JP2000138862A - 画像取り込み装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】画像の階調補正を自動的に或いは手動的に補正
できる画像取り込み装置を提供すると共に、手動的に階
調補正を行う場合には適正階調特性値からの補正量を表
示し、また補正された結果の画像を確認しながら設定で
きる画像取り込み装置を提供する。 【解決手段】撮像対象である被写体条件に応じて、階調
補正手段の階調特性を自動的に変更する自動モードと、
前記階調補正手段の階調特性を手動的に変更する手動モ
ードとを切替えるためのモード切替手段を具備する。す
なわち、自動モードと手動モードとの切り替えが自由に
設定できるので、使用者の意図に応じた階調補正が可能
であり、また初心者から上級者まで対応できる画像取り
込み装置を提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、静止画像をデジタ
ル信号として取り込む画像取り込み装置に関し、特にデ
ジタルスチルカメラの階調表現に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、デジタルスチルカメラでは、
１画素当たりＲＧＢ各８ビット、合計２４ビットで情報
が記録される。これは、通常パソコンのアプリケーショ
ンでフルカラー画像を扱う場合、ＲＧＢ各８ビット、合
計２４ビットで表現されており、それ以外のフォーマッ
トでは、汎用アプリケーションで扱えないためである。

【０００３】通常、モニター輝度の特性は非線形であ
る。単色で考えた場合、８ビットのデーター値（０〜２
５５）に対し、管面輝度はガンマ１．８〜２．２程度の
特性になる。これはおもに、ＣＲＴに使われる蛍光体の
物理的特性による、そのため、デジタルスチルカメラで
は、それを打ち消すためのガンマ変換がかけられる。即
ち、ＣＣＤ出力に対してガンマ値が０．５〜０．８程度
のガンマ補正をかけている。結果的に、そのデータをパ
ソコンの管面に表示したときは、被写体輝度と管面輝度
がほぼ比例の関係になる。

【０００４】更に画像をデジタルで記録する場合、デー
タ値が２５５を越えた場合は、完全に白飛び状態とな
り、階調の変化を再現することは不可能になる。そのた
め、高輝度側の輝度に対するデータの特性をニー補正に
より折り曲げ、ある程度高輝度側まで階調の情報が残る
ようにしている。ガンマ補正とニー補正を模式的に示し
た説明図の例を、図１３に示す。（ａ）がログ − ロ
グスケールのグラフである。横軸が被写体輝度、縦軸が
出力を示す。グラフは大きく、ノイズ領域X、ガンマ領
域Y、ニー領域Z、飽和領域Wに分けられる。ガンマ領域Y
だけでは、すぐに信号が飽和してしまい、白飛び状態に
なる。それを防ぐため、ニー領域Zで特性を折り曲げ、
比較的高輝度でも階調の情報が残るようになっている。
（ｂ）は同じグラフをログ−リニアスケールで示したも
のである。左側が黒潰れ領域X1、右側が白飛び領域W1と
なる。

【０００５】従来のデジタルカメラでは、被写体の輝度
状態に応じて、自動的に上述の階調特性に補正を掛ける
ものが提案されている。また、撮影者の好みに応じて、
階調特性を手動的に補正を掛けるものも知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のデジタ
ルカメラでは、画像の階調特性を自動的に補正するもの
があるが、そのカメラでは、撮影者の意図を作画に生か
すことが出来ず、一方、階調特性を手動的に設定するデ
ジタルカメラにおいては撮影経験の少ない撮影者には全
く使いものにならなかった。

【０００７】また、手動的に階調特性を補正できるカメ
ラであっても、一律、補正量がカメラ側に設定されてお
り、その中から補正量を選択するタイプのものしかなか
った。すなわち、階調特性を手動設定した場合に、時々
刻々変化する被写体輝度に応じた適正階調特性値からの
補正量を示すものはなかった。さらに、補正された結果
の画像を確認しながら階調補正値を設定でき、撮影を継
続できるデジタルカメラは提供されていなかった。

【０００８】本発明は、これらの課題に鑑み、画像の階
調補正を自動的に或いは手動的に補正できる画像取り込
み装置を提供すると共に、手動的に階調補正を行う場合
には適正階調特性値からの補正量を表示し、また補正さ
れた結果の画像を確認しながら設定できる画像取り込み
装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【問題を解決する手段】請求項１の発明の画像取り込み
装置において、撮像対象である被写体条件に応じて、階
調補正手段の階調特性を自動的に変更する自動モード
と、前記階調補正手段の階調特性を手動的に変更する手
動モードとを切替えるためのモード切替手段を具備する
ことを特徴とする。すなわち、自動モードと手動モード
との切り替えが自由に設定できるので、使用者の意図に
応じた階調補正が可能であり、また初心者から上級者ま
で対応できる画像取り込み装置を提供できる。

【００１０】請求項２の発明は、請求項１の画像取り込
み装置においてモード切替手段の切り替え動作を、所定
の条件において禁止する禁止手段を更に備えることを特
徴とする。すなわち、自動モードと手動モードとの切り
替えが画像取り込み装置の動作中、例えば撮像動作中な
どの切り替え動作がなされると、画像信号が意図しない
階調特性のものとなったりするので、切り替え動作を禁
止している。

