(57)【要約】【課題】  入力画像全体のフレームレートを維持したまま、各部分領域の画像の露出を良好にできるようにした撮像装置、その撮像方法及びプログラムを提供する。【解決手段】  撮像素子を有する撮像装置は、撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出し、入力画像に対して複数の部分領域を設定し、当該設定された部分領域各々における露光状態を検出し、入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御するとともに、入力画像全体の露光状態の検出結果と部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により入力画像の明るさを制御する。【選択図】  図１
2010028319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子を有する撮像装置であって、
前記撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出する第１の検出手段と、
前記入力画像に対して複数の部分領域を設定する設定手段と、
前記設定手段により設定された部分領域各々における露光状態を検出する第２の検出手段と、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御する絞り制御手段と、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により前記入力画像の明るさを制御する明るさ制御手段と
を具備することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記絞り制御手段は、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々における露光状態の検出結果とに基づいて前記絞りを制御し、
前記明るさ制御手段は、
前記絞り制御手段による絞り制御の結果に基づいて前記入力画像の明るさを制御する
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記絞り制御手段は、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々の露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の複数の差分値が、予め決められた閾値の範囲内に収まるように前記絞りを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記部分領域各々は、異なるシャッター時間で撮像され、
前記絞り制御手段は、
前記露光状態検出値の複数の差分値のいくつかが前記閾値の範囲外にある場合、該閾値の範囲外にある差分値のうち最も長いシャッター時間で撮像された部分領域に基づいて求めらた差分値を、それ以外の部分領域に基づいて求められた差分値よりも優先させて小さくするように前記絞りを制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記絞り制御手段は、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々の露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の複数の差分値の絶対値の合計を小さくするように前記絞りを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記絞り制御手段は、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々の露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の複数の差分値の最大値と最小値との中間値に応じて前記絞りを制御する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記明るさ制御手段は、
ゲインの調整、電子シャッターの速度、の少なくともいずれかを制御することにより前記入力画像の明るさを制御する
ことを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記明るさ制御手段は、
予め決められた所定の値を限度として前記入力画像の明るさを制御する
ことを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮像素子を有する撮像装置の撮像方法であって、
前記撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出する第１の検出工程と、
前記入力画像に対して設定された部分領域各々における露光状態を検出する第２の検出工程と、
前記第１の検出工程における入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御する絞り制御工程と、
