JP2007036978A - デジタルカメラ、撮影方法、および撮影制御プログラム。 - Google Patents

Abstract

【課題】主要被写体と夜景の明るさのバランスが良好な写真を撮影することが可能なデジタルカメラを提供する。
【解決手段】夜景ポートレートモードに設定された状態で、撮影指示を受けると、イメージ・センサ１６は、画素加算出力モードで画素加算することで高感度の状態して、低解像度の非フラッシュ画像データを出力する。さらに、イメージ・センサ１６は、全画素出力モードで画素加算せずに低感度の状態で、高解像度のフラッシュ画像データを出力する。次いで、解像度変換回路４０が、非フラッシュ画像データの解像度を変換して、フラッシュ画像データの解像度と一致させる。そして、画像合成回路６０が、同一の解像度となった非フラッシュ画像データとフラッシュ画像データとを加算合成することで、記録用画像データを生成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、夜景を背景にして主要被写体をフラッシュ撮影する撮影モードを選択可能なデジタルカメラに関する。

従来、デジタルカメラを用いて、夜景を背景に主要被写体である人物等をフラッシュ撮影する際に、人物と夜景の明るさのバランスが良好な写真を得ることは非常に難しい。

そこで、特許文献１や２に示されているように、デジタルカメラを用いて夜景を背景にした人物を撮影する場合、フラッシュを発光させた撮影と、フラッシュを発光させない撮影とを連続して１回ずつ行い、撮影後に２つの画像を合成することによって夜景を背景にした撮影画像を生成する技術が存在する。

しかしながら、上記のような従来の技術において、背景となる夜景部分について良好な撮影画像を得るために露光期間を長くすると、手ぶれ等が発生し易く良好な撮影画像を得ることが難しい。また、手ぶれ等の影響を少なくするために露光期間を短くすることに伴い、個体撮像素子から出力される画像データの増幅率を上げると熱雑音等のノイズの影響を受けやすく、この場合にも良好な撮影画像を得ることが難しい。

特開２０００−６６０８７号公報 特開２０００−３０７９４１号公報

本発明は、主要被写体と夜景の明るさのバランスが良好な写真を撮影することが可能なデジタルカメラを提供することを目的とする。

本発明に係るデジタルカメラは、被写体像の情報を画像信号に変換して出力するイメージ・センサと、フラッシュ発光を行うフラッシュ回路とを備えたデジタルカメラにおいて、前記イメージ・センサは相対的に画素数の多い第１の画像信号を相対的に低感度で撮像して出力する第１の撮像モードと、相対的に画素数の少ない第２の画像信号を高感度で撮像して出力する第２の撮像モードとを備え、前記デジタルカメラは更に、前記フラッシュ回路によるフラッシュ発光なしに前記第２の撮像モードで第２の画像信号を撮像して出力する動作と、前記フラッシュ回路によりフラッシュを発光させて前記第１の撮像モードで第１の画像信号を撮像して出力する動作を連続して行う撮像制御回路と、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号のうち少なくとも１つの画像信号の画素数を変更して両方の画像信号を合成する画像合成回路と、を備えたことを特徴とする。

本発明に係るデジタルカメラの一つの態様において、前記第２の撮像モードでは、前記イメージ・センサの複数の画素の電荷を加算することにより、高感度で撮像して出力することを特徴とする。

本発明によれば、夜景ポートレート撮影の指示を受けた場合、撮影制御回路が、フラッシュ回路によるフラッシュ発光なしに第２の撮像モードで第２の画像信号を撮像して出力する動作と、フラッシュ回路によりフラッシュを発光させて第１の撮像モードで第１の画像信号を撮像して出力する動作を連続して行う。そして、画像合成回路が、前記第１の画像信号と前記第２の画像信号のうち少なくとも１つの画像信号の画素数を変更して両方の画像信号を合成する。これにより、主要被写体と夜景の明るさのバランスが良好な写真を撮影することが可能になる。

本発明を実施するための最良の形態（実施形態とする）について、以下、図面を用いて説明する。

本実施形態に係るデジタルカメラは、夜景を背景に人物などの主要被写体を撮影するのに適した夜景ポートレートモードが選択可能である。夜景ポートレートモードに設定されたデジタルカメラは、1回の撮影指示により、フラッシュを発光せずに行う撮影（以下、「非フラッシュ撮影」と称す）と、フラッシュを発光して行う撮影とを連続的に行う。デジタルカメラは、非フラッシュ撮影により得られた画像データ（以下、「非フラッシュ画像データ」と称する）と、フラッシュ撮影により得られた画像データ（以下、「フラッシュ画像データ」と称する）とを合成することで、記録用画像データを生成する。

図１は、本実施形態に係るデジタルカメラの機能ブロックを示す図である。撮像部１０は、低解像度の画像データ（以下、「低解像画像データ」と称する。）を高感度で出力することが可能であり、さらに高解像度の画像データ（以下、「高解像画像データ」と称する。）を低感度で出力することが可能な固体撮像素子を備える。撮像部１０は、非フラッシュ画像データを出力する場合には、低解像画像データを出力し、フラッシュ画像データを出力する場合には、高解像画像データを出力する。解像度変換回路４０は、撮像部１０から出力される画像データの解像度を一致させるために、少なくとも一方の画像データの解像度を変換する。画像合成回路６０は、解像度が一致した２つの画像データを合成することで記録用画像データを生成し、記録装置８０に記録する。

