撮像装置及びその制御方法
【課題】撮像装置において、露出補正量を反映した画像を表示しながらも、測光精度の低下とノイズの増加を抑制する。
【解決手段】画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段により取得された画像データを用いて測光を行う測光手段と、前記画像データ取得手段により画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御手段と、前記画像データ取得手段により取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、前記設定手段により設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示手段と、前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御手段による露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御手段による露出制御及び前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御手段と、を有する。
【解決手段】画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段により取得された画像データを用いて測光を行う測光手段と、前記画像データ取得手段により画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御手段と、前記画像データ取得手段により取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、前記設定手段により設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示手段と、前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御手段による露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御手段による露出制御及び前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置の露出制御および表示制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置において、露出をユーザが補正する機能、いわゆる露出補正機能を有するものがある。このような撮像装置において、露出補正を反映させた画像を表示部に表示して露出補正の効果を確認しながら露出補正値を設定することができるようにしたものもある。しかしながら、ユーザが設定した露出補正値を露出に反映した状態で測光した場合、露出が適正から外れるために測光精度が低下する問題があった。特に露出補正値をプラス方向（明るくする方向）に設定した場合、露出補正値を露出に反映すると画像データの信号が飽和してしまい正常に測光処理を行えない場合があった。
【０００３】
この問題に対し、従来の撮像装置には、測光精度を保ちつつ露出補正量を反映した画像を表示部に表示するため、撮像素子の露出時間は被写体の照度に基づいて制御する一方で、撮像素子の出力に対する増幅手段の利得を露出補正量だけ補正するものがある。このような技術は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６３８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、露出の補正を絞りや露出時間を用いずに信号の増幅のみで実現しているため、特に露出補正値が大きい場合に表示画像のノイズが増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像装置において、露出補正を反映した画像を表示しながらも、測光精度の低下とノイズの増加を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わる撮像装置は、露出補正値を設定する設定手段と、画像データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された画像データを用いて測光を行う測光手段と、前記取得手段により画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御手段と、前記取得手段により取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、前記設定手段により設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示手段と、前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御手段による露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御手段による露出制御及び前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像装置において、露出補正を反映した画像を表示しながらも、測光精度の低下とノイズの増加を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る静止画記録モード処理のフローチャート。
【図３】本発明の一実施形態に係る露出補正値設定処理のフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態に係る露出補正バーの表示例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る測光用露出制御処理のフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態に係る撮影処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１において、レンズ１０は外光を集光する。レンズ駆動回路４２はレンズ位置を光軸に沿って前後に動かすことで焦点を調節したり、画角を調節することが可能である。さらに、ブレ量検知回路４４で測定したカメラのブレ量を元に、手ブレ補正回路４０にてレンズを駆動し、手ブレをキャンセルする方向に光軸を変化させることで光学的な手ブレ補正を行う構成とすることも可能である。ブレ量検知回路４４には、ジャイロセンサーが含まれている。図１ではレンズを駆動することで手ブレ補正を実現しているが、撮像素子１６を駆動することで同様に手ブレを補正することも可能である。レンズ１０を通過した光は絞り１４により、その光量を調節することができる。システム制御回路６０は、絞り制御情報を絞り駆動回路２６に伝達することで、絞り１４を制御することが可能である。絞り１４は、複数枚の羽根から構成された虹彩絞りや、あらかじめ、板に様々な径で穴を打ち抜いた丸絞りがある。システム制御回路６０はこれらの絞り１４と絞り駆動回路２６を用い、被写体輝度が高い場合は絞りを絞って光量を落とすように制御し、被写体輝度が低い場合は絞りを開放にして光を多く取り込むように制御することが可能である。システム制御回路６０は、メカニカルシャッター制御情報をメカニカルシャッター駆動回路２８に伝達することで、メカニカルシャッター１２を制御することが可能である。静止画撮影時の露光時間は、メカニカルシャッター１２の開閉時間により決定され、この時間はシステム制御回路６０が判断し、メカニカルシャッター駆動回路２８に指示を出す。
【００１２】
