JP2006270397A - デジタルカメラ - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的遠い被写体の撮影時における露出アンダーを回避することができるデジタルカメラを提供する。
【解決手段】 デジタルカメラ２は、ズームストロボ装置１２のストロボ照射角ωを画角θより狭めてストロボ発光を行うとともに、このときＣＣＤイメージセンサ３６から出力される撮像信号をアンプ４１において増幅する際、ストロボ照射領域外の増幅率を相対的に高めて増幅を行うストロボ狭角発光モードを備える。このストロボ狭角発光モードは、ＣＰＵ３３の制御により、測光・測距回路５３によって検出された被写体輝度が所定値より小さく、かつ被写体距離が所定値より大きい場合に実施される。ストロボ狭角発光モードにおいて得られた画像データは、メディアコントローラ５０により、識別情報が関連付けられてメモリカード５１に記録される。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ズームストロボ装置を備えたデジタルカメラに関する。

ＣＣＤイメージセンサなどの固体撮像素子で撮像した被写体光をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。現在市販されているデジタルカメラの多くは、被写体に向けてストロボ光（閃光）を照射するストロボ装置を内蔵している。

ストロボ装置には、撮影レンズの変倍駆動に連動してストロボ照射角を変更可能としたズームストロボ装置がある。ストロボ照射角を変更可能とする構成としては、放電管の放射光を反射する反射笠（反射鏡）の角度を変更するものや、被写体側に設けられたフレネルレンズと放電管および反射笠との間隔を変更するものが知られている。このようなズームストロボ装置を備えたデジタルカメラは、ズームレンズの変倍駆動に連動してズームストロボ装置のストロボ照射角を変更するように構成されている（例えば、特許文献１、２参照）。
特開２００２−２５８３６０号公報 特開２００１−３４３６８８号公報

しかしながら、上記のような従来のズームストロボ装置を備えたデジタルカメラは、ストロボ照射角を画角に合わせて撮影を行うので、画角内にストロボ光が拡散される。このため、比較的遠い被写体に対してはストロボ光が届きにくく、露出アンダーが生じるといった問題がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、比較的遠い被写体の撮影時における露出アンダーを回避することができるデジタルカメラを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明のデジタルカメラは、撮影レンズを介して受光した被写体光を光電変換する撮像手段と、この撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅手段と、この増幅手段から出力された撮像信号を画像データに変換する信号処理手段と、前記画像データを記録媒体に記録する記録手段と、ストロボ光の照射角が変更可能なストロボ光照射手段とを備えたデジタルカメラにおいて、前記照射角を画角より狭めてストロボ光の照射を行うとともに、ストロボ照射領域外の増幅率を相対的に高めて前記撮像信号の増幅を行うモードを備えることを特徴とする。

前記撮影レンズは、画角を変化させることが可能なズームレンズを含み、前記ストロボ光照射手段は、前記照射角を最小画角より狭めることが可能であることが好ましい。

また、被写体輝度および被写体距離を検出する測光測距手段と、この測光測距手段によって検出された前記被写体輝度が所定値より小さく、かつ前記被写体距離が所定値より大きい場合に、前記モードを実施させる制御手段とを備えることが好ましい。

また、画像を表示する画像表示手段を備え、この画像表示手段は、前記モードが実施された際に、前記モードが実施されたことを表示することが好ましい。

また、前記記録手段は、前記モードが実施された場合に、前記モードが実施されたことを示す識別情報を画像データに関連付けて前記記録媒体に記録することが好ましい。

また、前記画像表示手段は、前記記録媒体に記録された画像データを再生表示し、画像データに前記識別情報が関連付けられている場合、前記モードが実施された画像であること表示することが好ましい。

さらに、前記モードを設定する設定手段を備えることが好ましい。

本発明のデジタルカメラによれば、照射角を画角より狭めてストロボ光の照射を行うとともに、ストロボ照射領域外の増幅率を相対的に高めて撮像信号の増幅を行うモードを備えるので、比較的遠い被写体の撮影時にこのモードに設定して撮影を行うと、ストロボ照射領域内の露光量が増加するとともに、露光量が少ないストロボ照射領域外の撮像信号はゲインアップされ、露出アンダーを回避することができる。

