(57)【要約】【課題】適正露出への十分な露出制御と、撮像画像の明るさの不自然な変化の抑制とにより、見易い画像が得られるカメラモジュールを提供すること。【解決手段】実施形態によれば、カメラモジュール２は、露出制御部であるＡＥ制御部２１を有する。露出制御部は、第１の露出制御により露出エラーがコアリング範囲の内へ到達したとき、露出制御を、第１の露出制御から第２の露出制御へと切り換える。露出エラーは、露出目標値２２に対する露出評価値の偏差を表す。第２の露出制御では、第１の露出制御のときより露出変化量を減少させる。露出制御部は、第２の露出制御により露出エラーがゼロレベルに到達したとき、露出制御を停止させる。【選択図】図１
2014022828.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像の撮像により取得された画像信号を使用する光量測定を実施し、前記光量測定の結果である露出評価値を生成する露出評価値生成部と、
適正露出とする露出目標値に対する前記露出評価値の偏差を表す露出エラーを算出する露出エラー算出部と、
前記露出エラーに応じた露出変化量での露出制御を実施する露出制御部と、を有し、
前記露出制御部は、前記露出エラーをゼロレベルへ収束させるための前記露出制御を、前記露出変化量を前記露出エラーに比例させる比例制御である第１の露出制御と、前記露出変化量を前記第１の露出制御のときより減少させかつ一定とした第２の露出制御と、に切り換え可能とし、
前記露出エラー算出部で算出された前記露出エラーが、前記ゼロレベルを含めて設定されたコアリング範囲から外れているときの前記露出制御を、前記第１の露出制御とし、
前記第１の露出制御により前記露出エラーが前記コアリング範囲の内へ到達したとき、前記露出制御を、前記第１の露出制御から前記第２の露出制御へと切り換え、
前記第２の露出制御により前記露出エラーが前記ゼロレベルに到達したときから、前記露出エラーが前記コアリング範囲から外れるまで、前記露出制御を停止させることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項２】
被写体像の撮像により取得された画像信号を使用する光量測定を実施し、前記光量測定の結果である露出評価値を生成する露出評価値生成部と、
適正露出とする露出目標値に対する前記露出評価値の偏差を表す露出エラーを算出する露出エラー算出部と、
前記露出エラーに応じた露出変化量での露出制御を実施する露出制御部と、を有し、
前記露出制御部は、前記露出エラーをゼロレベルへ収束させるための前記露出制御を、第１の露出制御と、前記第１の露出制御のときより前記露出変化量を減少させた第２の露出制御と、に切り換え可能とし、
前記露出エラー算出部で算出された前記露出エラーが、前記ゼロレベルを含めて設定されたコアリング範囲から外れているときの前記露出制御を、前記第１の露出制御とし、
前記第１の露出制御により前記露出エラーが前記コアリング範囲の内へ到達したとき、前記露出制御を、前記第１の露出制御から前記第２の露出制御へと切り換え、
前記第２の露出制御により前記露出エラーが前記ゼロレベルに到達したとき、前記露出制御を停止させることを特徴とするカメラモジュール。
【請求項３】
前記露出制御部は、前記第２の露出制御により前記露出エラーが前記ゼロレベルに到達したときから、前記露出エラーが前記コアリング範囲から外れるまで、前記露出制御を停止させることを特徴とする請求項２に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記露出制御部は、前記第１の露出制御として、前記露出変化量を前記露出エラーに比例させる比例制御を実施し、かつ前記第２の露出制御にて前記露出変化量を一定とすることを特徴とする請求項２または３に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記露出制御部は、前記第１の露出制御として、前記露出エラーに対し前記露出変化量を第１のゲインで連動させる比例制御を実施し、かつ前記第２の露出制御として、前記露出エラーに対し前記露出変化量を前記第１のゲインより低い第２のゲインで連動させる比例制御を実施することを特徴とする請求項２または３に記載のカメラモジュール。
