JP2001157109A - 電子カメラおよび画像データ処理用記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】異なる撮像条件で撮像した２つの撮像信号を合
成して、合成した撮像信号のＳ／Ｎ比を向上する。 【解決手段】被写体光Ｌがレンズ３および絞り４を通過
して分割光学系５に入射される。分割光学系５は被写体
光Ｌを１：１に分離する。タイミング発生回路７４はＣ
ＰＵ７３の指令により、撮像素子１および２をそれぞれ
露光時間Ｔ１およびＴ２とするように両撮像素子を駆動
する。Ａ／Ｄ変換回路２１および２２は撮像素子１およ
び２による撮像信号をデジタル信号に変換する。合成回
路６は撮像素子１による出力Ａおよび撮像素子２による
出力Ｂを加算して所定の輝度合成を行い、合成出力Ｙを
出力する。画像処理回路８は合成出力Ｙに対して所定の
画像処理を行う。画像処理後の画像データが記憶回路９
で記録される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤなどを用い
た撮像装置で被写体像を撮像して画像データを記録する
電子カメラ、および画像データの合成処理プログラムが
格納された記録媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラの撮像装置に用いられ
るＣＣＤのような撮像素子は、高詳細な画像を得るため
に撮像素子の画素数を増やすことにより、個々の画素サ
イズが小さくなってダイナミックレンジが狭くなる。ダ
イナミックレンジを拡げる方法として、たとえば特開平
８−２２３４９１号公報には、２つの撮像素子Ａ，Ｂに
対してそれぞれ異なる入射光量で露光し、入射光量が少
ない方の撮像素子の出力を増幅して入射光量が多い方の
撮像素子の出力と合成するものが記載されている。ま
た、たとえば電子情報通信学会論文誌1995年10月号pp.1
439「車搭載用のダイナミックレンジ拡大方式」には、
１つの撮像素子を用いて、異なる露光時間で連続して２
つの画像を取り込み、２つの画像データを合成するもの
が記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように露光条
件が異なる２つの画像データを合成する場合、被写体の
輝度が低い領域において出力が高い撮像素子からの画像
データが用いられ、被写体の輝度が高い領域において出
力が低い撮像素子からの画像データが用いられる。一般
に、画像データのＳ／Ｎ比は、露光時のフォトン数の平
方根に比例する。すなわち、フォトン数が大きい方がノ
イズ的に有利になる。従来は、低輝度領域で、低露光側
撮像素子において露光によるフォトンが得られているに
もかかわらず、そのフォトンによる信号を捨てて高露光
側撮像素子からの信号のみを用いて画像を合成してい
た。そのため、合成された画像の低輝度領域におけるノ
イズ特性がよくないという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、露光条件が異なる２つの
画像データを合成する場合に、低輝度領域において低輝
度側の画像データも用いて高画質の画像を得るようにし
た電子カメラを提供することにある。また、本発明の他
の目的は、露光条件が異なる２つの画像データを合成す
る場合に、低輝度領域において低輝度側の画像データも
用いて高画質の画像を得るようにした画像合成処理プロ
グラムを格納した記録媒体を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】一実施の形態を示す図
１，図２，図３，図４，図６，図７に対応づけて本発明
を説明する。 （１）請求項１の発明は、少なくとも互いに異なる第１
および第２の撮像条件で同一の被写体像を撮像して第１
および第２の撮像信号を出力する撮像装置1,2,74と、撮
像装置1,2,74から出力された第１の撮像条件による第１
の撮像信号Aおよび第２の撮像条件による第２の撮像信
号Bを合成して出力する合成手段6とを備えた電子カメラ
に適用される。そして、合成手段6は、第１および第２
の撮像信号のいずれも飽和しない第１の領域において、
第１および第２の撮像信号の和(A+B)を出力し、第１お
よび第２の撮像信号のいずれか一方の撮像信号が飽和す
る第２の領域において、飽和しない他方の撮像信号を
((第１および第２の撮像信号の出力比R)＋１)倍して出
力することにより、上述した目的を達成する。 （２）請求項２の発明は、請求項１に記載の電子カメラ
において、合成手段6は、第１および第２の領域の境界
近傍の第３の領域において、第１の領域における出力(A
+B)および上記第２の領域における出力(1+R)・Bが連続的
に変化するように重み関数を用いて合成することを特徴
とする。 （３）請求項３の発明は、少なくとも互いに異なる第１
および第２の撮像条件で同一の被写体像を撮像して第１
および第２の撮像信号を出力する撮像装置1,2,74と、撮
像装置1,2,74から出力された第１の撮像条件による第１
の撮像信号Aおよび第２の撮像条件による第２の撮像信
号Bを合成して出力する合成手段6とを備えた電子カメラ
に適用される。そして、合成手段6は、第１および第２
の撮像信号の和(A+B)を演算し、第１および第２の撮像
信号のいずれも飽和しない第１の領域において演算結果
(A+B)を出力し、第１および第２の撮像信号のいずれか
一方の撮像信号が飽和する第２の領域において演算結果
(A+B)を線形な特性に変換して出力することにより、上
述した目的を達成する。 （４）請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記
載の電子カメラにおいて、撮像装置1,2,74が一対の撮像
素子1,2を含むことを特徴とする。 （５）請求項５の発明は、請求項４に記載の電子カメラ
において、一対の撮像素子1,2への分割光量を一定にし
て、一対の撮像素子1,2が露光される露光時間T1,T2を変
えて第１および第２の撮像条件を制御する制御手段73を
備えることを特徴とする。 （６）請求項６の発明は、請求項４に記載の電子カメラ
において、一対の撮像素子1,2が露光される露光時間T1,
T2を一定にして、一対の撮像素子1,2への分割光量を変
えて第１および第２の撮像条件を制御する制御手段73を
備えることを特徴とする。 （７）請求項７の発明は、請求項４に記載の電子カメラ
において、一対の撮像素子1,2が露光される露光時間T1,
T2および一対の撮像素子1,2への分割光量を変えて第１
および第２の撮像条件を制御する制御手段73を備えるこ
とを特徴とする。 （８）請求項８の発明は、請求項６または７に記載の電
子カメラにおいて、入射光を任意に偏光するようにした
偏光板502と、偏光板502を通過する入射光Lを２成分に
分離する偏光ビームスプリッタ501とを備え、一対の撮
像素子1,2は、偏光ビームスプリッタ501により分離され
た入射光L1a,L2aをそれぞれ第１および第２の撮像条件
で撮像し、制御手段73は、偏光板502による偏光角度を
変えて第１および第２の撮像条件を制御することを特徴
とする。 （９）請求項９の発明は、請求項６または７に記載の電
子カメラにおいて、入射光Lを２方向に分離する分光手
段601と、分光手段601により分離された少なくとも一方
の光路上に配設され、光の透過率を制御可能な透過率調
節手段602とを備え、一対の撮像素子1,2は、分光手段60
1により分離された入射光L1,L2をそれぞれ第１および第
２の撮像条件で撮像し、制御手段73は、透過率調節手段
602の透過率を変えて第１および第２の撮像条件を制御
することを特徴とする。 （１０）請求項１０の発明は、請求項５〜９のいずれか
に記載の電子カメラにおいて、被写体の輝度を検出する
輝度検出手段1,2を備え、制御手段73は、輝度検出手段
1,2により検出された輝度に応じて第１および第２の撮
像条件を制御することを特徴とする。 （１１）請求項１１の発明は、請求項５〜９のいずれか
に記載の電子カメラにおいて、第１および第２の撮像条
件を設定する設定手段20を備え、制御手段73は、第１お
よび第２の撮像条件を設定手段20により設定された条件
に制御することを特徴とする。 （１２）請求項１２の発明は、請求項５〜９のいずれか
に記載の電子カメラにおいて、自動露光量制御および手
動露光量制御を切換える切換え手段20と、被写体の輝度
を検出する輝度検出手段1,2と、第１および第２の撮像
条件を設定する設定手段20とを備え、制御手段73は、切
換え手段20により自動露光量制御に切換えられていると
き、輝度検出手段1,2により検出された輝度に応じて第
１および第２の撮像条件を制御し、切換え手段20により
手動露光量制御に切換えられているとき、第１および第
２の撮像条件を設定手段20により設定された条件に制御
することを特徴とする。 （１３）請求項１３の発明は、請求項７に記載の電子カ
メラにおいて、制御手段73は、閃光装置が使用されると
きに露光時間T1,T2を一定にすることを特徴とする。 （１４）請求項１４の発明は、請求項４〜１３のいずれ
かに記載の電子カメラにおいて、一対の撮像素子101,10
2上に設けられた色フィルタ101a,102aと、一対の撮像素
子101,102から出力される色成分を有する第１および第
２の撮像信号に対して別々に色成分の補間処理を行う信
号処理手段206とを備え、合成手段206は、色成分の補間
処理後の第１および第２の撮像信号を合成して出力する
ことを特徴とする。 （１５）請求項１５の発明は、請求項８または９に記載
の電子カメラにおいて、一対の撮像素子101,102上に設
けられた色フィルタ101a,102aと、一対の撮像素子101,1
02から出力される色成分を有する第１および第２の撮像
信号に対して別々に色成分の補間処理を行う信号処理手
段206とを備え、一対の撮像素子101,102の各々は、分離
された被写体光L1,L2に対して互いに１／２画素ずらし
て配設され、合成手段206は、色成分の補間処理後の第
１および第２の撮像信号をそれぞれ画素ならびの方向に
関して縦横２倍に補間し、縦横２倍に補間された撮像信
号を合成して出力することを特徴とする。 （１６）請求項１６の発明は、請求項１５に記載の電子
カメラにおいて、合成手段206は、第１および第２の撮
像条件の差が所定より大きいとき、色成分の補間処理後
の第１および第２の撮像信号を合成して出力し、第１お
よび第２の撮像条件の差が所定より小さいとき、色成分
の補間処理後の第１および第２の撮像信号をそれぞれ画
素ならびの方向に関して縦横２倍に補間し、縦横２倍に
補間された撮像信号を合成して出力することを特徴とす
る。 （１７）請求項１７の発明は、請求項８または９に記載
の電子カメラにおいて、一対の撮像素子101,102上に設
けられた色フィルタ101a,102aと、一対の撮像素子1,2か
ら出力される色成分を有する第１および第２の撮像信号
に対して別々に色成分の補間処理を行う信号処理手段20
6とを備え、一対の撮像素子101,102の各々は、分離され
た被写体光L1,L2に対して互いに１画素ずらして配設さ
れ、合成手段206は、色成分の補間処理後の第１および
第２の撮像信号を合成して出力することを特徴とする。 （１８）請求項１８の発明は、請求項８または９に記載
の電子カメラにおいて、一対の撮像素子101,102上に設
けられた色フィルタ101a,102aと、一対の撮像素子101,1
02から出力される色成分を有する第１および第２の撮像
信号に対して別々に色成分の補間処理を行う信号処理手
段206とを備え、一対の撮像素子101,102の各々は、分離
された被写体光L1,L2に対して互いに１／４画素ずらし
て配設され、合成手段206は、第１および第２の撮像条
件の差が所定より大きいとき、色成分の補間処理後の第
１および第２の撮像信号を合成して出力し、第１および
第２の撮像条件の差が所定より小さいとき、色成分の補
間処理後の第１および第２の撮像信号をそれぞれ画素な
らびの方向に関して縦横２倍に補間し、縦横２倍に補間
された撮像信号を合成して出力することを特徴とする。 （１９）請求項１９の発明による画像データ処理用記録
媒体は、同一の被写体像を異なる撮像条件で撮像した第
１の画像データおよび第２の画像データに対し、第１お
よび第２の画像データのいずれも飽和しない第１の領域
において、第１および第２の画像データの和を出力し、
第１および第２の画像データのいずれか一方の画像デー
タが飽和する第２の領域において、飽和しない他方の画
像データを((第１および第２の画像データ値の比)＋１)
倍して出力する合成処理を行うプログラムを格納し、こ
のプログラムを実行することにより、上述した目的を達
成する。 （２０）請求項２０の発明による画像データ処理用記録
媒体は、同一の被写体像を異なる撮像条件で撮像した第
１の画像データおよび第２の画像データに対し、第１お
よび第２の画像データの和を演算し、第１および第２の
画像データのいずれも飽和しない第１の領域において演
算結果を出力し、第１および第２の画像データのいずれ
か一方の画像データが飽和する第２の領域において演算
結果を線形な特性に変換して出力する合成処理を行うプ
ログラムを格納し、このプログラムを実行することによ
り、上述した目的を達成する。

