JP2012150372A - カメラ装置および携帯端末 - Google Patents

Abstract

【構成】携帯電話機１０は、イメージセンサ（５２）および露出評価回路（６０）を含むカメラモジュール３６を備える。カメラ機能がオンにされると、イメージセンサ（５２）は画像データを出力し、露出評価回路（６０）は画像データの輝度評価値に応じた露出時間に基づいて、ＡＥ制御処理を実行する。また、周囲が暗く、被写体の照度が低い場合、つまり画像データの輝度評価値が所定値未満の場合、撮影時にはＬＥＤ４０がフラッシュとして発光される。このとき、ＡＥ制御処理は一旦停止され、現在の露出時間が予測露出時間に変更される。そして、変更後の予測露出時間を制御の開始点として、ＡＥ制御処理が行われるため、ＡＥ制御処理の処理時間が短縮される。
【効果】ＡＥ制御処理における処理時間が短縮されるため、撮影に関する時間も短くなる。これにより、フラッシュを利用する撮影を行うときの操作性が向上する。
【選択図】図１

Description

この発明は、カメラ装置および携帯端末に関し、特にオートエクスポージャ（ＡＥ）制御によって画像の輝度を調節する、カメラ装置および携帯端末に関する。

従来、オートエクスポージャ制御によって画像の輝度を調節する、携帯端末が広く知られており、この種の装置の一例が特許文献１に開示されている。この背景技術の撮像装置は、撮影時に予備発光と本発光とを行う。また、非発光時の露出値を記憶しておき、予備発光時の露出値と非発光時の露出値とから、本発光時の露出値を正確に予測する。
特開２００４−３２８０６８号公報［H04N 5/238, G03B 7/16, G03B 15/04, G03B 15/05, H04N 5/235］

ところが、特許文献１の撮像装置では、非発光時と予備発光時との明るさの変化が大きい場合、明るさの変化量を追い越さないように露出補正制御が行われるため、露出補正制御に時間がかかる。つまり、予備発光時の露出値を取得するまでに時間がかかってしまい、撮影を行うときの使用者の操作性が低下してしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、カメラ装置および携帯端末を提供することである。

この発明の他の目的は、撮影するときの操作性を向上させることができる、カメラ装置および携帯端末を提供することである。

この発明は、上記の課題を解決するために、以下の構成を採用した。なお、括弧内の参照符号および補足説明等は、この発明の理解を助けるために記述する実施形態との対応関係を示したものであって、この発明を何ら限定するものではない。

第１の発明は、画像データを出力するイメージセンサおよびイメージセンサから出力される画像データの輝度値に応じた露出時間に基づいてＡＥ制御を行うＡＥ制御部を有する、カメラ装置において、輝度値が所定値未満のときに発光される発光部、および所定の露出時間を示す予測露出時間を記憶する記憶部を備え、ＡＥ制御部は、発光部が発光する場合、予測露出時間に基づいてＡＥ制御を行うことを特徴とする、カメラ装置である。

第１の発明では、カメラ装置（１０：実施例において対応する部分を例示する参照符号。以下、同じ。）が有するイメージセンサ（５２）は、被写体の画像を取り込み、その画像に対応する画像データを出力する。ＡＥ制御部（６０）は、出力された画像データの輝度値に応じて決められる露出時間に基づいて、ＡＥ制御を行う。発光部（４０）は、周囲が暗く、イメージセンサから出力された画像データの輝度値が所定値未満の場合に、発光される。また、記憶部（３４）には、所定の露出時間（１／１１ｓｅｃ）を示す、予測露出時間が記憶される。そして、上記条件を満たして発光部が発光される場合、現在の露出時間を予測露出時間に変更し、その予測露出時間に基づいてＡＥ制御が行われる。

第１の発明によれば、予測露出時間に基づいてＡＥ制御を行うことで、ＡＥ制御の処理時間を短縮することができるため、撮影するときの操作性を向上させることができる。

第２の発明は、第１の発明に従属し、発光部は、ＬＥＤを含み、予測露出時間は、イメージセンサの性能およびＬＥＤの種類に基づいて決められる。

第２の発明によれば、イメージセンサの性能およびＬＥＤの種類などを考慮して、予測露出時間を算出することで、予測露出時間を信頼性の高い数値とすることができる。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明に従属し、発光部が発光するときの明るさと予測露出時間とを複数対応付けたテーブル、および被写体の照度を検知する検知部をさらに備え、発光部は、検知部によって検知された照度に基づいて発光する明るさを変化させ、予測露出時間は、発光部が発光する明るさおよびテーブルに基づいて決められる。

第３の発明では、たとえば、発光部が発光するときの明るさは、発光部に流れる電流値と相関する。そのため、テーブルでは、発光部に流れる電流値と予測露出時間とが複数対応付けられる。また、イメージセンサから出力される画像の輝度は、被写体の照度と相関する。そのため、検知部は、画像の輝度に基づいて被写体の照度を検知する。そして、発光部を発光させる場合、発光部に流れる電流値は被写体の照度に基づいて決められ、その電流値と対応する予測露出時間がテーブルから読み出される。