【請求項６】
前記露出制御部は、露出過度のときの前記第２の露出制御では、前記露出エラーを収束させる照準を前記ゼロレベルより低いレベルに設定し、露出不足のときの前記第２の露出制御では、前記照準を前記ゼロレベルより高いレベルに設定することを特徴とする請求項５に記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、カメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラモジュールの機能の一つとして、被写体や背景の明るさに合わせて露出を自動で決定する自動露出（ＡＥ）機能が知られている。例えば、ＡＥ制御の手法の一つである第１の手法として、露出の比例制御により適正露出への調整を実施し、適正露出への調整がなされてからも比例制御を継続するものがある。ＡＥ制御のこの他の手法の一つである第２の手法として、適正露出に近い状態となったことを検知すると露出制御を停止させ、適正露出から大きく逸れたときに露出制御を再開するものがある。
【０００３】
この第１の手法によると、露出変化が収束してからも、僅かな明るさ変化に追従して露出制御がなされ、撮像画像の明るさの増減が繰り返されることとなる。画像に大きな変化が無い場合であっても絶えず画面の明るさが変化することで、観察者に不快感を与えることがあり得る。この第２の手法によると、露出制御を停止させる時点の露出値が適正露出に対し一定値分ずれているために、適正露出に到達しないままの状態が続くこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５１２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一つの実施形態は、適正露出への十分な露出制御と、撮像画像の明るさの不自然な変化の抑制とにより、見易い画像が得られるカメラモジュール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】
本発明の一つの実施形態によれば、カメラモジュールは、露出評価値生成部、露出エラー算出部及び露出制御部を有する。露出評価値生成部は、被写体像の撮像により取得された画像信号を使用する光量測定を実施する。露出評価値生成部は、露出評価値を生成する。露出評価値は、光量測定の結果である。露出エラー算出部は、露出エラーを算出する。露出エラーは、適正露出とする露出目標値に対する露出評価値の偏差を表す。露出制御部は、露出エラーに応じた露出変化量での露出制御を実施する。露出制御部は、露出エラーをゼロレベルへ収束させるための露出制御を、第１の露出制御と第２の露出制御とに切り換え可能とする。第１の露出制御は、露出変化量を露出エラーに比例させる比例制御である。第２の露出制御では、露出変化量を第１の露出制御のときより減少させかつ一定とする。露出制御部は、露出エラー算出部で算出された露出エラーがコアリング範囲から外れているときの露出制御を、第１の露出制御とする。コアリング範囲は、ゼロレベルを含めて設定されている。露出制御部は、第１の露出制御により露出エラーがコアリング範囲の内へ到達したとき、露出制御を、第１の露出制御から第２の露出制御へと切り換える。露出制御部は、第２の露出制御により露出エラーがゼロレベルに到達したときから、露出エラーがコアリング範囲から外れるまで、露出制御を停止させる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施形態にかかるカメラモジュールの概略構成を示すブロック図。
【図２】図１に示すカメラモジュールを備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図。
【図３】ＡＥ制御部による露出制御について説明するタイミング図。
