JP5519957B2 - カメラおよび制御方法 - Google Patents

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本発明は、カメラおよびカメラにおけるその制御方法に関する。
近年、カメラ付き携帯電話機等の携帯端末装置では、小型化を図るために、一般的なデジタルカメラ等に搭載されるキセノンフラッシュよりも小型である高輝度LED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)がカメラ撮影時のフラッシュとして搭載されている。
また、一般にカメラでは、撮影した画像データに基づいて、AF(Auto Focus:オートフォーカス)制御、および、AE(Auto Exposure:自動露出)制御が行われる。ここで、低照度環境では、AFの合焦率およびAFの合焦精度が低くなる。そのため、カメラ付携帯電話機等の携帯端末装置では、高輝度LEDは、撮影時のフラッシュとしてだけでなく、AF制御時の補助光としても用いられる。
ここで、AF制御およびAE制御を行うカメラにおいて、AF制御時に補助光を点灯させるとともに、被写体の輝度レベルを検出することでAE制御を行う従来技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2003−008985号公報
しかしながら、AF制御時の補助光および撮影時のフラッシュとしてLEDを用いるカメラにおいて、上記従来技術のように、AF制御時の補助光としてLEDを点灯させるとともにAE制御を行うと、カメラは、撮影時にフラッシュを用いるか否かの判定(フラッシュのON/OFF判定)を誤ってしまうことがある。
例えば、撮影時のフラッシュを用いるか否かの判定を誤ってしまう場合の一例を図1に示す。ここで、AE制御において、露光時間(シャッタースピード)と増感度(増感ゲイン)との積をAE値として表す。被写体の照度が低い場合(暗い場合)にはAE値は大きくなり、被写体の照度が高い場合(明るい場合)にはAE値は小さくなる。また、図1に示すように、AF制御時に、AE値が補助光点灯閾値以上の場合には、補助光としてLEDが点灯する。同様に、図1に示すように、撮影時に、AE値がフラッシュ点灯閾値以上の場合には、フラッシュとしてLEDが点灯する。図1では、AF開始前におけるAE値は、フラッシュ点灯閾値以上であり、補助光点灯閾値以上である。
図1に示すように、AF制御開始時のAE値は、補助光点灯閾値以上であるので、AF開始と同時に、AF制御時の補助光としてLEDが点灯される。このとき、カメラでは、補助光点灯による照度の変化に応じてAE値が変化する。つまり、被写体に対する照度が高くなる(明るくなる)のに応じて、AE値は小さくなる。ただし、図1に示すように、AE値が一定の値に収束するまでには一定の時間(図1に示すAE収束時間)を要する。
次いで、図1に示すように、AF制御終了とともに、補助光として点灯していたLEDは消灯される。この場合にも、AF制御開始時と同様、カメラでは、補助光消灯による照度の変化に応じてAE値が変化する。つまり、被写体に対する照度が低くなる(暗くなる)のに応じて、AE値は大きくなる。この場合にも、図1に示すように、AE値が一定の値(つまり、AF制御開始前の値)に収束するまでには一定の時間(AE収束時間)を要する。
しかし、カメラでは、図1において、AF制御終了後であり、AE値が一定の値に収束する前(つまり、AE収束時間内)に撮影要求が発生する場合がある。このとき、カメラは、図1に示す撮影要求が発生した時刻におけるAE値に基づいて、撮影時のフラッシュを用いるか否かを判定する。よって、図1に示すように、撮影要求が発生時刻におけるAE値がフラッシュ点灯閾値未満の場合には、撮影時のフラッシュとしてLEDは点灯しない。
つまり、実際の照度に対応するAE値(図1ではAF制御開始前のAE値)では撮影時にフラッシュ点灯が必要であると判定されるにもかかわらず、AF制御時に補助光としてLEDが点灯された場合には、LEDの影響によりAE値が変化してしまい、AE値がフラッシュ点灯閾値未満となる。このため、カメラは、撮影時のフラッシュ点灯が不要であると誤って判定してしまう。つまり、カメラは撮影時のフラッシュを用いるか否かの判定を誤ってしまう。
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、AF制御時の補助光としてLEDを用いる場合でも、撮影時のフラッシュ点灯の要否を正確に判定することができるカメラおよび露光制御方法を提供することを目的とする。
