JP2016085248A - 露出演算装置 - Google Patents

Abstract

【課題】背景が抜けているシーンで、かつ撮影領域に対する主被写体の領域が少ない場合でも、主被写体を適正露出で撮影できることを可能にした露出演算装置を提供すること。
【解決手段】発光手段１０７と、複数の測光領域で構成される測光手段１１２と、発光手段１０７の予備発光（プリ発光）を測光手段１１２で測光（プリ測光）する撮像装置１００において、撮像装置１００の緯度・経度を取得する位置情報取得手段１０９と、撮像装置１００の光軸が向いている方位を検出する方位検出手段１１０とを備え、撮影時に撮像装置１００の撮影位置と撮影方向を取得し、撮影位置と撮影方向の情報から、撮像装置１００が撮影を行おうとしている背景領域に所定の反射物が無いシーンであると判定した時に、プリ測光値が所定値以下の測光領域を露出演算量の演算から除外する。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラの露出演算方法に関し、特にストロボ発光時における露出演算方法に関する。

従来、カメラのストロボを用いた露出制御において、予備発光（以降プリ発光と呼ぶ）を行い、反射光を多分割測光センサによって測光（以降プリ測光と呼ぶ）し、プリ測光結果に応じて本発光時の発光量が適性露出となるように制御を行うカメラが知られている。

撮影されるシーンの一つに、カメラの撮影領域内において、主被写体の周囲にストロボ光が反射するような障害物が無いシーン（以降、背景が抜けているシーンと呼ぶ）で撮影を行う場合がある。

このようなシーンでは、撮影領域全体のプリ測光結果で本発光時の光量を決める場合に、プリ測光結果が背景領域に影響され、本発光量が適正光量よりオーバー気味に決定され、露出オーバーとなる場合があった。これは、多分割測光センサの測光領域に対して、主被写体の占める領域が少なく、被写体が小さいシーン程、起こりやすい。

このような課題に対し、特許文献１ではカメラが取得した被写体までの距離情報を用いて、距離情報に応じて本発光の露出演算量を決める事が開示されている。

特開２００４−１０７７７０号公報

しかしながら、上述の特許文献１に開示された従来技術では、背景が抜けているシーンにおいて、カメラと主被写体までの距離情報が無いシーンや、距離情報が正確でないシーンにおいて、適正でない露出演算量で本発光量を決定してしまう場合がある。

そこで、本発明の目的は、背景が抜けているシーンで、かつ撮影領域に対する主被写体の領域が少ない場合でも、主被写体を適正露出で撮影できることを可能にした露出演算装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、
外部へ光を発光する発光手段と、
複数の測光領域で構成される測光手段と、
前記測光手段から測光出力を受け取り、各種演算を行う演算手段と、
前記発光手段の発光制御と、前記測光手段の測光制御と、前記演算手段が演算した演算結果に応じて、各ブロックの制御を行う制御手段を有し、
発光手段の予備発光（プリ発光）を測光手段で測光（プリ測光）し、
前記プリ測光結果によって、演算手段は露出演算量を演算し、制御手段は前記露出演算量に応じた制御値で、各制御ブロックを制御する撮像装置において、
撮像装置の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段と、
撮像装置の光軸が向いている方位を検出する方位検出手段と、を備え、
撮影時に、撮像装置の前記撮影位置と撮影方向を取得し、
前記撮影位置と撮影方向の情報から、撮像装置が撮影を行おうとしている背景領域に所定の反射物が無いシーンであると判定した時に、
前記プリ測光値が所定値以下の測光領域を露出演算量の演算から除外することを特徴とする。

本発明によれば、背景が抜けているシーンで、かつ撮影領域に対する主被写体の領域が少ない場合でも、主被写体を適正露出で撮影できることを可能にした露出演算装置の提供を実現できる。

図２と併せて本発明の実施形態を説明するための、デジタルカメラ１００の構成を示す図である。 測光センサと測光領域を説明する図である。 本発明の第１の実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光による撮影動作を説明するフローチャートである。 本発明の実施形態における、背景領域が抜けたシーンであるか否かを判別するための建物の探索領域を説明する図である。 本発明の第２の実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光による撮影動作を説明するフローチャートである。 本発明の第３の実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光による撮影動作を説明するフローチャートである。

以下に、本発明を実施するための形態について、添付の図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されてもよい。また、各実施の形態は適宜組み合わされることも可能である。