レンズ１０、メカニカルシャッター１２、絞り１４を通過した光は撮像素子１６に受光される。システム制御回路６０は、撮像素子制御信号をＴＧ（Timing Generator）２４に伝達することで、撮像素子１６を制御することができる。ＴＧ２４は、システム制御回路６０から受信した制御情報をもとに撮像素子１６を駆動する。撮像素子１６は素子への露光と、露光したデータの読み出し作業を周期的に行っており、この作業はＴＧ２４からの駆動信号を基準に行われる。またＴＧ２４は、撮像素子１６の露光時間を制御することが可能である。任意のタイミングで、素子がチャージした電荷を開放するように、ＴＧ２４から撮像素子１６へ駆動信号を出すことでこれを可能としている。
【００１３】
撮像素子１６から読み出された画像信号は、アナログゲイン回路１８により、画像信号レベルを減衰／増幅することができる。システム制御回路６０は、増幅レベルをアナログゲイン回路１８に伝達することで、増幅量を制御することができる。画像信号はＡ／Ｄ変換回路（Analog/Digital Converter）２０にてアナログ信号からデジタル信号へ変換される。デバイスにより、デジタル信号のビット幅は１０ビット、１２ビット、１４ビットなどがあり、後段の画像処理回路５０は、複数種類のビット幅に対応可能である。Ａ／Ｄ変換回路２０からデジタル化された画像データはデジタルゲイン回路２２へ入力される。デジタルゲイン回路２２により、画像データレベルを減衰／増幅することができる。システム制御回路６０は、増幅レベルをデジタルゲイン回路２２に伝達することで、増幅量を制御することができる。通常、撮像素子１６の露出を適正にすることは、絞り１４で撮像素子１６への露光量を適切に設定すると共に、メカニカルシャッター１２により露光時間を適切に設定することで実現される。しかし、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２で画像データ信号を減衰／増幅することで、擬似的に画像データの露出を変える役割を担うことができる。これは、絞りやシャッター速度と並ぶ撮影時の露出条件の一つとして、感度という概念でユーザに機能提供することが可能である。すなわち、絞り１４、メカニカルシャッター１２、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２などにより露出制御することになる。また、後述する測光回路２３に入力される画像データは、撮像素子１６、アナログゲイン回路１８、Ａ／Ｄ変換回路２０、デジタルゲイン回路２２を介して取得される。デジタルゲイン回路２２を用いない場合には、撮像素子１６、アナログゲイン回路１８、Ａ／Ｄ変換回路２０を介して取得された画像データが測光回路２３に入力される。
【００１４】
また、ストロボ制御回路４８を介してストロボ４６を発光させることもできる。逆光状態や低照度時など、被写体が暗い場合にストロボ発光撮影することで、被写体を明るく撮影することが可能となる。
【００１５】
デジタルゲイン回路２２から出力された画像データは測光回路２３に入力される。測光回路２３では入力された画像データ（測光用画像データ）から輝度信号を抽出する。抽出された輝度信号からシステム制御回路６０は画像の輝度信号と適正レベルとの輝度差分を算出し、画像データの輝度信号が適正レベルに近づくよう絞り１４、露光時間、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２を制御する。
【００１６】
また、デジタルゲイン回路２２から出力された画像データは画像処理回路５０へ入力される。画像処理回路５０は複数のブロックから構成され、さまざまな機能を実現している。画像処理回路５０では、画像データから色情報を抽出することができ、被写体の光源を特定し、色を適切に調節するホワイトバランス処理に使用することができる。また、画像データの周波数成分のみを抜き出す機能も備え、自動ピント合わせ制御（AF:AutoFocus）時に使用することができる。さらに、画像処理回路５０は、入力画像データのレベルの増減、画像の色効果などを操作する機能を備え、撮影画像の画質を調節するという役割も担っている。画像信号のレベル制御（画像データに対するゲイン制御）に関しては、様々な方法により制御可能となっている。例えば、画像全体に一律の増幅率でレベルを増減させる機能や、元の信号レベルの大小に応じて信号レベルを変換するトーンカーブ（ガンマ）機能や、画面内の領域ごとの周波数成分に応じた増幅率でレベルを増減させる機能などを用いることができる。特に画像処理回路５０で画像データのレベルを増幅することによって、画像表示装置１０８に表示される撮像画像に対応する画像データの信号レベルを持ち上げることができる（以降、表示用ゲインアップと呼ぶ）。また、画像処理回路５０での画像データレベルの増幅量を表示用ゲインと呼ぶ。この場合、測光回路２３に入力される画像データに関しては表示用ゲインアップ（ゲイン制御）は作用しないため、測光に用いられるデータは増幅せずに、表示される撮像画像に対応する画像データの信号レベルのみ増幅することが可能である。
【００１７】
デジタルゲイン回路２２から出力された画像データは画像処理回路５０へ入力されると同時に、一時記憶メモリ３０に記憶することができる。一旦、一時記憶メモリ３０に記憶した画像データは再度読み出すことができ、システム制御回路６０から画像データを参照したり、読み出した画像データを画像処理回路５０に入力することが可能である。さらに、画像処理回路５０で画像処理した画像データを一時記憶メモリ３０に書き戻したり、システム制御回路６０から任意のデータを書き込むことも可能である。
【００１８】
画像処理回路５０で適切に処理された画像データは、画像認識回路３８に入力することができる。画像認識回路３８は、入力された画像の明るさ状況、ピント合焦状況、色状況の認識に加え、人物の顔認識とその表情、文字がある場合はその文字情報を認識することが可能となっている。また、入力画像のヒストグラムをとることもできる。画像認識回路３８には複数の画像を入力することが可能となっており、例えば２つの画像を入力し、その２つの画像の特徴を比較することで、同一の画像かどうかを判定することが可能となっている。画像認識回路で画像を認識する方法に加え、システム制御回路６０でも画像認識処理を行うことができる。システム制御回路６０はＣＰＵ上であらかじめコーディングされたプログラムを実行することで、一時記憶メモリ３０に記憶された画像データを読み出してその画像データを解析してシーンの状況を認識することができる。
【００１９】
ＬＣＤなどの画像表示装置１０８に出力する場合、画像処理回路５０で画像処理を行った画像データをＶＲＡＭ３４上に展開しておき、それをＤ／Ａ変換回路３６にてアナログ信号に変換して画像表示装置１０８に表示する。電子ファインダーを実現する場合は、撮像素子１６から読み出される連続した撮像画像を順次画像表示装置１０８に表示更新していくことで可能となる。ＶＲＡＭ３４上に展開されるデータは画像処理回路５０で測光回路２３へ入力される画像データよりも表示用ゲインアップされたデータである。画像表示装置１０８にはＶＲＡＭ３４上のデータが表示されるため、画像表示装置１０８の表示画像と測光回路２３へ入力される画像データに対応する画像とは、表示用ゲインの分だけ明るさが異なることになる。
【００２０】
画像表示装置１０８には、画像だけでなく任意の情報を単独、もしくは画像と共に表示することが可能である。カメラの状態表示や、ユーザが選択あるいはカメラが決定したシャッター速度や絞り値、ＩＳＯ感度といった撮影情報などの文字情報や、画像処理回路５０で測定した輝度分布のようなグラフや、顔認識結果、シーン認識結果等も表示可能である。情報の表示位置、表示色も任意に選択可能である。これら様々な情報を表示することで、ユーザーインターフェースをとることが可能となる。また、画像表示装置１０８には、画像記憶媒体８２に記憶されている画像データを表示することも可能である。画像データが圧縮されている場合、圧縮伸張ブロック３２にて伸張し、ＶＲＡＭ３４にデータを展開する。このデータをＤ／Ａ変換回路３６にてアナログ信号に変換して出力する。
