JP2014143645A - 撮像装置及び撮像プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体の状況に合わせて好適な状態で照明光を照射した撮影が可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】本発明の撮像装置１は、撮像部３と、プリ発光及び本発光が可能な発光部４と、複数の領域に分割された分割測光領域を有し、各分割測光領域において、対応する被写体領域のプリ発光前測光値とプリ発光時測光値とを取得する測光部５と、それらの差分値を分割測光領域ごとに演算する制御部６と、を備え、制御部６は、分割測光領域ごとに得られた差分値を閾値と比較し、分割測光領域を差分値が閾値以上の第１領域と差分値が閾値より小さい第２領域とに分類し、第１領域の全領域に対する占有割合が大きい第１の場合、発光部４を本発光させ、被写体の撮影を撮像部３に実行させ、占有割合が、小さい第２の場合、発光部４を本発光させずに露光量が大きくなるように調整して被写体の撮影を撮像部３に実行させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、撮像装置及び撮像プログラムに関するものである。

暗いシーンにおいて、被写体に照明光を照射して撮影する技術がある。このような照明光を用いる撮影において、主要被写体と背景に距離差がある場合、主要被写体を適切な露光量に調整すると、背景が黒くつぶれ、意図する写真と異なる写真となることがある。
この問題を解決するためにスローシンクロという技術がある。スローシンクロは、背景の明るさを調整するために露光時間を延ばすが、露光時間が長いと、手ブレや被写体ぶれを引き起こしてしまう場合がある。

そこで、照明光を照射して撮影した画像と、照明光を照射せずに手ブレしない程度の露光時間で撮影した複数枚の画像を合成する技術がある（特許文献１参照）。
これは、ブレを抑えるために短時間の露光を繰り返し、照明光を照射せずに撮影した画像を、位置合わせ技術を用いて合成し、ブレ、ノイズを抑えた背景と、照明光を照射して適切露出で撮影した主要被写体を合成することで、主要被写体と背景の両方を適切な露出で再現する方法である。

特開２００７−２８８２３５号公報

しかしながら、特許文献１の発明のように画像を合成する方法では、撮影中に被写体が動くと、２重に写ったり、消えたりする問題がある。また、照明光が強く当たっている主要被写体と合成により作られた背景の境界に不自然さが残る場合もある。さらに、照明光を照射して撮影した画像と照明光を照射しないで撮影された画像では、信号処理方法が異なる。このため、位置合わせ技術の適応が難しく、合成による不具合などが発生する問題がある。

本発明は、上記問題に鑑み、被写体の状況に合わせて好適な状態で照明光を照射した撮影が可能な撮像装置及び撮像プログラムを提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。
請求項１に記載の発明は、被写体を撮像する撮像部と、前記被写体に対してプリ発光及び本発光が可能な発光部と、複数の領域に分割された分割測光領域を有し、該分割測光領域のそれぞれにおいて、対応する被写体領域のプリ発光前測光値とプリ発光時測光値とを取得する測光部と、前記プリ発光前測光値と前記プリ発光時測光値との差分値を前記分割測光領域ごとに演算する制御部と、を備え、前記制御部は、前記分割測光領域ごとに得られた前記差分値を閾値と比較することにより前記分割測光領域を前記差分値が前記閾値以上の第１領域と前記差分値が閾値より小さい第２領域とに分類し、前記第１領域の全領域に対する占有割合が所定の割合以上の第１の場合、前記発光部を本発光させるともに、被写体の撮影を前記撮像部に実行させ、前記占有割合が、前記割合より小さい第２の場合、前記発光部を本発光させずに露光量が大きくなるように調整して被写体の撮影を前記撮像部に実行させること、を特徴とする撮像装置である。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置であって、前記制御部は、前記差分値の分布が前記プリ発光前測光値の分布と類似している第３の場合、前記発光部を本発光させずに、前記撮像部により被写体の撮影を行わせること、を特徴とする撮像装置である。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の撮像装置であって、前記制御部は、前記第１の場合、前記被写体の前記撮像部からの距離に応じて、前記本発光の発光量を変更すること、を特徴とする撮像装置である。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置であって、前記制御部は、前記撮像部の感度を上げるか又は絞り値を小さくすることにより前記露光量の調整を行うこと、を特徴とする撮像装置である。
請求項５に記載の発明は、被写体を撮像する撮像部と、前記被写体に対してプリ発光及び本発光が可能な発光部と、複数の領域に分割された分割測光領域を有し、該分割測光領域のそれぞれにおいて、対応する被写体領域のプリ発光前測光値とプリ発光時測光値とを取得する測光部と、前記プリ発光前測光値と前記プリ発光時測光値との差分値を前記分割測光領域ごとに演算する制御部と、を備える撮像装置に、撮影を指示可能なコンピュータに、前記分割測光領域ごとに得られた前記差分値を閾値と比較することにより前記分割測光領域を前記差分値が前記閾値以上の第１領域と前記差分値が閾値より小さい第２領域とに分類し、前記第１領域の全領域に対する占有割合が所定の割合以上の第１の場合、前記発光部を本発光させるともに、被写体の撮影を前記撮像部に実行させ、前記占有割合が、前記割合より小さい第２の場合、前記発光部を本発光させずに露光量が大きくなるように調整して被写体の撮影を前記撮像部に実行させる処理を行わせること、を特徴とする撮像プログラムである。
なお、上記構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。

