JP2008076957A

JP2008076957A - 露出演算装置、露出演算方法およびカメラ

Info

Publication number: JP2008076957A
Application number: JP2006258768A
Authority: JP
Inventors: Shiho Sadamune; 志穂貞宗
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-09-25
Filing date: 2006-09-25
Publication date: 2008-04-03
Anticipated expiration: 2026-09-25
Also published as: JP4978129B2

Abstract

【課題】被写界内の高輝度部分を適切に判断して、主要被写体に対して適正な露出演算を行なう。
【解決手段】露出演算装置は、撮影画面を複数の領域に分割して測光する分割測光手段１７と、分割測光手段１７の測光結果に基づいて、撮影画面内における最大輝度値近傍の輝度値を示す分割領域をハイライト領域として判定する判定手段２１と、撮影画面において、主要被写体の領域を認識する認識手段２１と、ハイライト領域の位置と主要被写体と認識された領域の位置とに基づいて露出演算を行なう演算手段２１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、露出演算装置、露出演算方法およびカメラに関する。

被写界を複数の領域に分割して測光する分割測光素子の出力の最大値と、最大値が得られる分割領域のまとまりの大きさとに基づいて被写界の輝度値を求めて撮影時の露出量を決定する測光装置が知られている（たとえば、特許文献１）。
特開２００６−１０６６１７号公報

しかしながら、被写界内の高輝度部分が主要被写体なのか光源なのかといったことを判断できないため、主要被写体に対して適正な露出演算が行なわれない場合があった。

請求項１の発明による露出演算装置は、撮影画面を複数の領域に分割して測光する分割測光手段と、分割測光手段の測光結果に基づいて、撮影画面内における最大輝度値近傍の輝度値を示す分割領域をハイライト領域として判定する判定手段と、撮影画面において、主要被写体の領域を認識する認識手段と、ハイライト領域の位置と主要被写体と認識された領域の位置とに基づいて露出演算を行なう演算手段とを備えることを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の露出演算装置において、演算手段は、ハイライト領域と主要被写体の領域との位置関係と、測光結果とに基づいて露出演算を行なうことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の露出演算装置において、撮影画面における対象の情報を検出する基準位置を選択する選択手段をさらに備え、認識手段は、選択された基準位置を主要被写体の領域として認識することを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の露出演算装置において、撮影画面内における被写体の特徴を抽出する抽出手段をさらに備え、認識手段は、特徴が抽出された領域を主要被写体の領域として認識することを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一項に記載の露出演算装置において、露出演算手段は、ハイライト領域と主要被写体の領域とが少なくとも一部で重複する場合は、ハイライト領域の輝度値が、予め定めた飽和輝度値を越えない値となるような露出量を演算することを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の露出演算装置において、ハイライト領域が白色であるか否かを判定する白色判定手段をさらに備え、露出演算手段は、白色判定手段により白色と判定された場合は、ハイライト領域の輝度値が、飽和輝度値を越えない第１の値となるような露出量を演算し、白色と判定されない場合は、ハイライト領域の輝度値が、第１の値より低い第２の値となるような露出量を演算することを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の露出演算装置において、白色判定手段は、ハイライト領域の輝度値が所定輝度以上であり、かつ無彩色である場合に白色と判定することを特徴とする。
請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の露出演算装置において、所定輝度は、撮影画面の平均的な輝度であることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の露出演算装置において、露出演算手段は、ハイライト領域と主要被写体の領域とが重複せず、かつハイライト領域における輝度値と主要被写体の領域における輝度値との差が所定値以上の場合には、ハイライト領域の輝度値が、予め定めた飽和値となるような露出量を演算することを特徴とする。
請求項１０の発明によるカメラは、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の露出演算装置を備えることを特徴とする。
請求項１１に記載の発明は、請求項１に記載の露出演算装置に対応する露出演算方法である。

本発明によれば、主要被写体の領域の位置とハイライト領域の位置とに基づいて露出演算を行なうので、主要被写体に対して適正な露出演算を行なうことができる。

以下、図面を参照しながら、露出演算装置を備える一眼レフデジタルカメラの一実施の形態を説明する。図１に、本発明のデジタルカメラの要部構成を示す。カメラ本体１０には、撮影レンズ１を備えるレンズ鏡筒８が着脱可能に装着されている。レンズ鏡筒８内には、撮影レンズ１と、絞り２と、レンズ駆動部３と、絞り制御部５と、レンズ側マイコン６とが設けられている。

