(57)【要約】【課題】スキャン型の測光演算において、より精度の高い測光演算を行うことを可能にした撮像装置を提供する。【解決手段】被写体像を撮像する撮像部と、撮像部に、予め設定された複数の異なる露出値でそれぞれ撮影を行わせ、露出の異なる複数の撮影画像を生成する撮像制御部と、複数の撮影画像のそれぞれにおける白飛び量または黒潰れ量を検出する検出部と、白飛び量または黒潰れ量に基づいて、複数の撮影画像の内の少なくとも２枚の撮影画像を選択し、選択された撮影画像の露出値に基づいて本露光時の露出値を算出する算出部とを備える。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に、予め設定された複数の異なる露出値でそれぞれ撮影を行わせ、露出の異なる複数の撮影画像を生成する撮像制御手段と、
前記複数の撮影画像のそれぞれにおける白飛び量または黒潰れ量を検出する検出手段と、
前記白飛び量または黒潰れ量に基づいて、前記複数の撮影画像の内の少なくとも２枚の撮影画像を選択し、該選択された撮影画像の露出値に基づいて本露光時の露出値を算出する算出手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記撮影画像を複数のブロックに分割してブロックごとの平均輝度値を算出することにより、前記白飛び量または黒潰れ量を検出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記検出手段は、前記ブロックごとの平均輝度値に基づいて、白飛びまたは黒潰れしているブロックの数を求め、前記複数のブロックの数に対する白飛びまたは黒潰れしているブロックの数の割合を前記白飛び量または黒潰れ量として求めることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記算出手段は、前記白飛びまたは黒潰れしているブロックの数の割合に基づいて、前記複数の撮影画像の露出値を重み付け加算して平均することにより、前記本露光時の露出値を算出することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記白飛びまたは黒潰れしているブロックの数の割合の逆数に基づく比率で、前記複数の撮影画像の露出値を重み付け加算して平均することにより、前記本露光時の露出値を算出することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記算出手段は、１回目の撮影画像において、前記白飛びまたは黒潰れしているブロックの数の割合が所定値よりも小さい場合には、２回目以降の撮影は行わず、１回目の撮影画像の露出値のみを用いて、前記本露光時の露出値を算出することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記算出手段は、前記白飛びまたは黒潰れしているブロックの数の割合が所定値以上である撮影画像については、該撮影画像の露出値を前記本露光時の露出値の算出に用いないことを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項８】
被写体像を撮像する撮像手段を備える撮像装置を制御する方法であって、
前記撮像手段に、予め設定された複数の異なる露出値でそれぞれ撮影を行わせ、露出の異なる複数の撮影画像を生成する撮像制御工程と、
前記複数の撮影画像のそれぞれにおける白飛び量または黒潰れ量を検出する検出工程と、
前記白飛び量または黒潰れ量に基づいて、前記複数の撮影画像の内の少なくとも２枚の撮影画像を選択し、該選択された撮影画像の露出値に基づいて本露光時の露出値を算出する算出工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項９】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【請求項１０】
請求項８に記載の制御方法の各工程をコンピュータに実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置における露出制御技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置において、露出を決定するための方法の１つとして、予め設定された複数種類の露出で複数枚の画像を撮影し、その複数枚の画像の輝度データに基づいて最適露出を決定するスキャン型の露出決定方法が知られている。
【０００３】
