JP2004328068A

JP2004328068A - 撮像装置及び携帯電話機

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Publication number: JP2004328068A
Application number: JP2003115979A
Authority: JP
Inventors: Toshikatsu Masuda; 年克増田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】発光手段を備えた撮像装置において、距離測定手段を用いることなく、周辺光量及び被写体までの距離を考慮し、本発光時の露出値を正確に予測することを目的とする。
【解決手段】輝度の異なる予備発光及び本発光を行うライト部１５と、被写体を撮像して画像信号を出力するカメラ部１６と、カメラ部１６からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出部５０と、本発光時の露出値を予測する露出値予測部５２と、予測された露出値に基づいて露出制御を行う露出制御部４６からなる。露出値予測部５２は、非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、露出値予測データテーブルＴＢを参照し、本発光時の露出値を正確に予測する。
【選択図】図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に係り、更に詳しくは、本発光前に予備発光を行うことができる発光手段を有する電子スチルカメラ等の撮像装置における本発光時の露出制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、撮像装置では、被写体からの入射光量が撮像素子の感度に比べて過小であれば、撮影された画像全体が暗くなり過ぎた状態、いわゆる露出不足となる。逆に、入射光量が過大であれば、画像全体が明るくなり過ぎた状態、いわゆる露出オーバーとなる。このような露出不足及び露出オーバーを回避するためには、適切な露出調整を行う必要がある。
【０００３】
発光手段を備えた撮像装置の場合、被写体に対して短時間だけ光を照射し、入射光量を増大させて撮影が行われる。このとき、適切な露出条件で撮影を行うためには、発光時の露出値を発光前に予測し、発光時における露出条件を予め求めておく必要がある。
【０００４】
発光手段を備えた従来の撮像装置が、例えば、特許文献１に記載されている。この撮像装置は、発光手段を点灯させることなく撮影する場合には、非発光時の露出値に基づいてシャッタースピードを調整する一方、発光手段を点灯させて撮影する場合には、シャッタースピードを固定し、発光手段の発光量を調整している。
【０００５】
また、発光時の露出条件を予め求める従来の撮像装置が、例えば、特許文献２に記載されている。この撮像装置は、本発光よりも低輝度の予備発光を行い、そのときの露出値に基づいて、本発光時における発光量と、画像信号に対する増幅率を求めている。しかしながら、予備発光時の露出値が同じ場合でも、被写体までの距離が異なれば、本発光時の露出値は異なる。このため、このような撮像装置では、本発光時における適切な露出条件を求めることはできなかった。
【０００６】
更に、本発光時の露出値を正確に予測して、本発光時の露出条件を求めることができる従来の撮像装置が、例えば、特許文献３〜５に記載されている。これらの撮像装置は、予備発光を行って露出値を測定するとともに、距離測定手段により被写体までの距離を測定し、これらの測定結果から本発光時の露出値を求めている。しかしながら、このような撮像装置では、距離測定手段を別途設ける必要があることから、製造コストが増大するともに、小型化、軽量化が困難であるという問題があった。
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−３１２５０号公報
【特許文献２】特開２００２−６４７４２号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７１５１号公報
【特許文献４】特開２０００−１３４５３３号公報
【特許文献５】特開平１１−１２５８４８号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、発光手段を備えた撮像装置において、周辺光量及び被写体までの距離を考慮して本発光時の露出値を正確に予測することを目的とする。また、周辺光量及び被写体までの距離を考慮して本発光時の露出条件を予測し、本発光時に適切な露出調整を行うことを目的とする。特に、距離測定手段を用いることなく、本発光時に適切な露出調整を行うことを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、本発光時に適切な露光条件で撮影することができる撮像装置を小型化し、あるいは軽量化することを目的とする。更に、このような撮像装置を備えた携帯電話機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】
