JP5769524B2 - 撮像装置、撮像装置の制御方法、及びコンピュータプログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置、撮像装置の制御方法、及びコンピュータプログラムに関し、特に、映像信号を複数の領域（エリア）に分割し、分割したそれぞれのエリアの映像信号を並列に処理するために用いて好適なものである。

近年、デジタルビデオカメラをはじめとする撮像装置では、記録できる画素数が増してきている。撮像装置で記録できる画素数は、撮像装置で記録した映像を映し出すモニタの規格とも密接な関係がある。すなわち、ＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）と呼ばれる規格から、ＨＤ（Ｈｉｇｈ Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）と呼ばれる規格にモニタの規格が移行されている。今後はさらなる高解像度を持つ「モニタの規格」への移行が予定されている。ＨＤの解像度は、主に、横１９２０画素、縦１０８０画素（以下、解像度を「（横画素）×（縦画素）」（この例では「１９２０×１０８０」）と表す）である。４ｋ２ｋと呼ばれる「次の世代として考えられているモニタの規格」の解像度は、３８４０×２１６０画素であり、ＨＤの４倍の画素数である。また、デジタルシネマで策定されている規格の解像度は、４０９６×２１６０画素であり、４ｋ２ｋよりも画素数が多い。また、４ｋ２ｋよりもさらに次の世代として、８ｋ４ｋと呼ばれる規格も考えられている。８ｋ４ｋの解像度は、７６８０×４３２０画素である。

このようなモニタの規格の変化に伴い、撮像装置においても、記録できる画素数に対して、撮像する画像を高画素化することが要求されている。例えば、前述の４ｋ２ｋのモニタに対応するには、高画素数に対応する「レンズ、撮像素子、映像信号をデジタル処理する信号処理回路、外部に出力する映像出力ＬＳＩ」等を撮像装置が備える必要がある。しかしながら、高画素数になるに従い、撮像素子から１フレーム内に出力される映像信号の情報量が大きくなる。これにより、デジタル処理する信号処理回路が大規模になる問題が懸念されている。この問題の解決案として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１に記載の技術では、信号処理回路を複数設ける。そして、これら複数の信号処理回路が映像信号を並列に処理する。このようにすることで、システムの高速化と負荷分散を図る。

特開２００３−００６６３１号公報

特許文献１に記載の技術では、高画素のセンサーで得られた映像信号のエリアを複数に分割する。そして、複数に分割されたそれぞれのエリアの映像信号に対して、複数の信号処理回路で並列に画像処理を行い、画像処理されたそれぞれの映像信号をつなぎ合わせる。この特許文献１に記載の技術では、ホワイトバランス制御に用いる色差データや、露出制御に用いる輝度データを、複数の信号処理回路から検出する場合、色差データや輝度データを検出するエリアの分解能が細かくなる。このため、ホワイトバランス制御や露出制御の精度を高くすることができる。

しかしながら、ホワイトバランス制御に用いる色差データや、露出制御に用いる輝度データといった、映像の評価値を、複数の信号処理回路から通信媒体等を介してマイコンが取得する必要がある。このためホワイトバランス制御の応答性や、露出制御の応答性を早くすることが容易でないという問題があった。
また、複数の映像信号をつなぎ合わせる部分に跨るエリアから、ホワイトバランスや露出制御に用いる色差データや輝度データを検出する場合に、複数の信号処理回路からこれらを取得する必要がある。このため、通信等のシステムが複雑になると共に、複数の信号処理回路から取得した複数の評価値を演算する必要があるという問題もあった。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、映像信号を複数の領域（エリア）に分割し、分割したそれぞれの領域の映像信号を並列に処理するに際し、映像の評価値を高速に得られるようにすることを目的とする。

本発明の撮像装置は、撮像手段で得られた映像信号を複数の領域に分割する分割手段と、前記複数の領域の映像信号のそれぞれの評価値を並列に検出する第１の検出手段と、前記撮像手段で得られた映像信号を縮小する縮小手段と、前記縮小された映像信号の評価値を検出する第２の検出手段と、前記評価値を用いて、撮像装置の動作を制御するための撮像処理を行う撮像処理手段と、を有する撮像装置であって、前記撮像処理手段は、前記撮像装置の状態と、前記撮像処理の内容との少なくとも何れか一方に基づき、前記第１の検出手段および第２の検出手段の何れかによって検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする。

本発明によれば、映像信号を複数の領域に分割し、分割したそれぞれの領域の映像信号を並列に処理するに際し、映像の評価値を高速に得ることが可能になる。

撮像装置の構成を示す図である。 各種の映像信号を示す図である。 信号処理回路における検出枠を示す図である。 ホワイトバランス制御を行う際の第１の処理を示すフローチャートである。 露出制御を行う際の処理を示すフローチャートである。 色差データの検出エリアを示す図である。 ホワイトバランス制御を行う際の第２の処理を示すフローチャートである。 輝度データの検出エリアを示す図である。 測光を行う際の処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態を説明する。
図１は、撮像装置の構成の一例を示すブロック図である。
撮影レンズ１０１は、例えば、光学ズームレンズである。撮像素子１０２は、撮影レンズ１０１による光学像を電気信号に変換する高画素数の撮像素子である。撮像素子１０２は、例えば、４ｋ２ｋのセンサーである。映像信号振り分け回路１０３は、撮像素子１０２から出力された映像信号の領域（エリア）を複数に分割する。メモリ１０４は、映像信号振り分け回路１０３にて映像信号を振り分ける際に、一時的に映像信号を格納するためのものである。