撮影レンズ１は、レンズ駆動部３により、後述のレンズ駆動信号に基づいて合焦位置まで駆動される。絞り制御部５は、後述の制御回路２０で設定された絞り値に基づいて絞り２を制御する。レンズ側マイコン６は、電気接点７を介して制御回路２０との通信を行ない、レンズ駆動部３および絞り制御部５を制御する。

カメラ本体１０の内部には、被写体を撮像するための第一の撮像素子１８が設けられている。第一の撮像素子１８としてＣＣＤやＣＭＯＳ等が使用される。撮影レンズ１と第一の撮像素子１８との間には、撮影レンズ１を通過した被写体光をファインダ光学系へと反射するクイックリターンミラー１１が配設されている。被写体光の一部はクイックリターンミラー１１の半透過領域を透過し、サブミラー１１１にて下方に反射され、位相差検出式ＡＦセンサモジュール１１２へ入射される。

位相差検出式ＡＦセンサモジュール１１２は、たとえば、焦点検出光束を一対の焦点検出用光像に分割して結像する焦点検出光学系と、分割された一対の光像が入射し、それに応じた焦点検出信号を出力する一対のＣＣＤラインセンサとを備える。ＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号は制御回路２０に入力され、後述するように、制御回路２０は、焦点調節レンズを合焦位置まで駆動させるレンズ駆動信号を出力する。

クイックリターンミラー１１で反射された被写体光は、第一の撮像素子１８と光学的に等価な位置に設けられた焦点板１２上に結像する。焦点板１２上に結像された被写体像は、ペンタプリズム１３と接眼レンズ１４を介して撮影者により観察されるとともに、ペンタプリズム１３からプリズム１５と結像レンズ１６とを通過し、第二の撮像素子１７の受光面上に結像する。第二の撮像素子１７は、全体を複数の画素ごとに一つの領域としてブロック化し、撮影画面を、たとえば図２に示すように、２４個の領域Ｂ１〜Ｂ２４に分割して測光を行なう。第二の撮像素子１７の各画素には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色フィルターが設けられることにより、被写体像のＲＧＢ出力が得られる。

撮影の際にはクイックリターンミラー１１が図の破線で示す位置に移動して、被写体光は第一の撮像素子１８上に結像する。第一の撮像素子１８の直前には、シャッタ１９が設けられている。シャッタ１９は、シャッタ制御部２３により、制御回路２０で設定されたシャッタ速度に基づいて駆動される。第一の撮像素子駆動部３１は、制御回路２０から送出される指令に応じて駆動信号を出力し、第一の撮像素子１８およびＡ／Ｄ変換回路３０のそれぞれを所定のタイミングで駆動させる。第一の撮像素子１８は、撮像素子駆動部３１により、撮像面に結像された被写体像に対応する信号電荷の蓄積および蓄積電荷の掃き出しを行う。Ａ／Ｄ変換回路３０は、第一の撮像素子１８から出力されたアナログ撮像信号をデジタル画像信号に変換して、画像処理回路２９へ出力する。

画像処理回路２９では、入力されたデジタル画像信号に対して、ホワイトバランス調整、シャープネス調整、ガンマ補正、階調調整などの画像処理が施され、画像処理後の画像データが出力される。この画像データは、ＪＰＥＧ形式などの方式により圧縮された後、記録媒体２６に記録される。

第二の撮像素子駆動部２８は、制御回路２０から送出される指令に応じて駆動信号を出力し、第二の撮像素子１７およびＡ／Ｄ変換回路２７のそれぞれを所定のタイミングで駆動させる。第二の撮像素子１７は、撮像素子駆動部２８により、撮像面に結像された被写体像に対応する信号電荷の蓄積および蓄積電荷の掃き出しを行う。Ａ／Ｄ変換回路２７は、第二の撮像素子１９から出力されたアナログ撮像信号をデジタル画像信号に変換して、制御回路２０へ出力する。

