JP4717867B2 - 撮影装置及び撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルスチルカメラ等の撮影装置に関し、特に被写体に向けて光を照射する撮影装置及び撮影方法に関するものである。

近年、デジタルカメラ等の撮影装置を使用して、所定の対象物の三次元形状を測定する様々な方法が提案されている。このような方法としては、複数又は１つの撮影装置によって所定の対象物を異なる方向から撮影し複数の画像データを取得して、それぞれ取得された画像データにおいて共通して写っている点（以下、基準点という）を特定し、三角測量の原理に従って基準点までの距離を算出することにより、所定の対象物の三次元形状を推測するステレオマッチング法がある。基準点を特定する方法としては、画像データ中から、所定の対象物の特徴点等を人が目視により指定する方法と、撮影時に所定の対象物にスポット光やスリット光等のパターン光を照射して、照射されたスポット光による点や、スリット光による直線等を基準点とする方法等がある。

また三次元形状の測定方法には、撮影時に被写体に向けて特定のパターン光等を照射し、パターン光の光軸と同方向及び異なる方向から所定の対象物をそれぞれ撮影して、画像データを取得し、取得された画像データにおいてパターン光の歪み等の形状変化を解析することによって所定の対象物の形状を推測するもの等もある（特許文献１）。

一方、一般に提供されている撮像装置として、ＣＭＯＳ型やＣＣＤ型のイメージセンサを用いたデジタルカメラが提供されている。このようなイメージセンサを用いたデジタルカメラにおいては、イメージセンサ上に結像された被写体像の結像状態を評価しながら撮影レンズの焦点調節（ピント調節）を行うのが一般的である。この結像状態の評価は、イメージセンサから画素毎に得られる画像信号が用いられ、例えば隣接画素間の信号レベルの差分を積算した評価値が最も高くなるように、撮影レンズの焦点調節が行われている。また、この他に、被写体画像から人物の顔部分の領域を特定した後、被写体の顔部分を利用して撮影レンズの焦点調節を行うものも提案されている（特許文献２）。

このように、イメージセンサからの撮像信号に基づいて撮影レンズの焦点調節を行う場合、夜間や暗い場所など被写体輝度が全体的に低くなる撮影条件下では、被写体自体が低コントラストとなることから、撮影レンズの焦点調節が適切に行われないことが多い。このような背景から、カメラ本体に補助光投光器を内蔵し、撮影レンズの焦点調節時に、補助光投光器から被写体に向けて補助光を照射することが提案されている（特許文献３）。このように補助光を被写体に向けて照射することで被写体輝度を高くでき、撮影レンズの焦点調節が適切に行えるようになる。
特開２００６−２３１３１号公報 特開２００４−３１７６９９号公報 特開２００３−９８５７９号公報

しかしながら上記のようにパターン光を照射して所定の対象物を撮影する方法では、光を照射したくない被写体にも光が照射されてしまう虞がある。例えば人物顔面の三次元形状を測定する場合等には、基準点となる光が人物の目に照射されてしまう虞があり、目に光が照射されると、眩しさを感じさせてしまうという問題がある。

また被写体中の人物などの顔部分を用いて撮影レンズの焦点調節を行うデジタルカメラの場合、上述した補助光は必然的に顔部分を照射することになるので、人物などの目に補助光が入り込み、大変眩しく感じるという欠点がある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、撮影時に照射される光を、被写体に眩しいと感じさせないようにする撮影装置及び方法を提供することを目的とするものである。

本発明の撮影装置は、被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
撮影時に、前記被写体に向けて光を照射する光照射手段と、を備えてなる撮影装置において、
前記画像データから人物又は動物の目を検出する目検出手段と、
該目検出手段により検出された目以外を照射するように前記光の照射条件を変更する光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。

なお本発明の撮影装置においては、前記光照射手段が、前記被写体各部までの距離を計測するときの計測用の光を照射するものであってもよい。

また本発明の撮影装置は、被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
撮影時に、前記被写体に向けて三次元形状測定用のパターン光を照射する光照射手段と、を備えてなる撮影装置において、
前記画像データから人物又は動物の目を検出する目検出手段と、
該目検出手段により検出された目以外を照射するように前記パターン光の照射条件を変更する光制御手段と、を備えていることを特徴とするものである。

なお本発明において「照射条件」とは、光の照射範囲、照射位置又はパターン形状を決定するものである。

また本発明の撮影装置は、撮影レンズにより撮像素子に被写体光を入射させ、前記撮像素子で光電変換して得られる画像信号をデジタルデータに変換して記憶する撮影装置において、前記デジタルデータに基づき被写体中の人物または動物の顔画像を検出し、顔画像の位置を特定する顔画像位置特定手段と、前記顔画像位置特定手段で特定された顔画像から目の位置を特定する目の位置特定手段と、前記顔画像位置特定手段で特定された顔画像を含むエリアであって、前記目の位置を避けた位置に向けて狭角補助光を照射する補助光照射手段と、前記顔画像を含むエリアのデジタルデータに基づき合焦位置を特定し、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点調節手段と、を備えたことを特徴とするものである。

なお本発明の撮影装置においては、前記補助光照射手段は、前記撮影レンズの焦点を調節するときに点灯する光源と、前記光源からの光を狭角補助光とする狭角レンズと、前記光源又は狭角レンズを撮影光軸に略直交する面上で移動させて前記狭角補助光の照射方向を調整する照射方向調整部とを有するものであってもよい。

本発明の撮影装置においては、前記補助光照射手段は、前記光源からの光の照射角度を変更して広角補助光とする補助光照射角度変更部を有し、前記顔画像位置特定手段が顔画像を検出不能なときに前記補助光照射角度変更部により広角補助光を被写体に照射するものであってもよい。

また本発明の撮影装置においては、前記補助光照射角度変更部を、前記光源からの光を広角補助光として被写体を照射する広角レンズと、前記狭角レンズまたは前記広角レンズを前記光源の光軸上に選択的に位置させるレンズ移動部とから構成してもよい。

また本発明の撮影装置においては、前記補助光照射角度変更部を、前記光源または前記狭角レンズを撮影光軸向上で移動させる移動部から構成してもよい。

また本発明の撮影装置においては、前記狭角レンズをズームレンズから構成し、前記補助光照射角度変更部を前記狭角レンズのズーム倍率を変更するズーム倍率変更手段から構成してもよい。

また本発明の撮影装置においては、前記補助光照射手段による前記広角補助光の照射中に、前記顔画像位置特定手段が顔画像を検出不能である場合に、前記補助光照射手段は予め定めた位置に狭角補助光を照射してもよい。

また本発明の撮影装置においては、前記補助光照射手段により狭角補助光を照射して前記撮影レンズの焦点の調節を行っているときに、前記目の位置特定手段は前記目の位置を特定し、この特定した目の位置を避けるように狭角補助光の照射方向を変更してもよい。

本発明の撮影方法は、撮影時に、被写体に向けて三次元形状測定用のパターン光を照射して前記被写体を撮影する撮影方法において、
前記被写体を撮像して取得した画像データから人物又は動物の目を検出し、
該検出された目以外を照射するように前記パターン光の照射条件を変更することを特徴とする。

また、本発明の撮影方法は、撮影レンズにより撮像素子に被写体光を入射させ、前記撮像素子で光電変換して得られる画像信号をデジタルデータに変換して記憶する撮影方法において、前記デジタルデータに基づき被写体中の人物または動物の顔画像を検出し、顔画像の位置を特定する顔画像位置特定工程と、前記顔画像位置特定工程で特定された顔画像から目の位置を特定する目の位置特定工程と、前記顔画像位置特定工程で特定された顔画像を含むエリアであって、前記目の位置を避けた位置に向けて狭角補助光を照射する補助光照射工程と、前記顔画像を含むエリアのデジタルデータに基づき合焦位置を特定し、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点調節工程とを有することを特徴とする。

本発明の撮影装置及び撮影方法によれば、画像データから目を検出し、検出された目以外を照射するように光の照射条件を変更するので、光が目に照射されるのを防止することができ、人物が眩しさを感じるのを防止することができる。

また本発明の別の撮影装置及び撮影方法によれば、夜間や暗い場所での撮影時において撮影レンズの焦点調節を行うときには、被写体画像から人物又は動物の目の位置を特定し、特定された人物や動物の目の位置を避けた位置に向けて補助光を照射するから、撮影レンズの焦点調節時に照射される補助光を被写体中の人物や動物の目に入射させずに済む。これにより、被写体中の人物や動物は補助光が眩しいと感じることがない。

また、人物や動物の顔画像が検出できない場合には、広角補助光を照射することで確実に人物や動物の目の位置を特定することができる。これにより、特定された人物や動物の目の位置を避けた位置に向けて狭角補助光を照射することで、被写体中の人物や動物に合わせた撮影レンズの焦点調節を行うことができる。

また、広角補助光を被写体に向けて照射しているときに、人物や動物の顔画像が特定できない場合は、例えば画角の中央エリアなど、予め決められた位置に狭角補助光を照射するので、被写体中に人物や動物が存在しない、つまり夜間や暗い場所の風景撮影の場合でも、撮影レンズの焦点調節を行うことができる。

