特許 7467086 撮像装置及びその制御方法並びにプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-05

(45)【発行日】2024-04-15

(54)【発明の名称】撮像装置及びその制御方法並びにプログラム

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/71 20230101AFI20240408BHJP

【ＦＩ】

H04N23/71

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019218080

(22)【出願日】2019-12-02

(65)【公開番号】P2021090096

(43)【公開日】2021-06-10

【審査請求日】2022-11-29

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100125254

【弁理士】

【氏名又は名称】別役 重尚

(72)【発明者】

【氏名】久 健造

【審査官】越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００７－２０１９７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－２７６３６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００４４１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２３６４２９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／７１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

撮像手段と、
前記撮像手段により撮像される被写体の明るさを検出する検出手段と、
予め設定された適正の明るさに対する前記検出された被写体の明るさの差分を算出する第１の算出手段と、
露出制御の目標となる明るさである目標値を算出する第２の算出手段と、
前記目標値に応じて露出パラメータを変更する露出変更手段と、
被写体の明るさの変化に応じて前記露出変更手段により前記露出パラメータを変更しない範囲として、前記適正の明るさを基準とした第１の範囲を設定する設定手段と、を備え、
前記露出変更手段は、前記差分が前記第１の範囲以内である場合、前記露出パラメータを変更せず、
前記第２の算出手段は、前記差分が前記第１の範囲を超えている場合は、前記第１の範囲の端に位置する値のうち、前記検出された被写体の明るさに近い値を前記目標値として算出することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記第１の算出手段は、前記予め設定された適正の明るさに対する前記検出された被写体の明るさの差分を相対的な値として算出し、
前記第２の算出手段は、前記差分が示す値が０以下である場合は、前記被写体の明るさに前記差分を加算した値に対して、さらに、前記第１の範囲の上限値を加算した値を前記目標値として算出し、前記差分が示す値が０よりも大きい場合は、前記被写体の明るさに前記差分を加算した値に対して、さらに、前記第１の範囲の下限値を加算した値を前記目標値として算出することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。

【請求項3】

前記設定手段は、前記適正の明るさを基準とした、前記第１の範囲よりも広い第２の範囲を設定でき、
前記露出変更手段は、前記第２の範囲を超えて前記被写体の明るさが変化した場合に、前記露出パラメータを変更することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。

【請求項4】

複数の露出制御モードを更に備え、
前記設定手段は、前記複数の露出制御モード毎に前記適正の明るさを基準とした異なる範囲の許容範囲及び目標範囲を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項5】

複数の露出制御モードには少なくとも、自動で露出を変更するＡＥモードと、ユーザによるボタンの押下中において自動で露出を変更するＰｕｓｈＡＥモードが含まれることを特徴とする請求項４記載の撮像装置。

【請求項6】

前記ＡＥモードにおける前記許容範囲は、前記ＰｕｓｈＡＥモードにおける前記許容範囲より広く、前記ＡＥモードにおける前記目標範囲は、前記ＰｕｓｈＡＥモードにおける前記目標範囲より広いことを特徴とする請求項５記載の撮像装置。

【請求項7】

撮像手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記撮像手段により撮像される被写体の明るさを検出する検出工程と、
予め設定された適正の明るさに対する、前記検出工程で検出された被写体の明るさの差分を算出する第１の算出工程と、
露出制御の目標となる目標値を算出する第２の算出工程と、
前記目標値に応じて露出パラメータを変更する露出変更工程と、
被写体の明るさの変化に応じて前記露出変更工程において前記露出パラメータを変更しない範囲として、前記適正の明るさを基準とした第１の範囲を設定する設定工程と、を有し、
前記露出変更工程では、前記差分が前記第１の範囲以内である場合、前記露出パラメータを変更せず、
前記第２の算出工程では、前記差分が前記第１の範囲を超えている場合は、前記第１の範囲の端に位置する値のうち、前記検出された被写体の明るさに近い値を前記目標値として算出することを特徴とする撮像装置の制御方法。

