り換える。ＬＣＤ１４には、再生画像の他、各種設定を行うメニュー画面が表示される。汎用キーは、メニュー画面内のカーソルを移動して設定項目の選択に使用される。このＬＣＤ１４には、被写体確認用のスルー画が表示されて、電子ビューファインダとしても機能する。
【００１５】
設定項目としては、例えば、ストロボ装置１６の発光モードや、記録画素数の設定など各種の項目がある。ストロボ発光モードとしては、被写体輝度に応じて発光するオートモード，赤目現象を軽減する赤目軽減モード，被写体輝度に関わらず強制的に発光させる強制発光モード，強制的にストロボ発光を禁止する発光禁止モードなどがある。
【００１６】
また、デジタルカメラ１０は、ストロボ撮影をした場合に、ストロボ光が主要被写体距離に到達しているかどうかを判定するストロボ光到達判定機能を備えている。ストロボ光の到達距離はおおよそ決まっているので、ストロボ光が到達したかどうかを調べることで、おおよその主要被写体距離範囲を特定することができる。すなわち、ストロボ光が到達していると判定された場合には、主要被写体距離範囲は、近景であると特定することができ、他方、ストロボ光が到達していないと判定された場合には、遠景であると特定することができる。判定結果は、画像ファイル内の被写体領域タグへ格納されて、画像データとともにメモリーカード１１へ記録される。
【００１７】
デジタルカメラ１０の前面には、固定焦点式の撮影レンズ１８が設けられている。撮影レンズ１８の背後には、撮像素子としてＣＣＤイメージセンサ３３が配置されている。ＣＣＤイメージセンサ３３は、周知のように、多数の受光素子をマトリックス状に配列することにより光電面を備えており、撮影光学系を通過し、この光電面に結像した被写体光を光電変換する。光電面の前方には、各画素に光を集光するためのマイクロレンズアレイと、各画素がそれぞれＲ，Ｇ，Ｂのいずれかに対応するように各色のフイルタが規則的に配列されたカラーフイルタアレイとが配置されている。
【００１８】
ＣＣＤイメージセンサ３３は、ＣＣＤドライバ３６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、画素毎に蓄積された電荷を１ラインずつシリアルな撮像信号として出力する。各画素の電荷蓄積時間（露出時間）は、ＣＣＤドライバ３６から与えられる電子シャッタ駆動信号によって決められる。ＣＣＤドライバ３６には、タイミングジェネレータ３１からタイミング信号が入力され、このタイミング信号に基づいて、ＣＣＤイメージセンサ３３を動作させる。
【００１９】
ＣＣＤイメージセンサ３３から取り込まれたアナログの撮像信号は、アナログ信号処理回路３８に入力される。アナログ信号処理回路３８は、相関２重サンプリング回路（ＣＤＳ）と、オートゲインコントローラ（ＡＧＣ）と、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）とからなる。ＣＤＳは、アナログ信号のノイズを除去し、ＡＧＣはアナログ信号のゲインを自動調節する。ＡＤＣは、アナログ信号をデジタル変換して画像データを生成する。この画像データは、各画素毎にＲ，Ｇ，Ｂの濃度値を持つＣＣＤ−ＲＡＷデータであり、このＣＣＤ−ＲＡＷデータがＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）　４１へ入力される。アナログ信号処理回路３８にも、タイミングジェネレータ２６からのタイミング信号が供給され、ＣＣＤイメージセンサ３３から電荷が取り込みまれるタイミングと同期が取られている。
【００２０】
ＤＳＰ４１は、ＡＥ／ＡＷＢ回路４４，画像入力コントローラ４６，画像処理回路４７，圧縮処理回路４８，メディアコントローラ４９，ビデオエンコーダ５１からなるＩＣチップであり、アナログ信号処理回路３８から入力された画像データに対して、各種の信号処理を施すとともに、スルー画のＬＣＤ１４への表示や、メモリーカード１１へアクセスして画像ファイルの読み書きを行う。
【００２１】
画像入力コントローラ４６は、アナログ信号処理回路３８から前記ＣＣＤ−ＲＡＷデータを取り込んで、これをフレームメモリ４２に書き込む。フレームメモリ４２は、ＤＳＰ４１が画像データに対して各種信号処理を施す際に使用する作業用メモリである。フレームメモリ４２は、データバス５５を介して、ＣＰＵ１２とＤＳＰ４１の各部と接続されている。フレームメモリ４２としては、例えば、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）が使用される。
