JP5825946B2 - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置におけるビデオライトの点灯／消灯制御に関するものである。

従来より、夜景など暗いシーンの静止画撮影ではストロボなどの発光装置を発光させることで被写体照度を上げ、背景と被写体両方を撮影することが可能である。ただし、このストロボは照度は高いが閃光発光のため、動画撮影のように常時被写体を照らす必要がある場合は効果的でない。そこで動画撮影において背景と被写体を同時に撮影するために、ビデオライトを点灯させ被写体の照度を上げ撮影する撮像装置がある。例えば、特許文献１には、周辺の明るさを判断し、明るさが一定以下の場合に照明手段を点灯させるとともに照明手段の光量を制御するセンサカメラが提案されている。

特開２００７−３１８６７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のカメラのように、周囲の明るさを判断して照明手段の光量を制御するだけでは、ライト点灯による露出変動に伴う輝度の収束状況が記録され動画品質を損なってしまうことがある。例えば、静止画モードからワンボタンで動画記録が可能なカメラにおいて、照明手段の自動制御が動画記録とともに実行される場合に起こり得る。その様子を図４を用いて説明する。静止画モード時には表示部に撮像素子で周期的に撮像された画像、いわゆるライブビュー画像が表示される。このライブビュー画像は、例えば、図４（ａ）のように周囲が暗い夜景の中に人物が存在するシーンにおいても人物が見えやすいように露出補正した画像が表示される。このような露出補正された状態において動画記録の開始が指示された場合、動画記録の開始に伴って周囲の明るさに対応して照明手段を発光させることになる。しかしながら、このときライブビュー画像を明るくするための露出補正が維持されたままだと、図４（ｃ）のように人物が必要以上に明るくなってしまう。その後、必要以上に明るくなった人物の輝度が適正になるように露出を収束させていくことになるが、このような露出変動は動画記録の開始指示後に生じるため、図４（ｃ）〜（ｅ）は動画としてすべて記録され、動画の品質の低下につながる。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、動画撮影を行う場合に、照明用のライトの点灯時での動画の品質の低下を防止することである。

本発明に係わる撮像装置は、被写体を照明する照明装置が接続された撮像装置であって、被写体を撮像する撮像手段と、被写体の輝度値の変化に応じて露出制御値を変化させる露出制御手段と、前記撮像手段により連続して被写体を撮像して得られた画像データに基づく動画像の表示手段での逐次表示中に、撮影シーンに応じた露出補正を行う補正手段と、前記撮像手段により連続して被写体を撮像して得られた画像データに基づく動画像の記録を制御する記録制御手段と、を有し、前記記録制御手段は、前記表示手段での動画像の逐次表示中には消灯状態にある前記照明装置を点灯させてから、動画像の記録を開始する場合、前記照明装置を点灯させた後に、前記露出制御手段が前記露出制御値を所定の輝度値に対応した値に安定させてから、動画像の記録を開始する制御を実行することを特徴とする。

本発明によれば、動画撮影を行う場合に、照明用のライトの点灯時での動画の品質の低下を防止することが可能となる。

本発明の一実施形態に係わる撮像装置のブロック図。 一実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャート。 本発明の一実施形態における効果を示した図。 従来技術による弊害を示した図。 ライトの点灯と消灯の動作を示すフローチャート。 消灯輝度を上げる動作を示した図。 ライト点灯によるハンチング弊害を示した図。 本発明の一実施形態におけるハンチング対策効果を示した図。

以下に、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの機能構成を示すブロック図である。

操作部１０１は、本実施形態のデジタルカメラの操作者がデジタルカメラに対して各種の指示を入力するために操作するスイッチやボタンなどにより構成されている。操作部１０１の中には、シャッタースイッチや、タッチセンサ（表示装置をタッチすることで操作が可能となるもの）も含む。

制御部１０２は、図１に示す各部の動作を制御するものであり、操作部１０１からの指示に応じて各部を制御する。撮像素子１０３は、被写体像を撮像するものであり、レンズ１０８ａ、露出機構１０９ａを介して入射される光を受け、その光量に応じた信号を出力する。

