JP2004234009A - 赤目ストロボモード制御のためのシステムおよび方法 - Google Patents

Abstract

【課題】通常フラッシュモードと赤目軽減フラッシュモードとのいずれかを自動的に選択できるようにするための方法および装置を提供する。
【解決手段】装置は、シーンにおける光を測定し、この測定に基づいて、赤目軽減フラッシュモードと通常フラッシュモードとの間で選択する。装置はまた、対象までの距離を測定し、この情報を用いて、どちらのフラッシュモードを使用するかの選択を支援する。
【選択図】図２

Description

本発明の分野は、デジタル撮像システムに関し、より詳細には、ストロボを自動的に制御して赤目を軽減するデジタル撮像システムに関する。

デジタル撮像装置は通常、シーンに照明を加えるためのストロボすなわちフラッシュを有する。多くのデジタル撮像装置では、シーンの照度、すなわち輝度（brightness）は、デジタル撮像装置の光センサを用いて測定される。測定されたシーンの照度は、光センサの露出時間、レンズ系の絞り、およびフラッシュが必要な場合にはフラッシュの強度を設定するために用いられる。

多くのデジタル撮像装置は、少なくとも２つのフラッシュ設定すなわちモードを有する。１つのフラッシュ設定すなわちモードでは、デジタル撮像装置は、画像を取り込むために用いられる最後のフラッシュの前に、１回または複数回フラッシュを発光する。このフラッシュモードは、赤目の程度を軽減するために用いられる。赤目は、光量不足の環境においてフラッシュを用いて撮影された人物の画像に生じるものである。光量不足の環境では虹彩が開く。光量不足の環境でフラッシュを用いると、ストロボの光が被写体の目の網膜の血管を照明し、目の中心部を赤く見せる。最後のフラッシュの前に１回または複数回フラッシュを発光すること（プリフラッシングと呼ばれることもある）により、最終的な露出の前にプリフラッシュ照明が虹彩を閉じさせ、それにより取り込まれた画像における赤目の程度を軽減する。残念ながら、プリフラッシュはエネルギーを消耗する。ほとんどのデジタル撮像装置が、画像が取り込まれる際に一度だけストロボを発光する通常フラッシュモードも有するのは、このような理由からである。この通常モードはエネルギーを節約するが、赤目の程度が大きい画像になる虞がある。

赤目の軽減の別の方法は、撮像装置のフラッシュとレンズとの間の距離を伸ばすことである。一般に、赤目は、レンズの光学中心から被写体の目へ、そしてフラッシュへ戻る線を引くことにより形成される角度が２．５°未満である場合に生じる。式１はこの関係を示す。
Ｘ＝（Ｙ／２）／ＴａｎＡ （式１）
式中、Ｘはカメラと被写体との間の距離であり、Ｙはレンズの光学軸の上のフラッシュの高さであり、Ａはレンズの軸からおよびフラッシュから被写体の目までの線により形成される角度である。赤目をなくすには、Ａは２．５°より大きくなければならない。操作する必要がある２つの変数は、カメラと被写体との間の距離（これを縮めることによりＡが大きくなる）およびレンズからのフラッシュの距離（これを伸ばすことによりＡが大きくなる）である。残念ながら、ほとんどのデジタル撮像装置は小型であり、フラッシュが内蔵されている。これによりＹは小さくなり、被写体がカメラのごく近く（１〜３フィート（約３０．４８ｃｍ〜約９１．４４ｃｍ）以内）にいなければ、赤目が生じることになる。

現在、ユーザは、通常フラッシュモードと赤目軽減フラッシュモードとの間で手動で選択を行わなければならない。写真撮影の状況に基づいて、これらのフラッシュモード間で自動的に切り替えができるデジタル撮像装置が必要である。

通常フラッシュモードと赤目軽減フラッシュモードとの間で自動的に選択を行うデジタル撮像システムを開示する。本デジタル撮像システムは、シーンにおける光と対象までの距離とを測定し、これらの測定値に基づいて、使用するフラッシュモードを選択する。