制御回路２０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭおよび各種周辺回路から構成されている。機能的には、第二の撮像素子１７で取得された画像データに基づいて被写体に対する露出値を演算する露出演算部２１と、焦点検出演算を行う焦点検出演算部２４と、撮影レンズ１の駆動量を演算するレンズ駆動量演算部２５とを有する。

焦点検出演算部２４は、撮影者によるエリア選択操作部２４１の操作で選択された焦点検出領域４０に対応する一対のＣＣＤラインセンサから出力される焦点検出信号に基づいて、デフォーカス量などの焦点調節状態の演算を行う。すなわち、エリア選択操作部２４１により、撮影画面における対象の情報を検出する基準位置が選択される。

図３に示すようにこの実施の形態のカメラでは、撮影画面内に、たとえば３つの焦点検出領域４０ａ〜４０ｃ（総称する場合は符号４０を用いる）が設けられている。この３箇所の焦点検出領域４０ａ〜４０ｃの中から１つがエリア選択操作部２４１によって選択されると、焦点検出演算部２４は選択された焦点検出領域４０に対する焦点調節状態の演算を行う。さらに、エリア選択操作部２４１は、３箇所の焦点検出領域４０ａ〜４０ｃの中のどの焦点検出領域が選択されたかを示す選択領域信号を露出演算部２１へ出力する。焦点検出演算部２４で算出された焦点調節状態はレンズ駆動量演算部２５に出力される。レンズ駆動量演算部２５では、入力した焦点調節状態に基づきレンズ駆動量を演算して、レンズ側マイコン６を介してレンズ駆動部３に対してレンズ駆動信号を送出する。レンズ駆動部３は、レンズ駆動信号に応じて撮影レンズ１を光軸方向へ移動させ、これにより、焦点調節状態が調節される。

露出演算部２１は、第二の撮像素子１７で取得した画像データに基づいて、後述のハイライト判定を行う。ハイライト判定の結果と主要被写体の位置とに基づいて被写体の露出量を演算して、シャッタ速度および絞り値を設定する。設定されたシャッタ速度および絞り値を基に、シャッタ速度信号はシャッタ制御部２３へ、絞り値信号はレンズ側マイコン６を介して絞り制御部５へ出力される。なお、実施の形態では、後述するようにエリア選択操作部２４１で選択された焦点検出領域４０を主要被写体の位置とする。

露出演算部２１で行なうハイライト判定について説明する。第二の撮像素子１７から得られた各画素の輝度値の中から、輝度値が最大となる画素の位置、すなわちハイライト領域の位置を検出する。最大輝度値を有する画素の位置が検出されると、検出された画素の位置とエリア選択操作部２４１から入力した選択領域信号とに基づいて、最大輝度を持つ画素が撮影者により選択された焦点検出領域４０に対応する領域と重複するか否かを判定する。重複する領域がある場合、すなわち主要被写体が最大輝度を有する場合は、最大輝度値と画面全体の平均輝度値との差と、白色判定の結果とに基づいて、最大輝度を持つ画素の輝度値が所定値となるような露出量を演算する。以下、次の（１）〜（２）に場合分けして説明する。

（１）輝度値の差が所定値以上の場合、最大輝度を持つ画素から出力された色が白色か否かを判定する。輝度値が画面全体の平均輝度値よりも大きく、かつＲ、Ｇ、Ｂの各色の出力に基づいて無彩色と判定される場合に、画素から出力された色が白色と判定される。最大輝度を持つ画素の出力が白色と判定された場合は、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない限界の値（以下、第１目標値）となるような露出量を演算する。すなわち、白色の主要被写体を白トビしない限界の状態にする。最大輝度を持つ画素から出力された色が白色以外の場合は、最大輝度を有する画素の輝度値が飽和輝度値を越えない値（以下、第２目標値）となるような露出量を演算する。この場合、第２目標値として、輝度値の差の大きさに比例した値が設定される。輝度値の差が所定値未満の場合についても同様にして、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない値、すなわち上記第２目標値となるような露出量を演算する。この場合も第２目標値として、輝度値の差の大きさに比例した値が設定される。