【００１１】請求項３の発明は、請求項１の画像取り込
み装置においてモード切替手段により自動モードから手
動モードへ切り替えられた場合には、自動モードにおい
て使用されていた階調特性を手動モードにおける階調の
初期設定とすることを特徴とする。すなわち、手動モー
ドへの切り替え時の階調補正の基準値を、自動モードに
おいて使用されていた階調特性値をすることで、撮像時
の階調補正値が使用者に理解しやすいものとなってい
る。

【００１２】請求項４の発明は、請求項３の画像取り込
み装置において階調補正手段の階調特性の値を表示する
表示手段をさらに有し、表示手段は、モード切替手段に
より手動モードが選択された場合に、自動モードにおい
て選択される階調特性値からの偏差を偏差量情報として
表示することを特徴とする。すなわち、手動モードにお
いて階調特性値を変更した場合や被写体輝度が変化した
場合には、適正階調特性値からの偏差値で表示するた
め、使用者がどの程度の補正が画像になされるか容易に
理解できる。

【００１３】請求項５の発明は、請求項１の画像取り込
み装置において階調補正手段の階調特性の値は、モード
切替手段により自動モードから手動モードへ切り換えら
れた場合に、階調特性は予め決められた基準階調特性値
に設定されるか、或いは、前回設定されていた階調特性
値に設定されるか、或いは、自動モード時に使用されて
いた階調特性値に設定されるかのうち、いずれかに設定
されることを特徴とする。すなわち、階調特性の基準と
なる値の設定を、使用者の意図に応じて設定が可能とな
っている。

【００１４】請求項６の発明は、請求項１の画像取り込
み装置において階調補正手段の階調特性の値を表示する
階調特性表示手段と、画像処理手段により処理された画
像信号に基づき、被写体を表示する画像表示手段とをさ
らに有し、手動モードにおいて階調補正手段の階調特性
の値を変更中は、画像表示手段及び階調特性表示手段の
表示を維持することを特徴とする。すなわち、手動モー
ド時には、画像表示を継続しているので、階調特性の補
正がなされた画像を確認しながら設定できる。

【００１５】請求項７の発明は、請求項１の画像取り込
み装置において画像取り込み装置が画像読み込み動作中
には、モード切替手段の切り替え動作を禁止する禁止手
段を更に備えたことを特徴とする。すなわち、モード切
替が不要になされないように構成されている。請求項８
の発明は、前記画像取り込み装置が前記モード切り替え
動作中には、シャッターレリーズ禁止とする事を特徴と
する。モード確定前におけるレリーズを禁止することが
出来る。

【００１６】請求項９の発明は、前記モード切替手段に
より自動モードが選択されており、かつストロボを使用
する場合は、撮影の直前にストロボをプリ発光して画像
を取り込み、その画像に基づいて階調特性を設定するこ
とを特徴とする。ストロボ使用時においても、適切な階
調特性に設定された画像を得ることが出来る。請求項１
０の発明は、更に輝度範囲検出用センサーを具備し、前
記モード切替手段により自動モードが選択されている場
合には、前記輝度範囲検出用センサーの出力情報に基づ
いて階調特性を設定することを特徴とする。更にこのセ
ンサーはカメラのＡＥ（自動露出センサー）としても利
用することが出来る。光学ファインダーと組み合わせれ
ば、撮影時以外は撮像素子及びその後の信号処理回路、
画像処理回路を停止させることが可能であり、カメラの
低消費電力化の効果も得られる。

【００１７】

【実施形態】以下、図面を参照して本発明の実施形態に
ついて説明する。 （第１実施形態）図１〜３は、本発明の第１の実施形態
にかかわる画像取り込み装置（例えば、電子スチルカメ
ラ、ビデオカメラ等の電子カメラ）の説明図である。

【００１８】図１は、本発明の第１の実施形態にかかわ
る電子カメラの構成を示す図である。撮影レンズ２を通
った光は、レンズ絞り３を通過して、撮像素子４（例え
ば、CCD素子等）に結像される。撮像素子４の出力は、
アナログガンマ・ニー回路５により階調補正された後、
ＡＤ変換回路６によりデジタルデータに変換される。そ
の後の画像処理回路７で補間処理、エッジ強調処理、ノ
イズ除去処理、圧縮処理などが行われた後、記憶装置で
あるメモリ部９（例えば、コンパクトフラッシュメモ
リ、内蔵の半導体メモリ等）に記録される。図７の外部
LCDモニター表示部１２は、電子カメラの裏面側に設け
られ、画像処理された画像信号に基づき画像が表示され
る。

【００１９】自動露出制御（レンズ絞りと、撮像素子に
おける蓄積時間（露光時間）制御）及び自動焦点調節制
御とを行うためのセンサーとしては、撮像素子４自身の
出力を利用している。すなわち、撮像素子出力をフィー
ドバック制御を行うことにより自動露出及び自動焦点調
節が行われる。更に、画面内の輝度輝度分布と、輝度の
ヒストグラム分布も検出する輝度分布・ヒストグラム検
出回路８が設けられている。

