【手続補正書】
【提出日】平成21年9月9日(2009.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体撮像素子を用いて画像を撮像する撮像装置において、
基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データを基に白飛びおよび黒つぶれを検出し、その検出結果を基に、画角内のシーンの輝度レンジが前記固体撮像素子により検出可能な検出輝度レンジに収まっているか否かを判定する露光状態判定部と、
前記露光状態判定部によってシーンの輝度レンジが前記検出輝度レンジに収まっていないと判定された場合に、シーンの高輝度側の輝度レンジおよび低輝度側の輝度レンジが前記検出輝度レンジにそれぞれ収まるように前記基準露出制御値を補正したアンダー側露出制御値およびオーバー側露出制御値を算出する露出補正値算出部と、
前記露出補正値算出部により前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値の少なくとも一方が算出された場合に、前記基準露出制御値と、算出された前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値とを適用して撮像動作を連続的に実行させ、それぞれの撮像動作により個別の画像データを取得するブラケット撮像制御部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
撮像動作により得られた画像データに対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ処理部をさらに有し、
前記露光状態判定部および前記露出補正値算出部は、前記フィルタ処理部によりローパスフィルタ処理が施された画像データを基に、白飛びおよび黒つぶれの検出、および、前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値の算出をそれぞれ実行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】
前記露出補正値算出部は、
前記基準露出制御値を基準としてアンダー側およびオーバー側にそれぞれ徐々に補正した露出制御値を適用して、その都度撮像動作を実行させて得られた画像データを基に白飛びおよび黒つぶれの発生状態を検出し、
白飛びが発生しない最大の露出制御値と、あらかじめ決められた基準露光条件下での画素出力の輝度最大値と、前記固体撮像素子の各画素の飽和電荷量と、所定の白レベルに対応する前記固体撮像素子の画素の電荷量とを基にシーンの最高輝度を検出し、また、黒つぶれが発生しない最小の露出制御値と、あらかじめ決められた基準露光条件下での画素出力の輝度最小値と、前記固体撮像素子の各画素の前記飽和電荷量と、所定の黒レベルに対応する前記固体撮像素子の画素の電荷量とを基にシーンの最低輝度を検出して、検出したシーンの最高輝度および最低輝度を基に、シーンの輝度レンジが前記検出輝度レンジより広いか否かを判定し、
シーンの輝度レンジが前記検出輝度レンジより広いと判定した場合に、検出されたシーンの最高輝度および最低輝度がそれぞれ前記検出輝度レンジに収まるように前記基準露出制御値を補正した前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値を算出する、
ことを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項４】
前記露出補正値算出部は、前記基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データから、輝度ごとの度数を低輝度側から累積した累積ヒストグラムを検出し、前記累積ヒストグラムに基づき、主要な被写体が存在している可能性の高い所定の基準累積度数に対応する輝度領域と、前記基準累積度数より高い１つ以上の累積度数に対応する輝度領域と、前記基準累積度数より低い１つ以上の累積度数に対応する輝度領域とを検出して、検出した前記各輝度領域の組み合わせに応じて、前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値を推定して出力することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項５】
前記ブラケット撮像制御部の制御により得られた複数の画像データを合成して１つの合成画像データを生成する画像合成部であって、
前記オーバー側露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データのうち、輝度値が、前記固体撮像素子の各画素の飽和電荷量から換算される輝度値以下である画素のデータを、前記合成画像データに合成し、
前記基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データのうち、輝度値が、前記固体撮像素子の各画素の前記飽和電荷量から換算される輝度値以下である画素を、前記合成画像データに合成し、
いずれの条件にも該当しない画素については、前記アンダー側露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データの画素のデータを、前記合成画像データに合成する前記画像合成部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項６】