この方法では、複数の露出値で複数枚の画像を撮影し、それぞれの露出値における画像の輝度値と目標輝度値との差である露出差分値を求める。この複数枚の画像の中から、上記の露出差分値の絶対値の一番小さい画像と二番目に小さい画像の少なくとも２枚の第１及び第２の画像を選択する。そして、第１の画像の露出値と露出差分値、および第２の画像の露出値と露出差分値とに基づいて、本露光時の露出値を決定する。
【０００４】
例えば、特許文献１には、このような方法で最適露出を決定するスキャン型の測光技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２７７９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の特許文献１では、以下のようにしてスキャン測光演算を行っている。
【０００７】
予め設定されている３つの異なる露出値ＳｃａｎＢｖ０，ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２で撮影された画像データから、３つの異なる露出値毎に、目標露出値に対する露出差分値（ΔＢｖ０，ΔＢｖ１，ΔＢｖ２）を下記のようにして算出する。
【０００８】
まず、画像データを縦２４×横１６のブロックに分割した２４×１６のブロック毎の平均輝度値Ｙ（ｉ，ｊ）（ｉ＝０〜２３，ｊ＝０〜１５）を算出する。そして、２４×１６のブロック毎の平均輝度値Ｙ（ｉ，ｊ）から、下記演算式に基づいて露出差分値が算出される。ただし、Ｙｒｅｆは画像の目標輝度値、Ｗｅｉｇｈｔ（ｉ，ｊ）はブロック毎の重み係数である。
【０００９】
ΔＢｖ＝ｌｏｇ2 (Σ(Y(i, j)×Weight(i, j))／(ΣWeight(i, j)×Yref))
これによって、異なる３つの露出値ＳｃａｎＢｖ０，ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２で撮影された３つの画像データそれぞれについて、目標露出値に対する露出差分値ΔＢｖ０，ΔＢｖ１，ΔＢｖ２が算出される。
【００１０】
ここで、ΔＢｖ０，ΔＢｖ１，ΔＢｖ２の絶対値ＡＢＳ（ΔＢｖ０），ＡＢＳ（ΔＢｖ１），ＡＢＳ（ΔＢｖ２）の大小関係が例えば、ＡＢＳ（ΔＢｖ０）＞ＡＢＳ（ΔＢｖ１）＞ＡＢＳ（ΔＢｖ２）であったとする。この場合、本露光時の露出値Ｂｖは、露出値ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２および、露出差分値ΔＢｖ１，ΔＢｖ２を使用して次の式のように算出される。
【００１１】
Ｂｖ＝ＳｃａｎＢｖ１×ΔＢｖ２／（ΔＢｖ１＋ΔＢｖ２）＋
ＳｃａｎＢｖ２×ΔＢｖ１／（ΔＢｖ１＋ΔＢｖ２）
この方法では、露出差分値の絶対値の一番小さい画像の露出値（ＳｃａｎＢｖ１）とその露出差分値（ΔＢｖ１）、および露出差分値の絶対値の二番目に小さい画像の露出値（ＳｃａｎＢｖ２）とその露出差分値（ΔＢｖ２）を使用して本露光時の露出値Ｂｖを算出する。具体的には、露出値ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２を露出差分値ΔＢｖ１，ΔＢｖ２の絶対値に基づいて加重平均しており、露出差分値ΔＢｖが小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視する演算となっている。
【００１２】
しかしながら、上記の従来技術のようなスキャン測光演算を行う場合、撮像素子の飽和特性等の影響によっては、スキャン測光演算の精度が低下する場合がある。
【００１３】
例えば、本露光時の露出値Ｂｖを求める際に、露出差分値ΔＢｖが小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視して演算するようにしているが、撮影した画像データに「白飛び」や「黒潰れ」が発生している画素が多く存在する場合がある。ここで、「白飛び」「黒潰れ」とは、次のように定義されるものとする。つまり、画像の各画素の輝度値が例えば、８ｂｉｔの分解能で算出されている場合、輝度値が２５５になっている画素を「白飛び」、輝度値が０になっている画素を「黒潰れ」と表現する。
【００１４】
この場合、露出差分値ΔＢｖが正確に算出されないため、たとえ露出差分値ΔＢｖが小さくても、その画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視して本露光時の露出値Ｂｖを算出すると、本露光時の露出値Ｂｖが正確に求まらない場合が出てくる。
