JP2013258438A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡単な操作で広いダイナミックレンジで画像を取得できる撮像装置を提供する。
【解決手段】デジタルカメラ1のタッチ判定部11bは、タッチパネル18による入力の処理を行い、タッチされた座標を算出する。領域決定部11cは、タッチパネル18のタッチされた領域に基づいて、指定領域を決定する。露光補正量決定部11dは、例えば指定領域が擦られた回数に応じて、露光量の変化量である露光補正量を決定し、決定した露光補正量に応じてライン毎のシャッタ速を決定する。ここで、指定領域を含むラインの露光時間は、他のラインの露光時間よりも長くなるように調整される。撮像素子制御部11eは、例えば露光補正量決定部11dが決定したシャッタ速に応じた露光期間に合わせて、撮像素子12aの領域毎に電荷をリセットするタイミングを決定し、このタイミングに従って、撮像素子12aに露光を実行させる。
【選択図】図1
【解決手段】デジタルカメラ1のタッチ判定部11bは、タッチパネル18による入力の処理を行い、タッチされた座標を算出する。領域決定部11cは、タッチパネル18のタッチされた領域に基づいて、指定領域を決定する。露光補正量決定部11dは、例えば指定領域が擦られた回数に応じて、露光量の変化量である露光補正量を決定し、決定した露光補正量に応じてライン毎のシャッタ速を決定する。ここで、指定領域を含むラインの露光時間は、他のラインの露光時間よりも長くなるように調整される。撮像素子制御部11eは、例えば露光補正量決定部11dが決定したシャッタ速に応じた露光期間に合わせて、撮像素子12aの領域毎に電荷をリセットするタイミングを決定し、このタイミングに従って、撮像素子12aに露光を実行させる。
【選択図】図1
Description
本発明は、撮像装置に関する。
一般に、撮像装置において、所定の動作に従って適切な露光条件が選択され、その露光条件に従って、撮像が行われることに関する技術が知られている。一方で、同一画像内における光量の差が大きいとき、一部分に対して適切となる露光条件で撮像を行うと、他の部分において光量不足や光量過多となることがある。そこで例えば特許文献1には、異なる露光条件で複数回撮像を行い、光量が適切な部分を合成することによってダイナミックレンジを広げ、画像全体において光量が適切となる画像を作成することに係る技術が開示されている。
特許文献1に係る技術では、複数回の撮像を行うことでダイナミックレンジを広げているので、1枚の画像を取得するために、フレームレートが落ちたりして、時間を要する。また、複数の画像を合成して1枚の画像を作成する処理は複雑である上、合成時にずれが生じて画像が不自然に乱れることがある。また、ユーザの意図を反映することが困難である。
そこで本発明は、簡単な操作で自然に広いダイナミックレンジで画像を取得できる撮像装置を提供することを目的とする。
前記目的を果たすため、本発明の一態様によれば、撮像装置は、被写体像が露光され、この被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、前記画像信号に基づく画像における第1の領域を取得する指定領域取得部と、前記撮像素子を制御して、前記第1の領域を含む第1の露光領域における前記露光の時間を第1の露光時間とし、前記第1の露光領域以外の領域の少なくとも一部である第2の露光領域における前記露光の時間を前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間とする制御部と、を具備することを特徴とする。
本発明によれば、簡単な操作で思い通りに自然な、広いダイナミックレンジで画像を取得できる撮像装置を提供できる。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラ1の概略を示すブロック図を図1に示す。デジタルカメラ1は、例えば複数のレンズを有するレンズ部20を備える。レンズ部20は、カメラ本体に固定されていてもよいし、カメラ本体に対して交換可能でもよい。
本発明の第1の実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る撮像装置としてのデジタルカメラ1の概略を示すブロック図を図1に示す。デジタルカメラ1は、例えば複数のレンズを有するレンズ部20を備える。レンズ部20は、カメラ本体に固定されていてもよいし、カメラ本体に対して交換可能でもよい。
デジタルカメラ1は、撮像動作を行う撮像部12を備える。撮像部12は撮像素子12aを有する。撮像素子12aは、レンズ部20から入射した被写体像を電気信号に変換する。撮像部12は、この電気信号に基づいて画像信号を生成する。撮像部12は、生成した画像信号を信号処理制御部11に出力する。デジタルカメラ1は、第1の記憶部13と第2の記憶部14とを有する。第1の記憶部13は、例えばROMであり、例えば信号処理制御部11による制御に用いるプログラム等を記憶している。また、第2の記憶部14は、例えばRAMであり、例えば信号処理制御部11による処理結果を一時的に記憶する。さらに、デジタルカメラ1には、撮影して生成された画像データを記録するための記録部15が設けられている。この記録部15は、一般的な記録媒体として、カメラ本体に対して取り外し可能に接続されている。