【図４】露出制御部による露出制御の開始から停止までの手順を示すフローチャート。
【図５】図４に示す手順により露出制御を停止してから、露出制御を再開するまでの手順を示すフローチャート。
【図６】第２の実施形態にかかるカメラモジュールが備えるＡＥ制御部による露出制御について説明するタイミング図。
【図７】第２の実施形態の変形例における露出制御について説明する図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるカメラモジュールを詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態にかかるカメラモジュールの概略構成を示すブロック図である。図２は、図１に示すカメラモジュールを備えるデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。カメラモジュール２は、デジタルカメラ１以外には、例えばカメラ付き携帯端末等の電子機器で使用される。
【００１０】
デジタルカメラ１は、カメラモジュール２、記憶部３及び表示部４を有する。カメラモジュール２は、被写体像を撮像する。記憶部３は、カメラモジュール２により撮影された画像を格納する。表示部４は、カメラモジュール２により撮影された画像を表示する。表示部４は、例えば、液晶ディスプレイである。
【００１１】
カメラモジュール２は、被写体像の撮像により、記憶部３及び表示部４へ画像信号を出力する。記憶部３は、ユーザの操作等に応じて、表示部４へ画像信号を出力する。表示部４は、カメラモジュール２あるいは記憶部３から入力される画像信号に応じて、画像を表示する。
【００１２】
絞り５は、被写体から入射する光の量を、開閉駆動により調整する。アクチュエータドライバ８は、絞り５を開閉するボイスコイルモーター（図示省略）へ供給する電流を増減させ、絞り５の開度を調節する。撮像レンズ６は、被写体からの光を取り込み、撮像素子７の受光面上にて被写体像を結像させる。
【００１３】
撮像素子７は、二次元方向に配列されたフォトトランジスタと、フォトトランジスタに続けて配列された電荷伝送部と（いずれも図示省略）を有する。撮像素子７は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のカラーフィルタを通じて各フォトトランジスタへ入射した光を信号電荷に変換する。なお、カメラモジュール２は、ＣＭＯＳ（complementary  metal  oxide  semiconductor）イメージセンサ、ＣＣＤ（charge  coupled  device）のいずれを備えるものとしても良い。
【００１４】
撮像素子７は、タイミング発生器９からのタイミング信号により、フォトトランジスタの電荷蓄積のスイッチが画面上方から一列ずつ操作され、所定の露光時間における電荷蓄積を行う。撮像素子７は、電荷として蓄積した光電子を接合容量により電圧化し、アナログ画像信号とする。アナログバッファ１０は、アナログ画像信号を低インピーダンスに変換する。
【００１５】
アナログデジタル変換器（ＡＤＣ）１１は、被写体像の撮像により取得された画像信号をアナログ方式からデジタル方式へ変換する。ＡＤＣ１１は、ＡＤ変換における電圧感度を、外部制御により変更可能とする。ＡＤＣ１１は、光電子量に対するＡＤ変換出力のゲインを可変とする。ＡＤＣ１１は、入射光量に対し出力電荷が飽和するときの飽和電子量がＡＤ変換出力でのフルスケールとなるように、ゲインが調整される。
【００１６】
キズ補正部１２は、正常に機能していない画素によるデジタル画像信号の欠損部分（キズ）を、周辺画素のデータの補間により補正する。ノイズリダクション（ＮＲ）部１３は、ノイズを低減させるためのノイズキャンセル処理を実施する。ＮＲ部１３は、ノイズキャンセル処理により、１ラインごとのカットオフレベルのバラつきを抑制させる。シェーディング補正部１４は、画面周辺における明るさの低下を補正するためのシェーディング補正を実施する。
【００１７】
