(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像画面の輝度情報のバラつきを計算する計算手段と、前記バラつきに応じて撮像画面の分割領域数を選択する選択手段と、分割領域毎に輝度情報を積算する第１積算手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記計算手段は、特定の分割領域毎に輝度情報を積算する第２積算手段の出力値から標準偏差を求めることで前記バラつきを算出することを特徴とする前記請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記選択手段は、前記第２積算手段の前記バラつきに最適な分割領域数を決定することを特徴とする前記請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像画面の異なる分割領域数に応じて、分割領域毎の輝度情報を積算する複数の積算手段と、撮像画面の輝度情報のバラつきを計算する計算手段と、前記計算手段で算出された前記バラつきに最適な分割領域数となる前記複数の積算手段のうち、１つの積算手段を選択する選択手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記計算手段は、前記複数の積算手段のうち、特定の分割領域数である積算手段から求めた積算値の標準偏差を求めることで前記バラつきを算出することを特徴とする前記請求項４記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタルスチルカメラ等の露出調整装置や合焦装置等に用いられるディジタル積分装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
通常の撮像装置には、撮像対象を複数領域に分割し、各分割領域での輝度信号を積算した値から求める輝度評価値を、目標値になるように制御するオートアイリス装置（ＡＥ装置）が備えられており、この輝度評価値を算出するために積算回路が用いられている。この積算回路において、撮像画面の分割領域数はあらかじめ６４分割または１２８分割というように１つに固定されていた。固定された分割領域数を有する積算回路にて、輝度信号の積算値である輝度評価値を算出し、マイクロコンピュータ（マイコン）の制御プログラムによって、アイリスが最適状態に制御されていた。
【０００３】
一般に、ＡＥ装置は、撮像対象の領域全体から輝度評価値を求め、絞りの開口径またはシャッタースピードを調節することで実現されている。これにより、撮像対象の輝度信号レベル自体にバラつきがない場合（濃淡の少ない状態）では、ほぼ確実に撮像対象を適正な明るさで撮影することができる。ところが、撮像対象の輝度信号レベル自体にバラつきがある場合（濃淡が多く複雑な模様である状態）では、撮像対象の濃淡を平均化してしまうため、撮像対象中の主要被写体が暗くなってしまったりすることがある。そこで、撮像対象の領域を複数分割し、それぞれの領域での輝度評価値を求め、各領域の輝度評価値に重み係数を付けることで、撮像対象を適正な明るさで撮影するよう構成されている。
【０００４】
各領域の重み係数の例を第３図（ａ）に示す。この例では、撮像対象は１６の領域に分割されており、中央部に位置する２×２の４個の領域の重み係数は５、周辺部に位置する１２個の領域の重み係数は１に設定されている。被写体が撮像対象の中央部に存在すれば、周辺部の背景の輝度信号は輝度評価値に反映されにくいことになり、周辺部に非常に明るい輝度を持つ対象物があっても被写体を適正な明るさで撮影することができる。
【０００５】
このように従来の撮像装置では、撮像対象中の被写体が中央部や左右端部などに位置していると輝度情報から判断して、第３図（ｂ）のように右端部を重視するような重み係数に変更することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、分割した単一領域内で撮像対象の輝度信号レベルにバラつきがある場合、単一領域の輝度評価値は濃淡の平均値となるため、撮像対象を最適な明るさで撮影できなくなることがある。このような輝度レベルにバラつきがある場合、撮像対象の分割領域を細かくすることで、第３図（ｃ）のように、より撮像対象の輝度信号レベルのバラつきに最適な重み係数を割当てることができる。
【０００７】