第３の発明によれば、被写体の照度に基づいて、適切な予測露出時間が決められるため、ＡＥ制御の処理時間をより短縮することができる。

第４の発明は、第１の発明ないし第３の発明のいずれかに従属し、ＡＥ制御部は、発光部が発光する前において、輝度値が所定値以上の場合、予測露出時間に基づくＡＥ制御を行わない。

第４の発明によれば、現在の明るさが十分に明るければ、ＬＥＤを発光させる必要が無いため、予測露出時間に基づくＡＥ制御を省略することで、撮影に係る時間をより短くすることができる。

第５の発明は、第１の発明ないし第４の発明のいずれかに従属し、予測露出時間は、被写体との距離を用いて算出される。

第５の発明によれば、被写体までの距離を用いて予測露出時間を算出することで、予測露出時間を信頼性の高い数値とすることができる。

第６の発明は、第１の発明ないし第５の発明のいずれかに記載のカメラ装置を備える、携帯端末である。

第６の発明によれば、第１の発明と同様、予測露出時間に基づいてＡＥ制御を行うことで、ＡＥ制御の処理時間を短縮することができるため、撮影するときの操作性を向上させることができる。

この発明によれば、ＡＥ制御における処理時間が短縮されるため、撮影に関する時間も短くなる。したがって、撮影するときの操作性を向上させることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１はこの発明の一実施例の携帯電話機の電気的な構成を示す図解図である。 図２は図１に示すカメラモジュールの電気的な構成を示す図解図である。 図３は図２に示す露出評価回路によるＡＥ制御処理の流れの一例を示す図解図である。 図４は図１に示すＲＡＭのメモリマップの一例を示す図解図である。 図５は図１に示すプロセッサのカメラ機能処理の一例を示すフロー図である。

図１を参照して、この実施例の携帯電話機１０は、携帯通信端末の一種であり、コンピュータまたはＣＰＵと呼ばれるプロセッサ２４を含む。また、プロセッサ２４には、無線通信回路１４、Ａ／Ｄ変換器１６、Ｄ／Ａ変換器２０、キー入力装置２６、表示ドライバ２８、フラッシュメモリ３２、ＲＡＭ３４、カメラモジュール３６およびＬＥＤ制御回路３８が接続される。無線通信回路１４にはアンテナ１２が接続され、Ａ／Ｄ変換器１６にはマイク１８が接続され、Ｄ／Ａ変換器２０にはスピーカ２２が接続される。また、表示ドライバ２８にはディスプレイ３０が接続される。さらに、ＬＥＤ制御回路３８にはＬＥＤ４０が接続される。なお、携帯電話機１０は、カメラモジュール３６を備えることから、カメラ装置と呼ばれることもある。

プロセッサ２４は携帯電話機１０の全体制御を司る。ＲＡＭ３４は、記憶部とも呼ばれ、プロセッサ２４の作業領域（描画領域を含む）ないしバッファ領域として用いられる。フラッシュメモリ３２には、携帯電話機１０の文字、画像、音声、音および映像のようなコンテンツのデータが記録される。

Ａ／Ｄ変換器１６は、当該Ａ／Ｄ変換器１６に接続されたマイク１８を通して入力される音声ないし音についてのアナログ音声信号を、デジタル音声信号に変換する。Ｄ／Ａ変換器２０は、デジタル音声信号をアナログ音声信号に変換（復号）して、図示しないアンプを介してスピーカ２２に与える。したがって、アナログ音声信号に対応する音声ないし音がスピーカ２２から出力される。なお、プロセッサ２４は、アンプの増幅率を制御することで、スピーカ２２から出力される音声の音量を調整することができる。

キー入力装置２６は操作部と呼ばれ、撮影を行うためのシャッターキー、カーソルキー、通話キーおよび終話キーなどを備える。そして、使用者が操作したキーの情報（キーデータ）はプロセッサ２４に入力される。また、キー入力装置２６に含まれる各キーが操作されると、クリック音が鳴る。したがって、使用者は、クリック音を聞くことで、キー操作に対する操作感を得ることができる。

表示ドライバ２８は、プロセッサ２４の指示の下、当該表示ドライバ２８に接続されたディスプレイ３０の表示を制御する。なお、表示ドライバ２８は表示する画像データを一時的に記憶するビデオメモリ（図示せず）を含む。

カメラモジュール３６は、カメラ機能を実行するために必要な素子や回路から構成されている。なお、カメラモジュール３６については、図２を用いて詳細に説明するため、ここでの説明は省略する。

ＬＥＤ制御回路３８は、プロセッサ２４の指示の下、当該ＬＥＤ制御回路３８に接続されたＬＥＤ４０の発光を制御する。また、カメラ機能がオンの場合、ＬＥＤ４０はフラッシュとして発光することがある。そのため、ＬＥＤ４０は発光部と呼ばれることもある。なお、ＬＥＤ４０は、着呼があったときに、着呼を通知するために発光することもある。また、図示はしていないが、キーバックライト用のＬＥＤおよびディスプレイバックライト用のＬＥＤもＬＥＤ制御回路３８に接続されている。