図２は、本実施形態に係るデジタルカメラのより詳細な機能ブロックを示す図である。撮像レンズ１２は、フォーカスレンズやズームレンズなどの各種レンズから構成されるレンズ群である。メカシャッター１４は、イメージ・センサ１６に入射する被写界からの光を物理的に遮断する機械式シャッターである。被写界からの光は、撮像レンズ１２、メカシャッター１４を介してイメージ・センサ１６に入射される。

イメージ・センサ１６は、入射光を受光素子アレイにより信号電荷に光電変換し、その信号電荷を出力する。イメージ・センサ１６の受光素子アレイは、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色のフィルタが貼り付けられた縦Ｍ×横Ｎ（Ｍ，Ｎは整数）の画素からなり、イメージ・センサ１６から出力される信号電荷は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色成分を有する画像データとなる。イメージ・センサ１６は、同色成分の９画素の信号電荷を加算して出力し感度を９倍に高め、高感度で相対的に解像度が低い低解像画像データを出力するモード（以下、「画素加算出力モード」と称する）と、１画素の信号電荷を独立に出力することで、低感度で相対的に解像度が高い高解像画像データを出力するモード（以下、「全画素出力モード」と称する）と、を適宜切り替え可能な固体撮像素子である。なお、加算する信号電荷の数を増加させることにより、感度をより高めることができる。

ところで、夜景シーンにおいてフラッシュを発光せずに撮影する場合に、適正露出を確保するためには、通常、露光期間を比較的長くする必要がある。しかし、露光期間を長くすると手ぶれや被写体となる人物などが動くことが原因で、良好な画像データを得るのは難しい。一方、露光期間を短くしつつ適正露出を確保するためにイメージ・センサが出力する画像データの増幅率を上げるとノイズが増大し、この場合も良好な画像データを得るのは難しい。そこで、本実施形態では、夜景ポートレートモードにおいて非フラッシュ撮影を行う場合、イメージ・センサ１６が画素加算出力モードで動作し、画素加算して得られる画像データを出力することで、露光期間を短くしつつ高感度を実現する。これにより、非フラッシュ撮影時において、手ぶれや人物が動くことによる画質の低減を防ぐことができる。

ＣＤＳ（Correlated Double Sampling）−ＡＤ（Analog/Digital）回路１８は、相関二重サンプリング処理によりイメージ・センサ１６から出力された画像データのノイズを低減し、デジタル信号に変換する。

ＷＢ（ホワイトバランス）回路２０は、画像データに含まれるＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の各画素値に対してそれぞれ所望のゲインを乗じる。これによりＷＢ回路２０は、画像データに対してホワイトバランス調整を施す。非フラッシュ用補正ゲインメモリ２２は、非フラッシュ画像データに対してＷＢ回路２０がホワイトバランス調整を行う場合に使用する補正ゲイン（以下、「非フラッシュ用補正ゲイン」と称す）を記憶する。一方、フラッシュ用補正ゲインメモリ２４は、フラッシュ画像データに対してＷＢ回路２０がホワイトバランス調整を行う場合に使用する補正ゲイン（以下、「フラッシュ用補正ゲイン」と称す）を記憶する。また、第１セレクタ３６は、タイミング制御回路３０からの切替信号に基づいてスイッチを切り替える。ＷＢ回路２０は、スイッチが接点Ａに接続された場合は、非フラッシュ用補正ゲインを用いてホワイトバランス調整を行う。一方、ＷＢ回路２０は、スイッチが接点Ｂに接続された場合は、フラッシュ用補正ゲインを用いてホワイトバランス調整を行う。

ＹＣ分離回路２６は、ＷＢ回路２０から出力される非フラッシュ画像データおよびフラッシュ画像データをＹＣｒＣｂの色空間に変換する。ＹＣ分離回路２６から出力される非フラッシュ画像データは、第２セレクタ３８の接点Ｃを介して解像度変換回路４０に入力される。一方、ＹＣ分離回路２６から出力されるフラッシュ画像データは、第２セレクタ３８の接点Ｄを介して解像度変換回路４０に入力される。

タイミング制御回路３０は、デジタルカメラを構成する各回路等に制御信号を出力する。具体的には、タイミング制御回路３０は、ＴＧ（タイミングジェネレータ）３２に基準パルスを出力する。また、タイミング制御回路３０は、イメージ・センサ１６の出力モードの切り替え指示を示すモード切替信号をＴＧ３２に出力する。タイミング制御回路３０は、第１セレクタ３６や第２セレクタ３８にスイッチ切り替え信号を出力する。さらに、タイミング制御回路３０は、メカシャッター１４の開閉指示を示すメカシャッター信号や、フラッシュ回路３４にフラッシュ発光の発光指示を示すフラッシュ発光信号を出力する。

ＴＧ３２は、タイミング制御回路３０から出力される基準パルスに基づいて、イメージ・センサ１６に含まれる受光素子アレイを駆動するために必要な水平同期信号（ＨＤ）、垂直同期信号（ＶＤ）、並びにＣＤＳ−ＡＤ回路１８が信号処理するために必要な同期信号を出力し、イメージ・センサ１６とＣＤＳ−ＡＤ回路１８との間の同期をとる。

フラッシュ回路３４は、撮影の際に適正露出となるように被写体を照明するための本発光を行う。さらに、フラッシュ回路３４は、本発光に先立って、露出計測用の微弱発光（以下、「プレ発光」と称す）を行う。