前記第１の検出工程での入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出工程での部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により前記入力画像の明るさを制御する明るさ制御工程と
を含むことを特徴とする撮像装置の撮像方法。
【請求項１０】
撮像素子を有する撮像装置に内蔵されたコンピュータを、
前記撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出する第１の検出手段、
前記入力画像に対して複数の部分領域を設定する設定手段、
前記設定手段により設定された部分領域各々における露光状態を検出する第２の検出手段、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御する絞り制御手段、
前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により前記入力画像の明るさを制御する明るさ制御手段
として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像素子を有する撮像装置、その撮像方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子を備えた撮像装置が知られている。このような撮像装置においては、同一画像から複数の領域を切り出して、その領域毎に輝度補正などの処理を施した後、一枚の画像に合成することで、画像全体と切り出し画像の各々とで適正な露出の画像を得る技術が提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
また、分割画像毎の測光値に対して重み付け平均処理を施して画像全体の測光値を導出することで、画像全体の露出を得る技術が提案されている（特許文献２参照）。また、画像内における所定レベル以上の信号に対してレベル抑圧を施すことで、部分領域においても適正な露出の画像を得る技術が提案されている（特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２００５−１４２６８０号公報
【特許文献２】特開２００２−３２０１３７号公報
【特許文献３】特開昭６０−２４２７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上述した技術には、種々の課題がある。例えば、特許文献１に記載された技術では、切り出しや合成処理などに負荷がかかるため、リアルタイムでの処理が困難になる。また仮に、リアルタイム処理が行なえたとしても、処理負荷が膨大となる。また、特許文献２に記載された技術では、画像全体に対する露出値のみが得られ、部分画像では最適な画像が得られない。更に、特許文献３に記載された技術では、指定した部分領域毎に適正な露出の画像を得ることはできない。
【０００５】
そこで、本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、入力画像全体のフレームレートを維持したまま、各部分領域の画像の露出を良好にできるようにした撮像装置、その撮像方法及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様は、撮像素子を有する撮像装置であって、前記撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出する第１の検出手段と、前記入力画像に対して複数の部分領域を設定する設定手段と、前記設定手段により設定された部分領域各々における露光状態を検出する第２の検出手段と、前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御する絞り制御手段と、前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により前記入力画像の明るさを制御する明るさ制御手段とを具備することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一態様は、撮像素子を有する撮像装置の撮像方法であって、前記撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出する第１の検出工程と、前記入力画像に対して設定された部分領域各々における露光状態を検出する第２の検出工程と、前記第１の検出工程における入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御する絞り制御工程と、前記第１の検出工程での入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出工程での部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により前記入力画像の明るさを制御する明るさ制御工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様によるプログラムは、撮像素子を有する撮像装置に内蔵されたコンピュータを、前記撮像素子を介して入力される入力画像全体の露光状態を検出する第１の検出手段、前記入