JP2006314038A - 電子カメラ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 被写界を測光する測光部と、撮像素子により被写界を撮像して画像を生成する撮像部と、測光部による測光値を所定の上限値で制限した値に基づいて、被写界の所定領域の目標画像出力値を算出し、目標画像出力値と、撮像部により生成された画像のうち所定領域に対応する部分の画像出力値との比に基づいて、画像を補正する際に用いる補正値を算出する演算部と、演算部により演算された補正値に基づいて画像を補正する補正部とを備える。
【選択図】 図1
Description
条件どおりに制御されないと、適正な露出の画像が得られない。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、撮像により生成された画像に飽和レベルに達している部分がある場合でも、適正な露出の画像を得るための補正を可能とすることができる電子カメラを提供することを目的とする。
図1は、本実施形態の電子カメラ100の概略構成図である。
電子カメラ100は、カメラ本体101、撮影レンズ102からなる。撮影レンズ102は、カメラ本体101に対し着脱可能であり、内部にレンズ1および開口絞り2を備える。なお、カメラ本体101は、撮影レンズ102以外の撮影レンズも着脱可能である。
非撮影時、すなわち撮影を行わない場合には、クイックリターンミラー3は、図1に示すように、光軸に対して45°の角度に配置される。そして、撮影レンズ102がカメラ本体101に装着された状態で、レンズ1および開口絞り2を通過した光束は、クイックリターンミラー3で反射され、拡散スクリーン4、コンデンサレンズ5、ペンタプリズム6を介して接眼レンズ7に導かれる。また、拡散スクリーン4によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ5、ペンタプリズム6、測光用プリズム8、測光用レンズ9を介して測光素子10に導かれる。
図2は、電子カメラ100の機能ブロック図である。
電子カメラ100は、測光部13、演算部14、制御部15、操作部16、撮像部17、画像補正部18、メモリ部19を備える。
また、制御部15は、演算部14の演算結果に応じて、開口絞り2、クイックリターンミラー3、シャッタ11をそれぞれ駆動する。操作部16は、不図示のレリーズボタンやユーザによる露出補正値の設定(詳細は後述する)のための設定ボタン(露出補正ボタンや露出値を固定するためのAEロックボタンなど)などを備え、操作部16の出力は演算部14に接続される。
ところで、測光部13に含まれる測光素子10は、SPD(Silicon Photo Diode)やCCDなどの受光素子であり、図3に示す分割測光センサである。測光素子10は、被写界の略全面を25個の領域に分割して測光し、それぞれの領域の輝度値BV(1)〜BV(25)を検出する。電子カメラ100は、このような測光素子10を用いた測光に関して、3つの測光モードを有する。3つの測光モードとは、中央部分測光モード、スポット測光モード、多分割測光モードである。これらの測光モードは、操作部16を介して、ユーザにより設定される。
ユーザにより、不図示のレリーズボタンが半押しされると、ステップS1において、電子カメラ100は、測光部13の測光素子10の電源をONし、所定の初期化動作を行う。
ユーザにより、中央部分測光モードが設定された場合、測光部13の測光素子10は、図3のほぼ中央に当たる領域1〜9を測光対象とし、輝度値BV(1)〜BV(9)を検出する。また、ユーザにより、スポット測光モードが設定された場合、測光部13は、図3の中心のスポット領域5を測光対象とし、輝度値BV(5)を検出する。さらに、ユーザにより、多分割測光モードが設定された場合、測光部13の測光素子10は、図3の全面の領域1〜25を測光対象とし、輝度値BV(1)〜BV(25)を検出する。
