(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、前記画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、
前記撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、
前記検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し前記複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、
生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、
前記生成された各評価値を対応する前記複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、
前記複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する前記複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備え、
前記制御手段が、１つの撮影条件を制御設定できる所定の範囲を予め設定しておき、前記１つの撮影条件を決定する評価値を参照するのに先立って当該評価値を得た対象検波域に隣接する検波域から得た他の評価値と前記所定の範囲とを比較し、前記他の評価値が前記所定の範囲内にある場合には前記１つの撮影条件を決定する評価値を参照して前記１つの撮影条件を設定し、前記他の評価値が前記所定の範囲外となる場合には前記他の評価値を参照して他の撮影条件を設定した後に前記１つの撮影条件を決定する評価値を参照して前記１つの撮影条件を設定するようにしたことを特徴とする撮像処理装置。
【請求項２】
複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、前記画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、
前記撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、
前記検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し前記複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、
生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、
前記生成された各評価値を対応する前記複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、
前記複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する前記複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備え、
前記評価値生成手段では、所定の検波域に対応する前記評価値の演算に用いる重み付け係数として前記撮像画面の空間的な測光を考慮した重み付け係数を選択する係数選択手段を設けたことを特徴とする撮像処理装置。
【請求項３】
複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、前記画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、
前記撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、
前記検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し前記複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、
生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、
前記生成された各評価値を対応する前記複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、
前記複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する前記複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備え、
１つの検波域枠内の画素数ｎが、前記評価値生成手段の演算における水平方向の演算画素数Ｔｈと垂直方向の演算画素数Ｔｖに対する関係で、ｎ≧（Ｔｈ×３）×（Ｔｖ×３）となるようにしたことを特徴とする撮像処理装置。
【請求項４】
評価値生成手段が、
各評価値を得るために重み付け係数に従って画像データを演算処理する演算手段と、
各撮影条件に対応した前記重み付け係数を各測光枠の発生タイミングで選択する係数選択手段と、
前記演算手段の演算結果を積分し前記各評価値として生成する積分手段とを有したことを特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか１項記載の撮像処理装置。
【請求項５】
測光枠発生手段が、各測光枠の発生タイミングにより撮像画面上の複数の検波域を異なる撮影条件に対応する評価値を順次検波するように配列割り当てを行うことを特徴とする請求項１から請求項４のうちのいずれか１項記載の撮像処理装置。
【請求項６】
