JP3955080B2 - ディジタル・カメラおよびその動作制御方法 - Google Patents

Description

この発明は，画像データ調整装置およびその制御方法に関する。

ディジタル・カメラでは，被写体を撮像し，撮像した被写体像を表示装置の表示画面上に表示することができる。このようなディジタル・カメラにおいては，被写体の種類に応じて適正な構図で撮像できるように表示画面上に撮像のアシスト用の枠が表示されるものがある。アシスト用の枠に主被写体が位置決めされるように被写体が撮像される。

ディジタル・カメラでは，撮像領域の中心にある被写体が合焦するように自動焦点調整が行われることが一般的である。

このために，撮像領域の中心からずれているアシスト用の枠を利用して被写体を撮像するときには，アシスト用の枠内の主被写体像のピントがぼけてしまうことがある。このようなことは，露光制御についても同様である。

この発明は，撮像後の画像の所望の部分について適正な画像を得ることができるようにすることを目的とする。

第１の発明は，焦点制御および露光制御の少なくとも一方が可能なディジタル・カメラであって，被写体を撮像し，被写体像を表す画像データを出力する撮像手段，上記撮像手段から出力される画像データを記録媒体に記録する記録制御手段，上記撮像手段から出力される画像データによって表される被写体像を，表示画面上に表示するように表示装置を制御する画像表示制御手段，上記表示画面上に撮像アシスト用の枠を表示するように上記表示装置を制御するアシスト枠表示制御手段，ならびに上記アシスト枠内の被写体像にもとづいて，焦点制御および露光制御の少なくとも一方を行う撮像制御手段を備えていることを特徴とする。

第１の発明は，上記ディジタル・カメラに適した動作制御方法も提供している。すなわち，この方法は，焦点制御および露光制御の少なくとも一方が可能なディジタル・カメラであって，表示装置の表示画面上に撮像アシスト用の枠を表示し，上記アシスト枠にしたがって，被写体を撮像し，撮像によって得られた被写体像を上記表示画面上に表示し，撮像によって得られた被写体像を表す画像データを記録媒体に記録し，上記アシスト枠内の被写体像にもとづいて，焦点制御および露光制御の少なくとも一方を行うものである。

第１の発明によると，上記表示装置の表示画面上には，上記アシスト枠が表示される。このアシスト枠内に存在する被写体像にもとづいて焦点制御および露光制御の少なくとも一方が行われる。

アシスト枠内に存在する被写体像については合焦され，かつ適正な明るさをもつものが得られる。アシスト枠内に存在する被写体像は，一般的に重要なものが多い。重要な画像について適正な明るさをもち，ピントの合った画像が得られる。

照射角度の調整が可能であり，補助光を照射するストロボ発光手段，および上記アシスト枠内の被写体像に対応する被写体に補助光を照射するように上記ストロボ発光手段の照射角度を調整する調整手段をさらに設けても良い。

上記アシスト枠内に存在する被写体像に対応する被写体に上記ストロボ発光手段からの光が照射される。上記アシスト枠内の被写体像は，適正な明るさとなる。

上記アシスト枠の大きさおよび位置の少なくとも一方を設定する設定手段をさらに備えてもよい。この場合，上記設定手段により設定された大きさおよび位置に上記アシスト枠を表示する。

所望の大きさで，所望の位置にアシスト枠を表示することができるようになる。

第２の発明による画像データ調整装置は，画像データによって表される１駒分の被写体像を表示画面上に表示するように表示装置を制御する画像表示制御手段，上記表示画面上に適正領域を指定するための指定枠を表示するように上記表示装置を制御する指定枠表示制御手段，ならびに上記指定枠内の被写体像が適正な明るさの画像となるように，上記指定枠外の被写体像にもとづいて１駒分の被写体像を表す上記画像データのレベル調整を行う画像データ調整手段を備えていることを特徴とする。

第２の発明は，上記装置に適した方法に提供している。すなわち，この方法は，画像データによって表される１駒分の被写体像を表示装置の表示画面上に表示し，上記表示画面上に画像調整領域を指定するための指定枠を表示し，上記指定枠内の被写体像が適正な明るさの画像となるように，上記指定枠外の被写体像にもとづいて１駒分の被写体像を表わす上記画像データのレベル調整を行うものである。

第２の発明によると，被写体像が表示画面上に表示される。また，上記指定枠も表示画面上に表示される。上記指定枠内に存在する被写体像が適正な明るさの画像となるように，上記指定枠外の被写体像にもとづいてレベル調整が行われる。所望の部分の画像について，適正な明るさの画像とすることができる。たとえば，上記被写体像のうち，適正の明るさとなっている箇所を見つけ，指定枠内の画像がその箇所の明るさと同じとなるように画像調整することができる。

