JP2008292663A - カメラ及び携帯電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】屋外でカメラを上に向けたときの撮影画角には被写体として空が入っていると考えて、任意の被写体撮影後に空を撮影する場合に手動で設定を切り替える操作をする必要がなく、最適な露出条件で空を撮影することができるカメラを提供する。
【解決手段】撮影光軸の仰角を検出する傾きセンサ７４と、ＧＰＳ信号に基づいて屋外の撮影であるか否かを検出する屋外撮影検出部８２と、夜間であるか昼間であるかを検出する夜間検出部８４ａと、仰角が予め決められた閾値よりも大きく且つ屋外の撮影であるとき、夜間である場合には任意の被写体撮影用の自動露出モードから夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には任意の被写体撮影用の自動露出モードから昼空撮影モードに切り替えるモード切替部８６ａを備えた。仰角と、被写体距離と、夜間検出部の検出結果とに基づいてモード切り替えを行うようにしてもよい。
【選択図】 図２

Description

本発明はカメラ及び携帯電子機器に係り、特に、空の撮影に適したカメラ及び携帯電子機器に関する。

カメラで空を撮影するとき、晴天時であれば、撮影光学系の絞りを極力絞ってフレアやスミアを軽減することが好ましく、夜空を撮影するのであれば、撮影光学系の絞りを極力開けて手ブレを軽減することが好ましい。

特許文献１には、ジャイロセンサや方位センサや傾斜センサを用いてカメラの撮影方向を検出し、その撮影方向に応じてフォーカス、ズーム、アイリス等の撮影条件を変化させる構成が記載されている。

また、特許文献２には、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信して得た現在位置情報と日時情報とから太陽の方向及び角度に関する太陽位置情報を算出するとともに、撮影光学系の光軸が向いている撮影方向を少なくとも取得し、撮影光学系内に入射する太陽光線を追跡するシミュレーションを行って、像面上のフレア発生が予測されたときには、フレアの発生強度を低く抑える方向へ絞り値などを変更する構成が記載されている。
ＷＯ９８／１８０４６号公報 特開２００４−２３４９１号公報

従来は、最適な露光条件で空を撮影するためには、絞り値、シャッタ速度、感度を個別に手動で切り替える操作を行うか、あるいは、空撮影に適した撮影モード（いわゆる「晴天モード」や「夜景モード」）に手動で切り替える操作を行う必要があった。

任意の被写体撮影に対応して絞り値、シャッタ速度および感度を自動で変動させるいわゆる自動露出（ＡＥ）モードが設定された状態のまま空を撮影することも可能ではあるが、このような任意の被写体撮影用の自動露出モードは、任意の被写体撮影に対応している故に、例えば、晴天時であれば絞りが足りずにフレアが発生してしまう場合があり、また、夜空を撮影するのであれば感度が上がり過ぎて画像にノイズが発生してしまう場合がある。しかし、シャッタチャンスは基本的に一度しかなく、多くの場合には撮影のやり直しをすることができないので、目的の画像を確実に得るためには、前述のように手動で設定を切り替える操作を行うほかない。予め設定された絞り値を優先してシャッタ速度を変動させるいわゆる絞り優先ＡＥモードを備えたカメラも提供されているが、そのような撮影モードを用いる場合でも、絞り値と撮影モードとを手動で切り替える操作を行わなければならない。

特許文献１に記載の発明では、屋外であるか屋内であるかの区別と、昼夜の区別とを行う構成となっていないので、昼天撮影や夜空撮影に適した条件が設定されない。

特許文献２に記載の発明では、夜空撮影に対応していない。したがって、夜空撮影では手動で設定を切り替える操作を行う必要がある。また、太陽位置情報取得のためＧＰＳ信号を受信する手段および日時を取得する手段を必要とするだけでは足りずに、太陽光線の追跡シミュレーションを行ってフレア発生予測演算を行うフレア発生予測手段を必要とする。さらに、太陽位置情報に対応して絞り値を変更する構成となっているので、カメラの撮影光学系に直接入射する太陽光に因るフレアの発生は軽減できたとしても、晴天時に反射光に因るフレアの軽減は困難である。

従来技術では、任意の被写体撮影を行った後、夜空撮影をする場合にはその夜空撮影に最適な露出条件を設定する一方で、昼空撮影をする場合にはその昼空撮影に最適な露出条件を設定するためには、手動で設定を切り替える操作を行う必要が有った。

本発明は、屋外でカメラを上に向けたときの撮影画角には被写体として空が入っていると考えて、任意の被写体撮影後に空を撮影する場合に手動で設定を切り替える操作をする必要がなく、最適な露出条件で空を撮影することができるカメラ及び携帯電子機器を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、撮影を行う撮影手段と、前記撮影手段の撮影光軸の仰角を検出する仰角検出手段と、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づいて屋外の撮影であるか否かを検出する屋外撮影検出手段と、夜間であるか昼間であるかを検出する夜間検出手段と、任意の被写体撮影に対応して撮影画角の測光値に基づいて前記撮影手段の露出条件を変動させる自動露出モード、夜空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する夜空撮影モード、および、昼空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する昼空撮影モードを少なくとも有し、前記撮影手段に露出条件を設定する露出条件設定手段と、前記仰角が予め決められた閾値よりも大きく且つ屋外の撮影であるとき、夜間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記昼空撮影モードに切り替える切替手段と、を備えたことを特徴とするカメラを提供する。

この発明によれば、撮影者が任意の被写体撮影を行った後にカメラを上に向けて空撮影を行おうとしたとき、撮影光軸の仰角が検出されるとともに、ＧＰＳ信号に基づいて屋外の撮影であるか否かが検出され、さらには、夜空撮影を行うのであれば夜空撮影用の露出条件が設定される夜空撮影モードに切り替わる一方で、昼空撮影を行うのであれば昼空撮影用の露出条件が設定される昼空撮影モードに切り替わるので、撮影者は露出条件の設定を個別に切り替える手動操作やモードの設定を切り替える手動操作を行うことなく、カメラを上に向けてシャッタ操作を行うだけで最適な露出条件で空を撮影することができる。

