(57)【要約】      （修正有）【課題】撮像素子の飽和電子数に応じて利得を変更した際に、各個体間で明るさ情報を基に補正量を決定するパラメータに差が生じないようにする。【解決手段】入射光の光量調整を行う光量調整手段と、結像光を電気信号に変換するイメージセンサと、この出力を増幅する増幅手段と、イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルを用いて被写体の明るさ情報を生成し、この情報を補正する明るさ情報補正手段と、入力信号に信号処理を施すカメラ信号処理手段とを備え、明るさ情報補正手段は飽和調整手段の調整値をもとに明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いてカメラ信号処理を行う。【選択図】図１
2012095219.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光の光量調整を行う光量調整手段と、
結像した光を電気信号に変換するイメージセンサと、
イメージセンサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、
光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルのいずれか、もしくは全ての状態を用いて被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正手段と、
入力信号に信号処理を施すカメラ信号処理手段とを備え、
明るさ情報補正手段は前記飽和調整手段の調整値をもとに前記明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、
カメラ信号処理手段は前記明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いてカメラ信号処理を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記飽和調整手段は前記増幅手段を用いて信号レベルを補正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】
前記光量調整手段はイメージセンサへ蓄積時間を機械的、あるいは電気的に変更する蓄積時間制御手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記カメラ信号処理手段は映像信号のノイズ軽減処理を行うノイズリダクション手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記カメラ信号処理手段は映像信号の輪郭強調量を変更する輪郭強調手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記カメラ信号処理は映像信号のホワイトバランス処理を行うホワイトバランス手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記カメラ信号処理は映像信号の階調補正処理を行う階調補正手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記カメラ信号処理は映像信号の欠陥画素を補正する欠陥画素補正手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
入射光の光量調整を行う光量調整手段と、
結像した光を電気信号に変換するイメージセンサと、
イメージセンサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、
光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルのいずれか、もしくは全ての状態を用いて被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正手段と、
入射光を結像させる光学系の制御をおこなう光学系制御手段とを備え、
明るさ情報補正手段は前記飽和調整手段の調整値をもとに前記明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、
光学系制御手段は前記明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いて光学系制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
前記飽和調整手段は前記増幅手段を用いて信号レベルを補正することを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
前記光量調整手段はイメージセンサへ蓄積時間を機械的、あるいは電気的に変更する蓄積時間制御手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１２】
前記光学系制御手段はフォーカス調整制御を行うフォーカス手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記光学系制御手段は撮影時の手ぶれを光学的に補正する防振手段を含むことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。