本発明によれば、被写体の状況に合わせて好適な状態で照明光を照射した撮影が可能な撮像装置及び撮像プログラムを提供することができる。

本実施形態のデジタルカメラの概略的な機能構成を示すブロック図である。 本実施形態のデジタルカメラの動作を示すフローチャートである。

図１は、本実施形態のデジタルカメラ１の概略的な機能構成を示すブロック図である。
デジタルカメラ１は、レンズ鏡筒２、撮影素子３、発光部４、測光部５、制御部６、画像処理部７及びレリーズボタン８を備える。

レンズ鏡筒２は、焦点調節可能な撮影光学系（図示せず）を備え、被写体からの光束を撮像部３上に結像する。本実施形態においてレンズ鏡筒２は、カメラ１に対して着脱不能として図示したが、これに限定されず着脱可能であってもよい。

撮像部３は、公知のＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子を備え、撮影光学系を介した撮影光束を受光し、受光信号を出力する。撮像部３から出力された受光信号は、測光部５へと出力される。

発光部４は、公知のキセノン管などで構成されている。発光部４は、プリ発光可能及び本発光可能であり、プリ発光時の測光部５の出力に基づいて、調光制御される。なお、プリ発光とは、本明細書において本発光時の発光量および露光量を決定するために行われる予備的な発光をいう。

測光部５は、被写体からの撮影光束を受光した撮像部３から受光信号を受け取り、測光値を求める（測光する）ものである。測光部５の測光領域は分割されており、測光値は分割測光領域ごとに求められる。そして、測光部５は、発光部４が発光していない状態の定常光（プリ発光前測光値）、発光部４がプリ発光した際の被写体からの反射光（プリ発光時測光値）を測光する。

制御部６は、プリ発光前測光値、プリ発光時測光値、及びそれらの差分値により、被写体の状態を判定する。この判定については後述する。そして制御部６は、測光部５の判定結果に基づいて調光量を決定し、発光部４を制御する。また、撮影環境の明るさ（測光値）に適した露出制御を行う。

露出制御された状態で撮像部３から出力された受光信号は、画像処理部７へ出力され、ホワイトバランスやガンマ補正、圧縮等の公知の画像処理を行った後、記憶媒体へ記憶される。

次に、制御部６での判定について説明する。
測光部５は、上述のように、プリ発光直前における、発光部４が発光していない状態の定常光（プリ発光前測光値）、発光部４がプリ発光した際の被写体からの反射光（プリ発光時測光値）を測光する。
制御部６は、プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値を求める。この差分値も、分割測光領域ごとに求められる。そして制御部６は、プリ発光前測光値、プリ発光時測光値、及び差分値から、プリ発光の照明光が撮影画角内のどのような範囲にどの程度届いているか判定する。

被写体の状況の判断は、以下のように行う。
１）プリ発光前測光値と差分値との光量分布の形の類似に基づく被写体状況判断
プリ発光前測光値及びプリ発光時測光値は、分割測光領域ごとの、光量に応じた数値の配列として表される。また、その差分値も分割測光領域ごとの、数値の配列として表される。プリ発光前測光値と差分値との光量分布の形が類似しているとは、その数値の配列に相関があることである。相関があるとは、例えば、分割測光領域中において、他の領域に比べて数値が大きい領域が同じ領域である、ということである。

このように、プリ発光前測光値と差分値との光量分布の形が類似する状況は、一例として照明光を照射しなくても、主要被写体に光が当たっているような場合である。これは、例えば、スポットライトが当たっている場合や昼間の撮影の場合が考えられる。
この場合、発光部４を発光させない撮影が適する。このような状況下で発光してしまうと、背景がより黒つぶれする可能性があるからである。

