(57)【要約】【課題】  複数の撮像素子について独立に自動露出制御しながら、それぞれの輝度値の差がある一定以上になると、複数の撮像素子から得られた輝度値の差が小さくなるように、いずれかの撮像素子の露出量を制御することで、それぞれの画像が破綻することなく、好適な輝度値の画像を得ることができる。【解決手段】  複数の撮像素子の輝度値を比較し（Ｓ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１０６）、これらの差が所定値よりも大きくなったことを検出した場合は（Ｓ１０７）、一方の撮像素子の露出制御を変更して他方の撮像素子の露出制御に沿わせる（Ｓ１０８）か、あるいは、使用者に対して輝度値がずれている旨の警告を行う（Ｓ２０８）。【選択図】  図２
2006005853.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子のそれぞれから得られた輝度情報を基に前記複数の撮像素子のそれぞれに対して独立に露出量の補正を行う自動露出制御手段を有し、前記複数の撮像素子から得られたそれぞれの画像信号を異なる画像信号として出力可能な撮像装置であって、
前記自動露出制御手段により、前記複数の撮像素子のそれぞれの露出量が補正された状態において、前記複数の撮像素子から得られた輝度値を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて所定の動作を行う制御手段とを有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記比較結果が所定値以上の場合に、前記複数の撮像素子から得られた輝度値の差が小さくなるように、いずれかの撮像素子の露出量の補正方法を変更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】
前記制御手段は、前記比較結果が所定値以上の場合に、一方の撮像素子から得られた輝度値が他方の撮像素子から得られた輝度値と等しくなるように一方の撮像素子の露出量の補正方法を変更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】
前記制御手段は、前記比較結果が所定値以上の場合に、警告を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の撮像素子は互いに異なる出力特性をもつことを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記比較手段は、前記複数の撮像素子の同一画角となる領域の輝度値を比較することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複数の撮像素子の１つは静止画撮影に用いる撮像素子であり、もう１つは動画撮影に用いる撮像素子であることを特徴とする請求項５に記載の撮像素子。
【請求項８】
複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子のそれぞれから得られた輝度値を基に前記複数の撮像素子のそれぞれに対して独立に露出量の補正を行う自動露出制御手段を有し、前記複数の撮像素子から得られたそれぞれの画像信号を異なる画像信号として出力可能な撮像装置の制御方法であって、
前記自動露出制御手段により、前記複数の撮像素子のそれぞれの露出量が補正された状態において、前記複数の撮像素子から得られた輝度値を比較する比較行程と、前記比較手段の比較結果に応じて所定の動作を行う制御行程とを備えることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の撮像素子を用いた撮像装置で自動露出制御の手法に関する。
【背景技術】
【０００２】
動画と静止画の両方を記録可能なビデオカメラ等の撮像装置がある。静止画は高画素化が進み、動画との画素数の差が拡大している。また、静止画撮影時と動画撮影時とでＣＣＤ等の撮像素子の走査方法を異ならせたほうが好ましい場合がある。そこで、動画撮影時と静止画撮影時で別の撮像素子を用いる撮像装置が提案されている（特許文献１）。この撮像装置では一方の撮像素子で動画を撮影しながら他方の撮像素子で静止画を撮像できる機能を有している。
