JP2006197236A - 撮像装置及び撮像装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 特定の被写体を撮影するための特定シーン撮影モードでは、対応する被写体に応じた露出、画質、フォーカス等の制御を行うために、ユーザーが設定した撮影シーンモードにおいて、対応被写体ではないものを撮影した場合に、露出がアンダーとなり暗い画が撮れる、また露出がオーバーとなり画面全体が白とびした画が撮れる等、破綻した画が撮れてしまうという問題が起こる可能性がある。特に、動画を撮影する場合には、被写体の輝度レベルが撮影中でも常時変化するため、破綻した画が撮影される可能性が高い。
【解決手段】 特定シーン撮影モード時において、被写体の輝度レベルを算出し、適正露出範囲外状態であった場合には、経過時間を測定し、経過時間が所定の時間以上であれば、表示部に警告表示を行い、ゲインをはじめとする各種カメラパラメータを制御することで、破綻した画が撮影されることを防止する。
【選択図】 図２

Description

本発明は特定のシーンを撮影するための特定シーン撮影モードを有する撮像装置に関する。

従来、デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置では、撮影対象の被写体に応じて、適正露出に設定するために自動で露出制御を行っている。

しかし、例えば、花火のように特殊な被写体の場合、被写体の輝度情報から露出制御を行った場合に、ユーザーが意図した画質を得られるとは限らない。そこで、特殊な被写体を簡単に撮影するために、それぞれの特殊な被写体に応じた露出制御、画質制御、フォーカス制御等を施した撮影シーンモードを有するようになっている。しかし、このような特定の被写体を撮影するための特定シーン撮影モードでは、対応する被写体である花火シーンの撮影に適した露出制御、画質制御、フォーカス制御等を行うために、ユーザーが設定した撮影シーンモードにおいて、対応被写体である花火以外のものを撮影した場合には、破綻した画が撮れてしまうという問題が起こる可能性がある。例えば、通常、花火は暗いところで行われるために、適切な撮影に必要な光量が十分確保できずに露出がアンダーとなり暗い画が撮れる。あるいは、街頭等が存在し、光量が十分に確保できる明るい場所から花火を撮影した場合に、明るい場所に存在する花火以外の被写体を撮影すると、花火シーンの撮影を目的とした光量を最大限確保できるような設定状態であるので、露出がオーバーとなり画面全体が白とびしてしまう。他にも、スポーツモードのような、高速シャッターに設定されているようなモードにおいて、スポーツシーンではない普通のシーンを撮影した場合は、適切な光量が確保できず全体的に露出がアンダーとなることがある。

また、特に上記のような特定の被写体に対応する特定シーン撮影モードにおいて、動画を撮影する場合には、被写体の輝度レベルが撮影中でも常時変化するため、破綻した画が撮影される可能性が高い。

そこで、破綻した画が撮影されることを防止する手法が提案されている。例えば、広ダイナミックレンジを実現するための多重露光を行う撮像装置において、被写体の輝度レベルを検出して、露光範囲が適正外の場合に通常の露出制御を行う通常モードに自動で切替えることにより、破綻した画が撮影されることを防止する技術が提案されている。（特許文献１参照）
特開２００３−２５９２００号公報

このように、多重露光を行うシステムでは、被写体の露出範囲を測定して、適正露出範囲外の場合に、通常の露出制御を行う通常モードに移行するが、撮影シーンが刻一刻と進んでいる動画撮影においては、同一シーンを異なる露光時間で撮影し、その結果画像を合成する多重露光は適用することが難しい。

そこで、本発明では、動画撮影が可能な撮像装置において、特定の被写体を撮影するための特定シーン撮影モードでは、被写体の輝度レベルを測定し、適正露出範囲外であった場合に一定時間経過後に、オートゲインコントローラー（これよりＡＧＣという）によりゲインの制御を行うことで、特定の被写体に対応する特定シーン撮影モード時の動画撮影中に常時発生する被写体の輝度レベル変化においても破綻した画が撮影されることを防止できる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決し目的を達成するために本発明の画像処理装置は、被写体の輝度レベルを算出する被写体輝度レベル算出手段と、前記被写体輝度レベル算出手段の出力に応じて露出制御を行う露出制御手段と、前記被写体輝度レベル算出手段により算出された被写体輝度レベルが適正露出範囲内かどうかを判定する被写体輝度レベル判定手段と、適正露出範囲内でないと判定された場合に、被写体輝度レベルが適正露出範囲を越えてからの時間を計測する時間計測手段と、前記時間計測手段によって計測された時間が所定の時間を超えているか判定する時間判定手段と、を備え前記露出制御手段は、特定の動画撮影モードが設定されると、露出制御の所定パラメータに制限を設け、前記特定の動画撮影モードが設定された状態で前期時間計測手段が所定の時間を計測すると前記所定のパラメータの制限を解除することを特徴とする撮像装置。