本発明による撮像装置は、輝度の異なる予備発光及び本発光を行う発光手段と、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、本発光時の露出値を予測する露出値予測手段と、予測された露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段とを備えて構成される。
【００１１】
この様な構成により、被写体までの距離及び周辺光量を考慮して、本発光時における露出値を予測することができる。従って、本発光時の露出値を正確に予測し、本発光時における露出制御を適切に行うことができる。特に、予測された本発光時の露出値に基づいて、画像信号の増幅利得、撮像装置のシャッタースピードなどの露出条件を決定することにより、本発光時における露出制御を適切に行うことができる。
【００１２】
また、本発明による撮像装置は、非発光時及び予備発光時の露出値の組み合わせを本発光時の露出値に予め対応づけた露出値予測データテーブルを備え、上記露出値予測手段が、露出値予測データテーブルを用いて、本発光時の露出値を予測するように構成される。このため、簡単な構成により、本発光時の露出値を正確に予測することができる。
【００１３】
また、本発明による撮像装置は、上記発光手段が、複数の白色以外の発光ダイオードにより構成された白色光源からなる。各発光ダイオードについてリニアな輝度制御を行うことなく、本発光時における露出調整を適切に行うことができることから、本発明はこのような撮像装置に特に好適である。
【００１４】
また、本発明による撮像装置は、予め定められた異なる輝度により予備発光及び本発光を行う発光手段と、被写体を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、撮像素子からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた露出制御を本発光時に行う露出制御手段とを備えて構成される。この様な構成により、被写体までの距離及び周辺光量を考慮して、本発光時における露出制御を適切に行うことができる。
【００１５】
また、本発明による携帯電話機は、予備発光及び本発光として輝度の異なる２段階の白色光を生成する複数の発光ダイオードと、被写体を撮像して画像信号を出力するＣＣＤ回路と、ＣＣＤ回路からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、本発光時の露出値を予測する露出値予測手段と、予測された本発光時の露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段とを備えて構成される。この様な構成により、本発光時の露出値を正確に予測し、本発光時における露出制御を適切に行うことができるカメラ付携帯電話機を提供することができる。
【００１６】
また、本発明による携帯電話機は、上記露出制御手段が、非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた露出制御を本発光時に行うように構成される。この様な構成により、本発光時における露出制御を適切に行うことができるカメラ付携帯電話機を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１による撮像装置の一例を示した図であり、電子スチルカメラを備えた携帯電話機１の外観が示されている。図中の（ａ）には、携帯電話機の操作面側、すなわち、折り畳み式形状を開いた状態での内側が示され、（ｂ）にはその反対側が示されている。
【００１８】
操作面側には、音声出力を行うためのスピーカ１０と、音声入力を行うためのマイクロフォン１１と、画像情報を表示するためのメイン表示部１２と、操作入力を行うための操作キー部１３とが設けられている。操作面の反対側には、画像情報を表示するためのサブ表示部１４と、発光手段としてのライト部１５と、被写体を撮像するためのカメラ部１６とが設けられている。
【００１９】
操作キー部１３には、カメラモードキー１３ａ、ライトキー１３ｂ及びレリーズキー１３ｃが含まれる。カメラモードキー１３ａは、携帯電話機１の動作モードをカメラモードに移行させるための操作キーである。カメラモードに移行すると、ライトキー１３ｂ及びレリーズキー１３ｃが能動化され、被写体の撮影が可能となる。ライトキー１３ｂは、ライト部１５の点灯を指示するための操作キーである。レリーズキー１３ｃは、カメラ部１６による撮像を指示する操作キー（すなわちシャッターキー）である。
【００２０】
図２は、図１の携帯電話機１内部の一構成例を示したブロック図である。図中の２０は無線部、２１は制御部、２２は記憶部、２３は表示制御部、２４は音声Ｉ／Ｆ部、２５はキー操作検出部である。なお、図１に示された構成要素に相当するブロックには同一の符号を付している。
【００２１】
無線部２０は、無線基地局（不図示）との間で無線通信を行っており、例えば、カメラ部１６により撮影された画像データを送信することができる。記憶部２２は、撮影された画像データと、後述する露出値予測データテーブルＴＢを記憶している。
