撮像装置及びプログラム
【課題】様々な方向から入射する有害光を効果的に遮光することで、撮像画像上に出現するフレア等を低減するための技術を提供する。
【解決手段】レンズ１０と、レンズ１０から投射される被写体の像を受け、画像信号に変換する撮像部１１と、被写体とレンズ１０との間に介在し、撮像部１１による撮像範囲の任意部分を遮光し、かつ、その遮光区域を変更可能な遮光部１２と、遮光部１２を介して撮像範囲上の遮光区域を変化させ、撮像部１１に遮光区域の異なる複数の画像フレームを撮像させる遮光制御部１３を備える。遮光部１２による遮光区域を様々に変化させて画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。過剰光を遮光した状態で撮像された画像においては、画像上に出現するフレア等を低減することができ、本来の被写体の視認性が向上する。
【解決手段】レンズ１０と、レンズ１０から投射される被写体の像を受け、画像信号に変換する撮像部１１と、被写体とレンズ１０との間に介在し、撮像部１１による撮像範囲の任意部分を遮光し、かつ、その遮光区域を変更可能な遮光部１２と、遮光部１２を介して撮像範囲上の遮光区域を変化させ、撮像部１１に遮光区域の異なる複数の画像フレームを撮像させる遮光制御部１３を備える。遮光部１２による遮光区域を様々に変化させて画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。過剰光を遮光した状態で撮像された画像においては、画像上に出現するフレア等を低減することができ、本来の被写体の視認性が向上する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号を出力する撮像装置において、撮像画像に出現するフレアやゴースト等を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に撮像装置を搭載し、その撮像装置によって撮像された車両周辺の画像を表示装置に表示させることにより、運転者による視認を支援するシステムが実現している。この種のシステムに用いられる撮像装置は、レンズを通した映像を撮像素子に結像させ、それを電気信号である画像信号として出力する。また、このような撮像装置は、車載用に限らず、静止画像を撮影するデジタルスチールカメラや動画像を撮影するデジタルビデオカメラ等にも用いられている。
【０００３】
ところで、上述のような撮像装置によって画像を撮像する際、太陽や対向車両のヘッドライトといった極めて明るい光源がレンズに向けられていると、レンズから結像面へ至る光学系における内面反射によって生じる迷光の影響により、撮像された画像にフレアやゴースト（以下、単に「フレア等」とも表記する）といった光の像が出現することが知られている。このようなフレア等は、一種の映像効果として肯定的に用いられる場合もある一方で、本来の被写体の視認性を低下させるものであるため、撮像された画像から正確な情報を得る必要がある場合には、望ましくないものである。例えば、車載用の撮像装置等の場合、画像上にフレア等が出現することで歩行者や障害物といった運転者が注意すべき被写体の視認性が低下するおそれがある。すなわち、撮像装置の用途によっては、フレア等を低減することで本来の被写体の視認性を向上させることが重要な課題となる。
【０００４】
一方、特許文献１には、レンズの絞り近傍に配置されたレンズ郡の下側にマスク部材を貼り付けることで、撮影画角外の上方から入射した有害光を遮光し、フレア等の発生を防止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２３４０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている技術は、撮影画角外の上方から入射した有害光を遮光する位置にマスク部材を設置することでフレア等の発生を防止するものであり、撮影画角外の上方以外から入射してくる有害光を想定したものではない。しかしながら、フレア等の原因となる有害光は、必ずしも撮影画角外の上方のみから入射してくるとは限らず、例えは、車載用の撮像装置における対向車両のヘッドライトの光や、日の出又は日没付近における低い角度からの太陽光のように、撮像範囲に対してほぼ水平方向に入射してくるものもある。そのため、特許文献１に記載の従来技術のように、上方から入射してくる有害光のみを遮光しただけでは、様々な方向から入射してくる有害光に対してフレア等を十分に防止することはできない。また、有害光を遮光するためのマスク部材の位置や大きさが固定された状態では、有害光の規模に対して遮光区域が過大、あるいは過小となる場合もある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、様々な方向から入射する有害光を効果的に遮光することで、撮像画像上に出現するフレア等を低減するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の撮像装置は、レンズと、レンズから投射される被写体の像を受け、これを画像信号に変換することで画像を撮像する撮像手段と、被写体とレンズとの間に介在し、撮像手段による撮像範囲の任意部分を遮光し、かつ、その遮光区域を変更可能に構成された遮光手段と、遮光手段を介して撮像手段による撮像範囲上の遮光区域を変化させ、撮像手段に遮光区域のそれぞれ異なる複数の画像フレームを撮像させる遮光制御手段と、遮光制御手段による制御に基づいて撮像された画像フレームの画像信号を外部に出力する画像出力手段とを備えることを特徴とする。なお、遮光手段が形成する遮光区域は、レンズに入射する光を完全に遮断するもの（すなわち、透過率０）であってもよいし、光を完全に遮断しないものであっても透過率が十分に低いものであればよい。
【０００８】
撮像画像上のフレア等は、太陽や車両のヘッドライトといった光源からの過剰光がレンズに入射することで生じる。そして、このような過剰光は、撮像範囲に対して常に一定の方向から入射してくるとは限らず、光源の位置によって様々な方向から入射してくる。
【０００９】
したがって、本発明の撮像装置によれば、遮光区域の位置や大きさを変化可能に構成することで、単一方向だけでなく様々な方向から入射する過剰光を遮光できるようになる。そして、遮光区域を様々に変化させながら複数の画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。このように、過剰光を遮光した状態で撮像することで、撮像された画像上に出現するフレア等を低減することができ、本来の被写体の視認性が向上する。
【００１０】
つぎに、請求項２に記載の撮像装置は、以下のような特徴を有する。遮光手段は、撮像手段の撮像範囲における所定部分を遮光する第１の遮光パターンと、第１の遮光パターンによる遮光区域の配置と互い違いとなる範囲を遮光する第２の遮光パターンとをそれぞれ形成可能に構成されている。そして、遮光制御手段は、第１の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、第２の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを撮像手段に撮像させる。さらに、画像合成手段は、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームの両画像フレームから、それぞれの遮光パターンによる遮光区域以外の撮像範囲に相当する部分画像をそれぞれ抽出し、この抽出した部分画像を対応する位置に組み合わせて合成画像フレームを生成する。そして、画像出力手段は、画像合成手段により生成された合成画像フレームを出力する。
【００１１】
遮光区域の配置を互い違いにした２つの遮光パターンでそれぞれ画像フレームを撮像することで、２つ画像フレームのうち、少なくとも何れか一方で過剰光源を遮光した状態の画像を撮像できるはずである。すなわち、少なくとも一方の画像フレーム、あるいは両方の画像フレームにおいてフレア等を低減することができる。しかしながら、このようにして撮像された各画像フレームでは、遮光された部分の映像が欠落することになる。そこで、遮光区域を互い違いにして撮像された２つの画像フレーム間で、それぞれ遮光されていない部分の画像同士を対応する位置に組み合わせて１つの合成画像フレームを合成することで、それぞれの画像フレームにおける映像の欠落部分を互いに補完することができる。このようにすることで、フレア等を低減し、かつ遮光区域による画像の欠落のない合成画像フレームを得ることができ、被写体の視認性が向上する。
【００１２】
つぎに、請求項３に記載の撮像装置は以下のような特徴を有する。すなわち、遮光制御手段は、撮像手段から出力される画像信号に基づいて当該画像上において過剰輝度の部分を検出し、撮像手段の撮像範囲における当該過剰輝度部分の位置に対応する部分を遮光させるように遮光手段の遮光区域を制御する。
【００１３】
このように構成することで、撮像範囲に入射してくる過剰光の方向や規模に応じて、その過剰光を遮光する位置に遮光区域を形成できるので、フレア等を効率的に低減できる。また、入射してくる過剰光の光束の大きさに応じて遮光区域の大きさを変えることができ、過剰光の規模に対して遮光区域が過大あるいは過小になることがなく、適切な範囲を遮光できる。
【００１４】
つぎに、請求項４に記載の撮像装置は以下のような特徴を有する。すなわち、遮光制御手段は、撮像範囲全域を遮光選択範囲の初期設定とし、下記の（１）〜（３）の処理を順次繰り返すことで遮光区域を段階的に絞り込む。
（１）遮光選択範囲を二等分した各範囲のうちの一方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、他方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを撮像手段に撮像させる。
（２）当該撮像された第１の画像フレームと第２の画像フレームと間で画像の明るさを比較する。
（３）上記（２）における比較の結果に基づき、何れか暗い方の画像フレームに該当する遮光区域を新たな遮光選択範囲として設定する。
【００１５】
そして、画像出力手段は、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームのうち、遮光制御手段による上記（２）における比較結果から、何れか暗い方の画像フレームの画像信号を外部に出力する。
【００１６】
フレア等の原因となる過剰光源を含む範囲を二等分し、この二等分した各範囲を個々に遮光した状態で撮像した２つの画像フレームでは、少なくとも何れか一方の画像フレームにおける遮光区域によって過剰光源が遮光されることになる。そして、このようにして撮像された２つの画像フレーム同士の明るさを比較した場合、過剰光源が遮光されていない状態で撮像された画像フレームの方が全体的に明るくなり、過剰光源が遮光された状態で撮像された画像フレームの方が全体的に暗くなる。そこで、このようにして撮像された２つの画像フレームのうち、暗いほうの画像フレームにおける遮光区域を更に二等分し、同じように二等分した各範囲を個々に遮光した状態で撮像した２つの画像フレーム同士の明るさを比較する、といった処理を繰り返すことで、撮像範囲中の過剰光源を遮光したまま、遮光区域を徐々に絞り込むことができるのである。このようにすることで、遮光区域が過大になるのを防ぎ、被写体の視認性をより向上させることができる。
【００１７】
ところで、遮光手段による遮光区域の変更を行うタイミングについては、例えば、請求項５に記載のように、撮像手段が動画像を撮像する際のフレームレートに同期したタイミングとすることが考えられる。このようにすることで、フレームレートに沿って連続して撮像される個々の画像フレームに対して確実に遮光を行うことができる。
【００１８】
つぎに、請求項６に記載の撮像装置は、以下のような特徴を有する。すなわち、画像出力手段により出力された画像信号に基づく画像を表示する表示手段と、遮光手段によって遮光すべき位置を表示手段に表示された画像に対して指示するための指示入力手段とを更に備える。そして、遮光制御手段は、指示入力手段において遮光すべき位置を指示された場合、その指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲を遮光手段に遮光させる。
【００１９】
このようにすることで、画面上に表示された画像をユーザが視認し、その画像上で過剰光源の位置をユーザが直接指示することができる。そして、ユーザにより指示された部分を遮光することで効果的にフレア等を低減することができる。
【００２０】
なお、ユーザの指示により遮光位置を特定する場合、更に請求項７に記載のようにしてもよい。すなわち、遮光制御手段は、指示入力手段において指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲に対する遮光を開始してから、所定時間経過後に当該遮光状態を解除する。このようにすることで、ユーザの指示により過剰光源を遮光した状態で被写体を視認した後、ユーザ自らその遮光区域を解除する手間を省くことができ、好適である。
【００２１】
ところで、本発明における遮光手段には、例えば、透明なパネル上に個々に遮光状態と透光状態を切り替え可能な複数の液晶セグメント（画素）が格子状に配列した液晶パネルを用いることが考えられる（請求項８）。このような液晶パネルを本発明の遮光手段として用いて、液晶パネルの個々の画素ごとに遮光状態のオン／オフを制御することで、遮光区域の位置、形状、面積等を自由に変更できるようになり、必要に応じて様々な遮光状態を実現できる。また、遮光手段として用いる液晶パネルの画素と、撮像手段により撮像される画像の画素とを個々に対応させることで、撮像素子の画素レベルで遮光を施すことも可能である。
【００２２】
一方、本発明における遮光手段には、上述の液晶パネルの他に、遮光部材をレンズ面に沿って機械的に駆動する装置を用いることもできる（請求項９）。より具体的には、遮光部材をレンズ面に対して平行に回転あるいは並進移動させて任意の範囲を遮光するような構成が挙げられる（請求項１０）。このような装置を本発明の遮光手段として用いた場合、遮光部材を過剰光が入射する位置に配置させることで過剰光を遮光できる。
【００２３】
以上で説明した撮像装置における遮光制御手段、あるいは遮光制御手段及び画像合成手段をコンピュータシステムで実現するには、請求項１１，１２に記載のようにコンピュータシステム上で稼動するプログラムとして備えればよい。このようなプログラムは、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気／光／光磁気ディスク、ハードディスク等のコンピュータにて読取可能な記憶媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードすることにより、上記各手段としての機能を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。
