JP2016197791A - 撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 従来は、被写体までの距離に拘わらず画像全体にわたってゼブラが表示されることになり、露出調整の操作性、視認性を低下させることになっていた。【解決手段】 撮像手段と該撮像手段による撮像画像をライブビュー表示する表示手段を備え、前記表示手段が前記撮像画像における所定値以上の輝度を有する領域に白飛び領域であることを示す特定表示を行うことで、撮像時の露出調整を補助する撮像装置であって、前記撮像画像における各々の被写体の距離情報を取得する取得手段を備え、前記表示手段は、前記距離情報に基づいて、所定の距離範囲に含まれる被写体にのみ前記特定表示を行う。【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置および撮像方法に関し、更には撮像時の露出調整を補助する技術に関する。

近年、自動露出調整（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：ＡＥ）技術の進歩によって、デジタルビデオカメラやデジタルカメラなどの撮像装置の露出調整には主にＡＥが用いられている。しかし、意図的に被写体が明るくまたは暗くなるように露出を調整したい場合や、ＡＥでは露出調整が困難な撮影条件下での撮影では、手動露出調整技術が用いられる。

撮影者は、撮像装置に搭載された表示装置で露出の程度を確認しながら手動露出調整するが、小型の撮像装置では表示装置のサイズや表示可能画素数も小さく、また色再現性能も低い場合があり、精度の高い露出調整が困難な場合があった。

そこで、撮影者が露出の程度を確認するための補助表示方法が考案されている。例えば、表示画像の一部分を拡大して表示する方法や、表示画像のうちで指定した輝度値範囲にある箇所に対して縞模様を重畳表示するゼブラ表示と呼ばれる方法などが一般的である。

また、ゼブラ表示の視認性向上のため、輝度値の大きさに応じてゼブラ表示に着色する方法が特許文献１で提案されている。

特開２００９−１３０４６４号公報

しかしながら、従来技術は、撮像装置から被写体までの距離には依存せずにゼブラ表示を行っているので、撮像装置からの距離が近い被写体を対象として手動露出調整を行う場合も、表示装置には撮像装置から遠い被写体に対してもゼブラ表示される場合がある。従って、被写体までの距離に拘わらず画像全体にわたってゼブラが表示されることになり、露出調整の操作性や視認性を低下させることになっていた。

上記の課題を解決するために、本発明の一実施態様は、撮像手段と該撮像手段による撮像画像をライブビュー表示する表示手段を備え、前記表示手段が前記撮像画像における所定値以上の輝度を有する領域に白飛び領域であることを示す特定表示を行うことで、撮像時の露出調整を補助する撮像装置であって、前記撮像画像における各々の被写体の距離情報を取得する取得手段を備え、前記表示手段は、前記距離情報に基づいて、所定の距離範囲に含まれる被写体にのみ前記特定表示を行う。

本発明によれば、露出調整の操作性や視認性を向上させることが可能である。

本発明の構成を示すブロック図であり、図１（１）は撮像装置に表示装置が搭載されている構成例を、図１（２）は表示装置が撮像装置と分離されている構成例を示した図である。 被写体の距離と表示画像の例を示した図である。 本発明の動作タイミングチャート例を示した図であり、図３（１）は実施形態１の場合を、図３（２）は実施形態２の場合を示している。 実施形態２の被写体を追尾した場合における被写体の距離と表示画像の例を示した図である。 実施形態３の被写体の距離と表示画像の例を示した図である。 撮像素子の画素配列の例を示した図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。

（実施形態１）
本発明の実施形態１は、ライブビュー表示の撮像画像に、被写体の距離情報を用いて生成したゼブラ画像を補助情報として画像に重畳して表示しながら手動露出調整する場合を例として説明する。

まず、実施形態１の機能構成ブロック図である図１（１）の各ブロック動作を説明する。

撮像センサー部１０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの撮像素子であり、撮影レンズ群１００で入射光量や合焦の調節を行い、結像された撮影画像を光電変換して、さらにアナログ・デジタル変換したデジタル信号を出力する。撮像素子の各画素には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の何れかのカラーフィルタが、所定の配列、例えば図６に示すように、画素毎にモザイク状に配置されている。つまり、４画素につき赤１画素、青１画素、緑２画素を１セットにして規則的に並べられた構造となっている。このような画素の配置は一般にベイヤー配列と呼ばれる。図６（１）は１つの画素が１つの領域で構成される場合を、図６（２）は１つの画素が２つの領域（ＡとＢ）で構成される場合の例を示している。本実施形態では、図６（２）の構造の撮像センサー（分割画素センサー）を採用した例を説明する。