フレームメモリ４２は、フラッシュ画像データが出力されるまで非フラッシュ画像データを一時保持するバッファである。解像度拡大回路４４は、非フラッシュ画像データの解像度をフラッシュ画像データの解像度と一致させることで、非フラッシュ画像データとフラッシュ画像データとの画像サイズを一致させる。つまり、本実施形態において、フラッシュ画像データは画素加算せずに得られた画像データある。よって、非フラッシュ画像データの解像度とフラッシュ画像データの解像度とは、9倍の差がある。そこで、解像度拡大回路４４は、例えば、非ラッシュ画像データを構成する各画素をそれぞれ９画素に変換することで、非フラッシュ画像データの解像度を９倍に変換する。なお、解像度拡大回路４４は、画素変換前の元画素の画素値をそのまま、画素変換されて生成された新たな画素の画素値としてもよい。また、解像度拡大回路４４は、周知の画素補間の手法を用いて新たな画素の画素値を決定してもよい。例えば、解像度拡大回路４４は、新たな画素とその新たな画素の周囲の複数の元画素との距離に基づいて所定の重み付けで加重平均（単純平均を含む）することで求められる画素値を、その新たな画素の画素値としてもよい。

画像合成回路６０は、入力された非フラッシュ画像データとフラッシュ画像データとでそれぞれ対応する画素の画素値同士を加算することで、非フラッシュ画像データとフラッシュ画像データとを合成する。画像合成回路６０は、合成することで得られた画像データを記録用画像データとして出力する。ＲＧＢ変換回路６２は、ＹＣｒＣｂの色空間に変換された記録用画像データを、ＲＧＢに変換する。ガンマ補正回路６４は、ＲＧＢに変換された記録用画像データに対して出力機器（例えば、モニタ等）に適合した非線形変換を行う。記録装置８０は、ガンマ補正された記録用画像データを記録用画像データとして記憶する。

以上のように構成されたデジタルカメラが、夜景ポートレートモードに設定された状態で、撮影指示を受けると、イメージ・センサ１６は、フラッシュ発光を伴わずに露光を行い、画素加算出力モードで低解像画像データを高感度で出力する。さらに、イメージ・センサ１６は、フラッシュ発光を伴う露光を行って、全画素出力モードで高解像画像データを低感度で出力する。そして、解像度変換回路４０が、低解像画像データと高解像画像データとの解像度を一致させてから、画像合成回路６０が、それら２つの画像データを加算合成する。

続いて、図３に示すタイミングチャートを用いて、夜景ポートレートモードに設定されたデジタルカメラの撮影手順について説明する。

まず、撮像部１０がシャッターボタンの全押しを検知すると、イメージ・センサ１６は、タイミング制御回路３０から出力されるモード切り替え指示に基づいて、直後の垂直同期信号（ＶＤ１）が負極性に転ずるタイミングで、出力モードを画素加算出力モードに切り替える。イメージ・センサ１６が画素加算出力モードに切り替わると、タイミングジェネレータ３２は、１回以上のＳＵＢパルスをイメージ・センサ１６に出力する。イメージ・センサ１６は、ＳＵＢパルスの出力が停止した時点で、非フラッシュ撮影するための実質的な露光を開始し、現在の垂直同期信号（ＶＤ２）が負極性に転ずる時点で露光を終了する。つまり、非フラッシュ撮影のための露光期間Ｔａは、ＳＵＢパルスの出力が停止した時点から現在の垂直同期信号が負極性に転ずる時点まである。よって、ＳＵＢパルスの出力回数を制御することで、非フラッシュ撮影のための露光期間Ｔａを制御することができる。非フラッシュ撮影のための露光終了後、タイミングジェネレータ３２が読み出しパルスを出力することで、イメージ・センサ１６から非フラッシュ画像データが出力される。

また、イメージ・センサ１６は、非フラッシュ画像データを出力している最中に、垂直同期信号（ＶＤ３）が正極性に転ずる時点で、フラッシュ撮影に対する露光を開始する。そして、イメージ・センサ１６は、メカシャッター１４が閉じる時点で露光を終了する。つまり、イメージ・センサ１６は、非フラッシュ画像データを画素加算出力モードで出力している最中に、フラッシュ撮影による露光を行う。また、フラッシュ回路３４は、露光期間Ｔｂにフラッシュ発光を行う。その後、イメージ・センサ１６は、画素加算出力モードでの非フラッシュ画像データの出力が終了した後、全画素出力モードに切り替わり、フラッシュ画像データの出力を開始する。

図３に示すタイムチャートから明らかなように、非フラッシュ撮影時における露光期間ＴａはＳＵＢパルスの出力により調整され、フラッシュ撮影時における露光期間Ｔｂはメカシャッター１４の開閉により調整される。また、イメージ・センサ１６は、非フラッシュ画像データを画素加算出力モードで出力している最中に、フラッシュ撮影による露光を行う。これにより、本実施形態では、非フラッシュ撮影とフラッシュ撮影とのタイムラグがほとんどない。よって、非フラッシュ撮影が完了してからフラッシュ撮影が完了するまでの間に主要被写体などが動くことにより、合成した写真が意図した写真にならないことを防ぐことができる。