本発明の他の態様および利点は、本発明の原理を例として示す添付図面とともに読まれる以下の詳細な説明から明らかとなるであろう。

通常のデジタル撮像装置のブロック図を図１に示す。光センサ（１０２）に結像するためにレンズ（図示せず）が用いられる。光センサ（１０２）により取り込まれた画像の輝度を測定するためにプロセッサが用いられ得る。輝度を測定するために用いられるプロセッサは、汎用のプロセッサ、たとえばプロセッサ１１０であってよく、または専用のプロセッサ、たとえばデジタル信号プロセッサ１１２であってもよい。測定されたシーンの輝度は、シャッタ速度、絞り、ＣＣＤの露出時間、およびフラッシュ（用いられる場合）への電力を設定するために用いられる。ストロボは、通常、結果として設定されたシャッタ速度が事前設定された閾値、たとえば１／１００秒を下回る場合に起動される。この理由は、カメラを持ったユーザによりカメラに与えられるカメラの動きを最小限に抑えるためである。カメラが動くことにより、素人目にはピントがずれているように見えるピンボケ写真ができる。シーンの露出値（ＥＶ）は、式２を用いて計算される。
ＥＶ＝ＢＶ＋ＳＶ＝Ａｖ＋Ｔｖ （式２）
式中、
ＢＶ＝シーンの輝度値（フートランベルト）
ＳＶ＝感度値（主にセンサの関数）
ＳＶ＝ｌｏｇ₂［ＩＳＯ／３．１２５］
Ａｖ＝絞り値（レンズ絞りの設定）
Ａｖ＝２ｌｏｇ₂［Ｆナンバー］
Ｔｖ＝時間値（シャッタ速度）
Ｔｖ＝−ｌｏｇ₂［露出時間の秒数］
である。

図４は、ＥＶと、シャッタ速度と、絞りサイズとの間の関係を示す。図４において、シャッタ速度が１／９０秒を下回ると、自動露出（ＡＥ）プログラムが絞りサイズを広げる。最大絞りサイズに達すると、ＡＥプログラムがストロボを発光させる。これをＥＶ（露出値）に変換すると、Ｆナンバー２．８で１／９０秒がＥＶの斜線と交わるのは、ＥＶ９．５となる。したがって、ＥＶが９．５を下回り、かつ絞りが最大サイズである場合に、ストロボが発光される。

現在、ほとんどのデジタル撮像装置は、複数のモードで動作するフラッシュ（１２０）すなわちストロボを有する。１つのモードは赤目軽減用であり、別のモードは通常または「自動」フラッシュモードである。本出願では、通常フラッシュモードは、画像が取り込まれる際に一度だけストロボが発光するものと定義される。赤目軽減モードは、画像を取り込むために用いられる最後のフラッシュの前に、１回または複数回フラッシュが発光するものと定義される。ユーザは通常、ユーザインタフェース（ＵＩ）コントロール（１０６）を用いてストロボ設定の１つを選択することにより、どのモードにするかを選択する。現在、ほとんどのストロボ設定は、１つのストロボモードのみに対応する。たとえば、赤目軽減モードでストロボを用いるには、赤目軽減設定を選択せねばならない。本発明では、ＵＩのストロボ設定とストロボ動作モードとは、必ずしも一対一で対応していない。現在、ユーザがフラッシュ設定を選択すると、デジタル撮像装置は、その結果が選択されたモードに最適ではない可能性がある場合でも、そのモードでフラッシュを作動させる。たとえば、ユーザが通常または自動フラッシュモードを選択した場合、装置は、被写体が暗い環境にいる場合でも、プリフラッシングを行わない。これにより、被写体において受け入れ難い程度の赤目が生じる可能性がある。装置が赤目軽減モードに設定された場合、装置は、被写体が比較的明るい環境にいる場合でも、フラッシュのプリフラッシングを行う。これにより、補足的な照明（fill illumination）を加えるためにのみフラッシュが必要である場合に、エネルギーを浪費する可能性がある。たとえば、シーンの輝度がＥＶ９．５を下回るが、ＥＶ７を上回る場合、フラッシュを用いることにより目立った赤目はほとんど生じない。したがって、赤目軽減モードを用いることはエネルギーの無駄になる。シーンの輝度がＥＶ４を下回った場合、フラッシュを用いることにより、赤目の著しい増加が生じる。

本発明の１つの実施形態例（図２を参照）では、フラッシュをオンまたはオフにすることができる。フラッシュが使用可能である場合、デジタル撮像装置は、シーンの輝度を測定し（２０４）、輝度が閾値を下回る場合にのみ赤目軽減プリフラッシュを用いる（２０８）。シーンの輝度が閾値以上である場合、装置は、最終画像を取り込むために一度だけフラッシュを発光する（２１０）。好ましい実施形態では、閾値は、ＥＶ４〜ＥＶ７に設定される。この実施形態例では、フラッシュを「オン」に設定することにより、ストロボの２つの異なる動作モード、すなわち赤目軽減モードおよび通常モードが可能になる。「オン」設定の呼び方に関する選択は重要ではなく、他の名称、たとえば、「自動」または「使用可能」を用いてもよい。