【００２１】
画像記憶媒体８２は不揮発性のものであり、主に撮影した画像データを記憶することが可能である。画像データの記憶に関しては、フォルダ階層を持たせたり、撮影した順にフォルダやファイル名が昇順に命名されるようにすることが可能である。各画像データには、絞り値やシャッター速度、ＩＳＯ感度などの撮影情報や、撮影した時刻などを付加することができ、それらを画像データと共に記憶することが可能となっている。さらに、記憶した画像データの読み出しはもちろん、画像の複製、移動、消去も可能となっている。
【００２２】
操作部７０には、システムの電源オン／オフを切り替えることのできる電源スイッチ１０２、撮影指示を行うためのシャッタースイッチＳＷ１（１０４）、ＳＷ２（１０６）、モード切替スイッチ１１０、パラメータ選択スイッチ１１２が含まれる。１０４はシャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッターボタンの操作途中でＯＮとなり、自動露出制御やピント制御等の撮影準備動作の開始を指示する。１０６はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッターボタンの操作完了でＯＮとなり、静止画撮影や画像認識の指示を行う操作が実現可能である。モード切替スイッチ１１０は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードなどのカメラ動作モードを切り替えることができる。パラメータ選択スイッチ１１２により、露出補正値や測距領域、測光モードをはじめとする撮影時の撮影条件の選択や、撮影画像再生時のページ送り、カメラの動作設定全般などをユーザが選択することができる。さらに前述の電子ファインダーのＯｎ／Ｏｆｆを選択することもできる。また、画像表示装置１０８は画像を表示すると共に、タッチパネルとして入力装置とする構成にもできる。
【００２３】
図２は静止画記録モード処理を示すフローチャートである。システム制御回路６０は、操作部７０により露出補正値を設定する操作がユーザによって行われたか否かを判断し（Ｓ２０１）、操作が行われていなければそのままＳ２０３に進む。
【００２４】
ユーザによる露出補正値設定操作が行われていた場合はＳ２０２に進み、露出補正値の設定を行ってからＳ２０３に進む。この露出補正値設定処理Ｓ２０２は図３を用いて後述する。
【００２５】
システム制御回路６０は、Ｓ２０３で測光用の露出制御を行った後、Ｓ２０４で測光処理を行う。測光回路２３で抽出された画像データの輝度信号に基づき被写体輝度を算出する。測光用露出制御処理Ｓ２０３については図４を用いて後述する。
【００２６】
Ｓ２０５において、システム制御回路６０は、シャッタースイッチＳＷ１がＯＮしているか否かを判断し、ＯＦＦの場合はＳ２０１に戻り、ＯＮの場合はＳ２０６に進む。Ｓ２０６において、システム制御回路６０は画像処理回路５０内で行われる表示用のゲインアップ量を０に設定し、測光回路２３に入力される画像データに対応する画像と同じ明るさの画像が画像表示装置１０８に表示されるようにする。
【００２７】
さらにＳ２０７において、システム制御回路６０は測光系露出を適正露出に設定する。ここで、測光系露出とは、測光回路２３に入力される画像データの露出を指し、絞り１４、撮像素子１６の露光時間、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２を制御することで調整することができる。ここでは測光精度を出すため、ユーザが設定した露出補正値には関係なく測光系露出を適正に制御している。Ｓ２０８では測光処理を行い、被写体輝度を算出する。Ｓ２０８で測光系露出を適正にした状態で測光できるため、精度のよい測光を行うことができる。
【００２８】
Ｓ２０９ではＳ２０８で求めた被写体輝度に基づき、測光系露出を測距に適した露出に制御する。測距処理は、画像処理回路５０において入力画像データから抽出した周波数成分に基づき行われるため、画像処理回路５０に対する入力画像データが測距処理に対する入力データとなる。画像処理回路５０の入力画像データと測光回路２３の入力画像データは同じ露出であるため、測光系露出を制御することで測距用の入力データを測距に適した露出にしている。基本的には測距用露出は被写体輝度から求めた適正露出でよいが、測距処理用に補正を行った露出にすることも可能である。Ｓ２０９で測距用の露出に制御したら、Ｓ２１０で測距処理を行い被写体にピントを合わせる。
【００２９】
測距処理Ｓ２１０が終わったら、Ｓ２１１で測光系露出を適正露出から露出補正値分補正した露出に制御する。画像表示装置１０８に表示される画像も露出補正値を反映した明るさになるため、ユーザは実際撮影される画像をプレビューすることができる。ここでは表示用ゲインはＳ２０６で０に設定されたままで、測光系露出の段階で露出補正値を反映させているため、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２だけでなく絞り１４、撮像素子１６の露光時間を含めて露出を補正することができる。したがって、露出補正値をプラス側（明るくする方向）に設定した場合でも、絞りを開いたり露光時間を長くすることで露出補正を行うため、表示用ゲインアップを用いて表示画像が明るくなるように補正した場合に比べて表示画像のノイズを抑制することができる。プレビュー用の表示画像のノイズが抑えられることで、フレーミングがしやすくなるなどの効果がある。
【００３０】
システム制御回路６０は、シャッタースイッチＳＷ２がＯＮしているか否かを判断し（Ｓ２１２）、ＯＦＦの場合はＳ２１３に、ＯＮの場合はＳ２１４に進む。Ｓ２１３ではシャッタースイッチＳＷ１がＯＮしているか否かを判断し、ＯＮの場合はＳ２１２に、ＯＦＦの場合はＳ２０１に戻る。ＳＷ１がＯＮ、ＳＷ２がＯＦＦの間は、ステップＳ２１２〜Ｓ２１３が繰り返される。Ｓ２１４に進むと静止画の撮影を行い、処理はＳ２０１に戻る。この撮影処理Ｓ２１４は図５を用いて後述する。
【００３１】
図３は露出補正値設定処理Ｓ２０２を示すフローチャートである。露出補正値設定処理に入ったらシステム制御回路６０は画像表示装置１０８に露出補正バーを表示する（Ｓ３０１）。露出補正バーを表示した場合の表示例を図４に示す。露出補正バー１０８ａ、露出補正値１０８ｂの他、ＩＳＯ感度設定１０８ｃ、圧縮率設定１０８ｄ、画像サイズ設定１０８ｅ、撮影可能枚数１０８ｆ、撮影モードアイコン１０８ｇ、ストロボ設定１０８ｈ、カメラ姿勢アイコン１０８ｉが表示されている。現在設定されている露出補正値と、選択可能な露出補正値が露出補正バー１０８ａに表示され、操作部７０を操作することで補正値を選択することができる。
【００３２】
システム制御回路６０は、Ｓ３０２で画像表示装置１０８に表示している画像（以下、スルー画像とも呼ぶ）の更新を停止した後、測光系露出を適正露出に（Ｓ３０３）、表示用ゲインを０に設定し（Ｓ３０４）、適正露出での測光を行う（Ｓ３０５）。ここでは測光の精度を出すため一度測光系露出を適正にしてから測光している。そのため、露出補正値をスルー画像に反映した状態からＳ３０３〜３０５で測光した場合に、一度露出を適正に変更する過程が見えてしまうことを避けるためにＳ３０２でスルー画像の更新を一時停止している。
【００３３】
Ｓ３０５の測光処理で被写体輝度を算出したら、被写体輝度から適正露出を求め、適正露出から露出補正値分補正した露出に測光系露出を制御する（Ｓ３０６）。また、表示用ゲインは０に設定する（Ｓ３０７）。
【００３４】
Ｓ３０８において、システム制御回路６０は画像表示装置１０８のスルー画像の更新を再開する。スルー画像が更新されると、画像表示装置１０８に露出補正値が反映された画像が表示されることになり、ユーザは設定された露出補正値の効果を確認することができる。Ｓ３０８で表示されるスルー画像は、Ｓ３０６、３０７において露出補正値を表示用ゲインアップを用いずに反映しているため、表示用ゲインアップを用いた場合に比べてノイズが抑えられている。そのため、表示画像のノイズが抑えられることで、露出補正値の効果を確認しやすい。