信号処理回路１０５〜１０８は、映像信号振り分け回路１０３から出力された映像信号を信号処理するためのものである。縮小処理回路１０９は、撮像素子１０２から出力された高画素の映像信号（の大きさ）を縮小するためのものである。信号処理回路１１３は、縮小処理回路１０９から出力された映像信号を信号処理するためのものである。マイクロコンピュータ１１０は、撮像装置全体のシステムを制御するためのものである。尚、以下の説明では、マイクロコンピュータを必要に応じてマイコンと称する。

モニタ表示回路１１１は、撮像している動画像をモニタ１１８に映し出すための処理を行うものである。映像信号のモニタ出力端子１１４〜１１７は、モニタ１１８に電気的に接続される。操作部１１２は、撮像装置に対して各種の指示を行うためにユーザが操作するものである。操作部１１２には、撮像装置のシステム全体の電源を制御するための電源スイッチ等が含まれる。

次に、撮像装置の動作の一例について説明する。
撮影レンズ１０１より入射した被写体像は、撮像素子１０２によって電気信号に変換され、映像信号振り分け回路１０３に入力される。映像信号振り分け回路１０３は、入力された映像信号を一度、メモリ１０４に展開して格納する。メモリ１０４に展開され格納された映像信号は、映像信号振り分け回路１０３から出力されるときに複数のエリアに分割され出力される。図２（ａ）は、撮像素子１０２で撮像された映像信号の一例を概念的に示す図である。図２に示す映像信号２０１（画）がそのままメモリ１０４に展開され格納される。

図２（ｂ）は、メモリ１０４に格納された映像信号の一例を概念的に示す図である。
本実施形態では、映像信号振り分け回路１０３は、図２（ｂ）に示すように、Ａのエリア、Ｂのエリア、Ｃのエリア、及びＤのエリアの４つのエリアに映像信号２０１を分割し、信号処理回路１０５〜１０８の何れかに出力する。４つのエリアに分割された映像信号はそれぞれのエリアと対となっている複数の信号処理回路１０５〜１０８で並列に信号処理される。具体的に本実施形態では、Ａのエリアの映像信号は、信号処理回路１０５で信号処理され、Ｂのエリアの映像信号は、信号処理回路１０６で信号処理される。また、Ｃのエリアの映像信号は、信号処理回路１０７で信号処理され、Ｄのエリアの映像信号は、信号処理回路１０８で信号処理される。尚、映像信号の分割数は４に限定されない。

信号処理回路１０５〜１０８は、見た目の色あいを人間の記憶色に近い色に加工するためのホワイトバランス処理、γ補正等の非線形信号処理、及び、画像に解像感を付加する（輪郭を補正する）ためのアパーチャ処理等を並列に行う。信号処理回路１０５〜１０８は、これらの信号処理を施した映像信号を、それぞれモニタ表示回路１１１に出力する。
モニタ表示回路１１１は、信号処理回路１０５、１０６、１０７、１０８から入力された映像信号を、それぞれモニタ出力端子１１４、１１５、１１６、１１７を介して外部のモニタ１１８へ（同時に）出力する。

図２（ｃ）は、モニタ１１８に表示される映像信号の一例を概念的に示す図である。尚、図２（ｃ）では、説明の都合上、４つのエリアの境界線と、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄを表記しているが、実際には、これらは表示されない。
モニタ出力端子１１４〜１１７を介してモニタ１１８に出力された映像信号は、図２（ｃ）に示すように、Ａのエリア、Ｂのエリア、Ｃのエリア、Ｄのエリアの４つのエリアの映像信号としてモニタ１１８に同時に表示される。これにより、ユーザは、撮像装置で撮像された映像信号を、１つの映像信号として鑑賞することが可能になる。

一方、縮小処理回路１０９は、撮像素子１０２から出力された高画素の映像信号を縮小処理し、信号処理回路１１３に出力する。図２（ｄ）は、縮小された映像信号の一例を概念的に示す図である。縮小処理回路１０９は、例えば、４ｋ２ｋの画素数の映像信号を２ｋの画素数の映像信号に縮小する。縮小処理回路１０９における映像信号の縮小率は任意で構わない。ただし、撮像素子１０２から出力された映像信号の１／４（４は信号処理回路１０５〜１０８の数）の大きさになるように縮小すれば、信号処理回路１０５〜１０８と同じ信号量を信号処理回路１１３で処理することが出来るため、好ましい。尚、以下の説明では、縮小される前の映像信号を必要に応じて本画像と称し、縮小された映像信号を必要に応じて縮小画像と称する。

次に、ホワイトバランス制御に用いる色差データや露出制御に用いる輝度データを検出する際の、信号処理回路における検出枠の一例を説明する。
前述したように、図２（ａ）は、撮像素子１０２で撮像された映像信号２０１の一例を概念的に示す図である。図３（ａ）は、この映像信号２０１に対して、それぞれの信号処理回路１０５〜１０８で信号処理するエリアの一例を示す図である。映像信号２０１は、図３（ａ）に示す、Ａのエリア、Ｂのエリア、Ｃのエリア、及びＤのエリアの４つの領域に分割される。それぞれのエリアの映像信号は、複数の信号処理回路１０５〜１０８によって並列に信号処理される。前述のように、Ａのエリアの映像信号は信号処理回路１０５で信号処理され、Ｂのエリアの映像信号は信号処理回路１０６で信号処理され、Ｃのエリアの映像信号は信号処理回路１０７で信号処理され、Ｄのエリアの映像信号は信号処理回路１０８で信号処理される。

