(57)【要約】  【課題】  ＩＳＯ値を設定する機能を備えていない場合であっても、撮影時のＩＳＯ値を演算し、演算したＩＳＯ値を撮影情報に付加することができる撮像装置を提供する。  【解決手段】  画像の輝度値が輝度目標値となるように露光調整ゲインを調整することにより露光調整を行う露光調整部４２と、輝度目標値に基づいて、所定のＩＳＯ値に対応する露光調整ゲインを基準ゲインとして格納する基準ゲイン記憶部３８と、基準ゲインに対する露光調整ゲインのゲイン比率とＩＳＯ値とを対応付ける対応テーブルを格納する対応テーブル記憶部３９と、対応テーブルを参照して、基準ゲインに対する撮影時の露光調整ゲインのゲイン比率に対応するＩＳＯ値を選択するＩＳＯ値選択部４４とを備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像の輝度値が輝度目標値となるように露光調整ゲインを調整することにより露光調整を行う露光調整部と、
前記輝度目標値に基づいて、所定のＩＳＯ値に対応する前記露光調整ゲインを基準ゲインとして格納する基準ゲイン記憶部と、
前記基準ゲインに対する前記露光調整ゲインのゲイン比率とＩＳＯ値とを対応付ける対応テーブルを格納する対応テーブル記憶部と、
前記対応テーブルを参照して、前記基準ゲインに対する撮影時の前記露光調整ゲインのゲイン比率に対応する前記ＩＳＯ値を選択するＩＳＯ値選択部と
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記輝度目標値を調整する輝度目標値調整部と、
前記輝度目標値調整部による調整前後の前記輝度目標値に基づいて前記ゲイン比率を調整して調整ゲイン比率を算出する調整ゲイン比率算出部とを更に備え、
前記ＩＳＯ値選択部は、前記調整ゲイン比率算出部により算出された前記調整ゲイン比率に対応する前記ＩＳＯ値を選択することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特に、露光調整を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ユーザがＩＳＯ値を設定して撮影できるデジタルカメラの高級機種がある。例えば、露出時間やＩＳＯ感度などの撮影条件をマニュアルで設定可能なマニュアル撮影モードを備えるデジタルカメラがある（例えば、特許文献１参照）。一方、廉価機種や携帯電話に搭載され、絞り値が固定されたカメラでは、ユーザがＩＳＯ値を設定する機能が設けられておらず、ユーザは撮影時のＩＳＯ値を知ることができなかった。
【特許文献１】特開２００４−１９３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の撮像装置においては、廉価機種や携帯電話に搭載された撮像装置で撮影した場合にも、撮影時のＩＳＯ値を知りたいというニーズがあったにも拘らず、ＩＳＯ値を設定する機能を備えていないため、撮影時のＩＳＯ値を撮影情報（例えば、ＥＸＩＦ情報）として表示できないという問題があった。例えば、固定絞りを備える携帯電話の撮像装置では、ＩＳＯ値を設定する機能を備えておらず、撮影時のＩＳＯ値を知ることができなかった。
【０００４】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、ＩＳＯ値を設定する機能を備えていない場合であっても、撮影時のＩＳＯ値を演算し、演算したＩＳＯ値を撮影情報に付加することのできる撮像装置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】
【０００５】
本発明の撮像装置は、画像の輝度値が輝度目標値となるように露光調整ゲインを調整することにより露光調整を行う露光調整部と、輝度目標値に基づいて、所定のＩＳＯ値に対応する露光調整ゲインを基準ゲインとして格納する基準ゲイン記憶部と、基準ゲインに対する露光調整ゲインのゲイン比率とＩＳＯ値とを対応付ける対応テーブルを格納する対応テーブル記憶部と、対応テーブルを参照して、基準ゲインに対する撮影時の露光調整ゲインのゲイン比率に対応するＩＳＯ値を選択するＩＳＯ値選択部とを備える。