以上、本実施形態では、イメージ・センサ１６は、画素加算出力モードで画素加算することで高感度の状態として、低解像度の非フラッシュ画像データを出力する。一方、イメージ・センサ１６は、全画素出力モードで画素加算せずに低感度の状態で、高解像度のフラッシュ画像データを出力する。次いで、解像度変換回路４０が、非フラッシュ画像データの解像度を変換して、フラッシュ画像データの解像度と一致させる。そして、画像合成回路６０が、同一の解像度となった非フラッシュ画像データとフラッシュ画像データとを加算合成することで、記録用画像データを生成する。

これにより、実施形態によれば、画素加算出力モードで非フラッシュ画像データを出力することで、高感度を実現しているため、非フラッシュ画像データを出力するための露光期間を短くすることができる。よって、手ぶれや人物が動くことによる画質の低減を防ぐことができる。

また、画素加算出力モードで非フラッシュ画像データを出力することで、高感度を実現しているため、露光期間を短くすることに伴いイメージ・センサ１６が出力する画像データの増幅率を上げることによるノイズの増大も防ぐことができる。

さらに、画素加算出力モードで出力することで、比較的ノイズの少ない画像データに対して、解像度の拡大を行っているため、ある程度の画質を保ったまま高解像度に変換することができる。

以上より、本実施形態によれば、ユーザは、単に非フラッシュ撮影やフラッシュ撮影することで得られる写真よりも、背景となる夜景及び主要被写体がともに鮮明な写真を得ることができる。

ところで、上記のように非フラッシュ画像データとフラッシュ画像データとを加算合成することで主要被写体とともに背景も鮮明に写った写真を得るためには、フラッシュ発光により照明された主要被写体部分とフラッシュ発光により照明されない背景部分との輝度差がある程度あることが望ましい。つまり、フラッシュ画像データにより得られる画像の背景部分が極力暗いことが望ましい。これにより、非フラッシュ画像データにより得られる画像の背景部分が合成画像においてより鮮明に写し出されることになるからである。しかし、ユーザ側で、被写界の輝度を判断して、夜景ポートレートモードで撮影可能かどうかを判断することは難しい。

そこで、次に説明する本実施形態の変形例では、デジタルカメラが、上記の夜景ポートレートモードで撮影することが可能なシーンかどうかを予め定めた判定基準に基づいて判定した後、可能なシーンの場合のみ、夜景ポートレートモードで撮影する。一方、不可能なシーンでは、通常のポートレートモードで撮影する。なお、ポートレートモードは、背景よりも人物等の主要被写体を優先して鮮明な写真を撮る際に適した撮影モードである。

図４は、変形例におけるデジタルカメラの機能ブロックを示す図である。図４において、図１に示す回路等と同一の回路等については、同一符号を付して説明を省略する。

図４において、撮像制御部１００は、設定された撮像モードに応じて撮像部１０を制御する。本変形例では、説明を簡単にするために、デジタルカメラが選択可能な撮像モードとして、夜景ポートレードモードとポートレートモードとを用意する。

プログラム線図記憶部１０２は、撮影モードごとにそれぞれ必要なプログラム線図を記憶する。ここで、プログラム線図とは、適正露出が得られるように、シャッター速度と絞り値とＩＳＯ感度との少なくとも１つの値を被写界の輝度に基づいて決定するための条件を定めたデータである。通常、プログラム線図は、１つの撮影モードに対して１つ用意すればよい。しかし、本変形例では、夜景ポートレートモード用として、非フラッシュ撮影用とフラッシュ撮影用の２つのプログラム線図を用意して、それぞれプログラム線図記憶部１０２に予め記憶しておく。これにより、夜景ポートレートモードにおいて、フラッシュを発光しない場合とフラッシュを発光する場合とで個別に露出条件を定めることができる。特に、本変形例では、夜景ポートレートモードでのフラッシュ撮影用のプログラム線図を、ポートレートモードでのフラッシュ撮影時に用いるプログラム線図とは異なる条件に定める。より具体的には、夜景ポートレートモードでのフラッシュ撮影時のシャッター速度を、ポートレートモードでのフラッシュ撮影時よりも早くなるように、夜景ポートレートモードでのフラッシュ撮影用のプログラム線図を定めておく。このように、シャッター速度を速くすることで、フラッシュ発光により照明されない背景部分からの光がイメージ・センサ１６に入射されにくくなり、背景部分が比較的暗い画像データを得ることができる。これにより、合成画像により得られる写真の背景部分がより鮮明に写る。例えば、通常のフラッシュ撮影時におけるシャッター速度を１／３０［ｓｅｃ］と定めた場合、夜景ポートレートモードでのフラッシュ撮影時におけるシャッター速度を１／２００［ｓｅｃ］と定める。

しかしながら、フラッシュ発光により照明されない被写界部分の輝度（つまり、フラッシュ発光前の被写界全体の輝度）がある程度の大きさがある場合、たとえシャッター速度を速くしても、フラッシュ発光以外の光もイメージ・センサ１６に入射されてしまう。つまり、輝度がある程度の大きさがある場合、シャッター速度を速くしても、フラッシュ画像データにより得られる画像の背景部分もある程度明るくなるため、非フラッシュ画像データにより得られる画像の背景部分が合成画像において鮮明に写し出されなくなる。よって、被写界の輝度がある程度の大きさがある場合には、夜景ポートレートモードでの撮影は行わないほうが望ましい。