【００３５】
システム制御回路６０は、操作部７０により、露出補正値の変更があったか否かを判断し（Ｓ３０９）、変更があった場合はＳ３０２に戻り、最新の露出補正値を反映したスルー画像を表示すべく処理を行う。
【００３６】
露出補正値に変更がなかった場合（Ｓ３０９）、システム制御回路６０は、操作部７０により露出補正値の設定処理を終了する旨の操作がユーザによって行われたか否かを判断する（Ｓ３１０）。設定終了操作が行われていなければＳ３０９に戻る。設定終了操作が行われていた場合は（Ｓ３１０）、画像表示装置１０８に表示している露出補正バー１０８ａをＳ３１１で非表示にして、露出補正値設定処理Ｓ２０２を終了する。
【００３７】
図５は測光用露出制御処理Ｓ２０３を示すフローチャートである。システム制御回路６０は、現在のヒストグラムの表示設定を判断し（Ｓ４０１）、ヒストグラム表示がＯＮでなければＳ４０２に進む。ヒストグラムの表示設定は操作部７０を用いてユーザが設定することができる。
【００３８】
ヒストグラムの表示設定がＯＮでない場合は（Ｓ４０１）、測光系露出を適正露出に制御し（Ｓ４０２）、表示用ゲインも０に設定する（Ｓ４０３）。測光は適正露出で行い、画像表示装置１０８に表示する画像も適正露出となる。
【００３９】
ヒストグラムの表示設定がＯＮの場合は（Ｓ４０１）、Ｓ４０４に進む。表示するヒストグラムには、実際撮影される画像のヒストグラムのプレビュー効果を持たせるため、露出補正値を反映させた画像のヒストグラムをとる。そのため、測光系露出および表示用ゲインを用いて露出補正値分だけ画像データの明るさを補正する。
【００４０】
システム制御回路６０は、設定されている露出補正値が＋２段（所定の範囲）より大きいか否かを判断し（Ｓ４０４）、露出補正値が＋２段以下であれば（所定の範囲を超えなければ）Ｓ４０５に進む。露出補正値が＋２段以下の場合は（Ｓ４０４）、測光用露出を適正露出から露出補正値分補正した露出に制御する（Ｓ４０５）。表示用ゲインは０に設定する（Ｓ４０６）。測光回路２３に対する入力が適正露出より最大で２段オーバーな画像となるが、測光精度を保てる範囲だと判断して測光用露出で露出補正値を吸収している。
【００４１】
露出補正値が＋２段より大きい（所定の範囲を超える）場合は（Ｓ４０４）、測光用露出を適正から＋２段補正した露出に制御する（Ｓ４０７）。そして、測光用露出で補正しきれなかった分、すなわち（露出補正値−２）段分を表示用ゲインに設定する（Ｓ４０８）。測光用露出の適正露出からの補正は測光精度を保てる＋２段までにとどめ、残りを表示用ゲインで補っている。
【００４２】
なお、露出補正値がマイナス側に設定されている場合には、表示用ゲインを用いて信号を減衰させることはしなくてもよい。画像処理回路５０内で画像データを減衰させた場合、あるレベル以上の信号が一切無くなり画像のデータレンジが狭くなってしまう弊害が生じるためである。絞り１４や露光時間で露出を暗くした場合には、それ以上に明るい被写体の信号は飽和レベルに達する（＝データレンジはそのまま）が、表示用ゲインを用いて画像データを減衰させた場合には、明るい被写体部分の信号も飽和レベルに達しなくなる。測光用露出と表示用ゲインを設定し終えたら、測光用露出制御処理Ｓ２０３を終了する。
【００４３】
図６は図２の撮影処理Ｓ２１４を示すフローチャートである。Ｓ５０１にて、システム制御回路６０はＳ２０８で記憶した測光値に基づき静止画用の露出に設定する。なお、操作部７０を用いてユーザによって露出補正値が設定されている場合は露出補正分だけ露出を測光結果に基づく適正露出からずらす。また、発光撮影する場合には調光動作を行い、本露光に対する発光設定も行っておく。
【００４４】
露出設定が完了するとＳ５０２の露光動作に進む。露光されたデータは一時記憶メモリ３０に記憶される。次に撮像されたデータの現像処理Ｓ５０３を行う。現像されたデータは画像記憶媒体Ｉ／Ｆ８０を通じて画像記憶媒体８２に記録され（Ｓ５０４）、撮影処理Ｓ２１４を終了する。
【００４５】
以上説明したように、露出補正値を反映させた画像を表示しつつ測光を行う際に、露出補正値が＋２段を超えた場合にのみ表示用ゲインアップを行うことで（Ｓ４０４〜Ｓ４０８）、測光精度を保ちつつ表示画像のノイズを最小限に抑えることができる。
【００４６】
また、露出補正値を反映させた画像を表示する場合は他にもあるが（Ｓ２１１、Ｓ３０８）、その状態で測光することがないので、露出補正値が大きいか否かによらず測光系露出を露出補正値分補正している。このとき表示用ゲインアップは行っておらず、絞り１４や露光時間で露出を補正できるので表示画像のノイズを抑制することが可能である。
【００４７】
上記説明では表示用ゲインアップを行う場合の露出補正値の閾値を＋２段に固定したが、撮像素子のダイナミックレンジに応じて設定してもよい。特に撮像素子の駆動モードによってダイナミックレンジが異なる場合には、ダイナミックレンジが狭い駆動ほど露出補正値の閾値を小さく（所定範囲を狭く）設定してもよい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置の露出制御および表示制御に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像装置において、露出をユーザが補正する機能、いわゆる露出補正機能を有するものがある。このような撮像装置において、露出補正を反映させた画像を表示部に表示して露出補正の効果を確認しながら露出補正値を設定することができるようにしたものもある。しかしながら、ユーザが設定した露出補正値を露出に反映した状態で測光した場合、露出が適正から外れるために測光精度が低下する問題があった。特に露出補正値をプラス方向（明るくする方向）に設定した場合、露出補正値を露出に反映すると画像データの信号が飽和してしまい正常に測光処理を行えない場合があった。
【０００３】
この問題に対し、従来の撮像装置には、測光精度を保ちつつ露出補正量を反映した画像を表示部に表示するため、撮像素子の露出時間は被写体の照度に基づいて制御する一方で、撮像素子の出力に対する増幅手段の利得を露出補正量だけ補正するものがある。このような技術は、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１６３８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、露出の補正を絞りや露出時間を用いずに信号の増幅のみで実現しているため、特に露出補正値が大きい場合に表示画像のノイズが増加するという問題があった。
【０００６】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、撮像装置において、露出補正を反映した画像を表示しながらも、測光精度の低下とノイズの増加を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係わる撮像装置は、露出補正値を設定する設定手段と、画像データを取得する取得手段と、前記取得手段により取得された画像データを用いて測光を行う測光手段と、前記取得手段により画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御手段と、前記取得手段により取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、前記設定手段により設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示手段と、前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御手段による露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御手段による露出制御及び前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、撮像装置において、露出補正を反映した画像を表示しながらも、測光精度の低下とノイズの増加を抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図。
