JP2007166142A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】一回の撮影で、撮影範囲の全エリアについて適切な露光の画像を得ることができる撮像装置を提供すること。
【解決手段】撮影範囲を複数のエリアに分割し、エリア毎に測光を行う測光部４と、複数の受光素子を有し、受光素子毎にシャッタ速度を設定できるイメージセンサ２と、測光部で測光したエリア毎に受光素子のシャッタ速度を設定する電子シャッタ制御部５とを有することで、被写体毎にエリアを設定して測光し、その測光結果に基づきエリア毎にシャッタ速度を設定し、一回の撮影で適切な露光の画像を得ることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮影範囲を複数のエリアに分割して測光し、そのエリア毎に適切な露光で撮影することができる撮像装置に関するものである。

従来、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子はダイナミックレンジが狭いという問題点があった。これを解決するために、複数の適切な露光条件を用いて異なる露光による複数の画像を生成して、よりダイナミックレンジの広い合成画像を得られるようにした撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２５９２００号公報

しかしながら、特許文献１に記載された撮像装置では、複数の画像を生成するために、異なる露光で複数回撮影する必要があるため、撮影に時間がかかるという問題が発生する。

本発明は、このような問題に対処して成されたものであり、一回の撮影で撮影範囲全てにおいて適切な露光の画像を得ることのできる撮像装置を提供するものである。

本発明の撮像装置は、撮影範囲を複数のエリアに分割し、エリア毎に測光を行うマルチ測光手段と、複数の受光素子を有し、受光素子毎にシャッタ速度を設定できるイメージセンサと、マルチ測光手段で測光したエリア毎に受光素子のシャッタ速度を設定する電子シャッタ制御手段とを備える。

この構成によれば、一回の撮影によりその撮影範囲の複数のエリアのそれぞれで適切な露光の画像を得ることができる。

本発明の撮像装置は、撮影範囲を複数のエリアに分割し、エリア毎に測光を行うマルチ測光手段と、複数の受光素子を有し、受光素子毎に感度を設定できるイメージセンサと、マルチ測光手段で測光したエリア毎に受光素子の感度を設定する感度制御手段とを備える。

この構成によれば、高速なシャッタ速度による撮影でも、その撮影範囲の複数のエリアのそれぞれで適切な露光の画像を得ることができる。

また、本発明の撮像装置は、マルチ測光手段が、被写体毎にエリアを設定することで、撮影範囲を複数のエリアに分割することが好ましい。

この構成によれば、被写体毎に適切な露光の画像を得ることができる。

また、本発明の撮像装置は、マルチ測光手段が、測光を行う以前に撮影した画像を用いて被写体毎にエリアを設定することが好ましい。

この構成によれば、撮影時にエリアを再設定する必要がなく、撮影に時間がかかることがなく、また、撮影機会を逃すことがなくなる。

また、本発明の撮像装置は、イメージセンサからの画像により、移動する被写体の位置を認識する画像処理手段と、画像処理手段が認識した被写体の位置により、撮影範囲を複数のエリアに分割し、マルチ測光手段に複数のエリアを指示するエリア分割手段とを更に備えることが好ましい。

この構成によれば、被写体が移動していても、一回の撮影により撮影範囲の複数のエリアのそれぞれで適切な露光の画像を得ることができる。

また、本発明の撮像装置は、画像処理手段が認識した、移動する被写体の位置により、将来の被写体の位置を予測し、将来の被写体の位置をエリア分割部に指示する移動予測部を更に備えたことが好ましい。

この構成によれば、被写体、カメラ共に移動していても、一回の撮影により撮影範囲の複数のエリアのそれぞれで適切な露光の画像を得ることができる。

本発明の撮像装置は、エリア毎に測光し、適切なシャッタ速度をエリア毎に設定して撮影することにより、全エリアで適切な露光の画像を、普通の撮影と同時間で撮影することができる。

また、本発明の撮像装置は、エリア毎に測光し、適切な受光感度をエリア毎に設定して撮影することにより、全エリアで適切な露光の画像を高速なシャッタ速度で撮影することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

（実施の形態１）
図１は本実施の形態１の撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置１は、複数の受光素子を有し、それらの受光素子毎にシャッタ速度を設定できる、例えばＣＭＯＳセンサのようなイメージセンサ２と、撮影範囲を複数のエリアに分割し、それらのエリア毎に測光（マルチ測光）を行う測光部４と、イメージセンサ２の受光素子毎に電子シャッタのシャッタ速度を設定する電子シャッタ制御部５とを備える。測光部４と電子シャッタ制御部５とは通常、イメージセンサ制御部３の内部にある。イメージセンサ制御部３はイメージセンサ２と電気的に接続され、イメージセンサ２の動作を制御するものであって、一般にはＣＰＵが用いられる。