そこで、本変形例では、閾輝度ＬＶｆを定めて、被写界の輝度が閾輝度ＬＶｆ以下の場合に夜景ポートレートモードでの撮影を許可する。閾輝度ＬＶｆは、例えば、夜景ポートレートモードでフラッシュ撮影を行う場合に適正露出を得るために必要な目標輝度ＬＶｔ（つまり、フラッシュ発光により照明される被写界部分の輝度）から所定の輝度差ΔＬＶａを減算した値を用いる。ここで、輝度差ΔＬＶａは、様々な輝度条件において、夜景ポートレートモードでの撮影を行い、最適な値を定めればよい。また、閾輝度ＬＶｆは、ズームレンズのズーム位置に応じて変更してもよい。これは、ズーム位置により、プログラム線図により定められた適正露出を確保するために必要な被写界の目標輝度ＬＶｔが異なることを考慮するためである。

図５Ａは、ズームレンズの各ズーム位置における目標輝度ＬＶｔと閾輝度ＬＶｆとの関係を示す図である。図５Ａにおいて、破線２００は、目標輝度ＬＶｔを示し、一点鎖線２０２は閾輝度ＬＶｆを示す。図５Ａでは、被写界の輝度が閾輝度ＬＶｆ以下の場合には、デジタルカメラは、夜景ポートレートモードで撮影を行い、被写界の輝度が閾輝度ＬＶｆより高い場合には、ポートレートモードで撮影を行うことを示している。

図５Ｂは、目標輝度ＬＶｔおよび閾輝度ＬＶｆの他に、さらにポートレートモード用のプログラム線図において定められたフラッシュ発光閾輝度ＬＶｐを実線２０４により示している。ここで、フラッシュ発光閾輝度ＬＶｐとは、適正露出を得るためにフラッシュ発光による照明が必要かどうかを判断するための閾値である。つまり、デジタルカメラは、フラッシュ発光前の被写界の輝度がフラッシュ発光閾輝度ＬＶｐ以下の場合にはフラッシュ発光が必要であり、フラッシュ発光閾輝度ＬＶｐより大きい場合にはフラッシュ発光は不必要と判断する。図５Ｂのように各閾輝度を定めることで、デジタルカメラは、以下のとおり動作する。つまり、被写界の輝度がフラッシュ発光閾輝度ＬＶｐ以上の場合には、デジタルカメラはポートレートモードで非フラッシュ撮影を行う。また、被写界の輝度がフラッシュ発光閾輝度ＬＶｐから閾輝度ＬＶｆまでの場合には、デジタルカメラは、ポートレートモードでフラッシュ撮影を行う。さらに、被写界の輝度が閾輝度ＬＶｆ以下の場合には、デジタルカメラは夜景ポートレートモードで非フラッシュ撮影およびフラッシュ撮影を行う。

図５Ａ，５Ｂでは、フラッシュ発光により照明される被写界部分の輝度（目標輝度ＬＶｔ）と、フラッシュ発光により照明されない被写界部分の輝度が、所定の輝度差ΔＬＶａとなるように、閾輝度ＬＶｆを定めた。しかし、図５Ｂから分かるように、ズーム位置が望遠側では、フラッシュ発光閾輝度ＬＶｐと閾輝度ＬＶｆとの差が大きくなる。これは、被写界の輝度がフラッシュ発光をする必要があるほど暗いにもかかわらず、夜景ポートレートモードでの撮影が行えないことを意味する。よって、このように閾輝度ＬＶｆを定めると、ユーザは、望遠側では、夜景ポートレートモードを選択できないシーンが多くなり、使い勝手が悪くなる可能性がある。そこで、図５Ｃに示すように、フラッシュ発光閾輝度ＬＶｐよりある一定の値ΔＬＶｂだけ減算した値を閾輝度ＬＶｆと定めてもよい。図５Ｃにおいて、二点鎖線２０６が、閾輝度ＬＶｆとなる。

以上のように、本変形例では、実測等により予め定めた閾輝度ＬＶｆより被写界の輝度が低い場合に、夜景ポートレートモードでの撮影を許可する。

さらに、輝度がある程度低い場合でも、デジタルカメラと主要被写体との距離が離れていると、フラッシュ発光により主要被写体が照明されないため、主要被写体部分と背景部分との輝度差が少なくなる。よって、フラッシュ発光により主要被写体が照明されない場合にも、夜景ポートレートモードでの撮影は行わないほうが望ましい。

加えて、夜景ポートレートモードでの撮影は、夜景を綺麗に撮る際に有効であるため、フラッシュ発光により主要被写体を照明する必要がない程度に被写界が明るい場合にも、夜景ポートレートモードでの撮影は行わないほうが望ましい。

また、デジタルカメラが、フラッシュ発光が禁止状態にある場合には、夜景ポートレートモードでの撮影を行うことができない。ここで、禁止状態とは、例えば、デジタルカメラに内蔵された閃光装置がいわゆる手動ポップアップ式の場合にその閃光装置がポップダウンしている場合や、デジタルカメラがフラッシュ発光を強制的に禁止する設定になっている場合などが挙げられる。

以上の観点から、撮像制御部１００は、夜景ポートレートモードが選択された場合、図６に示すフローチャートに基づいて、夜景ポートレートモードでの撮影を許可するかどうか判定する。そして、判定の結果、許可する場合には、デジタルカメラは、夜景ポートレートモードで撮影を行い、許可しない場合は、ポートレートモードでの撮影を行う。