デジタルカメラ1には、スイッチ等、ユーザの様々な操作による入力を受け取る操作部16が設けられている。操作部16は、例えば右手の人差し指で操作できる位置に配置された静止画撮影用のレリーズボタンを含む。ユーザは、このレリーズボタンを操作することで、デジタルカメラ1に撮影動作を行わせることができる。また、操作部16には、シャッタースピード、絞り、露出補正、感度設定、ピント位置等の撮影パラメータの変更が入力されるスイッチやダイヤル等が設けられている。
デジタルカメラ1は、画像を表示するための表示部17を有する。表示部17は、例えば液晶表示パネルを有している。表示部17は、例えばデジタルカメラ1の背面に設けられている。また、デジタルカメラ1は、タッチパネル18を有する。このタッチパネル18は、例えば表示部17上に設けられている。タッチパネル18もユーザの指示の入力を受け取る。ユーザは、例えば表示部17に表示されたアイコンに対応する位置を触れることにより、デジタルカメラ1の操作を行うことができる。また、タッチパネル18は、画像のうち明るくしたい領域の指定をユーザから取得する。ユーザによってタッチされたときにタッチパネル18が発生する信号は、後述の信号処理制御部11内のタッチ判定部11bに出力され、その信号はまずタッチ判定部11bで処理される。
また、デジタルカメラ1は、電子ビューファインダーである接眼表示部30を備える。接眼表示部30は、小型の液晶パネル又は有機ELパネル等を有している。接眼表示部30は、表示画像を専用の光学系で拡大してユーザに目視可能にさせるものである。ユーザは、ファインダを覗き込む形で観察できるので、外光の影響を受けずに画像を観察できる。さらに、接眼表示部30は、専用の光学系の調整によって、ユーザの視度に合わせた視度調整ができるように構成されている。この視度調整により、ユーザは、自身の視力に関わらず良好な画像の観察を行うことができる。接眼表示部30は、カメラ本体に備え付けられていてもよいし、カメラ本体から取り外し可能でもよい。表示部17及び接眼表示部30は、後述の信号処理制御部11内の表示制御部11gの制御下で動作する。
デジタルカメラ1は、各種信号を処理してデジタルカメラ1の各部を制御する信号処理制御部11を有する。信号処理制御部11は、例えば集積回路で構成される。信号処理制御部11は、後述の第1の記憶部13に記憶されたプログラムに従って動作する。この信号処理制御部11には、信号処理部11a、タッチ判定部11b、領域決定部11c、露光補正量決定部11d、撮像素子制御部11e、画像処理部11f、表示制御部11g及び時計11hが設けられている。
信号処理部11aは、露出演算を含む種々の演算や各種判定を行い、また、デジタルカメラ1の各部を制御する。タッチ判定部11bは、タッチパネル18による入力の処理を行い、タッチされた座標を算出する。領域決定部11cは、タッチパネル18のタッチされた領域に基づいて、指定領域を決定する。また、領域決定部11cは、指定領域周辺に補間領域を決定する。
露光補正量決定部11dは、例えば指定領域が擦られた回数に応じて、露光量の変化量である露光補正量を決定する。また、露光補正量決定部11dは、決定した露光補正量に応じて指定領域と補間領域とのシャッタ速を決定する。撮像素子制御部11eは、撮像部12が有する撮像素子12aの動作を制御する。撮像素子制御部11eは、例えば露光補正量決定部11dが決定したシャッタ速に応じた露光期間に合わせて、撮像素子12aの領域毎に電荷をリセットするタイミングを決定し、このタイミングに従って、撮像素子12aに露光を実行させる。
画像処理部11fは、種々の画像処理を行う。画像処理部11fは、例えば撮像部12から取得した画像を処理して、表示部17にライブビュー表示させる画像を作成したり、記録部15に記録させるための画像を作成したりする。また、画像処理部11fは、画像においてゲインを調整することで指定領域周辺の輝度を調整する画像処理を行う。表示制御部11gは、表示部17における表示を制御する。表示制御部11gは、例えば画像処理部11fで処理された画像を表示部17に表示させる。また、表示制御部11gは、例えばデジタルカメラ1の操作のためのアイコン等を表示部17に表示させる。時計11hは、画像と関連付けて撮像時刻等を記録するために必要な時刻を出力する。
本実施形態は、例えば撮像素子12aとしてCMOS等が用いられたローリングシャッター方式を利用したデジタルカメラに適用される。本実施形態に係るデジタルカメラの動作の概要を、図2を参照して説明する。例えば図2(a)に示すような画像が表示部17にプレビュー表示されているとする。この画像において、適正露出は画面全体の輝度に基づいて決定されている。このため、図2(a)の例では、画面の上側が明るく下側が暗くなっている。このとき、画像の各ラインの露光のタイミングは、図2(b)のようになる。図2(b)において、横軸は時間、縦軸はラインを表す。すなわち、各ラインの画素情報を順次読み出すため、読み出しのタイミングに合わせて露光がラインごとに順に終了するようになっている。また、各ラインの露光時間を同一とするため、ラインごとに露光が順に開始するようになっている。