デジタルゲイン調整部１５は、デジタル画像信号へのゲインの乗算により、被写体像の明るさを調整する。かかるデジタルゲイン調整部１５における調整とＡＤＣ１１における感度変更とでは、ゲインを変化させるという効果において共通である一方、ノイズの増加や量子化歪みの変化への影響が異なる。
【００１８】
ホワイトバランス（ＷＢ）部１６は、光源の色温度に応じたホワイトバランス調整を実施する。同時化部１７は、デジタル画像信号の補間処理（デモザイク処理）により、各画素についてＲＧＢの各信号を生成する。ガンマ補正部１８は、ＲＧＢの各信号に対して、画像の階調を補正するためのガンマ補正を実施する。
【００１９】
露出評価値生成部１９は、ＷＢ部１６までの信号処理を経た画像信号を使用する光量測定を実施する。露出評価値生成部１９は、光量測定の結果である露出評価値を生成する。露出評価値生成部１９は、例えば、画素ごとに取得された輝度値を画面全体について積算し、その積算結果を露出評価値とする。
【００２０】
露出評価値生成部１９は、画面内の位置に応じた重み付けを適宜設定して、露出評価値を求めることとしても良い。露出評価値生成部１９は、画面内のうち露出評価にて重要視する範囲を種々の測光方式に応じて画定し、重要視する範囲ほど重み付けが大きくなるように重み付けを調整する。
【００２１】
例えば、「中央重点測光」による光量測定を実施する場合、露出評価値生成部１９は、中央に近いほど重み付けが大きくなるようにする。「スポット測光」による光量測定を実施する場合、露出評価値生成部１９は、画面内から指定されたスポット領域において重み付けが大きくなるようにする。「平均測光」による光量測定を実施する場合、露出評価値生成部１９は、画面全体について重み付けを一定とする。「評価測光」による光量測定を実施する場合、露出評価値生成部１９は、画面を複数の領域に分割し、領域ごとの光量を評価した結果を用いて重み付けを設定する。
【００２２】
露出評価値生成部１９は、測光方式ごとに固定の態様で重み付けを設定する場合に限られない。露出評価値生成部１９は、例えば、オートフォーカス機能との連動により、フォーカスを合わせた被写体の位置の重み付けを大きくすることとしても良い。露出評価値生成部１９は、例えば、顔検出機能との連動により、顔が検出された位置の重み付けを大きくすることとしても良い。露出評価値生成部１９は、例えば、画面内に照明光源が含まれる場合に、照明光源の位置を除外して露出評価値を求めることとしても良い。
【００２３】
露出エラー算出部２０は、露出エラーを算出する。露出エラーは、露出評価値生成部１９で生成された露出評価値の、露出目標値２２に対する偏差を表す。露出目標値２２は、適正露出であるときの露出値であって、露出制御における目標値とする。
【００２４】
自動露出（ＡＥ）制御部２１は、露出エラー算出部２０で算出された露出エラーに応じて露出制御を実施する。ＡＥ制御部２１は、露出制御のために、アクチュエータドライバ８、タイミング発生器９、ＡＤＣ１１及びデジタルゲイン調整部１５を統合的に制御する。ＡＥ制御部２１は、絞り５の開度、撮像素子７の露光時間、ＡＤＣ１１のＡＤ感度、及びデジタルゲイン調整部１５のデジタルゲイン、の４つの要素を制御対象とする。
【００２５】
アクチュエータドライバ８は、ＡＥ制御部２１からの絞り制御信号に応じて、絞り５の開度を調節する。アクチュエータドライバ８は、絞り５を開閉するボイスコイルモーターへ供給する電流を増減させ、必要な開度となるように絞り５のローカル制御を実施する。
【００２６】
タイミング発生器９は、ＡＥ制御部２１からの露光時間制御信号に応じたタイミング信号を出力することで、撮像素子７の露光時間を調節する。撮像素子７は、露光時間に比例して電荷蓄積を増減させる。
【００２７】
ＡＤＣ１１は、ＡＤ感度制御信号に応じて、ＡＤ変換における電圧感度を調節する。ＡＤＣ１１は、電圧感度を低下させることで、少ない光電荷でも大きなデジタル変換値が得られ、露出を増大させることができる。ＡＤＣ１１は、ＡＤ変換の分解能を落とさずにゲインを上げることができる一方、電荷伝送系からのアナログノイズを拡大させることがある。