図１は，この発明の実施例を示すもので，ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。

ディジタル・スチル・カメラの全体の動作は，ＣＰＵ10によって統括される。

また動作プログラムが記憶されているＲＯＭ18がＣＰＵ10に外付けされている。

ＣＰＵ10には１駒分の画像を表す画像データを一時的に記憶するＤＲＡＭ21を備えている。また，ＣＰＵ10には，画像データを圧縮し，かつ圧縮された画像データを伸張する圧縮伸張部２，自動露光調整処理および自動焦点調整処理を行うためのＡＥ，ＡＦ制御部23，画像データのレベルを調整するためのレベル補正制御部24，画像データの色バランス調整を行うための色バランス調整部25および輪郭補正処理を行うための輪郭補正部26を有している。これらの圧縮伸張部22，ＡＥ，ＡＦ制御部23，レベル補正制御部24，色バランス調整部25および輪郭補正部26は，ハードウエアのように表現されているが，ソフトウエアによって実現されるのはいうまでもない。もちろん，ハードウエアで構成することもできる。

シャッタ・レリーズ・ボタン27は，二段ストローク・タイプのもので，第１段階の押し下げおよび第２段階の押し下げが可能である。第１段階および第２段階の押し下げを示す信号は，ＣＰＵ10に入力する。シャッタ・レリーズ・ボタン27の第１段階の押し下げがあったことにより，ＡＥ，ＡＦ制御部23による自動焦点制御および自動露光制御が行われる。シャッタ・レリーズ・ボタン27の第２段階の押し下げがあったことにより，撮像により得られた被写体像を表す画像データがメモリ・カード30に記録される。

ディジタル・スチル・カメラは，ストロボ撮影が可能なようにストロボ発光装置17が含まれている。ストロボ発光装置17は照射角を変えることができる。このストロボ発光装置17は，ＣＰＵ10によって制御されるストロボ制御装置16によって照射角および発光タイミングが制御される。

ディジタル・スチル・カメラは，後述するように表示装置９の表示画面上に撮像の構図をアシストするためのアシスト枠を表示することができる。ユーザ（特に初心者のユーザ）は，表示装置９に表示されたアシスト枠に主被写体像が合うように被写体を撮像することにより撮影テクニックが身に付いていく。アシスト枠には，種々の大きさおよび位置に表示されるものがあり，アシスト枠選択スイッチ28により被写体に応じたアシスト枠が選択される。アシスト枠選択スイッチ28により選択されたアシスト枠を示す信号は，ＣＰＵ10に与えられる。

撮像レンズ１は，モータ11によって光軸方向に移動可能であり，焦点距離を変えることができる。絞り２は，モータ12によって開口の大きさを変えることができ，絞り値が変わる。これらのモータ11および12を制御するためのモータ・ドライバ13がＣＰＵ10によって制御される。

ディジタル・スチル・カメラには，タイミング・ジェネレータ15が含まれており，このタイミング・ジェネレータ15によってクロック信号が生成される。タイミング・ジェネレータ15によって生成されたクロック信号は，ＣＣＤドライバ14に与えられる。このＣＣＤドライバ14によってＣＣＤ３が制御される。

撮像レンズ１によって絞り２を介して被写体像がＣＣＤ３上に結像される。ＣＣＤ３から被写体像を表す映像信号が出力され，アナログ信号処理回路４に入力する。映像信号は，アナログ信号処理回路４において白バランス調整が行われる。白バランス調整された映像信号は，アナログ／ディジタル変換回路５においてＲＧＢのディジタル画像データに変換される。ディジタル画像データは，ディジタル信号処理回路６に入力する。ディジタル信号処理回路６において，ガンマ補正ならびに輝度データおよび色差データ生成の機能を有し，必要に応じてＲＧＢ画像データを出力することができる。

ディジタル信号処理回路16から出力されるＲＧＢ画像データは，ディジタル／アナログ変換回路８に与えられ，アナログ映像信号に変換される。変換されたアナログ映像信号が表示装置９に与えられることにより撮像された被写体像が表示される。

シャッタ・レリーズ・ボタン27の第１段階の押し下げがあると，ＲＧＢ画像データは，ＣＰＵ10内のＤＲＡＭ21に入力し，一時的に記憶される。ＲＧＢ画像データはＤＲＡＭ21から読出されＣＰＵ10において輝度データおよび色差データが生成される。輝度データおよび色差データはＤＲＡＭ21に記憶される。ＤＲＡＭ21に一時的に記憶された輝度データおよび色差データが読み出され，レベル補正制御部24におけるレベル補正，ＡＥ，ＡＦ制御部23におけるＡＥ制御およびＡＦ制御が行われる。レベル補正制御部24におけるレベル補正処理およびＡＥ，ＡＦ制御部23におけるＡＥ，ＡＦ処理について詳しくは，後述する。