無線通信回路１４は、ＣＤＭＡ方式での無線通信を行うための回路である。たとえば、使用者がキー入力装置２６を用いて電話発信（発呼）を指示すると、無線通信回路１４は、プロセッサ２４の指示の下、電話発信処理を実行し、アンテナ１２を介して電話発信信号を出力する。電話発信信号は、基地局および通信網（図示せず）を経て相手の電話機に送信される。そして、相手の電話機において着信処理が行われると、通信可能状態が確立され、プロセッサ２４は通話処理を実行する。

通常の通話処理について具体的に説明すると、相手の電話機から送られてきた変調音声信号はアンテナ１２によって受信される。受信された変調音声信号には、無線通信回路１４によって復調処理および復号処理が施される。そして、これらの処理によって得られた受話音声信号は、Ｄ／Ａ変換器２０によってアナログ音声信号に変換された後、スピーカ２２から出力される。一方、マイク１８を通して取り込まれた送話音声信号は、Ａ／Ｄ変換器１６によってデジタル音声信号に変換された後、プロセッサ２４に与えられる。デジタル音声信号に変換された送話信号には、プロセッサ２４の指示の下、無線通信回路１４によって符号化処理および変調処理が施され、アンテナ１２を介して出力される。したがって、変調音声信号は、基地局および通信網を介して相手の電話機に送信される。

また、相手の電話機からの電話発信信号がアンテナ１２によって受信されると、無線通信回路１４は、電話着信（着呼）をプロセッサ２４に通知する。これに応じて、プロセッサ２４は、表示ドライバ２８を制御して、着信通知に記述された発信元情報（電話番号など）をディスプレイ３０に表示する。また、これとほぼ同時に、プロセッサ２４は、図示しないスピーカから着信音（着信メロディ、着信音声と言うこともある。）を出力させる。

そして、使用者が通話キーを用いて応答操作を行うと、無線通信回路１４は、プロセッサ２４の指示の下、電話着信処理を実行する。さらに、通信可能状態が確立され、プロセッサ２４は上述した通常の通話処理を実行する。

また、通話可能状態に移行した後に終話キーによって通話終了操作が行われると、プロセッサ２４は、無線通信回路１４を制御して、通話相手に通話終了信号を送信する。そして、通話終了信号の送信後、プロセッサ２４は通話処理を終了する。また、先に通話相手から通話終了信号を受信した場合も、プロセッサ２４は通話処理を終了する。さらに、通話相手によらず、移動通信網から通話終了信号を受信した場合も、プロセッサ２４は通話処理を終了する。

図２を参照して、カメラモジュール３６は撮影部とも呼ばれ、フォーカスレンズ５０、イメージセンサ５２、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路５４、ＲＡＷ画像データ処理回路５６、Ｙ／Ｃデータ処理回路５８、露出評価回路６０、ゲイン制御回路６２、露出時間制御回路６４、ＴＧ６６、ＡＦ評価回路６８、ＡＦドライバ７０およびＡＦモータ７２を含む。

被写体の光学像は、フォーカスレンズ５０を通して、イメージセンサ５２の撮像面に照射される。イメージセンサ５２の撮像面には、たとえばＳＸＧＡ（１２８０×１０２４画素）に対応する受光素子が配置されている。また、撮像面では、光電変換によって、被写体の光学像に対応するＲＡＷ画像信号（生画像信号）が生成される。

たとえば、使用者によってカメラ機能を実行する操作がされると、プロセッサ２４はスルー画像処理を実行するべく、プリ露出および間引き読み出しの繰り返しを、露出評価回路６０および露出時間制御回路６４を介して、ＴＧ６６に命令する。ＴＧ６６は、イメージセンサ５２の撮像面のプリ露出と、これによって得られた電荷の間引き読み出しとを実行するべく、複数のタイミング信号をイメージセンサ５２およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路５４に与える。撮像面で生成されたＲＡＷ画像信号は、１／３０〜１／１５秒に一回の割合で発生する垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに応答して、ラスタ走査に従う順序で読み出される。

また、タイミング信号によってイメージセンサ５２と同期されている、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路５４は、イメージセンサ５２から出力されたＲＡＷ画像信号に対して、相関二重サンプリング、自動ゲイン調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施す。また、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路５４は、これらの処理を施した、ＲＡＷ画像データをＲＡＷ画像データ処理回路５６に出力する。ＲＡＷ画像データ処理回路５６は、ＲＡＷ画像データに対して白バランス調整などを施して、Ｙ／Ｃデータ処理回路５８および露出評価回路６０に画像データを出力する。

Ｙ／Ｃデータ処理回路５８は、入力された画像データに対して色分離およびＹＵＶ変換などの処理を施し、ＹＵＶ形式の画像データをプロセッサ２４に出力する。プロセッサ２４は、ＹＵＶ形式の画像データをＲＡＭ３４に格納（一時記憶）する。また、格納されたＹＵＶ形式の画像データは、ＲＧＢ形式の画像データに変換される。そして、プロセッサ２４は、ＲＧＢ形式の画像データを表示ドライバ２８に与え、ＲＧＢ形式の画像データがディスプレイ３０に出力される。これによって、被写体を表す低解像度のスルー画像がディスプレイ３０に表示される。

一方、露出評価回路６０はＡＥ制御部と呼ばれ、入力された画像データに基づいて、被写界の明るさを示す輝度評価値を作成する。また、輝度評価値とは、イメージセンサ５２によって取り込まれる画像において設定されている、ＡＥ評価領域の輝度の平均値のことである。