本実施形態では、図2(c)に示すように、ユーザは、画像を表示する表示部17上に配置されたタッチパネル18において、表示部17に表示された画像のうちさらに明るくすることを希望する部分を擦る。このとき、擦られた部分に相当するラインの露光時間が延長される。すなわち、図2(d)に示すように、露光開始のタイミングがラインごとに異なるように制御される。ユーザが画像を擦る回数に応じて露光時間は変化する。その結果、例えば図2(e)に示すように画像全体においてユーザが所望する明るさとなる。このときの各ラインの露光のタイミングは、図2(f)のようになる。
なお、本実施形態に係るデジタルカメラ1は、図3に示すように用いられ得る。すなわち、例えば図3(a)に示すように、ユーザは、デジタルカメラ1の背面に設けられた表示部17を見ながら、表示部17上に設けられたタッチパネル18を操作することができる。また、例えば図3(b)に示すように、ユーザは、接眼表示部30を観察しながら、タッチパネル18を操作することもできる。この場合、タッチパネル18がタッチされた部分に対応して、接眼表示部30に例えばカーソルが表示されるようにしてもよい。
本実施形態に係るデジタルカメラ1の動作を詳細に説明する。本実施形態に信号処理制御部11による処理のフローチャートを図4に示す。ステップS101において、信号処理制御部11は、撮影待機モードであるか否かを判定する。撮影待機モードでないとき、ステップS102において、信号処理制御部11は、再生モード動作を実行する。この再生モード動作は、例えば記録部15に記録されている画像を表示部17に表示させる一般的な動作である。再生モード動作の後、処理はステップS101に戻る。
ステップS101の判定において撮影待機モードであると判定されたとき、ステップS103において、信号処理制御部11はライブビュー表示を開始させる。すなわち、信号処理制御部11は、撮像部12から画像信号を取得し、その画像を表示部17に表示させる。ステップS104において、信号処理制御部11は測光処理を行う。すなわち、信号処理制御部11は、例えば撮像部12から画像情報を取得し、その輝度から光量を算出する。なお、画像情報によらず、デジタルカメラ1に別途設けられた露光計の出力に基づいて光量が算出されてもよい。ステップS105において、信号処理制御部11は適正露出を算出する。信号処理制御部11は、シャッタ速度や絞りを決定する。なお、アペックスバリューで表したシャッタ速すなわちタイムバリューTVaと露光期間Taとの関係は、次式で与えられる。
Ta=1/(2TVa) (1)
ステップS106において、信号処理制御部11は、タッチパネル18が例えばユーザの指によって擦られたか否かを判定する。擦られていないと判定されたとき、処理はステップS118に進む。擦られたと判定されたとき、ステップS107において、信号処理制御部11は、露光補正量ΔEvを算出する。ここで、露光補正量ΔEvは、例えばユーザによってタッチパネル18が擦られた回数B1を用いて次式で与えられる。
ΔEv=B1×0.3 (2)
すなわち、1回擦られる毎に0.3段ずつ露光補正量ΔEvが大きくなる。デジタルカメラ1は、後述のとおりこの露光補正量ΔEvだけ、擦られた領域が明るくなるように動作する。このように、擦られた回数によって露光補正量ΔEvが調整されるので、ユーザは直感的に露光補正量ΔEvを決定することができる。なお、上記式(2)は一例であり、露光補正量ΔEvは他の方法で決定されてもよい。例えば1回擦られる毎に0.5段ずつ露光補正量ΔEvが大きくなるようにしてもよいし、擦る速度すなわちタッチパネル18上におけるユーザの指の移動速度に応じて露光補正量ΔEvを決定されるようにしてもよい。
ステップS106において、信号処理制御部11は、タッチパネル18が例えばユーザの指によって擦られたか否かを判定する。擦られていないと判定されたとき、処理はステップS118に進む。擦られたと判定されたとき、ステップS107において、信号処理制御部11は、露光補正量ΔEvを算出する。ここで、露光補正量ΔEvは、例えばユーザによってタッチパネル18が擦られた回数B1を用いて次式で与えられる。
ΔEv=B1×0.3 (2)
すなわち、1回擦られる毎に0.3段ずつ露光補正量ΔEvが大きくなる。デジタルカメラ1は、後述のとおりこの露光補正量ΔEvだけ、擦られた領域が明るくなるように動作する。このように、擦られた回数によって露光補正量ΔEvが調整されるので、ユーザは直感的に露光補正量ΔEvを決定することができる。なお、上記式(2)は一例であり、露光補正量ΔEvは他の方法で決定されてもよい。例えば1回擦られる毎に0.5段ずつ露光補正量ΔEvが大きくなるようにしてもよいし、擦る速度すなわちタッチパネル18上におけるユーザの指の移動速度に応じて露光補正量ΔEvを決定されるようにしてもよい。
