JP4178548B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は撮像装置に係り、特にデジタルカメラやムービーカメラなどの電子映像記録装置に適用される広ダイナミックレンジ固体撮像素子のモードに応じた信号読み出し制御及び信号処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラ等に用いられる撮像素子は、一般の銀塩写真と比較してダイナミックレンジが非常に狭いため、適正露光で撮影された画像であっても銀塩系の写真と比較すると物足りない印象を受ける場合がある。また、撮影条件によっては、いわゆる黒つぶれや白とびを生じ、画質が著しく劣化することがある。このような欠点を解消するために、同一シーンにおいて露光量の異なる複数枚の画像を撮影し、これら複数枚の画像データを演算で合成することによってダイナミックレンジの拡大された画像を得る手法が提案されている。
【０００３】
特許文献１に開示されたＣＣＤ固体撮像装置は、受光面に二次元配列される多数の受光部（ユニットセル）について、１つのユニットセルを感度の異なる２種類の受光領域（高感度部と低感度部）に分割し、２つの受光領域からそれぞれ読み出された信号を混合若しくは加算することにより、ダイナミックレンジの拡大を達成している。
【０００４】
また、特許文献２には、曇り空に打ち出された白色のゴルフボールのような動く被写体をテレビジョンカメラ等の撮像装置で確実に追跡できるようにするために、記録処理におけるガンマに対して、特定の輝度範囲で変化が大きくなるような階調を作り、ビューファインダー等の表示用に用いる技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２０５５８９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−３７１１０号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
高感度部データと低感度部データとを合成する広ダイナミックレンジ処理は信号処理に時間がかかるため、動画撮影中やスルー画時（撮像中のリアルタイム映像を表示出力しているとき）に合成処理を行うことは困難である。そのため、動画又はスルー画時には低感度受光部（従感光画素）からの信号の読み出しを行わないことが望ましい。
【０００８】
しかしながら、それだけではスルー画時の階調と、広ダイナミックレンジ処理の施された記録画像の階調とがあまりに大きく異なる場合が生じ、ユーザに違和感を与えてしまう。
【０００９】
広ダイナミックレンジ処理は、高輝度被写体の解像感を得るためになされるものであるため、スルー画時に、撮像装置の持つ小型の表示装置でその特徴に気がつくことは稀である。むしろユーザの感じる階調の違いとは、画像内における主要被写体の明るさを指していることが多い。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、信号処理の負担を軽減するとともに、スルー画時に観察される主要被写体の明るさと記録画像における主要被写体の明るさの相違による違和感を解消できる撮像装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記目的を達成するために、相対的に高感度である高感度画像信号と、相対的に低感度である低感度画像信号を読み出すことのできる撮像手段と、前記高感度画像信号および前記低感度画像信号の読み出しを制御するとともに、前記撮像手段を用いて被写体を一定の周期で連続撮像する場合に、前記高感度画像信号のみの読み出しを行い、前記低感度画像信号の読み出しを実施しない読出制御手段と、前記高感度画像信号から得られる高感度画像と前記低感度画像信号から得られる低感度画像とを合成する合成処理手段と、前記連続撮像により得られた前記高感度画像信号に基づき、前記合成処理手段による合成処理の要否を判定する広ダイナミックレンジ処理判定手段と、前記撮像手段から得られた画像信号のガンマ補正を行うとともに、入出力変換特性を可変制御可能なガンマ変更手段と、前記ガンマ変更手段によりガンマ補正が行われた画像を表示する表示手段と、前記撮像手段を介して撮像した画像を記録媒体に記録する記録処理手段と、を備え、前記広ダイナミックレンジ処理判定手段により、合成処理が必要でないと判定されたときに前記高感度画像を記録媒体に記録し、合成処理が必要と判定されたときに前記合成処理手段により合成された合成画像を記録媒体に記録するとともに、前記ガンマ変更手段が、前記連続撮像により得られた前記高感度画像信号と前記合成画像内の主要被写体の明るさを一致させるように、前記ガンマ補正における入出力変換特性を変更することを特徴とする。