作成された輝度評価値はプロセッサ２４によって読み出すことができ、プロセッサ２４は露出評価回路６０にＡＥ制御処理の実行命令を与える。ＡＥ制御処理の実行命令を受けた露出評価回路６０は、輝度評価値がレジスタ（図示せず）に格納されているＡＥ目標値となるように、ゲイン制御回路６２および露出時間制御回路６４を制御する。

まず、露出評価回路６０は露出時間制御回路６４を制御することで、フレームレートを変化させ、適切な露出時間に調節する。たとえば、フレームレートが高くなると露出時間が短くなるため、画像の輝度が低くなる。また、フレームレートが低くなると露出時間が長くなるため、画像の輝度が高くなる。

また、露出評価回路６０は、ゲイン制御部とも呼ばれるゲイン制御回路６２を制御することで、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路５４のゲインが適切な値となるように調節する。たとえば、ゲインが高くなるとＲＡＷ画像信号が増幅されるため、画像の輝度が高くなる。また、ゲインが低くなるとＲＡＷ画像信号が増幅されなくなるため、画像の輝度が低くなる。

たとえば、カメラ機能がオンにされると、ＬＥＤ４０の発光の有無に関わらず、ＡＥ制御処理が継続的に実行される。このとき、輝度評価値がＡＥ目標値よりも低ければ（暗ければ）、露出時間を長くして画像が明るくなるように制御する。また、輝度評価値がＡＥ目標値よりも高ければ（明るければ）、露出時間を短くすることで画像が暗くなるように制御する。そして、上述したように制御される場合、現在の露出時間とＡＥ目標値の露出時間との差を算出し、その差が少なくなるように露出時間を変更する処理が繰り返される。ここで、本実施例では、露出時間の差を少なくするために、露出時間の差分のうち一定の割合（たとえば、１／２）を現在の露出時間に加算する手法が用いられている。なお、上記した手法は、広く一般的な手法であるため詳細な説明は省略する。

そして、露出評価回路６０は、画像を適切な明るさに調整すると、画像データをＡＦ評価回路６８に出力する。ＡＦ評価回路６８は、画像データに基づいて被写界の合焦度を示すＡＦ評価値を出力する。プロセッサ２４は、ＡＦ評価値に基づいて、フォーカスレンズ５０のレンズ位置を変化させる命令を、ＡＦドライバ７０に与える。ＡＦドライバ７０は、プロセッサ２４から与えられた命令に基づいて、ＡＦモータ７２を駆動させてフォーカスレンズ５０のレンズ位置を変化させる。

たとえば、使用者によってシャッターキーが操作されると、プロセッサ２４は、露出評価回路６０に命令を与えることで画像を適正な明るさに調整し、ＡＦ制御処理を実行する。ＡＦ制御処理が実行されると、プロセッサ２４は、フレーム毎にＡＦ評価値を記録しながらフォーカスレンズ５０を移動させる。また、プロセッサ２４は、いわゆる山登り検索によってＡＦ評価値のピーク（最大値）を検索して、ＡＦ評価値がピークとなるレンズ位置に、フォーカスレンズ５０を移動させたうえで、本撮影処理を実行する。これによって、被写体にピントが合った画像データが保存される。

また、本撮影処理が実行されると、イメージセンサ５２から出力されるＲＡＷ画像信号には信号処理が施され、その処理結果がＲＡＭ３４に一旦格納される。さらに、フラッシュメモリ３２に対する記録処理が実行され、プロセッサ２４を通してＲＡＭ３４から画像データが読み出される。そして、プロセッサ２４は、読み出した画像データに、Ｅｘｉｆフォーマットのメタ情報を関連付けて、一つのファイルとしてフラッシュメモリ３２に記録する。さらに、プロセッサ２４は、図示しないスピーカから、本撮影処理が実行されていること通知する音を出力させる。なお、携帯電話機１０にメモリカードが接続される場合、画像データはメモリカードに保存されてもよい。

また、周囲に他に光源が無いか、有ったとしても非常に暗い状態のときに、シャッターキーが操作されて、本撮影処理が実行される場合、ＬＥＤ４０をフラッシュとして発光させる。このとき、プロセッサ２４は、被写体の照度、つまり画像データの輝度評価値が所定値未満であれば、周囲に他に光源が無いか、有ったとしても非常に暗い状態だと判断する。ただし、他の実施例では、上述した条件とは異なる条件で、ＬＥＤ４０がフラッシュとして発光してもよい。

さらに、使用者は、フラッシュ撮影を行うときに、ＬＥＤ４０を２回発光させる設定ができる。ここで、ＬＥＤ４０を２回発光させる設定がされた場合、一回目の発光時の露出時間を用いることで、明るさの異なる二回目の発光を利用して撮影するときの露出時間を予測することができる。つまり、プロセッサ２４は、一次発光（一回目の発光）のときの輝度評価値に基づいて、二次発光（二回目の発光）を行うときの露出時間を予測する。そして、このようにして予測された露出時間で、画像が撮影される。

