JP2004165999A - 撮像用露出制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像レンズが光軸に平行な軸線まわりに傾斜する場合であっても、簡単な処理によって適切な露出を決定することができる撮像用露出制御装置を提供する。
【解決手段】露出制御部１５は、撮像部５、Ａ／Ｄ変換部６および画像処理部１４によって測光される撮像領域の輝度のうち、予め定める領域の輝度値と、残余の領域の輝度値とを、重力センサ１１によって検出する撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態に基づいて、重みつき平均して、平均輝度を算出する。露出制御部１５は、平均輝度に基づいて絞り４および撮像部５を制御して、露出量を調整する。露出制御部１５が、撮像領域の下部の輝度値の重みつけ係数を他の撮像領域の輝度値の重みつけ係数よりも大きな値とすることによって、撮像領域の上部が明るく、下部が暗いといった撮像条件に則して、適切な露出を行うことができる。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえばカメラ付き携帯電話装置などに好適に用いられる撮像用露出制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の撮像用露出制御装置は、撮像レンズを介して入射する光束の輝度を測光する測光手段によって得られた輝度値に基づいて、露出を決定している。この露出の決定に用いられる測光方式には、平均測光、中央重点測光およびスポット測光がある。
【０００３】
平均測光、中央重点測光およびスポット測光方式では、いずれも撮像領域の中から人物などの目的とする被写体が占めると予想される領域を予め定めておき、その領域の輝度の平均値が規定の値となるように露出を決定する。したがって、撮像領域の輝度分布にかかわらず、いつでも撮像領域の輝度は規定の値に制御されてしまう。
【０００４】
このような問題を解決する第１の先行技術として、下方重点測光方式によって露出を決定する撮像用露出制御装置がある。下方重点測光方式では、屋外では上方の空が明るく下方の地面が暗い、また屋内においても上方の蛍光灯などの照明が明るく、下方の床が暗いという状況に則して、撮像領域の下部の輝度に重点をおいて露出を決定する。つまり下方重点測光方式は、平均測光、中央重点測光およびスポット測光方式とは異なり、撮像領域の輝度分布に応じた露出を決定することができる（たとえば、特許文献１参照）。
【０００５】
また第２の先行技術として、画像データの持つ情報量が最大となる露出条件を検出して、被写体の位置および輝度分布に影響されない露出を決定するデジタルスチルビデオカメラの自動露出制御装置がある（たとえば、特許文献２参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２６０３７０号公報
【特許文献２】
特開平１１−２８４９０４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
第１の先行技術では、露出制御装置を備える機器の向きを変えて撮影した場合、撮像領域の下部に重点をおいた露出の制御を行うことができない。前記機器の向きを変えるとは、たとえば撮像レンズを光軸に平行な軸線まわりに右に９０°回転させる場合である。このようにして撮像すると、撮像領域のうち重点をおいた領域が、撮像領域の左部となる。したがって、撮像領域の左部に重点をおいて、露出を決定することとなる。このため、上方が明るく、下方が暗いといった撮像条件では、最適な露出を決定することができないという問題がある。
【０００８】
また第２先行技術では、画面を構成する全画素に対して、所定の光特性を満たす画素を検出する必要があり、露出を決定するために画像データの処理に時間を要するという問題がある。
【０００９】
本発明の目的は、撮像レンズが光軸に平行な軸線まわりに傾斜する場合であっても、簡単な処理によって適切な露出を決定することができる撮像用露出制御装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、撮像レンズを介して入射する光束の輝度を測光する測光手段と、
撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態を検出する傾き検出手段と、傾き検出手段が検出する傾斜状態に基づいて、測光手段によって測光した撮像領域の周辺部の予め定める領域の輝度値と、撮像領域の残余の領域の輝度値とを重みつき平均して、平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、
平均輝度算出手段によって算出した結果に基づいて、露出量を調整する予め定める露出調整部を制御する露出制御手段とを備えることを特徴する撮像用露出制御装置である。
【００１１】