【０００３】
また、主被写体を撮影するための主たる撮像系と、使用者を撮影するための従たる撮像系を備え、起動時に処理情報量の少ない従たる撮像系で簡易なＡＥ処理を行い、その結果を基に主たる撮像系から得られる輝度値を同期させることで、主たる撮像系が撮影可能となるまでの時間を短縮させることが可能となる（特許文献２）。
【０００４】
図５は、従来の複数の撮像素子を備えた撮像装置の一例を示すブロック図である。同図において、１は撮像レンズ（簡略して一枚のみで図示）、２は絞り、３は絞り２を通った光を２つに分けるハーフミラーである。４はシャッター、５は光電変換機能を有する固体撮像素子である静止画用ＣＣＤ、１４は光電変換機能を有する固体撮像素子である動画用ＣＣＤである。６は静止画用ＣＣＤ５で読み出された信号を増幅させる静止画用信号増幅手段、１６は動画用ＣＣＤ１４で読み出された信号を増幅させる動画用信号増幅手段、７は静止画用信号増幅手段６により増幅された信号を処理する静止画用信号処理手段、１７は動画用信号増幅手段１６により増幅された信号を処理する動画用信号処理手段、８は静止画用信号処理手段７と動画用信号処理手段１７によって処理された信号を出力する為の出力処理手段、９は出力処理手段８により出力されたデータを記憶するメモリーカード、１０は出力処理手段８により出力されたデータを記憶する磁気テープ、１１は出力手段８による出力結果を表示する表示手段である。１２は静止画用ＣＣＤ５を駆動する静止画用ＣＣＤ駆動手段、１５は動画用ＣＣＤ１４を駆動する動画用ＣＣＤ駆動手段。１３は静止画用ＣＣＤ駆動手段１２と動画用ＣＣＤ駆動手段１５及び出力処理手段８を制御するための制御手段である。
【０００５】
上記構成において、レンズ１と絞り２を通った光はハーフミラー３で２つに分かれ、一方はシャッター４を経て静止画用ＣＣＤ５上に、もう一方は動画用ＣＣＤ１４上に結像する。
【０００６】
静止画用ＣＣＤ５に結像した映像は静止画用ＣＣＤ駆動手段１２によって転送され電気信号として読み出される。読み出された信号は静止画用信号増幅手段６で増幅されたあと、静止画用信号処理手段７で処理されて出力処理手段８に送られ、制御手段１３からの出力指示によって静止画をファイルとしてメモリーカード９に保存したり、表示手段１１に表示したりする。
【０００７】
一方、動画用ＣＣＤ１４に結像した映像は動画用ＣＣＤ駆動手段１５によって転送され電気信号として読み出される。読み出された信号は動画用信号増幅手段１６で増幅されたあと、動画用信号処理手段１７で処理されて出力処理手段８に送られる。
【０００８】
なお、静止画用ＣＣＤ５から出力された画像信号をメモリカード９に記録すると同時に、動画用ＣＣＤ１４から出力された画像信号を磁気テープ１０に記録することができる。
【０００９】
静止画用信号処理手段７と動画用信号処理手段１７は信号増幅手段６，７から出力された信号から被写体の輝度を測定する測光機能を有しており、この測光機能により現在の露出状態を判断することができる。制御手段１３がこの測光情報を参照し、これを基に絞り２を変更し、静止画用ＣＣＤ駆動手段１２と動画用ＣＣＤ駆動手段１５の駆動条件を制御し、静止画用信号増幅手段６と動画用信号増幅手段１６での信号増幅制御を行うことで露出を制御する。
【特許文献１】特開２０００−２０１２８８号公報
【特許文献２】特開２００３−３０００５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記の技術においては、それぞれの撮像素子の大きさや画素数に違いがあるため、撮像素子の出力特性は必ずしも一致しなかった。そこで、複数のＣＣＤ撮像素子のいずれか１つの露出制御結果からＣＣＤの感度の差などを考慮し、他方の露出パラメータを決定するという露出方法をとるか、複数のＣＣＤごとに独立して撮影の為の自動露出制御を行うかの、どちらかの方法をとっていた。
【００１１】
前者の方法は、複数のＣＣＤから得られる画像は露出から見て常に一定関係を持って変化することになるが、ＣＣＤごとの飽和特性が異なるとダイナミックレンジをすべて有効利用することができなくなってしまう。
【００１２】