複数の撮影条件が、ホワイトバランス、光学系の焦点距離および光学系の露出量のうちの少なくとも２つからなることを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項記載の撮像処理装置。
【請求項７】
評価値保持手段が少なくとも撮像画面の水平方向の検波域の数だけ設けられ、評価値生成手段の演算により前記評価値保持手段のそれぞれに収納された評価値を制御手段により内部メモリに移して収納し、次の段における各検波域から算出された評価値を前記評価値保持手段のそれぞれに収納するように順次各段の動作を繰り返して前記撮像画面の全検波域から算出された各評価値を前記内部メモリに収納し、複数の撮影条件の設定するために前記内部メモリに収容された前記各評価値を参照するようにしたことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項記載の撮像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の固体撮像素子を用いたデジタルカメラや顕微鏡等に適用される撮像処理装置に係り、特に良好な撮影結果を得るための撮影条件を制御し設定する撮像処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等は、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変化を行う固体撮像素子をとして用いられている。これら撮像素子用いて光を電気信号に変換して画像データを得、さらにデジタル信号にして信号処理する撮像処理装置が、デジタルカメラとして急速に普及している。これらのデジタルカメラでは、得られた画像データを基に焦点、露出および色調整等の撮影条件を設定し最適な撮影画像が得られるように制御機構が設けられている。一般には使用者が簡単に高画質の撮影画像を得ることができるようにするため、これらの撮影条件は、オートフォーカス（自動焦点制御、以下ＡＦとする）、オートエクスポージャ（自動露出制御、以下ＡＥとする）およびオートホワイトバランス（自動色調整、以下ＡＷＢとする）と称する自動制御機能を備えることによって設定されている。
【０００３】
ＡＦは、コントラスト法などを用いて、撮像素子から得られる信号成分について所定の帯域透過後のデータを積分し、この積分値（ＡＦ評価値）からデフォーカス量との相関をとり、レンズを駆動して焦点合わせを行うものである。ＡＥは、撮像素子の出力信号成分を積分した評価値（ＡＥ評価値）の情報を基に、被写体の輝度変化に合わせて絞り等を設定して最適な露光量を得るものである。また、ＡＷＢは、撮像素子からの色信号を色別に積算して得られた評価値（ＡＷＢ評価値）より、それぞれの色の相関をとり、色バランスをとるように補正するものである。
【０００４】
これらの撮影条件の自動制御に用いる評価値は、撮像画面をいくつかの検波域に分け、その検波域毎に検波して求められる。この検波域の分割法としては各種あるが、その一例を図７に示す。図において、ＡＦ検波域（実線で示す部分）は撮像画面の中央付近に配置され、この検波域内における信号を積分しＡＦに用いる評価値を求める。また、ＡＥ／ＡＷＢ検波域（破線で示す部分）は、画面の上下に分けられたＡ域、Ｃ域と中央部のＢ域に配置され、Ａ域、Ｂ域およびＣ域の各信号を検波し、それぞれの検波域での評価値を求め、ＡＥおよびＡＷＢの制御動作に反映させている。
【０００５】
また、従来の技術として特開平１１−２３９２９１号公報に示された撮像処理装置がある。図８はこの撮像処理装置の構成を示すブロック図である。図において、１０１は撮像部で、レンズや固体撮像素子等にて構成される光学ユニット、固体撮像素子を駆動する駆動回路およびレンズや絞りを所定の位置に搬送する駆動機構（図示せず）等からなる。１０２は駆動部で、絞りの大きさや固体撮像素子を駆動する駆動信号等を生成する手段である。１０３はアナログ信号処理部で、撮像部１０１から出力され画素データをクランプして増幅し画像信号を出力する手段である。１０４はアナログ信号からなる画像データをデジタル変換するＡ／Ｄ変換処理部、１０５はγ処理やＡＷＢ調整等を施すデジタル信号処理部である。１０６はメモリカード等に信号を記録し、また再生するための記録再生処理部である。１０７はＤ／Ａ変換処理部で、表示部１０８のモニタ１０９に可視表示するためにデジタル信号をアナログ信号に変換する手段である。１１１は制御部、１１２は操作スイッチである。１１３はＡＦ積算ブロックで、自動焦点調節を行うための評価値を算出する手段である。１１４は共通積算ブロックで、ＡＥ／ＡＷＢおよびモードによってＡＦを行うための評価値を算出する手段である。
【０００６】
次に動作について説明する。
撮像部１０１から得られた画素データは、アナログ信号処理部１０３によって画像信号になり、Ａ／Ｄ変換器１０４によりデジタル信号に変換されてデジタル信号処理部１０５に入力される。デジタル信号処理部１０５からの信号は、操作スイッチ１１２から与えられる指令により、記録再生処理部１０６を介してメモリカードに記憶されるか、あるいはＤ／Ａ変換処理部１０７を介して画像信号に変換されて表示部１０８のモニタ１０９に表示される。この場合、デジタル信号処理部１０５からの信号は、ＡＦ積算ブロック１１３および共通積算ブロック１１４にも入力される。ＡＦ積算ブロック１１３では、所定の検波域内における画像信号のコントラストを表すコントラスト評価値が算出される。また共通積算ブロック１１４では、ＡＦ、ＡＥおよびＡＷＢの各評価値が生成される。この共通積算ブロック１１４は、図９に示す信号構成において、各評価値を固体撮像素子の画面出力に対応するフィールド毎に時分割して算出しており、これにより所望の撮像調整が行われるようにしている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の撮像処理装置は以上のように構成されているので、前者の例のようなＡＦとＡＥ／ＡＷＢとの検波域が異なる場合には、評価値の算出手段をそれぞれ独立して設けなければならず、評価値検波の回路規模が大きくなるという問題点があった。また、後者の例では、検波域のための回路規模は減少するものの、時分割して撮像調整を行っているため、近年の撮像素子の高精細化による画素数の増加に伴い速度（フィールドレート）が低下し、表示速度やシャッタ間隔が遅くなるなどの問題があった。