【０００６】
この構成によれば、所定のＩＳＯ値に対応する露光調整ゲインを基準ゲインとして、基準ゲインに対する露光調整ゲインのゲイン比率とＩＳＯ値とを対応付ける対応テーブルを参照することにより、撮影時の露光調整ゲインに基づいてＩＳＯを算出することができ、ＩＳＯ値を設定する機能を備えていない場合であっても、ＩＳＯ値を撮影情報に付加することができる。
【０００７】
本発明の撮像装置は、輝度目標値を調整する輝度目標値調整部と、輝度目標値調整部による調整前後の輝度目標値に基づいてゲイン比率を調整して調整ゲイン比率を算出する調整ゲイン比率算出部とを更に備え、ＩＳＯ値選択部は、調整ゲイン比率算出部により算出された調整ゲイン比率に対応するＩＳＯ値を選択する。
【０００８】
この構成によれば、輝度目標値が変化する場合であっても、変化前後の輝度目標値に基づいてゲイン比率を調整した調整ゲイン比率を算出することにより、ＩＳＯ値を算出することができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、所定のＩＳＯ値に対応する露光調整ゲインを基準ゲインとして、基準ゲインに対する露光調整ゲインのゲイン比率とＩＳＯ値とを対応付ける対応テーブルを参照することにより、ＩＳＯ値を設定する機能を備えていない場合であっても、撮影時のＩＳＯ値を演算し、演算したＩＳＯ値を撮影情報に付加することができるという効果を有する撮像装置を提供することができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明の撮像装置について、図面を用いて説明する。
本発明の第１の実施の形態の撮像装置を図１に示す。
【００１１】
図１において、撮像装置１は、光学レンズ３０、光学レンズ制御部３１、撮像素子３２、Ａ／Ｄ変換部３３、画像信号処理部３４、ＪＰＥＧ符号化部３５、撮影情報付加部３６、演算処理部３７、基準ゲイン記憶部３８、対応テーブル記憶部３９、及び輝度目標値記憶部４０を備える。撮影情報付加部３６は、ＩＳＯデータ付加部４１を更に備える。演算処理部３７は、露光調整部４２、及びＩＳＯ値選択部４４を更に備える。
【００１２】
上記構成のうち、光学レンズ３０は、光学レンズ制御部３１により制御され、被写体を結像させる。なお、光学レンズ３０は、固定絞りを備える光学レンズである。撮像素子３２は、光学レンズ３０により結像した光学像を電気信号に変換し、変換された電気信号をＡ／Ｄ変換部３３へ出力する。Ａ／Ｄ変換部３３は、電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換し、画像信号として画像信号処理部３４へ出力する。画像信号処理部３４は、入力された画像信号に対して色分離やホワイトバランス（ＷＢ）補正などの処理を行い、処理後の画像信号をＪＰＥＧ符号化部３５、撮影情報付加部３６、及び演算処理部３７へ出力する。ＪＰＥＧ符号化部３５は、画像信号をＪＰＥＧ符号化信号に変換する。
【００１３】
撮影情報付加部３６は、撮影時の撮影情報をデータとして付加する。撮影情報とは、例えば、撮影された画像の画素数、圧縮モード、撮影日時、機種名、絞り値、色空間などである。特に、撮影情報付加部３６のＩＳＯデータ付加部４１は、撮影時のＩＳＯ値を撮影情報として付加する。撮影情報の記録方式としては、例えば、ＥＸＩＦがある。この場合、撮影情報付加部３６は、ＥＸＩＦ情報を画像データに付与して、ＥＸＩＦ情報付加符号化信号を出力する。
【００１４】
演算処理部３７の露光調整部４２は、輝度目標値記憶部４０に格納された輝度目標値を使用して自動露光演算処理を行うことにより、画像信号処理部３４により色分離された画像信号から、撮影時の露光時間と露光調整ゲインの制御データを得る。具体的には、図２の式（１）に示すように、輝度目標値Ｌは、輝度値Ｂ、露光時間Ｔ、及び露光調整ゲインＧから導き出される。したがって、露光調整部４２は、画像信号処理部３４から入力される画像信号の輝度値Ｂが所定の輝度目標値Ｌとなるように、露光時間Ｔ及び露光調整ゲインＧを算出する。
