JP3904560B2 - デジタルカメラ - Google Patents

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    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/74Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing the scene brightness using illuminating means

Description

発明の属する技術分野
本発明は、連続発光が可能なストロボを有したデジタルカメラに関する。
近年、パーソナルコンピュータの普及もあって、銀塩フィルムに代えてCCD等の固体撮像素子で被写体の光像を撮影することにより、画像イメージの電子データを直接得ることができるデジタルカメラが広く一般に普及している。
この種のデジタルカメラでは、固体撮像素子が銀塩フィルムに比較してラチチュード(ダイナミックレンジ)が狭いこと、及び固体撮像素子で得た画像の電気信号を増幅するアンプのゲインを調節することにより容易に感度調整を行なえることから、アンプのゲイン調整を含めた、より正確な露出制御が望まれている。
しかるに、ストロボ撮影を行なうに際して、レリーズボタンの操作に対応して本撮影を行なう前に予備的にストロボを発光(以下「プリ発光」と称する)させ、被写体からの反射光量を検出することでストロボの発光量が充分であるか否かを判断し、充分ではないと判断した場合には上記アンプのゲインを発光量の不足を補うように可変設定し(撮影感度を高めて)ストロボを発光しての本撮影を行なうようにしたカメラがある。
これは、ストロボの発光を伴なった撮影における正確な露出値(撮影画像の明るさ)を得るためになされるものであり、上記のように撮影感度を上げる場合、その撮影感度は、撮影直前にストロボを発光させない状態でAE(自動露出)処理により決定した露出値をまったく考慮せずに決定する。
つまり、比較的カメラの近くに位置し、ストロボ撮影範囲にある主要な被写体の露出値に合わせてアンプのゲインが上げられた場合には、主要な被写体については露出値を適正にすることができる。しかしながら、ストロボ光が届かない範囲にある背景部分については露出がオーバーする方向に設定されてしまう。
また、アンプのゲインとストロボ発光量の関連付けによる露出制御を行なうようにした技術もすでに提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、この技術でも文献中の段落〔0030〕で述べられているように、アンプのゲインは予め設定されている「所定量」を自動的に上げるか、あるいはユーザがマニュアル操作で設定するのみであり、ストロボ光の届かない背景部分の露出値に対応した適正なゲインを自動的に設定するようなものではない。
特許第3348799号公報
上述した如く、ストロボのプリ発光により主要な被写体からの反射光を得て適正な露出を算出する上で、ストロボ光が届かない背景部分も考慮して画像全体を適正な露出で撮影するようにしたものは存在しなかった。
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、主要な被写体とストロボ光が届かない範囲にある背景の双方に適正な露出値を自動的に算出して設定し、ストロボ撮影を実施することが可能なデジタルカメラを提供することにある。
前述の課題を解決するため、本発明によるデジタルカメラは、次のような特徴的な構成を採用している。
(1)予備的にストロボを発させてから本撮影を行うデジタルカメラにおいて、2段階のストロークで動作するレリーズボタンと上記レリーズボタンの1段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを発光させない状態で自動露出処理及び自動合焦処理を実行させ、露光時間及びISO感度値を含む露光条件を算出する第1の露光条件算出手段と、上記レリーズボタンの2段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを予備的に発光させ、被写体からの反射光量に基づいて当該ストロボの発光により適正な露出値が得られるか否かを判断する判断手段と、上記判断手段によってストロボの発光量不足により適正な露出値が得られないと判断された際に、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値を被写体撮影領域全体に渡って増加させる方向に補正するとともに、当該被写体撮影領域全体に渡って増加させるISO感度値に対応する分だけ上記露光時間を高速となるように補正する第2の露光条件算出手段と、上記予備的にストロボを発光させた際の被写体からの反射光量に基づいた発光量に上記ストロボ発光量を設定するとともに、露光時間及びISO感度値を上記第2の露光条件算出手段によって算出された補正済みの値に設定して本撮影を行わせる制御手段と
を備えたデジタルカメラ。
(2)予備的にストロボを発光させてから本撮影を行うデジタルカメラにおいて、2段階のストロークで動作するレリーズボタンと、上記レリーズボタンの1段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを発光させない状態で自動露出処理及び自動合焦処理を実行させ、自動露出処理で得た露光時間及びISO感度値を含む露光条件と手振れ限界露光時間と、を算出する第1の露光条件算出手段と、上記レリーズボタンの2段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを予備的に発光させ、被写体からの反射光量に基づいて当該ストロボの発光により適正な露出値が得られるか否かを判断する判断手段と、上記判断手段によってストロボの発光量不足により適正な露出値が得られないと判断された際に当該ストロボ発光量不足を補正するために増加させるISO感度値を被写体撮影領域全体に渡って増加する増加分ISO感度値として算出し、上記手振れ限界露光時間と上記自動露出処理で得た露光時間との差分値と、当該被写体撮影領域全体に渡って増加する増加分ISO感度値との大小を判断し、当該大小に応じて本撮影時の露光条件を算出する第2の露光条件算出手段と、上記予備的にストロボを発光させた際の被写体からの反射光量に基づいた発光量に当該ストロボ発光量を設定するとともに、上記第2の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値で、上記本撮影を行わせる制御手段とを備えたデジタルカメラ。