【図２】本発明の一実施形態に係る静止画記録モード処理のフローチャート。
【図３】本発明の一実施形態に係る露出補正値設定処理のフローチャート。
【図４】本発明の一実施形態に係る露出補正バーの表示例を示す図。
【図５】本発明の一実施形態に係る測光用露出制御処理のフローチャート。
【図６】本発明の一実施形態に係る撮影処理のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の一実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本発明の撮像装置の一実施形態であるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図１において、レンズ１０は外光を集光する。レンズ駆動回路４２はレンズ位置を光軸に沿って前後に動かすことで焦点を調節したり、画角を調節することが可能である。さらに、ブレ量検知回路４４で測定したカメラのブレ量を元に、手ブレ補正回路４０にてレンズを駆動し、手ブレをキャンセルする方向に光軸を変化させることで光学的な手ブレ補正を行う構成とすることも可能である。ブレ量検知回路４４には、ジャイロセンサーが含まれている。図１ではレンズを駆動することで手ブレ補正を実現しているが、撮像素子１６を駆動することで同様に手ブレを補正することも可能である。レンズ１０を通過した光は絞り１４により、その光量を調節することができる。システム制御回路６０は、絞り制御情報を絞り駆動回路２６に伝達することで、絞り１４を制御することが可能である。絞り１４は、複数枚の羽根から構成された虹彩絞りや、あらかじめ、板に様々な径で穴を打ち抜いた丸絞りがある。システム制御回路６０はこれらの絞り１４と絞り駆動回路２６を用い、被写体輝度が高い場合は絞りを絞って光量を落とすように制御し、被写体輝度が低い場合は絞りを開放にして光を多く取り込むように制御することが可能である。システム制御回路６０は、メカニカルシャッター制御情報をメカニカルシャッター駆動回路２８に伝達することで、メカニカルシャッター１２を制御することが可能である。静止画撮影時の露光時間は、メカニカルシャッター１２の開閉時間により決定され、この時間はシステム制御回路６０が判断し、メカニカルシャッター駆動回路２８に指示を出す。
【００１２】
レンズ１０、メカニカルシャッター１２、絞り１４を通過した光は撮像素子１６に受光される。システム制御回路６０は、撮像素子制御信号をＴＧ（Timing Generator）２４に伝達することで、撮像素子１６を制御することができる。ＴＧ２４は、システム制御回路６０から受信した制御情報をもとに撮像素子１６を駆動する。撮像素子１６は素子への露光と、露光したデータの読み出し作業を周期的に行っており、この作業はＴＧ２４からの駆動信号を基準に行われる。またＴＧ２４は、撮像素子１６の露光時間を制御することが可能である。任意のタイミングで、素子がチャージした電荷を開放するように、ＴＧ２４から撮像素子１６へ駆動信号を出すことでこれを可能としている。
【００１３】
撮像素子１６から読み出された画像信号は、アナログゲイン回路１８により、画像信号レベルを減衰／増幅することができる。システム制御回路６０は、増幅レベルをアナログゲイン回路１８に伝達することで、増幅量を制御することができる。画像信号はＡ／Ｄ変換回路（Analog/Digital Converter）２０にてアナログ信号からデジタル信号へ変換される。デバイスにより、デジタル信号のビット幅は１０ビット、１２ビット、１４ビットなどがあり、後段の画像処理回路５０は、複数種類のビット幅に対応可能である。Ａ／Ｄ変換回路２０からデジタル化された画像データはデジタルゲイン回路２２へ入力される。デジタルゲイン回路２２により、画像データレベルを減衰／増幅することができる。システム制御回路６０は、増幅レベルをデジタルゲイン回路２２に伝達することで、増幅量を制御することができる。通常、撮像素子１６の露出を適正にすることは、絞り１４で撮像素子１６への露光量を適切に設定すると共に、メカニカルシャッター１２により露光時間を適切に設定することで実現される。しかし、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２で画像データ信号を減衰／増幅することで、擬似的に画像データの露出を変える役割を担うことができる。これは、絞りやシャッター速度と並ぶ撮影時の露出条件の一つとして、感度という概念でユーザに機能提供することが可能である。すなわち、絞り１４、メカニカルシャッター１２、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２などにより露出制御することになる。また、後述する測光回路２３に入力される画像データは、撮像素子１６、アナログゲイン回路１８、Ａ／Ｄ変換回路２０、デジタルゲイン回路２２を介して取得される。デジタルゲイン回路２２を用いない場合には、撮像素子１６、アナログゲイン回路１８、Ａ／Ｄ変換回路２０を介して取得された画像データが測光回路２３に入力される。
【００１４】
また、ストロボ制御回路４８を介してストロボ４６を発光させることもできる。逆光状態や低照度時など、被写体が暗い場合にストロボ発光撮影することで、被写体を明るく撮影することが可能となる。
【００１５】
デジタルゲイン回路２２から出力された画像データは測光回路２３に入力される。測光回路２３では入力された画像データ（測光用画像データ）から輝度信号を抽出する。抽出された輝度信号からシステム制御回路６０は画像の輝度信号と適正レベルとの輝度差分を算出し、画像データの輝度信号が適正レベルに近づくよう絞り１４、露光時間、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２を制御する。
【００１６】
また、デジタルゲイン回路２２から出力された画像データは画像処理回路５０へ入力される。画像処理回路５０は複数のブロックから構成され、さまざまな機能を実現している。画像処理回路５０では、画像データから色情報を抽出することができ、被写体の光源を特定し、色を適切に調節するホワイトバランス処理に使用することができる。また、画像データの周波数成分のみを抜き出す機能も備え、自動ピント合わせ制御（AF:AutoFocus）時に使用することができる。さらに、画像処理回路５０は、入力画像データのレベルの増減、画像の色効果などを操作する機能を備え、撮影画像の画質を調節するという役割も担っている。画像信号のレベル制御（画像データに対するゲイン制御）に関しては、様々な方法により制御可能となっている。例えば、画像全体に一律の増幅率でレベルを増減させる機能や、元の信号レベルの大小に応じて信号レベルを変換するトーンカーブ（ガンマ）機能や、画面内の領域ごとの周波数成分に応じた増幅率でレベルを増減させる機能などを用いることができる。特に画像処理回路５０で画像データのレベルを増幅することによって、画像表示装置１０８に表示される撮像画像に対応する画像データの信号レベルを持ち上げることができる（以降、表示用ゲインアップと呼ぶ）。また、画像処理回路５０での画像データレベルの増幅量を表示用ゲインと呼ぶ。この場合、測光回路２３に入力される画像データに関しては表示用ゲインアップ（ゲイン制御）は作用しないため、測光に用いられるデータは増幅せずに、表示される撮像画像に対応する画像データの信号レベルのみ増幅することが可能である。
