露出制御装置
【課題】１回の露出補正量の演算を行うことで、積算輝度を基準値に一致させる。
【解決手段】正規化輝度積算部１２は、画像を構成する画素ごとの輝度Ｓ１を積算した積算輝度Ｓ２を算出した後、その積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算した正規化積算輝度Ｓ３を算出し、露出補正量算出部１３は、正規化輝度積算部１２にて算出された正規化積算輝度Ｓ３の対数計算を行うことで露出補正量Ｓ４を算出し、露出量算出部１４は、露出補正量算出部１３にて計算された露出補正量Ｓ４にて露出量Ｓ５を補正する。
【解決手段】正規化輝度積算部１２は、画像を構成する画素ごとの輝度Ｓ１を積算した積算輝度Ｓ２を算出した後、その積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算した正規化積算輝度Ｓ３を算出し、露出補正量算出部１３は、正規化輝度積算部１２にて算出された正規化積算輝度Ｓ３の対数計算を行うことで露出補正量Ｓ４を算出し、露出量算出部１４は、露出補正量算出部１３にて計算された露出補正量Ｓ４にて露出量Ｓ５を補正する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は露出制御装置に関し、特に、撮像装置にて撮像された画像を構成する画素の積算輝度を算出する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置などでは、イメージセンサにて撮像される画像の明るさを調整するため、自動露出制御が行われている。この自動露出制御では、画像を構成する画素ごとの輝度を積算し、積算輝度を基準値と比較することで、積算輝度と基準値との差分が算出される。そして、この差分から露出補正量が算出され、この露出補正量にて補正された露出量に基づいて露光時間やアナログゲインなどを制御することで、画像の明るさの調整が行われる。
【０００３】
また、例えば、特許文献１には、撮影者が意識的に露光補正を行うことなく、撮影状況に柔軟に適応させ、高速かつ高性能な適正露光を自動的に決定する方法が開示されている。すなわち、この特許文献１に開示された方法では、複数の画素から構成されるブロックからなるブロック層と、上記ブロックから構成されるエリアからなるエリア層と，上記エリアから構成されるクラスタからなるクラスタ層を対向配置させた階層構造を画像フレームに持たせ、上記各層の領域要素から選択的に生成され、該当する領域要素の各画素の色成分から算出される輝度評価値に基づいて露光制御が実行される。
【０００４】
しかしながら、撮像装置などのダイナミックレンジはデシベル（ｄＢ）など対数で表現される量であるため、露出補正量は比率として得る必要がある。このため、積算輝度と基準値との差分を計算するだけでは、積算輝度が基準値に一致する露出補正量を求めることができない。このため、従来の自動露出制御では、積算輝度と基準値との差分の大きさに応じて、積算輝度が基準値に近づくように露出補正量が段階的に増減されることから、フレームなどの制御単位時間ごとに、積算輝度が初期値から基準値に漸近的に収束し、露出調整に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５５５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、１回の露出補正量の演算を行うことで、積算輝度を基準値に一致させることが可能な露出制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様によれば、画像を構成する画素ごとの輝度を積算した積算輝度を算出し、前記積算輝度を基準値で除算した正規化積算輝度を算出する正規化輝度積算部と、前記正規化積算輝度の対数計算結果に基づいて露出補正量を算出する露出補正量算出部とを備えることを特徴とする露出制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、正確に露出補正量の演算を行うことができ、高速に積算輝度を基準値に一致させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る露出制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、露出制御装置には、正規化輝度積算部１２、露出補正量算出部１３、露出量算出部１４および制御量変換部１５が設けられている。
【００１１】
ここで、正規化輝度積算部１２は、画像を構成する画素ごとの輝度Ｓ１を積算した積算輝度Ｓ２を算出し、その積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算した正規化積算輝度Ｓ３を算出することができる。具体的には、正規化輝度積算部１２には、輝度積算部１２ａおよび正規化装置１２ｂが設けられている。そして、輝度積算部１２ａは、イメージセンサ１１にて撮像される画像を構成する画素ごとの輝度Ｓ１を積算した積算輝度Ｓ２を算出することができる。正規化装置１２ｂは、輝度積算部１２ａにて算出された積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算した正規化積算輝度Ｓ３を算出することができる。ここで、正規化装置１２ｂには、積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算する除算器１２ｃが設けられている。
【００１２】
なお、正規化積算輝度Ｓ３は、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨの何倍であるかを示す値である。また、基準値ＴＨは、イメージセンサ１１にて撮像される画像の明るさを指定する目標値である。ここで、基準値ＴＨは、装置の小型化や設計の容易化を図るために、２のべき乗などの値を選択することが好ましい。また、イメージセンサ１１としては、例えば、ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤなどの固体撮像素子を用いることができ、撮像管を用いるようにしてもよい。
【００１３】
露出補正量算出部１３は、正規化輝度積算部１２にて算出された正規化積算輝度Ｓ３の対数計算結果に基づいて露出補正量Ｓ４を算出することができる。ここで、露出補正量算出部１３には、正規化積算輝度Ｓ３の対数を計算する対数計算部１３ａが設けられている。なお、対数計算部１３ａには、正規化積算輝度Ｓ３とその対数値との関係を登録したＲＯＭテーブルを設け、このＲＯＭテーブルから正規化積算輝度Ｓ３の対数値を求めるようにしてもよい。
【００１４】
露出量算出部１４は、露出補正量算出部１３にて計算された露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５を算出することができる。なお、露出量Ｓ５は、シャッタスピードや絞り値が変わるたびに増減するＥＶ値で表現することができる。このＥＶ値を用いる場合、ＥＶ値を±ｘ段階だけ増減させると、露光時間あるいはアナログゲインなどを２±ｘ倍に増減させることができる。
【００１５】
制御量変換部１５は、露出量算出部１４にて算出された露出量Ｓ５を露出制御に使用される制御量Ｓ６に変換することができる。なお、露出制御に使用される制御量Ｓ６としては、シャッタスピードや絞り値やアナログゲインなどを挙げることができる。