つまり、ユーザにより中央部分測光モードが設定された場合、演算部14は、輝度値BV(1)〜BV(9)に基づいて、中央部分測光モードにおける露出制御輝度値BVcwを算出する。また、スポット測光モードが設定された場合、演算部14は、輝度値BV(5)に基づいて、スポット測光モードにおける露出制御輝度値BVspを算出する。さらに、多分割測光モードが設定された場合、演算部14は、輝度値BV(1)〜BV(25)に基づいて、多分割測光モードにおける露出制御輝度値BVaを算出する。すなわち、ユーザにより、中央部分測光モードが設定された場合は、露出制御輝度値BVexp=BVcw−(BVec+BVbkt)となり、スポット測光モードが設定された場合は、露出制御輝度値BVexp=BVsp−(BVec+BVbkt)となり、多分割測光モードが設定された場合は、露出制御輝度値BVexp=BVa−(BVec+BVbkt)となる。
ステップS4において、演算部14は、補正参照領域輝度値BVrefを算出する。演算部14は、まず次式を用いて露出基準レベルVbaseを求める。
露出基準レベルVbaseは、輝度が露出制御輝度値BVexpと同じで、分布が一様な被写体を測光した場合に得られる測光素子出力である。また、Ofsは、測光素子のアンプゲインや蓄積時間やレンズの絞り開口値等の測光条件の違いを補正する値である。
次に、演算部14は、仮想飽和レベルSatClipを、次式を用いて求める。
Vsatは、撮像素子出力の飽和レベルである。また、TgSは、基準目標値であり詳細については後述する。
続いて、演算部14は、補正参照領域の測光素子出力が仮想飽和レベルで飽和したと仮定して輝度を算出する。まず、演算部14は、次式を用いて参照領域の平均出力を求める。
ただしV(i)がSatClipより大きい場合は、V(i)=SatClipとし、V(i)を上限値で制限する。
ここでiは、図3のうち参照領域に含まれる領域の番号、つまりi=1〜9、13、14、17、18、21、22であり、nはその領域の数、つまりn=15である。また、V(i)は、領域iの測光素子出力であり、領域の輝度値BV(i)と次式の関係がある。
ここで、Log2は、底が2の対数である。
こうして補正参照領域の平均出力を求めると、演算部14は、次式を用いて補正参照領域輝度値BVrefを算出する。
BVref=Log2(Mr)+Ofs・・・(式5)
ここで、式2のTgSは、一様にグレー(中間調)な被写体を撮像した画像が好ましいグレーとして見える(中間調として再現される)ように定められた撮像素子出力の基準目標値である。ただし、基準目標値TgSを定める際には、被写体は一様な輝度なので撮像素子出力の飽和を考慮する必要が無く、補正参照領域輝度値BVrefの算出においてもV(i)を上限値(SatClip)で制限する必要は無い。
ユーザにより不図示のレリーズボタンが全押しされていない場合、ステップS7において、演算部14は、測光部制御パラメータを算出する。
ステップS7において、演算部14は、ステップS2の測光結果に基づいて、次の測光における測光条件を決定する。そのため、測光部13は、より状況に即した最適な測光を行うことができる。
ユーザにより不図示のAEロックボタンがONに設定されている場合、ステップS9において、測光部13の測光素子10は、ステップS2と同様に被写界を測光し、輝度を検出する。ただし、ステップS9においては、測光部13の測光素子10は、前述した補正参照領域を測光対象とし、輝度値BV(1)〜BV(9)、BV(13)、BV(14)、BV(17)、BV(18)、BV(21)、BV(22)を検出する。
電子カメラ100は、ユーザにより不図示のAEロックボタンがONに設定されている場合(ステップS8YES)には、レリーズボタンが全押しされる(ステップS6YES)まで、補正参照領域の測光と補正参照領域輝度値BVrefの算出と測光部制御パラメータの算出とを繰り返す。また、ユーザにより不図示のAEロックボタンがONに設定されていない場合(ステップS8NO)には、レリーズボタンが全押しされる(ステップS6YES)まで、測光と露出制御輝度値BVexpの算出と補正参照領域輝度値BVrefの算出と露出制御パラメータの算出と測光部制御パラメータの算出とを繰り返す。そして、ユーザにより不図示のレリーズボタンが全押しされると、ステップS11に進む。
制御部15は、演算部14によって算出されたシャッタ速度、絞り値および撮像素子12の感度に基づいて、開口絞り2、シャッタ11、クイックリターンミラー3、撮像部17を制御し、撮像部17は、被写界を撮像する。