ステップS108において、信号処理制御部11は、タッチパネル18が擦られた領域を判定し、指定領域を決定する。この指定領域は、例えば擦られた領域を包含する矩形として決定される。例えば図5に示すように、画像において左下隅の座標を(0,0)と定義し、右上隅の座標を(Xmax,Ymax)と定義する。擦られた領域が領域A1であったとする。このとき、領域A1についてX座標の最小値X1及び最大値X2と、Y座標の最小値Y1と最大値Y2とを用いて、指定領域は、(X1,Y1)から(X2,Y2)までの矩形の領域A2と決定される。なお、指定領域は、例えば擦られた領域に内接する矩形として決定されてもよい。また、本実施形態では指定領域がタッチパネル18によって入力されるが、他の操作部16を用いて指定領域が入力されてもよい。ただし、指定領域の選択がタッチパネル18によってなされることは、ユーザにとって操作性がよい。
ステップS109において、信号処理制御部11は、指定領域の周辺に位置し、露光時間を徐々に変化させる領域である補間領域の幅に係る値ΔYを算出する。ここで値ΔYは、例えば擦られていない領域(指定領域以外の領域)の明るさの変化に応じて決まる値であるB2と露光補正量ΔEvと定数C1とを用いて次式で与えられる。
ΔY=C1×B2×ΔEv (3)
すなわち、露光補正量ΔEvが大きいほど、補間領域が大きくなるように値ΔYが決められる。また、ΔYは擦られていない領域の明るさの変化に応じて、擦られていない領域の明るさの変化と補間領域の明るさの変化とが近似するようにΔYが決められる。すなわち、指定領域とそれ以外の領域との明るさの変化が自然に感じられるものとなるように補間領域の幅に係る値ΔYが決定される。
ΔY=C1×B2×ΔEv (3)
すなわち、露光補正量ΔEvが大きいほど、補間領域が大きくなるように値ΔYが決められる。また、ΔYは擦られていない領域の明るさの変化に応じて、擦られていない領域の明るさの変化と補間領域の明るさの変化とが近似するようにΔYが決められる。すなわち、指定領域とそれ以外の領域との明るさの変化が自然に感じられるものとなるように補間領域の幅に係る値ΔYが決定される。
ステップS110において、信号処理制御部11は、Y座標に応じて、アペックスバリューで表したシャッタ速、すなわちタイムバリューTVを設定する。ここで、例えばY座標が0以上で(Y1−ΔY)より小さい領域、及びY座標が(Y2+ΔY)より大きくYmax以下の領域におけるシャッタ速TVは、ステップS105で算出されたTVaに設定される。擦られた指定領域に対応するY座標がY1以上Y2以下の領域におけるシャッタ速TVbは次式で与えられる。
TVb=TVa−ΔEv (4)
補間領域に対応するY座標が(Y1−ΔY)以上でY1より小さい領域におけるシャッタ速TVcは、線形補間され、例えば次式で与えられる。
TVc=TVa−(TVa−TVb)/ΔY×(ΔY−Y1+y) (5)
ここでyはY座標の値である。また、Y座標がY2より大きく(Y2+ΔY)以下である補間領域におけるシャッタ速TVdは、線形補間され、例えば次式で与えられる。
TVd=TVa−(TVa−TVb)/ΔY×(ΔY−y+Y2) (6)
このようにして、例えば図6に模式的に示すようにY座標ごとにシャッタ速TVが決定される。
TVb=TVa−ΔEv (4)
補間領域に対応するY座標が(Y1−ΔY)以上でY1より小さい領域におけるシャッタ速TVcは、線形補間され、例えば次式で与えられる。
TVc=TVa−(TVa−TVb)/ΔY×(ΔY−Y1+y) (5)
ここでyはY座標の値である。また、Y座標がY2より大きく(Y2+ΔY)以下である補間領域におけるシャッタ速TVdは、線形補間され、例えば次式で与えられる。
TVd=TVa−(TVa−TVb)/ΔY×(ΔY−y+Y2) (6)
このようにして、例えば図6に模式的に示すようにY座標ごとにシャッタ速TVが決定される。
ステップS111において、信号処理制御部11は、タイムバリューで表したシャッタ速TVを露光期間Tに変換する。すなわち、上記式(1)の関係T=1/(2TV)を用いて、シャッタ速TVaに基づいて露光期間Taを算出し、シャッタ速TVbに基づいて露光期間Tbを算出し、シャッタ速TVcに基づいて露光期間Tcを算出し、シャッタ速TVdに基づいて露光期間Tdを算出する。
ステップS112において、信号処理制御部11は、ステップS111で算出した露光期間に合わせて、Y座標ごとに撮像素子12aの電荷をリセットするタイミングを決定する。ステップS113において、信号処理制御部11は、撮像素子12aに露光を実行させる。このときのY座標ごとの露光期間は、図7に示すようになる。続いてステップS114において、信号処理制御部11は、撮像素子12aによって電気信号に変換され撮像部12で作成された画像信号を撮像部12から取り込む。
ステップS115において、信号処理制御部11は、Y座標が(Y1−ΔY)以上(Y2+ΔY)以下である領域について、X座標に応じたゲインの低下量を算出する。例えばX座標が0以上X1以下の領域について、ゲインダウン量Gdは次式で与えられる。
Gd=ΔEv−x/X1×ΔEv
ここでxはX座標の値である。また、例えばX座標がX2以上Xmax以下の領域について、ゲインダウン量Gdは次式で与えられる。
Gd=ΔEv/(Xmax−X2)×(x−X2) (7)
なお、X1以上X2以下の領域についてはゲインを調整しない。
Gd=ΔEv−x/X1×ΔEv
ここでxはX座標の値である。また、例えばX座標がX2以上Xmax以下の領域について、ゲインダウン量Gdは次式で与えられる。
Gd=ΔEv/(Xmax−X2)×(x−X2) (7)
