JP2013024979A

JP2013024979A - カメラ

Info

Publication number: JP2013024979A
Application number: JP2011158020A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Yamamura; 宏明山村
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2013-02-04

Abstract

【課題】照明部からの照明に起因して不適切な露出で撮像してしまうことを低減する。
【解決手段】カメラ１は、撮像光学系２ａを透過した被写体光による被写体像を撮像する撮像素子６と、所定の照射角度で照明光束を射出し被写体を照明する照明部１０とを備える。また、カメラ１の制御部８は、照明部１０により照明する被写体を撮像領域から認識する被写体認識処理８３と、被写体認識処理８３により認識された被写体までの距離の光軸成分と照射角度とに基づいて撮像領域のうち照明光束により照射される照射範囲を算出する照射範囲算出処理８４とを実行することができる。さらに、制御部８は、照明部１０により照明する被写体が照射範囲の内側に含まれるか否かを判定して、被写体が照射範囲の内側に含まれるとき照明制御部９を制御して照明部１０へ点灯指示を行わせる。
【選択図】図１

Description

本発明は、照明装置を備えるカメラに関する。

特許文献１では、被写体までの距離がフラッシュの調光範囲内にあるときはフラッシュを用いた撮像を行い、調光範囲外にあるときフラッシュを行わない撮像装置が記載されている。また、調光範囲内であっても、被写体までの距離が近く被写体が白飛びするおそれがある状況では調光範囲外と判断している。

特開２０１０−１８１８４２号公報

部品の小型化などのためにカメラのストロボとして、ＬＥＤなど様々な照明部材が利用されてきている。それらの照明部材のうちＬＥＤなどのように照射角度が比較的狭い照明部材では、被写体までの距離が調光範囲内であっても照射角度から外れ被写体が照明されないおそれがある。被写体が照明されない場合、被写体に適した露出で撮像されない。特に被写体が複数存在する場合には、撮像範囲の中央付近の被写体が明るく撮像され、撮像範囲の端にある被写体は暗く撮像されるおそれがある。

本発明によるカメラは、撮像レンズを介して被写体像を撮像する撮像手段と、照明光束を所定の照射角度で照射し、被写体を照明する照明手段と、撮像手段の撮像範囲から照明する被写体を認識する被写体認識手段と、被写体認識手段により認識された被写体までの距離と照射角度とに基づいて、撮像範囲のうち照明光束により照射される照射範囲を算出する照射範囲算出手段と、照明する被写体が照射範囲内に含まれるか否かを判定する判定手段と、判定手段の判定結果に基づいて照明手段を制御する照明制御手段と、備えることを特徴とする。

本発明によれば、被写体が照明できない状況では照明せずに撮像することにより、不適切な露出で被写体を撮像することを低減できる。

本発明によるカメラの一構成例を示すブロック図である。本発明によるカメラにおける照明手段の照射範囲について説明するための図である。本発明によるカメラにおける照明制御手段について説明するための図である。本発明によるカメラにおける照明制御手段に関するフローチャートの一例である。

図１は、本発明の一実施形態によるカメラの一構成例を示すブロック図である。図１に示すカメラ１は、撮像光学系２ａと、レンズ駆動部２ｂと、絞り３ａと、絞り駆動部３ｂと、シャッタ４ａと、シャッタ駆動部４ｂと、ドライバ５と、撮像素子６と、画像処理部７と、制御部８と、照明制御部９と、照明部１０と、記憶部１１と、表示部１２と、操作部材１３とを備える。

撮像光学系２ａは、撮影レンズと焦点調節レンズとを含み、焦点調節レンズはレンズ駆動部２ｂにより駆動される。絞り３ａは、絞り駆動部３ｂにより駆動され、シャッタ４ａは、シャッタ駆動部４ｂにより駆動される。レンズ駆動部２ｂと絞り駆動部３ｂとシャッタ駆動部４ｂとは、ドライバ５により制御される。ドライバ５は、制御部８に制御に従い、絞り駆動部３ｂやシャッタ駆動部４ｂを制御してカメラ１の絞り量やシャッタスピードなどを調節して露出制御を行うことができる。

撮像素子６は、公知のＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどで構成され、撮像光学系２ａを通過光束に基づく被写体像を撮像し、撮像信号を画像処理部７へ出力する。画像処理部７は、撮像素子６の出力信号を基にスルー画像や記録画像を作成する。

制御部８は、ＣＰＵや、メモリ、およびその他周辺回路によって構成されている。制御部８は、メモリや記憶部１１に記憶されているプログラムに従ってカメラ１の構成要素を制御して、焦点検出処理８１や、顔認識処理８２、被写体認識処理８３、照射範囲算出処理８４など、各種処理を実行する。