【００２２】
表示制御部２３は、メイン表示部１２及びサブ表示部１４の表示制御を行っており、メイン表示部１２には、メニュー画面及び撮影された画像データが表示される。音声Ｉ／Ｆ部２４は、スピーカ１０及びマイクロフォン１１を制御し、音声信号の入出力制御を行っている。キー操作検出部２５は、ユーザによるキー操作を検出している。
【００２３】
ライト部１５は、被写体に対し白色光を照射し、暗い場所でもカメラ部１６による撮像を可能にする発光手段であり、いわゆるフラッシュ又はストロボ（ストロボ・リサーチ社の商標）である。このライト部１５は、制御部２１の指示に基づいて、輝度の異なる２段階の発光状態で点灯させることができる。ここでは、撮影時にカメラ部１６への入射光量を増大させるためにライト部１５を高輝度で点灯させた発光状態を本発光と呼び、撮影前に眩しくない程度にライト部１５を低輝度で点灯させた発光状態を予備発光と呼ぶことにする。
【００２４】
カメラ部１６は、被写体を撮影して、その画像データを出力する撮像手段である。ライト部１５及びカメラ部１６は、携帯電話機１の動作モードが、通常モードの場合には動作せず、通常モードからカメラモードへ移行させることによって動作する。カメラモード中、カメラ部１６は、撮像した画像データを制御部２１に対して常時出力するとともに、制御部２１からの指示に基づいて定期的に露出調整を行っている。
【００２５】
制御部２１は、これらの各ブロックを制御するマイクロプロセッサからなる。操作キー部１３のいずれかのキーをユーザが操作した場合、キー操作検出部２５から制御部２１へ検出信号が出力される。メニュー操作が行われた場合であれば、制御部２１がメイン表示部１２にユーザが指定したメニューを表示させ、あるいは、ユーザによって選択されたメニュー項目に応じた処理を実行する。
【００２６】
ユーザがカメラモードキー１３ａを操作した場合、制御部２１はカメラ部１６に対しカメラモードへの移行を指示する。なお、カメラモードへの移行は、メニュー操作によって行うこともできる。カメラモード中は、カメラ部１６から出力された画像データが、制御部２１によって表示制御部２３へ出力され、プレビュー画像としてメイン表示部１２に表示される。また、制御部２１は、この画像データに基づいて露出値を検出して露出条件を求め、この露出条件に基づいてカメラ部１６の露出調整を行っている。
【００２７】
ここで、露出値とは、カメラ部１６へ入射した入射光量（又はそれに相当する量）を意味する。また、露出条件とは、この露出値に応じて決定されるカメラ部１６内の撮影条件、例えば、シャッタースピードや画像データの増幅利得などを意味する。
【００２８】
カメラモードにおいて、ライトキー１３ｂが操作された場合、発光モードに応じて、制御部２１はライト部１５に予備発光を指示する。すなわち、発光モードが強制発光モードである場合、あるいは、発光モードが自動発光モードであり、かつ、被写体が暗い場合に予備発光が開始される。なお、ライト部１５の点灯は、メニュー操作によって行うこともできる。また、被写体の明るさは、画像データから求めた露出値に基づいて判断される。
【００２９】
また、カメラモードにおいて、ユーザがレリーズキー１３ｃを操作した場合、制御部２１は、カメラ部１６から出力される画像データを記憶部２２に格納する。また、レリーズキー１３ｃ操作時に、ライト部１５が予備発光している場合、制御部２１は、ライト部１５を短時間だけ本発光させ、この本発光中に撮影された画像データを記憶部２２に格納する。
【００３０】
図３は、図２のライト部１５及びカメラ部１６の詳細構成例を示したブロック図である。ライト部１５は、３個の発光ダイオード（ＬＥＤ）３１〜３３と、ＬＥＤ駆動部３４により構成される。ＬＥＤ駆動部３４は、各発光ダイオード３１〜３３の駆動制御を行っている。各発光ダイオード３１〜３３の輝度はその電流値によって決まるため、ＬＥＤ駆動部３４は、制御部２１からの点灯信号に基づいて、各発光ダイオード３１〜３３の電流値を制御し、予備発光及び本発光を行っている。
【００３１】
発光ダイオード３１〜３３は、Ｒ（レッド）、Ｂ（ブルー）、Ｇ（グリーン）の発光ダイオードであり、これらの発光ダイオード３１〜３３で生成された３原色を混合することによって白色光が生成される。ホワイトバランスが良好な画像データを得るためには、被写体に対して白色光を照射することが望ましい。このため、ＬＥＤ駆動部３４は、ライト部１５の照射光が白色光となるように、各発光ダイオード３１〜３３の相対的な輝度を調整している。
【００３２】
一般に、発光ダイオードの電流値及び輝度の関係（電流特性）は発光色ごとに異なる。このため、白色光の輝度をリニアに変化させようとした場合、各発光ダイオード３１〜３３ごとに異なる電流制御を行う必要がある。また、この場合、上記電流特性に関する素子ごとのバラツキも補償する必要がある。このため、複数の発光ダイオードを用いて白色光を生成している場合に、その輝度をリニアに変化させることは容易ではない。このような事情から、ＬＥＤ駆動部３４は、予備発光及び本発光に関する各発光ダイオード３１〜３３ごとの電流値のみが予め与えられ、非発光及び２段階の輝度からなる駆動状態への制御のみを行っている。