Ａ／Ｄ変換部１０４は、撮像素子１０３から出力されたアナログ画像信号に対して、サンプリング、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換等を行い、デジタル画像信号として出力する。画像処理部１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力されたデジタル画像信号に対して各種の画像処理を行い、処理済みのデジタル画像信号を出力する。例えば、Ａ／Ｄ変換部１０４から受けたデジタル画像信号を、ＹＵＶ画像信号に変換して出力する。

ライト処理部１０６は、制御部１０２より取得した輝度値から被写体を照明するライトの点灯／消灯判断（照射判断）を下し照明制御を行う。また、ライトが点灯状態か消灯状態かを制御部１０２へと伝える。ライト部１０７は、ＬＥＤなど長時間連続発光が可能な光源（以下、ライトと呼ぶ）を有し、ライト処理部１０６から指示を受け、ライトを点灯／消灯させる。ＥＦ処理部１１０は、フラッシュ部１１１の発光量の算出及びフラッシュ部１１１の発光制御を行う。フラッシュ部１１１は閃光発光が可能な光源（以下、フラッシュと呼ぶ）を有し、ＥＦ処理部１１０より発光指示を受け、フラッシュを発光させる。

ＡＦ処理部１０８は、制御部１０２からの指示に従ってレンズ１０８ａを駆動させて焦点調節を行う。

ＡＥ処理部１０９は、制御部１０２からの指示に従って露出機構１０９ａを駆動させて露出制御を行う。なお、ＡＥ処理部１０９は、制御部１０２からの指示に従って、撮像素子のシャッター速度（電荷蓄積時間）やＡ／Ｄ変換部１０４のゲイン（撮影感度）等も制御して露出制御を行う。

表示部１１５は、液晶や有機ＥＬなどにより表示画面が構成されており、設定露出情報や現在のライブビュー画像などを表示する。フォーマット変換部１１２は、画像処理部１０５から出力されたデジタル画像信号（画像データ）のフォーマットをＪＰＥＧなどのフォーマットに変換し、画像記録部１１３に出力するものである。画像記録部１１３は、フォーマット変換部１１２から受けたフォーマット変換済みの画像データを、デジタルカメラ内の不図示のメモリや、デジタルカメラに挿入されている外部メモリなどに記録する処理を行う。

外部接続部１１４は、外部機器を接続するためのもので、接続された外部機器に画像データの送信を可能にする。

次に、本実施形態のデジタルカメラを用いて撮像を行う場合の動作について、図２及び図３を参照して説明する。

＜処理の流れ＞
デジタルカメラの操作者が、操作部１０１に含まれている電源スイッチをオンにすると、制御部１０２はこれを検知し、デジタルカメラを構成する各部に電源を供給する。ここで、図２に示すフローチャートが開始される。デジタルカメラを構成する各部に電源が供給されるとシャッターが開くので、撮像素子１０３には、レンズ１０８ａ、露出機構１０９ａを介して光が入光することになる。すなわち、ライブ画像に露光が行われる（ステップＳ２０１）。露光を行い撮像素子に蓄積された電荷を読み出し、Ａ／Ｄ変換部１０４にアナログ画像信号として出力する（ステップＳ２０２）。

Ａ／Ｄ変換部１０４は、撮像素子１０３から出力されたアナログ画像信号に対して、サンプリング、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換等を行い、デジタル画像信号として出力する。画像処理部１０５は、Ａ／Ｄ変換部１０４から出力されたデジタル画像信号に対して各種画像処理を行い、処理済みのデジタル画像信号を出力する。またここでは画像解析のためにブロック分割処理を並行して行い、各ブロックにおける色相、彩度、輝度を取得する（ステップＳ２０３）。

