JP5084192B2 - Imaging apparatus and imaging method - Google Patents
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Description
本発明は、擬似的に被写界深度の浅い撮影が可能な撮像装置および撮像方法に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus and an image pickup method capable of pseudo-shallow shooting with a shallow depth of field.
近年、従来の銀塩カメラの代替としてデジタルスチルカメラの普及は著しい。しかし、デジタルスチルカメラと銀塩カメラとで同じ絞り(F値)で撮影した画像を比較すると、銀塩カメラの方が被写界深度(ピントが合っているように見える幅)の浅い画像が得られ、ポートレート撮影などの主被写体に対して背景をわざとぼかすような撮影方法には、デジタルスチルカメラは向かないという問題がある。 In recent years, digital still cameras have been widely used as an alternative to conventional silver halide cameras. However, when comparing images taken with the same aperture (F value) between a digital still camera and a silver halide camera, the silver halide camera has a shallower depth of field (the width that appears to be in focus). There is a problem that a digital still camera is not suitable for a photographing method that intentionally blurs the background of a main subject such as portrait photography.
これは、デジタルスチルカメラで使用される撮像素子のイメージサークル、つまりはレンズを通った光がフィルム位置で結像する範囲が、銀塩カメラのイメージサークルに対して小さいために起きる。撮像光学系の縦倍率は横倍率の二乗に比例するため、同じ画角における被写界深度は他の条件が同じ場合は、イメージサークルが小さければ小さいほど深くなるという原理的な問題である。 This occurs because the image circle of the image sensor used in the digital still camera, that is, the range in which the light passing through the lens forms an image at the film position is smaller than the image circle of the silver salt camera. Since the vertical magnification of the imaging optical system is proportional to the square of the horizontal magnification, the depth of field at the same angle of view is a fundamental problem that the smaller the image circle, the deeper the other conditions are the same.
それでは、デジタルスチルカメラに使用する撮像素子を大きくすれば良いのだが、撮像素子を大きくすると素子の価格の上昇を招いてしまい、また素子の製造における歩留りも悪くなってしまい、結果として更に価格を上昇させてしまうことになる。したがって、大型の撮像素子は高級な一眼レフタイプのデジタルスチルカメラにしか使われていない。 Then, it is sufficient to increase the size of the image sensor used in the digital still camera. However, if the image sensor is enlarged, the price of the element increases, and the yield in manufacturing the element also deteriorates. As a result, the price is further increased. It will be raised. Therefore, a large image sensor is used only for high-quality single-lens reflex digital still cameras.
このような問題に対する従来の技術として、特許文献1,2に開示された発明が知られている。
As conventional techniques for solving such a problem, the inventions disclosed in
特許文献1では、被写界深度に応じてフォーカスレンズの駆動態位を設定することによりフォーカスレンズの駆動時に発生するタイムラグつまりは、時間の遅れを低減できる撮像装置に関するものである。
また、特許文献2では、一つ又は複数の撮像画像について、それぞれ異なるフィルタ処理を行い、優先関係の判断に基づいて最終的な記録対象たる記録画像を生成することにより、撮像可能の見掛け上の被写界深度を画像処理によって調節し、フィルムカメラ類似のポートレート効果などを簡単に得ることが出来るようにしている。
しかしながら、上述した特許文献2のように、デジタルスチルカメラにおいて、ポートレート効果と同等のように見かけ上の被写界深度の浅い画像を得られるが、達成手段が画像処理に依存していて、各部分領域に応じたフィルタを使用するという特殊な領域分離手段が必要となるため、処理に時間がかかってしまうことと、画像処理装置のコストアップが懸念されると言った課題がある。
However, as in
そこで本発明では、照射光が到達しない撮像領域に対して補正手段を動作させて撮像画像にブレを発生させるように制御することで、擬似的に被写界深度を浅くして被写体を撮影する撮像装置および撮像方法を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, a subject is photographed by artificially reducing the depth of field by operating the correction unit on the imaging region where the irradiation light does not reach and controlling the generated image to be blurred. An object is to provide an imaging device and an imaging method.