【００３３】
カメラ部１６は、レンズ４０、ＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄＤｅｖｉｃｅ）回路４１、ＣＣＤ駆動部４２、信号増幅部４３、Ａ／Ｄ変換器４４、画像処理部４５及び露出制御部４６により構成される。
【００３４】
被写体からの光はレンズ４０で集光され、ＣＣＤ回路４１の受光面に結像される。ＣＣＤ回路４１は、画像データを生成する撮像素子である。ＣＣＤ回路４１の受光面は多数の受光素子からなり、各受光素子には入射光量に応じた電荷が蓄積される。このため、所定のシャッタースピード（露光時間）内で蓄積された電荷を各受光素子から読み出すことにより画像データが得られる。
【００３５】
ＣＣＤ駆動部４２は、ＣＣＤ回路４１の駆動制御を行っている。すなわち、ＣＣＤ回路４１に対しタイミングパルスを供給することにより、各受光素子に蓄積された電荷を消去するとともに、シャッタースピードとして指定された露光時間が経過するまでに各受光素子に蓄積された電荷量を読み出すようにタイミング制御を行っている。
【００３６】
ＣＣＤ回路４１で生成された画像データは、信号増幅部４３で増幅され、Ａ／Ｄ変換器４４においてデジタル信号に変換された後、画像処理部４５へ入力される。画像処理部４５は、画像データに対し、ズーム処理や圧縮処理などを行っており、処理後の画像データは制御部２１へ出力される。
【００３７】
露出制御部４６は、制御部２１からの露出条件に基づいて、ＣＣＤ駆動部４２及び信号増幅部４３を制御している。ここでは、制御部２１が、露出条件として、ＣＣＤ回路４１におけるシャッタースピードと、信号増幅部４３における利得（ゲイン）を指示しているものとする。
【００３８】
露出制御部４６には、信号増幅部４３からの増幅信号が入力され、信号増幅部４３の利得が露出条件として指示された利得に一致するようにフィードバック制御を行っている。また、ＣＣＤ回路４１において露出条件として指示されたシャッタースピードで撮影が行われるように、ＣＣＤ駆動部４２の生成するタイミングパルを制御している。
【００３９】
図４は、図２の制御部２１及び記憶部２２の要部について詳細構成例を示したブロック図である。制御部２１は、露出値検出部５０と、点灯制御部５１と、露出値予測部５２と、露出条件決定部５３及び５４と、露出条件選択部５５により構成される。また、記憶部２２には、露出値予測データテーブルＴＢが格納されている。
【００４０】
露出値検出部５０は、カメラ部１６からの画像データに基づいて、露出値を検出している。露出値は、画像データの輝度情報と、その画像データを撮影したときの露出条件から求めることができる。画像データの輝度情報は、画像全体についての平均的な輝度情報を用いてもよいし、画像内の特定領域（例えば中央付近）の輝度情報を用いてもよい。撮影時の露出条件は、後述する露出条件決定部５３において撮影前に決定された条件が用いられる。
【００４１】
点灯制御部５１は、キー操作検出信号に基づいて、ライト部１５を予備発光及び本発光させる点灯信号を生成し、ライト部１５の点灯制御を行っている。図５は、点灯制御部５１による点灯制御の一例を示した図である。点灯制御部５１は、動作モードが通常モードの場合には点灯制御を行わない。また、カメラモードへの移行直後は非発光モードであるため、点灯制御を行わない。カメラモード中に強制発光モードへ移行させた場合に、ライト部１５を予備発光させ、レリーズキー１３ｃの操作時には本発光させる。
【００４２】
また、カメラモード中に自動発光モードへ移行させた場合には、露出値検出部５０から出力される露出値に基づいて点灯制御が行われる。すなわち、点灯制御部５１は、露出値を予め定められた閾値レベルと比較し、露出値がこの閾値レベルを超えている場合には、非発光モードの場合と同様の制御を行い、閾値を超えない場合には、強制発光モードの場合と同様の制御を行う。
【００４３】
露出値予測部５２は、露出値検出部５０により求められた露出値に基づいて、本発光前に、本発光時の露出値を予測している。この露出値の予測には、記憶部２２に予め格納されている露出値予測データテーブルＴＢが用いられる。
【００４４】
露出条件決定部５３及び５４は、ともに露出値から露出条件を求めている。すなわち、ＣＣＤ回路４１のシャッタースピード及び信号増幅部４３の利得を求めている。露出条件決定部５３は、プレビュー画像のための露出条件を決定する手段であり、露出値検出部５０で求められた現在の露出値に基づいて最適な露出条件を求めている。一方、露出条件決定部５４は、本発光時における露出条件を決定する手段であり、露出値予測部５２が予測した露出値に基づいて本発光時における最適な露出条件を求めている。
【００４５】
露出条件選択部５５は、露出条件決定部５３及び５４において求められた露出条件のいずれか一方を選択的に出力する選択手段である。本発光時には、露出条件決定部５４からの露出条件がカメラ部１６へ出力され、それ以外の場合には、露出条件決定部５３からの露出条件がカメラ部１６へ出力される。