本発明に従えば、測光手段は、撮像領域の周縁部の予め定める領域と、撮像領域の残余の領域との輝度を測光する。平均輝度算出手段は、測光手段によって測光した各領域の輝度値を重みつき平均するときの各領域の輝度値の重みを、傾き検出手段によって検出される撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態に基づいて決定する。平均輝度算出手段は、測光手段によって測光した各領域の輝度値を重みつき平均して、撮像領域の平均輝度を算出する。
【００１２】
したがって傾斜状態によって、撮像領域の予め定める領域の輝度の、平均輝度に対する影響を大きくし、または小さくすることができる。たとえば屋内および屋外において、撮像領域の上部は、明るく、下部は暗いという撮像条件に則して、各撮像領域の輝度に重みをつけて平均値を算出することができる。
【００１３】
輝度演算手段は、撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態に基づいて、重みつき平均を算出するときの重みを決定することができるので、重点的に重みつけされる領域が、撮像領域の一部に固定されてしまうことがない。
【００１４】
たとえばスチルカメラに撮像用露出制御装置が設けられる場合、予め定める露出調整部は、絞りおよびシャッタのうち少なくともいずれか一方を含む構成によって実現される。また、たとえば電子スチルカメラに撮像用露出制御装置が設けられる場合、予め定める露出調整部は、絞りおよび撮像部のうち少なくともいずれか一方を含む構成によって実現される。
【００１５】
露出制御手段は、平均輝度算出手段によって算出した結果に基づいて、前記予め定める露出調整部を制御して、露出量を決定する。つまり露出制御手段は、平均輝度に基づいて、露出量を大きくするか、または小さくするかを判断して、予め定める露出調整部を制御する。したがって、撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりに傾斜させて撮像する場合であっても、露出を最適とすることができる。
【００１６】
また、前記第２の先行技術のように露出を決定するために各画素に対して、所定の光学特性を満たすか否かを調べる必要がなく、撮像領域のうち予め定める領域の輝度値と、撮像領域の残余の領域の輝度値とを重みつき平均して平均輝度を算出するという簡単な処理を行った結果に基づいて露光制御部が制御されるので、露出の調整を迅速に行うことができる。
【００１７】
また本発明は、前記予め定める領域は、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割したうちの１つの領域であって、撮像領域の上部または下部に対応する領域であることを特徴とする。
【００１８】
本発明に従えば、撮像領域の周縁部で予め定める領域は、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割したうちの１つの領域であって、撮像領域の上部または下部に対応する領域である。たとえば、予め定める領域を撮像領域の上部とする場合には、重みつき平均するときに、この領域の輝度値の重みを、残余の領域の重みと比較して小さくする。またたとえば、予め定める領域を撮像領域の下部とする場合には、重みつき平均するときに、この領域の輝度値の重みを残余の領域との重みと比較して大きくする。このように、重みつき平均を算出することによって、撮像領域の上部は、明るく、下部は暗いという撮像条件に則して、露出が、適切な露出と比較して小さくなることを防止することができる。
【００１９】
また本発明は、撮像レンズと、
予め定める露出調整部と、
前記撮像用露出制御装置とを有し、
前記測光手段は、画像データを生成する撮像素子を含むことを特徴とする電子撮像装置である。
【００２０】
本発明に従えば、前記露出用制御装置を備えることによって、電子撮像装置を撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりに傾斜させても、撮像条件に則して露出を調整することができる。したがって、適正な露出で撮像された画像データを得ることができる。
【００２１】
また撮像素子によって生成される画像データから、輝度値を得ることができる。したがって、測光手段と画像データを生成する撮像部とを別々に設ける場合と比較して、装置を簡略化することができるとともに、電子撮像装置を小形化することができる。
【００２２】
また本発明は、前記電子撮像装置と、
撮像素子によって生成される画像データを表示する表示手段とを含むことを特徴とする携帯端末装置である。
【００２３】
本発明に従えば、携帯端末装置を様々な状態で撮像しても、装置の状態によって露出が調整されるので、露出を気にすることなく撮像することができる。撮像装置を付加機能として有する携帯端末装置は、露出を手動で調整する機能を有さない場合が多い。しかしながら、撮像レンズが設けられる装置の傾斜状態に応じて露出が調整されるので、撮像の自由度を向上させることができる。
【００２４】
特に、携帯端末装置における撮像は、屋外においてなされることが多い。したがって、撮像者から見て撮像領域の上部が明るく、下部が暗いといった撮像条件において、撮像する場合がほとんどである。このような撮像条件下においては、傾斜状態に基づいて、撮像領域の下部に重点を置いて重みつき平均することによって、露出の不足を防止することができる。
