JP4312666B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラや携帯電話に内蔵された撮像装置において、撮影距離に応じてストロボの発光光量を異ならせる調光回路を利用せずに、近距離撮影時における白とび減少をなくすことが可能な撮像装置に関する。

近年、携帯電話にデジタルカメラを内蔵させたカメラ付携帯電話が広く普及しており、最近ではこのようなカメラ付携帯電話で夜間や室内などにおける暗い被写体を撮影する場合、通常のカメラと同様にストロボを発光させて撮影するストロボ搭載のカメラ付携帯電話が市販されている。このカメラ付携帯電話の大きな特徴の１つは、表示画面を前後左右に回転させ、使用者が表示画面を見ながら自分の顔写真などを撮影するいわゆる自分撮りをすることができる点である。

ところが、カメラ付携帯電話で自分撮りをする場合に、夕刻や夜間など周囲の環境が暗い場合には、自分の顔が暗くなってしまうことがある。このような場合にストロボを発光させることが考えられるが、自分撮りの場合はカメラ付携帯電話のカメラと自分の顔との距離は数１０ｃｍ程度と近距離であるので、ストロボを発光させるとストロボの光量が大きすぎていわゆる白とびを起こすことがある。これは、従来のカメラ付携帯電話においては、撮像装置が図３の破線Ｘのように被写体の明るさに無関係に固定されたゲインを有しており、自分撮りのように数１０ｃｍ程度の近距離でストロボを発光させると、光量が大きくなって被写体である自分の顔の明るさが極端に明るくなり、そのような領域では破折線Ｙのように露光レベルが飽和レベルＬｓａｔに達して白とびを起こすからである。
デジタルカメラなどでは、輝度が大きい被写体の撮影時に起きる白とび現象を防止するために、調光回路を設け、被写体の輝度が大きいときに撮像装置のゲインを小さくすることが行われており、カメラ付携帯電話にこの調光回路を設けて自分撮りモード時のストロボ発光による白とびを防止することも可能であるが、小型、軽量、低コストが大きな課題であるカメラ付携帯電話に調光回路を設けると、重量や必要スペースが増加し、コストも増大するので好ましくない。

本発明はこのような課題を解決するもので、調光回路を使用することなく、自分撮りモード時のストロボ発光による白とびを防止することができるカメラ付携帯電話などの撮像装置を提供することを目的とするものである。

請求項１記載の本発明の撮像装置は、前記被写体を撮像する撮像手段と、撮像時に被写体を照射するストロボ手段と、前記ストロボ手段を、オート発光、強制発光、及び自分撮り発光のいずれかに設定する発光設定手段と、前記被写体の明るさを判定する明るさ判定手段と、前記明るさ判定手段の判定結果及び前記発光設定手段の設定に応じて前記ストロボ手段の発光をオン・オフ制御する発光指示手段と、前記撮像手段での信号レベルを記憶するゲイン記憶手段と、前記発光設定手段の設定及び前記被写体の明るさに応じて前記ゲイン記憶手段から所定のゲインを選択するゲイン選択手段とを有し、前記ゲイン記憶手段では、被写体の明るさが所定の値以下であるときに被写体の明るさに無関係に第１の固定値を有する第１のゲインと、被写体の明るさが所定の値以下であるときに被写体の明るさに無関係に第１の固定値より小さい第２の固定値を有する第２のゲインと、被写体の明るさが所定の値より大きいときに被写体の明るさの増大につれて減少する第３のゲインとを記憶している撮像装置であって、前記発光設定手段においてオート発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、前記第１のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、前記発光設定手段においてオート発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値より大きいと判断された場合には、前記第３のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オフを指示し、前記発光設定手段において強制発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、前記第１のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、前記発光設定手段において強制発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定より大きいと判断された場合には、前記第３のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、前記発光設定手段において自分撮り発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、前記第２のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、前記発光設定手段において自分撮り発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定より大きいと判断された場合には、前記第３のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示することを特徴とする。