【００１６】
図２は、図１の基準値ＴＨを変化させた時の積算輝度Ｓ２と正規化積算輝度Ｓ３との関係を示す図である。
図２において、正規化積算輝度Ｓ３は、積算輝度Ｓ２に比例し、基準値ＴＨに反比例する。そして、基準値ＴＨを標準値ＴＨ０の２倍にした場合、積算輝度Ｓ２が２倍になると、正規化積算輝度Ｓ３が標準値ＴＨ０になる。また、基準値ＴＨを標準値ＴＨ０の０．５倍にした場合、積算輝度Ｓ２が０・５倍になると、正規化積算輝度Ｓ３が標準値ＴＨ０になる。
【００１７】
そして、図１において、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が正規化輝度積算部１２に順次入力される。そして、画像ごとの輝度Ｓ１が正規化輝度積算部１２に順次入力されると、輝度積算部１２ａにおいて、１フレームなどの制御単位時間だけ画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで積算輝度Ｓ２が算出され、正規化装置１２ｂに出力される。なお、積算輝度Ｓ２を算出する場合、画像全体の画素ごとの輝度Ｓ１を用いるようにしてもよいし、中心部などの画像の一部の画素ごとの輝度Ｓ１を用いるようにしてもよい。また、画像の位置に応じて重み付けをするようにしてもよいし、画素の間引きを行いながら積算輝度Ｓ２を算出するようにしてもよい。
【００１８】
そして、正規化装置１２ｂにおいて、輝度積算部１２ａにて算出された積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨで除算されることで正規化積算輝度Ｓ３が算出され、露出補正量算出部１３に出力される。そして、正規化積算輝度Ｓ３が露出補正量算出部１３に入力されると、対数計算部１３ａにおいて、正規化積算輝度Ｓ３の２を底とした対数値に−１を乗じた値が計算され、その値が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部１５に出力される。例えば、露出補正量Ｓ４が＋１ＥＶの場合には、露出量Ｓ５が＋１ＥＶだけ増加され、露出補正量Ｓ４が−１ＥＶの場合には、露出量Ｓ５が−１ＥＶだけ減少される。
【００１９】
そして、制御量変換部１５において、露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨに一致するように、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。例えば、露出量Ｓ５が＋１ＥＶだけ変化した場合には、露光時間あるいはアナログゲインが２倍だけ増加され、露出量Ｓ５が−１ＥＶだけ変化した場合には、露光時間あるいはアナログゲインが１／２倍に減少される。
【００２０】
ここで、正規化積算輝度Ｓ３を露出補正量Ｓ４の算出に用いることで、基準値ＴＨに対する積算輝度Ｓ２の比率から露出補正量Ｓ４を求めることができ、１回の露出補正量Ｓ４の演算を行うことで、積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨに一致させることが可能となる。このため、フレームなどの制御単位時間内に、積算輝度Ｓ２を初期値から基準値に収束させることができ、露出調整にかかる時間を短くすることが可能となることから、露出調整を高速化することができる。
【００２１】
図３は、図１の露出制御装置による輝度Ｓ１の収束状況を示す図である。
図３において、積算輝度Ｓ２と基準値ＴＨとの差分の大きさに応じて露出補正量Ｓ４を制御した場合、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨに近づくように露出補正量Ｓ４が段階的に増減される。このため、１フレームなどの制御単位時間ＴＳごとに、積算輝度Ｓ２が初期値Ｓ０から基準値ＴＨに漸近的に収束し、露出調整に時間がかかる。
【００２２】
これに対して、基準値ＴＨに対する積算輝度Ｓ２の比率から露出補正量Ｓ４を求めた場合、積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨに一致させる露出補正量Ｓ４を直接求めることができる。このため、１フレームなどの制御単位時間内に、積算輝度Ｓ２を初期値Ｓ０から基準値ＴＨに収束させることが可能となり、露出調整にかかる時間を短くすることができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図４において、この露出制御装置には、図１の露出制御装置の正規化輝度積算部１２の代わりに正規化輝度積算部２１が設けられている。ここで、正規化輝度積算部２１には、間引きカウンタ２１ａ、比較器２１ｂおよび積算部２１ｃが設けられている。そして、間引きカウンタ２１ａは、基準値ＴＨに対応した周期ＴＰでリセットされながらカウント動作を繰り返すことができる。なお、間引きカウンタ２１ａとしては、例えば、基準値ＴＨの分解能に数ビットを加えた程度のリニアバイナリカウンタを用いることができる。比較器２１ｂは、間引きカウンタ２１ａにて算出されたカウント値と所定値ＳＨとの比較結果に基づいて積算イネーブル信号ＥＮを出力することができる。積算部２１ｃは、積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画像を構成する画素ごとに順次出力される輝度Ｓ１を積算することで、正規化積算輝度Ｓ３を算出することができる。
【００２４】
そして、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が積算部２１ｃに順次入力される。また、図５に示すように、間引きカウンタ２１ａにおいて、基準値ＴＨに対応した周期ＴＰでリセットされながらカウント動作が繰り返され、その時のカウント値が比較器２１ｂに出力される。そして、比較器２１ｂにおいて、間引きカウンタ２１ａから出力されたカウント値が所定値ＳＨと比較され、間引きカウンタ２１ａから出力されたカウント値が所定値ＳＨより小さい期間だけ、積算イネーブル信号ＥＮが積算部２１ｃに出力される。
【００２５】
そして、積算部２１ｃにおいて、積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素が間引かれた正規化積算輝度Ｓ３が算出され、露出補正量算出部１３に出力される。
【００２６】
そして、正規化積算輝度Ｓ３が露出補正量算出部１３に入力されると、対数計算部１３ａにおいて、正規化積算輝度Ｓ３の２を底とした対数値に−１を乗じた値が計算され、その値が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部１５に出力される。そして、制御量変換部１５において、露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。
【００２７】
ここで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素を間引きながら輝度Ｓ１の積算を行うことで、図１の除算器１２ｃを用いることなく、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨで除算された正規化積算輝度Ｓ３を算出することができ、回路規模を低減しつつ、露出調整を高速化することができる。