【００２２】
ＣＣＤイメージセンサ３３から取り込まれる画像データには、スルー画及び本画像の他に、プレ画像がある。スルー画は、上述したとおりフレーミングに利用される確認用の画像であり、撮影モードが選択されている間、所定間隔で撮像される。スルー画は、ビデオエンコーダ５１によってコンポジット信号に変換されてＬＣＤ１４に出力される。プレ画像は、プレ撮影によって得られる画像である。プレ撮影とは、本画像を撮影する前に行われ本画像を撮影する際の撮影条件を決定するための撮影をいう。
【００２３】
ＣＰＵ１２は、レリーズボタンが半押しされると半押し信号を検出し、ＣＣＤイメージセンサ３３にプレ撮影を実行させる。得られたプレ画像は、ＤＳＰ４１を介していったんフレームメモリ４２へ書き込まれる。このプレ画像に基づいて、ＡＥ／ＡＷＢ回路４４が撮影条件を決定する。ＡＥ／ＡＷＢ回路４４は、前記データに基づいて、被写体輝度を測定し、シャッタ速度等を決定する。ＡＷＢ回路は、オートホワイトバランス回路であり、撮影時のホワイトバランスを自動調整する。
【００２４】
レリーズボタンが全押しされると本撮影が実行されて、本画像が取り込まれる。本画像の画素数は、ＣＣＤイメージセンサ３３の画素数によって最大画素数が決定されるが、ファイン、ノーマルなどの設定により、記録画素数を変更することができる。スルー画やプレ画像の画像数は、本画像よりも少なく、例えば、本画像の１／１６程度の画素数で取り込まれる。
【００２５】
圧縮処理回路４８は、画像処理回路４７によって各種の画像処理が施された本画像のデータに対して、例えば、ＪＰＧなどの圧縮形式で圧縮処理を施して、画像ファイルを生成する。この画像ファイル生成時に、付帯情報が各タグ内に格納される。メディアコントローラ４９は、メモリーカード１１へアクセスして画像ファイルの書き込みと読み込みとを行う。再生モードにおいては、メモリーカード１１から圧縮された画像データが読み出されて、圧縮処理回路４８によって伸張処理が施された後、ＬＣＤ１４に出力される。
【００２６】
画像処理回路４７は、画像データに対して、ガンマ補正，シャープネス補正，コントラスト補正などの画質補正処理、ＣＣＤ−ＲＡＷデータを輝度信号であるＹデータと、青色色差信号であるＣｂデータ及び赤色色差信号であるＣｒデータとからなるＹＣデータに変換するＹＣ処理を施す。
【００２７】
さらに、画像処理回路４７は、ストロボ撮影が実行された場合に、本撮影によって得られた本画像と、プレ撮影によって得られたプレ画像とに基づいて、ストロボ光到達判定処理を実行する。ストロボ光到達判定は、プレ画像と本画像のそれぞれの画面内の特定の部分の輝度差を比較して、その輝度差が大きい高輝度領域を調べることにより行われる。
【００２８】
例えば、図２に示すように、主要被写体６１ａが人物であるシーン６１を撮影する場合に、ストロボ装置１６が発光したとする。その場合、ストロボ光が主要被写体６１ａに実際に到達した場合には、ストロボ光の反射光がある分、本画像の輝度が上がる。他方、図２（Ｂ）に示すように、主要被写体が風景であるシーン６３を撮影する場合には、遠景にストロボ光が到達することは無いから、例えストロボが発光されたとしても、ストロボ光が被写体で反射することは無く、本画像とプレ画像の輝度は変化しない。このように、プレ画像と本画像の輝度を比較して、本画像の輝度が高い場合には、主要被写体にストロボ光が到達したと判定することができる。
【００２９】
図３（Ａ）は、本画像７１とプレ画像７２とを示す。本画像７１とプレ画像７２を比較する場合、各画面の全領域の輝度値を比較してもよいが、より処理時間を短縮するために、比較対象となる特定の領域として比較対象領域７３，７４を設定しておくとよい。主要被写体は、画面内の中央付近にある場合が多いので、本例では、比較対象領域を画面の中央に設定している。本画像７１の画素数は、例えば、１２８０×９６０であるのに対して、プレ画像７２の画素数は、３２０×２４０であり、本画像７１の画素数の１／１６である。したがって、プレ画像７２の比較対象領域７４も、本画像７１の比較対象領域７３の１／１６の大きさで抽出される。比較対象領域７３の画素数が３２０×２４０の場合には、比較対象領域７３の画素数は８０×６０となる。