一方、後者の方法ではそれぞれのＣＣＤのダイナミックレンジを有効活用することができ、どちらも適正露出になるため映像として破綻することは無いものの、以下のような問題があった。例えば、複数のＣＣＤを用いて静止画と動画を記録した場合、同じ時刻に同じ被写体を撮影したにも関わらず、互いの画像の輝度値が異なることや、複数のＣＣＤを用いて電子ビューファインダーの表示と画像の記録を行った場合、電子ビューファインダーに表示されている画像と記録された画像の輝度値が異なることがあった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子のそれぞれから得られた輝度情報を基に前記複数の撮像素子のそれぞれに対して独立に露出量の補正を行う自動露出制御手段を有し、前記複数の撮像素子から得られたそれぞれの画像信号を異なる画像信号として出力可能な撮像装置であって、前記自動露出制御手段により、前記複数の撮像素子のそれぞれの露出量が補正された状態において、前記複数の撮像素子から得られた輝度値を比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に応じて所定の動作を行う。
【００１４】
また、上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置の制御方法は、複数の撮像素子と、前記複数の撮像素子のそれぞれから得られた輝度値を基に前記複数の撮像素子のそれぞれに対して独立に露出量の補正を行う自動露出制御手段を有し、前記複数の撮像素子から得られたそれぞれの画像信号を異なる画像信号として出力可能な撮像装置の制御方法であって、前記自動露出制御手段により、前記複数の撮像素子のそれぞれの露出量が補正された状態において、前記複数の撮像素子から得られた輝度値を比較する比較行程と、前記比較手段の比較結果に応じて所定の動作を行う。
【発明の効果】
【００１５】
複数の異なる撮像素子のそれぞれの特性を活かした露出制御を行いつつ、使用者が意図していない輝度を有した画像が記録されてしまうことを防止する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１７】
（第１の実施形態）
図１は本発明の実施例による撮像装置の構成を示す。なお、図５と共通する構成には、図５と同一の符号が付されている。本実施例では静止画信号処理手段７にて得られた輝度値と、動画信号処理手段１７にて得られた輝度値を比較する比較手段１８を設けた点が、図５に示す撮像装置と異なる。
【００１８】
次に本実施例の動作を説明するフローチャート図２に沿って、動作を説明する。なお、この図２のフローは制御手段１３内部の不図示の記憶手段にあらかじめ格納されたプログラムに従って実行される。
【００１９】
本実施例は、動画撮影モードが選択された場合を例にあげて説明を行う。この動画撮影モードでは、映像出力手段８の出力を電子ビューファインダーやモニターなどに表示し、動画撮影スイッチの操作に応じて動画撮影を行う。動画撮影モードでは、動画撮影スイッチとは別に設けられた静止画撮影スイッチを操作することによって静止画撮影も行うことができる。この静止画撮影は、動画記録中であるか否かに関わらず実行することができる。
【００２０】
動画撮影モードが選択されると、静止画用ＣＣＤ５と動画用ＣＣＤ１４の両方が駆動され、ステップＳ１００よりフローが開始される。
【００２１】
ステップＳ１０１では動画用ＣＣＤ１４の出力を用いて動画撮影のための自動露出制御が行われ、電子ビューファインダーやモニターに表示する映像が適正な輝度に制御される。
【００２２】
ステップＳ１０２では静止画用ＣＣＤ５の出力を用いて静止画撮影のための自動露出制御が行われる。これはＣＣＤ５に対して予め静止画用に自動露出制御を行っておくことで、静止画撮影スイッチが操作された直後に適正な露出で静止画撮影を行えるようにしておくためである。
【００２３】
ステップＳ１０１での動画用ＣＣＤ１４を用いた自動露出制御と、ステップＳ１０２での静止画用ＣＣＤ５を用いた自動露出制御はそれぞれ独立に行われている。これは動画撮影と静止画撮影のそれぞれに対して最適な自動露出制御を行うためである。なお、動画撮影における自動露出制御と静止画撮影における自動露出制御は周知な技術であるため、詳細な説明は省略する。なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の順序が逆になっても構わない。