【００２０】露出制御は、露光制御回路１１の制御によ
り行われる。ＴＧ（タイミングジェネレータ）回路１２
を制御して撮像素子４の露光時間を決めると同時に、レ
ンズ絞り３も制御する。電子カメラ全体の制御は、ＣＰ
Ｕ（マイクロコンピュータ等の中央演算処理装置）１に
より行われる。アナログガンマ・ニー回路５としては、
ＣＰＵ１で電気的、又はソフト的に制御することによ
り、階調特性を変えることが可能な回路を用いている。

【００２１】また、電子カメラのアナログガンマ・ニー
回路５は、その階調特性を自動的に切り替える自動モー
ドと、手動的に切り替える手動モードと、階調特性が予
め決められた値となる固定モードとを有しており、階調
モード切替回路１０は、これらのモード切り替えを行う
切り替えスイッチを備えている。図２にこの切り替えス
イッチの３つの例を示す。

【００２２】図２（ａ）は階調モード切り替えるスイッ
チ２０と、手動の場合の階調モード切り替えスイッチ２
１を別にした例である。スイッチ２０では、階調モード
である固定モード20a、自動モード20b、手動モード20c
の中から１つを選択できる。また、スイッチ２０により
手動モードが設定されると、さらにスイッチ２１により
広ダイナミックレンジ優先モード21aの階調特性となる
ように設定するか、或いは中域の階調を優先する中域階
調優先モード21b、或いはそれらの中間カンマ階調特性
を有する中間モード21cに設定するかを選択できる。ス
イッチ２０による手動モード以外の設定ではスイッチ２
１の設定は無効になる。

【００２３】図２（ｂ）は（ａ）の階調モード切り替え
スイッチ２０と、スイッチ２１とをまとめた例であり、
スイッチ２２によって各ポジション22a, 22b, 22c, 22
d, 22eに設定できる。図２（ｃ）は、（ａ）の階調モー
ド切り替えスイッチ等を電子カメラの外部LCDモニター
表示部２３（液晶画面）に表示されるメニューを見なが
らコマンドボタンで選択する例であり、図面の状態では
手動モード２３ａが設定され、広ダイナミックレンジ優
先２３ｂが設定されている。

【００２４】いずれの場合も階調モードとしては、例え
ば固定・自動・手動の中から選択可能である。固定モー
ドを選択した場合は、もともとカメラにデフォルトとし
て設定された、標準の階調特性を用いて撮影を行う。最
も標準的な使用状態である。自動モードを選択した場合
は、被写体の状況に応じて、最適と考えられる階調特性
を自動的に選択して撮影することが出来る。この状態で
は、検出回路８により検出された被写体輝度の画面内分
布やヒストグラム分布を参照して、最も好ましいと思わ
れるアナログガンマ・ニー回路５の階調特性をカメラが
自動的に選択する。輝度ヒストグラム分布の広い画像に
対してはガンマを低く設定し、広い輝度範囲を再現で
き、かつ黒潰れや白飛びの生じにくい特性で画像を取り
込む。

【００２５】逆に輝度ヒストグラム分布の狭い画像に対
しては、ガンマを高く設定し、階調の再現を重視した特
性で画像を取り込む。輝度ヒストグラム分布が標準的な
場合は、標準の階調特性を選択する。更に画面内輝度分
布にも注目し、画面中央部は主要被写体の存在する確率
が高いので重点を置き、周辺部は重点を置かないなどの
制御も可能である。

【００２６】また、上記のように階調特性を自動的に検
出して制御する自動モードでは、撮影者の意図を反映で
きない場合もある。そのため、階調特性を手動によって
も設定可能にする。手動モードを選択した場合は、広ダ
イナミックレンジ優先モード（低ガンマモード）か、中
域階調優先モード（高ガンマモード）を選択できる。も
ちろん、それらの中間のモードがあっても良い。これら
各モードの特性線図は図３に示す。広ダイナミックレン
ジ優先モードでは、広い輝度範囲を再現でき、かつ黒潰
れや白飛びの生じにくい画像を得ることが出来る。一
方、中域階調優先モードでは、中域輝度部の階調の情報
を保った画像を得ることが出来る。

【００２７】図３は、手動モード設定時のガンマ・ニー
回路５の階調特性の切り替えの例を示す。線図Ａが中間
状態であり、デフォルトの階調設定である。また、固定
モードの場合は、常にこの状態で撮影される。線図Ｂが
広ダイナミックレンジ優先モード（低ガンマモード）の
特性である。被写体輝度のヒストグラム分布が広い場合
に対して有効である。広いダイナミックレンジを再現で
き、黒潰れや白飛びしにくい特性を持つ。

【００２８】線図Ｃが中域階調優先モード（高ガンマモ
ード）の特性である。被写体輝度のヒストグラム分布が
狭い場合に対して有効である。ダイナミックレンジが狭
い被写体に対し、中域の階調情報を保った画像を記録す
ることが出来る。モード切替回路１０により選択した自
動モードの場合において、撮像素子４自身を被写体輝度
範囲検出に用いる場合は、初期（初回）の測光時におい
ては低ガンマ（図３のＢ）の特性で画像を取り込み、出
来るだけ黒潰れ、白飛びの生じにくい状況で被写体のヒ
ストグラム分布を検出する。その後、アナログガンマ・
ニー回路５は、CPU１の制御のもとに階調特性を変えな
がらフィードバック制御を行い、最も好ましいと考えら
れる階調特性を自動的に選択する。