【００２８】
デジタルゲイン調整部１５は、デジタルゲイン制御信号に応じて、デジタル画像信号へ乗算するゲインを調節する。デジタルゲイン調整部１５は、電荷伝送系からのアナログノイズを拡大させない一方、デジタル量子化誤差を拡大させることがある。
【００２９】
ＡＥ制御部２１が制御対象とする、絞り５、撮像素子７、ＡＤＣ１１及びデジタルゲイン調整部１５は、カメラモジュール２における光の取り込みからの信号処理の過程において直列とされている。ＡＥ制御部２１による制御を総合すると、露出値は、最終的に、これら４つの要素に対する制御量を掛け合わせたものに比例する。このため、ＡＥ制御部２１は、各要素に対する制御量の配分を、撮像条件などに応じて適宜変更させても良い。
【００３０】
ＡＥ制御部２１は、絞り５の開度、撮像素子７の露光時間、ＡＤＣ１１のＡＤ感度、及びデジタルゲイン調整部１５のデジタルゲイン、の４つの要素の全てを制御対象とするものに限られない。ＡＥ制御部２１は、これら４つの要素のうち少なくともいずれかを制御対象とするものであれば良い。
【００３１】
なお、本実施形態で説明するカメラモジュール２の構成は一例であって、適宜変形しても良い。カメラモジュール２は、例えば、本実施形態で示す要素とは別の要素の追加、省略可能な要素の省略等があっても良い。
【００３２】
図３は、ＡＥ制御部による露出制御について説明するタイミング図である。図中上段は、露出制御による露出エラーの変化の例を示す。露出エラーは、露出過度（露出オーバー）をプラス、露出不足（露出アンダー）をマイナスとする。横軸は時間とする。
【００３３】
図中下段は、上段に示す露出エラーに対する露出制御による露出変化量の推移を示す。露出変化量は、絞り５、露光時間、ＡＤ感度及びデジタルゲインの４つの要素に対する制御量を掛け合わせたものの微分値に相当する。露出変化量は、露出を増加させるときをプラス、露出を減少させるときをマイナスとする。横軸は時間とする。ＡＥ制御部２１は負帰還による露出制御を実施することから、制御極性が露出エラーの極性とは逆となる。
【００３４】
ＡＥ制御部２１は、露出エラーについて予め設定された正のコアリング閾値（Ｔｈ＋）と、負のコアリング閾値（Ｔｈ−）とを保持する。Ｔｈ＋からＴｈ−の範囲は、コアリング範囲とする。コアリング範囲は、ゼロレベルを含めて設定されている。
【００３５】
ＡＥ制御部２１は、露出エラーをゼロレベルへ収束させるための露出制御を実施する。露出制御の開始時に、露出エラー算出部２０で算出された露出エラーがＴｈ＋より大きい値であったとする。ＡＥ制御部２１は、露出エラーがＴｈ＋よりも大きい状態において、露出を減少させる比例制御を実施する。比例制御は、露出エラーに露出変化量を比例させる第１の露出制御とする。ＡＥ制御部２１は、露出エラー算出部２０で算出された露出エラーがコアリング範囲から外れているときの露出制御を、第１の露出制御とする。ＡＥ制御部２１は、露出エラーがゼロレベルとなる極性方向へ露出を調整する。例えば図示する例とは逆に、露出エラーがＴｈ−より小さい場合は、ＡＥ制御部２１は、露出を増大させる比例制御を実施する。
【００３６】
ＡＥ制御部２１での比例制御により、時間ｔ１において露出エラーがＴｈ＋に到達したとする。ＡＥ制御部２１は、時間ｔ１において、第１の露出制御である比例制御から第２の露出制御であるクリープ動作への切り換えを実施する。第２の露出制御では、第１の露出制御のときより露出変化量を減少させる。ＡＥ制御部２１は、露出エラーをゼロレベルへ収束させるための露出制御を、第１の露出制御と第２の露出制御とに切り換え可能とする。ＡＥ制御部２１は、第１の露出制御により露出エラーがコアリング範囲の内へ到達したとき、露出制御を、第１の露出制御から第２の露出制御へと切り換える。
【００３７】
時間ｔ１からのクリープ動作では、露出変化量を一定として、露出エラーがゼロレベルとなる極性方向へ露出を調整する。このクリープ動作では、固定レートで少しずつ露出を変化させるため、見かけ上の画像の明るさを単調かつ自然に変化させることができる。
