(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像画面を複数のエリアに分割し、各エリアから輝度値を得る輝度値取得手段と、
前記輝度値取得手段により、主被写体輝度値を算出する主被写体輝度値算出手段と、
前記輝度値取得手段により得られた、前記各エリアの輝度値が、主被写体輝度値に第１の所定値を掛けた値よりも大きくなる場合、又は、主被写体輝度値に第１の所定値の逆数を掛けた値よりも該各エリアの輝度値が小さくなる場合、又は、該各エリアの輝度値と該主被写体輝度値との差分の絶対値が第２の所定値よりも大きくなる場合、のうち何れかの条件を満たすエリアに予め設定された重み係数に、予め用意された該エリアの重み補正係数を掛けた値を、新たな重み係数として設定する重み係数設定手段と、
前記重み係数設定手段により設定された重み係数によって重み付けを行い得られる露出情報に基づいて露出制御を行う露出制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記主被写体輝度値算出手段は、合焦位置に対応した領域の輝度値に基づき主被写体輝度値を算出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】
撮像画面を複数のエリアに分割し、各エリアから輝度値を得る輝度値取得工程と、
前記輝度値取得工程により、主被写体輝度値を算出する主被写体輝度値算出工程と、
前記輝度値取得工程により得られた、前記各エリアの輝度値が、主被写体輝度値に第１の所定値を掛けた値よりも大きくなる場合、又は、主被写体輝度値に第１の所定値の逆数を掛けた値よりも該各エリアの輝度値が小さくなる場合、又は、該各エリアの輝度値と該主被写体輝度値との差分の絶対値が第２の所定値よりも大きくなる場合、のうち何れかの条件を満たすエリアに予め設定された重み係数に、予め用意された該エリアの重み補正係数を掛けた値を、新たな重み係数として設定する重み係数設定工程と、
前記重み係数設定手段により設定された重み係数によって重み付けを行い得られる露出情報に基づいて露出制御を行う露出制御工程と、
を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項４】
前記主被写体輝度値算出工程は、合焦位置に対応した領域の輝度値に基づき主被写体輝度値を算出することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像装置においては、撮像画面の輝度値を算出するにあたり、画面を複数に分割し、その分割した輝度値に中央部分を重視した重みを用いて演算する中央重点測光方式、画面全体を一律の重みを用いて演算する平均測光方式といったような、さまざまな測光方式が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような手段を用いた測光方式では撮影するシーンに関係なく、常に予め決定されている重みを用いて、画面の輝度を算出するため、撮影するシーンによってはユーザーの意図と異なる画像が撮影される場合があった。
【０００４】
例えばこのような典型的な例として逆光シーン、トンネルシーンがある。画面中心に主被写体があり、その周辺が逆光で明るくなっている場合、またはトンネルのような暗い背景の前に主被写体があるような場合等は、中央重点の重みで中心にある主被写体の明るさの重みが大きくなってはいるが、背景のエリアの明るさ情報に大きく影響され、逆光シーンにおいては主被写体がユーザーの意図したものよりもアンダーに、トンネルシーンにおいては主被写体がユーザーの意図したものよりオーバーに撮影される場合がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、逆光シーン、トンネルシーン等においても適正な露出になるように露出制御を行うことができる撮像装置及びその制御方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置及びその制御方法は、次のように構成したものである。
【０００７】
（１）撮像画面を複数のエリアに分割し、各エリアから輝度値を得る輝度値取得手段と、前記輝度値取得手段により、主被写体輝度値を算出する主被写体輝度値算出手段と、前記輝度値取得手段により得られた、前記各エリアの輝度値が、主被写体輝度値に第１の所定値を掛けた値よりも大きくなる場合、又は、主被写体輝度値に第１の所定値の逆数を掛けた値よりも該各エリアの輝度値が小さくなる場合、又は、該各エリアの輝度値と該主被写体輝度値との差分の絶対値が第２の所定値よりも大きくなる場合、のうち何れかの条件を満たすエリアに予め設定された重み係数に、予め用意された該エリアの重み補正係数を掛けた値を、新たな重み係数として設定する重み係数設定手段と、前記重み係数設定手段により設定された重み係数によって重み付けを行い得られる露出情報に基づいて露出制御を行う露出制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【０００８】
（２）前記主被写体輝度値算出手段は、合焦位置に対応した領域の輝度値に基づき主被写体輝度値を算出することを特徴とする前記（１）に記載の撮像装置。
【０００９】