(3)上記第2の露光条件算出手段は、上記手振れ限界露光時間と上記自動露出処理で得た露光時間との差分値の方が上記被写体撮影領域全体に渡って増加する増加分ISO感度値よりも小さい場合には、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該差分値を付加して新たなISO感度値として設定し、当該差分値の方が大きい場合には上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値を付加して新たなISO感度値として設定する上記(2)のデジタルカメラ。
(4)上記第2の露光条件算出手段は、上記手振れ限界露光時間と上記自動露出処理で得た露光時間との差分値の方が上記被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値よりも小さい場合には、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分のISO感度値を付加して新たなISO感度値として設定するとともに、上記第1の露光条件算出手段によって算出された露光時間に当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分のISO感度値を付加して新たな露光時間を設定する上記(2)のデジタルカメラ。
(5)予備的にストロボを発光させてから本撮影を行うデジタルカメラにおいて、2段階のストロークで動作するレリーズボタンと、上記レリーズボタンの1段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを発光させない状態で自動露出処理及び自動合焦処理を実行させ、自動露出処理で得た露光時間及びISO感度値を含む露光条件と手振れ限界露光時間と、を算出する第1の露光条件算出手段と、上記レリーズボタンの2段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを予備的に発光させ、被写体からの反射光量に基づいて当該ストロボの発光により適正な露出値が得られるか否かを判断する判断手段と、上記判断手段によってストロボの発光量不足により適正な露出値が得られないと判断された際に当該ストロボ発光量不足を補正するために被写体撮影領域全体に渡って増加させるISO感度値を増加分ISO感度値として算出し、上記ストロボを本撮影時に発光させる際の自己に固有の露光時間と上記手振れ限界露光時間との差分値と、当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値との大小を判断し、当該大小に応じて本撮影時の露光条件を算出する第2の露光条件算出手段と、上記予備的にストロボを発光させた際の被写体からの反射光量に基づいた発光量に当該ストロボ発光量を設定するとともに、上記第2の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値で、上記捕本撮影を行わせる制御手段とを備えたデジタルカメラ。
(6)上記第2の露光条件算出手段は、上記ストロボを本撮影時に発光させる際の自己に固有の露光時間と上記手振れ限界露光時間との差分値が、上記被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値よりも小さい場合には、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該差分値を付加して新たなISO感度値として設定するとともに、上記本撮影時に当該ストロボを発光させる時間に対応する露光時間を新たな露光時間に設定する上記(5)のデジタルカメラ。
本発明によれば、ストロボ発光量が不足している状態での撮影の場合に、ストロボ部の発光なしで得た露出値を基準としてISO感度値を含む露出値を被写体撮影領域全体に渡って自動補正するようにしたので、主要な被写体を適正露出で撮影しつつ、ストロボ光が届かない範囲にある背景部分の露出値をも適正な露出値で撮影することができる。
また、ストロボ発光によっては補填しきれない光量不足分に相応するものとして被写体撮影領域全体に渡って対応するように算出されたISO感度値の増加分にそのまま対応した値まで感度アップの調節を行わず、背景の明るさを考慮しつつISO感度値増加分をある程度抑制しながら感度アップの調節を行うようにしたので、ストロボ光が届かない範囲にある背景部分の露出がオーバーとならずに適切な露出制御を行うことができる。
更に、ストロボの発光量不足は主要被写体の距離が遠くなるほど大きくなり、ISO感度値の所要増加量も大きくなるが、この場合であっても、背景の露出レベルが変わらないようにシャッタ速度を制御することができるので、手振れの発生を確実に防止しながら、ストロボ撮影時の背景部分の明るさに応じて適正な露出を得ることができる。
(第1の実施の形態)
以下本発明をデジタルカメラに適用した場合の第1の実施の形態について図面を参照して説明する。
〔第1の実施の形態の構成〕
図1は、同実施の形態に係るデジタルカメラ1の回路構成を示すものである。図中、10はこのデジタルカメラ1のレンズ鏡胴であり、このレンズ鏡胴10内に、レンズ光学系11及び絞り12が設けられる。
このレンズ鏡胴10を介して得られた光像は、メカニカルシャッタ13を透過した後に固体撮像素子であるCCD14の撮像面上に結像される。
周知の通り、CCD14は、その露光時間中に画素毎の電荷を蓄積して出力するもので、その出力が相関二重サンプリング回路(撮像素子の出力をサンプリングするそれ自体は公知のものであり、CDSと略記)15を介して、アンプ16により適宜のゲインで増幅された後にA/D変換回路17にてデジタル信号に変換され、画像処理回路18に供給される。
この画像処理回路18は、デジタル態様の画像信号を一旦バッファメモリ19に記憶保持させ、このバッファメモリ19に記憶保持した画像信号を読出して画素補間処理を含む所定の各種信号処理を実行する。
こうして各種信号処理を施された画像信号はD/A変換器20を介してアナログ値に変換された後にバックライトを備えたTFT−LCDパネル21に供給されてモニタ表示される。
また、画像処理回路18で得た画像信号は、圧縮/伸長回路22にも供給され、指定された例えばJPEG等の圧縮方法によりデータ量が適宜圧縮された後に、このデジタルカメラ1の記録媒体として使用される、フラッシュメモリで構成された挿脱自在のメモリカード23に記録、保存される。
このメモリカード23に保存された画像信号は、再生モード時に読出されると、圧縮/伸長回路22にて記録時とは反対の方法により伸長され、ビットマップ状の画像信号に復元されるもので、この復元処理によって得られた画像信号は画像処理回路18によりバッファメモリ19に記憶され、既述のD/A変換器20を介してTFT−LCDパネル21で表示される。