【００２９】いずれの場合でも、どの様なガンマ特性を
用いて記録を行ったかは、画像ファイルと共に、例えば
ファイルのヘッダ情報として書き込むことが出来る。そ
のため、パソコン等により画像処理する際には、そのヘ
ッダ情報を参照すれば、どの様な階調補正を行ったかが
分かり、記録された画像ファイルから、撮影した被写体
の階調情報を推測することが出来る。

【００３０】次に、図４−図６は、ＣＰＵ（マイクロコ
ンピュータ等の中央演算処理装置）１の制御フローチャ
ートを示しており、その制御を説明する。図４は、メイ
ンフローチャートを示し、図５は、撮影サブルーチンを
示し、図６は、階調モード切替サブルーチンを示す。ま
ず、図４のメインサブルーチンを説明する。

【００３１】ステップＳ１：階調モード切替回路１０の
出力から階調モードが自動モードに設定されているか否
かを判断する。自動モードと判断されると、ステップＳ
９に進む。ステップＳ９：自動モードの設定が初回すな
わち、全く階調特性が設定できない状況では、デフォル
ト値として例えば図３の特性線図Bの階調特性が設定さ
れる。例えば、電源オン直後の階調モード設定が自動モ
ードであった場合や、手動モードあるいは固定モードか
ら自動モードに切り換えられた場合は、デフォルト値が
設定されることになる。

【００３２】ステップＳ２：階調モード切替回路１０の
出力から手動モード或いは固定モードに設定されている
か否かを判断する。手動モード或いは固定モードであれ
ば、ステップS10に進む。ステップ１０にて、手動モー
ドであれば、スイッチ２１の設定ポジション（21a-21
c）のいずれにあるかを検出し、設定ポジションに対応
する階調特性をアナログガンマ・ニー回路５に設定す
る。

【００３３】この場合に次のような構成も取ることが出
来る。階調モード切替回路１０により自動モードから手
動モードへ切り替えられた場合には、自動モードにおい
て使用されていた階調特性が基準となって、手動モード
の階調特性として設定されるように構成されている。す
なわち、手動モードへの切り替え時の階調補正の基準値
を、自動モードにおいて使用されていた階調特性値をす
ることで、撮像時の階調補正値が使用者に理解しやすい
ものとなっている。

【００３４】また、固定モードにあれば、スイッチ２０
の設定ポジション20aに対応する階調特性を設定する。 ステップＳ３：撮像素子４から画像信号を読み出す。 ステップＳ４：設定された階調特性に応じて、画像信号
の画像処理の指示をアナログガンマ・ニー回路５に出
す。

【００３５】ステップＳ５：階調モード切替回路１０の
出力から階調モードが自動モードに設定されているか否
かを判断する。自動モードであれば、ステップＳ１１に
進む。ステップ１１では、被写体の輝度状態を示すヒス
トグラムを検出し、最適な階調補正値を設定する。 ステップＳ６：不図示の外部LCDモニター表示部がオン
状態にあるか否か判断する。オン状態にあれば、ステッ
プＳ１２にて、階調補正のなされた画像は画像処理回路
７を介して図７（ａ）又は（ｂ）の外部LCDモニター表
示部２３に出力され、表示させる。

【００３６】この表示部には、撮影された被写体画像を
表示する画像表示部２３Ａと階調特性の偏差量情報を表
示する表示部２３Ｂと階調モードの設定状態を表示する
モード表示部２３Ｃとを有し、この表示部２３Ｂは、階
調モード切替回路１０により自動モードから手動モード
へ切り替えられた場合に、自動モードにおいて自動的に
変更される階調特性値からの偏差を偏差量情報（＋／
−）として表示することができる。すなわち、手動モー
ドにおいて階調特性値を変更した場合には、適正階調特
性値からの偏差値で表示するため、使用者がどの程度の
補正が画像になされるか容易に理解できる。

【００３７】ステップＳ７：シャッターレリーズがなさ
れたか否かが判断される。シャッターレリーズがなされ
ると、ステップ１３にて撮影サブルーチンが実行される
（図５参照）。 ステップＳ８：階調モード切替えがなされたか否かが検
出される。前回と設定が変化していれば、ステップＳ１
４に進み、階調モード切替サブルーチンが実行される
（図６参照）。

【００３８】画像信号を読み出し中は、ステップ２から
ステップ１４を繰り返し処理することになる。なお、上
の説明では、図７の外部LCDモニター表示部２３がオン
かオフかに関わらず、常にＳ２〜Ｓ８間での動作が繰り
返される例を示している。しかし図７の外部LCDモニタ
ー表示部２３がオフの場合は、常に画像を読み出して表
示する必要はない。そのため、例えば階調モードが固定
または手動モードの場合は、通常は撮像素子４及びその
後の信号処理回路、画像処理回路７を停止させておき、
シャッターレリーズスイッチ半押し、またはシャッター
レリーズスイッチ全押しされてから画像の取り込みを開
始する構成としても良い。また階調モードが自動モード
の場合も同様に、通常は撮像素子４及びその後の信号処
理回路、画像処理回路７を停止させておき、シャッター
レリーズスイッチ半押し、またはレリーズスイッチ全押
しされてから画像の取り込みを開始し、被写体の状態か
ら階調特性を決定し、それから撮影を行う構成とするこ
ともできる。