なお、X1以上X2以下の領域についてはゲインを調整しない。
ステップS116において、信号処理制御部11は、ゲインダウン量Gdに基づいて、Y座標が(Y1−ΔY)以上(Y2+ΔY)以下である領域について、ゲインダウン量Gdに応じた量だけゲインを下げる調整を含む画像処理を行う。例えばあるY座標に沿った輝度を図8に模式的に示す。ゲインを下げる前に点線で示すような関係にあったX座標と輝度との関係は、ゲインダウン量Gdに応じたゲインダウンによって、実線に示すような関係になる。この例では、画像の端まで徐々にゲインを下げるように制御しているが、例えばY軸におけるΔYのように範囲を設けて、その範囲内で徐々にゲインを下げるようにしてもよい。このようにして、X1からX2までの指定領域については、輝度が上昇し、その両側の領域は、不自然にならないように徐々に輝度が下がるように処理される。なお、このX軸方向の輝度の調整は、デジタル画像信号において調整してもよいし、撮像素子12aから出力されA/D変換される前のアナログ信号で調整してもよい。
ステップS117において信号処理制御部11は、露光及び画像処理の条件を保持する。ステップS118において、信号処理制御部11は、露光を調整する領域がリセットされたか否かを判定する。リセットされたと判定されたとき、処理はステップS119に進む。ステップS119において、信号処理制御部11は、領域や露光期間、画像処理等の調整条件をリセットする。その後、処理はステップS103に戻る。ステップS118の判定で、リセットされていないと判定されたとき、ステップS120において、信号処理制御部11は、レリーズボタンが押されたか否かを判定する。
レリーズボタンが押されたと判定されたとき、ステップS121において、信号処理制御部11は、撮像処理を行う。すなわち、信号処理制御部11は、撮像部12の撮像素子にステップS112で決定した露光条件で撮像動作を行わせ、得られた画像を取り込み、画像処理を行う。信号処理制御部11は、得られた画像を記録部15に記録させる。その後、処理は終了する。ステップS120の判定でレリーズボタンが押されていないと判定されたとき、処理はステップS103に戻る。
本実施形態によれば、デジタルカメラ1は、ユーザが指定する領域の輝度を上昇させてユーザが所望する画像を撮影することができる。すなわち、本実施形態に係るデジタルカメラ1は、広いダイナミックレンジを有する。この際、デジタルカメラ1においては、Y座標に応じてシャッタ速が変更され、指定領域では露出が長くなるように調整される。また、X座標に応じて、画像処理によって指定領域の画像は輝度が高く、その他の領域では輝度が抑えられるように調整される。したがって、本実施形態によれば1回の撮影で広いダイナミックレンジの画像が得られる。このようにして、本実施形態によれば、露光条件が異なる複数枚の画像を合成するよりも、短時間で、また簡単な処理によって広いダイナミックレンジの画像が得られる。
このように、例えば撮像素子12aは、被写体像が露光され、この被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子として機能する。例えばタッチパネル18は、前記画像信号に基づく画像における第1の領域を取得する指定領域取得部として機能する。例えば信号処理制御部11は、前記撮像素子を制御して、前記第1の領域を含む第1の露光領域における前記露光の時間を第1の露光時間とし、前記第1の露光領域以外の領域の少なくとも一部である第2の露光領域における前記露光の時間を前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間とする制御部として機能する。例えば表示部17は、前記画像を表示する表示部として機能する。例えば画像処理部11fは、前記画像における前記第1の露光領域又は第3の露光領域であって前記第1の領域でない領域の明るさを、画像処理によって前記第2の領域の明るさに近づける画像処理部として機能する。
また、例えば指定領域は、指定領域取得部が取得する前記画像信号に基づく画像における第1の領域に相当する。例えばY座標がY1からY2までとなる領域は、前記第1の領域を含む第1の露光領域に相当する。例えば露光時間Tbは、第1の露光領域における露光の時間である第1の露光時間に相当する。例えばY座標が0からY1−ΔYまでとなる領域と、Y2+ΔYからYmaxまでとなる領域は、前記第1の露光領域以外の少なくとも一部である第2の露光領域に相当する。例えば露光時間Taは、前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間に相当する。例えばY座標がY1−ΔYからY1までとなる領域と、Y2からY2+ΔYまでとなる領域は、前記第1の露光領域と前記第2の露光領域との間に設定される第3の露光領域に相当する。例えば露光時間Tc及びTdは、前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との間を補間する露光時間に相当する。例えばY座標がY1−ΔYからY2+ΔYまでであって、X座標が0からX1まで又はX2からXmaxまでとなる領域は、前記第1の露光領域又は前記第3の露光領域であって前記第1の領域でない領域の少なくとも一部に相当する。