上記の目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、被写体を照射する照射手段と、絞りを用いて入射光量を調節する光量調節手段と、前記被写体の撮像時における撮像画像のブレを補正する補正手段と、シャッタの開閉を行うためのレリーズと、装置全体を制御するシステムコントローラと、を有する撮像装置であって、前記システムコントローラは、前記レリーズへの入力を検出すると、前記被写体までの距離と該被写体の背景の明るさを判断した結果に基づいて、前記絞りを、被写体までの距離が所定の距離よりも近くて背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では開放状態に制御して、前記照射手段に前記被写体を照射させて露光を行い、続けて前記絞りを、被写体までの距離が前記所定の距離よりも遠くてかつ背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では絞り値を継続するように制御して、前記補正手段を動作させてブレが発生するように制御して露光を行うことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the invention described in
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記光量調節手段は、前記絞りの代わりにNDフィルタを用いて入射光量を調節することを特徴とする。
The invention according to
請求項3に記載の発明は、被写体を照射する照射工程と、絞りを用いて入射光量を調整する光量調節工程と、前記被写体の撮像時における撮像画像のブレを補正する補正工程と、レリーズへの入力を受け付けてシャッタの開閉を行うシャッタ工程と、を有する撮像方法であって、前記シャッタ工程で前記レリーズへの入力を検出すると、前記被写体までの距離と該被写体の背景の明るさを判断した結果に基づいて、前記絞りを、被写体までの距離が所定の距離よりも近くて背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では開放状態に制御して、前記照射工程で前記被写体を照射させて露光を行い、続けて前記絞りを、被写体までの距離が前記所定の距離よりも遠くてかつ背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では絞り値を継続するように制御して、前記補正工程でブレが発生するように制御して露光を行うことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an irradiation step of irradiating a subject, a light amount adjustment step of adjusting an incident light amount using a diaphragm, a correction step of correcting blurring of a captured image during imaging of the subject, and a release. A shutter process that opens and closes a shutter by receiving an input of the image, and when the input to the release is detected in the shutter process, the distance to the subject and the brightness of the background of the subject are determined Based on the result, the aperture is controlled to be in a narrowed state when the distance to the subject is closer than a predetermined distance and the background is bright, and in an open state under other conditions, and the subject is controlled in the irradiation step. Exposure is performed after irradiation, and the aperture is continuously reduced when the distance to the subject is farther than the predetermined distance and the background is bright, and the aperture value is continued under other conditions. And controlled so, and performing control to exposure to the blur correction process is generated.
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の撮像方法において、前記光量調節工程は、前記絞りの代わりにNDフィルタを用いて入射光量を調節することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the imaging method according to the third aspect , the light amount adjusting step adjusts the amount of incident light using an ND filter instead of the diaphragm.
このように、本発明の撮像装置および撮像方法によれば、意図的にブレを発生させるように制御することで、被写体を擬似的に被写界深度を浅くして撮影することが可能となる。 As described above, according to the imaging apparatus and the imaging method of the present invention, it is possible to photograph a subject with a pseudo depth of field by controlling the intention to generate blurring intentionally. .
本実施形態では、安価なデジタルスチルカメラでも高級一眼レフタイプのデジタルスチルカメラ並の被写界深度の浅い画像を得られる撮影装置を提供することを目的とする。 An object of the present embodiment is to provide an imaging apparatus that can obtain an image with a shallow depth of field, comparable to a high-quality single-lens reflex digital still camera, even with an inexpensive digital still camera.
以下からは、本実施形態の撮像装置について、詳細に説明する。 Hereinafter, the imaging apparatus of the present embodiment will be described in detail.