また、狭角補助光を照射して合焦調節を行っているときにも、目の位置の特定を行うことで、撮影の途中で被写体となる人物や動物が増えた場合や、人物や動物の位置が変化した場合であっても、確実に人物や動物の目の位置を特定することができる。これにより、特定された人物や動物の目の位置を避けた位置に向けて狭角補助光を照射することになるから、被写体中の人物や動物に合わせた撮影レンズの焦点調節を行うことができる。

以下、本発明にかかる第一の実施形態の撮影装置を、図面を参照して詳細に説明する。尚、以下の実施の形態では、本発明における撮影装置として光照射手段を備えたデジタルカメラを例に説明するが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、光照射手段を備えていれば、例えば、デジタルビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、カメラ付きＰＤＡ等、電子撮影機能を備えた他の電子機器に対しても適用可能である。図１は本実施形態のデジタルカメラ１の構成の概略を示すブロック図である。

本実施形態のデジタルカメラ１は、図１に示す如く、ＣＰＵ１０と、撮像部（撮像手段）２と、画像処理部３と、記録部４と、操作部５、液晶モニタ（表示手段）６と、対象物検出部（対象物検出手段）７と、光照射部（光照射手段）８と、光制御部（光制御手段）９と、記録媒体読取部１１とから概略構成されている。

ＣＰＵ１０は、操作部５からの入力に基づいてデジタルカメラ１を総括的に制御するものであり、操作部５からの指示に応じて記憶部４に記憶されているデータを読み出す読出部として機能すると共に、後述するレンズ駆動部のズーミング動作、焦点調節（ＡＦ）動作及び自動露出調節（ＡＥ）動作等を制御する動作制御部や液晶モニタ６における表示を制御する表示制御部としても機能する。

液晶モニタ６は、外部記録媒体１２に記録された画像、各種設定に必要なメニュー操作画面、撮影時においてはＣＣＤ２２によって取得された画像情報のスルー画等が表示される。

撮像部２は、撮影レンズ２１、不図示のレンズ駆動部、撮像素子としてのＣＣＤ２２、不図示のＣＣＤ駆動部、アナログ処理部２３及びＡ／Ｄ変換部２４等を備えている。撮影レンズ２１を介してＣＣＤ２２の受光面に結像された被写体像は、ＣＣＤ２２上の各センサで入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。なおＣＣＤ２２はシャッターゲートパルスのタイミングによって各センサの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する、いわゆる電子シャッター機能を有している。

各センサに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動部から加えられるパルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（アナログ撮像信号）として順次ＣＣＤ２２から読み出される。ＣＣＤ２２から出力されたアナログ撮像信号は、アナログ処理部２３に送られる。

アナログ処理部２３は、サンプリングホールド回路、色分離回路、ゲイン調整回路等の信号処理回路を含み、このアナログ処理部２３において、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。

アナログ処理部２３から出力された信号は、Ａ／Ｄ変換部２４によりデジタル信号に変換された後、画像処理部３に送られる。なおＣＣＤ駆動部、アナログ処理部２３及びＡ／Ｄ変換部２４は、ＣＰＵ１０の指令に従ってタイミングジェネレータから加えられるタイミング信号により同期して駆動されるようになっている。

画像処理部３は、輝度・色差信号生成回路、ガンマ補正回路、シャープネス調整回路、コントラスト補正回路、ホワイトバランス調整回路等の画質調整回路を含むデジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）で構成されており、ＣＰＵ１０からの指令に基づいて読み出された、記憶部４に記憶された画質調整パラメータの設定値に従って画像信号を処理する。

記憶部４は、各種データを記憶可能な記録媒体であり、磁気的又は光学的記録媒体、半導体メモリ等によって構成されている。記憶部４は、デジタルカメラを作動させるためのシステムプログラムを記憶していると共に、画像処理が施された画像データを格納し、記憶部４に格納された画像データは、撮影画像を表示出力する場合に、ＣＰＵ１０の指令に従って記憶部４から読み出されて上述した表示制御部（ＣＰＵ）に出力される。

表示制御部に送られた画像データは表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、液晶モニタ６に出力される。このようにして画像データの画像内容は液晶モニタ６の画面上に表示される。

なお記憶部４内に格納された画像処理済の画像データは、ＣＣＤ２２から出力され上述の画像処理部３によって画像処理された画像データによって定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が液晶モニタ６に供給されることにより、ＣＣＤ２２から入力される画像がリアルタイムに液晶モニタ６に表示される。ユーザは、液晶モニタ６に映し出される画像（スルー画）によって被写体画像を確認することができる。

操作部５は、電源ボタン５０、シャッタボタン５１等、各種設定や指示等を行なうボタン等の入力部を備える。ユーザが所望の被写体画像を得て、シャッタボタン５１から画像記録を指示すると、その時に記憶部４に格納されている画像データは、圧縮／伸張回路（図示しない）によってＪＰＥＧ等の所定の形式に圧縮され、記録媒体読取部１１を介して外部記録媒体１２に記録される。

外部記録媒体１２はｘＤピクチャーカード（登録商標）、スマートメディア（登録商標）、ＰＣカード、コンパクトフラッシュ（登録商標）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティック（登録商標）等を使用でき、電子的、磁気的、若しくは光学的、又はこれらの組合せによる方式に従って読み書き可能な種々の媒体を用いることができる。このとき使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。また画像を保存する手段は、デジタルカメラ１本体に着脱可能な記録媒体に限られるものではなく、デジタルカメラ１本体に内蔵された記録部４であってもよい。

対象物検出部７は、記憶部４内に格納された画像データから所定の対象物を検出するものであり、本実施形態では、所定の対象物を顔とする顔検出部７１と、所定の対象物を目とする目検出部７２とを備えている。顔検出部７１は、顔に含まれる顔の特徴を有する領域（例えば肌色を有する、目を有する、顔の形状を有する等）を顔領域として検出し、目検出部７３は、検出された顔領域から目を検出して、それぞれ検出された対象物の大きさ、位置、形状等の情報を算出する。なお顔検出処理としては、例えば特開２００５−２４２６４０号公報等に記載されている従来公知の処理を適用することができる。

光照射部８は、被写体に向けて三次元形状測定用のパターン光Ｐを照射するものである。ここで図２に本実施形態の光照射部８の一実施形態の概略構造図を示す。本実施形態の光照射部８は、単色光源から出た光束で液晶パネルを照明しこの上に表示された画像を被写体に投影するものであり、図２に示す如く、例えば高輝度で発光効率の良い超高圧水銀ランプやメタルハライドランプ等の光源８１と、光源８１から出た光を反射させる楕円鏡８２（又は放物面鏡）と、光束を分割及び合成することで均一な照明を実現する２枚のインテグレータレンズ８３と、光を同じ方向の直線偏光に揃えるための偏光変換素子８４と、透明な２枚の板の間に、液晶と偏光フイルムを挟んだ素子からなり、液晶を使って画素毎の透過率を制御することによりパターン光Ｐの照射形状を表示する液晶パネル８５と、被写体へ画像すなわちパターン光Ｐを拡大投影する投写レンズ８６とで概略構成され、光源８１から発生させた光束で液晶パネル８５を照明して、液晶パネルに表示された画像すなわちパターン光Ｐを被写体に向けて照射する。

なお本実施形態のパターン光Ｐは、三角形状の格子点を縦横に配列したものとするが（図５（ｄ）参照）、円や四角形状の格子点、格子状の線、同心円等、多種多様の形状が可能であり、これらの形状データは記憶部４に記憶することができる。また本実施形態の光照射部８は単色のパターン光Ｐを照射するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３つの色を組み合わせたカラーのパターン光を照射するものであってもよい。この場合、例えば３板式液晶プロジェクタ等の公知のものを使用することができる。

また光照射部８が上記カラーのパターン光を照射するものである場合には、パターン光を撮影画像に鮮明に表示するため、パターン光が照射される対象物に応じてパターン光の色を変化可能とし、例えば人物の顔に対してパターン光を照射するときに、青色や緑色等のパターン光を照射する。

光制御部９は、対象物検出部７の検出結果に応じてパターン光Ｐの照射条件を変更するものであり、本実施形態では上述の液晶パネル８５に表示されたパターン光の範囲、位置、形状等を変えることによって、パターン光Ｐの照射する箇所と照射しない箇所を制御する。このとき照射箇所を特定するために、光照射部８の照射範囲と、撮影部２の撮影視野とが、常に対応するように制御する。

この場合、パターン光Ｐの形状や位置の変更は液晶パネル上でパターン光の照射形状や位置を変化させることにより行い、パターン形状は記憶部４に記憶された複数の形状データから１つを選択して読み出し、読み出された形状データに応じて液晶パネル８５の表示画像を変更させることにより行なってもよい。本実施形態のデジタルカメラ１はこのように構成される。