図１および図２において、本発明を適用したデジタルカメラ２の前面には、撮像レンズ１０を保持するレンズ鏡胴１１が組み込まれており、レンズ鏡胴１１の上部には、ポップアップ式のズームストロボ装置１２が内蔵されている。デジタルカメラ２の上面には、レリーズボタン１３、電源スイッチ１４、およびモードダイヤル１５が設けられており、側面には、メモリカード５１（図３参照）が着脱自在に装填されるメモリカードスロットを覆う蓋１６が設けられている。

デジタルカメラ２の背面には、ファインダ接眼窓１７、液晶表示器（ＬＣＤ）１８、および操作部１９が設けられている。ＬＣＤ１８は、撮影した画像やいわゆるスルー画像、各種メニュー画面などを表示する。操作部１９は、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン２０や、ＬＣＤ１８にメニュー画面を表示させる際や、選択内容を決定する際に操作されるメニューボタン２１、およびメニュー画面内でカーソルなどを移動させる十字キー２２などから構成される。

デジタルカメラ２では、静止画撮影を行う静止画撮影モード、動画撮影を行う動画撮影モード、撮影した画像をＬＣＤ１８に表示する再生モード、および各種設定を行う設定モードが選択可能となっている。これらのモードの切り替えは、モードダイヤル１５を回動操作させることで行われる。なお、動画撮影モードでは、動画の撮影とともに、図示しないマイクロホンを介して周囲の音声が収録される。

また、デジタルカメラ２では、設定モード下において、ストロボ発光を行わないストロボ禁止モード、ストロボ照射角ωを画角θに合わせてストロボ発光を行うストロボ通常発光モード、ストロボ光不足時にストロボ照射角ωを画角θより小さくしてストロボ発光を行うストロボ狭角発光モードが選択可能となっている。これらのモードの切り替えは、ＬＣＤ１８に表示されたセットアップ画面に基づいて操作部１９を操作することで行われる。

ストロボ狭角発光モードが設定された場合、デジタルカメラ２は、ストロボ発光を最大としてもなお露出アンダーとなると判定される場合に、ストロボ照射角ωを画角θより小さくし、画面の中央部にスロトボ光を収束させて撮像を行うとともに、ストロボ光が不足する周辺部の撮像信号の増幅率を、中央部の撮像信号より相対的に高めて増幅を行う。

レリーズボタン１３は、２段階押しのスイッチとなっている。電子ビューファインダまたはＬＣＤ１８による被写体のフレーミングの後に、レリーズボタン１３を軽く押圧（半押し）すると、自動露出調整（ＡＥ）、自動焦点調整（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン１３をもう１度強く押圧（全押し）すると、撮影準備処理が施された１画面分（１フレーム分）の撮像信号が画像データに変換された後、後述する画像処理および圧縮処理が施され、メモリカード５１に記録される。

デジタルカメラ２の電気的構成を示す図３において、撮像レンズ１０には、レンズ移動用モータ３０が接続されており、絞り３１には、絞り切り替え用モータ３２が接続されている。これらのモータ３０，３２は、ステッピングモータからなり、ＣＰＵ３３に接続されたモータドライバ３４，３５から送信される駆動パルスにより動作制御され、レリーズボタン１３の半押しに伴う撮影準備処理を行う。

レンズ移動用モータ３０は、ズーム操作ボタン２０の操作に連動して、撮像レンズ１０のズームレンズをワイド側、あるいはテレ側にスライド自在に移動させる。また、被写体距離やズームレンズの変倍に応じて撮像レンズ１０のフォーカスレンズを移動させ、撮影条件が最適となるように焦点調整を行う。絞り切り替え用モータ３２は、絞り３１の絞り値を切り替える。画角θは、同図に示すように、ＣＣＤイメージセンサ３６のサイズおよび撮像レンズ１０の焦点距離（撮像レンズ１０の主点からＣＣＤイメージセンサ３６の受光面までの距離）によって決定され、ズームレンズがワイド側に移動した場合には大きくなり、テレ側に移動した場合には小さくなる。

ズームストロボ装置１２には、発光部移動用モータ３７が接続されている。このモータ３７は、ステッピングモータからなり、ＣＰＵ３３に接続されたストロボドライバ３８から送信される駆動パルスにより動作制御され、図４（Ａ）に示す狭角照射位置と、図４（Ｂ）に示す広角照射位置との間で発光部６０をスライド自在に移動させる。