【請求項１４】
入射光の光量調整を行う光量調整手段と、
結像した光を電気信号に変換するイメージセンサと、
イメージセンサからの出力信号を増幅する増幅手段と、
イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、
光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルのいずれか、もしくは全ての状態を用いて被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、
明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正手段と、
光量調節手段および増幅手段を用いた露出制御の目標レベルを制御する露出目標レベル制御手段とを備え、
明るさ情報補正手段は前記飽和調整手段の調整値をもとに前記明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、
露出目標レベル制御手段は前記明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いて露出目標レベル制御を行うことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に関し、特に被写体の明るさの情報に応じた画質補正量の制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、ビデオカメラを始めとする撮像装置において高解像度化を図るために、撮像素子の微細化が進んでいる。撮像素子の微細化は撮像素子毎の飽和電子数のバラツキを大きくする要因になる。飽和電子数のバラツキは画素ごとに発生するのみならず、個体間でのばらつきも大きくなる。個体間で飽和電子数がばらつく場合、撮像装置としては飽和電子数が最低の個体に合わせた信号レベルでダイナミックレンジを設定する必要がある。そうした場合、入射光量が大きい場合でもイメージセンサ上で信号飽和を起こすことはないが、飽和電子数が多い個体でもイメージセンサの実力を出し切れない設定となり、本来よりも信号に対して利得をかけなくてはならなくなるため、ノイズの増加などに繋がる。逆に、飽和電子数が大きい個体に合わせた号レベルでダイナミックレンジを設定すると、入射光量が大きい場合にイメージセンサ上で信号飽和を起こす個体が発生してしまう。
【０００３】
また、飽和電子数に応じて個体の調整をする手法もある。従来、撮像素子の飽和調整としては、画素毎の飽和について補正を施したものがある（例えば特許文献１参照）。飽和調整は画素ごとのみならず、個体間の調整を行うものも一般的である。撮像装置においては飽和電子数に応じて入射光量と利得の関係を変更して、各ボディにて同等の飽和性能になるよう調整、あるいは制御している。そうすることで、飽和電子数の多い個体では、ノイズ成分を抑えた一方で、従来入射光量や利得などの明るさ情報をもとに信号処理の補正量を決定しているパラメータがある。暗所の撮影では、撮像信号にかける利得が大きくなるため、ノイズ成分も増幅されて画質を損なうことになる。暗所での画質向上のために、かける利得に応じてノイズリダクションを多くかけるなどの処理が行われる。被写体の明るさを判定するためには入射光量や利得などの明るさ情報がもとになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１９４９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら従来の撮像素子の調整では、明るさ情報を基に補正量を決定するパラメータについては考慮されていなかった。そのため、上記のように個体毎に飽和電子数に応じて明るさ情報を変更した際に明るさ情報をもとに決定している信号処理のパラメータに差が生じてしまう。上記のようにボディ毎に飽和電子数に応じて、明るさ情報を変更した場合、明るさ情報に応じて補正量を変更しているパラメータが個体毎に異なってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は上述のような問題に鑑みてなされたものであり、撮像素子の飽和電子数に応じて利得を変更した際に、各個体間で明るさ情報を基に補正量を決定するパラメータに差が生じないようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本出願にかかる第１の発明は、入射光の光量調整を行う光量調整手段と、結像した光を電気信号に変換するイメージセンサと、イメージセンサからの出力信号を増幅する増幅手段と、イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルのいずれか、もしくは全ての状態を用いて被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正手段と、入力信号に信号処理を施すカメラ信号処理手段とを備え、明るさ情報補正手段は前記飽和調整手段の調整値をもとに前記明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、カメラ信号処理手段は前記明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いてカメラ信号処理を行うことを特徴としている。