測光部４はイメージセンサ２からの信号を用いて測光を行っても良いし、別に受光部を設けて、そこからの信号を用いて測光を行っても良い。また、測光部４は、例えば撮影範囲におけるコントラストの違いから被写体を認識して、エリアの分割を行う。

次に、本実施の形態１の撮像装置１の動作手順について、図２を用いて説明する。

図２は本実施の形態１の撮像装置の動作手順を示す図である。まず、測光部４で被写体毎にエリアを設定することで、撮影範囲を複数のエリアに分割し測光を行う（ステップＳ１０１）。そして、測光部４は分割したエリアとそのエリア毎の測光結果とを電子シャッタ制御部５に出力する。

電子シャッタ制御部５は入力したマルチ測光の結果をもとに、エリア毎に適切なシャッ
タ速度を設定する（ステップＳ１０２）。シャッタ速度の設定には例えば減算カウンターを用いる。パルスを減算カウンターに入力し、減算カウンターからの出力の論理和をイメージセンサ２に入力すればよい。また、適切なシャッタ速度は、測光結果、レンズの明るさ、レンズの絞り、受光素子の感度により決まる。レンズの明るさはカメラ設計によって決まる。受光素子の受光感度（ＩＳＯ感度相当）はイメージセンサによって予め決まっている。これらの値に基づいてエリア毎にシャッタ速度を計算することができる。その計算結果のシャッタ速度で撮影する（ステップＳ１０３）。これにより、一回の撮影で全てのエリアについて適切な露光の撮影が可能になる。

図３は本実施の形態１の撮像装置１により得られた画像の例を示す図である。撮影範囲３１内に、カメラを搭載した車両と同じ車線を走行している車両３２、反対の車線を走行している車両３３、道路標識３４が撮影できている。この図では、車両３２、車両３３、道路標識３４を被写体として認識、抽出して、それぞれに対してエリアを設定している。これにより、これらの被写体の適切な露光の画像を撮影することができる。

（実施の形態２）
マルチ測光方式では上述のように例えばコントラストにより被写体を確認しながらエリア分割を行うが、被写体に光が当たっている部分と当たっていない部分とがある場合に、コントラストだけでは正確に被写体を捉えられない場合がある。また、撮影したい被写体が移動しており、そのために追尾カメラで同時に複数のものを追尾している場合に、真ん中に大きく捉えているものが撮影したい被写体とは限らない場合がある。本実施の形態２の撮像装置はこれらの課題を更に解決するものである。

図４は本実施の形態２の撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置１１は、イメージセンサ２と、測光部４、電子シャッタ制御部５、エリア分割部６を有するイメージセンサ制御部３と、画像処理部７とを備える。イメージセンサ２と、イメージセンサ制御部３と、画像処理部７とはそれぞれ電気的に接続されている。エリア分割部６は撮影範囲を画像を用いて被写体毎に分割するものであり、画像処理部７は移動する被写体の位置を認識するものである。

次に、本実施の形態２の撮像装置１１の動作手順について、図５を用いて説明する。

図５は本実施の形態２の撮像装置１１の動作手順を示す図である。画像処理部７で画像処理により撮影したい被写体がどこにいるかを認識し、その位置をイメージセンサ制御部３に出力する（ステップＳ２０１）。被写体の位置を認識する方法は監視カメラなどで一般に行われているもので良い。イメージセンサ制御部３のエリア分割部６でその被写体が適切な露光で撮影できるようにエリア分割を行う（ステップＳ２０２）。エリアの大きさは被写体の大きさなどに合わせて設定する。測光部４はそのエリア毎に測光する（ステップ２０３）。もちろん、被写体が移動した場合には、設定したエリアも被写体に合わせて移動する。そして、電子シャッタ制御部３でエリア毎にシャッタ速度を設定し（ステップＳ２０４）、そのシャッタ速度で撮影する（ステップＳ２０５）。

この撮像装置１１により、被写体が移動しても、また、その移動によりコントラストに変化が生じても、画像処理部７で被写体の位置を認識し、エリア分割部６で撮影範囲を被写体毎の複数のエリアに分割し、その後測光し撮影するので、一回の撮影で全てのエリアについて適切な露光の撮影が可能となる。

（実施の形態３）
被写体が移動し、かつカメラ自体も移動している場合には、カメラの光軸がずれることがあるから、被写体の移動予測を行ってイメージセンサ制御部に被写体が写ると思われる
位置を指示すると良い。