【請求項8】

請求項７に記載の撮像装置の制御方法を実行することを特徴とするプログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置及びその制御方法並びにプログラムに関し、特に、露出制御の機能を有する撮像装置及びその制御方法並びにプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、多くの機種のビデオカメラは、撮影されている被写体に応じて自動で被写体の明るさを変更する自動露出制御の機能を有する。具体的には、自動露出制御の機能は、撮影されている被写体の輝度情報に基づき被写体の明るさが適正露出でないと判断した場合、被写体の明るさが適正露出となるように露出パラメータ（絞り値、ＮＤ、シャッター速度、ＩＳＯ感度など）を変更する。これらの露出パラメータはそれぞれ制御できる分解能が異なるため、各露出パラメータによる被写体の明るさを適正に近づけられるレベルはその分解能に依存する。このため、各露出パラメータについて、その最も粗い分解能を予め記憶しておき、適正露出が分解能の幅に入ったら、その後の制御を止めるという技術が知られている。例えば、露出変更の分解能のうち、最も粗い絞りの分解能が１／８段である場合、適正露出と判定する範囲を１／８段とし、現在の露出が適正露出から±１/１６段以内であれば、絞りについての制御は止める。

【0003】

一方、自動露出制御により、撮影されている被写体の明るさに追従した露出パラメータの変更が行われると、被写体の明るさの変化に伴って画面全体の明るさが変化してしまい、違和感が発生する。特にシネマや報道の撮影では、このような自動露出制御に伴って発生する違和感を嫌って、マニュアルでの露出制御が行われる場合が多い。しかしながら、現在の露出が適正露出からある程度外れると白とびや黒つぶれなどの現象が映像の一部に発生するため、このような時はマニュアルでの露出制御から自動露出制御に変更することが望ましい。このような現象は、例えば固定カメラや長まわしなどでの撮影中に、環境が変化したり予想外の被写体が発生したりした場合に発生する。

【0004】

自動露出制御の頻度は、上述の適正露出と判定する範囲を広げることにより減らすことができる。例えば、ＨＤＲ時には変更できるＩＳＯ感度の範囲がＳＤＲ時と比べて減少するため、自動露出制御の際に絞りやシャッター等のＩＳＯ感度以外の露出パラメータの変更頻度が増える。この問題を解消するため、特許文献１ではＨＤＲ時にＳＤＲ時よりも絞りやシャッターに対して設定される適正露出と判定する範囲を広げ、自動露出制御の頻度を減らしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１９２８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、特許文献１では目標とする明るさに関しては言及されていない。絞りやシャッターに対して設定される適正露出と判定する範囲を広げた場合、被写体の明るさがこれらの適正露出と判定する範囲を超えたときに、適正露出とすべく絞り値やシャッター速度を大きく変更する必要が生じる。このため、露出の変更量が大きくなり、映像の品質が悪化する。

【0007】

本発明の目的は、自動露出制御における露出制御の頻度および露出制御を行う際の露出の変更量を共に低減でき、自動露出制御による映像の品質の悪化を防止できる撮像装置及びその制御方法並びにプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の請求項１に係る撮像装置は、撮像手段と、前記撮像手段により撮像される被写体の明るさを検出する検出手段と、予め設定された適正の明るさに対する前記検出された被写体の明るさの差分を算出する第１の算出手段と、露出制御の目標となる明るさである目標値を算出する第２の算出手段と、前記目標値に応じて露出パラメータを変更する露出変更手段と、被写体の明るさの変化に応じて前記露出変更手段により前記露出パラメータを変更しない範囲として、前記適正の明るさを基準とした第１の範囲を設定する設定手段と、を備え、前記露出変更手段は、前記差分が前記第１の範囲以内である場合、前記露出パラメータを変更せず、前記第２の算出手段は、前記差分が前記第１の範囲を超えている場合は、前記第１の範囲の端に位置する値のうち、前記検出された被写体の明るさに近い値を前記目標値として算出することを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、自動露出制御における露出制御の頻度および露出制御を行う際の露出の変更量を共に低減でき、自動露出制御による映像の品質の悪化を防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１の実施形態に係る撮像装置としてのカメラの外観図である。

【図2】図１のカメラの内部構成を示すブロック図である。

【図3】第１の実施形態における露出制御処理のフローチャートである。

【図4】図３のステップＳ３０４の目標ＢＶの算出処理のフローチャートである。

【図5】第２の実施形態における露出制御処理のフローチャートである。

【図6】図５のステップＳ５０１のＡＥ用の許容範囲と目標範囲の決定処理のフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る本発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