［撮像装置１の構成の説明]
図１（ａ）は、実施形態の撮像装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００２５】
撮像装置１は、動画像を撮像するためのものであり、レンズ１０、撮像部１１、遮光部１２、遮光制御部１３、画像処理部１４、画像表示部１５を備える。
レンズ１０は、被写体の像を撮像素子に投影するためのものであり、単体のレンズや、レンズそのものを取り付ける鏡筒等からなる。
【００２６】
撮像部１１は、レンズ１０によって投影された被写体の像を受け、これを電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子から得られた電気信号を画像信号に変換し、これを出力する画像エンジンとからなる。撮像部１１は、所定のフレームレート（例えば、３０〜６０ｆｐｓ）で画像フレームを連続的に生成することで動画像を撮像することができる。
【００２７】
遮光部１２は、図１（ｂ）の右図に示すように、レンズ１０の被写体側の正面に設けられ、レンズ面に沿って遮光区域を展開することで撮像部１１による撮像範囲の任意部分を遮光するためのものである。なお、図１（ｂ）の左図には、遮光部１２において市松模様の遮光区域を形成している事例を示している。この遮光部１２には、例えば、透明なパネル上に液晶によって任意の遮光区域を表示する液晶パネルや、種々の形状の遮光部材を機械的に駆動する装置等を用いることが考えられる。遮光部１２についての更なる詳細な説明は後述する。
【００２８】
遮光制御部１３は、周知のマイコンから構成され、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行する。具体的には、撮像部１１により撮像される動画像のフレームレートに同期して遮光部１２を駆動させることで種々の遮光パターンを形成し、この遮光パターンでレンズ１０を遮光した状態で画像を撮像させる。
【００２９】
画像処理部１４は、周知のマイコンから構成され、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行する。具体的には、撮像部１１から出力される動画像の各画像フレームに対して所定の画像処理を行い、その画像信号を出力する。
【００３０】
画像表示部１５は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置によって構成され、画像処理部１４から出力される動画像の画像信号に基づいて映像を表示する。
［遮光部１２の具体例]
つぎに、遮光部１２の様々なバリエーションについて、図２〜４に基づき説明する。
【００３１】
図２は、遮光部１２として液晶パネルを用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
液晶パネルで構成された遮光部１２は、撮像部１１による撮像範囲全部をカバーする透光率の高い無色透明のパネル全体に、個々に遮光状態と透光状態を切り替え可能な多数の液晶セグメント（遮光素子）が格子状に配列されており、個々の画素ごとに遮光状態のオン／オフを制御することで、パネル上に表示される遮光区域の位置、形状、面積等を自由に変更できる。
【００３２】
そして、図２（ａ）は、遮光部１２に遮光区域が何も表示されていない状態を示している。この状態においては、被写体からの光は全く遮光されないままレンズ１０へ入射する。
【００３３】
図２（ｂ）は、液晶パネルによる遮光パターンの一例として、撮像範囲の２分の１領域あるいは４分の１領域に矩形の遮光区域を表示した状態を示している。このように、撮像範囲を２等分、４等分、８等分…といった具合に区切った個々の領域ごとに遮光区域を表示し、その領域からレンズ１０へ入射する光を遮光することができる。
【００３４】
図２（ｃ）は、液晶パネルによる遮光パターンの一例として、円形あるいは方形のスポット状の遮光区域を表示した状態を示している。このようなスポット状の遮光区域を任意の位置に表示することで、視界を極力妨げることなく必要な部分のみを遮光することができる。
【００３５】
図２（ｄ）は、液晶パネルによる遮光パターンの一例として、方形の遮光区域とこの遮光区域と同じ形の透明区域とを交互に配置した市松模様の遮光パターンを表示した状態を示している。なお、図２（ｄ）における左右２つの市松模様の遮光パターン同士は、遮光区域が互い違いになるように配置されており、この互い違いの２つの遮光パターンを撮像部１１のフレームレートに同期して交互に切り替えて画像を撮像させることができる。
【００３６】
つぎに、図３，４は、遮光部１２として遮光部材を機械的に駆動する装置を用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
図３（ａ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、透明の円板上に扇形の遮光区域が配置された遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する円板状の遮光部材をレンズ１０の前面側に平行に配置し、円板の中心を軸に回転させる。このとき、回転角を調整して扇状の遮光区域を撮像範囲上の任意の位置へ移動させることで、その位置を遮光することができる。
【００３７】
図３（ｂ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、透明の円板上に、この円板上の同心円とこの円板を等分する扇形とで囲まれた領域に遮光区域を交互に配置した遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する円板状の遮光部材をレンズ１０の前面側に平行に配置し、円板の中心を軸に回転させる。このとき、撮像部１１のフレームレートに同期して、円板上に描かれた扇形と同じ角度ずつ一方向に回転、あるいは左右に往復回転させながら画像を撮像することで、画像フレームごとに遮光区域の配置が互い違いとなる状態で撮像された画像を得ることができる。
【００３８】
つぎに、図４（ａ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、撮像部１１の撮像範囲のおよそ２倍の幅を有する透明の板の中央部に撮像範囲より幅の狭い帯状の遮光区域が配置された遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する遮光部材をレンズ１０の前面側に左右に並進移動可能に配置する。そして、この遮光部材を撮像範囲に対して左右に並進移動させて遮光区域の位置を撮像範囲上の任意の位置へ移動させることで、その位置を遮光することができる。
【００３９】
つぎに、図４（ｂ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、撮像範囲を囲む枠組み内に、この枠組みに沿って左右に並進移動する撮像範囲より幅の狭い帯状の遮光部材が配置された遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する遮光部材をレンズ１０の前面側に配置し、帯状の遮光部材自体を撮像範囲に対して左右に並進移動させて撮像範囲上の任意の位置へ移動させることで、その位置を遮光することができる。
【００４０】
つぎに、図４（ｃ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、方形の遮光区域と、この遮光区域と同じ形の透明区域とを交互に配した市松模様の遮光パターンで撮像範囲を覆う事例を示している。この遮光部材は、撮像範囲の横幅に相当する長さよりも市松模様が横に１列分多く配されおり、撮像部１１のフレームレートに同期して遮光部材をこの１列分の幅に相当する距離だけ左右に並進移動させながら画像を撮像することで、画像フレームごとに遮光区域の配置が互い違いとなる画像を得ることができる。
【００４１】
［撮像装置１の動作の説明］
つぎに、撮像装置１の動作について、複数の事例を説明する。
（１）フレームレートに同期して遮光区域を連続的に変化させる処理
図５は、フレームレートに同期して遮光区域を連続的に変化させることによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００４２】
図５（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００４３】
図５（ｂ）は、遮光部１２における遮光区域の分割例を示す図である。ここでは、遮光部１２は、図５（ｂ）に示す（１）〜（８）の各分割区域に対してそれぞれ個別に遮光を施すことができるように構成されている。そして、遮光制御部１３は、撮像部１１のフレームレートに同期したタイミングにて遮光区域を（１）〜（８）の順に切り替えながら撮像部１１に画像を撮像させる。
【００４４】
図５（ｃ）は、遮光制御部１３による制御によって遮光区域（１）〜（８）を順次切り替えながら撮像された連続する画像フレームの一例を示している。この図５（ｃ）に示すように、Ｎ番目の画像フレーム（Ｎフレーム）では、遮光区域（１）が遮光されており、次のＮ＋１フレームでは、遮光されている部分が遮光区域（１）から（２）へと切り替わっている。以降、Ｎ＋２番目，Ｎ＋３番目，Ｎ＋４番目…と、フレーム番号が進むごとに各画像フレームで遮光されている部分が遮光区域（３），（４），（５）…と順次切り替わっている。
【００４５】
ここで、Ｎ＋３フレームにおいては、遮光区域（４）と過剰光源の位置とがちょうど重なっており、遮光区域（４）によって過剰光源が遮光されているため、画像上にフレア等が出現していない。その結果、本来の被写体である人物の像が、他のフレーム画像よりも鮮明に写っており、視認性が向上している。このように、フレームレートに同期しながら遮光区域を順次切り替えながら複数の画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。
【００４６】
（２）遮光区域の配置が互い違いとなる画像フレーム同士を合成する処理
図６は、遮光区域の配置が互い違いとなる２種類の遮光パターンの画像フレーム同士を合成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００４７】
図６（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００４８】
図６（ｂ）は、遮光区域の配置が互い違いとなる２種類の市松模様の遮光パターン１，２によってそれぞれ撮像された連続する２つの画像フレーム（Ｎフレーム、Ｎ＋１フレーム）の一例を示している。このような連続する画像フレームは、遮光制御部１３が、撮像部１１のフレームレートに同期したタイミングにて、遮光パターン１，２を交互に切り替えながら撮像部１１に画像を撮像させることで得られる。
【００４９】
この図６（ｂ）に示すように、遮光パターン１で撮像されたＮフレームでは、遮光区域と過剰光源の位置とがちょうど重なっており、この遮光区域によって過剰光源が遮光されているため、画像上にフレア等が出現していない。一方、遮光パターン２で撮像されたＮ＋１フレームでは、Ｎフレームとは反対に遮光されていない部分に過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。
【００５０】
そして、画像処理部１４が実行する後述の画像合成処理によって、この撮像されたＮフレームとＮ＋１フレームとを合成することで、図６（ｃ）に示す画像が生成される。具体的には、画像処理部１４は、Ｎフレーム及びＮ＋１フレームから、それぞれの遮光パターンによって遮光されていない部分に該当する分割領域を抽出し、２つの画像から抽出した分割領域をそれぞれ対応する位置に配置した１つの画像を生成する。すなわち、Ｎフレームから抽出した分割領域とＮ＋１フレームとから抽出した分割領域とを対応する位置に交互に組み合わせることで、２つの画像フレームから遮光領域を除いた画像を合成することができるのである。そして、この合成された画像には、過剰光源を遮光した状態で撮像されたＮフレームから抽出した画像が含まれているので、過剰光源を遮光しない状態で撮像した画像と比べてフレア等が低減しており、本来の被写体である人物の視認性が向上している。
【００５１】
なお、連続して撮像された画像フレーム同士で画像合成を行うことで、合成対象の画像フレームの撮像間隔が十分に短ければ、この短い撮像間隔における被写体の状況の差異は小さくなるので、合成後の画像上で被写体の歪みを軽減でき、見る者にとって違和感のない画像合成を実現できる。
【００５２】
つぎに、図７は、画像処理部１４が実行する上述の画像合成処理の手順を示すフローチャートである。
この処理は、画像処理部１４が合成対象である２つの連続する画像フレーム（Ｎフレーム，Ｎ＋１フレーム）同士を合成する処理であり、撮像部１１によって撮像される動画像のフレームレートに同期して、合成対象の画像フレームを順次代えながら繰り返し実行される処理である。
【００５３】
画像処理部１４は、まず、分割領域番号のカウンタｋの値を１にセットする（Ｓ１０１）。なお、本実施形態では、図６（ｂ）に示す市松模様の遮光パターンの個々の升目（すなわち、遮光区域の方形及び遮光されていない範囲の方形）に相当する分割領域の画像フレーム上での位置を分割領域番号によって特定している。また、異なる画像フレーム間で互いに位置が対応する分割領域には同じ分割領域番号が付されている。
【００５４】
つぎに、Ｎフレームにおける分割領域番号ｋに対応する分割領域ＤN,Kを参照し、この分割領域ＤN,KがＮフレームにおける遮光区域に該当する領域ＭNであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、分割領域ＤN,Kが遮光区域ＭNであると判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｎ＋１フレームから分割領域ＤN+1,Kを抽出する（Ｓ１０３）。一方、分割領域ＤN,Kが遮光区域ＭNでないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｎフレームから分割領域ＤN,Kを抽出する（Ｓ１０４）。
【００５５】