２）プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値の大きさに基づく被写体状況判断
２−１）測光部５の全領域中の特定の分割測光領域において、プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値がある値以上の場合、その領域には発光部４からの照明光が届いていると判断する。そして、全領域に照明光が届いている場合には、被写体及び背景がカメラ１から近い位置にあると判断できる。
上記判断基準に従い被写体と背景とが近いと判断した場合は、発光部４を発光させた撮影を行う。発光部４を発光させて撮影することで、カメラ１の感度を上げず、露光時間を抑え、ブレやノイズの少ない画像を得ることができる。
さらに、上記判断基準に従い背景が十分に明るいと判断した場合、発光量を多くすることで、被写体と背景のバランスを調整する。感度を低く制御しても、露光時間は短くすることが出来るため、ブレを抑えた上で露出のバランスを調整できる。

２−２）逆に、全領域中の特定の分割測光領域において、プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値がある値より小さい場合、その領域には発光部４からの照明光が届いていないと判断する。そして、照明光が届いていない領域が多い場合には、背景が、抜けている（背景が遠方である）と判断できる。
上記判断基準に従い、背景が抜けていると判断した場合は、背景が映るように（黒飛びしていない状態に）制御する。この際は、カメラ１の感度を上げる、絞りを開く等を行い、露光時間が長くなって手ブレが発生することがないようにする。

次に、上記被写体状況判断に基づく本実施形態のデジタルカメラ１の動作を説明する。図２は、本実施形態のデジタルカメラ１の動作を示すフローチャートである。

まず、ステップ１（Ｓ１）にて、デジタルカメラ１は、レリーズボタン８が全押しされたか否かの判定を行う。
デジタルカメラ１は、レリーズボタン８が全押しされたと判定した場合（Ｓ１，Ｙｅｓ）、ステップ２（Ｓ２）へ移行する。

ステップ２（Ｓ２）にて、測光部５は、被写体の撮影直前の明るさを分割測光領域ごとに測光し、プリ発光前測光値を得る。

ステップ３（Ｓ３）にて、発光部４は、プリ発光を行い、測光部５は、プリ発光時の被写体の反射光を分割測光領域ごとに測光し、プリ発光時測光値を得る。

ステップ４（Ｓ４）にて、制御部６は、分割測光領域ごとに、プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値を求める。

ステップ５（Ｓ５）にて、制御部６は、プリ発光前測光値と差分値との光量分布の形が類似しているか否かを判定する。類似している場合（Ｓ５，Ｙｅｓ）はステップ６（Ｓ６）へと移行する。

ステップ６（Ｓ６）にて、撮像部３は、照明光の発光なしで撮影を行う。
これにより、すでに明るい被写体に照明光を当てることなく撮影できる。ステップ１（Ｓ１）０の画像処理へと移行する。

ステップ５（Ｓ５）において、プリ発光前測光値と差分値との光量分布の形が類似していないと判定した場合（Ｓ５，Ｎｏ）はＳ７へと移行する。

ステップ７（Ｓ７）にて、制御部６は、差分値のそれぞれの値を、所定の閾値と比較し、差分値が閾値以上の第１領域と、差分値が閾値より小さい第２領域とに分類する。そして第１領域が全領域に対して占める占有割合が所定の割合以上の第１の場合（Ｓ７，Ｙｅｓ）、ステップ８（Ｓ８）へと移行する。

ステップ８（Ｓ８）にて、デジタルカメラ１は、発光量を大きく制御して撮影を行う。これにより、ブレ、ノイズの少ない画像を得る。次いでステップ１０（Ｓ１０）へと移行する。

ステップ７（Ｓ７）にて第１領域が全領域に対して占める占有割合が所定の割合より小さい第２の場合（Ｓ７，Ｎｏ）、Ｓ９へと移行する。

ステップ９（Ｓ９）にて、制御部６は、背景部分に対応するプリ発光前測光値に基づいて背景の明るさを適切にする露光量を決定する。このとき、手ブレ防止のためにＴｖ値（シャッタースピード）、Ａｖ値（絞り値）は所定範囲に制限されるので、適切な露光量を所定範囲内において確保できない場合、Ｓｖ値（感度）を高くするように露出制御値を決定する。これにより所望の露光量を確保する。

さらに、反射光ありと判断された領域を主要被写体領域とする。主要被写体領域に対応するプリ発光前測光値及び差分値３に基づいて、主要被写体領域が適切な明るさになるように調光を行う。

ステップ１０（Ｓ１０）にて、撮影で得られた、画像信号データに対して、画像処理を行うとともに、画像処理を行った画像を記録媒体に記録する。

以上、本実施形態によると、以下の効果を有する。
１）プリ発光前測光値と差分値との光量分布の形が類似している場合、すなわち、照明光を照射しなくても、主要被写体に光が当たっているような場合、発光部４を発光させないで撮影を行うので、背景がより黒つぶれする可能性が低減される。