図６（２）の構造の撮像センサーを採用した撮像センサー部１０１の構造の一例を図６（３）に示す。Ａ像用受光素子は、撮像レンズのＡ像領域を通過した光を受光し、Ｂ像用受光素子は、撮像レンズのＢ像領域を通過した光を受光する。同一撮像レンズのＡ像とＢ像を一つのマイクロレンズを通して分割画素で受光することにより、視差のある２つの画像信号を取得することが可能である。

撮像センサー部１０１によって変換された電気信号は、図６（３）に示すＡ領域とＢ領域から各々得られた画像情報を加算したベイヤー画像情報として現像処理部１０２に送信する。また、距離情報取得部１０４で、Ａ領域とＢ領域から得られた視差情報から被写体の距離を算出する。

現像処理部１０２は、ベイヤー画像信号を受信し、まずＲＧＢのオフセット調整、ゲイン調整、ガンマ補正処理を行う。ガンマ補正は、撮像センサー部１０１やレンズ群１００などの特性を考慮して、撮像装置に応じた、或いはユーザーが所望する記録画像を生成するための特性で処理する。ガンマ補正値を変えることによって、ＴＶモニターで表示するための記録画像の生成や、映画フィルムの質感や階調を再現した記録画像の生成が可能である。次に、ＲＧＢの画像信号を輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）に変換して出力する。また、現像処理部１０２は、レンズの歪曲収差の補正処理、撮像装置の防振処理、ノイズリダクション処理などの処理を行ってもよい。

認識部１０５は、画像情報中の被写体情報を検出して、被写体を認識する機能を有する。例えば、認識部１０５は、画像情報によって表される画像から主被写体となる人物の顔を検出し、顔の位置を示す情報を出力するとともに、さらに顔などの特徴情報に基づいて特定被写体である人物の認証などを行う。また、距離情報取得部１０４から画像内に位置する各被写体の距離情報を取得することによって、距離情報を持つ検出被写体情報を生成する。

なお、認識部１０５は、画像内に複数の被写体が存在する場合は、複数の被写体から特徴情報に基づいて主被写体を選択するようにしてもよい。

指定輝度範囲検出部１０６は、現像処理部１０２からの画像情報に基づいて、輝度値がシステム制御部１１０で指定した輝度値範囲に含まれる画素を検出する。指定輝度範囲検出部１０６による検出対象は、画像情報全体としてもよいし、認識部１０５からの検出被写体情報によって画像情報内を部分的に検出対象と指定することも可能である。

ゼブラ重畳部１０７は、指定輝度範囲検出部１０６で検出した画像範囲に対して縞模様のゼブラ画像を重畳して表示する。ここで、上述の輝度値範囲を画素に白飛びが生じるような所定値以上の輝度値の範囲とすることで、画像内の白飛びしている領域にゼブラ表示を重畳して表示できることになる。上記の輝度値範囲は例示であり、これに限定されず検出する目的に応じて種々設定することができる。

手動露出調整は、撮影者が入力操作部１０９を用いてシャッタースピードと絞り値の設定値を入力して指示し、その指示に応じて、レンズ制御部１１２とセンサー制御部１０３がシャッタースピードと入射光量の調整制御を行う。

以上の構成により、により撮像装置が構成されている。

次に、本実施形態の特徴であるブロック構成に関して、図３（１）の動作タイミングチャートに従いながら説明する。

ステップＳ３００で撮影を開始する。

ステップＳ３０１でゼブラ画像を表示するかどうかを選択し、ゼブラ表示する場合は、ステップＳ３０２で指定した輝度範囲に輝度値が含まれる画素領域を検出して、検出した領域に対して図２（２）に示すようにゼブラ画像を画像に重畳して表示する。図２（２）は被写体が４個（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）あり、画面全体に対してゼブラ表示している。ゼブラ表示しない場合は、ステップＳ３０６でゼブラ表示の無い画像のみを表示装置で観測しながらシャッタースピードと絞り値調整機構を操作することによって、レンズ制御部１１２がレンズ群１００を調節し、手動露出調整を行う。

次に、ステップＳ３０３でゼブラ表示の距離範囲を指定するかどうかを選択し、距離範囲を指定する場合はステップＳ３０４で図２（１）に示す複数の距離範囲からゼブラ表示の対象となる距離範囲を選択する。

