JP4053321B2

JP4053321B2 - 電子カメラ

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Publication number: JP4053321B2
Application number: JP2002077652A
Authority: JP
Inventors: 尚樹藤井; 恵二国重
Original assignee: Olympus Corp
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: JP2003283922A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ストロボ撮影画像において変化する配光特性に応じて画素の感度を補正することにより被写体距離や焦点距離が変化しても常に良好な画質が得られる電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、レンズと撮像素子を用いて被写体を撮像し、その撮像した被写体の画像情報を記録して保存する各種の機器や装置が知られている。上記一方のレンズは、被写体を撮像素子上に結像する役割を担うが、このレンズの性能を左右する要素はさまざまで、例えばレンズの解像度や中心と周辺の色収差の問題などがある。他方の撮像素子は、レンズを通して入ってきた光を受けて、この光の強度を電気信号に変換する役割を担うが、ほとんどの機器や装置では、撮像素子としてＣＣＤを採用している。
【０００３】
図１１は、そのようなＣＣＤ(Charge Coupled Device）の構成を模式的に示す図である。同図に示すようにＣＣＤ１は、多数の画素（ピクセル）２が縦横に連続して配置されて構成される。この画素２が撮像素子の最小単位である。それぞれの画素２の上には赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）など色の付いたフィルタ（以下、カラー・フィルタという）が装着されている。このようにカラー・フィルタを装着することによって、ある画素２が、ＣＣＤ１上に結像した光の画像のどのような色にどの程度反応をしているかの情報を得ることができる。
【０００４】
ただし、１つの画素２には一つのカラー・フィルタしか装着できない。そこで、最終的なカラー画像のデータは周りにある他の画素２の情報をもとに計算により導き出す。例えば、同図の左から３列目、上から３行目のＲのカラー・フィルタが装着された画素２−ｒについて考えてみる。もし、このＲの画素２−ｒがほとんど反応せずに周辺のＧの画素が大きく反応したとすると、Ｒの画素２−ｒのところは緑色に近い映像があると判断する。これをすべての画素について計算することによって被写体のカラー画像を復元することができる。上記のようなカラー・フィルタの配列をベイヤー（Ｂａｙｅｒ）配列といい、このようなベイヤー配列からなる撮像データの画素１個毎のデータをベイヤーデータと言っている。
【０００５】
ところで、このようなレンズと撮像素子を用いて被写体を撮像し、その撮像した被写体の画像情報を記録して保存する機器の例として、例えば特開平６−３０３４２６号公報に見られる撮像装置が提案されている。この撮像装置の例では、レンズと撮像素子を用いて撮像した被写体の画像情報に、光源の照明ムラなどの配光特性に応じた補正を施して、そのような光源の照明ムラなどの配光特性によって生じる画像の劣化を低減させる技術が開示されている。
【０００６】
上記の公報に見られる技術は、原稿等をＣＣＤラインセンサ等によって読み取る装置に係わる技術であるから被写体距離や焦点距離は一定である。したがって配光特性に応じた補正を行う場合、上記のように一定の被写体距離や焦点距離に対応する配光特性を記憶しておき、単にこの配光特性に応じた補正を行うだけで良い。
【０００７】
したがって、技術的にも処理は比較的容易であり採用し易い技術であるが、他方では、被写体距離や焦点距離が一定であるという分野に用途が限定される技術でもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記同様にレンズと撮像素子を用いて被写体を撮像する機器の一つとして電子カメラがある。そして、上記同様に電子カメラも、その配光特性に光源の照射ムラなどがあると、画像に明るさのムラなどが生じて画像が劣化する。したがって、そのような配光特性に応じた補正を行う必要がある。
【０００９】
ところが、電子カメラは、被写体距離や焦点距離等が変化するから、それに応じて配光特性も容易に変化する。また、この変化する配光特性には各種の要素が含まれている。したがって、被写体距離や焦点距離が一定である場合における補正方法では容易に対処できない。