【００３８】
ＡＥ制御部２１のクリープ動作により、時間ｔ２において露出エラーがゼロレベルに到達したとする。ＡＥ制御部２１は、時間ｔ２において、露出制御を停止させる。ＡＥ制御部２１は、第２の露出制御により露出エラーがゼロレベルに到達したときから、露出エラーがコアリング範囲から外れるまでは、露出制御を停止させる。この露出制御の停止では、時間ｔ２における露出を保持することで、見かけ上の画像の明るさの変化はない。映像シーンが変わるなど被写体の明るさの変化により、露出エラーはゼロレベルから変動することとなる。
【００３９】
ＡＥ制御部２１での露出制御を停止してから、時間ｔ３において露出エラーがＴｈ＋に到達したとする。ＡＥ制御部２１は、露出エラーがコアリング範囲から外れた状態の期間を計測する。ＡＥ制御部２１は、例えば露出エラーがコアリング範囲となったフレーム数をカウントすることで、期間を計測する。時間ｔ３から予め設定された期間が経過した時間ｔ４において、ＡＥ制御部２１は、露出制御の停止を解除し、再び第１の露出制御である比例制御を実施する。
【００４０】
以上のように、ＡＥ制御部２１は、時間ｔ１以前および時間ｔ４以降において比例制御を実施する。ＡＥ制御部２１は、時間ｔ１から時間ｔ２の間にクリープ動作を実施する。ＡＥ制御部２１は、時間ｔ２から時間ｔ４の間に露出制御を停止する。ＡＥ制御部２１は、露出制御のフェーズを、比例制御、クリープ動作、及び露出停止の順に遷移させる。
【００４１】
図４は、露出制御部による露出制御の開始から停止までの手順を示すフローチャートである。露出評価値生成部１９は、光量測定を実施し、露出評価値を生成する（ステップＳ１）。露出エラー算出部２０は、ステップＳ１で生成された露出評価値を使用して、露出エラーを算出する（ステップＳ２）。
【００４２】
ＡＥ制御部２１は、ステップＳ２で算出された露出エラーがコアリング範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ３）。露出エラーがコアリング範囲外である場合（ステップＳ３、Ｎｏ）、ＡＥ制御部２１は、比例制御を実施する（ステップＳ４）。露出エラーがコアリング範囲外である間、ＡＥ制御部２１は、ステップＳ１からステップＳ４までの手順を繰り返し、比例制御を継続する。
【００４３】
露出エラーがコアリング範囲内である場合（ステップＳ３、Ｙｅｓ）、ＡＥ制御部２１は、比例制御からクリープ動作へ、露出制御を切り換える（ステップＳ５）。露出評価値生成部１９は、クリープ動作を開始してからの光量測定を実施し、露出評価値を生成する（ステップＳ６）。露出エラー算出部２０は、ステップＳ６で生成された露出評価値を使用して、露出エラーを算出する（ステップＳ７）。
【００４４】
ＡＥ制御部２１は、ステップＳ７で算出された露出エラーがゼロレベルに到達したか否かを判定する（ステップＳ８）。露出エラーがゼロレベルに到達していない場合（ステップＳ８、Ｎｏ）、ＡＥ制御部２１は、クリープ動作を継続する（ステップＳ１０）。露出エラーがゼロレベルに到達するまでの間、ＡＥ制御部２１は、ステップＳ６からステップＳ８の動作を繰り返し、ステップＳ１０のクリープ動作を継続する。露出エラーがゼロレベルに到達した場合（ステップＳ８、Ｙｅｓ）、ＡＥ制御部２１は、露出制御を停止する（ステップＳ９）。
【００４５】
図５は、図４に示す手順により露出制御を停止してから、露出制御を再開するまでの手順を示すフローチャートである。露出評価値生成部１９は、ステップＳ９において露出制御を停止してからの光量測定を実施し、露出評価値を生成する（ステップＳ１１）。露出エラー算出部２０は、ステップＳ１１で生成された露出評価値を使用して、露出エラーを算出する（ステップＳ１２）。
【００４６】
ＡＥ制御部２１は、ステップＳ１２で算出された露出エラーがコアリング範囲外であるか否かを判定する（ステップＳ１３）。露出エラーがコアリング範囲内である場合（ステップＳ１３、Ｎｏ）、ＡＥ制御部２１は、露出制御の停止を継続する（ステップＳ１６）。露出エラーがコアリング範囲外となるまでの間、ＡＥ制御部２１は、ステップＳ１１からステップＳ１３の動作を繰り返し、ステップＳ１６の露出制御の停止を継続する。