ホワイトバランスや露出といった「撮像装置の動作を制御して映像を得るための撮像処理」の精度を上げるには、次のようにするのが望ましい。すなわち、ホワイトバランス制御に用いる色差データや露出制御に用いる輝度データといった「撮像処理で用いられる『画像の評価値』」を、撮像画面全体を極力細かく分割した検出枠から検出するのが望ましい。図３（ｂ）は、縮小処理が施されていない映像信号の評価値の検出枠の一例を示す図である。図３（ｂ）に示す例では、Ａのエリアを縦７分割、横１１分割、Ｂのエリアを縦７分割、横１１分割、Ｃのエリアを縦７分割、横１１分割、Ｄのエリアを縦７分割、横１１分割にそれぞれ分割した検出枠が設定される。信号処理回路１０５〜１０８は、これらの細かく分割されたそれぞれの検出枠から色差データを検出する第１の検出を行う。これらの色差データを使ってホワイトバランス制御を行うことにより、精度の良いホワイトバランス制御が可能になる。同様に、信号処理回路１０５〜１０８は、これらの細かく分割されたそれぞれの検出枠から輝度データを検出し、これらの輝度データを使って露出制御することにより、精度の良い露出制御が可能になる。

しかしながら、撮像画面の全体を極力細かく分割した検出枠から得られた色差データを使ってホワイトバランスを制御する場合には、検出枠が細かいために、色差データのデータ量が多くなる。よって、演算処理が多くなり、ホワイトバランス制御の応答性が遅くなってしまう。同様に、撮像画面全体を極力細かく分割した検出枠から得られた輝度データを使って露出を制御する場合は、検出枠が細かいために、輝度データのデータ量が多くなる。よって、演算処理が多くなり、露出制御の応答性が遅くなってしまう。

前述したように、図２（ｄ）は、撮像素子１０２に撮像した映像信号に対して縮小処理回路１０９にて縮小処理を施した後の映像信号の一例を概念的に示す図である。図３（ｃ）は、この縮小処理が施された映像信号（縮小画像）の評価値（ホワイトバランス制御に用いる色差データや露出制御に用いる輝度データ）を信号処理回路１１３で取得するための検出枠の一例を示す図である。
図３（ｃ）に示すように、信号処理回路１１３は、縮小画像全体を縦７分割、横１１分割に分割し、それぞれの検出枠から色差データや輝度データを検出する第２の検出を行う。
マイコン１１０は、信号処理回路１１３で検出された色差データを使ってホワイトバランス制御を行う。ここで得られる色差データの数は、縮小処理が施されていない画像（本画像）全体に対する検出枠から得られる色差データの数よりも少ない。このため、ホワイトバランス制御の精度は悪くなるが、ホワイトバランスの応答性を早くすることが可能となる。
同様に、マイコン１１０は、信号処理回路１１３で検出された輝度データを使って露出制御を行う。ここで得られる輝度データの数は、縮小しない画像全体に対する検出枠から得られる輝度データの数よりも少ない。このため、露出制御の精度は悪くなるが、露出制御の応答性を早くすることが可能となる。

ここで、ホワイトバランス制御や露出制御については、性能は粗くても高速に動作させた方が良い場合と、応答性は遅くても性能を精度良く動作させた方が良い場合とがある。例えば、撮像装置の状態が撮像装置本体の電源投入直後であるか否かによって、これらの切り替えを行うのが好ましい。以下に、撮像装置本体の電源投入直後であるか否かによって、ホワイトバランス制御や露出制御を切り替えて行う場合の撮像装置の動作の一例を説明する。ここで、撮像装置本体の電源投入直後（電源スイッチがオンされた直後）とは、電源スイッチがオンされてから、撮像装置の起動処理（撮影動作を開始できるようにするための処理）が完了するまでの状態をいう。

まず、図４のフローチャートを参照しながら、ホワイトバランス制御を行う場合の撮像装置の処理の一例を説明する。
まず、マイコン１１０は、操作部１１２に含まれる電源スイッチがオンされた直後であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。この判定の結果、電源スイッチがオンされた直後でない場合には、ステップＳ４０５に進む。そして、信号処理回路１０５〜１０８は、ホワイトバランス制御を精度良く行うために、映像信号振り分け回路１０３により振り分けられた映像信号（本画像）に対して検出枠を設定する。そして、信号処理回路１０５〜１０８は、設定した検出枠のそれぞれから、ホワイトバランス制御に用いる色差データを取得する。
次に、信号処理回路１０５〜１０８とマイコン１１０は、ステップＳ４０５で取得した色差データを用いて、ホワイトバランス制御（ホワイトバランス低速処理）を行う（ステップＳ４０６）。

一方、ステップＳ４０１において、電源スイッチがオンされた直後であると判定された場合には、ステップＳ４０２に進む。そして、マイコン１１０は、ホワイトバランスを処理するモードが、ホワイトバランスを高速で制御するホワイトバランス高速モードであるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。この判定は、例えば、ユーザによる操作部１１２の操作の内容に基づいて行うことができる。