同図に示すように、ズームストロボ装置１２は、発光部６０とフレネルレンズ６１とからなる。発光部６０は、その内部に、ストロボ光を発する放電管６２と、このストロボ光をフレネルレンズ６１側へ向けて反射する反射笠６３とを備えている。この放電管６２の発光量（ストロボ照射量）は、ストロボドライバ３８によって制御される。

ストロボ照射角ωは、発光部６０がフレネルレンズ６１から離隔するに連れて小さくなる。同図（Ａ）の狭角照射位置は、発光部６０がフレネルレンズ６１から最も離隔して、ストロボ照射角ωが最小となる位置である。同図（Ｂ）の広角照射位置は、発光部６０がフレネルレンズ６１に最も近接して、ストロボ照射角ωが最大となる位置である。なお、狭角照射位置におけるストロボ照射角ωは、ズームレンズをテレ端としたときの画角θの最小値（最小画角）より小さい。

図３に戻り、撮像レンズ１０の背後の配置されたＣＣＤイメージセンサ３６は、撮像レンズ１０を透過した被写体光を撮像（光電変換）する。ＣＣＤイメージセンサ３６には、ＣＰＵ３３によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）３９が接続されている。ＣＣＤイメージセンサ３６は、ＴＧ３９から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度（電荷蓄積時間）が決定される。

ＣＣＤイメージセンサ３６から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）４０に入力され、ＣＣＤイメージセンサ３６の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ，Ｇ，Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ４０から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）４１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）４２でデジタルの画像データに変換される。Ａ／Ｄ４２は、ＣＰＵ３３によってその増福率が制御され、ストロボ狭角発光時には、ストロボ光が照射されない周辺部の増幅率を相対的に高めて撮像信号の増幅を行う。

画像入力コントローラ４３は、バス４４を介してＣＰＵ３３に接続され、ＣＰＵ３３の制御命令に応じてＣＣＤイメージセンサ３６、ＣＤＳ４０、ＡＭＰ４１、およびＡ／Ｄ４２を制御する。Ａ／Ｄ４２から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ４５に一旦格納され、ＬＣＤドライバ４６を介してスルー画像としてＬＣＤ１８に表示される。ＬＣＤドライバ４６は、ＬＣＤ１８の画像表示制御を行う。

画像信号処理回路４７は、ＳＤＲＡＭ４５から画像データを読み出して、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を施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ４５に格納する。ＹＣ変換処理回路４８は、画像信号処理回路４７で各種処理が施された画像データをＳＤＲＡＭ４５から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ，Ｃｂとに変換する。圧縮伸長処理回路４９は、この変換された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ５０を経由してメモリカード５１に記録される。

ＣＰＵ３３には、前述のレリーズボタン１３、操作部１９の他に、ＥＥＰＲＯＭ５２が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ５２には、各種制御用のプログラムや設定情報などが記録されている。ＣＰＵ３３は、これらの情報をＥＥＰＲＯＭ５２から作業用メモリであるＳＤＲＡＭ４５に読み出して、各種処理を実行する。

さらに、バス４４には、測光・測距回路５３が接続されている。測光・測距回路５３は、レリーズボタン１３の半押し時に、被写体の輝度、および被写体と撮像レンズ１０との距離（被写体距離）を検出し、ＣＰＵ３３に検出結果を送信する。ＣＰＵ３３は、この検出結果に基づいて、適正な焦点距離および露光量となるように撮像レンズ１０の位置、絞り３１の絞り値、およびＣＣＤイメージセンサ３６のシャッタ速度を調整する。また、ＣＰＵ３３は、上記検出結果を元に、ズームストロボ装置１２を駆動するストロボドライバ３８を制御する。

前述のストロボ禁止モードの場合には、ＣＰＵ３３は、ズームストロボ装置１２の発光を禁止する。ストロボ通常発光モードの場合には、ＣＰＵ３３は、被写体の輝度に基づいて、撮影時にズームストロボ装置１２を発光させるか否かを判定し、被写体の輝度が所定値より小さく露出アンダーのとき、ズームストロボ装置１２の発光を許可し、ω＝θと設定して発光させる。一方、被写体の輝度が所定値より大きい場合には、ズームストロボ装置１２の発光を禁止する。