また、本明細書は次の発明を開示する。すなわち、前記目的を達成するために、相対的に広い面積を有する主感光画素と、相対的に狭い面積を有する従感光画素との複合からなる画素セルが所定の配列形態に従って多数配置され、前記主感光画素で光電変換された信号電荷に基づく信号と前記従感光画素で光電変換された信号電荷に基づく信号とを選択的に取り出すことができる構造を有する撮像手段と、前記主感光画素及び前記従感光画素からの信号の読み出しを制御する読出制御手段と、前記主感光画素から得られる主感光部データと前記従感光画素から得られる従感光部データとを合成する合成処理手段と、を備え、前記撮像手段を用いて被写体を一定の周期で連続撮像する場合に、前記読出制御手段は、前記主感光画素のみから信号の読み出しを行い、前記従感光画素からの信号の読み出しを実施しないことを特徴とする撮像装置を提供する。
【００１２】
本発明によれば、動画撮影時或いは撮像中のリアルタイム映像（いわゆるスルー画）を表示出力する場合などのように、撮像手段を用いて被写体を一定の周期で連続撮像する場合に、従感光画素からの信号読み出しを行わないことにしたので、無駄なデータの読み出しを排除することができる。これにより、信号処理の負担を軽減できる。
【００１３】
本発明の一態様に係る撮像装置は、上記構成に加えて、前記撮像手段を介して撮像した画像を記録媒体に記録する記録処理手段と、前記撮像手段で撮像した画像を表示する表示手段と、前記撮像手段から得られた画像信号のガンマ補正を行うガンマ補正手段と、前記撮像手段により被写体を一定の周期で連続撮像して得られる映像を前記表示手段に表示させるときの前記ガンマ補正手段における入出力変換特性を可変制御するガンマ変更手段と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
かかる態様によれば、記録媒体に記録される記録画像の主要被写体の明るさとスルー画時の主要被写体の明るさとが略同程度になるように、スルー画用のガンマを変更して表示用画像を作成することができる。
【００１５】
上記態様において、更に、前記主感光画素から取得された画像信号に基づき、前記合成手段による合成処理の要否を判定する広ダイナミックレンジ処理判定手段を備え、前記ガンマ変更手段は、前記広ダイナミックレンジ処理判定手段の判定に基づき前記合成処理が行われると予測された場合に、画像内の主要被写体の明るさを低下させるように前記ガンマ補正手段における入出力変換特性を変更することを特徴とする。
【００１６】
連続撮像時には従感光部データを読み出さずに、主感光部データのみを使用して表示用画像を作成する。このとき主感光部画像データの処理に際して、通常は従来と同様に所定のガンマ特性となるようにガンマ補正を行う。
【００１７】
一方、合成手段によって主感光部画像データと従感光部画像データとを合成処理（広ダイナミックレンジ処理）して得られる画像は、主感光部データのみから作られた画像と比較して高輝度被写体部分の解像感が向上する。つまり、広ダイナミックレンジ処理された最終画像は、高輝度領域に階調を与えているために、上記所定のガンマ補正（従来と同様のガンマ補正）が施されたスルー画の表示画像と比較すると、主要被写体の部分が相対的に暗くなる。
【００１８】
このような明るさの違いによる違和感を解消するために、本態様においては、広ダイナミックレンジ処理を行って生成された画像を記録媒体に記録する場合に、記録画像の主要被写体とスルー画時の主要被写体の明るさとが略同程度になるように、広ダイナミックレンジ処理の実施を予測してスルー画用のガンマを変更する。これにより、ユーザに違和感を与えないという利点がある。