請求項２に記載の発明は、撮影を行う撮影手段と、前記撮影手段の撮影光軸の仰角を検出する仰角検出手段と、被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、夜間であるか昼間であるかを検出する夜間検出手段と、任意の被写体撮影に対応して撮影画角の測光値に基づいて前記撮影手段の露出条件を変動させる自動露出モード、夜空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する夜空撮影モード、および、昼空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する昼空撮影モードを少なくとも有し、前記撮影手段に露出条件を設定する露出条件設定手段と、前記仰角が予め決められた閾値よりも大きく且つ前記被写体距離が無限遠であるとき、夜間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記昼空撮影モードに切り替える切替手段と、を備えたことを特徴とするカメラを提供する。

この発明によれば、撮影者が任意の被写体撮影を行った後にカメラを上に向けて空撮影を行おうとしたとき、撮影光軸の仰角が検出されるとともに、被写体距離が検出され、さらには、夜空撮影を行うのであれば夜空撮影用の露出条件が設定される夜空撮影モードに切り替わる一方で、昼空撮影を行うのであれば昼空撮影用の露出条件が設定される昼空撮影モードに切り替わるので、撮影者は露出条件の設定を個別に切り替える手動操作やモードの設定を切り替える手動操作を行うことなく、カメラを上に向けてシャッタ操作を行うだけで最適な露出条件で空を撮影することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記夜間検出手段は、少なくとも現在時刻に基づいて、夜間であるか昼間であるかを検出することを特徴とするカメラを提供する。

請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記夜間検出手段は、少なくとも撮影画角の測光値に基づいて夜間であるか昼間であるかを検出することを特徴とするカメラを提供する。

請求項５に記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１項に記載の発明において、前記露光条件は、少なくとも絞り値、シャッタ速度および感度を含むことを特徴とするカメラカメラを提供する。

請求項６に記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１項に記載のカメラを備えることを特徴とする携帯電子機器を提供する。

ここで、携帯電子機器は、携帯可能な電子機器であり、例として、携帯電話や、いわゆる携帯情報端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistant）などが挙げられる。

本発明によれば、任意の被写体撮影後に空を撮影する場合に手動で設定を切り替える操作をする必要がなく、撮影者はカメラを上に向けてシャッタ操作を行うだけで、最適な露出条件で空を撮影することができる。

以下、添付図面に従って本発明に係るカメラを実施するための最良の形態について詳説する。

［第１実施形態］
図１は、本発明が適用された第１実施形態のデジタルカメラの構成を示すブロック図である。同図に示すように、デジタルカメラ１０は、撮影光学系１２、撮像素子１４、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６、アナログ信号処理部１８、Ａ／Ｄ変換器２０、画像入力コントローラ２２、デジタル信号処理部２４、エンコーダ２８、画像表示部３０、圧縮・伸張処理部３２、メディアコントローラ３４、記憶メディア３６、ＡＥ検出部３８、ＡＦ検出部４０、ＣＰＵ４２、ＲＯＭ４４、ＲＡＭ４６、フラッシュＲＯＭ４８、および、発光部６４を含んで構成される撮影手段を備えている。

撮影光学系１２は、ズームレンズ１２ｚ、フォーカスレンズ１２ｆ、絞り（例えば、虹彩絞り）１２ｉを含み、それぞれズームモータ６０ｚ、フォーカスモータ６０ｆ、アイリスモータ６０ｉに駆動されて動作する。すなわち、ズームレンズ１２ｚは、ズームモータ６０ｚに駆動されて撮影光軸１２０上を前後移動し、これにより、焦点距離を変化させる。また、フォーカスレンズ１２ｆは、フォーカスモータ６０ｆに駆動されて撮影光軸１２０上を前後移動し、これにより結像位置を変化させる。また、絞り１２ｉは、アイリスモータ６０ｉに駆動されて開口量が段階的に変化し、これにより絞り値が変化する。ＣＰＵ４２は、ズームモータドライバ６２ｚ、フォーカスモータドライバ６２ｆ、アイリスモータドライバ６２ｉを介してズームモータ６０ｚ、フォーカスモータ６０ｆ、アイリスモータ６０ｉの駆動を制御することにより、ズームレンズ１２ｚ、フォーカスレンズ１２ｆ、絞り１２ｉの動作を制御する。なお、ズームおよびオートフォーカスが可能な場合を例に説明しているが、ズーム機能およびオートフォーカス機能がないカメラにも、本発明を適用できる。

撮像素子１４は、複数のフォトダイオードで構成されている。撮影光学系１２を介して撮像素子１４の受光面に入射した光は、その受光面に配列された各フォトダイオードによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換されて蓄積される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１６から加えられるタイミング信号に従って読み出され、電圧信号（画像信号）として撮像素子１４から順次出力される。撮像素子１４は、シャッタゲートとシャッタドレインを備えており、シャッタゲートにシャッタゲートパルスを印加することで各フォトダイオードに蓄積された信号電荷をシャッタドレインに掃き出すことができるようにされている。ＣＰＵ４２は、ＴＧ１６を介してシャッタゲートへのシャッタゲートパルスの印加を制御することにより、各フォトダイオードに蓄積される信号電荷の電荷蓄積時間（すなわちシャッタ速度）を制御する（いわゆる電子シャッタ機能）。なお、撮像素子１４は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）で構成されている場合に特に限定されない。例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）で撮像素子が構成されている場合でも、本発明を適用できる。