本発明によれば、撮像手段のゲインをストロボの発光形態及び被写体の明るさに応じて最適な値に制御できるので、被写体の状態や距離に応じた適正露光のストロボ撮影をすることができる。
また、自分撮りのような撮影距離が数１０ｃｍ程度の近距離においてストロボ発光させた際に、調光回路を使用することなくストロボ発光による白とびを防止することができる。

本発明の第１の実施の形態による撮像装置は、発光設定手段においてオート発光が設定され、明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、第１のゲインを適用するとともに発光指示手段では発光オンを指示し、発光設定手段においてオート発光が設定され、明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値より大きいと判断された場合には、第３のゲインを適用するとともに発光指示手段では発光オフを指示し、発光設定手段において強制発光が設定され、明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、第１のゲインを適用するとともに発光指示手段では発光オンを指示し、発光設定手段において強制発光が設定され、明るさ判定手段において被写体の明るさが所定より大きいと判断された場合には、第３のゲインを適用するとともに発光指示手段では発光オンを指示し、発光設定手段において自分撮り発光が設定され、明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、第２のゲインを適用するとともに発光指示手段では発光オンを指示し、発光設定手段において自分撮り発光が設定され、明るさ判定手段において被写体の明るさが所定より大きいと判断された場合には、第３のゲインを適用するとともに発光指示手段では発光オンを指示するものである。本実施の形態によれば、撮像手段のゲインがストロボの発光形態及び被写体の明るさに応じた最適な値に制御され、適正露光のストロボ撮影をすることができる。また、被写体の明るさが所定の値以下であるストロボ撮影時に、第１の固定値を有する第１のゲインと、第１の固定値より小さい第２の固定値を有する第２のゲインとを選択して撮影できるので、第２のゲインを自分撮りなどの近距離撮影時に適用することにより適切な露光が可能になり、白とびを防止することができる。

以下本発明の実施例について図面とともに詳細に説明する。
図１は本発明の実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図である。本実施例における撮像装置は、カメラ付携帯電話のカメラ部分やデジタルカメラなどの撮影装置として適用されるが、以下の説明では、説明を簡単にするために、カメラ付携帯電話に適用した例について説明する。
撮影指示手段２０は、撮像手段１９による被写体の撮影動作のタイミング及びストロボ手段１４の発光動作のタイミングを指示する部分で、通常シャッターボタンに相当する。
測光情報取得手段１１は、被写体の明るさ情報を取得するもので、プレビュー表示のために入力されたデータから電荷量を検出し、検出した電荷量を明るさ情報として明るさ判定手段１２に供給する。明るさ判定手段１２は、被写体の明るさが閾値以下か否かを判定する。
一方、発光設定入力手段１５は被写体の状況に応じてオート発光、強制発光及び自分撮り発光のいずれかに設定するためのスイッチで、設定内容は発光設定判別手段１６に入力される。発光設定判別手段１６は発光設定入力手段１５から入力された設定内容がオート発光、強制発光及び自分撮り発光のいずれであるかを判別する。
発光指示手段１３は、発光設定判別手段１６からの信号と明るさ判定手段１２からの信号によって、ストロボ手段１４による発光を行うか否かを指示する。
ゲイン選択手段１７は、明るさ判定手段１２の判定結果及び発光設定判別手段１６の判別結果により、ゲイン記憶手段１８に記憶されているゲインを選択する。ゲイン記憶手段１８には、図３に示す３つのゲインが記憶されている。すなわち、被写体の明るさが所定の閾値Ｐ以下であるときに被写体の明るさに無関係に第１の固定値Ｇｈを有する第１のゲインＡと、被写体の明るさが閾値Ｐ以下であるときに被写体の明るさに無関係に第１の固定値Ｇｈより小さい第２の固定値Ｇｌを有する第２のゲインＢと、被写体の明るさが閾値より大きいときに被写体の明るさの増大につれて減少する第３のゲインＣを記憶している。
撮像手段１９では、ゲイン選択手段１７で選択されたゲインを画像信号の信号レベルとして利得を調整する。撮像手段１９において取得した画像データは撮像記憶手段２１に記憶する。