図1は本実施形態の撮像装置の概観図を示す。22は、モードダイアルであり、具体的には、撮像モードや再生モードの切り替えを行なう。23は、レリーズシャッタであり、カメラシャッタを作動するための装置である。25は、頻繁に使うセルフタイマである。29は、リモコン受光部であり、リモコンを受信するためのスイッチである。18は、フラッシュ装置であり、被写体に照射する。19は、絞りであり、レンズを通る光の量を調節する。
FIG. 1 shows an overview of the imaging apparatus of the present embodiment.
図2は、本実施形態の撮像装置の構成の一例を示す図である。21は、電源スイッチである。24はズームスイッチであり、画像の拡大縮小を行なう。26は、ディスプレイスイッチであり、画像を表示する。27は、OKスイッチである。28は、メニュースイッチである。30から33は、上下左右スイッチである。30は、上スイッチまたはストロボスイッチである。31は、右スイッチである。32は、下スイッチまたはマクロスイッチである。33は、左スイッチまたは電源確認スイッチである。20は、鏡胴ユニットであり、絞り、レンズを覆っている。34は、LCDモニタであり、液晶を用いて画像表示する。
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of the configuration of the imaging apparatus according to the present embodiment. 21 is a power switch.
図3は、本実施形態の撮像装置の内部構造を模式的に示す図である。システムコントローラ1は、撮像装置の全体を制御する。操作表示部2は、撮像装置を操作し、各種画像を表示する。メモリカードインタフェース5は、メモリカード4を差し込むためのインタフェースである。LCD(Liquid Crystal Display)画像表示部6は、液晶を用いて画像表示した装置であり、具体的には2枚のガラス板の間に特殊な液体を封入し、電圧をかけることによって液晶分子の向きを変え光の透過率を増幅させることで像を表示する。デジタルプロセス回路7は、画像を表示するうえで、数表示を駆使する回路である。CCD(Charge Coupled Divice)撮像素子9は、画像を電気信号に変換する際に、受光素子が光から発生した電荷を読み出すための電荷結合素子であり、他の画像素子に比べると相対的に感度が高く、ノイズが小さい。露出制御機構11は、CCD撮像素子9の受光量を制御する。CCDドライバ12は、CCD撮像素子9を動作させる。露出制御ドライバ13は、露出制御を動作させる。ストロボ14は、高速撮影、暗所での撮影時に使われるシャッタと連結させた照射手段である。レンズドライバ15は、レンズの駆動を制御するためのチップである。レンズ駆動機構16は、レンズの駆動を実行する。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating the internal structure of the imaging apparatus according to the present embodiment. The
図4は本実施形態の撮像装置の動作を示すフローチャートを示したものである。まず第1レリーズが押下されると(ステップS101)、撮影のための準備として、分割測距エリア別にて輝度情報を取得し(ステップS102)、分割測光エリア別にて輝度情報を取得する(ステップS103)。その際、それぞれ画面内のエリア別に評価値を取得するようにしておき、第2レリーズ押下の待機状態に移行する(ステップS104)。第2レリーズが押下されると、ステップS105に進み、先の測距の際、主被写体までの距離と背景の明るさにより場合分けされ処理される。 FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the imaging apparatus of this embodiment. First, when the first release is pressed (step S101), as preparation for photographing, luminance information is acquired for each divided distance measuring area (step S102), and luminance information is acquired for each divided metering area (step S103). ). At that time, an evaluation value is acquired for each area in the screen, and a transition is made to a standby state where the second release is pressed (step S104). When the second release is pressed, the process proceeds to step S105, and processing is performed according to the distance to the main subject and the brightness of the background during the previous distance measurement.
主被写体までの距離は、絞り(F値)つまりはフラッシュ光量を制御するために必要な情報で、その距離によって次ステップのF値を幾つにすれば良いかが変わってくる。フラッシュの光量を表すガイドナンバー(GNo)とフラッシュの到達距離との関係は、GNo=距離×F値で計算されるので、例えばGNoが一定の場合、F値が小さいほど、遠くの被写体にまでフラッシュが届くことになる。 The distance to the main subject is information necessary for controlling the aperture (F value), that is, the amount of flash light, and the F value of the next step depends on the distance. Since the relationship between the guide number (GNo) representing the amount of light of the flash and the flash reach distance is calculated by GNo = distance × F value, for example, when GNo is constant, the smaller the F value, the farther the subject. The flash will arrive.