（２）最大輝度を持つ画素の位置と焦点検出領域４０とが重複しない場合、すなわち主要被写体が最大輝度を有していない場合は、最大輝度を持つ画素の輝度値と、選択された焦点検出領域４０に対応する画素の輝度値との差に基づいて、最大輝度を有する画素の輝度値が所定値となるような露出量を演算する。輝度値の差が所定値以上の場合は、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和値（以下、第３目標値）となるような露出量を演算する。すなわち、主要被写体とは異なる輝度値の高い被写体を白トビさせる。輝度値の差が所定値未満の場合については、上述したように最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない第２目標値となるような露出量を演算する。この場合、第２目標値として、輝度値の差の大きさに比例した値が設定される。

露出演算部２１で行なう露出値演算について説明する。露出演算部２１は、第二の撮像素子１７から、図２に示す２４分割されたそれぞれの測光領域に対応する輝度信号を入力して、輝度値Ｂ１〜Ｂ２４を求める。撮影画面上で２４分割された測光領域と３個所の焦点検出領域との位置関係を図４に示す。この図４に示す位置関係に基づいて、２４分割された測光領域のうち、たとえば４個の領域を１個のグループとし、撮影画面全体をオーバーラップした１５個のグループに再分割したものを、図５に示す。グループのまとめ方は以下に示す式の通りである。
Ｇ１＝（Ｂ１＋Ｂ２＋Ｂ７＋Ｂ８）／４・・・（１）
Ｇ２＝（Ｂ２＋Ｂ３＋Ｂ８＋Ｂ９）／４・・・（２）
Ｇ３＝（Ｂ３＋Ｂ４＋Ｂ９＋Ｂ１０）／４・・・（３）
Ｇ４＝（Ｂ４＋Ｂ５＋Ｂ１０＋Ｂ１１）／４・・・（４）
Ｇ５＝（Ｂ５＋Ｂ６＋Ｂ１１＋Ｂ１２）／４・・・（５）
Ｇ６＝（Ｂ７＋Ｂ８＋Ｂ１３＋Ｂ１４）／４・・・（６）
Ｇ７＝（Ｂ８＋Ｂ９＋Ｂ１４＋Ｂ１５）／４・・・（７）
Ｇ８＝（Ｂ９＋Ｂ１０＋Ｂ１５＋Ｂ１６）／４・・・（８）
Ｇ９＝（Ｂ１０＋Ｂ１１＋Ｂ１６＋Ｂ１７）／４・・・（９）
Ｇ１０＝（Ｂ１１＋Ｂ１２＋Ｂ１７＋Ｂ１８）／４・・・（１０）
Ｇ１１＝（Ｂ１３＋Ｂ１４＋Ｂ１９＋Ｂ２０）／４・・・（１１）
Ｇ１２＝（Ｂ１４＋Ｂ１５＋Ｂ２０＋Ｂ２１）／４・・・（１２）
Ｇ１３＝（Ｂ１５＋Ｂ１６＋Ｂ２１＋Ｂ２２）／４・・・（１３）
Ｇ１４＝（Ｂ１６＋Ｂ１７＋Ｂ２２＋Ｂ２３）／４・・・（１４）
Ｇ１５＝（Ｂ１７＋Ｂ１８＋Ｂ２３＋Ｂ２４）／４・・・（１５）

上記の１５個のグループのそれぞれの輝度Ｇ１〜Ｇ１５を用いて、被写体の特徴となる情報である平均輝度ＢｖＭｅａｎ、最小輝度ＢｖＭｉｎ、最大輝度ＢｖＭａｘ、画面中央部の輝度ＢｖＣ、画面上部と画面下部との輝度差ｄＨＥを以下の式に基づき演算する。
ＢｖＭｅａｎ＝（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４＋Ｇ５＋Ｇ６＋Ｇ７＋Ｇ８＋Ｇ９＋Ｇ１０＋Ｇ１１＋Ｇ１２＋Ｇ１３＋Ｇ１４＋Ｇ１５）／１５・・・（１６）
ＢｖＭａｘ＝Ｍａｘ（Ｇ１，・・・，Ｇ１５）・・・（１７）
ＢｖＭｉｎ＝Ｍｉｎ（Ｇ１，・・・，Ｇ１５）・・・（１８）
ＢｖＣ＝Ｇ８・・・（１９）
ｄＨＥ＝ＡＢＳ（（Ｇ１＋Ｇ３＋Ｇ５）／３−（Ｇ１１＋Ｇ１３＋Ｇ１５）／３）・・・（２０）
ただし、Ｍａｘ（ｘ１、・・・、ｘｎ）はｘ１からｘｎの最大値を返す関数であり、Ｍｉｎ（ｘ１、・・・、ｘｎ）はｘ１からｘｎの最小値を返す関数である。また、ＡＢＳ（ｘ）はｘの絶対値を返す関数である。なお、上記の場合は、カメラを横位置（画面が横長となるように）構えた場合であり、縦位置に構えた場合は式（２０）は以下のようにする。
ｄＨＥ＝ＡＢＳ（（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ１１＋Ｇ１２）／４−（Ｇ４＋Ｇ５＋Ｇ１４＋Ｇ１５）／４）