アナログ信号処理部１８は、撮像素子１４から順次出力される画像信号を相関二重サンプリング処理するとともに増幅する。ＣＰＵ４２は、所望のＩＳＯ感度に対応するようにアナログ信号処理部１８のゲインを変化させる。

本例では、絞り１２ｉを有する撮影光学系１２と、絞り１２ｉ等の駆動系（アイリスモータ６０ｉおよびアイリスモータドライバ６２ｉ等）と、撮像素子１４と、撮像素子１４に電子シャッタ用のタイミング信号を与えるＴＧ１６と、感度に相当するゲインで撮像素子１４の出力信号（画像信号）を増幅するアナログ信号処理部１８とを少なくとも含んで、本発明における撮影手段が構成されている。

また、本実施形態のデジタルカメラ１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）信号を受信するＧＰＳ信号受信部７２と、カメラボディの傾きを検出することにより撮影光軸１２０の仰角を検出する傾きセンサ７４と、現在日時を計時する時計７６を備えている。傾きセンサ７４として、例えば重力センサを用いることができ、また、周知の他のセンサを用いてもよい。センサの出力値に基づく演算により撮影光軸１２０の仰角を求めてよい。なお、図１では、説明の便宜上、時計７６をＣＰＵ４２の外部に描いたが、ＣＰＵ４２に内蔵されているものを用いてもよい。

デジタルカメラ１０の全体の動作は、ＣＰＵ４２によって統括制御されており、ＣＰＵ４２は操作部５０からの入力に基づき所定のプログラムに従ってデジタルカメラ１０の各部を制御する。また、ＣＰＵ４２は、空撮影（夜空撮影または昼空撮影）であるか否かの判定（空撮影判定）、モード切り替えおよび露出制御を行うようになっている。

ＲＯＭ４４には、ＣＰＵ４２が実行するプログラムのほか、プログラム線図等のデータが格納されている。ＣＰＵ４２は、ＲＯＭ４４に格納されているプログラムをＲＡＭ４６に展開し、ＲＡＭ４６を作業メモリとして使用しながら各種処理を実行する。また、フラッシュＲＯＭ４８には、デジタルカメラ１０の動作に関する各種設定情報等が格納されている。

Ａ／Ｄ変換器２０は、アナログ信号処理部１８から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。画像入力コントローラ２２は、所定容量のバッファメモリを内蔵しており、Ａ／Ｄ変換器２０から出力された画像信号を１コマ分蓄積して、ＲＡＭ４６に格納する。デジタル信号処理部２４は、同時化回路、ガンマ補正回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含み、ＣＰＵ４２からの指令に従ってＲＡＭ４６に格納された画像信号を処理し、輝度信号と色差信号とからなるＹＵＶ信号を生成する。

画像表示部３０にスルー画像を表示させる場合は、撮像素子１４で画像を連続的に撮像し、得られた画像信号を連続的に処理してＹＵＶ信号を生成する。生成されたＹＵＶ信号は、ＲＡＭ４６を介してエンコーダ２８に加えられ、表示用の信号形式に変換されて画像表示部３０に出力される。これにより、画像表示部３０にスルー画像が表示される。

画像を記録する場合は、操作部５０からの撮影指令に応じて撮像素子１４で画像を撮像し、得られた画像信号を処理してＹＵＶ信号を生成する。生成されたＹＵＶ信号は、圧縮・伸張処理部３２に加えられ、所定の圧縮画像データ（たとえば、ＪＰＥＧ）とされたのち、メディアコントローラ３４を介して記憶メディア３６に格納される。

記憶メディア３６に格納された圧縮画像データは、再生指令に応じて記憶メディア３６から読み出され、圧縮・伸張処理部３２で非圧縮のＹＵＶ信号とされたのち、エンコーダ２８を介して画像表示部３０に出力される。これにより、記憶メディア３６に記録された画像が画像表示部３０に再生表示される。

ＡＥ検出部３８は、入力された画像信号からＡＥ（自動露出）制御に必要な物理量を算出する。例えば、ＡＥ制御に必要な物理量として、１画面を複数のエリア（例えば、１６×１６）に分割し、分割したエリアごとにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の画像信号の積算値を算出する。ＡＥ検出部３８は、実際には、その一部がＣＰＵ４２によって構成されており、積算値に基づいて、被写体輝度に対応する測光値（ＥＶ値）を算出する。すなわち、被写体の明るさを示す撮影画角内の光量を測定する。なお、ＡＥ検出部３８で撮像素子１４の出力信号に基づいて撮影画角内の光量を測定する場合を例に説明するが、このような場合に本発明は特に限定されず、例えば照度センサを撮像素子１４とは別個に設けて被写体の明るさを測定する場合でも、本発明を適用できる。

被写体撮影時の絞り値、シャッタ速度、感度の設定は、ＣＰＵ４２によって行われる。第１に、アイリスモータドライバ６２ｉに対して、所望の絞り値に対応する制御値を与える。これにより、アイリスモータ６０ｉが撮影光学系１２の絞り１２ｉを開閉し、絞り１２ｉの開口量（すなわち絞り値）が設定される。第２に、ＴＧ１６に対して、所望のシャッタ速度に対応する制御値を与える。これにより、撮像素子１４を構成している各フォトダイオードの電荷蓄積時間（すなわちシャッタ速度）が設定される。第３に、アナログ信号処理部１８に対して、所望の感度に対応する制御値を与える。これにより、撮像素子１４から出力される画像信号に対するゲイン（すなわち感度）が設定される。

以下では、絞り値、シャッタ速度および感度を「露出条件」ということもある。

ＣＰＵ４２によって行われる露出制御について、ここでは、簡単に説明しておく。「自動露出モード」では、空撮影以外の任意の被写体撮影に対応して、測光値（本例ではＥＶ値）に基づいて、露出条件を変動させる。夜空撮影用の「夜空撮影モード」では、夜空撮影に適した露出条件を設定する。昼空撮影用の「昼空撮影モード」では、昼空撮影に適した露出条件を設定する。これらの各モードにおける露出制御の詳細については、後に説明する。