【０００８】
また、本出願にかかる第９の発明は、入射光の光量調整を行う光量調整手段と、結像した光を電気信号に変換するイメージセンサと、イメージセンサからの出力信号を増幅する増幅手段と、イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルのいずれか、もしくは全ての状態を用いて被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正手段と、入射光を結像させる光学系の制御をおこなう光学系制御手段とを備え、明るさ情報補正手段は前記飽和調整手段の調整値をもとに前記明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、光学系制御手段は前記明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いて光学系制御を行うことを特徴としている。
【０００９】
また、本出願にかかる第１４の発明は、入射光の光量調整を行う光量調整手段と、結像した光を電気信号に変換するイメージセンサと、イメージセンサからの出力信号を増幅する増幅手段と、イメージセンサの出力信号の各画素の飽和レベルの代表値が個体間で一定となるように信号レベルを調整する飽和調節手段と、光量調節手段の状態、増幅手段の状態およびイメージセンサの出力信号レベルのいずれか、もしくは全ての状態を用いて被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成手段と、明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正手段と、光量調節手段および増幅手段を用いた露出制御の目標レベルを制御する露出目標レベル制御手段とを備え、明るさ情報補正手段は前記飽和調整手段の調整値をもとに前記明るさ情報生成手段にて生成された明るさ情報を補正し、露出目標レベル制御手段は前記明るさ情報補正手段にて補正された明るさ情報を用いて露出目標レベル制御を行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
以上説明したように、本発明によれば、各個体において撮像素子の飽和電子数に応じて明るさ情報を変更した際でも、明るさ情報を基に決定する補正量を略一定とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１の実施形態における撮像装置のブロック図
【図２】従来例のブロック図
【図３】本発明の第２の実施形態における撮像装置のブロック図
【図４】飽和調整を説明するレベルダイアグラム
【図５】飽和調整のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施例の概略全体図を示すブロック図である。
【００１３】
図１において、１０１は被写体からの入射光を結像させるレンズ、１０２は入射光の光量を調整する光量調整装置、１０３は結像した光学像を電気信号に変換するイメージセンサ部、１０４はイメージセンサの飽和レベルに応じて利得をかけてイメージセンサからの出力信号レベルの個体ばらつきを調節する飽和調整装置、１０５はイメージセンサの出力を映像信号として増幅する増幅装置、１０６は映像信号の信号レベルを取得する信号レベル取得装置、１０７は映像信号にガンマ処理、輪郭処理、色処理などを行う信号処理装置、１０８は信号処理された映像信号を記録部や表示部に出力する出力部、１０９は光量調節装置１０２や増幅装置１０５、信号レベル取得装置１０６などの情報から被写体の明るさ情報を生成する明るさ情報生成装置、１１０は飽和調整装置１０４の調整値から明るさ情報生成装置１０９にて生成された明るさ情報を補正する明るさ情報補正装置である。本発明の第１の実施例では、明るさ情報補正装置１１０が最も特徴的な部分である。比較のために従来例の構成を表すブロック図を図２に示す。
【００１４】
図２において、２０１〜２０９は図１中の１０１〜１０９に相当する。従来例では図１中の明るさ情報補正装置１１０が無い構成であり、明るさ情報生成装置２０９にて生成された明るさ情報は補正されずに信号処理装置２０７に伝達される。
【００１５】
次に順を追って、本発明の第１の実施例の動作を説明する。
【００１６】
レンズ１０１によって結像される被写体像は光量調整装置１０２にて光量の調整が行われ、イメージセンサ部１０３に結像して光電変換されるとともにイメージセンサ部内の増幅回路にて増幅される。ここでは光量調整装置１０２は光学絞りとして説明するが、光量を減光するＮＤフィルタなどの光学手段や、機械シャッタ機構や電子シャッタなどのイメージセンサの蓄積時間を変更する手段も含む。光量調整装置１０２は光学絞りの開口径を変更し入射光量の調整を行うが、入射光量の調整に際しては後述のイメージセンサの飽和レベルが関与してくる。イメージセンサ１０３の出力は飽和調整装置１０４でレベル調整された後、増幅装置１０５にて所望の信号レベルに増幅され、信号処理装置１０７にてガンマ処理、輪郭処理、色処理などのカメラ信号処理が施される。