焦点検出処理８１は、コントラスト検出ＡＦなどのオートフォーカス処理であって、撮像光学系２ａの焦点検出状態を検出する。たとえば、撮像素子６に予め設定された焦点検出領域から出力される撮像信号から高周波成分を抽出して焦点評価値を算出し、焦点評価値が最大となる撮像光学系２ａの位置を検出する。制御部８は、焦点検出処理８１によって算出された撮像光学系２ａの焦点位置などに基づいて、被写体までの距離を算出することができる。

顔認識処理８２は、パターンマッチングなどの公知な方法により、画像処理部７から出力されるスルー画像の中から人間の顔を抽出する処理である。パターンマッチングに利用する顔のパターン画像などの特徴情報は制御部８のメモリや記憶部１１に記憶されている。

被写体認識処理８３は、撮像素子６の撮像範囲の中から被写体として認識する領域を決定する。たとえば、顔認識処理８２により人間の顔が抽出された顔領域を被写体として認識する。なお、撮像素子６の撮像範囲が暗い状況などにあっては、被写体認識処理８３により被写体が認識できないことがある。

照明制御部９は、照明部１０の照射角度情報とガイドナンバ情報とを有しており、照明部１０の照射角度情報等を制御部８へ出力することができる。また、照明制御部９は照明部１０へ点灯指示を行う。照明部１０は、被写体を照明するための発光部材であって、ＬＥＤ照明などによって構成される。照明部１０の照射角度θは一定であり、照射角度θは撮像範囲全体を照射することができる程広くないが、主要被写体用の照明光として作用する。また、照明部１０が照明光束を照射する方向は固定であり、照明光束の照射範囲とカメラ１の撮像範囲との関係は一定である。照明部１０は、照明制御部９から点灯指示を受けると、照射角度θで被写体方向に照明光束を射出する。

記憶部１１は、フラッシュメモリなどの不揮発性の記憶媒体であって、顔認識処理８２に用いる顔パターン画像などの特徴情報や、画像処理部７から出力されるスルー画像などの各種データが記憶される。

表示部１２は液晶式の表示モニタを有し、画像処理部７から出力されるスルー画像や記憶部１１に記憶された画像データを表示する。操作部材１３は、カメラ１の電源スイッチやレリーズボタンを含む。

図２を用いて照射範囲算出処理８４について説明する。図２は、被写体認識処理８３により被写体として顔領域２０が被写体として認識されており、カメラ１の照明部１０から被写体に向けて照射角度θで照明光束が射出されている状況を示す。照射範囲算出処理８４は、照明部１０から被写体までの距離の光軸方向成分Ｌと照明部１０の照射角度θとに基づいた下式（１）により、被写体に対する照明光束の照射範囲の直径φを算出する。照明部１０から被写体までの距離の光軸方向成分Ｌは、焦点検出処理８１によって算出された撮像光学系２ａの焦点位置に基づいて算出される。また、照明部１０の照射角度θは、照明制御部９から取得できる。ここで、照明光の到達距離はカメラ１の絞り値と照明部１０のガイドナンバとにより制限されるが、以下の説明では発明を理解しやすくするため照射角度θについてのみ説明する。
φ＝２Ｌｔａｎ（θ／２）・・・（１）

被写体認識処理８３により被写体が複数認識された場合は、認識された被写体ごとに照明部１０から被写体までの距離の光軸方向成分Ｌを算出し、照明光束の照射範囲の直径φを算出する。

図３は、照明部１０から光軸方向にＬ前方の位置における撮像範囲と照明光束の照射範囲とを示す。図３の四角形領域３１は、撮像素子６で撮像される撮像範囲を示す（以降、撮像範囲３１と記載する）。図３の円形領域３２は、直径φの照明光束の照射範囲を示す（以降、照射範囲３２と記載する）。

図３を用いて、照明制御部９から照明部１０への点灯指示について説明する。制御部８は、被写体認識処理８３により１以上の被写体を認識し、照射範囲算出処理８４により照射範囲３２の直径φを算出したとき、認識された全被写体が照射範囲３２の内側に存在するか否かを判定する。そして、制御部８は、全被写体が照射範囲３２の内側にあると判定されたとき、照明部１０への点灯指示を照明制御部９に行わせる。たとえば、図３のように被写体認識処理８３により認識された顔領域２０が照射範囲３２の内側にあるとき、照明部１０への点灯指示を照明制御部９に行わせる。制御部８は、被写体認識処理８３により認識された被写体が一つでも照射範囲３２の内側にないとき、照明制御部９が照明部１０へ点灯指示を行わないように制御する。