撮像対象の輝度信号レベルのバラつきが小さい場合は、細かい分割を必要とせず、分割領域数が多い分だけ算出される積算値が増えるため、その後の処理において、無駄な計算時間やデータ量を消費するだけである。また、撮像対象の輝度信号レベルのバラつきが大きい場合は、分割領域数が少ないと、分割領域単位で平均化されてしまうことから、撮像対象の輝度情報の特性を示す輝度評価値に誤差を多く含むことになる。
【０００８】
それゆえに、この発明の主たる目的は、撮像対象の輝度信号レベルのバラつきに応じて、積算回路の分割領域数を最適化することであり、最適時間と最適データ容量でアイリスなどを制御する評価値を求めることができる。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、第一の発明は、撮像素子で取込まれた画像信号から撮像対象の輝度レベルなどを求めるディジタル積分装置を有する撮像装置において、異なる分割領域数の積算値を計算できる積算手段と、撮像対象の輝度レベル自体のバラつき評価値を算出する計算手段と、前記輝度レベルのバラつき評価値から前記バラつきに最適な分割領域数を決定する選択手段と、前記積算手段の積算値から露出を最適値に設定する輝度評価値を算出する評価値算出手段からなるディジタル積分装置を備えた撮像装置である。
【００１０】
第二の発明は、撮像素子で取込まれた画像信号から撮像対象の輝度レベルなどを求めるディジタル積分装置を有する撮像装置において、分割領域数の異なる複数の積算手段と、撮像対象の輝度レベル自体のバラつき値を算出する計算手段と、前記輝度レベルのバラつき値から前記バラつきに最適な分割領域数を決定する決定手段と、前記複数の積算手段のうち、最適分割数の積算値を輝度評価値とする選択手段からなるディジタル積分装置を備えた撮像装置である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に従い、本発明の一実施例について説明する。第１図は本実施例装置の全体のブロック図である。カメラ１は、フォーカスレンズ１０を含み、このフォーカスレンズ１０から入射された被写体の光が、絞り機構１１を介して、ＣＣＤイメージャ１２に照射される。ＣＣＤイメージャ１２の前面には、３原色のフィルタ要素がベイヤ配列された色フィルタ（図示せず）が装着される。これによって、Ｒ，Ｇ及びＢのいずれか１つの原色成分を有する画素信号がＣＣＤイメージャ１２から出力され、Ａ／Ｄ変換器１３でディジタル信号である画素データに変換される。
【００１２】
マイコン１９から出力されるシャッタースピード指示信号に応じて動作するタイミングジェネレータ（ＴＧ）２１は、ＣＣＤイメージャ１２の露光時間を制御するとともに、メモリ制御回路２２にタイミング信号を送ることで、画素データをＤＲＡＭ１４に書き込む。ＤＲＡＭ１４に保持された画素データは、その後メモリ制御回路２２によって読み出され、信号処理回路１５に入力される。
【００１３】
信号処理回路１５は、入力されたＲ，Ｇ及びＢのそれぞれの画素データに基づいて、輝度データ（Ｙデータ）と色差データ（Ｒ−Ｙデータ及びＢ−Ｙデータ）を算出する。信号処理回路１５は算出した色差データを図示しない白バランス調整回路に入力するとともに、Ｙデータを分割領域数が固定された固定分割積算回路１６に入力する。固定された分割領域を第２図（ａ）に示す。ここでは、撮像対象全体を縦方向に８等分、横方向に８等分して、６４の領域に分割している。
【００１４】
固定分割積算回路１６は入力されたＹデータを６４個の分割領域毎に積算し、ＳＤ算出回路１７に供給する。ＳＤ算出回路１７は、固定分割積算回路１６から出力された６４個の積算値の標準偏差（ＳＤデータ）を算出し、選択回路１８に入力する。この標準偏差値は、撮像対象の輝度レベルのバラつき評価値ＳYに相当し、撮像対象が複雑な輝度変化を有しているようなバラつきが大きいときは、バラつき評価値ＳYは大きくなり、逆に、撮像対象に輝度変化があまり無く滑らかなときは、バラつき評価値ＳYは小さくなる。
【００１５】
選択回路１８は、ＳＤ算出回路１７から入力されたバラつき評価値ＳYに基づいて、最適分割領域数ｍを求める。バラつき評価値ＳYが大きいと、より細かい領域の積算値を必要とするので、分割領域数を大きくする。逆に、バラつき評価値ＳYが小さいと、細かい領域の積算値を必要としないので、分割領域数を小さくする。具体例として、バラつき評価値ＳYが所定値Ａ未満の場合は、最適分割数ｍを、第２図（ａ）のようにｍ＝６４とし、バラつき評価値ＳYがＡ以上の場合は、最適分割数ｍを、第２図（ｂ）のようにｍ＝１２８といったように、バラつき評価値ＳYに応じて、最適分割数ｍを決定させる。Ａは、予め実験により求められた値である。本実施例は、６４と１２８の２つの分割領域数を用いて説明したが、この分割領域数及び分割の種類に関して、制限を与えるものではない。
