JP2010041380A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 動画撮影に好適なストロボ光を発光することを目的とする。
【解決手段】 所定の周期で被写体を連続的に撮像する撮像部と、前記撮像部による連続的な前記撮像の開始前および開始後に前記被写体の色温度を少なくとも１回ずつ測定する測定部と、異なる複数の色の光源を有し、前記被写体に発光する発光部と、前記測定部により測定された前記色温度に基づいて前記発光部の発光条件を順次算出して更新する算出部と、前記撮像部での前記撮像時の露光期間中に、前記算出部により更新された前記発光条件で発光するように、前記発光部を制御する発光制御部とを備える撮像装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、被写体を撮像して画像データを生成する撮像装置に関する。

従来からストロボ装置を備え、夜間など露光量が不足する場合には、ストロボ光を発光して被写体を撮像する撮像装置が知られる。例えば、特許文献１の撮像装置は、動画撮影時、被写界の色温度と同じ色温度の光を撮像素子の露光時間に同期してストロボ装置から発光する。
特開２００４−２４２１２３号公報

ところが、上述した撮像装置は、一定の色温度のストロボ光を発光する。そのため、動画撮影が長時間に及ぶと、必ずしも被写界の色温度の変化に対応できない可能性があった。

そこで、本発明の撮像装置は、動画撮影に好適なストロボ光を発光することを目的とする。

本発明の撮像装置は、所定の周期で被写体を連続的に撮像する撮像部と、前記撮像部による連続的な前記撮像の開始前および開始後に前記被写体の色温度を少なくとも１回ずつ測定する測定部と、異なる複数の色の光源を有し、前記被写体に発光する発光部と、前記測定部により測定された前記色温度に基づいて前記発光部の発光条件を順次算出して更新する算出部と、前記撮像部での前記撮像時の露光期間中に、前記算出部により更新された前記発光条件で発光するように、前記発光部を制御する発光制御部とを備える。

なお、好ましくは、前記測定部は、前記撮像部での前記所定の周期に同期した一定期間ごとに、前記被写体の前記色温度を測定しても良い。

また、好ましくは、前記発光部は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオードと、前記各発光ダイオードに電流を供給して駆動する駆動部とを有し、前記算出部は、前記測定部により測定した前記色温度に合わせて前記各発光ダイオードの発光量の比を順次算出して更新し、前記発光制御部は、前記撮像部が露光を開始するタイミングと前記各発光ダイオードが発光を開始するタイミングとが同期し、かつ、前記算出部により更新された前記発光量の比で前記各発光ダイオードが発光するように、前記駆動部を制御しても良い。

また、好ましくは、前記算出部は、前後して測定した前記色温度の差が閾値以上である場合には、前記発光条件を更新し、前後して測定した前記色温度の差が閾値未満である場合には、前記発光条件を更新しなくても良い。

また、好ましくは、前記測定部は、前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記色温度を測定しても良い。

また、好ましくは、前記測定部は、前記撮像部での露光期間中に前記色温度を測定しても良い。

また、好ましくは、前記算出部は、前記色温度が測定されてから次の露光期間が開始されるまでの間に前記発光条件の更新を行っても良い。

本発明の撮像装置によれば、動画撮影に好適なストロボ光を発光することができる。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。以下の実施形態では、本発明の撮像装置の一例として、一眼レフタイプの電子カメラを用いて説明する。

図１は、本実施形態の電子カメラ１の構成を示す図である。図１に示すように、電子カメラ１は、撮影レンズ２、絞り３、クイックリターンミラー４、サブミラー５、拡散スクリーン６、コンデンサレンズ７、ペンタプリズム８、ビームスプリッタ９、接眼レンズ１０、結像レンズ１１、測光センサ１２、シャッタ１３、撮像素子１４、焦点検出部１５の各部を備える。

測光センサ１２は、例えば、５分割の測光センサである。撮像素子１４は、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの半導体デバイスである。撮像素子１４は、撮影レンズ２および絞り３を通過した光束を光電変換し、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色に対応するアナログ画像信号を生成する。焦点検出部１５は、例えば、位相差方式の焦点検出を行い、撮影レンズ２の焦点状態を検出する。また、電子カメラ１は、測光センサ１２により検出される輝度に基づいて、コントラスト方式の焦点検出を行い、撮影レンズ２の焦点状態を検出する。位相差方式の焦点検出とコントラスト方式の焦点検出とのどちらを行うかは、ユーザ操作に応じて設定可能とするのが好ましい。また、位相差方式の焦点検出とコントラスト方式の焦点検出とを組み合わせて撮影レンズ２の焦点状態を検出する構成としても良い。