つぎに、現在のカウンタｋの値がＡであるか否かを判定する（Ｓ１０５）。ここで、Ａとは、画像フレームにおける分割領域の全数である。ここで、カウンタｋの値がＡではないと判定した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、ｋの値を１つカウントアップし（Ｓ１０６）、Ｓ１０２の処理へ戻る。以降、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の処理を順次繰り返すことで、カウンタｋの値をカウントアップする。そして、Ｓ１０５でカウンタｋの値がＡであると判定した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０３及びＳ１０４においてそれぞれ抽出した分割領域を分割領域番号順に合成してＮ´フレームを生成し、このＮ´フレームの画像信号を出力する（Ｓ１０７）。
【００５６】
（３）過剰光源の位置に遮光区域を形成する処理
図８は、撮像画像上に写り込んだ過剰光源の位置に相当する箇所に遮光区域を形成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００５７】
図８（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００５８】
そして、遮光制御部１３が実行する後述の遮光区域形成処理によって、画像上に写り込んだ過剰光源の位置に該当する箇所に遮光部１２（液晶パネル）の液晶セグメント（遮光素子）による遮光区域を形成することで、図８（ｂ）に示す画像が撮像される。具体的には、遮光制御部１３は、撮像部１１によって撮像された画像フレームを解析し、その画像上に輝度の閾値（上限）を超える部分があれば、遮光部１２（液晶パネル）を制御して該当部分に遮光区域を形成させる。このように、フレア等の原因となる過剰光源の位置を特定し、その位置を直接遮光することで、過剰光がレンズ１０へ入射するのを防止できる。その結果、過剰光源を遮光しない状態で撮像した画像と比べてフレア等が低減しており、本来の被写体である人物の視認性が向上している。
【００５９】
つぎに、図９は、遮光制御部１３が実行する上述の遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
この処理は、遮光制御部１３が撮像部１１から出力された画像フレーム上における過剰光源の位置を特定し、その位置に該当する部分に遮光区域を形成する処理であり、撮像部１１によって撮像される動画像のフレームレートに同期して、解析対象の画像フレームを順次代えながら繰り返し実行される処理である。
【００６０】
遮光制御部１３は、まず、画素番号のカウンタｊ，ｋの値をそれぞれ１にセットする（Ｓ２０１）。本実施形態では、画像フレームの画素の位置を示すのに二次元座標で示される画素番号を用いている。そして、ｊは画像フレームの縦方向の画素番号を示し、ｋは画像フレームの横方向の画素番号を示している。すなわち、カウンタｊ，ｋの値がそれぞれ１である場合、画素番号（１，１）の画素を指していることになる。
【００６１】
つぎに、解析対象の画像フレームにおける画素番号（ｊ，ｋ）に対応する画素（ｊ，ｋ）を参照し、この画素（ｊ，ｋ）の輝度ＩJ,Kを検出する（Ｓ２０２）。そして、この検出した輝度ＩJ,Kと輝度の閾値Ｉmaxとを比較し、ＩJ,KがＩmaxよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。なお、輝度の上限となる閾値Ｉmaxは、例えば、レンズ１０の特性に応じてフレア等が生じる可能性が高くなる程度の明るさとすることが考えられる。
【００６２】
Ｓ２０３で、ＩJ,KがＩmaxよりも大きいと判定した場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、画素（ｊ，ｋ）に対応する遮光部１２（液晶パネル）の遮光素子（ｊ，ｋ）を遮光状態にし（Ｓ２０４）、Ｓ２０５の処理へ移行する。なお、本実施形態では、遮光部１２（液晶パネル）の遮光素子と、撮像部１１の撮像素子の画素（すなわち、画像フレームの画素）とが個々に対応しており、遮光部１２（液晶パネル）のある座標の遮光素子を遮光状態にすることで、その座標に対応する撮像素子の画素に対して遮光を施すことができるようになっている。
【００６３】
一方、Ｓ２０３で、ＩJ,KがＩmax以下であると判定した場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０５の処理へ移行する。
つぎに、Ｓ２０５では、現在のカウンタｊの値がＡであるか否かを判定する。ここで、Ａとは、画像フレームの縦方向の画素数である。カウンタｊの値がＡではないと判定した場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ｊの値を１つカウントアップし（Ｓ２０６）、Ｓ２０２の処理へ戻る。以降、Ｓ２０２〜Ｓ２０６の処理を順次繰り返すこととで、カウンタｊの値をカウントアップする。そして、Ｓ２０５でカウンタｊの値がＡであると判定した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、現在のカウンタｋの値がＢであるか否かを判定する（Ｓ２０８）。ここで、Ｂとは、画像フレームの横方向の画素数である。カウンタｋの値がＢではないと判定した場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、ｊの値を１にリセットすると共にｋの値を１つカウントアップし（Ｓ２０９）、Ｓ２０２の処理へ戻る。
【００６４】
以降、Ｓ２０２〜Ｓ２０９の処理を順次繰り返し、その後、Ｓ２０８でカウンタｋの値がＢであると判定した場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、当該画像フレームに対する遮光区域形成処理を終了する。
【００６５】
（４）遮光区域を徐々に絞り込む処理
図１０は、広い範囲を遮光した状態から徐々に遮光区域を絞り込むことによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減しつつ可視範囲も確保する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００６６】
遮光制御部１３は、まず、図１０（ａ）に示すように、撮像範囲全域を中央で左右に２等分した２つの範囲のうち、右側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームと、左側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームとを、撮像部１１のフレームレートに同期して連続して撮像させる。
【００６７】
図１０（ａ）に示す事例では、撮像範囲の中央より左側に遮光を施した左図の画像フレームについては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。一方、撮像範囲の中央より右側に遮光を施した右図の画像フレームについては、画像の左上部に過剰光源が写り込んでおり、画像上にフレア等が出現している。ここで、これら２つの画像フレーム同士で画像の明るさを比較すると、必然的に、過剰光源が遮光されている１０（ａ）左図の画像がより暗く、画像上に過剰光源が写り込んでフレア等が出現している図１０（ａ）右図の画像が明るいと判定される。
【００６８】
つぎに、図１０（ａ）に示す２つの画像フレームのうち、暗い方の画像フレーム（左図）を撮像したときに施した遮光区域を上下に２等分した２つの範囲のうち、上側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームと、下側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームとを、撮像部１１のフレームレートに同期して連続して撮像させる。このようにして撮像された２つの画像フレームの一例を図１０（ｂ）に示す。
【００６９】
図１０（ｂ）に示す事例では、撮像範囲の左側上部に遮光を施した左図の画像フレームについては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。一方、撮像範囲の左側下部に遮光を施した右図の画像フレームについては、画像の左上部に過剰光源が写り込んでおり、画像上にフレア等が出現している。ここで、これら２つの画像フレーム同士で画像の明るさを比較すると、必然的に、過剰光源が遮光されている図１０（ｂ）左図の画像がより暗く、過剰光源が写り込んでフレア等が出現している図１０（ｂ）右図の画像が明るいと判定される。
【００７０】
つぎに、図１０（ｂ）に示す２つの画像フレームのうち、暗い方の画像フレーム（左図）を撮像したときに施した遮光区域を左右に２等分した２つの範囲のうち、左端側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームと、左側中央寄りに遮光を施した状態で撮像する画像フレームとを、撮像部１１のフレームレートに同期して連続して撮像させる。このようにして撮像された２つの画像フレームの一例を図１０（ｃ）に示す。
【００７１】
図１０（ｃ）に示す事例では、撮像範囲の上部左端側に遮光を施した左図の画像フレームについては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。一方、撮像範囲の上部左側中央寄りに遮光を施した右図の画像フレームについては、画像の左上部に過剰光源が写り込んでおり、画像上にフレア等が出現している。ここで、これら２つの画像フレーム同士で画像の明るさを比較すると、必然的に、過剰光源が遮光されている図１０（ｃ）左図の画像がより暗く、過剰光源が写り込んでフレア等が出現している図１０（ｃ）右図の画像が明るいと判定される。
【００７２】
ここで、図１０（ｃ）に示す２つの画像フレームのうち、暗い方の画像フレーム（左図）を画像表示部１５に出力すると、画像表示部１５に表示される画像は図１０（ｄ）に示すようなものになる。この図１０（ｄ）の表示画像では、遮光区域によって過剰光源を上手く遮光していると共に、この遮光区域が十分に絞り込まれており、表示画像上で本来の被写体である人物の像を十分に視認可能な程度の視界が確保されている。
【００７３】
つぎに、図１１は、遮光制御部１３が実行する上述の遮光区域絞り込み処理の手順を示すフローチャートである。
この処理は、遮光制御部１３が、撮像部１１によって撮像される動画像のフレームレートに同期して遮光区域を徐々に絞り込みながら、撮像部１１に画像を撮像させる処理である。
【００７４】
遮光制御部１３は、まず、選択領域Ａを全撮像範囲に設定する（Ｓ３０１）。つぎに、最小輝度ＩMINの初期値を所定の過大値に設定する（Ｓ３０２）。そして、現在の選択領域Ａを２等分したうちの一方の領域を、Ｎ番目の画像フレーム（以下、Ｎフレーム）に施す遮光区域ＭNに設定し、この遮光区域ＭNを遮光部１２に形成させた状態で撮像部１１にＮフレームを撮像させる（Ｓ３０３）。つづいて、撮像部１１によって撮像されたＮフレームにおける個々の画素ごと輝度の総和ＩNを算出する（Ｓ３０４）。
【００７５】
つぎに、現在の選択領域Ａから遮光区域ＭNを差し引いた残りの領域を、Ｎ＋１番目の画像フレーム（以下、Ｎ＋１フレーム）に施す遮光区域ＭN+1に設定し、この遮光区域ＭN+1を遮光部１２に形成させた状態で撮像部１１にＮ＋１フレームを撮像させる（Ｓ３０５）。つづいて、撮像部１１によって撮像されたＮ＋１フレームにおける個々の画素ごと輝度の総和ＩN+1を算出する（Ｓ３０６）。
【００７６】
そして、Ｓ３０４及びＳ３０６でそれぞれ算出した輝度の総和ＩNとＩN+1とを比較し、ＩN+1がＩNよりも大きいか否かを判定する（Ｓ３０７）。ここで、ＩN+1がＩNよりも大きいと判定した場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、すなわち、Ｎ＋１フレームよりもＮフレームの方が暗い画像である場合、つぎに、ＩNがＩMINよりも小さいか否かを判定する（Ｓ３０８）。ＩNがＩMINよりも小さいと判定した場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、最小輝度ＩMINの値をＩNの値に、選択領域ＡをＭNにそれぞれ更新する（Ｓ３０９）。そして、Ｎの値を２つカウントアップし（Ｓ３１２）、Ｓ３０３の処理へ戻る。以降、新たに設定した選択領域Ａを対象に、更に遮光区域を絞り込んで繰り返し撮像を行う。
【００７７】
一方、Ｓ３０７でＩN+1がＩN以下であると判定した場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、すなわち、ＮフレームよりもＮ＋１フレームの方が暗い画像である場合、つぎに、ＩN+1がＩMINよりも小さいか否かを判定する（Ｓ３１０）。ＩN+1がＩMINよりも小さいと判定した場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、最小輝度ＩMINの値をＩN+1の値に、選択領域ＡをＭN+1にそれぞれ更新する（Ｓ３１１）。そして、Ｎの値を２つカウントアップし（Ｓ３１２）、Ｓ３０３の処理へ戻る。以降、新たに設定した選択領域Ａを対象に、更に遮光区域を絞り込んで繰り返し撮像を行う。
【００７８】
上述のように、Ｓ３０３〜Ｓ３１２の処理を順次繰り返すことで、遮光区域が徐々に絞り込まれていく。そして、Ｓ３０８でＩNがＩMIN以上であると判定した場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、Ｎフレームの画像を出力し（Ｓ３１３）、遮光区域絞り込み処理を終了する。また、Ｓ３１０でＩN+1がＩMIN以上であると判定した場合（Ｓ３１０：ＮＯ）、Ｎ＋１フレームの画像を出力し（Ｓ３１４）、遮光区域絞り込み処理を終了する。
【００７９】
［撮像装置２の構成の説明]
図１２は、実施形態の変形例である撮像装置２の概略構成を示すブロック図である。
撮像装置２は、上述の撮像装置１（図１参照）における各部構成に加え、ユーザからの指示を入力するための操作部１６を更に備えることを特徴とする。なお、この撮像装置２において、上述の撮像装置１と共通する構成については同じ符号を付し、その説明については省略する。
【００８０】
操作部１６は、画像表示部１５の表示面上に一体に構成されるタッチパネルで構成されており、画像表示部１５の表示面の任意の箇所にユーザが触れることで、その位置を遮光制御部１３に入力する。遮光制御部１３は、操作部１６から入力された位置に該当する撮像範囲に対して、遮光部１２による遮光を施す。
【００８１】
［撮像装置２の動作の説明］
つぎに、撮像装置２の動作について説明する。
図１３は、ユーザによって表示画像上で指示された箇所に遮光区域を配置することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００８２】