また、ストロボ狭角発光モードの場合には、ＣＰＵ３３は、上記ストロボ通常発光モードの制御に加え、露出アンダー時に、被写体距離に基づいて、ストロボ光が被写体に到達するか否かを判定する。被写体距離が所定値より小さく、ストロボ光が被写体に到達する場合には、ズームストロボ装置１２をω＝θと設定して発光（ストロボ通常発光）させる。一方、被写体距離が所定値より大きく、ストロボ光が被写体に到達しない場合には、ズームストロボ装置１２をω＜θと設定して発光（ストロボ狭角発光）させる。

メディアコントローラ５０は、上記ストロボ狭角発光を実施したか否かを示す識別情報を画像データに関連づけてメモリカード５１に記録する。なお、この識別情報は、画像データのヘッダ部分に含めるようにしてもよいし、画像データのファイル名に付加するようにしてもよい。また、メディアコントローラ５０は、メモリカード５１から画像データを読み出す際に、識別情報を参照し、その画像データがストロボ狭角発光によるものであるか否かを判定する。ＬＣＤドライバ４６は、この判定結果を画像データとともにＬＣＤ１８に表示させる。

上記構成を有するデジタルカメラ２で被写体の撮影を行う際には、まず、電源スイッチ１４を操作してデジタルカメラ２の電源を投入し、モードダイヤル１５を操作して設定モードを選択し、操作部１９を操作してストロボ設定を行う。このとき、ＬＣＤ１８には、図５に示すストロボ設定画面７０が表示される。ストロボ設定画面７０には、アイコン７１ａ〜７１ｂが表示され、各アイコンは、前述のストロボ禁止モード、ストロボ通常撮影モード、ストロボ狭角発光モードにそれぞれ対応する。操作部１９を操作していずれかのアイコンを選択すると、そのアイコンに対応したモードに設定される。そして、このストロボ設定を行った後、モードダイヤル１５を操作して、静止画撮影モード、あるいは動画撮影モードを選択する。

以下、ストロボ狭角発光モードおよび静止画撮影モードが選択された場合におけるデジタルカメラ２の動作を、図６のフローチャートを用いて説明する。レリーズボタン１３が押圧操作される前は、ＬＣＤ１８にスルー画像が表示される。この状態でレリーズボタン１３が半押しされると、測光・測距回路５３により、被写体輝度および被写体距離が検出されるとともに、露出値（絞り値およびシャッタ速度）および焦点距離が決定される。

測光・測距回路５３によって検出された被写体輝度が十分高く、露出アンダーが生じない場合には、その後、レリーズボタン１３の全押しにより、ストロボ非発光で撮像が行われる。このとき、ＳＤＲＡＭ４５に格納された画像データが、ＹＣ変換処理と圧縮処理とを経てメモリカード５１に記録される。

一方、測光・測距回路５３によって検出された被写体輝度が低く、露出アンダーが生じる場合には、測光・測距回路５３によって検出された被写体距離に基づき、ストロボ光が被写体に到達するか否かがＣＰＵ３３によって判定される。ストロボ光が被写体に到達すると判定されると、ストロボドライバ３８によって、ズームストロボ装置１２がω＝θと設定され、その後、レリーズボタン１３の全押しにより、ストロボ発光とともに撮像が行われ、同様に、画像データがメモリカード５１に記録される。

また、ＣＰＵ３３により、ストロボ光が被写体に到達しないと判定されると、ストロボドライバ３８によって、ズームストロボ装置１２がω＜θと設定される。このとき、図７に示すように、ＬＣＤ１８にはスルー画像７２とともにストロボ光の照射範囲７３が表示される。

この後、レリーズボタン１３の全押しにより、ストロボ発光とともに撮像が行われ、ＡＭＰ４１によって、１フレーム分の撮像信号のうち、照射範囲７３外の撮像信号の増幅率を、照射範囲７３内の撮像信号の増幅率より相対的に高めてゲイン調整が行われる。ゲイン調整がなされた撮像信号は、前述の所定の処理が施された後、画像データとしてＳＤＲＡＭ４５に格納される。ＳＤＲＡＭ４５に格納された画像データは、ＹＣ変換処理と圧縮処理とを経た後、ストロボ狭角発光を実施したことを示す識別情報とともにメモリカード５１に記録される。このとき、図８に示すように、ＬＣＤ１８にはスルー画像７２とともに、「ストロボ狭角発光を行いました」といった、ストロボ狭角発光を実施した旨を示すメッセージ７４が表示される。