【００１９】
更なる具体的態様によれば、前記ガンマ補正手段は、前記主感光画素から得られる主感光部データのみから最終画像を生成する際に用いる第１のガンマ補正手段と、前記主感光画素から得られた主感光部データと前記従感光画素から得られた従感光部データとを前記合成手段により合成して得た画像信号から最終画像を生成する際に用いる第２のガンマ補正手段と、を含み、前記ガンマ変更手段は、前記広ダイナミックレンジ処理判定手段の判定に基づき前記合成処理が行われると予測された場合に、前記第１のガンマ補正手段のガンマ曲線を前記第２のガンマ補正手段のガンマ曲線に近づけるように、前記第１のガンマ補正手段における入出力変換特性を変更することを特徴とする。
【００２０】
第１のガンマ補正手段は、通常、主感光画素のダイナミックレンジの全範囲に階調を与えるような所定のガンマ曲線（従来と同様のガンマ曲線）に従い入力画像信号を変換して出力する。その一方、第２のガンマ補正手段は、合成処理（広ダイナミックレンジ処理）された画像信号の全輝度範囲に階調を与えるようなガンマ曲線に従い、入力画像信号を変換して出力する。
【００２１】
第１のガンマ補正手段による通常のガンマ補正を施した画像と、第２のガンマ補正手段による広ダイナミックレンジ処理用のガンマ補正を施した画像とでは、画像内の主要被写体部分の明るさが相違するので、広ダイナミックレンジ処理が行われると予測したときには、第１のガンマ補正手段のガンマ曲線を第２のガンマ補正手段のガンマ曲線に近づけるように、第１のガンマ補正手段の入出力変換特性を変更する。これにより、主要被写体部分の明るさを略同等にすることができ、違和感を解消できる。
【００２２】
なお、前記主感光画素から取得された画像信号に基づき、前記合成手段による合成処理の程度を予測し、予測される合成処理の程度に応じて、主要被写体の明るさを暗くするようにスルー画用のガンマを変更する態様もある。
【００２３】
合成処理の程度によって再現ダイナミックレンジが変わるため、これに応じてガンマ曲線も変更される。合成処理の程度によって、主要被写体部分の明るさの度合いが異なるので、予測した合成処理の程度に応じてスルー画用のガンマを変更する。
【００２４】
本発明の一態様に係る撮像装置では、主感光画素から読み出された信号から被写体輝度情報を取得し、これに基づいて自動露出（ＡＥ）制御が行われる。ＡＥ測光データは、所定の露光条件で１回又は露光条件を変えて複数回の撮像を行うことによって取得されるが、該ＡＥ測光データを用いて広ダイナミックレンジ処理の要否、更には、広ダイナミックレンジ処理の程度を予測することができる。
【００２５】
広ダイナミックレンジ処理によって作成される画像の主要被写体の明るさと、スルー画の主要被写体の明るさが略同程度になるように、スルー画時には主要被写体の明るさを落とすようなガンマ補正を行い、表示用画像を作成する。これにより、主要な被写体の明るさ違いによる違和感（画像を観察したときに感じる印象の違い）を解消できる。
【００２６】
本発明の更に他の態様によれば、記録用画像を撮影するための撮影準備の指示を入力する操作手段を備え、前記操作手段からの指示入力を受けて前記ガンマ補正手段における入出力変換特性の変更を行うことを特徴とする。
【００２７】
撮影者によって操作手段が操作され、撮影準備の指示が入力されると、ＡＥ処理やオートフォーカス（ＡＦ）処理など撮影の準備動作が実行される。本態様においては、スルー画表示中に操作手段から撮影準備の指示の入力を受け付け、該指示が入力されたら、広ダイナミックレンジ処理を予測して、スルー画用のガンマを設定する。
【００２８】
その後、記録用画像の撮影実行の指示を入力する操作手段が操作され、撮影実行の指示が入力されると、記録用の撮影動作（撮像素子の露光と信号の読み出し）が実行される。広ダイナミックレンジ処理を実施すると判断したシーンについては、主感光画素及び従感光画素からそれぞれ信号の読み出しを行い、合成手段によって主感光部画像データと従感光部画像データとを合成して記録用画像を作成する。
【００２９】