距離範囲の選択は、入力操作部１０９から距離情報として設定する方法や、表示装置１０８に表示された画像内の被写体指定によって選択する方法などを用いることができる。例えば、距離範囲１を選択した場合は、図２（３）に示すように距離範囲１内に存在する被写体Ａ周辺のみを対象としてゼブラ表示する。距離範囲２を選択した場合は、図２（４）に示すように距離範囲２内に存在する被写体ＡとＤの周辺のみを対象としてゼブラ表示する。入力操作部１０９或いは表示装置１が距離範囲の選択手段として機能する。

なお、距離範囲の選択は１つの距離範囲の選択に限らず、複数の距離範囲を選択してもよい。複数の距離範囲を選択した場合は、距離範囲ごとに異なる色でゼブラ表示することで、どの距離範囲で被写体に白飛びが生じているのかを把握することができる。さらになお、距離範囲ごとに特定表示の模様パターンを異ならせることでも同一の効果を得ることが可能である。この点に関しては、後述する実施形態３にて詳細に説明する。

ステップＳ３０５で、撮影者は表示されたゼブラ表示画像を観測しながら、シャッタースピードと絞り値の調整機構である入力操作部１０９を操作することによって、レンズ制御部１１２がレンズ群１００を調節して、手動露出調整を行う。撮影者が意図した被写体の明るさに合わせた後にステップＳ３０７で記録を開始する。

また、図１（２）に示すように表示装置が撮像装置と分離されている場合にも、同様の手動露出調整が可能である。具体的には、システム制御部１１０が撮像装置側の撮像装置システム制御部１１２と表示装置側の表示装置システム制御部１１３に分離された構成となり、表示装置１２１が、撮像装置１２０から画像情報と距離情報、被写体情報を取得することで、ゼブラ表示する。

以上、説明したように、本実施形態は、被写体の距離情報に基づいて、所定の距離範囲に含まれる被写体にのみ、所定値以上の輝度を有する領域を白飛び領域として特定表示を行うことで、撮像時の露出調整を補助することが可能となる。

（実施形態２）
実施形態２は、被写体の距離情報と被写体追尾情報を用いて生成したゼブラ画像を補助情報として表示しながら手動露出調整する場合を例として説明する。

より具体的には、本実施形態では、所定の距離範囲に含まれる被写体に対してゼブラ表示を行っている場合で、この被写体が異なる距離範囲に領域に移動した場合であっても、被写体追尾情報により移動後の距離範囲を検出し、移動後の距離範囲を対象としてゼブラ表示を継続して行う。

本実施形態の機能構成ブロック図は実施形態１と同様に図１（１）である。なお、図１（１）は図示しないが、本実施形態は追尾手段を有している。追尾手段として、認識部１０５が、現像処理部１０２から出力される画像情報を用いた被写体認証を用いて追尾を行ってもよく、追尾手段を別に設けてもよい。

本実施形態の特徴であるブロック構成に関して図３（２）の動作タイミングチャートに従いながら説明する。

ステップＳ３２０で撮影を開始する。

ステップＳ３２１でゼブラ表示するかどうかを選択し、ゼブラ表示する場合はステップＳ３２２で指定した輝度範囲内の画素値を検出して、検出した範囲に対して図２（２）に示すようにゼブラ画像を重畳表示する。

図２（２）は被写体が４個（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）あり、画面全体に対してゼブラ表示している。ゼブラ表示しない場合は、ステップＳ３２８でゼブラ表示の無い画像のみを観測しながらシャッタースピードと絞り値調整機構を操作することによって、レンズ制御部１１２がレンズ群１００を調節し、手動露出調整を行う。

次にステップＳ３２３でゼブラ表示の距離範囲を指定するかどうかを選択し、距離範囲を指定する場合はステップＳ３２４で図２（１）に示す距離範囲から選択する。距離範囲の選択は、入力操作部１０９から距離情報として設定する方法や、表示装置１０８に表示された画像内の被写体指定によって選択する方法を用いることができる。例えば、距離範囲２を選択した場合は、図４（２）に示すように距離範囲２内に存在する被写体ＢとＤの周辺のみゼブラ表示する。

ステップＳ３２５で、指定した距離範囲内の被写体を追尾するかを選択し、被写体を追尾する場合はステップＳ３２６で追尾被写体を指定する。例えば被写体Ｄを追尾対象と指定すると、被写体Ｄが図４（１）に示すように距離範囲２から距離範囲１に移動した場合、ゼブラ表示は図４（２）の表示から図４（３）の表示に切り替わる。撮影者が意図する主被写体Ｄと被写体Ｄの周囲の露出を合わせたい場合に有効な機能である。