上述のようにして算出した、式（１６）〜式（２０）で表される被写体の特徴となる輝度情報に重み係数ｋ１〜ｋ６を乗じて、以下の式（２１）によって輝度値ＢｖＡｎｓを演算する。
ＢｖＡｎｓ＝ｋ６・（ｋ１・ＢｖＭｅａｎ＋ｋ２・ＢｖＣ＋ｋ３・ＢｖＭａｘ＋ｋ４・ＢｖＭｉｎ＋ｋ５・ｄＨＥ）・・・（２１）
なお、係数ｋ、ｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５は、さまざまな撮影シーンで最適な露出量になるように予め最適化された係数である。ｋ６は前述したハイライト判定の結果に基づいて、被写体のハイライトの特徴となる輝度情報で決定される係数である。すなわち、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和値、すなわち上記第３目標値となるような露出量を演算する場合には、ｋ６を１以上の値に設定する。飽和輝度値を越えない限界の値、すなわち上記第１目標値となるような露出量を演算する場合には、ｋ６を１未満の所定値ｋ_ｌｉｍに設定する。飽和輝度値を越えない値、すなわち上記第２目標値となるような露出量を演算する場合には、ｋ６を所定値ｋ_ｌｉｍ未満であり、輝度値の差の大きさに比例して変化する値に設定する。以上のようにして算出された露出量に基づいて、シャッタ速度および絞り値を算出し、シャッタ制御部２３および絞り制御部５へ出力する。

以上で説明したカメラにおける動作について、図６および図７に示すフローチャートを用いて説明する。なお、このフローチャートに示す各処理は、制御回路２０によりプログラムを実行して行なわれる。また、図６、図７の処理を行うプログラムは制御回路２０内のＲＯＭ（不図示）に格納されており、不図示のレリーズスイッチの半押し操作により起動される。

ステップＳ１において、撮影者により設定された焦点検出領域４０に対して焦点検出演算部２４による演算結果に基づいて、撮影レンズ１を駆動して焦点調節を行い、ステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、撮像素子駆動部２８を介して第二の撮像素子１７を駆動して、信号電荷の蓄積および掃き出しを行ない、Ａ／Ｄ変換回路２７によりデジタル画像信号に変換してステップＳ３へ進む。

ステップＳ３においては、ハイライト位置を判定するハイライト判定サブルーチンを呼び出し、ステップＳ２で取得したデジタル画像データに基づいてハイライト判定を行う。サブルーチンにおける各処理が終了するとステップＳ４へ進む。ステップＳ４においては、前述したように露出演算を行いステップＳ５へ進む。

ステップＳ５においては、撮影者により不図示のレリーズスイッチが全押しされたか否かを判定する。レリーズスイッチが全押しされた場合は、ステップＳ５が肯定判定されてステップＳ６へ進む。レリーズスイッチが全押しされていない場合は、ステップＳ５が否定判定されてステップＳ１へ戻る。

ステップＳ６においては、前述したように撮像動作を行い、画像信号を取得する。ステップＳ７では、画像処理回路２９により、ステップＳ６において取得した画像信号に画像処理を施す。ステップＳ８においては、ステップＳ７で画像処理の施された画像データを、前述したようにＪＰＥＧなどの所定の形式に圧縮した後、記録媒体２６に記録して一連の処理を終了する。