【００２５】
また撮像素子が生成した画像データを表示装置に表示するので、露出の状態を容易に確認することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の一形態の撮像用露出制御装置１を備える電子撮像装置２を示すブロック図である。電子撮像装置２は、撮像レンズ３、絞り４、撮像部５、アナログ／デジタル（Ａｎａｌｏｇ／Ｄｉｇｉｔａｌ：略称Ａ／Ｄ）変換部６、第１処理手段７、第２処理手段８、記憶部９、重力センサ１１およびシャッタキー１２を含む。
【００２７】
撮像用露出制御装置１は、撮像部５、Ａ／Ｄ変換部６、第１処理手段７、重力センサ１１、および第２処理手段８の一部であって、後述する重力検出部１３を含む。
【００２８】
撮像レンズ３は、光学像を撮像部５の受光面に合焦する。絞り４は、撮像レンズ３から撮像部５の受光面までの光学経路の光量を調整する。つまり絞り４は、撮像レンズ２を介して入射し、撮像部５の受光面に到達する光束を調整する。絞り４は、撮像レンズ３と撮像部５の受光面との間に設けられる。
【００２９】
撮像部５は、撮像素子によって実現される。撮像部５は、たとえば電荷結合素子（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ：略称ＣＣＤ）および相補型モス（Ｃｏｎｔｅｍｐｏｒａｒｙ
Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ：ＣＭＯＳ）イメージセンサなどによって実現される。撮像部５は、その受光面に結像した光を、アナログの電気信号であるアナログ画像信号に変換して、画像データを生成する。撮像部５の受光面は、矩形状である。撮像部５は、受光部に赤（Ｒｅｄ：略称Ｒ）、緑（Ｇｒｅｅｎ：略称Ｇ）および青（Ｂｌｕｅ：略称Ｂ）のカラーフィルタを有し、各色に対応するアナログ画像信号を生成する。撮像部５は、アナログ画像信号をＡ／Ｄ変換部６に与える。
【００３０】
Ａ／Ｄ変換部６は、撮像部５から与えられたアナログ画像信号を、デジタルの電気信号であるデジタル画像信号に変換する。これによって画像データは、デジタル画像信号によって表される。Ａ／Ｄ変換部６は、デジタル画像信号を、第１処理手段７に与える。
【００３１】
第１処理手段７は、画像処理部１４および露出制御部１５を含む。第１処理手段７は、デジタルシグナルプロセッサ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ：略称ＤＳＰ）によって実現される。
【００３２】
画像処理部１４は、Ａ／Ｄ変換部６から与えられる各色に対応するデジタル画像信号を、輝度（Ｙ）信号と、色差（Ｃｒ）信号と、色差（Ｃｂ）信号とに変換する。画像処理部１４は、輝度信号および色差信号を第２処理手段８に与えるとともに、輝度信号を露出制御部１５に与える。露出制御回路１５については、後述する。
【００３３】
本実施の形態の撮像用露出制御装置１において、測光手段は、前述の撮像部５、Ａ／Ｄ変換部６、画像処理部１４を含む。したがって、撮像部５によって生成される画像データから、撮像領域の輝度値を得ることができる。これによって、測光手段を画像データを生成する撮像部５とは別々に設ける場合と比較して、装置を簡略化することができるとともに、電子撮像装置２を小形化することができる。
【００３４】
第２処理手段８は、画像変換部１６および重力検出部１３を含む。第２処理手段８は、たとえばマイクロコンピュータ（略称マイコン）によって実現される。画像変換部１６は、画像処理部１４から与えられる輝度信号および色差信号によって表される画像データを、記憶部９に適した画像フォーマットで表されるように変換する。画像変換部１６は、記憶部９に適した画像フォーマットに変換された画像データを、記憶部９に与える。
【００３５】
画像変換部１６は、画像処理部１４から与えられる画像データを、表示手段３５に適した画像フォーマットで表されるように変換してもよい。表示手段３５とは、たとえば液晶表示装置およびエレクトロルミネセンスなどである。この場合、画像変換部１６は、表示手段３５に適した画像フォーマットに変換した画像データを、表示手段３５に与える。
【００３６】
記憶部９は、画像変換部１６から与えられる画像データを記憶する。第２処理手段８は、所定の画像フォーマットに変換した画像データを記憶するように、記憶部９を制御する。記憶部９は、たとえば不揮発性メモリによって実現される。不揮発性メモリは、たとえばＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ
Ｍｅｍｏｒｙ）およびフラッシュメモリなどである。
【００３７】
重力検出部１３は、重力センサ１１を制御して、撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態を検出する。重力検出部１３は、傾斜状態を検出するための制御信号を重力センサ１１に与える。また重力検出部１３は、重力センサ１１から与えられる傾斜状態を表す傾斜信号を取得する。重力検出部１３は、傾斜信号に基づいて、傾斜状態を検出する。