【０００８】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、回路規模を減少させると共に、各撮影条件の自動制御に用いる評価値をリアルタイムで検波でき、高品質な撮像画像を達成する撮像処理装置を得ることを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る撮像処理装置は、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、生成された各評価値を対応する複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備え、前記制御手段が、１つの撮影条件を制御設定できる所定の範囲を予め設定しておき、前記１つの撮影条件を決定する評価値を参照するのに先立って当該評価値を得た対象検波域に隣接する検波域から得た他の評価値と前記所定の範囲とを比較し、前記他の評価値が前記所定の範囲内にある場合には前記１つの撮影条件を決定する評価値を参照して前記１つの撮影条件を設定し、前記他の評価値が前記所定の範囲外となる場合には前記他の評価値を参照して他の撮影条件を設定した後に前記１つの撮影条件を決定する評価値を参照して前記１つの撮影条件を設定するものである。
【００１０】
この発明に係る撮像処理装置は、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、前記画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、前記撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、前記検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し前記複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、前記生成された各評価値を対応する前記複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、前記複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する前記複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備え、前記評価値生成手段では、所定の検波域に対応する前記評価値の演算に用いる重み付け係数として前記撮像画面の空間的な測光を考慮した重み付け係数を選択する係数選択手段を設けたものである。
【００１１】
この発明に係る撮像処理装置は、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、前記画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、前記撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、前記検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し前記複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、前記生成された各評価値を対応する前記複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、前記複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する前記複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備え、１つの検波域枠内の画素数ｎが、前記評価値生成手段の演算における水平方向の演算画素数Ｔｈと垂直方向の演算画素数Ｔｖに対する関係で、ｎ≧（Ｔｈ×３）×（Ｔｖ×３）となるようにしたものである。
【００１２】
この発明に係る撮像処理装置は、評価値生成手段が、各評価値を得るために重み付け係数に従って画像データを演算処理する演算手段と、各撮影条件に対応した重み付け係数を各測光枠の発生タイミングで選択する係数選択手段と、演算手段の演算結果を積分し各評価値として生成する積分手段とを有したものである。
【００１３】
この発明に係る撮像処理装置は、測光枠発生手段が、各測光枠の発生タイミングにより撮像画面上の複数の検波域を異なる撮影条件に対応する評価値を順次検波するように配列割り当てを行うものである。
【００１４】
この発明に係る撮像処理装置は、複数の撮影条件が、ホワイトバランス、光学系の焦点距離および光学系の露出量のうちの少なくとも２つからなるものである。
【００１５】
