JP2021078046A - 撮像装置及びその制御方法とプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】外乱による露出の変動を抑制しながら、露出変更を行うタイミングでは適正露出とした映像を撮像することを可能とする。【解決手段】撮像装置１００のシステム制御部５０は、撮像時の撮像設定の取得、撮像設定の変化の検出、露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲の設定、撮像時の露出制御、自動露出制御の有効と無効との切り替えを行う。システム制御部５０は、撮像設定が変化したと判定した場合に露出許容範囲を変更すると共に自動露出制御の有効と無効とを切り替える。【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置及びその制御方法とプログラムに関し、特に、撮像時の露出制御に関する。

ビデオカメラの多くには、撮像されている被写体に応じて自動で明るさを変更する、所謂、自動露出制御の機能が備わっている（例えば、特許文献１参照）。自動露出制御では、被写体の輝度情報から明るさを判断し、その明るさが適正露出となるように、絞りやＮＤフィルタ、シャッタ、感度等の各種の露出パラメータが変更される。これらの露出パラメータはそれぞれ、制御可能な分解能が異なるため、被写体の明るさをどのレベルまで適正露出に近付けることができるかは、各露出パラメータの分解能に依存する。例えば、予め最も粗い分解能を記憶しておき、適正露出が記憶されている分解能の幅に入った場合に適正露出と判定し、その後の制御を止める。一例として、最も粗い分解能が１／８段であれば、適正露出から±１／１６段以内を適正露出とする。

特願２００２−１０１３６号公報

撮像時の明るさを被写体に追従して合わせた場合、被写体の明るさ変化と露出変更によって画面全体の明るさが変化するため、違和感が発生する。映画や報道の撮像では、この違和感が嫌われるため、露出設定をマニュアル（手動）にして撮像することが多い。

しかしながら、マニュアル設定された露出値を保持したままで、被写体の明るさが徐々に変化した場合や急激に明るさが変化した場合には、白とびや黒潰れ等が発生することがある。例えば、固定カメラや長まわし等で撮像している場合、想定していた明るさに対して環境の変化や予想外の被写体の発生によって白とびや黒潰れ等が発生することがある。

本発明は、外乱による露出の変動を抑制しながら、露出変更を行うタイミングでは適正露出とした映像を撮像することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、撮像時の撮像設定を取得する取得手段と、前記撮像設定の変化を検出する検出手段と、露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲を設定する設定手段と、撮像時の露出を制御する露出制御手段と、前記露出制御手段による自動露出制御の有効と無効とを切り替える切り替え手段と、前記露出許容範囲の広さを変更する変更手段と、を備え、前記検出手段による検出結果に応じて、前記変更手段は前記露出許容範囲を変更し、前記切り替え手段は前記自動露出制御の有効と無効とを切り替えることを特徴とする。

本発明によれば、外乱による露出の変動を抑制しながら、露出変更を行うタイミングでは適正露出とした、安定した映像を撮像することが可能になる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る露出制御のフローチャートである。 撮像環境、被写体及び撮像装置の動線を表す模式図である。 第１実施形態に係る露出制御での経過時間、測光値及び目標値の、図３に対応する関係を示す図である。 第２実施形態に係る露出制御のフローチャートである。 第２実施形態に係る露出制御での経過時間、測光値及び目標値の、図３に対応する関係を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。撮像装置１００は、ここでは、主に動画撮影を行うデジタルビデオカメラを想定している。

撮像装置１００は、絞り１０１、バリア１０２、撮像レンズ１０３、ＮＤフィルタ１０４、Ｄ／Ａ変換器１３、メモリ制御部１５、撮像部２２、Ａ／Ｄ変換器２３、画像処理部２４、表示部２８、メモリ３２、ジャイロ４０及びシステム制御部５０を備える。撮像装置１００はまた、Ｉ／Ｆ＿１８、電源部３０、システムメモリ５２、システムタイマ５３、不揮発性メモリ５６、録画スイッチ６１、モード切替スイッチ６０、操作部７０及び電源制御部８０を備える。

撮像レンズ１０３は、ズームレンズやフォーカスレンズ、シフトレンズ等を含み、撮像部２２（撮像素子）に被写体像を結像させる。絞り１０１は、撮像部２２へ入射する光量を調整する。バリア１０２は、撮像レンズ１０３や絞り１０１、撮像部２２を含む撮像系を覆うことにより撮像系の汚れや破損を防止する。ＮＤフィルタ１０４は、色彩への影響を与えずに撮像部２２へ入射する光量を減らす減光用フィルタである。