【００１６】
最適分割数ｍが決定されると、アイリス制御などが実行される。具体的には、選択回路１８から出力された最適分割数ｍが、マイコン１９に取込まれ、最適分割積算回路２３に渡される。最適分割積算回路２３は、再度、信号処理回路１５からＹデータを入力し、分割領域毎に積算値ＩMを算出する。マイコン１９は、予め設定された最適露光量が得られる目標値と積算値ＩMの分割領域ｍ個の総和である画面全体の輝度評価値IYとを比較し、両者が一致するように、モータ駆動回路２０にモータ制御信号を送り、同時にシャッタースピード指示信号をＴＧ２１に送り、絞り機構１１の開き量及びＣＣＤイメージャ１２のシャッタースピードを制御する。
【００１７】
マイコン１９は、図示しないレリーズボタンが半分押されたとき、または指が触れたときに、上記の処理を行い、最適露出量を決定する。レリーズボタンが押されたときに、マイコン１９は、スイッチ２４を通電状態とし、ＤＲＡＭ１４から画素データを信号処理２５に入力する。信号処理２５では、記録媒体２６に適した信号処理及びデータ圧縮を行い記録する。
【００１８】
第４図は、他の実施例を示すブロック図であり、カメラ１から信号処理回路１５までの構成は前記実施例を示す第１図と同じなので、説明は省略し、信号処理回路１５以降の構成のみを示す。即ち、異なる部分は、撮像対象の輝度評価値を算出する積算手段、つまり、固定分割積算回路１６や最適分割積算回路２３等の構成である。
【００１９】
信号処理回路１５で算出されるＹデータを、撮像対象の積算領域が６４分割された６４分割積算回路３０と１２８分割積算回路３１にそれぞれに供給する。ＤＲＡＭ３２は、分割領域毎の積算値を一時的に保持するためのものである。一時的に保持された積算結果のうち、６４分割積算回路３０によって求められた積算値は、ＳＤ評価回路３３に供給され、分割領域毎の積算値の標準偏差を算出する。ＳＤ評価回路３３では、算出された標準偏差は、前述同様、バラつき評価値ＳYとなり、所定値Ａ未満の場合は、６４分割積算回路３０を選択し、Ａ以上の場合には、１２８分割積算回路３１を選択することを示す選択制御信号を分割数選択回路３４に供給する。分割数選択回路３４は、選択制御信号に基づいて、６４分割積算回路３０の積算値または１２８分割積算回路３１の積算値のどちらか最適な値を画面全体の輝度評価値として、マイコン１９に渡す。その後、マイコン１９の処理は、前記実施例と同様に、目標値と輝度評価値から絞り値及びシャッタースピードを最適にする露出制御を行うことになる。本実施例の説明では、６４分割と１２８分割を用いたが、この分割数及び分割数の種類に関して制限を与えるものではない。
【００２０】
前記両実施形態では、露出制御について述べたが、フォーカス制御や白バランス調整等のように、撮像画面を複数領域に分割して合焦の度合いや色情報の分布を評価するものにも利用可能であることは言うまでもない。
【００２１】
【発明の効果】
上述の如く本発明によれば、積算回路の分割領域数が、常に撮像対象の輝度レベルのバラつきに最適な値に保たれるため、余分な分割領域がないことから、積算回路からの積算値の数が最適となる。よって、積算値の計算時間も短くなり、計算結果を保持するデータ容量も無駄にならない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態である撮像装置の概略を示すブロック図である。
【図２】図１の撮像装置の一部である積算回路の分割領域例を示す図である。
【図３】撮像対象の輝度情報に対応した分割領域の重み係数を示す図である。
【図４】本発明の他の実施形態である撮像装置の一部を示すブロック図である。
【符号の説明】
１  ・・・カメラ
１０・・・フォーカスレンズ
１１・・・絞り機構
２１・・・タイミングジェネレータ（ＴＧ）
２４・・・スイッチ
【図１】
0004404474.tif 000002
【図２】
0004404474.tif 000003
【図３】
0004404474.tif 000004
【図４】
0004404474.tif 000005