【００４６】
図６は、周辺光量と露出値の関係の一例を示した図である。ここでいう周辺光量とは、ライト部１５が発光していない場合に被写体からカメラ部１６へ入射する光量であり、周辺環境（主として自然光）に依存する光量を意味する。
【００４７】
図中の６０は、非発光時における露出値を示したグラフである。周辺光量と非発光時の露出値とは一致するのでグラフ６０は傾きが４５°の直線となる。また、図中の６３は、点灯制御部５１が非発光時の露出値との比較を行う閾値レベルであり、自動発光モードの場合、露出値がこの閾値以下であれば、ライト部１５の点灯制御が行われる。
【００４８】
図中の６１は、本発光時における露出値を示したグラフである。ライト部１５の照射光が被写体で反射されるため、周辺光量が少ない場合には、非発光時に比べて露出値が増大している。図中の６２は、予備発光時における露出値を示したグラフである。非発光時に比べて露出値は増大しているが、本発光時に比べれば、その差は小さくなっている。例えば、非発光時の露出値がＥｖ１であれば、予備発光時の露出値はＥｖ２、本発光時の露出値はＥｖ３となる。
【００４９】
特許文献２に記載された従来の撮像装置は、予備発光時の露出値Ｅｖ２に基づいて、本発光時における露出条件を求めている。しかしながら、予備発光時の露出値は、ライト部１５の発光光量、周辺光量及び被写体までの距離による影響を受ける。つまり、被写体までの距離が異なれば、予備発光時の露出値Ｅｖ２が同じでも、本発光時の露出値Ｅｖ３が異なる。従って、従来の撮像装置では、本発光時の露出条件を正確に予測することはできなかった。
【００５０】
図７は、周辺光量と露出値の関係の他の例を示した図である。図６の場合に比べ、被写体までの距離がより遠い場合の例が示されている。被写体までの距離が遠くなれば、ライト部１５からの照射光のうち、被写体での反射後にカメラ部に入射する光量は少なくなる。このため、非発光時の露出値との差分は、予備発光時及び本発光時ともに小さくなっている。この結果、予備発光時の露出値がＥｖ２である場合の本発光時の露出値はＥｖ３’となり、図６によって予測される露出値Ｅｖ３とは異なる値となる。
【００５１】
このとき、非発光時の露出値Ｅｖ１’も、図６における値Ｅｖ１とは異なる値になっている。このため、非発光時の露出値と、予備発光時の露出値とに基づいて、本発光時の露出値を予測すれば、正確な値を予測することができる。つまり、Ｅｖ１及びＥｖ２を用いてＥｖ３を求め、あるいは、Ｅｖ１’及びＥｖ２を用いればＥｖ３’を求めることができる。この様にして、別途、距離測定手段を用いなくても、周辺光量及び被写体までの距離を考慮し、本発光時の露出値を予測することができる。
【００５２】
図４に示した露出値予測データテーブルＴＢは、非発光時における露出値Ｅｖ１及び予備発光時における露出値Ｅｖ２の各組み合わせが、本発光時の露出値Ｅｖ３に対応づけたデータテーブルである。このため、露出値検出部５０で非発光時に検出された露出値Ｅｖ１と、予備発光時に検出された露出値Ｅｖ２に基づいて、露出値予測データテーブルＴＢを参照し、本発光時における露出値Ｅｖ３を正確に予測することができる。つまり、被写体までの距離が遠くなるに従って小さな露出値を予測するとともに、周辺光量が小さくなるのに従って小さな露出値を予測し、被写体距離及び周辺光量を考慮した正確な露出値を求めることができる。
【００５３】
図８〜図１０は、図１の携帯電話機１の動作の一例を示したフローチャートであり、カメラモードにおける一連の動作が示されている。
【００５４】
図８のステップＳ１０１〜Ｓ１０６は、非発光モードにおける動作が示されている。カメラモードへの移行により、制御部２１からカメラ部１６へ起動信号が出力され、ＣＣＤ駆動部４２がＣＣＤ回路４１へのタイミングパルス供給を開始する。このため、カメラ部１６から制御部２１へ画像データが出力され、メイン表示部１２にプレビュー画像として表示される。
【００５５】
制御部２１内では、この画像データに基づいて、露出値検出部５０が露出値を求める。カメラモードへの移行直後は非発光モードであるため、ここでは非発光時の露出値Ｅｖ１が求められる（ステップＳ１０１）。露出条件決定部５３は、求められた露出値Ｅｖ１に基づいて、露出条件として、非発光時における最適なシャッタースピード及び増幅利得を求める。この露出条件は、露出条件選択部５５を介してカメラ部１６へ出力される。カメラ部１６内では、この露出条件に基づいて、露出制御部４６が信号増幅部４３及びＣＣＤ駆動部４２を制御し、プレビュー画像のための露出条件が調整される（ステップＳ１０２）。
【００５６】
このとき、ライトキー１３ｂが操作され、発光モードが変更された場合には、変更後の発光モードによる処理が開始される（ステップＳ１０３，Ｓ１０４）。すなわち、強制発光モードへ移行した場合は図９のステップＳ２０１へ進み、自動発光モードへ移行した場合は図１０のステップＳ３０１へ進む。
【００５７】