また、電子カメラ１は、撮像により生成された画像などを表示する液晶モニタなどのモニタ１６、被写体に向けてストロボ光を発光する発光部１７、電子カメラ１の統括的な制御を行う制御部１８をさらに備える。発光部１７の詳細については後述する。制御部１８は、予め制御部１８の内部に記憶されたプログラムに従って電子カメラ１の各部動作を制御するとともに、撮影時に必要となる各種演算（ＡＦ、ＡＥなど）を実行する。

非撮影時、すなわち撮影を行わない場合には、クイックリターンミラー４は、図１に示すように、４５°の角度に配置される。そして、撮影レンズ２および絞り３を通過した光束は、クイックリターンミラー４で反射され、拡散スクリーン６、コンデンサレンズ７、ペンタプリズム８、ビームスプリッタ９を介して接眼レンズ１０に導かれる。ユーザは、接眼レンズ１０を介して被写体の像を目視することにより構図確認を行う。すなわち、接眼レンズ１０は、ファインダとして機能する。一方、ビームスプリッタ９により、上方に分割された光束は、結像レンズ１１を介して測光センサ１２の撮像面上に再結像される。また、クイックリターンミラー４を透過した光束は、サブミラー５を介して焦点検出部１５に導かれる。

一方、撮影時には、クイックリターンミラー４が、破線で示す位置に退避してシャッタ１３が開放し、撮影レンズ２からの光束は撮像素子１４に導かれる。

図２は、本実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。図２に示すように、電子カメラ１は、図１の構成に加えて、タイミングジェネレータ１９、信号処理部２０、Ａ／Ｄ変換部２１、バッファメモリ２２、バス２３、カードインターフェース２４、圧縮伸張部２５、画像表示部２６の各部を備える。タイミングジェネレータ１９は、撮像素子１４にタイミングパルスを供給する。また、撮像素子１４で生成される画像データは、信号処理部２０（撮像感度に対応するゲイン調整部を含む）およびＡ／Ｄ変換部２１を介して、バッファメモリ２２に一時記憶される。バッファメモリ２２は、バス２３に接続される。このバス２３には、カードインターフェース２４、図１で説明した制御部１８、圧縮伸張部２５、および画像表示部２６が接続される。カードインターフェース２４は、着脱自在なメモリカード２７と接続し、メモリカード２７に画像データを記録する。また、制御部１８には、電子カメラ１のスイッチ群２８（不図示のレリーズ釦などを含む）、タイミングジェネレータ１９、および測光センサ１２が接続される。さらに、画像表示部２６は、電子カメラ１の背面に設けられたモニタ１６に画像などを表示する。

次に、発光部１７について説明する。発光部１７は、発振回路３１と、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）駆動回路３２と、ストロボ光源としてＲ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオード（Ｒ−ＬＥＤ３３、Ｇ−ＬＥＤ３４、Ｂ−ＬＥＤ３５）とを備える。制御部１８は、発振回路３１にデューティ比設定信号を出力する。発振回路３１は、デューティ比設定信号に基づいて、Ｒ−ＬＥＤ３３の駆動信号（以下、パルス信号Ｒという）、Ｇ−ＬＥＤ３４の駆動信号（以下、パルス信号Ｇという）、Ｂ−ＬＥＤ３５の駆動信号（以下、パルス信号Ｂという）を生成し、ＬＥＤ駆動回路３２に出力する。

ＬＥＤ駆動回路３２は、パルス信号Ｒが出力される期間、Ｒ−ＬＥＤ３３に電流を供給し、パルス信号Ｇが出力される期間、Ｇ−ＬＥＤ３４に電流を供給し、パルス信号Ｂが出力される期間、Ｂ−ＬＥＤ３５に電流を供給する。Ｒ−ＬＥＤ３３、Ｇ−ＬＥＤ３４、Ｂ−ＬＥＤ３５は、供給された電流に従って所定の強度の光を発光する。このように、制御部１８は、各パルス信号のデューティ比を変えることにより、各ＬＥＤの発光時間を調整することができる。なお、本実施形態において、各ＬＥＤの発光時間の比＝各ＬＥＤの発光量の比とする。したがって、制御部１８は、各パルス信号のデューティ比を変えることにより、各ＬＥＤの発光量を調整することができる。

電子カメラ１は、ライブビュー画像をモニタ１６に動画表示するライブビューモードと、所定の周期で被写体を連続的に撮像する動画撮影モードとを有する。なお、ライブビューモードおよび動画撮影モードでの動作時には、上述したようにクイックリターンミラー４が退避するため、測光センサ１２による測光を行うことができない。そのため、この場合には、制御部１８は、撮像素子１４から得られる画像データに基づいて、測光を行う。

図３は、電子カメラ１における動画撮影モードによる撮像時の制御部１８の動作を示すフローチャートである。また、図４は、図３における各部の動作を示すタイミングチャートである。