ここで、本実施例では、ＬＥＤ４０をフラッシュとして発光させる場合、ＡＥ制御処理を一旦停止して、ＬＥＤ４０が非発光状態の露出時間から、ＬＥＤ４０が発光した後の予測露出時間に変更する。そして、ＬＥＤ４０が発光すると、変更された予測露出時間に対応するＡＥ制御開始点からＡＥ制御処理が再開される。このとき、上記した予測露出時間は非発光状態の露出時間に比べて短いため、露出収束点に達するまでの処理が短くなり、ＡＥ制御処理の処理時間が短縮される。

たとえば、図３はＡＥ制御処理の制御時間と露出時間との関係を表すグラフである。また、このグラフでは、横軸がＡＥ制御処理の制御時間（制御回数）を示し、図面の上から下に向かって明るくなる。また、縦軸が露出時間および露出時間に対応する被写体の照度（Ｌｘ：ルクス）を示し、図面の左から右に向かって制御時間が長くなる。そして、５０Ｌｘに対応する露出時間は「１／８．２２ｓｅｃ」であり、１００Ｌｘに対応する露出時間は「１／１１ｓｅｃ」であり、３００Ｌｘに対応する露出時間は「１／３３ｓｅｃ」であり、５００Ｌｘに対応する露出時間は「１／６６ｓｅｃ」である。なお、被写体の照度は、イメージセンサ５２が出力する画像の輝度、つまり輝度評価値と相関を持つ。

周囲に全く光源が無く照度が０Ｌｘの場合、露出時間はイメージセンサ５２における最大時間となる。この状態で、露出時間を変更せずにＡＥ制御処理が実行されると、ＬＥＤ４０が発光し始めた時点の露出時間はＡＥ制御開始点Ａ（０Ｌｘ）で示され、目標露出時間である露出収束点Ｂ（３００Ｌｘ）に向けて、フレーム毎に露出時間が段階的に短くなる。

これに対して、ＬＥＤ４０が発光する前にＡＥ制御処理が一旦停止され、露出時間が予測露出時間に変更されると、ＬＥＤ４０が発光し始めた時点の露出時間はＡＥ制御開始点Ｃ（１００Ｌｘ）で示される。そして、ＡＥ制御処理が再開されると、露出収束点Ｄ（３００Ｌｘ）に向けて、フレーム毎に露出時間が段階的に短くなる。

そして、図３に示すように、露出時間を変更しない場合、露出収束点Ｂに達するまでに、露出補正を７回行わなければならないが、露出時間を予測露出時間に変更した場合、露出収束点Ｄに達するまでに、露出補正を３回行うだけでよくなる。つまり、露出時間を予測露出時間に変更してＡＥ制御処理を実行したときの処理時間が、露出時間を変更せずにＡＥ制御処理を実行したときの処理時間よりも、短縮される。

ここで、予測露出時間について具体的に説明する。本実施例では、ＬＥＤ４０をフラッシュとして発光させた時の被写体の照度を想定して、予測露出時間が予め決められている。ただし、被写体の照度は、ＬＥＤ４０が同じ明るさであっても、ＬＥＤ４０（携帯電話機１０）から被写体までの距離によって変化する。たとえば、被写体までの距離が短ければ明るく、被写体までの距離が遠ければ距離の２乗に反比例して暗くなる。

そのため、被写体が非常に遠い距離にあれば、ＬＥＤ４０のフラッシュ光が届かないため、ＬＥＤ４０による発光の効果が期待できない。これらのことから、通常使用される撮影距離（たとえば、５０ｃｍ〜１００ｃｍ程度）を目安としてＬＥＤ４０がフラッシュとして発光したときの照度を考慮し、さらにその範囲内で最も照度が高い状態と最も低い状態とを考慮して、双方がほぼ同じ時間でＡＥ制御処理が終了できるような照度を露出制御開始点（予測露出時間）としている。

そして、本実施例では、有効な照度の範囲を５０〜５００Ｌｘとし、その範囲内で１００Ｌｘに対応する露出時間（１／１１ｓｅｃ）を、予測露出時間としている。ただし、予測露出時間は、ＬＥＤ４０の種類（特性）、ＬＥＤ制御回路３８の仕様、イメージセンサ５２の性能に影響されるため、他の実施例では、予測露出時間と対応する照度が異なる場合がある。

このように、ＬＥＤ４０の種類や、被写体までの距離およびイメージセンサ５２の性能などを考慮して、予測露出時間を算出することで、予測露出時間を信頼性の高い数値とすることができる。

なお、図３では、露出時間が短くなるように処理されているが、フラッシュが発光しない場合は露出時間が長くなるように補正されることもある。

図４は、ＲＡＭ３４のメモリマップを示す図である。ＲＡＭ３４のメモリマップには、プログラム記憶領域３０２およびデータ記憶領域３０４が含まれる。また、プログラムおよびデータの一部は、フラッシュメモリ３２から一度に全部または必要に応じて部分的かつ順次的に読み出され、ＲＡＭ３４に記憶されてからプロセッサ２４によって処理される。