【００２４】
ステップＳ１０３にて不図示の静止画撮影スイッチが半押しされたかどうかの判断を行い、半押しされていないのであれば、ステップＳ１０１にもどり、動画撮影のための自動露出制御と、静止画撮影のための自動露出制御が繰り返される。なお、フロー中には記載されていないが、動画撮影スイッチの操作によって動画撮影開始が指示されれば、その時点から、動画用ＣＣＤ１４の出力を用いて動画記録が行われる。ステップＳ１０３にて静止画撮影スイッチが操作されたことを検出すると、ステップＳ１０４に進む。
【００２５】
ステップＳ１０４では、動画用信号処理手段１７の測光枠を撮像画面内の所定の領域Ａに切り替えて輝度値を得る。
【００２６】
ステップＳ１０５では、静止画用信号処理手段７の測光枠をステップＳ１０４で設定された領域Ａと同じ画角となるように領域Ｂを設定し、輝度値を得る。静止画用のＣＣＤ５と動画用のＣＣＤ１４とではＣＣＤそのもののサイズが異なる場合があり、静止画と動画とで同じ大きさの測光枠を設定すると輝度値を得る対象となる被写体に違いが生じてしまう。
【００２７】
本実施形態では、このステップＳ１０４及びステップＳ１０５にて求められた輝度値を静止画用ＣＣＤ５と動画用ＣＣＤ１４の自動露出制御には使わず、後述するステップＳ１０６での輝度値の比較にのみ用いている。
【００２８】
なお、同一の被写体に対して、同一の画角が設定されるのであれば、測光枠の形成方法はどのような方法でも構わない。一般的に撮影の主たる対象である主被写体は画面中央付近に存在する事が多いため、本実施例では比較用の測光枠を中央に設定している。
【００２９】
ステップＳ１０６では、動画信号処理手段７により得られる領域Ａの輝度値と静止画信号処理手段１７により得られる領域Ｂの輝度値の差をとる。
【００３０】
ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６で求まった差と予め設定されている所定値Ｋとを制御手段１３の内部処理のうちの一つである比較手段１８にて比較する。差が所定値Ｋより大きければ、動画用ＣＣＤ１４の輝度値と静止画用ＣＣＤ５の輝度値に使用者が違和感を覚える程度の差があることになる。これは動画用ＣＣＤ１４の出力を用いて表示されている電子ビューファインダーやモニターの表示と、静止画用ＣＣＤ５の出力から得られた静止画の露出が異なると使用者が感じてしまうことを意味している。これでは撮影者が意図しない静止画が記録されてしまう。
【００３１】
そこで差が所定値Ｋより大きければステップＳ１０８に進み、動画用ＣＣＤ１５から得られる輝度値と、静止画用ＣＣＤ５から得られる輝度値が一致するように静止画用ＣＣＤ５に対する露出制御を調整する。これにより、静止画用ＣＣＤ５にて得られた画像と、電子ビューファインダーやモニターに表示された映像との輝度が一致し、記録された静止画の輝度が使用者の意図と異なってしまうことを防止することができる。
【００３２】
それぞれのＣＣＤの特性を最大限に活かすために静止画用ＣＣＤ５の特性に沿った自動露出制御と動画用ＣＣＤ１４の特性に沿った自動露出制御とが独立して施されていることを鑑みると、むやみに一方のＣＣＤの自動露出制御を他方のＣＣＤの自動露出制御にあわせてしまうのは好ましいとは言えない。そこで、ステップＳ１０８での処理は、ステップＳ１０４で求めた測光値とステップＳ１０５で求めた測光値が所定値Ｋより大きい場合にのみ行うことが望ましい。
【００３３】
そして、ステップＳ１０９にて、静止画撮影スイッチが全押しされたことを検知すると、静止画の撮影動作を行う。
【００３４】
以上のように、本実施例によれば、電子ビューファインダーやモニターの表示用の撮像素子と、撮影に用いる撮像素子が別に設けられているとしても、撮影した画像の輝度が使用者の意図したものと異なることを防止することができる。また、動画と静止画を別々の撮像素子で同時に記録したとしても、これらの画像の輝度が違和感を感じる程度に異なってしまうことを防止することができる。
【００３５】