本例のデジタルカメラ1全体を統括的に制御するためのシステムコントローラ24が設けられ、このシステムコントローラ24に対して、既述のアンプ16、画像処理回路18及び既述のCCD14を駆動するCCDドライバ25が接続される。
また、システムコントローラ24は、第1乃至第3のモータドライバ26〜28、及びストロボ制御部29とも接続される。
第1のモータドライバ26は、上記メカニカルシャッタ13を開閉動作させる第1のモータ(M)30を駆動する。
第2のモータドライバ27は、上記絞り12にその調節動作を実行させる第2のモータ31を駆動する。
第3のモータドライバ28は、上記レンズ光学系11を移動させる第3のモータ32を駆動する。
ストロボ制御部29は、システムコントローラ24の指示に従ってストロボ発光部33でのチャージ及び発光をスイッチング制御する。
また、システムコントローラ24には、図示しない電源スイッチ、レリーズスイッチ、ズームスイッチ、ストロボスイッチ、カーソルスイッチ、メニュースイッチ等を含む操作スイッチ(SW)部34からの操作信号が直接入力され、またその操作に伴なう動作状態や上記メモリカード23での記録状態等を、バックライトを備えたモノクロタイプのLCDパネルで構成される操作表示部35にて表示出力するもので、このシステムコントローラ24は以上のすべての回路の統括動作を行なうための制御プログラムを記憶した、不揮発性のメモリであるEEPROM36と接続される。図1において破線で囲まれるようにして示された上述のCDS15、アンプ16、及びA/D変換回路17はシステムコントローラ24の制御下でそれらにおける利得によって本例のデジタルカメラ1におけるISO感度値(後述)を決定する感度調整機能部SCUを構成する。
〔第1の実施の形態の動作〕
次に上記実施の形態の動作について説明する。
図2は、ストロボ光で人物等の主要な被写体を浮かび上がらせ、同時にスローシャッタで背景を写し込むスローシンクロモードでの撮影処理内容を示すもので、露出値の補正を含むすべての制御は該当する各部に対するシステムコントローラ24による統括的な制御の下で実行される。
なお、上記操作スイッチ部34のレリーズスイッチは、2段階のストロークで動作するものとし、その半押し操作による1段階目のストローク(以下文中及び図面では「1stレリーズ」と称する)操作でストロボ発光なしのAE(自動露出)及びAF(自動合焦)を実行し、完全に押しきった2段階目のストローク(以下文中及び図面では「2ndレリーズ」と称する)でストロボ発光部33を予備的に発光駆動(以下「プリ発光」と称する)させて露出値の補正を行なった後にストロボ発光部33を再度発光駆動(以下「本発光」と称する)させて撮影を実行するものとする。
また、後述するシャッタ速度Tv、絞り値Av、アンプ16のゲイン値に相応した撮影感度(ISO感度)Svは、いずれも周知のAPEX方式によるものであり、例えばシャッタ速度Tvが「6」であれば「1/60[秒]」に、絞り値Avが「3」であれば「F2.8」に、ISO感度値Svが「5」であれば「ISO100」に各対応する。
その処理当初には、レリーズスイッチが1stレリーズ操作されるのを待機し(ステップS101)、操作されたと判断した時点でストロボ発光部33の発光駆動なしにAE処理及びAF処理を実行する(ステップS102,S103)。
このとき、AE処理で得たシャッタ速度をTv、絞り値をAv、上述のISO感度値をSvと仮設定し、AEロック及びAFロックの状態とする。このAEロックにおいてはストロボ発光の要否判断等も実行されるが、本発明の説明を簡潔に行なう便宜上、以下にはストロボの発光を伴なう場合についてのみ詳述する。
その後、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作されたか否か(ステップS104)、1stレリーズ操作が維持されているか否か(ステップS105)を繰返し判断することで、上記AE及びAFで得た撮影条件の情報を維持しながら2ndレリーズ操作されるのを待機する。
ここで、1stレリーズ操作が維持されず、解除された場合には、ステップS105でこれを判断し、上記AE及びAFで得た、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びアンプ16のISO感度値Sv、並びに、合焦位置をすべて破棄し、再び上記ステップS101からの処理に戻る。
また、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作された場合、ステップS104でこれを判断し、直ちにストロボ発光部33を発光駆動してのプリ発光を行なうと共に、それによる被写体からの反射光をCCD14で受光してそのレベルを検出し(ステップS106)、検出したレベルからストロボ発光部33での発光量が不足しているか否かを判断する(調光動作:ステップS107)。
この場合、プリ発光に伴う反射光の検出にあっては、CCD14の撮像面全体での受光レベルを一律に判断するものとしてもよいし、中央部のみ、あるいは中央部を含んだ所定の複数点の位置に重み付けを施して、予め設定したしきい値との比較判断により受光レベルの判断を行なうものとしてもよい。
上述の判断において、発光量は不足していないとの結論を得た場合には何ら問題ないが、発光量が不足していると判断した場合には、レベル差に対応してアンプ16のゲイン値を増加することによりISO感度値を上げる。このときの増加分をΔSvとし、ΔSv=ΔTvとなるシャッタ速度値Tvの補正値ΔTvを設定する。
そして、上記ステップS102で仮設定したISO感度値Svに上記ΔSvを加算したその和を新たにISO感度値Svとして補正設定すると共に(Sv←Sv+ΔSv)、上記ステップS102で仮設定したシャッタ速度Tvに上記ΔTvを加算したその和を新たにシャッタ速度Tvとして補正する(Tv←Tv+ΔTv)(ステップS108)。
その後、その時点で設定されている合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svに基づいてストロボ発光部33を本発光させての撮影を実行する(ステップS109)。
そして、撮影で得た画像データを、画像信号処理回路18から圧縮/伸長回路22に送出してデータ量を圧縮した後に、メモリカード23に記録、保存させ(ステップS110)、以上でスローシンクロ撮影に係る一連の処理を終了して、次のレリーズスイッチ操作に備えるべく上記ステップS101からの処理に戻る。
図3は、上記ステップS108での処理を経て撮影された画像Iを例示するものである。ここでは、主要な被写体Mが比較的デジタルカメラ10に近い位置にあるために、ストロボのプリ発光で検出した内容に基づいてISO感度値Svがアップされて適正露出で撮影される一方で、ストロボ光が届かない背景部分Bにおいても、そのISO感度値Svのアップ分だけシャッタ速度が高速化されるため、露出オーバーとなることなく適正な露出で撮影される。