図６において、まず、夜景ポートレートモードに選択されると、撮像制御部１００は、フラッシュ発光が禁止状態かどうかを判定する（Ｓ１００）。判定の結果、フラッシュ発光が許可状態の場合（Ｓ１００の判定結果が、否定「Ｎ」）、撮像制御部１００は、シャッターボタンが半押しされるまで待機する。その後、撮像制御部１００は、シャッターボタンの半押し操作を検知すると（Ｓ１０２）、測光装置などから被写界の輝度ＬＶｓを取得し（Ｓ１０４）、輝度ＬＶｓがフラッシュ発光閾輝度ＬＶｐより高いかどうかを判定する（Ｓ１０６）。

Ｓ１０６での判定の結果、輝度ＬＶｓが閾輝度ＬＶｐより低いと判定された場合（Ｓ１０６での判定結果が、否定「Ｎ」）、撮像制御部１００は、シャッターボタンが全押しされるまで待機する。その後、撮像制御部１００は、シャッターボタンの全押し操作を検知すると（Ｓ１０８）、フラッシュ光により照明される範囲内に主要被写体が存在するかどうかを判定する（Ｓ１１０）。この判定は、例えば、フラッシュ回路３４が、シャッターボタンの全押し操作に応じて、本発光に先立って行うプレ発光を利用して行う。つまり、撮像制御部１００は、プレ発光により照明された主要被写体からの反射光量を測光回路から取得する。そして、撮像制御部１００は、その反射光量が所定の閾光量に達するかどうかで、フラッシュ光により照明される範囲内に主要被写体が存在するかどうかを判定する。

Ｓ１１０での判定結果、フラッシュ光により照明される範囲内に主要被写体が存在すると判定した場合（Ｓ１１０の判定結果が、肯定「Ｙ」）、撮像制御部１００は、閾輝度ＬＶｆを取得し（Ｓ１１２）、輝度ＬＶｓが閾輝度ＬＶｆより高いかどうかを判定する（Ｓ１１４）。判定の結果、輝度ＬＶｓが閾輝度ＬＶｆ以下と判定された場合（Ｓ１１４での判定結果が、否定「Ｎ」）、撮像制御部１００は、プログラム線図記憶部１０２から夜景ポートレートでの非フラッシュ用のプログラム線図とフラッシュ用のプログラム線図を取得する（Ｓ１１６）。撮像制御部１００が、取得したプログラム線図ごとに、シャッター速度や絞り値やＩＳＯ感度などの撮影条件を決定する（Ｓ１１８）。その後、撮像制御部１００は、夜景ポートレートモードでの撮影を行うように撮像部１０を制御する（Ｓ１２０）。

また、Ｓ１００において、フラッシュ禁止状態と判定された場合（Ｓ１００の判定結果が、肯定「Ｙ」）、夜景ポートレートモードでは撮影できないため、撮像制御部１００は、シャッターボタンが半押しされるまで待機する。その後、撮像制御部１００は、シャッターボタンが半押しされるのを検知すると（Ｓ１２２）、被写界の輝度ＬＶｓを取得する（Ｓ１２４）。さらに、撮像制御部１００は、プログラム線図記憶部１０２からポートレート用のプログラム線図を取得し（Ｓ１２６）、ポートレート用のプログラム線図に基づいて撮影条件を決定する（Ｓ１２８）。その度、シャッターボタンの全押しを検知すると（Ｓ１３０）、撮像制御部１００は、ポートレートモードで非フラッシュ撮影を行うように撮像部１０を制御する（Ｓ１３２）。

さらに、Ｓ１１０において、フラッシュ光により照明される範囲内に主要被写体が存在しないと判定した場合（Ｓ１１０の判定結果が、否定「Ｎ」）および、Ｓ１１４において、輝度ＬＶｓが閾輝度ＬＶｆより高いと判定された場合、撮像制御部１００は、プログラム線図記憶部１０２からポートレート用のプログラム線図を取得する（Ｓ１３４）。そして、撮像制御部１００は、そのプログラム線図に基づいて撮影条件を決定して（Ｓ１３６）、ポートレートモードでフラッシュ撮影を行うように撮像部１０を制御する（Ｓ１３８）。

以上、本変形例によれば、デジタルカメラが、夜景ポートレートモードで撮影することが可能なシーンかどうかを予め定めた判定基準に基づいて判定した後、良好な写真が得られると推定されるシーンの場合のみ、夜景ポートレートモードで撮影し、良好な写真が得られないと推定されるシーンの場合にはポートレートモードで撮影する。これにより、夜景ポートレートモードで撮影が行われる場合に、良好な写真を得られる可能性が高くなる。

上記の実施形態では、イメージ・センサ１６が画素加算モードで画像データを出力する場合、同色９画素を加算する例について説明した。しかし、画素加算モードにおいて加算する画素の数は９画素に限らず、イメージ・センサ１６は、４画素等他の画素数を加算して非フラッシュ画像データを出力してもよい。

また、イメージ・センサ１６は全画素出力モードでフラッシュ画像データを出力する例について説明した。しかし、イメージ・センサ１６が、加算する画素数の数が異なる複数の画素加算モードで画像データを出力することが可能であれば、イメージ・センサ１６は、非フラッシュ画像データよりも少ない画素数を加算する画素加算モードで、フラッシュ画像データを出力してもよい。