次に、以上の構成のデジタルカメラ１において撮影時に行われる一連の処理について説明する。図３はデジタルカメラ１の一連の処理のフローチャートである。デジタルカメラ１の電源ボタン５０がオンされると、まず図３に示す如く、ＣＰＵ１０は、動作モードが撮影モードであるか再生モードであるか判別する（ステップＳ１）。再生モードの場合（ステップＳ１；再生）、再生処理が行われる（ステップＳ１０）。この再生処理は、記録媒体読取部１１が外部記録媒体１２に記憶された画像ファイルを読み出し、画像ファイルに含まれる画像データに基づいた画像を液晶モニタ６に表示させるための処理である。再生処理が終了したら、ＣＰＵ１０はデジタルカメラ１の電源ボタン５０によってオフ操作がなされたか否かを判別し（ステップＳ９）、オフ操作がなされていなければ（ステップＳ９；ＮＯ）、ＣＰＵ１０は処理をステップＳ１へ移行し、オフ操作がなされていたら（ステップＳ９；ＹＥＳ）、デジタルカメラ１の電源をオフし、処理を終了する。

一方、ステップＳ１において動作モードが撮影モードであると判別された場合（ステップＳ１；撮影）、ＣＰＵ１０はスルー画の表示制御を行う（ステップＳ２）。次に、ＣＰＵ１０はシャッタボタン５１が半押しされたか否かを判別する（ステップＳ３）。半押しがされていない場合（ステップＳ３；ＮＯ）、ＣＰＵ１０はステップＳ３の処理を繰り返す。半押しされた場合（ステップＳ３；ＹＥＳ）、光照射処理を行う（ステップ４）。

ここで図４に光照射処理のフローチャート、図５に光照射制御を説明する図を示す。まず、図４に示す如く、ＣＣＤ２２によりプレ撮影されフレームメモリ６８に格納されたプレ画像データを読み出す（ステップＳ２１）。ここで「プレ撮影」はシャッタボタン５１が半押されることによって発生する半押し信号を検出したＣＰＵ１０がＣＣＤ２２に実行させる撮影をいい、「プレ画像」は、プレ撮影によって撮影され、記憶部４に格納された画像データに基づいた画像をいう。図５（ａ）は読み出されたプレ画像の一例である。

次に、得られたプレ画像（図５（ａ）参照）に基づいて、ＣＰＵ１０はＡＥ／ＡＷＢ処理（ステップＳ２２）、ＡＦ処理（ステップＳ２３）を順に行い、さらに図５（ｂ）に示す如く、プレ画像において顔検出部７１が顔の検出を行なう（ステップＳ２４）。そしてＣＰＵ１０は顔が有るか否かを判別し（ステップＳ２５）、顔が有ると判別された場合（ステップＳ２５；ＹＥＳ）は、図５（ｃ）に示す如く、検出された顔領域Ｆにおいて目検出部７２が目Ｅの検出を行う（ステップＳ２６）。そしてＣＰＵ１０は顔領域Ｆに目が有るか否かを判別し（ステップＳ２７）、目がないと判別された場合（ステップＳ２７；ＮＯ）は、光照射部７が記憶部４に記憶された三角形状の格子点を縦横に配列したパターン光Ｐを被写体に向かって照射する（ステップＳ２９）。

一方ステップＳ２５にて、顔がないと判別された場合（ステップＳ２５；ＮＯ）も、上記と同様に、光照射部７が記憶部４に記憶された三角形状の格子点を縦横に配列したパターン光Ｐを被写体に向かって照射する（ステップＳ２９）。

またステップＳ２７にて目Ｅが有ると判別された場合（ステップＳ２７；ＹＥＳ）は、光制御部９が、図５（ｄ）に示す如く、パターン光Ｐが目Ｅ以外を照射するように、すなわち目Ｅを照射しないように、パターン光Ｐの照射範囲（照射条件）を図５（ｄ）のＡ領域を除く範囲に変更する（ステップＳ２８）。そして変更された照射範囲のパターン光Ｐを被写体に向かって照射する（ステップＳ２９）。これにより、プレ画像中に人物の目がある場合に、光照射部８が人物の目にパターン光Ｐを照射するのを防止できるので、人物が眩しさを感じることを防止することができる。

このようにして光照射処理を行ったら（ステップＳ４）、パターン光Ｐを照射した状態で、図３に示す如く、ＣＰＵ１０はシャッタボタン５１が全押しされたか否かを判別する（ステップＳ５）。なおパターン光Ｐが照射されてからシャッタボタン５１が全押しされるまでの間は、上述のステップＳ２６からステップＳ２８の処理を繰り返し行うことにより、目の位置が移動した場合には、移動後の目の位置に応じてパターン光の照射条件を変更しパターン光の調整を行なう。

ステップＳ５にて、シャッタボタン５１が全押しされていない場合は（ステップＳ５；ＮＯ）ＣＰＵ１０はシャッタボタン５１が半押しされたか否かを判別する（ステップＳ６）。そして半押されていない場合は（ステップ６；ＮＯ）ＣＰＵ１０はステップＳ３へ処理を移行し、半押されている場合は（ステップＳ６；ＹＥＳ）ＣＰＵ１０はステップ５へ処理を移行する。

またシャッタボタン５１が全押しされた場合は（ステップＳ５；ＹＥＳ）ＣＰＵ１０は撮影処理を行う（ステップＳ７）。このとき被写体には、光照射部８からパターン光Ｐが照射されているので、撮影によって得られた撮影画像には三次元形状測定用のパターン光Ｐが写る。

なお撮影処理とは、ＣＣＤ２２の光電面に結像された被写体像に基づいたアナログ画像データがＡ／Ｄ変換されて画像処理部３によって各種信号処理が施されるまでの処理を言う。また、撮影処理として、更に信号処理が施された画像データに対して圧縮／伸長処理部（図示しない）によって圧縮処理が施されて画像ファイルが生成されてもよい。

このように撮影処理が終了すると、ＣＰＵ１０は撮影画像を液晶モニタ６に表示する処理を行い、またその撮影画像を外部記録媒体１２に記録する（ステップＳ８）。そしてＣＰＵ１０はデジタルカメラ１の電源（図示せず）のオフ操作がなされたか否かを判別し（ステップＳ９）、オフ操作がなされていたら（ステップＳ９；ＹＥＳ）、デジタルカメラ１の電源をオフし、処理を終了する。オフ操作がなされていなかったら（ステップＳ９；ＮＯ）、ステップＳ１へ処理を移行する。このようにしてデジタルカメラ１による撮影処理が行われる。

なお本実施形態ではシャッタボタン５１が半押しされてから撮影が実行されるまで、パターン光を照射するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばシッターボタン５１が全押しされたときにのみ照射してもよい。

本実施形態によれば、所定の対象物がパターン光を照射したくないものであるときには、光制御部９が、所定の対象物以外を照射するようにパターン光の照射条件を変更することにより、パターン光を照射したくないものにパターン光が照射されるのを防止することができる。また所定の対象物のみにパターン光を照射したいときには、光制御部９が、所定の対象物のみにパターン光を照射するようにパターン光の照射条件を変更することにより、パターン光を照射したいもののみにパターン光を照射することができる。

また所定の対象物が人物の目であり、パターン光が人物の目以外を照射するように照射条件を変更する場合には、パターン光が人物の目に照射されるのを防止することができるので、人物が眩しさを感じることを防止することができる。

次に本発明にかかる別の実施形態のデジタルカメラ１−Ａについて説明する。本実施形態のデジタルカメラ１−Ａは上述の実施形態のデジタルカメラ１と同様の箇所については同符号で示して説明を省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。図６は本実施形態のデジタルカメラ1−Ａの構成の概略を示すブロック図である。

本実施形態のデジタルカメラ１−Ａは、上述の実施形態のデジタルカメラ１とは光制御部９を備えていない点が異なっている。また本実施形態のデジタルカメラ１−Ａは、図６に示す如く、プレ表示部１３及び照射パターン確認ボタン５２とを備えている。

プレ表示部１３は、撮影前に、光照射部８が照射するパターン光Ｐの照射形状すなわち液晶パネル８５の表示画像（以下、パターン光Ｐ’とする）をスルー画と重ねて液晶モニタ６に表示させるものであり、照射パターン確認ボタン５２は、プレ表示部１３を作動させるものである。照射パターン確認ボタン５２は、一度押されるとＯＮ状態となり、ＯＮ状態から再度押されるとＯＦＦ状態となる。

次に上記構成のデジタルカメラ１−Ａにおいて撮影時に行われる一連の処理について説明する。図７はデジタルカメラ１の一連の処理のフローチャート、図８にプレ表示部１３によるプレ表示を説明する図である。デジタルカメラ１−Ａの電源ボタン５０がオンされると、まず図７Ａに示す如く、ＣＰＵ１０は、動作モードが撮影モードであるか再生モードであるか判別する（ステップＳ３１）。

再生モードの場合（ステップＳ３１；再生）、再生処理が行われる（ステップＳ４７）。この再生処理は、記録媒体読取部１１が外部記録媒体１２に記憶された画像ファイルを読み出し、画像ファイルに含まれる画像データに基づいた画像を液晶モニタ６に表示させるための処理である。再生処理が終了したら、図７Ｂに示す如く、ＣＰＵ１０はデジタルカメラ１−Ａの電源ボタン５０によってオフ操作がなされたか否かを判別し（ステップＳ４３）、オフ操作がなされていなければ（ステップＳ４３；ＮＯ）、ＣＰＵ１０は処理をステップＳ３１へ移行し、オフ操作がなされていたら（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、デジタルカメラ１の電源をオフし、処理を終了する。