本発明のカメラは、自動焦点制御を行う焦点制御部と、露出値を算出して自動露出制御を行う露出制御部と、被写体が顔であることを検出する顔検出処理を行う顔検出手段と、LEDと、前記LEDの点灯または消灯制御を行うLED制御部と、を具備するカメラであって、前記自動焦点制御時の補助光として前記LEDが点灯される場合、前記露出制御部は前記自動露出制御を停止し、前記顔検出手段は顔検出処理を行い、前記補助光として点灯している前記LEDが消灯した場合、前記露出制御部は前記自動露出制御を再開し、前記LED制御部は前記再開された自動露出制御処理の結果および前記顔検出処理の結果に応じて前記LEDを撮影時のフラッシュとして点灯するか否かを判定する、構成を採る。
本発明の制御方法は、LEDを備え自動焦点制御および自動露出制御を行うカメラにおける制御方法であって、自動焦点制御を行うステップと、露出値を算出して自動露出制御を行うステップと、被写体が顔であることを検出する顔検出処理を行うステップと、前記LEDの点灯または消灯制御を行うステップと、前記自動焦点制御時の補助光として前記LEDが点灯される場合、前記自動露出制御の停止および顔検出処理を行うステップと、前記補助光として点灯している前記LEDが消灯した場合、前記自動露出制御を再開して、前記再開された自動露出制御処理の結果および前記顔検出処理の結果に応じて前記LEDを撮影時のフラッシュとして点灯するか否かを判定するステップと、を備える構成を採る。
本発明によれば、AF制御時の補助光としてLEDを用いる場合でも、撮影時のフラッシュ点灯の要否を正確に判定することができる。
本発明の課題を示す図 本発明の実施の形態1に係るカメラの構成を示すブロック図 本発明の実施の形態1に係る露出制御処理の一例を示す図 本発明の実施の形態2に係るカメラの構成を示すブロック図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
(実施の形態1)
本実施の形態に係るカメラの構成を図2に示す。図2に示すカメラ100において、レンズ101は、AFドライバ106の動作に従って光学軸方向に移動することによりフォーカシングを行う。
撮像素子102は、AE制御部104からの指示に基づいて、レンズ101を介して撮影される画像を画像データに変換して、画像データを画像処理部103に出力する。
画像処理部103は、撮像素子102から入力される画像データに対して、画像処理を施す。そして、画像処理部103は、画像処理後の画像データを、AE制御部104、AF制御部105および表示部109に逐次出力する。
AE制御部104は、画像処理部103から入力される画像データに基づいて、撮像素子102および画像処理部103等に対するAE(自動露出)制御を行う。例えば、AE制御部104は、撮影時に得られる、被写体輝度情報を含む画像データに基づいて、撮像素子102の露光時間(シャッタースピード)を決定する。また、AE制御部104は、画像データを用いて、被写体の照度を表すAE値を算出する。例えば、AE制御部104は、露光時間と増感度(増感ゲイン)との積をAE値として算出する。そして、AE制御部104は、算出したAE値をLED制御部107に出力する。また、AE制御部104は、LED制御部107から入力される情報に、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108が点灯されることが示されている場合、AE制御を停止する。つまり、AE制御部104は、AE値の算出を停止する。また、AE制御部104は、LED制御部107から入力される情報に、AF制御部105によるAF制御時の補助光として点灯しているLED108が消灯されることが示されている場合、AE制御を開始(または再開)する。
AF制御部105は、図示しない操作部からAF制御の要求が入力されると、画像処理部103から入力される画像データに基づいて、AFドライバ106を制御することでAF(自動焦点)制御を行う。例えば、AF制御部105は、画像データを用いて、AF制御用の評価値としてAF評価値を算出し、算出したAF評価値の極大値を検出するようにAFドライバ106を制御する。また、AF制御部105は、AF制御中にレンズ101の焦点が合っているか否かを判定(合焦判定)する。そして、AF制御部105は、判定終了を示す情報をLED制御部107に出力する。
AFドライバ106は、AF制御部105からの指示に基づいてレンズ101を駆動する。