力画像に対して複数の部分領域を設定する設定手段、前記設定手段により設定された部分領域各々における露光状態を検出する第２の検出手段、前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果に基づいて機械的制御により絞りを制御する絞り制御手段、前記第１の検出手段による入力画像全体の露光状態の検出結果と前記第２の検出手段による部分領域各々における露光状態の検出結果とから求められる露光状態検出値の差分に基づいて電子的制御により前記入力画像の明るさを制御する明るさ制御手段として機能させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、入力画像全体のフレームレートを維持したまま、各部分領域の画像の露出を良好にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明に係わる撮像装置、その撮像方法及びプログラムの一実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
（実施形態１）
図１は、本実施形態に係わる撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【００１２】
１０１は、レンズであり、１０２は、メカ的に制御（機械的制御）される絞り部である。１０３は、撮像素子であり、例えば、ＣＭＯＳ（Complimentary Metal Oxide Semiconductor）センサなどで構成される。
【００１３】
１０４は、撮像素子１０３からの信号を処理し画像信号（入力画像）として出力するＣＤＳ（Correllated Double Sampling：相関二重サンプリング）である。１０５は、絞り部１０２を制御する絞りモータであり、１０６は、絞りモータ１０５を駆動制御する絞りモータ駆動部であり、１０７は、撮像素子１０３のタイミング制御を行なうＴＧ（Timing Generator）である。
【００１４】
１０８は、電子シャッターの速度を制御するシャッター速度制御部である。シャッター速度の制御は、ＴＧ１０７を制御することで行なわれる。なお、電子シャッターは、撮像素子１０３が光を取り込む時間を調整する機能を果たす。１０９は、入力画像全体の露光状態を検出（第１の検出）する第１の露光状態検出部であり、１１０は、画像内における部分領域の露光状態を検出（第２の検出）する第２の露光状態検出部である。１１１は、入力画像を分割し一つ以上の部分領域を入力画像に対して設定する領域設定部である。１１２は、画像信号に対してゲイン調整を行なうゲイン調整部であり、１１３は、各種撮像処理を行なう撮像処理部である。
【００１５】
ここで、撮像装置１０における画像信号の出力処理の手順について説明する。
【００１６】
撮像装置１０は、まず、レンズ１０１を介して被写体を撮像する。すると、レンズ１０１及び絞り部１０２を通して光が入射し、その被写体光が撮像素子１０３上に結像する。結像した被写体光は、撮像素子１０３により電気信号として出力され、ＣＤＳ１０４に入力される。その後、この電気信号は、ゲイン調整部１１２及び撮像処理部１１３を経て画像信号として出力される。
【００１７】
また、撮像装置１０は、領域設定部１１１において、部分領域読出し、或いは間引き読出し（以下、全画素領域読出しと呼ぶ）が設定されている場合、その設定情報をシャッター速度制御部１０８へ送る。このとき、撮像装置１０は、ＴＧ１０７を介して撮像素子１０３を制御し、設定領域の信号のみを出力する。撮像装置１０では、以上の処理を一定時間毎に繰り返し行なう。これにより、動画像を生成する。なお、本実施形態においては、図２に示すように、間引き読出し、複数の部分領域（領域Ａ、Ｂ）読出しを繰り返して行なう場合を例に挙げて説明する。
【００１８】
以上が、撮像装置１０の構成の一例についての説明である。なお、撮像装置１０には、１又は複数のコンピュータが組み込まれている。コンピュータには、ＣＰＵ等の主制御手段、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の記憶手段が具備される。また、コンピュータにはその他、操作ボタンやディスプレイ又はタッチパネル等の入出力手段、ネットワークカード等の通信部手段、等も具備される。なお、これら各構成手段は、バス等により接続され、主制御手段が記憶手段に記憶されたプログラムを実行することで制御される。
【００１９】
図３は、図１に示す撮像装置１０における動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【００２０】
撮像装置１０は、全画素領域（入力画像全体）に対する処理と、部分領域に対する処理とをブランキング期間を挟みながら繰り返し行なう。図中の点線は、制御に用いる値の関係を示している。この場合、全画素領域の測光期間において算出された測光値を、次回の絞り制御に用いる旨が示されている。
【００２１】
ここで、図４、図５を用いて、図１に示す撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例について説明する。
【００２２】