一方、図７ＡのステップＳ３１において動作モードが撮影モードであると判別された場合（ステップＳ３１；撮影）、ＣＰＵ１０はスルー画（図８（ａ）参照）の表示制御を行う（ステップＳ３２）。次に、ＣＰＵ１０は照射パターン確認ボタン５２がＯＮされたか否かを判別する（ステップＳ３３）。照射パターン確認ボタン５２がＯＮされていない場合（ステップＳ３３；ＮＯ）、ＣＰＵ１０はステップＳ３５へ処理を移行し、シャッタボタン５１が半押しされたか否かを判別する（ステップＳ３５）。

一方、ステップＳ３３にて照射パターン確認ボタン５２がＯＮされた場合（ステップＳ３３；ＹＥＳ）、プレ表示部１３が、図８（ｂ）に示す如く、スルー画と、パターン光Ｐ’を重ねてプレ表示する（ステップＳ３４）。

こうすることにより、ユーザが撮影前に、撮影時に光照射部８が照射するパターン光Ｐの照射範囲、照射位置、パターン形状等の照射条件に基づく照射形状を確認することができるので、図８（ｂ）に示す如く、スルー画に人物がいて、該人物の目にパターン光Ｐ’が重なって表示（図８（ｂ）中のＤ参照）されている場合に、ユーザが、図８（ｃ）に示す如く、人物の目にパターン光Ｐ’が重ならないように撮影画角を変更させることができる。これによりパターン光Ｐの照射条件を変更しなくても、撮影時に光照射部８が照射するパターン光Ｐが人物の目に照射されるのを防止できる。なお光照射部８の光軸と、撮像部２のレンズ２１の光軸とは連動するように構成される。

そしてプレ表示部１３により液晶モニタ６へのプレ表示が行なわれると、ＣＰＵ１０はステップＳ３５へ処理を移行し、シャッタボタン５１が半押しされたか否かを判別する（ステップＳ３５）。ステップＳ３５にてＣＰＵ１０が、シャッタボタン５１が半押されていないと判別した場合（ステップＳ３５；ＮＯ）には、ＣＰＵ１０はステップＳ３３へ処理を移行して、以降の処理を繰り返す。

一方、シャッタボタン５１が半押しされたと判別した場合（ステップＳ３５；ＹＥＳ）には、ＣＣＤ２２によりプレ撮影されフレームメモリ６８に格納されたプレ画像データを読み出す（ステップＳ３６）。次に、得られたプレ画像（図８（ａ）参照）に基づいて、ＣＰＵ１０はＡＥ／ＡＷＢ処理（ステップＳ３７）、ＡＦ処理（ステップＳ３８）を順に行う。

そして次に、図７Ｂに示す如く、ＣＰＵ１０はシャッタボタン５１が全押しされたか否かを判別し（ステップＳ３９）、シャッタボタン５１が全押しされた場合（ステップＳ３９；ＹＥＳ）には、光照射部８が被写体に向けてパターン光Ｐを照射し（ステップＳ４０）、ＣＰＵ１０は撮影処理を行う（ステップＳ４１）。このとき被写体には、光照射部８からパターン光Ｐが照射されているので、撮影によって得られた撮影画像には三次元形状測定用のパターン光Ｐが写る。

このように撮影処理が終了すると、ＣＰＵ１０は撮影画像を液晶モニタ６に表示する処理を行い、またその撮影画像を外部記録媒体１２に記録する（ステップＳ４２）。そしてＣＰＵ１０はデジタルカメラ１の電源ボタン５０のオフ操作がなされたか否かを判別し（ステップ４３）、オフ操作がなされていたら（ステップＳ４３；ＹＥＳ）、デジタルカメラ１−Ａの電源をオフし、処理を終了する。オフ操作がなされていなかったら（ステップＳ４３；ＮＯ）、ステップＳ３１へ処理を移行する。

またステップＳ３９にてシャッタボタン５１が全押しされていない場合（ステップＳ３９；ＮＯ）は、ＣＰＵ１０はシャッタボタン５１が半押しされたか否かを判別し（ステップＳ４４）、シャッタボタン５１が半押しされていると判別した場合（ステップＳ４４；ＹＥＳ）には、ＣＰＵ１０はステップＳ３９へ処理を移行し、以降の処理を繰り返す。一方、ステップ４４にてシャッタボタン５１が半押しされていないと判別した場合（ステップＳ４４；ＮＯ）には、ＣＰＵ１０は照射パターン確認ボタン５２がＯＦＦされたか否かを判別する（ステップＳ４５）。

照射パターン確認ボタン５２がＯＦＦされたと判別した場合（ステップＳ４５；ＹＥＳ）には、プレ表示部１３は液晶モニタ６へのプレ表示を解除してスルー画のみを表示させ（ステップＳ４６）、ＣＰＵ１０はステップＳ４３へ処理を移行する。一方、照射パターン確認ボタン５２がＯＦＦされていないと判別した場合（ステップＳ４５；ＮＯ）には、ＣＰＵ１０は、図７Ａに示す如く、ステップＳ３４へ処理を移行し、プレ表示部１３は液晶モニタ６へ引き続きプレ表示を行なう。このようにしてデジタルカメラ１−Ａによる撮影処理が行われる。

本実施形態によれば、撮影前に、パターン光を画像データと重ねて液晶モニタ６にプレするので、ユーザが撮影前に、撮影時にパターン光の照射範囲、照射位置、パターン形状等の照射条件に基づく照射形状を確認することができる。これにより例えば液晶モニタ６に表示された画像中に人物がいて、該人物の目にパターン光が重なって表示されているとき等に、ユーザが人物の目にパターン光が重ならないように撮影画角を変更させることができるので、パターン光Ｐの照射条件を変更しなくても、撮影時にパターン光が人物の目に照射されるのを防止することができる。

次に本発明にかかるさらに別の実施形態のデジタルカメラ１−Ｂについて説明する。本実施形態のデジタルカメラ１−Ｂは上述の実施形態のデジタルカメラ１、１−Ａと同様の箇所については同符号で示して説明を省略し、異なる箇所についてのみ詳細に説明する。図９は本実施形態のデジタルカメラ1−Ｂの構成の概略を示すブロック図である。本実施形態のデジタルカメラ１−Ｂは、上述の実施形態のデジタルカメラ１−Ａに、さらに光変更部１４とパターン光変更ボタン５３を光変更手段として備えたものである。

光変更部１４は、パターン光Ｐの照射条件を変更するものであり、パターン光変更ボタン５３の押下によって作動する。ここで図１０に本実施形態のデジタルカメラ１−Ｂの背面図を示す。デジタルカメラ１−Ｂの背面は、図１０（ａ）に示す如く、液晶モニタ６の右上方に電源ボタン５０配置され、液晶モニタ６の右方に上から照射パターン確認ボタン５２、パターン光変更ボタン５３が順に配置されている。このパターン光変更ボタン５３が押下されるごとに、光変更部１４は、記憶部４に記憶されたパターン光Ｐの複数のパターン形状を順に読み出し、読み出された形状データに応じて液晶パネル８５の表示画像（パターン光Ｐ’）を変更させてパターン形状を変更する。

次に上記構成のデジタルカメラ１−Ｂにおいて撮影時に行われる一連の処理について説明する。図１１はデジタルカメラ１−Ｂの一連の処理のフローチャート、図１２にパターン光の変更を説明する図である。なお図１１Ａ、図１１Ｂは図７Ａ、図７Ｂと概略同じ処理であるため、重複する箇所は同じ番号で示して説明を省略する。

本実施形態のデジタルカメラ１−Ｂは、図１２（ｂ）の如く、ステップＳ３４にて液晶モニタ６にプレ表示がされると、ＣＰＵ１０は、パターン光変更ボタン５３が押されたか否かを判別する（ステップＳ５０）。パターン変更ボタン５３が押されたと判別すると（ステップＳ５０；ＹＥＳ）、光変更部１４が上述のようにパターン形状を変更し（ステップＳ５１）、変更されたパターン照射形状とスルー画とが重ねてプレ表示される（ステップＳ３４）。

このときデジタルカメラ１−Ｂのユーザは、人物の目にパターン光Ｐ’が重なって表示（図１２（ｂ）中のＤ参照）されている場合に、パターン光変更ボタン５３を押下することによって記憶部４に記憶されたパターン形状を順に選択して変更することができるので、例えば、図１２（ｃ）に示す如く、パターン形状を縦横に配列された三角形状の格子点から、格子状の線へ変更することにより人物の目に重ならない形状のパターン光Ｐ’’を選択することができる。これにより撮影時に光照射部８が照射するパターン光Ｐが人物の目に照射されるのを防止できる。

一方、ステップＳ５０にてパターン光変更ボタン５３が押されていない場合（ステップＳ５０；ＮＯ）には、ＣＰＵはステップＳ３５へ処理を移行し、以降の処理を行う。なおステップＳ３５以降の処理は、図７と同様であるため、説明を省略する。このようにしてデジタルカメラ１−Ｂによる撮影処理は行われる。

なお本実施形態の光変更部１４は、パターン形状を変更するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばパターン光の照射位置を変更してもよい。ここで光変更部１４とパターン光変更ボタン５３の別の実施形態を説明する。本実施形態のパターン光変更ボタンは、図１０（ｂ）に示す如く、上下左右に押下可能な十字キー５３−Ａと、左右に押下可能な左右キー５３−Ｂとを備える。