【００２８】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、この露出制御装置には、図４の露出制御装置の露出補正量算出部１３および制御量変換部１５の代わりに露出補正量算出部３１および制御量変換部３２が設けられている。ここで、露出補正量算出部３１には、比較器３１ａ、ラッチ３１ｂ、スイープカウンタ３１ｃおよび逆数演算器３１ｄが設けられている。そして、比較器３１ａは、相対露出スイープ値Ｓ１３を指数とした指数計算を指数計算部３２ｂに行わせることで得られた正規化輝度比較値Ｓ１１と、正規化積算輝度Ｓ３との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号Ｓ１２を出力することができる。ラッチ回路３１ｂは、ラッチイネーブル信号Ｓ１２に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで露出補正量Ｓ４を出力することができる。スイープカウンタ３１ｃは、露出制御装置の動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３を発生することができる。なお、スイープカウンタ３１ｃとしては、例えば、露出量Ｓ５を保持するために必要なビット数と同程度のリニアバイナリカウンタを用いることができる。逆数演算器３１ｄは、相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４を計算することができる。
【００２９】
また、制御量変換部３２には、スイッチ３２ａおよび指数計算部３２ｂが設けられている。そして、スイッチ３２ａは、制御量変換部３２の内部からの出力と、スイープカウンタ３１ｃからの出力のいずれか一方を選択して指数計算部３２ｂに入力することができる。指数計算部３２ｂは、制御量Ｓ６を計算するための指数演算を行うことができる。
【００３０】
そして、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が積算部２１ｃに順次入力される。そして、積算部２１ｃにおいて、比較器２１ｂから積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素が間引かれた正規化積算輝度Ｓ３が算出され、比較器３１ａに出力される。
【００３１】
また、露出補正量Ｓ４の算出が行われる場合、スイッチ３２ａにて、スイープカウンタ３１ｃからの出力が指数計算部３２ｂへの入力に切り替えられる。そして、図７に示すように、スイープカウンタ３１ｃにおいて、動作範囲内で小さな値から大きな値に露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３が発生され、逆数演算器３１ｄに入力されるとともに、スイッチ３２ａを介して指数計算部３２ｂに入力される。
【００３２】
そして、相対露出スイープ値Ｓ１３が逆数演算器３１ｄに入力されると、逆数演算器３１ｄにおいて相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数が計算され、その計算結果が相対露出補正量スイープ値Ｓ１４としてラッチ回路３１ｂに出力される。
【００３３】
また、相対露出スイープ値Ｓ１３が指数計算部３２ｂに入力されると、指数計算部３２ｂにおいて相対露出スイープ値Ｓ１３を指数とした指数演算が行われ、その演算結果が正規化輝度比較値Ｓ１１として比較器３１ａに出力される。
【００３４】
そして、比較器３１ａにおいて、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３と比較され、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３に一致した時点でラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路３１ｂに出力される。そして、ラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路３１ｂに出力されると、相対露出補正量スイープ値Ｓ１４がラッチされ、そのラッチされた相対露出補正量スイープ値Ｓ１４が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部３２に出力される。
【００３５】
そして、制御量Ｓ６の算出が行われる場合、スイッチ３２ａにて、制御量変換部３２の内部からの出力が指数計算部３２ｂへの入力に切り替えられる。そして、制御量変換部３２において、指数計算部３２ｂにて指数演算が行われることで露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。
【００３６】
ここで、相対露出スイープ値Ｓ１３の指数演算結果に基づいて設定されたタイミングに従って相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで、図４の対数計算部１３ａを用いることなく、露出補正量Ｓ４を算出することができ、回路規模を低減しつつ、露出調整を高速化することができる。
また、制御量Ｓ６の算出に用いられる指数計算部３２ｂにて相対露出スイープ値Ｓ１３の指数演算を時分割的に行うことで、相対露出スイープ値Ｓ１３の指数演算を行う指数演算器を別途設ける必要がなくなり、制御量Ｓ６の算出に支障をきたすことなく、回路規模を削減することができる。
【００３７】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図８において、この露出制御装置には、図４の露出制御装置の露出補正量算出部１３の代わりに露出補正量算出部４１が設けられている。ここで、露出補正量算出部４１には、比較器４１ａ、ラッチ４１ｂ、スイープカウンタ４１ｃ、逆数演算器４１ｄ、乗算器４１ｅおよびフリップフロップ４１ｆが設けられている。そして、比較器４１ａは、フリップフロップ４１ｆに保持されている正規化輝度比較値Ｓ１１と、正規化積算輝度Ｓ３との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号Ｓ１２を出力することができる。ラッチ回路４１ｂは、ラッチイネーブル信号Ｓ１２に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで露出補正量Ｓ４を出力することができる。スイープカウンタ４１ｃは、露出制御装置の動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３を発生することができる。逆数演算器４１ｄは、相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４を計算することができる。乗算器４１ｅは、フリップフロップ４１ｆに保持された正規化輝度比較値Ｓ１１を、１ステップだけスイープされるごとに固定倍することができる。フリップフロップ４１ｆは、乗算器４１ｅにて算出された正規化輝度比較値Ｓ１１を保持することができる。
【００３８】
そして、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が積算部２１ｃに順次入力される。そして、積算部２１ｃにおいて、比較器２１ｂから積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素が間引かれた正規化積算輝度Ｓ３が算出され、比較器４１ａに出力される。