【００３８】
重力センサ１１は、撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態を表す傾斜信号を、重力検出部１３に与える。重力センサ１１は、加速度センサによって実現される。加速度センサは、重力の作用する方向への加速度に基づいて、所定の電圧を発生する。具体的には、加速度センサは、制御信号に基づいて圧電素子を１次振動させ、加速度が加わるとコリオリ力によって発生する２次振動によって、傾斜に応じた電圧を発生して、この電圧を重力検出部１３に与える。
【００３９】
重力センサ１１は、撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりに３６０°の範囲で傾斜状態に応じた傾斜信号を重力検出部１３に与える。
【００４０】
前記重力検出部１３と重力センサ１１とを含んで、傾き検出手段が構成される。この傾き検出手段は、撮像レンズ３の光軸を水平としたときに、仰角９０°未満、俯角９０°未満の範囲で撮像を行う場合に、撮像レンズ３に平行な軸線まわりの傾斜状態を検出することができる。
【００４１】
シャッタキー１２は、たとえば押圧式のボタンによって構成される。電子撮像装置２の利用者が、画像を取り込むときにシャッタキー１２を押圧する。シャッタキー１２が押圧されると、第２処理手段８の画像変換部１６から、記憶部９に画像データが与えられる。
【００４２】
重力検出部１３は、重力センサ１１から与えられる傾斜信号を受取り、傾斜状態を検出する。重力検出部１３は、傾斜信号に応じて、撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりの傾きθを算出する。重力検出部１３は、算出した撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりの傾きθを示す傾斜状態信号を、重みつけ方向の指令として、露出制御部１５に与える。
【００４３】
露出制御部１５は、重力検出部１３によって与えられた傾斜状態信号を受取り、画像処理部１４から与えられる輝度信号とともに、撮像領域の平均輝度を算出する。露出制御部１５は、平均輝度算出手段である。露出制御部１５は、平均輝度を算出するにあたって、撮像領域の周辺部の予め定める領域の輝度値と、撮像領域の残余の領域の輝度値とを重みつき平均する。
【００４４】
前記予め定める領域は、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割したうちの１つの領域であり、かつ撮像領域の下部に対応する領域である。露出制御部１５は、画像処理部１４から与えられる輝度信号に基づいて、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割して、各領域の輝度を算出する。
【００４５】
図２は、撮像部５によって生成された画像データを、表示手段３５によって表示したときの画像を模式的に示す図である。図２に示す画像は、その周辺部を複数の領域に分割した状態を示している。前記画像は、撮像部５によって撮像される撮像領域を表示手段３５に表示したものであり、画像の領域は、撮像領域に対応する。したがって、以下、図２に示す画像を撮像領域として説明する。
【００４６】
本実施の形態の撮像用露出制御装置１では、撮像部５の受光面は、矩形状である。したがって、撮像部５によって撮像される撮像領域も矩形状となる。撮像領域の一方方向をＦ方向とし、この一方方向に垂直な他方方向をＧ方向とする。
【００４７】
撮像領域を分割して成る各領域をＡブロック２１、Ｂブロック２２、Ｃブロック２３、Ｄブロック２４およびＥブロック２５とする。Ａブロック２１は、撮像領域のＦ方向一端部から、Ｆ方向他端部に向かって距離Ｈ１の範囲までの領域である。Ｂブロック２２は、撮像領域のＧ方向一端部から、Ｇ方向他端部に向かって距離Ｈ２の範囲までの領域である。Ｂブロック２２のＸ方向両端部２６は、Ａブロック２１と、後述するＣブロック２３とにそれぞれ当接する。Ｃブロック２３は、撮像領域のＦ方向他端部から、Ｆ方向一端部に向かって距離Ｈ１の範囲までの領域である。Ｄブロック２４は、撮像領域のＧ軸方向他端部から、Ｇ軸方向一端部に向かって距離Ｈ２の範囲までの領域である。Ｄブロック２４のＦ軸方向両端部２７は、Ａブロック２１とＣブロック２３とにそれぞれ当接する。Ｅブロック２５は、撮像領域の中央部の領域であって、Ａ〜Ｄブロック２１〜２４に囲まれた領域である。
【００４８】
撮像領域のＦ方向の寸法をＶとし、Ｇ方向の寸法Ｗをとすると、ＶとＨ１、およびＷとＨ２との関係は、以下の式で表される。
Ｖ：Ｈ１＝１：１／５〜１／３
Ｗ：Ｈ２＝１：１／５〜１／３
好ましくは、
Ｖ：Ｈ１＝１：１／４
Ｗ：Ｈ２＝１：１／４
である。
【００４９】
予め定める領域は、撮像領域の周辺部の前述したＡ〜Ｄブロック２１〜２５のいずれか１つであって、かつ撮像領域の下部に対応する領域である。つまり、傾き検出手段によって傾斜状態を検出したときに、撮像領域のうち、鉛直方向下方に位置するブロックである。