【0012】

＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態に係る撮像装置としてのデジタルビデオカメラ（以下、単にカメラという）１００の外観図である。尚、本実施形態において、カメラ１００は、より具体的にはデジタルビデオカメラであるが、以下に説明する自動露出制御が実行できる撮像装置であれば、これに限定されない。例えば、本発明の撮像装置は、ライブビュー表示の際に以下の自動露出制御を実行するデジタルカメラであってもよい。

【0013】

図１において、カメラ１００は、表示部２８、録画スイッチ６１、操作部７０、コネクタ１１２、及び記録媒体スロット２０１を備える。また、図１においては反対面に配置されているため不図示であるが、カメラ１００は、各種モードを切り替えるモード切替スイッチ６０や、ユーザからの電源オン、電源オフを切り替える指示を受け付ける電源スイッチ８１も備える。モード切替スイッチ６０及び電源スイッチ８１の詳細については図２を用いて後述する。

【0014】

表示部２８は、画像や各種情報を表示する。

【0015】

録画スイッチ６１は、ユーザからの撮影指示を受け付ける操作部材である。

【0016】

操作部７０は、各種ボタン、上下左右４方向の十字キー等のユーザからの各種操作を受け付ける操作部材である。

【0017】

コネクタ１１２は、不図示の外部電源の接続ケーブルとカメラ１００とのコネクタである。

【0018】

記録媒体スロット２０１は、記録媒体２００（図１において不図示。図２で後述。）を格納するためのスロットである。記録媒体スロット２０１に格納された、記録媒体２００は、カメラ１００との通信が可能となる。

【0019】

図２は、カメラ１００の内部構成を示すブロック図である。

【0020】

図２において、カメラ１００は、Ｄ／Ａ変換器１３、記録媒体Ｉ／Ｆ１８、撮像部２２、Ａ／Ｄ変換器２３、画像処理部２４、表示部２８、電源部３０、メモリ３２、ジャイロ４０、システム制御部５０、システムメモリ５２、システムタイマー５３を備える。またカメラ１００は、不揮発性メモリ５６、モード切替スイッチ６０、録画スイッチ６１、操作部７０、電源制御部８０、電源スイッチ８１、絞り１０１、バリア１０２、撮像レンズ１０３、ＮＤフィルタ１０４、コネクタ１１２、及び記録媒体２００を備える。

【0021】

撮像レンズ１０３は、ズームレンズ、フォーカスレンズ、シフトレンズを含むレンズ群であり、被写体像（光学像）を撮像部２２において結像させる。

【0022】

絞り１０１は、撮像レンズ１０３を介して撮像部２２に導光される光の光量調整に使用する絞りである。

【0023】

ＮＤフィルタ１０４は、撮像レンズ１０３を介して撮像部２２に導光される光の光量を減光するために使用するＮＤである。

【0024】

撮像部２２は、その結像面で結像した光学像を電気信号（アナログ信号）に光電変換するＣＣＤやＣＭＯＳ等の光電変換素子により構成される撮像素子を有する。また、撮像部２２は、電子シャッターによる電荷蓄積の制御機能、アナログゲインの制御機能、及び読み出し速度の制御機能も備える。すなわち、撮像部２２は、電子シャッターのシャッター速度により露出調整を行うことができる。

【0025】

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に変換し、画像データとして出力するために用いられる。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。

【0026】

バリア１０２は、撮像レンズ１０３、絞り１０１、ＮＤフィルタ１０４、撮像部２２を含むカメラ１００の撮像系を覆うことにより、カメラ１００の撮像系の汚れや破損を防止する。

【0027】

画像処理部２４は、Ａ／Ｄ変換器２３またはメモリ制御部１５から出力された画像データに対し、所定の画素補間処理、縮小処理といったリサイズ処理や、色変換処理、ガンマ補正処理、デジタルゲインの付加によるＩＳＯ感度の設定処理等の処理を行う。また、Ａ／Ｄ変換器２３から出力された画像データを用いて、その輝度平均値の取得等の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。

【0028】

ジャイロ４０は、手振れやユーザのカメラワーク等により生じるカメラ１００の動きや姿勢変化を検出する。

【0029】

システム制御部５０は、画像処理部２４により送信された演算結果に基づいて、ＡＥ（自動露出）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理や、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理等を行う。また、システム制御部５０は、ジャイロ４０で検出したカメラ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、画像処理部２４でＡ／Ｄ変換器２３から出力された画像データにおける画像をずらすことで像振れ補正を行う。