【００１７】
デジタルゲイン回路２２から出力された画像データは画像処理回路５０へ入力されると同時に、一時記憶メモリ３０に記憶することができる。一旦、一時記憶メモリ３０に記憶した画像データは再度読み出すことができ、システム制御回路６０から画像データを参照したり、読み出した画像データを画像処理回路５０に入力することが可能である。さらに、画像処理回路５０で画像処理した画像データを一時記憶メモリ３０に書き戻したり、システム制御回路６０から任意のデータを書き込むことも可能である。
【００１８】
画像処理回路５０で適切に処理された画像データは、画像認識回路３８に入力することができる。画像認識回路３８は、入力された画像の明るさ状況、ピント合焦状況、色状況の認識に加え、人物の顔認識とその表情、文字がある場合はその文字情報を認識することが可能となっている。また、入力画像のヒストグラムをとることもできる。画像認識回路３８には複数の画像を入力することが可能となっており、例えば２つの画像を入力し、その２つの画像の特徴を比較することで、同一の画像かどうかを判定することが可能となっている。画像認識回路で画像を認識する方法に加え、システム制御回路６０でも画像認識処理を行うことができる。システム制御回路６０はＣＰＵ上であらかじめコーディングされたプログラムを実行することで、一時記憶メモリ３０に記憶された画像データを読み出してその画像データを解析してシーンの状況を認識することができる。
【００１９】
ＬＣＤなどの画像表示装置１０８に出力する場合、画像処理回路５０で画像処理を行った画像データをＶＲＡＭ３４上に展開しておき、それをＤ／Ａ変換回路３６にてアナログ信号に変換して画像表示装置１０８に表示する。電子ファインダーを実現する場合は、撮像素子１６から読み出される連続した撮像画像を順次画像表示装置１０８に表示更新していくことで可能となる。ＶＲＡＭ３４上に展開されるデータは画像処理回路５０で測光回路２３へ入力される画像データよりも表示用ゲインアップされたデータである。画像表示装置１０８にはＶＲＡＭ３４上のデータが表示されるため、画像表示装置１０８の表示画像と測光回路２３へ入力される画像データに対応する画像とは、表示用ゲインの分だけ明るさが異なることになる。
【００２０】
画像表示装置１０８には、画像だけでなく任意の情報を単独、もしくは画像と共に表示することが可能である。カメラの状態表示や、ユーザが選択あるいはカメラが決定したシャッター速度や絞り値、ＩＳＯ感度といった撮影情報などの文字情報や、画像処理回路５０で測定した輝度分布のようなグラフや、顔認識結果、シーン認識結果等も表示可能である。情報の表示位置、表示色も任意に選択可能である。これら様々な情報を表示することで、ユーザーインターフェースをとることが可能となる。また、画像表示装置１０８には、画像記憶媒体８２に記憶されている画像データを表示することも可能である。画像データが圧縮されている場合、圧縮伸張ブロック３２にて伸張し、ＶＲＡＭ３４にデータを展開する。このデータをＤ／Ａ変換回路３６にてアナログ信号に変換して出力する。
【００２１】
画像記憶媒体８２は不揮発性のものであり、主に撮影した画像データを記憶することが可能である。画像データの記憶に関しては、フォルダ階層を持たせたり、撮影した順にフォルダやファイル名が昇順に命名されるようにすることが可能である。各画像データには、絞り値やシャッター速度、ＩＳＯ感度などの撮影情報や、撮影した時刻などを付加することができ、それらを画像データと共に記憶することが可能となっている。さらに、記憶した画像データの読み出しはもちろん、画像の複製、移動、消去も可能となっている。
【００２２】
操作部７０には、システムの電源オン／オフを切り替えることのできる電源スイッチ１０２、撮影指示を行うためのシャッタースイッチＳＷ１（１０４）、ＳＷ２（１０６）、モード切替スイッチ１１０、パラメータ選択スイッチ１１２が含まれる。１０４はシャッタースイッチＳＷ１で、不図示のシャッターボタンの操作途中でＯＮとなり、自動露出制御やピント制御等の撮影準備動作の開始を指示する。１０６はシャッタースイッチＳＷ２で、不図示のシャッターボタンの操作完了でＯＮとなり、静止画撮影や画像認識の指示を行う操作が実現可能である。モード切替スイッチ１１０は、静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モードなどのカメラ動作モードを切り替えることができる。パラメータ選択スイッチ１１２により、露出補正値や測距領域、測光モードをはじめとする撮影時の撮影条件の選択や、撮影画像再生時のページ送り、カメラの動作設定全般などをユーザが選択することができる。さらに前述の電子ファインダーのＯｎ／Ｏｆｆを選択することもできる。また、画像表示装置１０８は画像を表示すると共に、タッチパネルとして入力装置とする構成にもできる。
【００２３】
図２は静止画記録モード処理を示すフローチャートである。システム制御回路６０は、操作部７０により露出補正値を設定する操作がユーザによって行われたか否かを判断し（Ｓ２０１）、操作が行われていなければそのままＳ２０３に進む。
【００２４】
ユーザによる露出補正値設定操作が行われていた場合はＳ２０２に進み、露出補正値の設定を行ってからＳ２０３に進む。この露出補正値設定処理Ｓ２０２は図３を用いて後述する。
【００２５】
システム制御回路６０は、Ｓ２０３で測光用の露出制御を行った後、Ｓ２０４で測光処理を行う。測光回路２３で抽出された画像データの輝度信号に基づき被写体輝度を算出する。測光用露出制御処理Ｓ２０３については図４を用いて後述する。
【００２６】
Ｓ２０５において、システム制御回路６０は、シャッタースイッチＳＷ１がＯＮしているか否かを判断し、ＯＦＦの場合はＳ２０１に戻り、ＯＮの場合はＳ２０６に進む。Ｓ２０６において、システム制御回路６０は画像処理回路５０内で行われる表示用のゲインアップ量を０に設定し、測光回路２３に入力される画像データに対応する画像と同じ明るさの画像が画像表示装置１０８に表示されるようにする。
【００２７】
さらにＳ２０７において、システム制御回路６０は測光系露出を適正露出に設定する。ここで、測光系露出とは、測光回路２３に入力される画像データの露出を指し、絞り１４、撮像素子１６の露光時間、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２を制御することで調整することができる。ここでは測光精度を出すため、ユーザが設定した露出補正値には関係なく測光系露出を適正に制御している。Ｓ２０８では測光処理を行い、被写体輝度を算出する。Ｓ２０８で測光系露出を適正にした状態で測光できるため、精度のよい測光を行うことができる。
【００２８】
Ｓ２０９ではＳ２０８で求めた被写体輝度に基づき、測光系露出を測距に適した露出に制御する。測距処理は、画像処理回路５０において入力画像データから抽出した周波数成分に基づき行われるため、画像処理回路５０に対する入力画像データが測距処理に対する入力データとなる。画像処理回路５０の入力画像データと測光回路２３の入力画像データは同じ露出であるため、測光系露出を制御することで測距用の入力データを測距に適した露出にしている。基本的には測距用露出は被写体輝度から求めた適正露出でよいが、測距処理用に補正を行った露出にすることも可能である。Ｓ２０９で測距用の露出に制御したら、Ｓ２１０で測距処理を行い被写体にピントを合わせる。
【００２９】