なお、撮影準備の指令信号を発生させるＳ1 スイッチと、撮影実行の指令信号を発生させるＳ2 スイッチとを備えた撮影ボタン（シャッターボタン）を用いる場合、Ｓ1 スイッチの作動を検出し、その後のスルー画について広ダイナミックレンジ処理の予測に基づくガンマの変更を行う。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係る撮像装置の好ましい実施の形態について詳説する。
【００３１】
〔撮像素子の構造〕
まず、広ダイナミックレンジ撮像用の撮像素子の構造について説明する。図１はＣＣＤ２０の受光面の構造例を示す平面図である。図１では２つの受光セル（画素ＰＩＸ）が横に並んでいる様子を示すが、実際には多数の画素ＰＩＸが水平方向（行方向）及び垂直方向（列方向）に一定の配列周期で配列されている。
【００３２】
各画素ＰＩＸは、感度の異なる２つのフォトダイオード領域２１、２２を含む。第１のフォトダイオード領域２１は、相対的に広い面積を有し、主たる感光部（以下、主感光画素という）を構成する。第２のフォトダイオード領域２２は、相対的に狭い面積を有し、従たる感光部（以下、従感光画素という。）を構成する。画素ＰＩＸの右側には垂直転送路（ＶＣＣＤ）２３が形成されている。
【００３３】
図１に示した構成はハニカム構造の画素配列であり、図示した２つの画素ＰＩＸ上側及び下側には不図示の画素が横方向に半ピッチずれた位置に配置される。図１上に示した各画素ＰＩＸの左側に示されている垂直転送路２３は、これら画像ＰＩＸの上側及び下側に配置される不図示の画素からの電荷を読み出し、転送するためのものである。
【００３４】
図１中点線で示すように、四相駆動（φ1,φ2,φ3,φ4)に必要な転送電極２４、２５、２６、２７（まとめてＥＬで示す。）が垂直転送路２３の上方に配置される。例えば、２層ポリシリコンで転送電極を形成する場合、φ1 のパルス電圧が印加される第１の転送電極２４と、φ3 のパルス電圧が印加される第３の転送電極２６とは第１層ポリシリコン層で形成され、φ2 のパルス電圧が印加される第２の転送電極２５と、φ4 のパルス電圧が印加される第４の転送電極２７とは第２層ポリシリコン層で形成される。なお、転送電極２４は従感光画素２２から垂直転送路２３への電荷読み出しも制御する。転送電極２５は主感光画素２１から垂直転送路２３への電荷読み出しも制御する。
【００３５】
図２は図１の２−２線に沿う断面図であり、図３は図１の３−３線に沿う断面図である。図２に示したように、ｎ型半導体基板３０の１表面にｐ型ウエル３１が形成されている。ｐ型ウエル３１の表面領域に２つのｎ型領域３３、３４が形成され、フォトダイオードを構成している。符号３３で示したｎ型領域のフォトダイオードが主感光画素２１に相当し、符号３４で示したｎ型領域のフォトダイオードが従感光画素２２に相当している。ｐ⁺ 型領域３６は、画素ＰＩＸ、垂直転送路２３等の電気的な分離を行うチャネルストップ領域である。
【００３６】
図３に示すように、フォトダイオードを構成するｎ型領域３３の近傍に垂直転送路２３を構成するｎ型領域３７が配置されている。ｎ型領域３３、３７の間のｐ型ウエル３１が読み出しトランジスタを構成する。
【００３７】
半導体基板表面上には酸化シリコン膜等の絶縁層が形成され、その上にポリシリコンで形成された転送電極ＥＬが形成される。転送電極ＥＬは、垂直転送路２３の上方を覆うように配置されている。転送電極ＥＬの上に、更に酸化シリコン等の絶縁層が形成され、その上に垂直転送路２３等の構成要素を覆い、フォトダイオード上方に開口を有する遮光膜３８がタングステン等により形成されている。
【００３８】
遮光膜３８を覆うようにホスホシリケートガラス等で形成された層間絶縁膜３９が形成され、その表面が平坦化されている。層間絶縁膜３９の上にカラーフィルタ層（オンチップカラーフィルタ）４０が形成されている。カラーフィルタ層４０は、例えば赤色領域、緑色領域、及び青色領域等の３色以上の色領域を含み、各画素ＰＩＸについて一色の色領域が割り当てられている。
【００３９】
カラーフィルタ層４０の上に各画素ＰＩＸに対応してマイクロレンズ（オンチップマイクロレンズ）４１がレジスト材料等により形成されている。マイクロレンズ４１は、各画素ＰＩＸの上に１つ形成されており、上方より入射する光を遮光膜３８が画定する開口内に集光させる機能を有する。