さらに、解像度変換回路４０は、非フラッシュ画像データの解像度を拡大することで、フラッシュ画像データと非フラッシュ画像データとの解像度を一致させる例について説明した。しかし、図７に示すように、フラッシュ画像データ側に解像度縮小回路４６を設けて、第３セレクタ４８を制御することで、解像度変換回路４０は、非フラッシュ画像データの解像度を拡大しつつ、フラッシュ画像データの解像度を縮小させることで、両画像データの解像度を一致させてもよい。

加えて、上記の実施形態では、夜景ポートレートモードやポートレートモードなど複数の撮影モードを選択可能なデジタルカメラを例について説明した。しかし、本発明はそのようなデジタルカメラに限定されるものではなく、複数の撮影モードで動作せずに、夜景ポートレート撮影専用のデジタルカメラでも実現できる。

また、本実施形態に係るデジタルカメラは、記憶媒体に格納された制御プログラムをコンピュータが読み出して実行することにより、上述した本実施形態の機能が実現されるものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、前記制御プログラムの指示に基づきコンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）等の実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって上述した本実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

また、制御プログラムを格納する記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）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（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＣＤ−Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、磁気テープ、不揮発性メモリカード、ＲＯＭチップ等を用いることができる。

本実施形態におけるデジタルカメラの概略の機能ブロックを示す図である。 本実施形態におけるデジタルカメラの詳細の機能ブロックを示す図である。 本実施形態におけるデジタルカメラが夜景ポートレートモードで撮影を行う場合のタイミングチャートである。 本実施形態の変形例におけるデジタルカメラの概略の機能ブロックを示す図である。 夜景ポートレートモードを許可するかどうかの判断基準を示す閾輝度ＬＶｆについて説明するための図である。 夜景ポートレートモードを許可するかどうかの判断基準を示す閾輝度ＬＶｆについて説明するための図である。 夜景ポートレートモードを許可するかどうかの判断基準を示す閾輝度ＬＶｆについて説明するための図である。 夜景ポートレートモードに設定されたデジタルカメラが夜景ポートレートモードでの撮影を許可するかどうかを判定する際のフローチャートを示す図である。 解像度変換回路の変形例における機能ブロックを示す図である。

符号の説明

１０ 撮像部、１２ 撮像レンズ、１４ メカシャッター、１６ イメージ・センサ
１８ ＣＤＳ／ＡＤ回路、２０ ＷＢ回路、２２ 非フラッシュ用補正ゲインメモリ
２４ フラッシュ用補正ゲインメモリ、２６ ＹＣ分離回路、３０ タイミング制御回路、３２ タイミングジェネレータ、３４ フラッシュ回路、３６ 第１セレクタ、３８ 第２セレクタ、４０ 解像度変換回路、４２ フレームメモリ、４４ 解像度拡大回路
４６ 解像度縮小回路、４８ 第３セレクタ、６０ 画像合成回路、６２ ＲＧＢ変換回路、６４ ガンマ補正回路、８０ 記録装置、１００ 撮像制御部、１０２ プログラム線図記憶部。

Claims (16)