つぎに、図１における撮像装置の動作を図２のフローチャート及び図３の特性図とともに説明する。まず、表示画面に被写体の画像をプレビュー表示させ（ステップ１）、このプレビュー表示させる時に取得したデータを元に、測光情報取得手段１１により測光情報を取得する（ステップ２）。つぎに、発光設定入力手段１５で入力された情報を、発光設定判別手段１６によって、オート発光、強制発光、及び自分撮り発光が設定されているか否かを判断する（ステップ３、ステップ５、ステップ１０）。
ステップ３では、発光設定判別手段１６により発光設定入力手段１５でオート発光が設定されたか否かを判定し、オート発光が設定された場合は、明るさ判定手段１２で被写体の明るさが所定の明るさ（以下閾値Ｐと記す）以下であるか否かが判定される（ステップ４）。ステップ４で被写体の明るさが閾値Ｐ以下である場合は、ゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段１８から高い値のゲインＧｈを選択する。この結果、閾値Ｐ以下の明るさの範囲では直線Ａに示すようにゲインＧｈに固定され（ステップ６）、発光指示手段１３によりストロボ手段１４の発光が指示され（ステップ１７）、撮影される（ステップ１８）。撮影された画像は撮像記憶手段２１に蓄積、記憶される。
この場合の露光レベルは、図３の破直線Ｄのようになり、閾値Ｐ付近でもレベルＬで飽和レベルＬｓａｔより小さい。したがって白とびを起こすことはない。
ステップ４で被写体の明るさが閾値Ｐより大きい場合は、ゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段２８から被写体の明るさの増大につれて減少する直線Ｃで表されるゲイン、すなわち、明るさに応じたゲインを選択し（ステップ７）、撮影される（ステップ８）。

ステップ３で発光設定判別手段１６がオート発光の設定がされなかったと判定された場合は強制発光が設定されたか否かが判定され（ステップ５）、強制発光が設定された場合は、明るさ判定手段１２で被写体の明るさが閾値Ｐ以下であるか否かが判定される（ステップ９）。ステップ９で被写体の明るさが閾値Ｐ以下である場合は、ステップ４の場合と同様にゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段１８から高い値のゲインＧｈを選択して固定し（ステップ６）、発光指示手段１３によりストロボ手段１４の発光が指示され（ステップ１７）、撮影される（ステップ１８）。この場合の露光レベルは、図３の破直線Ｅのようになり、閾値Ｐ付近でもレベルＬで飽和レベルＬｓａｔより小さい。したがって白とびを起こすことはない。
ステップ９で被写体の明るさが閾値Ｐより大きい場合は、ゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段１８から被写体の明るさの増大につれて減少する直線Ｃで表される明るさに応じたゲインを選択して固定し（ステップ１１）、発光指示手段１３によりストロボ手段１４の発光が指示され（ステップ１７）、撮影される（ステップ１８）。この場合の露光レベルは、図３のレベルＬに相当する破直線Ｅのようになり飽和レベルＬｓａｔより小さい。したがって白とびを起こすことはない。