【００３９】次に、図５の撮影サブルーチンを説明す
る。 ステップＳ２０：階調モード切替回路１０による階調特
性の変更を禁止する。シャッターレリーズがオンされる
と、撮影シーケンスが実行されるため、撮影動作中（即
ち、撮像素子４からの画像信号が時々刻々、アナログガ
ンマ・ニー回路により階調補正がなされている最中
に）、階調特性値が変更される不都合を解消するためで
ある。

【００４０】ステップＳ２１：シャッタ速度、絞り等の露出
制御を露出制御回路１１に指示する。 ステップＳ２２：撮像素子４から画像信号を読み出す。 ステップＳ２３：設定された階調特性に応じて、画像信
号の画像処理の指示をアナログガンマ・ニー回路５に出
す。

【００４１】ステップＳ２４：外部LCDモニター表示部
２３がオン状態にあるか否か判断する。オン状態にあれ
ば、階調補正のなされた画像は画像処理回路７を介して
外部LCDモニター表示部２３に出力され、表示させる。 ステップＳ２５：階調補正のなされた画像信号は、画像
処理回路７により圧縮処理される。圧縮処理された画像
信号は、メモリ部９に記録される。

【００４２】ステップＳ２６：階調モード切替動作禁止
解除する指示を、階調モード切替回路１０等に出す。こ
れらステップＳ２０−Ｓ２６は撮影動作毎に繰り返し実
行される。次に、図６の階調モード切替サブルーチンを
説明する。 ステップＳ３０：切替スイッチ２０（或いは２１，２
２，２３等）による階調モード切替回路１０の作動中に
は、シャッターレリーズを禁止する（即ち、シャッター
レリーズロック）。

【００４３】ステップＳ３１：階調モードが固定モード
に設定されているか否か判断する。固定モードであれ
ば、ステップＳ３５にて、標準の階調特性（図３の特性
線図A）を設定する。 ステップＳ３２：階調モードが自動モードに設定されて
いるか否か判断する。自動モードであれば、ステップＳ
３６に進む。ステップＳ３６にて、検出回路８から被写
体輝度分布やそのヒストグラムの検出信号を取得して、
自動的に現在撮影中の被写体に最適な階調特性値を設定
する。

【００４４】ステップＳ３３：階調モードが手動モード
に切り替わった場合、階調特性の初期設定を行う。初期
設定としては、予め決められた基準階調特性に設定され
るか、或いは、前回設定されていた階調特性に設定され
るか、或いは、前記自動モード時に設定されていた階調
特性のいずれかに設定される。この設定は、電子カメラ
製造時に予め決めておいても良いし、電子カメラのカス
タム設定モードにおいて、撮影者が選択出来るようにし
ても良い。

【００４５】ステップＳ３４、Ｓ３８，Ｓ３９，Ｓ４
０：図２の切替スイッチにより各階調モードの中から１
つを選択して切り換えることが出来る。 ステップＳ４１：シャッターレリーズの禁止を解除す
る。 これらステップＳ３０−Ｓ４１は、階調モード設定動作
毎に実行される。図６のＳ３０〜Ｓ４１のモード切替中
も、図４のＳ２〜Ｓ１４の動作は並列処理で繰り返され
る。ただし、シャッターレリーズは禁止されているの
で、Ｓ１３の撮影サブルーチンが実行されることは禁止
されている。

【００４６】このことにより、階調モード切替中も画像
を外部LCDモニター表示部２３で確認できるので、階調
モードの切替の効果を確認しながら階調特性の設定を行
うことが可能である。この場合のＬＣＤの表示例を図7
に示す。（ａ）が画像表示とモード表示と偏差量情報表
示を１つのＬＣＤ２３（２３Ａ、２３Ｂ、２３Ｃ）で行
う場合、（ｂ）が各表示を別々のＬＣＤ２３Ａ、２３
Ｂ、２３Ｃで行う場合の例である。（ｂ）の場合、モー
ド表示用のＬＣＤ２３Ｃは、白黒のキャラクター表示用
のもので良い。

【００４７】次に、図８の撮影サブルーチンを説明す
る。図８は、図５の撮影サブルーチンを基本としてお
り、図１の電子カメラに電子閃光装置（以下ストロボと
称す）が内蔵或いは外付けされているときのストロボ撮
影時の動作が付け加えられたものである。従って、図５
と同一のステップNo.は同一の機能を果たすので、説明
を省略する。