まず、図４を用いて、絞り制御動作の処理の流れについて説明する。この処理は、例えば、図３のタイミングチャートに示す全画素領域期間中に行なわれる。
【００２３】
レンズ１０１及び絞り部１０２を通して入射した被写体光に基づく電気信号が撮像素子１０３から出力され、ＣＤＳ１０４に入力される。そして、入力された電気信号に基づく出力信号がＣＤＳ１０４から出力されると、この処理は開始する。なお、ＣＤＳ１０４からの出力信号は、ゲイン調整部１１２及び第１の露光状態検出部１０９に入力される。
【００２４】
この処理が開始すると、第１の露光状態検出部１０９は、まず、入力信号を適宜積算し、全画素領域における測光値（露光状態検出値）を算出する（ステップＳ４０１）。測光値の算出には、公知の方法を用いればよいので、その説明については省略する。算出された測光値は、絞りモータ駆動部１０６に通知される（ステップＳ４０２）。
【００２５】
これを受けた絞りモータ駆動部１０６は、測光値を記憶手段（不図示）に記憶するとともに、その測光値と既に記憶済みの前回の測光値とを比較する（ステップＳ４０３）。そして、今回と前回との測光値の差異を比較する。この結果、両者の差が予め決められた所定の値以上であれば（ステップＳ４０４でＹＥＳ）、絞りモータ駆動部１０６は、部分領域読出し後のブランキング期間まで待機する（ステップＳ４０５でＮＯ）。ブランキング期間になると（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、絞り制御を行なう。すなわち、ブランキング期間になると、絞りモータ駆動部１０６は、算出された測光値に応じて適正な露光状態となるように絞りモータ１０５を制御し、絞り部１０２を移動させる（ステップＳ４０６）。これにより、露光状態が修正される。
【００２６】
また、ステップＳ４０４において、今回と前回との測光値の差異が予め決められた所定の値よりも小さかった場合には（ステップＳ４０４でＮＯ）、絞りモータ制御は行わず、この処理を終了する。
【００２７】
次に、図５を用いて、画像の明るさ制御動作の処理の流れについて説明する。この処理は、例えば、図３のタイミングチャートに示す部分領域期間中に行なわれる。
【００２８】
レンズ１０１及び絞り部１０２を通して入射した被写体光に基づく電気信号が撮像素子１０３から出力され、ＣＤＳ１０４に入力される。そして、入力された電気信号に基づく出力信号がＣＤＳ１０４から出力されると、この処理は開始する。なお、ＣＤＳ１０４からの出力信号は、ゲイン調整部１１２及び第２の露光状態検出部１１０に入力される。
【００２９】
この処理が開始すると、第２の露光状態検出部１１０は、まず、領域設定部１１１により設定された部分領域毎に入力信号を適宜積算する。そして、部分領域毎の露光状態の検出結果として当該部分領域毎の測光値（露光状態検出値）を算出する（ステップＳ５０１）。その後、第２の露光状態検出部１１０は、第１の露光状態検出部１０９での測光値を参照し、その測光値との差分値を算出する（ステップＳ５０２）。そして、その差分値を記憶手段（不図示）に記憶する（ステップＳ５０３）。この測光値は、部分領域毎に記憶する。更に、第２の露光状態検出部１１０は、各部分領域における次の画像読出しタイミングに合わせて（ステップＳ５０４でＹＥＳ）、シャッター速度制御部１０８、ゲイン調整部１１２の少なくともいずれかを制御する（ステップＳ５０５）。このような電子的制御（シャッター速度やゲイン調整等）により、画像の明るさが調整される。
【００３０】
なお、第２の露光状態検出部１１０では、ステップＳ５０２で算出した差分値が、記憶手段（不図示）に記憶されている閾値に達していなければ、差分値に比例してステップＳ５０５における画像の明るさ調整を行なう。一方、閾値を超えている場合は、比例して明るさ調整を行なうのではなく、調整の限度を設け、ある一定までの調整しか行なわない。これは、電子的な調整による画質劣化を防止するためである。このことについて、図６を用いて詳しく説明する。図６には、差分値と露出調整値の関係の一例が示される。図６において、差分値が−方向の閾値Ａ、＋方向の閾値Ｂに達していない場合、すなわち、差分値が両閾値の範囲内にある場合には、差分値に比例して露出調整値の調整が行なわれる。また、閾値Ａ以下或いは閾値Ｂ以上になった場合は、閾値Ａに対応する調整限度値Ａ、閾値Ｂに対応する調整限度値Ｂに相当する分の調整が行なわれる。
【００３１】
以上のように実施形態１によれば、従来と同等のフレームレートを保ったまま、各部分領域の画像の露出を良好にできるとともに、また、画質劣化を防止できる。
【００３２】
（実施形態２）
次に、実施形態２について説明する。実施形態１では、絞りモータ駆動部１０６による絞り制御は、第１の露光状態検出部１０９における測光値のみに基づいて行なっていた。これに対して実施形態２では、第２の露光状態検出部１１０における算出値（差分値）をフィードバックして絞り制御を行なう場合について説明する。なお、実施形態２においては、説明の重複を防ぐため、実施形態１との相違点を重点的に説明し、同一部分の説明については省略する場合もある。
【００３３】
図７は、実施形態２に係わる撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【００３４】