この発明に係る撮像処理装置は、評価値保持手段が少なくとも撮像画面の水平方向の検波域の数だけ設けられ、評価値生成手段の演算により評価値保持手段のそれぞれに収納された評価値を制御手段により内部メモリに移して収納し、次の段における各検波域から算出された評価値を評価値保持手段のそれぞれに収納するように順次各段の動作を繰り返して撮像画面の全検波域から算出された各評価値を内部メモリに収納し、複数の撮影条件の設定するために内部メモリに収容された各評価値を参照するようにしたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の各実施の形態を説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１による撮像処理装置の構成を示すブロック図である。図において、１は撮像部で、レンズ、レンズや絞りを所定の位置に調節する駆動機構、撮像素子、所定のアナログ信号処理回路等を含む構成を有し、画像データを取り出す手段である。使用される撮像素子の例としては、ベイヤー配列の赤（ＲＤ）、緑（ＧＮ）、青（ＢＬ）の各色信号をライン単位で出力する二次元構成ＣＣＤがある。２はアナログ信号で取り出される画像データをデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。３は測光枠発生部（測光枠発生手段）で、撮像素子の撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する手段である。４は評価値検出回路（評価値生成手段）で、複数の撮影条件のそれぞれを設定する際に参照される各撮影条件に対応する評価値を異なる検波域の画像データから順次生成する手段である。６１〜６ｎは評価値レジスタ（評価値保持手段）で、評価値検出回路４で生成された各レジスタ値（評価値）を保持するための手段であり、測光枠と同数を有する。５はレジスタ選択部（評価値選択手段）で、評価値検出回路４からのレジスタ値（評価値）を対応する評価値レジスタに与える手段である。７は制御部（制御手段）で、評価値レジスタ６１〜６ｎが保持した各評価値を参照して対応する複数の撮影条件のそれぞれを設定する手段であり、ＲＯＭやＲＡＭ等を備えたＣＰＵからなる。８は画像処理部で、デジタル変換された画像データについてデジタル処理する補間機能や拡大・縮小機能等を有する手段である。
【００１８】
図２は実施の形態１に係る評価値検出回路の構成例を示すブロック図である。図において、１０はデータ演算回路（演算手段）で、各評価値を得るための重み付け係数に従ってＡ／Ｄ変換器２の出力であるデジタル化された画像データを演算処理する手段である。各係数は予め係数レジスタ（図示せず）に保持されている。１１は係数レジスタ選択部（係数選択手段）で、データ演算回路１０が各評価値を算出するために使用する画像データの重み付け係数を選択信号による各測光枠の発生タイミングで選択する手段である。１２は積分回路（積分手段）で、データ演算回路１０の演算結果を積分し各評価値として生成する手段である。
ここで、データ演算は、例えば、タップサイズが３×３画素のコンボリュージョン演算を用いる。データ演算回路１０のデータ演算式を式（１）に示す。
0004027643.tif 000002
式（１）において、Ａ１，Ａ２，…，Ｃ１，Ｃ２は、図３に示すような画像データの画素出力である。Ｋ，Ｋｘ，Ｋｙ，Ｋｚは画像データの重み付け係数である。
データ演算回路１０は、検出対象データＢ１に対して式（１）の演算を行い、演算結果Ｂ１’を得る。さらにＢ１’を積分回路１２によって積分することにより各評価値を得る。
【００１９】
次に図１と図２を用いて動作を説明する。
初期状態において、制御部７から所定の測光枠を作成するように測光枠発生部３に設定がなされる。このときの測光枠設定の例を図４に示す。なお、この設定例では、説明の簡便化のために撮像画面を測光枠で１２個の検波域に等分割した場合を示す。これら検波域には、それぞれＡＥ、ＡＦおよびＡＷＢに用いるための評価値を順次検波するように配列割り当てがなされる。すなわち、最初の検波域はＡＥ１、次がＡＦ１、その次がＡＷＢ１というようになる。この動作は、測光枠の発生タイミングでなされ、そのために測光枠発生部３において、測光枠の座標値および選択信号が設定される。また、評価値検出回路４において、所定の演算を行うように係数を予め設定しておく。
【００２０】
撮像部１において、撮像画面上に被写体の像を結像させた光は光電変換される。光電変換された画素データはＡ／Ｄ変換器２によって量子化され画像データとなる。Ａ／Ｄ変換器２の出力である画像データは評価値検出回路４および画像処理部８に入力される。評価値検出回路４は、順次指定された検波域内において、選択信号に応答して検波域に割り当てられた画像データを取り込み、演算を行って所定の撮影条件を決定するための評価値を算出する。ここで、撮像部１からの画像データは図４の矢印Ｈで示す水平出力方向の走査により出力される。したがって、最初の測光枠による指定は検波域ＡＥ１となっており、評価値検出回路４に対してＡＥの評価値を検波するように測光枠発生部３より選択信号が出力される。この選択信号は測光枠発生部３内のカウンタにより撮像部１の同期信号と座標設定値を比較することによって生成される。この選択信号によって係数レジスタ選択部１１は式（１）の係数値を選択しデータ演算回路１０に設定する。このときの係数レジスタ選択部１１による係数の選択は以下のとおりである。
Ｋ  ：１
Ｋｘ：０
Ｋｙ：０
Ｋｚ：０
したがって、データ演算回路１０から得られる値はＢ’＝Ｂとなる。この演算結果を積分回路１２によって測光枠内で積分していく。
【００２１】