撮像部２２は、光学像を電気信号に変換するＣＣＤやＣＭＯＳ素子等の撮像素子を有する。また、撮像部２２は、電子シャッタによる蓄積の制御やアナログゲインの変更、読み出し速度の変更等の機能を備える。Ａ／Ｄ変換器２３は、撮像部２２から出力されるアナログ信号をデジタル信号（画像データ）に変換して出力する。なお、撮像部２２がＡ／Ｄ変換器２３の機能を備えていても構わない。

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３やメモリ制御部１５からのデータに対し、画素補間処理、縮小処理等のリサイズ処理、輝度情報、色情報、特徴的な被写体等の検出処理、色変換処理、ガンマ補正処理、デジタルゲイン付加処理等の各種の処理を行う。また、画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３からの画像データを用いて所定の演算処理を行い、演算結果をシステム制御部５０に送信する。

Ａ／Ｄ変換器２３から出力される画像データは、画像処理部２４及びメモリ制御部１５を介して或いはメモリ制御部１５を介して、メモリ３２に書き込まれる。メモリ３２は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力される画像データや、表示部２８での表示に用いられる画像データを格納する。メモリ３２は、所定時間の動画像や音声の格納に十分な記憶容量を備えている。また、メモリ３２は、画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねる。

Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている画像表示用データをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。表示部２８は、ＬＣＤ等の表示装置を備えており、Ｄ／Ａ変換器１３から送られてきたアナログ信号に応じた表示を行う。なお、Ａ／Ｄ変換器２３から出力されてメモリ３２に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換器１３でアナログ変換して、表示部２８に逐次転送して表示することにより、電子ビューファインダ機能が実現され、スルー画像表示を行うことができる。

システム制御部５０は、少なくとも１つのプロセッサ（ＣＰＵ）を有し、撮像装置１００の全体の制御を行うマイクロコンピュータである。システム制御部５０は、画像処理部２４から送られてきた演算結果に基づいて、露出制御、測距制御、ホワイトバランス制御等を行う。具体的には、システム制御部５０は、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等を行う。また、システム制御部５０は、ジャイロ４０で検出した手振れ等の撮像装置１００の動きや姿勢変化に応じて、撮像レンズ１０３のシフトレンズを動作させるか又は画像処理部２４で画像をずらすことにより、像ぶれ補正を行う。システム制御部５０は、メモリ３２、Ｄ／Ａ変換器１３、表示部２８等を制御することにより、表示制御を行う。

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去や記憶が可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭが用いられる。不揮発性メモリ５６には、システム制御部５０の動作用の定数、プログラム等が記憶される。プログラムは、図２及び図５の各フローチャートに従う処理を実行するためのプログラムを含む。システムメモリ５２には、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ５２には、システム制御部５０の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ５６から読み出したプログラム等が展開される。システムタイマ５３は、各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する。

モード切替スイッチ６０、録画スイッチ６１、操作部７０はそれぞれ、システム制御部５０に各種の動作指示を入力するための操作手段である。モード切替スイッチ６０は、システム制御部５０の動作モードを切り替える。動作モードには、動画記録モードや静止画記録モード、再生モードがあるが、これらに限られるものではない。動画記録モードや静止画記録モードには更に、オート撮像モード、オートシーン判定モード、マニュアルモード、撮像シーン別の設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等の複数の撮像モードがある。モード切替スイッチ６０を操作することにより、動画記録モードに含まれる複数の撮像モードのいずれかに直接切り替えることができる。なお、モード切替スイッチ６０で動画記録モードに一旦切り替えた後に、他の操作部材を用いて動画記録モードに含まれる複数のモードのいずれかに切り替えるようにしてもよい。

録画スイッチ６１は、撮像待機状態と撮像状態とを切り替える。システム制御部５０は、録画スイッチ６１がオンになると、撮像部２２からの信号読み出しから記憶媒体２００への画像データ（静止画データ、動画データ）の書込みまでの一連の動作を開始する。操作部７０の各操作部材は、表示部２８に表示される種々の機能アイコンがタッチ操作されることによって場面ごとに機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして動作する。機能ボタンとしては、例えば、終了ボタンや戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞り込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部２８に表示される。ユーザは、表示部２８に表示されたメニュー画面と、上下左右４方向の十字キーやＳＥＴボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