シャッタ・レリーズ・ボタン27の第２段階の押し下げがあると，ディジタル信号処理回路16において生成された輝度データおよび色差データがＣＰＵ10のＤＲＡＭ21に与えられ一時的に記憶される。ＤＲＡＭ21に一時的に記憶されている輝度データおよび色差データが読み出され，圧縮伸張部22に与えられ圧縮処理が行われる。圧縮された輝度データおよび色差データがメモリ・カード30に与えられ，記録される。

図２は，アシスト枠の一例を示している。図３は，図２に示すアシスト枠を用いて被写体の構図を決定している様子を示している。これらの図において表示画面を表示装置９と同じ符号を用いている。

このアシスト枠31は，縦撮り（カメラを縦にして被写体を撮像する）においてニーショットに良好な構図となるように枠の大きさおよび位置が決められている。水平方向および垂直方向がそれぞれ撮影領域の１／４の大きさとなるものである。

被写体の顔がアシスト枠31の位置に位置決めされるように構図を決定することにより，ニーショットに良好な構図で被写体を撮像することができる。

図４は，アシスト枠の他の例を示している。図５は，図４に示すアシスト枠を用いて被写体の構図を決定している様子を示している。

このアシスト枠は，集団撮影用のアシスト枠の一例である。図４に示すアシスト枠32は，中央に背丈の高い人物が位置するように撮影するものである。図５に示すようにこのアシスト枠32を用いて被写体を撮像することにより背丈のバランスのとれた撮像画像が得られる。

図６は，アシスト枠のさらに他の例を示している。図７は，図６に示すアシスト枠を用いて被写体の構図を決定している様子を示している。

このアシスト枠も図４に示すアシスト枠と同様に集団撮影用のアシスト枠の一例である。図６に示すアシスト枠33は，背丈の高い人物と背丈の低い人物とを交互に位置決めするものである。図７に示すようにアクセントのついてリズム感のある撮影画像が得られる。

図８から図11は，この実施例によるディジタル・スチル・カメラの処理手順を示すフローチャートである。

図８は，積算エリアの設定処理手順を示している。

この実施例によるディジタル・スチル・カメラにおいては，ユーザによって選択されたアシスト枠にもとづいたエリア内の画像を表す画像データを用いて自動焦点調整および自動露光調整が行われる。これらの自動焦点調整および自動露光調整に用いられるエリアを設定する処理が積算エリア設定処理である。

ユーザによってディジタル・スチル・カメラの電源がオンされ，アシスト枠選択スイッチ28によりアシスト枠が選択される（ステップ40）。選択されたアシスト枠は，上述したように表示装置９の表示画面上に表示される。

選択されたアシスト枠がどのアシスト枠かが判定される（ステップ41）。

選択されたアシスト枠が，図２に示すニーショットに適した枠31であるとすると，その選択された枠31によって規定されるエリアが自動露光調整用のエリアとして設定される（ステップ42）。

アシスト枠として選択されたニーショットに適した枠31は，撮影領域全体から比べると比較的小さな領域である。このために，このアシスト枠31によって規定されるエリア内の画像を表す画像データにもとづいて自動焦点距離調整を行ったときに比較的正確に合焦することができる。アシスト枠31によって規定されるエリアが自動焦点調整用のエリアとして設定される（ステップ43）。

選択されたアシスト枠が，図４に示す集団撮影に適した枠32であるとすると，その選択された枠32によって規定されるエリアが自動露光調整用のエリアとして設定される（ステップ44）。

アシスト枠として選択された枠32は，撮影領域全体から比べると比較的大きな領域である。このために，このアシスト枠32によって規定されるエリア内の画像を表す画像データにもとづいて自動焦点距離調整を行ったときには誤った焦点調整となることがある。このために，アシスト枠32のエリアよりも小さなエリア32Ａが自動焦点調整用のエリアとして設定される（ステップ45）。自動焦点用の小エリア32Ａは，アシスト枠32に応じてあらかじめ設定されているのはいうまでもない。

選択されたアシスト枠が，図６に示す集団撮影に適した枠33であるとすると，その選択された枠33によって規定されるエリアが自動露光調整用のエリアとして設定される（ステップ46）。