【００１０】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、ストロボ撮影画像において被写体距離や焦点距離が変化しても常に良好な画質が得られる電子カメラを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の電子カメラは、レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像データを得る撮像手段と、被写体に向けて発光を行うストロボ手段と、ストロボ手段の配光特性を示すストロボ配光データ、被写体距離に係わる情報及び焦点距離に係る情報を記憶している第１の記憶手段と、ストロボ手段による発光を伴って撮像された際のストロボ発光画像データと、同一態様の被写体をストロボ手段による発光を伴わずに撮像された際の非ストロボ発光画像データと、を記憶する第２の記憶手段と、第１の記憶手段に記憶されたストロボ配光データに、被写体距離に係わる情報又は焦点距離に係る情報の少なくとも一方の情報を加味して、ストロボ発光画像データの感度を補正するための係数を演算する演算手段と、第２の記憶手段に記憶されているストロボ発光画像データから第２の記憶手段に記憶されている非ストロボ発光画像データを減算し、得られた差分データに感度補正係数を積算して当該差分データの感度を補正する感度補正手段と、感度補正された差分データに非ストロボ発光画像データを加算して最終画像データを生成する生成手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１２】
上記第１の記憶手段に記憶されている前記被写体距離に係わる情報又は前記焦点距離に係る情報は、例えば請求項２に記載のように、撮影レンズ周辺光量落ち特性データ、被写体距離配光特性を示すデータ、焦点距離配光特性を示すデータ、ツインストロボ配光特性を示すデータ、撮影レンズ光軸と撮像阻止位置特性を示すデータ、及び絞りデータの少なくとも一つであることを特徴とする。
【００１３】
また、この電子カメラにおいて、例えば請求項３記載のように、上記ストロボ発光画像データは主たる被写体に配光された画像データであり、前記非ストロボ発光画像データは背景中に前記主たる被写体が埋没した画像データである、ことを特徴とする。
【００１４】
また、上記感度補正手段は、例えば請求項４記載のように、差分データにおいて１画素ずつ感度補正するか、または、複数画素単位で感度補正する、ことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、一実施の形態における電子カメラの構成を示すブロック図である。同図に示すように電子カメラ３は、撮影レンズ部４、撮像素子５、電子カメラ３全体を制御するＣＰＵ６、このＣＰＵ６にバス７を介して接続された撮像処理部８、画像処理部９、圧縮伸張部１０、ＤＲＡＭ１１、ＡＦ／ＡＥ部１２、ＬＣＤ表示部１３、ＣＰＵ６の入出力ポートに直接接続されたフラッシュメモリ１４、操作部１５、ストロボ部１６、上記撮影レンズ部４のズーム用レンズ１７を摺動駆動するズーム駆動モータ駆動回路１８、絞り１９を駆動する絞り駆動モータ駆動回路２０、フォーカス用レンズ２１を摺動駆動するフォーカス駆動モータ駆動回路２２等を備えている。また、圧縮伸張部１０には外部から着脱自在なメモリカード２３が接続されている。
【００１７】
撮影レンズ部４は、被写体の映像を撮像素子５の上に結像させる。撮像素子５は例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device ）であり、撮影レンズ部４により撮像素子５上に結像している被写体像を光電変換してその被写体像の画像を示す電気信号を撮像処理部８に出力する。
【００１８】
撮像処理部８は、撮像素子５を駆動させる制御を行なうと共に、撮像素子５から出力される電気信号に対し、ノイズ成分を低減させるＣＤＳ（Correlated Double Sampling）や、信号レベルを安定化させるＡＧＣ（Automatic Gain Control）などの処理を施した後、アナログ信号である上記の電気信号をアナログ／デジタル（ＡＤ）変換し、このデジタル変換された被写体像の画像データをバス７に出力する。
【００１９】
ＣＰＵ６は、上記のデジタル画像データ（以下、単に画像データという）をＤＲＡＭ１１に格納する。このＣＰＵ６は、中央演算処理部であり、フラッシュメモリ１４に格納されている制御プログラムに従って、ＤＲＡＭ１１の所定の領域をワークエリアとして使用しながら、この電子カメラ全体の動作を制御する。
【００２０】
また、ＣＰＵ６は、ズーム用レンズ１７のレンズ位置またはレンズ位置に対応するステッピングモータのステップ数に基づいて焦点距離を算出し、例えば後述するＡＦ／ＡＥ部１２で得られる合焦点位置から被写体距離を算出する。
画像処理部９は、ＤＲＡＭ１１に格納されている画像データから画像をＬＣＤ表示部１３に再生表示するとき、又はその画像データを圧縮伸張部１０を介してメモリカード２３に記録するとき、あるいはメモリカード２３に記録されている画像データから画像を圧縮伸張部１０を介してＬＣＤ表示部１３に再生表示するときに、その前処理として、明暗・彩度・色合いなどを補正するγ補正、色処理、ＷＢ（ホワイトバランス）補正等をその画像データに対して施す処理を行う。