【００４８】ストロボ撮影シーケンスとは、まずプリ発
光により被写体からの反射光を受光して、次の本発光時
にＧＮ発光制御を行うものであり、具体的には、プリ発
光により得られた被写体反射光に基づいて、被写体の状
態を予測し、本発光時の最適なＧＮ発光量を決定するも
のである。更に、ストロボ使用時はストロボ使用しない
ときとは被写体の輝度範囲が異なる場合がある。（例え
ば、画面内に高反射率の物体が存在する場合、逆光での
撮影の場合、暗状態での撮影の場合など）。そのため、
ストロボのプリ発光により得られた被写体反射光に基づ
いて、最適な階調特性を選択する構成とすることもでき
る。

【００４９】ステップＳ５０：ストロボ撮影シーケンス
にあるか否か判断される。ストロボ撮影シーケンスにあ
る場合はステップ５１に進む。 ステップＳ５１：ストロボにプリ発光を指示する。 ステップＳ５２：プリ発光により照射された被写体から
の反射光を撮像素子４から画像信号として取り込む。或
いは、後述する図９，図１０のセンサ３１，４２等の測
光素子により被写体の情報を検出する。

【００５０】ステップＳ５３：自動モードが設定されて
いると、ステップ５４に進む。 ステップＳ５４：ステップ５２にて取り込まれた画像信
号に基づき、被写体の輝度分布、ヒストグラムを測定す
る。この結果に基づいて、自動的に最適な階調特性値を
設定する。 ステップＳ５５：プリ発光に応じて本発光時の発光量を
算出する。これにより、本発光時の発光量が周知のGN制
御方式により制御される。

【００５１】以降は、ステップＳ２１からＳ２６の制御
が行われることになる。次に図９の制御フローチャート
について説明する。図９は図４の制御フローチャートを
基本としており、階調モードが自動モードを選択されて
いる場合に、自動モードにおいて選択される階調特性か
らの偏差を示す動作が付け加えられたものである。した
がって、図４と同一のステップＮｏ．は同一の機能を果
たすので、説明を省略する。

【００５２】図９では、階調モードが自動と手動いずれ
の場合でも、被写体のヒストグラムを検出し、最適な階
調特性を求める構成となっている。階調モードが自動の
場合は、求められた最適の階調特性に設定される。それ
に対し、階調モードが手動の場合は、手動により設定さ
れた階調特性と、求められた最適の階調特性を比較し、
両者が異なる場合は、警告を発する構成となっている。

【００５３】このことによりカメラの推奨する階調特性
と、手動で設定されている階調特性の差を知ることが出
来るので、撮影者の意図を反映することが容易になると
ともに、誤った設定を防ぐことが出来る。 ステップＳ６０：階調固定モードの場合は、ヒストグラ
ムを調べる必要がないので、ステップ６に飛ぶ。階調自
動、及び手動モードの場合は、次のステップ６１に進
む。

【００５４】ステップＳ６１：ステップ３で取り込まれ
た画像信号に基づき、被写体の輝度分布、ヒストグラム
を測定する。 ステップＳ６２：ステップ６１で求めた被写体の輝度分
布、ヒストグラムの結果に基づいて、自動的に最適な階
調特性算出する。 ステップＳ６３，Ｓ６４：階調モードが自動の場合は、
ステップ６２算出された最適な階調特性に設定する。

【００５５】ステップＳ６３，Ｓ６５，Ｓ６６：階調モ
ードが手動の場合は、ステップ６２で算出した最適な階
調特性と、手動により設定された階調特性を比較する。
その結果が異なる場合は、撮影者に対して警告を発す
る。以降は、ステップ６以降の制御が行われることにな
る。 （第２実施形態）図１０は、本発明の第２の実施形態に
かかわる画像取り込み装置の構成を示す図である。

【００５６】基本的な構成や動作は、図１に示す第１実
施形態と同様である。但し、撮像素子４の出力信号が、
まずＡＤ変換される。このＡＤ変換回路６は９ビット以
上（例えば、９〜１４ビットの範囲）必要である。その
後、デジタルガンマ・ニー回路１０１により階調補正を
行い、同時に８ビットのデータに変換する。もともと９
ビット以上の情報量があるので、階調補正を行っても階
調の飛びは生じにくい。

【００５７】階調モード切り替えスイッチ２０−２３
は、図２に示すものと同じである。選択方法も同じであ
る。ここで、このデジタルガンマ・ニー回路１０１は、
ＣＰＵ１００の制御により階調特性を変えることが出来
る。例えば、各種階調特性に対応した複数のＬＵＴ（ル
ックアップテーブル）１０１ａ、１０１ｂを持ってお
り、ＣＰＵ１００の制御により使用するＬＵＴを切り替
えて階調特性の補正を行う。階調特性は、図３に示す特
性A,B,Cと同様である。

【００５８】第２実施形態においても、第１実施形態と
同様に、固定モード、自動モード、又は手動モードによ
り、最も適した階調特性を選択して撮影を行うことが出
来る。 （第３実施形態）図１１は、本発明の第３の実施形態に
かかわる画像取り込み装置の構成を示す図であるが、図
１或いは図１０の構成に付加した回路構成のみを示して
いる。従って、上述した図１或いは図１１の構成につい
ては説明を省略し、相違部分のみ以下に説明する。