ＡＦ検出部４０は、入力された画像信号からＡＦ（自動合焦）制御に必要な物理量を算出する。本実施形態のデジタルカメラ１０では、画像のコントラストによりＡＦ制御（コントラストＡＦ）を行うものとし、ＡＦ検出部４０は、入力された画像信号から画像の鮮鋭度を示す焦点評価値を算出する。ＡＦ検出部４０は、実際には、その一部がＣＰＵ４２によって構成されており、焦点評価値が極大となるように、フォーカスモータドライバ６２ｆを介してフォーカスモータ６０ｆの駆動により、フォーカスレンズ１２ｆを移動させる。このようなＡＦ制御において、被写体距離が算出される。

図２は、第１実施形態におけるデジタルカメラ１０ａの要部ブロック図である。図２において、図１に示した構成要素には同じ符号を付してある。

本実施形態において、ＣＰＵ４２は、ＧＰＳ信号受信部７２で受信されたＧＰＳ信号に基づいて屋外の撮影であるか否かを検出する屋外撮影検出部８２と、時計７６で計時された現在日時に基づいて夜間であるか否かおよび昼間であるか否かを検出する夜間検出部８４ａと、傾きセンサ７４により検出されたカメラボディの傾き（すなわち図１の撮影光学系１２の撮影光軸１２０の仰角）と屋外撮影検出部８２の検出結果（屋外または屋内）と夜間検出部８４の検出結果(夜間であるか否かおよび昼間であるか否か)とに基づいて、昼空撮影であるか否かの判定および夜空撮影であるか否かの判定を行ってモードを切り替えるモード切替部８６ａと、撮影手段（撮影光学系１２、撮像素子１４およびアナログ信号処理部１８を含む）に対して、絞り、シャッタ速度および感度を設定する露出制御を行う露出制御部８８（露出条件設定手段）を含んで構成されている。

露出制御部８８は、任意の被写体撮影に対応して撮影画角の測光値に基づいて露出条件を変動させる自動露出モード（いわゆるＡＥモード）、夜空撮影用の露出条件を設定する夜空撮影モード、および、昼空撮影用の露出条件を設定する昼空撮影モードを少なくとも有する。

図３は、第１実施形態におけるモード切替処理の一例の流れを示すフローチャートである。図３に示す処理は、図２のＣＰＵ４２により所定のプログラムに従って実行される。

図３において、まずデフォルトのモードとして任意の被写体撮影用の自動露出モードを設定し（ステップＳ１００）、傾きセンサ７４から撮影光学系（図１の１２）の撮影光軸１２０の仰角θを示す傾き情報を取得し(ステップＳ１０２)、撮影光軸１２０の仰角θが予め決められた閾値θｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１０４）。

ここで、撮影光軸１２０の仰角θは、図４に示すように、撮影光学系１２の撮影光軸１２０と水平面９２とのなす角度である。また、閾値θｔｈは、ＲＯＭ（図１の４４）またはフラッシュＲＯＭ（図１の４８）に予め記憶されている。閾値θｔｈは、０度よりも大きく９０度よりも小さい範囲内の角度である。撮影光軸１２０が上を向いているか否かの判定を確実に行うため、特に、３０度〜６０度の範囲内の角度（例えば６０度）を閾値θｔｈとすることが、実用上、好ましい。

仰角θが閾値θｔｈよりも大きい場合には、ＧＰＳ信号受信部７２によって衛星９０から受信したＧＰＳ信号に基づいて、現在位置情報（またはＧＰＳ信号の電波強度）を取得し（ステップＳ１０６）、現在位置情報（またはＧＰＳ信号の電波強度）に基づいて現在位置が屋外であるか否かを判定する（ステップＳ１０８）。

現在位置情報（緯度、経度）を取得するには一般のナビゲーション装置で用いられる周知の方法を用いればよい。現在位置情報（緯度、経度）に基づいて、屋外であるか屋内であるかを検出するには、例えば、所定の地上局（図示省略）との間で無線通信可能な無線通信手段（図示省略）を用いて所定のサーバ装置（図示省略）から地図情報をダウンロードして、ＲＡＭ（図１の４６）またはフラッシュＲＯＭ（図１の４８）に予め記憶しておき、この地図情報を用いて現在位置が屋外であるか否かを判定する。また、前記地上局を介してサーバ装置に対して現在位置情報（経度、緯度）を送信し、そのサーバ装置から屋外であるか否かを示す情報をリアルタイムに取得する方法もある。

屋外であるか否かを簡易に検出する方法としては、ＧＰＳ信号の電波の強度に基づいて判定することが好ましい。具体的には、電波の強度（例えば電界強度）を、屋外か否かを判定するための予め決められた閾値（電波強度の閾値）と比較し、その閾値を超えている場合には屋外と判定し、その閾値以下である場合には屋内と判定する。

仰角θが閾値θｔｈよりも大きく且つ現在位置が屋外と判定された場合には、時計７６から現在日時情報を取得し(ステップＳ１１２)、現在日時情報に基づいて昼間であるか夜間であるかを判定する（ステップＳ１１４）。例えば、時刻ａから時刻ｂまでを昼間とし、それ以外を夜間と判定する。なお、夜間と昼間との境界時刻（時刻ａおよび時刻ｂ）は、月日によって異なるので、月日ごと（または季節ごと）の境界時刻をテーブル情報としてＲＯＭ（図１の４４）またはフラッシュＲＯＭ（図１の４８）に予め記憶させておき、当該テーブル情報を参照して境界時刻を取得してもよいし、計算により境界時刻を求めてもよい。境界時刻は、緯度によっても異なるので、緯度に対応して境界時刻を求めることが、より好ましい。