図６は本実施の形態３の撮像装置の構成を示すブロック図である。この撮像装置２１は、イメージセンサ２と、測光部４、電子シャッタ制御部５、エリア分割部６を有するイメージセンサ制御部３と、画像処理部７と、移動予測部８とを備えている。移動予測部８はイメージセンサ制御部３と画像処理部７とに電気的に接続されており、撮影された複数の画像から被写体の速度などを計算し、その被写体の将来の位置を予測するものある。

次に、本実施の形態３の撮像装置２１の動作手順について、図７を用いて説明する。

図７は本実施の形態３の撮像装置の動作手順を示す図である。画像処理部７が被写体の位置を認識し（ステップＳ３０１）、移動予測部８で将来の被写体の位置を予測する（ステップＳ３０２）。そして、予測した被写体の位置に基づき、エリア分割部６で撮像範囲のエリア分割を行い（ステップＳ３０３）、測光部４でエリア毎に測光する（ステップＳ３０４）。電子シャッタ制御部３でエリア毎にシャッタ速度を設定し（ステップＳ３０５）、そのシャッタ速度で撮影する（ステップＳ３０６）。

この撮像装置２１により、被写体、カメラ自体共に移動していても、それらの移動を予測して、撮影範囲について適切なエリアを設定し、適切な露光の撮影が可能となる。

なお、実施の形態２、３の撮像装置１１、２１では、エリア分割部６を設け、画像を用いて撮影範囲を被写体毎にエリアに分割したが、このエリア分割部６を設けずに、実施の形態１の撮像装置１のように、測光部４でコントラストなどを用いて撮影範囲を被写体毎にエリアに分割してもよい。

また、本発明の撮像装置では、ＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサの各受光素子にある増幅器（例えば、増幅トランジスタ）を用いることで、シャッタ速度を受光素子毎に設定する代わりに、受光感度を受光素子毎に設定しても良い。これは、増幅器の増幅度を調整することで可能となる。そして、シャッタ速度を一定にし、測光結果に基づき、エリア毎に受光感度を調整して撮影すれば、一回の撮影により全エリアで適切な露光の撮影ができる。

具体的には、車載カメラで撮影する場合のように、高速に移動しながら撮影する場合でも、高速のシャッタ速度で撮影することができる。

本発明の撮像装置は、マルチ測光を行い、エリア毎にシャッタ速度を設定して撮影することにより、普通の撮影時間により全エリアで適切な露光の画像を得ることができ、車載カメラなど高速で移動しながら撮影を行う必要がある場合などに使用すれば有用である。

本発明の実施の形態１の撮像装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態１の撮像装置の動作手順を示す図 本発明の実施の形態１の撮像装置により得られた画像の例を示す図 本発明の実施の形態２の撮像装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態２の撮像装置の動作手順を示す図 本発明の実施の形態３の撮像装置の構成を示すブロック図 本発明の実施の形態３の撮像装置の動作手順を示す図

符号の説明

１，１１，２１ 撮像装置
２ イメージセンサ
３ イメージセンサ速度制御部
４ 測光部
５ 電子シャッタ制御部
６ エリア分割部
７ 画像処理部
８ 移動予測部

Claims (6)

1. 撮影範囲を複数のエリアに分割し、前記エリア毎に測光を行うマルチ測光手段と、
   複数の受光素子を有し、前記受光素子毎にシャッタ速度を設定できるイメージセンサと、前記マルチ測光手段で測光した前記エリア毎に前記受光素子のシャッタ速度を設定する電子シャッタ制御手段と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 撮影範囲を複数のエリアに分割し、前記エリア毎に測光を行うマルチ測光手段と、
   複数の受光素子を有し、前記受光素子毎に感度を設定できるイメージセンサと、
   前記マルチ測光手段で測光した前記エリア毎に前記受光素子の感度を設定する感度制御手段と
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
3. 前記マルチ測光手段が、被写体毎に前記エリアを設定することで、前記撮影範囲を前記複数のエリアに分割することを特徴とする請求項１または請求項２記載の撮像装置。
4. 前記マルチ測光手段が、測光を行う以前に撮影した画像を用いて前記被写体毎に前記エリアを設定することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
5. 前記イメージセンサからの画像により、移動する前記被写体の位置を認識する画像処理手段と、
   前記画像処理手段が認識した前記被写体の位置により、前記撮影範囲を前記複数のエリアに分割し、前記マルチ測光手段に前記複数のエリアを指示するエリア分割手段と
   を更に備えたことを特徴とする請求項３または請求項４記載の撮像装置。
6. 前記画像処理手段が認識した、移動する前記被写体の位置により、将来の前記被写体の位置を予測し、将来の前記被写体の位置を前記エリア分割部に指示する移動予測部を更に備えたことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。

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