図４は、制御部８が撮像時に実行する照明部１０を制御するために実行する処理に関するフローチャートの一例である。図４のフローチャートに示される処理は、カメラ１による撮像が開始されたときに制御部８が実行を開始する。

図４のステップＳ１００では、制御部８は、被写体認識処理８３を実行する。ステップＳ１１０では、ステップＳ１００で実行した被写体認識処理８３により一つ以上の被写体が認識されたか否かを判定する。ステップＳ１１０の処理において、被写体認識処理８３により一つ以上の被写体が認識された場合はステップＳ１２０の処理に進み、被写体認識処理８３により被写体が認識されなかった場合はステップＳ１６０の処理に進み、その後図４の処理を再度実行する。

ステップＳ１２０では、制御部８は、ステップＳ１００で認識された各被写体について、照明部１０から各被写体までの距離の光軸方向成分Ｌを算出する。照明部１０から各被写体までの距離の光軸方向成分Ｌは、焦点検出処理８１によって算出された撮像光学系２ａの焦点位置などに基づいてそれぞれ算出される。

ステップＳ１３０では、制御部８は、照明制御部９から照明部１０の照射角度θを取得する。ステップＳ１４０では、制御部８は、ステップＳ１２０で算出された照明部１０から各被写体までの距離の光軸方向成分Ｌと、ステップＳ１３０で取得した照明部１０の照射角度θとに基づいて、数式（１）により照明光束の照射範囲の直径φを被写体ごとに算出する。

ステップＳ１５０では、制御部８は、ステップＳ１００で認識された被写体の各々がステップＳ１３０でそれぞれに対して算出された直径φの照射範囲内にあるか否かを判定する。ステップＳ１５０の処理において、すべての被写体が照明光束の照射範囲内にある場合はステップＳ１６０に進み、一つでも照明光束の照射範囲の外側にある場合はステップＳ１７０に進む。

ステップＳ１６０では、制御部８は、照明制御部９を制御して照明部１０へ点灯指示を行わせ、照明部１０を点灯させる。ステップＳ１７０では、照明制御部９を制御して照明部１０への点灯指示を止めて照明部１０を消灯させる。

図４の処理が終了したら、制御部８は露出制御や撮像処理などを行い、被写体像を撮像する。撮像された被写体像に関する画像は、記憶部１１に記憶されたり、表示部１２に表示される。なお、撮像処理が完了するまで図４の処理を繰り返し実行してもよい。

以上で説明した実施の形態によれば、以下の作用効果が得られる。
カメラ１は、撮像光学系２ａを透過した被写体光による被写体像を撮像する撮像素子６と、照射角度θで照明光束を射出し被写体を照明する照明部１０とを備える。また、カメラ１の制御部８は、照明部１０により照明する被写体を撮像領域から認識する被写体認識処理８３と、被写体認識処理８３により認識された被写体までの距離の光軸成分Ｌと照射角度θとに基づいて撮像領域のうち照明光束により照射される照射範囲を算出する照射範囲算出処理８４とを実行することができる。さらに、制御部８は、照明部１０により照明する被写体が照射範囲の内側に含まれるか否かを判定して（図４のステップＳ１５０）、被写体が照射範囲の内側に含まれるとき照明制御部９を制御して照明部１０へ点灯指示を行わせる（ステップＳ１６０）。これにより、被写体が照明できない状況では照明せずに撮像することにより、不適切な露出で被写体を撮像することを低減できる。

以上で説明した実施形態は、以下のように変形して実施できる。
〔１〕被写体認識処理８３は、顔認識処理８２により抽出された顔領域を被写体として認識することとしたが、それ以外のものを被写体として認識することにしてもよい。たとえば、焦点検出処理８１により算出された焦点評価値の最大値が所定値よりも大きい焦点検出領域を被写体として選択することにしてもよい。

〔２〕被写体認識処理８３は、顔認識処理８２により抽出された顔領域をすべて被写体として認識することとしたが、操作部材１３を介して選択された顔領域のみを被写体として認識することにしてもよい。なお、本変形例を変形例〔１〕と組み合わせてもよい。すなわち、焦点検出処理８１により算出された焦点評価値の最大値が所定値よりも大きい焦点検出領域の中から被写体として認識する焦点検出領域を選択することとしてもよい。

〔３〕照明部１０は、ＬＥＤに限定しない。撮像範囲全体を照射することができる程には照射角度が広くないＬＥＤ以外の照明を搭載するカメラにも利用できる。

〔４〕照明光束の照射範囲３２は、図３のような正円形に限定しない。照明部１０ごとに予め設定された形状、たとえば楕円形状でもよい。

〔５〕照射範囲３２を表示部１２に撮像画像とともに表示してもよい。このとき、表示する照射範囲３２の直径は、ステップＳ１４０で算出された照射範囲の直径φのうち最大のものを選択すればよい。