次に、矢印Ｈ方向に走査が進むと、隣の検波域ＡＦ１に切り替わる。このとき、積分回路１２がこれまでに得た積分結果はレジスタ選択部５に出力され、測光枠発生部３から与えられる選択信号に従って評価値レジスタ６１に一旦収納される。今度は検波域ＡＦ１から画像データが出力されると、測光枠発生部３からの選択信号に従って、上記と同様にＡＦの演算用の係数設定がデータ演算回路１０に対してなされる。この場合、係数は係数レジスタ選択部１１によって係数が以下のように選択される。
Ｋ  ：０．５
Ｋｘ：−０．２５
Ｋｙ：＋０．１２５
Ｋｚ：−０．１２５
したがって、データ演算回路１０は所定の帯域透過フィルタとなり、その出力は積分回路１２により検波域ＡＦ１の測光枠内で積分され、ＡＦに用いる評価値となる。
【００２２】
さらに、矢印Ｈ方向に走査が進み、出力される画像データは検波域ＡＷＢ１に切り替わる。同時に、前のデータに対する積分回路１２の積分結果はレジスタ選択部５に出力され、測光枠発生部３の選択信号に従って評価値レジスタ６２に一旦収納される。検波域ＡＷＢ１の画像データが出力されると、測光枠発生部３からの選択信号に従って、上記と同様にＡＷＢの係数設定がデータ演算回路１０になされる。このときの係数レジスタ選択部１１により選択される係数は、以下のようになる。
Ｋ  ：１
Ｋｘ：０
Ｋｙ：０
Ｋｚ：０
したがって、データ演算回路１０から得られる演算結果はＢ’＝Ｂとなる。
【００２３】
撮像部１からの画像データはＧＮ００，ＲＤ０１，ＧＮ０２，ＲＤ０３，…というベイヤー配列に従った色成分データであるため、ＧＮ００の出力のこの演算結果をレジスタ選択部５によって一旦評価値レジスタ６３のＧＮ領域に収納する。次のＲＤ０１出力では、データ演算回路１０からの出力を評価値レジスタ６３のＲＤ領域に収納する。次のＧＮ０２出力の検波においては、レジスタ選択部５が評価値レジスタ６３に先に収納されたＧＮ００の値を読み込み、データのＧＮ０２と評価値レジスタ６３の結果を積分回路１２によって合算して積分する。次のＲＤ３出力の検波においても、同様に評価値レジスタ６３のＲＤ領域に先に収納されたＲＤ０１の値を積分回路１２に読み込んでＲＤ０３と合算する。この動作を検波域ＡＷＢ１の測光枠内で繰り返す。
次の検波域ＡＥ２に移ると、ＡＥの演算のための先に示した係数を再び設定し、得られた値は検波域ＡＥ１の時とは異なる別の評価レジスタ６４に収納される。
【００２４】
撮像部１において矢印Ｈへの出力が終わると規定のライン（例えば１ライン）の走査がなされ、出力原点に戻る。次に、矢印Ｖ方向へ移り、水平方向へと再び画像データの出力が開始される。この次ラインにおいても前と同様な動作を繰り返し、それぞれ、検波域ＡＥ１、ＡＦ１、ＡＷＢ１およびＡＥ２の検波を行っていく。この場合には、撮像部１からの画像データはＢＬ１０，ＧＮ１１，ＢＬ１２，ＢＬ１３，…という色成分データであり、ＢＬ１０は評価値レジスタ６３のＢＬ領域に収納される。次のＧＮ１１データは評価値レジスタ６３のＧＬ領域の値に加算する。この動作を繰り返し、撮像部１の出力が検波域ＡＥ１、ＡＦ１、ＡＷＢ１およびＡＥ２に対してすべて終了すると、その時点で、それぞれの評価値がレジスタ６３から６４に得られる。
次段の検波域ＡＦ２、ＡＷＢ２、ＡＥ３およびＡＦ３では、それぞれの評価値が後続して設けられた評価レジスタ６５から６８に収納されるように選択され、上述したと同様の動作によって評価値が得られる。撮像部１からの１撮像画面分の出力が終了した時点で、全検波域に対するＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢの評価値の検波がすべて終了する。
【００２５】
評価値の検波が終了すると、制御部７は各自動制御に該当する検波域の評価レジスタ収納された評価値を参照する。例えば、ＡＦに用いる検波域がＡＦ１ならば、評価レジスタ６２に収納された値を参照し、その値を基にして撮像部１のレンズモータ（図示せず）を駆動し、合焦点を得る動作を行う。また、ＡＥおよびＡＷＢについても同様に該当する評価レジスタの値を参照することによりそれぞれの自動制御を行う。なお、これらのＡＦ、ＡＥおよびＡＷＢの具体的制御については既知の技術を用いればよいので説明を省略する。
【００２６】
各種自動制御を繰り返したのちに、撮像部１からは最適化された画像データが出力され画像処理部８に入力される。画像処理部８では、ベイヤー配列データからの補間処理や拡大或いは縮小処理等を行い、所定の表示装置で表示し、記録媒体へ画像データを記録する撮像画像を得る。
なお、この実施の形態１では、評価値検出回路４によるデータ演算をタップサイズが３×３画素のコンボリュージョン演算を用いた例について説明したが、演算式やタップサイズおよび重み付け係数はこの限りではなく、所望の性能が得られる他のものを用いてもよい。
【００２７】
以上のように、この実施の形態１によれば、測光枠を発生させ撮像画面を複数の検波域に等分割し、複数の自動制御に用いる評価値を得るための検出域に割り当て、さらにそれらの自動制御の評価値を演算する評価値検出回路４を共通化するようにしたので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、高速な自動制御を行える効果が得られる。また、このことにより回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果が得られる。
【００２８】
実施の形態２．
図４において、検波域ＡＦ１の評価値を用いてＡＦの追従を行う場合、被写体或いは照明状態によっては過度な高照度（白つぶれ）や低照度（黒つぶれ）のために、ＡＦが正常動作しない場合が考えられる。このような誤動作を防ぐために次のような動作を行うようにする。