ここで、実施形態１を説明した図１との相違点としては、絞りモータ駆動部１０６と第２の露光状態検出部１１０との間で情報の授受を行なう点であり、そのことを示す実線が追加されている。この情報の授受により、絞りモータ駆動部１０６においては、第２の露光状態検出部１１０における算出値（差分値）をフィードバックして絞り制御を行なうことになる。
【００３５】
ここで、実施形態２に係わる撮像装置１０における動作タイミングを図８に示す。実施形態１を説明した図３のタイミングチャートとの相違点としては、絞り制御に差分値を用いることを示す点線が追加されている点である。
【００３６】
次に、図９、図１０を用いて、実施形態２に係わる露出制御動作の処理の流れの一例について説明する。
【００３７】
まず、図９を用いて、絞り制御動作の処理の流れについて説明する。
【００３８】
撮像装置１０は、まず、第１の露光状態検出部１０９において、全画素領域の測光値を算出する（ステップＳ９０１）。算出した測光値は、絞りモータ駆動部１０６へ通知される。絞りモータ駆動部１０６では、通知された測光値を記憶手段（不図示）に記憶する（ステップＳ９０２）。
【００３９】
次に、撮像装置１０は、第２の露光状態検出部１１０において、部分領域毎の測光値を算出する（ステップＳ９０３）。その後、第２の露光状態検出部１１０は、第１の露光状態検出部１０９での測光値を参照し、その測光値との差分値を算出する（ステップＳ９０４）。第２の露光状態検出部１１０は、この算出した差分値を記憶手段（不図示）に記憶するとともに、絞りモータ駆動部１０６へ通知する（ステップＳ９０５）。第２の露光状態検出部１１０では、全ての部分領域に対して上記算出処理が完了するまで、ステップＳ９０３からステップＳ９０５までの処理を繰り返し行なう（ステップＳ９０６でＮＯ）。
【００４０】
全ての部分領域に対して上記算出処理が完了すると（ステップＳ９０６でＹＥＳ）、絞りモータ駆動部１０６は、記憶手段（不図示）に記憶された全ての差分値が、予め決められた閾値の範囲内にあるか否かを判定する。一つでも閾値を超えていた場合には（ステップＳ９０７でＮＯ）、全画素領域に対する露出調整値を算出する（ステップＳ９０８）。なお、この露出調整値は、差分値全てを閾値の範囲内に収める役割を果たすものである。
【００４１】
次に、絞りモータ駆動部１０６は、ステップＳ９０１で算出された全画素領域の測光値と当該算出した露出調整値とを加算し（ステップＳ９０９）、それを新たな測光値として記憶手段（不図示）に記憶する。更に、絞りモータ駆動部１０６は、この算出された今回の測光値と既に記憶済みの前回の測光値とを比較する（ステップＳ９１０）。ここで、両者の差が予め決められた所定の値以上であれば（ステップＳ９１１でＹＥＳ）、絞りモータ駆動部１０６は、部分領域読出し後のブランキング期間まで待機する（ステップＳ９１２）。ブランキング期間になると、絞り制御を行なう。すなわち、ブランキング期間になると、絞りモータ駆動部１０６は、算出された測光値に応じて適正な露光状態となるように絞りモータ１０５を制御し、絞り部１０２を移動させる（ステップＳ９１３）。これにより、露光状態が修正される。例えば、ステップＳ９０７における判定結果により、−側に閾値を超えていた差分値があった場合は、絞りを＋方向へ制御し、＋側に超えていた差分値があった場合は、絞りを−方向へ制御する。
【００４２】
また、ステップＳ９１１において、今回と前回との測光値の差異が予め決められた所定の値よりも少なかった場合には（ステップＳ９１１でＮＯ）、絞りモータ制御は行わず、この処理を終了する。
【００４３】
次に、図１０を用いて、画像の明るさ制御動作の処理の流れについて説明する。ここで、実施形態２に係わる画像の明るさ制御は、全画素領域と部分領域各々との両方に対して行なうことになる。すなわち、全画素領域については、上述した露出調整値分の調整が必要となる。なお、各部分領域に対する処理については、実施形態１を説明した図５と同様の処理になる。そのため、ここでは、全画素領域に対してなされる処理についてのみ説明する。
【００４４】
この処理は、全画素領域の読出しとなれば（ステップＳ１００１でＹＥＳ）、開始される。この処理が開始すると、第２の露光状態検出部１１０は、絞りモータ駆動部１０６による絞り制御に際して露出調整値による調整が行なわれたか否かを判定する。調整が行なわれた場合（ステップＳ１００２でＹＥＳ）、第２の露光状態検出部１１０は、その調整値分をキャンセルすべくシャッター速度制御部１０８、ゲイン調整部１１２の少なくともいずれかを制御し、露出を調整する（ステップＳ１００３）。一方、調整が行なわれていない場合は（ステップＳ１００２でＮＯ）、そのままこの処理を終了する。
【００４５】
図１１には、実施形態２に係わる露出制御の概要の一例が示される。
【００４６】
ここで、図１１（ａ）は、絞り制御を行なう前の（全体画素領域からの）差分値を示している。この場合、領域Ａにおける差分値は閾値Ａ内に収まっているが、領域Ｂにおける差分値は閾値Ｂを超えてしまっている。また、図１１（ｂ）は、絞り制御を行なった後の差分値を示している。この場合、全画素領域の露出値を＋方向へ制御した結果、領域Ｂにおける差分値が閾値Ｂ内に収まっている。
【００４７】