なお、信号処理制御部11は、撮像素子12aの露光の限界を超えないようにシャッタ速度を制御するようにしてもよい。また、画像の質を維持するため、画像内の最も明るい部位よりも指定領域が明るくならないように制御し、指定領域の方が他の領域よりも明るくなる場合には、適正露出を再算出するようにしてもよい。また、本実施形態では、ライブビュー表示されている画像と同様の画像を撮影するための構成としたが、これに限らない。例えば暗い部分をライブビューで確認できるが、撮影する画像は、暗い部分は暗いままの画像が取得されるようにしてもよい。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実施形態では、ユーザがタッチパネル18上を擦ると、該当箇所の露光時間が長くなり明るく撮影されるデジタルカメラについて説明した。これに対して本実施形態では、デジタルカメラ1は、ユーザが擦った部分を明るくすることも暗くもすることができるので、直感的な操作で思い通りの描写の画像表示や撮影が可能となる。前述のように撮影を行わなくても、暗くて見えないところや明るくて見えないところを、ユーザが簡単に指定して目視可能とすることができる。
本発明の第2の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。第1の実施形態では、ユーザがタッチパネル18上を擦ると、該当箇所の露光時間が長くなり明るく撮影されるデジタルカメラについて説明した。これに対して本実施形態では、デジタルカメラ1は、ユーザが擦った部分を明るくすることも暗くもすることができるので、直感的な操作で思い通りの描写の画像表示や撮影が可能となる。前述のように撮影を行わなくても、暗くて見えないところや明るくて見えないところを、ユーザが簡単に指定して目視可能とすることができる。
本実施形態では、例えば図9に示すように、表示部17にハイライトボタン、シャドーボタン及びリセットボタンが表示される。ハイライトボタンがタッチされた後、画像が擦られたことが検出された場合、第1の実施形態の場合と同様に、擦られた領域に相当するラインについて、露光時間が長くなる。一方、シャドーボタンがタッチされた後、画像が擦られた場合、擦られた部分が暗くなる。この場合、第1の実施形態の場合と逆に、擦られた領域に相当するラインについて、擦られた回数に応じて露光時間が短くなるように調整される。また、X方向についても第1の実施形態の場合と同様に、画像処理により変化が滑らかになるように輝度が調整される。また、リセットボタンがタッチされた場合、ラインごとの露光時間の変更はリセットされ、全ラインが同一の適正露出に合わせた時間Taで露光される。その他の動作は、第1の実施形態と同様である。
本実施形態によれば、ユーザは、測光処理により算出された露光時間では暗すぎると感じる部分を擦ることで明るくすることができ、また、明るすぎると感じる部分を擦ることで暗くすることができる。したがって、本デジタルカメラは、ユーザが所望する画像を取得することができる。その他、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態及び第2の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係るデジタルカメラ1は、記録部15に記録するRAWデータに第1の実施形態及び第2の実施形態に係るシャッタ速の調整についての情報を持たせる。
本発明の第3の実施形態について説明する。ここでは、第1の実施形態及び第2の実施形態との相違点について説明し、同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。本実施形態に係るデジタルカメラ1は、記録部15に記録するRAWデータに第1の実施形態及び第2の実施形態に係るシャッタ速の調整についての情報を持たせる。
本実施形態に係るデジタルカメラ1の構成例を図10のブロック図に示す。この図に示すように、本実施形態に係るデジタルカメラ1において、信号処理制御部11は、さらに画素別露出値管理部11iと再生部11jとを備える。画素別露出値管理部11iは、撮像素子12aのライン毎すなわち画素毎のシャッタ速の値を管理する。画素別露出値管理部11iは、これらシャッタ速に係る値をRAWデータに含ませる。
本実施形態に係るRAWデータファイル100の模式図を図11に示す。この図に示すように、RAWデータファイル100は、例えば、ファイルのID情報ともなるファイル名110と、カメラの機体情報を含むカメラ情報120と、撮影時の条件を含む撮影情報130と、後述の露光補正量情報140と、撮像部12で取得した画像の未加工のデータである画像RAWデータ150と、サムネイル画像データ160とを有する。カメラ情報120は、例えばカメラ本体の情報であるカメラ本体情報122と、カメラ本体に取り付けられた撮影に用いられたレンズの情報であるレンズ情報124とを含む。カメラ情報120には、さらにフラッシュ等のアクセサリに関する情報も含まれ得る。また、撮影情報130は、撮影時の諸条件、例えば、シャッタ速132、絞り値134、レンズの焦点距離136、合焦位置138等のデータを含む。また、撮影情報130には、撮影時に用いられたホワイトバランスや階調補正等の画像処理に関する情報が含まれる。さらに、顔検出情報等の情報も撮影情報130に含まれていることが好ましい。上述以外にも、一般的なEXIF(Exchangeable Image File Format)形式に準拠する情報が、RAWデータファイル100には含まれている。