図5は、撮像部17の撮像素子12を示す図である。図5の一つ一つのマスは、撮像素子12の画素に対応する。そして、各画素から赤成分(R成分)、緑成分(G成分)、青成分(B成分)の画像データを画像補正部18へ出力する。
Y[i,j]=Kr×Dr[i,j]+Kg×Dg[i,j]+Kb×Db[i,j]・・・(式6)
式6において、i,jは画素番号を示し、DrはR成分の画像データ、DgはG成分の画像データ、DbはB成分の画像データを示す。また、Kr,Kg,Kbは画像データから輝度値を求めるための所定の係数である。
HT=2^(BVref−BVexp)・・・(式7)
次に、演算部14は、撮影時目標値TgYを、次式を用いて求める。
TgY=TgS×HT・・・(式8)
式8において、撮影時目標値TgYは、制御部15による開口絞り2およびシャッタ11の制御誤差が無い場合に撮像部17により出力される画像データのうち、測光部13の補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力に相当する。
ExpErr=TgY/AveYref・・・(式9)
式9において、AveYrefは、撮像部17により出力された画像データのうち、測光部13の補正参照領域に対応する部分の画像データの平均輝度出力であり、次式を用いて求める。
ただし、式10において、i=x1〜x2であり、j=y1〜y2である。i=x1〜x2、j=y1〜y2の部分は、撮像部17により出力された画像データのうち、補正参照領域(図3領域1〜9、13、14、17、18、21、22)に略対応する部分であり、式10により、この部分の画像データの輝度出力の平均が算出される。
CT=[(ExpErr−1)×AP+1]・・・(式11)
式11において、APは補正寄与率を示し、0〜1の値を取る(詳細は後述する)。
そして、演算部14は、次式を用いて、撮像部17から出力された画像データを補正する。
式12において、DAは補正後の画像データを示し、DBは撮像部17から出力された(補正前の)画像データを示す。
補正寄与率APが0より大きい場合に式12を用いて補正を行うと、露出誤差量ExpErrが1よりも大きい、つまりデジタルゲイン補正係数CTが1よりも大きい場合には、画像全体を明るくする方向(画像における出力レベルを増大させる方向)に補正することができる。一方、露出誤差量ExpErrが1よりも小さい、つまりデジタルゲイン補正係数CTが1よりも小さい場合には、画像全体を暗くする方向(画像における出力レベルを低減する方向)に補正することができる。
以上説明したように画像データの補正が行われると、ステップS13において、メモリ部19は、画像補正部18によって補正された画像データを記録し、一連の処理を終了する。
なお、本実施形態では、固定の基準目標値TgSを用いる例を示したが、例えば、ホワイトバランスのモードなどに応じて、基準目標値TgSを適宜変更するようにしても良い。このように基準目標値TgSを適宜変更することにより、より適切な補正を行うことができる。また、本実施形態で例に挙げた各式は、この例に限定されない。例えば、式2を用いてSatClipを算出する際に、個々のばらつきを加味して(Vsat/TgS)の値を調整するようにしても良い。
Claims (2)
- 被写界を測光する測光部と、
撮像素子により前記被写界を撮像して画像を生成する撮像部と、
前記測光部による測光値を所定の上限値で制限した値に基づいて、前記被写界の所定領域の目標画像出力値を算出し、前記目標画像出力値と、前記撮像部により生成された前記画像のうち前記所定領域に対応する部分の画像出力値との比に基づいて、前記画像を補正する際に用いる補正値を算出する演算部と、
前記演算部により演算された前記補正値に基づいて前記画像を補正する補正部と
を備えたことを特徴とする電子カメラ。 - 請求項1に記載の電子カメラにおいて、
前記演算部は、前記撮像素子の飽和出力レベルに基づいて、前記上限値を算出する
ことを特徴とする電子カメラ。
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