JP4181753B2 - 露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置 - Google Patents

露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
デジタルカメラの露出を決定する1つの手段として、あらかじめ決定された複数の露出値により測光し、その測光データをもとに最適露出を決定するスキャン型の露出決定手段がある。
【0003】
これは複数の露出値により測光し、それぞれの露出値における画面の輝度値が目標輝度値との露出差分値を求め、この複数の露出で撮影した画像の中から露出差分値の絶対値の一番小さい露出値とその露出差分値を用いて、本露光の露出値を決定する方法である。
【0004】
ただしこの手段ではCCDの飽和特性等の影響により露出差分値が正確に求まらない場合がある。
【0005】
ここでこの手段の露出値の求め方を例をあげて説明する。
【0006】
図5の縦方向は露出値の高低を示している。
【0007】
ここで被写体の露出値がBvT0であったとすると、Bv0とBv1という露出値で露光した場合のそれぞれの露出値差はDeltaBv0、DeltaBv1となる。ここでBv0の露出値で露光した場合の露出値差がDeltaBv0′にならないのは、CCDの飽和特性により値がクリップされて小さい値として出力されてしまうためである。
【0008】
次にDeltaBv0とDeltaBv1の絶対値を比べるとDeltaBv1の方が小さいため、露出はBv1+DeltaBv1として求められるため、BvT0と一致する。
【0009】
しかし図6のような被写体の露出値がBvT1がBv0とBv1のほぼ中心であった場合、Bv0+DeltaBv0、Bv1+DeltaBv1のどちらとも、BvT1にはならない。
【0010】
このような現象により正確に被写体の露出値を求めることができない場合が生じる。
【0011】
そこでこの方法により正確な露出を求める場合、CCDの飽和および、非線形領域の存在から露出スキャンの回数を増やし、より露出を細かく振り、飽和等の影響により発生する誤差を最低限に抑える必要性がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このスキャンはユーザーがシャッターを押した時点で行う必要があるため、スキャンの回数の増加はそのままシャッタータイムラグの増加につながってしまう。
【0013】
本発明は、以上のような点にかんがみてなされたもので、その目的とする処は、露出スキャンの回数を最低限に抑え、シャッタータイムラグを最小に抑えながら正確な露出値を得ることが可能な露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明においては、下記の(1)に示す露出決定装置および(2)に示す露出決定装置を備えた撮像装置を提供することにより、前記目的を達成しようとするものである。
(1)複数個の異なる露出値で画像を撮影して得られる複数枚の画像データからそれぞれの露出値における該画像データの輝度値を求める輝度値算出手段と、前記それぞれの露出値における前記画像データの輝度値にエリア毎の重み係数を掛け得られた値を合計した値から、予め設定された本露光時の目標輝度値に前記重み係数を掛け得られた値を合計した値を引くことにより、露出差値を算出する露出差値算出手段と、前記それぞれの露出値における前記画像データのそれぞれの輝度値の、該それぞれの露出値における該画像データの輝度値と前記目標輝度値との差であるそれぞれの露出差値の絶対値の比率に基づく加重平均をとることにより、演算輝度値を算出する演算輝度値算出手段と、前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零より小さい場合には、前記演算輝度値算出手段により算出された前記演算輝度値を用いて本露光時の露出値を算出し、前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零以上の場合には、該複数個の異なる露出値の中で最も大きい値に該露出差値を加えた値を、本露光時の露出値とし算出する本露光露出値算出手段と、を有することを特徴とする露出決定装置。
(2)前記(1)に記載の露出決定装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
【0020】
【発明の実施の形態】
(実施例1)
本発明の実施例1を以下に説明する。
【0021】
図1は本発明のデジタルカメラの簡単なブロック図である。
【0022】
101は、撮像部であってレンズ系、絞り、シャッター、電子シャッター、CCD、A/D変換器等が含まれ、前記レンズ系によりCCDに投影された像がデジタル信号として出力される。
【0023】
102はAF制御部を示し、シャッターがレリーズされるとAF制御部102により合焦点検出が行われる。
【0024】
103は撮像制御部を示し合焦点データは、撮像制御部103でレンズのピント合わせ制御が行われる。
【0025】
ピントが合わせられると、AE制御部105より、あらかじめ決定されている露出値ControlBv0より、絞り値、電子シャッタースピードが求められ、これらの値が撮像制御部103へと送られる。
【0026】
撮像制御部103は送られてきた絞り値、電子シャッタースピードによりCCDに像を露光し画像データを撮影する。
【0027】
露出値ControlBv0で制御撮影された画像データはAE演算部104へと送られる。
【0028】
図2にAE演算部のブロック図を示す。
【0029】
以下に前記AE演算部104の動作について説明する。
【0030】
撮像部101より送られてきた画像データ201は、輝度値算出手段であるエリア輝度値算出部202で、縦6横6に分割した6×6のエリア毎の平均輝度値(I=0,5 J=0,5)が求められる。
【0031】
ここで求められたエリア毎の輝度値Y(I,J)により、露出差値算出手段である露出差値演算部203で数1に基づき露出差値が求められる。
【0032】
ただしYrefは画像の目標輝度値、Weight(I,J)は図3に示すエリア毎の重み係数である。
【0033】
【数1】
Figure 0004181753
ここで求められた露出差値及びエリア輝度値算出部202で求められたY(I,J)はエリア輝度値および露出差値記憶部204へと送られ、露出値ControlBv0で露出した時の画面の露出差値DeltaBv0、エリア輝度値Y0(I,J)として記憶される。
【0034】
以下同様に図1のAE制御部105で露出値ControlBv1、ControlBv2といった異なる露出値でCCDへ露光が行われ、露出値ControlBv1で露出したときの画面の露出差値DeltaBv1、エリア輝度値Y1(I,J)、露出値ControlBv2で露出したときの画面の露出差値DeltaBv2、エリア輝度値Y2(I,J)、がそれぞれ求められ、図2のエリア輝度値及び露出差値記憶部204に記憶される。
【0035】
ちなみに露出値の大きさの関係は
【0036】
【数2】
Figure 0004181753
となっている。
【0037】
ControlBv0、ControlBv1、ControlBv2の3つの露出でCCDに露光した場合の露出差値及びエリア輝度値が求められると、露光値算出手段である本露光露出値演算部205で以下のような演算により、206の本露光時の露出値Bvが求められる。
DeltaBv0≧0 の場合
【0038】
【数3】
Figure 0004181753
DeltaBv0<0 かつ DeltaBv1≧0 の場合
【0039】
【数4】
Figure 0004181753
【0040】
【数5】
Figure 0004181753
【0041】
【数6】
Figure 0004181753
ただしABS(A)はAの絶対値を求めるものとする。
DeltaBv1<0 かつ DeltaBv2≧0 の場合
【0042】
【数7】
Figure 0004181753
【0043】
【数8】
Figure 0004181753
【0044】
【数9】
Figure 0004181753
DeltaBv2<0 の場合
【0045】
【数10】
Figure 0004181753
ここで数5を図4を用いて説明する。
【0046】
Bv0の露出で求めたエリア輝度Y0(I,J)および、Bv1の露出で求めたエリア輝度Y1(I,J)からDeltaBv0とDeltaBv1の絶対値の比率A:B=ABS(DeltaBv0):ABS(DeltaBv1)の加重平均により演算輝度値Ycalc(I,J)を求め、さらに演算輝度値Ycalc(I,J)より本露光時の露出値Bvを算出している。
【0047】
また2^(ControlBv0−ControlBv1)は露出とBv0で求めたY0(I,J)を露出値Bv1で露光した場合の輝度値に換算するための係数である。
【0048】
本露光露出値演算部205で求められた本露光時の露出値Bvは、図1のAE制御部105へと送られ、この露出値Bvに基づいて本露光のための絞り値及びシャッタースピードが決定される。
【0049】
ここで決定された絞り値およびシャッタースピードは撮像制御部103へと送られ、この値に基づき撮像部101で本露光が行われ、本露光画像デジタル信号が画像処理部106へと送られる。
【0050】
本露光画像デジタル信号は画像処理部106で、色処理および輝度処理、エッジ強調処理、ガンマ処理、JPEG変換処理等の画像処理が行われ、さらにデータ書き込み部107へとおくられ、記録媒体へのデータ書き込みが行われる。
【0051】
なお、本実施例においては露出スキャンを3つの露出値を用いて行ったが、これは3つに限られるものではなく2つ以上の、シャッタータイムラグが許される限りの数に設定することが可能である。
【0052】
【発明の効果】
本発明によると、露出スキャンの回数を増やすことなく、精度の高い露出制御を行うことが可能な露出決定装置およびその露出決定装置を備えた撮像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施例の処理ブロック図
【図2】 実施例におけるAE演算部のブロック図
【図3】 実施例の画面分割エリア毎の重み係数図
【図4】 実施例の露出決定手段の説明図
【図5】 スキャン型の露出決定手段の説明図
【図6】 スキャン型の露出決定手段の説明図
【符号の説明】
101 撮像部
102 AF制御部
103 撮像制御部
104 AE演算部
105 AE制御部
106 画像処理部
107 データ書き込み部
201 画像データ
202 エリア輝度値算出部
203 露出差値演算部
204 エリア輝度値及び露出差値記憶部
205 本露光露出値演算部
206 露出値データBv