前記画像合成部により合成された前記合成画像データに対して、当該合成画像データの照明成分の明るさに応じたゲインを印加して、当該合成画像データの階調レンジを圧縮する階調レンジ圧縮部をさらに有することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた基準画像データに対してローパスフィルタ処理を施したローパス画像データを生成するローパス画像生成部と、
前記基準画像データと、前記アンダー側露出制御値を適用した撮像動作により得られたアンダー補正画像データと、前記オーバー側露出補正値を適用した撮像動作により得られたオーバー補正画像データとを、前記ローパス画像データの各画素の輝度値に応じた補間係数を用いて内挿補間し、１つの合成画像データを生成する画像補間部と、
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項８】
固体撮像素子を用いて画像を撮像する撮像装置において、
基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データを基に白飛びを検出し、その検出結果を基に、画角内のシーンの輝度レンジが前記固体撮像素子により検出可能な検出輝度レンジに収まっているか否かを判定する露光状態判定部と、
前記露光状態判定部によってシーンの輝度レンジが前記検出輝度レンジに収まっていないと判定された場合に、シーンの高輝度側の輝度レンジが前記検出輝度レンジに収まるように前記基準露出制御値を補正したアンダー側露出制御値を算出する露出補正値算出部と、
前記露出補正値算出部により算出された前記アンダー側露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データに対して１倍以上のそれぞれ異なるゲインを印加して複数の補正画像データを生成するゲイン処理部と、
前記ゲイン処理部により生成された複数の前記補正画像データに対してそれぞれノイズ除去処理を施し、前記ゲイン処理部におけるゲイン印加量が多い前記補正画像データほど前記ノイズ除去処理の強度を強くするノイズ除去処理部と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項９】
撮像動作により得られた画像データに対してローパスフィルタ処理を施すフィルタ処理部をさらに有し、
前記露光状態判定部および前記露出補正値算出部は、前記フィルタ処理部によりローパスフィルタ処理が施された画像データを基に、白飛びの検出、および、前記アンダー側露出制御値の算出をそれぞれ実行することを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記ノイズ除去処理が施された複数の前記補正画像データを合成して１つの合成画像データを生成し、前記合成画像データの画素のうち、いずれかの前記補正画像データの同一位置の画素の明るさが明るいほど、前記ゲイン処理部におけるゲイン印加量が少ない前記補正画像データの合成比を高くする画像合成部をさらに有することを特徴とする請求項８記載の撮像装置。
【請求項１１】
固体撮像素子を用いて画像を撮像する撮像方法において、
露光状態判定部が、基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データを基に白飛びおよび黒つぶれを検出し、その検出結果を基に、画角内のシーンの輝度レンジが前記固体撮像素子により検出可能な検出輝度レンジに収まっているか否かを判定し、
前記露光状態判定部によってシーンの輝度レンジが前記検出輝度レンジに収まっていないと判定された場合に、露出補正値算出部が、シーンの高輝度側の輝度レンジおよび低輝度側の輝度レンジが前記検出輝度レンジにそれぞれ収まるように前記基準露出制御値を補正したアンダー側露出制御値およびオーバー側露出制御値を算出し、
前記露出補正値算出部により前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値の少なくとも一方が算出された場合に、ブラケット撮像制御部が、前記基準露出制御値と、算出された前記アンダー側露出制御値および前記オーバー側露出制御値とを適用して撮像動作を連続的に実行させ、それぞれの撮像動作により個別の画像データが取得されるように制御する、
ことを特徴とする撮像方法。
【請求項１２】
固体撮像素子を用いて画像を撮像する撮像方法において、
露光状態判定部が、基準露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データを基に白飛びを検出し、その検出結果を基に、画角内のシーンの輝度レンジが前記固体撮像素子により検出可能な検出輝度レンジに収まっているか否かを判定し、
前記露光状態判定部によってシーンの輝度レンジが前記検出輝度レンジに収まっていないと判定された場合に、露出補正値算出部が、シーンの高輝度側の輝度レンジが前記検出輝度レンジに収まるように前記基準露出制御値を補正したアンダー側露出制御値を算出し、
ゲイン処理部が、前記露出補正値算出部により算出された前記アンダー側露出制御値を適用した撮像動作により得られた画像データに対して１倍以上のそれぞれ異なるゲインを印加して複数の補正画像データを生成し、
ノイズ除去処理部が、前記ゲイン処理部により生成された複数の前記補正画像データに対してそれぞれノイズ除去処理を施し、前記ゲイン処理部におけるゲイン印加量が多い前記補正画像データほど前記ノイズ除去処理の強度を強くする、
ことを特徴とする撮像方法。