図１３（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００８３】
ここで、表示画像上に写り込んでいる過剰光源の位置をユーザがタッチパネル上で押下すると、遮光制御部１３は、その指示位置に該当する撮像範囲に対して遮光部１２による遮光を施す（ユーザ指示による遮光区域形成処理）。
【００８４】
例えば、遮光部１２が液晶パネルで構成されている場合、図１３（ｂ）に示すように、ユーザによって指示された過剰光源の位置にスポット状の遮光区域を形成することが考えられる。このように、ユーザにより指示された位置に遮光区域を形成した画像においては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。なお、遮光部１２が形成する遮光区域の大きさは、一定としてもよいし、ユーザの操作に応じて可変としてもよい。遮光区域の大きさ可変とする場合、例えば、ユーザによるタッチパネルの押下が継続した時間に応じて大きさを変化することが考えられる。すなわち、タッチパネルの押下が長く継続した場合、その位置を中心とする大きな遮光区域を形成し、タッチパネルの押下時間が短い場合、その位置を中心とする小さな遮光区域を形成する。あるいは、ユーザがタッチパネル上において指で描いた軌跡で囲まれる領域に相当する撮像範囲に遮光区域を形成するような構成であってもよい。
【００８５】
一方、遮光部材を機械的に駆動する装置によって遮光部１２が構成されている場合、ユーザによって指示された過剰光源の位置に遮光部材を移動させて遮光を施す。図１３（ｃ）に示す事例では、撮像範囲の上下方向に帯状に形成された遮光部材を過剰光源の位置に移動させることで過剰光源を遮光しており、この画像上ではフレア等は出現していない。
【００８６】
つぎに、図１４は、遮光制御部１３が実行するユーザ指示による遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
遮光制御部１３は、まず、操作部１６を介して遮光すべき位置の指示入力があるか否か判定する（Ｓ４０１）。そして、操作部１６を介して遮光すべき位置の指示入力があると判定した場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、指示された位置に該当する撮像範囲に遮光区域を配置する（Ｓ４０２）。具体的には、遮光部１２が液晶パネルで構成されている場合、ユーザによって指示された位置に該当する範囲の遮光素子を遮光状態にすることで、スポット状の遮光区域を形成する。あるいは、遮光部材を機械的に駆動する装置によって遮光部１２が構成されている場合、ユーザによって指示された過剰光源の位置に遮光部材を移動させて遮光を施す。
【００８７】
つぎに、Ｓ４０２で遮光区域を配置してから、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ４０３）。ここで、所定時間が経過していないと判定した場合（Ｓ４０３：ＮＯ）、現状の遮光区域を維持する。そして、所定時間が経過したと判定した場合（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、現状の遮光区域を解除し（Ｓ４０４）、ユーザ指示による遮光区域形成処理を終了する。
【００８８】
［効果］
上記実施形態の撮像装置によれば、以下のような効果を奏する。
（１）遮光部１２によって形成される遮光区域の位置や大きさを変化可能に構成することで、単一方向だけでなく様々な方向から入射する過剰光を遮光できるようになる。そして、図５に示すように、フレームレートに同期して遮光区域を順次変化させながら画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。このように、過剰光を遮光した状態で撮像することで、撮像された画像上に出現するフレア等を低減することができ、本来の被写体の視認性が向上する。
【００８９】
（２）図６に示す事例では、遮光区域の配置が互い違いとなる２つの市松模様の遮光パターンを交互に切り替えながら連続する画像フレームを撮像し、このようにして撮像された２つの連続する画像フレーム間で、それぞれ遮光されていない分割領域を対応する位置に組み合わせて１つの合成画像フレームを合成する。このようにすることで、それぞれの画像フレームにおける映像の欠落部分を互いに補完することができる。これにより、フレア等を低減し、かつ遮光区域による画像の欠落のない合成画像フレームを得ることができ、被写体の視認性が向上する。
【００９０】
（３）図８に示す事例では、撮像された画像上において過剰輝度の部分を検出し、この検出した過剰輝度部分の位置に対応する撮像範囲上の位置に遮光を施す。このようにすることで、撮像範囲に入射してくる過剰光の方向や規模に応じて、その過剰光を遮光する位置に遮光区域を形成できるので、フレア等を効率的に低減できる。また、遮光部１２として液晶パネルを用いる場合、入射してくる過剰光の光束の大きさに応じて遮光区域の大きさを変えることができ、過剰光の規模に対して遮光区域が過大あるいは過小になることがなく、適切な範囲を遮光できる。
【００９１】
（４）図１０に示す事例では、２等分された遮光区域でそれぞれ撮像された連続する２つの画像フレーム同士で明るさを比較し、より暗い方の画像フレームにおける遮光区域を更に２等分する、といった手順を繰り返すことで、遮光区域を徐々に絞り込む。このようにすることで、撮像範囲中の過剰光源を遮光したまま、遮光区域を徐々に絞り込むことができ、遮光区域が過大になるのを防ぐと共に、被写体の視認性をより向上させることができる。
【００９２】
（５）図１３に示す事例では、操作部１６のタッチパネル上で指示された位置に対応する遮光範囲上の範囲に遮光区域を形成する。このようにすることで、画面上に表示された画像をユーザが視認し、その画像上で過剰光源の位置をユーザが直接指示することができる。そして、ユーザにより指示された部分を遮光することで効果的にフレア等を低減することができる。また、ユーザの指示により遮光区域を形成した後、所定時間経過後に当該遮光区域を解除する。このようにすることで、ユーザの指示により過剰光源を遮光した状態で被写体を視認した後、ユーザ自らその遮光区域を解除する手間を省くことができ、好適である。
【００９３】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００９４】
例えば、上述の各実施形態においては、本発明を動画像を撮像するための撮像装置（いわゆるデジタルビデオカメラ）に適用した事例について説明した。これ以外にも本発明は、静止画像を撮影するデジタルスチールカメラ等にも適用可能である。
【００９５】
また、上記実施形態の撮像装置を車両に搭載する場合、遮光部１２に用いられる遮光部材にレンズ面に付着した雨滴を除去する機能を付与し、レンズ用のワイパーとして兼用するような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】（ａ）は、撮像装置１の概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、遮光部１２の配置状況を模式的に示す説明図である。
【図２】遮光部１２として液晶パネルを用いた場合の遮光パターンの具体例を模式的に示す説明図である。
【図３】遮光部１２として遮光部材を機械的に駆動する装置を用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
【図４】遮光部１２として遮光部材を機械的に駆動する装置を用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
【図５】撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図６】遮光区域の配置が互い違いとなる２種類の遮光パターンの画像フレーム同士を合成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図７】画像合成処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】撮像画像上に写り込んだ過剰光源の位置に相当する箇所に遮光区域を形成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図９】遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】広い範囲を遮光した状態から徐々に遮光区域を絞り込むことによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減しつつ可視範囲も確保する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図１１】遮光区域絞り込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】撮像装置２の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】ユーザによって表示画像上で指示された箇所に遮光区域を配置することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図１４】ユーザ指示による遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１,２…撮像装置、１０…レンズ、１１…撮像部、１２…遮光部、１３…遮光制御部、１４…画像処理部、１５…画像表示部、１６…操作部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像信号を出力する撮像装置において、撮像画像に出現するフレアやゴースト等を低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両に撮像装置を搭載し、その撮像装置によって撮像された車両周辺の画像を表示装置に表示させることにより、運転者による視認を支援するシステムが実現している。この種のシステムに用いられる撮像装置は、レンズを通した映像を撮像素子に結像させ、それを電気信号である画像信号として出力する。また、このような撮像装置は、車載用に限らず、静止画像を撮影するデジタルスチールカメラや動画像を撮影するデジタルビデオカメラ等にも用いられている。
【０００３】
ところで、上述のような撮像装置によって画像を撮像する際、太陽や対向車両のヘッドライトといった極めて明るい光源がレンズに向けられていると、レンズから結像面へ至る光学系における内面反射によって生じる迷光の影響により、撮像された画像にフレアやゴースト（以下、単に「フレア等」とも表記する）といった光の像が出現することが知られている。このようなフレア等は、一種の映像効果として肯定的に用いられる場合もある一方で、本来の被写体の視認性を低下させるものであるため、撮像された画像から正確な情報を得る必要がある場合には、望ましくないものである。例えば、車載用の撮像装置等の場合、画像上にフレア等が出現することで歩行者や障害物といった運転者が注意すべき被写体の視認性が低下するおそれがある。すなわち、撮像装置の用途によっては、フレア等を低減することで本来の被写体の視認性を向上させることが重要な課題となる。
【０００４】
一方、特許文献１には、レンズの絞り近傍に配置されたレンズ郡の下側にマスク部材を貼り付けることで、撮影画角外の上方から入射した有害光を遮光し、フレア等の発生を防止する技術が開示されている。
【特許文献１】特開平８−２３４０７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されている技術は、撮影画角外の上方から入射した有害光を遮光する位置にマスク部材を設置することでフレア等の発生を防止するものであり、撮影画角外の上方以外から入射してくる有害光を想定したものではない。しかしながら、フレア等の原因となる有害光は、必ずしも撮影画角外の上方のみから入射してくるとは限らず、例えは、車載用の撮像装置における対向車両のヘッドライトの光や、日の出又は日没付近における低い角度からの太陽光のように、撮像範囲に対してほぼ水平方向に入射してくるものもある。そのため、特許文献１に記載の従来技術のように、上方から入射してくる有害光のみを遮光しただけでは、様々な方向から入射してくる有害光に対してフレア等を十分に防止することはできない。また、有害光を遮光するためのマスク部材の位置や大きさが固定された状態では、有害光の規模に対して遮光区域が過大、あるいは過小となる場合もある。
【０００６】
本発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、様々な方向から入射する有害光を効果的に遮光することで、撮像画像上に出現するフレア等を低減するための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するためになされた請求項１に記載の撮像装置は、レンズと、レンズから投射される被写体の像を受け、これを画像信号に変換することで画像を撮像する撮像手段と、被写体とレンズとの間に介在し、撮像手段による撮像範囲の任意部分を遮光し、かつ、その遮光区域を変更可能に構成された遮光手段と、遮光手段を介して撮像手段による撮像範囲上の遮光区域を変化させ、撮像手段に遮光区域のそれぞれ異なる複数の画像フレームを撮像させる遮光制御手段と、遮光制御手段による制御に基づいて撮像された画像フレームの画像信号を外部に出力する画像出力手段とを備えることを特徴とする。なお、遮光手段が形成する遮光区域は、レンズに入射する光を完全に遮断するもの（すなわち、透過率０）であってもよいし、光を完全に遮断しないものであっても透過率が十分に低いものであればよい。
【０００８】
撮像画像上のフレア等は、太陽や車両のヘッドライトといった光源からの過剰光がレンズに入射することで生じる。そして、このような過剰光は、撮像範囲に対して常に一定の方向から入射してくるとは限らず、光源の位置によって様々な方向から入射してくる。
【０００９】
したがって、本発明の撮像装置によれば、遮光区域の位置や大きさを変化可能に構成することで、単一方向だけでなく様々な方向から入射する過剰光を遮光できるようになる。そして、遮光区域を様々に変化させながら複数の画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。このように、過剰光を遮光した状態で撮像することで、撮像された画像上に出現するフレア等を低減することができ、本来の被写体の視認性が向上する。
【００１０】