【００２１】
また、画像処理部９は、トリミングされた画像の部分を原画像のサイズと同じサイズにリサイズする処理や、ＣＰＵ６から送られてくる配光特性データやレンズ特性データに基づいて、上記の画像データに対し１画素毎に感度補正の処理などを行なう。
【００２２】
圧縮伸張部１０は、画像処理部９から出力される画像データを圧縮してメモリカード２３に格納し、また、メモリカード２３から読み出した圧縮画像データを伸張して画像処理部９に出力し又はバス７を介してＬＣＤ表示分１３に出力する。
【００２３】
ＤＲＡＭ１１は、撮像処理部８から出力された画像データを１画面分格納するフレームメモリとして、また圧縮伸張部１０による画像データ圧縮・伸張処理における処理中の画像データの一時記憶用として、更にはＣＰＵ６による演算処理や制御処理の実行のためのワークエリアとして、それぞれ使用される。
【００２４】
ＡＦ／ＡＥ部１２は、自動焦点調節部と自動露出調節部とから成る。自動焦点調節部は撮像した画像データからコントラスト情報を検出し、このコントラスト情報に基づいて焦点を自動的に調節する。自動露出調節部は被写体から入る光量に応じて露出を自動的に調節する。
【００２５】
ＬＣＤ表示部１３は、ＬＣＤ表示装置とこのＬＣＤ表示装置を駆動するＬＣＤドライバから成る。ＬＣＤ表示装置は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）素子を有しており、ＬＣＤドライバによって駆動され、ＤＲＡＭ１１又はメモリカード２３に保持されている画像データに基づく画像を表示する。
【００２６】
フラッシュメモリ１４は、電気的に書き換え可能なＲＯＭであり、プログラム領域とデータ領域を備えている。プログラム領域には、ＣＰＵ６により実行される制御プログラムがこの電子カメラの製造時において予め格納されており、データ領域には、配光特性やレンズ特性に係わる各種のデータや特性テーブルが、同じくこの電子カメラの製造時において予め格納されている。
【００２７】
操作部１５は、この電子カメラ３を使用する使用者が各種の指示をこの電子カメラ３に与えるために操作されるスイッチ群を備えており、特には図示しないが例えば、電子カメラ３の動作モードを設定するために操作されるモードボタン、撮像レンズ部４で撮像されている画像の記録を指示するレリーズボタンやズーム用レンズ１７をテレ（Ｔｅｌｅ）側またはワイド（Ｗｉｄｅ）側に移動させて焦点距離を変化させるズームを指示するズームボタンを備えている。
【００２８】
また、更に操作部１５には、各種設定を行なうための画面であるメニュー表示をＬＣＤ表示部１３に表示させるメニューボタン、入力した内容を設定内容として確定させるためのＯＫボタン、ＬＣＤ表示部１９に表示させた各種のカーソルの位置を縦横に移動させるために操作される十字ボタン等が設けられている。
【００２９】
ストロボ部１６は、テレ（Ｔｅｌｅ）用とワイド（Ｗｉｄｅ）用の２つのストロボを備えており、操作部１５からの入力指示により、ＣＰＵ６にタイミングを制御されて、いずれか一つ又は２つ同時に発光する。
図２は、上記のフラッシュメモリ１４のデータ領域に格納されているデータ構成を模式的に示す図である。同図に示すように、フラッシュメモリ１４のデータ領域に格納されているデータは、１）ストロボ笠配光特性を示すデータ、２）撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ、３）被写体距離配光特性を示すデータ、４）焦点距離配光特性を示すデータ、５）ツインストロボ配光特性を示すデータ、６）撮影レンズ光軸と撮像素子位置特性を示すデータ、及び７）その他となっている。その他のデータには絞りデータなどが含まれている。
【００３０】
図３(a),(b) は、上記１）の「ストロボ笠配光特性を示すデータ」について説明する図である。同図(a) は水平方向の配光特性を示しており、縦軸に光量を示し、横軸にストロボ笠配光の中心軸２７を中心とする光の広がり範囲を示している。この図(a) に示す配光特性Ｈは、配光の中心軸２７の光量ａを１００％として、その水平方向周囲の光量減衰度を示している。
【００３１】
これにより、図１に示す撮影レンズ部４のレンズ光軸と撮像素子５の中心と且つ被写体面の中心とが一致しているとしたときにおいて、撮像素子５上に結像する画像の中心の光量を１００％としたとき、撮像素子５上において画像の中心から水平方向に並ぶ個々の画素の受ける光量を割り出すことができる。
【００３２】
そして、この図(a) に示す水平方向の光量減衰度では、配光特性Ｈに示すように、Ｗｉｄｅ端での撮影時には中心の光量ａから図の左方向へｈ１まで、図の右方向へｈ４まで、図に示すような曲線を描いて光量が減衰し、これが撮像素子５ｗ上に結像する画像の明るさに反映する。
【００３３】
また、Ｔｅｌｅ端での撮影時には、同じ曲線を描いて中心の光量ａから図の左方向へｈ２まで、図の右方向へｈ３まで光量が減衰し、これが撮像素子５ｔ上に結像する画像の明るさに反映する。