なお、上記の実施例では、比較に用いた輝度値は露出制御には用いないとしているが、これに限られるものではない。比較に用いた輝度値が露出制御を行うために十分な範囲をカバーできているのであれば、比較に用いた輝度値を自動露出制御に用いても構わない。たとえば、スポット測光による露出制御を行っているのであれば、撮像画面の真ん中に設定した測光枠から得られた輝度値を用いて自動露出制御を行うことに何ら問題はない。比較に用いる輝度値を得るための測光枠の設定の仕方次第で、比較に用いた輝度値を自動露出制御に用いることは可能になる。
【００３６】
（第２の実施の形態）
図３は本発明の実施例による撮像装置の構成を示す。
【００３７】
本実施例では、静止画用ＣＣＤ５と動画用ＣＣＤ１４から得られる輝度値の差が所定値以上であることを制御手段１３から指示された場合に表示手段１１に警告表示させる警告手段１９を設けた点が、図１に示す撮像装置と異なる。
【００３８】
音声記録を行っている最中でなければ、表示手段１１に代えて音声による警告をしても構わない。
【００３９】
本実施例の動作を図４のフローチャート図を用いて説明する。第１の実施形態と同じ処理を行うステップには、図２と同じステップ番号が割り当てられる。
【００４０】
本実施形態では、ステップＳ１０６で求まった輝度差と予め設定されている所定値Ｋとを比較し、所定値Ｋの方が小さかった場合の直後の処理（ステップＳ２０８）が図２と異なっており、この処理についての説明を行う。
【００４１】
ここでは上記の実施形態と同様にステップＳ１０７にて、ステップＳ１０６で求まった輝度差と所定値Ｋとを比較し、所定値Ｋの方が小さかった場合は、ステップＳ２０８で警告手段１９から警告音を鳴らしたり、映像出力手段８からのモニター出力に警告表示を行ったりすることで、静止画用ＣＣＤ５と動画用ＣＣＤ１４から得られる輝度値に差があることを使用者に知らせる。
【００４２】
警告によって２つのＣＣＤの露出が異なっていることを知った使用者は、Ｓ１、Ｓ２で示しているような２つのＣＣＤそれぞれについて自動露出制御をするモードから一方の露出制御結果から他方の露出パラメータを推定して制御する方法に切り替えるなどして、２つの記録画の差を縮めることを考慮できるようになる。
【００４３】
動画用の撮影光学系、静止画用の撮影光学系を例にあげて説明を行ったが、本発明はこれに限られるものではなく、同一の被写体に対して同時に撮影したにも関わらず、露出状態の異なる画像データが得られる複数の撮影光学系を有する撮像装置すべてに対して適用できる。例えば、サイズの違う動画用のＣＣＤを複数使ってもよい。つまり、複数の動画用ＣＣＤで別々に動画を記録するという構成にも適用できる。
【００４４】
なお、データを記憶する手段として磁気テープとメモリーカードを例にあげたが、撮影した画像データを記憶する機能を備えたものであれば他の記憶手段でも構わないことは言うまでもない。また、画像データを記憶する手段は、複数の撮影系に対して共通に作用するものであっても、別々に作用するものであっても構わない。
【００４５】
また、光電変換素子としてＣＣＤを例にあげたが、被写体の光学像を信号に変換する機能を有する素子であればＣＭＯＳ等の他の素子であっても構わない。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明が適用される撮像装置の例を示す図である。
【図２】撮像装置の実施例１の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明が適用される撮像装置の第２の例を示す図である。
【図４】撮像装置の実施例２の動作を説明するフローチャートである。
【図５】従来例の撮像装置を説明する図である。
【符号の説明】
【００４７】
１  撮像レンズ
２  絞り
３  ハーフミラー
４  シャッター
５  静止画用ＣＣＤ
６  静止画用信号増幅手段
７  静止画用信号処理手段
８  出力処理手段
９  メモリーカード
１０  磁気テープ
１１  表示手段
１２  静止画用ＣＣＤ駆動手段
１３  制御手段
１４  動画用ＣＣＤ
１５  動画用ＣＣＤ駆動手段
１６  動画用信号増幅手段
１７  動画用信号処理手段
１８  比較手段
１９  警告手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2006005853.tif 000006
【図５】
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