ステップ５で強制発光の設定がされなかったと判定された場合は自分撮り発光が設定されたか否かが判定される（ステップ１０）。自分撮り発光とは、カメラ付携帯電話のカメラの被写体を使用者が自分に設定してストロボを強制発光させる場合で、使用者がカメラ付携帯電話を手に持って撮影するので、撮影距離は数１０ｃｍ程度の近接撮影になる場合である。
自分撮り発光が設定された場合は、明るさ判定手段１２で被写体の明るさが閾値Ｐ以下であるか否かが判定され（ステップ１２）、ステップ１２で被写体の明るさが閾値Ｐ以下である場合は、ゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段１８から低い値のゲインＧｌを選択して固定し（ステップ１４）、発光指示手段１３によりストロボ手段１４の発光が指示され（ステップ１７）、撮影される（ステップ１８）。この場合は、ストロボ手段１４の発光強度が通常撮影の場合と同じ強度であっても、撮像手段１９のゲインが低い値のゲインＧｌであるので感度は小さくなる。この場合の露光レベルは、図３の破直線Ｄのようになり、閾値Ｐ付近でもレベルＬで飽和レベルＬｓａｔより小さい。したがって白とびを起こすことはない。
ステップ１２で被写体の明るさが閾値Ｐより大きい場合は、ゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段１８から被写体の明るさの増大につれて減少する直線Ｃで表される明るさに応じたゲインを選択して固定する（ステップ１６）。この場合の露光レベルは、図３のレベルＬに相当する破直線Ｅのようになり飽和レベルＬｓａｔより小さい。したがって白とびを起こすことはない。

ステップ１０で自分撮り発光が設定されなかった場合は、ストロボ発光が設定されなかった場合である。この場合は、ゲイン選択手段１７がゲイン記憶手段１８から被写体の明るさの増大につれて減少する直線Ｃで表される明るさに応じたゲインを選択し（ステップ１３）、ストロボ発光なしで通常の撮影がされる（ステップ１５）。
なお、以上の説明では撮像装置としてカメラ付携帯電話のカメラを例に説明したが、自分撮り機能を設けたデジタルカメラに適用しても同様の作用効果を有するものである。

本発明による撮像装置は、カメラ付携帯電話のカメラ部分やデジタルカメラなどの撮影装置などに適用して好適である。

本発明の実施例における撮像装置の全体構成を示すブロック図 本発明の実施例における撮像装置の動作を説明するフロー図 本発明の実施例における撮像装置のゲインと露光レベルの被写体の明るさに対する特性図

符号の説明

１１ 測光情報取得手段
１２ 明るさ判定手段
１３ 発光指示手段
１４ ストロボ手段
１５ 発光設定入力手段
１６ 発光設定判別手段
１７ ゲイン選択手段
１８ ゲイン記憶手段
１９ 撮像手段
２０ 撮影指示手段
２１ 撮像記憶手段

Claims (1)

1. 被写体を撮像する撮像手段と、撮像時に前記被写体を照射するストロボ手段と、前記ストロボ手段を、オート発光、強制発光、及び自分撮り発光のいずれかに設定する発光設定手段と、前記被写体の明るさを判定する明るさ判定手段と、前記明るさ判定手段の判定結果及び前記発光設定手段の設定に応じて前記ストロボ手段の発光をオン・オフ制御する発光指示手段と、前記撮像手段での信号レベルを記憶するゲイン記憶手段と、前記発光設定手段の設定及び前記被写体の明るさに応じて前記ゲイン記憶手段から所定のゲインを選択するゲイン選択手段とを有し、
   前記ゲイン記憶手段では、被写体の明るさが所定の値以下であるときに被写体の明るさに無関係に第１の固定値を有する第１のゲインと、被写体の明るさが所定の値以下であるときに被写体の明るさに無関係に第１の固定値より小さい第２の固定値を有する第２のゲインと、被写体の明るさが所定の値より大きいときに被写体の明るさの増大につれて減少する第３のゲインとを記憶している撮像装置であって、
   前記発光設定手段においてオート発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、前記第１のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、
   前記発光設定手段においてオート発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値より大きいと判断された場合には、前記第３のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オフを指示し、
   前記発光設定手段において強制発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、前記第１のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、
   前記発光設定手段において強制発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定より大きいと判断された場合には、前記第３のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、
   前記発光設定手段において自分撮り発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定の値以下であると判断された場合には、前記第２のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示し、
   前記発光設定手段において自分撮り発光が設定され、前記明るさ判定手段において被写体の明るさが所定より大きいと判断された場合には、前記第３のゲインを適用するとともに前記発光指示手段では発光オンを指示することを特徴とする撮像装置。
   

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