図６のステップＳ３のハイライト判定サブルーチンについて、図７に示すフローチャートを用いて説明する。
ステップＳ１０１において、第二の撮像素子１７の各ブロックの輝度値を検出してステップＳ１０２へ進む。ステップＳ１０２においては、ステップＳ１０１で検出した輝度値に基づいて、輝度値が最大である画素の位置を検出してステップＳ１０３へ進む。

ステップＳ１０３において、ステップＳ１０２で検出された画素の位置が、選択された焦点検出領域４０と重複するか否かを判定する。重複する領域がある場合はステップＳ１０３が肯定判定されてステップＳ１０４へ進む。重複しない場合はステップＳ１０３が否定判定されてステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０４においては、上述したように、選択された焦点検出領域４０に対応する画素の輝度値と画面全体の平均輝度値との差が、所定値以上であるか否かを判定する。輝度値の差が所定値以上の場合、ステップＳ１０４が肯定判定されてステップＳ１０５へ進む。輝度値の差が所定値未満の場合、ステップＳ１０４が否定判定されてステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０５においては、上述したように、ステップＳ１０２で検出された画素から出力される色が白色であるか否かを判定する。白色の場合はステップＳ１０５が肯定判定されてステップＳ１０７へ進む。ステップＳ１０７においては、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない限界の値、すなわち上記第１目標値となるように、前述した係数ｋ６をｋ_ｌｉｍに設定して、ハイライト判定サブルーチンにおける処理を抜けて呼び出し元に戻る。

白色以外の色の場合はステップＳ１０５が否定判定されてステップＳ１０８へ進む。ステップＳ１０８においては、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない値、すなわち上記した第２目標値となるように、前述した係数ｋ６を定める。すなわち、係数ｋ６は、所定値ｋ_ｌｉｍ未満であり、ステップＳ１０４もしくはステップＳ１０６で算出された輝度値の差に比例して変化する値に設定される。係数ｋ６が設定されると、ハイライト判定サブルーチンにおける処理を抜けて呼び出し元に戻る。

ステップＳ１０３が否定判定されて進んだステップＳ１０６においては、ステップＳ１０２で検出された画素の輝度値と、選択された焦点検出領域４０に対応する画素の輝度値との差が所定値以上であるか否かを判定する。輝度値の差が所定値以上の場合、ステップＳ１０６が肯定判定されてステップＳ１０９へ進む。輝度値の差が所定値未満の場合、ステップＳ１０６が否定判定されてステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０９においては、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和値、すなわち上述した第３目標値となるように、前述した係数ｋ６を１以上の値に設定して、ハイライト判定サブルーチンにおける処理を抜けて呼び出し元へ戻る。

以上で説明した実施の形態によるカメラによれば、以下の作用効果を得られる。
（１）露出演算部２１は、第二の撮像素子１７から得られた各画素の中から最大輝度値を持つ画素の位置すなわちハイライト領域を判定する。さらに、露出演算部２１は、ハイライト領域の位置と、選択された焦点検出領域４０に対応する領域、すなわち主要被写体の領域の位置とに基づいて露出演算を行なうようにした。最大輝度を持つ画素の位置が選択された焦点検出領域４０と少なくとも一部で重複する場合、つまり主要被写体が高輝度の場合は、選択された焦点検出領域４０に対応する領域の輝度値と撮影画面全体の平均輝度値との差に基づいて、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない限界の値（上記第１目標値）となるような露出量を演算する。したがって、高輝度な主要被写体に対して最適な露出演算を行なうことができる。

（２）さらに加えて、最大輝度を持つ画素から出力される色が白色の場合は、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない限界の値（上記第１目標値）となるような露出量を演算する。すなわち式（２１）における係数ｋ６を１未満の値であるｋ_ｌｉｍに設定する。白色ではない場合は、式（２１）における係数ｋ６をｋ_ｌｉｍ未満の値に設定して、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和輝度値を越えない値（上記第２目標値）となるような露出量を演算する。したがって、主要被写体が白色の場合であっても適切な露出値で撮影できる。