アシスト枠33として選択された枠33は，アシスト枠32と同様に撮影領域全体から比べると比較的大きな枠である。このために，このアシスト枠32によって規定されるエリア内の画像を表す画像データにもとづいて自動焦点調整を行ったときに誤った焦点調整となることがある。このために，アシスト枠32が選択された場合と同様に，アシスト枠33よりも小さなエリア33Ａが自動焦点用のエリアとして設定される（ステップ47）。

自動露光調整は，ユーザが選択したアシスト枠によって規定されるエリア内の画像にもとづいて行われる。アシスト枠には，ユーザが主被写体として選択した部分または主被写体のうち重要な部分が位置決めされている。重要な部分についての露光調整が比較的正確に行われることとなる。

また，自動焦点調整についてもユーザが重要と判断した部分にもとづいて行われるので，その重要な部分が合焦されることとなる。比較的大きなアシスト枠が選択された場合には，そのアシスト枠によって規定されるエリアよりも小さなエリア内の画像が合焦するように焦点調整が行われる。合焦制御が比較的正確となる。

図９は，自動露光調整の処理手順を示している。この処理は，シャッタ・レリーズ・ボタン27の第１段階の押し下げがあったことにより開始する。

まず，絞り２が初期の絞り値となるようにモータ12によって駆動させられる（ステップ51）。ＣＣＤ３によって被写体が撮像され，上述のようにして被写体像を表す輝度データおよび色差データがＣＰＵ10内のＤＲＡＭ21に一時的に記憶させられる。

ＤＲＡＭ21に記憶された輝度データのうち上述のようにして設定されたＡＥ積算エリアに相当する輝度データが読み出される（アドレッシングの制御により容易にできよう）。読み出されたＡＥ積算エリア内の輝度データがＡＥ，ＡＦ制御部23に与えられ，測光値が算出される（ステップ52）。

算出された測光値が許容範囲内かどうかか確認される（ステップ53）。許容範囲外であれば（ステップ53でＮＯ），絞り値が変更され再び被写体が撮像される（ステップ54）。撮像された被写体像のアシスト枠内の画像を表す輝度データから同様にして測光値が算出される。

算出された測光値が許容範囲内であれば（ステップ53でＹＥＳ），算出された測光値から露出演算処理が行われ（ステップ55），絞り値およびシャッタ速度が算出される。

自動露光調整処理が終了すると，自動焦点調整処理に移行する。

図10は，自動焦点調整処理の処理手順を示すフローチャートである。

ＤＲＡＭ21に一時的に記憶された輝度データの中から，上述のようにして設定されたＡＦ積算エリア内の画像を表す輝度データが読み出される（ステップ61）。サーチが終了するまで，撮像レンズ１が駆動させられる。撮像レンズ１が動いた位置において被写体を撮像して得られた輝度データのうち，ＡＦ積算エリア内の画像のぼけを表すコントラスト・データが読み出される（ステップ63，64）。

撮像レンズ１を駆動し，すべての位置において被写体が撮像され，被写体像のぼけを表わすコントラスト・データがディジタル信号処理回路６の内蔵メモリに一時的に記憶される。記憶されたコントラスト・データの中から，ピーク値が検出される（ステップ65）。ピーク値が検出されると，そのピーク値が得られた撮像レンズ１の位置が合焦位置と判断される。その合焦位置に撮像レンズ１が位置決めされるようにモータ11が駆動させられる（ステップ66）。ピーク位置が検出されないと（ステップ65でＮＯ），あらかじめ定められている指定位置に撮像レンズ１が位置決めされるようにモータ11が駆動させられる（ステップ66）。

シャッタ・レリーズ・ボタン27の第２段階の押し下げがあると，記録制御処理に移行する。

図11は，記録制御処理の処理手順を示すフローチャートである。

ＡＥ制御において算出された絞り値およびシャッタ速度となるように，絞り２およびＣＣＤドライバ14が制御される（ステップ71，撮影設定）。ＣＣＤ３の受光面に被写体像が露光され（ステップ72），被写体像を表す映像信号がＣＣＤ３から出力される。上述のように，ディジタル信号処理回路６から輝度データおよび色差データが出力され，ＣＰＵ10のＤＲＡＭ21に一時的に記憶される。

画像データは，圧縮伸張部22に与えられ，データ圧縮処理が行われる（ステップ73）。圧縮された画像データは，再びＤＲＡＭ21に与えられ，一時的に記憶される。

圧縮画像データがＤＲＡＭ21から読み出され，メモリ・カード30に与えられ，記録される。

メモリ・カード30に記録された画像データによって表される被写体像のうちユーザによって設定されたアシスト枠内の画像部分については，適正な明るさであり，かつピントが合っているものとなっている。