（３）撮像画面を複数のエリアに分割し、各エリアから輝度値を得る輝度値取得工程と、前記輝度値取得工程により、主被写体輝度値を算出する主被写体輝度値算出工程と、前記輝度値取得工程により得られた、前記各エリアの輝度値が、主被写体輝度値に第１の所定値を掛けた値よりも大きくなる場合、又は、主被写体輝度値に第１の所定値の逆数を掛けた値よりも該各エリアの輝度値が小さくなる場合、又は、該各エリアの輝度値と該主被写体輝度値との差分の絶対値が第２の所定値よりも大きくなる場合、のうち何れかの条件を満たすエリアに予め設定された重み係数に、予め用意された該エリアの重み補正係数を掛けた値を、新たな重み係数として設定する重み係数設定工程と、前記重み係数設定手段により設定された重み係数によって重み付けを行い得られる露出情報に基づいて露出制御を行う露出制御工程と、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【００１０】
（４）前記主被写体輝度値算出工程は、合焦位置に対応した領域の輝度値に基づき主被写体輝度値を算出することを特徴とする前記（３）に記載の撮像装置の制御方法。
【００１２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は実施例１のデジタルカメラの概略構成を示すブロック図である。同図において、１０１は撮像部であり、撮像部１０１にはレンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、ＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換器等が含まれレンズ系によりＣＣＤに投影された像がデジタル信号として出力される。
【００１３】
シャッターがレリーズされるとＡＦ制御部１０２により合焦検出が行われる。合焦点データは撮像制御部１０３にてレンズのピント合わせ制御が行われる。次に撮像部１０１ではピントが合わせられた状態で画像データの撮影が行われる。
【００１４】
ＡＥ制御部１０４では撮像部１０１より送られてきた画像データをもとに画像の輝度を算出し、適正露出情報を算出する。
【００１５】
図２はＡＥ制御部１０４の構成を示すブロック図であり、以下に図２を用いてＡＥ制御部１０４における処理を説明する。同図において、２０１はエリア輝度値算出部であり、撮像部１０１より送られてきたＣＣＤ信号データを撮像画面に対して横６、縦６に分割した６×６の３６のエリアに分割し、それぞれのエリアの平均輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）（Ｉ＝０〜５，Ｊ＝０〜５）を算出する。さらにエリアごとの輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）をもとに主被写体輝度値算出部２０２において主被写体領域となる中心部の輝度値Ｙｃが次式（１）にて求められる。
【００１６】
Ｙｃ＝（Ｙ（２，２）＋Ｙ（２，３）＋Ｙ（３，２）＋Ｙ（３，３））／４
式（１）これらのＹ（Ｉ，Ｊ）およびＹｃデータはエリア重み決定部２０３へと送られる。エリア重み決定部２０３では予め用意されている図３に示す分割されたエリア毎の重み係数Ｗ（Ｉ，Ｊ）（Ｉ＝０〜５，Ｊ＝０〜５）、図４に示すエリア毎の補正係数Ｈ（Ｉ，Ｊ）、Ｙ（Ｉ，Ｊ）とＹｃの大きさの関係を用いて、そのシーンに応じたエリア毎の重みＷｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）が以下の式により求められる。
【００１７】
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≧Ｙｃ×αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝Ｗ（Ｉ，Ｊ）×Ｈ（Ｉ，Ｊ）  式（２）
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≧Ｙｃ／αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝Ｗ（Ｉ，Ｊ）×Ｈ（Ｉ，Ｊ）  式（３）
その他の場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝Ｗ（Ｉ，Ｊ）                式（４）
ただしα＝２
エリア重み決定部２０３で求められたエリアごとの重みＷｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）およびＹ（Ｉ，Ｊ）のデータは露出制御補正値決定部２０４に送られ、次式（５）にて露出制御補正値Ｄｅｌｔａが求められる。
【００１８】
Ｄｅｌｔａ＝Ｌｏｇ2（Σ（Ｙ（Ｉ，Ｊ）×Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ））／
Σ（Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ））／Ｙｒｅｆ）                      式（５）
ただしＹｒｅｆは画面目標輝度値
ここで実際に例をあげて説明する。図８に示すようなエリアごとの輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）が求められたとする。まず、主被写体輝度値は上式（１）よりＹｃ＝６０となる。ここで上式（２）よりＹ（Ｉ，Ｊ）がＹｃ×２＝１２０より大きいもの、上式（３）よりＹ（Ｉ，Ｊ）がＹｃ／２＝３０よりも小さいものに補正係数Ｈ（Ｉ，Ｊ）がかけられ、図９に示すようなＷｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）が求められる。このように結果的に主被写体の重点度合いが大きくなることにより、主被写体がより適正な露光になるように補正される。