このように、ストロボ発光部33のプリ発光により発光量が不足すると判断した場合には、主要な被写体が適正な露出を得られるように、ストロボ発光部33の発光なしで得た露出値を基準として、ISO感度値Svを適宜必要なレベル分だけ上げるように補正する。
これにより、主要な被写体は確実に適正な露出値でストロボ発光部33の本発光により撮影されることとなる。
更にまた、ISO感度値Svを上げた差分ΔSv=ΔTvであるものとし、シャッタ速度Tvにこの値ΔTvを加算した和を新たなシャッタ速度Tvとして補正設定する。
これにより、ISO感度値Svの上昇分に対応した分だけシャッタ速度を高め、露光時間を短縮するものとしたことにより、ストロボ光が届かない背景部分の露出がオーバーしてしまうのを確実に防止できる。
なお、ストロボの発光時間が一般的に5[msec](=1/200[秒])
程度であることから、露光時間で上記ストロボの発光時間を確保するべく、上記ISO感度値Svを上げる差分ΔSvに制限を設けるものとしてもよい。
その場合、そのストロボ発光時間TvLIMIT =7.64(5[msec]相当)であり、
「ΔSv>TvLIMIT
−Tv」
である場合には、例えば「ΔSv=TvLIMIT −Tv」としてΔSvの値を制限するものとしてもよい。
(第2の実施の形態)
以下本発明をデジタルカメラに適用した場合の第2の実施の形態について図面を参照して説明する。
なお、そのブロック図上での構成については基本的に上記図1に示したものと同様であるので、同一部分には同一符号を付けて、その図示及び説明は省略するものとする。
〔第2の実施の形態の動作〕
次に上記実施の形態の動作について説明する。
図4は、ストロボ光によって相対的に近距離にある人物等の主要な被写体を浮び上がらせるように撮影を行なうことを意図して、シャッタ速度が例えば広角側で1/30[秒](Tv=5)、望遠側で1/125[秒](Tv=7)を手振れ限界として露出制御する場合のオート発光モードでの撮影動作を示すフローチャートである。茲に、「手振れ限界のシャッタ速度」とは、撮影された結果としての画像に観察者に視認され得るようなぶれが生じることのない限りでの低速側の限界値としてのシャッタ速度であり、その撮影に適用されたレンズの焦点距離(mm)の逆数に相応するものと一般的に理解されている。本実施の形態では、この手振れ限界のシャッタ速度(以下Tv(手ぶれ))を考慮した、露出値の補正を行なうように露出制御が実行される。このような露出制御を含むすべての制御はシステムコントローラ24が主体となって制御系を統括的に制御することに依って実行される。
なお、上記操作スイッチ部34のレリーズスイッチは、2段階のストロークで動作するものとし、1stレリーズ操作でストロボ発光なしのAE(自動露出)及びAF(自動合焦)を実行し、2ndレリーズでストロボ発光部33をプリ発光させて露出値の補正を行なった後に、本発光させて撮影を実行するものとする。
その処理当初には、レリーズスイッチが1stレリーズ操作されるのを待機し(ステップS201)、操作されたと判断した時点でストロボ発光部33の発光駆動なしにAE処理及びAF処理を実行する(ステップS202,S203)。
このとき、AE処理で得たシャッタ速度をTv、絞り値をAv、ISO感度値をSvと仮設定し、AEロック及びAFロック状態とする。このAEロックにおいてはストロボ発光の要否判断等も実行される。撮影に際してのAE演算処理の初期の段階で、シャッタ速度Tvとして上述の手振れ限界のシャッタ速度Tv(手ぶれ)よりも低速のシャッタ速度TvSTOFFが算出された場合、本実施の形態では、低輝度時でのストロボ自動発光動作を実行すべきと判定され、実際に設定されるシャッタ速度はTv(手ぶれ)に制限される。仮に上述の低速のシャッタ速度TvSTOFFで撮影した場合にはストロボ光が届かない背景の部分は適正な露出となる。一方、ストロボを発光させてシャッタ速度Tv(手ぶれ)で撮影した場合にはストロボ光が届く相対的に近距離にある人物等の主要な被写体については適切な露光が得られ、ストロボ光が届かない背景部分はシャッタ速度を低速のシャッタ速度TvSTOFFとせずにTv(手ぶれ)に制限した分に相応した露出不足(所謂アンダー)の傾向を呈する。
上述のようにしてシャッタ速度が選択され、その後、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作されたか否か(ステップS204)、1stレリーズ操作が維持されているか否か(ステップS205)を繰返し判断することで、上記AE及びAFで得た状態を維持しながら2ndレリーズ操作されるのを待機する。
ここで、1stレリーズ操作が維持されず、解除された場合には、ステップS205でこれを判断し、上記AE及びAFで得た合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svをすべて破棄し、再び上記ステップS201からの処理に戻る。
また、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作された場合、ステップS204でこれを判断し、直ちにストロボ発光部33を発光駆動してのプリ発光を行なうと共に、それによる被写体からの反射光をCCD14で受光してそのレベルを検出し(ステップS206)、検出したレベルからストロボ発光部33での発光量が不足しているか否かを判断する(調光動作:ステップS207)。
この場合、プリ発光に伴う反射光の検出にあっては、CCD14の撮像面全体での受光レベルを一律に判断するものとしてもよいし、中央部のみ、あるいは中央部を含んだ所定の複数点の位置に重み付けを施して、予め設定したしきい値との比較判断により受光レベルの判断を行なうものとしてもよい。
本実施の形態では、ストロボ発光によっては補填しきれない光量不足分に相応するものとして算出されたISO感度値の増加分にそのまま対応した値まで感度アップの調節を行なわず、背景の明るさを考慮しつつISO感度値増加を或る程度抑制しながら感度アップの調節を行なう。これにより、ストロボ光の届かない範囲にある背景部分の露出がオーバーとならずに適切な露出制御が行われ得る。
演算「Tv(手振れ)−TvSTOFF 」を実行し、その結果がISO感度値を増加する差分ΔSvより小さいか否かを判断する(ステップS208)。
ここで、該差分ΔSvより小さいと判断した場合には、上記演算「Tv(手振れ)−TvSTOFF 」の結果を、新たにISO感度値を増加する差分ΔSvとして更新設定した上で(ΔSv←Tv(手振れ)−TvSTOFF