【０００６】なお、上記課題を解決するための手段の項
では、本発明をわかりやすく説明するために実施の形態
の図と対応づけたが、これにより本発明が実施の形態に
限定されるものではない。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。 −第一の実施の形態− 図１は、本発明の第一の実施の形態による電子スチルカ
メラの概要を説明するブロック図である。図１におい
て、レンズ３を通過した被写体光Ｌが絞り４を通過して
分割光学系５に入射される。分割光学系５は被写体光Ｌ
をＬ１およびＬ２に分割し、分割された被写体光Ｌ１お
よびＬ２が第１の撮像素子１および第２の撮像素子２に
それぞれ入射される。撮像素子１および撮像素子２は、
たとえばＣＣＤが用いられ、レンズ３に対して互いに共
役な位置に配設される。撮像素子１および撮像素子２に
入射された被写体光Ｌ１およびＬ２が電気的な撮像信号
にそれぞれ光電変換される。Ａ／Ｄ変換回路２１および
２２は、撮像素子１および撮像素子２から出力される撮
像信号をアナログ信号からデジタル信号に変換する。

【０００８】合成回路６は、ＣＰＵ７３の指令によりＡ
／Ｄ変換回路２１および２２から出力される２つの撮像
信号を合成し、合成出力Ｙを出力する。画像処理回路８
は、ＣＰＵ７３の指令により合成出力Ｙに対して所定の
処理を施して、記録用のデータに変換する。記憶回路９
は、ＣＰＵ７３の指令により記録用のデータをメモリや
ディスク装置などに記憶する。制御部７はＣＰＵ７３お
よびタイミング発生器７４で構成される。タイミング発
生器７４は、撮像素子１および撮像素子２に対して、そ
れぞれ露光時間をＴ１およびＴ２とするようにタイミン
グ信号を発生して出力する。ＣＰＵ７３は、上記のタイ
ミング発生器７４、合成回路６，画像処理回路８および
記憶回路９に対する動作指令を出力する。ＤＲモードス
イッチ２０は、後述する露光量比の切換え時に使用され
る。閃光装置スイッチ２５は、閃光装置(不図示)の使用
／不使用を設定するときに使用される。

【０００９】分割光学系５は、たとえば、透過率および
反射率が１：１のハーフミラー５１が用いられる。分割
光学系５から撮像素子１側へ出力される被写体光Ｌ１の
透過率をｒ１、分割光学系５から撮像素子２側へ出力さ
れる被写体光Ｌ２の透過率をｒ２と表すと、撮像素子１
および撮像素子２の露光量比Ｒは、次式(１)で表され
る。

【数１】 Ｒ＝(ｒ１・Ｔ１)／(ｒ２・Ｔ２) (１) 第１の実施の形態では、分割光学系５による分割光量比
ｒ１／ｒ２＝１であるので、撮像素子１および撮像素子
２の露光量比Ｒは、撮像素子１の露光時間Ｔ１と撮像素
子２の露光時間Ｔ２により決定される。なお、分割光量
比ｒ１／ｒ２＝１のハーフミラーについて説明したが、
それ以外の分割比でもよい。たとえば、分割光量比ｒ１
／ｒ２＝２または４などのビームスプリッタを用いるこ
ともできる。

【００１０】−撮像信号の合成−合成回路６で行われる
輝度合成について説明する。輝度合成は、露光量比Ｒで
それぞれ撮像された２つの撮像素子１および撮像素子２
による撮像信号を用いて行われる。図２は、第一の実施
の形態による輝度合成を説明する図である。図２(a)は
露光量比ＲがＲ＞１の場合における撮像素子１による素
子出力Ａ、および撮像素子２による素子出力Ｂの出力を
表す図であり、横軸が被写体の輝度ｇ、縦軸が両撮像素
子による素子出力を表す。図において、被写体輝度ｇが
高くなると素子出力ＡおよびＢが共に増加し、露光量が
大きい撮像素子１の素子出力Ａがｇ＝ｇＳａｔにおいて
先に飽和出力値ＳＳａｔに到達する。さらに被写体輝度
ｇが高くなると、素子出力Ａの値をＳＳａｔとしたまま
で素子出力Ｂが増加する。そして、素子出力Ａが飽和出
力値ＳＳａｔに到達したときの被写体輝度ｇＳａｔのＲ
倍の被写体輝度になったとき、素子出力Ｂの値が飽和出
力値ＳＳａｔに到達する。本説明において、Ａ／Ｄ変換
回路２１および２２から出力される撮像信号が共に飽和
出力値ＳＳａｔに到達しない領域、すなわち０≦ｇ＜ｇ
Ｓａｔを低輝度部と呼び、Ａ／Ｄ変換回路２１および２
２による出力の少なくとも一方が飽和出力値ＳＳａｔに
到達する領域ｇＳａｔ≦ｇを高輝度部と呼ぶ。

【００１１】図２(b)は輝度合成により合成回路６から
出力される期待値を表す図である。低輝度部において、
素子出力Ａと素子出力Ｂを１：１の割合で加算した和
(Ａ＋Ｂ)を合成値とする。一方、高輝度部において、素
子出力Ｂにかけ合わせると低輝度部における合成値(Ａ
＋Ｂ)の直線の傾きと一致するように定数ｋを求め、定
数ｋと素子出力Ｂの積ｋ・Ｂを合成値とする。撮像素子
１の入射フォトン数をＳとすれば、露光量比Ｒの場合の
撮像素子２の入射フォトン数はＳ／Ｒで表される。撮像
素子の出力は入射されるフォトン数に比例するので、素
子出力Ａと素子出力Ｂとの和は(Ｓ＋Ｓ／Ｒ)に、素子出
力Ｂは(Ｓ／Ｒ)にそれぞれ比例する。したがって、両者
の傾きを一致させるための定数ｋは、次式(２)により算
出される。

【数２】 ｋ＝(Ｓ＋Ｓ／Ｒ)／(Ｓ／Ｒ) ＝１＋Ｒ (２) 高輝度部における合成値は、上式(２)で算出された定数
ｋを用いることにより、(１＋Ｒ)・Ｂと表される。

【００１２】上述した低輝度部における合成値(Ａ＋
Ｂ)、および高輝度部における合成値(１＋Ｒ)・Ｂが、低
輝度部および高輝度部の境界：ｇ＝ｇＳａｔにおいて不
連続点を生じないように、上記の境界付近において両合
成値がなめらかなに変化する重み関数ｆ(ｇ)を定義す
る。図２(c)は被写体輝度ｇと重み関数ｆ(ｇ)との関係
を表す図である。図２(c)において、低輝度部ではｆ
(ｇ)＝１であり、高輝度部ではｆ(ｇ)＝０である。低輝
度部および高輝度部の境界部は、低輝度部から高輝度部
に移行するにつれて１から０に徐々に変化する。この重
み関数ｆ(ｇ)を用いて、次式(３)により素子出力Ａと素
子出力Ｂの合成値Ｙを表す。

【数３】 Ｙ＝ｆ(ｇ)・(Ａ＋Ｂ)＋(１−ｆ(ｇ))・(１＋Ｒ)・Ｂ (３) ただし、(Ａ＋Ｂ)：素子出力Ａと素子出力Ｂの和、(１
−ｆ(ｇ))：１から重み関数f(ｇ)を差し引いたものであ
る。図２(d)は上式(３)で算出された合成値Ｙを表す。
合成回路６は、撮像素子１および撮像素子２上の画素ご
とに読出された撮像信号について、両撮像素子上で互い
に対応する画素位置から読出された撮像信号ごとに上述
した輝度合成を行い、合成結果Ｙを出力する。

【００１３】−ノイズ低減− 上述したように２つの撮像素子による撮像信号を加算し
て合成することによるノイズ低減について説明する。撮
像素子１による素子出力Ａに含まれるショットノイズ
は、撮像素子１の入射フォトン数がＳの場合に√(Ｓ)で
表される。したがって、素子出力Ａの信号対雑音比であ
るＳ／Ｎ比はＳ／√(Ｓ)＝√(Ｓ)である。一方、撮像素
子２による素子出力Ｂに含まれるショットノイズは、撮
像素子２の入射フォトン数がＳ／Ｒの場合に√(Ｓ／Ｒ)
で表される。したがって、素子出力ＢのＳ／Ｎ比は(Ｓ
／Ｒ)／√(Ｓ／Ｒ)＝√(Ｓ／Ｒ)である。