つぎに、請求項２に記載の撮像装置は、以下のような特徴を有する。遮光手段は、撮像手段の撮像範囲における所定部分を遮光する第１の遮光パターンと、第１の遮光パターンによる遮光区域の配置と互い違いとなる範囲を遮光する第２の遮光パターンとをそれぞれ形成可能に構成されている。そして、遮光制御手段は、第１の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、第２の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを撮像手段に撮像させる。さらに、画像合成手段は、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームの両画像フレームから、それぞれの遮光パターンによる遮光区域以外の撮像範囲に相当する部分画像をそれぞれ抽出し、この抽出した部分画像を対応する位置に組み合わせて合成画像フレームを生成する。そして、画像出力手段は、画像合成手段により生成された合成画像フレームを出力する。
【００１１】
遮光区域の配置を互い違いにした２つの遮光パターンでそれぞれ画像フレームを撮像することで、２つ画像フレームのうち、少なくとも何れか一方で過剰光源を遮光した状態の画像を撮像できるはずである。すなわち、少なくとも一方の画像フレーム、あるいは両方の画像フレームにおいてフレア等を低減することができる。しかしながら、このようにして撮像された各画像フレームでは、遮光された部分の映像が欠落することになる。そこで、遮光区域を互い違いにして撮像された２つの画像フレーム間で、それぞれ遮光されていない部分の画像同士を対応する位置に組み合わせて１つの合成画像フレームを合成することで、それぞれの画像フレームにおける映像の欠落部分を互いに補完することができる。このようにすることで、フレア等を低減し、かつ遮光区域による画像の欠落のない合成画像フレームを得ることができ、被写体の視認性が向上する。
【００１２】
つぎに、請求項３に記載の撮像装置は以下のような特徴を有する。すなわち、遮光制御手段は、撮像手段から出力される画像信号に基づいて当該画像上において過剰輝度の部分を検出し、撮像手段の撮像範囲における当該過剰輝度部分の位置に対応する部分を遮光させるように遮光手段の遮光区域を制御する。
【００１３】
このように構成することで、撮像範囲に入射してくる過剰光の方向や規模に応じて、その過剰光を遮光する位置に遮光区域を形成できるので、フレア等を効率的に低減できる。また、入射してくる過剰光の光束の大きさに応じて遮光区域の大きさを変えることができ、過剰光の規模に対して遮光区域が過大あるいは過小になることがなく、適切な範囲を遮光できる。
【００１４】
つぎに、請求項４に記載の撮像装置は以下のような特徴を有する。すなわち、遮光制御手段は、撮像範囲全域を遮光選択範囲の初期設定とし、下記の（１）〜（３）の処理を順次繰り返すことで遮光区域を段階的に絞り込む。
（１）遮光選択範囲を二等分した各範囲のうちの一方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、他方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを撮像手段に撮像させる。
（２）当該撮像された第１の画像フレームと第２の画像フレームと間で画像の明るさを比較する。
（３）上記（２）における比較の結果に基づき、何れか暗い方の画像フレームに該当する遮光区域を新たな遮光選択範囲として設定する。
【００１５】
そして、画像出力手段は、第１の画像フレーム及び第２の画像フレームのうち、遮光制御手段による上記（２）における比較結果から、何れか暗い方の画像フレームの画像信号を外部に出力する。
【００１６】
フレア等の原因となる過剰光源を含む範囲を二等分し、この二等分した各範囲を個々に遮光した状態で撮像した２つの画像フレームでは、少なくとも何れか一方の画像フレームにおける遮光区域によって過剰光源が遮光されることになる。そして、このようにして撮像された２つの画像フレーム同士の明るさを比較した場合、過剰光源が遮光されていない状態で撮像された画像フレームの方が全体的に明るくなり、過剰光源が遮光された状態で撮像された画像フレームの方が全体的に暗くなる。そこで、このようにして撮像された２つの画像フレームのうち、暗いほうの画像フレームにおける遮光区域を更に二等分し、同じように二等分した各範囲を個々に遮光した状態で撮像した２つの画像フレーム同士の明るさを比較する、といった処理を繰り返すことで、撮像範囲中の過剰光源を遮光したまま、遮光区域を徐々に絞り込むことができるのである。このようにすることで、遮光区域が過大になるのを防ぎ、被写体の視認性をより向上させることができる。
【００１７】
ところで、遮光手段による遮光区域の変更を行うタイミングについては、例えば、請求項５に記載のように、撮像手段が動画像を撮像する際のフレームレートに同期したタイミングとすることが考えられる。このようにすることで、フレームレートに沿って連続して撮像される個々の画像フレームに対して確実に遮光を行うことができる。
【００１８】
つぎに、請求項６に記載の撮像装置は、以下のような特徴を有する。すなわち、画像出力手段により出力された画像信号に基づく画像を表示する表示手段と、遮光手段によって遮光すべき位置を表示手段に表示された画像に対して指示するための指示入力手段とを更に備える。そして、遮光制御手段は、指示入力手段において遮光すべき位置を指示された場合、その指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲を遮光手段に遮光させる。
【００１９】
このようにすることで、画面上に表示された画像をユーザが視認し、その画像上で過剰光源の位置をユーザが直接指示することができる。そして、ユーザにより指示された部分を遮光することで効果的にフレア等を低減することができる。
【００２０】
なお、ユーザの指示により遮光位置を特定する場合、更に請求項７に記載のようにしてもよい。すなわち、遮光制御手段は、指示入力手段において指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲に対する遮光を開始してから、所定時間経過後に当該遮光状態を解除する。このようにすることで、ユーザの指示により過剰光源を遮光した状態で被写体を視認した後、ユーザ自らその遮光区域を解除する手間を省くことができ、好適である。
【００２１】
ところで、本発明における遮光手段には、例えば、透明なパネル上に個々に遮光状態と透光状態を切り替え可能な複数の液晶セグメント（画素）が格子状に配列した液晶パネルを用いることが考えられる（請求項８）。このような液晶パネルを本発明の遮光手段として用いて、液晶パネルの個々の画素ごとに遮光状態のオン／オフを制御することで、遮光区域の位置、形状、面積等を自由に変更できるようになり、必要に応じて様々な遮光状態を実現できる。また、遮光手段として用いる液晶パネルの画素と、撮像手段により撮像される画像の画素とを個々に対応させることで、撮像素子の画素レベルで遮光を施すことも可能である。
【００２２】
一方、本発明における遮光手段には、上述の液晶パネルの他に、遮光部材をレンズ面に沿って機械的に駆動する装置を用いることもできる（請求項９）。より具体的には、遮光部材をレンズ面に対して平行に回転あるいは並進移動させて任意の範囲を遮光するような構成が挙げられる（請求項１０）。このような装置を本発明の遮光手段として用いた場合、遮光部材を過剰光が入射する位置に配置させることで過剰光を遮光できる。
【００２３】
以上で説明した撮像装置における遮光制御手段、あるいは遮光制御手段及び画像合成手段をコンピュータシステムで実現するには、請求項１１，１２に記載のようにコンピュータシステム上で稼動するプログラムとして備えればよい。このようなプログラムは、例えばＲＯＭ、ＲＡＭ、磁気／光／光磁気ディスク、ハードディスク等のコンピュータにて読取可能な記憶媒体に記録し、必要に応じてコンピュータにロードすることにより、上記各手段としての機能を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明が適用された実施形態について図面を用いて説明する。
［撮像装置１の構成の説明]
図１（ａ）は、実施形態の撮像装置１の概略構成を示すブロック図である。
【００２５】
撮像装置１は、動画像を撮像するためのものであり、レンズ１０、撮像部１１、遮光部１２、遮光制御部１３、画像処理部１４、画像表示部１５を備える。
レンズ１０は、被写体の像を撮像素子に投影するためのものであり、単体のレンズや、レンズそのものを取り付ける鏡筒等からなる。
【００２６】
撮像部１１は、レンズ１０によって投影された被写体の像を受け、これを電気信号に変換する撮像素子と、撮像素子から得られた電気信号を画像信号に変換し、これを出力する画像エンジンとからなる。撮像部１１は、所定のフレームレート（例えば、３０〜６０ｆｐｓ）で画像フレームを連続的に生成することで動画像を撮像することができる。
【００２７】
遮光部１２は、図１（ｂ）の右図に示すように、レンズ１０の被写体側の正面に設けられ、レンズ面に沿って遮光区域を展開することで撮像部１１による撮像範囲の任意部分を遮光するためのものである。なお、図１（ｂ）の左図には、遮光部１２において市松模様の遮光区域を形成している事例を示している。この遮光部１２には、例えば、透明なパネル上に液晶によって任意の遮光区域を表示する液晶パネルや、種々の形状の遮光部材を機械的に駆動する装置等を用いることが考えられる。遮光部１２についての更なる詳細な説明は後述する。
【００２８】
遮光制御部１３は、周知のマイコンから構成され、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行する。具体的には、撮像部１１により撮像される動画像のフレームレートに同期して遮光部１２を駆動させることで種々の遮光パターンを形成し、この遮光パターンでレンズ１０を遮光した状態で画像を撮像させる。
【００２９】
画像処理部１４は、周知のマイコンから構成され、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムに基づいて処理を実行する。具体的には、撮像部１１から出力される動画像の各画像フレームに対して所定の画像処理を行い、その画像信号を出力する。
【００３０】
画像表示部１５は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置によって構成され、画像処理部１４から出力される動画像の画像信号に基づいて映像を表示する。
［遮光部１２の具体例]
つぎに、遮光部１２の様々なバリエーションについて、図２〜４に基づき説明する。
【００３１】
図２は、遮光部１２として液晶パネルを用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
液晶パネルで構成された遮光部１２は、撮像部１１による撮像範囲全部をカバーする透光率の高い無色透明のパネル全体に、個々に遮光状態と透光状態を切り替え可能な多数の液晶セグメント（遮光素子）が格子状に配列されており、個々の画素ごとに遮光状態のオン／オフを制御することで、パネル上に表示される遮光区域の位置、形状、面積等を自由に変更できる。
【００３２】
そして、図２（ａ）は、遮光部１２に遮光区域が何も表示されていない状態を示している。この状態においては、被写体からの光は全く遮光されないままレンズ１０へ入射する。
【００３３】
図２（ｂ）は、液晶パネルによる遮光パターンの一例として、撮像範囲の２分の１領域あるいは４分の１領域に矩形の遮光区域を表示した状態を示している。このように、撮像範囲を２等分、４等分、８等分…といった具合に区切った個々の領域ごとに遮光区域を表示し、その領域からレンズ１０へ入射する光を遮光することができる。
【００３４】
図２（ｃ）は、液晶パネルによる遮光パターンの一例として、円形あるいは方形のスポット状の遮光区域を表示した状態を示している。このようなスポット状の遮光区域を任意の位置に表示することで、視界を極力妨げることなく必要な部分のみを遮光することができる。
【００３５】
図２（ｄ）は、液晶パネルによる遮光パターンの一例として、方形の遮光区域とこの遮光区域と同じ形の透明区域とを交互に配置した市松模様の遮光パターンを表示した状態を示している。なお、図２（ｄ）における左右２つの市松模様の遮光パターン同士は、遮光区域が互い違いになるように配置されており、この互い違いの２つの遮光パターンを撮像部１１のフレームレートに同期して交互に切り替えて画像を撮像させることができる。
【００３６】
つぎに、図３，４は、遮光部１２として遮光部材を機械的に駆動する装置を用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
図３（ａ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、透明の円板上に扇形の遮光区域が配置された遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する円板状の遮光部材をレンズ１０の前面側に平行に配置し、円板の中心を軸に回転させる。このとき、回転角を調整して扇状の遮光区域を撮像範囲上の任意の位置へ移動させることで、その位置を遮光することができる。
【００３７】
図３（ｂ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、透明の円板上に、この円板上の同心円とこの円板を等分する扇形とで囲まれた領域に遮光区域を交互に配置した遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する円板状の遮光部材をレンズ１０の前面側に平行に配置し、円板の中心を軸に回転させる。このとき、撮像部１１のフレームレートに同期して、円板上に描かれた扇形と同じ角度ずつ一方向に回転、あるいは左右に往復回転させながら画像を撮像することで、画像フレームごとに遮光区域の配置が互い違いとなる状態で撮像された画像を得ることができる。
【００３８】
つぎに、図４（ａ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、撮像部１１の撮像範囲のおよそ２倍の幅を有する透明の板の中央部に撮像範囲より幅の狭い帯状の遮光区域が配置された遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する遮光部材をレンズ１０の前面側に左右に並進移動可能に配置する。そして、この遮光部材を撮像範囲に対して左右に並進移動させて遮光区域の位置を撮像範囲上の任意の位置へ移動させることで、その位置を遮光することができる。