【００３９】
また、スイープカウンタ４１ｃにおいて、動作範囲内で小さな値から大きな値に露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３が発生され、逆数演算器４１ｄに入力されるとともに、動作範囲内でのスイープが行われるごとにリセット信号ＲＳが生成され、フリップフロップ４１ｆのリセット端子に入力される。
【００４０】
そして、相対露出スイープ値Ｓ１３が逆数演算器３１ｄに入力されると、逆数演算器３１ｄにおいて相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数が計算され、その計算結果が相対露出補正量スイープ値Ｓ１４としてラッチ回路３１ｂに出力される。
【００４１】
また、リセット信号ＲＳがフリップフロップ４１ｆのリセット端子に入力されると、フリップフロップ４１ｆがリセットされた後、フリップフロップ４１ｆに保持された値が乗算器４１ｅにて固定倍された後、フリップフロップ４１ｆに入力され、乗算器４１ｅに出力される。そして、乗算器４１ｅによる固定倍演算が１ステップだけスイープされるごと繰り返されることで指数演算が行われ、その演算結果が正規化輝度比較値Ｓ１１として比較器４１ａに出力される。
【００４２】
そして、比較器４１ａにおいて、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３と比較され、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３に一致した時点でラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路４１ｂに出力される。そして、ラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路４１ｂに出力されると、相対露出補正量スイープ値Ｓ１４がラッチされ、そのラッチされた相対露出補正量スイープ値Ｓ１４が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部１５に出力される。
【００４３】
そして、制御量変換部１５において、露出量算出部１４から出力された露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。
【００４４】
ここで、乗算器４１ｅおよびフリップフロップ４１ｆにて行われた指数演算結果に基づいて設定されたタイミングに従って相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで、図４の対数計算部１３ａを用いることなく、露出補正量Ｓ４を算出することができ、回路規模を低減しつつ、露出調整を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１の基準値ＴＨを変化させた時の積算輝度Ｓ２と正規化積算輝度Ｓ３との関係を示す図。
【図３】図１の露出制御装置による輝度Ｓ１の収束状況を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】図４の露出制御装置における正規化積算輝度の算出時の間引き動作を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図７】図６の露出制御装置における露出補正量の算出方法を示す図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
１０ レンズ、１１ イメージセンサ、１２、２１ 正規化輝度積算部、１２ａ 輝度積算部、１２ｂ 正規化装置、１２ｃ 除算器、１３、３１ 露出補正量算出部、１３ａ 対数計算部、１４ 露出量算出部、１５、３２ 制御量変換部、２１ａ 間引きカウンタ、２１ｂ、３１ａ、４１ａ 比較器、２１ｃ 積算部、３１ｂ、４１ｂ ラッチ回路、３１ｃ、４１ｃ スイープカウンタ、３１ｄ、４１ｄ 逆数演算器、３２ａ スイッチ、３２ｂ 指数計算部、４１ｅ 乗算器、４１ｆ フリップフロップ
【技術分野】
【０００１】
本発明は露出制御装置に関し、特に、撮像装置にて撮像された画像を構成する画素の積算輝度を算出する方法に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
撮像装置などでは、イメージセンサにて撮像される画像の明るさを調整するため、自動露出制御が行われている。この自動露出制御では、画像を構成する画素ごとの輝度を積算し、積算輝度を基準値と比較することで、積算輝度と基準値との差分が算出される。そして、この差分から露出補正量が算出され、この露出補正量にて補正された露出量に基づいて露光時間やアナログゲインなどを制御することで、画像の明るさの調整が行われる。
【０００３】
また、例えば、特許文献１には、撮影者が意識的に露光補正を行うことなく、撮影状況に柔軟に適応させ、高速かつ高性能な適正露光を自動的に決定する方法が開示されている。すなわち、この特許文献１に開示された方法では、複数の画素から構成されるブロックからなるブロック層と、上記ブロックから構成されるエリアからなるエリア層と，上記エリアから構成されるクラスタからなるクラスタ層を対向配置させた階層構造を画像フレームに持たせ、上記各層の領域要素から選択的に生成され、該当する領域要素の各画素の色成分から算出される輝度評価値に基づいて露光制御が実行される。
【０００４】
しかしながら、撮像装置などのダイナミックレンジはデシベル（ｄＢ）など対数で表現される量であるため、露出補正量は比率として得る必要がある。このため、積算輝度と基準値との差分を計算するだけでは、積算輝度が基準値に一致する露出補正量を求めることができない。このため、従来の自動露出制御では、積算輝度と基準値との差分の大きさに応じて、積算輝度が基準値に近づくように露出補正量が段階的に増減されることから、フレームなどの制御単位時間ごとに、積算輝度が初期値から基準値に漸近的に収束し、露出調整に時間がかかるという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−５５５６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、１回の露出補正量の演算を行うことで、積算輝度を基準値に一致させることが可能な露出制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様によれば、画像を構成する画素ごとの輝度を積算した積算輝度を算出し、前記積算輝度を基準値で除算した正規化積算輝度を算出する正規化輝度積算部と、前記正規化積算輝度の対数計算結果に基づいて露出補正量を算出する露出補正量算出部とを備えることを特徴とする露出制御装置を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
以上説明したように、本発明によれば、正確に露出補正量の演算を行うことができ、高速に積算輝度を基準値に一致させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態に係る露出制御装置について図面を参照しながら説明する。