【００１４】上述した低輝度部における合成のように、
素子出力Ａと素子出力Ｂを加算した場合のＳ／Ｎ比を求
める。素子出力Ａおよび素子出力Ｂの加算後の信号出力
は、各々の撮像素子の入射フォトン数に比例するので
(Ｓ＋Ｓ／Ｒ)である。合成後のショットノイズ成分は二
乗和の平方根になるので、√(Ｓ＋Ｓ／Ｒ)で表される。
したがって、合成後のＳ／Ｎ比は(Ｓ＋Ｓ／Ｒ)／√(Ｓ
＋Ｓ／Ｒ)＝√(Ｓ＋Ｓ／Ｒ)となる。この結果、露光量
が大きい方の撮像素子１による素子出力Ａのみを用いて
合成値とする場合に比べて、素子出力Ａおよび素子出力
Ｂの和を合成値とする方が、ショットノイズによるＳ／
Ｎ比を改善できる。

【００１５】次にシステムノイズについて説明する。シ
ステムノイズは、撮像素子に入射光が入射されない状
態、すなわち、ショットノイズが発生しない場合でも常
に発生するノイズである。このシステムノイズは、主と
して増幅回路および信号回路などの電気回路で発生する
熱雑音である。システムノイズは入射光の強さに関係な
く発生するので、とくに、低輝度部において撮像される
画像に対して影響を及ぼしやすく、画質の低下を招きや
すい。このようなシステムノイズは、撮像素子１による
素子出力Ａの処理回路および撮像素子２による素子出力
Ｂの処理回路の両処理回路において、それぞれ独立して
発生する。したがって、両素子出力のシステムノイズ成
分の和をとると、合成されたシステムノイズ成分は√２
倍になる。

【００１６】上述したように、信号出力は合成して和を
とると各々の撮像素子の入射フォトン数に比例して大き
くなるので、露光量比Ｒが１の場合を例にとれば合成後
の信号出力は２倍になる。この結果、信号出力が２倍で
システムノイズが√２倍であるから、素子出力Ａおよび
素子出力Ｂの和を合成値とすることにより、システムノ
イズに起因するＳ／Ｎ比も改善できる。

【００１７】さらに、撮像素子には固定パターンノイズ
(ＦＰＮ)が発生することが知られている。固定パターン
ノイズは、撮像素子の暗電流や、撮像素子の開口率のば
らつきに起因する感度ムラによって発生するノイズであ
る。この固定パターンノイズも撮像素子１および撮像素
子２において独立して発生するノイズなので、上述した
システムノイズと同様に、素子出力Ａおよび素子出力Ｂ
の和をとることにより、固定パターンノイズによるＳ／
Ｎ比も改善できる。

【００１８】以上説明した電子スチルカメラの動作につ
いて説明する。被写体光Ｌがレンズ３および絞り４を通
過して分割光学系５に入射される。分光ミラー５は、被
写体光Ｌを透過光Ｌ１および反射光Ｌ２に分離する。分
離後の被写体光Ｌ１およびＬ２の分離比率ｒ１：ｒ２は
１：１である。分離された被写体光Ｌ１およびＬ２は、
一対の撮像素子１および撮像素子２にそれぞれ入射され
る。

【００１９】タイミング発生回路７４は、ＣＰＵ７３の
指令により撮像素子１の露光時間Ｔ１および撮像素子２
の露光時間Ｔ２の比を露光量比Ｒにするようにタイミン
グ信号を発生し、発生したタイミング信号を撮像素子１
および撮像素子２へ出力して両撮像素子を駆動する。撮
像素子１により撮像された撮像信号が素子出力Ａから、
撮像素子２により撮像された撮像信号が素子出力Ｂから
それぞれ出力される。素子出力Ａおよび素子出力Ｂは、
Ａ／Ｄ変換回路２１および２２にそれぞれ入力されて、
アナログ信号からデジタル信号に変換される。デジタル
信号に変換された両撮像信号は、合成回路６へ出力され
る。

【００２０】合成回路６において、入力された両撮像信
号に対して上述したような輝度合成が行われ、合成出力
Ｙが出力される。合成回路６は、上述した重み関数をル
ックアップテーブル(ＬＵＴ)として回路内のメモリに記
憶し、入力された撮像信号の値に応じてＬＵＴから合成
結果Ｙを読出すことにより、輝度合成処理を行う。ＬＵ
Ｔは、撮像素子１および撮像素子２が撮像される露光量
比Ｒに応じてあらかじめメモリ内に複数個用意され、Ｃ
ＰＵ７３により指定された露光量比Ｒに応じたＬＵＴが
選択されて合成処理に用いられる。

【００２１】合成回路６から出力された合成出力Ｙに対
し、画像処理回路８で画像処理が施される。画像処理回
路８は、ガンマ・ニー変換などの階調処理、空格子点補
間、ホワイトバランス調整、画像圧縮などの画像処理を
行う。画像処理後の画像データが画像処理回路８から記
憶回路９へ出力される。記憶回路９において、画像デー
タがメモリなどの記録媒体に所定の形式で記録される。

【００２２】第一の実施の形態の特徴についてまとめ
る。 （１）被写体光Ｌを分割光学系５を用いて分割光量比ｒ
１／ｒ２＝１で分割し、分割された被写体光Ｌ１、Ｌ２
をレンズ３に対して互いに共役な撮像素子１、撮像素子
２でそれぞれ撮像する。露光時間は、撮像素子１の露光
時間Ｔ１および撮像素子２の露光時間Ｔ２を変えて露光
量比Ｒ＝Ｔ１／Ｔ２＞１で撮像する。そして、撮像素子
１による撮像信号が飽和しない低輝度部(０≦ｇ＜ｇＳ
ａｔ)において、撮像素子１による素子出力Ａおよび撮
像素子２による素子出力Ｂから合成値(Ａ＋Ｂ)をとり、
撮像素子１による輝度信号が飽和する高輝度部(ｇＳａ
ｔ＜ｇ)において、撮像素子２による素子出力Ｂを用い
て合成値(１＋Ｒ)・Ｂをとるようにした。したがって、
低輝度部で素子出力ＡおよびＢを加算した合成値とする
ことにより、システムノイズおよび固定パターンノイズ
によるＳ／Ｎ比を改善することができる上に、露光量比
Ｒが１に近い場合にはショットノイズによるＳ／Ｎ比を
改善することができる。この結果、ダイナミックレンジ
を拡げて白つぶれや黒つぶれが少なく、Ｓ／Ｎ比がよい
高品位の画像を得ることが可能になる。 （２）上記(１)の高輝度部において、素子出力Ｂを用い
て(Ｒ＋１)倍するようにしたので、低輝度部における合
成値と高輝度部における合成値の傾きが一致して、両輝
度部の階調が不連続となることを防止できる。さらに、
低輝度部と高輝度部の境界において、重み関数ｆ(ｇ)を
用いて低輝度部および高輝度部の合成値がなめらかに連
続して変化するようにしたので、低輝度部と高輝度部の
境界部分で階調にステップ状の不連続点が発生するのを
防ぐことができるから、高品位の画像を得ることができ
る。 （３）合成回路６において、ルックアップテーブル(Ｌ
ＵＴ)を用いて合成処理を行うようにしたので、高速で
合成処理を行うことができる。

【００２３】上記の説明では、撮像素子１の露光時間Ｔ
１を撮像素子２の露光時間Ｔ２より長くした例について
説明したが、撮像素子２の露光時間Ｔ２を撮像素子１の
露光時間Ｔ１より長くしてもよい。この場合、上式(３)
においてＡおよびＢを入れ替えるようにすればよい。

【００２４】上述した分割光学系５では、撮像素子１側
への透過率ｒ１および撮像素子２側への透過率ｒ２をｒ
１＝ｒ２とするようにしたが、ｒ１とｒ２の値に差をつ
けることもできる。この場合には、両透過率ｒ１／ｒ２
の比を、たとえば４〜１０のいずれかの値に固定するの
が望ましい。撮像素子２側への透過率ｒ２を撮像素子１
側への透過率ｒ１に比べて低くする方法は、ハーフミラ
ーと撮像素子２の間にＮＤフィルタを配設し、ＮＤフィ
ルタで被写体光Ｌ２を減衰させればよい。

【００２５】また、上述した合成回路６は、ルックアッ
プテーブルを備えて輝度合成処理を行うようにしたが、
ルックアップテーブルに代えて乗算回路と加算回路から
なる演算回路を備え、演算による輝度合成処理を行うよ
うにすることもできる。この場合には、露光量比Ｒに応
じて重み関数のパラメータを変えるようにする。

【００２６】さらにまた、合成回路６で行う合成処理を
ソフトウエアによる処理で行うことも可能である。この
場合には、Ａ／Ｄ変換回路２１および２２から出力され
た２つの撮像信号をＣＰＵ７３へ送出し、ＣＰＵ７３が
上述したような輝度合成処理を行う。合成後の合成出力
ＹがＣＰＵ７３から画像処理回路８へ出力される。

【００２７】−第二の実施の形態− 第二の実施の形態は、第一の実施の形態に比べて合成回
路６における輝度合成の方法が異なる。したがって、輝
度合成のみについて説明を行う。図３は、第二の実施の
形態による輝度合成を説明する図である。図３(a)は図
２(a)と同様に、露光量比ＲがＲ＞１の場合における撮
像素子１による素子出力Ａ、および撮像素子２による素
子出力Ｂの出力を表す図である。横軸が被写体の輝度
ｇ、縦軸が両撮像素子による素子出力を表す。図におい
て、被写体輝度ｇが高くなると素子出力ＡおよびＢが共
に増加し、露光量が大きい撮像素子１の素子出力Ａがｇ
＝ｇＳａｔにおいて先に飽和出力値ＳＳａｔに到達す
る。さらに被写体輝度ｇが高くなると、素子出力Ａの値
をＳＳａｔとしたままで素子出力Ｂが増加する。そし
て、素子出力Ａが飽和出力値ＳＳａｔに到達したときの
被写体輝度ｇＳａｔのＲ倍の被写体輝度になったとき、
素子出力Ｂの値が飽和出力値ＳＳａｔに到達する。第一
の実施の形態と同様に、Ａ／Ｄ変換回路２１および２２
から出力される撮像信号が共に飽和出力値ＳＳａｔに到
達しない領域、すなわち０≦ｇ＜ｇＳａｔを低輝度部と
呼び、Ａ／Ｄ変換回路２１および２２による出力の少な
くとも一方が飽和出力値ＳＳａｔに到達する領域ｇＳａ
ｔ≦ｇを高輝度部と呼ぶ。