そして、同図(b) は垂直方向の配光特性を示しており、横軸に光量を示し縦軸にストロボ笠配光の中心軸２７を中心とする光の広がり範囲を示している。この図(b) に示す配光特性Ｐは、配光の中心軸２７の光量ａを１００％として、その垂直方向周囲の光量減衰度を示している。
【００３４】
これにより、図１に示す撮影レンズ部４のレンズ光軸と撮像素子５の中心と且つ被写体面の中心とが一致しているとしたときにおいて、撮像素子５上に結像する画像の中心の光量を１００％としたとき、撮像素子５上において画像の中心から垂直方向に並ぶ個々の画素の受ける光量を割り出すことができる。
【００３５】
この、垂直方向の光量減衰度では、同図(b) の配光特性Ｐに示すように、Ｗｉｄｅ端での撮影時には中心の光量ａから図の上方向へｐ１まで、図の下方向へｐ４まで、図に示すような曲線を描いて光量が減衰し、これが撮像素子５ｗ上に結像する画像の明るさに反映する。
【００３６】
また、Ｔｅｌｅ端での撮影時には、同じ曲線を描いて中心の光量ａから図の上方向へｐ２まで、図の下方向へｐ３まで光量が減衰し、これが撮像素子５ｔ上に結像する画像の明るさに反映する。
また、水平方向と垂直方向の中間部分の方向の光量の減衰量については、それぞれ配光特性Ｈと配光特性Ｐを結ぶ曲面のデータとして得られる。
【００３７】
尚、同図(a),(b) では、配光特性の広がり範囲に合わせて図示しているため撮像素子５ｗと撮像素子５ｔの大きさが異なるが、実際は同一の撮像素子５を示している。
このようなストロボ笠の配光特性データは、同図(a),(b) に示す配光特性Ｈ及び配光特性Ｐで示す曲線並びにそれらの曲線間を結ぶ曲面の、撮像素子５の各画素（図１１の画素２を参照）の位置に対応する感度補正用データとしてテーブル化されて、フラッシュメモリ１４の所定の領域に予め格納されている。
【００３８】
図４(a),(b) は、２）の「撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ」について説明する図である。同図(a),(b) は、いずれも横軸にレンズの中心から周辺までの範囲を示し、縦軸にレンズを透過して集光される光量を示している。
同図(a) はＴｅｌｅ端撮影時の撮影レンズ周辺光量落ちを示し、同図(b) はＷｉｄｅ端撮影時の撮影レンズ周辺光量落ちを示している。
【００３９】
同図(a),(b) に示す曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４は、それぞれ点ｂを中心にして紙面奥行き方向に回転させて形成される曲面の４半分の断面を示している。したがって、以下、上記の曲線Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４を、曲面Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４という。これは、あたかも撮像素子５上に浅い酒盃をかぶせた形状（同図(a) の場合）又は茶碗をかぶせた形状（同図(b) の場合）の曲面を示すものであり、撮影レンズ周辺光量落ち特性は、このような曲面を描いて光量が減衰する特性を有している。
【００４０】
そして、同図(a) に示すように、Ｔｅｌｅ端撮影時では、絞りを絞り込んだときでは、曲面Ｃ１の頂点である中心の光量ｂから曲面Ｃ１の円周ｃ−１まで光量が減衰する。また、絞りを開放したときでは、曲面Ｃ１の頂点と同一の頂点を有する曲面Ｃ２の頂点の光量ｂから、曲面Ｃ１よりも減衰度が大きい曲面Ｃ２に沿って、その円周ｃ−２まで光量が減衰する。
【００４１】
また、同図(b) に示すように、Ｗｉｄｅ端撮影時では、絞りを絞り込んだときでは、曲面Ｃ３の頂点である中心の光量ｂから曲面Ｃ３の円周ｃ−３まで光量が減衰する。そして絞りを開放したときでは、曲面Ｃ３の頂点と同一の頂点を有する曲面Ｃ４の頂点の光量ｂから、曲面Ｃ３よりも減衰度が大きい曲面Ｃ４に沿って、その円周ｃ−４まで光量が減衰する。
【００４２】
このように同図(a),(b) いずれの場合も、絞りを絞り込んだときと開放したときとでは、光量減衰度は異なり、絞り開放時のほうが絞り込んだときよりも減衰度が大きい。
このような撮影レンズ周辺光量落ちの特性データも、同図(a),(b) に示す光量落ち特性Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３及びＣ４で示す曲面の、撮像素子５の各画素の位置に対応する感度補正用データとしてテーブル化されて、フラッシュメモリ１４の所定の領域に予め格納されている。
【００４３】
図５(a) 〜(e) は、３）の「被写体距離配光特性を示すデータ」について説明する図であり、同図(a) は遠近２つ被写体に対するストロボ光の配光と撮影レンズ部及び撮像素子との関係を模式的に示す斜視図、同図(b) は近距離の被写体に対するストロボ光の水平方向の配光特性Ｄ１を示し、同図(c) は垂直方向の配光特性Ｄ２を示している。また、同図(d) は遠距離の被写体に対するストロボ光の水平方向の配光特性Ｄ３を示し、同図(e) は垂直方向の配光特性Ｄ４を示している。