一方、発光モードの変更は行われずに、レリーズキー１３ｃが操作された場合には、画像データの取り込みが行われる（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。すなわち、制御部２１がカメラ部１６から出力された画像データを記憶部２２に格納することにより、画像データが保存される。
【００５８】
上記ステップＳ１０３，Ｓ１０４において、発光モードが変更されず、レリーズキーの操作も行われない場合には、ステップＳ１０１及びＳ１０２の処理が繰り返され、定期的に露出条件の調整が行われる。
【００５９】
図９のステップＳ２０１〜Ｓ２０９は、強制発光モードにおける動作が示されている。強制発光モードに移行すると、点灯制御部５１が予備発光を指示する点灯信号を生成する。この点灯信号は、制御部２１からライト部１５へ出力され、ライト部１５が予備発光を開始する（ステップＳ２０１）。メイン表示部１２には、引き続きプレビュー画像が表示されている。
【００６０】
ライト部１５が予備発光を開始すると、制御部２１は、ライト部１５の点灯時間を計測するタイマーを動作させる。そして、レリーズキー１３ｃが操作されることなく、所定時間が経過した場合には、点灯制御部５１がライト部１５を消灯させ、ステップＳ１０１に戻る（ステップＳ２０２）。すなわち、予備発光時にタイマーを動作させ、このタイマーがタイムアウトすれば非発光モードに戻すことにより、電池の消耗を防止している。
【００６１】
制御部２１内では、カメラ部１６からの画像データに基づいて、露出値検出部５０が露出値を求めている。ここでは、予備発光時の露出値Ｅｖ２が求められる（ステップＳ２０３）。露出条件決定部５３は、求められた露出値Ｅｖ２に基づいて、露出条件として、予備発光時における最適なシャッタースピード及び増幅利得を求める。この露出条件が、露出条件選択部５５を介してカメラ部１６へ出力され、露出調整が行われる（ステップＳ２０４）。
【００６２】
また、露出値予測部５２では、先に求めた非発光時の露出値Ｅｖ１と、新たに求められた露出値Ｅｖ２に基づいて、露出値予測データテーブルＴＢを参照して、本発光時の露出値が予測される（ステップＳ２０５）。レリーズキー１３ｃの操作が行われるまでは、ステップＳ２０２〜Ｓ２０５の処理が繰り返される（ステップＳ２０６）。
【００６３】
この状態においてレリーズキー１３ｃが操作されると、露出条件選択部５５は、カメラ部１６に対し、露出値予測部５２で予測された本発光時の露出条件を出力する。このため、カメラ部１６は、本発光時における最適な露出条件に調整される（ステップＳ２０７）。また、点灯制御部５１が、本発光を指示する点灯信号を生成し、ライト部１５では本発光が行われる（ステップＳ２０８）。つまり、レリーズキー１３ｃの操作によって、カメラ部１６では本発光時の露出調整が行われ、これに同期してライト部１５では本発光が行われる。そして、本発光時にカメラ部１６により撮影された画像データが、記憶部２２に格納される（ステップＳ２０９）。
【００６４】
図１０のステップＳ３０１〜Ｓ３１４は、自動発光モードにおける動作が示されている。自動発光モードでは、現在の露出値Ｅｖ１が所定の閾値レベルと比較される（ステップＳ３０１）。
【００６５】
露出値が閾値レベルを超えている限り、レリーズキー１３ｃが操作されるまで、露出値Ｅｖ１の検出及び露出調整が繰り返される（ステップＳ３０１〜３０４）。そして、レリーズキー１３ｃが操作されると、画像データの取り込みが行われる（ステップＳ３０５）。つまり、閾値比較（ステップＳ３０１）以外は、非発光モードにおける処理と同様である。
【００６６】
一方、ステップＳ３０１において、現在の露出値Ｅｖ１が、上記閾値レベル以下となった場合には、ステップＳ３０６〜Ｓ３１４の処理が実行される。この処理は、強制発光モードにおける処理Ｓ２０１〜Ｓ２０９と同様である。
【００６７】
本実施の形態によれば、非発光時における露出値Ｅｖ１と、予備発光時における露出値Ｅｖ２に基づいて、本発光時における露出値Ｅｖ３を予測している。このため、周辺光量及び被写体までの距離を考慮した本発光時の露出値を正確に予測することができる。従って、この露出値Ｅｖ３に基づいて、本発光時における露出条件を求めることにより、本発光時に適切な露出条件で撮影を行うことができる。すなわち、ライト部１５を点灯させて撮影を行う場合に、露出オーバー又は露出不足となるのを防止することができる。
【００６８】
実施の形態２．
実施の形態１では、非発光時の露出値Ｅｖ１及び予備発光時の露出値Ｅｖ２から本発光時の露出値Ｅｖ３を予測することにより、露出条件を求める場合について説明した。これに対し、本実施の形態では、本発光時の露出値Ｅｖ３を求めることなく、露出値Ｅｖ３に応じた露出条件を直接求める場合について説明する。
【００６９】
図１１は、本発明の実施の形態２による撮像装置の要部の一構成例を示したブロック図であり、図２の制御部２１及び記憶部２２の他の構成例が示されている。この制御部２１を図４（実施の形態１）と比較すれば、露出値予測部５２及び露出条件決定部５４に代えて、露出条件予測部５６を備えている点で異なる。また、記憶部２２には、露出値予測データテーブルＴＢに代えて、２つの露出条件予測データテーブルＴＢ１，ＴＢ２が格納されている点で異なる。