【００２８】図３(b)は、素子出力Ａおよび素子出力Ｂ
を１：１の割合で加算した和Ｘ＝(Ａ＋Ｂ)を表した図で
ある。図において、撮像素子１の素子出力Ａが飽和出力
値ＳＳａｔに到達するｇ＝ｇＳａｔでＸ＝(１＋１／Ｒ)
・ＳＳａｔとなり、低輝度部および高輝度部でＸの傾き
が異なる。そこで、高輝度部におけるＸの傾きを低輝度
部における傾きに一致させるように図３(c)に示す変換
関数ｃ(Ｘ)を次式(４)、(５)のように定義する。

【数４】 ｃ(Ｘ)＝Ｘ ただし、Ｘ＜(１＋１／Ｒ)・ＳＳａｔ (４) ｃ(Ｘ)＝(１＋Ｒ)・(Ｘ−ＳＳａｔ) ただし、(１＋１／Ｒ)・ＳＳａｔ≦Ｘ (５ ) 上式(４)、(５)に図３(b)のＸを代入して、被写体輝度
ｇと輝度合成出力Ｙとの関係について表すと、図３(d)
のように低輝度部と高輝度部で傾きが一致する合成出力
Ｙが得られる。合成回路６は以上説明した輝度合成を行
い、合成結果Ｙを出力する。

【００２９】第二の実施の形態の特徴についてまとめ
る。 （１）素子出力Ａおよび素子出力Ｂの和Ｘが(１＋１／
Ｒ)・ＳＳａｔより小となる領域、すなわち、低輝度部
(０≦ｇ＜ｇＳａｔ)において、素子出力Ａおよび素子出
力Ｂの和Ｘ＝(Ａ＋Ｂ)を合成値とし、Ｘが(１＋１／Ｒ)
・ＳＳａｔ以上となる領域において、(１＋Ｒ)・(Ａ＋Ｂ
−ＳＳａｔ)を合成値とした。したがって、低輝度部お
よび高輝度部の両領域で両素子出力を加算して合成値を
算出することにより、システムノイズおよび固定パター
ンノイズによるＳ／Ｎ比を改善することができる上に、
露光量比Ｒが１に近い場合にはショットノイズによるＳ
／Ｎ比を改善することができる。この結果、ダイナミッ
クレンジを拡げて高品位の画像を得ることが可能にな
る。 （２）第一の実施の形態における式(３)のような重み関
数の乗算処理を行わなくてよいので、輝度合成処理にお
ける演算量が少なくなる。この結果、輝度合成処理をソ
フトウエアによりＣＰＵ７３で行う場合に、ＣＰＵ７３
における負担を軽くできるから高速処理が可能になる。

【００３０】−第三の実施の形態− 第三の実施の形態では、上述した第一および第二の実施
の形態に比べて、分割光学系の構成が異なり、分割され
る被写体光の分割光量比を変化させることが可能であ
る。図４は第三の実施の形態における分割光学系５０を
説明する図であり、図１の分割光学系５に代えて用いら
れる。図４において、分割光学系５０は通過する被写体
光Ｌを直線偏光にする偏光板５０２と、偏光板５０２で
直線偏光にされた被写体光Ｌを２つの偏光成分Ｌ１ａ
(Ｓ成分)，Ｌ２ａ(Ｐ成分)に分離する偏光ビームスプリ
ッタ５０１と、ＣＰＵ７３からの指令により偏光板５０
２の偏光角を変化させる駆動装置５０３とを含む。

【００３１】被写体光Ｌが偏光板５０２に入射される
と、その偏光方向は所定の方向に偏光される。偏光板５
０２は被写体光Ｌの光軸に対して垂直な平面内に、被写
体光Ｌの光軸を中心として回転可能に配設されている。
偏光板５０２の回転角、すなわち被写体光Ｌに対する偏
光角は、ＣＰＵ７３が駆動装置５０３を駆動することに
より変更される。たとえば、偏光板５０２の角度が直交
する２つの偏光方向に対して４５度に設定された場合
は、偏光板５０２から出射される偏光光のＰ成分とＳ成
分の比が等しくなる。この偏光光が偏光ビームスプリッ
タ５０１に入射されることにより、Ｓ偏光成分が透過さ
れて被写体光Ｌ１ａとして出力され、Ｐ偏光成分が反射
されて被写体光Ｌ２ａとして出力される。被写体光Ｌ１
ａは撮像素子１で撮像され、被写体光Ｌ２ａは撮像素子
２で撮像される。つまり、偏光板５０２の角度が４５度
に設定されると、分割比が１：１の分割光学系となる。

【００３２】偏光板５０２の角度を変化させると、偏光
板５０２を通過する偏光光のＰ偏光成分とＳ偏光成分の
比率は偏光板５０２の角度に応じて変化する。したがっ
て、偏光ビームスプリッタ５０１から出力される被写体
光Ｌ１ａおよびＬ２ａの比率も変化するので、分割光学
系５０の分割光量比を任意に可変できる。分割光学系５
０による被写体光Ｌの撮像素子１側への透過率をｒ１、
撮像素子２側への透過率をｒ２とすると、撮像素子１お
よび撮像素子２の露光量比Ｒは上式(１)で表されるの
で、撮像素子１の露光時間Ｔ１および撮像素子２の露光
時間Ｔ２を一定にしたままで、分割光学系５０の分割光
量比ｒ１／ｒ２を変えて露光量比Ｒを変化させることが
可能である。そこで、撮影時に露光量比Ｒを切換える場
合の切換え動作と、閃光装置を使用する場合の露光量比
Ｒを切換える動作について説明する。

【００３３】−露光量比Ｒの切換え− 撮像素子１および撮像素子２の露光量比Ｒの切換えは以
下のように行われる。この実施の形態の電子スチルカメ
ラは、露光量比Ｒをカメラが自動で決定して切換える自
動ＤＲ(ダイナミックレンジ)モードと、露光量比Ｒを撮
影者が決定する手動ＤＲモードとを有する。手動ＤＲモ
ードでは、露光量比Ｒを切換えるために３通りの画質モ
ード(広ＤＲ優先、中間および画質優先)が備えられてい
る。図５は露光量比Ｒを切換えるためのスイッチ２０
(図１)を表す図である。図５(a)は自動ＤＲモードおよ
び手動ＤＲモードを切換えるＤＲモード切換えスイッチ
ＳＷ１と、手動モード時の露光量比Ｒを３通りに切換え
る画質モードスイッチＳＷ２の２つのスイッチで構成さ
れる例である。また、図５(b)のように、ＤＲモードと
画質モードの切換えを１つのスイッチＳＷ１２で行うよ
うにしてもよい。

【００３４】手動ＤＲモードにおける露光量比Ｒは、３
通りの値があらかじめ決められてＣＰＵ７３内のメモリ
に記憶されている。ＣＰＵ７３はスイッチＳＷ１および
ＳＷ２により設定された画質モードを検出し、画質モー
ドに応じた露光量比Ｒをメモリから読出して露光量比Ｒ
を切換える。図５(a)または(b)のスイッチにより、画質
モードが「広ＤＲ優先」に切換え操作されると、ＣＰＵ
７３(図１)は上述したタイミング発生器７４および駆動
装置５０３に指令を出して、上式(１)による露光量比Ｒ
＝１６にするように制御する。画質モードが「中間」に
切換え操作された場合は露光量比Ｒ＝４とし、画質モー
ドが「画質優先」に切換え操作された場合は露光量比Ｒ
＝１とする。

【００３５】自動ＤＲモードにおける露光量比Ｒは、撮
像素子１および撮像素子２により撮像された撮像信号か
ら検出される被写体輝度に基づいて、ＣＰＵ７３で決定
される。撮像素子１，２から読出された撮像信号は、Ａ
／Ｄ変換回路２１，２２でデジタル変換されて合成回路
６に入力される。ＣＰＵ７３は、合成回路６に入力され
た撮像信号の大きさから被写体輝度を検出する。たとえ
ば、被写界の中であらかじめ輝度検出用に用意された所
定の領域に含まれる撮像信号の中から被写体輝度の最大
値と最小値を検出し、検出した最大値と最小値との差が
所定値より大きいとき、ＣＰＵ７３はタイミング発生器
７４および駆動装置５０３に指令を出して、露光量比Ｒ
＝１６にするように制御する。一方、検出された被写体
輝度の最大値と最小値との差が所定値より小さいとき、
ＣＰＵ７３は露光量比Ｒ＝１にするように制御する。ま
た、検出された被写体輝度の最大値と最小値との差が所
定値とほぼ等しいとき、ＣＰＵ７３は露光量比Ｒ＝４に
するように制御する。

【００３６】−閃光装置使用時− 図１に示す閃光装置スイッチ２５の操作状態により、撮
影時に閃光装置(不図示)が使用されることがＣＰＵ７３
で検出されると、ＣＰＵ７３はタイミング発生器７４に
指令を送り、撮像素子１の露光時間Ｔ１および撮像素子
２の露光時間Ｔ２を一致させる。したがって、この場合
の露光量比Ｒは分割光学系５０による分割光量比ｒ１／
ｒ２により決定される。一般に、閃光装置を用いて撮影
する場合に、露光時間Ｔ１およびＴ２を異なる時間に設
定してもそれぞれの撮像素子１および２における露光量
が閃光装置の発光時間で決定されることが多い。このた
め、露光量比Ｒを正確に制御するために、露光時間Ｔ１
およびＴ２を同じにして分割光量比ｒ１／ｒ２を変えて
露光量比Ｒを制御する。したがって、第一の実施の形態
のように、分割光学系にハーフミラー５１またはビーム
スプリッタを用いる場合は、分割光量比ｒ１／ｒ２が固
定なので、閃光装置使用時の露光量比Ｒもｒ１／ｒ２に
固定される。なお、露光時間Ｔ１およびＴ２を一致させ
る動作は、上述したＤＲモードと画質モードの設定に関
係なく行われる。ＣＰＵ７３はタイミング発生器７４に
露光時間Ｔ１およびＴ２を一致させる指令を送ると同時
に、駆動装置５０３に対して偏光板５０２の駆動信号を
送出して露光量比Ｒを制御する。