昼間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから昼空撮影モードに切り替え（ステップＳ１１６）、夜間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから夜空撮影モードに切り替える（ステップＳ１１８）。そして、一定時間待ち（ステップＳ１２０）、ステップＳ１０２へ戻る。

このように夜空撮影モードへの切り替えまたは昼空撮影モードへの切り替えは、手動の切り替え操作と比較して瞬時に行われるので、撮影者は、カメラを上向きにした後、操作部（図１の５０）のシャッタボタンを押すなどして、すぐに撮影を行うことができる。

ステップＳ１０４で仰角θがその閾値θｔｈ以下であった場合、および、ステップＳ１０８で屋内と判定された場合には、一定時間待ち(ステップＳ１３０)、自動露出モードか否かを判定し（ステップＳ１３２）、自動露出モードでなければ自動露出モードに切り替えた後にステップＳ１０２へ戻り、自動露出モードであればそのままステップＳ１０２へ戻る。

なお、昼間の範囲と夜間の範囲との間に、自動露出モードに設定する範囲を設けてもよい。例えば、時刻ｃ〜時刻ｄを昼間、時刻ｅ〜時刻ｆを夜間とし、これらの範囲外の時間帯では自動露出モードに設定するようにしてもよい。

以上説明したように、本実施形態のモード切替部８６ａは、任意の被写体撮影用の自動露出モードを初期設定しておき、定期的に傾きセンサ７４により撮影光軸の仰角を検出し、上を向いているときにはＧＰＳ信号に基づいて屋外の撮影か否かを判定し、自動露出モードであって上を向いており且つ屋外の撮影であるとき、夜間である場合には自動露出モードから夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には自動露出モードから昼空撮影モードに切り替える。また、空撮影モード（夜空撮影モードまたは昼空撮影モード）であって、仰角が予め決められた閾値θｔｈ以下となったとき、または、屋内の撮影であるとき、空撮影モード（夜空撮影モードまたは昼空撮影モード）から任意の被写体撮影用の自動露出モードに戻す。

なお、時計７６から取得した時刻情報に基づいて夜間検出を行う代わりに、無線時報により取得した時刻情報に基づいて夜間検出を行うようにしてもよい。

また、時刻情報（または日時情報）のみに基づいて夜空撮影モードまたは昼撮影モードに切り替える場合を例に説明したが、時刻情報（または日時情報）とともに測光値（撮影画角の光量）にも基づいて自動露出モードから夜空撮影モードまたは昼撮影モードへの切り替えを行うようにしてもよい。例えば、日時情報に基づいて夜間であるか否かおよび昼間であるか否かを判定した後、夜間であっても測光値が所定の閾値（夜間の測光値の閾値）を超えているときには任意の被写体撮影用の自動露出モードのまま夜空撮影モードに切り替えず、また、昼間であっても測光値が所定の閾値（昼間の測光値の閾値）以下であるときには任意の被写体撮影用の自動露出モードのまま昼空撮影モードに切り替えないようにしてもよい。

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態におけるデジタルカメラ１０ｂの要部ブロック図である。図５において、図２に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０ａの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容についてはその説明を省略する。なお、全体構成は図１に示したデジタルカメラ１０の通りであるが、夜間検出の際に時計７６は用いない。

被写体の明るさ（被写体輝度）に対応する測光値を測定する測光部７７として、図１に示したＡＥ検出部３８を用いる場合について説明するが、このような場合に本発明は特に限定されず、ＡＥ検出部３８とは別の測光部（例えば周知の照度センサ）を設けてもよい。

本実施形態の夜間検出部８４ｂは、測光部７７によって測定された測光値に基づいて、夜間であるか昼間であるかを判定する。

図６は、第２実施形態における露出制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。図６に示す処理は、図５のＣＰＵ４２により実行される。なお、図６においてステップＳ１００〜Ｓ１０８およびステップＳ１３０〜Ｓ１３２は、図３に示した第１実施形態における処理と同じであり、その説明を省略する。

本実施形態では、仰角θがその閾値θｔｈよりも大きく且つ屋外と判定された場合には、測光部７７から測光値（ＥＶ値）を取得し(ステップＳ２１２)、測光値が予め決められた閾値ＥＶｔｈよりも大きいか否かを判定することにより、昼間であるか否かを判定する（ステップＳ２１４）。

昼間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから昼空撮影モードに切り替え（ステップＳ２１６）、夜間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから夜空撮影モードに切り替える（ステップＳ２１８）。そして、一定時間待ち（ステップＳ２２０）、ステップＳ１０２へ戻る。

以上説明したように、本実施形態の夜間検出部８４ｂは、カメラが上向きであるとき、撮影画角の光量に基づいて夜間であるか昼間であるかを判定するようになっている。

［第３実施形態］
図７は、第３実施形態におけるデジタルカメラ１０ｃの要部ブロック図である。図７において、図２に示した第１実施形態に係るデジタルカメラ１０ａの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容についてはその説明を省略する。なお、全体構成は図１に示したデジタルカメラ１０からＧＰＳ信号受信部７２を省略して測距部７３を加えた構成となっており、また、夜間検出の際に時計７６は用いない。

第３実施形態では、被写体距離を測定する測距部７３と、被写体の明るさ（被写体輝度）を測定する測光部７７を備える。本実施形態の測距部７３は、赤外線センサによって構成されている。なお、図１に示したＡＥ検出部３８を測光部７７として用いている場合について説明するが、このような場合に本発明は特に限定されず、ＡＥ検出部３８とは別の測光部（例えば周知の照度センサ）を設けてもよい。