【0030】

メモリ３２は、撮像部２２によって光電変換されＡ／Ｄ変換器２３によりデジタル信号に変換された画像データや、表示部２８に表示するための画像データを格納する。メモリ３２は、所定時間の動画像および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。また、メモリ３２は表示部２８に表示するための画像データを格納するメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。

【0031】

Ｄ／Ａ変換器１３は、メモリ３２に格納されている表示部２８に表示するための画像データをアナログ信号に変換して表示部２８に供給する。こうして、メモリ３２に書き込まれた表示部２８に表示するための画像データはＤ／Ａ変換器１３を介して表示部２８により表示される。

【0032】

表示部２８は、ＬＣＤ等により構成される表示器であって、その画面上に、Ｄ／Ａ変換器１３からのアナログ信号に応じた表示を行う。また、撮像部２２からのアナログの画像データを、Ａ／Ｄ変換器２３でデジタル化してメモリ３２に蓄積した後、Ｄ／Ａ変換器１３で再度アナログ化し、表示部２８に逐次転送・表示するようにしてもよい。これにより、電子ビューファインダが実現され、スルー画像表示を行うことができる。

【0033】

不揮発性メモリ５６は、電気的に消去・記録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。ここでいう、プログラムとは、後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。システム制御部５０は、不揮発性メモリ５６に記録された動作用の定数を用いてカメラ１００全体を制御する。また、不揮発性メモリ５６に記録されたプログラムを実行することにより、システム制御部５０は、後述する本実施形態の各処理を実行する。さらに、不揮発性メモリ５６には、後述する露出制御可能範囲、許容範囲、目標範囲等が保持される。

【0034】

システムメモリ５２は、ＲＡＭにより構成される。システムメモリ５２において、不揮発性メモリ５６から読み出した、システム制御部５０の動作用の定数、変数、プログラム等が展開される。また、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部２８の画面上の像データの表示制御も行う。

【0035】

システムタイマー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計時部である。

【0036】

モード切替スイッチ６０、録画スイッチ６１、操作部７０は、システム制御部５０に各種の動作指示をユーザから受け付けるための操作部材であり、受け付けた動作指示は順次システム制御部５０に出力される。

【0037】

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、動画記録モード、静止画記録モード、再生モード等のいずれかに切り替えるための動作指示をユーザから受け付ける。また動画記録モードや静止画記録モードには、オート撮影モード、オートシーン判定モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影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モードが含まれる。ユーザは、モード切替スイッチ６０の操作により動画記録モードに切り替えた後、更に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これらのモードのいずれかに直接切り替えることができる。また、ユーザは、モード切替スイッチ６０の操作により動画記録モードに切り替えた後、動画記録モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、操作部７０等の他の操作部材を用いて切り替えることもできる。

【0038】

録画スイッチ６１は、ユーザからの撮影指示を受け付ける。具体的には、録画スイッチ６１がユーザによりＯＦＦにされた場合にカメラ１００は撮影待機状態に切り替えられ、録画スイッチ６１がユーザによりＯＮにされた場合にカメラ１００は撮影状態を切り替えられる。システム制御部５０は、録画スイッチ６１がＯＮされると、カメラ１００を撮影状態に切り替え、撮像部２２からの信号読み出しから記録媒体２００への動画データの書込みまでの一連の動作を開始する。

【0039】

操作部７０は、各種ボタン、十字キー等の操作部材から構成される。これらの各種ボタン、十字キーは、表示部２８に表示される種々の機能アイコンをユーザが選択操作することなどによって適宜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、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、メニューボタン、ＳＥＴボタン等がある。例えば、ユーザにより操作部７０のメニューボタンとして動作するボタンが押されると各種の設定が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、操作部７０の十字キーやＳＥＴボタンとして動作するボタンを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

【0040】

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、そ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、記録媒体２００を含む各部へ供給する。また、電源制御部８０は、電源スイッチ８１を介してユーザからの電源オン、電源オフを切り替える指示を受け付け、その指示に応じてＤＣ－ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧をシステム制御部５０へ供給する。

【0041】

電源部３０は、アルカリ電池やリチウム電池などの一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉイオン電池などの二次電池、ＡＣアダプター等からなる。電源部３０は、コネクタ１１２を介して外部電源からの電源供給を受けると、二次電池の充電やＡＣアダプターを介した電源制御部８０への電源供給を行う。