測距処理Ｓ２１０が終わったら、Ｓ２１１で測光系露出を適正露出から露出補正値分補正した露出に制御する。画像表示装置１０８に表示される画像も露出補正値を反映した明るさになるため、ユーザは実際撮影される画像をプレビューすることができる。ここでは表示用ゲインはＳ２０６で０に設定されたままで、測光系露出の段階で露出補正値を反映させているため、アナログゲイン回路１８、デジタルゲイン回路２２だけでなく絞り１４、撮像素子１６の露光時間を含めて露出を補正することができる。したがって、露出補正値をプラス側（明るくする方向）に設定した場合でも、絞りを開いたり露光時間を長くすることで露出補正を行うため、表示用ゲインアップを用いて表示画像が明るくなるように補正した場合に比べて表示画像のノイズを抑制することができる。プレビュー用の表示画像のノイズが抑えられることで、フレーミングがしやすくなるなどの効果がある。
【００３０】
システム制御回路６０は、シャッタースイッチＳＷ２がＯＮしているか否かを判断し（Ｓ２１２）、ＯＦＦの場合はＳ２１３に、ＯＮの場合はＳ２１４に進む。Ｓ２１３ではシャッタースイッチＳＷ１がＯＮしているか否かを判断し、ＯＮの場合はＳ２１２に、ＯＦＦの場合はＳ２０１に戻る。ＳＷ１がＯＮ、ＳＷ２がＯＦＦの間は、ステップＳ２１２〜Ｓ２１３が繰り返される。Ｓ２１４に進むと静止画の撮影を行い、処理はＳ２０１に戻る。この撮影処理Ｓ２１４は図５を用いて後述する。
【００３１】
図３は露出補正値設定処理Ｓ２０２を示すフローチャートである。露出補正値設定処理に入ったらシステム制御回路６０は画像表示装置１０８に露出補正バーを表示する（Ｓ３０１）。露出補正バーを表示した場合の表示例を図４に示す。露出補正バー１０８ａ、露出補正値１０８ｂの他、ＩＳＯ感度設定１０８ｃ、圧縮率設定１０８ｄ、画像サイズ設定１０８ｅ、撮影可能枚数１０８ｆ、撮影モードアイコン１０８ｇ、ストロボ設定１０８ｈ、カメラ姿勢アイコン１０８ｉが表示されている。現在設定されている露出補正値と、選択可能な露出補正値が露出補正バー１０８ａに表示され、操作部７０を操作することで補正値を選択することができる。
【００３２】
システム制御回路６０は、Ｓ３０２で画像表示装置１０８に表示している画像（以下、スルー画像とも呼ぶ）の更新を停止した後、測光系露出を適正露出に（Ｓ３０３）、表示用ゲインを０に設定し（Ｓ３０４）、適正露出での測光を行う（Ｓ３０５）。ここでは測光の精度を出すため一度測光系露出を適正にしてから測光している。そのため、露出補正値をスルー画像に反映した状態からＳ３０３〜３０５で測光した場合に、一度露出を適正に変更する過程が見えてしまうことを避けるためにＳ３０２でスルー画像の更新を一時停止している。
【００３３】
Ｓ３０５の測光処理で被写体輝度を算出したら、被写体輝度から適正露出を求め、適正露出から露出補正値分補正した露出に測光系露出を制御する（Ｓ３０６）。また、表示用ゲインは０に設定する（Ｓ３０７）。
【００３４】
Ｓ３０８において、システム制御回路６０は画像表示装置１０８のスルー画像の更新を再開する。スルー画像が更新されると、画像表示装置１０８に露出補正値が反映された画像が表示されることになり、ユーザは設定された露出補正値の効果を確認することができる。Ｓ３０８で表示されるスルー画像は、Ｓ３０６、３０７において露出補正値を表示用ゲインアップを用いずに反映しているため、表示用ゲインアップを用いた場合に比べてノイズが抑えられている。そのため、表示画像のノイズが抑えられることで、露出補正値の効果を確認しやすい。
【００３５】
システム制御回路６０は、操作部７０により、露出補正値の変更があったか否かを判断し（Ｓ３０９）、変更があった場合はＳ３０２に戻り、最新の露出補正値を反映したスルー画像を表示すべく処理を行う。
【００３６】
露出補正値に変更がなかった場合（Ｓ３０９）、システム制御回路６０は、操作部７０により露出補正値の設定処理を終了する旨の操作がユーザによって行われたか否かを判断する（Ｓ３１０）。設定終了操作が行われていなければＳ３０９に戻る。設定終了操作が行われていた場合は（Ｓ３１０）、画像表示装置１０８に表示している露出補正バー１０８ａをＳ３１１で非表示にして、露出補正値設定処理Ｓ２０２を終了する。
【００３７】
図５は測光用露出制御処理Ｓ２０３を示すフローチャートである。システム制御回路６０は、現在のヒストグラムの表示設定を判断し（Ｓ４０１）、ヒストグラム表示がＯＮでなければＳ４０２に進む。ヒストグラムの表示設定は操作部７０を用いてユーザが設定することができる。
【００３８】
ヒストグラムの表示設定がＯＮでない場合は（Ｓ４０１）、測光系露出を適正露出に制御し（Ｓ４０２）、表示用ゲインも０に設定する（Ｓ４０３）。測光は適正露出で行い、画像表示装置１０８に表示する画像も適正露出となる。
【００３９】
ヒストグラムの表示設定がＯＮの場合は（Ｓ４０１）、Ｓ４０４に進む。表示するヒストグラムには、実際撮影される画像のヒストグラムのプレビュー効果を持たせるため、露出補正値を反映させた画像のヒストグラムをとる。そのため、測光系露出および表示用ゲインを用いて露出補正値分だけ画像データの明るさを補正する。
【００４０】
システム制御回路６０は、設定されている露出補正値が＋２段（所定の範囲）より大きいか否かを判断し（Ｓ４０４）、露出補正値が＋２段以下であれば（所定の範囲を超えなければ）Ｓ４０５に進む。露出補正値が＋２段以下の場合は（Ｓ４０４）、測光用露出を適正露出から露出補正値分補正した露出に制御する（Ｓ４０５）。表示用ゲインは０に設定する（Ｓ４０６）。測光回路２３に対する入力が適正露出より最大で２段オーバーな画像となるが、測光精度を保てる範囲だと判断して測光用露出で露出補正値を吸収している。
【００４１】
露出補正値が＋２段より大きい（所定の範囲を超える）場合は（Ｓ４０４）、測光用露出を適正から＋２段補正した露出に制御する（Ｓ４０７）。そして、測光用露出で補正しきれなかった分、すなわち（露出補正値−２）段分を表示用ゲインに設定する（Ｓ４０８）。測光用露出の適正露出からの補正は測光精度を保てる＋２段までにとどめ、残りを表示用ゲインで補っている。
【００４２】
なお、露出補正値がマイナス側に設定されている場合には、表示用ゲインを用いて信号を減衰させることはしなくてもよい。画像処理回路５０内で画像データを減衰させた場合、あるレベル以上の信号が一切無くなり画像のデータレンジが狭くなってしまう弊害が生じるためである。絞り１４や露光時間で露出を暗くした場合には、それ以上に明るい被写体の信号は飽和レベルに達する（＝データレンジはそのまま）が、表示用ゲインを用いて画像データを減衰させた場合には、明るい被写体部分の信号も飽和レベルに達しなくなる。測光用露出と表示用ゲインを設定し終えたら、測光用露出制御処理Ｓ２０３を終了する。
【００４３】
図６は図２の撮影処理Ｓ２１４を示すフローチャートである。Ｓ５０１にて、システム制御回路６０はＳ２０８で記憶した測光値に基づき静止画用の露出に設定する。なお、操作部７０を用いてユーザによって露出補正値が設定されている場合は露出補正分だけ露出を測光結果に基づく適正露出からずらす。また、発光撮影する場合には調光動作を行い、本露光に対する発光設定も行っておく。
【００４４】
露出設定が完了するとＳ５０２の露光動作に進む。露光されたデータは一時記憶メモリ３０に記憶される。次に撮像されたデータの現像処理Ｓ５０３を行う。現像されたデータは画像記憶媒体Ｉ／Ｆ８０を通じて画像記憶媒体８２に記録され（Ｓ５０４）、撮影処理Ｓ２１４を終了する。
【００４５】
以上説明したように、露出補正値を反映させた画像を表示しつつ測光を行う際に、露出補正値が＋２段を超えた場合にのみ表示用ゲインアップを行うことで（Ｓ４０４〜Ｓ４０８）、測光精度を保ちつつ表示画像のノイズを最小限に抑えることができる。
【００４６】
また、露出補正値を反映させた画像を表示する場合は他にもあるが（Ｓ２１１、Ｓ３０８）、その状態で測光することがないので、露出補正値が大きいか否かによらず測光系露出を露出補正値分補正している。このとき表示用ゲインアップは行っておらず、絞り１４や露光時間で露出を補正できるので表示画像のノイズを抑制することが可能である。
【００４７】