【００１５】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、スキャン型の測光演算において、より精度の高い測光演算を行うことを可能にした撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係わる撮像装置は、被写体像を撮像する撮像手段と、前記撮像手段に、予め設定された複数の異なる露出値でそれぞれ撮影を行わせ、露出の異なる複数の撮影画像を生成する撮像制御手段と、前記複数の撮影画像のそれぞれにおける白飛び量または黒潰れ量を検出する検出手段と、前記白飛び量または黒潰れ量に基づいて、前記複数の撮影画像の内の少なくとも２枚の撮影画像を選択し、該選択された撮影画像の露出値に基づいて本露光時の露出値を算出する算出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、スキャン型の測光演算において、より精度の高い測光演算を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係わる撮像装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態における露出決定動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係わる撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１において、撮影光学系１０１は、入射した光を集光し被写体像を結像させる。メカニカルシャッタ１０２は、撮影光学系１０１の光路を開閉し、撮像素子１０３の露光時間を制御する。撮像素子１０３は、撮影光学系１０１により結像された被写体像を光電変換し、アナログの画像信号を出力する。ＣＤＳ回路１０４は、画像信号に対してアナログ信号処理を行う。Ａ／Ｄ変換器１０５は、アナログ画像信号をデジタル画像信号に変換する。タイミング信号発生回路１０６は、ＣＤＳ回路１０４およびＡ／Ｄ変換器１０５を動作させる信号を発生する。駆動回路１０７は、撮影光学系１０１、メカニカルシャッタ１０２、および撮像素子１０３を駆動する。信号処理回路１０８は、画像データに必要な信号処理を行う。画像メモリ１０９は、信号処理された画像データを一時記憶する。記録媒体１１０は、撮像装置１００に対して取り外し可能に配置され、画像データを記録する。記録回路１１１は、信号処理された画像データを記録媒体１１０に記録する処理を行う。画像表示装置１１２は、信号処理された画像データを表示する。表示回路１１３は、画像表示装置１１２を駆動して画像を表示させる。システム制御部１１４は、撮像装置１００の全体を制御する。ＲＯＭ１１５は、撮像装置１００の全体を制御するためにシステム制御部１１４が実行するプログラムを記憶している。ＲＯＭ１１５に格納されているプログラムがＲＡＭ１１６に展開されてシステム制御部１１４により実行される。ＲＡＭ１１６は、システム制御部１１４の作業領域としても使用される。
【００２１】
以下、上述のように構成された撮像装置１００における撮影動作について説明する。
【００２２】
まず、撮影光学系１０１は、システム制御部１１４からの制御信号により、光学系を駆動して、適切な明るさに設定された被写体像を撮像素子１０３上に結像させる。次に、メカニカルシャッタ１０２は、システム制御部１１４からの制御信号により、必要な露光時間となるように撮像素子１０３の動作に合わせて撮像素子１０３を遮光するように駆動される。この時、撮像素子１０３が電子シャッタ機能を有する場合は、メカニカルシャッタ１０２と併用して、必要な露光時間を確保してもよい。
【００２３】
撮像素子１０３は、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する動作パルスに基づいて駆動され、被写体像を光電変換により電気信号に変換してアナログ画像信号として出力する。撮像素子１０３から出力されたアナログの画像信号は、システム制御部１１４により制御されるタイミング信号発生回路１０６が発生する動作パルスに基づいて、ＣＤＳ回路１０４でクロック同期性ノイズが除去される。そして、Ａ／Ｄ変換器１０５によりデジタル画像信号に変換される。Ａ／Ｄ変換器１０５から出力されたデジタル画像信号は、信号処理回路１０８において、色変換処理、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理等の画像処理、解像度変換処理、画像圧縮処理等が施される。
【００２４】