プログラム記憶領域３０２には、携帯電話機１０を動作させるためのプログラムが記憶されている。たとえば、携帯電話機１０を動作させるためのプログラムは、カメラ機能プログラム３１０、ＡＦ制御プログラム３１２および本撮影プログラム３１４などから構成されている。カメラ機能プログラム３１０は、カメラ機能がオンとなったときに実行されるプログラムである。また、ＡＦ制御プログラム３１２は、フォーカスレンズ５０によってピントを合わせるためのプログラムである。本撮影プログラム３１４は、イメージセンサ５２によって取り込まれた画像をフラッシュメモリ３２に保存するためのプログラムである。

なお、図示は省略するが、携帯電話機１０を動作させるためのプログラムには、電話着信状態を通知するためのプログラムおよび外部と通信するためのプログラムなどが含まれる。

続いて、データ記憶領域３０４には、輝度評価値バッファ３３０、露出時間バッファ３３２、目標露出時間バッファ３３４およびＡＦ評価値バッファ３３６などが設けられる。また、データ記憶領域３０４には、露出時間テーブルデータ３３８および予測露出時間データ３４０などが記憶されるとともに、露出フラグ３４２および二次発光フラグ３４４が設けられる。

輝度評価値バッファ３３０には、露出評価回路６０から出力された輝度評価値が一時的に記憶される。露出時間バッファ３３２には、輝度評価値バッファ３３０に格納された輝度評価値および露出時間テーブルデータ３３８に基づいて決められた露出時間が一時的に記憶される。目標露出時間バッファ３３４には、ＡＥ目標値に対応する露出時間が一時的に記憶される。ＡＦ評価値バッファ３３６には、ＡＦ評価回路６８から出力されたＡＦ評価値が格納される。

露出時間テーブルデータ３３８は、輝度評価値と露出時間とが関連付けられたテーブルであり、現在の露出時間を求める際には上述したように利用される。予測露出時間データ３４０は、予め決められた予測露出時間を示すデータであり、本実施例では１００Ｌｘに対応する露出時間である。

露出フラグ３４２は、ＡＥ制御処理が完了したか否かを判断するためのフラグであり、露出評価回路６０の出力に基づいてオン／オフが切り替わる。たとえば、露出フラグ３４２は、１ビットのレジスタで構成される。露出フラグ３４２がオン（成立）されると、レジスタにはデータ値「１」が設定される。一方、露出フラグ３４２がオフ（不成立）されると、レジスタにはデータ値「０」が設定される。

なお、他の実施例では、露出フラグ３４２を利用せずに、ＡＥ制御処理が完了したと判断されてもよい。たとえば、プロセッサ２４は、露出評価回路６０の出力を直接監視して、ＡＥ制御処理が完了したと判断してもよい。この場合、プロセッサ２４は、露出評価回路６０の出力がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに変化したときに、ＡＥ制御処理が完了したと判断する。

二次発光フラグ３４４は、フラッシュ撮影を行う場合に、ＬＥＤ４０を二次発光させるか否かを判断するためのフラグである。また、二次発光フラグ３４４は、使用者の設定に応じてオン／オフが切り替えられる。

なお、図示は省略するが、データ記憶領域３０４には、ディスプレイ３０に表示される画像や文字列のデータなどが記憶されると共に、携帯電話機１０の動作に必要なカウンタや、フラグも設けられる。

プロセッサ２４は、Android（登録商標）およびREXなどのLinux（登録商標）ベースのOSや、その他のOSの制御下で、図５に示すカメラ機能処理などを含む、複数のタスクを並列的に処理する。

図５は、カメラ機能処理のフロー図である。たとえば、使用者によってカメラ機能を実行する操作がされると、プロセッサ２４は、ステップＳ１でＡＥ制御を実行する。つまり、露出評価回路６０に対してＡＥ制御処理の実行命令を与える。また、露出評価回路６０から出力された輝度評価値が輝度評価値バッファ３３０に格納され、その輝度評価値に基づく、現在の露出時間が露出時間バッファ３３２に格納される。さらに、ＡＥ目標値に対応する目標露出時間が目標露出時間バッファ３３４に格納される。なお、カメラ機能がオンにされると、カメラ機能処理と合わせて、スルー画像を表示する処理も実行される。

続いて、ステップＳ３では、シャッターキーが操作されたか否かを判断する。たとえば、キー入力装置２６が有するシャッターキーが使用者によって操作されたか否かを判断する。ステップＳ３で“ＮＯ”であれば、つまりシャッターキーが操作されなければ、ステップＳ３の処理が再び実行される。

また、ステップＳ３で“ＹＥＳ”であれば、つまりシャッターキーが操作されると、現在の明るさが、ＬＥＤ４０が発光した後の明るさよりも明るいか否かを、ステップＳ５で判断する。つまり、プロセッサ２４は、画像データの輝度評価値が所定値未満であるか否かを判断する。なお、他の実施例のステップＳ５では、有効な照度範囲における最も低い（暗い）照度に対応する露出時間よりも、現在の露出時間が短いか否かが判断されてもよい。この場合、プロセッサ２４は、ステップＳ５で、図３における５０Ｌｘに対応する露出時間よりも、露出時間バッファ３３２に格納されている現在の露出時間の方が短いか否かを判断する。

ステップＳ５で“ＹＥＳ”であれば、つまり現在の明るさが、ＬＥＤ４０が発光した後の明るさよりも明るければ、ステップＳ７−Ｓ１７の処理を実行せずに、ステップＳ１９でＡＦ制御処理が実行される。つまり、現在の明るさが十分に明るければ、ＬＥＤを発光させる必要が無いため、ステップＳ７−Ｓ１７の処理が省略することで、撮影に係る時間をより短くすることができる。