次に、得られた各ブロックの輝度を制御部１０２へ伝達し、制御部１０２において、各ブロックの輝度に所定の条件に基づいて決定された重み付けをした加重平均演算を行って画面内の輝度値であるＢｖ値を取得する。そして、制御部１０２は取得したＢｖ値に基づいて露出制御値を演算する。さらに、図３（ａ）のように周囲が暗い夜景の中に人物が存在するシーンの場合には、図３（ｂ）のように人物を見えやすくするために、露出制御値を補正する露出補正値の演算も行う（ステップＳ２０４）。ＡＥ処理部１０９は、露出補正値を反映した露出制御値に基づいて露出制御を行い、被写体の輝度値を所望の輝度値に収束させる（ステップＳ２０５）。このステップＳ２０１〜Ｓ２０５は、常時フィードバック処理にて行っている。その後、制御部１０２は動画ボタンが押下されたか否かを判定する（ステップＳ２０６）。

この状態で動画ボタンが押された場合、制御部１０２は、ステップＳ２０４で取得したＢｖ値からライトの点灯及び消灯の判断を行う（ステップＳ２０７）。なお、ライトの点灯および消灯の判断に関しては後に詳細に述べることとする。

ライト点灯と判断された場合、制御部１０２は、それまで反映させていた露出補正値を反映させないようにＡＥ処理部１０９に指示する。ＡＥ処理部１０９は、制御部１０２からの指示を受けて、図３（ｃ）のように露出補正処理を解除して露出制御を行う（ステップＳ２０９）。露出補正処理の解除後、制御部１０２は、ライトを点灯させるようにライト処理部１０６に指示し、ライト処理部１０６は制御部１０２からの指示を受けて、図３（ｄ）のように、ライトを点灯させる（ステップＳ２１０）。そして、露出補正処理を解除しライトを点灯させた状態で露光を行い取得された画像データの輝度値に基づいて露出制御を行い、所望の輝度値に収束させる（ステップ２１１）。

このとき、ステップＳ２０５において所望の輝度値に収束させる場合と収束速度を異ならせるようにする。ステップＳ２０５では、撮影前のライブビュー画像表示中（以下、ライブビュー中とも呼ぶ）に輝度値を収束させており、ライブビュー画像のちらつきが目立たないような収束速度にしている。これは、急激に輝度値を収束させようとするとライブビュー画像間の輝度変化が大きくなるからである。一方、後述するように、ステップＳ２１２ではステップＳ２１１で輝度値を収束させてから動画記録を開始させる。そのため、ステップＳ２１1では、動画ボタンが押下されてから動画記録を開始させるまでの時間を短縮させることを優先して、図３（ｅ）のように輝度値の収束速度をステップＳ２０５に比べて速くする。また、動画記録中に露出変動があった場合、静止画モードにおけるライブビュー中と同様にちらつきが目立たないような収束速度にするので、ステップＳ２１１における収束速度は動画記録中の収束速度よりも速い。そして、制御部１０２は、図３（ｆ）のように、輝度値が安定した状態で動画記録を開始させる（ステップＳ２１２）。このとき、輝度値が安定した状態か否かは、制御部１０２が画像データに基づいて判断すればよい。あるいは、ライト点灯直後の輝度値から輝度値が安定するまでに要する時間を想定して設定した時間が経過してから動画記録を開始させてもよい。

その後、収束露出にて得られた動画像に対して各種の画像処理を行い、処理済みのデジタル画像信号を出力する。フォーマット変換部１１２は、画像処理部１０５から出力されたデジタル画像信号（画像データ）のフォーマットをＭＰＥＧなどのフォーマットに変換し、画像記録部１１３に出力する。画像記録部１１３は、フォーマット変換された画像データを所定のメモリに記録する処理を行う。

次に、ステップＳ２０７におけるライト点灯および消灯の判断に関して説明する。図５は、ライトの点灯及び消灯の制御のフローチャートである。

図５において、まず画面内の輝度値を表すＢｖ値を取得する（ステップＳ６０１）。Ｂｖ値の演算はステップＳ２０４で行われる。そして、現在ライトが消灯状態か否かを判定し（ステップＳ６０２）、消灯状態でかつ取得したＢｖ値がライト点灯Ｂｖ値以上の場合はそのまま消灯状態を継続させると判断する（ステップＳ６１１）。Ｂｖ値がライト点灯Ｂｖ値より低い場合、ライトを点灯させると判断する（ステップＳ６０４）。ここまでが、ステップＳ２０７におけるライトの点灯及び消灯の判断に相当する。