本実施形態の夜間検出部８４ｂは、第２実施形態と同様に、測光部７７によって測定された測光値に基づいて、夜間であるか昼間であるかを判定する。

本実施形態のモード切替部８６ｃは、傾きセンサ７４により検出されたカメラボディの傾き（すなわち図１の撮影光学系１２の撮影光軸１２０の仰角）と測距部７３の測定結果（被写体距離）と夜間検出部８４の検出結果(夜間であるか否かおよび昼間であるか否か)とに基づいて、昼空撮影および夜空撮影の何れかの空撮影であるか否かを判定し、モードを切り替える。

図８は、第３実施形態におけるモード切替処理の一例の流れを示すフローチャートである。図８に示す処理は、図７のＣＰＵ４２により実行される。なお、図８においてステップＳ１００〜Ｓ１０４およびステップＳ１３０〜Ｓ１３２は、図３に示した第１実施形態における処理と同じであり、その説明を省略する。

図８において、仰角θがその閾値θｔｈよりも大きい場合には、測距部７３によって被写体距離を測定し（ステップＳ３０６）、測定された被写体距離が予め決められた閾値Ｘｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ３０８）。要するに、測定された被写体距離が無限遠に相当するか否かを判定する。

本実施形態では、仰角θがその閾値θｔｈよりも大きく且つ被写体距離がその閾値Ｘｔｈよりも大きいと判定された場合には、測光部７７から測光値（ＥＶ値）を取得し(ステップＳ３１２)、測光値が予め決められた閾値ＥＶｔｈよりも大きいか否かを判定することにより、昼間であるか否かを判定する（ステップＳ３１４）。

昼間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから昼空撮影モードに切り替え（ステップＳ３１６）、夜間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから夜空撮影モードに切り替え（ステップＳ３１８）。そして、一定時間待ち（ステップＳ３２０）、ステップＳ１０２へ戻る。

ステップＳ１０４で仰角θがその閾値θｔｈ以下であった場合、および、ステップＳ３０８で被写体距離がその閾値Ｘｔｈ以下である（無限遠相当ではない）と判定された場合には、一定時間待ち(ステップＳ１３０)、自動露出モードか否かを判定し（ステップＳ１３２）、自動露出モードでなければ自動露出モードに設定した後にステップＳ１０２へ戻り、自動露出モードであればモードを変更することなくステップＳ１０２へ戻る。

以上説明したように、本実施形態のモード切替部８６ｃは、任意の被写体撮影用の自動露出モードを初期設定しておき、定期的に傾きセンサ７４により撮影光軸の仰角を検出し、上を向いているときには被写体距離を測定し、自動露出モードであって上を向いており且つ被写体距離がその閾値を超えているとき（測定された被写体距離が無限遠に相当するとき）、夜間である場合には自動露出モードから夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には自動露出モードから昼空撮影モードに切り替える。また、空撮影モード（夜空撮影モードまたは昼空撮影モード）であるとき、仰角が予め決められた閾値θｔｈ以下となった場合、または、被写体距離がその閾値以下である場合（測定された被写体距離が無限遠相当ではないとき）、空撮影モード（夜空撮影モードまたは昼空撮影モード）から任意の被写体撮影用の自動撮影モードに戻す。

［第４実施形態］
図９は、第４実施形態に係るデジタルカメラ１０ｄの要部ブロック図である。図９において、図７に示した第３実施形態に係るデジタルカメラ１０ｃの構成要素と同じ構成要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容についてはその説明を省略する。なお、全体構成は図１に示したデジタルカメラ１０からＧＰＳ信号受信部７２を省略した構成となっており、また、夜間検出の際に時計７６は用いない。

第４実施形態では、図１に示したＡＦ検出部４０を測距部７３として用い、ＡＦ検出部４０の合焦処理（「ＡＦ（オートフォーカス）処理」ともいう）において被写体距離を測定する。なお、図１に示したＡＥ検出部３８を測光部７７として用いている場合について説明するが、このような場合に特に限定されず、ＡＥ検出部３８とは別に測光部を設けてもよい。

図１０は、第４実施形態におけるモード切替処理の一例の流れを示すフローチャートである。図１０に示した処理は、図９のＣＰＵ４２により実行される。なお、図１０においてステップＳ１００〜Ｓ１０４およびステップＳ１３０〜Ｓ１３２は、図８に示した第４３実施形態における処理と同じであり、その説明を省略する。

図１０において、仰角θがその閾値θｔｈよりも大きい場合には、シャッタボタンの半押し（Ｓ１）を受け付け（ステップＳ４０４）、自動合焦（ＡＦ）を行って被写体距離に対応する合焦距離を取得し（ステップＳ４０６）、測定された被写体距離が予め決められた閾値Ｘｔｈよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４０８）。要するに、測定された被写体距離が無限遠に相当するか否かを判定する。

その後の処理（ステップＳ３１２〜ステップＳ３２０）は、第３実施形態と同じであり、説明を省略する。

なお、ステップＳ１０４で仰角θがその閾値θｔｈ以下であった場合には、シャッタボタンの半押し（Ｓ１）を受け付け（ステップＳ４２４）、通常の合焦（ＡＦ）を行う（ステップＳ４２６）。その後、一定時間待ち(ステップＳ１３０)、自動露出モードか否かを判定し（ステップＳ１３２）、自動露出モードでなければ任意の被写体撮影用の自動露出モードに設定した後にステップＳ１０２へ戻り、自動露出モードであればそのままステップＳ１０２へ戻る。また、ステップＳ３０８で被写体距離がその閾値Ｘｔｈ以下であると判定された場合には、ステップＳ１３０へ進む。

［第５実施形態］
図１１は、第５実施形態におけるデジタルカメラ１０ｅの要部ブロック図である。図１１において、図２に示した第１実施形態に係るデジタルカメラ１０ａの構成要素と同じものには同じ符号を付してあり、既に説明した内容についてはその説明を省略する。なお、全体構成は図１に示したデジタルカメラ１０からＧＰＳ信号受信部７２を省略して測距部７３を加えた構成となっている。