電源制御部８０は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部８０は、電池残量等の検出結果及びシステム制御部５０の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記憶媒体２００を含む各ブロックへ供給する。電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉイオン電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等である。

Ｉ／Ｆ＿１８は、メモリカードやハードディスク等の記憶媒体２００及び外部表示装置３００等とシステム制御部５０との間の通信を可能とするインタフェースである。記憶媒体２００は、撮像により得られた画像データを記憶するメモリカード、半導体メモリや磁気ディスク等であり、撮像装置１００の本体に内蔵されていてもよいし着脱可能であってもよい。外部表示装置３００は、Ａ／Ｄ変換器２３から出力されて画像処理部２４によって処理された画像信号をＩ／Ｆ＿１８から受け取り、モニタガンマをかけて表示する。

＜第１実施形態＞
撮像装置１００での第１実施形態に係る露出制御方法について詳細に説明する。図２は、第１実施形態に係る露出制御のフローチャートである。図２のフローチャートにＳ番号で示す各処理（ステップ）は、システム制御部５０が不揮発性メモリ５６に格納されたプログラムをシステムメモリ５２に展開して、撮像装置１００の各部の動作を制御することにより実現される。

図３は、撮像環境、被写体及び撮像装置の動線を表す模式図である。ここでは、撮像環境は、図３左側の屋外と図３右側の屋内の２つに大別される。撮像装置１００は、このような撮像環境を跨いで移動する主被写体を追いかけて撮像する（主被写体フォロー）。屋外の環境光は太陽光であり、屋内の環境光は照明光である。ここでは、撮像中は中間ガンマを適用した信号を記憶しながら、外部表示装置３００へ信号を出力しているものとする。図４は、図３に示すように撮像環境が変化する場合の撮像時における、第１実施形態に係る露出制御での経過時間、測光値及び目標値の関係を示す図である。

図３及び図４を参照しながら、図２のフローチャートについて説明する。

Ｓ２０１でシステム制御部５０は、被写体の明るさを取得するために、被写体に対する測光値を取得する。例えば、撮像系及びＡ／Ｄ変換器２３を通じて画像処理部２４で処理された画像データの輝度平均値を取得する。

Ｓ２０２でシステム制御部５０は、現在の撮像装置１００のカメラ情報を取得する。カメラ情報は、撮像される映像の明るさや色味等の画質に影響を与えるパラメータの情報（以下「撮像設定」という）を含む。例えば、システム制御部５０は、画像処理部２４でホワイトバランス調整のために適用されるＷＢゲインを取得する。ＷＢゲインは、被写体から評価値を得てホワイトバランスを算出するようなオートホワイトバランス機能や、ユーザ操作でホワイトバランス設定を変更した際に変化する値であり、撮像設定の１つである。取得するＷＢゲインは、例えば、Ｒゲイン値とＢゲイン値であってもよいし、それら比率等であってもよい。或いは、ＮＤフィルタ１０４のフィルタ濃度、撮像結果を用いてシステム制御部５０で実行される撮像シーンの検出結果や想定される撮像シーンの尤度等であってもよい。ここでは、Ｒゲイン値／Ｂゲイン値＝２、の撮像設定を取得したものとする。

Ｓ２０３でシステム制御部５０は、Ｓ２０２で取得したカメラ情報を現在のカメラ情報として保存する。その際、保存されていたカメラ情報を前回のカメラ情報として保存する。ここでは、前回のカメラ情報は、Ｒゲイン値／Ｂゲイン値＝１．９、の撮像設定を含むものとする。

Ｓ２０４でシステム制御部５０は、撮像設定が変化したか否かを判定する。つまり、Ｓ２０３で保存した現在の撮像設定と前回の撮像設定とを比較し、撮像設定が変化しているか否かを判定する。システム制御部５０は、撮像設定が変化したと判定した場合（Ｓ２０４でＹＥＳ）、処理をＳ２０５へ進め、撮像設定が変化していないと判定した場合（Ｓ２０４でＮＯ）、処理をＳ２０６へ進める。