［第１の実施形態］
＜デジタルカメラ１００の内部構成＞
図１は本実施形態の一例であるデジタルカメラ１００の構成例を示すブロック図である。制御部１０１は、制御手段および演算手段として動作し、入力された信号や、制御用プログラムに従ってデジタルカメラ１００の各部を制御する。なお、制御部１０１が装置全体を制御する代わりに、複数のハードウェアが処理を分担することで、装置全体を制御してもよい。

撮像部１０２は、撮像部１０２に含まれるレンズで結像された被写体光を電気信号に変換し、ノイズ低減処理などを行いデジタルデータを画像データとして出力する。撮像した画像データはバッファメモリに蓄えられた後、制御部１０１にて所定の演算を行い、記録媒体１０８に記録される。

不揮発性メモリ１０３は、電気的に消去・記録可能な不揮発性のメモリであり、制御部１０１で実行される制御用プログラム等が格納される。作業用メモリ１０４は、撮像部１０２で撮像された画像データを一時的に保持するバッファメモリや、表示部１０６の画像表示用メモリ、制御部１０１の作業領域等として使用される。

操作部１０５は、ユーザがデジタルカメラ１００に対する指示をユーザから受け付けるために用いられる。操作部１０５は例えば、ユーザがデジタルカメラ１００の電源のＯＮ／ＯＦＦを指示するための電源ボタンや、撮像を指示するためのレリーズスイッチ、画像データの再生を指示するための再生ボタンなどの操作部材を含む。

なお、レリーズスイッチは、ＳＷ１およびＳＷ２を有する。レリーズスイッチが、いわゆる半押し状態となることにより、ＳＷ１がＯＮとなる。これにより、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理等の撮像準備を行うための指示を受け付ける。また、レリーズスイッチが、いわゆる全押し状態となることにより、ＳＷ２がＯＮとなる。これにより、撮像を行うための指示を受け付ける。

表示部１０６は、撮像の際のビューファインダー画像の表示、撮像した画像データの表示、対話的な操作のための文字表示などを行う。なお、表示部１０６は必ずしもデジタルカメラ１００が備える必要はない。デジタルカメラ１００は表示部１０６と接続することができ、表示部１０６の表示を制御する表示制御機能を少なくとも有していればよい。

ストロボ１０７は、発光手段として動作し、カメラの内蔵ストロボ、あるいは、非図示のアクセサリ・シューなどのＩ／Ｆ端子を介して接続される外部ストロボによって構成される。

記録媒体１０８は、撮像部１０２から出力された画像を記録することができる。記録媒体１０８は、デジタルカメラ１００に着脱可能なよう構成してもよいし、デジタルカメラ１００に内蔵されていてもよい。すなわち、デジタルカメラ１００は少なくとも記録媒体１０８にアクセスする手段を有していればよい。

位置取得部１０９は、測位処理を行う。測位処理とは、例えば、ＧＰＳ衛星から信号を受信し、受信した信号からデジタルカメラ１００の位置を示す位置情報を算出する処理である。本実施形態では、位置情報は、地図情報に対する緯度・経度の座標で表される。

具体的な取得の方法を以下に述べる。ＧＰＳ衛星から受信した信号には、いわゆるＧＰＳ時という日時情報が含まれる。この位置情報は、必要に応じて制御部１０１に提供される。なお、本実施形態では位置取得部１０９としてＧＰＳを用いる例について述べるが、位置取得部１０９はＧＰＳに限定されるものではない。例えば携帯電話の基地局といった外部装置などから位置情報を取得する装置であってもよい。あるいは、公衆無線ＬＡＮアクセスポイントから位置情報を取得する装置であってもよい。地図情報はネットワーク上の地図データを取得しても良いし、デジタルカメラ１００の不揮発性メモリ１０３または記憶媒体１０８に地図データを有していても良い。すなわち、デジタルカメラ１００は少なくとも地図データを取得する手段を有していれば良い。この位置取得部１０９は、位置取得手段の一例である。

方位検出部１１０は、方位検出手段として動作し、方位検出部は地磁気など方位取得可能なセンサなどからなる、電子式コンパスによって構成され、デジタルカメラ１００がどの方位に向いているか撮影方向の検出を行う。