画像メモリ１０９は、信号処理中のデジタル画像信号を一時的に記憶したり、信号処理されたデジタル画像信号である画像データを記憶したりするために用いられる。信号処理回路１０８で信号処理された画像データや画像メモリ１０９に記憶されている画像データは、記録回路１１１において記録媒体１１０に適したデータ（例えば階層構造を持つファイルシステムデータ）に変換されて記録媒体１１０に記録される。あるいは、信号処理回路１０８で解像度変換処理を実施された後、表示回路１１３において画像表示装置１１２に適した信号（例えばＮＴＳＣ方式のアナログ信号等）に変換されて画像表示装置１１２に表示される。
【００２５】
さらに、記録媒体１１０に画像データが記録されている場合の再生動作について説明する。システム制御部１１４からの制御信号により記録回路１１１は、記録媒体１１０から画像データを読み出す。同じくシステム制御部１１４からの制御信号により信号処理回路１０８は、画像データが圧縮画像であった場合には、画像伸長処理を行い、画像メモリ１０９に記憶する。画像メモリ１０９に記憶された画像データは、信号処理回路１０８において解像度変換処理が施された後、表示回路１１３において画像表示装置１１２に適した信号に変換されて画像表示装置１１２に表示される。
【００２６】
次に、図２は、本実施形態における露出制御処理の動作を示すフローチャートである。本実施形態における露出制御は、システム制御部１１４がＲＯＭ１１５に格納されているプログラムを実行することにより行われる。
【００２７】
初めに、ステップＳ２０１において、システム制御部１１４は、スキャン測光用に予め設定されている複数の露出値を用いて、複数回の撮像を行い、複数の画像データ（撮影画像）を取得（生成）する撮像制御を行う。３つの露出値を用いてスキャン測光を行う場合は、異なる３つの露出値ＳｃａｎＢｖ０，ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２で撮影された３つの画像データを取得する。なお、露出値を示すＢｖはＡＰＥＸ（ＡＤＤＩＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＯＦ ＰＨＯＴＯＧＲＡＰＨＩＣ ＥＸＰＯＳＵＲＥ）システムにより定義される。
【００２８】
次にステップＳ２０２において、システム制御部１１４は、信号処理回路１０８を制御して、各画像をブロック分割したときのブロック毎の輝度値を算出（検出）する。本実施形態では、画像を縦２４×横１６にブロック分割した２４×１６のブロック毎の平均輝度値Ｙ（ｉ，ｊ） （ｉ＝０〜２３，ｊ＝０〜１５）を算出する。
【００２９】
ステップＳ２０３において、システム制御部１１４は、ステップＳ２０２で求めた２４×１６のブロック毎の平均輝度値Ｙ（ｉ，ｊ）に基づいて、２４×１６のブロックの中で、白飛び又は黒潰れしているブロック数の全体のブロック数に対する割合（比率）を算出する。つまり、露出値ＳｃａｎＢｖ０，ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２で撮影された３つの画像データ毎に、それぞれ白飛び又は黒潰れしているブロック数の比率Ｒａｔｉｏ０，Ｒａｔｉｏ１，Ｒａｔｉｏ２を算出する。
【００３０】
最後にステップＳ２０４において、システム制御部１１４は、異なる３つの露出値ＳｃａｎＢｖ０，ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２および、ステップＳ２０３において算出されたＲａｔｉｏ０，Ｒａｔｉｏ１，Ｒａｔｉｏ２に基づいて、本露光時の露出値を算出する。
【００３１】
具体的には、本露光時の露出値Ｂｖは、以下のようにして算出される。比率Ｒａｔｉｏ０，Ｒａｔｉｏ１，Ｒａｔｉｏ２の大小関係が例えば、Ｒａｔｉｏ０＞ Ｒａｔｉｏ１＞ Ｒａｔｉｏ２であったとすると、露出値Ｂｖは、白飛び又は黒潰れしているブロック数の比率が小さい２つの画像を用いて算出される。つまり、露出値ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２、および比率Ｒａｔｉｏ１，Ｒａｔｉｏ２を用いて次式のように算出される。
【００３２】
Ｂｖ＝ＳｃａｎＢｖ１×Ｒｔｉｏ２／（Ｒａｔｉｏ１＋Ｒａｔｉｏ２）＋
ＳｃａｎＢｖ２×Ｒａｔｉｏ１／（Ｒａｔｉｏ１＋Ｒａｔｉｏ２）