また、上記課題を解決し目的を達成するために本発明の画像処理装置の制御方法は、被写体の輝度レベルを算出する被写体輝度レベル算出行程と、前記被写体輝度レベル算出手段の出力に応じて露出制御を行う露出制御手段と、前記被写体輝度レベル算出行程により算出された被写体輝度レベルが適正露出範囲内かどうかを判定する被写体輝度レベル判定行程と、適正露出範囲内でないと判定された場合に、被写体輝度レベルが適正露出範囲を越えてからの時間を計測する時間計測行程と、前記時間計測行程によって計測された時間が所定の時間を超えているか判定する時間判定行程と、を備え前記露出制御行程は、特定の動画撮影モードが設定されると、露出制御の所定パラメータに制限を設け、前記特定の動画撮影モードが設定された状態で前期時間計測行程が所定の時間を計測すると前記所定のパラメータの制限を解除することを特徴とする撮像装置の制御方法。

特定シーン撮影モード時において、露出制御に関する各種カメラパラメータの制御を行うことで、動画撮影中に適正露出範囲外状態が継続した場合でも、破綻した画が撮影されることを防止することができ、更に動画撮影中の一時的な適正露出範囲外状態では露出、フォーカス、画質制御を切替えないようにすることで、不安定な露出状態、フォーカス制御、画質制御の異常切替えを防止することができる。

以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態における撮像装置の構成を図１に示す。１は撮影レンズ、２は撮影レンズ１を通った光の量を調節する絞りである。３は絞り２を通った光を光電変換により電気信号にして出力する撮像素子であるＣＣＤ、４はＣＣＤ３の出力信号からリセットノイズを取り除くための相関二重サンプリング回路（これよりＣＤＳという）である。５は画像データの信号レベルを増幅するオートゲインコントローラー（これよりＡＧＣという）、６はＰＧＡ５の出力信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部である。７は撮像装置の各種機能を制御するＣＰＵ、８はＣＰＵ７によって制御され一定周期のクロックパルスを発生するためのデータを出力するタイミングジェネレーター（これよりＴＧという）、９はＡ／Ｄ変換部６で変換されたデジタル信号から輝度情報であるＹ成分と色情報であるＣ成分を分離するＹＣ分離を行い、輝度信号処理、色信号処理を施して、映像信号を生成するカメラ信号処理部である。１０はＡ／Ｄ変換部６の出力データの輝度レベルを測定する輝度レベル検波回路である。

なお、輝度レベル検波回路１０の出力信号はＣＰＵ７に入力され、ＣＰＵ７は露出を制御するための情報を算出して絞り２とＡＧＣ５へ入力する。絞り２は入力されたデータ信号により絞りを制御し、またＡＧＣ５は入力されたデータ信号により、所定のゲインに設定することにより、露出制御を行う。１１は特定の被写体を撮影するための特定シーン撮影モードを選択するための、外部に備えられたモード選択キー、１２は各種制御データや画像情報を記憶することができるバッファメモリである。

なお、ＣＰＵ７はメモリ部１２に記憶された特定シーン撮影モードのそれぞれでの露出制御データや画質制御情報をモード選択キー１１が選択された場合に、選択された特定シーン撮影モード用の制御情報を絞り２、ＡＧＣ５さらに、ＴＧ７に送ることにより露出制御を行い、同様にカメラ信号処理回路９にも撮影シーンモード用の制御情報を送ることにより画質制御を行う。

これにより、特定の被写体を撮影するための特定シーン撮影モードの設定を行うことができる。１３は不図示の外部記録トリガボタン（ＲＥＣボタン）が押された場合に動画を記録する動画記録メディア、１４は不図示の静止画記録用の外部トリガボタン（ＰＨＯＴＯボタン）が押された場合に静止画を記録する静止画記録メディア、１５はカメラ信号処理回路９で生成された映像信号を表示するための信号処理をする表示信号処理回路、１６は表示信号処理回路１５にて処理された信号を表示するための電子ビューファインダー（これよりＥＶＦという）等の表示部である。