本実施形態の光変更部１４’は、図１２（ｂ）に示す如く、液晶モニタ６にプレ表示がされた状態で十字キー５３−Ａの例えば下が押されたときに、図１２（ｄ）に示す如く、例えば所定の画素分だけパターン光Ｐ’を下方向に移動させる。これによりユーザが人物の目に重ならない位置までパターン光Ｐ’を移動させることができる。なお十字キー５３−Ａの上左右についてもパターン光Ｐ’をそれぞれ上左右方向に移動させることができる。

左右キー５３−Ｂの例えば右が押されたときには、上述の光照射部８の光源８１の光軸を中心にしてパターン光Ｐ’を右回りに所定角度回転させる。これによりユーザが人物の目に重ならない位置までパターン光Ｐ’を回転移動させることができる。なお左右キー５３−Ｂの左についても左回りに回転移動させることができる。

本実施形態によれば、例えば液晶モニタ６に表示された画像中に人物がいて、該人物の目にパターン光が重なって表示されているとき等に、デジタルカメラ１−Ｂのユーザが、画角を変更させることなく、人物の目にパターン光が重ならないようにパターン光の照射条件を変更することができる。

なお上述の実施形態の光照射部８は、上述したような構成としたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば光源の前方に、任意の形状のスリットを有するスリット板を配設してもよい。この場合、機械的に、例えばモータ等によってスリット板を移動させることによりパターン光の照射位置を変更させる。

また上述の実施形態では、光制御部（光制御手段）９が、パターン光が人物の目以外を照射するように照射条件を変更するものとしたが、本発明はこれに限られるものではなく、例えば、美術館に展示されている彫像等の三次元形状を測定する際に、対象物検出手段により前記彫像を検出し、光制御手段が、パターン光が検出された彫像のみを照射するように照射条件を変更してもよい。こうすることにより、彫像の背後にパターン光を照射したくない絵画等がある場合に、該絵画等にパターン光が照射されるのを防止することができる。

また対象物検出手段により顔を検出し、光制御手段が、パターン光が検出された顔のみを照射するように照射条件を変更することにより、パターン光が常に顔に照射するようにパターン光を顔に追従させることができる。

本発明の撮影装置は、被写体を撮像して画像データを取得する撮像手段と、
該取得された画像データを表示する表示手段と、
撮影時に、前記被写体に向けて三次元形状測定用のパターン光を照射する光照射手段と、を備えてなる撮影装置において、
撮影前に、前記パターン光の照射形状を前記画像データと重ねて前記表示手段に表示するプレ表示手段を備えていることを特徴とするものである。

上記に記載の撮影装置は、前記パターン光の照射条件を任意に変更可能な光変更手段を備えていてもよい。

また本発明の撮影方法は、撮影時に、被写体に向けて三次元形状測定用のパターン光を照射して前記被写体を撮影する撮影方法において、
撮影前に、前記被写体を撮像して画像データを取得し、
該取得した画像データを表示手段に表示し、
前記パターン光の照射形状を前記画像データと重ねて前記表示手段にプレ表示することを特徴とする。

上記の撮影装置及び撮影方法によれば、撮影前に、パターン光の照射形状を画像データと重ねて表示手段にプレ表示するので、ユーザが撮影前に、撮影時のパターン光の照射条件に基づく照射形状を確認することができる。これにより例えば表示手段に表示された画像中に人物がいて、該人物の目にパターン光が重なって表示されているとき等に、ユーザが人物の目にパターン光が重ならないように撮影画角を変更することができるので、パターン光の照射条件を変更しなくても、撮影時にパターン光が人物の目に照射されるのを防止することができる。

また上記撮影装置が、パターン光の照射条件を任意に変更可能な光変更手段を備えている場合には、例えば表示手段に表示された画像中に人物がいて、該人物の目にパターン光が重なって表示されているとき等に、ユーザが、画角を変更することなく人物の目にパターン光が重ならないようにパターン光の照射条件を変更することができる。

次に本発明にかかる第二の実施形態の撮影装置としてのデジタルカメラ１００について図面を参照して詳細に説明する。

図１３及び図１４に示すように、デジタルカメラ１００は、カメラ本体１１１の前面に撮影レンズ１１２を有する沈胴式のレンズ鏡胴１１３を備えている。このレンズ鏡胴１１３は、使用時には図示位置に突出し、不使用時にはカメラ本体１１１の内部に収容される。また、カメラ本体１１１の前面には、ストロボ発光部１１５、ファインダ対物窓１１６、補助光窓１１７が設けられている。この補助光窓１１７は、夜間など暗い状況下で撮影レンズ１１２の焦点調節を行う際に、カメラ本体１１１の内部に設けられた補助光照射装置１４０からのＡＦ補助光を被写体に向けて照射するために設けられている。

カメラ本体１１１の背面には、ファインダ接眼窓１２１、液晶表示器（ＬＣＤ）１２２、および操作部１２３が設けられている。ＬＣＤ１２２は、撮影した画像やスルー画像の他に、各種メニュー画面を表示する。操作部１２３は、撮像レンズ１１２のズームレンズ１７１（図１７参照）をワイド側、テレ側に変倍するズーム操作ボタン１２４や、ＬＣＤ１２２にメニュー画面を表示させる際や、選択内容を決定する際に操作されるメニューボタン１２５、およびメニュー画面内でカーソルを移動させる十字キー１２６などから構成される。また、カメラ本体１１１の側面には蓋１２７が設けられている。この蓋１２７は、メモリカード２０２（図１７参照）が着脱自在に装填されるメモリカードスロットを覆う。

また、カメラ本体１１１の上面には、レリーズボタン１３０、電源ボタン１３１が設けられている。レリーズボタン１３０は、２段階押しのスイッチとなっている。ＬＣＤ１２２による被写体のフレーミングの後に、レリーズボタン１３０を軽く押圧（半押し）すると、自動露出調節（ＡＥ）、自動焦点調節（ＡＦ）などの各種撮影準備処理が施される。この状態でレリーズボタン１３０をさらに押し込む（全押し）と、撮影準備処理が施された１画面分の撮像信号が画像データに変換された後、後述する画像処理および圧縮処理が施され、メモリカード２０２に記憶される。

カメラ本体１００の内部には、補助光照射装置（補助光照射手段）１４０が組み込まれている。図１５に示すように、補助光照射装置１４０は、発光部１４１と、水平方向調整機構（照射方向変更部）１４２と、垂直方向調整機構（照射方向変更部）１４３と、レンズユニット１４４と、移動機構（レンズ移動部）１４５とから構成されている。

発光部１４１は、ＬＥＤ（光源）１５０と、このＬＥＤ１５０を保持する保持板１５１とから構成されている。また、この発光部１４１は、ＬＥＤ１５０の光軸が補助光窓１１７の中心と一致するように角調整機構１４２，１４３によって保持されている。以下では、ＬＥＤ１５０の光軸が、補助光窓１１７の中心と一致するときの発光部１４１の位置を基準位置として説明する。この発光部１４１は、水平方向調整機構１４２によってＡ方向又はＢ方向に、また、垂直方向調整機構１４３によって、Ｃ方向又はＤ方向に位置調整される。これら水平方向調整機構１４２及び垂直方向調整機構１４３の構成としては、例えばラックアンドピニオンとモータとの組み合わせが挙げられるが、これに限らず、発光部を水平方向及び垂直方向に移動させることができるものであればよい。

レンズユニット１４４は、２種類のレンズ１５５，１５６と、これらレンズを保持する保持枠１５７とから構成される。２種類のレンズ１５５，１５６は、広角用レンズ（以下、広角レンズ１５５）と狭角用レンズ（以下、狭角レンズ１５６）とが用いられる。広角レンズ１５５は、被写体中の人物や動物の顔部の位置を検出する時に用いられ、被写体全体を照明する。

以下では、広角レンズ１５５を使用したときのＡＦ補助光を広角補助光Ｓ１として説明する。狭角レンズ１５６は、ＡＦ処理を行う際に広角補助光では不十分なときに用いられる。以下では、狭角レンズ１５６を使用したときのＡＦ補助光を狭角補助光Ｓ２として説明する。図１６に示すように、広角補助光Ｓ１を被写体に照射した場合、照射範囲は範囲Ｒ１となる。一方、狭角補助光Ｓ２を被写体に照射した場合、照射範囲は範囲Ｒ２となる。これにより、広角補助光Ｓ１を照射したときには、狭角補助光Ｓ２を照射したときに比べて照射角度が大きくなるので、狭角補助光Ｓ２が照射されたときの被写体輝度は、広角補助光Ｓ１を照射したときの被写体輝度よりも高くなる。