上記説明では表示用ゲインアップを行う場合の露出補正値の閾値を＋２段に固定したが、撮像素子のダイナミックレンジに応じて設定してもよい。特に撮像素子の駆動モードによってダイナミックレンジが異なる場合には、ダイナミックレンジが狭い駆動ほど露出補正値の閾値を小さく（所定範囲を狭く）設定してもよい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露出補正値を設定する設定手段と、
画像データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像データを用いて測光を行う測光手段と、
前記取得手段により画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御手段と、
前記取得手段により取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、
前記設定手段により設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示手段と、
前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御手段による露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御手段による露出制御及び前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値の前記所定の範囲を超える分を反映させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合であっても、前記取得手段により取得された画像データを用いて測光を行わないときは、当該画像データに対する前記露出補正値を反映させた前記ゲイン制御手段によるゲイン制御を行わないように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記露出補正値が前記撮像画像を暗くする方向の値の場合、当該露出補正値を反映させた前記ゲイン制御手段によるゲイン制御を行わないように制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記所定の範囲は、前記取得手段による画像データの取得に用いる撮像素子のダイナミックレンジに応じて設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記所定の範囲は、前記取得手段による画像データの取得に用いる撮像素子のダイナミックレンジが狭いほど狭い範囲に設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
露出補正値を設定する設定ステップと、
画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された画像データを用いて測光を行う測光ステップと、
前記取得ステップで画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御ステップと、
前記取得ステップで取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御ステップと、
前記設定ステップで設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示ステップと、
前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御ステップでのる露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御ステップでの露出制御及び前記ゲイン制御ステップでのゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項１】
露出補正値を設定する設定手段と、
画像データを取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された画像データを用いて測光を行う測光手段と、
前記取得手段により画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御手段と、
前記取得手段により取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御手段と、
前記設定手段により設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示手段と、
前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御手段による露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御手段による露出制御及び前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記ゲイン制御手段によるゲイン制御において前記露出補正値の前記所定の範囲を超える分を反映させるように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合であっても、前記取得手段により取得された画像データを用いて測光を行わないときは、当該画像データに対する前記露出補正値を反映させた前記ゲイン制御手段によるゲイン制御を行わないように制御することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記露出補正値が前記撮像画像を暗くする方向の値の場合、当該露出補正値を反映させた前記ゲイン制御手段によるゲイン制御を行わないように制御することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記所定の範囲は、前記取得手段による画像データの取得に用いる撮像素子のダイナミックレンジに応じて設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記所定の範囲は、前記取得手段による画像データの取得に用いる撮像素子のダイナミックレンジが狭いほど狭い範囲に設定されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
露出補正値を設定する設定ステップと、
画像データを取得する取得ステップと、
前記取得ステップで取得された画像データを用いて測光を行う測光ステップと、
前記取得ステップで画像データを取得するときの露出制御を行う露出制御ステップと、
前記取得ステップで取得された画像データに対するゲイン制御を行うゲイン制御ステップと、
前記設定ステップで設定された露出補正値を反映させた撮像画像を表示する表示ステップと、
前記露出補正値が所定の範囲を超えない場合、前記露出制御ステップでのる露出制御において前記露出補正値を反映させ、前記露出補正値が前記所定の範囲を超える場合、前記露出制御ステップでの露出制御及び前記ゲイン制御ステップでのゲイン制御において前記露出補正値を反映させるように制御する制御ステップと、を有することを特徴とする撮像装置の制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−５５４９５（Ｐ２０１３−５５４９５Ａ）
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９２０３６（Ｐ２０１１−１９２０３６）
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２日（２０１１．９．２）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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