【0042】

記録媒体Ｉ／Ｆ１８は、記録媒体２００とのインターフェースである。

【0043】

記録媒体２００は、半導体メモリ等により成るメモリカードや磁気ディスク等より成るハードディスク等の外部メモリである。記録媒体２００は、カメラ１００と記録媒体Ｉ／Ｆを介して通信し、カメラ１００で撮影された被写体像を画像データとして記録する。

【0044】

図３は、本実施形態における露出制御処理のフローチャートである。本処理は、システム制御部５０が、不揮発性メモリ５６に記録されるプログラムをシステムメモリ５２に展開することにより実行する。

【0045】

図３において、まず、被写体の明るさを検出する（ステップＳ３０１）。本実施形態では、具体的には、システム制御部５（検出部）は、撮像部２２からＡ／Ｄ変換器２３を介して出力された画像データの輝度平均値を画像処理部２４で演算し、その演算された輝度平均値を被写体の明るさとして検出する。なお、明るさの単位としては、所謂ＡＰＥＸ（ＡＤＤＩＴＩＶＥ ＳＹＳＴＥＭ ＯＦ ＰＨＯＴＯＧＲＡＰＨＩＣ ＥＸＰＯＳＵＲＥ）システムに基づくＢＶで示すが、輝度情報の単位（Ｙ値）で示す構成であってもよい。

【0046】

次にステップＳ３０１で決定された現在の被写体の明るさと、被写体が適正となる明るさとの差分を算出する（ステップＳ３０２）。例えば、現在の露出で撮影される画像の輝度平均値をＹｔ、予め決められている基準に従い、被写体が適正な明るさとなる露出で撮影した時の画像の輝度平均値である輝度目標値をＹｓとすると、輝度目標値に対する輝度平均値の露出差ΔＹは、
ΔＹ＝ｌｏｇ_２（Ｙｔ／Ｙｓ） （式１）
となる。例えば、ΔＹはＹｔがＹｓに対して２倍のときは１となり、４倍のときは２となる。なお、本実施形態では、被写体が適正となる明るさを基準に相対的な値であるΔＹを求める構成であって、この場合は、被写体が適正となる明るさを中心に後述の許容範囲および目標範囲を決定する。

【0047】

次にステップＳ３０２で算出されたΔＹが、被写体が適正となる明るさを基準とした許容範囲以内かどうかを判定する（ステップＳ３０３）。予めΔＹの許容範囲を決めておき、ΔＹが許容範囲以内かどうかを判定する。ここで許容範囲とは、被写体が適正な明るさとなるＢＶに対する現在の明るさのＢＶ（現在ＢＶ）のズレの許容範囲であって、予め設定され、不揮発性メモリ５６に保持される。例えば、現在ＢＶが４ＢＶであって、許容範囲を±２ＢＶである場合、被写体が適正なる明るさのＢＶが２ＢＶ～６ＢＶ以下であれば、ΔＹが許容範囲以内である。

【0048】

尚、露出変更の分解能のうち、最も粗い絞り１０１（露出変更部）の分解能が１／８段である場合、この分解能に応じて露出制御可能範囲が±１／１６に設定される。従来の自動露出制御においては、この露出制御可能範囲に基づいて実行されていた。これに対し本実施形態の許容範囲は、少なくともこの露出制御可能範囲より広い範囲が設定され、本実施形態では、露出変更の分解能を考慮せずに設定する。

【0049】

ステップＳ３０３の判定の結果、ΔＹが許容範囲以内であれば、露出の変更を行わずに本処理を終了する。一方、ΔＹが許容範囲以内でなければ、ステップＳ３０４に進み、露出の目標となる被写体の明るさ（以下、目標ＢＶ）の算出処理を実行する。目標ＢＶの算出処理の詳細に関しては図４に後述する。