)、この更新設定したΔSvにより上記ステップS202で仮設定したISO感度値Svに該ΔSvを加算したその和を新たにISO感度値Svとして補正設定する(Sv←Sv+ΔSv)(ステップS209)。
また、上記ステップS208で、演算「Tv(手振れ)−TvSTOFF
」の結果がISO感度値を増加する差分ΔSvと等しいか、より大きいと判断した場合には、上記差分ΔSvを用いてそのまま上記ステップS203で仮設定したISO感度値Svに上記ΔSvを加算したその和を新たにISO感度値Svとして補正する(Sv←Sv+ΔSv)(ステップS210)。
その後、その時点で設定されている合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svに基づいてストロボ発光部33を本発光させての撮影を実行する(ステップS211)。
そして、撮影で得た画像データを、画像処理回路18から圧縮/伸長
回路22に送出してデータ量を圧縮した後に、メモリカード23に記録、保存さ
せ(ステップS212)、以上で手振れ限界のシャッタ速度を考慮したストロボ
発光モードでの一連の処理を終了して、次のレリーズスイッチ操作に備えるべく
上記ステップS201からの処理に戻る。
上述のように本実施の形態では、ストロボ発光によっては補填しきれない光量不足分に相応するものとして算出されたISO感度値の増加分にそのまま対応した値まで感度アップの調節を行なわず、背景の明るさを考慮しつつISO感度値増加を或る程度抑制しながら感度アップの調節を行なう。これにより、ストロボ光の届かない範囲にある背景部分の露出がオーバーとならずに適切な露出制御が行われ得る。
また、手振れの発生を確実に防止しながら、ストロボ撮影時の背景部分の明るさに応じてよりきめ細かく適正な露出を得ることができる。
〔第2の実施の形態の他の動作1〕
次に上記実施の形態の他の動作について説明する。
図5は、ストロボ光によって相対的に近距離にある人物等の主要な被写体を浮び上がらせるように撮影を行なうことを意図して、シャッタ速度が例えば広角側で1/30[秒](Tv=5)、望遠側で1/125[秒](Tv=7)を手振れ限界として露出制御する場合のオート発光モードでの撮影動作を示すフローチャートである。茲に、「手振れ限界のシャッタ速度」とは、既述のとおりのものであり、この手振れ限界のシャッタ速度(以下Tv(手ぶれ))を考慮した、露出値の補正を含むすべての制御はシステムコントローラ24が主体となって制御系を統括的に制御することに依って実行される。
なお、上記操作スイッチ部34のレリーズスイッチは、2段階のストロークで動作するものとし、1stレリーズ操作でストロボ発光なしのAF(自動合焦)及びAE(自動露出)を実行し、2ndレリーズでストロボ発光部33をプリ発光させて露出値の補正を行なった後にストロボ発光部33を本発光させて撮影を実行するものとする。
その処理当初には、レリーズスイッチが1stレリーズ操作されるのを待機し(ステップS301)、操作されたと判断した時点でストロボ発光部33の発光駆動なしにAE処理及びAF処理を実行する(ステップS302,S303)。
このとき、AE処理で得たシャッタ速度をTv、絞り値をAv、ISO感度値をSvと仮設定し、AEロック及びAFロック状態とする。このAEロックにおいてはストロボ発光の要否判断等も実行される。撮影に際してのAE演算処理の初期の段階で、シャッタ速度Tvとして上述の手振れ限界のシャッタ速度Tv(手ぶれ)よりも低速のシャッタ速度TvSTOFFが算出された場合、本実施の形態では、低輝度時でのストロボ自動発光動作を実行すべきと判定され、実際に設定されるシャッタ速度はTv(手ぶれ)に制限される。仮に上述の低速のシャッタ速度TvSTOFFで撮影した場合にはストロボ光が届かない背景の部分は適正な露出となる。一方、ストロボを発光させてシャッタ速度Tv(手ぶれ)で撮影した場合にはストロボ光が届く相対的に近距離にある人物等の主要な被写体については適切な露光が得られ、ストロボ光が届かない背景部分はシャッタ速度を低速のシャッタ速度TvSTOFFとせずにTv(手ぶれ)に制限した分に相応した露出不足(所謂アンダー)の傾向を呈する。
その後、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作されたか否か(ステップS304)、1stレリーズ操作が維持されているか否か(ステップS305)を繰返し判断することで、上記AF及びAEで得た撮影条件の情報を維持しながら2ndレリーズ操作されるのを待機する。
ここで、1stレリーズ操作が維持されず、解除された場合には、ステップS305でこれを判断し、上記AF及びAEで得た合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svをすべて破棄し、再び上記ステップS301からの処理に戻る。
また、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作された場合、ステップS304でこれを判断し、直ちにストロボ発光部33を発光駆動してのプリ発光を行なうと共に、それによる被写体からの反射光をCCD14で受光してそのレベルを検出し(ステップS306)、検出したレベルからストロボ発光部33での発光量が不足しているか否かを判断する(調光動作:ステップS307)。
この場合、プリ発光に伴う反射光の検出にあっては、CCD14の撮像面全体での受光レベルを一律に判断するものとしてもよいし、中央部のみ、あるいは中央部を含んだ所定の複数点の位置に重み付けを施して、予め設定したしきい値との比較判断により受光レベルの判断を行なうものとしてもよい。
しかるに、この検出結果により発光量は不足していないと判断した場合には何ら問題ないが、発光量が不足していると判断した場合には、次にその程度を判断する。
演算「Tv(手振れ)−TvSTOFF 」を実行し、その結果がISO感度値を増加する差分ΔSvより小さいか否かを判断する(ステップS308)。
ここで、該差分ΔSvより小さいと判断した場合には、上記差分ΔSvを用いてそのまま上記ステップS302で仮設定したISO感度値Svに上記ΔSvを加算したその和を新たにISO感度値Svとして補正設定すると共に(Sv←Sv+ΔSv)、上記差分ΔSvとストロボ発光部33での発光なしのシャッタ速度TvSTOFFとを加算した和を新たにシャッタ速度Tvとして補正設定する(Tv←ΔSv+TvSTOFF)(ステップS309)。
このシャッタ速度Tvの演算は、実際には
「Tv(手振れ)+ΔSv−(Tv(手振れ)−TvSTOFF)」
として同式の第1項及び第3項の各「Tv(手振れ)」が相殺して導出されるものである。