一方、背景の明るさの情報は、本実施形態の場合、フラッシュ発光後に背景の露光を行うようするので、フラッシュの発光が完了するまでの間は、極力背景の露光は少ないようにする必要がある。 On the other hand, in the case of the present embodiment, since the background exposure is performed after the flash emission, the background exposure needs to be reduced as much as possible until the flash emission is completed. is there.
上記の撮像装置の動作を示すフローチャートは、いくつかのパターンに分けられる。それぞれのパターンについての処理を以下詳細に説明する。 The flowchart showing the operation of the imaging apparatus is divided into several patterns. The processing for each pattern will be described in detail below.
まず、撮像装置から主被写体までの距離が、所定値より遠い場合と所定値よりも近い場合とで撮像方法が分けられる(ステップS105)。主被写体までの距離が所定値よりも近い場合、背景よりも明るい場合と、そうでない場合とで分けられる(ステップS106)。主被写体までの距離が所定値よりも遠い場合も、背景は明るい場合とそうでない場合に分けられる(ステップS107)。 First, the imaging method is divided according to whether the distance from the imaging device to the main subject is farther than a predetermined value or closer than the predetermined value (step S105). When the distance to the main subject is closer than a predetermined value, it is divided according to whether it is brighter than the background or not (step S106). Even when the distance to the main subject is longer than a predetermined value, the background is divided into a case where the background is bright and a case where the background is not bright (step S107).
最初に、主被写体までの距離が近く(ステップS105/所定値よりも近い)、背景が明るい場合には(ステップS106/YES)、手ぶれ機構を動作させ擬似的な被写界深度効果を多く出させるために、背景のための露光時間をなるべく長くする必要があるので、絞りを絞り込む(ステップS108)。その後フラッシュ発光する(ステップS109)。なお被写体までの距離は近いので、前記F値を絞った状態でもフラッシュは到達することができる。 First, when the distance to the main subject is short (step S105 / closer than a predetermined value) and the background is bright (step S106 / YES), the camera shake mechanism is operated to produce a lot of pseudo depth of field effects. In order to achieve this, since it is necessary to lengthen the exposure time for the background as much as possible, the aperture is narrowed down (step S108). Thereafter, flash light is emitted (step S109). Since the distance to the subject is short, the flash can reach even when the F value is reduced.
次に、主被写体までの距離が近く(ステップS105/所定値よりも近い)、背景が暗い場合には(ステップS106/NO)、背景が暗いので、絞らなくても背景のための露光時間を稼ぐことができる、つまりは絞りを開放する(ステップS110)。その後、フラッシュ発光する(ステップS111)。フラッシュは先の説明の通り、前記F値が低い場合の方が、少ないGNoで所定の距離まで到達することができるので、この場合、絞りを開放にした方が、フラッシュ発光のためのエネルギー消耗を少なくすることができる。 Next, when the distance to the main subject is short (step S105 / closer than a predetermined value) and the background is dark (step S106 / NO), the background is dark, so the exposure time for the background can be set without being reduced. It can be earned, that is, the aperture is released (step S110). Thereafter, flash light is emitted (step S111). As described above, the flash can reach a predetermined distance with a small GNo when the F value is low. In this case, when the aperture is opened, energy consumption for flash emission is reduced. Can be reduced.