また、ステップＳ５で“ＮＯ”であれば、つまり現在の明るさが、ＬＥＤ４０が発光した後の明るさよりも暗ければ、ステップＳ７でＡＥ制御を停止する。つまり、変更された予測露出時間が、実行中のＡＥ制御によって変化しないようにするために、プロセッサ２４は露出評価回路６０にＡＥ制御処理の停止命令を与える。続いて、ステップＳ９で、現在の露出時間を予測露出時間に変更する。つまり、予測露出時間データ３４０が示す露出時間を露出時間バッファ３３２に格納する。

続いて、ステップＳ１１で、ＬＥＤ４０を発光する。つまり、プロセッサ２４はＬＥＤ制御回路３８を制御することで、ＬＥＤ４０をフラッシュとして発光させる。続いて、ステップＳ１３で、ＬＥＤ４０によるフラッシュ光の安定待ち処理を実行する。つまり、フラッシュ光によって変化した被写界の照度が、ＡＥ制御を行うのに適した値となるまで待機する。また、フラッシュ光の安定は、タイマによる一定時間の経過によって判断される。続いて、ステップＳ１５で、ＡＥ制御を再実行する。つまり、プロセッサ２４は、露出評価回路６０に対して、ＡＥ制御処理の実行命令を再び与える。したがって、たとえば図３に示すように、ＡＥ制御開始点Ｃから露出収束点Ｄに向けて、露出時間が変化し始める。

続いて、ステップＳ１７では、ＡＥ制御が終了したか否かを判断する。つまり、露出時間が露出収束点Ｄに達することで、露出評価回路６０からＡＥ制御が終了したことが通知されたか否かを判断する。また、具体的には、プロセッサ２４は、露出フラグ３４２がオンであるか否かを判断する。なお、露出フラグ３４２を利用しない場合、プロセッサ２４は、たとえば露出評価回路６０の出力がＬＯＷレベルからＨＩＧＨレベルに変化したか否かを判断する。

ステップＳ１７で“ＮＯ”であれば、つまりＡＥ制御が終了していなければ、ステップＳ１７の処理が繰り返し実行される。また、ステップＳ１７で“ＹＥＳ”であれば、つまりＡＥ制御が終了すれば、ステップＳ１９でＡＦ制御処理が実行される。

続いて、ステップＳ２１で、ＬＥＤ４０の二次発光を行うか否かを判断する。つまり、二次発光フラグ３４４がオンであるか否か判断される。

また、ステップＳ２１で“ＮＯ”であれば、たとえば二次発光の設定がされていなければ、本撮影処理へ移行する。たとえば、ステップＳ５で“ＮＯ”である場合、つまり周囲の明るさが十分に明るくて、フラッシュの発光が不要な場合は、二次発光フラグ３４４の状態によらず、ステップＳ２１では“ＮＯ”と判断される。ただし、周囲の明るさによっては、二次発光が行われることが有る。また、周囲の明るさによらず、常に発光を行う強制発光モードが設定されている場合も、二次発光が行われる。

一方、ステップＳ２１で“ＹＥＳ”であれば、つまり二次発光を行う設定がされていれば、ステップＳ２３で二次発光に合わせた露出の予測補正処理を実行する。たとえば、ステップＳ１１の処理で行われた１度目の発光における輝度評価値などに基づいて、２度目の発光における露出時間が予測される。

続いて、ステップＳ２５で、ＬＥＤ４０を発光させる。つまり、１度目の発光よりも明るくなるように、ＬＥＤ４０を再び発光させる。そして、ステップＳ２５の処理が実行されると、本撮影処理が実行される。つまり、二次発光によって調光された被写界の画像が撮影される。

なお、撮影時に常にＬＥＤ４０を発光させる設定がされている場合、ステップＳ５の処理は省略される。また、撮影時に常にＬＥＤ４０を発光させない設定がされている場合、ステップＳ３−Ｓ１７およびＳ２１−Ｓ２５の処理を実行せずに、本撮影処理に移行する。

以上の説明から分かるように、携帯電話機１０は、イメージセンサ５２および露出評価回路６０を含むカメラモジュール３６を備える。カメラ機能がオンにされると、イメージセンサ５２は画像データを出力し、露出評価回路６０は画像データの輝度評価値に応じた露出時間に基づいて、ＡＥ制御処理を実行する。また、周囲が暗く、被写体の照度が低い場合、つまり画像データの輝度評価値が所定値未満の場合、撮影時にはＬＥＤ４０がフラッシュとして発光される。このとき、ＡＥ制御処理は一旦停止され、現在の露出時間が予測露出時間に変更される。そして、変更後の予測露出時間を制御の開始点として、ＡＥ制御処理が行われるため、ＡＥ制御処理の処理時間が短縮される。