【００３７】第三の実施の形態の特徴についてまとめ
る。 （１）偏光ビームスプリッタ５０１および偏光板５０２
により分割光学系５０の分割光量比ｒ１／ｒ２を可変に
したので、撮像素子１および撮像素子２の露光時間Ｔ１
およびＴ２を同じにした状態で撮像素子１および撮像素
子２の露光量比ＲをＲ≠１とすることができる。たとえ
ば、動きのある被写体を露光量比Ｒで撮像するとき、２
つの撮像素子の露光時間Ｔ１、Ｔ２に差をつけると露光
時間が長い方の撮像素子においてブレが生じてしまう場
合に、露光時間Ｔ１、Ｔ２を同じにしてブレの発生を防
止しながら分割光量比ｒ１／ｒ２を変えて所定の露光量
比Ｒに設定することができる。この結果、動きのある被
写体でもブレの発生を抑えてダイナミックレンジを拡げ
て撮像できるから、白つぶれや黒つぶれを抑えた高品位
の画像を得ることが可能になる。 （２）露光量比Ｒの値を固定にしないでダイナミックに
切換えられるようにしたので、被写体に応じて最適な露
光量比Ｒで撮影することが可能になる。被写体輝度の範
囲が広い場合に露光量比Ｒ＝１６とすることにより、ダ
イナミックレンジを広くして白つぶれや黒つぶれを抑え
た画像を得ることができる。一方、被写体輝度の範囲が
狭い場合に露光量比Ｒ＝１とすることにより、Ｓ／Ｎ比
のよい画像を得ることができる。 （３）閃光装置が使用される場合は、撮像素子１の露光
時間Ｔ１および撮像素子２の露光時間Ｔ２を一致させ
て、分割光学系５０の分割光量比ｒ１／ｒ２を変えて撮
像素子１および撮像素子２の露光量比Ｒを制御するよう
にした。したがって、被写体の輝度が低くて閃光装置を
発光させることが必要とされる場合でも、露光量比Ｒを
正しく制御することが可能になる。この結果、閃光装置
使用時にもダイナミックレンジが広くてＳ／Ｎ比がよい
高品位の画像を得ることが可能になる。

【００３８】上記の説明では、露光量比Ｒの値を１６、
４、１の３通りに切換えるようにしたが、露光量比Ｒの
値は上記の値の通りとしなくてもよい。また、自動ＤＲ
モードにおいて、検出された被写体輝度に応じてあらか
じめＣＰＵ７３内に記憶された露光量比Ｒを読出すよう
にしたが、露光量比Ｒを被写体輝度の関数として表して
ＣＰＵ７３内に記憶し、検出された被写体輝度を上記の
関数に代入して露光量比Ｒを算出するようにしてもよ
い。

【００３９】また、上述した説明において、撮像素子１
および撮像素子２で撮像された撮像信号を用いて被写体
輝度を検出するようにしたが、露出演算に使用する専用
の測光センサを用意して、この測光センサにより被写体
輝度を検出するようにしてもよい。

【００４０】−第四の実施の形態− 第四の実施の形態では、上述した第三の実施の形態に比
べて、分割光量比を変化させる分割光学系の構成が異な
る。図６は第四の実施の形態における分割光学系６０を
説明する図であり、図１の分割光学系５に代えて用いら
れる。図６において、分割光学系６０は通過する被写体
光Ｌを透過光Ｌ１と反射光Ｌ２に分割するハーフミラー
などの分光ミラー６０１と、分光ミラー６０１により反
射された被写体光Ｌ２を減衰させる透過量調整装置６０
２と、分光ミラー６０１を通過した被写体光Ｌ１側に挿
入されるダミーガラス６０４と、ＣＰＵ７３からの指令
により透過量調整装置６０２の透過量を変化させる駆動
装置６０３とを含む。透過量調整装置６０２は、スライ
ド式のＮＤフィルタ、液晶スイッチ、エレクトロ・クロ
ミック(ＥＣ)素子などが用いられる。

【００４１】ＣＰＵ７３の指令により制御回路６０３が
透過量調整値６０２の透過量を低く変化させると、分光
ミラー６０１により反射された被写体光Ｌ２が減衰され
て、分割光学系６０の撮像素子２側への透過率ｒ２が低
下する。一方、分割光学系６０の撮像素子１側への透過
率ｒ１は一定であるので、撮像素子２側の透過率ｒ２を
変化させることにより、分割光学系６０の分割光量比ｒ
１／ｒ２を可変できる。なお、撮像素子１側の被写体光
Ｌ１に挿入されるダミーガラス６０４は、撮像素子２側
と光路長を一致させるために挿入される。

【００４２】第四の実施の形態では次のような作用効果
が得られる。分光ミラー６０１および透過量調整装置６
０２により分割光学系６０の分割光量比ｒ１／ｒ２を可
変にしたので、第三の実施の形態と同様に、撮像素子１
および撮像素子２の露光時間Ｔ１、Ｔ２を異なる時間に
すると一方の撮像素子で撮像される画像にブレが生じる
場合でも、露光時間Ｔ１、Ｔ２を同じにしたままで露光
量比Ｒ＞１にできる。この結果、たとえば、動きのある
被写体でも異なる露光量の２つの撮像素子でブレなく撮
像できるから、ダイナミックレンジを拡げて高品位の画
像を得ることが可能になる。

【００４３】−第五の実施の形態− 第五の実施の形態では、上述した第一〜第四の実施の形
態に比べて、カラー画像を撮像する点が異なる。図７は
第五の実施の形態による電子スチルカメラの画像取込み
部を説明するブロック図である。図７において、レンズ
３を通過した被写体光Ｌが絞り４を通過して分割光学系
５に入射される。分割光学系５は被写体光ＬをＬ１およ
びＬ２に分割し、分割された被写体光Ｌ１およびＬ２が
レンズ３に対して互いに共役な撮像素子１０１および撮
像素子１０２にそれぞれ入射される。撮像素子１０１お
よび撮像素子１０２は、その表面に、たとえば原色系の
ベイヤ配列によるカラーフィルタ１０１ａ，１０１ｂが
設けられている。被写体光Ｌ１およびＬ２は、カラーフ
ィルタによりそれぞれの色成分に分離されて撮像素子１
０１および１０２に入射される。入射された被写体光Ｌ
１およびＬ２が撮像素子１０１および１０２で光電変換
される。Ａ／Ｄ変換回路２１および２２は、撮像素子１
０１および撮像素子１０２から出力される撮像信号をア
ナログ信号からデジタル信号に変換する。

【００４４】メモリ１２１は、Ａ／Ｄ変換回路２１から
出力される撮像信号をいったん記録する。メモリ１２２
は、Ａ／Ｄ変換回路２２から出力される撮像信号をいっ
たん記録する。合成回路／補間回路２０６は、ＣＰＵ７
３０の指令によりメモリ１２１および１２２から読出さ
れた２つの撮像信号を補間して合成し、合成出力Ｙを出
力する。制御部７０はＣＰＵ７３０およびタイミング発
生器７４０で構成される。タイミング発生器７４０は、
撮像素子１０１および撮像素子１０２に対し、露光時間
をそれぞれＴ１、Ｔ２とするようにタイミング信号を発
生して出力する。撮像素子１０１および撮像素子１０２
の露光量比Ｒは、露光時間Ｔ１およびＴ２により制御さ
れる。ＣＰＵ７３０は、上記のタイミング発生器７４
０、合成回路／補間回路２０６に対して動作指令を出力
する。

【００４５】合成回路／補間回路２０６で行われる補間
処理を説明する。図８(a)は、ベイヤ配列された原色系
フィルタを表す図である。補色系フィルタが用いられる
場合は、図８(b)のように配列される。本説明では、原
色系フィルタの場合について説明する。配列された画素
Ｐの位置を図９(a)のように表すと、図８(a)のフィルタ
を通して撮像される色信号は、図９(b)のように画素位
置に対応して表される。補間処理では、撮像素子１０１
および撮像素子１０２により撮像された色信号ごとに、
注目画素において不足する色信号を注目画素の周辺に存
在する色信号を用いて生成することにより、各画素位置
に関してＲ色、Ｇ色、Ｂ色の色信号を得る。

【００４６】補間処理により得られたＲＧＢ各色の色信
号は、レンズ３に対して互いに共役な撮像素子１０１お
よび撮像素子１０２上の対応する画素位置に関して、Ｒ
ＧＢ各色ごとに輝度合成処理が行われる。輝度合成処理
は、上述した第一の実施の形態による処理、および第二
の実施の形態による処理のいずれの方法でもよい。

【００４７】第五の実施の形態は次のような作用効果を
奏する。カラー画像を互いに共役な位置に配設された撮
像素子１０１および撮像素子１０２を用いて露光量比Ｒ
で撮像する。撮像素子１０１および撮像素子１０２によ
り撮像された色信号ごとに、全画素位置に関してＲＧＢ
各色の色信号が得られるように補間処理し、補間処理後
の色信号を輝度合成処理するようにした。したがって、
低輝度部でシステムノイズおよび固定パターンノイズが
低減され、ダイナミックレンジが広くて白つぶれや黒つ
ぶれが少ない高品位のカラー画像を得ることが可能にな
る。

【００４８】−第六の実施の形態− 第六の実施の形態では、上述した第五の実施の形態に比
べて、撮像素子１０１および１０２が画素ならびの縦横
両方向に対して互いに１／２画素ピッチずらして配設さ
れる点が異なる。そして、この画素ずらしを考慮して輝
度合成が行われる。図１０は、ベイヤ配列の原色系フィ
ルタを用いた場合の画素ずらしを説明する図である。図
１０(a)は撮像素子１０１の画素配列を表し、図１０(b)
は図１０(a)に対して縦横１／２画素ピッチずらして配
設された撮像素子１０２の画素配列である。

【００４９】１／２画素ピッチの画素ずらしが行われた
撮像素子１０１および撮像素子１０２で撮像された色信
号は、上述した第五の実施の形態と同様に、図７におけ
る合成回路／補間回路２０６で補間処理が行われる。す
なわち、撮像素子１０１および撮像素子１０２により撮
像された色信号ごとに、注目画素において不足する色信
号を注目画素の周辺に存在する色信号を用いて生成する
ことにより、各画素位置に関してＲ色、Ｇ色、Ｂ色の色
信号を得る。