また、主被写体までの距離が遠く(ステップS105/所定値よりも遠い)、背景が明るい場合には(ステップS107/YES)、フラッシュの到達距離を稼ぐために絞りを開放にする(ステップS112)。その後、フラッシュ発光する(ステップS113)。フラッシュ発光後は背景のための露光時間を稼ぐために絞りを絞り込むようにする(ステップS114)。 When the distance to the main subject is long (step S105 / farther than a predetermined value) and the background is bright (step S107 / YES), the aperture is opened to increase the flash reach distance (step S112). . Thereafter, flash light is emitted (step S113). After flash emission, the aperture is narrowed down to increase the exposure time for the background (step S114).
さらに、主被写体までの距離が遠く(ステップS105/所定値よりも遠い)、背景が暗い場合には(ステップS107/NO)、フラッシュの到達距離を稼ぐために絞りを開放にする(ステップS115)。その後フラッシュ発光する(ステップS116)。フラッシュ発光後も背景が暗いので開放のままにすることで絞りを駆動するためのエネルギーを使用しなくてよくなる。 Further, when the distance to the main subject is long (step S105 / farther than a predetermined value) and the background is dark (step S107 / NO), the aperture is opened to increase the flash reach distance (step S115). . Thereafter, flash light is emitted (step S116). Since the background is dark even after flash emission, it is not necessary to use energy for driving the aperture by leaving it open.
そして、上記の作動後、手ブレ補正機構作動開始し(ステップS117)、手ブレ補正機構作動停止して(ステップS118)、メカシャッタを閉じ(ステップS119)本露光を終了する。 After the above operation, the camera shake correction mechanism is started (step S117), the camera shake correction mechanism is stopped (step S118), the mechanical shutter is closed (step S119), and the main exposure is finished.
このように、本実施形態の撮像装置および撮像方法によれば、一般的なデジタルスチルカメラが具備している機能だけを使用し、高級一眼レフカメラで撮影したかのようなポートレート撮影などの被写界深度の浅い撮影が可能になる。 As described above, according to the imaging apparatus and the imaging method of the present embodiment, only the functions of a general digital still camera are used. Shooting with a shallow depth of field is possible.
図5,6は本実施携帯の撮像装置において、実際の被写体の露光中の様子を示した図である。 FIGS. 5 and 6 are views showing a state in which an actual subject is being exposed in the portable imaging apparatus of the present embodiment.
まず、図5はフラッシュ発光直後の状態を示している。主被写体にはフラッシュ光が到達しているので適正位置よりもやや下気味な状態になっている。少し下気味に撮像する理由は、その後の背景のための露光中に主被写体も露光することになるので、それを見越しての処置である。 First, FIG. 5 shows a state immediately after flash emission. Since the flash light has reached the main subject, it is slightly lower than the appropriate position. The reason why the image is picked up slightly is that the main subject is also exposed during the subsequent exposure for the background, and this is a treatment in anticipation of that.
また、図6は背景のための露光が完了し、撮影完了となった状態を示している。図6に対して全体的に明るくなるとともに、手ブレ補正機構を動作させることで、背景は、ブレた画像になっている。なお、主被写体は背景のための露光時間中に露光される量に対してフラッシュ発光による露光量の方が遥かに大きいために、手ブレ補正機構によるブレの影響は少なくなっている。 FIG. 6 shows a state in which exposure for the background is completed and shooting is completed. The overall image becomes brighter than in FIG. 6 and the background is a blurred image by operating the camera shake correction mechanism. It should be noted that since the exposure amount of the flash emission is much larger than the exposure amount of the main subject during the exposure time for the background, the influence of the blur due to the camera shake correction mechanism is reduced.
また、本実施形態の撮像装置においては、撮影距離範囲を広げることが出来るとともにシーンによっては省電力化を図ることが可能になる。 In the imaging apparatus according to the present embodiment, it is possible to widen the shooting distance range and to save power depending on the scene.
さらに、本実施形態において、絞りではなくNDフィルタを使用することにより、F値を開放のままにすることができ、被写界深度の浅い撮影の効果を上げることが可能になる。 Furthermore, in the present embodiment, by using an ND filter instead of an aperture, the F value can be kept open, and the effect of photographing with a shallow depth of field can be improved.