LED制御部107は、LED108の点灯および消灯を制御する。具体的には、LED制御部107は、図示しない操作部からAF制御の要求が入力されると、AE制御部104から入力されるAE値と、予め設定された閾値(補助光点灯閾値)とを比較する。そして、LED制御部107は、比較結果に応じて、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108を点灯させるか否かを判定する。例えば、LED制御部107は、AE値が補助光点灯閾値以上の場合、AF制御時の補助光としてLED108を点灯させる。このとき、LED制御部107は、AF制御時の補助光としてLED108が点灯されることを示す情報をAE制御部104に出力する。また、LED制御部107は、AF制御部105から入力される情報が、レンズ101の焦点判定が終了したことを示す場合には、AF制御時の補助光として点灯しているLED108を消灯させる。このとき、LED制御部107は、AF制御時の補助光として点灯していたLED108が消灯されることを示す情報をAE制御部104に出力する。
また、LED制御部107は、図示しない操作部から撮影要求が入力されると、AE制御部104から入力されるAE値と、予め設定された閾値(フラッシュ点灯閾値)とを比較する。そして、LED制御部107は、比較結果に応じて、撮影時のフラッシュとしてLED108を点灯させるか否かを判定する。例えば、LED制御部107は、AE値がフラッシュ点灯閾値以上の場合、撮影時のフラッシュとしてLED108を点灯させる。
また、LED制御部107は、AE制御部104から入力されるAE値に基づいて、AF制御時の補助光および撮影時のフラッシュとして用いるLED108の光量をそれぞれ調整する。
LED108は、AF制御部105によるAF制御時の補助光、および、撮影時のフラッシュとして用いられる。LED108は、LED制御部107からの指示(点灯または消灯)に従って発光する。なお、LED108では、AF制御時の補助光として用いられる場合の光量と撮影時のフラッシュとして用いられる場合の光量とを変えてもよい。また、AF制御時の補助光においては、例えば、LED制御部107は、LED108の光量調整手段として、AF制御時の補助光発光の判定時に、その時のAE値とAF制御時の補助光点灯閾値(すなわち、LED108の点灯判断を行う露出閾値)との差分に応じて、補助光の発光量を調整することでAFの合焦率および合焦精度を向上させることができる。例えば、AF制御時の補助光の光量が一定量であったとすると、被写体の環境によっては、暗すぎたり、明るくて過露光になったりする場合があり、AFの合焦率および合焦精度が低下することになる。そこで、AF制御時の補助光点灯時にAE値が補助光点灯閾値より小さい場合、すなわち、明るめの場合には、LED制御部107は、AF制御時の補助光の光量を小さくする制御を行うことで、LED消灯後のAE収束を早めたり、AE停止時の過露光によるAF合焦率の低下を防ぐことができる。一方、AE値が補助光点灯閾値より大きい場合、すなわち、暗い環境では、LED制御部107は、AF制御時の補助光の光量を大きくする制御を行うことで、被写体を明るく照らすことができ、AF合焦率および合焦精度を向上させることができる。
表示部109は、例えばモニタであり、画像処理部103から入力される画像データを表示する。カメラ100のユーザは、表示部109にプレビュー表示される画像を確認することにより、撮影される画像を確認することができる。
次に、本実施の形態に係るカメラ100(図2)の動作の詳細について説明する。
図3に示すように、カメラ100のLED制御部107では、AF制御時の補助光点灯閾値および撮影時のフラッシュ点灯閾値が予め設定されている。また、図3では、AF制御開始前におけるAE値は、フラッシュ点灯閾値以上であり、補助光点灯閾値以上である。
例えば、AF制御部105およびLED制御部107に、図示しない操作部からAF制御の要求が入力される。この場合、図3に示すように、AF制御部105は、AF制御を開始し、LED制御部107は、AE値が補助光点灯閾値以上であるので、AF制御時の補助光としてLED108を点灯させる。
ここで、AE制御部104は、図3に示すように、AF制御時の補助光としてLED108が点灯されると同時にAE制御を停止する。つまり、AE制御部104は、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108が点灯した場合、AE制御を停止する。これにより、図3において、AF制御開始時にLED108が補助光として点灯することで被写体の照度が高くなる場合でも、AE値は変化せず、AF制御開始前と同一の値のままとなる。
次いで、AF制御部105における合焦判定が、レンズ101の焦点判定が終了したことを示す場合、図3に示すように、AF制御部105は、AF制御を終了し、LED制御部107は、AF制御時の補助光として点灯していたLED108を消灯させる。
ここで、AE制御部104は、図3に示すように、AF制御時の補助光として点灯していたLED108が消灯されると同時にAE制御を開始(再開)する。つまり、AE制御部104は、補助光として点灯しているLED108が消灯した場合、AE制御を開始(再開)する。ここで、AE制御部104では、AE制御再開時には、図3に示すように、AE値として、AF制御開始前のAE値と同一の値が用いられる。