ステップＳ１０１で、制御部１８は、動画撮影モードを開始する。例えば、制御部１８は、クイックリターンミラー４を退避してシャッタ１３を開放する。そして、制御部１８は、撮像素子１４を制御して、所定の間隔ごとにライブビュー画像信号を取得する。制御部１８は、ライブビュー画像データに基づいて表示画像を逐次生成し、ライブビュー画像をモニタ１６に動画表示する。これにより、ユーザは、モニタ１６に表示されるライブビュー画像を見ながら、撮影構図を決定するためのフレーミングを行うことができる。

ステップＳ１０２で、制御部１８は、レリーズ釦が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦が全押しされた場合（ＹＥＳ）には、ステップＳ１０３に移行する。レリーズ釦が全押しされない場合（ＮＯ）には、レリーズ釦が全押しされるまで待機する。レリーズ釦が全押しされたタイミングを図４（ｂ）のｔ１に示す。

ステップＳ１０３で、制御部１８は、ステップＳ１０１で生成したライブビュー画像データに基づいて、コントラスト方式で合焦位置を検出し、撮影レンズ２のフォーカスレンズを合焦位置に移動する。また、制御部１８は、ライブビュー画像データに基づいて、公知のＡＥ演算を実行する。制御部１８は、ＡＥ演算において被写体の輝度値が予め設定された値以下である場合には、発光部１７を制御してストロボ光を発光する。以下、ストロボ光を発光する場合について説明する。

ステップＳ１０４で、制御部１８は、被写体の光源種別の色温度（晴天、曇天、晴天日陰、電球、蛍光灯など）を測定する。例えば、制御部１８は、ステップＳ１０１で生成したライブビュー画像データに基づいて、画像の分割領域ごとにＲ、Ｇ、Ｂの色別の平均積算値の比（Ｒ／Ｇ、Ｂ／Ｇ）をそれぞれ求める。また、制御部１８は、一方の軸をＲ／Ｇ、他方の軸をＢ／Ｇとするグラフ上で各光源種別に対応する色分布の範囲を示す検出枠を設定し、各々の検出枠に属する比の値の個数（分割領域の数）と、被写体の輝度値とに基づいて最終的に光源種別を判定する。

ステップＳ１０５で、制御部１８は、再度レリーズ釦が全押しされたか否かを判定する。レリーズ釦が全押しされていない場合（ＮＯ）には、動画撮影を継続するため、ステップＳ１０６に移行する。一方、レリーズ釦が全押しされた場合（ＹＥＳ）には、動画撮影を終了し、図３の処理を終了する。

ステップＳ１０６で、制御部１８は、ステップＳ１０４で測定した色温度になるように、Ｒ−ＬＥＤ３３、Ｇ−ＬＥＤ３４、Ｂ−ＬＥＤ３５の発光時間を決定するパルス信号Ｒ、パルス信号Ｇ、パルス信号Ｂのデューティ比をそれぞれ算出する。そして、制御部１８は、発振回路３１にデューティ比設定信号を出力する。その後、ステップＳ１０７とステップＳ１０８とステップＳ１０９とに移行する。

ステップＳ１０７で、制御部１８は、発振回路３１を制御して、デューティ比が制御されたパルス信号Ｒを生成する。

ステップＳ１０８で、制御部１８は、発振回路３１を制御して、デューティ比が制御されたパルス信号Ｇを生成する。

ステップＳ１０９で、制御部１８は、発振回路３１を制御して、デューティ比が制御されたパルス信号Ｂを生成する。

ステップＳ１１０で、制御部１８は、各部を制御して、露光を開始する。同時に、制御部１８は、露光を開始するタイミングと、Ｒ−ＬＥＤ３３、Ｇ−ＬＥＤ３４、Ｂ−ＬＥＤ３５が発光を開始するタイミングとが一致するように、発振回路３１を制御して、ステップＳ１０７からステップＳ１０９で生成したパルス信号Ｒ、パルス信号Ｇ、パルス信号ＢをＬＥＤ駆動回路３２に出力する。露光を開始するタイミングを図４（ｄ）のｔ１に示す。また、各ＬＥＤが発光を開始するタイミングを図４（ｅ）、（ｆ）、（ｇ）のｔ１に示す。その後、制御部１８は、撮像素子１４を制御して、入射した被写体光を光電変換し、アナログ画像信号を出力する。

ステップＳ１１１で、制御部１８は、ステップＳ１１０で撮像された画像を撮像素子１４から読み出す。そして、制御部１８は、読み出した画像データに画像処理を施し、圧縮伸長部２５を制御して、圧縮処理を施す。その後、制御部１８は、圧縮処理後の画像データをカードインターフェース２４を介してメモリカード２７に記録する。