【００５０】
図３は、撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態と、重力方向との関係を示す図である。撮像レンズ３の光軸に平行な軸線に垂直な仮想Ｘ軸と、光軸および仮想Ｘ軸に垂直な仮想Ｙ軸とを設ける。仮想Ｘ軸は、図２に示すＧ方向に平行であって、仮想Ｙ軸は、図２に示すＦ方向に平行である。図３の上下左右は、図２の撮像領域の上下左右と一致する。
【００５１】
仮想Ｙ軸が水平であって、仮想Ｘ軸の一方側、つまり図３の右側が鉛直方向下方に位置するときの撮像レンズ３の傾きを０°とする。傾きが０°のときの鉛直方向下向きを矢符ｄによって示す。傾き０°の状態から、撮像方向に臨んで、撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりに左まわりに傾斜するほど、傾き検出手段によって検出される傾きθが大きくなる。たとえば、検出される傾きが９０°のときの鉛直方向下向きを矢符ｃによって表す。またたとえば検出される傾きが１８０°のときの鉛直方向下向きを矢符ｂによって表す。またたとえば検出される傾きが２７０°のときの鉛直方向下向きを矢符ａによって表す。
【００５２】
重力検出部１３は、傾斜状態信号を第１処理部７の露出制御部１５に与える。露出制御部１５は、重力検出部１３から与えられる傾斜状態信号に基づいて、Ａ〜Ｅブロック２１〜２５の輝度値を重みつき平均して、平均輝度を算出する。
【００５３】
たとえば重力検出部１３によって検出された傾きθが、２２５°以上３１５°未満であるとする。この場合、露出制御部１５が、平均輝度を算出するときに、各ブロック２１〜２５の重みつき係数の関係が、以下の式となるように重みつき係数が設定される。Ａ〜Ｅブロック２１〜２５を重みつき平均するときの、各ブロックの重みつき係数をそれぞれＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅとする。
Ａ＞Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｅ
【００５４】
傾きθが、２２５°以上３１５°未満である場合、撮像領域の下部にはＡブロック２１が位置する。この場合Ａ〜Ｅブロック２１〜２５の重みつき係数は、たとえばＡ＝２、Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｅ＝１とする。
【００５５】
またたとえば重力検出部１３によって検出された傾きθが、１３５°以上２２５°未満であるとする。この場合、各Ａ〜Ｅブロック２１〜２５の重みつき係数の関係が、以下の式となるように重み付け係数が設定される。
Ｂ＞Ａ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｅ
【００５６】
傾きθが、１３５°以上２２５°未満である場合、撮像領域の下部にはＢブロック２２が位置する。この場合Ａ〜Ｅブロック２１〜２５の重みつき係数は、たとえばＢ＝２、Ａ＝Ｃ＝Ｄ＝Ｅ＝１とする。
【００５７】
表１は、重力検出部１３によって検出される傾きθと重みつけ係数との関係を示す表である。
【００５８】
【表１】

【００５９】
傾きθは、重力センサ１１および重力検出部１３によって検出される傾斜状態を示す。重みつき係数は、Ａ〜Ｄブロック２１〜２４のうち、どのブロックに重点を置くかを示す。たとえば、傾きθが１３５°以上２２５°未満の場合、Ｂブロック２２の重みつき係数を、他のＡ，Ｃ〜Ｅブロック２１，２３〜２５の重みつき係数よりも大きいことを示す。
【００６０】
重みつき平均して平均輝度を算出することによって、撮像領域の下部となる領域の輝度値が、他の領域の輝度値と比較して、平均輝度に与える影響を大きくして、輝度の平均値が求められる。
【００６１】
本実施の形態では、予め定める領域を除く、撮像領域の残余の領域の重みつき係数を全て同じとしているが、予め定める領域の重みつき係数よりも小さい係数であれば、異なる係数としてもよい。
【００６２】
本発明の実施の他の形態の撮像用露出制御装置においては、予め定める領域を、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割したうちの１つの領域であり、かつ撮像領域の上部に対応する領域としてもよい。撮像用露出制御装置１では、撮像領域の下部の重みつき係数を他の領域の係数よりも大きくしているが、この場合、撮像領域の上部の重みつき係数を他の領域の係数よりも小さくする。つまりたとえば、検出された傾きθが１３５°以上２２５°未満である場合には、各Ａ〜Ｅブロック２１〜２５の重みつき係数の関係をＡ＝Ｂ＝Ｃ＝Ｄ＜Ｅとなるように設定してもよい。
【００６３】
露出制御部１５は、算出した平均輝度に基づいて、絞り４および撮像部５の少なくともいずれか一方を制御する。露出制御部１５は、算出した平均輝度に基づいて、絞り制御値およびシャッタ制御値を、絞り４および撮像部５にそれぞれ与える。絞り４と、撮像部５とを含んで、露出調整部が構成される。
【００６４】