【００１５】
また、露光調整部４２は、自動露光演算処理により得られた露光時間Ｔと露光調整ゲインＧの制御データを、撮像素子３２、Ａ／Ｄ変換部３３、及び画像信号処理部３４に出力する。これにより、露光調整部４２は、撮像素子３２に露光時間Ｔを設定する。また、露光調整部４２は、露光調整ゲインＧに基づいて、Ａ／Ｄ変換部３３にゲイン量のアナログ部分を設定し、画像信号処理部３４にゲイン量のデジタル部分を設定する。このようにして、露光調整部４２は、撮像装置１の露光制御を行う。
【００１６】
本実施の形態では、輝度目標値Ｌが所定の値Ｌ１に固定されており、画像の輝度値が輝度目標値Ｌ１なるように自動露光演算処理が行われるため、撮像装置１の出力画像の輝度は一定となる。なお、輝度目標値Ｌ１は、撮像装置１を含むカメラの特性に合わせて決定され、決定された輝度目標値Ｌ１は、輝度目標値記憶部４０に格納される。
【００１７】
基準ゲイン記憶部３８は、輝度目標値Ｌ１に基づいて、所定のＩＳＯ値に対応する露光調整ゲインＧを基準ゲインＧ１として格納する。例えば、基準ゲイン記憶部３８は、ＩＳＯ１００に対応する露光調整ゲインＧを基準ゲインＧ１として格納する。具体的には、図２の式（２）に示すように、ＩＳＯ値Ｓは露光量Ｈｍから導かれ、図２の式（３）に示すように、露光量Ｈｍは、輝度値Ｂ、露光時間Ｔ、及び絞り値Ｆから導かれる。そして、式（３）を式（２）に代入すると、図２の式（４）に示すように、ＩＳＯ値Ｓは、輝度値Ｂ、露光時間Ｔ、及び絞り値Ｆから導かれる。一方、図２の式（１）から、輝度値Ｂと露光時間Ｔの積は、図２の式（５）に示すように、輝度目標値Ｌ及び露光調整ゲインＧにより導かれる。そして、式（５）を式（４）に代入すると、図２の式（６）に示すように、ＩＳＯ値Ｓは、輝度目標値Ｌ、露光調整ゲインＧ、及び絞り値Ｆから導かれる。式（６）に基づいて、基準ゲイン記憶部３８は、ＩＳＯ１００となる露光調整ゲインＧを基準ゲインＧ１として格納する。なお、本実施の形態では、輝度目標値Ｌは、所定の値Ｌ１に固定されており、絞り値Ｆは、光学レンズ３０の固定絞りにより一定である。よって、本実施の形態では、ＩＳＯ値Ｓと露光調整ゲインＧは、正比例の関係にある。このように、ＩＳＯ値は、ゲイン値の変化によって変化するということを利用して算出される。
【００１８】
次に、図３を用いて、撮影時の露光調整ゲインからＩＳＯ値を算出するための対応テーブルについて説明する。図３に示すように、対応テーブル１０は、基準ゲインＧ１に対する露光調整ゲインＧ２のゲイン比率とＩＳＯ値とを対応付ける。なお、図３に示す対応テーブルは、ＩＳＯ１００となる露光調整ゲインＧを基準ゲインＧ１とした場合の対応テーブルである。例えば、基準ゲインＧ１に対するゲイン比率が１７８．２％〜２２４．５％は、ＩＳＯ値が２００に対応する。また、基準ゲインＧ１に対するゲイン比率が３５６．４％〜４４９．０％の範囲内にある場合は、ＩＳＯ値が４００に対応する。なお、この対応テーブル１０は、予め対応テーブル記憶部３９に格納されている。
【００１９】
ＩＳＯ値選択部４４は、露光調整部４２により算出された撮影時の露光調整ゲインＧ２から、基準ゲイン記憶部３８に格納された基準ゲインＧ１に対するゲイン比率Ｇ２／Ｇ１を算出する。そして、ＩＳＯ値選択部４４は、対応テーブル３９に格納された対応テーブル１０を参照して、基準ゲインＧ１に対する撮影時の露光調整ゲインＧ２のゲイン比率Ｇ２／Ｇ１に対応するＩＳＯ値を選択し、選択されたＩＳＯ値をＩＳＯデータ付加部４１へ出力する。例えば、ゲイン比率Ｇ２／Ｇ１が１７８．２％〜２２４．５％の範囲内にある場合は、図３に示す対応テーブルに基づいてＩＳＯ２００が選択される。また、ゲイン比率Ｇ２／Ｇ１が３５６．４％〜４４９．０％の範囲内にある場合は、対応テーブルに基づいてＩＳＯ４００が選択される。そして、選択されたＩＳＯ値は、ＩＳＯ値選択部４４からＩＳＯデータ付加部４１へ出力される。ＩＳＯデータ付加部４１は、ＩＳＯ値選択部４４により選択されたＩＳＯ値を撮影時のＩＳＯ値として撮影情報に付加する。このように、カメラ内部で自動演算されたＩＳＯ値が、外部の機器に提供され、またはＪＰＥＧのＥＸＩＦ情報として書き込まれることで、撮影時のＩＳＯ値が表示される。