【００３９】
つぎに、図４（ｂ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、撮像範囲を囲む枠組み内に、この枠組みに沿って左右に並進移動する撮像範囲より幅の狭い帯状の遮光部材が配置された遮光パターンを示している。このような遮光パターンを有する遮光部材をレンズ１０の前面側に配置し、帯状の遮光部材自体を撮像範囲に対して左右に並進移動させて撮像範囲上の任意の位置へ移動させることで、その位置を遮光することができる。
【００４０】
つぎに、図４（ｃ）は、機械的に駆動される遮光部材により形成される遮光パターンの一例として、方形の遮光区域と、この遮光区域と同じ形の透明区域とを交互に配した市松模様の遮光パターンで撮像範囲を覆う事例を示している。この遮光部材は、撮像範囲の横幅に相当する長さよりも市松模様が横に１列分多く配されおり、撮像部１１のフレームレートに同期して遮光部材をこの１列分の幅に相当する距離だけ左右に並進移動させながら画像を撮像することで、画像フレームごとに遮光区域の配置が互い違いとなる画像を得ることができる。
【００４１】
［撮像装置１の動作の説明］
つぎに、撮像装置１の動作について、複数の事例を説明する。
（１）フレームレートに同期して遮光区域を連続的に変化させる処理
図５は、フレームレートに同期して遮光区域を連続的に変化させることによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００４２】
図５（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００４３】
図５（ｂ）は、遮光部１２における遮光区域の分割例を示す図である。ここでは、遮光部１２は、図５（ｂ）に示す（１）〜（８）の各分割区域に対してそれぞれ個別に遮光を施すことができるように構成されている。そして、遮光制御部１３は、撮像部１１のフレームレートに同期したタイミングにて遮光区域を（１）〜（８）の順に切り替えながら撮像部１１に画像を撮像させる。
【００４４】
図５（ｃ）は、遮光制御部１３による制御によって遮光区域（１）〜（８）を順次切り替えながら撮像された連続する画像フレームの一例を示している。この図５（ｃ）に示すように、Ｎ番目の画像フレーム（Ｎフレーム）では、遮光区域（１）が遮光されており、次のＮ＋１フレームでは、遮光されている部分が遮光区域（１）から（２）へと切り替わっている。以降、Ｎ＋２番目，Ｎ＋３番目，Ｎ＋４番目…と、フレーム番号が進むごとに各画像フレームで遮光されている部分が遮光区域（３），（４），（５）…と順次切り替わっている。
【００４５】
ここで、Ｎ＋３フレームにおいては、遮光区域（４）と過剰光源の位置とがちょうど重なっており、遮光区域（４）によって過剰光源が遮光されているため、画像上にフレア等が出現していない。その結果、本来の被写体である人物の像が、他のフレーム画像よりも鮮明に写っており、視認性が向上している。このように、フレームレートに同期しながら遮光区域を順次切り替えながら複数の画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。
【００４６】
（２）遮光区域の配置が互い違いとなる画像フレーム同士を合成する処理
図６は、遮光区域の配置が互い違いとなる２種類の遮光パターンの画像フレーム同士を合成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００４７】
図６（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００４８】
図６（ｂ）は、遮光区域の配置が互い違いとなる２種類の市松模様の遮光パターン１，２によってそれぞれ撮像された連続する２つの画像フレーム（Ｎフレーム、Ｎ＋１フレーム）の一例を示している。このような連続する画像フレームは、遮光制御部１３が、撮像部１１のフレームレートに同期したタイミングにて、遮光パターン１，２を交互に切り替えながら撮像部１１に画像を撮像させることで得られる。
【００４９】
この図６（ｂ）に示すように、遮光パターン１で撮像されたＮフレームでは、遮光区域と過剰光源の位置とがちょうど重なっており、この遮光区域によって過剰光源が遮光されているため、画像上にフレア等が出現していない。一方、遮光パターン２で撮像されたＮ＋１フレームでは、Ｎフレームとは反対に遮光されていない部分に過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。
【００５０】
そして、画像処理部１４が実行する後述の画像合成処理によって、この撮像されたＮフレームとＮ＋１フレームとを合成することで、図６（ｃ）に示す画像が生成される。具体的には、画像処理部１４は、Ｎフレーム及びＮ＋１フレームから、それぞれの遮光パターンによって遮光されていない部分に該当する分割領域を抽出し、２つの画像から抽出した分割領域をそれぞれ対応する位置に配置した１つの画像を生成する。すなわち、Ｎフレームから抽出した分割領域とＮ＋１フレームとから抽出した分割領域とを対応する位置に交互に組み合わせることで、２つの画像フレームから遮光領域を除いた画像を合成することができるのである。そして、この合成された画像には、過剰光源を遮光した状態で撮像されたＮフレームから抽出した画像が含まれているので、過剰光源を遮光しない状態で撮像した画像と比べてフレア等が低減しており、本来の被写体である人物の視認性が向上している。
【００５１】
なお、連続して撮像された画像フレーム同士で画像合成を行うことで、合成対象の画像フレームの撮像間隔が十分に短ければ、この短い撮像間隔における被写体の状況の差異は小さくなるので、合成後の画像上で被写体の歪みを軽減でき、見る者にとって違和感のない画像合成を実現できる。
【００５２】
つぎに、図７は、画像処理部１４が実行する上述の画像合成処理の手順を示すフローチャートである。
この処理は、画像処理部１４が合成対象である２つの連続する画像フレーム（Ｎフレーム，Ｎ＋１フレーム）同士を合成する処理であり、撮像部１１によって撮像される動画像のフレームレートに同期して、合成対象の画像フレームを順次代えながら繰り返し実行される処理である。
【００５３】
画像処理部１４は、まず、分割領域番号のカウンタｋの値を１にセットする（Ｓ１０１）。なお、本実施形態では、図６（ｂ）に示す市松模様の遮光パターンの個々の升目（すなわち、遮光区域の方形及び遮光されていない範囲の方形）に相当する分割領域の画像フレーム上での位置を分割領域番号によって特定している。また、異なる画像フレーム間で互いに位置が対応する分割領域には同じ分割領域番号が付されている。
【００５４】
つぎに、Ｎフレームにおける分割領域番号ｋに対応する分割領域ＤN,Kを参照し、この分割領域ＤN,KがＮフレームにおける遮光区域に該当する領域ＭNであるか否かを判定する（Ｓ１０２）。ここで、分割領域ＤN,Kが遮光区域ＭNであると判定した場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｎ＋１フレームから分割領域ＤN+1,Kを抽出する（Ｓ１０３）。一方、分割領域ＤN,Kが遮光区域ＭNでないと判定した場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｎフレームから分割領域ＤN,Kを抽出する（Ｓ１０４）。
【００５５】
つぎに、現在のカウンタｋの値がＡであるか否かを判定する（Ｓ１０５）。ここで、Ａとは、画像フレームにおける分割領域の全数である。ここで、カウンタｋの値がＡではないと判定した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、ｋの値を１つカウントアップし（Ｓ１０６）、Ｓ１０２の処理へ戻る。以降、Ｓ１０２〜Ｓ１０６の処理を順次繰り返すことで、カウンタｋの値をカウントアップする。そして、Ｓ１０５でカウンタｋの値がＡであると判定した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０３及びＳ１０４においてそれぞれ抽出した分割領域を分割領域番号順に合成してＮ´フレームを生成し、このＮ´フレームの画像信号を出力する（Ｓ１０７）。
【００５６】
（３）過剰光源の位置に遮光区域を形成する処理
図８は、撮像画像上に写り込んだ過剰光源の位置に相当する箇所に遮光区域を形成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００５７】
図８（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００５８】
そして、遮光制御部１３が実行する後述の遮光区域形成処理によって、画像上に写り込んだ過剰光源の位置に該当する箇所に遮光部１２（液晶パネル）の液晶セグメント（遮光素子）による遮光区域を形成することで、図８（ｂ）に示す画像が撮像される。具体的には、遮光制御部１３は、撮像部１１によって撮像された画像フレームを解析し、その画像上に輝度の閾値（上限）を超える部分があれば、遮光部１２（液晶パネル）を制御して該当部分に遮光区域を形成させる。このように、フレア等の原因となる過剰光源の位置を特定し、その位置を直接遮光することで、過剰光がレンズ１０へ入射するのを防止できる。その結果、過剰光源を遮光しない状態で撮像した画像と比べてフレア等が低減しており、本来の被写体である人物の視認性が向上している。
【００５９】
つぎに、図９は、遮光制御部１３が実行する上述の遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
この処理は、遮光制御部１３が撮像部１１から出力された画像フレーム上における過剰光源の位置を特定し、その位置に該当する部分に遮光区域を形成する処理であり、撮像部１１によって撮像される動画像のフレームレートに同期して、解析対象の画像フレームを順次代えながら繰り返し実行される処理である。
【００６０】
遮光制御部１３は、まず、画素番号のカウンタｊ，ｋの値をそれぞれ１にセットする（Ｓ２０１）。本実施形態では、画像フレームの画素の位置を示すのに二次元座標で示される画素番号を用いている。そして、ｊは画像フレームの縦方向の画素番号を示し、ｋは画像フレームの横方向の画素番号を示している。すなわち、カウンタｊ，ｋの値がそれぞれ１である場合、画素番号（１，１）の画素を指していることになる。
【００６１】
つぎに、解析対象の画像フレームにおける画素番号（ｊ，ｋ）に対応する画素（ｊ，ｋ）を参照し、この画素（ｊ，ｋ）の輝度ＩJ,Kを検出する（Ｓ２０２）。そして、この検出した輝度ＩJ,Kと輝度の閾値Ｉmaxとを比較し、ＩJ,KがＩmaxよりも大きいか否かを判定する（Ｓ２０３）。なお、輝度の上限となる閾値Ｉmaxは、例えば、レンズ１０の特性に応じてフレア等が生じる可能性が高くなる程度の明るさとすることが考えられる。
【００６２】
Ｓ２０３で、ＩJ,KがＩmaxよりも大きいと判定した場合（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、画素（ｊ，ｋ）に対応する遮光部１２（液晶パネル）の遮光素子（ｊ，ｋ）を遮光状態にし（Ｓ２０４）、Ｓ２０５の処理へ移行する。なお、本実施形態では、遮光部１２（液晶パネル）の遮光素子と、撮像部１１の撮像素子の画素（すなわち、画像フレームの画素）とが個々に対応しており、遮光部１２（液晶パネル）のある座標の遮光素子を遮光状態にすることで、その座標に対応する撮像素子の画素に対して遮光を施すことができるようになっている。
【００６３】
一方、Ｓ２０３で、ＩJ,KがＩmax以下であると判定した場合（Ｓ２０３：ＮＯ）、Ｓ２０５の処理へ移行する。
つぎに、Ｓ２０５では、現在のカウンタｊの値がＡであるか否かを判定する。ここで、Ａとは、画像フレームの縦方向の画素数である。カウンタｊの値がＡではないと判定した場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、ｊの値を１つカウントアップし（Ｓ２０６）、Ｓ２０２の処理へ戻る。以降、Ｓ２０２〜Ｓ２０６の処理を順次繰り返すこととで、カウンタｊの値をカウントアップする。そして、Ｓ２０５でカウンタｊの値がＡであると判定した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、現在のカウンタｋの値がＢであるか否かを判定する（Ｓ２０８）。ここで、Ｂとは、画像フレームの横方向の画素数である。カウンタｋの値がＢではないと判定した場合（Ｓ２０８：ＮＯ）、ｊの値を１にリセットすると共にｋの値を１つカウントアップし（Ｓ２０９）、Ｓ２０２の処理へ戻る。
【００６４】
以降、Ｓ２０２〜Ｓ２０９の処理を順次繰り返し、その後、Ｓ２０８でカウンタｋの値がＢであると判定した場合（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、当該画像フレームに対する遮光区域形成処理を終了する。
【００６５】
（４）遮光区域を徐々に絞り込む処理
図１０は、広い範囲を遮光した状態から徐々に遮光区域を絞り込むことによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減しつつ可視範囲も確保する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００６６】
遮光制御部１３は、まず、図１０（ａ）に示すように、撮像範囲全域を中央で左右に２等分した２つの範囲のうち、右側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームと、左側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームとを、撮像部１１のフレームレートに同期して連続して撮像させる。
【００６７】
図１０（ａ）に示す事例では、撮像範囲の中央より左側に遮光を施した左図の画像フレームについては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。一方、撮像範囲の中央より右側に遮光を施した右図の画像フレームについては、画像の左上部に過剰光源が写り込んでおり、画像上にフレア等が出現している。ここで、これら２つの画像フレーム同士で画像の明るさを比較すると、必然的に、過剰光源が遮光されている１０（ａ）左図の画像がより暗く、画像上に過剰光源が写り込んでフレア等が出現している図１０（ａ）右図の画像が明るいと判定される。
【００６８】