【００７０】
露出条件予測データテーブルＴＢ１，ＴＢ２は、ともに非発光時の露出値Ｅｖ１及び予備発光時の露出値Ｅｖ２の組み合わせを、本発光時の露出条件に対応づけたデータテーブルである。ここでは、露出条件予測データテーブルＴＢ１をシャッタースピードが対応づけられたデータテーブルとし、露出条件予測データテーブルＴＢ２を増幅利得が対応づけられたデータテーブルとする。
【００７１】
露出条件予測部５６は、露出値検出部５０において求められた非発光時の露出値Ｅｖ１及び予備発光時の露出値Ｅｖ２に基づいて、露出条件予測データテーブルＴＢ１を参照して、本発光時のシャッタースピードを予測する。同様にして、露出条件予測データテーブルＴＢ２を参照して、本発光時の増幅利得を予測する。
【００７２】
この様にして予測された露出条件は、実施の形態１の場合と同様、予備発光時にレリーズキー１３ｃが操作された場合に、露出条件選択部５５からカメラ部１６へ出力され、本発光時の露出調整が行われる。
【００７３】
本実施の形態によれば、非発光時の露出値Ｅｖ１及び予備発光時の露出値Ｅｖ２を本発光時の露出条件に対応づけた露出条件予測データテーブルＴＢ１及びＴＢ２を備え、露出条件予測部５６が、本発光時の露出値Ｅｖ３を予測することなく、直接、本発光時の露出条件を求めている。このため、制御部２１の構成を簡略化し、あるいは、処理速度を向上させることができる。
【００７４】
なお、上記の各実施の形態では、撮像装置を有する携帯電話機の例について説明したが、本発明はこの様な場合に限定されない。すなわち、発光手段を備えた電子スチルカメラ等の撮像装置や、この様な撮像装置を内蔵した様々な携帯機器に本発明を適用することをができる。
【００７５】
また、上記の各実施の形態では、データテーブルＴＢ、ＴＢ１又はＴＢ２を参照して本発光時の露出値又は露出条件を予測する例について説明したが、本発明はこの様な場合に限定されない。例えば、これらのデータテーブルにおける対応関係をモデル化した関数が得られる場合には、露出値予測部５２又は露出条件予測部５６が、データテーブルを用いることなく、演算処理によって本発光時の露出値又は露出条件を予測することもできる。
【００７６】
また、上記の各実施の形態では、露出条件としてシャッタースピード及び増幅利得を調整する場合について説明したが、本発明はこの様な場合に限定されず、その他の露出条件を制御する場合にも適用することができる。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、非発光時及び予備発光時における露出値に基づいて、本発光時における露出値を予測している。このため、周辺光量及び被写体までの距離を考慮した本発光時の露出値を正確に予測することができる。従って、予測された露出値に基づいて、本発光時における露出制御を行うことにより、本発光時に適切な露出条件で撮影を行うことができる。
【００７８】
また、本発明によれば、非発光時及び予備発光時における露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた露出条件を予測し、この露出条件に基づいて、本発光時における露出制御を行っている。従って、本発光時に適切な露出条件で撮影を行うことができる。
【００７９】
この様にして、本発光時により適切な露出条件で撮影可能な撮像装置を提供することができる。また、この様な撮像装置の小型化、軽量化を図ることができる。さらに、この様な撮像装置を備えた携帯電話機を提供することをができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１による撮像装置の一例を示した図であり、電子スチルカメラを備えた携帯電話機１の外観が示されている。
【図２】図１の携帯電話機１内部の一構成例を示したブロック図である。
【図３】図２のライト部１５及びカメラ部１６の詳細構成例を示したブロック図である。
【図４】図２の制御部２１及び記憶部２２の要部について詳細構成例を示したブロック図である。
【図５】点灯制御部５１による点灯制御の一例を示した図である。
【図６】周辺光量と露出値の関係の一例を示した図である。
【図７】周辺光量と露出値の関係の他の例を示した図である。
【図８】図１の携帯電話機１の動作の一例を示したフローチャートであり、非発光モードにおける動作が示されている。
【図９】図１の携帯電話機１の動作の一例を示したフローチャートであり、強制発光モードにおける動作が示されている。
【図１０】図１の携帯電話機１の動作の一例を示したフローチャートであり、自動発光モードにおける動作が示されている。
【図１１】本発明の実施の形態２による撮像装置の要部の一構成例を示したブロック図である。
【符号の説明】
１携帯電話機
１５ライト部
１６カメラ部
２１制御部
２２記憶部
３１〜３３発光ダイオード
３４ＬＥＤ駆動部
４１ＣＣＤ回路
４２ＣＣＤ駆動部
４３信号増幅部
４６露出制御部
５０露出値検出部
５１点灯制御部
５２露出値予測部
５３，５４露出条件決定部
５５露出条件選択部
５６露出条件予測部