【００１７】
ここで、イメージセンサの飽和レベルの補正に関して説明する。
【００１８】
図４は飽和調整を説明するレベルダイアグラムである。図４−ａは飽和調整を説明するブロック図であり、図中、４０１はレンズ、４０２は光学絞り、４０３はイメージセンサ、４０４は飽和調整装置、４０５は増幅装置であり、それぞれ図１で説明した構成の一部である。このブロック図に対応して、図４−ｂはイメージセンサの飽和レベルが大きい場合のレベルダイアグラムである。４１１は被写体の光量レベル、４１２はイメージセンサの出力信号レベル、４１３は飽和調整を行った後の信号レベル、４１４は増幅装置によって増幅された目標信号レベルであり、それぞれの系においてレベルを変換する要素として、４１５は光学絞りでの減衰、４１６は飽和調整による増幅、４１７は増幅装置による増幅を示す。被写体光量４１１の光量をもった被写体は、イメージセンサで信号飽和が起こらないレベルに光学絞りで減衰される（４１５）。減衰されてイメージセンサで光電変換された結果、センサ出力４１２のレベルとなるが、図４−ｂに示すイメージセンサは飽和レベルが大きいため、飽和調整装置において増幅する必要はなく、飽和調整による増幅４１６は行われず、飽和調整後４１３はセンサ出力４１２と同等のレベルとなる。そして増幅装置４０５で所定のレベルの増幅をおこない、目標信号レベル４１４となる。一方で、図４−ｃはイメージセンサの飽和レベルが小さい場合のレベルダイアグラムである。４２１は被写体の光量レベル、４２２はイメージセンサの出力信号レベル、４２３は飽和調整を行った後の信号レベル、４２４は増幅装置によって増幅された目標信号レベルであり、それぞれの系においてレベルを変換する要素として、４２５は光学絞りでの減衰、４２６は飽和調整による増幅、４２７は増幅装置による増幅を示す。被写体光量４２１の光量をもった被写体は、イメージセンサで信号飽和が起こらないレベルに光学絞りで減衰される（４２５）。減衰されてイメージセンサで光電変換された結果、センサ出力４２２のレベルとなるが、図４−ｃに示すイメージセンサは飽和レベルが小さいため、飽和調整装置において増幅４２６の利得をかける必要がある、飽和調整後４２３はセンサ出力４２２に対して大きいレベルであり、図４−ｂの飽和調整後４１３と同等のレベとなる。そして増幅装置４０５で所定のレベルの増幅をおこない、図４−ｂの目標信号レベル４１４と同等の目標信号レベル４２４となる。
【００１９】
図４−ｂの飽和調整による増幅４１６および図４−ｃの飽和調整による増幅４２６がそれぞれのイメージセンサの飽和レベルを補正する調整結果であり、このゲイン差に相当する明るさだけ光学絞り４０２における減光量に差が出ることになり、その差が光学絞りでの減衰４１５と光学絞りでの減衰４２５の差になる。すなわち、図１における飽和調整装置１０５において増幅する利得は図４−ｂのイメージセンサであれば飽和調整による増幅４１６、図４−ｃのイメージセンサであれば飽和調整による増幅４２６の量となる。
【００２０】
ここでイメージセンサの飽和電子数に応じて飽和調整装置１０４のゲイン値を設定する手段について説明する。
【００２１】
図５はイメージセンサの飽和電子数に応じて、飽和調整装置１０４の利得を決定するフローである。ステップＳ５０１で、イメージセンサ画素が充分飽和する光量を出力する無彩色の光源を撮像する。ステップＳ５０２で、絞りをある所定値へ変更する。ある所定値とはイメージセンサが飽和しやすいよう絞りは開放とする。ステップＳ５０３にて、飽和調整装置１０４の利得を０ｄＢとする。ステップＳ５０４にて、飽和調整装置１０４の出力レベルを測定する。イメージセンサの飽和レベルは画素ごとにばらつく場合が多いが、本実施例の目的はイメージセンサ出力全体の飽和レベルを適切にするところにあるため、ここではイメージセンサ中の画素の中で一番飽和電子レベルが低い画素を代表値として用いることとする。ステップＳ５０７にて目標の明るさを取得し、ステップＳ５０５にて補正利得の換算を行う。例えば目的の明るさａがａ＝１００００［ｌｓｂ］の場合、ステップＳ５０５の結果ｂがｂ＝５０００［ｌｓｂ］であったならば補正利得はａ／ｂ＝２００％、すなわち６ｄＢとなる。ステップＳ５０７にて飽和調整装置１０４の利得を前記補正利得より算出して記憶する。
【００２２】
以上のようにセンサの飽和電子数に応じて、飽和調整装置１０４を設定する。
【００２３】
撮像される被写体の明るさは、光量調整装置１０２にて光量調節される量と、増幅装置１０５にて増幅されるレベルを考慮したうえで、増幅後の信号レベルを検出することで推測することができる。明るさ情報生成装置１０９は光量調整装置１０２の状態、増幅装置１０５の状態、および信号レベル取得装置１０６によって取得された信号レベルを用いて、明るさ情報を生成する。
【００２４】