【0050】

ステップＳ３０４において目標ＢＶが算出されると、目標ＢＶになるような露出パラメータを決定する（ステップＳ３０５）。プログラムＡＥモードに応じて、露出パラメータの変動の仕方（以下、プログラム線図という）が予め決められている。例えば動画撮影中において、撮影対象が明るい被写体から暗い被写体に変化した場合、まず絞り値が最小絞り値からＦ４．０まで変化し、その後、シャッター速度が１／２５０から１／６０に変化する。その後、絞り値がＦ４．０から最大絞り値まで変化した後、ＩＳＯ感度を最低感度から最高感度まで上げる。ここで、最小絞り値、最大絞り値、最低感度、及び最高感度は、カメラ１００の状態や露出に関連する設定に応じて変動する。尚、カメラ１００の状態とは、ズーム位置、フォーカス位置、ＮＤフィルタ１０４の挿入状況などを指す。また、露出に関連する設定とは、各露出パラメータの制御を自動で行うか手動で行うかの設定、ＩＳＯ感度の拡張機能やガンマ補正の設定などを指す。ステップＳ３０４における目標ＢＶの算出時のカメラ１００の状態、露出に関連する設定に応じてプログラム線図を決定し、そのプログラム線図に基づき、目標ＢＶにするための露出パラメータを決定する。

【0051】

次に、ステップＳ３０５で決定された露出パラメータに基づき露出を変更する（ステップＳ３０６）。具体的には、ステップＳ３０５で決定された露出パラメータに含まれる絞り値、シャッター速度、及びＩＳＯ感度となるよう、システム制御部５０が絞り１０１、撮像部２２、画像処理部２４の夫々に制御命令を送信する。これにより、絞り１０１における絞り値、撮像部２２における電子シャッターのシャッター速度、画像処理部２４により設定されるＩＳＯ感度が変更され、所望の露出になる。

【0052】

図４は、図３のステップＳ３０４の目標ＢＶの算出処理のフローチャートである。

【0053】

尚、本実施形態においては、予めΔＹの目標範囲が設定され、不揮発性メモリ５６に保持されている。例えば露出パラメータの中で絞り１０１の制御分解能である１／８段が最も粗い場合、±１／１６（＝０．０６２５）段の範囲（露出制御可能範囲）以内での露出変更ができない可能性がある。よって、目標範囲は許容範囲よりもその両端が制御分解能の半値である１／１６段だけ内側に設定される。つまり目標範囲は±１．９３７５（＝２－０．０６２５）に設定される。尚、目標範囲は、許容範囲と制御分解能に基づき、露出変更を確実に実行できる範囲に設定されればよく、本実施形態のように目標範囲を許容範囲より狭くしなくてもよい。例えば、本実施形態よりも図３のステップＳ３０６での露出変更による映像の明るさの変化は大きくなるが、目標範囲を許容範囲よりもその両端が制御分解能の半値である１／１６段だけ外側に設定してもよい。

【0054】

図４において、まずΔＹが０以下の値（ΔＹ≦０）であるか否かを判定する（ステップＳ４０１）。判定の結果、ΔＹが０以下（ΔＹ≦０）であれば（ステップＳ４０１でＹＥＳ）、目標ＢＶを現在ＢＶにΔＹを加算した値にΔＹの目標範囲の上限値（＝１．９３７５）を加算した値とする（ステップＳ４０２）。

【0055】

現在ＢＶは、絞り値（ＡＶ）、シャッター速度（以下、蓄積時間という）（ＴＶ）、ＩＳＯ感度（ＳＶ）等の露出パラメータに基づき算出される。例えば、現在ＢＶは以下の数式で求められる。

【0056】

ＢＶ＝ＡＶ＋ＴＶ－ＳＶ （式２）

【0057】

尚、ＮＤフィルタ１０４に関しては、これを挿入することにより暗くなる段数を式２に加算することでＢＶが算出される。例えば透過率１／４のＮＤフィルタを挿入した場合は式２にさらに２を加算し、１／８の場合は式２にさらに３を加算する。カメラ１００の露出パラメータに基づいて式２に値を代入すると、現在ＢＶを算出することができる。また、適正の明るさに対する、現在ＢＶとなる露出で撮影した時の被写体の明るさがΔＹであるので、現在ＢＶにΔＹを加算した値が被写体の明るさのＢＶとなる。

【0058】

すなわち、ステップＳ４０２では、被写体が適正となる輝度を基準とした目標範囲の両端のうち現在の明るさのＢＶと近接する端の付近に目標ＢＶが設定される。

【0059】

一方、ステップＳ４０１の判定の結果、ΔＹが０よりも大きい値（ΔＹ＞０）である場合は、目標ＢＶを現在ＢＶにΔＹを加算した値に目標範囲の下限値（＝－１．９３７５）を加算した値とする（ステップＳ４０３）。