ただし、上記ステップS308での判断基準となるISO感度値SVを増加する差分ΔSvが、
演算「TvLIMIT
−TvSTOFF 」
(TvLIMIT :ストロボ発光時間=7.64(5[msec]相当))
の結果より大きい場合には、シャッタ速度がストロボ発光時間の影響を受けてしまうことがあり得るため、制限を設けるべく上記ステップS309の処理に加えて、「TvLIMIT −TvSTOFF 」の結果を新たな差分ΔSvとして更新設定した上で上記ステップS302で仮設定したISO感度値Svに上記ΔSvを加算したその和を新たにISO感度値Svとして補正設定すると共に(Sv←Sv+ΔSv)、シャッタ速度Tvを上記TvLIMIT
として補正設定するものとしてもよい(Tv←TvLIMIT )(ステップS309′・・・図5のフローチャートはステップS309に替えて実行)。
また、上記ステップS308で、演算「Tv(手振れ)−TvSTOFF
」の結果がISO感度値を増加する差分ΔSvと等しいか、より大きいと判断した場合には、上記差分ΔSvを用いてそのまま上記ステップS303で仮設定したアンプ16のゲイン値Svに上記ΔSvを加算したその和を新たにアンプ16のゲイン値Svとして補正設定する(Sv←Sv+ΔSv)(ステップS310)。
その後、その時点で設定されている合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svに基づいてストロボ発光部33を本発光させての撮影を実行する(ステップS311)。
そして、撮影で得た画像データを、画像処理回路18から圧縮/伸長回路22に送出してデータ量を圧縮した後に、メモリカード23に記録、保存させ(ステップS312)、以上で手振れ限界のシャッタ速度を考慮したストロボ発光モードでの一連の処理を終了して、次のレリーズスイッチ操作に備えるべく上記ステップS301からの処理に戻る。
上述のように本実施の形態では、ストロボ発光によっては補填しきれない光量不足分に相応するものとして算出されたISO感度値の増加分にそのまま対応した値まで感度アップの調節を行なわず、背景の明るさを考慮しつつISO感度値増加を或る程度抑制しながら感度アップの調節を行なう。これにより、ストロボ光の届かない範囲にある背景部分の露出がオーバーとならずに適切な露出制御が行われ得る。
加えて、ISO感度値を増加する差分ΔSvに制限を設けることなく、上記第1の実施の形態で示したように必要によりシャッタ速度Tvの補正設定を行なうようにした。
〔第2の実施の形態の他の動作2〕
次に上記実施の形態の他の動作について説明する。
図6は、ストロボ光によって相対的に近距離にある人物等の主要な被写体を浮び上がらせるように撮影を行なうことを意図して、シャッタ速度が例えば広角側で1/30[秒](Tv=5)、望遠側で1/125[秒](Tv=7)を手振れ限界として露出制御する場合のオート発光モードでの撮影動作を示すフローチャートである。既述のように、「手振れ限界のシャッタ速度」とは、撮影された結果としての画像に観察者に視認され得るようなぶれが生じることのない限りでの低速側の限界値としてのシャッタ速度であり、その撮影に適用されたレンズの焦点距離(mm)の逆数に相応するものと一般的に理解されている。本実施の形態では、この手振れ限界のシャッタ速度(以下Tv(手ぶれ))を考慮した、露出値の補正を含むすべての制御はシステムコントローラ24が主体となって制御系を統括的に制御することに依って実行される。
なお、上記操作スイッチ部34のレリーズスイッチは、2段階のストロークで動作するものとし、既述の1stレリーズ操作でストロボ発光なしのAE(自動露出)及びAF(自動合焦)を実行し、既述の2ndレリーズ操作でストロボ発光部33をプリ発光させて露出値の補正を行なった後にストロボ発光部33を本発光させて撮影を実行するものとする。
その処理当初には、レリーズスイッチが1stレリーズ操作されるのを待機し(ステップS401)、操作されたと判断した時点でストロボ発光部33の発光
駆動なしにAF処理及びAE処理を実行する(ステップS402,S403)。
このとき、AE処理で得たシャッタ速度をTv、絞り値をAv、ISO感度値をSvとし、特に絞り値Avはそのまま設定する一方で、シャッタ速度Tv及びISO感度値を共に仮設定し、AFロック及びISO感度値を含めたAEロックの状態とする。この実施の形態においても、AEロックにおいてはストロボ発光の要否判断等も実行される。撮影に際してのAE演算処理の初期の段階で、シャッタ速度Tvとして上述の手振れ限界のシャッタ速度Tv(手ぶれ)よりも低速のシャッタ速度TvSTOFFが算出された場合、本実施の形態では、低輝度時でのストロボ自動発光動作を実行すべきと判定され、実際に設定されるシャッタ速度はTv(手ぶれ)に制限される。仮に上述の低速のシャッタ速度TvSTOFFで撮影した場合にはストロボ光が届かない背景の部分は適正な露出となる。一方、ストロボを発光させてシャッタ速度Tv(手ぶれ)で撮影した場合にはストロボ光が届く相対的に近距離にある人物等の主要な被写体については適切な露光が得られ、ストロボ光が届かない背景部分はシャッタ速度を低速のシャッタ速度TvSTOFFとせずにTv(手ぶれ)に制限した分に相応した露出不足(所謂アンダー)の傾向を呈する。
その後、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作されたか否か(ステップS404)、1stレリーズ操作が維持されているか否か(ステップS405)を繰返し判断することで、上記AE及びAFで得た状態を維持しながら2ndレリーズ操作されるのを待機する。
ここで、1stレリーズ操作が維持されず、解除された場合には、ステップS405でこれを判断し、上記AE及びAFで得た合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svをすべて破棄し、再び上記ステップS401からの処理に戻る。
また、レリーズスイッチが2ndレリーズ操作された場合、ステップS404でこれを判断し、直ちにストロボ発光部33を発光駆動してのプリ発光を行なうと共に、それによる被写体からの反射光をCCD14で受光してそのレベルを検出し(ステップS406)、検出したレベルからストロボ発光部33での発光量が不足しているか否かを判断する(調光動作:ステップS407)。
この場合、プリ発光に伴う反射光の検出にあっては、CCD14の撮像面全体での受光レベルを一律に判断するものとしてもよいし、中央部のみ、あるいは中央部を含んだ所定の複数点の位置に重み付けを施して、予め設定したしきい値との比較判断により受光レベルの判断を行なうものとしてもよい。
しかるに、この検出結果により発光量は不足していないと判断した場合には何ら問題ないが、発光量が不足していると判断した場合には、次にその程度を判断する。