【００１９】
図１のＡＥ制御部１０４で求められた露出制御補正値は撮像制御部１０３へ送られ、本露光時の絞り値Ａｖ，シャッタースピード値Ｔｖ、ＣＣＤ感度値Ｓｖが決定され、撮像部１０１の絞り、シャッタースピード、ＣＣＤ感度をコントロールする。
【００２０】
それぞれの値が設定されると撮像部１０１では本露光が行われ、最終画像デジタル信号が画像処理部１０５へと送られる。最終画像デジタル信号は画像処理部１０５にて、色処理および輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、ＪＰＥＧ変換処理等の画像処理が行われ、さらにデータ書き込み部１０６へと送られ、記憶媒体へのデータ書き込みが行われる。
【００２１】
なお、本実施例においてはエリア毎の重みを決定する式の判定に上式（２），（３）のように主被写体の輝度値とエリア毎の輝度値の比率を用いているが、次式（６），（７）のように輝度差を用いて判定するようにしてもよい。
【００２２】
｜Ｙ（Ｉ，Ｊ）−Ｙｃ｜≧βの場合（ただしβは定数）
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝Ｗ（Ｉ，Ｊ）×Ｈ（Ｉ，Ｊ）  式（６）
その他の場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝Ｗ（Ｉ，Ｊ）                式（７）
ただし｜Ａ｜はＡの絶対値を求めるものとする。
【００２３】
このように本実施例では、  撮像画面を縦６、横６の３６個のエリアに分割し、各エリアから得られる輝度値に対して予め定められた重み付けを行うことにより得られる露出情報に基づいて撮像動作を行う撮像制御部（制御手段）１０３と、前記３６個のエリアのうち、所定のエリアの輝度値とその他のエリアの輝度値との比率が所定の比率より大きい場合、前記重み付けを補正するＡＥ制御部（補正手段）１０４とを有するようにしたため、逆光シーン、トンネルシーン等においても適正な露出になるように露出制御を行うことができる。
【００２４】
なお、本実施例においてはエリアの分割を縦６、横６の３６個のエリアに分割したものを用いたが、この数に限定されるものではなく、Ｎ×Ｍ（Ｎ，Ｍは任意の定数）、または主被写体とその他のエリアが分別することが可能であればどのような形であっても構わない。
【００２５】
（実施例２）
基本的な構成は実施例１と同様であり、説明には同じ図を用いる。
【００２６】
図１の撮像部１０１にはレンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、ＣＣＤ、Ａ／Ｄ変換器等が含まれレンズ系によりＣＣＤに投影された像がデジタル信号として出力される。シャッターがレリーズされるとＡＦ制御部１０２により合焦点検出が行われる。これは図５に示す画像の位置の被写体の測距を行い、一番近い位置の被写体にピントが合うように合焦点データは撮像制御部１０３にてレンズのピント合わせ制御が行われる。
【００２７】
次に撮像部１０１ではピントが合わせられた状態で画像データの撮影が行われる。ＡＥ制御部１０４では撮像部１０１より送られてきた画像データをもとに画面の輝度を算出し、適正露出情報を算出する。
【００２８】
撮像部１０１より送られてきたＣＣＤデータ信号はエリア輝度値算出部２０１にて画面を横６、縦６に分割した６×６の３６のエリアに分割し、それぞれのエリアの平均輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）（Ｉ＝０〜５，Ｊ＝０〜５）を算出する。さらにエリアごとの輝度値Ｙ（Ｉ，Ｊ）をもとに主被写体輝度値算出部２０２においては主被写体領域となる中心部の輝度値は以下の式にて求められる。
【００２９】
図５中Ａの位置にピントが合わされている場合
Ｙｃ＝（Ｙ（１，２）＋Ｙ（２，２）＋Ｙ（１，３）＋Ｙ（２，３））／４  式（８）
図５中Ｂの位置にピントが合わされている場合
Ｙｃ＝（Ｙ（２，２）＋Ｙ（３，２）＋Ｙ（２，３）＋Ｙ（３，３））／４  式（９）
図５中Ａの位置にピントが合わされている場合
Ｙｃ＝（Ｙ（３，２）＋Ｙ（４，２）＋Ｙ（３，３）＋Ｙ（４，３））／４  式（１０）
これらのＹ（Ｉ，Ｊ）およびＹｃデータはエリア重み決定部２０３へと送られる。エリア重み決定部２０３では図６に示すあらかじめ用意されているピントが図５の合わされた位置に応じた分割されたエリア毎の重み係数ＷＡ（Ｉ，Ｊ），ＷＢ（Ｉ，Ｊ），ＷＣ（Ｉ，Ｊ）（Ｉ＝０〜５，Ｊ＝０〜５）、図７に示すピントが図５の合わされた位置に応じたエリア毎の補正係数ＨＡ（Ｉ，Ｊ），ＨＢ（Ｉ，Ｊ），ＨＣ（Ｉ，Ｊ）、Ｙ（Ｉ，Ｊ）とＹｃの大きさの関係を用いて、そのシーンに応じたエリア毎の重みＷｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）が以下の式により求められる。
【００３０】
図５中のＡの位置にピントが合わされる場合
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≧Ｙｃ×αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＡ（Ｉ，Ｊ）×ＨＡ（Ｉ，Ｊ）  式（１１）