（３）最大輝度を持つ画素の位置と選択された焦点検出領域４０の位置とが重複せず、選択された焦点検出領域４０に対応する画素の輝度値と最大輝度値との差が所定値以上の場合は、式（２１）における係数ｋ６を１以上に設定して、最大輝度を持つ画素の輝度値が飽和値（上記第３目標値）となるような露出量を演算する。したがって、主要被写体以外の高輝度な被写体の影響により、主要被写体が露出不足になるという事態を防ぐことができる。

以上で説明した実施の形態を以下のように変形できる。
（１）被写体を認識する機能や顔認識機能などを備えるカメラであれば、被写体の認識結果や顔認識結果などの被写体の特徴に基づいて主要被写体の位置を認識して、高輝度の画素位置と重複する領域が存在するか否かを判定するようにしてもよい。

（２）ハイライト判定処理において、最大輝度を持つ画素の出力が白色か否かを判定する処理を最初に行なうようにしてもよい。この場合のハイライト判定処理を説明するフローチャートを図８に示し、図７に示すフローチャートとの相違点を主に説明する。
ステップＳ２０１（各ブロックの輝度値検出）およびステップＳ２０２（最大輝度値を有する画素位置の検出）における各処理は、ステップＳ１０１（各ブロックの輝度値検出）およびステップＳ１０２（最大輝度値を有する画素位置の検出）における各処理と同様の処理を行なう。ステップＳ２０３においては、ステップＳ２０２で検出された画素から出力される色が白色か否かを判定する。白色の場合はステップＳ２０２が肯定判定されてステップＳ２０３へ進み、白色以外の場合はステップＳ２０２が否定判定されてステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０４においては、ステップＳ１０３と同様にして、ステップＳ２０２で検出された画素の位置が、選択された焦点検出領域４０の位置と重複する領域があるか否かを判定する。重複する領域がある場合はステップＳ２０４が肯定判定されてステップＳ２０５へ進む。重複しない場合はステップＳ２０４が否定判定されてステップＳ２０６へ進む。

ステップＳ２０５においては、ステップＳ１０４と同様にして、選択された焦点検出領域４０に対応する画素の輝度値と画面全体の平均輝度値との差が、所定値以上であるか否かを判定する。輝度値の差が所定値以上の場合、ステップＳ２０５が肯定判定されてステップＳ２０９へ進む。輝度値の差が所定値未満の場合、ステップＳ２０５が否定判定されてステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２０６では、ステップＳ１０８と同様にして、ステップＳ２０２で検出された画素の輝度値と画面全体の平均輝度値との差が所定値以上であるか否かを判定する。輝度値の差が所定値以上の場合、ステップＳ２０６が肯定判定されてステップＳ２１１へ進む。輝度値の差が所定値未満の場合、ステップＳ２０６が否定判定されてステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２０７においては、ステップＳ２０４と同様の判定処理を行なう。ステップＳ２０７が肯定判定された場合はステップＳ２１０へ進み、ステップＳ２０７が否定判定された場合はステップＳ２０８へ進む。ステップＳ２０８においては、ステップＳ２０６と同様の判定処理を行なう。ステップＳ２０６が肯定判定された場合はステップＳ２１１へ進み、否定判定された場合はステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２０９（係数ｋ６をｋ_ｌｉｍに設定）、ステップＳ２１０（係数ｋ６をｋ_ｌｉｍ未満の値に設定）およびステップＳ２１１（係数ｋ６を１以上に設定）における各処理については、それぞれステップＳ１０７（係数ｋ６をｋ_ｌｉｍに設定）、ステップＳ１０８（係数ｋ６をｋ_ｌｉｍ未満の値に設定）およびステップＳ１０９（係数ｋ６を１以上に設定）における処理と同様の処理を行ない、各ステップにおける処理が終了するとサブルーチンを抜けて呼び出し元へ戻る。

（３）第二の撮像素子１７から得られた各画素の中から最大輝度を持つ画素を検出するようにした。しかしながら、たとえば最大輝度値近傍の所定の輝度値を有する画素を検出してもよい。
（４）各画素の輝度値を検出してハイライト判定処理を行なうものとして説明したが、たとえば３×３画素などの所定のサイズごとに得られる輝度値を検出するようにしてもよい。
（５）シャッタ１９に代えて、第一の撮像素子１８の電子シャッタ制御によって画像信号の電荷蓄積時間を調整するものでもよい。
（６）被写体を認識する機能や顔認識機能などを備えるカメラであれば、被写体の認識結果や顔認識結果で得られた位置を、撮影画面における対象の情報を検出する基準位置として選択してもよい。