すなわち、ストロボ発光時間に対応するシャッタ速度をTvLIMIT
とし(TvLIMIT =7.64(5[msec]相当))、またその時点で選択されているレンズ光学系12の焦点距離に対応したシャッタ速度の手振れ限界値をTv(手振れ)とする。
これらによる演算「TvLIMIT −Tv(手振れ)」を算出し、その結果がISO感度値を増加する差分ΔSvより小さいか否かを判断する(ステップS408)。
ここで、該差分ΔSvより小さいと判断した場合には、上記演算「TvLIMIT−Tv(手振れ)」の結果を、上記ステップS403で仮設定したISO感度値Svに加算したその和を新たにアンプ16のゲイン値Svとして補正設定すると共に(Sv←Sv+TvLIMIT
−Tv(手振れ))、上記ストロボ発光時間に対応するシャッタ速度TvLIMIT を新たにシャッタ速度Tvとして補正設定する(Tv←TvLIMIT )(ステップS409)。
また、上記ステップS408で、演算「TvLIMIT −Tv(手振れ)」の結果がISO感度値を増加する差分ΔSvと等しいか、より大きいと判断した場合には、上記差分ΔSvを用いてそのまま上記ステップS403で仮設定したISO感度値Svに上記ΔSvを加算したその和を新たにISO感度値Svとして補正設定すると共に(Sv←Sv+ΔSv)、上記ステップS402で仮設定したシャッタ速度Tvに上記ΔSvを加算したその和を新たにシャッタ速度Tvとして補正設定する(Tv←Tv+ΔSv)(ステップS410)。
その後、その時点で設定されている合焦位置、シャッタ速度Tv、絞り値Av、及びISO感度値Svに基づいてストロボ発光部33を本発光させての撮影を実行する(ステップS411)。
そして、撮影で得た画像データを、画像処理回路18から圧縮/伸長回路22に送出してデータ量を圧縮した後に、メモリカード23に記録、保存させ(ステップS412)、以上で手振れ限界のシャッタ速度を考慮したストロボ発光モードでの一連の処理を終了して、次のレリーズスイッチ操作に備えるべく上記ステップS401からの処理に戻る。
上述の実施の形態によれば、ストロボの発光量の不足に対応するものとして算出されたISO感度値の増加を確保しながら、ストロボ光の届かない領域に属する背景部分の露出をオーバーにすることなく適切なISO感度値の調整が可能になる。更に、ストロボの発光量不足は主要被写体の距離が遠くなるほど大きくなり、ISO感度値の所要増加量も大きくなる(即ち、主要被写体の距離に応じて、所要の感度増加量は変化する)。本実施の形態では、このような現象による影響を抑制して、背景の露出レベルが変わらないようにシャッタ速度を制御するようにしている。
したがって、手振れの発生を確実に防止しながら、ストロボ撮影時の背景部分の明るさに応じてよりきめ細かく適正な露出を得ることができる。
加えて、そのカメラの固有値である、ストロボ発光時間に対応するシャッタ速度TvLIMIT 、その時点で選択されているレンズ光学系12の焦点距離に対応したシャッタ速度の手振れ限界値Tv(手振れ)を撮影条件の一つとして考慮した制御状態を判断できる。
そのため、制御に要する演算処理が容易となり、2ndレリーズ操作がなされてプリ発光から本発光での撮影に移行する際のレリーズタイムラグを短縮することができる。
尚、上述においては、ISO感度値を調節する感度調整機能部は、CDS15、アンプ16、及びA/D変換回路17を含んでなる回路部(感度調整機能部SCU)によって構成される例について説明した。これらの実施の形態において、感度調整機能部SCUでのISO感度値を調節は主としてアンプ16における利得の調整によってISO感度値の調整を行なうように構成され得る。しかしながら、本発明の思想はこの例の限りに限定されるものではない。例えば、ISO感度値の調整は既述のような例の他、システムコントローラ24の制御下でその他の回路部(例えば画像処理回路18)における信号利得を制御するように構成することもできる。
その他、本発明は上記実施の形態に限らず、その要旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することが可能であるものとする。
さらに、上記実施の形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組合わせにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施の形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題の少なくとも1つが解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果の少なくとも1つが得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。
本発明の第1の実施の形態に係るデジタルカメラの回路構成を示すブロック図。 同実施の形態に係るスローシンクロ設定時の撮影処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る撮影画像を例示する図。 本発明の第2の実施の形態に係るデジタルカメラの手振れ限界発光設定時の撮影処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る手振れ限界発光設定時の他の撮影処理内容を示すフローチャート。 同実施の形態に係る手振れ限界発光設定時の他の撮影処理内容を示すフローチャート。
符号の説明
1 デジタルカメラ
10 レンズ鏡胴
11 レンズ光学系
12 絞り
13 メカニカルシャッタ
14 CCD
15 CDS
16 アンプ
17 A/D変換回路
18 画像処理回路
19 バッファメモリ
20 D/A変換器
21 TFT−LCDパネル
22 圧縮/伸長回路
23 メモリカード
24 システムコントローラ
25 CCDドライバ
26〜28 モータドライバ
29 ストロボ制御部
30〜32 モータ(M)
33 ストロボ発光部
34 操作スイッチ(SW)部
35 操作表示部
36 EEPROM
B 背景部分
I 画像
M 主要な被写体

Claims (6)

  1. 予備的にストロボを発させてから本撮影を行うデジタルカメラにおいて、
    2段階のストロークで動作するレリーズボタンと、
    上記レリーズボタンの1段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを発光させない状態で自動露出処理及び自動合焦処理を実行させ、露光時間及びISO感度値を含む露光条件を算出する第1の露光条件算出手段と、