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≦Ｙｃ／αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＡ（Ｉ，Ｊ）×ＨＡ（Ｉ，Ｊ）  式（１２）
その他の場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＡ（Ｉ，Ｊ）                  式（１３）
ただしα＝２
図５中のＢの位置にピントが合わされる場合
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≧Ｙｃ×αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＢ（Ｉ，Ｊ）×ＨＢ（Ｉ，Ｊ）  式（１４）
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≦Ｙｃ／αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＢ（Ｉ，Ｊ）×ＨＢ（Ｉ，Ｊ）  式（１５）
その他の場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＢ（Ｉ，Ｊ）                  式（１６）
図５中のＣの位置にピントが合わされる場合
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≧Ｙｃ×αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＣ（Ｉ，Ｊ）×ＨＣ（Ｉ，Ｊ）  式（１７）
Ｙ（Ｉ，Ｊ）≦Ｙｃ／αの場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＣ（Ｉ，Ｊ）×ＨＣ（Ｉ，Ｊ）  式（１８）
その他の場合
Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）＝ＷＣ（Ｉ，Ｊ）                  式（１９）
エリア重み決定部２０３で求められたエリアごとのＷｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ）およびＹ（Ｉ，Ｊ）のデータは露出制御補正値決定部２０４に送られ、次式（２０）にて露出制御補正値Ｄｅｌｔａが求められる。
【００３１】
Ｄｅｌｔａ＝Ｌｏｇ2（Σ（Ｙ（Ｉ，Ｊ）×Ｗｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ））／
Σ（Ｗ  ｅｉｇｈｔ（Ｉ，Ｊ））／Ｙｒｅｆ）                式（２０）
ただしＹｒｅｆは画面目標輝度値
図１のＡＥ制御部１０４で求められた露出制御補正値は撮像制御部１０３へ送られ、本露光時の絞り値Ａｖ，シャッタースピード値Ｔｖ、ＣＣＤ感度値Ｓｖが決定され、撮像部１０１の絞り、シャッタースピード、ＣＣＤ感度をコントロールする。
【００３２】
それぞれの値が設定されると撮像部１０１では本露光が行われ、最終画像デジタル信号が画像処理部１０５へと送られる。最終画像デジタル信号は画像処理部１０５にて、色処理および輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、ＪＰＥＧ変換処理等の画像処理が行われ、さらにデータ書き込み部１０６へと送られ、記憶媒体へのデータ書き込みが行われる。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、逆光シーン、トンネルシーン等においても適正な露出になるように露出制御を行うことができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施例１，２の構成を示すブロック図
【図２】  図１のＡＥ制御部の構成を示すブロック図
【図３】  実施例１の予め用意されているエリア毎の重み係数を示す図
【図４】  実施例１の予め用意されているエリア毎の重み補正係数を示す図
【図５】  実施例２のピント位置を示す図
【図６】  実施例２のピントが合わされた位置に応じたエリア毎の重み係数を示す図
【図７】  実施例２のピントが合わされた位置に応じたエリア毎の補正係数を示す図
【図８】  エリア毎の輝度の一例を示す図
【図９】  エリア毎の重みの一例を示す図
【符号の説明】
１０１  撮像部
１０２  ＡＦ制御部
１０３  撮像制御部（制御手段）
１０４  ＡＥ制御部（補正手段）
１０５  画像処理部
１０６  データ書き込み部
２０１  エリア輝度値算出部
２０２  主被写体輝度値算出部
２０３  エリア重み決定部
２０４  露出制御補正値決定部
【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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【図８】
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【図９】
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