上述の例では、先のＳ２０２で取得した現在の撮像設定の１つであるＲゲイン値／Ｂゲイン値の値は‘２’であるのに対して、Ｓ２０３で保存した前回のＲゲイン値／Ｂゲイン値‘１．９’であり、値が異なるため、撮像設定が変化したと判定される。ここで、自動露出制御の制御対象は、絞り１０１、シャッタ、ゲイン（色に依らないゲイン値）及びＮＤであり、ＷＢゲインの変更は自動露出制御の制御対象ではない。この場合のＷＢゲインの変化には、次の２つの原因が考えられるが、どちらの原因であっても構わない。１つは、撮像シーンが変わる（図３の例では、主被写体が屋外から屋内へ移動する）ために、撮影者がマニュアル操作によってＷＢゲインを変更した場合である。別の１つは、撮像シーンの変化に対してＡＷＢ機能が動作して色評価値が変化したことであり、これはシステム制御部５０によりＷＢゲインが変更された場合である。なお、自動露出制御の制御対象ではない露出変更の例としては、手動による種々の操作、例えば、ＮＤフィルタ１０４の入射光路に対する手動による挿抜が挙げられる。

なお、ここでは、撮像設定の値の一致か不一致かを判定したが、撮像設定の変化量が予め設定された閾値の範囲内か否かを判定するようにしてもよい。また、別の幾つかの撮像設定をパラメータの一つとした特徴ベクトルの距離と、事前に定めた閾値とを比較するようにしてもよい。

Ｓ２０５でシステム制御部５０は、露出許容範囲を縮小し、その後は処理をＳ２０７へ進める。Ｓ２０６でシステム制御部５０は、露出許容範囲を拡大し、その後は処理をＳ２０７へ進める。

これらＳ２０５，Ｓ２０６の処理を図４で見てみると、先ず、時刻Ｔ１以前の領域では撮像設定の変化が検出されていないために露出許容範囲が広い状態となっており、具体的には、露出目標値に対して±２段まで許容する状態となっている。

時刻Ｔ１においてＳ２０４からＳ２０５へ処理が進んだ場合（自動露出制御の対象パラメータ以外の撮像設定が変化した場合）、露出許容範囲が縮小される（狭まる）。ここでは、時刻Ｔ１において、従前の±２段から±１／２段へ露出許容範囲を縮小している。自動露出制御の対象パラメータ以外の撮像設定が変化するシーンは、例えば、撮影者がＷＢゲインを変更する場合のように撮影者が適切な露出での撮像を意図するシーンであるため、積極的に適正露出となるように制御を行うこととする。そのため、時刻Ｔ１で自動露出制御を有効とする。

時刻Ｔ２での露出許容範囲の拡大は、露出許容範囲が±１／２段となっている状態で（時刻Ｔ１で露出許容範囲が±１／２段へ縮小された後に）Ｓ２０４の判定が行われて、Ｓ２０６へ処理が進められた結果、露出許容範囲が拡大されたことを表している。

露出許容範囲を変更する際には、最大範囲は予め決められた露出目標値からの差を許容可能な範囲とし、最小範囲は露出パラメータそれぞれの制御分解能と制御の誤差に依存する制御許容範囲よりも広くなるように定められる。時刻Ｔ２以降は、被写体の明るさ変化と露出変更によって画面全体の明るさが頻繁に変化することを回避するため、自動露出制御を無効とする。

なお、露出許容範囲の縮小は最小範囲を超えることはなく、露出許容範囲が既に最小範囲に達している状態でＳ２０５へ処理が進んだ場合には最小範囲で維持される。同様に、露出許容範囲の拡大は最大範囲を超えることはなく、露出許容範囲が既に最大範囲に達している状態でＳ２０６へ処理が進んだ場合には最大範囲で維持される。最大範囲と最小範囲はそれぞれ、撮像装置１００で設定が可能な範囲において、操作部７０によるユーザ操作によって設定可能としてもよい。露出許容範囲の変更方法は、一度の変更で広い範囲と狭い範囲を切り替えるようにしてもよいし、一度の変更での変更量を小さく設定して徐々に変化するように制御してもよい。