次に、本発明に関して詳細に説明するため、一例として、花火をよりキレイに撮影するための花火モードについて説明をする。花火モードとは、花火が行われるような、日が落ちて暗くなり光量の少ない場面において、ノイズをできるだけ少なくかつ、手ぶれが起きないように撮影を行えるように、カメラの各種撮影パラメータが調整されているモードである。具体的には、花火モードでは、花火の画自体を際立たせたいため、暗い部分を引き締めるべくゲインはＭＩＮ（最小）値で固定にし、光量を目一杯確保するために絞りは開放、花火による閃光を撮り逃さないようにシャッタは動画時１／６０、静止画時２秒での固定露出制御で、更にフォーカスは無限遠固定、画質制御はノイズ除去手段がＭＡＸ（最大）値の制御を行うモードである。花火が行われるような暗がりの中、本花火モードに設定した状態で、特に動画の撮影を行い花火以外の人などの被写体を撮影すると、上述したように、固定露出制御を行うため、被写体の輝度レベルが露出適正範囲外（露出アンダー）となり、暗い画が撮れてしまうことになる。また、街灯等の光量が十分に得られるような中、本花火モードに設定した状態で、特に動画の撮影を行い花火以外の人などの被写体を撮影すると、これもまた、上記と同様に固定露出制御を行うため、被写体の輝度レベルが露出適正範囲外（露出オーバー）となり、明るい白飛びした画が撮れてしまうことになる。

そこで、本問題を解決する手段について、図２のフローチャートに沿って説明する。

ステップＳ１０１にて、モード選択キー１１により撮影シーンモードの選択を行う。

ステップＳ１０２にて、ステップＳ１０１において選択されたモードが花火モードかどうかの判定を行い、花火モードであると判定されると、ＣＰＵ８から本モード用固定露出制御情報及び画質制御情報、フォーカス制御情報がそれぞれレンズ１及び絞り２、ＡＧＣ５に送られ、所定の制御が開始され、ステップＳ１０３に進む。

もし、花火モードではないと判定されるとステップＳ１１２に進みステップＳ１０１で選択されたモードに従い撮影を続行する。

ステップＳ１０３では、どの部分に焦点があっているのか検出する。

ステップＳ１０４では、ステップＳ１０３で検出された合焦枠での輝度レベルを算出する。なお、ここでの輝度レベルの検出方法は、例えば画面の平均輝度レベルとピーク輝度レベルの差分を測定することにより実行する。

ステップＳ１０５では、ステップＳ１０４で算出された輝度レベルが適正露出範囲内かどうかの判定をする。もし、輝度レベルが適正露出範囲内であるならば、ステップＳ１１２へ進み撮影を続行する。輝度レベルが適正露出範囲内でないならば、ステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６では、ＣＰＵ８の内部に備えたタイムカウント回路によりタイムカウントを開始する。

ステップＳ１０７では、ステップＳ１０６でのタイムカウント開始からの経過時間を測定し、所定時間を超えたか否かを判定する。もし、所定時間を超えていなければ、そのままの固定露出、画質、固定フォーカス制御にてステップＳ１１２へ進み撮影を続行する。所定時間を超えていれば、ステップＳ１０８に進む。なお、所定時間とは予め実験的に求められた、映像が見苦しくならない程度の時間としてもよいし、使用者が好みの時間を設定してもよい。

ステップＳ１０８では表示部１６に、適正露出範囲外が所定の時間以上続いている旨を伝える警告表示をする。個々での警告表示は警告用アイコンを表示したり、或いはアイコンを点滅表示させても良い。また、警告表示と同時に警告音を発しても良い。

ステップＳ１０９では、ステップＳ１０８で警告表示を行ってから所定時間経過後、ＡＧＣによってゲインをＭＩＮ値固定設定から適正露出範囲内になるようにＡＧＣによってゲイン制御を開始する。

ステップＳ１１１では、ノイズリダクション（ノイズの抑止）制御と、合焦制御を開始して、ステップＳ１１２へ進み撮影を続行する。

以上のように、特定シーン撮影モード時（本実施形態では花火モード設定時）において、露出制御に関する各種カメラパラメータの制御を行うことで、動画撮影中に適正露出範囲外状態が継続した場合でも、破綻した画が撮影されることを防止することができ、更に動画撮影中の一時的な適正露出範囲外状態では露出、フォーカス、画質制御を切替えないようにすることで、不安定な露出状態、フォーカス制御、画質制御の異常切替えを防止することができる。また、シャッター、絞りを制御することで暗所での撮影に対応することも可能であるが、シャッターや、絞りを制御すると階調表現が雑になることがあるため、ゲインを優先的に制御することで暗闇に映る明るい被写体（ここでは花火）を綺麗に映すことを可能にしている。