以上のように実施形態２によれば、全体領域の測光値と各部分領域の測光値との差分を求め、いずれかの差分値が閾値を超えた場合には、全画素領域の露出を補正する。これにより、実施形態１同様に、画質の劣化を防止しつつ、かつ最適な露出の画像を得ることができる。
【００４８】
（実施形態３）
次に、実施形態３について説明する。実施形態２では、第２の露光状態検出部１０９により算出された差分値が閾値を超えていた場合に、その差分値を閾値内に収めるように露出調整値を算出していたが、これ以外の方法を採ってもよい。実施形態３では、実施形態２の変形例として、複数の部分領域に対して算出された差分値の絶対値の合計を最小とするような露出調整値を算出する場合について説明する。
【００４９】
ここで、図１２を用いて、実施形態３に係わる露出制御動作の処理の流れの一例について説明する。なお、ステップＳ９０１〜ステップＳ９０６までの処理は、実施形態２を説明した図９と同様であるため、その説明については省略し、ここでは、ステップＳ１２０１以降の処理について説明する。
【００５０】
ステップＳ９０６までの処理により、全画素領域に対する測光値、各部分領域の差分値とが算出されると、絞りモータ駆動部１０６は、露出調整値を算出する（ステップＳ１２０１）。この算出により、部分領域各々で算出された差分値の絶対値の合計を最小（小さく）にできる露出調整値が求められる。例えば、図１３（ａ）に示すような部分領域の差分値が得られたとする。同図では、部分領域Ａ、Ｂ、Ｃに対する差分値が各々−０．３、＋０．３、＋０．７となっており、差分値の絶対値の合計は、｜−０．３｜＋｜＋０．３｜＋｜＋０．７｜＝１．３となる。この差分値の絶対値の合計を最小にするには、図１３（ｂ）に示すように全画素領域に対する露出値を＋０．３ずらせばよい。すると、差分値の絶対値の合計は、｜−０．６｜＋｜０．０｜＋｜＋０．４｜＝１．０となる。すなわち、この場合における調整値は、＋０．３となる。
【００５１】
次に、絞りモータ駆動部１０６は、ステップＳ９０２で算出された測光値と露出調整値とを加算した値が予め決められた所定の範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１２０２）。所定の範囲内であった場合は（ステップＳ１２０２でＹＥＳ）、ステップＳ９０２で算出された測光値とステップ１２０１で算出された露出調整値とを加算し、それを新たな測光値とする（ステップＳ１２０３）。また、所定の範囲外、すなわち、所定の範囲を超えていた場合は（ステップＳ１２０２でＮＯ）、ステップＳ９０２で算出された測光値と所定の値とを加算し、それを新たな測光値とする（ステップＳ１２０４）。このステップＳ１２０２〜ステップＳ１２０４までの処理は、全画素領域に対する画像の明るさ調整動作で一定以上の調整が行われ、画質が劣化するのを防止するために行なう。なお、次ステップステップＳ９１０以降の処理は、実施形態２と同様であるので、その説明については省略する。また、画像の明るさ制御動作についても実施形態２と同様であるので、その説明については省略する。
【００５２】
以上のように実施形態３によれば、（複数の部分領域に対して算出された全画素領域との測光値の）差分値の絶対値の合計を最小とするような露出調整値を求め、その調整値を用いて実施形態２同様の制御を行なう。これにより、実施形態２同様に、画質の劣化を防止しつつ、かつ最適な露出の画像を得ることができる。
【００５３】
（実施形態４）
次に、実施形態４について説明する。実施形態４では、実施形態２の変形例として、複数の部分領域に対して算出された差分値の２つの値（本実施形態においては最大値、最小値とする）の中間値を露出調整値として算出する場合について説明する。
【００５４】
ここで、図１４を用いて、実施形態４に係わる絞り制御動作の処理の流れの一例について説明する。なお、ステップＳ１４０１以外の処理は、実施形態３を説明した図１３と同様であるため、その説明については省略し、ここでは、ステップＳ１４０１の処理について説明する。
【００５５】
ステップＳ１４０１の処理では、差分値の最大値と最小値の中間点となる値を露出調整値として算出する。すなわち、全画素領域の測光値と各部分領域の測光値との差分から求められる複数の差分値の最小値と最大値との中間値を求める。
【００５６】
図１５には、実施形態４に係わる露出制御の概要の一例が示される。
【００５７】
ここで、図１５（ａ）は、絞り制御を行なう前の（全体画素領域からの）差分値を示している。領域Ａ、Ｂ、Ｃに対する差分値各々は、−０．３、＋０．３、＋０．７である。このとき、差分値の最大値と最小値との中間値は、｛（＋０．７）−（−０．３）｝＝１．０となる。従って、その中間値は、１．０／２＝０．５となり、（−０．３）＋（＋０．５）から露出調整値は、＋０．２となる。図１５（ａ）から＋方向に０．２ずらすことで、図１５（ｂ）のようになる。
【００５８】
以上のように実施形態４によれば、画像の明るさを調整する露出調整値を小さな値にできる。これにより、実施形態２同様に、画質の劣化を防止しつつ、かつ最適な露出の画像を得ることができる。
【００５９】
（実施形態５）