角度検出部１１１は、角度検出手段として動作し、加速度センサなどからなる電子式水準器によって構成され、デジタルカメラ１００の地面に対する水平度を表すための角度や傾斜を検出する。本実施形態では、カメラの位置判定時に、前記電子式水準器から検出した、デジタルカメラ１００の光軸方向に対して垂直方向の地面に対する角度を用いる。本実施形態では、地面と光軸方向が水平な場合を０°、地面側に光軸方向が向いている場合を−θ、空側に光軸方向が向いている場合を＋θと定義する。

測光部１１２は、測光手段として動作し、例えば撮像部１０２と光学的に共役な位置に位置する測光センサであり、光学系を介してデジタルカメラ１００に入射した被写体からの反射光から、多分割された領域毎に輝度（測光値）の情報を取得し、制御部１０１に出力する。図２は、測光部１１２が備える測光センサが測光する領域の一例を示した図であり、本実施形態ではＡＥ１〜ＡＥ９の９分割された領域を測光可能である。この測光部１１２は、撮像部１０２でも代用が可能である。

＜デジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作＞
続いて、図３を用いて、本実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作について説明する。図３は実施例１におけるデジタルカメラ１００の動作を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、デジタルカメラ１００の電源がＯＮとなることに応じて開始される。

まず、ステップＳ３０１では、制御部１０１はＳＷ１がＯＮとなったか否かを判断する。ＳＷ１がＯＮとなったと制御部１０１が判断した場合、処理はステップＳ３０２に進む。ステップＳ３０２では、測光部１１２は予備発光前の定常光を測光し、測光結果を制御部１０１に出力する。

次に、ステップＳ３０３では、制御部１０１はＳＷ２がＯＮとなったか否かを判断する。ＳＷ２がＯＮとなっていないと制御部１０１が判断した場合、処理はステップＳ３０１に戻る。一方、ＳＷ２がＯＮとなったと制御部１０１が判断した場合、処理はステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、制御部１０１は、位置取得部１０９から、デジタルカメラ１００の位置情報を取得し、方位検出部１１０から撮像部１０２の光軸の方位情報を取得する。ステップＳ３０５では、制御部１０１は取得した位置情報と方位情報から背景領域に建物などの反射物の無いシーン（以降、背景が抜けているシーンと定義する）であるか判別を行う。

背景が抜けているシーンか否かの判別方法について図４を用いて説明する。図４が示すように、撮像部１０２の光軸方向に対して、あらかじめ不揮発性メモリ１０３に格納されていた所定の探索範囲内に、建物があるか否かを判別する。探索範囲は、デジタルカメラ１００に装着されたレンズのズーム位置に応じて可変であり、図４のように、ズーム位置が広角になるほど探索範囲を広く持つ事を特徴とする。探索の結果、制御部１０１は探索範囲内に建物が無いと判別した場合、処理はステップＳ３０６へ進む。

一方、ステップＳ３０５で、制御部１０１は探索範囲内に建物があると判別した場合、処理はステップＳ３０７へ進む。ステップＳ３０６では、制御部１０１は、後述するプリ発光測光結果において背景領域と判定するための閾値を設定する。本実施例において、この閾値をＥｖ５とする。

ステップＳ３０７では、探索範囲内に建物があると判定したため、背景が抜けたシーンでないと制御１０１は判定し、この閾値はプリ測光結果ではありえない低輝度、例えばＥｖ−２０等に閾値を設定し、本閾値で背景領域と誤って判定しないようにする。

ステップＳ３０８では、ストロボ１０７は被写界に対して一定の光量（例えば、フル発光の１／２０のエネルギー量）でプリ発光を行う。測光部１１２は、プリ発光により被写体に照射されたストロボ光の反射光を測光（プリ発光測光）し、測光結果を制御部１０１に出力する。

次に、ステップＳ３０９では、制御部１０１は測光センサの各領域のプリ発光測光結果から、背景領域閾値を下回る領域が存在するか判定を行う。測光センサの各領域のプリ発光測光結果から、背景領域閾値を下回る領域（例えば、ＥＶ１）が存在する場合、ステップＳ３１０で、制御部１０１は該当する領域を後述する露出演算を行う領域から除外する。