上述の実施例において，選択されたアシスト枠内に対応する被写体を照射するようにストロボ制御回路16およびストロボ17をＣＰＵ10によって制御するようにしてもよい。ユーザが選択した画像部分に対応する被写体の部分に適正な明るさの光が照射されることとなる。

図12は，被写体像の一例を示している。

上述のようにしてアシスト枠61を表示装置９の表示画面上に表示して被写体像を撮像した場合，アシスト枠61内の画像については適正な明るさとなっている。しかしながら，領域62の画像部分については，暗い場合がある。

この実施例におけるディジタル・スチル・カメラは，画像を再生し，所望の部分の画像の明るさを適正な明るさにできるものである。

図13は，再生画像の一例を示している。

メモリ・カード30に記録されている画像データが読み出され，その画像データによって表される画像が表示装置９の表示画面上に表示される。

ユーザによって，再生画像のうち，輝度が適正な明るさとする領域63が設定される。この設定を行うためにカメラに設定スイッチが設けられることとなろう。

領域61内の画像部分は，適正な明るさとなっている（必要であれば領域61内の画像が適正な明るさであることを示すデータが画像データの記録時に画像データに関連づけられてメモリ・カード30に記録されよう）。この領域61内の画像部分の輝度値がＣＰＵ10によって検出される。設定領域63の画像部分の輝度値が領域61内の検出された輝度値となるように，再生画像を表す１駒の画像データ全部についてレベル補正処理が行われる。このレベル補正処理は，ＣＰＵ10内のレベル補正制御部24において行われるのはいうまでもない。

設定領域63内の画像が適正な明るさとなっている画像が得られる。レベル調整された画像は，必要に応じて再びメモリ・カード30に与えられ，記録される。

上述した実施例においては，所望の領域63を設定し，その領域63内の画像が適正な明るさをもつようにレベル補正処理が行われているが，明るさ処理だけでなく，色バランス補正処理，輪郭補正処理なども同様に制御してもよい。

たとえば，色バランス補正処理であれば，設定された領域が適正な色バランスとなるように，ＣＰＵ10内の色バランス調整部25において色バランス調整が行われる。また，輪郭補正処理であれば，設定された領域が適正な輪郭をもつようにＣＰＵ10内の輪郭補正回路26により輪郭補正処理が行われる。

ディジタル・スチル・カメラの電気的構成を示すブロック図である。 アシスト枠の一例である。 被写体像の一例である。 アシスト枠の一例である。 被写体像の一例である。 アシスト枠の一例である。 被写体像の一例である。 積算エリア設定の処理手順を示すフローチャートである。 ＡＥ制御の処理手順を示すフローチャートである。 ＡＦ制御の処理手順を示すフローチャートである。 記録制御の処理手順を示すフローチャートである。 被写体像の一例である。 被写体像の一例である。

符号の説明

１ 撮像レンズ
３ ＣＣＤ
９ 表示装置
10 ＣＰＵ
11，12 モータ
13 モータ・ドライバ
16 ストロボ制御回路
17 ストロボ
21 ＤＲＡＭ
23 ＡＥ，ＡＦ制御部
24 レベル補正制御部
25 色バランス調整部
27 シャッタ・レリーズ・ボタン
28 アシスト枠選択スイッチ

Claims (3)

1. 画像データによって表される１駒分の被写体像を表示画面上に表示するように表示装置を制御する画像表示制御手段，
   上記表示画面上に適正領域を指定するための指定枠を表示するように上記表示装置を制御する指定枠表示制御手段，ならびに
   上記指定枠内の被写体像が適正な明るさの画像となるように，上記指定枠外の被写体像にもとづいて１駒分の被写体像を表す上記画像データのレベル調整を行う画像データ調整手段，
   を備えた画像データ調整装置。
2. 上記指定枠の大きさおよび位置の少なくとも一方を設定する設定手段をさらに備え，
   上記指定枠表示制御手段は，上記設定手段により設定された大きさおよび位置に上記指定枠を表示するように上記表示装置を制御するものである，
   請求項１に記載の画像データ調整装置。
3. 画像データによって表される１駒分の被写体像を表示装置の表示画面上に表示し，
   上記表示画面上に画像調整領域を指定するための指定枠を表示し，
   上記指定枠内の被写体像が適正な明るさの画像となるように，上記指定枠外の被写体像にもとづいて１駒分の被写体像を表わす上記画像データのレベル調整を行う，
   画像データ調整装置の制御方法。
   
   

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