【００５０】第六の実施の形態では、ＲＧＢ各色の色信
号に対してさらに、画素ならびの縦横両方向に関してそ
れぞれ２倍に補間される。図１１は縦横両方向の２倍補
間を説明する図であり、図１１(a)は２倍補間前におけ
る４組の色信号Ｐ１〜Ｐ４を表す図である。色信号Ｐ１
〜Ｐ４では、上述した色信号を生成する補間処理によ
り、それぞれＲＧＢ各色の色信号を有している。これら
の色信号Ｐ１〜Ｐ４を用いて縦横両方向に２倍補間し、
図１１(b)のように配列された色信号を生成する。２倍
補間の結果、データ量は縦横２倍補間前の４倍の倍密度
データになる。以上の処理が撮像素子１０１および撮像
素子１０２で撮像された色信号に対してそれぞれ行われ
ることにより、撮像素子１０１による色信号(図１２
(a))、撮像素子１０２による色信号(図１２(b))が得ら
れる。

【００５１】合成回路／補間回路２０６はさらに、縦横
両方向に２倍補間された色信号を用いて輝度合成処理を
行う。輝度合成処理は、１／２画素ピッチの画素ずれを
考慮して行われる。つまり、図１２(a)のＰ１Ａの色信
号の中で斜線で示す部分は、１／２画素ピッチの画素ず
らしにより図１２(b)のＰ１Ｂの色信号の中の斜線で示
す部分に対応するので、これら２つの色信号を用いて輝
度合成が行われる。Ｐ１Ａの色信号およびＰ１Ｂの色信
号を用いて合成することにより、図１２(c)に斜線で示
した位置の色信号が輝度合成される。図１２(c)におい
て二重線で囲まれた位置に示されるように、輝度合成に
用いられる撮像素子１０１および撮像素子１０２による
色信号の組み合わせは全て異なる組み合わせになるの
で、輝度合成前に比べて色信号の解像度が縦横両方向に
２倍になる。なお、輝度合成処理は、上述した第一の実
施の形態による処理、および第二の実施の形態による処
理のいずれの方法でもよい。

【００５２】第六の実施の形態では次のような作用効果
を奏する。カラー画像を撮像する互いに共役な撮像素子
１０１および撮像素子１０２を互いに１／２画素ピッチ
ずらして配設し、露光量比Ｒで撮像する。撮像素子１０
１および撮像素子１０２により撮像された色信号ごと
に、全画素位置に関してＲＧＢ各色の色信号が得られる
ように補間処理し、さらに、画素ならびの方向に縦横２
倍に補間する。補間処理後の色信号を１／２画素ピッチ
の画素ずれを考慮して倍密度画素面上に輝度合成処理す
るようにした。したがって、低輝度部でシステムノイズ
および固定パターンノイズが低減される上に、解像度が
向上する。さらに、ダイナミックレンジが広くて白つぶ
れや黒つぶれが少ない高品位のカラー画像を得ることが
可能になる。

【００５３】上記の説明では、互いに１／２画素ピッチ
ずらして配設された撮像素子１０１および撮像素子１０
２による色信号に対し、１／２画素ピッチの画素ずれを
考慮して倍密度画素面上に輝度合成処理するようにし
た。しかしながら、互いに１／２画素ピッチずらして配
設された撮像素子１０１および撮像素子１０２による色
信号に対し、画素ずれを考慮しないで撮像素子１０１お
よび撮像素子１０２上の画素位置に関して輝度合成処理
を行うこともできる。この場合には、輝度合成による解
像度の向上が見込めなくなる代わりに、倍密度画素面上
に輝度合成を行わないので、輝度合成によりデータ量が
増えることがない。

【００５４】上述した画素ずれを考慮する輝度合成処理
を行うか否かの切換えは、撮像素子１０１および１０２
による露光量比Ｒに応じて切換えるようにしてもよい
し、電子スチルカメラに切換えスイッチを設けて切換え
てもよい。露光量比Ｒに応じて切換える場合は、露光量
比Ｒが所定の値より大に設定されたとき、画素ずれを考
慮しない輝度合成処理を行い、露光量比Ｒが所定の値以
下に設定されたとき、画素ずれを考慮して輝度合成処理
を行うように切換える。すなわち、画素ずれを考慮して
高解像度化が期待できるのは、両方の撮像素子とも飽和
しない低輝度領域のみである。一方の撮像素子が飽和す
ると、単板の情報しか得られなくなるので、画素ずれに
よる高解像度化が期待できない。露光量比Ｒが大きい場
合は、両方の撮像素子が飽和しない輝度領域が狭くなる
ので、画素ずれを考慮しない合成方法が適している。

【００５５】また、上記の画素ずらしは、互いに共役な
撮像素子１０１および撮像素子１０２を互いに１／２画
素ピッチずらして配設するようにしたが、１／２画素ピ
ッチの代わりに１／４画素ピッチずらして配設するよう
にしてもよい。そして、露光量比Ｒが所定の値より大に
設定されたとき、画素ずれを考慮しない輝度合成処理を
行い、露光量比Ｒが所定の値以下に設定されたとき、上
述した１／２画素ピッチの画素ずらしの場合と同様の輝
度合成処理を行うように切換える。この結果、画素ずら
しを考慮した合成による合成画像と、画素ずらしを考慮
しない合成による合成画像との間の画素ずれの影響が少
なく抑えられるので、高品位の画像を得ることが可能に
なる。

【００５６】−第七の実施の形態− 第七の実施の形態では、上述した第六の実施の形態に比
べて、１／２画素ずらしによる撮像素子１０１および撮
像素子１０２で撮像された色信号ごとに、各画素位置に
関して生成されたＲＧＢ色の色信号を得た後に行われる
輝度合成処理が異なる。図１３(a)は輝度合成処理前に
おける撮像素子１０１による４組の色信号Ｐ１Ａ〜Ｐ４
Ａを表す図である。また、図１３(b)は輝度合成処理前
における撮像素子１０２による４組の色信号Ｐ１Ｂ〜Ｐ
４Ｂを表す図である。これら色信号Ｐ１Ａ〜Ｐ４Ａおよ
びＰ１Ｂ〜Ｐ４Ｂでは、上述した色信号を生成する補間
処理により、それぞれＲＧＢ各色の色信号を有してい
る。第七の実施の形態では、このうち撮像素子１０１に
よる色信号Ｐ１Ａ〜Ｐ４Ａを用いて単純平均を算出し、
算出された平均値と撮像素子１０２による色信号Ｐ１Ｂ
との間で輝度合成処理を行う。

【００５７】図１３において、撮像素子１０１および撮
像素子１０２が互いに１／２画素ピッチずらして配設さ
れたことにより、撮像素子１０１による４組の色信号Ｐ
１Ａ〜Ｐ４Ａの中心位置は、撮像素子１０２による色信
号Ｐ１Ｂの位置に対応する。したがって、撮像素子１０
１による色信号の互いに隣接する４組の色信号Ｐ１Ａ〜
Ｐ４Ａの平均を次式(１０)により算出する。

【数５】 Ｐ'１Ａ＝(Ｐ１Ａ＋Ｐ２Ａ＋Ｐ３Ａ＋Ｐ４Ａ)／４ (１０) そして、算出された色信号の平均Ｐ'１Ａおよび撮像素
子１０２による色信号Ｐ１Ｂとを用いて輝度合成処理を
行う。なお、輝度合成処理は、上述した第一の実施の形
態による処理、および第二の実施の形態による処理のい
ずれの方法でもよい。

【００５８】第七の実施の形態では次のような作用効果
を奏する。カラー画像を撮像する互いに共役な撮像素子
１０１および撮像素子１０２を互いに１／２画素ピッチ
ずらして配設し、露光量比Ｒで撮像する。撮像素子１０
１および撮像素子１０２により撮像された色信号ごと
に、全画素位置に関してＲＧＢ各色の色信号が得られる
ように補間処理する。さらに、撮像素子１０１による４
組の色信号を用いて平均値を算出し、この平均値および
撮像素子１０２による色信号との間で輝度合成処理する
ようにした。したがって、撮像素子１０１による隣接す
る４組の色信号の平均を算出して画素ずれを考慮するに
もかかわらず、２倍補間をしないのでデータ量が増えな
い。この結果、輝度合成処理時間を短縮することが可能
になる。また、他の実施の形態と同様に、低輝度部でシ
ステムノイズおよび固定パターンノイズが低減され、ダ
イナミックレンジが広くて白つぶれや黒つぶれが少ない
高品位のカラー画像を得ることが可能になる。

【００５９】−第八の実施の形態− 第八の実施の形態では、上述した第五の実施の形態に比
べて、撮像素子１０１および撮像素子１０２上に設けら
れるカラーフィルタのカラー配列が異なる。図１４(a)
は撮像素子１０１上に設けられたカラーフィルタのカラ
ー配列を示す図であり、図１０(a)と同様のベイヤ配列
である。第八の実施の形態では、撮像素子１０２上に設
けられるカラーフィルタを図１４(b)のように、Ｇ色を
同じ位置にしてＲＢ色が相補的な位置に配置される。そ
の結果、撮像素子１０１および１０２で同一のカラー配
列のカラーフィルタが使用される場合に比べて、偽色が
低減される。すなわち、撮像素子１０１および撮像素子
１０２により撮像された色信号を補間して全画素位置に
関してＲＧＢ各色の色信号を得る場合に、一方の撮像素
子でＲ色の色信号を有する画素位置は、他方の撮像素子
でＢ色の色信号を有する画素位置に対応する。したがっ
て、お互いに他方の撮像素子による色信号を用いて補間
処理を行うことにより、補間時に生じる誤差が低減され
る。

【００６０】なお、撮像素子１０２上に設けられるカラ
ーフィルタは、図１４(b)のカラー配列に代えて図１４
(c)のようなカラー配列としてもよい。撮像素子１０１
上に図１４(a)のようなベイヤ配列のカラーフィルタが
設けられる場合は、撮像素子１０２上に図１４(c)のカ
ラー配列を有するカラーフィルタが設けられると、輝度
情報を有するＧ色信号が補間し合うようになるので、解
像度を考慮した場合に有利な組み合わせになる。つま
り、両撮像素子によるＧ色信号を組み合わせれば、全画
素位置にＧ色信号が得られる。

【００６１】上記の説明では、原色系のカラーフィルタ
の場合について説明したが、補色系のカラーフィルタを
用いるようにしてもよい。補色系フィルタの場合は、各
フィルタの相対位置が、縦、横、斜めいずれかの方向に
１画素ずらして配置すると偽色低減に有利となる。たと
えば、ＹｅとＣｙ、ＧとＭｇがそれぞれ重なるように配
置される。