撮像部１の全画面出力が終了すると全検波域の評価値が得られる。ここで、制御部７は検波域ＡＦ１の評価値レジスタ６２にアクセスし、保持された評価値を参照するが、このとき、制御部７は検波域ＡＦ１に隣接する検波域ＡＥ１、ＡＷＢ１およびＡＷＢ２のそれぞれの評価値レジスタにもアクセスし、それらの各評価値を参照する。このようにする根拠は、自動制御の対象となる検波域に隣接する検波域の評価パラメータが、被写体の空間的な位置が異なっていてもレンズの解像度等によって殆ど差異の少ないデータとして得られることにある。
この場合、制御部７において、ＡＦが正常動作を行う所定の輝度範囲を予め設定しておく。始めに、検波域ＡＦ１の隣接検波域ＡＥ１、ＡＷＢ１、ＡＷＢ２から算出した評価値が所定の輝度範囲に入っているかを比較する。すなわち、検波域ＡＥ１の評価値レジスタ６１、検波域ＡＷＢ１の評価レジスタ６３およびＡＷＢ２検波域の評価レジスタ６６に収納した各評価値が比較に使用される。このとき、所定の輝度範囲内に各評価値があれば、検波域ＡＦ１の評価値を使いＡＦを行う。一方、各評価値が所定の輝度範囲外であれば、各検波域ＡＥ１、ＡＷＢ１およびＡＷＢ２に対応した評価値を用いて絞りやシャッタースピード（ＡＥ）或いは色演算（ＷＢ処理）の制御処理を行い、規定の範囲内に収まるようにフィードバック処理を行う。このような自動制御をした後にＡＦ１の評価値を用いてＡＦの制御を行う。
【００２９】
また、ＡＷＢの自動制御においても上記と同様に隣接するＡＥ検波域の評価値を参照し、自動制御の範囲内に存在しているかどうかの比較を行うことも可能である。
【００３０】
以上のように、この実施の形態２によれば、自動制御の対象検波域に隣接する検波域の評価値を用いて、その対象検波域の動作判定を先立って行うことにより、誤動作のない自動制御が行える効果が得られる。
【００３１】
実施の形態３．
上記実施の形態２において、中央重点測光や平均測光と呼ばれる方法により、画面の検波域に対してその評価値を重み付けして各自動制御に反映させることができる。
例えば、中央重点測光を行う場合について説明すると、図４における検波域ＡＷＢ２およびＡＥ３が画面の中央の検波域に該当する。これらの検波域の検波時にデータ演算回路１０に与える重み付け係数を画面周辺の検波域の検波時と異ならせる。検波域ＡＷＢ２の測光時には係数レジスタ選択部１１より重み付け係数を以下のように設定する。
Ｋ  ：２
Ｋｘ：０
Ｋｙ：０
Ｋｚ：０
また、検波域ＡＥ２の測光時においても同様の設定を行う。このことにより、画面中央の検波域ＡＷＢ２およびＡＥ２の評価値は画面周辺の検波域の評価値に対し、２倍に加重された評価値が得られる。この評価値を基に各自動制御を行って撮像画像を得る。
【００３２】
以上のように、実施の形態３によれば、データ演算回路１０に対し重み付け係数を設定する際に、所定の検波域に対応する係数に、撮像画面の空間的な測光を考慮した重み付け係数を選択するようにしたので、より即時性の高い評価値を容易に獲得できる効果が得られる。
【００３３】
実施の形態４．
上述の図４において、説明簡略のため画面を１２分割し、それぞれの検波域に各自動制御の検波域を設けた例を挙げたが、この種の検波域としては微小領域であることが望ましい。すなわち、検波域の数を多くすることで自動制御の精度を向上させることが可能となる。例えば、人物を撮像する場合において、検波域の数が少ないと、顔や胴体等といったの大まかな個所で焦点を合わせたり、輝度の調節を行ったりしかできないが、数を増やして検波域を微細化すれば、目や指先といった個所にまで焦点等を合わせこむことが可能になる。
【００３４】
他方、撮像画面を分割すればするほど、１つの検波域に含まれる画素数が減るから、得られる画像データ数が減少する。特に、ＡＦの検出に用いる帯域透過フィルタ演算は周辺の画素参照が必要となる。そのため、式（１）を使った例であると少なくとも３×３画素の検波域が必要である。さらに評価値として用いるためには、その積分結果を要するため３×３画素以上の検波域が必須となる。そのような条件に合う測光枠の設定について図５に示す。図５（Ａ）は画面全体を多分割した検波域の配列を示し、図５（Ｂ）は１つの検波域内の画素数を示した図である。Ｔｈは水平タップ（タップは演算画素数を意味する）、Ｔｖは垂直タップを示し、図５（Ｂ）では、１つの検波域内の画素数を（Ｔｈ×３）×（Ｔｖ×３）として式（１）のコンボリューション演算を行う。このように、各タップサイズＴｈ、Ｔｖの３倍の画素数を１つの検波域にすることが望ましい。これは先に挙げた積分が必要なためであり、用いる各タップサイズの３倍が自動制御に用いるための評価値として成立する値である。ここで、検波域の画素数が図５（Ｂ）に示す水平９画素×垂直９画素以下であった場合、被写体のボケ量に対し積分不足のために十分な評価値が得られず、ＡＦの評価値としては用いることができない。したがって、１つの検波域内の画素数をｎとしたとき、式（２）を満たすことが評価値を求めるために必要となる。
ｎ≧（Ｔｈ×３）×（Ｔｖ×３）                      （２）
なお、ここでは、演算画素数をＴｈ×Ｔｖ＝３×３画素としたが、これに限定されるものではない。代わりに、例えばＴｈ×Ｔｖ＝１×５画素としてもよい。その場合における１つの検波域内の画素数は３×１５画素となる。
【００３５】
また、図５において、測光枠数（または検波域数）をＮ個（水平：Ｘ個、垂直：Ｙ個）とすると、１撮像画面の水平画素数Ｎｘおよび垂直画素数Ｎｙを用いて式（３）が得られる。したがって、少なくともＮ以上の評価値レジスタを有する構成となる。