Ｅｖ１非発光時の露出値
Ｅｖ２予備発光時の露出値
Ｅｖ３本発光時の露出値
ＴＢ露出値予測データテーブル
ＴＢ１露出条件予測データテーブル（増幅利得）
ＴＢ２露出条件予測データテーブル（シャッタースピード）

Claims

輝度の異なる予備発光及び本発光を行う発光手段と、
被写体を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
撮像素子からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、
非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、本発光時の露出値を予測する露出値予測手段と、
予測された露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
撮像素子から出力される画像信号を増幅する信号増幅手段と、
予測された露出値に基づいて、本発光時における信号増幅手段の増幅利得を決定する露出条件決定手段とを備え、
上記露出制御手段が、この増幅利得に基づいて信号増幅手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
撮像素子のシャッタースピードを制御するシャッタースピード制御手段と、
予測された露出値に基づいて、本発光時におけるシャッタースピードを決定する露出条件決定手段とを備え、
上記露出制御手段が、このシャッタースピードに基づいて、シャッタースピード制御手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
非発光時及び予備発光時の露出値の組み合わせを本発光時の露出値に予め対応づけた露出値予測データテーブルを備え、
上記露出値予測手段が、露出値予測データテーブルを用いて、本発光時の露出値を予測することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
上記露出値予測手段は、本発光時の露出値として、被写体までの距離及び周辺光量に応じた値を予測することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
上記発光手段が、複数の白色以外の発光ダイオードにより構成された白色光源であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
予め定められた異なる輝度により予備発光及び本発光を行う発光手段と、
被写体を撮像して画像信号を出力する撮像素子と、
撮像素子からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、
非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた露出制御を本発光時に行う露出制御手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
撮像素子から出力される画像信号を増幅する信号増幅手段と、
非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた本発光時の増幅利得を決定する露出条件決定手段とを備え、
上記露出制御手段が、この増幅利得に基づいて露出制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
撮像素子のシャッタースピードを制御するシャッタースピード制御手段と、
非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた本発光時のシャッタースピードを決定する露出条件決定手段とを備え、
上記露出制御手段が、このシャッタースピードに基づいて露出制御を行うことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
予備発光及び本発光として輝度の異なる２段階の白色光を生成する複数の発光ダイオードと、
被写体を撮像して画像信号を出力するＣＣＤ回路と、
ＣＣＤ回路からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、
非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、本発光時の露出値を予測する露出値予測手段と、
予測された本発光時の露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段とを備えたことを特徴とする携帯電話機。
予備発光及び本発光として輝度の異なる２段階の白色光を生成する複数の発光ダイオードと、
被写体を撮像して画像信号を出力するＣＣＤ回路と、
ＣＣＤ回路からの画像信号に基づいて露出値を求める露出値検出手段と、
検出された露出値に基づいて露出制御を行う露出制御手段とを備え、
上記露出制御手段が、非発光時の露出値及び予備発光時の露出値に基づいて、被写体までの距離及び周辺光量に応じた露出制御を本発光時に行うことを特徴とする携帯電話機。