【００３０】
輝度値の比較は、次のようにして行う。まず、比較対象領域７３，７４内の対応する部分の輝度差ｄＹを求める。図３（Ｃ）に示すように、比較対象領域７３の各画素をＤａ，その輝度値をＹａ，比較対象領域７４の各画素をＤｂ，その輝度値をＹｂとすると、比較対象領域７４の画面内左上の画素Ｄｂ_１１に対応する部分は、比較対象領域７３の画面内左上の１６個の画素Ｄａ_１１〜Ｄａ_４４に相当する。このため、比較に当たっては、まず、比較対象領域７３の１６個分の画素Ｄａの輝度値Ｙａの平均輝度値Ｙａａｖｇ　を求め、この平均輝度値Ｙａａｖｇ　と、比較対象領域７４の画素Ｄｂの輝度値Ｙｂとの輝度差ｄＹを求める。同様に、比較対象領域７４の画素数分上記比較を繰り返して、各画素Ｄｂと、それに対応する比較対象領域７３の各部分との輝度差ｄＹが求められる。
【００３１】
求めた輝度差ｄＹを合計して、これを比較対象領域７４内の画素数で割ることで、求めた輝度差ｄＹの平均輝度差ｄＹａｖｇが求められる。この平均輝度差ｄＹａｖｇが予め設定された閾値Ｓとを比較して、輝度差ｄＹａｖｇが閾値Ｓよりも大きい場合には、ストロボ光が到達したと判定する。輝度差ｄＹａｖｇが閾値Ｓ以下の場合には、ストロボ光が到達しないと判定する。この判定結果を基に、被写体距離範囲が特定される。この被写体距離範囲は、付帯情報の１つとして、画像ファイル内の被写体距離レンジタグに格納される。
【００３２】
このように、ＣＣＤイメージセンサ３３によって得られたプレ画像と本画像の輝度を比較することにより、ストロボ光到達判定を行うので、測距装置によって測距する必要がない。そのため、低コスト化を達成することができる。
【００３３】
以下、上記構成による作用について、図４及び図５のフローチャートに従って説明する。電源がオンされて撮影モードが選択されると、ＣＣＤイメージセンサ３３のスルー画取り込みが開始されて、ＬＣＤ１４にスルー画が再生表示される。撮影者は、この表示を見ながらフレーミングを行う。
【００３４】
レリーズボタンが半押しされるとプレ撮影が行われる。このプレ撮影によりプレ画像が取り込まれて、フレームメモリ４２へ書き込まれる。ＡＥ／ＡＷＢ回路４４は、このプレ画像を読み出して、撮影条件（露出値）を決定する。この撮影条件に基づいてシャッタ速度が調節される。
【００３５】
レリーズボタンが全押しされると、本撮影が実行される。ＣＣＤイメージセンサ３３は、本画像を取り込み、このデータをフレームメモリ４２へ書き込む。画像処理回路４７は、この本画像に対して各種の画質補正処理を施す。ストロボ撮影が行われた場合には、画質補正処理が終了後、ストロボ光到達判定処理が実行される。ストロボ光到達判定処理では、図５のフローチャートに示すように、プレ画像７２と本画像７１の各比較対象領域７３，７４内の対応する画素同士を比較して輝度差ｄＹを求める。そして、比較対象領域７４内の全画素分の比較を行った後、求めた輝度差ｄＹの平均輝度差ｄＹａｖｇを求める。求めた輝度差ｄＹａｖｇが閾値Ｓよりも大きい場合には、主要被写体にストロボ光が到達したと判定する。閾値Ｓ以下の場合には、ストロボ光が到達しないと判定する。
【００３６】
この判定結果に基づいて、被写体距離範囲を特定する。すなわち、ストロボ光が到達した場合には、近距離であると特定し、到達していない場合には、遠距離であると特定する。そして、この被写体距離範囲情報を含む画像ファイルを生成し、メモリーカードへ記録する。次回の撮影をする場合には、上記手順が繰り返される。
【００３７】
メモリーカード１１に記録された画像をプリントする場合には、プリンタは、画像ファイル内の被写体距離レンジタグを参照して、主要被写体が近距離か遠距離かを判別する。そして、ストロボ発光情報がオンになっていたとしても、被写体距離範囲が遠距離の場合には、ストロボ光が到達していないと判断する。これにより、適正な画像処理を実行することができるので、良好なプリント画質が得られる。
【００３８】