第５実施形態では、第３実施形態と同様に、赤外線センサによって測距部７３が構成されている。

図１２は、第５実施形態におけるモード切替処理の一例の流れを示すフローチャートである。図１２に示した処理は、図１１のＣＰＵ４２により実行される。なお、図１２においてステップＳ１００〜Ｓ１３２およびステップＳ３０６〜Ｓ３０８は、図８に示した第３実施形態における処理と同じであり、その説明を省略する。

図１２において、仰角θがその閾値θｔｈよりも大きく且つ被写体距離がその閾値Ｘｔｈよりも大きいと判定された場合には、第１実施形態と同様に、時計７６から現在日時情報を取得し(ステップＳ５１２)、現在日時情報に基づいて昼間であるか否かを判定する（ステップＳ５１４）。昼間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから昼空撮影モードに切り替え（ステップＳ５１６）、夜間と判定された場合には、任意の被写体撮影用の自動露出モードから夜空撮影モードに切り替え（ステップＳ５１８）。そして、一定時間待ち（ステップＳ５２０）、ステップＳ１０２へ戻る。

［露出制御例］
次に、本実施の形態のデジタルカメラ１０における露出制御処理の一例について説明する。

本実施の形態のデジタルカメラ１０では、感度としてＩＳＯ２００、ＩＳＯ４００、ＩＳＯ８００、ＩＳＯ１６００が設定できるものとし、絞り値としてＦ２．８、Ｆ４、Ｆ５．６、Ｆ８が設定できるものとする。

図１３は、第１実施形態〜第５実施形態のデジタルカメラ（１０ａ〜１０ｅ）において、任意の被写体撮影用の自動露出モードで露出制御に用いるプログラム線図の一例を示す図であり、焦点距離４５ｍｍ（３５ｍｍフィルム換算）の場合を示している。

自動露出モードでは図１３に示すようなプログラム線図に基づいて、測光値に対応する絞り値、シャッタ速度および感度を設定する。プログラム線図は、測光値をＥＶ値、絞り値をＡＶ値、シャッタ速度をＴＶ値、感度をＳＶ値で表したとき、ＥＶ値＝ＡＶ値＋ＴＶ値＋ΔＳＶ値となるように、予め決められている。ここで、ΔＳＶ値は、基準の感度（本例ではＩＳＯ２００）に対する感度の差分であり、例えば、ＩＳＯ４００ではΔＳＶ値＝１、ＩＳＯ８００ではΔＳＶ値＝２である。

図１３のプログラム線図を用いた場合、具体的には、次のようにして、絞り値、シャッタ速度および感度が設定される。なお、説明の便宜上、絞り値はＦ値、感度はＩＳＯ感度を用いて説明する。ＥＶ８．５〜ＥＶ１８の範囲では、感度を一定（ＩＳＯ２００）にして、絞り値を段階的に変えるとともに、シャッタ速度を手振れ防止用の下限値以上（本例では１／４５秒以下）に設定する。絞り値はＥＶ８．５で設定限界（Ｆ２．８）に達するので、すなわち絞りが最も開いた状態になるので、ＥＶ５．５〜ＥＶ８．５の範囲では、絞り値を一定（Ｆ２．８）にして、感度を段階的に変えることにより、シャッタ速度を手ブレ防止用の下限値以上（本例では１／４５秒以下）に設定する。また、感度はＥＶ５．５で設定限界（ＩＳＯ１６００）に達するので、すなわち感度が最も高い状態になるので、ＥＶ５．５以下の範囲では、感度、絞り値共に一定とし、シャッタ速度のみを変える。この場合、シャッタ速度は手ブレ防止用の下限値以下（本例では１／４５秒以上）に設定する。

次に、昼空撮影モードの露出制御について説明する。昼空撮影モードでは、撮影光学系（図１の１２）の絞り１２ｉを最も絞った状態に設定する一方で、感度を上げる。なお、発光部（図１の６４）は非発光状態に設定する。

本例では、絞り値をＦ８に設定し、シャッタ速度を１／１００〜１／１０００秒の範囲内に設定し、感度をＩＳＯ４００〜ＩＳＯ８００の範囲内に設定する。ここで、シャッタ速度および感度を固定値（例えば１／３６０秒、ＩＳＯ８００）に設定する方法もあるが、任意の被写体撮影用の自動露出モードで用いる図１３のプログラム線図とは異なるプログラム線図を用いて、シャッタ速度および感度を決定することが、好ましい。すなわち、絞りを絞るとともに、自動露出モードで晴天時（一般にＥＶ１５以上）に用いる感度（例えばＩＳＯ２００）よりも高い感度を設定するプログラム線図を用いる。周知のいわゆる「絞り優先ＡＥモード」で用いるプログラム線図を用いてもよい。

このように昼空撮影モードでは、絞りを絞るとともに感度を上げることで、晴天時でもフレアおよびスミアを極力軽減した昼空撮影をすることができる。

次に、夜空撮影モードの露出制御について説明する。夜空撮影モードでは、撮影光学系（図１の１２）の絞り１２ｉを最も開いた状態（開放状態）に設定する一方で、シャッタ速度を遅くして、感度を下げる。なお、発光部（図１の６４）は非発光状態に設定する。

本例では、絞り値をＦ２．８に設定し、シャッタ速度を１〜４秒の範囲内に設定し、感度をＩＳＯ２００〜ＩＳＯ４００の範囲内に設定する。ここで、シャッタ速度および感度を固定値（例えば１秒、ＩＳＯ２００）に設定する方法もあるが、任意の被写体撮影用の自動露出モードで用いる図１３のプログラム線図とは異なるプログラム線図を用いて、シャッタ速度および感度を決定してもよい。すなわち、絞りを開放するとともに、最高感度（例えばＩＳＯ１６００）よりも低い感度を設定するプログラム線図を用いる。周知のいわゆる「夜景モード」と同じ設定を行うようにしてもよい。