次に、実施形態５について説明する。実施形態１〜４では、複数の部分領域に対して算出された差分値に着目して露出制御を行なっていたが、実施形態５では、この差分値に加えて、部分領域における電子シャッター速度にも着目して制御を行なう場合について説明する。
【００６０】
図１６は、実施形態５に係わる撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【００６１】
ここで、実施形態２を説明した図７との相違点としては、絞りモータ駆動部１０６とシャッター速度制御部１０８との間で情報の授受を行なう点であり、そのことを示す実線が追加されている。この情報の授受により、絞りモータ駆動部１０６においては、電子シャッター速度を考慮して絞り制御を行なうことになる。
【００６２】
次に、図１７を用いて、実施形態５に係わる露出制御動作の処理の流れの一例について説明する。なお、ステップＳ１７０１〜ステップＳ１７０３以外の処理は、実施形態２を説明した図９と同様であるため、その説明については省略し、ここでは、ステップＳ１７０１〜ステップＳ１７０３の処理について説明する。
【００６３】
ステップＳ９０７において、全画素領域の測光値と複数の部分領域の測光値との差分値が、予め決められた閾値の範囲内にあるか否かの判定が行なわれる。この結果、一つでも閾値を超えていた場合（ステップＳ９０７でＮＯ）、絞りモータ駆動部１０６は、閾値を超えた差分値が、＋側と−側の両方で存在するか否かを判定する。存在していれば（ステップＳ１７０１でＹＥＳ）、長秒時側に対して露出調整値を算出し（ステップＳ１７０２）、短秒時側に対しては調整後においても閾値以内に収まるようなシャッター速度を算出する（ステップＳ１７０３）。一方、＋側と−側の両方で存在しなければ（ステップＳ１７０１でＮＯ）、実施形態２を説明した図７のステップＳ９０８と同様にして露出調整値を算出する。なお、長秒時側の領域は、一方の領域よりも長いシャッター時間で撮像された領域を指し、短秒時側の領域は、一方の領域よりも短いシャッター時間で撮像された領域を指す。また、ステップＳ１７０３で算出したシャッター速度は、部分領域読出し行なう画像に対する明るさ制御動作時（図５参照）に使用される。
【００６４】
図１８には、実施形態５に係わる露出制御の概要の一例が示される。
【００６５】
ここで、図１８（ａ）は、絞り制御を行なう前の（全体画素領域からの）差分値及びシャッター速度が示される。この場合、領域Ａ、Ｂでともに閾値を超えている。領域Ａ、Ｂに対するシャッター速度は各々１／３０、１／１００である。ここで、長秒時側である領域Ａを優先して全画素領域の露出を＋側へ調整する。このとき、領域Ｂはシャッター速度を変えなければ、閾値外のままとなるが、図１８（ｂ）に示すように、シャッター速度を１／２５０と短くすることで閾値内に収めることができる。
【００６６】
以上のように実施形態５によれば、複数の部分領域に対して算出された全画素領域との測光値の差分値が＋、−の両方で閾値を超えていた場合にも対応することができる。これにより、上述した実施形態同様に、画質の劣化を防止しつつ、かつ最適な露出の画像を得ることができる。
【００６７】
以上が本発明の代表的な実施形態の一例であるが、本発明は、上記及び図面に示す実施形態に限定することなく、その要旨を変更しない範囲内で適宜変形して実施できるものである。例えば、実施形態１〜実施形態５の一部若しくはその全てを組み合わせて実施してもよい。
【００６８】
なお、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラム若しくは記録媒体等としての実施態様を採ることもできる。具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用してもよいし、また、一つの機器からなる装置に適用してもよい。
【００６９】
また、本発明は、ソフトウェアのプログラムをシステム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置に内蔵されたコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することにより実施形態の機能が達成される場合をも含む。この場合、供給されるプログラムは実施形態で図に示したフローチャートに対応したコンピュータプログラムである。
【００７０】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳ（Operating System）に供給するスクリプトデータ等の形態であってもよい。
【００７１】
コンピュータプログラムを供給するためのコンピュータ読み取り可能な記録媒体としては以下が挙げられる。例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などである。
【００７２】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることが挙げられる。この場合、ダウンロードされるプログラムは、圧縮され自動インストール機能を含むファイルであってもよい。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。