【0060】

すなわち、ステップＳ４０３では、目標範囲（第１の範囲）の両端のうち、明るさが暗い側の端に合わせて目標ＢＶが設定される。尚、本実施形態では、目標範囲の端の一方が目標ＢＶに設定されたが、許容範囲を制御分解能を考慮した範囲とし、その範囲の端の一方を目標ＢＶとして設定するようにしてもよい。

【0061】

なお、ステップＳ４０１では目標範囲を用いて目標ＢＶを算出するか否かを判定する場合を示したが、許容範囲を用いて目標ＢＶを算出するか否かを判定しても良い。例えば、目標範囲と許容範囲が同じである場合など、目標範囲を考慮する必要性が低い場合に有効である。

【0062】

以上、本実施形態に係る露出制御処理によれば、被写体の明るさに対してする現在の明るさの差分を示すΔＹが許容範囲以内である場合は、露出変更を行わない。これにより、従来より露出制御の頻度を低減でき、自動露出制御による映像の品質の悪化を低減できる。

【0063】

また、ΔＹが許容範囲を超えた場合は、被写体が適正な明るさを基準とした露出を変更しない範囲のうち、現在の明るさのＢＶに近い端の付近に目標ＢＶが設定される。このため、目標ＢＶを被写体の明るさのＢＶに設定する従来の自動露出制御と比べて、露出制御を行う際の露出の変更量を低減することができ、自動露出制御による映像の品質の悪化を防止できる。

【0064】

被写体の明るさの算出方法は、本実施形態における方法に限定するものではない。例えば、中央部の明るさに重みを持たせて平均する中央重点や顔の明るさの平均値としても良い。同様に、被写体の明るさと適正の明るさとの差分であるΔＹは、式（１）に示す式を用いて算出せず、輝度平均値の差分（＝Ｙｔ－Ｙｓ）として算出しても良い。また、被写体の明るさのＢＶとカメラ１００のＢＶの差分を算出しても良い。すなわち図３の露出制御処理は、被写体の明るさが許容範囲を超えた時に、超えた側の輝度許容範囲の端付近を目標として露出の変更ができれば良い。

【0065】

＜第２の実施形態＞
第１の実施形態では、被写体の明るさと適正の明るさとの差分であるΔＹが許容範囲を超えた場合、目標範囲の端のうち、被写体の明るさのＢＶと近い端に合わせて目標ＢＶを設定して露出制御を行うことで、露出制御の頻度と露出の変更量を減らした。本実施形態に係る露出制御処理においては、ユーザが操作部７０の所定のボタン（以下、ＰｕｓｈＡＥボタンという）を押下している場合はＰｕｓｈ Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ（以下、ＰｕｓｈＡＥ）モードでの露出制御を実行する。一方、ユーザがＰｕｓｈＡＥボタンを押下していない場合は第１の実施形態と同様の露出制御を行うＡｕｔｏ Ｅｘｐｏｕｓｒｅ（以下、ＡＥ）モードでの露出制御を実行する。

【0066】

尚、本実施形態に係る撮像装置の外観や内部構成は、図１，２に示す第１の実施形態に係るカメラ１００と同一である。よって、以下、本実施形態においては、第１の実施形態における構成と同一の構成については同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

【0067】

図５は、本実施形態における露出制御処理のフローチャートである。本処理は、システム制御部５０が、不揮発性メモリ５６に記録されるプログラムをシステムメモリ５２に展開することにより実行する。

【0068】

尚、本処理は、図３に示す第１の実施形態に係る露出制御処理に対してステップＳ５０１の処理が追加されている点で異なる。

【0069】

図５において、まず、第１の実施形態に係る露出制御処理と同様に被写体の明るさを決定し（ステップＳ３０１）、被写体の明るさと適正の明るさとの差分ΔＹを算出する（ステップＳ３０２）。次にＡＥ用の許容範囲と目標範囲の決定処理を実行する（ステップＳ５０１）。

【0070】

図６は、図５のステップＳ５０１のＡＥ用の許容範囲と目標範囲の決定処理のフローチャートである。

【0071】

図６において、まず、ＰｕｓｈＡＥボタンが押下中であるかどうかを判定する（ステップＳ６０１）。この判定の結果、ＰｕｓｈＡＥボタンが押下中である場合、カメラ１００はＰｕｓｈＡＥモードに移行し、ＰｕｓｈＡＥ用の許容範囲と目標範囲を設定する（ステップＳ６０２）。一方、ステップＳ６０１の判定の結果、ＰｕｓｈＡＥボタンが押下されていない場合、カメラ１００はＡＥモードに移行し、ＡＥ用の許容範囲と目標範囲を設定する（ステップＳ６０３）。