次にステップＳ３１１では、制御部１０１は本発光量を演算する。ステップＳ３０２で測光したプリ発光前の定常光の測光値と、ステップＳ３０８で測光した予備発光時の測光地との差分を算出し、実際にストロボ光で照明された被写体の真の明るさを算出する処理が行われる。制御部１０１は、演算結果に基づいて主被写体への照明に最適な、ストロボ１０７の本発光量を決定する。

次に、ステップＳ３１２では、ステップＳ３１１で決定した本発光量で、ストロボ１０７が本発光を行い、同時に制御部１０１は撮像動作を行う。続くステップＳ３１３では、制御部１０１は、ステップＳ３１２で取得した画像を記録媒体１０８に記録する。

ステップＳ３１４では、制御部１０１は、他のモードに遷移する指示を受け付けたか否かを判断する。例えば、操作部１０５に含まれる再生ボタンの押下が検知された場合、制御部１０１は再生モードに遷移する指示を受け付けたと判断する。他のモードに遷移する指示を受け付けていないと制御部１０１が判断した場合、処理はステップＳ３０１に戻る。一方、他のモードに遷移する指示を受け付けたと制御部１０１が判断した場合、処理を終了する。

以上が、本実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作の説明である。

上述したように、本実施形態では、背景が抜けているようなシーンにおいても、本発光の露出演算時に背景領域と判定した測光領域を除外する事で、本発光量が背景領域の影響を受けず、適切な露出で主被写体を撮影することができる。

本実施例ではステップＳ３０７のように処理し、背景領域であると誤判定しないようにしたが、同等の処理として、ステップＳ３０５で制御部１０１が、探索範囲内に建物が存在すると判定した場合、ステップＳ３９及びＳ３１０の処理を飛ばしても良い。

［第２の実施形態］
第１の実施形態では、デジタルカメラ１００の位置と光軸方向の方位のみを考慮した例について述べてきた。しかしながら、デジタルカメラ１００の光軸方向の方位と地面に対する向きによって、撮影シーンが異なる事が考えられる。そこで、本実施形態では、デジタルカメラ１００の光軸方向の地面に対する向きを考慮して、背景が抜けているシーンか否かを判定する例について述べる。なお、本実施形態では、第１の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態に特有の部分を中心に説明する。

図５は第２の実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作を示すフローチャートである。ステップＳ５０１〜Ｓ５０３、ステップＳ５０６〜Ｓ５１４では、図３のステップＳ３０１〜Ｓ３０３、ステップＳ３０６〜Ｓ３１４と同様の処理が実行される。

ステップＳ５０４では、制御部１０１は、位置取得部１０９から、デジタルカメラ１００の位置情報を取得し、方位検出部１１０から撮像部１０２の光軸の方位情報を取得し、角度検出部１１１からデジタルカメラ１００の光軸の垂直方向の地面に対する角度を取得する。

ステップＳ５０５では、制御部１０１は取得した位置情報と方位情報と向き情報から背景領域に建物などの反射物の無いシーン（以降、背景が抜けているシーンと定義する）であるか判別を行う。

さらに制御部１０１は、撮像部１０２の光軸方向の地面に対する角度θが所定の範囲（例：−３０°＜θ）であると判別する。所定の範囲内であると制御部１０１が判別した場合は、図３のステップＳ３０５と同様の処理が実行される。所定の範囲内でないと制御部１０１が判別した場合、デジタルカメラ１００は地面を向いて撮影している可能性が高いため、背景が抜けているシーンではないと判別し、ステップＳ５０７へ進む。

以上が、本実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作の説明である。

上述したように、本実施形態では、背景が抜けているようなシーンにおいても、本発光の露出演算時に背景領域と判定した測光領域を除外する事で、本発光量が背景領域の影響を受けず、適切な露出で主被写体を撮影する事ができる。さらに、地面を向いて撮影するようなシーンも適切に判定し、背景が抜けているシーンであると誤って検出しないようにすることができる。

［第３の実施形態］
第２の実施形態では、デジタルカメラ１００の位置と光軸方向の方位と地面に対する向きを考慮した例について述べてきた。しかしながら、背景領域に建物が存在しない場合においても、木や自転車など、位置情報に含まれないものも撮影する場合がある。そこで、本実施形態では、位置情報に含まれないものも撮影する例について述べる。なお、本実施形態では、第２の実施形態と共通する部分については説明を省略し、本実施形態に特有の部分を中心に説明する。