Ｓ２０７でシステム制御部５０は、露出目標値とＳ２０１で求めた測光値とを比較する。例えば、輝度平均値Ｙｎ（測光値）と輝度目標値Ｙｔとの差ΔＹは、下記式（１）で表される。ΔＹは、この数式からわかるように、明るさが２倍になると１だけ増加する。図４では、輝度目標値Ｙｔ（目標値）が破線で、ΔＹが実線でそれぞれ示されている。
［数１］
ΔＹ＝ｌｏｇ_２（Ｙｎ／Ｙｔ）・・・式（１）

Ｓ２０８でシステム制御部５０は、被写体の明るさ（Ｓ２０１で取得した測光値）が許容範囲内か否かを判定する。例えば、Ｓ２０５により縮小された明るさの許容範囲に対し、ΔＹが許容範囲内か否かを判定する。この場合に、±１／２段の範囲で許容するのであれば、ΔＹが−１／２段以上、＋１／２段未満であれば、許容範囲内であると判定する。Ｓ２０８の判定は、図４上では任意の時刻での露出目標値範囲にΔＹ（実線）が含まれているかを判定することである。システム制御部５０は、測光値が許容範囲内ではないと判定した場合（Ｓ２０８でＮＯ）、処理をＳ２０９へ進め、測光値が許容範囲内であると判定した場合（Ｓ２０８でＹＥＳ）、処理をＳ２１０へ進める。

Ｓ２０９でシステム制御部５０は、露出制御モードに関して自動露出制御を有効にし、その後、処理をＳ２１１へ進める。一方、Ｓ２０９でシステム制御部５０は、露出制御モードに関して、自動露出制御を無効にし、その後、処理をＳ２１１へ進める。ここで、露出制御モードとは、自動露出制御が有効であるか無効であるかを表す。撮像設定の変化の検出（Ｓ２０４）と測光値の許容範囲内判定（Ｓ２０８）の結果から決まる時間ごとの自動露出制御の有効／無効の判定結果は、図４上では自動露出制御無効時間帯（〜Ｔ１，Ｔ２〜）と自動露出制御有効時間帯（Ｔ１〜Ｔ２）に対応している。

Ｓ２１１でシステム制御部５０は、自動露出制御が有効か否かを判定する。システム制御部５０は、自動露出制御が有効であると判定した場合（Ｓ２１１でＹＥＳ）、処理をＳ２１２へ進め、自動露出制御が無効であると判定した場合（Ｓ２１１でＮＯ）、本処理を終了させる。例えば、Ｓ２０９での処理により時刻Ｔ１で自動露出制御が無効から有効に変更されると、処理はＳ２１２に進む。一方、自動露出制御が無効であった場合には、露出変更を行わずに、本処理は終了となる。

Ｓ２１２でシステム制御部５０は、自動露出制御の対象となる露出パラメータを決定する。露出パラメータの変動パターンは、プログラムＡＥモードに応じて事前に決められている。例えば、小絞り状態からＦ４．０まで変更した後にシャッタ速度を１／２５０から１／６０に変更し、更にその後、Ｆ４．０から開放にした後、感度を最低感度から最高感度まで上げる。どこまで開放又は小絞りにできるか、最低感度や最高感度をどこまで設定できるか等は、撮像装置１００の状態（ズーム位置、フォーカス位置、フィルタの有無等）や露出に関連する設定（感度の拡張機能やガンマの設定等）に応じて変動する。

撮像装置１００の状態や露出に関連する設定に基づき、絞りや感度等情報を上記の露出パラメータの変動パターンに当て嵌める。例えば、被写体輝度ＢＶは、絞り値ＡＶ、シャッタ速度ＴＶ及びＩＳＯ感度ＳＶを用いて、下記式（２）によって求めることができる。なお、ＢＶ、ＡＶ、ＴＶ、ＳＶの各値はＡＰＥＸ単位換算値である。
［数２］
ＢＶ＝ＡＶ＋ＴＶ−ＳＶ・・・式（２）

Ｓ２１３でシステム制御部５０は、露出を変更して、本処理を終了させる。具体的には、システム制御部５０は、Ｓ２１２で求められた露出パラメータを、絞り１０１、ＮＤフィルタ１０４、撮像部２２、Ａ／Ｄ変換器２３、画像処理部２４に設定可能な制御値に変換して、それぞれに制御値を送信する。こうして、絞り、ＮＤ、シャッタ速度、ＩＳＯ感度が変更され、所望の露出となる。