【0072】

具体的には、ステップＳ６０２でＡＥモードに移行した場合は、第１の実施形態と同様に許容範囲を±２、目標範囲を±１．９３７５に設定する。一方、ステップＳ６０３でＰｕｓｈＡＥモードに移行した場合は、許容範囲を±０．０６２５、目標範囲を０に設定する。尚、これらの許容範囲及び目標範囲は予めその露出制御モード毎に設定され、不揮発性メモリ５６内に記憶されている。すなわち、ステップＳ６０３の設定は、不揮発性メモリ５６から現在の露出制御モードに応じた許容範囲及び目標範囲を読み出すことにより行われる。

【0073】

尚、ＡＥモードにおける許容範囲がＰｕｓｈＡＥモードにおける許容範囲より広く、ＡＥモードにおける目標範囲がＰｕｓｈＡＥモードにおける目標範囲より広く設定されれば、本実施形態に限定されない。

【0074】

図５に戻り、次にΔＹがステップＳ５０１で設定された許容範囲以内かどうかを判定し（ステップＳ３０３）、許容範囲以内であれば本処理をそのまま終了する一方、許容範囲外であれば、目標ＢＶの算出処理を実行する（ステップＳ３０４）。

【0075】

本実施形態では、ＡＥモードにおいては許容範囲が±２、目標範囲が±１．９３７５に設定されるので、第１の実施形態と同様に目標ＢＶが算出される。

【0076】

一方、ＰｕｓｈＡＥモードにおいては目標範囲が０に設定される。このため、ΔＹが許容範囲を超えた時、ΔＹ≦０であっても（ステップＳ４０１でＹＥＳ）ΔＹ＞０であっても（ステップＳ４０１でＮＯ）、目標ＢＶは被写体の明るさのＢＶ（現在ＢＶにΔＹを加算した値）となる。このように目標範囲が０に設定された場合はステップＳ４０１の判定を行わず、目標ＢＶを現在ＢＶにΔＹを加算した値としてもよい。

【0077】

上述した方法で算出された目標ＢＶを元に、第１の実施形態と同様に露出パラメータの決定（ステップＳ３０５）と露出変更（ステップＳ３０６）を行う。この際、ＰｕｓｈＡＥモードの場合はステップＳ３０４で目標ＢＶは被写体の明るさのＢＶとなるので、被写体の明るさを適正にするように露出を変更する。ただし、ΔＹが許容範囲以内（－１／１６≦Ｙ≦１／１６）になれば、露出変更は行わない。一方、ＡＥモードの場合は第１の実施形態と同様、ΔＹが許容範囲を超えた場合、目標範囲（あるいは許容範囲）の端のうち、現在の明るさのＢＶと近い端の付近が目標ＢＶとなるように露出を変更する。

【0078】

以上、本実施形態に係る露出制御処理によれば、ＡＥモードのときは第１の実施形態と同様の露出制御をする一方、ＰｕｓｈＡＥモードのときは適正な明るさになるように露出を制御する。これにより、ユーザは、被写体の明るさのＢＶが目標範囲や許容範囲の端付近に一定時間継続して滞まるような場合は、ＰｕｓｈＡＥボタンを押下するだけで映像中の被写体の明るさを適正な明るさに合わせることができる。

【0079】

尚、複数の露出制御モードの夫々に応じて異なる許容範囲及び目標範囲が設定される構成であればよく、本実施形態に係る露出制御モードはＡＥモード、ＰｕｓｈＡＥモード以外のモードを含んでいてもよい。例えば、ステップＳ６０１で絞り優先モードやシャッター速度優先モードであると判定された場合に、ＡＥモード、ＰｕｓｈＡＥモードとは異なる許容範囲及び目標範囲が設定されるよう構成してもよい。

【0080】

＜その他の実施形態＞
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記録媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【符号の説明】

【0081】

２２ 撮像部
２３ Ａ／Ｄ変換器
２４ 画像処理部
５０ システム制御部
５６ 不揮発性メモリ
７０ 操作部
１００ カメラ
１０１ 絞り
１０３ 撮像レンズ
１０４ ＮＤフィルタ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】