露光補正量情報140は、本実施形態に係る露光期間の調整に係る情報を含む。露光補正量情報140は、例えば、撮影情報130に含まれる基準のシャッタ速に対してシャッタ速が調整された画素を表す情報である露光時間補正画素情報142を含む。また、露光補正量情報140は、基準に対してシャッタ速が変化させられた各画素の露光補正量に係る情報である露光時間変更量情報144を含む。露光時間変更量情報144は、例えばシャッタ速の変化量を表す情報を含む。なお、露光時間変更量情報144は、アペックスバリューで表したタイムバリューと露光期間との何れの形式を用いて表現されてもよい。また、露光時間補正画素情報142は、テキスト形式で表現されてもよいし、フラグ形式で表現されてもよい。また、露光補正量情報140には、露光量が調整された領域についてゲイン調整によってなされたX方向の輝度補正に係る情報が含まれてもよい。
画素別露出値管理部11iは、上述の露光補正量情報140を管理し、その記録の制御等を行う。再生部11jは、上述のRAWデータファイル100に基づいて、撮像した画像を再生し、表示部17に表示させる。ここで、再生部11jは、RAWデータファイル100に含まれる露光補正量情報140を用いて、撮像時に補正した露光に係る調整を再調整できる。
例えば、撮影時に露光期間が部分的に長くなるように調整された場合、再生部11jは、長くされた露光期間に応じてこの露光期間の変更をキャンセルするように画像を調整することで、露光期間が調整されなかった場合に得られたであろう画像を作成することができる。露光補正量情報140には、露光期間が調整された領域を表す露光時間補正画素情報142と、その領域内の各画素における調整された露光期間を表す露光時間変更量情報144とが含まれるので、再生部11jは、上記のような露光期間の変更をキャンセルする画像処理を容易に行うことができる。また同様に、再生部11jは、ユーザが撮影時に調整を行った領域について、さらに調整を行うことを容易にできる。例えば撮影時に露光期間が部分的に長くなるように調整された場合、再生部11jは、指定された領域を必要に応じてさらに明るくする画像処理や少し暗くする画像処理を容易に行うことができる。
このように、本実施形態によれば、露光時間補正画素情報142と露光時間変更量情報144とを含む露光補正量情報140が画像RAWデータ150とともに記録されているので、再生部11jは、ユーザが撮影時の印象で調整した露光期間を、再生時に容易にキャンセルしたり再調整したりすることができる。このように、撮影時と鑑賞時で画像の印象が変わったとしても、ユーザは、再生部11jを用いて容易に画像の調整を行うことができる。
また、本実施形態では、露光期間が調整された場合に、X方向の輝度の変化が不自然にならないようにゲイン調整を含む画像処理によって画像が調整されている。しかしながら、撮影時には画像処理部11fの処理能力による制限のため、X方向の輝度変化を十分に滑らかに調整できないこともある。これに対して本実施形態によれば、RAWデータファイル100に露光の調整がされた領域を表す露光時間補正画素情報142が含まれているので、再生部11jは、十分に滑らかに処理された画像を、処理時間をかけて作成し再生することができる。再生部11jは、以上のような再調整した画像を例えばJPEG形式で記録部15に記録させることができる。
以上のように、露光の調整に係る値をRAWデータファイル100に記録しておくことは、画像表現を変更する際に重要である。
なお、再生部11jが行うとして説明した上述の調整は、再生部11jによらず、例えばPC等で行うこともできる。すなわち、再生部11jは、デジタルカメラに内蔵されていなくても、再生機として独立して構成され得る。この場合、再生機には、再生部11jと共にRAWデータファイル100を取得する画像取得部が設けられる。
また、露光補正量情報140は、露光時間補正画素情報142と露光時間変更量情報144とを含む形式に限定されない。例えば図12に示すように、露光補正量情報140は、各画素の露光時間情報146を有していてもよい。このように、画素毎の露光時間情報が個別に記録されていれば、他の情報を参照せずに露光時間の差に係る情報を含む露光時間に係る情報が取得され得る。ただし、この場合、露光時間補正画素情報142と露光時間変更量情報144とで表現される場合に比べて、データ量は大きくなる。また、露光補正量情報140には、各画素の露光時間情報146と共に露光時間補正画素情報142と露光時間変更量情報144とが含まれていてもよい。