【００６２】なお、図７において、撮像素子１０２に鏡
像モードを備えたＣＣＤを用いれば、分割光学系５によ
る反射により被写体光Ｌ２の鏡像が撮像素子１０２で撮
像される場合でも、撮像素子１０１から出力される撮像
信号に合わせて撮像素子１０２から撮像信号を出力する
ことが可能になる。鏡像モードとは、鏡像が撮像された
場合において、撮像信号を出力する順序を逆にするもの
である。撮像素子１０２が鏡像モードを備えていないと
きは、Ａ／Ｄ変換回路２２でデジタル信号に変換した後
にいったんメモリ１２２に記憶し、鏡像を補正する順番
にメモリ１２２から読出すようにすればよい。

【００６３】以上の第五〜第八実施の形態の説明では、
カラー画像を撮像する場合について説明したが、白黒画
像を撮像する撮像素子にも本発明を適用できる。また、
撮像素子としてＣＣＤを用いたが、ＣＯＭＳセンサや増
幅型固体撮像素子を用いてよいのはもちろんのことであ
る。

【００６４】また、以上の実施の形態の説明では、各実
施の形態を単独で説明したが、例えば第一の実施の形態
と第三の実施の形態、第二の実施の形態と第三の実施の
形態というように各々の実施の形態を任意に組み合わせ
ることもできる。

【００６５】上記の説明では、静止画を撮像する電子ス
チルカメラについて説明したが、動画と静止画の両方を
撮像可能なカメラで静止画像を出力する電子カメラにも
本発明を適用できる。

【００６６】また、カメラ内部で合成を行うのではな
く、２つの撮像素子で撮像された撮像信号をそれぞれ出
力するようにして、出力された２つの撮像信号に対し
て、たとえば、パソコンなどの外部装置で補間処理およ
び輝度合成処理を行ってもよい。パソコンで補間処理お
よび輝度合成処理を行う場合には、補間処理／合成処理
回路をソフトウエアの形態でＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒
体に格納し、このソフトウエアをパソコンで実行させる
ことにより、パソコンに入力された上記の撮像信号に対
して補間処理および輝度合成処理が行われる。なお、ソ
フトウエアは上記記録媒体に記録する他、インターネッ
トなどの伝送媒体を介してパソコンに取り込ませること
も可能である。

【００６７】さらにまた、異なる撮像条件で撮像された
２つの画像データをそれぞれメモリカードなどの記録媒
体に記録し、記録された各々の画像データを後から読出
して合成するようにしてもよい。この場合には、画像デ
ータを記録した記録媒体から画像データをパソコンに取
り込んだ上で、上述した補間処理および合成処理を行う
プログラムをパソコンで実行させることにより、上記画
像データに対して輝度合成処理が行われる。

【００６８】電子スチルカメラに２つの撮像素子を設け
るようにしたが、２つの電子カメラで同一の被写体を撮
像し、２つの電子カメラからそれぞれ出力される撮像信
号に対して補間処理および輝度合成処理を行ってもよ
い。

【００６９】特許請求の範囲における各構成要素と、発
明の実施の形態における各構成要素との対応について説
明すると、撮像素子１，２およびタイミング発生器７４
と、撮像素子１０１，１０２およびタイミング発生器７
４０とが撮像装置および輝度検出手段に、透過率ｒ１お
よび露光時間Ｔ１が第１の撮像条件に、透過率ｒ２およ
び露光時間Ｔ２が第２の撮像条件に、合成回路６が合成
手段に、ＣＰＵ７３が制御手段に、画質モードスイッチ
およびＤＲモードスイッチ２０が設定手段および切換え
手段に、合成回路／補間回路２０６が信号処理手段およ
び合成手段に、それぞれ対応する。

【００７０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、次のような効果を奏する。 （１）請求項１、２、４〜１９の発明では、互いに異な
る第１および第２の撮像条件で撮像した２つの撮像信号
を合成する際に、両撮像信号のいずれも飽和しない領域
で両撮像信号の和を出力し、両撮像信号のいずれか一方
が飽和する領域で飽和しない撮像信号を(両撮像信号の
出力比＋１)倍して出力するようにした。したがって、
両撮像信号が飽和しない領域において２つの撮像信号が
加算されるので、両撮像信号にショットノイズなどのラ
ンダムなノイズ成分が含まれる場合に合成信号のＳ／Ｎ
比が向上して、高画質の画像を得ることができる。ま
た、とくに請求項２の発明では、重み関数を用いて両撮
像信号を合成するようにしたので、上記２つの領域の境
界近傍で合成出力が連続的に変化するようになり、合成
された出力が急激に変化することを防止できる。 （２）請求項３、４〜１８、２０の発明では、互いに異
なる第１および第２の撮像条件で撮像した２つの撮像信
号を合成する際に、両撮像信号のいずれも飽和しない領
域で両撮像信号の和を出力し、両撮像信号のいずれか一
方が飽和する領域で両撮像信号の和を線形な特性に変換
して出力するようにした。この結果、いずれの領域でも
２つの撮像信号が加算されるので、両撮像信号にショッ
トノイズなどのランダムなノイズ成分が含まれる場合に
合成信号のＳ／Ｎ比が向上して、高画質の画像を得るこ
とができる。 （３）請求項５，７〜１２の発明では、上記(１)、(２)
に加えて、２つの撮像素子の露光時間を変えて異なる撮
像条件を得るようにしたので、２つの撮像素子に露光さ
せるための分割光学系の分割光量を一定にできるから分
割光学系の小型化およびコスト低減に効果がある。 （４）請求項６〜１３の発明では、上記(１)、(２)に加
えて、２つの撮像素子への分割光量を変えて異なる撮像
条件を得るようにしたので、２つの撮像素子の露光時間
を一定にしなければならない場合でも、２つの撮像素子
に対して異なる撮像条件にすることができる。 （５）請求項１３の発明では、閃光装置が使用される場
合に露光時間を一定にするようにしたので、撮影者が露
光時間を一定にする手間を省くことができる。 （６）請求項１４〜１８の発明では、色フィルタが設け
られた２つの撮像素子を用い、異なる撮像条件で撮像し
た撮像信号を合成するようにしたので、Ｓ／Ｎ比が向上
した高画質のカラー画像を合成することができる。 （７）請求項１５、１６の発明では、上記(６)に加え
て、２つの撮像素子を互いに１／２画素ピッチずらして
配設し、撮像信号を画素並びの方向に関して縦横２倍に
補間するようにしたので、カラー画像の解像度を向上す
ることができる。 （８）請求項１６の発明では、２つの撮像素子の撮像条
件の差が所定より小さい場合に撮像信号を縦横２倍に補
間するようにしたので、常に２倍補間を行う場合に比べ
て処理を少なくすることができ、処理時間の短縮する効
果が得られる。 （９）請求項１７の発明では、上記(６)に加えて、２つ
の撮像素子を互いに１画素ピッチずらして配設するよう
にした。したがって、たとえば、輝度情報を有する画素
が補間し合う位置となるので、合成後の全ての画素位置
に輝度情報を得ることができる。 （１０）請求項１８の発明では、上記(６)に加えて、２
つの撮像素子を互いに１／４画素ピッチずらして配設
し、２つの撮像素子の撮像条件の差が所定より小さい場
合に撮像信号を縦横２倍に補間するようにしたので、撮
像信号が縦横２倍に補間された場合はカラー画像の解像
度が向上される。また、画素ずらし量が１／２画素ピッ
チに比べて小さいので、撮像信号が縦横２倍補間された
場合と、縦横２倍補間されなかった場合との間に生じる
差を小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の実施の形態による電子スチルカメラの概
要を説明するブロック図である。

【図２】第一の実施の形態による輝度合成を説明する図
である。(a)は露光量比ＲがＲ＞１の場合における素子
出力Ａ、素子出力Ｂの出力を表す図、(b)輝度合成によ
り合成回路から出力される期待値を表す図、(c)被写体
輝度ｇと重み関数ｆ(ｇ)との関係を表す図、(d)第一の
実施の形態による合成値を表す図である。

【図３】第二の実施の形態による輝度合成を説明する図
である。(a)は露光量比ＲがＲ＞１の場合における素子
出力Ａ、素子出力Ｂの出力を表す図、(b)は、素子出力
Ａおよび素子出力Ｂを１：１の割合で加算した和Ｘ＝
(Ａ＋Ｂ)を表した図、(c)変換関数ｃ(Ｘ)を表す図、(d)
第二の実施の形態による合成値を表す図である。

【図４】第三の実施の形態における分割光学系を説明す
る図である。

【図５】露光量比Ｒを切換えるためのスイッチを説明す
る図であり、(a)ＤＲモード切換えスイッチと画質モー
ドスイッチ、(b)ＤＲモードと画質モードの切換えを行
うスイッチである。

【図６】第四の実施の形態における分割光学系を説明す
る図である。

【図７】第五の実施の形態による電子スチルカメラの画
像取込み部を説明するブロック図である。

【図８】(a)ベイヤ配列された原色系フィルタを表す
図、(b)補色系フィルタが用いられる場合の配列を表す
図である。

【図９】(a)配列された画素Ｐの位置を表す図、(b)図８
(a)のフィルタを通して撮像される色信号を表す図であ
る。

【図１０】(a)撮像素子の画素配列を表す図、(b)図１０
(a)に対して縦横１／２画素ピッチずらして配設された
撮像素子の画素配列を表す図である。

【図１１】第六の実施の形態による色信号を表す図であ
り、(a)２倍補間前における４組の色信号を表す図、(b)
縦横両方向に２倍補間した後の色信号を表す図である。

【図１２】(a)縦横方向に２倍補間され撮像素子１によ
るた色信号Ｐ１Ａを示す図、(b)縦横方向に２倍補間さ
れた撮像素子２による色信号Ｐ１Ｂを示す図、(c)輝度
合成される色信号を示す図である。

【図１３】第七の実施の形態による輝度合成処理前の色
信号を表す図であり、(a)４組の色信号Ｐ１Ａ〜Ｐ４Ａ
を表す図、(b)４組の色信号Ｐ１Ｂ〜Ｐ４Ｂを表す図で
ある。

【図１４】第八の実施の形態によるカラーフィルタのカ
ラー配列を示す図であり、(a)ベイヤ配列を示す図、(b)
Ｇ色を同じ位置にしてＲＢ色が相補的な位置に配置され
る図、(c)Ｇ色が補間し合う位置に配置される図であ
る。