この方法では、２４×１６のブロックの中で、白飛び又は黒潰れしているブロック数の割合（Ｒａｔｉｏ）の一番小さい画像の露出値（ＳｃａｎＢｖ１）と、そのときの白飛び又は黒潰れしているブロック数の割合（Ｒａｔｉｏ１）を用いる。また、同時に白飛び又は黒潰れしているブロック数の割合の二番目に小さい画像の露出値（ＳｃａｎＢｖ２）と、そのときの白飛び又は黒潰れしているブロック数の割合（Ｒａｔｉｏ２）を用いる。これらを全て使用して本露光時の露出値Ｂｖを算出する。具体的には、露出値ＳｃａｎＢｖ１，ＳｃａｎＢｖ２を比率Ｒａｔｉｏ１，Ｒａｔｉｏ２の値に基づいて加重平均（重み付け加算し平均）しており、比率Ｒａｔｉｏが小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視するような演算となっている。言い換えれば、比率Ｒａｔｉｏの逆数に基づいて加重平均を行う。
【００３３】
上述したように、従来技術では、２個の異なる露出値ＳｃａｎＢｖから本露光時の露出値Ｂｖを算出する際に、露出差分値ΔＢｖの小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視するような演算にしている。しかし、露出差分値ΔＢｖが小さくても撮影した画像データに白飛び又は黒潰れしている画素が多く存在すると、露出差分値ΔＢｖの値自体が正確でない可能性が高い。その結果、露出差分値ΔＢｖの小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視するような演算にしていても、結果として本露光時の露出値Ｂｖが正確に算出されないことになってしまう。
【００３４】
そこで、本実施形態では、２個の異なる露出値ＳｃａｎＢｖから本露光時の露出値Ｂｖを算出する際に、白飛び又は黒潰れしているブロック数の比率（Ｒａｔｉｏ）の小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視するような演算にしている。比率Ｒａｔｉｏが小さい画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値のほうが露出値としてより正確である可能性が高い。そのため、比率Ｒａｔｉｏが小さいほうの画像の露出値ＳｃａｎＢｖの値をより重視するような演算にすることにより、本露光時の露出値Ｂｖがより正確に算出される可能性が高まる。
【００３５】
なお、上述した実施形態は、一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施形態では、露出スキャンを３つの露出値を用いて行ったが、これは３つに限られるものではなく、２つ以上の数で設定すれば、３つ以外の設定でももちろん構わない。
また、画像をブロック分割する際に、縦２４×横１６に分割しているが、それ以外の分割数でももちろん構わない。
【００３６】
また、１つ目の露出値で撮影した画像データのブロックの中で、白飛び又は黒潰れしているブロック数の比率（Ｒａｔｉｏ）が０であるか、またはその比率が非常に小さい場合（所定値未満）には、予定していた２つ目および３つ目の露出値での撮影を取りやめてもよい。その場合、１つ目の露出値で撮影した画像データのみを使って本露光時の露出値Ｂｖを算出する。
【００３７】
このときの露出値Ｂｖは、１つ目の露出値で撮影した画像データから求めた露出差分値ΔＢｖ１および露出値ＳｃａｎＢｖ１を用いて、次の式で算出される。
【００３８】
Ｂｖ＝ＳｃａｎＢｖ１＋ΔＢｖ１
このように、１つ目（１回目）の露出値で撮影した画像データのブロックの中で、白飛び又は黒潰れしているブロック数の割合（Ｒａｔｉｏ）が０であるか、または非常に小さい場合は、１つ目の露出値で撮影した画像データから求めたΔＢｖの値が正確である可能性が高い。そのため、上述した実施形態のように、２個の露出値からの情報をミックスして使う必要が無いと考えられる。これによって２つ目以降（２回目以降）の画像を撮影する必要が無くなり、測光時間の短縮につながる効果がある。
【００３９】
また、白飛び又は黒潰れしているブロック数の割合（Ｒａｔｉｏ）が所定値以上である画像データの露出値は、本露光時の露出値の算出に用いないようにしてもよい。これにより、本露光時の露出値の算出誤差を低減することができる。
【００４０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００４１】
（その他の実施形態）
また本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。
【符号の説明】
【００４２】
１００：撮像装置、１０１：撮影光学系、１０３：撮像素子、１０５：Ａ／Ｄ変換器、１０８：信号処理回路、１１４：システム制御部
【図１】
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【図２】
2020088802.tif 000004