別の実施形態例では、シーンの輝度が第１の閾値を下回る場合、フラッシュは赤目軽減モードを用いる（３０８）。シーンの輝度が第１の閾値を上回る場合、第２の閾値が調べられる（３１２）。シーンの輝度が第２の閾値を下回るが第１の閾値を上回る場合、装置は普通にフラッシュを用いる（３１０）。シーンの輝度が第２の閾値を上回る場合、装置はフラッシュを全く用いない（３１４）。

本発明の別の実施形態例では、フラッシュは常に使用可能である。この実施形態では、装置は、シーンの輝度を常に測定する。輝度が第１の閾値を下回る場合、装置は赤目軽減モードでフラッシュを用いる。シーンの輝度が第１の閾値を上回るが第２の閾値を下回る場合、装置は普通にフラッシュを用いる。シーンの輝度が両方の閾値を上回る場合、装置はフラッシュを用いない。好ましい実施形態では、第１の閾値はＥＶ４〜ＥＶ７に設定され、第２の閾値はおよそＥＶ９．５に設定される。

別の実施形態例では、フラッシュは３つの設定、すなわち、通常モード、赤目軽減モード、および自動モードを有する。フラッシュが通常モードに設定された場合、フラッシュは、最終画像を取り込むために一度だけ発光する。フラッシュが赤目軽減モードに設定された場合、フラッシュは、最終画像を取り込むための発光の前に、常にプリフラッシュを用いて発光する。また、自動モードでは、フラッシュは、測定されたシーンの輝度に基づいて、通常モードの使用と赤目軽減モードの使用との間で切り替わる。

別の実施形態例では、シーンにおける対象までの距離およびシーンの輝度は、赤目軽減モードがいつ用いられるかを決定するために用いられる。カメラは、オートフォーカスの際に対象までの距離を求める。レンズと内蔵フラッシュとの間の距離は、カメラの機械的構造により既知の量である。式１を用いて、角度Ａが求められる。角度Ａが２．５°より大きい場合、フラッシュは通常モードを用いる。角度Ａが２．５°より小さい場合、シーンの輝度が、赤目軽減モードをいつ用いるかを決定するために用いられる。対象までの距離は、オートフォーカス距離に加えた、またはオートフォーカス距離の代わりの情報を用いて求められる。たとえば、距離計を用いてもよく、またはユーザが手動で距離を入力してもよい。

上記の実施形態例では、本発明を説明するためにデジタル撮像装置を用いた。しかしながら、当業者であれば理解されるように、本発明は、デジタル撮像装置のみの使用に限定されない。たとえば、フラッシュアクセサリにおいて本発明を用いることができる。フラッシュアクセサリには、輝度を測定するための内蔵装置を用いることができる。この構成では、フラッシュは、デジタル撮像装置またはフィルムカメラの両方で用いることができる。別の構成では、フラッシュは、フラッシュ外部のセンサ、たとえば、フラッシュに取り付けられた装置に内蔵されたセンサを用いることができる。別の実施形態例では、従来のフィルムカメラは、カメラに内蔵された光センサおよびフラッシュを有し得る。従来のフィルムカメラのフラッシュで本発明を用いて、そのカメラの内蔵フラッシュの使用モード間で自動的に切り替えるようにしてもよい。

本発明の上記の説明は、例示および説明の目的で提示された。網羅的であること、または本発明を開示とまさに同じ形態に制限することは意図されておらず、上記の教示に鑑みて他の変更形態および変形形態も可能であり得る。本発明の原理およびその実用的な用途を最もよく説明し、それにより当業者が意図される特定の用途に合うように本発明を様々な実施形態および様々な変更形態で最大に利用できるように、実施形態を選択および説明した。添付の特許請求の範囲は、従来技術により制限される範囲を除いて、本発明の他の代替的な実施形態を含むと解釈されることが意図される。

本発明の実施形態例によるデジタル撮像システムのブロック図である。 本発明の実施形態例によるフラッシュの制御のフローチャートである。 本発明の別の実施形態例のフラッシュの制御のフローチャートである。 本発明の実施形態例の、ＥＶと、シャッタ速度と、Ｆナンバーとの間の関係のグラフ図である。