【００５９】画像取り込み用の撮像素子４とは、別に、
輝度範囲検出用のレンズ３０及びSPD素子（シリコンフ
ォトダイオード）３１を持っている。この素子３１は、
多分割ＳＰＤで構成され、ｌｏｇアンプ３２に接続され
ている。これは銀塩カメラのマルチ測光センサーと同様
のもので、検出範囲は広く、一度の測光で被写体の輝度
範囲を計測できる。モード切替回路１０により自動モー
ドを選択している場合には、素子３１から得られる被写
体輝度範囲情報により適正階調補正特性が設定され、そ
れと同時に、カメラの露出を決めるためのＡＥセンサー
としての働きも行う。この素子３１の出力をもとに、撮
像素子４の露光時間やレンズ絞り値を決定する。

【００６０】モード切替回路１０により手動モードを選
択している場合は、手動にて所望の階調特性が設定され
るので、輝度範囲検出用のSPD素子３１から得られる被
写体輝度範囲情報は、カメラの露出制御回路１１に用い
るが、階調特性設定には用いない。その他の部分は、上
述の実施形態に示すものと同じである。

【００６１】本実施形態のように輝度範囲検出用のSPD
素子３１を撮像素子４と別に持っている構成の場合は、
光学ファインダーと組み合わせれば、撮影時以外は撮像
素子４及びその後の信号処理回路、画像処理回路７を停
止されることが可能である。その結果、カメラの低消費
電力化に有効である。 （第３実施形態）図１２は、本発明の第４の実施形態に
かかわる画像取り込み装置の構成を示す図である。

【００６２】第３実施例同様に、画像取り込み用の撮像
素子と別に、輝度範囲検出用のレンズ４１及び素子４２
（SPD或いはカラーCCDセンサ）及びLOGアンプ４３を持
っている。但し、撮影レンズ２を通った光を検出に用い
ている点が異なる。なお、LＯＧアンプを使用せず、代
わりに蓄積時間を変えて複数回、素子４２から被写体輝
度情報を読み出すことにより、広い輝度範囲の検出を行
う構成とすることもできる。

【００６３】ミラー４０としては、例えば、一眼レフカ
メラと同様に、跳ね上げ式のミラーを用いることが出来
る。即ち、測光時にはミラーは下がっており、レンズ２
を通った被写体の像はミラー４０で反射されて、輝度範
囲検出用素子４２で測光と被写体輝度範囲検出が行われ
る。撮影時においては、ミラーが跳ね上がり、レンズを
通った被写体の像は、撮像素子で撮像される。

【００６４】別の方法として、このミラーとしては固定
されたハーフミラーを用いることもできる。それ以外の
動作は、上述の実施形態に示すものと同様である。

【００６５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、自動モードと
手動モードとの切り替えが自由に設定できるので、使用
者の意図に応じた階調補正が可能であり、また初心者か
ら上級者まで対応できる画像取り込み装置を提供でき
る。例えば、手動モードの設定表示に工夫を加え、実施
形態のように使用者に理解されやすい表示にしておけ
ば、階調補正の特性を被写体の輝度範囲や撮影者の意図
に応じた制御が容易になり、ダイナミックレンジの広い
画像、もしくは中域の階調再現性に適した画像を容易に
得ることが出来る。

【００６６】請求項２の発明によれば、自動モードと手
動モードとの切り替えが画像取り込み装置の動作中、例
えば撮像動作中などの切り替え動作がなされると、画像
信号が意図しない階調特性のものとなったりするので、
切り替え動作を禁止している。請求項３の発明によれ
ば、手動モードへの切り替え時の階調補正の基準値を、
自動モードにおいて使用されていた階調特性値をするこ
とで、撮像時の階調補正値が使用者に理解しやすいもの
となっている。

【００６７】請求項４の発明によれば、手動モードにお
いて階調補正値を変更した場合や被写体輝度が変化した
場合には、適正階調補正値からの偏差値で表示するた
め、使用者がどの程度の補正が画像になされるか容易に
理解できる。請求項５の発明によれば、階調補正の基準
となる値の設定を、使用者の意図に応じて設定が可能と
なっている。

【００６８】請求項６の発明によれば、手動モード時に
は、画像表示を継続しているので、階調補正がなされた
画像を確認しながら設定できる。請求項７の発明によれ
ば、モード切替が不要になされないように構成されてい
る。請求項８の発明は、前記画像取り込み装置が前記モ
ード切り替え動作中には、シャッターレリーズ禁止とす
る事を特徴とする。モード確定前におけるレリーズを禁
止することが出来る。

【００６９】請求項９の発明は、前記モード切替手段に
より自動モードが選択されており、かつストロボを使用
する場合は、撮影の直前にストロボをプリ発光して画像
を取り込み、その画像に基づいて階調特性を設定するこ
とを特徴とする。ストロボ使用時においても、適切な階
調特性に設定された画像を得ることが出来る。請求項１
０の発明は、更に輝度範囲検出用センサーを具備し、前
記モード切替手段により自動モードが選択されている場
合には、前記輝度範囲検出用センサーの出力情報に基づ
いて階調特性を設定することを特徴とする。更にこのセ
ンサーはカメラのＡＥ（自動露出センサー）としても利
用することが出来る。光学ファインダーと組み合わせれ
ば、撮影時以外は撮像素子及びその後の信号処理回路、
画像処理回路を停止させることが可能であり、カメラの
低消費電力化の効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係わる画像取り込み装
置（電子カメラ）の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施形態に係わる階調モード切り替えスイ
ッチの例を示す図である。