【００１０】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図１において、露出制御装置には、正規化輝度積算部１２、露出補正量算出部１３、露出量算出部１４および制御量変換部１５が設けられている。
【００１１】
ここで、正規化輝度積算部１２は、画像を構成する画素ごとの輝度Ｓ１を積算した積算輝度Ｓ２を算出し、その積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算した正規化積算輝度Ｓ３を算出することができる。具体的には、正規化輝度積算部１２には、輝度積算部１２ａおよび正規化装置１２ｂが設けられている。そして、輝度積算部１２ａは、イメージセンサ１１にて撮像される画像を構成する画素ごとの輝度Ｓ１を積算した積算輝度Ｓ２を算出することができる。正規化装置１２ｂは、輝度積算部１２ａにて算出された積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算した正規化積算輝度Ｓ３を算出することができる。ここで、正規化装置１２ｂには、積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨで除算する除算器１２ｃが設けられている。
【００１２】
なお、正規化積算輝度Ｓ３は、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨの何倍であるかを示す値である。また、基準値ＴＨは、イメージセンサ１１にて撮像される画像の明るさを指定する目標値である。ここで、基準値ＴＨは、装置の小型化や設計の容易化を図るために、２のべき乗などの値を選択することが好ましい。また、イメージセンサ１１としては、例えば、ＣＭＯＳセンサまたはＣＣＤなどの固体撮像素子を用いることができ、撮像管を用いるようにしてもよい。
【００１３】
露出補正量算出部１３は、正規化輝度積算部１２にて算出された正規化積算輝度Ｓ３の対数計算結果に基づいて露出補正量Ｓ４を算出することができる。ここで、露出補正量算出部１３には、正規化積算輝度Ｓ３の対数を計算する対数計算部１３ａが設けられている。なお、対数計算部１３ａには、正規化積算輝度Ｓ３とその対数値との関係を登録したＲＯＭテーブルを設け、このＲＯＭテーブルから正規化積算輝度Ｓ３の対数値を求めるようにしてもよい。
【００１４】
露出量算出部１４は、露出補正量算出部１３にて計算された露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５を算出することができる。なお、露出量Ｓ５は、シャッタスピードや絞り値が変わるたびに増減するＥＶ値で表現することができる。このＥＶ値を用いる場合、ＥＶ値を±ｘ段階だけ増減させると、露光時間あるいはアナログゲインなどを２±ｘ倍に増減させることができる。
【００１５】
制御量変換部１５は、露出量算出部１４にて算出された露出量Ｓ５を露出制御に使用される制御量Ｓ６に変換することができる。なお、露出制御に使用される制御量Ｓ６としては、シャッタスピードや絞り値やアナログゲインなどを挙げることができる。
【００１６】
図２は、図１の基準値ＴＨを変化させた時の積算輝度Ｓ２と正規化積算輝度Ｓ３との関係を示す図である。
図２において、正規化積算輝度Ｓ３は、積算輝度Ｓ２に比例し、基準値ＴＨに反比例する。そして、基準値ＴＨを標準値ＴＨ０の２倍にした場合、積算輝度Ｓ２が２倍になると、正規化積算輝度Ｓ３が標準値ＴＨ０になる。また、基準値ＴＨを標準値ＴＨ０の０．５倍にした場合、積算輝度Ｓ２が０・５倍になると、正規化積算輝度Ｓ３が標準値ＴＨ０になる。
【００１７】
そして、図１において、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が正規化輝度積算部１２に順次入力される。そして、画像ごとの輝度Ｓ１が正規化輝度積算部１２に順次入力されると、輝度積算部１２ａにおいて、１フレームなどの制御単位時間だけ画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで積算輝度Ｓ２が算出され、正規化装置１２ｂに出力される。なお、積算輝度Ｓ２を算出する場合、画像全体の画素ごとの輝度Ｓ１を用いるようにしてもよいし、中心部などの画像の一部の画素ごとの輝度Ｓ１を用いるようにしてもよい。また、画像の位置に応じて重み付けをするようにしてもよいし、画素の間引きを行いながら積算輝度Ｓ２を算出するようにしてもよい。
【００１８】
そして、正規化装置１２ｂにおいて、輝度積算部１２ａにて算出された積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨで除算されることで正規化積算輝度Ｓ３が算出され、露出補正量算出部１３に出力される。そして、正規化積算輝度Ｓ３が露出補正量算出部１３に入力されると、対数計算部１３ａにおいて、正規化積算輝度Ｓ３の２を底とした対数値に−１を乗じた値が計算され、その値が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部１５に出力される。例えば、露出補正量Ｓ４が＋１ＥＶの場合には、露出量Ｓ５が＋１ＥＶだけ増加され、露出補正量Ｓ４が−１ＥＶの場合には、露出量Ｓ５が−１ＥＶだけ減少される。
【００１９】
そして、制御量変換部１５において、露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨに一致するように、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。例えば、露出量Ｓ５が＋１ＥＶだけ変化した場合には、露光時間あるいはアナログゲインが２倍だけ増加され、露出量Ｓ５が−１ＥＶだけ変化した場合には、露光時間あるいはアナログゲインが１／２倍に減少される。
【００２０】
ここで、正規化積算輝度Ｓ３を露出補正量Ｓ４の算出に用いることで、基準値ＴＨに対する積算輝度Ｓ２の比率から露出補正量Ｓ４を求めることができ、１回の露出補正量Ｓ４の演算を行うことで、積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨに一致させることが可能となる。このため、フレームなどの制御単位時間内に、積算輝度Ｓ２を初期値から基準値に収束させることができ、露出調整にかかる時間を短くすることが可能となることから、露出調整を高速化することができる。
【００２１】
図３は、図１の露出制御装置による輝度Ｓ１の収束状況を示す図である。
図３において、積算輝度Ｓ２と基準値ＴＨとの差分の大きさに応じて露出補正量Ｓ４を制御した場合、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨに近づくように露出補正量Ｓ４が段階的に増減される。このため、１フレームなどの制御単位時間ＴＳごとに、積算輝度Ｓ２が初期値Ｓ０から基準値ＴＨに漸近的に収束し、露出調整に時間がかかる。
【００２２】