次いで、本実施の形態における図3と、上述した図1とを比較する。図1では、AF制御時の補助光としてLEDが点灯(または消灯)することで照度が高くなる(または照度が低くなる)のに応じて、AE値が変化する。これに対し、本実施の形態では、図3に示すように、AF制御時の補助光としてLED108が点灯(または消灯)する場合でも、AE値は変化せず一定の値となる。つまり、図3に示すように、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108が点灯することで被写体の照度が変化する(明るくなる)にも関わらず、AE値は一定の値に保たれる。
これにより、図3に示すように、AF制御終了の直後に、図示しない操作部から撮影要求が入力される場合でも、AE値がフラッシュ点灯閾値以上であるので、LED制御部107は、撮影時のフラッシュとしてLED108を点灯させる。
このように、カメラ100は、AF制御時の補助光としてLED108が点灯している間は、AE制御を停止する。つまり、カメラ100は、AF制御時の補助光としてのLED108の点灯と、AE制御とを同時に行わない。換言すると、図3に示すように、AF制御時の補助光としてLEDが点灯している時間と、AE制御が行われている時間とは重ならない。
これにより、AF制御時の補助光としてLED108が点灯される場合でも、カメラ100は、AE値がLED108の照度に応じて変化することを防ぐことができ、実環境に応じた値に保つことができる。つまり、AE値は、AF制御時の補助光として点灯するLED108の影響を受けない。これにより、カメラ100は、適切なAE値を用いて、撮影時にフラッシュを用いるか否かの判定を行うことができる。
このように、本実施の形態によれば、カメラは、AF制御時の補助光としてLEDが点灯した場合、AE制御を停止する。これより、カメラは、AE制御により得られるAE値を、AF制御時の補助光として点灯するLED108の影響を受けることなく、実環境に応じた値に常に保つことができる。よって、本実施の形態によれば、AF制御時の補助光としてLEDを用いる場合でも、撮影時のフラッシュ点灯の要否を正確に判定することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態では、さらに、カメラが顔検出を行う場合について説明する。
上述したように、本発明において高輝度LEDは、AF制御時の補助光および撮影時のフラッシュとして用いられる。一般的なデジタルカメラ等でAF制御時に補助光として用いられる赤外光の場合、測距のための目的で発光するため、被写体全体が明るくならない。本発明においてAF制御時に補助光として用いられる高輝度LEDは、被写体全体を明るくできる。そのため、高輝度LEDを撮影時のフラッシュのみでなくAF制御時の補助光として用いる場合に同時に顔検出処理を行うと、顔等の被写体はより検出しやすくなる。
そこで、本実施の形態では、カメラは、AF制御時の補助光としてLEDが点灯する場合、被写体が顔であることを検出する顔検出処理を行う。
図4は、本実施の形態に係るカメラ200の構成を示すブロック図である。なお、図4に示すカメラ200は、実施の形態1に示したカメラ100(図2参照)と同様の基本的構成を有しており、同一の構成要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図4に示すカメラ200において、顔検出部201は、画像処理部103から入力される画像データを用いて、被写体の画像が顔であることを検出する顔検出処理を行う。そして、顔検出部201は、検出結果をLED制御部107に出力する。ただし、顔検出部201は、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108が点灯されることを示す情報がLED制御部107から入力される場合に顔検出処理を行う。つまり、顔検出部201は、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108が点灯する場合、顔検出処理を行う。
LED制御部107は、図示しない操作部から撮影要求が入力されると、AE制御部104から入力されるAE値および顔検出部201から入力される検出結果に基づいて、撮影時のフラッシュとしてLED108を点灯させるか否かを判定する。例えば、LED制御部107は、実施の形態1と同様にしてAE値がフラッシュ点灯閾値以上であるか否か、および、顔検出部201から入力される検出結果として顔が検出されたか否かに応じて、LED108の点灯を制御する。