次に、本実施の形態にかかる撮像装置１の動作について、フローチャートを用いて説明する。
【００２０】
まず、図４を用いて、撮影時のＩＳＯ値を算出する前の処理について説明する。ステップＳ１００において、カメラの特性に合わせて輝度目標値Ｌ１が決定され、決定された輝度目標値Ｌ１を輝度目標値記憶部４０に格納する。ステップＳ１０２において、図２の式（６）から、ＩＳＯ１００となる露光調整ゲインＧが基準ゲインＧ１として算出される。ステップＳ１０４において、算出された基準ゲインＧ１が、基準ゲイン記憶部３８に格納される。そして、ステップＳ１０６において、基準ゲインＧ１に対するゲイン比率とＩＳＯ値を対応付ける対応テーブルが、対応テーブル記憶部３９に格納される。具体的には、図３に示すような、ＩＳＯ１００における基準ゲインＧ１に対するＩＳＯ規格ごとのゲイン比率を表す対応テーブル１０のデータが、対応テーブル記憶部３９に格納される。
【００２１】
次に、図５を用いて、撮影時のＩＳＯ値を算出する処理について説明する。ステップＳ２００において、露光調整部４２は、入力された画像に対して出力画像の輝度を一定にするための自動露光調整を行う。ステップＳ２０２において、露光調整部４２は、自動露光演算処理により、撮影時の自動露光調整における露光調整ゲインＧ２を求める。ステップＳ２０４において、ＩＳＯ値選択部４４は、撮影時の露光調整ゲインＧ２と基準ゲインＧ１のゲイン比率Ｇ２／Ｇ１を算出する。ステップＳ２０６において、ＩＳＯ値選択部４４が、対応テーブル記憶部３９に格納された対応テーブルを参照して、算出されたゲイン比率Ｇ２／Ｇ１に対応するＩＳＯ値を選択する。ステップＳ２０８において、ＩＳＯデータ付加部４１は、ＩＳＯ値選択部４４により選択されたＩＳＯ値を撮影時のＩＳＯ値としてＥＸＩＦデータに付加し、撮影情報付加部３６は、撮影時のＩＳＯ値をＥＸＩＦデータとして出力する。
【００２２】
以上、本実施の形態にかかる撮像装置１の各部の機能及び動作について説明した。本実施の形態の撮像装置によれば、所定のＩＳＯ値に対応する露光調整ゲインＧを基準ゲインＧ１として、基準ゲインＧ１に対する撮影時の露光調整ゲインＧ２のゲイン比率Ｇ２／Ｇ１とＩＳＯ値とを対応付ける対応テーブルを参照することにより、撮影時の露光調整ゲインＧ２に基づいてＩＳＯを算出することができ、撮像装置がＩＳＯ値を設定する機能を備えていない場合であっても、ＩＳＯ値を撮影情報に付加することができる。
【００２３】
（第２の実施の形態）
以下、第２の実施の形態にかかる撮像装置２について説明する。図６に示すように、第２の実施の形態にかかる撮像装置２は、輝度目標値調整部４５、調整ゲイン比率算出部４６、調整輝度目標値記憶部４７を更に備える点で、図１に示す第１の実施の形態にかかる撮像装置１と異なる。
【００２４】
次に、本実施の形態の撮像装置２の機能について説明する。第１の本実施の形態では、輝度目標値が所定の値に固定されているが、第２の実施の形態では、輝度目標値が変化する。なお、第１の実施の形態と同様の構成については、同様の機能を有するため、説明を省略する。
【００２５】
輝度目標値調整部４５は、輝度目標値Ｌを調整して、実際の輝度目標値Ｌ２を決定し、決定された輝度目標値Ｌ２を調整輝度目標値記憶部４７に格納させる。
【００２６】
輝度目標値調整部４５により輝度目標値が調整された場合、露光調整部４２は、調整後の輝度目標値Ｌ２を使用して自動露光演算処理を行うことにより、画像信号処理部３４により色分離された画像信号から、撮影時の露光調整ゲインＧ２の制御データを得る。具体的には、図２の式（１）に従って、露光調整部４２は、画像信号処理部３４から入力される画像信号の輝度値Ｂが調整後の輝度目標値Ｌ２となるように、露光調整ゲインＧ２を算出する。
【００２７】