この判定の結果、ホワイトバランスを処理するモードが、ホワイトバランス高速モードである場合には、ステップＳ４０３に進む。そして、信号処理回路１１３は、縮小処理回路１０９から出力された「縮小処理された映像信号（縮小画像）」に対して検出枠を設定し、設定した検出枠のそれぞれから、ホワイトバランス制御に用いる色差データを取得する（ステップＳ４０３）。

次に、信号処理回路１０５〜１０８、マイコン１１０、及び信号処理回路１１３は、ステップＳ４０３で取得した色差データを用いて、ホワイトバランス制御（ホワイトバランス高速処理）を行う（ステップＳ４０４）。ステップＳ４０３で取得される色差データの数は、ステップＳ４０５で取得される色差データの数よりも少ない（図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照）。よって、ステップＳ４０４におけるホワイトバランス制御の方が、ステップＳ４０６におけるホワイトバランス制御よりも高速に行われる。

ステップＳ４０２の判定の結果、ホワイトバランスを処理するモードが、ホワイトバランス高速モードではなく、ホワイトバランスを低速で制御するホワイトバランス低速モードである場合には、前述したステップＳ４０５に進む。そして、前述したように、本画像に対して設定された検出枠のそれぞれから取得された色差データを用いたホワイトバランス低速処理が実行される。

次に、図５のフローチャートを参照しながら、露出制御を行う場合の撮像装置の処理の一例を説明する。
まず、マイコン１１０は、操作部１１２に含まれる電源スイッチがオンされた直後であるか否かを判定する（ステップＳ５０１）。この判定の結果、電源スイッチがオンされた直後でない場合には、ステップＳ５０５に進む。そして、信号処理回路１０５〜１０８は、露出制御を精度良く行うために、映像信号振り分け回路１０３により振り分けられた映像信号（本画像）に対して検出枠を設定する。そして、信号処理回路１０５〜１０８は、設定した検出枠のそれぞれから、露出制御に用いる輝度データを取得する。
次に、信号処理回路１０５〜１０８とマイコン１１０は、ステップＳ５０５で取得した輝度データを用いて、露出制御（露出制御低速処理）を行う（ステップＳ５０６）。

一方、ステップＳ５０１において、電源スイッチがオンされた直後であると判定された場合には、ステップＳ５０２に進む。そして、マイコン１１０は、露出制御のモードが、露出制御を高速に行う露出制御高速モードであるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。この判定は、例えば、ユーザによる操作部１１２の操作の内容に基づいて行うことができる。

この判定の結果、露出制御のモードが、露出制御高速モードである場合には、ステップＳ５０３に進む。そして、信号処理回路１１３は、縮小処理回路１０９から出力された「縮小処理された映像信号（縮小画像）」に対して検出枠を設定し、設定した検出枠のそれぞれから、露出制御に用いる輝度データを取得する（ステップＳ５０３）。
次に、信号処理回路１０５〜１０８、マイコン１１０、及び信号処理回路１１３は、ステップＳ５０３で取得した輝度データを用いて、露出制御（露出制御高速処理）を行う（ステップＳ５０４）。ステップＳ５０３で取得される輝度データの数は、ステップＳ５０５で取得される輝度データの数よりも少ない（図３（ｂ）及び図３（ｃ）を参照）。よって、ステップＳ５０４における露出制御の方が、ステップＳ５０６における露出制御よりも高速に行われる。

ステップＳ５０２の判定の結果、露出制御のモードが、露出制御高速モードではなく、露出制御を低速で行う露出制御低速モードである場合には、前述したステップＳ５０５に進む。そして、前述したように、本画像に対して設定された検出枠のそれぞれから取得された輝度データを用いた露出制御低速処理が実行される。

以上のように本実施形態では、撮像処理（ホワイトバランス制御や露出制御）を行うために使用する映像信号の評価値（色差データや輝度データ）を、撮像した映像信号を縮小した縮小画像に対して設定した検出枠のそれぞれから検出する。したがって、マイコン１１０は、信号処理回路１１３から評価値を取得すればよく、各信号処理回路１０５〜１０８から評価値を取得する必要がなくなる。複数の信号処理回路１０５〜１０８で映像信号を並列に処理するに際し、映像の評価値を高速に取得することができる。

また、撮像装置本体の電源スイッチがオンされた直後であって、撮像処理を（相対的に）高速で行うモードに撮像装置のモードが設定されている場合には、撮像処理（ホワイトバランス制御や露出制御）の時間を短縮させることが好ましい。そこで、本実施形態では、撮像した映像信号を縮小した縮小画像の評価値を、当該縮小画像に対して設定した検出枠のそれぞれから検出し、その評価値を用いて撮像処理を行うようにした。
一方、撮像装置本体の電源スイッチがオンされた直後でない場合と、撮像処理を（相対的に）低速で行うモードに撮像装置のモードが設定されている場合には、次のようにするのが好ましい。すなわち、撮像処理（ホワイトバランス制御や露出制御）の時間を短縮させることよりも、撮像処理を高精度に行うことを重視するのが好ましい。そこで、本実施形態では、撮像した映像信号（本画像）の評価値を、当該本画像に対して設定した検出枠のそれぞれから検出し、その評価値を用いて撮像処理を行うようにした。
以上のように、本実施形態では、ホワイトバランス制御や露出制御を、精度良く行うために、これらを低速で動作させる場合と、精度は粗くてもホワイトバランス制御や露出制御を高速で動作させる場合とを、必要な条件に合わせて切り替えるようにした。したがって、ホワイトバランス制御や露出制御の性能を上げることが可能になる。