Claims (3)

  1. 複数個の異なる露出値で画像を撮影して得られる複数枚の画像データからそれぞれの露出値における該画像データの輝度値を求める輝度値算出手段と、
    前記それぞれの露出値における前記画像データの輝度値にエリア毎の重み係数を掛け得られた値を合計した値から、予め設定された本露光時の目標輝度値に前記重み係数を掛け得られた値を合計した値を引くことにより、露出差値を算出する露出差値算出手段と、
    前記それぞれの露出値における前記画像データのそれぞれの輝度値の、該それぞれの露出値における該画像データの輝度値と前記目標輝度値との差であるそれぞれの露出差値の絶対値の比率に基づく加重平均をとることにより、演算輝度値を算出する演算輝度値算出手段と、
    前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零より小さい場合には、前記演算輝度値算出手段により算出された前記演算輝度値を用いて本露光時の露出値を算出し、
    前記複数個の異なる露出値の中で最も大きい値における露出差値が零以上の場合には、該複数個の異なる露出値の中で最も大きい値に該露出差値を加えた値を、本露光時の露出値とし算出する本露光露出値算出手段と、を有することを特徴とする露出決定装置。
  2. 前記輝度値算出手段は、画面を分割したブロックごとに輝度値を算出することを特徴とする請求項1に記載の露出決定装置。
  3. 請求項1または2に記載の露出決定装置を備えたことを特徴とする撮像装置。
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