【００７３】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に格納してユーザに配布するという形態をとることもできる。この場合、所定の条件をクリアしたユーザに、インターネットを介してホームページから暗号を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用して暗号化されたプログラムを実行し、プログラムをコンピュータにインストールさせるようにもできる。
【００７４】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどとの協働で実施形態の機能が実現されてもよい。この場合、ＯＳなどが、実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される。
【００７５】
更に、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれて前述の実施形態の機能の一部或いは全てが実現されてもよい。この場合、機能拡張ボードや機能拡張ユニットにプログラムが書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ（Central Processing Unit）などが実際の処理の一部又は全部を行なう。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本実施形態に係わる撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す撮像装置１０における画像読出し動作の一例を示す図である。
【図３】図１に示す撮像装置１０における動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図４】図１に示す撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示す第１のフローチャートである。
【図５】図１に示す撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示す第２のフローチャートである。
【図６】図１に示す撮像装置１０における露出制御の概要の一例を示す図である。
【図７】実施形態２に係わる撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【図８】実施形態２に係わる撮像装置１０における動作タイミングの一例を示すタイミングチャートである。
【図９】実施形態２に係わる撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示す第１のフローチャートである。
【図１０】実施形態２に係わる撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示す第２のフローチャートである。
【図１１】実施形態２に係わる露出制御の概要の一例を示す図である。
【図１２】実施形態３に係わる撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態３に係わる露出制御の概要の一例を示す図である。
【図１４】実施形態４に係わる撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１５】実施形態４に係わる露出制御の概要の一例を示す図である。
【図１６】実施形態５に係わる撮像装置１０の構成の一例を示す図である。
【図１７】実施形態５に係わる撮像装置１０における露出制御動作の処理の流れの一例を示すフローチャートである。
【図１８】実施形態５に係わる露出制御の概要の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１０    撮像装置
１０１    レンズ
１０２    絞り部
１０３    撮像素子
１０４    ＣＤＳ
１０５    絞りモータ
１０６    絞りモータ駆動部
１０７    ＴＧ
１０８    シャッター速度制御部
１０９    第１の露光状態検出部
１１０    第２の露光状態検出部
１１１    領域設定部
１１２    ゲイン調整部
１１３    撮像処理部
【図１】
2010028319.tif 000003
【図２】
2010028319.tif 000004
【図３】
2010028319.tif 000005
【図４】
2010028319.tif 000006
【図５】
2010028319.tif 000007
【図６】
2010028319.tif 000008
【図７】
2010028319.tif 000009
【図８】
2010028319.tif 000010
【図９】
2010028319.tif 000011
【図１０】
2010028319.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
2010028319.tif 000014
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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