つぎに、図１０（ａ）に示す２つの画像フレームのうち、暗い方の画像フレーム（左図）を撮像したときに施した遮光区域を上下に２等分した２つの範囲のうち、上側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームと、下側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームとを、撮像部１１のフレームレートに同期して連続して撮像させる。このようにして撮像された２つの画像フレームの一例を図１０（ｂ）に示す。
【００６９】
図１０（ｂ）に示す事例では、撮像範囲の左側上部に遮光を施した左図の画像フレームについては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。一方、撮像範囲の左側下部に遮光を施した右図の画像フレームについては、画像の左上部に過剰光源が写り込んでおり、画像上にフレア等が出現している。ここで、これら２つの画像フレーム同士で画像の明るさを比較すると、必然的に、過剰光源が遮光されている図１０（ｂ）左図の画像がより暗く、過剰光源が写り込んでフレア等が出現している図１０（ｂ）右図の画像が明るいと判定される。
【００７０】
つぎに、図１０（ｂ）に示す２つの画像フレームのうち、暗い方の画像フレーム（左図）を撮像したときに施した遮光区域を左右に２等分した２つの範囲のうち、左端側に遮光を施した状態で撮像する画像フレームと、左側中央寄りに遮光を施した状態で撮像する画像フレームとを、撮像部１１のフレームレートに同期して連続して撮像させる。このようにして撮像された２つの画像フレームの一例を図１０（ｃ）に示す。
【００７１】
図１０（ｃ）に示す事例では、撮像範囲の上部左端側に遮光を施した左図の画像フレームについては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。一方、撮像範囲の上部左側中央寄りに遮光を施した右図の画像フレームについては、画像の左上部に過剰光源が写り込んでおり、画像上にフレア等が出現している。ここで、これら２つの画像フレーム同士で画像の明るさを比較すると、必然的に、過剰光源が遮光されている図１０（ｃ）左図の画像がより暗く、過剰光源が写り込んでフレア等が出現している図１０（ｃ）右図の画像が明るいと判定される。
【００７２】
ここで、図１０（ｃ）に示す２つの画像フレームのうち、暗い方の画像フレーム（左図）を画像表示部１５に出力すると、画像表示部１５に表示される画像は図１０（ｄ）に示すようなものになる。この図１０（ｄ）の表示画像では、遮光区域によって過剰光源を上手く遮光していると共に、この遮光区域が十分に絞り込まれており、表示画像上で本来の被写体である人物の像を十分に視認可能な程度の視界が確保されている。
【００７３】
つぎに、図１１は、遮光制御部１３が実行する上述の遮光区域絞り込み処理の手順を示すフローチャートである。
この処理は、遮光制御部１３が、撮像部１１によって撮像される動画像のフレームレートに同期して遮光区域を徐々に絞り込みながら、撮像部１１に画像を撮像させる処理である。
【００７４】
遮光制御部１３は、まず、選択領域Ａを全撮像範囲に設定する（Ｓ３０１）。つぎに、最小輝度ＩMINの初期値を所定の過大値に設定する（Ｓ３０２）。そして、現在の選択領域Ａを２等分したうちの一方の領域を、Ｎ番目の画像フレーム（以下、Ｎフレーム）に施す遮光区域ＭNに設定し、この遮光区域ＭNを遮光部１２に形成させた状態で撮像部１１にＮフレームを撮像させる（Ｓ３０３）。つづいて、撮像部１１によって撮像されたＮフレームにおける個々の画素ごと輝度の総和ＩNを算出する（Ｓ３０４）。
【００７５】
つぎに、現在の選択領域Ａから遮光区域ＭNを差し引いた残りの領域を、Ｎ＋１番目の画像フレーム（以下、Ｎ＋１フレーム）に施す遮光区域ＭN+1に設定し、この遮光区域ＭN+1を遮光部１２に形成させた状態で撮像部１１にＮ＋１フレームを撮像させる（Ｓ３０５）。つづいて、撮像部１１によって撮像されたＮ＋１フレームにおける個々の画素ごと輝度の総和ＩN+1を算出する（Ｓ３０６）。
【００７６】
そして、Ｓ３０４及びＳ３０６でそれぞれ算出した輝度の総和ＩNとＩN+1とを比較し、ＩN+1がＩNよりも大きいか否かを判定する（Ｓ３０７）。ここで、ＩN+1がＩNよりも大きいと判定した場合（Ｓ３０７：ＹＥＳ）、すなわち、Ｎ＋１フレームよりもＮフレームの方が暗い画像である場合、つぎに、ＩNがＩMINよりも小さいか否かを判定する（Ｓ３０８）。ＩNがＩMINよりも小さいと判定した場合（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、最小輝度ＩMINの値をＩNの値に、選択領域ＡをＭNにそれぞれ更新する（Ｓ３０９）。そして、Ｎの値を２つカウントアップし（Ｓ３１２）、Ｓ３０３の処理へ戻る。以降、新たに設定した選択領域Ａを対象に、更に遮光区域を絞り込んで繰り返し撮像を行う。
【００７７】
一方、Ｓ３０７でＩN+1がＩN以下であると判定した場合（Ｓ３０７：ＮＯ）、すなわち、ＮフレームよりもＮ＋１フレームの方が暗い画像である場合、つぎに、ＩN+1がＩMINよりも小さいか否かを判定する（Ｓ３１０）。ＩN+1がＩMINよりも小さいと判定した場合（Ｓ３１０：ＹＥＳ）、最小輝度ＩMINの値をＩN+1の値に、選択領域ＡをＭN+1にそれぞれ更新する（Ｓ３１１）。そして、Ｎの値を２つカウントアップし（Ｓ３１２）、Ｓ３０３の処理へ戻る。以降、新たに設定した選択領域Ａを対象に、更に遮光区域を絞り込んで繰り返し撮像を行う。
【００７８】
上述のように、Ｓ３０３〜Ｓ３１２の処理を順次繰り返すことで、遮光区域が徐々に絞り込まれていく。そして、Ｓ３０８でＩNがＩMIN以上であると判定した場合（Ｓ３０８：ＮＯ）、Ｎフレームの画像を出力し（Ｓ３１３）、遮光区域絞り込み処理を終了する。また、Ｓ３１０でＩN+1がＩMIN以上であると判定した場合（Ｓ３１０：ＮＯ）、Ｎ＋１フレームの画像を出力し（Ｓ３１４）、遮光区域絞り込み処理を終了する。
【００７９】
［撮像装置２の構成の説明]
図１２は、実施形態の変形例である撮像装置２の概略構成を示すブロック図である。
撮像装置２は、上述の撮像装置１（図１参照）における各部構成に加え、ユーザからの指示を入力するための操作部１６を更に備えることを特徴とする。なお、この撮像装置２において、上述の撮像装置１と共通する構成については同じ符号を付し、その説明については省略する。
【００８０】
操作部１６は、画像表示部１５の表示面上に一体に構成されるタッチパネルで構成されており、画像表示部１５の表示面の任意の箇所にユーザが触れることで、その位置を遮光制御部１３に入力する。遮光制御部１３は、操作部１６から入力された位置に該当する撮像範囲に対して、遮光部１２による遮光を施す。
【００８１】
［撮像装置２の動作の説明］
つぎに、撮像装置２の動作について説明する。
図１３は、ユーザによって表示画像上で指示された箇所に遮光区域を配置することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【００８２】
図１３（ａ）は、遮光部１２による遮光が行われていない状態で撮像された場合の表示画像の一例を示している。この表示画像上には、例えば車両のヘッドライトや太陽等といった過剰光源が写り込んでおり、その過剰光源の周辺にフレア等が出現している。そして、このフレア等が画像中央付近に存在する人物の像に被っていることで、画像上にて人物の視認性が低下している。
【００８３】
ここで、表示画像上に写り込んでいる過剰光源の位置をユーザがタッチパネル上で押下すると、遮光制御部１３は、その指示位置に該当する撮像範囲に対して遮光部１２による遮光を施す（ユーザ指示による遮光区域形成処理）。
【００８４】
例えば、遮光部１２が液晶パネルで構成されている場合、図１３（ｂ）に示すように、ユーザによって指示された過剰光源の位置にスポット状の遮光区域を形成することが考えられる。このように、ユーザにより指示された位置に遮光区域を形成した画像においては、過剰光源が遮光されておりフレア等は出現していない。なお、遮光部１２が形成する遮光区域の大きさは、一定としてもよいし、ユーザの操作に応じて可変としてもよい。遮光区域の大きさ可変とする場合、例えば、ユーザによるタッチパネルの押下が継続した時間に応じて大きさを変化することが考えられる。すなわち、タッチパネルの押下が長く継続した場合、その位置を中心とする大きな遮光区域を形成し、タッチパネルの押下時間が短い場合、その位置を中心とする小さな遮光区域を形成する。あるいは、ユーザがタッチパネル上において指で描いた軌跡で囲まれる領域に相当する撮像範囲に遮光区域を形成するような構成であってもよい。
【００８５】
一方、遮光部材を機械的に駆動する装置によって遮光部１２が構成されている場合、ユーザによって指示された過剰光源の位置に遮光部材を移動させて遮光を施す。図１３（ｃ）に示す事例では、撮像範囲の上下方向に帯状に形成された遮光部材を過剰光源の位置に移動させることで過剰光源を遮光しており、この画像上ではフレア等は出現していない。
【００８６】
つぎに、図１４は、遮光制御部１３が実行するユーザ指示による遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
遮光制御部１３は、まず、操作部１６を介して遮光すべき位置の指示入力があるか否か判定する（Ｓ４０１）。そして、操作部１６を介して遮光すべき位置の指示入力があると判定した場合（Ｓ４０１：ＹＥＳ）、指示された位置に該当する撮像範囲に遮光区域を配置する（Ｓ４０２）。具体的には、遮光部１２が液晶パネルで構成されている場合、ユーザによって指示された位置に該当する範囲の遮光素子を遮光状態にすることで、スポット状の遮光区域を形成する。あるいは、遮光部材を機械的に駆動する装置によって遮光部１２が構成されている場合、ユーザによって指示された過剰光源の位置に遮光部材を移動させて遮光を施す。
【００８７】
つぎに、Ｓ４０２で遮光区域を配置してから、所定時間が経過したか否かを判定する（Ｓ４０３）。ここで、所定時間が経過していないと判定した場合（Ｓ４０３：ＮＯ）、現状の遮光区域を維持する。そして、所定時間が経過したと判定した場合（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、現状の遮光区域を解除し（Ｓ４０４）、ユーザ指示による遮光区域形成処理を終了する。
【００８８】
［効果］
上記実施形態の撮像装置によれば、以下のような効果を奏する。
（１）遮光部１２によって形成される遮光区域の位置や大きさを変化可能に構成することで、単一方向だけでなく様々な方向から入射する過剰光を遮光できるようになる。そして、図５に示すように、フレームレートに同期して遮光区域を順次変化させながら画像を撮像することで、過剰光が撮像範囲に入射する位置に遮光区域が重なったときに過剰光を遮光した状態で撮像した画像を得ることができる。このように、過剰光を遮光した状態で撮像することで、撮像された画像上に出現するフレア等を低減することができ、本来の被写体の視認性が向上する。
【００８９】
（２）図６に示す事例では、遮光区域の配置が互い違いとなる２つの市松模様の遮光パターンを交互に切り替えながら連続する画像フレームを撮像し、このようにして撮像された２つの連続する画像フレーム間で、それぞれ遮光されていない分割領域を対応する位置に組み合わせて１つの合成画像フレームを合成する。このようにすることで、それぞれの画像フレームにおける映像の欠落部分を互いに補完することができる。これにより、フレア等を低減し、かつ遮光区域による画像の欠落のない合成画像フレームを得ることができ、被写体の視認性が向上する。
【００９０】
（３）図８に示す事例では、撮像された画像上において過剰輝度の部分を検出し、この検出した過剰輝度部分の位置に対応する撮像範囲上の位置に遮光を施す。このようにすることで、撮像範囲に入射してくる過剰光の方向や規模に応じて、その過剰光を遮光する位置に遮光区域を形成できるので、フレア等を効率的に低減できる。また、遮光部１２として液晶パネルを用いる場合、入射してくる過剰光の光束の大きさに応じて遮光区域の大きさを変えることができ、過剰光の規模に対して遮光区域が過大あるいは過小になることがなく、適切な範囲を遮光できる。
【００９１】
（４）図１０に示す事例では、２等分された遮光区域でそれぞれ撮像された連続する２つの画像フレーム同士で明るさを比較し、より暗い方の画像フレームにおける遮光区域を更に２等分する、といった手順を繰り返すことで、遮光区域を徐々に絞り込む。このようにすることで、撮像範囲中の過剰光源を遮光したまま、遮光区域を徐々に絞り込むことができ、遮光区域が過大になるのを防ぐと共に、被写体の視認性をより向上させることができる。
【００９２】
（５）図１３に示す事例では、操作部１６のタッチパネル上で指示された位置に対応する遮光範囲上の範囲に遮光区域を形成する。このようにすることで、画面上に表示された画像をユーザが視認し、その画像上で過剰光源の位置をユーザが直接指示することができる。そして、ユーザにより指示された部分を遮光することで効果的にフレア等を低減することができる。また、ユーザの指示により遮光区域を形成した後、所定時間経過後に当該遮光区域を解除する。このようにすることで、ユーザの指示により過剰光源を遮光した状態で被写体を視認した後、ユーザ自らその遮光区域を解除する手間を省くことができ、好適である。
【００９３】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、様々な態様にて実施することが可能である。
【００９４】
例えば、上述の各実施形態においては、本発明を動画像を撮像するための撮像装置（いわゆるデジタルビデオカメラ）に適用した事例について説明した。これ以外にも本発明は、静止画像を撮影するデジタルスチールカメラ等にも適用可能である。
【００９５】
また、上記実施形態の撮像装置を車両に搭載する場合、遮光部１２に用いられる遮光部材にレンズ面に付着した雨滴を除去する機能を付与し、レンズ用のワイパーとして兼用するような構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】（ａ）は、撮像装置１の概略構成を示すブロック図であり、（ｂ）は、遮光部１２の配置状況を模式的に示す説明図である。
【図２】遮光部１２として液晶パネルを用いた場合の遮光パターンの具体例を模式的に示す説明図である。
【図３】遮光部１２として遮光部材を機械的に駆動する装置を用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
【図４】遮光部１２として遮光部材を機械的に駆動する装置を用いた場合の遮光パターンの一例を模式的に示す説明図である。