調整ゲイン比率算出部４６は、輝度目標値記憶部４０に格納されている調整前の輝度目標値Ｌ１と調整輝度目標値記憶部４７に格納されている調整後の輝度目標値Ｌ２とのゲイン比率を算出し、輝度目標値Ｌ１と輝度目標値Ｌ２の比率に基づいてゲイン比率Ｇ２／Ｇ１を調整して、調整ゲイン比率を算出する。例えば、調整ゲイン比率算出部４６は、ゲイン比率Ｇ２／Ｇ１に、調整前の輝度目標値Ｌ１と調整後の輝度目標値Ｌ２の比率Ｌ１／Ｌ２を積算することにより、ゲイン比率を調整して調整ゲイン比率を算出する。このように、輝度目標値が変化する場合のＩＳＯ値は、ゲイン値の変化と輝度目標値によって変化するということを利用して算出される。
【００２８】
ＩＳＯ値選択部４４は、対応テーブル３９に格納された対応テーブル１０を参照して、調整ゲイン比率算出部４６により算出された調整ゲイン比率に対応するＩＳＯ値を選択し、選択されたＩＳＯ値をＩＳＯデータ付加部４１へ出力する。
【００２９】
次に、本実施の形態にかかる撮像装置２の動作について、図７を用いて、輝度目標値が変化する場合における撮影時のＩＳＯ値を算出する処理を説明する。なお、図４に示す撮影時のＩＳＯ値を算出する前の処理については、第１の実施の形態と同様である。
【００３０】
ステップＳ３００において、輝度目標値調整部４５は、輝度目標値Ｌを調整して、調整後の輝度目標値Ｌ２を調整輝度目標値記憶部４７に格納させる。ステップＳ３０１において、露光調整部４２は、入力された画像に対して出力画像の輝度を輝度目標値Ｌ２にするための自動露光調整を行う。ステップＳ３０２において、露光調整部４２は、自動露光演算処理により、撮影時の自動露光調整における露光調整ゲインＧ２を求める。ステップＳ３０４において、調整ゲイン比率算出部４６は、撮影時の露光調整ゲインＧ２と調整前後の輝度目標値Ｌ１，Ｌ２から、調整ゲイン比率を算出する。ステップＳ３０６において、ＩＳＯ値選択部４４が、対応テーブル記憶部３９に格納された対応テーブルを参照して、調整ゲイン比率算出部４６により算出された調整ゲイン比率に対応するＩＳＯ値を選択する。ステップＳ３０８において、ＩＳＯデータ付加部４１は、ＩＳＯ値選択部４４により選択されたＩＳＯ値を撮影時のＩＳＯ値としてＥＸＩＦデータに付加し、撮影情報付加部３６は、撮影時のＩＳＯ値をＥＸＩＦデータとして出力する。
【００３１】
以上のように、本実施の形態の撮像装置によれば、輝度目標値Ｌが変化する場合であっても、変化前後の輝度目標値Ｌ１，Ｌ２に基づいてゲイン比率を調整して調整ゲイン比率を算出することにより、ＩＳＯ値を算出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明にかかる撮像装置は、ＩＳＯ値を設定する機能を備えていない場合であっても、撮影時のＩＳＯ値を演算し、演算したＩＳＯ値を撮影情報に付加することができるという効果を有し、露光調整を行う撮像装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】第１の実施の形態にかかる撮像装置のブロック図
【図２】輝度目標値、露光調整ゲイン、及びＩＳＯ値の関係式を表した図
【図３】ＩＳＯ値を算出するための対応テーブルを表した図
【図４】第１の実施の形態における撮影時のＩＳＯ値を算出する前の処理を示すフローチャート
【図５】第１の実施の形態における撮影時のＩＳＯ値を算出する処理を示すフローチャート
【図６】第２の実施の形態にかかる撮像装置のブロック図
【図７】第２の実施の形態における撮影時のＩＳＯ値を算出する処理を示すフローチャート
【符号の説明】
【００３４】
１，２  撮像装置
３０  光学レンズ
３１  光学レンズ制御部
３２  撮像素子
３３  Ａ／Ｄ変換部
３４  画像信号処理部
３５  ＪＰＥＧ符号化部
３６  撮影情報付加部
３７  演算処理部
３８  基準ゲイン記憶部
３９  対応テーブル記憶部
４０  輝度目標値記憶部
４１  ＩＳＯデータ付加部
４２  露光調整部
４４  ＩＳＯ値選択部
４５  輝度目標値調整部
４６  調整ゲイン比率算出部
４７  調整輝度目標値記憶部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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