絞り制御値は、絞り値、ここでは絞り４の開口の口径を調整するための指示信号である。絞り４は、撮像レンズ３を覆う開口部と、開口部を駆動する駆動部とを含む。駆動部は、絞り制御値を受取ると、この絞り制御値に基づいて開口部を駆動して開口の口径を変える、またはそのままの状態に保持する。
【００６５】
シャッタ制御値は、シャッタスピード、つまり撮像部５であるＣＣＤにおける電荷の蓄積時間を決定する指示信号である。撮像部５は、シャッタ制御値を受取ると、この制御値に基づいて、シャッタスピードを変える、または保持する。
【００６６】
露出を最適にするための具体例として、カメラ画像で取り込む周囲の明るさが暗い状態から徐々に明るくなる場合で説明する。つまり、画像処理部１４によって変換された撮像領域の輝度信号を、小さい状態から徐々に大きくするように露出制御部１５が絞り４および撮像部５を制御する場合について説明する。絞り値がＦ０，Ｆ１，Ｆ２…Ｆｎ、また、シャッタスピードがＰ０，Ｐ１，Ｐ２，Ｐｎと変化するように絞り４および撮像部５を露出制御部１５が制御するとする。ここで絞り値は、Ｆ０＞Ｆ１＞Ｆ２＞…＞Ｆｎ、また、シャッタスピードはＰ０＜Ｐ１＜Ｐ２＜…＜Ｐｎの関係にある。カメラ動作スタート時は、絞り値はＦ０であり、シャッタスピードはＰ０である。
【００６７】
次に、明るさが増すと、絞り値がＦ０のままで、シャッタスピードがＰ１，Ｐ２…と増加するように露出制御部１５は絞り４および撮像部５を制御する。その後、シャッタスピードが最大シャッタスピードであるＰｎになり、さらに明るさが増すと、シャッタスピードがＰｎ→Ｐ０になると同時に絞り値がＦ０→Ｆ１に絞る方向に露出制御部１５は絞り４および撮像部５を制御する。
【００６８】
次に、露出制御部１５は、絞り値がＦ１のままで、シャッタスピードがＰ１，Ｐ２…と増加するように絞り４および撮像部５を制御する。
【００６９】
つまり、絞り値とシャッタスピードの組み合わせ制御は以下のとおりとなる。
（Ｆ０，Ｐ０），（Ｆ０，Ｐ１），（Ｆ０，Ｐ２）…（Ｆ０，Ｐｎ）、
（Ｆ１，Ｐ０），（Ｆ１，Ｐ１），（Ｆ１，Ｐ２）…（Ｆ１，Ｐｎ）、
（Ｆ２，Ｐ０），（Ｆ２，Ｐ１），（Ｆ２，Ｐ２）…（Ｆ２，Ｐｎ）、
…（Ｆｎ，Ｐｎ−１），（Ｆｎ，Ｐｎ）
露出制御部１５は、平均輝度に基づいて上記制御動作をＦｎ，Ｐｎになるまで繰り返す。
【００７０】
露出制御部１５が、前述した平均輝度に基づいて、絞り４および撮像部５の少なくともいずれか一方を制御して、露出を調整するので、相対的に暗くなる撮像領域の下部の影響を小さくすることができ、露出が暗くなることを防止することができる。つまり露出用制御装置１を備えることによって、電子撮像装置２を撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりに傾斜させても、撮像条件に則して露出を調整することができる。したがって、適正な露出で撮像された画像データを得ることができる。
【００７１】
また露出制御部１５が算出する平均輝度の計算は、第２の先行技術のように所定の特性を満たす画素を１つ１つ調べる場合と比較して容易に行うことができる。露出制御部１５は、第１処理手段７の一部であって、ＤＳＰによって実現されるので、平均輝度の算出処理を高速化することができる。
【００７２】
前述した第２処理手段８は、マイコンによって実現されるので、マイコン内に設定されるプログラムに基づいて、複数の異なる処理を行わせることが容易となる。
【００７３】
図４および図５は、電子撮像装置２を備える携帯端末装置３０の外観を概略的に示す斜視図である。図４は、携帯端末装置３０を一方側から見た斜視図であり、図５は、携帯端末装置３０を他方側から見た斜視図である。
【００７４】
携帯端末装置３０は、筐体３１の内部に電子撮像装置２を有する。携帯端末装置３０は、電子撮像装置２、表示手段３２、通信手段３３、操作入力部３４、音声入力部および音声出力部を含む。携帯端末装置３０は、ここでは携帯電話装置である。
【００７５】
表示手段３２は、その表示面３５が携帯端末装置３０の一方側に臨むように筐体３１に設けられる。電子撮像装置２の撮像レンズ３は、携帯端末装置３０の他方側に臨むように筐体３１に設けられる。
【００７６】
表示手段３２は、前述した画像変換部１６から、表示手段３２に適した画像フォーマットに変換された画像データを受取る。表示手段３２は、受取った画像データを表示する。
【００７７】
通信手段３３は、アンテナ３６を含む。通信手段３３は、基地局との間で音声データおよび画像データの少なくともいずれか一方を送受信する。
【００７８】
音声入力部および音声出力部は、筐体３１内部に設けられる。筐体３１には、前記音声入力部および音声出力部が設けられる位置に対応して、音声入力孔３７および音声出力孔３８がそれぞれ設けられる。
【００７９】
操作入力部３４は、携帯端末装置３０の使用モードを選択する選択キー、ダイヤルするためのテンキー、および前述したシャッタキー１２などを備える。
【００８０】