【図５】撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図６】遮光区域の配置が互い違いとなる２種類の遮光パターンの画像フレーム同士を合成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図７】画像合成処理の手順を示すフローチャートである。
【図８】撮像画像上に写り込んだ過剰光源の位置に相当する箇所に遮光区域を形成することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図９】遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図１０】広い範囲を遮光した状態から徐々に遮光区域を絞り込むことによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減しつつ可視範囲も確保する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図１１】遮光区域絞り込み処理の手順を示すフローチャートである。
【図１２】撮像装置２の概略構成を示すブロック図である。
【図１３】ユーザによって表示画像上で指示された箇所に遮光区域を配置することによって、撮像画像上に出現するフレア等を低減する動作の一連の流れを模式的に示す説明図である。
【図１４】ユーザ指示による遮光区域形成処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
１,２…撮像装置、１０…レンズ、１１…撮像部、１２…遮光部、１３…遮光制御部、１４…画像処理部、１５…画像表示部、１６…操作部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
前記レンズから投射される被写体の像を受け、これを画像信号に変換することで画像を撮像する撮像手段と、
被写体と前記レンズとの間に介在し、前記撮像手段による撮像範囲の任意部分を遮光し、かつ、その遮光区域を変更可能に構成された遮光手段と、
前記遮光手段を介して前記撮像手段による撮像範囲上の遮光区域を変化させ、前記撮像手段に遮光区域のそれぞれ異なる複数の画像フレームを撮像させる遮光制御手段と、
前記遮光制御手段による制御に基づいて撮像された画像フレームの画像信号を外部に出力する画像出力手段とを備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、前記撮像手段の撮像範囲における所定部分を遮光する第１の遮光パターンと、前記第１の遮光パターンによる遮光区域の配置と互い違いとなる範囲を遮光する第２の遮光パターンとをそれぞれ形成可能に構成されており、
前記遮光制御手段は、前記第１の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、前記第２の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを前記撮像手段に撮像させ、
さらに、前記第１の画像フレーム及び第２の画像フレームの両画像フレームから、それぞれの遮光パターンによる遮光区域以外の撮像範囲に相当する部分画像をそれぞれ抽出し、この抽出した部分画像を対応する位置に組み合わせて合成画像フレームを生成する画像合成手段を備え、
前記画像出力手段は、前記画像合成手段により生成された合成画像フレームを出力すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光制御手段は、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて当該画像上において過剰輝度の部分を検出し、前記撮像手段の撮像範囲における当該過剰輝度部分の位置に対応する部分を遮光させるように前記遮光手段の遮光区域を制御すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光制御手段は、撮像範囲全域を遮光選択範囲の初期設定とし、
（１）前記遮光選択範囲を二等分した各範囲のうちの一方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、他方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを前記撮像手段に撮像させ、
（２）当該撮像された前記第１の画像フレームと前記第２の画像フレームと間で画像の明るさを比較し、
（３）上記（２）における比較の結果に基づき、何れか暗い方の画像フレームに該当する遮光区域を新たな前記遮光選択範囲として設定して、
上記（１）〜（３）の処理を順次繰り返すことで、遮光区域を段階的に絞り込み、
前記画像出力手段は、前記第１の画像フレーム及び前記第２の画像フレームのうち、前記遮光制御手段による上記（２）における比較結果から、何れか暗い方の画像フレームの画像信号を外部に出力すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像手段は、所定のフレームレートに沿って連続的に画像を撮像するように構成されており、
前記遮光制御手段は、前記遮光手段による遮光区域の変更を前記フレームレートに同期したタイミングで行うこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記画像出力手段により出力された画像信号に基づく画像を表示する表示手段と、
前記遮光手段によって遮光すべき位置を前記表示手段に表示された画像に対して指示するための指示入力手段とを更に備え、
前記遮光制御手段は、前記指示入力手段において遮光すべき位置を指示された場合、その指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲を前記遮光手段に遮光させること
を特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置において、
前記遮光制御手段は、前記指示入力手段において指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲に対する遮光を開始してから、所定時間経過後に当該遮光状態を解除すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、電圧により液晶の偏光角度を変えることで個々に遮光状態と透光状態とを切り替え可能な複数の液晶セグメントが透明なパネル上に格子状に配列した液晶パネルで構成されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、遮光部材をレンズ面に沿って機械的に駆動することで任意の範囲を遮光するように構成されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、前記遮光部材をレンズ面に対して平行に回転あるいは並進移動させて任意の範囲を遮光するように構成されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の撮像装置に用いられるコンピュータを制御するためのプログラムであって、当該コンピュータを前記遮光制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項２に記載の撮像装置に用いられるコンピュータを制御するためのプログラムであって、当該コンピュータを前記遮光制御手段及び前記画像合成手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１】
レンズと、
前記レンズから投射される被写体の像を受け、これを画像信号に変換することで画像を撮像する撮像手段と、
被写体と前記レンズとの間に介在し、前記撮像手段による撮像範囲の任意部分を遮光し、かつ、その遮光区域を変更可能に構成された遮光手段と、
前記遮光手段を介して前記撮像手段による撮像範囲上の遮光区域を変化させ、前記撮像手段に遮光区域のそれぞれ異なる複数の画像フレームを撮像させる遮光制御手段と、
前記遮光制御手段による制御に基づいて撮像された画像フレームの画像信号を外部に出力する画像出力手段とを備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、前記撮像手段の撮像範囲における所定部分を遮光する第１の遮光パターンと、前記第１の遮光パターンによる遮光区域の配置と互い違いとなる範囲を遮光する第２の遮光パターンとをそれぞれ形成可能に構成されており、
前記遮光制御手段は、前記第１の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、前記第２の遮光パターンで撮像範囲の一部を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを前記撮像手段に撮像させ、
さらに、前記第１の画像フレーム及び第２の画像フレームの両画像フレームから、それぞれの遮光パターンによる遮光区域以外の撮像範囲に相当する部分画像をそれぞれ抽出し、この抽出した部分画像を対応する位置に組み合わせて合成画像フレームを生成する画像合成手段を備え、
前記画像出力手段は、前記画像合成手段により生成された合成画像フレームを出力すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光制御手段は、前記撮像手段から出力される画像信号に基づいて当該画像上において過剰輝度の部分を検出し、前記撮像手段の撮像範囲における当該過剰輝度部分の位置に対応する部分を遮光させるように前記遮光手段の遮光区域を制御すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記遮光制御手段は、撮像範囲全域を遮光選択範囲の初期設定とし、
（１）前記遮光選択範囲を二等分した各範囲のうちの一方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第１の画像フレームと、他方に該当する範囲を遮光した状態で撮像する第２の画像フレームとを前記撮像手段に撮像させ、
（２）当該撮像された前記第１の画像フレームと前記第２の画像フレームと間で画像の明るさを比較し、
（３）上記（２）における比較の結果に基づき、何れか暗い方の画像フレームに該当する遮光区域を新たな前記遮光選択範囲として設定して、
上記（１）〜（３）の処理を順次繰り返すことで、遮光区域を段階的に絞り込み、
前記画像出力手段は、前記第１の画像フレーム及び前記第２の画像フレームのうち、前記遮光制御手段による上記（２）における比較結果から、何れか暗い方の画像フレームの画像信号を外部に出力すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記撮像手段は、所定のフレームレートに沿って連続的に画像を撮像するように構成されており、
前記遮光制御手段は、前記遮光手段による遮光区域の変更を前記フレームレートに同期したタイミングで行うこと
を特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項１に記載の撮像装置において、
前記画像出力手段により出力された画像信号に基づく画像を表示する表示手段と、
前記遮光手段によって遮光すべき位置を前記表示手段に表示された画像に対して指示するための指示入力手段とを更に備え、
前記遮光制御手段は、前記指示入力手段において遮光すべき位置を指示された場合、その指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲を前記遮光手段に遮光させること
を特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の撮像装置において、
前記遮光制御手段は、前記指示入力手段において指示された画像上の位置に対応する撮像範囲上の所定範囲に対する遮光を開始してから、所定時間経過後に当該遮光状態を解除すること
を特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、電圧により液晶の偏光角度を変えることで個々に遮光状態と透光状態とを切り替え可能な複数の液晶セグメントが透明なパネル上に格子状に配列した液晶パネルで構成されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項９】
請求項１ないし請求項７の何れか１項に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、遮光部材をレンズ面に沿って機械的に駆動することで任意の範囲を遮光するように構成されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の撮像装置において、
前記遮光手段は、前記遮光部材をレンズ面に対して平行に回転あるいは並進移動させて任意の範囲を遮光するように構成されていること
を特徴とする撮像装置。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０の何れか１項に記載の撮像装置に用いられるコンピュータを制御するためのプログラムであって、当該コンピュータを前記遮光制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１２】
請求項２に記載の撮像装置に用いられるコンピュータを制御するためのプログラムであって、当該コンピュータを前記遮光制御手段及び前記画像合成手段として機能させるためのプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図７】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１４】
【図４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図１０】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−４４５０（Ｐ２０１０−４４５０Ａ）
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１６３１７８（Ｐ２００８−１６３１７８）
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月７日（２０１０．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年６月２３日（２００８．６．２３）
【出願人】（０００００４６９５）株式会社日本自動車部品総合研究所 (1,981)
【出願人】（０００００４２６０）株式会社デンソー (27,639)
【Ｆターム（参考）】
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