これに対して、基準値ＴＨに対する積算輝度Ｓ２の比率から露出補正量Ｓ４を求めた場合、積算輝度Ｓ２を基準値ＴＨに一致させる露出補正量Ｓ４を直接求めることができる。このため、１フレームなどの制御単位時間内に、積算輝度Ｓ２を初期値Ｓ０から基準値ＴＨに収束させることが可能となり、露出調整にかかる時間を短くすることができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図４において、この露出制御装置には、図１の露出制御装置の正規化輝度積算部１２の代わりに正規化輝度積算部２１が設けられている。ここで、正規化輝度積算部２１には、間引きカウンタ２１ａ、比較器２１ｂおよび積算部２１ｃが設けられている。そして、間引きカウンタ２１ａは、基準値ＴＨに対応した周期ＴＰでリセットされながらカウント動作を繰り返すことができる。なお、間引きカウンタ２１ａとしては、例えば、基準値ＴＨの分解能に数ビットを加えた程度のリニアバイナリカウンタを用いることができる。比較器２１ｂは、間引きカウンタ２１ａにて算出されたカウント値と所定値ＳＨとの比較結果に基づいて積算イネーブル信号ＥＮを出力することができる。積算部２１ｃは、積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画像を構成する画素ごとに順次出力される輝度Ｓ１を積算することで、正規化積算輝度Ｓ３を算出することができる。
【００２４】
そして、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が積算部２１ｃに順次入力される。また、図５に示すように、間引きカウンタ２１ａにおいて、基準値ＴＨに対応した周期ＴＰでリセットされながらカウント動作が繰り返され、その時のカウント値が比較器２１ｂに出力される。そして、比較器２１ｂにおいて、間引きカウンタ２１ａから出力されたカウント値が所定値ＳＨと比較され、間引きカウンタ２１ａから出力されたカウント値が所定値ＳＨより小さい期間だけ、積算イネーブル信号ＥＮが積算部２１ｃに出力される。
【００２５】
そして、積算部２１ｃにおいて、積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素が間引かれた正規化積算輝度Ｓ３が算出され、露出補正量算出部１３に出力される。
【００２６】
そして、正規化積算輝度Ｓ３が露出補正量算出部１３に入力されると、対数計算部１３ａにおいて、正規化積算輝度Ｓ３の２を底とした対数値に−１を乗じた値が計算され、その値が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部１５に出力される。そして、制御量変換部１５において、露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。
【００２７】
ここで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素を間引きながら輝度Ｓ１の積算を行うことで、図１の除算器１２ｃを用いることなく、積算輝度Ｓ２が基準値ＴＨで除算された正規化積算輝度Ｓ３を算出することができ、回路規模を低減しつつ、露出調整を高速化することができる。
【００２８】
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図６において、この露出制御装置には、図４の露出制御装置の露出補正量算出部１３および制御量変換部１５の代わりに露出補正量算出部３１および制御量変換部３２が設けられている。ここで、露出補正量算出部３１には、比較器３１ａ、ラッチ３１ｂ、スイープカウンタ３１ｃおよび逆数演算器３１ｄが設けられている。そして、比較器３１ａは、相対露出スイープ値Ｓ１３を指数とした指数計算を指数計算部３２ｂに行わせることで得られた正規化輝度比較値Ｓ１１と、正規化積算輝度Ｓ３との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号Ｓ１２を出力することができる。ラッチ回路３１ｂは、ラッチイネーブル信号Ｓ１２に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで露出補正量Ｓ４を出力することができる。スイープカウンタ３１ｃは、露出制御装置の動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３を発生することができる。なお、スイープカウンタ３１ｃとしては、例えば、露出量Ｓ５を保持するために必要なビット数と同程度のリニアバイナリカウンタを用いることができる。逆数演算器３１ｄは、相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４を計算することができる。
【００２９】
また、制御量変換部３２には、スイッチ３２ａおよび指数計算部３２ｂが設けられている。そして、スイッチ３２ａは、制御量変換部３２の内部からの出力と、スイープカウンタ３１ｃからの出力のいずれか一方を選択して指数計算部３２ｂに入力することができる。指数計算部３２ｂは、制御量Ｓ６を計算するための指数演算を行うことができる。
【００３０】
そして、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が積算部２１ｃに順次入力される。そして、積算部２１ｃにおいて、比較器２１ｂから積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素が間引かれた正規化積算輝度Ｓ３が算出され、比較器３１ａに出力される。
【００３１】
また、露出補正量Ｓ４の算出が行われる場合、スイッチ３２ａにて、スイープカウンタ３１ｃからの出力が指数計算部３２ｂへの入力に切り替えられる。そして、図７に示すように、スイープカウンタ３１ｃにおいて、動作範囲内で小さな値から大きな値に露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３が発生され、逆数演算器３１ｄに入力されるとともに、スイッチ３２ａを介して指数計算部３２ｂに入力される。
【００３２】
そして、相対露出スイープ値Ｓ１３が逆数演算器３１ｄに入力されると、逆数演算器３１ｄにおいて相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数が計算され、その計算結果が相対露出補正量スイープ値Ｓ１４としてラッチ回路３１ｂに出力される。
【００３３】
また、相対露出スイープ値Ｓ１３が指数計算部３２ｂに入力されると、指数計算部３２ｂにおいて相対露出スイープ値Ｓ１３を指数とした指数演算が行われ、その演算結果が正規化輝度比較値Ｓ１１として比較器３１ａに出力される。
【００３４】
そして、比較器３１ａにおいて、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３と比較され、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３に一致した時点でラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路３１ｂに出力される。そして、ラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路３１ｂに出力されると、相対露出補正量スイープ値Ｓ１４がラッチされ、そのラッチされた相対露出補正量スイープ値Ｓ１４が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部３２に出力される。
【００３５】