【符号の説明】

１,２,１０１,１０２…撮像素子、 ３…レンズ、４…
絞り、 ５,５０,６０…分割光
学系、６…合成回路、 ７…制御
部、８…画像処理回路、 ９…記憶回
路、２０,２０ａ…ＤＲモードスイッチ、 ２５…閃光装
置スイッチ、５１…ハーフミラー、 ７
３,７３０…ＣＰＵ，７４,７４０…タイミング発生器、
１０１ａ,１０２ａ…カラーフィルタ、５０１…偏光
ビームスプリッタ、 ５０２…偏光板、５０３…駆動
装置、 ６０１…分光ミラー、６０２…
透過量調整装置、 ６０３…駆動装置、６０４
…ダミーガラス、 Ｌ,Ｌ１,Ｌ２,Ｌ１a,Ｌ
２a…被写体光

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5C022 AA13 AB03 AB15 AB17 AB37 AB55 AC32 AC42 AC51 AC54 AC55 AC56 AC69 AC74 5C024 BA01 CA05 CA06 CA15 DA01 DA04 EA02 EA03 EA08 FA13 GA11 HA08 HA14 HA17 HA19 5C065 AA03 BB22 BB48 CC01 DD02 DD18 DD20 EE02 EE06 EE07 EE12 GG13 GG17 GG18 GG26 GG32

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも互いに異なる第１および第２の
   撮像条件で同一の被写体像を撮像して第１および第２の
   撮像信号を出力する撮像装置と、 前記撮像装置から出力された前記第１の撮像条件による
   第１の撮像信号および前記第２の撮像条件による第２の
   撮像信号を合成して出力する合成手段とを備えた電子カ
   メラにおいて、 前記合成手段は、前記第１および第２の撮像信号のいず
   れも飽和しない第１の領域において、前記第１および第
   ２の撮像信号の和を出力し、前記第１および第２の撮像
   信号のいずれか一方の撮像信号が飽和する第２の領域に
   おいて、飽和しない他方の撮像信号を((前記第１および
   第２の撮像信号の出力比)＋１)倍して出力することを特
   徴とする電子カメラ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の電子カメラにおいて、 前記合成手段は、前記第１および第２の領域の境界近傍
   の第３の領域において、上記第１の領域における出力お
   よび上記第２の領域における出力が連続的に変化するよ
   うに重み関数を用いて合成することを特徴とする電子カ
   メラ。
3. 【請求項３】少なくとも互いに異なる第１および第２の
   撮像条件で同一の被写体像を撮像して第１および第２の
   撮像信号を出力する撮像装置と、 前記撮像装置から出力された前記第１の撮像条件による
   第１の撮像信号および前記第２の撮像条件による第２の
   撮像信号を合成して出力する合成手段とを備えた電子カ
   メラにおいて、 前記合成手段は、前記第１および第２の撮像信号の和を
   演算し、前記第１および第２の撮像信号のいずれも飽和
   しない第１の領域において前記演算結果を出力し、前記
   第１および第２の撮像信号のいずれか一方の撮像信号が
   飽和する第２の領域において前記演算結果を線形な特性
   に変換して出力することを特徴とする電子カメラ。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の電子カメ
   ラにおいて、 前記撮像装置は、一対の撮像素子を含むことを特徴とす
   る電子カメラ。
5. 【請求項５】請求項４に記載の電子カメラにおいて、 前記一対の撮像素子への分割光量を一定にして、前記一
   対の撮像素子が露光される露光時間を変えて前記第１お
   よび第２の撮像条件を制御する制御手段を備えることを
   特徴とする電子カメラ。
6. 【請求項６】請求項４に記載の電子カメラにおいて、 前記一対の撮像素子が露光される露光時間を一定にし
   て、前記一対の撮像素子への分割光量を変えて前記第１
   および第２の撮像条件を制御する制御手段を備えること
   を特徴とする電子カメラ。
7. 【請求項７】請求項４に記載の電子カメラにおいて、 前記一対の撮像素子が露光される露光時間および前記一
   対の撮像素子への分割光量を変えて前記第１および第２
   の撮像条件を制御する制御手段を備えることを特徴とす
   る電子カメラ。
8. 【請求項８】請求項６または７に記載の電子カメラにお
   いて、 入射光を任意に偏光するようにした偏光板と、前記偏光
   板を通過する入射光を２成分に分離する偏光ビームスプ
   リッタとを備え、 前記一対の撮像素子は、前記偏光ビームスプリッタによ
   り分離された入射光をそれぞれ前記第１および第２の撮
   像条件で撮像し、前記制御手段は、前記偏光板による偏
   光角度を変えて前記第１および第２の撮像条件を制御す
   ることを特徴とする電子カメラ。
9. 【請求項９】請求項６または７に記載の電子カメラにお
   いて、 入射光を２方向に分離する分光手段と、前記分光手段に
   より分離された少なくとも一方の光路上に配設され、光
   の透過 率を制御可能な透過率調節手段とを備え、 前記一対の撮像素子は、前記分光手段により分離された
   入射光をそれぞれ前記第１および第２の撮像条件で撮像
   し、前記制御手段は、前記透過率調節手段の透過率を変
   えて前記第１および第２の撮像条件を制御することを特
   徴とする電子カメラ。
10. 【請求項１０】請求項５〜９のいずれかに記載の電子カ
    メラにおいて、 被写体の輝度を検出する輝度検出手段を備え、 前記制御手段は、前記輝度検出手段により検出された輝
    度に応じて前記第１および第２の撮像条件を制御するこ
    とを特徴とする電子カメラ。
11. 【請求項１１】請求項５〜９のいずれかに記載の電子カ
    メラにおいて、 前記第１および第２の撮像条件を設定する設定手段を備
    え、 前記制御手段は、前記第１および第２の撮像条件を前記
    設定手段により設定された条件に制御することを特徴と
    する電子カメラ。
12. 【請求項１２】請求項５〜９のいずれかに記載の電子カ
    メラにおいて、 自動露光量制御および手動露光量制御を切換える切換え
    手段と、 被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、 前記第１および第２の撮像条件を設定する設定手段とを
    備え、 前記制御手段は、前記切換え手段により自動露光量制御
    に切換えられているとき、前記輝度検出手段により検出
    された輝度に応じて前記第１および第２の撮像条件を制
    御し、前記切換え手段により手動露光量制御に切換えら
    れているとき、前記第１および第２の撮像条件を前記設
    定手段により設定された条件に制御することを特徴とす
    る電子カメラ。
13. 【請求項１３】請求項７に記載の電子カメラにおいて、 前記制御手段は、閃光装置が使用されるときに前記露光
    時間を一定にすることを特徴とする電子カメラ。
14. 【請求項１４】請求項４〜１３のいずれかに記載の電子
    カメラにおいて、 前記一対の撮像素子上に設けられた色フィルタと、 前記一対の撮像素子から出力される色成分を有する第１
    および第２の撮像信号に対して別々に色成分の補間処理
    を行う信号処理手段とを備え、 前記合成手段は、前記色成分の補間処理後の第１および
    第２の撮像信号を合成して出力することを特徴とする電
    子カメラ。
15. 【請求項１５】請求項８または９に記載の電子カメラに
    おいて、 前記一対の撮像素子上に設けられた色フィルタと、 前記一対の撮像素子から出力される色成分を有する第１
    および第２の撮像信号に対して別々に色成分の補間処理
    を行う信号処理手段とを備え、 前記一対の撮像素子の各々は、前記分離された被写体光
    に対して互いに１／２画素ずらして配設され、前記合成
    手段は、前記色成分の補間処理後の第１および第２の撮
    像信号をそれぞれ画素ならびの方向に関して縦横２倍に
    補間し、前記縦横２倍に補間された撮像信号を合成して
    出力することを特徴とする電子カメラ。
16. 【請求項１６】請求項１５に記載の電子カメラにおい
    て、 前記合成手段は、前記第１および第２の撮像条件の差が
    所定より大きいとき、前記色成分の補間処理後の第１お
    よび第２の撮像信号を合成して出力し、前記第１および
    第２の撮像条件の差が所定より小さいとき、前記色成分
    の補間処理後の第１および第２の撮像信号をそれぞれ画
    素ならびの方向に関して縦横２倍に補間し、前記縦横２
    倍に補間された撮像信号を合成して出力することを特徴
    とする電子カメラ。
17. 【請求項１７】請求項８または９に記載の電子カメラに
    おいて、 前記一対の撮像素子上に設けられた色フィルタと、 前記一対の撮像素子から出力される色成分を有する第１
    および第２の撮像信号に対して別々に色成分の補間処理
    を行う信号処理手段とを備え、 前記一対の撮像素子の各々は、前記分離された被写体光
    に対して互いに１画素ずらして配設され、前記合成手段
    は、前記色成分の補間処理後の第１および第２の撮像信
    号を合成して出力することを特徴とする電子カメラ。
18. 【請求項１８】請求項８または９に記載の電子カメラに
    おいて、 前記一対の撮像素子上に設けられた色フィルタと、 前記一対の撮像素子から出力される色成分を有する第１
    および第２の撮像信号に対して別々に色成分の補間処理
    を行う信号処理手段とを備え、 前記一対の撮像素子の各々は、前記分離された被写体光
    に対して互いに１／４画素ずらして配設され、前記合成
    手段は、前記第１および第２の撮像条件の差が所定より
    大きいとき、前記色成分の補間処理後の第１および第２
    の撮像信号を合成して出力し、前記第１および第２の撮
    像条件の差が所定より小さいとき、前記色成分の補間処
    理後の第１および第２の撮像信号をそれぞれ画素ならび
    の方向に関して縦横２倍に補間し、前記縦横２倍に補間
    された撮像信号を合成して出力することを特徴とする電
    子カメラ。
19. 【請求項１９】同一の被写体像を異なる撮像条件で撮像
    した第１の画像データおよび第２の画像データに対し、
    前記第１および第２の画像データのいずれも飽和しない
    第１の領域において、前記第１および第２の画像データ
    の和を出力し、前記第１および第２の画像データのいず
    れか一方の画像データが飽和する第２の領域において、
    飽和しない他方の画像データを((前記第１および第２の
    画像データ値の比)＋１)倍して出力する合成処理を行う
    プログラムが格納されていることを特徴とする画像デー
    タ処理用記録媒体。
20. 【請求項２０】同一の被写体像を異なる撮像条件で撮像
    した第１の画像データおよび第２の画像データに対し、
    前記第１および第２の画像データの和を演算し、前記第
    １および第２の画像データのいずれも飽和しない第１の
    領域において前記演算結果を出力し、前記第１および第
    ２の画像データのいずれか一方の画像データが飽和する
    第２の領域において前記演算結果を線形な特性に変換し
    て出力する合成処理を行うプログラムが格納されている
    ことを特徴とする画像データ処理用記録媒体。