上記実施形態では、ストロボ光到達判定の際に、比較対象領域内の対応する画素位置の輝度差から、平均輝度差を求め、この平均輝度差と閾値とを比較しているが、ある閾値を越えた輝度差の個数から判定してもよい。また、単純に、各比較対象領域の各平均輝度値を求め、これらの輝度差と閾値とを比較してもよい。
【００３９】
また、比較対象領域の形状が矩形の例で説明しているが、もちろん、矩形でなくてもよく、円形でもよい。また、比較対象領域を画面の中心に１つだけ設定した例で説明したが、中心でなくてもよいし、複数あってもよい。また、画素数の異なる２つの画像を比較する例で説明しているが、同じ画素数の２つの画像を比較してもよい。
【００４０】
また、上記実施形態では、撮影シーンに関わらず、常にストロボ光到達判定が行われるようにしているが、撮影シーンによってはストロボ光到達判定が困難ば場合もある。例えば、撮影シーンが非常に明るい場合には、例えストロボ光が到達しても、プレ画像と本画像との輝度に大きな差が生じないと考えられる。このため、プレ画像の輝度値がある所定の輝度値以上の場合には、ストロボ光到達判定を実行しないようにしてもよい。この場合には、例えば、被写体距離レンジタグに、判定不能という情報を記録しておくとよい。
【００４１】
また、ストロボ撮影をした場合には常にストロボ光到達判定が実行される例で説明したが、判定処理を実行するか否かをユーザーが設定できるようにしてもよい。
【００４２】
また、ストロボ光到達判定に基づいて、被写体距離範囲を特定し、これを画像ファイルに格納するようにしているが、ストロボ光が到達したかしていないかという情報そのものを画像ファイルに格納するようにしてもよい。
【００４３】
また、判定結果を画像ファイルに格納する例で説明しているが、画像ファイルに格納せずに、判定結果をカメラ内部の画像処理に利用するだけでもよい。
【００４４】
また、フォーカシング機構を持たない簡易型デジタルカメラを例に説明したが、フォーカシング機構を備えたデジタルカメラに本発明を適用してもよい。
【００４５】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明のデジタルカメラは、被写体を撮像して撮影画像を得る撮像手段と、ストロボ装置とを備えたデジタルカメラにおいて、同一の被写体に対して、ストロボ発光有りとストロボ発光無しの２回の撮影を行い、これら２回の撮影によって得られた２つの画像の輝度情報に基づいて、前記ストロボ発光有りの撮影の際にストロボ光が被写体に到達しているか否かを判定するストロボ光到達判定手段を設けたから、測距装置を設けることなく、主要被写体にストロボ光が到達したかどうかを判定可能なデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタルカメラの電気構成の概略を示すブロック図である。
【図２】ストロボ光到達判定の説明図である。
【図３】プレ画像と本画像との比較方法を示す説明図である。
【図４】撮影手順を示すフローチャートである。
【図５】ストロボ光到達判定手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０　デジタルカメラ
１６　ストロボ装置
３３　ＣＣＤイメージセンサ
４１　ＤＳＰ
４２　フレームメモリ
４７　画像処理回路
７１　本画像
７２　プレ画像

Claims

被写体を撮像して撮影画像を得る撮像手段と、ストロボ装置とを備えたデジタルカメラにおいて、
同一の被写体に対して、ストロボ発光有りとストロボ発光無しの２回の撮影を行い、これら２回の撮影によって得られた２つの画像の輝度情報に基づいて、前記ストロボ発光有りの撮影の際にストロボ光が被写体に到達しているか否かを判定するストロボ光到達判定手段を設けたことを特徴とするデジタルカメラ。
前記ストロボ光到達判定手段の判定結果を基に、おおまかな被写体距離を表す被写体距離範囲を特定することを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
前記ストロボ発光有りの撮影は、記憶媒体へ記録される本撮影画像を得るための本撮影であり、ストロボ発光無しの撮影は、前記本撮影の前に行われ、前記本撮影の撮影条件を得るためのプレ撮影であることを特徴とする請求項１又は２記載のデジタルカメラ。
前記判定結果を、撮影画像とともに記憶媒体へ記録することを特徴とする請求項１〜３いずれか記載のデジタルカメラ。