携帯端末装置３０の使用モードとは、たとえば電子撮像装置２によって撮像する撮像モード、および通信手段３３によって通信する通信モードなどである。たとえば、選択キーによって撮像モードを選択して、決定キーを押下すると、電子撮像装置２が電源と接続され、撮像を開始する。撮像部５によって生成された画像データは、画像変換部１６から表示手段３２に与えられる。これによって露出の状態を容易に確認することができる
撮像モードの状態で、シャッタキー１２を押下すると、第２処理手段８は、撮像部５によって生成された画像データを記憶するように記憶部９を制御する。携帯端末装置３０では、撮像レンズが設けられる装置の傾斜状態に応じて露出が調整されるので、撮像の自由度を向上させることができる。特に、携帯端末装置３０における撮像は、屋外においてなされることが多い。したがって、撮像者から見て撮像領域の上部が明るく、下部が暗いといった撮像条件において、撮像する場合がほとんどである。このような撮像条件下においては、傾斜状態に基づいて、撮像領域の下部に重点を置いて重みつき平均することによって、露出の不足を防止することができる。
【００８１】
図６は、携帯端末装置３０における露出制御の手順を示すフローチャートである。操作入力部３４によって撮像モードを選択して、決定すると、ステップＳ０からステップＳ１に移る。
【００８２】
ステップＳ１では、第２処理手段８が重力センサ１１に制御信号を与えて、ステップＳ２に移る。
【００８３】
ステップＳ２では、重力センサ１１が重力方向に対応する傾斜信号を出力して、第２処理手段８に与えて、ステップＳ３に移る。
【００８４】
ステップＳ３では、傾斜信号に基づいて、重力検出部１３が傾きθを算出して、重みつけを行うブロックを設定する。またステップＳ３では、露出制御部１５が、各領域の重みつき平均して平均輝度値を算出して、この算出結果に基づいて、絞り制御信号およびシャッタ制御信号の少なくともいずれか一方を出力して、ステップＳ４に移る。これによって、最適な露出に調整される。
【００８５】
ステップＳ４では、撮像部５が、この撮像部５によって生成した画像データを、画像処理部１４に与えて、画像処理部１４が、画像データを輝度信号および色差信号に変換した後、画像変換部１６に与えて、ステップＳ５に移る。
【００８６】
ステップＳ５では、画像変換部１６によって所定の画像フォーマットに画像データを変換して、表示手段３２に与えて、ステップＳ６に移る。
【００８７】
ステップＳ６では、表示手段３２が画像データを表示する。これによって、表示手段３２の表示画面には、撮像された画像が表示される。
【００８８】
前述のステップＳ６によって、画像データを所定の画像フォーマットに変換した後に、再び、ステップＳ１〜ステップＳ５までの処理を繰り返す。このとき、ステップＳ２において、検出された傾斜状態が、前回検出された状態と同じである場合、ステップＳ４に移る。
【００８９】
本実施の形態の撮像用露出制御装置１は、電子撮像装置２だけでなく、フィルムに撮像するスチルカメラ、ビデオカメラにも適用することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、測光手段は、撮像領域の周縁部の予め定める領域と、撮像領域の残余の領域との輝度を測光する。平均輝度算出手段は、測光手段によって測光した各領域の輝度値を重みつき平均するときの各領域の輝度値の重みを、傾き検出手段によって検出される撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態に基づいて決定する。平均輝度算出手段は、測光手段によって測光した各領域の輝度値を重みつき平均して、撮像領域の平均輝度を算出する。
【００９１】
したがって傾斜状態によって、撮像領域の予め定める領域の輝度の、平均輝度に対する影響を大きし、または小さくすることができる。たとえば屋内および屋外において、撮像領域の上部は、明るく、下部は暗いという撮像条件に則して、各撮像領域の輝度に重みをつけて平均値を算出することができる。
【００９２】
輝度演算手段は、撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態に基づいて、重みつき平均を算出するときの重みを決定することができるので、重点的に重みつけされる領域が、撮像領域の一部に固定されてしまうことがない。
【００９３】
たとえばスチルカメラに撮像用露出制御装置が設けられる場合、予め定める露出調整部は、絞りおよびシャッタのうち少なくともいずれか一方を含む構成によって実現される。また、たとえば電子スチルカメラに撮像用露出制御装置が設けられる場合、予め定める露出調整部は、絞りおよび撮像部のうち少なくともいずれか一方を含む構成によって実現される。
【００９４】
露出制御手段は、平均輝度算出手段によって算出した結果に基づいて、前記予め定める露出調整部を制御して、露出量を決定する。つまり露出制御手段は、平均輝度から、露出量を大きくするか、または小さくするかを判断して、予め定める露出調整部を制御する。したがって、撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりに傾斜させて撮像する場合であっても、露出を最適とすることができる。
【００９５】