撮影終了後、メモリカード５１に記録された画像データをＬＣＤ１８に表示させるには、モードダイヤル１５を操作して再生モードを選択する。メモリカード５１に複数の画像データが存在する場合には、操作部１９を操作して所望の画像データをＬＣＤ１８に表示させることができる。再生モード下で、ストロボ狭角発光が実施された画像データを選択した場合には、図９に示すように、ＬＣＤ１８には再生画像７５とともに、「狭角発光撮影」といった、ストロボ狭角発光を実施した画像であることを示すメッセージ７６が表示される。

上記実施形態によれば、ストロボ非発光では露出アンダーが生じると判定され、かつストロボを発光しても被写体にストロボ光が届かないと判定される場合には、ストロボ照射角を画角より狭めて画面の中央部にスロトボ光を収束させることで、被写体が位置する中央部の露光量が増加し、露光量が少ない周辺部はアンプによってゲインアップされるので、比較的遠い被写体の撮影時における露出アンダーを回避することができる。

本発明を適用したデジタルカメラの正面外観斜視図である。 デジタルカメラの背面外観図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。 ズームストロボ装置の構成を示す概略断面図であり、（Ａ）は狭角照射位置、（Ｂ）は広角発光位置を示す。 ＬＣＤにストロボ設定画面を表示した例を示す図である。 ストロボ狭角発光モード下の処理手順を示すフローチャートである。 ＬＣＤにスルー画像とともにストロボ光の照射範囲を表示した例を示す図である。 ＬＣＤにスルー画像とともにストロボ狭角発光を実施した旨を表示した例を示す図である。 ＬＣＤに再生画像とともにストロボ狭角発光を実施した画像であることを表示した例を示す図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
１０ 撮影レンズ
１２ ズームストロボ装置
１５ モードダイヤル
１８ ＬＣＤ
１９ 操作部
３３ ＣＰＵ
３６ ＣＣＤイメージセンサ
３８ ストロボドライバ
４６ ＬＣＤドライバ
５０ メディアコントローラ
５１ メモリカード
５３ 測光・測距回路
６０ 発光部
６１ フレネルレンズ
６２ 放電管
６３ 反射笠
７０ ストロボ設定画面
７２ スルー画像
７３ 照射範囲
７５ 再生画像

Claims (7)

1. 撮影レンズを介して受光した被写体光を光電変換する撮像手段と、
   この撮像素子から出力される撮像信号を増幅する増幅手段と、
   この増幅手段から出力された撮像信号を画像データに変換する信号処理手段と、
   前記画像データを記録媒体に記録する記録手段と、
   ストロボ光の照射角が変更可能なストロボ光照射手段とを備えたデジタルカメラにおいて、
   前記照射角を画角より狭めてストロボ光の照射を行うとともに、ストロボ照射領域外の増幅率を相対的に高めて前記撮像信号の増幅を行うモードを備えることを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記撮影レンズは、画角を変化させることが可能なズームレンズを含み、前記ストロボ光照射手段は、前記照射角を最小画角より狭めることが可能であることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
3. 被写体輝度および被写体距離を検出する測光測距手段と、この測光測距手段によって検出された前記被写体輝度が所定値より小さく、かつ前記被写体距離が所定値より大きい場合に、前記モードを実施させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２記載のデジタルカメラ。
4. 画像を表示する画像表示手段を備え、この画像表示手段は、前記モードが実施された際に、前記モードが実施されたことを表示することを特徴とする請求項１ないし３いずれか記載のデジタルカメラ。
5. 前記記録手段は、前記モードが実施された場合に、前記モードが実施されたことを示す識別情報を画像データに関連付けて前記記録媒体に記録することを特徴とする請求項４記載のデジタルカメラ。
6. 前記画像表示手段は、前記記録媒体に記録された画像データを再生表示し、画像データに前記識別情報が関連付けられている場合、前記モードが実施された画像であること表示することを特徴とする請求項５記載のデジタルカメラ。
7. 前記モードを設定する設定手段を備えることを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載のデジタルカメラ。
   

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