図４に上記制御を当て嵌めると、時刻Ｔ１以前の時間帯では自動露出制御は無効となっており、よって、露出変更が行われない。撮像設定の変化が検出された時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの時間帯では自動露出制御が有効となり、ΔＹが露出許容範囲内に収まるよう自動で露出変更が行われる。時刻Ｔ２のタイミングでΔＹが露出許容範囲内に収まると、自動露出制御が無効に切り替わる。時刻Ｔ２以降は、撮像設定の変化が検出されておらず、よって、露出変更は実行されていない。

上記説明の通り第１実施形態に係る露出制御によれば、撮像設定の変化に応じて露出許容範囲を切り替え、被写体の測光値と露出許容範囲との比較結果に応じて自動露出制御の有効と無効とを切り替える。これにより、露出変動を最小限に抑えながら、露出変更が望まれるシーンでは露出変更を行うことが可能になる。

＜第２実施形態＞
第１実施形態では撮像設定の変化に基づいて自動露出制御が有効か無効か決定することにより、露出変更の頻度を低減させている。一方、撮像設定が変化しない場合であっても、露出目標値から大きく露出が外れている場合には、露出制御を行いたい場合がある。そこで第２実施形態では、自動露出制御を行いながら、撮像設定の変化が検出された場合に露出許容範囲を変更し、撮像設定が変化しない場合であっても露出目標値から一定の範囲を保ちながら露出許容範囲を変更する例について説明する。

図５は、第２実施形態に係る露出制御のフローチャートである。図５のフローチャートにＳ番号で示す各処理（ステップ）は、システム制御部５０が不揮発性メモリ５６に格納されたプログラムをシステムメモリ５２に展開、実行して、撮像装置１００の各部の動作を制御することにより実現される。図６は、図３に示すように撮像環境が変化する場合の撮像時における、第２実施形態に係る露出制御での経過時間、測光値及び目標値の関係を示す図である。なお、撮像装置１００のブロック構成は、図１と同じであるため、説明を省略する。

Ｓ５０１〜Ｓ５０８の各処理は、図２のフローチャートのＳ２０１〜Ｓ２０８の各処理と同じであるため、説明を省略する。システム制御部５０は、測光値が露出許容範囲内ではないと判定した場合（Ｓ５０８でＮＯ）、処理をＳ５０９へ進め、測光値が露出許容範囲内であると判定した場合（Ｓ５０８でＹＥＳ）、露出変更を行わずに本処理を終了させる。

Ｓ５０９でシステム制御部５０は、露出パラメータを決定する。Ｓ５０９，Ｓ５１０の処理は、図２のフローチャートのＳ２１２，Ｓ２０３の各処理と同じであるため、説明を省略する。Ｓ５１０により、本処理は終了する。

Ｓ５０８〜Ｓ５０９の処理を、図６に当て嵌めて説明する。図６において、時刻Ｔ３以前の時間帯では露出許容範囲は広い状態で維持されており、露出許容範囲内でΔＹの大きさが許容されている。撮像設定の変化が検出された時刻Ｔ３〜Ｔ４の時間帯で露出許容範囲が狭まり、ΔＹが狭い露出目標値範囲に収まるように露出が制御される。時刻Ｔ４で撮像設定の変化が検出されなくなり、これに伴って、露出許容範囲を拡大する制御が開始される。ここでは、時刻Ｔ４以降は撮像設定の変化は検出されず、時刻Ｔ５で露出許容範囲が最大範囲に達し、以降の時間帯では露出許容範囲は最大範囲で維持されることで、露出変更の頻度が低く抑えられている。

上記説明の通り第２実施形態に係る露出制御によれば、撮像設定が変化しない場合には、露出許容範囲を広く設定することにより、露出目標値と測光値との差を一定範囲内に保ちながら被写体の明るさの変化をそのまま表現することができる。そして、撮像設定が変化した際には、露出許容範囲を狭く設定して、露出目標値と測光値との差が縮まるよう露出制御を行うことにより、撮像設定の変化に対する露出をより適正な状態に近付けることができる。こうして、撮像設定の変化の有無に応じて露出許容範囲を変更し、変更された露出許容範囲で露出制御を行うことにより、露出変更頻度を少なくすることができる。

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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。例えば、上記実施形態では、デジタルビデオカメラを例にして本発明について説明したが、本発明は、デジタルスチルカメラでの動画撮影機能や、スマートフォン等の撮像機能を備える携帯型電子機器での動画撮影機能として用いることができる。