そして、制御量Ｓ６の算出が行われる場合、スイッチ３２ａにて、制御量変換部３２の内部からの出力が指数計算部３２ｂへの入力に切り替えられる。そして、制御量変換部３２において、指数計算部３２ｂにて指数演算が行われることで露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。
【００３６】
ここで、相対露出スイープ値Ｓ１３の指数演算結果に基づいて設定されたタイミングに従って相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで、図４の対数計算部１３ａを用いることなく、露出補正量Ｓ４を算出することができ、回路規模を低減しつつ、露出調整を高速化することができる。
また、制御量Ｓ６の算出に用いられる指数計算部３２ｂにて相対露出スイープ値Ｓ１３の指数演算を時分割的に行うことで、相対露出スイープ値Ｓ１３の指数演算を行う指数演算器を別途設ける必要がなくなり、制御量Ｓ６の算出に支障をきたすことなく、回路規模を削減することができる。
【００３７】
（第４実施形態）
図８は、本発明の第４実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図である。
図８において、この露出制御装置には、図４の露出制御装置の露出補正量算出部１３の代わりに露出補正量算出部４１が設けられている。ここで、露出補正量算出部４１には、比較器４１ａ、ラッチ４１ｂ、スイープカウンタ４１ｃ、逆数演算器４１ｄ、乗算器４１ｅおよびフリップフロップ４１ｆが設けられている。そして、比較器４１ａは、フリップフロップ４１ｆに保持されている正規化輝度比較値Ｓ１１と、正規化積算輝度Ｓ３との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号Ｓ１２を出力することができる。ラッチ回路４１ｂは、ラッチイネーブル信号Ｓ１２に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで露出補正量Ｓ４を出力することができる。スイープカウンタ４１ｃは、露出制御装置の動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３を発生することができる。逆数演算器４１ｄは、相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値Ｓ１４を計算することができる。乗算器４１ｅは、フリップフロップ４１ｆに保持された正規化輝度比較値Ｓ１１を、１ステップだけスイープされるごとに固定倍することができる。フリップフロップ４１ｆは、乗算器４１ｅにて算出された正規化輝度比較値Ｓ１１を保持することができる。
【００３８】
そして、レンズ１０を介してイメージセンサ１１に入射した光ＬＯは、画素ごとに電気信号に変換され、画像ごとの輝度Ｓ１が積算部２１ｃに順次入力される。そして、積算部２１ｃにおいて、比較器２１ｂから積算イネーブル信号ＥＮが出力されている期間だけ、画素ごとの輝度Ｓ１が積算されることで、基準値ＴＨの逆数的割合で画素が間引かれた正規化積算輝度Ｓ３が算出され、比較器４１ａに出力される。
【００３９】
また、スイープカウンタ４１ｃにおいて、動作範囲内で小さな値から大きな値に露出量をスイープさせた相対露出スイープ値Ｓ１３が発生され、逆数演算器４１ｄに入力されるとともに、動作範囲内でのスイープが行われるごとにリセット信号ＲＳが生成され、フリップフロップ４１ｆのリセット端子に入力される。
【００４０】
そして、相対露出スイープ値Ｓ１３が逆数演算器３１ｄに入力されると、逆数演算器３１ｄにおいて相対露出スイープ値Ｓ１３の逆数が計算され、その計算結果が相対露出補正量スイープ値Ｓ１４としてラッチ回路３１ｂに出力される。
【００４１】
また、リセット信号ＲＳがフリップフロップ４１ｆのリセット端子に入力されると、フリップフロップ４１ｆがリセットされた後、フリップフロップ４１ｆに保持された値が乗算器４１ｅにて固定倍された後、フリップフロップ４１ｆに入力され、乗算器４１ｅに出力される。そして、乗算器４１ｅによる固定倍演算が１ステップだけスイープされるごと繰り返されることで指数演算が行われ、その演算結果が正規化輝度比較値Ｓ１１として比較器４１ａに出力される。
【００４２】
そして、比較器４１ａにおいて、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３と比較され、正規化輝度比較値Ｓ１１が正規化積算輝度Ｓ３に一致した時点でラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路４１ｂに出力される。そして、ラッチイネーブル信号Ｓ１２がラッチ回路４１ｂに出力されると、相対露出補正量スイープ値Ｓ１４がラッチされ、そのラッチされた相対露出補正量スイープ値Ｓ１４が露出補正量Ｓ４として露出量算出部１４に出力される。そして、露出量算出部１４に露出補正量Ｓ４が入力されると、露出補正量Ｓ４にて補正された露出量Ｓ５が算出され、制御量変換部１５に出力される。
【００４３】
そして、制御量変換部１５において、露出量算出部１４から出力された露出量Ｓ５が制御量Ｓ６に変換され、イメージセンサ１１に出力されることで、露光時間あるいはアナログゲインなどが制御される。
【００４４】
ここで、乗算器４１ｅおよびフリップフロップ４１ｆにて行われた指数演算結果に基づいて設定されたタイミングに従って相対露出補正量スイープ値Ｓ１４をラッチすることで、図４の対数計算部１３ａを用いることなく、露出補正量Ｓ４を算出することができ、回路規模を低減しつつ、露出調整を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】図１の基準値ＴＨを変化させた時の積算輝度Ｓ２と正規化積算輝度Ｓ３との関係を示す図。
【図３】図１の露出制御装置による輝度Ｓ１の収束状況を示す図。
【図４】本発明の第２実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図５】図４の露出制御装置における正規化積算輝度の算出時の間引き動作を示す図。
【図６】本発明の第３実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図７】図６の露出制御装置における露出補正量の算出方法を示す図。
【図８】本発明の第４実施形態に係る露出制御装置の概略構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【００４６】
１０ レンズ、１１ イメージセンサ、１２、２１ 正規化輝度積算部、１２ａ 輝度積算部、１２ｂ 正規化装置、１２ｃ 除算器、１３、３１ 露出補正量算出部、１３ａ 対数計算部、１４ 露出量算出部、１５、３２ 制御量変換部、２１ａ 間引きカウンタ、２１ｂ、３１ａ、４１ａ 比較器、２１ｃ 積算部、３１ｂ、４１ｂ ラッチ回路、３１ｃ、４１ｃ スイープカウンタ、３１ｄ、４１ｄ 逆数演算器、３２ａ スイッチ、３２ｂ 指数計算部、４１ｅ 乗算器、４１ｆ フリップフロップ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を構成する画素ごとの輝度を積算した積算輝度を算出し、前記積算輝度を基準値で除算した正規化積算輝度を算出する正規化輝度積算部と、
前記正規化積算輝度の対数計算結果に基づいて露出補正量を算出する露出補正量算出部とを備えることを特徴とする露出制御装置。
【請求項２】