【００４７】
露出エラーがコアリング範囲外である場合（ステップＳ１３、Ｙｅｓ）、ＡＥ制御部２１は、コアリング範囲から露出エラーが外れたときから、予め設定された所定時間が経過したか否かを判断する（ステップＳ１４）。所定時間が経過していない場合（ステップＳ１４、Ｎｏ）、ＡＥ制御部２１は、露出制御の停止を継続する（ステップＳ１６）。所定時間が経過するまで、ＡＥ制御部２１は、ステップＳ１１からステップＳ１４の動作を繰り返し、ステップＳ１６の露出制御の停止を継続する。
【００４８】
所定時間が経過した場合（ステップＳ１４、Ｙｅｓ）、ＡＥ制御部２１は、第１の露出制御である比例制御を再開する（ステップＳ１５）。ＡＥ制御部２１は、このような露出制御、及び露出制御の停止を継続していく。
【００４９】
本実施形態にかかるカメラモジュール２は、第１及び第２の露出制御により露出エラーをゼロレベルに到達させることで、適正露出への十分な露出制御を可能とする。カメラモジュール２は、適正露出に一旦到達してからは、露出エラーがコアリング範囲外となるまで露出制御を停止させる。カメラモジュール２は、適正露出に収束してからは僅かな明るさ変化に追従するような露出制御を停止させることで、撮像画像の明るさが目障りかつ不自然に変化する事態を抑止可能とする。これにより、カメラモジュール２は、見易い画像を得ることができる。
【００５０】
カメラモジュール２は、露出エラーがゼロレベルからコアリング範囲外へと変化してから所定時間の経過を待って露出制御を再開することで、露出エラーの一時的な変動に対する過敏なフェーズ遷移を抑制させる。これにより、カメラモジュール２は、安定性を重視した露出制御の実施により、自然な画像を得ることができる。
【００５１】
なお、ＡＥ制御部２１は、第２の露出制御により露出エラーがゼロレベルに到達して露光制御を停止させてから、露出エラーがコアリング範囲外となったことの確認を経て比例制御を再開させる場合に限られない。ＡＥ制御部２１は、露光制御を停止させてから、露出エラーがコアリング範囲外となったことの確認を経ずに、比例制御を再開させることとしても良い。例えば、ＡＥ制御部２１は、露光制御を停止させたときから、予め設定された所定時間が経過したときに、露出エラーがコアリング範囲外となったか否かに関わらず比例制御を再開させることとしても良い。
【００５２】
（第２の実施形態）
図６は、第２の実施形態にかかるカメラモジュールが備えるＡＥ制御部による露出制御について説明するタイミング図である。本実施形態にかかるカメラモジュール２は、第１の実施形態にかかるカメラモジュール２（図１参照）と同様の構成を備える。第１の実施形態と重複する説明は、適宜省略する。
【００５３】
図中上段は、露出制御による露出エラーの変化の例を示す。露出エラーは、露出過度（露出オーバー）をプラス、露出不足（露出アンダー）をマイナスとする。横軸は時間とする。図中下段は、上段に示す露出エラーに対する露出制御による露出変化量の推移を示す。露出変化量は、露出を増加させるときをプラス、露出を減少させるときをマイナスとする。横軸は時間とする。
【００５４】
ＡＥ制御部２１は、露出エラーをゼロレベルへ収束させるための露出制御を実施する。露出制御の開始時に、露出エラー算出部２０で算出された露出エラーがＴｈ＋より大きい値であったとする。ＡＥ制御部２１は、露出エラーがＴｈ＋よりも大きい状態において、露出を減少させる比例制御を実施する。比例制御は、露出エラーに露出変化量を比例させる第１の露出制御とする。ＡＥ制御部２１は、第１の露出制御として、露出エラーに対し露出変化量を第１のゲインで連動させる比例制御を実施する。
【００５５】
ＡＥ制御部２１での比例制御により、時間ｔ１において露出エラーがＴｈ＋に到達したとする。ＡＥ制御部２１は、時間ｔ１において、第１の露出制御である比例制御から第２の露出制御である比例制御への切り換えを実施する。ＡＥ制御部２１は、第２の露出制御として、露出エラーに対し露出変化量を第２のゲインで連動させる比例制御を実施する。第２のゲインは、第１のゲインより低いものとする。