２）測光部５の全領域中の特定の分割測光領域において、プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値がある値以上の場合、その領域には発光部４からの照明光が届いていると判断する。そして、全領域に照明光が届いている場合には、被写体及び背景がカメラ１から近い位置にあると判断し、発光部４を発光させた撮影を行う。発光部４を発光させて撮影することで、カメラ１の感度を上げず、露光時間を抑え、ブレやノイズの少ない画像を得ることができる。

３）また、全領域中の特定の分割測光領域において、プリ発光前測光値とプリ発光時測光値との差分値がある値より小さい場合、その領域には発光部４からの照明光が届いていないと判断する。そして、照明光が届いていない領域が多い場合には、背景が、抜けている（背景が遠方である）と判断し、背景が映るように（黒飛びしていない状態に）制御する。この際は、カメラ１の感度を上げる、絞りを開く等を行い、露光時間が長くなって手ブレが発生することがないようにする。

４）このように、本実施形態によれば、背景と主要被写体の露光バランスを最適なものにする際に、ブレや画像不具合を抑えることができる。なお、背景を明るく映したい場合にのみ感度を上げるよう制御しているため、画像のノイズなどを最小限に抑えることが出来る。

（変形形態）
以上、説明した実施形態に限定されることなく、以下に示すような種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明の範囲内である。
（１）本実施形態では、本実施形態においてレンズ鏡筒２は、カメラ１に対して着脱不能として図示したが、これに限定されず着脱可能であってもよい。
（２）また、本実施形態では、撮像部より測光部に信号が送られる例について説明したが、これに限らず、レンズ鏡筒から入射した光を、測光部が直接測光するものであってもよい。
なお、実施形態及び変形形態は、適宜組み合わせて用いることもできるが、詳細な説明は省略する。また、本発明は以上説明した実施形態によって限定されることはない。

１：デジタルカメラ、２：レンズ鏡筒、３：撮像部、３：撮影素子、４：発光部、５：測光部、６：制御部、７：画像処理部

Claims (5)

1. 被写体を撮像する撮像部と、
   前記被写体に対してプリ発光及び本発光が可能な発光部と、
   複数の領域に分割された分割測光領域を有し、該分割測光領域のそれぞれにおいて、対応する被写体領域のプリ発光前測光値とプリ発光時測光値とを取得する測光部と、
   前記プリ発光前測光値と前記プリ発光時測光値との差分値を前記分割測光領域ごとに演算する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記分割測光領域ごとに得られた前記差分値を閾値と比較することにより前記分割測光領域を前記差分値が前記閾値以上の第１領域と前記差分値が閾値より小さい第２領域とに分類し、
   前記第１領域の全領域に対する占有割合が所定の割合以上の第１の場合、前記発光部を本発光させるともに、被写体の撮影を前記撮像部に実行させ、
   前記占有割合が、前記割合より小さい第２の場合、前記発光部を本発光させずに露光量が大きくなるように調整して被写体の撮影を前記撮像部に実行させること、
   を特徴とする撮像装置。
2. 請求項１に記載の撮像装置であって、
   前記制御部は、
   前記差分値の分布が
   前記プリ発光前測光値の分布と類似している第３の場合、
   前記発光部を本発光させずに、前記撮像部により被写体の撮影を行わせること、
   を特徴とする撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置であって、
   前記制御部は、前記第１の場合、前記被写体の前記撮像部からの距離に応じて、前記本発光の発光量を変更すること、
   を特徴とする撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置であって、
   前記制御部は、前記撮像部の感度を上げるか又は絞り値を小さくすることにより前記露光量の調整を行うこと、
   を特徴とする撮像装置。
5. 被写体を撮像する撮像部と、
   前記被写体に対してプリ発光及び本発光が可能な発光部と、
   複数の領域に分割された分割測光領域を有し、該分割測光領域のそれぞれにおいて、対応する被写体領域のプリ発光前測光値とプリ発光時測光値とを取得する測光部と、
   前記プリ発光前測光値と前記プリ発光時測光値との差分値を前記分割測光領域ごとに演算する制御部と、を備える撮像装置に、撮影を指示可能なコンピュータに、
   前記分割測光領域ごとに得られた前記差分値を閾値と比較することにより前記分割測光領域を前記差分値が前記閾値以上の第１領域と前記差分値が閾値より小さい第２領域とに分類し、
   前記第１領域の全領域に対する占有割合が所定の割合以上の第１の場合、前記発光部を本発光させるともに、被写体の撮影を前記撮像部に実行させ、
   前記占有割合が、前記割合より小さい第２の場合、前記発光部を本発光させずに露光量が大きくなるように調整して被写体の撮影を前記撮像部に実行させる処理を行わせること、
   を特徴とする撮像プログラム。

Images