ステップＳ３２５で、被写体を追尾しない選択をした場合、被写体Ｄが図４（１）に示すように距離範囲２から距離範囲１に移動した場合、ゼブラ表示は図４（２）の表示から図４（４）の表示に切り替わるように特定表示を更新する。撮影者が露出を調整したい被写体が、ステップＳ３２５で指定した距離範囲内である場合に有効である。

ステップＳ３２７で、撮影者は表示されたゼブラ表示画像を観測しながら、シャッタースピードと絞り値調整機構を操作することによって、レンズ制御部１１２がレンズ群１００を調節し、手動露出調整を行う。撮影者が意図した被写体の明るさに合わせた後にステップＳ３２９で記録を開始する。

また、図１（２）に示すように表示装置が撮像装置と分離されている場合にも、同様の動作タイミングチャートで手動露出調整が可能である。具体的にはシステム制御部１１０が撮像装置側の撮像装置システム制御部１１２と表示装置側の表示装置システム制御部１１３に分離され、表示装置は画像情報と距離情報、被写体情報を取得し、ゼブラ表示する。

（実施形態３）
実施形態３は、機能構成ブロック図は実施形態１と同様に図１（１）、図１（２）であり、動作タイミングチャートも実施形態１の図３（１）、実施形態２の図３（２）と等しく、本実施形態の特徴はゼブラ表示の表示方法にある。

図３（１）のステップＳ３０２、図３（２）のステップＳ３２２でゼブラ表示する際に、図５（１）に示すように距離範囲毎に表示色を設定する。距離範囲１内は色１と設定すると、図５（２）に示すように距離範囲１内のゼブラ画像は色１で表示される。色の種類や範囲設定は可変とし、たとえばシステム制御部１１１で設定することができる。

また、色の種類ではなく、図５（２）に示すように、ゼブラ表示の縞模様の形状（パターン）を距離範囲毎に変える設定も可能である。さらに、縞模様に限定せず他の模様を用いて表示することもでき、距離範囲毎、輝度値範囲ごとに範囲内の画素を指定した色で単に着色表示する設定も可能である。

距離範囲を識別できるようにしてあれば、特定表示の色、模様形状（パターン）、表示の大きさなどを変更することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

１００ レンズ群
１０１ 撮像センサー部
１０２ 現像処理部
１０３ センサー制御部
１０４ 距離情報取得部
１０５ 認識部
１０６ 指定輝度範囲検出部
１０７ ゼブラ重畳部
１０８ 表示装置
１０９ 入力操作部
１１０ システム制御部
１１１ レンズ制御部
１１２ 撮像装置システム部
１１３ 表示装置システム部
１２０ 撮像装置
１２１ 表示装置

Claims (7)

1. 撮像手段と該撮像手段による撮像画像をライブビュー表示する表示手段を備え、
   前記表示手段が前記撮像画像における所定値以上の輝度を有する領域に白飛び領域であることを示す特定表示を行うことで、撮像時の露出調整を補助する撮像装置であって、
   前記撮像画像における各々の被写体の距離情報を取得する取得手段を備え、
   前記表示手段は、前記距離情報に基づいて、所定の距離範囲に含まれる被写体にのみ前記特定表示を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像画像に対して設定された複数の距離範囲から前記所定の距離範囲を選択する選択手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記表示手段は、距離範囲ごとに異なる色で前記特定表示を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 主被写体を特定する特定手段を備え、
   前記選択手段は、前記特定手段によって特定された主被写体を含む距離範囲を選択することを特徴とする請求項１から３までの何れか１項に記載の撮像装置。
5. 前記特定手段によって特定された主被写体を追尾する追尾手段を備え、
   前記表示手段は、前記主被写体の追尾に応じて前記特定表示を更新することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記特定表示は縞模様であることを特徴とする請求項１から５までの何れか１項に記載の撮像装置。
7. 所定値以上の輝度を有する領域に白飛び領域であることを示す特定表示を行って撮像画像をライブビュー表示することで、撮像時の露出調整を補助する撮像方法であって、
   前記撮像画像における各々の被写体の距離情報を取得する取得し、
   前記距離情報に基づいて、所定の距離範囲に含まれる被写体にのみ前記特定表示を行うことを特徴とする撮像方法。

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