尚、図４におけるステップＳ４０１、Ｓ４０２の判定の一方については必ずしも行う必要はない。同様に、図５におけるステップＳ５０１、Ｓ５０２の判定の一方については必ずしも行う必要はない。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第１の実施形態では、撮像装置の電源がオンされた直後にホワイトバランス高速モードとなっている場合には、縮小画像から色差データを取得し、それ以外の場合には、本画像から色差データを取得した。これに対し、本実施形態では、ホワイトバランスモードが、ホワイトバランスセットモードである場合には、縮小画像から色差データを取得し、オートホワイトバランスモードである場合には、本画像から色差データを取得する。この点が本実施形態と第１の実施形態との主たる相違点である。したがって、本実施形態の説明において、第１の実施形態と同一の部分については、図１〜図５に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

撮像装置の構成は、図１に示したものと同じになる。ただし、本実施形態では、ホワイトバランスモードをユーザが切り替えるためのホワイトバランスモードスイッチが、操作部１１２に含まれる。本実施形態では、ホワイトバランスモードには、ホワイトバランスセットモードとオートホワイトバランスモードとの２種類がある。
また、信号処理回路１１３は、撮像素子１０２で撮像された全体の画像から、必要な位置や大きさの検出エリアを設定し、色差データを簡単に取得することができる。

次に、ホワイトバランス制御に用いる色差データを検出する際の、信号処理回路における検出エリアの一例を説明する。
図６（ａ）は、撮像素子１０２の撮像面の一例を示す図である。図６（ａ）において、撮像面は、Ａのエリア、Ｂのエリア、Ｃのエリア、及びＤのエリアに４分割され、それぞれのエリアは、信号処理回路１０５〜１０８によって並列に信号処理される。図６（ｂ）は、各信号処理回路１０５〜１０８で信号処理されるエリアの一例を示す図である。図６（ｂ）に示す例では、Ａのエリアは信号処理回路１０５で信号処理され、Ｂのエリアは信号処理回路１０６で信号処理され、Ｃのエリアは信号処理回路１０７で信号処理され、Ｄのエリアは信号処理回路１０８で信号処理される。尚、本実施形態においても、映像信号の分割数は４に限定されない。

ここで、ホワイトバランスセット機能を実行するのに必要な色差データは、撮像画面の一部である中央部分から検出される。このため、色差データを検出するエリアは、図６（ｂ）に示す（１）のエリアと（２）のエリアと（３）のエリアと（４）のエリアとに分散される。したがって、それぞれのエリアの色差データを一括取得して新たな評価値を生成するための処理が必要になる。そのために、マイコン１１０は、信号処理回路１０５〜１０８とそれぞれ通信し、（１）のエリアと（２）のエリアと（３）のエリアと（４）のエリアの色差データを取得する必要がある。よって、システムが複雑になる。

図６（ｃ）は、信号処理回路１１３で信号処理されるエリアの一例を示す図である。図６（ｃ）に示すように、信号処理回路１１３は、ホワイトバランスセットを実行する際には、縮小処理回路１０９から出力された「縮小処理された映像信号（縮小画像）」の中央部分（（１）のエリア）を検出エリアとして色差データを検出する。このように、ホワイトバランスセット機能を実行する際には、信号処理回路１１３は、図６（ｃ）に示す（１）のエリアだけから色差データを検出すればよく、マイコン１１０は、信号処理回路１１３と通信を行うだけで、色差データを取得することができる。
一方、オートホワイトバランス機能を実行する際には、信号処理回路１０５〜１０８は、図６（ｂ）に示す（１）〜（４）のエリアから色差データを検出し、マイコン１１０は、信号処理回路１０５〜１０８のそれぞれと通信を行って、色差データを取得する。

次に、ホワイトバランスセットを制御する場合のマイコン１１０及び信号処理回路１１３の動作の一例について説明する。
ホワイトバランスセットモードが選択された場合には、前準備として、ユーザが白紙を撮像画面の中央部分に位置させる。そして、撮像装置は、当該白紙の撮像を行い、ホワイトバランスセットを実行する。すると、信号処理回路１１３は、撮像画面の中央部分の色差データを検出する。マイコン１１０は、信号処理回路１１３で検出された色差データが所定の値になるようにＲゲインとＢゲインとを変化させてホワイトバランスを調整する。信号処理回路１１３は、縮小処理回路１０９で縮小処理が施された映像信号（撮像画面）の中央部分に検出枠を設定し、設定した検出枠のそれぞれから色差データを検出する（図６（ｃ）の（１）のエリアを参照）。

次に、オートホワイトバランスを制御する場合のマイコン１１０及び信号処理回路１０５〜１０８の動作の一例について説明する。
オートホワイトバランスモードが選択された場合には、信号処理回路１０５〜１０８は、画面全体を細かく分割した検出枠から色差データを検出する。そして、マイコン１１０は、検出された色差データから、白抽出という基準となる色差データを抽出し、抽出した色差データが所定の値になるようにＲゲインとＢゲインとを変化させてホワイトバランスを調整する。ここで、分解能が細かいエリアから色差データを検出した方が、色差データの検出精度が上がる。このため、オートホワイトバランスモードでは、縮小処理が施された映像信号から色差データを検出するのではなく、信号処理回路１０５〜１０８で、それぞれ画面を細かく分割した検出枠を設定し、その検出枠のそれぞれから色差データを検出する。例えば、図３（ａ）に示した４つのエリアを、信号処理回路１０５〜１０８で信号処理する場合、検出枠は、図３（ｂ）に示すように、メッシュ状の細かい分割枠になる。