図６は第３の実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作を示すフローチャートである。ステップＳ６０１〜Ｓ６０８、ステップＳ６１０〜Ｓ６１４では、図５のＳ５０１〜Ｓ５０８、ステップＳ５１０〜Ｓ５１４と同様の処理が実行される。

ステップＳ６０９では、制御部１０１は、測光センサの各領域のプリ発光測光結果から、背景領域閾値を越える領域が所定数（本実施例では４つ以上とする）存在するか判定する。背景領域閾値を越える領域が４つ以上存在すると制御部１０１が判定した場合、背景領域閾値を下回る領域が存在しても、露出演算から除外しないようにするために、ステップＳ６１１へ進む。一方、背景領域閾値を越える領域が４つ未満の場合は、ステップＳ６１０へ進む。

以上が、本実施形態におけるデジタルカメラ１００のストロボ発光を伴う撮影動作の説明である。

上述したように、本実施形態では、背景が抜けているようなシーンにおいても、本発光の露出演算時に背景領域を除外する事で、本発光量が背景領域の影響を受けず、適切な露出で主被写体を撮影する事ができる。さらに、地面を向いて撮影するようなシーンも適切に判定し、背景が抜けているシーンと誤検出しないようにすることができる。さらに、測光センサの各領域のプリ発光測光結果から背景領域閾値を越える領域が所定の数以上存在するか否か判定する事により、位置情報で表現されない被写体（自転車、木など）を誤って露出演算から除外して、アンダー露出となる事を防ぐ事ができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

カメラの位置情報と撮影方向情報の取得はＳＷ２オン後に行ったが、位置情報の取得等が間に合わない構成の場合は、ＳＷ１オン後に行っても良い。また、装着しているレンズのズーム位置に応じて、背景領域と判定するプリ発光測光の閾値を変更しても良い。たとえば、ズーム位置が望遠側程、判定する閾値を低くする。望遠側の場合は、遠い場所の被写体を撮影している場合や、ポートレートなど主被写体との距離が近く主被写体の撮影領域に占める割合が多いため、背景領域として除外しないようにした方が良いためである。

１００ デジタルカメラ、１０１ 制御部、１０２ 撮像部、１０３ 不揮発性メモリ、
１０４ 作業用メモリ、１０５ 操作部、１０６ 表示部、１０７ ストロボ、
１０８ 記憶媒体、１０９ 位置取得部、１１０ 方位検出部、１１１ 角度検出部、
１１２ 測光部

Claims (3)

1. 外部へ光を発光する発光手段（１０７）と、
   複数の測光領域で構成される測光手段（１１２）と、
   前記測光手段（１１２）から測光出力を受け取り、各種演算を行う演算手段（１０１）と、
   前記発光手段（１０７）の発光制御と、前記測光手段（１１２）の測光制御と、前記演算手段（１０１）が演算した演算結果に応じて、各ブロックの制御を行う制御手段（１０１）を有し、
   発光手段（１０７）の予備発光（プリ発光）を測光手段（１１２）で測光（プリ測光）し、
   前記プリ測光結果によって、演算手段（１０１）は露出演算量を演算し、制御手段（１０１）は前記露出演算量に応じた制御値で、各制御ブロックを制御する撮像装置（１００）において、
   撮像装置（１００）の位置を示す位置情報を取得する位置情報取得手段（１０９）と、
   撮像装置（１００）の光軸が向いている方位を検出する方位検出手段（１１０）と、を備え、
   撮影時に、撮像装置の前記撮影位置と撮影方向を取得し、
   前記撮影位置と撮影方向の情報から、撮像装置が撮影を行おうとしている背景領域に所定の反射物が無いシーンであると判定した時に、
   前記プリ測光値が所定値以下の測光領域を露出演算量の演算から除外することを特徴とする撮像装置（１００）。
2. 撮像装置（１００）の光軸の地面に対する角度を検出する角度検出手段（１１１）を有し、前記角度検出手段（１１１）によって、撮像装置（１００）の地面に対する角度が所定の角度の範囲であると判定した場合は、撮像装置（１００）が撮影を行おうとしている背景領域に所定の反射物が無いシーンであるかの判定を行わないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置（１００）。
3. 前記プリ測光値が所定値以上の領域が、全測光領域に対して所定の割合を下回る場合に、撮像装置（１００）が撮影を行おうとしている背景領域に所定の反射物が無いシーンであるかの判定結果に応じた露出演算を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置（１００）。