移動機構１４５は、レンズユニット１４４を中Ｅ方向又はＦ方向に移動させることで、使用するレンズを切り替える。例えば広角レンズ１５５を使用する時のレンズユニット１４４の位置（図１５に示す実線の位置）を広角位置、狭角レンズ１５６を使用する時のレンズユニット１４４の位置を狭角位置（図１５に示す二点差線の位置）とする。例えば、レンズユニット１４４が広角位置にある場合には、基準位置にあるＬＥＤ１５０の光軸と、広角レンズ１５５の光軸とが一致する。同様にして、レンズユニット１４４が狭角位置にある場合には、基準位置にあるＬＥＤ１５０の光軸と、狭角レンズ１５６の光軸とが一致する。これにより、広角レンズ１５５と移動機構１４５とは補助光照射角度変更部として機能する。この移動機構１４５としては、例えばラックアンドピニオンとモータとの組み合わせが挙げられる。移動機構１４５によって移動するレンズユニット１４４の位置は、図示しないフォトインタラプタ等によって検出される。

デジタルカメラ１００の電気的構成を示す図１７において、撮像レンズ１１２は、固定レンズ１７０、ズームレンズ１７１及びフォーカスレンズ１７２から構成されている。これらレンズのうち、ズームレンズ１７１及びフォーカスレンズ１７２には、それぞれレンズモータ１７３，１７４が接続されている。レンズモータ１７３は、ズーム操作ボタン１２４の操作に連動して、ズームレンズ１７１をワイド側、あるいはテレ側に移動させる。また、レンズモータ１７４は、ズームレンズ１７１の変倍などに応じてフォーカスレンズ１７２を移動させ、撮影条件が最適となるように焦点調節を行う。なお、これらレンズモータ１７３，１７４は、ステッピングモータからなり、ＣＰＵ１７５に接続されたモータドライバ１７６，１７７から送信される駆動パルスにより動作制御される。

絞り１８０には、アイリスモータ１８１が接続されている。アイリスモータ１８１は、ステッピングモータからなり、ＣＰＵ１７５に接続されたモータドライバ１８２から送信される駆動パルスにより動作制御される。これにより、絞り１８０の開口が調節され、露出が調整される。

撮像レンズ１１２の背後には、撮像レンズ１１２を透過した被写体光を光電変換するＣＣＤ１８５が配置されている。ＣＣＤ１８５には、ＣＰＵ１７５によって制御されるタイミングジェネレータ（ＴＧ）１８６が接続され、このＴＧ１８６から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタのシャッタ速度が決定される。

ＣＣＤ１８５から出力された撮像信号は、相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）１９０に入力され、ＣＣＤ１８５の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力される。ＣＤＳ１９０から出力された画像データは、増幅器（ＡＭＰ）１９１で増幅され、Ａ／Ｄ変換器（Ａ／Ｄ）１９２でデジタルの画像データに変換される。

画像入力コントローラ１９３は、バス１９４を介してＣＰＵ１７５に接続され、ＣＰＵ１７５の制御命令に応じて、ＣＣＤ１８５、ＣＤＳ１９０、ＡＭＰ１９１、およびＡ／Ｄ１９２を制御する。Ａ／Ｄ１９２から出力された画像データは、ＳＤＲＡＭ１９５に一時記録される。

画像信号処理回路１９６は、ＳＤＲＡＭ１９５から画像データを読み出して、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理を施し、この画像データを再度ＳＤＲＡＭ１９５に記録する。ＹＣ変換処理回路１９７は、画像信号処理回路１９６で各種処理を施された画像データをＳＤＲＡＭ１９５から読み出し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとに変換する。

ＶＲＡＭ１９８は、ＬＣＤ１２２にスルー画像を出力するためのメモリであり、画像信号処理回路１９６、ＹＣ変換処理回路１９７を経た画像データが格納される。ＶＲＡＭ１９８には、画像データの書き込みと読み出しを並行して行えるように、２フレーム分のメモリ１９８ａ、１９８ｂが確保されている。ＶＲＡＭ１９８に格納された画像データは、ＬＣＤドライバ１９９でアナログのコンポジット信号に変換され、ＬＣＤ１２２にスルー画像として表示される。

圧縮伸長処理回路１１０は、ＹＣ変換処理回路１９７でＹＣ変換された画像データに対して、所定の圧縮形式（例えばＪＰＥＧ形式）で画像圧縮を施す。圧縮された画像データは、メディアコントローラ２０１を経由してメモリカード２０２に記憶される。

バス１９４には、露出量、すなわち電子シャッタのシャッタ速度、および絞り１８０の絞り値が撮影に適切か否かを検出するとともに、ホワイトバランスが撮影に適切か否かを検出するＡＥ／ＡＷＢ検出回路２０５と、撮像レンズ１１２の焦点調節が撮影に適切か否かを検出するＡＦ検出回路２０６とが接続されている。

ＡＥ／ＡＷＢ検出回路２０５は、ＹＣ変換処理回路１９７でＹＣ変換された画像データの輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとから被写体輝度を算出することで、上述したシャッタ速度及び絞り値の組み合わせが撮影に適切か否かを判断するとともに、ホワイトバランスの適否を検出し、この検出結果をＣＰＵ１７５に送信する。ＣＰＵ１７５は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路２０５から送信された検出結果に基づいて、撮像レンズ１１２、絞り１８０、およびＣＣＤ１８５の動作を制御する。また、この他に、補助光照射装置１４０の動作を制御する。なお、符号２０７はＬＥＤドライバである。

ＡＦ検出回路２０６は、Ａ／Ｄ１９２でデジタル化された画像データから画像の鮮鋭度を表すフォーカス評価値を算出し、この算出結果をＣＰＵ１７５に送信する。例えば被写体中に人物や動物の顔部が特定されている場合には、人物や動物の顔部の領域及び顔部に隣接する領域となる画像データに対して、バンドパスフィルタなどで輪郭抽出処理を施し、これにより抽出された輪郭信号、および人物や動物の顔部の領域及び顔部に隣接する領域の画像データの輝度値を積算することでフォーカス評価値が取得される。

また、人物や動物の顔部が特定されていない場合には、例えば撮影画角の中央部分の画像データに対してバンドパスフィルタなどで輪郭抽出処理を施し、これにより抽出した輪郭信号、および中央部分の画像データの輝度値を積算することでフォーカス評価値が取得される。ここで、フォーカス評価値が大きいほどその部分の高周波成分が多く、その部分が合焦状態にあることを表している。

ＣＰＵ（焦点調整手段）１７５は、レリーズボタン１３０の半押しに伴う撮影準備処理時に、そのときのズームレンズ１７１の位置からフォーカスレンズ１７２の合焦位置の探索範囲を決定し、モータドライバ１７７を介してレンズモータ１７４の動作を制御して、決定した探索範囲内で、フォーカスレンズ１７２を例えば近点側から遠点側に移動させ、ＡＦ検出回路２０６から順次送信されるフォーカス評価値の大小を比較することで、フォーカス評価値が最大となる位置、つまり合焦位置でフォーカスレンズ１７２を停止させる。これにより、撮影レンズ１１２の焦点が調節される。

ＣＰＵ１７５には、半押しスイッチ２１０、全押しスイッチ２１１の他に、ＥＥＰＲＯＭ２１２が接続されている。半押しスイッチ２１０は、レリーズボタン１３０が半押しされたときにオンとなり、そのオン信号をＣＰＵ１７５に出力する。これを受けて、ＣＰＵ１７５は、上述した撮影準備処理を実行する。また、全押しスイッチ２１１は、レリーズボタン１３０が全押しされたときにオンとなり、そのオン信号をＣＰＵ１７５に出力する。このオン信号を受けて、撮影処理が実行される。

ＣＰＵ１７５は、ＥＥＰＲＯＭ２１２から各種制御用のプログラムや設定情報などを読み出すことで、輝度判定部２２０、位置特定部（顔画像位置特定手段、目の位置特定手段）２２１、照射方向決定部２２２として機能する。

輝度判定部２２０は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路２０５から出力された被写体輝度の算出値Ｔと、予め設定された第１基準値Ｔ１と、第２基準値Ｔ２（Ｔ１＞Ｔ２）とを用いた比較判定を行う。例えば被写体輝度の算出値Ｔが、第１基準値Ｔ１を超える（Ｔ＞Ｔ１となる）場合には、ＡＦ補助光を被写体に向けて照射しなくてもＡＦ処理が行える撮影条件下にあると判定される。

被写体輝度の算出値Ｔが、第１基準値Ｔ１以下であり、第２基準値Ｔ２を超過している（Ｔ２＜Ｔ≦Ｔ１となる）場合には、位置特定部２２１における位置抽出処理においてはＡＦ補助光を必要としないが、ＡＦ処理を行う際にはＡＦ補助光を被写体に向けて照射する必要がある撮影条件下であると判定される。一方、被写体輝度の算出値Ｔが第２基準値Ｔ２以下となる（Ｔ≦Ｔ２となる）場合には、位置特定部２２１における位置抽出処理及びＡＦ処理の際には、ＡＦ補助光を被写体に向けて照射する必要がある撮影条件下であると判定される。なお、第１基準値Ｔ１及び第２基準値Ｔ２は、実験等から得られた値からなる。