このように、例えば画素別露出値管理部11iは、前記第1の露光領域の情報と、前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との差を表す情報とを前記画像信号に基づく情報と共にファイルに書き込む露出値管理部として機能する。例えば再生機に設けられた図示しない画像取得部は、第1の露光時間で撮像された第1の領域及び前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間で撮像された第2の領域を有する画像の情報、前記第1の露光領域の情報、及び前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との差を表す情報を含む画像データを取得する画像取得部として機能する。例えば再生部11jは、前記画像に対して、前記第1の露光領域を前記差に基づいて調整し、調整画像を作成する再生部として機能する。
なお、第1乃至第3の実施形態に係る技術は、デジタルカメラへの適用に限定されない。これら技術は、産業用の撮像装置や医療用の撮像装置等、種々の撮像装置に用いられ得る。
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても、発明が解決しようとする課題の欄で述べられた課題が解決でき、かつ、発明の効果が得られる場合には、この構成要素が削除された構成も発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
本発明の上記の実施形態には、以下の発明も含まれる。
(1)
第1の露光時間で撮像された第1の領域及び前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間で撮像された第2の領域を有する画像の情報、前記第1の露光領域の情報、及び前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との差を表す情報を含む画像データを取得する画像取得部と、
前記画像に対して、前記第1の露光領域を前記差に基づいて調整し、調整画像を作成する再生部と、
を具備する再生装置。
(1)
第1の露光時間で撮像された第1の領域及び前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間で撮像された第2の領域を有する画像の情報、前記第1の露光領域の情報、及び前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との差を表す情報を含む画像データを取得する画像取得部と、
前記画像に対して、前記第1の露光領域を前記差に基づいて調整し、調整画像を作成する再生部と、
を具備する再生装置。
1…デジタルカメラ、11…信号処理制御部、11a…信号処理部、11b…タッチ判定部、11c…領域決定部、11d…露光補正量決定部、11e…撮像素子制御部、11f…画像処理部、11g…表示制御部、11h…時計、11i…画素別露出値管理部、11j…再生部、12…撮像部、12a…撮像素子、13…第1の記憶部、14…第2の記憶部、15…記録部、16…操作部、17…表示部、18…タッチパネル、20…レンズ部、30…接眼表示部。
Claims (6)
- 被写体像が露光され、この被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、
前記画像信号に基づく画像における第1の領域を取得する指定領域取得部と、
前記撮像素子を制御して、前記第1の領域を含む第1の露光領域における前記露光の時間を第1の露光時間とし、前記第1の露光領域以外の領域の少なくとも一部である第2の露光領域における前記露光の時間を前記第1の露光時間と異なる第2の露光時間とする制御部と、
を具備することを特徴とする撮像装置。 - 前記画像を表示する表示部をさらに具備し、
前記指定領域取得部は、前記表示部に対応して設けられたタッチパネルである、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記制御部は、
前記第1の露光領域と前記第2の露光領域との間に第3の露光領域を設定し、
前記第3の露光領域における前記露光の時間を前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との間を補間する露光時間とする、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の撮像装置。 - 前記画像における前記第1の露光領域又は前記第3の露光領域であって前記第1の領域でない領域の少なくとも一部の明るさを、画像処理によって前記第2の露光領域の明るさに近づける画像処理部をさらに具備することを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
- 前記第1の領域は、前記タッチパネルが擦られることによって指定され、
前記制御部は、前記タッチパネルが擦られる回数に応じて前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との差を決定する、
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記第1の露光領域の情報と、前記第1の露光時間と前記第2の露光時間との差を表す情報とを前記画像信号に基づく情報と共にファイルに書き込む露出値管理部をさらに具備することを特徴とする請求項1乃至5のうち何れか1項に記載の撮像装置。
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