    上記レリーズボタンの2段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを予備的に発光させ、被写体からの反射光量に基づいて当該ストロボの発光により適正な露出値が得られるか否かを判断する判断手段と、
    上記判断手段によってストロボの発光量不足により適正な露出値が得られないと判断された際に、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値を被写体撮影領域全体に渡って増加させる方向に補正するとともに、当該被写体撮影領域全体に渡って増加させるISO感度値に対応する分だけ上記露光時間を高速となるように補正する第2の露光条件算出手段と、
    上記予備的にストロボを発光させた際の被写体からの反射光量に基づいた発光量に上記ストロボ発光量を設定するとともに、露光時間及びISO感度値を上記第2の露光条件算出手段によって算出された補正済みの値に設定して本撮影を行わせる制御手段と、
    を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
  2. 予備的にストロボを発光させてから本撮影を行うデジタルカメラにおいて、
    2段階のストロークで動作するレリーズボタンと、
    上記レリーズボタンの1段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを発光させない状態で自動露出処理及び自動合焦処理を実行させ、自動露出処理で得た露光時間及びISO感度値を含む露光条件と手振れ限界露光時間と、を算出する第1の露光条件算出手段と、
    上記レリーズボタンの2段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを予備的に発光させ、被写体からの反射光量に基づいて当該ストロボの発光により適正な露出値が得られるか否かを判断する判断手段と、
    上記判断手段によってストロボの発光量不足により適正な露出値が得られないと判断された際に当該ストロボ発光量不足を補正するために増加させるISO感度値を被写体撮影領域全体に渡って増加する増加分ISO感度値として算出し、上記手振れ限界露光時間と上記自動露出処理で得た露光時間との差分値と、当該被写体撮影領域全体に渡って増加する増加分ISO感度値との大小を判断し、当該大小に応じて本撮影時の露光条件を算出する第2の露光条件算出手段と、
    上記予備的にストロボを発光させた際の被写体からの反射光量に基づいた発光量に当該ストロボ発光量を設定するとともに、上記第2の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値で、上記本撮影を行わせる制御手段と、
    を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
  3. 上記第2の露光条件算出手段は、
    上記手振れ限界露光時間と上記自動露出処理で得た露光時間との差分値の方が上記被写体撮影領域全体に渡って増加する増加分ISO感度値よりも小さい場合には、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該差分値を付加して新たなISO感度値として設定し、当該差分値の方が大きい場合には上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値を付加して新たなISO感度値として設定することを特徴とする請求項2に記載のデジタルカメラ。
  4. 上記第2の露光条件算出手段は、
    上記手振れ限界露光時間と上記自動露出処理で得た露光時間との差分値の方が上記被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値よりも小さい場合には、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分のISO感度値を付加して新たなISO感度値として設定するとともに、上記第1の露光条件算出手段によって算出された露光時間に当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分のISO感度値を付加して新たな露光時間を設定することを特徴とする請求項2に記載のデジタルカメラ。
  5. 予備的にストロボを発光させてから本撮影を行うデジタルカメラにおいて、
    2段階のストロークで動作するレリーズボタンと、
    上記レリーズボタンの1段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを発光させない状態で自動露出処理及び自動合焦処理を実行させ、自動露出処理で得た露光時間及びISO感度値を含む露光条件と手振れ限界露光時間と、を算出する第1の露光条件算出手段と、
    上記レリーズボタンの2段階目のストローク操作が行われた際に、上記ストロボを予備的に発光させ、被写体からの反射光量に基づいて当該ストロボの発光により適正な露出値が得られるか否かを判断する判断手段と、
    上記判断手段によってストロボの発光量不足により適正な露出値が得られないと判断された際に当該ストロボ発光量不足を補正するために被写体撮影領域全体に渡って増加させるISO感度値を増加分ISO感度値として算出し、上記ストロボを本撮影時に発光させる際の自己に固有の露光時間と上記手振れ限界露光時間との差分値と、当該被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値との大小を判断し、当該大小に応じて本撮影時の露光条件を算出する第2の露光条件算出手段と、
    上記予備的にストロボを発光させた際の被写体からの反射光量に基づいた発光量に当該ストロボ発光量を設定するとともに、上記第2の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値で、上記捕本撮影を行わせる制御手段と、
    を備えたことを特徴とするデジタルカメラ。
  6. 上記第2の露光条件算出手段は、
    上記ストロボを本撮影時に発光させる際の自己に固有の露光時間と上記手振れ限界露光時間との差分値が、上記被写体撮影領域全体に渡って増加させる増加分ISO感度値よりも小さい場合には、上記第1の露光条件算出手段によって算出されたISO感度値に当該差分値を付加して新たなISO感度値として設定するとともに、上記本撮影時に当該ストロボを発光させる時間に対応する露光時間を新たな露光時間に設定することを特徴とする請求項5に記載のデジタルカメラ。
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