位置特定部２２１は、被写体輝度判定部２２０で被写体輝度の算出値Ｔが第１基準値Ｔ１以下となる場合に作動する。ＳＤＲＡＭ１９５に記憶された画像データに基づく画像を被写体画像と称して説明する。この位置特定部２２１は、被写体画像から人物や動物の顔部の位置や向きを特定する。この顔部の位置や向きを特定する方法としては、予め顔の向きが異なる複数の顔画像パターン２２５をＥＥＰＲＯＭ２１２に記憶させておき、被写体画像に対して、これら顔画像パターンを照合させる、所謂パターン認識の他に、被写体画像の各画素の色が肌色範囲に属する色であるか否かを判定し、肌色範囲に属する色となる画素が所定の画素数以上となる箇所を顔画像として抽出する等の方法が挙げられる。例えば位置特定部２２１によって人物や動物の顔部の位置や向きが特定された場合には、さらに、目の位置も特定される。なお、この目の位置は、上述したパターン認識を用いればよい。

照射方向決定部２２２は、ＡＦ処理の際に被写体に照射される狭角補助光Ｓ２の照射方向を決定する。例えば、位置特定部２２１によって目の位置が特定されているから、特定された目の位置が、狭角補助光Ｓ２の照射範囲から外れるように、ＬＥＤ１５０の移動量を決定する。図１８に示すように、被写体画像２３０から人物の顔部の位置が特定された場合、撮影レンズ１１２の焦点調節は、被写体中の人物に合わせて行われる。例えば発光部１４１が基準位置にある場合には、狭角補助光Ｓ２の照射範囲Ｒ２の内部に人物の目の領域Ｍが位置していることから、図１９に示すように、人物の胸部に狭角補助光Ｓ２が照射されるように発光部１４１を位置調整する。一方、人物の顔部が特定されない場合には、狭角補助光Ｓ２の照射範囲Ｒ２が被写体画像２３０の中心となるように発光部１４１の移動量が決定される。つまり、発光部１４１は基準位置にあることから、このような場合には、発光部１４１の移動量は０となる。

次に、本実施形態の作用について図２０のフローチャートに基づいて説明する。レリーズボタン１１２が半押しされると、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路２０５において、ＣＣＤ１８５によって取り込まれた被写体画像から被写体輝度が算出される。この被写体輝度の算出値Ｔは、ＣＰＵ１７５に出力される。

ＣＰＵ１７５は、入力された被写体輝度の算出値Ｔと、第１基準値Ｔ１と、第２基準値Ｔ２とを用いた比較判定を行う。例えば、被写体輝度の算出値ＴがＴ≦Ｔ２となる場合、ＣＰＵ１７５はレンズユニット１４４が広角位置にあるか否かを判定し、狭角位置にある場合には、レンズユニット１４４を広角位置に移動させる。その後、ＬＥＤドライバ２０７を介してＬＥＤ１５０を発光制御する。これにより、広角補助光Ｓ１が被写体に向けて照射される。広角補助光Ｓ１が被写体に向けて照射された後に得られる被写体画像を用いて、人物や動物の顔部の位置や向き、さらには目の位置が特定される。

そして、被写体画像から人物や動物の目の位置が特定された場合には、特定された目の位置と、発光部１４１が基準位置にあるときの狭角補助光Ｓ２の照射範囲とから、発光部１４１の移動量を決定する。同時に、ＣＰＵ１７５は、移動機構１４５を作動させ、レンズユニット１４４を狭角位置へと移動させる。また、ＣＰＵ１７５は、水平方向調整機構１４２、垂直方向調整機構１４３を作動させ、先に決定された移動量に基づいて発光部１４１の位置調整を行う。これら処理の後、ＬＥＤドライバ２０７を介して、ＬＥＤ１５０を発光させる。これにより、狭角補助光Ｓ２が被写体に向けて照射される。

例えば、図１８に示すように、被写体中の人物が被写体画像２３０の中心に位置している場合には、目の領域Ｍも被写体画像の略中心に位置している。例えば発光部１４１が基準位置にあるときには、狭角補助光Ｓ２の照射範囲Ｒ２内に目の領域Ｍが位置することになる。図１９に示すように、狭角補助光Ｓ２の照射範囲Ｒ２を人物の胸部となるように発光部１４１の位置調整を行うことで、ＡＦ処理、及びＡＥ処理時に人物の目に狭角補助光Ｓ２が入り込むことがなく、被写体中の人物が眩しく感じることがない。また、被写体となる人物が被写体画像２３０の中心に位置していない場合も同様である。これにより、人物の位置を特定することで、適切な狭角補助光Ｓ２の照射方向を決定することができる。

狭角補助光Ｓ２が照射されると、ＡＥ処理、ＡＦ処理が実行される。これら処理の後、レリーズボタン１３０が全押しされると、ＬＥＤ１５０が消灯され、撮影処理が実行される。なお、この場合、被写体輝度の算出値Ｔが第１基準値Ｔ１以下であることから、レリーズボタン１３０の全押し時に、被写体に向けてストロボ光が照射される。このストロボ光の照射時に、例えばＡＥ処理、ＡＦ処理が再度実行され、新たに算出されたシャッタ速度、絞り量を用いた撮影処理が実行される。

一方、広角補助光Ｓ１を照射したときに、被写体画像から人物の顔部の位置が特定されない場合がある。この場合には、発光部１４１が基準位置にあることから、発光部１４１の位置調整は行われない。そして、ＬＥＤ１５０の点灯制御が実行されることで、狭角補助光Ｓ２が被写体に向けて照射された後、ＡＥ処理、ＡＦ処理が実行される。これら処理の後、レリーズボタン１３０が全押しされることで、ＬＥＤ１５０が消灯され、撮影処理が実行される。これにより、被写体中に人物がいない場合、つまり風景を撮影する場合であっても、画角の中央部分に位置する被写体に対してＡＦ処理を適切に行うことができる。

なお、このＡＥ処理、及びＡＦ処理の際にも、被写体画像における人物の顔部の位置や向き、さらには目の位置を特定する処理が実行されている。例えば、被写体画像における人物の顔部の位置や向きが特定された場合には、新たに特定された人物の目の位置が、狭角補助光Ｓ２の照射範囲から外れ、且つ人物の胸部に向けて狭角補助光Ｓ２が照射されるように発光部１４１の移動量が決定される。そして、決定された移動量に基づいて発光部１４１の位置調整が行われた後に、ＡＥ処理、ＡＦ処理が実行される。これら処理の後、レリーズボタン１３０が全押しされることで、ＬＥＤ１５０が消灯され、撮影処理が実行される。これにより、被写体画像から新たに人物が特定された場合であっても、適切なＡＦ処理を行うことができる。

また、被写体輝度の算出値ＴがＴ２＜Ｔ≦Ｔ１となる場合には、広角補助光Ｓ１を被写体に向けて照射せずに人物及び動物の顔部の位置や向き、さらには目の位置が特定される。その後、Ｔ≦Ｔ２の場合と同様に、特定された目の位置が、狭角補助光Ｓ２の照射範囲から外れるように、発光部１４１の位置調整を行った後、狭角補助光Ｓ２が被写体に向けて照射される。この状態で、ＡＥ処理、ＡＦ処理が実行される。これら処理の後、レリーズボタン１３０が全押しされることで、ＬＥＤ１５０が消灯され、撮影処理が実行される。

また、被写体輝度の算出値ＴがＴ１＜Ｔとなる場合には、ＡＦ用補助光を被写体に向けて照射しなくてもＡＦ処理が行える撮影条件下であることから、補助光照射装置１４０は作動せずに、ＡＥ処理及びＡＦ処理が実行される。これら処理の後、レリーズボタン１３０が全押しされることで撮影処理が実行される。

本実施形態では、被写体中の人物が一人からなる場合について説明しているが、被写体中に複数の人物がいる場合には、例えば人物の顔部、目の位置が複数特定される。この場合、例えば、人物の顔部の画素数などを算出し、顔部の大きい人物を主要被写体とした上で、主要被写体である人物の目が狭角補助光の照射範囲から外れた位置となるように発光部の位置調整を行う、又は、特定された複数の人物の目のそれぞれが狭角補助光の照射範囲から外れた位置となるように発光部の位置調整を行うようにすればよい。

本実施形態では、ＡＦ補助光を、人物の顔部の位置や向き、さらには目の位置を特定する際に被写体に照射される広角補助光と、撮影レンズの焦点調節時に被写体に照射される狭角補助光とから構成しているが、これに限定する必要はなく、ＡＦ補助光を狭角補助光のみとしてもよい。

本実施形態では、狭角補助光の照射範囲を人物の胸部となるように発光部の位置調整を行っているが、これに限定する必要はなく、人物の目の位置が狭角補助光の照射範囲から外れるように発光部の位置調整が行われればよいので、狭角補助光の照射範囲を例えば人物の顎から胸部に亘る範囲、人物の頭部の範囲、又は人物の顔の下半分となる、つまり口や鼻が照射されるとなるように、発光部の位置調整を行うことも可能である。

本実施形態では、被写体画像から人物や動物の顔部の位置や向きが特定されない場合には、狭角補助光の照射範囲が被写体画像の中央エリアに位置するようにしているが、これに限定する必要はなく、適宜設定してよい。

本実施形態では、被写体画像から特定された目の位置が狭角補助光の照射範囲から外れるように発光部の移動量を決定し、決定された移動量に基づいて発光部の位置調整を行っているが、これに限定する必要はない。例えば、被写体に照射される狭角補助光の照射範囲を検出しながら、発光部の位置調整を行うことも可能である。つまり、ＣＣＤによって取り込まれる被写体画像において、被写体輝度が高い領域を狭角補助光の照射範囲として検出し、特定された目の位置が、検出された狭角補助光の照射範囲から外れるように、発光部の位置調整を行うことも可能である。