２２ 撮像部
２４ 画像処理部
５０ システム制御部
１００ 撮像装置
１０３ 撮像レンズ
１０４ ＮＤフィルタ

Claims (13)

1. 撮像時の撮像設定を取得する取得手段と、
   前記撮像設定の変化を検出する検出手段と、
   露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲を設定する設定手段と、
   撮像時の露出を制御する露出制御手段と、
   前記露出制御手段による自動露出制御の有効と無効とを切り替える切り替え手段と、
   前記露出許容範囲の広さを変更する変更手段と、を備え、
   前記検出手段による検出結果に応じて、前記変更手段は前記露出許容範囲を変更し、前記切り替え手段は前記自動露出制御の有効と無効とを切り替えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出された場合に、前記変更手段は前記露出許容範囲を縮小すると共に前記切り替え手段は前記自動露出制御を有効とし、
   前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出されない場合に、前記変更手段は前記露出許容範囲を拡大すると共に前記切り替え手段は前記自動露出制御を無効とすることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 被写体の明るさを検出する測光手段と、
   前記測光手段が検出した被写体の明るさと前記露出許容範囲とを比較する比較手段と、を更に備え、
   前記自動露出制御が有効であり、且つ、前記被写体の明るさが前記露出許容範囲から外れている場合に、前記露出制御手段は露出を変更することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 被写体の明るさを検出する測光手段と、
   撮像時の撮像設定を取得する取得手段と、
   前記撮像設定の変化を検出する検出手段と、
   露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲を設定する設定手段と、
   撮像時の露出を自動で制御する露出制御手段と、
   前記露出許容範囲の広さを変更する変更手段と、
   前記被写体の明るさと前記露出許容範囲とを比較する比較手段と、を備え、
   前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出された場合に、前記変更手段は前記露出許容範囲を変更し、
   前記露出制御手段は、前記被写体の明るさが前記露出許容範囲から外れている場合に露出を変更することを特徴とする撮像装置。
5. 前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出された場合に前記変更手段は前記露出許容範囲を縮小し、前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出されない場合に前記変更手段は前記露出許容範囲を拡大することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記露出許容範囲の最小範囲は、前記露出制御手段による自動露出制御での制御対象の分解能と制御の誤差に依存する制御許容範囲よりも広いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記制御対象は、絞り値、シャッタ速度、ゲイン、ＮＤであることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 撮像時の撮像設定を取得する取得手段と、
   前記撮像設定の変化を検出する検出手段と、
   露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲を設定する設定手段と、
   前記露出許容範囲の広さを変更する変更手段と、を備え、
   前記変更手段は、前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出された場合に前記露出許容範囲を縮小し、前記検出手段により前記撮像設定の変化が検出されない場合に前記露出許容範囲を拡大することを特徴とする撮像装置。
9. 前記設定手段は、前記露出許容範囲を予め定められた最大範囲を超えて拡大せず、且つ、前記露出許容範囲を予め定められた最小範囲を超えて縮小しないことを特徴とする請求項２，３，５乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 前記撮像設定の変化とは、ＷＢゲインの変化、ＮＤフィルタの濃度の変化、撮像シーンの変化の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 撮像装置の制御方法であって、
    露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲を設定するステップと、
    撮像時の撮像設定を取得するステップと、
    前記撮像設定の変化を検出するステップと、
    前記撮像設定の変化が検出された場合に前記露出許容範囲を縮小すると共に撮像時の自動露出制御を有効にするステップと、
    前記撮像設定の変化が検出されない場合に前記露出許容範囲を拡大すると共に撮像時の自動露出制御を無効にするステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
12. 撮像装置の制御方法であって、
    露出目標値からのずれを許容する露出許容範囲を設定するステップと、
    撮像時の撮像設定を取得するステップと、
    前記撮像設定の変化を検出するステップと、
    前記撮像設定の変化が検出された場合に前記露出許容範囲を変更するステップと、
    被写体の明るさを取得するステップと、
    前記被写体の明るさと前記露出許容範囲とを比較するステップと、
    撮像時の露出を前記被写体の明るさが前記露出許容範囲から外れている場合に自動で露出を変更するよう制御するステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
13. コンピュータを請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮像装置の各手段として機能させるプログラム。
    

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