また、前記第２の先行技術のように露出を決定するために各画素に対して、所定の光学特性を満たすか否かを調べる必要がなく、撮像領域のうち予め定める領域の輝度値と、撮像領域の残余の領域の輝度値とを重みつき平均して平均輝度を算出するという簡単な処理を行った結果に基づいて露光制御部が制御されるので、露出の調整を迅速に行うことができる。
【００９６】
また本発明によれば、撮像領域の周縁部で予め定める領域は、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割したうちの１つの領域であって、撮像領域の上部または下部に対応する領域である。たとえば、予め定める領域を撮像領域の上部とする場合には、重みつき平均するときに、この領域の輝度値の重みを、残余の領域の重みと比較して小さくする。またたとえば、予め定める領域を撮像領域の下部とする場合には、重みつき平均するときに、この領域の輝度値の重みを残余の領域との重みと比較して大きくする。このように、重みつき平均を算出することによって、撮像領域の上部は、明るく、下部は暗いという撮像条件に則して、露出が、適切な露出と比較して小さくなることを防止することができる。
【００９７】
また本発明によれば、前記露出用制御装置を備えることによって、電子撮像装置を撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりに傾斜させても、撮像条件に則して露出を調整することができる。したがって、適正な露出で撮像された画像データを得ることができる。
【００９８】
また撮像素子によって生成される画像データから、輝度値を得ることができる。したがって、測光手段と画像データを生成する撮像部とを別々に設ける場合と比較して、装置を簡略化することができるとともに、電子撮像装置を小形化することができる。
【００９９】
また本発明によれば、携帯端末装置を様々な状態で撮像しても、装置の状態によって露出が調整されるので、露出を気にすることなく撮像することができる。撮像装置を付加機能として有する携帯端末装置は、露出を手動で調整する機能を有さない場合が多い。しかしながら、撮像レンズが設けられる装置の傾斜状態に応じて露出が調整されるので、撮像の自由度を向上させることができる。
【０１００】
特に、携帯端末装置における撮像は、屋外においてなされることが多い。したがって、撮像者から見て撮像領域の上部が明るく、下部が暗いといった撮像条件において、撮像する場合がほとんどである。このような撮像条件下においては、傾斜状態に基づいて、撮像領域の下部に重点を置いて重みつき平均することによって、露出の不足を防止することができる。
【０１０１】
また撮像素子が生成した画像データを表示装置に表示するので、露出の状態を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態の撮像用露出制御装置１を備える電子撮像装置２を示すブロック図である。
【図２】撮像部５によって生成された画像データを、表示手段３５によって表示したときの画像を模式的に示す図である。
【図３】撮像レンズ３の光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態と、重力方向との関係を示す図である。
【図４】電子撮像装置２を備える携帯端末装置３０の外観を概略的に示す斜視図である。
【図５】電子撮像装置２を備える携帯端末装置３０の外観を概略的に示す斜視図である。
【図６】撮像用露出制御装置１における露出制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１ 撮像用露出制御装置
２ 電子撮像装置
３ 撮像レンズ
４ 絞り
５ 撮像部
１１ 重力センサ
１４ 画像処理部
１５ 露出制御手段

Claims (4)

1. 撮像レンズを介して入射する光束の輝度を測光する測光手段と、
   撮像レンズの光軸に平行な軸線まわりの傾斜状態を検出する傾き検出手段と、傾き検出手段が検出する傾斜状態に基づいて、測光手段によって測光した撮像領域の周辺部の予め定める領域の輝度値と、撮像領域の残余の領域の輝度値とを重みつき平均して、平均輝度を算出する平均輝度算出手段と、
   平均輝度算出手段によって算出した結果に基づいて、露出量を調整する予め定める露出調整部を制御する露出制御手段とを備えることを特徴する撮像用露出制御装置。
2. 前記予め定める領域は、撮像領域の周辺部を複数の領域に分割したうちの１つの領域であって、撮像領域の上部または下部に対応する領域であることを特徴とする請求項１記載の撮像用露出制御装置。
3. 撮像レンズと、
   予め定める露出調整部と、
   請求項１または２記載の撮像用露出制御装置とを有し、
   前記測光手段は、画像データを生成する撮像素子を含むことを特徴とする電子撮像装置。
4. 請求項３記載の電子撮像装置と、
   撮像素子によって生成される画像データを表示する表示手段とを含むことを特徴とする携帯端末装置。

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