【００５６】
時間ｔ１からの第２のゲインによる比例制御では、露出変化量を徐々に減少させながら、露出エラーがゼロレベルとなる極性方向へ露出を調整する。この第２のゲインによる比例制御では、第１のゲインによる比例制御に比べて露出を少しずつ変化させるため、見かけ上の画像の明るさを単調かつ自然に変化させることができる。
【００５７】
ＡＥ制御部２１での比例動作により、時間ｔ２において露出エラーがゼロレベルに到達したとする。ＡＥ制御部２１は、時間ｔ２において、露出制御を停止させる。ＡＥ制御部２１は、第２の露出制御により露出エラーがゼロレベルに到達したときから、露出エラーがコアリング範囲から外れるまでは、露出制御を停止させる。露出制御の停止から再開までの手順は、第１の実施形態と同様とする。ＡＥ制御部２１は、露出制御のフェーズを、第１のゲインによる比例制御、第２のゲインによる比例制御、及び露出停止の順に遷移させる。
【００５８】
第２の実施形態においても、カメラモジュール２は、適正露出への十分な露出制御と、撮像画像の明るさの不自然な変化の抑制とにより、見易い画像を得ることができる。
【００５９】
なお、ＡＥ制御部２１は、第２の露出制御により露出エラーがゼロレベルに到達して露光制御を停止させてから、露出エラーがコアリング範囲外となったことの確認を経て比例制御を再開させる場合に限られない。ＡＥ制御部２１は、露光制御を停止させてから、露出エラーがコアリング範囲外となったことの確認を経ずに、比例制御を再開させることとしても良い。例えば、ＡＥ制御部２１は、露光制御を停止させたときから、予め設定された所定時間が経過したときに、露出エラーがコアリング範囲外となったか否かに関わらず比例制御を再開させることとしても良い。
【００６０】
図７は、第２の実施形態の変形例における露出制御について説明する図である。本変形例では、ＡＥ制御部２１は、露出過度のときの第２の露出制御において、露出エラーを収束させる照準をゼロレベルより低いレベルに設定する。
【００６１】
図中、露出エラーを収束させる照準をゼロレベルとしたときの露出エラーの推移の例を破線、照準をゼロレベルより低い−ΔＥとしたときの露出エラーの推移の例を実線として示す。照準をゼロレベルとして、第２の露出制御である比例制御を実施した場合、露出エラーが照準に近い値となるほど露出エラーの変化量が小さくなる。照準をゼロレベルとする場合、外乱の影響などにより露出エラーがゼロレベル側へ振れることがない限り、ゼロレベルへの露出エラーの到達が大幅に遅れることとなる。
【００６２】
これに対し、照準を−ΔＥとして、第２の露出制御である比例制御を実施した場合、露出エラーを−ΔＥに向けて収束させることで、ゼロレベルへの露出エラーの到達を確実に早めることができる。本変形例でも、ＡＥ制御部２１は、露出エラーがゼロレベルに到達した時点で、露出制御を停止させる。このようにして、カメラモジュール２は、露出を早期に安定させる露出制御が可能となる。
【００６３】
ＡＥ制御部２１は、露出不足のときの第２の露出制御では、露出エラーを収束させる照準をゼロレベルより高いレベルに設定する。ＡＥ制御部２１は、露出過度の場合と露出不足の場合とにおいて、露出を早期に安定させる露出制御を実施可能とする。
【００６４】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００６５】
２  カメラモジュール、１９  露出評価値生成部、２０  露出エラー算出部、２１  ＡＥ制御部、２２  露出目標値。
【図１】
2014022828.tif 000003
【図２】
2014022828.tif 000004
【図３】
2014022828.tif 000005
【図４】
2014022828.tif 000006
【図５】
2014022828.tif 000007
【図６】
2014022828.tif 000008
【図７】
2014022828.tif 000009