なお、本実施形態においては特定シーン撮影モードとして、花火モードを例に説明を行っているが、本発明は花火モードに限定されるものではなく、他の特定シーン撮影モード（スポーツモード、屋内モード等）に適用することも可能である。

また、輝度レベルの算出方法は、平均値とピーク値の差分での方法を示したが、平均測光値と評価測光値で行ってもよい。また、タイムカウントを開始してから、予め備えた所定時間に到達するまで警告表示を行ってもよい。本発明では、固体撮像素子にＣＣＤを使用した実施例を用いて説明したが、固体撮像素子にＣＭＯＳ等の他の光電変換機能を有する撮像素子を使用した撮像装置にも適用することができる。

本発明における撮像装置のブロック図である。 第１の実施形態における処理のフローチャートを示す図である。

符号の説明

１ レンズ
２ 絞り
３ ＣＣＤ
４ ＣＤＳ
５ ＡＧＣ
６ Ａ／Ｄ変換器
７ ＣＰＵ
８ ＴＧ
９ カメラ信号処理回路
１０ 輝度レベル検波回路
１１ モード選択キー
１２ バッファメモリ
１３ 動画記録メディア
１４ 静止画記録メディア
１５ 表示信号処理回路
１６ 表示部

Claims (14)

1. 被写体の輝度レベルを算出する被写体輝度レベル算出手段と、
   前記被写体輝度レベル算出手段の出力に応じて露出制御を行う露出制御手段と、
   前記被写体輝度レベル算出手段により算出された被写体輝度レベルが適正露出範囲内かどうかを判定する被写体輝度レベル判定手段と、
   適正露出範囲内でないと判定された場合に、被写体輝度レベルが適正露出範囲を越えてからの時間を計測する時間計測手段と、
   前記時間計測手段によって計測された時間が所定の時間を超えているか判定する時間判定手段と、
   を備え前記露出制御手段は、特定の動画撮影モードが設定されると、露出制御の所定パラメータに制限を設け、前記特定の動画撮影モードが設定された状態で前期時間計測手段が所定の時間を計測すると前記所定のパラメータの制限を解除することを特徴とする撮像装置。
2. 前記露出制御手段は、前記被写体輝度レベル算出手段の出力の変化を追従せずに露出を固定する露出固定制御を行うことによって、露出制御の為の所定のパラメータに制限を設けることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記露出制御は、ゲインを制御することにより露出を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 請求項１に記載の撮像装置において、固定露出制御を解除し、露出制御を行うと同時にフォーカス固定状態を解除しフォーカス制御と、画質制御を行うことを特徴とする撮像装置。
5. 前記画質制御は、ノイズの抑制量を制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 請求項１に記載の撮像装置において、前記被写体輝度レベルが適正露出範囲外であるならば、ユーザーに警告する警告手段を有することを特徴とする撮像装置。
7. 前記警告手段は、撮像装置の表示部に警告表示を行うことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 被写体の輝度レベルを算出する被写体輝度レベル算出行程と、
   前記被写体輝度レベル算出手段の出力に応じて露出制御を行う露出制御行程と、
   前記被写体輝度レベル算出行程により算出された被写体輝度レベルが適正露出範囲内かどうかを判定する被写体輝度レベル判定行程と、
   適正露出範囲内でないと判定された場合に、被写体輝度レベルが適正露出範囲を越えてからの時間を計測する時間計測行程と、
   前記時間計測行程によって計測された時間が所定の時間を超えているか判定する時間判定行程と、
   を備え前記露出制御行程は、特定の動画撮影モードが設定されると、露出制御の所定パラメータに制限を設け、前記特定の動画撮影モードが設定された状態で前期時間計測行程が所定の時間を計測すると前記所定のパラメータの制限を解除することを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. 前記露出制御行程は、前記被写体輝度レベル算出手段の出力の変化を追従せずに露出を固定する露出固定制御を行うことによって、露出制御の為の所定のパラメータに制限を設けることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の制御方法。
10. 前記露出制御は、ゲインを制御することにより露出を制御することを特徴とする請求項８または９に記載の撮像装置の制御方法。
11. 請求項１に記載の撮像装置において、固定露出制御を解除し、露出制御を行うと同時にフォーカス固定状態を解除しフォーカス制御と、画質制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
12. 前記画質制御は、ノイズの抑制量を制御することを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置の制御方法。
13. 請求項８に記載の撮像装置において、前記被写体輝度レベルが適正露出範囲外であるならば、ユーザーに警告する警告手段を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
14. 前記警告行程は、撮像装置の表示部に警告表示を行うことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置の制御方法。
    

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