以上で１フレームの動画の撮影が終了し、ステップＳ１０４に戻り、ステップＳ１１１で読み出した画像データに基づいて、被写体の色温度を測定する。これにより、動画撮影を終了するまでステップＳ１０４からステップＳ１１１までの処理が繰り返される。そのため、制御部１８は、１フレームごとに、パルス信号Ｒ、パルス信号Ｇ、パルス信号Ｂのデューティ比を更新し、各ＬＥＤの発光量を最適化することができる。２回目に露光を開始するタイミングおよび各ＬＥＤが発光を開始するタイミングを図４（ｄ）〜（ｇ）のｔ２に示す。なお、図４では、経過時間によって各ＬＥＤの発光量が異なる例を示す。

以上説明したように、本実施形態の電子カメラ１は、被写体の色温度を常時測定し、その結果をストロボ光の発光制御に用いる。したがって、本実施形態の電子カメラ１によれば、動画撮影時にストロボ光を発光するとき、被写体の光源色とストロボ光の発光色との違いにより不自然な画像になることを防止し、安定した画質を確保することができる。また、本実施形態の電子カメラ１は、ストロボ光源として発光ダイオードを用い、動画撮影時の露光期間中に発光ダイオードが発光するように制御するため、消費電力を抑えることができる。

なお、上記の実施形態では、１フレームの動画を撮影するごとに、被写体の色温度を測定し、各パルス信号のデューティ比を更新したが、これに限らない。例えば、前後して測定した色温度との差が閾値以上である場合には、デューティ比を更新し、色温度の差が閾値未満である場合には、デューティ比を更新しなくても良い。

また、上記の実施形態では、１フレームの動画を撮影するごとに、被写体の色温度を測定したが、これに限らない。例えば、複数フレームの動画を撮影するごとに被写体の色温度を測定しても良い。

また、上記の実施形態では、動画撮影時にストロボ光を発光する例を示したが、これに限らない。例えば、ライブビューモードにおいて、ライブビュー画像をモニタ１６に動画表示している間にストロボ光を発光しても良い。

また、上記の実施形態では、撮像装置の一例として、一眼レフタイプの電子カメラを例に挙げているが、これに限らない。例えば、ビデオカメラ、コンパクトタイプの電子カメラなどにも本発明を同様に適用することができる。

本実施形態の電子カメラ１の構成を示す図である。 本実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。 電子カメラ１における動画撮影モードによる撮像時の制御部１８の動作を示すフローチャートである。 図３における各部の動作を示すタイミングチャートである。

符号の説明

１…電子カメラ、１４…撮像素子、１７…発光部、１８…制御部

Claims (7)

1. 所定の周期で被写体を連続的に撮像する撮像部と、
   前記撮像部による連続的な前記撮像の開始前および開始後に前記被写体の色温度を少なくとも１回ずつ測定する測定部と、
   異なる複数の色の光源を有し、前記被写体に発光する発光部と、
   前記測定部により測定された前記色温度に基づいて前記発光部の発光条件を順次算出して更新する算出部と、
   前記撮像部での前記撮像時の露光期間中に、前記算出部により更新された前記発光条件で発光するように、前記発光部を制御する発光制御部と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置において、
   前記測定部は、前記撮像部での前記所定の周期に同期した一定期間ごとに、前記被写体の前記色温度を測定する
   ことを特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
   前記発光部は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色の発光ダイオードと、前記各発光ダイオードに電流を供給して駆動する駆動部とを有し、
   前記算出部は、前記測定部により測定した前記色温度に合わせて前記各発光ダイオードの発光量の比を順次算出して更新し、
   前記発光制御部は、前記撮像部が露光を開始するタイミングと前記各発光ダイオードが発光を開始するタイミングとが同期し、かつ、前記算出部により更新された前記発光量の比で前記各発光ダイオードが発光するように、前記駆動部を制御する
   ことを特徴とする撮像装置。
4. 請求項１または請求項２に記載の撮像装置において、
   前記算出部は、前後して測定した前記色温度の差が閾値以上である場合には、前記発光条件を更新し、前後して測定した前記色温度の差が閾値未満である場合には、前記発光条件を更新しない
   ことを特徴とする撮像装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の撮像装置において、
   前記測定部は、前記撮像部で撮像された画像に基づいて前記色温度を測定する
   ことを特徴とする撮像装置。
6. 請求項５に記載の撮像装置において、
   前記測定部は、前記撮像部での露光期間中に前記色温度を測定する
   ことを特徴とする撮像装置。
7. 請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の撮像装置において、
   前記算出部は、前記色温度が測定されてから次の露光期間が開始されるまでの間に前記発光条件の更新を行う
   ことを特徴とする撮像装置。
   

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