1. 被写体像の情報を画像信号に変換して出力するイメージ・センサと、フラッシュ発光を行うフラッシュ回路とを備えたデジタルカメラにおいて、
   前記イメージ・センサは相対的に画素数の多い第１の画像信号を相対的に低感度で撮像して出力する第１の撮像モードと、相対的に画素数の少ない第２の画像信号を高感度で撮像して出力する第２の撮像モードとを備え、
   前記デジタルカメラは更に、
   前記フラッシュ回路によるフラッシュ発光なしに前記第２の撮像モードで第２の画像信号を撮像して出力する動作と、前記フラッシュ回路によりフラッシュを発光させて前記第１の撮像モードで第１の画像信号を撮像して出力する動作を連続して行う撮像制御回路と、
   前記第１の画像信号と前記第２の画像信号のうち少なくとも１つの画像信号の画素数を変更して両方の画像信号を合成する画像合成回路と、
   を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記第２の撮像モードでは、前記イメージ・センサの複数の画素の電荷を加算することにより、高感度で撮像して出力することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
3. 前記第１の撮像モードと、前記第２の撮像モードとでは、異なるプログラム線図を参照して前記イメージ・センサの露出を制御することを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
4. 前記第２の撮像モードによる撮像動作の露光が終了した直後に、前記第２の画像信号を出力する動作と平行して、前記第１の撮像モードによる露光を開始させることを特徴とする請求項２に記載のデジタルカメラ。
5. 前記撮像制御回路は、前記第２の撮像モードでは電子シャッターで露光期間を制御し、前記第１の撮像モードではメカニカルシャッターで露光期間を制御することを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１つに記載のデジタルカメラ。
6. 前記画像合成回路は、
   前記第１の画像信号と前記第２の画像信号のうち少なくとも１つの画像信号の画素数を変更して両方の画像信号の画素数を一致させた後に両方の画像を合成することを特徴とするデジタルカメラ。
7. 夜景ポートレート撮影が可能なデジタルカメラにおいて、
   フラッシュ発光を行うフラッシュ回路と、
   画像データを高感度もしくは低感度で出力可能なイメージ・センサと、
   前記夜景ポートレート撮影の指示を受けた場合、高感度撮影制御と低感度撮影制御とを行う撮影制御回路であって、前記高感度撮影制御では、前記フラッシュ回路にフラッシュ発光をさせない状態で前記イメージ・センサに露光をさせて相対的に解像度が低い低解像画像データを高感度で出力させ、前記低感度撮影制御では、前記フラッシュ回路によるフラッシュ発光を伴う露光を前記イメージ・センサにさせて相対的に解像度が高い高解像画像データを低感度で出力させる撮像制御回路と、
   前記夜景ポートレート撮影において前記イメージ・センサから出力された前記低解像画像データと前記高解像画像データとを、少なくとも１つの画像データの画像サイズを変更して合成する画像合成回路と、
   を備えることを特徴とするデジタルカメラ。
8. 請求項７に記載のデジタルカメラにおいて、
   前記イメージ・センサは、
   所定の解像度で画像データを出力する第１出力モードおよび複数画素を加算することで前記所定の解像度より低い解像度で画像データを出力する第２出力モードで動作可能であり、
   前記撮像制御回路は、
   前記夜景ポートレート撮影の指示を受けた場合、前記第２出力モードで画像データを出力することで前記低解像画像データを出力すると共に、前記第１出力モードで画像データを出力することで前記高解像画像データを出力するように前記イメージ・センサを制御することを特徴とするデジタルカメラ。
9. 請求項７または８に記載のデジタルカメラにおいて、
   フラッシュ発光前における被写界の輝度が、所定の閾輝度以下の場合に前記夜景ポートレート撮影を許可する撮影許可判定部を備え、
   前記撮像制御部は、
   前記撮影許可判定部が前記夜景ポートレート撮影を許可する場合、前記夜景ポートレート撮影を可能にすることを特徴とするデジタルカメラ。
10. 請求項９に記載のデジタルカメラにおいて、
    前記閾輝度は、
    予め定められた適正露出を確保するために必要な被写界の目標輝度から所定の値を減算した値であることを特徴とするデジタルカメラ。
11. 請求項９または１０に記載のデジタルカメラにおいて、
    前記閾輝度は、
    予め定められた適正露出を確保するためにフラッシュ発光を行う必要があるかどうかを被写界の輝度に基づいて前記撮像制御部が判断する際の判断基準となるフラッシュ発光閾輝度よりも低い値であることを特徴とするデジタルカメラ。
12. 請求項９乃至１１のいずれか１つに記載のデジタルカメラにおいて、
    前記撮影許可判定部は、ズームレンズのズーム位置に基づいて、前記閾輝度を変更することを特徴とするデジタルカメラ。
13. 請求項９乃至１２のいずれか一つに記載のデジタルカメラにおいて、
    前記撮影許可判定部は、
    前記フラッシュ回路によるフラッシュ発光により照明される照明範囲に主要被写体が存在するかどうかを判定して、主要被写体が前記照明範囲に存在する場合に、前記夜景ポートレート撮影を許可することを特徴とするデジタルカメラ。
14. 夜景ポートレート撮影を行う撮影方法において、
    夜景ポートレート撮影の指示を受けた場合、イメージ・センサが、フラッシュ回路にフラッシュ発光をさせない状態で露光をして、相対的に解像度が低い低解像画像データを高感度で出力するとともに、前記イメージ・センサが、フラッシュ回路によるフラッシュ発光を伴って露光をして、相対的に解像度が高い高解像画像データを低感度で出力するステップと、
    画像合成回路が、夜景ポートレート撮影において前記イメージ・センサから出力された前記低解像画像データと前記高解像画像データとを、少なくとも１つの画像データの画像サイズを変更して合成するステップと、
    を含む撮影方法。
15. フラッシュ発光を行うフラッシュ回路と、画像データを高感度もしくは低感度で出力可能なイメージ・センサとを備えるデジタルカメラを用いて夜景ポートレート撮影を行うための撮影制御プログラムであって、
    前記夜景ポートレート撮影の指示を受けた場合、高感度撮影制御と低感度撮影制御とを行う撮影制御ステップであって、前記高感度撮影制御では、前記フラッシュ回路にフラッシュ発光をさせない状態で前記イメージ・センサに露光をさせて相対的に解像度が低い低解像画像データを高感度で出力させ、前記低感度撮影制御では、前記フラッシュ回路によるフラッシュ発光を伴う露光を前記イメージ・センサにさせて相対的に解像度が高い高解像画像データを低感度で出力させる撮像制御ステップと、
    前記夜景ポートレート撮影において前記イメージ・センサから出力された前記低解像画像データと前記高解像画像データとを、少なくとも１つの画像データの画像サイズを変更して合成する画像合成ステップと、
    を前記デジタルカメラに実行させるための撮影制御プログラム。
16. 夜景ポートレート撮影が可能なデジタルカメラにおいて、
    フラッシュ発光を行うフラッシュ回路と、
    画像データを出力可能なイメージ・センサと、
    前記夜景ポートレート撮影の指示を受けた場合、前記フラッシュ回路にフラッシュ発光をさせない状態で前記イメージ・センサに露光をさせて非フラッシュ画像データを出力させ、前記フラッシュ回路によるフラッシュ発光を伴う露光を前記イメージ・センサにさせてフラッシュ画像データを出力させる撮像制御回路と、
    前記夜景ポートレートモードにおいて前記イメージ・センサから出力された前記非フラッシュ画像データと前記フラッシュ画像データとを合成する画像合成回路と、
    フラッシュ発光前における被写界の輝度が、所定の閾輝度以下の場合に前記夜景ポートレート撮影を許可する撮影許可判定部と、
    を備え、
    前記撮像制御部は、
    前記撮影許可判定部が前記夜景ポートレート撮影を許可する場合、前記夜景ポートレート撮影を可能にすることを特徴とするデジタルカメラ。
    
    

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