このように夜空撮影モードでは、絞りを開放するとともに感度を下げることで、ノイズを極力軽減した夜空撮影をすることができる。

なお、夜空撮影モードでノイズを軽減するために感度を下げてシャッタ速度を遅くする場合を例に説明したが、夜空撮影モードで手ブレを防止するために感度を上げてシャッタ速度を早くするようにしてもよい。例えば、三脚などの固定体へのカメラボディの固定を検知するセンサ（カメラ固定検知センサ）を設けて、前述のようにノイズを軽減するために感度を下げてシャッタ速度を遅くする第１の夜空撮影モードにするか、手ブレを防止するために感度を上げてシャッタ速度を速くする第２の夜空撮影モードにするかを、切り替えるようにしてもよい。すなわち、カメラボディが固定されていないと検知されたときには、手ブレのおそれが高いので、任意の被写体撮影用の自動露出モードから第２の夜空撮影モードに切り替えることにより、第１の夜空撮影モードと比較して、感度を上げてシャッタ速度を速くする。例えば、感度をカメラの最高感度（本例ではＩＳＯ１６００）に設定し、シャッタ速度を予め決められた手振れ防止用の下限値（例えば１／４５秒）に設定する。その一方で、カメラボディが固定されていると検知されたときには、任意の被写体撮影用の自動露出モードから第１の夜空撮影モードに切り替える。

なお、図１の撮像素子１４から得た画像信号に基づいてＥＶ値を求める場合を例に説明したが、ＥＶ値を求める方法については、これに限定されるものではなく、周知のセンサを用いてＥＶ値を求めるようにしてもよい。

また、本発明を主として撮影に使用されるデジタルカメラに適用した場合を例に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像素子を用いて静止画撮影を行う機能を備えた機器全般に適用することができる。例えば、本発明のデジタルカメラを携帯電話などの携帯電子機器に適用してよい。

デジタルカメラの一例の全体構成を示すブロック図 第１実施形態に係るデジタルカメラの要部ブロック図 第１実施形態に係るデジタルカメラのモード切替処理の一例の流れを示すフローチャート 仰角の説明に用いる説明図 第２実施形態に係るデジタルカメラの要部ブロック図 第２実施形態に係るデジタルカメラのモード切替処理の一例の流れを示すフローチャート 第３実施形態に係るデジタルカメラの要部ブロック図 第３実施形態に係るデジタルカメラのモード切替処理の一例の流れを示すフローチャート 第４実施形態に係るデジタルカメラの要部ブロック図 第４実施形態に係るデジタルカメラのモード切替処理の一例の流れを示すフローチャート 第５実施形態に係るデジタルカメラの要部ブロック図 第５実施形態に係るデジタルカメラのモード切替処理の一例の流れを示すフローチャート 自動露出モードのプログラム線図の一例を示す説明図

符号の説明

１０…デジタルカメラ、１２…撮影光学系、１２ｉ…絞り（アイリス）、１４…撮像素子、１６…タイミングジェネレータ、１８…アナログ信号処理部、３８…ＡＥ検出部、４０…ＡＦ検出部、４２…ＣＰＵ、４４…ＲＯＭ、４６…ＲＡＭ、４８…フラッシュＲＯＭ、６０ｉ…アイリスモータ、６２ｉ…アイリスモータドライバ、６４…発光部、７２…ＧＰＳ信号受信部、７３…測距部、７４…傾きセンサ、７６…時計、７７…測光部、８２…屋外撮影検出部、８４…夜間検出部、８６…モード切替部、８８…露出制御部

Claims (6)

1. 撮影を行う撮影手段と、
   前記撮影手段の撮影光軸の仰角を検出する仰角検出手段と、
   ＧＰＳ（Global Positioning System）信号に基づいて屋外の撮影であるか否かを検出する屋外撮影検出手段と、
   夜間であるか昼間であるかを検出する夜間検出手段と、
   任意の被写体撮影に対応して撮影画角の測光値に基づいて前記撮影手段の露出条件を変動させる自動露出モード、夜空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する夜空撮影モード、および、昼空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する昼空撮影モードを少なくとも有し、前記撮影手段に露出条件を設定する露出条件設定手段と、
   前記仰角が予め決められた閾値よりも大きく且つ屋外の撮影であるとき、夜間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記昼空撮影モードに切り替える切替手段と、
   を備えたことを特徴とするカメラ。
2. 撮影を行う撮影手段と、
   前記撮影手段の撮影光軸の仰角を検出する仰角検出手段と、
   被写体距離を検出する被写体距離検出手段と、
   夜間であるか昼間であるかを検出する夜間検出手段と、
   任意の被写体撮影に対応して撮影画角の測光値に基づいて前記撮影手段の露出条件を変動させる自動露出モード、夜空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する夜空撮影モード、および、昼空撮影用の露出条件を前記撮影手段に設定する昼空撮影モードを少なくとも有し、前記撮影手段に露出条件を設定する露出条件設定手段と、
   前記仰角が予め決められた閾値よりも大きく且つ前記被写体距離が無限遠であるとき、夜間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記夜空撮影モードに切り替える一方で、昼間である場合には任意の被写体撮影用の前記自動露出モードから前記昼空撮影モードに切り替える切替手段と、
   を備えたことを特徴とするカメラ。
3. 前記夜間検出手段は、少なくとも現在時刻に基づいて、夜間であるか昼間であるかを検出することを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ。
4. 前記夜間検出手段は、少なくとも撮影画角の測光値に基づいて、夜間であるか昼間であるかを検出することを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ。
5. 前記露光条件は、少なくとも絞り値、シャッタ速度および感度を含むことを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載のカメラ。
6. 請求項１ないし４の何れか１項に記載のカメラを備えることを特徴とする携帯電子機器。

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