次に、図７のフローチャートを参照しながら、ホワイトバランス制御を行う場合の撮像装置の処理の一例を説明する。
まず、マイコン１１０は、操作部１１２に含まれるホワイトバランスモードスイッチの状態を検出し、ホワイトバランスモードとしてホワイトバランスセットモードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ７０１）。この判定の結果、ホワイトバランスセットモードが選択されている場合には、ステップＳ７０２に進む。そして、信号処理回路１１３は、縮小画像の画面の中央部分から、ホワイトバランスセットの処理に用いる色差データを検出する（ステップＳ７０２）。その後、マイコン１１０は、ステップＳ７０２で検出された色差データを使って、ホワイトバランスセットの処理を行う（ステップＳ７０３）。

ステップＳ７０１において、ホワイトバランスモードとして、ホワイトバランスセットモードではなく、オートホワイトバランスモードが選択されている場合には、ステップＳ７０４に進む。そして、信号処理回路１０５〜１０８は、映像信号振り分け回路１０３から出力された本画像から、オートホワイトバランスの処理に用いる色差データを検出する（ステップＳ７０４）。その後、マイコン１１０は、ステップＳ７０４で検出された色差データを使ってオートホワイトバランスの処理を行う（ステップＳ７０５）。

以上のように本実施形態では、ホワイトバランスセットを実行する場合には、本画像を分割した４つのエリアに跨る中央部分の色差データを取得する必要がある。そこで、ホワイトバランスセットを実行する場合には、当該本画像の縮小画像の中央部分の色差データを取得し、取得した色差データを用いてホワイトバランスの処理を行うようにした。したがって、マイコン１１０が色差データを取得する際の通信等のシステムが簡略化され、その結果、マイコン１１０による色差データを用いた演算が容易になる。一方、オートホワイトバランスを実行する場合には、取得する色差データは、４つのエリアを全体の色差データを取得する。そこで、オートホワイトバランスを実行する場合には、本画像を分割した４つのエリアのそれぞれから色差データを取得し、取得した色差データを用いてホワイトバランスの処理を行う。したがって、ホワイトバランスを高精度に行うことができる。

尚、第１の実施形態と第２の実施形態とを組み合わせることもできる。例えば、ステップＳ４０１、Ｓ４０２でＮｏと判定された場合に、ホワイトバランスモードが、ホワイトバランスセットモード、オートホワイトバランスモードの何れであるかを判定する。そして、その判定の結果に応じて、ステップＳ７０２、Ｓ７０３又はステップＳ７０４、Ｓ７０５の処理を行う。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態について説明する。本実施形態では、測光モードが、中央重点平均測光モードである場合には、縮小画像から輝度データを取得し、評価測光モードである場合には、本画像から輝度データを取得する。この点が、本実施形態と第１、第２の実施形態との主たる相違点である。したがって、本実施形態の説明において、第１、第２の実施形態と同一の部分については、図１〜図７に付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。

撮像装置の構成は、図１に示したものと同じになる。ただし、測光モードをユーザが切り替えるための測光方式切替スイッチが、操作部１１２に含まれる。本実施形態では、測光モードには、中央重点平均測光モードと評価測光モードとの２種類がある。
また、信号処理回路１１３は、撮像素子１０２で撮像された全体の画像から、必要な位置や大きさの検出エリアを設定し、輝度データを簡単に取得することができる。

次に、測光に用いる輝度データを検出する際の、信号処理回路における検出エリアの一例を説明する。
図８（ａ）は、各信号処理回路１０５〜１０８で信号処理されるエリアの一例を示す図である。尚、撮像素子１０２の撮像面は、例えば、図６（ａ）に示したものとなる。撮像素子１０２の撮像面は、Ａのエリア、Ｂのエリア、Ｃのエリア、及びＤのエリアに４分割され、それぞれのエリアは、信号処理回路１０５〜１０８によって並列に信号処理される。本実施形態においても、映像信号の分割数は４に限定されない。

図６（ａ）に示す例では、Ａのエリアは信号処理回路１０５で信号処理され、Ｂのエリアは信号処理回路１０６で信号処理され、Ｃのエリアは信号処理回路１０７で信号処理され、Ｄのエリアは信号処理回路１０８で信号処理される。
ここで、中央重点平均測光値に必要な輝度データは、図８（ａ）に示す（１）のエリアと（２）のエリアと（３）のエリアと（４）のエリアと（５）のエリアと（６）のエリアと（７）のエリアと（８）のエリアと（９）のエリアと（１０）のエリアとに分散される。したがって、それぞれのエリアの輝度データを一括取得して新たな評価値を生成するための処理が必要になる。

特に、中央重点平均測光値を得る場合には、画面上部の空の影響を極力無くすために、マイコン１１０は、（１）のエリアと（２）のエリアとから、画面上部の評価値を生成する。また、マイコン１１０は、（３）のエリアと（４）のエリアと（５）のエリアと（６）のエリアとから、画面全体の評価値を生成する。また、マイコン１１０は、撮像画面の一部である中央部分の影響に重み付けを行うために、（７）のエリアと（８）のエリアと（９）のエリアと（１０）のエリアとから評価値を生成する。したがって、マイコン１１０は、生成した３つの評価値から最終的な評価値を生成するための処理が必要になってしまう。そして、評価値を生成するためには、マイコン１１０は、信号処理回路１０５〜１０８と通信して、（１）〜（１０）のエリアの輝度データを取得する必要がある。よって、通信等のシステムが複雑になる。