【００４４】
尚、同図(b) 及び(d) は、同図(a) に示すストロボ２５の発光の、ストロボ笠２６による配光の中心軸２７と近距離被写体面２８ａ又は遠距離被写体面２８ｂと交わる交点を含む垂直面から左右への配光特性を示しており、同図(c) 及び(e) は、同じく配光の中心軸２７と近距離被写体面２８ａ又は遠距離被写体面２８ｂと交わる交点を含む水平面から上下への配光特性を示している。
【００４５】
したがって、ストロボ笠２６の配光特性の同図(b) 及び同図(d) に示す配光の中心軸２７と被写体面との交点を含む垂直面は、撮影レンズ部４のレンズ軸２９と一致（ストロボ２５が撮影レンズ部４の真上にある場合）しているが、同図(c) 及び同図(e) に示す配光の中心軸２７と被写体面との交点を含む水平面は、同図(a) に示すように、近距離被写体面２８ａに対しては上方にずれ、遠距離被写体面２８ｂに対しては下方にずれることになる。
【００４６】
但し、ストロボ光の光軸と撮影レンズの光軸が水平方向（カメラ左右方向）では一致し、垂直方向（カメラ上下方向）では、ずれるように、ストロボの配置がレイアウトされ、かつ、所定の距離において、垂直方向でストロボ光軸とレンズ光軸が交差するようストロボ光軸を傾けている、ことが前提である。
【００４７】
すなわち、撮影レンズ部４のレンズ軸２９つまり撮像素子５の中心に対して、近距離被写体の場合は同図(c) に示すように配光特性Ｄ２は上方に移動し、遠距離被写体に対しては同図(e) に示すように配光特性Ｄ４は下方に移動する。
このような、被写体距離に応じたストロボの配光特性を示すデータも、撮像素子５の各画素の位置に対応する感度補正用データとしてテーブル化されて、フラッシュメモリ１４の所定の領域に予め格納されている。
【００４８】
図６(a) 〜(f) は、４）の「焦点距離配光特性を示すデータ」について説明する図であり、同図(a) はＴｅｌｅ端撮影時の被写体に対するストロボ光の配光と撮影レンズ部及び撮像素子との関係を模式的に示す斜視図、同図(b) はその被写体に対するストロボ光の水平方向の配光特性Ｅ１を示し、同図(c) は垂直方向の配光特性Ｅ２を示している。
【００４９】
また、同図(d) はＷｉｄｅ端撮影時の被写体に対するストロボ光の配光と撮影レンズ部及び撮像素子との関係を模式的に示す斜視図であり、同図(e) はその被写体に対するストロボ光の水平方向の配光特性Ｅ３を示し、同図(f) は垂直方向の配光特性Ｅ４を示している。
【００５０】
尚、同図(a) 〜(f) に示す例では、ストロボ２５の発光のストロボ笠２６による配光の中心軸は、いずれも被写体面３１又は３２のほぼ中心と交わるような配置となっており、撮影レンズ部４のレンズ軸２９も被写体面３１又は３２のほぼ中心と交わるような配置となっている。
【００５１】
同図(a) に示すように、Ｔｅｌｅ端における撮影では、被写体面３１の範囲は狭められており、被写体面３１全体がストロボ光の配光範囲３３の光量の多い中心部に集中する。したがって、同図(b) に示す水平方向の配光特性Ｅ１や同図(c) に示す垂直方向の配光特性Ｅ２に見られるように、撮像素子５上に形成される被写体像の中心から周辺部までの光量の減衰度は緩やかである。
【００５２】
他方、同図(d) に示すＷｉｄｅ端における撮影では、同図(a) の場合と同一距離で、被写体面３２のみが広がる形となり、被写体面３２の周辺部は、ストロボ光の配光範囲３３の中心から端部近傍まで広がって配置される。したがって、同図(e) に示す水平方向の配光特性Ｅ３や同図(f) に示す垂直方向の配光特性Ｅ４に見られるように、撮像素子５上に形成される被写体像の中心から周辺部までの光量の減衰度の落差は大きくなる。
【００５３】
このような、Ｔｅｌｅ端又はＷｉｄｅ端に対応する焦点距離の変化に応じた配光特性に係わるデータも、撮像素子５の各画素の位置に対応する感度補正用データとしてテーブル化されて、フラッシュメモリ１４の所定の領域に予め格納されている。
【００５４】
図７(a),(b) は、５）の「ツインストロボ配光特性を示すデータ」について説明する図であり、同図(a) は配光範囲が広角のストロボＡの配光曲線を示す図、同図(b) は配光範囲が狭角のストロボＢの配光曲線を示す図である。
同図(a) に示すストロボＡは、１２０度の広い配光角を持っており、配光曲線Ｆ１の有効距離内にある被写体面３５の中心部３６における光量を１００％とすると配光角の端部３７における光量は５０％である。
【００５５】
また、同図(b) に示すストロボＢは、３０度の狭い配光角を持っている。この場合も、配光曲線Ｆ２の有効距離内にある被写体面３８の中心部３９における光量を１００％とすると配光角の端部４１における光量は５０％である。
いずれの場合も配光角の中心３６又は３９から配光角の端部３７又は４１まで１００％〜５０％の範囲で光量は順次減衰する。
【００５６】