以降では、その他の状況におけるライトの点灯及び消灯の判断も含めて説明する。

ステップＳ６０４の判断に従ってライトを点灯させた後、輝度値の収束を待ち（安定レベルに落ち着くのを待ち）、露出安定後の画像データから収束輝度Ｂｖｌを取得する（ステップＳ６０５）。

この収束輝度Ｂｖｌが、デフォルトの消灯Ｂｖ値（消灯条件）に対し、そのシーンにおける輝度ばらつきに対するマージンとして設定した値であるＣｏｎｖｅｒｇｅＢｖＴＨと比較する（ステップＳ６０６）。収束輝度ＢｖｌがＣｏｎｖｅｒｇｅＢｖＴＨ以下である場合（図６（ａ））には、消灯Ｂｖ値をデフォルトのままにする（ステップＳ６１０）。一方、収束輝度Ｂｖｌが消灯Ｂｖ値に切迫すると判断された場合（Ｂｖｌ＞ＣｏｎｖｅｒｇｅＢｖＴＨ：図６（ｂ））、図６（ｃ）に示すように、消灯Ｂｖ値を収束輝度から一定輝度分上げた値に設定する（ステップＳ６０７）。ステップＳ６０７により消灯Ｂｖ値の上げることで消灯Ｂｖ値が高くなりすぎた場合、実際に消灯して欲しいシーンで消えなくなることが考えられる。そこで、収束輝度から一定輝度分上げた値であるＬｉｇｈｔ＿ｏｆｆＢｖが上限値であるｏｆｆＢｖＵｐＴＨを超えるか否かを判定する（ステップＳ６０８）。Ｌｉｇｈｔ＿ｏｆｆＢｖが上限値であるｏｆｆＢｖＵｐＴＨを超える場合は、ｏｆｆＢｖＵｐＴＨをＬｉｇｈｔ＿ｏｆｆＢｖに設定する（ステップＳ６０９）。

ステップＳ６０２においてライトが点灯していると判定された場合、Ｂｖ値が消灯Ｂｖ値より高いか否かを判定する（ステップＳ６１２）。Ｂｖ値が消灯Ｂｖ値より高くない場合はそのままライトの点灯を継続させると判断する（ステップＳ６１５）。Ｂｖ値が消灯Ｂｖ値より高い場合は、ライトを消灯させるとは判断し、消灯Ｂｖ値をデフォルト値に戻す(ステップＳ６１４)。

これにより、図７に示すように、ライト点灯により被写体が露出オーバーとなり再度消灯してしまうというハンチングを抑えることができ、図８に示すような良好なライト点灯が可能となる。

以上のように、静止画モードからワンボタンで動画記録を開始させる際に、動画記録のためにライトを点灯させる場合であっても、ライト点灯による露出変動が安定してから動画記録を開始させるので、動画の品質の低下を防止することができる。

また、露出補正処理を解除させてからライトを点灯させるとともに、ライト点灯直後の輝度値の収束速度を静止画モードにおけるライブビュー中の収束速度よりも速くすることで、動画の品質の低下を防止しつつ迅速に動画記録を開始させることができる。

また、ライトを消灯状態から点灯状態に切り替えることによる被写体の輝度値の変化に合わせてライトを消灯させると判断する閾値を変更させることによって、ハンチングを防止することができる。

なお、上記の実施形態では、静止画モードにおいて動画ボタンが押下された場合について説明したが、ライブビュー中に露出補正を行っていて、その状態から動画撮影を開始する構成であれば、静止画モードに限定されるものではない。

また、ライト処理部１０６及びライト部１０７は、デジタルカメラに着脱可能な外付けの照明装置であってもよいし、ライト部１０７の光源をフラッシュ部１１１の光源として用いる構成であってもよい。