図８（ｂ）は、信号処理回路１１３で信号処理されるエリアの一例を示す図である。図８（ｂ）に示すように、信号処理回路１１３は、中央重点平均測光を実行する際には、縮小処理回路１０９から出力された「縮小処理された映像信号（縮小画像）」から輝度データを検出する。具体的に、信号処理回路１１３は、の画面上部（（１）のエリア）、画面上部を除く全体部分（（２）のエリア）、及び中央部分（（３）のエリア）を検出エリアとして輝度データを検出する。このように、中央重点平均測光を実行する際には、信号処理回路１１３は、図８（ｂ）に示す（１）〜（３）のエリアだけから輝度データを検出すればよく、マイコン１１０は、信号処理回路１１３と通信を行うだけで、輝度データを取得することができる。
一方、評価測光を実行する際には、信号処理回路１０５〜１０８は、図８（ａ）に示す（１）〜（１０）のエリアから輝度データを検出し、マイコン１１０は、信号処理回路１０５〜１０８のそれぞれと通信を行って、輝度データを取得する。

次に、中央重点平均測光を実行する場合のマイコン１１０及び信号処理回路１１３の動作の一例について説明する。
中央重点平均測光モードが選択された場合には、信号処理回路１１３は、空を検出するための画面上部のエリアと、全体のエリアと、中央部分のエリアとのそれぞれのエリアから輝度データを検出する。このとき、信号処理回路１１３は、縮小処理回路１０９で縮小処理が施された映像信号の「画面上部のエリアと、全体のエリアと、中央部分のエリア」に検出枠を設定しそれらのエリアから輝度データを検出する（図８（ｂ）の（１）〜（３）のエリアを参照）。

次に、評価測光を実行する場合のマイコン１１０及び信号処理回路１０５〜１０８の動作の一例について説明する。
評価測光モードが選択された場合には、信号処理回路１０５〜１０８は、画面全体を細かく分割した検出枠から輝度データを検出する。そして、マイコン１１０は、検出された輝度データの分布から被写体を予測し、露出制御の目標値を決定する。ここで、分解能の細かいエリアから輝度データを検出した方が、輝度データの検出精度が上がる。このため、評価測光モードでは、縮小処理が施された映像信号から輝度データを検出するのではなく、信号処理回路１０５〜１０８で、それぞれ画面を細かく分割した検出枠を設定し、その検出枠のそれぞれから輝度データを検出する。例えば、図３（ａ）に示した４つのエリアを、信号処理回路１０５〜１０８で信号処理する場合、検出枠は、図３（ｂ）に示すように、メッシュ状の細かい分割枠になる。

次に、図９のフローチャートを参照しながら、測光を行う場合の撮像装置の処理の一例を説明する。
まず、マイコン１１０は、操作部１１２に含まれる測光方式切替スイッチの状態を検出し、測光モードとして中央重点平均測光モードが選択されているか否かを判定する（ステップＳ９０１）。この判定の結果、中央重点平均測光モードが選択されている場合には、ステップＳ９０２に進む。そして、信号処理回路１１３は、縮小画像から、中央重点平均測光値の演算に用いる輝度データを検出する（ステップＳ９０２）。その後、マイコン１１０は、ステップＳ９０２で検出された輝度データを使って、中央重点平均測光値を演算する（ステップＳ９０３）。

ステップＳ９０１において、測光モードとして、中央重点平均測光モードではなく、評価測光モードが選択されている場合には、ステップＳ９０４に進む。そして、信号処理回路１０５〜１０８は、映像信号振り分け回路１０３から出力された本画像から、評価測光値の演算に用いる輝度データを検出する（ステップＳ９０４）。その後、マイコン１１０は、ステップＳ９０４で検出された輝度データを使って、評価測光値を演算する（ステップＳ９０５）。

以上のように本実施形態では、中央重点平均測光値を演算する場合には、本画像を分割した４つのエリアに跨る中央部分を含む部分の輝度データを取得する必要がある。そこで、中央重点平均測光値を演算する場合には、当該本画像の縮小画像から輝度データを取得し、取得した輝度データを用いて中央重点平均測光値を演算するようにした。したがって、マイコン１１０が輝度データを取得する際の通信等のシステムが簡略化され、その結果、マイコン１１０による輝度データを用いた演算が容易になる。

尚、第１の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせることもできる。例えば、ステップＳ５０１、Ｓ５０２でＮｏと判定された場合に、測光モードが、中央重点平均測光モード、評価測光モードの何れであるかを判定する。そして、その判定の結果に応じて、ステップＳ９０２、Ｓ９０３又はステップＳ９０４、Ｓ９０５の処理を行う。

尚、前述した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

（その他の実施例）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、まず、以上の実施形態の機能を実現するソフトウェア（コンピュータプログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給する。そして、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が当該コンピュータプログラムを読み出して実行する。

１０９ 縮小回路、１１０ マイコン、１１３ 信号処理回路

Claims (15)