【図３】第１実施形態に係わる各種階調特性の例を示す
図である。

【図４】第１実施形態に係わるCPU１の制御メインフロ
ーチャート図である。

【図５】第１実施形態に係わる撮影サブルーチンのフロ
ーチャート図である。

【図６】第１実施形態に係わる階調モード切替サブルー
チンのフローチャート図である。

【図７】第１実施形態に係わる外部LCDモニター表示部
の表示例の図である。

【図８】第１実施形態に係わる別の撮影サブルーチンの
フローチャート図である。

【図９】第１実施形態に係わる別の撮影サブルーチンの
フローチャート図である。

【図１０】本発明の第２実施形態に係わる画像取り込み
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】本発明の第３実施形態に係わる画像取り込み
装置の構成を示すブロック図である。

【図１２】本発明の第４実施に係わる画像取り込み装置
の構成を示すブロック図である。

【図１３】画像取り込み装置の階調特性を示す図であ
る。

【符号の説明】

１：ＣＰＵ（マイクロコンピュータ） ２：撮影レンズ ３：絞り ４：撮像素子 ５：アナログ階調補正回路（アナログガンマ・ニー回
路） １０１：デジタル階調補正回路（デジタルガンマ・ニー
回路） １０１ａ、１０１ｂ：ルックアップテーブル（ＬＵＴ） ６：ＡＤ変換器 ７：画像処理装置 ８：輝度分布・ヒストグラム検出回路 ９：メモリ部（記憶装置） １０：階調モード切替回路 １１：露出制御回路 １２：タイミングジェネレータ（ＴＧ）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】撮像手段と、 前記撮像手段の撮像信号の階調を補正する階調補正手段
   と、 前記階調補正手段の出力を画像として処理する画像処理
   手段と、 前記画像処理手段の画像信号を記録する記録手段と、を
   具備する画像取り込み装置において、 撮像対象である被写体条件に応じて、前記階調補正手段
   の階調特性を自動的に変更する自動モードと、前記階調
   補正手段の階調特性を手動的に変更する手動モードとを
   切替えるためのモード切替手段を具備することを特徴と
   する画像取り込み装置。
2. 【請求項２】前記モード切替手段の切り替え動作を、所
   定の条件において禁止する禁止手段を更に備えることを
   特徴とする請求項１の画像取り込み装置。
3. 【請求項３】前記モード切替手段により前記自動モード
   から前記手動モードへ切り替えられた場合には、前記自
   動モードにおいて使用されていた前記階調特性を、手動
   モードにおける階調の初期設定とすることを特徴とする
   請求項１の画像取り込み装置。
4. 【請求項４】前記階調補正手段の階調特性の値を表示す
   る表示手段をさらに有し、 前記表示手段は、前記モード切替手段により前記手動モ
   ードが選択された場合に、前記自動モードにおいて選択
   される前記階調特性値からの偏差を偏差量情報として表
   示することを特徴とする請求項３の画像取り込み装置。
5. 【請求項５】前記階調補正手段の階調特性の値は、前記
   モード切替手段により前記自動モードから前記手動モー
   ドへ切り換えられた場合に、前記階調特性は予め決めら
   れた基準階調特性値に設定されるか、或いは、前回設定
   されていた階調特性値に設定されるか、或いは、前記自
   動モード時に使用されていた階調特性値に設定されるか
   のうち、いずれかに設定されることを特徴とする請求項
   １の画像取り込み装置。
6. 【請求項６】前記階調補正手段の階調特性の値を表示す
   る階調特性表示手段と、前記画像処理手段により処理さ
   れた前記画像信号に基づき、前記被写体を表示する画像
   表示手段とをさらに有し、 前記手動モードにおいて前記階調補正手段の階調特性の
   値を変更中は、前記画像表示手段及び前記階調特性表示
   手段の表示を維持することを特徴とする請求項１の画像
   取り込み装置。
7. 【請求項７】前記画像取り込み装置が画像読み込み動作
   中には、前記モード切替手段の切り替え動作を禁止する
   禁止手段を更に備えたことを特徴とする請求項１の画像
   取り込み装置。
8. 【請求項８】前記画像取り込み装置が前記モード切り替
   え動作中には、シャッターレリーズ禁止とする禁止手段
   を更に備えたことを特徴とする請求項１の画像取り込み
   装置。
9. 【請求項９】前記階調補正手段は、前記モード切替手段
   により自動モードが選択されており、かつストロボを使
   用する場合は、撮影の直前にストロボをプリ発光して画
   像を取り込み、その画像に基づいて階調特性を設定する
   ことを特徴とする請求項１の画像取り込み装置。
10. 【請求項１０】更に輝度範囲検出用センサーを具備し、
    前記階調補正手段は、前記モード切替手段により自動モ
    ードが選択されている場合には、前記輝度範囲検出用セ
    ンサーの出力情報に基づいて階調特性を設定することを
    特徴とする請求項１の画像取り込み装置。