したがって、ＡＥ制御処理における処理時間が短縮されるため、撮影に関する時間も短くなる。これにより、フラッシュを利用する撮影を行うときの操作性が向上する。

また、ＡＥ制御処理の処理時間が短くなるため、ＬＥＤ４０の発光時間も短くなり、撮影中の消費電力が抑えられる。

また、予測露出時間は現在の輝度値などに関係なく決められた値であるため、ＡＥ制御のときに予測処理を実行する必要が無い。そのため、ＡＥ制御処理を単純にすることができる。

また、本実施例のようにＡＥ制御処理を行うために、特別な部品を追加する必要が無いので、携帯電話機１０の原価を上げることなく、上述した発明を実施することができる。

なお、現在の露出時間は、露出時間テーブルではなく、変換式などを利用して算出されてもよい。

また、他の実施例では、ＡＦ制御処理におけるピークの検索には、山登り検索ではなく全検索が採用されてもよい。

また、他の実施例では、ＬＥＤ４０がフラッシュとして発光するときの明るさを変化させ、ＬＥＤ４０の明るさの変化に応じて予測露出時間も変化させてもよい。たとえば、撮影時に実行される処理として、被写体の照度を輝度評価値から推定し、被写体の照度に基づいてＬＥＤ４０をフラッシュとして発光させるときの明るさを変化させる処理が考えられる。また、ＬＥＤ４０の明るさはＬＥＤ４０に流れる電流値と相関を持っているため、プロセッサ２４はＬＥＤ４０に流れる電流を制御することで、ＬＥＤ４０の明るさを制御することができる。そのため、複数の電流値と複数の予測露出時間とを対応付けた予測露出時間テーブルを予め作成しておけば、プロセッサ２４はＬＥＤ４０の明るさに応じて予測露出時間も変化させることができる。つまり、プロセッサ２４は、ＬＥＤ４０をフラッシュとして発光させる際には、ＬＥＤ４０に流れる電流値に基づいて、予測露出時間テーブルから適切な予測露出時間を読み出す。

このように、他の実施例では、被写体の照度に基づいて適切な予測露出時間を決めることができるため、ＡＥ制御処理の処理時間をより短縮することができる。

また、携帯電話機１０の通信方式はＣＤＭＡ方式であるが、ＬＴＥ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）方式、Ｗ−ＣＤＭＡ方式、ＧＳＭ方式、ＴＤＭＡ方式、ＦＤＭＡ方式およびＰＨＳ方式などが採用されてもよい。

また、本実施例で用いられたカメラ機能プログラム３１０などは、データ配信用のサーバのＨＤＤに記憶され、ネットワークを介して携帯電話機１０に配信されてもよい。また、ＣＤ，ＤＶＤ，ＢＤ（Ｂｌｕ−ｒａｙ Ｄｉｓｃ）などの光学ディスク、ＵＳＢメモリおよびメモリカードなどの記憶媒体にフレームレート制御プログラム３１０を記憶させた状態で、その記憶媒体が販売または配布されてもよい。そして、上記したサーバや記憶媒体などを通じてダウンロードされた、カメラ機能プログラム３１０が本実施例と同等の構成の携帯電話機にインストールされた場合、本実施例と同等の効果が得られる。

さらに、本実施例は、携帯電話機１０のみに限らず、スマートフォンおよびＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔ）に適用されてもよい。

そして、本明細書中で挙げた画素数や、輝度値（Ｌｘ）、露出時間、予測露出時間、処理回数および距離などの具体的な数値は、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ … 携帯電話機
１２ … アンテナ
１４ … 無線通信回路
２４ … プロセッサ
２６ … キー入力装置
３６ … カメラモジュール
５０ … フォーカスレンズ
５２ … イメージセンサ
５４ … ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路
６０ … 露出評価回路
６２ … ゲイン制御回路
６４ … 露出時間制御回路
６６ … ＴＧ
６８ … ＡＦ評価回路

Claims (6)

1. 画像データを出力するイメージセンサおよび前記イメージセンサから出力される画像データの輝度値に応じた露出時間に基づいてＡＥ制御を行うＡＥ制御部を有する、カメラ装置において、
   前記輝度値が所定値未満のときに発光される発光部、および
   所定の露出時間を示す予測露出時間を記憶する記憶部を備え、
   前記ＡＥ制御部は、前記発光部が発光する場合、前記予測露出時間に基づいてＡＥ制御を行うことを特徴とする、カメラ装置。
2. 前記発光部は、ＬＥＤを含み、
   前記予測露出時間は、前記イメージセンサの性能および前記ＬＥＤの種類に基づいて決められる、請求項１記載のカメラ装置。
3. 前記発光部が発光するときの明るさと前記予測露出時間とを複数対応付けたテーブル、および
   被写体の照度を検知する検知部をさらに備え、
   前記発光部は、前記検知部によって検知された照度に基づいて発光する明るさを変化させ、
   前記予測露出時間は、前記発光部が発光する明るさおよび前記テーブルに基づいて決められる、請求項１または２記載のカメラ装置。
4. 前記ＡＥ制御部は、前記発光部が発光する前において、前記輝度値が前記所定値以上の場合、前記予測露出時間に基づくＡＥ制御を行わない、請求項１ないし３のいずれかに記載のカメラ装置。
5. 前記予測露出時間は、被写体との距離を用いて算出される、請求項１ないし４のいずれかに記載のカメラ装置。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載のカメラ装置を備える、携帯端末。

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