このような、２種類のストロボの、それぞれの配光特性に応じたデータも、撮像素子５の各画素の位置に対応する感度補正用データとしてテーブル化されて、フラッシュメモリ１４の所定の領域に予め格納されている。
図８(a) 〜(f) は、６）の「撮影レンズ光軸と撮像素子位置特性を示すデータ」について説明する図である。同図(a) は工場の組み立て時において、撮影レンズ部４の有効撮影範囲４２の中心（レンズ軸２９）に撮像素子５の中心５ａが一致している配置状態を模式的に示す図である。同図(b) は、その場合の撮像素子５の結像面５´上の水平方向の光量特性Ｇ１を示し、同図(c) は同じく撮像素子５の結像面５´上の垂直方向の光量特性Ｇ２を示している。同図(b),(c) において、いずれも撮像素子５の中心５ａから四方周辺部にかけて点対称に光量が減衰することを示している。
【００５７】
また、同図(d) は、工場の組み立て時において、撮影レンズ部４の有効撮影範囲４２の中心（レンズ軸２９）に対して撮像素子５の中心５ａが位置ずれした配置となっている状態を模式的に示す図である。同図(e) は、その場合の撮像素子５の結像面５´上の水平方向の光量特性Ｇ３を示し、同図(f) は同じく撮像素子５の結像面５´上の垂直方向の光量特性Ｇ４を示している。同図(b),(c) の光量特性Ｇ３及びＧ４において、いずれも撮像素子５の中心５ａから四方周辺部にかけての光量減衰特性が、上記位置ずれしている分だけ偏りを見せている。
【００５８】
上記の図８(a),(b),(c) の場合は、図４(a),(b) に示した「撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ」そのままであるので、図４(a),(b) に示した「撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ」を補正する必要は無いが、図８(d),(e),(f) の場合は、同図(e),(f) に示す光量特性Ｇ３及びＧ４を用いて図４(a),(b) に示した「撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ」を補正する必要がある。
【００５９】
これらの「撮影レンズ光軸と撮像素子位置特性を示すデータ」も、撮像素子５の各画素の位置に対応する感度補正用データとしてテーブル化されて、フラッシュメモリ１４の所定の領域に予め格納されている。
これにより、工場組み立て時に、撮影レンズ部４の有効撮影範囲４２において撮像素子５に位置にずれが生じた配置の構成となった場合でも、上記の感度補正用データを用いて補正することによって、他の組み立て品と全く同様に、良質な撮像画像の得られる機能を備えた良品として出荷することができる。
【００６０】
図９(a),(b) は、上記構成における電子カメラ３による撮影画像の補正処理を説明するフローチャートである。先ず、同図(a) に示すように、電子カメラ３による被写体の撮影が行われる（Ｓ１）。この撮影によって撮影レンズ部４を通過した光が撮像素子５上に結像する。
【００６１】
この結像に基づいて、撮像素子５からは結像した撮影画像の光量に応じた各画素の電気信号が撮像処理部８に出力される。撮像処理部８では、図１で述べた処理が施される。そしてこの撮影画像の画像データはベイヤーデータとしてＤＲＡＭ１１に格納される（Ｓ２）。
【００６２】
このＤＲＡＭ１１に格納されたベイヤーデータには、画像処理部９により、同図(b) に示す感度補正処理が施される（Ｓ３）。
同図(b) に示すように、上記Ｓ３での感度補正処理が先ず開始されると（Ｓ３０１）、先ずＤＲＡＭ１１から１画素が読み出される（Ｓ３０２）。この処理では、最初の処理周期ではベイヤーデータの最初の１画素が読み出され、次回の処理周期からは次に続く１画素が順次読み出される。
【００６３】
次に、フラッシュメモリ１４から配光係数が読み出される（Ｓ３０３）。この処理では、図３(a),(b) に示した「ストロボ笠配光特性を示すデータ」で説明した感度補正用データテーブルから、現在読み出し中の１画素に対応するデータが、その１画素に対する配光係数として読み出される。
【００６４】
続いて、各種情報を取得する（Ｓ３０４）。この処理では、図４乃至図８に示した「撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ」、「被写体距離配光特性を示すデータ」、「焦点距離配光特性を示すデータ」、「ツインストロボ配光特性を示すデータ」、「撮影レンズ光軸と撮像素子位置特性を示すデータ」でそれぞれ説明した各感度補正用データテーブルから、現在読み出し中の１画素に対応する被写体距離や焦点距離、絞りの情報に応じたデータが、その１画素に対する感度補正係数として読み出される。
【００６５】
これらの感度補正係数の値を上記配光係数に適宜に加味して最終的な配光係数を生成する（Ｓ３０５）。この生成された配光係数を、現在読み出されている１画素の画素データに乗算する（Ｓ３０６）。これにより、読み出されている１画素の、ストロボ笠配光特性に応じた配光補正と共に、撮影レンズ周辺光量落ち特性、被写体距離配光特性、焦点距離配光特性、ツインストロボの各配光特性、撮影レンズ光軸と撮像素子位置特性に係わる補正が行われる。