ところで、撮像装置の信号処理にとって撮像被写体の明るさは非常に重要な要素となる。映像信号は撮像環境に応じてそれぞれに適した信号処理を施される。例えば被写体環境の色温度を補正するホワイトバランス処理を例にとると、屋外環境と屋内照明環境では色温度条件が大きく異なる場合が多い。撮影した画像から色温度を検出して補正する構成のホワイトバランス装置では、被写体の色と光源の色温度を区別することが難しく、被写体の色によっては誤検出する場合がある。色温度を検出する際に屋外であるか、或いは屋内であるかが判別できると、ホワイトバランス制御の性能は大きく向上する。ここで、撮像被写体から屋外か屋内かを知ることは難しいが、被写体の明るさが大きな手掛かりとなる。比較的明るければ屋外で、逆に暗ければ屋内である可能性が高いため、被写体の明るさの情報をホワイトバランス制御に用いることで検出性能の向上が図られている。
【００２５】
また、被写体が暗い場合にはイメージセンサで受ける光量が低下するため、増幅装置で利得をかけることで出力信号のレベルを保つことになる。イメージセンサなどのアナログ回路部分では撮像信号内にショットノイズが少なからず発生するが、撮像信号のレベルが低い状態で増幅することにより映像信号レベルを適正にするとショットノイズも増幅されることとなり、映像信号に対するノイズのレベルが大きくなり、出力信号のＳ／Ｎ比が悪化する。このように被写体が暗い場合には映像信号の品質が落ちることとなるため、一般的に増幅装置の利得が上がると信号処理部においてノイズを抑制する処理をかけることとなる。ノイズリダクションには複数の画像の相関をとってランダムノイズを抑制するものや、１枚の画像中で空間フィルタをかけるものなど様々であるが、それぞれ処理による弊害が発生するので、必要最低限の処理を利得に応じてかける手法が用いられる。この際に、被写体の明るさや、増幅装置の利得などの条件が用いられることとなる。
【００２６】
明るさ情報生成装置１０９において生成された明るさ情報は明るさ情報補正装置１１０において補正される。ここで補正される内容は、光量調節装置１０２の状態の補正と、増幅装置１０５の利得の補正の場合に分かれる。十分に明るい被写体を撮像している場合にはイメージセンサ１０３に結像する光量を調節する必要があるため、光学絞りを絞る方向にある。この際に入射光量の調整に際しては上述のイメージセンサの飽和レベルが関与してくる。イメージセンサの飽和が大きい場合にはその分だけ入射光量を大きくするが、イメージセンサの飽和が小さい場合には入射光量を絞りながら撮像されることになる。つまり、被写体の明るさが同じ状況でも、イメージセンサの飽和量によって光量調節の量が変わってくるため、その変化量を補正しないと明るさ情報生成装置１０９において生成された明るさ情報に誤差が生じてしまう。こういった場合、明るさ情報補正装置１１０では飽和調整装置１０４の利得に応じて光源調節量を補正することで正確な明るさ情報として補正されることになる。この例は、上述のホワイトバランス制御などで、屋外の被写体であるか屋内の被写体であるかを判別する際などに応用される。
【００２７】
一方で、比較的暗い被写体を撮像している場合ではイメージセンサ１０３に結像する光量は少なくなり、光量調節装置１０２では出来るだけ多くの光量を露光するようにしたい。従って、イメージセンサの飽和量如何を問わず光学絞りは開放で撮影する場合が多い。こういった被写体では、増幅装置の利得制御を用いて信号レベル調節が行われることになる。上述のノイズリダクション制御では増幅装置１０５の利得を用いる必要があるために明るさ情報を使用するが、本来必要な情報は撮像系全体にかかる利得である。飽和調整装置１０４ではイメージセンサの飽和によって利得が異なるため、こういった場合、明るさ情報補正装置１１０では飽和調整装置１０４の利得を増幅装置１０５の利得に加算することで系全体の利得を補正し、正確な明るさ情報として補正されることになる。
【００２８】
以上のように、撮像装置の露出レベルから明るさ情報を生成し、映像信号処理に使用する際に、飽和調整装置の調整値、すなわち利得を用いて明るさ情報を補正することで、ホワイトバランスやノイズリダクションなどの制御における精度を向上させることが可能になり、個体間でのばらつきをなくすことができる。明るさ情報を用いている信号処理は上述のホワイトバランスやノイズリダクションのほかに、輪郭強調やガンマ補正などの階調補正も挙げられる。輪郭強調量は被写体の尖鋭度の制御だけではなく、ノイズ抑圧としての効果も期待されるし、ガンマ補正は逆光補正やダイナミックレンジの補正などに用いられ、被写体の明るさに対して重要な関係にある。さらに、イメージセンサのノイズ成分として画素欠陥などがあるが、画素欠陥のレベルは蓄積時間や系の利得によって変化する。したがって画素欠陥レベルの補正に関しても明るさ情報が重要な役割を果たし、その精度を上げるためにも本実施例の明るさ情報補正が重要となる。
【００２９】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。飽和調整装置と増幅装置は別の構成で説明したが、同一の増幅装置の中で２種類の意味をもった利得を加算して用いる構成でも構わないし、撮像される映像信号は静止画でも動画でも構わない。また、上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
＜第２の実施形態＞
図３は本発明の第２の実施例の概略全体図を示すブロック図である。
【００３０】
図３において、３０１〜３１０は図１中の１０１〜１１０に相当する。図中、３１１はレンズの制御をおこなう光学系制御装置である。本発明の第１の実施例では図１中の明るさ情報補正装置１１０の出力が信号処理装置１０７に伝達される構成について説明したが、本発明の第２の実施例では明るさ情報補正装置３１０の出力が光学系制御装置３１１に伝達される構成となる。