また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の形態についても、本発明の範囲内に含まれる。

本発明の実施の形態によるカメラの要部構成を説明する図である。撮影画面上における分割測光領域の一例を説明する概念図である。撮影画面上における焦点検出領域の配置例を説明する図である。撮影画面上で２４分割の測光素子と３個所の焦点検出領域を重ねて表示した図である。撮影画面上で４個の分割領域を一つのグループとした１５個のグループの配置を説明する図である。実施の形態によるカメラの動作を説明するフローチャートである。実施の形態によるカメラのハイライト判定サブルーチンにおける処理を説明するフローチャートである。変形例によるカメラのハイライト判定サブルーチンにおける処理を説明するフローチャートである。

符号の説明

１７第二の撮像素子２０制御回路
２１露出演算部２４焦点検出演算部

Claims

撮影画面を複数の領域に分割して測光する分割測光手段と、
前記分割測光手段の測光結果に基づいて、前記撮影画面内における最大輝度値近傍の輝度値を示す分割領域をハイライト領域として判定する判定手段と、
前記撮影画面において、主要被写体の領域を認識する認識手段と、
前記ハイライト領域の位置と前記主要被写体と認識された領域の位置とに基づいて露出演算を行なう演算手段とを備えることを特徴とする露出演算装置。
請求項１に記載の露出演算装置において、
前記演算手段は、前記ハイライト領域と前記主要被写体の領域との位置関係と、前記測光結果とに基づいて露出演算を行なうことを特徴とする露出演算装置。
請求項１または２に記載の露出演算装置において、
前記撮影画面における対象の情報を検出する基準位置を選択する選択手段をさらに備え、
前記認識手段は、前記選択された基準位置を前記主要被写体の領域として認識することを特徴とする露出演算装置。
請求項１または２に記載の露出演算装置において、
前記撮影画面内における被写体の特徴を抽出する抽出手段をさらに備え、
前記認識手段は、前記特徴が抽出された領域を前記主要被写体の領域として認識することを特徴とする露出演算装置。
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の露出演算装置において、
前記露出演算手段は、前記ハイライト領域と前記主要被写体の領域とが少なくとも一部で重複する場合は、前記ハイライト領域の輝度値が、予め定めた飽和輝度値を越えない値となるような露出量を演算することを特徴とする露出演算装置。
請求項５に記載の露出演算装置において、
前記ハイライト領域が白色であるか否かを判定する白色判定手段をさらに備え、
前記露出演算手段は、前記白色判定手段により白色と判定された場合は、前記ハイライト領域の輝度値が、前記飽和輝度値を越えない第１の値となるような露出量を演算し、
白色と判定されない場合は、前記ハイライト領域の輝度値が、前記第１の値より低い第２の値となるような露出量を演算することを特徴とする露出演算装置。
請求項６に記載の露出演算装置において、
前記白色判定手段は、前記ハイライト領域の輝度値が所定輝度以上であり、かつ無彩色である場合に白色と判定することを特徴とする露出演算装置。
請求項７に記載の露出演算装置において、
前記所定輝度は、前記撮影画面の平均的な輝度であることを特徴とする露出演算装置。
請求項１乃至８のいずれか一項に記載の露出演算装置において、
前記露出演算手段は、前記ハイライト領域と前記主要被写体の領域とが重複せず、かつ前記ハイライト領域における輝度値と前記主要被写体の領域における輝度値との差が所定値以上の場合には、前記ハイライト領域の輝度値が、前記予め定めた飽和値となるような露出量を演算することを特徴とする露出演算装置。
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の露出演算装置を備えることを特徴とするカメラ。
撮影画面を複数の領域に分割して測光し、
前記分割測光手段の測光結果に基づいて、前記撮影画面内における最大輝度値近傍の輝度値を得られる分割領域をハイライト領域として判定する判定手段と、
前記撮影画面において、主要被写体の領域を認識し、
前記ハイライト領域の位置と前記主要被写体と認識された領域の位置とに基づいて露出演算を行なうことを特徴とする露出演算方法。