【００６６】
この補正後の１画素は、ＤＲＡＭ１１に戻される（３０７）。すなわちＤＲＡＭ１１の所定の位置に書き込まれる。この書き込みは、上書きでもよく、他の新しい領域に置き換えるようにしてもよい。
続いて、ベイヤーデータの全ての画素について処理が終了しているか否かを判別し（Ｓ３０８）、まだ終了していなければ（Ｓ３０８がＮ）、Ｓ３０２に戻って、Ｓ３０２〜Ｓ３０８の処理を繰り返す。これにより、やがてベイヤーデータの全ての画素について感度補正を伴った配光補正の処理が終了して、Ｓ３０８の判別で「Ｙ」となって処理が終了する（３０９）。これにより、すべての１画素ごとに感度補正を伴った配光補正の処理が施されたベイヤーデータがＤＲＡＭ１１に生成される。そして、同図(a) のＳ４の処理に進む。
【００６７】
Ｓ４では、画像処理部９は、上記感度・配光補正後のベイヤーデータに、更にγ補正、色処理、ホワイトバランス補正等の画像処理を行って、表示装置に直ちに表示できる形式の画像データを生成する。
Ｓ５では、画像処理部９は、上記画像データを例えば圧縮伸張部１０を介してメモリカード２３等の記録装置に記録する。あるいはＬＣＤ表示部１３に表示する。そして、この撮影の処理を終了する（Ｓ６）。
【００６８】
このように、図３で説明したストロボ発光の配光特性データに、図４で説明した撮像レンズ周辺光量落ち特性を単に加味して補正するだけでなく、その図４から図７までで説明した被写体距離や焦点距離の変化による配光特性の変化や、Ｔｅｌｅ用及びＷｉｄｅ用のツインストロボ配光特性、その他の撮影条件に基づく種々の特性、あるいは図８で説明した工場出荷時から固定されている特性等をも加味して補正した配光特性データを用いて画素ごとの感度を補正するので、ストロボ撮影画像において被写体距離や焦点距離が変化しても常に良好な撮影画質が得られ、これにより電子カメラの信頼性が向上する。
【００６９】
また、配光特性の変化による出来上がり画像の劣化の心配が無いので、ストロボ傘を小型化することができ、したがって、電子カメラの小型化が促進され、これにより電子カメラの使い勝手が向上して便利である。
ところで、例えば人物等を主たる被写体とし、風景等の遠景を背景にした早朝や薄暮の中での撮影では、ストロボを焚くと主たる被写体の人物のみが浮き立って添景の背景が霞んでしまい、ストロボを用いないと人物も背景も同程度に写るが、背景の中に人物が埋没して人物が引き立たない、という場合がある。
【００７０】
このような場合に、ストロボの光量を落とし気味にして背景が霞まないようにして撮影し、この撮影画像の配光部分つまり人物の映像部分の画像データのみを切り分け、この切り分けた人物の映像部分の画像データに上述した感度・配光特性の補正を行ってから、切り分けてある背景データと一体化させるようにすると、早朝や薄暮の中での撮影でも、主たる被写体の人物とその背景とがともに明瞭な撮影画像が得られる。
【００７１】
図１０は、上記の主たる被写体を背景から切り分けて補正する機能を更に強化して行う例を示す処理のフローチャートである。この処理では、先ず主たる被写体を同一態様に固定させ、カメラも三脚等で固定してから行う。
同図において、先ず、ストロボを焚いて撮影する（Ｓ１００１）。これにより主たる被写体である人物を主体に配光された撮影画像データ▲１▼が得られる。
【００７２】
次に、ストロボを焚かずに撮影する（Ｓ１００２）。これにより、背景中に人物が埋没した撮影画像データ▲２▼が得られる。
続いて、上記ストロボを焚いて撮影したときの配光係数を演算する（Ｓ１００３）。この処理は、図９(b) で説明したＳ３０２〜Ｓ３０５の処理と同一の処理である。
【００７３】
次に、撮影画像データ▲１▼から撮影画像データ▲２▼を減算したデータの各画素ごとに上記演算で得られている配光係数を積算し、得られた画像データに撮影画像データ▲２▼を加算する（Ｓ１００４）。これにより、ストロボの発光により浮き出すように撮影され、且つ感度・配光特性で補正された人物像の画像データと、ストロボ無しで明瞭に撮影された背景の画像データとが合体される。
【００７４】
この後、上記合体画像データに画像処理を行って（Ｓ１００５）、これを記録し（Ｓ１００６）、処理を終了する。上記Ｓ１００５とＳ１００６の処理は、図９(a) に示したＳ４とＳ５の処理と同一の処理である。
このような撮影方法によって、上述した主たる被写体を背景から切り分けて感度・配光の補正を行う場合の本発明の機能が更に強化される。
【００７５】
尚、撮像素子のカラー・フィルタには前述したＲ、Ｇ、Ｂの３色で構成する原色系と、Ｒ、Ｇ、Ｂの補色であるシアン（Ｃｙ）、マゼンタ（Ｍｇ）、黄色（Ｙｅ）にＧを加えた４色で構成する補色系の２方式があるが、上述した各種の配光特性で画素の感度を補正する処理は、いずれの方式にも適用できる。
【００７６】
また、ストロボ笠の配光特性データに、その他の特性を加味して配光特性を生成しているが、各種特性を加味した配光係数をテーブルとして記憶しておいてもいよい。