【００３１】
ここで、光学系の補正とは、フォーカス手段や手ぶれ補正手段のように光学系の部材を動かすことによって光学像の補正などの制御をおこなうものである。撮像装置では自動フォーカスなどの技術が進んでいるが、自動フォーカスの検出に際しても明るさの情報を用いることで被写体の条件の判別を行っている。フォーカスの検出では、被写体の尖鋭度をコントラストの観点で判定する。十分に明るい被写体では、被写体のコントラストは高い状態であるが、被写体の照度が低くなってくると同じ被写体でもコントラストが低くなる。この際に、暗いからコントラストが低いのか、或いはコントラストが低い被写体なのかが判別できない。ここに被写体の明るさの情報を加えることで誤判別を防ぐことができ、フォーカス検出の精度が高くなる。また、さらに暗い被写体では、照明を含んだ夜景などの条件が存在する。夜景シーンでは逆にコントラストが高くなるだけでなく、点光源がデフォーカスすると、かえって尖鋭度が上がる場合がある。従って、夜景シーンに対してフォーカス検出を行うには、夜景シーンであることが分かっていることが必要となる。夜景シーンの判別には、点光源を検出することが必要となるが、それに加えて被写体の照度が低いことが分かっていなくてはならない。ここでも、被写体の明るさを正確に検出することが求められる。
【００３２】
以上に述べたように、自動フォーカスの制御に関しても被写体の明るさ情報は非常に重要で、検出精度が求められるものであるが、本発明の第１の実施例で述べたようにイメージセンサの飽和が個体ごとにばらつくと被写体の明るさ情報自体がばらつくことになる。そこで、飽和調整装置３０４の状態を用いて明るさ情報補正装置３０９において明るさ情報を補正することで、実際の被写体の明るさに合った明るさ情報を生成することができる。そして、実際の被写体の明るさに合った明るさ情報を用いて被写体の明るさを判別することで誤検出が少なく精度が高いフォーカス検出を行うことができ、自動フォーカス装置の性能が向上する。
【００３３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。光学系の制御としては自動フォーカスのみではなく、手ぶれを補正する防振装置にも応用可能である。撮像される映像信号は静止画でも動画でも構わないし、上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
＜第３の実施形態＞
本発明の第１の実施例では明るさ情報を信号処理の制御に用いる例、本発明の第２の実施例では明るさ情報を光学系制御に用いる例を説明したが、本発明の第３の実施例では明るさ情報を露出制御に用いる例を説明する。
【００３４】
撮像装置では露出制御を自動的に行うものが一般的だが、被写体の状況がわからなければ、露出制御は被写体の明るさによらず全ての被写体を同じ明るさに制御することになる。しかしながら、人間の感覚として、明るい被写体であれば明るく感じ、暗い被写体であれば暗く感じることができる。この人間の感覚に合わせるために、被写体の明るさに応じて露出目標レベルを補正することが一般的に行われている。露出目標補正の例としては、明るい被写体を撮影した場合は露出目標を明るく補正し、暗い被写体を撮影した場合は露出目標を暗く補正する。例えば、Ｅｖ１５程度の被写体では１Ｅｖ程度露出目標を上げることで明るさを表現することができる。
【００３５】
明るさ情報生成装置によって生成された明るさ情報をもとに露出目標を変更するわけだが、これまでの実施例で述べたとおり、飽和調整によって個体間での明るさ情報がばらついてしまう。本実施例では明るさ情報補正の結果を露出目標生成に用いることで、正確な被写体の明るさを生成することが可能になり、人間の感覚に近い露出表現がばらつきなく行えるようになる。
【００３６】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。露出制御の手段としては光学絞りのみではなく、ＮＤフィルタなどの光学減光手段や機械シャッターなどによってイメージセンサの露光時間を変更する手段でも構わないし、イメージセンサの駆動によって露光時間を変化させたりイメージセンサの出力にかける利得を変更してもよい。撮像される映像信号は静止画でも動画でも構わないし、上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、ビデオカメラ，電子スチルカメラ等の撮像装置に関し、特にセンサの飽和電子数に応じて明るさ情報を変更する手段を備えた装置の明るさ情報の制御に関するものである。
【符号の説明】
【００３８】
１０１‥‥レンズ
１０２‥‥光量調節装置
１０３‥‥イメージセンサ
１０４‥‥飽和調整装置
１０５‥‥増幅装置
１０６‥‥信号レベル取得装置
１０７‥‥信号処理装置
１０８‥‥映像信号出力
１０９‥‥明るさ情報生成装置
１１０‥‥明るさ情報補正装置
【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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