また、ライト処理部１０６やフラッシュ処理部１１０で実行する処理を制御部１０２が実行する構成であっても構わない。

また、動画記録前のライブビュー中に露出補正を行う場合に、露出補正値ステップＳ２０９の処理を省略して、収束速度のみを変更させてもよい。

また、動画記録開始直前の輝度値の収束時において、通常よりも収束速度を速くすることで収束時間を短縮することはできるが、通常の速度であっても十分に短い収束時間で収束できるのであれば収束速度を速くしなくても構わない。

また、動画記録前のライブビュー中に露出補正を行なっていても、ライトの点灯による露出変動が小さい、すなわちライトを点灯しても被写体の輝度が所定の値よりも高くならない場合は、露出補正処理を解除しなくても構わない。

Claims (7)

1. 被写体を照明する照明装置が接続された撮像装置であって、
   被写体を撮像する撮像手段と、
   被写体の輝度値の変化に応じて露出制御値を変化させる露出制御手段と、
   前記撮像手段により連続して被写体を撮像して得られた画像データに基づく動画像の表示手段での逐次表示中に、撮影シーンに応じた露出補正を行う補正手段と、
   前記撮像手段により連続して被写体を撮像して得られた画像データに基づく動画像の記録を制御する記録制御手段と、
   を有し、
   前記記録制御手段は、前記表示手段での動画像の逐次表示中には消灯状態にある前記照明装置を点灯させてから、動画像の記録を開始する場合、前記照明装置を点灯させた後に、前記露出制御手段が前記露出制御値を所定の輝度値に対応した値に安定させてから、動画像の記録を開始する制御を実行することを特徴とする撮像装置。
2. 前記補正手段は、前記表示手段での動画像の逐次表示中には消灯状態にある前記照明装置を点灯させてから、前記記録制御手段が動画像の記録を開始する制御を実行する場合、前記照明装置を点灯させる前に露出補正を解除するように制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記記録制御手段は、前記表示手段での動画像の逐次表示中には消灯状態にある前記照明装置を点灯させずに、動画像の記録を開始する場合、前記補正手段による露出補正が解除されていない状態で、当該動画像の記録を開始する制御を実行することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記露出制御手段は、前記補正手段が露出補正を解除した状態における前記露出制御値に対応した輝度値が所定の輝度値に収束するまでの速度を、前記補正手段が露出補正を解除していない状態における前記露出制御値に対応した輝度値が所定の輝度値に収束するまでの速度よりも速くするように制御することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記照明装置を点灯させた後に前記撮像手段により被写体を撮像して得られた画像データに基づいて、前記照明装置の消灯条件を変更する照明制御手段を有することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記照明制御手段は、前記照明装置を点灯させた後に、前記露出制御手段が前記露出制御値を前記所定の輝度値に対応した値に安定させた状態で前記撮像手段により被写体を撮像して得られた画像データに基づく輝度値が、予め設定されている輝度値よりも大きい場合に、当該予め設定されている輝度値よりも明るい輝度値を、前記照明装置を消灯させるための閾値とすることで、前記照明装置の消灯条件を変更することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 被写体像を撮像する撮像手段を備え、被写体を照明する照明装置が接続された撮像装置の制御方法であって、
   被写体の輝度値の変化に応じて露出制御値を変化させる露出制御工程と、
   前記撮像手段により連続して被写体を撮像して得られた画像データに基づく動画像の表示手段での逐次表示中に、撮影シーンに応じた露出補正を行う補正工程と、
   前記撮像手段により連続して被写体を撮像して得られた画像データに基づく動画像の記録を制御する記録制御工程と、
   を有し、
   前記記録制御工程では、前記表示手段での動画像の逐次表示中には消灯状態にある前記照明装置を点灯させてから、動画像の記録を開始する場合、前記照明装置を点灯させた後に、前記露出制御工程で前記露出制御値を所定の輝度値に対応した値に安定させてから、動画像の記録を開始する制御を実行することを特徴とする撮像装置の制御方法。