【００４０】
マイクロレンズ４１を介して入射した光は、カラーフィルタ層４０によって色分解され、主感光画素２１及び従感光画素２２の各フォトダイオード領域にそれぞれ入射する。各フォトダイオード領域に入射した光は、その光量に応じた信号電荷に変換され、それぞれ別々に垂直転送路２３に読み出される。
【００４１】
こうして、１つの画素ＰＩＸから感度の異なる２種類の画像信号（高感度画像信号と低感度画像信号）と別々に取り出すことが可能であり、光学的に同位相の画像信号を得る。
【００４２】
図４は、ＣＣＤ２０の受光領域ＰＳ内の画素ＰＩＸ及び垂直転送路２３の配置を示す。画素ＰＩＸは、セルの幾何学的な形状の中心点を行方向及び列方向に１つおきに画素ピッチの半分（１／２ピッチ）ずらして配列させたハニカム構造となっている。すなわち、互いに隣接する画素ＰＩＸの行どうし（又は列どうし）において、一方の行（又は列）のセル配列が、他方の行（又は列）のセル配列に対して行方向（又は列方向）の配列間隔の略１／２だけ相対的にずれて配置された構造となっている。
【００４３】
図４において画素ＰＩＸが配列された受光領域ＰＳの右側には、転送電極ＥＬにパルス電圧を印加するＶＣＣＤ駆動回路４４が配置される。各画素ＰＩＸは上述のように主感光画素２１と従感光画素２２とを含む。垂直転送路２３は各列に近接して蛇行して配置されている。
【００４４】
また、受光領域ＰＳの下側（垂直転送路２３の下端側）には、垂直転送路２３から移された信号電荷を水平方向に転送する水平転送路（ＨＣＣＤ）４５が設けられている。
【００４５】
水平転送路４５は、２相駆動の転送ＣＣＤで構成されており、水平転送路４５の最終段（図４上で最左段）は出力部４６に接続されている。出力部４６は出力アンプを含み、入力された信号電荷の電荷検出を行い、信号電圧として出力端子に出力する。こうして、各画素ＰＩＸで光電変換した信号が点順次の信号列として出力される。
【００４６】
図５にＣＣＤ２０の他の構造例を示す。図５は平面図、図６は図５の６−６線に沿う断面図である。これらの図面中図１及び図２に示した例と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。
【００４７】
図５及び図６に示したように、主感光画素２１と従感光画素２２の間にｐ⁺ 型分離領域４８が形成されている。この分離領域４８はチャネルストップ領域（チャネルストッパ）として機能し、フォトダイオード領域の電気的な分離を行う。また、分離領域４８の上方には分離領域４８に対応した位置に遮光膜４９が形成されている。
【００４８】
遮光膜４９と分離領域４８とを用いることにより、入射する光を効率的に分離するとともに、主感光画素２１及び従感光画素２２に蓄積された電荷がその後混合することを防止する。その他の構成は図２及び図３に示した例と同様である。
【００４９】
また、画素ＰＩＸのセル形状や開口形状は図１や図５に示した例に限定されず、多角形、円形など多様な形態をとり得る。更に、各受光セルの分離形状（分割形態）についても、図１や図５に示した形状に限定されない。
【００５０】
図７にＣＣＤ２０の更に他の構造例を示す。図７中図１及び図５に示した例と同一又は類似の部材には同一の符号を付し、その説明は省略する。図７は、二つの感光部（２１、２２）が斜め方向に分離されている構成を示す。
【００５１】
このように、それぞれの分割感光エリアで蓄積された電荷を別々に垂直転送路に読み出すことができればよく、分割形状や分割数、面積の大小関係などは適宜設計される。ただし、従感光画素の面積を主感光画素の面積に比べて小さい値とする。また、主感光部の面積減少を抑制し、感度低下を最小限に抑えることが好ましい。
【００５２】
図８は、主感光画素２１と従感光画素２２の光電変換特性を示すグラフである。横軸は入射光量、縦軸はＡ／Ｄ変換後の画像データ値（ＱＬ値）を示す。本例では１２ビットデータを例示するが、ビット数はこれに限定されない。
【００５３】
同図に示すように、主感光画素２１と従感光画素２２の感度比は１：１／ａとなっている（ただし、ａ＞１）。主感光画素２１の出力は、入射光量に比例して次第に増加し、入射光量が「ｃ」のときに出力が飽和値（ＱＬ値＝4095）に達する。以後、入射光量が増加しても主感光画素２１の出力は一定となる。この「ｃ」を主感光画素２１の飽和光量と呼ぶことにする。