更に、１画素ずつ感度を補正しているが、複数画素単位でまとめて感度を補正するように構成してもよい。
【００７７】
【発明の効果】
本発明によれば、ストロボ発光画像データから非ストロボ発光画像データを減算し、得られた差分データにストロボ発光の配光補正及び感度補正を行い、その感度補正された差分データに非ストロボ発光画像データを加算して最終画像データを生成するので、ストロボ撮影画像において被写体距離や焦点距離が変化しても、差分データに相当する主たる被写体と非ストロボ発光画像データに相当する背景データとを明瞭な撮影画像として得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】一実施の形態における電子カメラの構成を示すブロック図である。
【図２】一実施の形態における電子カメラのフラッシュメモリのデータ領域に格納されているデータ構成を模式的に示す図である。
【図３】 (a),(b) はフラッシュメモリ内の「ストロボ笠配光特性を示すデータ」について説明する図である。
【図４】 (a),(b) はフラッシュメモリ内の「撮影レンズ周辺光量落ち特性を示すデータ」について説明する図である。
【図５】 (a) 〜(e) はフラッシュメモリ内の「被写体距離配光特性を示すデータ」について説明する図である。
【図６】 (a) 〜(f) はフラッシュメモリ内の「焦点距離配光特性を示すデータ」について説明する図である。
【図７】 (a),(b) はフラッシュメモリ内の「ツインストロボ配光特性を示すデータ」について説明する図である。
【図８】 (a) 〜(f) はフラッシュメモリ内の「撮影レンズ光軸と撮像素子位置特性を示すデータ」について説明する図である。
【図９】 (a),(b) は本発明の電子カメラによる撮影画像の補正処理を説明するフローチャートである。
【図１０】主たる被写体を背景から切り分けて補正する機能を更に強化して行う例を示す処理のフローチャートである。
【図１１】ＣＣＤ(Charge Coupled Device）の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ＣＣＤ
２、２−ｒ画素（ピクセル）
３電子カメラ
４撮影レンズ部
５撮像素子
５ａ撮像素子中心
５´ 撮像素子結像面
６ＣＰＵ
７バス
８撮像処理部
９画像処理部
１０圧縮伸張部
１１ＤＲＡＭ
１２ＡＦ／ＡＥ部
１３ＬＣＤ表示部
１４フラッシュメモリ
１５操作部
１６ストロボ部
１７ズーム用レンズ
１８ズーム駆動モータ駆動回路
１９絞り
２０絞り駆動モータ駆動回路
２１フォーカス用レンズ
２２フォーカス駆動モータ駆動回路
２３メモリカード
２５ストロボ
２６ストロボ笠
２７ストロボ配光中心軸
２８ａ近距離被写体面
２８ｂ遠距離被写体面
２９レンズ軸
３１、３２被写体面
３３ストロボ光配光範囲
３５、３８被写体面
３６、３９配光角中心部
３７、４１配光角端部

Claims

レンズにより結像された被写体像を光電変換して画像データを得る撮像手段と、
被写体に向けて発光を行うストロボ手段と、
前記ストロボ手段の配光特性を示すストロボ配光データ、被写体距離に係わる情報及び焦点距離に係る情報を記憶している第１の記憶手段と、
前記ストロボ手段による発光を伴って撮像された際のストロボ発光画像データと、同一態様の被写体を前記ストロボ手段による発光を伴わずに撮像された際の非ストロボ発光画像データと、を記憶する第２の記憶手段と、
前記第１の記憶手段に記憶されたストロボ配光データに、前記被写体距離に係わる情報又は前記焦点距離に係る情報の少なくとも一方の情報を加味して、前記ストロボ発光画像データの感度を補正するための係数を演算する演算手段と、
前記第２の記憶手段に記憶されている前記ストロボ発光画像データから前記第２の記憶手段に記憶されている前記非ストロボ発光画像データを減算し、得られた差分データに前記感度補正係数を積算して当該差分データの感度を補正する感度補正手段と、
前記感度補正された差分データに前記非ストロボ発光画像データを加算して最終画像データを生成する生成手段と、
を備えたことを特徴とする電子カメラ。
前記第１の記憶手段に記憶されている前記被写体距離に係わる情報又は前記焦点距離に係る情報は、撮影レンズ周辺光量落ち特性データ、被写体距離配光特性を示すデータ、焦点距離配光特性を示すデータ、ツインストロボ配光特性を示すデータ、撮影レンズ光軸と撮像阻止位置特性を示すデータ、及び絞りデータの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１記載の電子カメラ。
前記ストロボ発光画像データは主たる被写体に配光された画像データであり、前記非ストロボ発光画像データは背景中に前記主たる被写体が埋没した画像データである、ことを特徴とする請求項１記載の電子カメラ。
前記感度補正手段は、前記差分データにおいて１画素ずつ感度補正するか、または、複数画素単位で感度補正する、ことを特徴とする請求項１記載の電子カメラ。