符号の説明

１０２：光センサ
１０６：ＵＩコントロール
１１０：プロセッサ
１１２：デジタル信号プロセッサ
１２０：フラッシュ

Claims (17)

1. シーンの画像を取り込むように構成された光センサと、
   取り込まれた前記画像を用いて、前記シーンの輝度を測定するように構成されたプロセッサと、
   少なくとも２つのモード、すなわち赤目アーチファクトを軽減するように構成された第１のフラッシュモード、および普通にフラッシュするように構成された第２のフラッシュモード、に用いられるフラッシュと、
   を備え、
   前記プロセッサは、前記シーンの輝度が所定の閾値を下回る場合に前記第１のフラッシュモードを自動的に用い、前記シーンの輝度が前記所定の閾値以上である場合に前記第２のフラッシュモードを自動的に用いるように構成されている、デジタル撮像装置。
2. 前記所定の閾値は、ＥＶ（露出値）４〜ＥＶ７に設定される、請求項１に記載のデジタル撮像装置。
3. 前記プロセッサは、前記シーンの輝度が第２の閾値を上回る場合には前記フラッシュを用いないように構成され、前記第２の閾値は、前記第１の閾値より明るいシーンを示す、請求項１に記載のデジタル撮像装置。
4. 前記第２の閾値は、およそＥＶ９．５に設定される、請求項３に記載のデジタル撮像装置。
5. フラッシュを制御する方法であって、
   シーンの照度レベルを測定するステップと、
   前記照度レベルが第１の閾値を下回る場合に、前記フラッシュを赤目軽減モードで自動的に用いるステップと、
   前記照度レベルが前記第１の閾値以上である場合に、前記フラッシュを通常モードで自動的に用いるステップと、
   を含む方法。
6. 前記第１の閾値がＥＶ４〜ＥＶ７に設定される、請求項５に記載の方法。
7. 前記照度レベルが前記第１の閾値よりも高い第２の閾値を上回る場合に、フラッシュをオフにするステップをさらに含む、請求項５に記載の方法。
8. 前記第２の閾値が、およそＥＶ９．５に設定される、請求項７に記載の方法。
9. 前記フラッシュがデジタルカメラで用いられる、請求項５に記載の方法。
10. 前記フラッシュがフィルムカメラで用いられる、請求項５に記載の方法。
11. シーンの輝度を測定する手段と、
    前記シーンの輝度が第１の閾値を下回る場合に赤目を生じさせることなく、前記シーンに照明を自動的に加える手段、および前記シーンの輝度が前記第１の閾値以上である場合に、前記シーンに照明を普通に加える手段と、
    を備えている、デジタル撮像装置。
12. フラッシュを制御する方法であって、
    シーンにおける対象までの距離を測定するステップと、
    前記距離が所定の距離より長い場合に、
    シーンにおける照度レベルを測定するステップと、
    前記照度レベルが閾値を下回る場合に、前記フラッシュを赤目軽減モードに設定するステップと、
    を含む方法。
13. 前記閾値は、ＥＶ４〜ＥＶ７に設定される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記所定の距離は、対象が該所定の距離にある場合に、レンズの光軸と前記対象との間の線と、フラッシュと前記対象との間の線と、の間に形成される角度が、約２．５°であるように設定される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記対象が前記所定の距離より近い場合に、前記フラッシュを通常モードで用いるステップをさらに含む、請求項１３に記載の方法。
16. シーンの画像を取り込むように構成された光センサと、
    取り込まれた前記画像を用いて、前記シーンの輝度を測定するように構成されたプロセッサであって、前記シーンにおける対象までの距離を測定するように構成されたプロセッサと、
    フラッシュと、
    を備え、
    前記プロセッサは、前記シーンの輝度が閾値を下回り、かつ前記対象までの距離が所定の距離より長い場合に、赤目軽減モードを用いて前記フラッシュを発光するように構成されている、
    デジタル撮像装置。
17. フィルムカメラであって、
    シーンの輝度を測定するように構成された光センサと、
    少なくとも２つのモード、すなわち赤目を軽減するように構成された第１のフラッシュモード、およびエネルギーを節約するように構成された第２のフラッシュモード、を有するフラッシュと、
    を備え、
    前記シーンの輝度が所定の閾値を下回る場合に前記第１のフラッシュモードを自動的に用い、それ以外の場合に前記第２のフラッシュモードを自動的に用いるように構成されている、フィルムカメラ。
    

Images