【００５４】
一方、従感光画素２２の感度は、主感光画素２１の感度の１／ａであり、入射光量がα×ｃのときにＱＬ値＝4095／ｂで飽和する（ただし、ｂ＞１，α＝ａ／ｂ）。このときの「α×ｃ」を従感光画素２２の飽和光量と呼ぶ。
【００５５】
このように、異なる感度を持つ主感光画素と従感光画素とを組み合わせることにより、主感光画素のみの構成よりもＣＣＤ２０のダイナミックレンジをα倍に拡大（本例では約４倍に拡大）できる。
【００５６】
〔広ダイナミックレンジ撮像可能なカメラの例〕
次に、上述した広ダイナミックレンジ撮像用のＣＣＤを搭載した電子カメラについて説明する。
【００５７】
図９は本発明の実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図である。このカメラ５０は、ＣＣＤ２０を介して撮像した被写体の光学像をデジタル画像データに変換して記録メディア５２に記録するデジタルカメラである。カメラ５０は表示部５４を備えており、撮像中の映像や記録した画像データの再生画像を表示部５４に表示させることができる。
【００５８】
カメラ５０全体の動作は、カメラ内蔵の中央処理装置（ＣＰＵ）５６によって統括制御される。 ＣＰＵ５６は、所定のプログラムに従って本カメラシステムを制御する制御手段として機能するとともに、自動露出（ＡＥ）演算、自動焦点調節（ＡＦ）演算、及びオートホワイトバランス（ＡＷＢ）制御など各種演算を実施する演算手段として機能する。
【００５９】
ＣＰＵ５６は不図示のバスを介してＲＯＭ６０及びメモリ（ＲＡＭ）６２と接続されている。ＲＯＭ６０にはＣＰＵ５６が実行するプログラム及び制御に必要な各種データなどが格納されている。メモリ６２はプログラムの展開領域及びＣＰＵ１６の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用される。
【００６０】
画像データの一時記憶領域として、メモリ６２は主に主感光画素２１から得られる画像データを記憶する第１領域（以下、第１画像メモリという。）６２Ａと、主に従感光画素２２から得られる画像データを記憶する第２領域（以下、第２画像メモリという。）６２Ｂとを備えている。
【００６１】
また、ＣＰＵ５６にはＥＥＰＲＯＭ６４が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ６４は、ＣＣＤ２０の欠陥画素情報、ＡＥ、ＡＦ及びＡＷＢ等の制御に必要なデータ或いはユーザが設定したカスタマイズ情報などが格納される不揮発性の記憶手段であり、必要に応じてデータの書き換えが可能であるとともに、電源ＯＦＦ時においても情報内容が保持される。ＣＰＵ５６は必要に応じてＥＥＰＲＯＭ６４のデータを参照して演算等を行う。
【００６２】
カメラ５０にはユーザが各種の指令を入力するための操作部６６が設けられている。操作部６６は、シャッターボタン、ズームスイッチ、モード切換スイッチなど各種操作部を含む。シャッターボタンは、撮影開始の指示を入力する操作手段であり、半押し時にＯＮするＳ1 スイッチと、全押し時にＯＮするＳ2 スイッチとを有する二段ストローク式のスイッチで構成されている。Ｓ1 オンにより、ＡＥ及びＡＦ処理が行われ、Ｓ2 オンによって記録用の露光が行われる。ズームスイッチは、撮影倍率や再生倍率を変更するための操作手段である。モード切換スイッチは、撮影モードと再生モードとを切り換えるための操作手段である。
【００６３】
また、操作部６６には、上記の他、撮影目的に応じて最適な動作モード（連写モード、オート撮影モード、マニュアル撮影モード、人物モード、風景モード、夜景モードなど）を設定する撮影モード設定手段、表示部５４にメニュー画面を表示させるメニューボタン、メニュー画面から所望の項目を選択する十字ボタン（カーソル移動操作手段）、選択項目の確定や処理の実行を指令するＯＫボタン、選択項目など所望の対象の消去や指示内容の取消し、或いは１つ前の操作状態に戻らせる指令を入力するキャンセルボタンなどの操作手段も含まれる。