【数１】
0004027643.tif 000003
【００３６】
以上のように、実施の形態４によれば、１つの検波域が持つ画素数をデータ演算回路１０が用いる各演算画素数Ｔｈ、Ｔｖの３倍以上としているので、高精度な自動制御を行うことができる効果が得られる。
【００３７】
実施の形態５．
実施の形態４では評価値レジスタの数を少なくとも式（３）で示すＮ以上とすることについて説明した。しかし、評価値レジスタの数は、次のように動作させることにより大幅に削減することが可能である。図１および図６を用いて以下説明する。
図６は測光枠と評価値レジスタの関係を示したものであり、図６（Ａ）は測光枠（または検波域）とそれぞれに割り当てられた自動制御機能を示し、図６（Ｂ）は評価値レジスタの動作順を示す。図６の検波域ＡＥ１、ＡＦ１、ＡＷＢ１およびＡＥ２に関する評価値の検波動作は前述した動作と同様であるが、評価値レジスタ６１，６２，６３，６４の使われ方が以下の点で異なる。
ここでは、評価値保持手段６１，６２，６３，６４は、少なくとも撮像画面の水平方向の検波域の数（例、４個）だけ設けられている。
【００３８】
この場合の動作を説明する。
撮像部１からの出力が検波域ＡＥ１に対して終了した時点において、評価値レジスタ６１に収納された評価値を制御部７は内部メモリの所定の領域内に移し収納する。次の検波域ＡＦ１の検波が終了すると、評価値レジスタ６２の値を制御部７の内部メモリに移し収納する。同様に検波域ＡＷＢ１およびＡＥ２についても同様にそれらの検波が終了した時点でそれぞれ評価値レジスタ６３および評価値レジスタ６４の値を制御部７の内部メモリに収納する。
次の段における水平方向の並びの検波域ＡＦ２、ＡＷＢ２、ＡＥ３およびＡＦ３の検波の際に、検波域ＡＦ２の算出評価値に対して評価値レジスタ６１を再び用いるようにレジスタ選択部５で設定しておく。そして、次の検波域ＡＷＢ２の評価値には評価値レジスタ６２を選択し、以下順次、検波域ＡＥ３には評価値レジスタ６３、検波域ＡＦ３には評価値レジスタ６４を選択するようレジスタ選択部５で予め設定しておく。各検波域における検波が終了した時点で制御部７の内部メモリにそれぞれ評価値レジスタ６１，６２，６３，６４の値を収納する。同様にこの動作を繰り返して撮像画面の全出力が終了すると、制御部１には全検波域から算出された評価値が収納される。この収納された評価値を用いて各自動制御を行うようにする。
【００３９】
以上のように、撮像画面の多分割された検波域の水平方向の数と同数の評価値レジスタを有する構成とし、制御部７の内部メモリを利用することにより、評価値レジスタを各段の検波域からの評価値に対して共通に使用できるようにしたので、より回路規模を減少させることが可能になる効果が得られる。
【００４０】
以上の各実施の形態では撮像部１からの出力データが赤（ＲＤ）・緑（ＧＮ）・青（ＢＬ）の３色であることを例として説明したが、勿論これは補色の出力であっても適用可能である。また、評価値算出も輝度信号（Ｙ）や色差信号（Ｃｂ，Ｃｒ）に対して行うようにしても良い。
【００４１】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、生成された各評価値を対応する複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備えるように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、また、評価値の演算手段について回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果がある。
また、この発明によれば、制御手段が、１つの撮影条件を制御設定できる所定の範囲を予め設定しておき、１つの撮影条件を決定する評価値を参照するのに先立って当該評価値を得た対象検波域に隣接する検波域から得た他の評価値と所定の範囲とを比較し、他の評価値が所定の範囲内にある場合には１つの撮影条件を決定する評価値を参照して１つの撮影条件を設定し、他の評価値が所定の範囲外となる場合には他の評価値を参照して他の撮影条件を設定した後に１つの撮影条件を決定する評価値を参照して１つの撮影条件を設定するように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、かつ誤動作の少ない自動制御を行える効果がある。
【００４２】
この発明によれば、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、生成された各評価値を対応する複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備えるように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、また、評価値の演算手段について回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果がある。
また、この発明によれば、係数選択手段が、所定の検波域に対応する評価生成手段の重み付け係数として撮像画面の空間的な測光を考慮した重み付け係数を選択するように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、かつより即時性の高い評価値を容易に獲得できる効果がある。
【００４３】