〔６〕焦点検出処理８１は、コントラスト検出ＡＦ方式によるＡＦ処理を例に用いて説明を行ったが、位相差検出ＡＦ方式などの他のＡＦ方式でもよい。

以上で説明した各実施の形態や各種の変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されない。また、各実施の形態や各種変形例を発明の特徴が損なわれない限り任意に組み合わせて実施してもよい。

１カメラ
２ａ撮像光学系
２ｂレンズ駆動部
３ａ絞り
３ｂ絞り駆動部
４ａシャッタ
４ｂシャッタ駆動部
５ドライバ
６撮像素子
７画像処理部
８制御部
９照明制御部
１０照明部
１１記憶部
１２表示部
１３操作部材
２０顔領域
３１撮像範囲
３２照射範囲
８１焦点検出処理
８２顔認識処理
８３被写体認識処理
８４照射範囲算出処理

Claims

撮像レンズを介して被写体像を撮像する撮像手段と、
照明光束を所定の照射角度で照射し、被写体を照明する照明手段と、
前記撮像手段の撮像範囲から照明する被写体を認識する被写体認識手段と、
前記被写体認識手段により認識された被写体までの距離と前記照射角度とに基づいて、前記撮像範囲のうち前記照明光束により照射される照射範囲を算出する照射範囲算出手段と、
照明する被写体が前記照射範囲内に含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて前記照明手段を制御する照明制御手段と、
を備えることを特徴とするカメラ。
請求項１のカメラにおいて、
前記照明制御手段は、前記判定手段により照明する被写体が前記照射範囲に含まれると判定された場合、前記照明手段に照明光束を照射させ、
前記判定手段により照明する被写体が前記照射範囲に含まれないと判定された場合、前記照明手段に照明光束を照射させないことを特徴とするカメラ。
請求項１または２に記載のカメラにおいて、
前記撮像範囲内にある顔を認識する顔認識手段をさらに備え、
前記被写体認識手段は、前記顔認識手段により認識された顔を照明する被写体として認識することを特徴とするカメラ。
請求項３に記載のカメラにおいて、
前記顔認識手段により認識された顔の中から任意の顔を選択する顔選択手段をさらに備え、
前記被写体認識手段は、前記顔選択手段により選択された顔を照明する被写体として認識することを特徴とすることを特徴とするカメラ。
請求項１から４の何れか一項に記載のカメラにおいて、
複数の焦点検出エリアを有する焦点検出手段とをさらに備え、
前記被写体認識手段は、前記焦点検出手段により検出された焦点検出エリアを照明する被写体エリアとして認識することを特徴とするカメラ。
請求項５に記載のカメラにおいて、
前記複数の焦点検出エリアの中から任意の焦点検出エリアを選択する焦点検出エリア選択手段をさらに備え、
前記焦点検出エリア選択手段により選択された焦点検出エリアを照明する被写体エリアとして認識することを特徴とするカメラ。
請求項１から６のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
前記被写体認識手段は、照明する複数の被写体を認識し、
前記判定手段は、前記複数の被写体の各々が前記照射範囲内に含まれるか否かを判定することを特徴とするカメラ。
請求項７に記載のカメラにおいて、
前記照明制御手段は、前記判定手段により前記複数の被写体の全てが前記照射範囲に含まれると判定された場合、前記照明手段に照明光束を照射させ、
前記判定手段により前記複数の被写体のうち少なくとも一つの被写体が前記照射範囲内に含まれないと判定された場合、前記照明手段に照明光束を照射させないことを特徴とするカメラ。
撮像レンズを介して被写体像を撮像して撮像データを出力する撮像手段と、
前記撮像データに基づいてスル―画像を作成するスル―画像作成手段と、
所定の画像の特徴を表す特徴情報を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記特徴情報に基づいて、前記所定の画像に対応する対応画像を前記スル―画像から抽出する画像認識手段と、
前記画像認識手段により抽出された対応画像の撮像画面上の位置を算出する対応画像位置算出手段と、
照明光束を所定の照射角度で照射し、被写体を照明する照明手段と、
被写体距離と前記照射角度とに基づいて、前記撮像手段による撮像範囲のうち前記照明光束により照射される照射エリアを算出する照射エリア算出手段と、
対応画像位置算出手段により算出された前記対応画像の位置が前記照射エリア内に含まれるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段により前記対応画像の位置が前記照射エリア内に含まれると判定されたとき、前記照明手段に前記照明光束を照射させる照明制御手段と、
を備えることを特徴とするカメラ。