本実施形態の撮像装置および撮像方法を利用すれば、光学的手ぶれ補正機能付きのビデオカメラにも応用が可能である。 If the image pickup apparatus and the image pickup method of the present embodiment are used, the present invention can be applied to a video camera with an optical camera shake correction function.
1 システムコントローラ
2 操作表示部
3 操作スイッチ
4 メモリカード
5 メモリカードインタフェース
6 LCD画像表示
7 デジタルプロセス回路
8 プロセス回路
9 CCD撮像素子
10 フィルタ
11 露出制御機構
12 CCDドライバ
13 露出制御ドライバ
14 ストロボ
15 レンズドライバ
16 レンズ駆動機構
17 レンズ
18 フラッシュ装置
19 絞り
20 鏡胴ユニット
21 電源スイッチ
22 モードダイアル
23 レリーズシャッタ
24 ズームスイッチ
25 セルフタイマ
26 ディスプレイ
27 OKスイッチ
28 メニュースイッチ
29 リモコン受光部
30 ストロボスイッチ
31 右スイッチ
32 マクロスイッチ
33 画像確認スイッチ
34 LCDモニタ
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記システムコントローラは、前記レリーズへの入力を検出すると、前記被写体までの距離と該被写体の背景の明るさを判断した結果に基づいて、前記絞りを、被写体までの距離が所定の距離よりも近くて背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では開放状態に制御して、前記照射手段に前記被写体を照射させて露光を行い、続けて前記絞りを、被写体までの距離が前記所定の距離よりも遠くてかつ背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では絞り値を継続するように制御して、前記補正手段を動作させてブレが発生するように制御して露光を行うことを特徴とする撮像装置。 Irradiation means for irradiating a subject, light amount adjustment means for adjusting the amount of incident light using a diaphragm, correction means for correcting blurring of a captured image during imaging of the subject, a release for opening and closing a shutter, and an apparatus An image pickup apparatus having a system controller for controlling the whole,
When the system controller detects an input to the release, based on a result of determining the distance to the subject and the brightness of the background of the subject, the system controller moves the aperture closer to the subject than the predetermined distance. When the background is bright, the aperture is controlled to be in the closed state, and under other conditions, the aperture is controlled to irradiate the subject with the subject, and then the exposure is performed. Exposure is performed by controlling the aperture value to be in a state where the aperture is farther than the distance and the background is bright, and to continue the aperture value in other conditions, and to operate the correction unit so that blurring occurs. An imaging apparatus characterized by that.
前記シャッタ工程で前記レリーズへの入力を検出すると、前記被写体までの距離と該被写体の背景の明るさを判断した結果に基づいて、前記絞りを、被写体までの距離が所定の距離よりも近くて背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では開放状態に制御して、前記照射工程で前記被写体を照射させて露光を行い、続けて前記絞りを、被写体までの距離が前記所定の距離よりも遠くてかつ背景が明るい条件では絞った状態に、他の条件では絞り値を継続するように制御して、前記補正工程でブレが発生するように制御して露光を行うことを特徴とする撮像方法。 An irradiation process for irradiating a subject, a light quantity adjustment process for adjusting the amount of incident light using a diaphragm, a correction process for correcting blurring of a captured image at the time of imaging the subject, and opening and closing the shutter upon receiving an input to the release An imaging method comprising: a shutter step to be performed,
When an input to the release is detected in the shutter process, based on the result of determining the distance to the subject and the brightness of the background of the subject, the distance from the subject to the subject is closer than a predetermined distance. state background focused in bright conditions, and controls the open state in the other conditions, the exposure is performed by irradiating the subject with irradiation step, the diaphragm continues, the distance the distance to the subject is the predetermined The exposure is performed by controlling the aperture value to be in a narrowed state when the background is farther and the background is bright, and to continue the aperture value under other conditions, and to control the occurrence of blurring in the correction process. Imaging method.
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