この発明によれば、複数の画素が平面上に配列された撮像画面に光学系を介して結像した被写体の像を画素単位で光電変換を行う撮像素子を用い、光電変換された信号を画像データとして取り出し、画像データを用いて良好な撮像結果を得るための異なる複数の撮影条件を設定する撮像処理装置において、撮像画面を複数の検波域に等分割する測光枠を発生する測光枠発生手段と、検波域のそれぞれから順次得られる画像データを基に演算し複数の撮影条件のそれぞれに対応する各評価値を生成する評価値生成手段と、生成された各評価値をそれぞれ保持するための複数の評価値保持手段と、生成された各評価値を対応する複数の評価値保持手段に与える評価値選択手段と、複数の評価値保持手段が保持した各評価値を参照して対応する複数の撮影条件のそれぞれを設定する制御手段とを備えるように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、また、評価値の演算手段について回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果がある。
また、この発明によれば、１つの検波域枠内の画素数ｎが、評価値生成手段の演算における水平方向の演算画素数Ｔｈと垂直方向の演算画素数Ｔｖとの関係で、ｎ≧（Ｔｈ×３）×（Ｔｖ×３）となるように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、かつ高精度な自動制御を行うことができる効果がある。
【００４４】
この発明によれば、評価値生成手段が、各評価値を得るために重み付け係数に従って画像データを演算処理する演算手段と、各撮影条件に対応した重み付け係数を各測光枠の発生タイミングで選択する係数選択手段と、演算手段の演算結果を積分し各評価値として生成する積分手段とを有するように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、また、評価値の演算手段について回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果がある。
【００４５】
この発明によれば、測光枠発生手段が、各測光枠の発生タイミングにより撮像画面上の複数の検波域を異なる撮影条件に対応する評価値を順次検波するように配列割り当てを行うように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、また、評価値の演算手段について回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果がある。
【００４６】
この発明によれば、複数の撮影条件が、ホワイトバランス、光学系の焦点距離および光学系の露出量のうちの少なくとも２つからなるように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、また、評価値の演算手段について回路規模の縮小化が可能となり、低コストに結びつく効果がある。
【００４７】
この発明によれば、評価値保持手段が少なくとも撮像画面の水平方向の検波域の数だけ設けられ、評価値生成手段の演算により評価値保持手段のそれぞれに収納された評価値を制御手段により内部メモリに移して収納し、次の段における各検波域から算出された評価値を評価値保持手段のそれぞれに収納するように順次各段の動作を繰り返して撮像画面の全検波域から算出された各評価値を内部メモリに収納し、複数の撮影条件の設定するために内部メモリに収容された各評価値を参照するように構成したので、１画面の撮像に対して各評価値を同時に検波可能であり、各撮影条件の高速な自動制御を行うことができ、かつ評価値レジスタを各段の検波域からの評価値に対して共通に使用できるので、より回路規模を減少させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態１乃至実施の形態５による撮像処理装置を示す図である。
【図２】  同実施の形態１乃至実施の形態５に係る評価値検出回路の構成例を示すブロック図である。
【図３】  同実施の形態１に係るデータ演算式との関係を示す画像データの説明図である。
【図４】  同実施の形態１乃至実施の形態３に係る測光枠の設定例を示す説明図である。
【図５】  同実施の形態４に係る測光枠および測光枠内画素の配列を示す説明図である。
【図６】  同実施の形態５に係る測光枠と評価値レジスタの関係を示す説明図である。
【図７】  従来の撮像処理装置に係る検波域を示す図である。
【図８】  従来の撮像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図９】  従来の撮像処理装置に係る信号構成を示す説明図である。
【符号の説明】
１  撮像部、２  Ａ／Ｄ変換器、３  測光枠発生部（測光枠発生手段）、４  評価値検出回路（評価値生成手段）、５  レジスタ選択部（評価値選択手段）、６１〜６ｎ  評価値レジスタ（評価値保持手段）、７  制御部（制御手段）、８画像処理部、１０  データ演算回路（演算手段）、１１  係数レジスタ選択部（係数選択手段）、１２  積分回路（積分手段）。
【図１】
0004027643.tif 000004
【図２】
0004027643.tif 000005
【図３】
0004027643.tif 000006
【図４】
0004027643.tif 000007
【図５】
0004027643.tif 000008
【図６】
0004027643.tif 000009
【図７】
0004027643.tif 000010
【図８】
0004027643.tif 000011
【図９】
0004027643.tif 000012