本実施形態では、広角レンズと狭角レンズとを切り替えることで被写体に向けて広角補助光、又は狭角補助光を照射するようにしているが、広角補助光、又は狭角補助光を照射する方法としては、これに限定する必要はなく、例えば光源と被写体との間に配置されるレンズを、その光軸方向に移動させて、光源からの補助光を広角補助光、又は狭角補助光として被写体に照射することも可能である。以下では、本実施形態と同一の構成となる部材については同一の符号を付して説明する。

図２１に示すように、ＬＥＤ１５０の前面に照明用のレンズ２４０を配置する。このレンズ２４０は移動機構２４１によって、レンズ２４０の光軸方向（Ｈ方向又はＩ方向）に移動可能であり、広角補助光を照射する広角位置（図２１中実線で示す位置）と狭角補助光を照射する狭角位置（図２１中二点差線で示す位置）との間で移動させる。これにより、広角レンズと狭角レンズとを用いなくても、広角補助光と狭角補助光とを切り替えて使用することができる。図示はしていないが、補助光の照射方向を変更する場合には、ＬＥＤ１５０又はレンズ２４０の一方を撮影光軸に直交する面上で移動させればよい。なお、レンズ２４０を光軸方向に移動させる代わりに、ＬＥＤ１５０を撮影光軸方向に移動させる、又はレンズ２４０とＬＥＤ１５０とのそれぞれをレンズの撮影光軸方向に移動させてもよい。

また、この他に、ズームレンズを用いて、狭角補助光と狭角補助光との間で切り替えることも可能である。図２２に示すように、ＬＥＤ５０の前面にズームレンズ２４５を設ける。また、ズームレンズ２４５のズーム倍率を変更するズーム倍率変更部２４６を設ける。ズーム倍率変更部２４６は狭角補助光を照射する場合にはズームレンズ２４５のズーム倍率を高くし、広角補助光を照射する場合にはズーム倍率を低くすることで、狭角補助光と広角補助光とを切り替える。図示はしていないが、補助光の照射方向を変更する場合には、発光部１４１又はズームレンズ２４５の一方を撮影光軸に直交する面上で移動させればよい。

本実施形態では、発光部の位置調整を行うことで、狭角補助光の照射方向を変更しているが、これに限定する必要はなく、狭角レンズを撮影光軸と直交する面上で位置調整する、或いは、狭角レンズと発光部との両方をそれぞれ撮影光軸と直交する面上で位置調整することで、狭角補助光の照射方向を変更することも可能である。

本実施形態では、静止画を取り込む際の実施形態としているが、これに限定する必要はなく、静止画の他に、動画を取り込む場合に本発明を用いることができる。

なお本発明の撮影装置は、上述した実施形態のデジタルカメラに限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜設計変更可能である。

デジタルカメラの構成の概略を示すブロック図 光照射部の概略構造図 デジタルカメラの撮影処理のフローチャート 光照射処理のフローチャート 光照射制御の説明図 別の実施形態のデジタルカメラの構成の概略を示すブロック図 図６のデジタルカメラの撮影処理のフローチャート（その１） 図６のデジタルカメラの撮影処理のフローチャート（その２） プレ表示の説明図 さらに別の実施形態のデジタルカメラの構成の概略を示すブロック図 図９の実施形態のデジタルカメラの背面図 図９のデジタルカメラの撮影処理のフローチャート（その１） 図９のデジタルカメラの撮影処理のフローチャート（その２） パターン光の変更の説明図 第二の実施形態のデジタルカメラの正面の外観を示す斜視図 図１３のデジタルカメラの後面の外観を示す斜視図 補助光照射装置の構成の概略を示す斜視図 補助光の照射範囲を示す説明図 図１３のデジタルカメラの電気的構成を示すブロック図 狭角補助光の照射範囲が被写体画像の中心となる場合の、照射範囲と被写体との位置関係を示す説明図 狭角補助光の照射方向を調整したときの、照射範囲と被写体との位置関係を示す説明図 図１３のデジタルカメラにおける撮影時の処理手順を示すフローチャート レンズを光軸方向に移動させて、補助光を狭角補助光と広角補助光との間で切り替える場合の構成を示す斜視図 ズームレンズを用いて、補助光を狭角補助光と広角補助光との間で切り替える場合の構成を示す斜視図

符号の説明

１、１−Ａ、１−Ｂ 第一の実施形態のデジタルカメラ（撮影装置）
２ 撮像部（撮像手段）
３ 画像処理部
４ 記憶部
５ 操作部
６ 液晶モニタ（表示手段）
７ 対象物検出部（対象物検出手段）
７１ 顔検出部
７２ 目検出部
８ 光照射部（光照射手段）
９ 光制御部（光制御手段）
１０ ＣＰＵ
１３ プレ表示部（プレ表示手段）
１４ 光変更部、５３ パターン光変更ボタン（光変更手段）
Ｐ パターン光
１００ 第二の実施形態のデジタルカメラ
１１７ 補助光窓
１３０ レリーズボタン
１４０ 補助光照射装置（補助光照射手段）
１４１ 発光部
１４２ 広角位置調整機構（照射方向調整部）
１４３ 狭角位置調整機構（照射方向調整部）
１４４ レンズユニット
１４５ 移動機構（レンズ移動部）
１５０ ＬＥＤ（光源）
１５５ 広角レンズ
１５６ 狭角レンズ
１７５ ＣＰＵ
２２０ 輝度判定部
２２１ 位置特定部（顔画像位置特定手段、目の位置特定手段）
２２２ 照射方向決定部

Claims (8)

1. 撮影レンズにより撮像素子に被写体光を入射させ、前記撮像素子で光電変換して得られる画像信号をデジタルデータに変換して記憶する撮影装置において、
   前記デジタルデータに基づき被写体中の人物または動物の顔画像を検出し、顔画像の位置を特定する顔画像位置特定手段と、
   前記顔画像位置特定手段で特定された顔画像から目の位置を特定する目の位置特定手段と、
   前記撮影レンズの焦点を調節するときに点灯する光源と、前記光源からの光を狭角補助光とする狭角レンズと、前記光源又は狭角レンズを撮影光軸に略直交する面上で移動させて前記狭角補助光の照射方向を調整する照射方向調整部とを有し、前記顔画像位置特定手段で特定された顔画像を含むエリアであって、前記目の位置を避けた位置に向けて狭角補助光を照射する補助光照射手段と、
   前記顔画像を含むエリアのデジタルデータに基づき合焦位置を特定し、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点調節手段と、を備えたことを特徴とする撮影装置。
2. 前記補助光照射手段は、前記光源からの光の照射角度を変更して広角補助光とする補助光照射角度変更部を有し、
   前記デジタルデータに基づく前記被写体の被写体輝度が予め設定された基準値よりも小さいときに前記補助光照射角度変更部により広角補助光を被写体に照射することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 前記補助光照射角度変更部を、前記光源からの光を広角補助光として被写体を照射する広角レンズと、前記狭角レンズまたは前記広角レンズを前記光源の光軸上に選択的に位置させるレンズ移動部とから構成したことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
4. 前記補助光照射角度変更部を、前記光源または前記狭角レンズを撮影光軸上で移動させる移動部から構成したことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
5. 前記狭角レンズをズームレンズから構成し、前記補助光照射角度変更部を前記狭角レンズのズーム倍率を変更するズーム倍率変更手段から構成したことを特徴とする請求項２に記載の撮影装置。
6. 前記補助光照射手段による前記広角補助光の照射中に、前記顔画像位置特定手段が顔画像を検出不能である場合に、前記補助光照射手段は予め定めた位置に狭角補助光を照射することを特徴とする請求項２又は５いずれか１項に記載の撮影装置。
7. 前記補助光照射手段により狭角補助光を照射して前記撮影レンズの焦点の調節を行っているときに、前記目の位置特定手段は前記目の位置を特定し、この特定した目の位置を避けるように狭角補助光の照射方向を変更することを特徴とする請求項１又は６いずれか１項に記載の撮影装置。
8. 撮影レンズにより撮像素子に被写体光を入射させ、前記撮像素子で光電変換して得られる画像信号をデジタルデータに変換して記憶する撮影方法において、
   前記デジタルデータに基づき被写体中の人物または動物の顔画像を検出し、顔画像の位置を特定する顔画像位置特定工程と、
   前記顔画像位置特定工程で特定された顔画像から目の位置を特定する目の位置特定工程と、
   前記撮影レンズの焦点を調節するときに点灯する光源と、前記光源からの光を狭角補助光とする狭角レンズとを有し、前記光源又は狭角レンズを撮影光軸に略直交する面上で移動させて前記狭角補助光の照射方向を調整することにより、前記顔画像位置特定工程で特定された顔画像を含むエリアであって、前記目の位置を避けた位置に向けて狭角補助光を照射する補助光照射工程と、
   前記顔画像を含むエリアのデジタルデータに基づき合焦位置を特定し、前記撮影レンズの焦点を調節する焦点調節工程とを有することを特徴とする撮影方法。

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