1. 撮像手段で得られた映像信号を複数の領域に分割する分割手段と、
   前記複数の領域の映像信号のそれぞれの評価値を並列に検出する第１の検出手段と、
   前記撮像手段で得られた映像信号を縮小する縮小手段と、
   前記縮小された映像信号の評価値を検出する第２の検出手段と、
   前記評価値を用いて、撮像装置の動作を制御するための撮像処理を行う撮像処理手段と、を有する撮像装置であって、
   前記撮像処理手段は、前記撮像装置の状態と、前記撮像処理の内容との少なくとも何れか一方に基づき、前記第１の検出手段および第２の検出手段の何れかによって検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像処理手段は、同一の内容の撮像処理であって、相対的に高速の撮像処理と、相対的に低速の撮像処理とを行い、
   前記相対的に高速の撮像処理を行う場合には、前記第２の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記相対的に低速の撮像処理を行う場合には、前記第１の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像処理手段は、前記撮像装置の起動処理が完了する前は、前記第２の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記撮像装置の起動処理が完了した後は、前記第１の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像処理は、ホワイトバランスを制御するための処理または露出を制御するための処理を含み、
   前記ホワイトバランスを制御する際の前記評価値は、色差データを含み、
   前記露出を制御する際の前記評価値は、輝度データを含むことを特徴とする請求項２又は３に記載の撮像装置。
5. 前記撮像処理手段は、前記複数の領域に跨る領域であって、撮像画面の一部の領域から検出される評価値を用いて撮像処理を行う場合には、前記第２の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、撮像画面の全体から検出される評価値を用いて撮像処理を行う場合には、前記第１の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
6. 前記撮像処理は、オートホワイトバランス機能を実行するための処理と、白い被写体の撮像画面の中央部分のデータに基づいてホワイトバランスを調整するホワイトバランスセット機能を実行するための処理とを含み、
   前記評価値は、色差データを含み、
   前記撮像処理手段は、前記オートホワイトバランス機能を実行する場合には、前記第１の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記ホワイトバランスセット機能を実行する場合には、前記第２の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記撮像処理は、中央重点平均測光値の検出と、評価測光値の検出とを含み、
   前記評価値は、輝度データを含み、
   前記撮像処理手段は、前記中央重点平均測光値の検出を行う場合には、前記第２の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記評価測光値の検出を行う場合には、前記第１の検出手段により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
8. 撮像工程で得られた映像信号を複数の領域に分割する分割工程と、
   前記複数の領域の映像信号のそれぞれの評価値を並列に検出する第１の検出工程と、
   前記撮像工程で得られた映像信号を縮小する縮小工程と、
   前記縮小された映像信号の評価値を検出する第２の検出工程と、
   前記評価値を用いて、撮像装置の動作を制御するための撮像処理を行う撮像処理工程と、を有する撮像装置の制御方法であって、
   前記撮像処理工程は、前記撮像装置の状態と、前記撮像処理の内容との少なくとも何れか一方に基づき、前記第１の検出工程および第２の検出工程の何れかによって検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。
9. 前記撮像処理工程は、同一の内容の撮像処理であって、相対的に高速の撮像処理と、相対的に低速の撮像処理とを行い、
   前記相対的に高速の撮像処理を行う場合には、前記第２の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記相対的に低速の撮像処理を行う場合には、前記第１の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行う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. 前記撮像処理工程は、前記撮像装置の起動処理が完了する前は、前記第２の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記撮像装置の起動処理が完了した後は、前記第１の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項８又は９に記載の撮像装置の制御方法。
11. 前記撮像処理は、ホワイトバランスを制御するための処理または露出を制御するための処理を含み、
    前記ホワイトバランスを制御する際の前記評価値は、色差データを含み、
    前記露出を制御する際の前記評価値は、輝度データを含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載の撮像装置の制御方法。
12. 前記撮像処理工程は、前記複数の領域に跨る領域であって、撮像画面の一部の領域から検出される評価値を用いて撮像処理を行う場合には、前記第２の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、撮像画面の全体から検出される評価値を用いて撮像処理を行う場合には、前記第１の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行う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。
13. 前記撮像処理は、オートホワイトバランス機能を実行するための処理と、白い被写体の撮像画面の中央部分のデータに基づいてホワイトバランスを調整するホワイトバランスセット機能を実行するための処理とを含み、
    前記評価値は、色差データを含み、
    前記撮像処理工程は、前記オートホワイトバランス機能を実行する場合には、前記第１の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記ホワイトバランスセット機能を実行する場合には、前記第２の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の制御方法。
14. 前記撮像処理は、中央重点平均測光値の検出と、評価測光値の検出とを含み、
    前記評価値は、輝度データを含み、
    前記撮像処理工程は、前記中央重点平均測光値の検出を行う場合には、前記第２の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行い、前記評価測光値の検出を行う場合には、前記第１の検出工程により検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とする請求項１２に記載の撮像装置の制御方法。
15. 撮像工程で得られた映像信号を複数の領域に分割する分割工程と、
    前記複数の領域の映像信号のそれぞれの評価値を並列に検出する第１の検出工程と、
    前記撮像工程で得られた映像信号を縮小する縮小工程と、
    前記縮小された映像信号の評価値を検出する第２の検出工程と、
    前記評価値を用いて、撮像装置の動作を制御するための撮像処理を行う撮像処理工程と、をコンピュータに実行させるためのコンピュータプログラムであって、
    前記撮像処理工程は、前記撮像装置の状態と、前記撮像処理の内容との少なくとも何れか一方に基づき、前記第１の検出工程および第２の検出工程の何れかによって検出された前記評価値を用いて前記撮像処理を行うことを特徴とするコンピュータプログラム。

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