これにより、カメラ200は、AF制御部105によるAF制御時の補助光としてLED108が点灯される場合、つまり、低照度環境の場合にも、AF制御に加え顔検出処理を同時に行うことができる。すなわち、カメラ200は、低照度環境の場合でも、撮影時にフラッシュを用いるか否かの判定の際に、AE値のみでなく、顔検出結果を用いることができる。
このようにして、本実施の形態によれば、低照度環境でのAF制御時に高輝度LEDを補助光として用いるため、AF制御の合焦率および合焦精度を向上させることができ、かつ、AF制御と同時に顔検出処理を行うことができる。また、実施の形態1と同様、AF制御時にLEDが点灯される場合にはAE制御が停止し、AE値の値は変化しない。よって、本実施の形態によれば、正確なAE値および顔検出結果を用いることで、撮影時のフラッシュ点灯の要否をより正確に判定することができる。
以上、本発明の各実施の形態について説明した。
なお、上記実施の形態では、LEDは、AF制御時の補助光および撮影時のフラッシュとして併用される場合について説明した。しかし、本発明では、AF制御時の補助光としてのみにLEDを用いる場合でも、上記実施の形態と同様の効果を得ることができる。つまり、AF制御時の補助光としてのみに用いられるLED、および、撮影時のフラッシュとしてLED以外の異なる構成部を備えるカメラは、AF制御時に補助光用のLEDを使用する場合には上記実施の形態と同様、AE制御を停止する。これにより、AF制御時の補助光用のLED以外の異なる構成部をフラッシュとして用いる場合でも、撮影時のフラッシュの要否を正確に判定することができる。
また、上記実施の形態に係るカメラは、例えば、携帯電話等の携帯端末装置に搭載することができる。
本発明は、良好な画質の画像が要望されるデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、カメラ部を備えた携帯電話、PDA等に好適である。
100,200 カメラ
101 レンズ
102 撮像素子
103 画像処理部
104 AE制御部
105 AF制御部
106 AFドライバ
107 LED制御部
108 LED
109 表示部
201 顔検出部

Claims (5)

  1. 自動焦点制御を行う焦点制御部と、
    露出値を算出して自動露出制御を行う露出制御部と、
    被写体が顔であることを検出する顔検出処理を行う顔検出手段と、
    LEDと、
    前記LEDの点灯または消灯制御を行うLED制御部と、
    を具備するカメラであって、
    前記自動焦点制御時の補助光として前記LEDが点灯される場合、
    前記露出制御部は前記自動露出制御を停止し、前記顔検出手段は顔検出処理を行い、
    前記補助光として点灯している前記LEDが消灯した場合、
    前記露出制御部は前記自動露出制御を再開し、前記LED制御部は前記再開された自動露出制御処理の結果および前記顔検出処理の結果に応じて前記LEDを撮影時のフラッシュとして点灯するか否かを判定する、
    カメラ。
  2. 前記補助光として前記LEDが点灯する場合、前記露出制御部の露出制御値と前記LEDの点灯判断を行う露出閾値との差分に応じて、前記LEDの光量を調整する調整手段、をさらに具備する、
    請求項1記載のカメラ。
  3. 第二のLEDを更に備え、
    前記LED制御部は、
    前記LEDまたは前記第二のLEDの少なくとも一方の点灯または消灯制御を行い、前記再開された自動露出制御処理の結果および前記顔検出処理の結果に応じて前記LEDまたは前記第二のLEDの少なくとも一方を点灯するか否かを判定する、
    請求項1または2のいずれか一方に記載のカメラ。
  4. 請求項1乃至3記載のカメラを搭載する携帯端末装置。
  5. LEDを備え自動焦点制御および自動露出制御を行うカメラにおける制御方法であって、
    自動焦点制御を行うステップと、
    露出値を算出して自動露出制御を行うステップと、
    被写体が顔であることを検出する顔検出処理を行うステップと、
    前記LEDの点灯または消灯制御を行うステップと、
    前記自動焦点制御時の補助光として前記LEDが点灯される場合、
    前記自動露出制御の停止および顔検出処理を行うステップと、
    前記補助光として点灯している前記LEDが消灯した場合、
    前記自動露出制御を再開して、前記再開された自動露出制御処理の結果および前記顔検出処理の結果に応じて前記LEDを撮影時のフラッシュとして点灯するか否かを判定するステップと、
    を備えた制御方法。
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