前記正規化輝度積算部は、
前記基準値に対応した周期でリセットしながらカウント動作を繰り返す間引きカウンタと、
前記間引きカウンタにて算出されたカウント値と所定値との比較結果に基づいて積算イネーブル信号を出力する比較器と、
前記積算イネーブル信号が出力されている期間だけ、前記画素ごとに順次出力される輝度を積算することで、前記正規化積算輝度を算出する積算部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の露出制御装置。
【請求項３】
前記露出補正量算出部は、
動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値を発生するスイープカウンタと、
前記相対露出スイープ値を指数とした指数計算結果に基づいて正規化輝度比較値を計算する指数計算部と、
前記相対露出スイープ値の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値を計算する逆数演算器と、
前記正規化積算輝度と前記正規化輝度比較値との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号を出力する比較器と、
前記ラッチイネーブル信号に基づいて前記相対露出補正量スイープ値をラッチすることで前記露出補正量を出力するラッチ回路とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の露出制御装置。
【請求項４】
前記指数計算部は、
前記正規化輝度比較値を保持するフリップフロップと、
前記フリップフロップに保持された正規化輝度比較値を、１ステップだけスイープされるごとに固定倍する乗算器とを備えることを特徴とする請求項３に記載の露出制御装置。
【請求項５】
前記露出制御装置は、
前記露出補正量にて補正された露出量を算出する露出量算出部と、
前記露出量算出部にて算出された露出量を露出制御に使用される制御量に変換する制御量変換部とをさらに備え、
前記制御量変換部は、前記制御量を計算するための指数演算を行う指数計算部を備え、
前記露出補正量算出部は、
動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値を発生するスイープカウンタと、
前記相対露出スイープ値の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値を計算する逆数演算器と、
前記相対露出スイープ値を指数とした指数計算を前記指数計算部に行わせることで得られた正規化輝度比較値と、前記正規化積算輝度との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号を出力する比較器と、
前記ラッチイネーブル信号に基づいて前記相対露出補正量スイープ値をラッチすることで前記露出補正量を出力するラッチ回路とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の露出制御装置。
【請求項１】
画像を構成する画素ごとの輝度を積算した積算輝度を算出し、前記積算輝度を基準値で除算した正規化積算輝度を算出する正規化輝度積算部と、
前記正規化積算輝度の対数計算結果に基づいて露出補正量を算出する露出補正量算出部とを備えることを特徴とする露出制御装置。
【請求項２】
前記正規化輝度積算部は、
前記基準値に対応した周期でリセットしながらカウント動作を繰り返す間引きカウンタと、
前記間引きカウンタにて算出されたカウント値と所定値との比較結果に基づいて積算イネーブル信号を出力する比較器と、
前記積算イネーブル信号が出力されている期間だけ、前記画素ごとに順次出力される輝度を積算することで、前記正規化積算輝度を算出する積算部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の露出制御装置。
【請求項３】
前記露出補正量算出部は、
動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値を発生するスイープカウンタと、
前記相対露出スイープ値を指数とした指数計算結果に基づいて正規化輝度比較値を計算する指数計算部と、
前記相対露出スイープ値の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値を計算する逆数演算器と、
前記正規化積算輝度と前記正規化輝度比較値との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号を出力する比較器と、
前記ラッチイネーブル信号に基づいて前記相対露出補正量スイープ値をラッチすることで前記露出補正量を出力するラッチ回路とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の露出制御装置。
【請求項４】
前記指数計算部は、
前記正規化輝度比較値を保持するフリップフロップと、
前記フリップフロップに保持された正規化輝度比較値を、１ステップだけスイープされるごとに固定倍する乗算器とを備えることを特徴とする請求項３に記載の露出制御装置。
【請求項５】
前記露出制御装置は、
前記露出補正量にて補正された露出量を算出する露出量算出部と、
前記露出量算出部にて算出された露出量を露出制御に使用される制御量に変換する制御量変換部とをさらに備え、
前記制御量変換部は、前記制御量を計算するための指数演算を行う指数計算部を備え、
前記露出補正量算出部は、
動作範囲内で露出量をスイープさせた相対露出スイープ値を発生するスイープカウンタと、
前記相対露出スイープ値の逆数計算結果に基づいて相対露出補正量スイープ値を計算する逆数演算器と、
前記相対露出スイープ値を指数とした指数計算を前記指数計算部に行わせることで得られた正規化輝度比較値と、前記正規化積算輝度との比較結果に基づいてラッチイネーブル信号を出力する比較器と、
前記ラッチイネーブル信号に基づいて前記相対露出補正量スイープ値をラッチすることで前記露出補正量を出力するラッチ回路とを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の露出制御装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−２８５６６（Ｐ２０１０−２８５６６Ａ）
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１８８９０３（Ｐ２００８−１８８９０３）
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３９００１０３０８）東芝デジタルメディアエンジニアリング株式会社 (192)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月４日（２０１０．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２２日（２００８．７．２２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３９００１０３０８）東芝デジタルメディアエンジニアリング株式会社 (192)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]