【００６４】
なお、操作部６６の中には、プッシュ式のスイッチ部材、ダイヤル部材、レバースイッチなどの構成によるものに限らず、メニュー画面から所望の項目を選択するようなユーザインターフェースによって実現されるものも含まれている。
【００６５】
操作部６６からの信号はＣＰＵ５６に入力される。ＣＰＵ５６は操作部６６からの入力信号に基づいてカメラ５０の各回路を制御し、例えば、レンズ駆動制御、撮影動作制御、ＣＣＤ２０からの電荷読出制御、画像処理制御、画像データの記録／再生制御、表示部５４の表示制御などを行う。
【００６６】
表示部５４には、例えば、カラー液晶ディスプレイが用いられている。なお、液晶ディスプレイに代えて、有機ＥＬなど他の方式の表示装置（表示手段）を用いてもよい。表示部５４は、撮影時に画角確認用の電子ファインダーとして使用できるとともに、記録済み画像を再生表示する手段として利用される。また、表示部５４は、ユーザインターフェース用表示画面としても利用され、必要に応じてメニュー情報や選択項目、設定内容などの情報が表示される。
【００６７】
次に、カメラ５０の撮影機能について説明する。
【００６８】
カメラ５０は、光学系ユニット６８とＣＣＤ２０とを備えている。なお、ＣＣＤ２０に代えて、ＭＯＳ型固体撮像素子など他の方式の撮像素子を用いることも可能である。光学系ユニット６８は、不図示の撮影レンズと、絞り兼用メカシャター機構を含む。撮影レンズは電動式のズームレンズで構成されており、詳細な光学構成については図示しないが、主として倍率変更（焦点距離可変）作用をもたらす変倍レンズ群及び補正レンズ群と、フォーカス調整に寄与するフォーカスレンズとを含む。
【００６９】
撮影者によって操作部６６のズームスイッチが操作されると、そのスイッチ操作に応じてＣＰＵ５６からモータ駆動回路７０に対して光学系制御信号が出力される。モータ駆動回路７０は、ＣＰＵ５６からの制御信号に基づいてレンズ駆動用の信号を生成し、ズームモータ（不図示）に与える。こうして、モータ駆動回路７０から出力されるモータ駆動電圧によってズームモータが作動し、撮影レンズ内の変倍レンズ群及び補正レンズ群が光軸に沿って前後移動することにより、撮影レンズの焦点距離（光学ズーム倍率）が変更される。
【００７０】
光学系ユニット６８を通過した光は、ＣＣＤ２０の受光面に入射する。ＣＣＤ２０の受光面には多数のフォトセンサ（受光素子）が平面的に配列され、各フォトセンサに対応して赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。
【００７１】
ＣＣＤ２０の受光面に結像された被写体像は、各フォトセンサによって入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。ＣＣＤ２０は、シャッターゲートパルスのタイミングによって各フォトセンサの電荷蓄積時間（シャッタースピード）を制御する電子シャッター機能を有している。
【００７２】
ＣＣＤ２０の各フォトセンサに蓄積された信号電荷は、ＣＣＤドライバ７２から与えられるパルス（水平駆動パルスφＨ，垂直駆動パルスφＶ，オーバーフロードレインパルス）に基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）として順次読み出される。ＣＣＤ２０から出力された画像信号は、アナログ処理部７４に送られる。アナログ処理部７４は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路及びＧＣＡ（ゲインコントロールアンプ）回路を含む処理部であり、このアナログ処理部７４において、サンプリング処理並びにＲ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整が行われる。
【００７３】
アナログ処理部７４から出力された画像信号はＡ／Ｄ変換器７６によってデジタル信号に変換された後、信号処理部８０を介してメモリ６２に格納される。タイミング発生器（ＴＧ）８２は、ＣＰＵ５６の指令に従ってＣＣＤドライバ７２、アナログ処理部７４及びＡ／Ｄ変換器７６に対してタイミング信号を与えており、このタイミング信号によって各回路の同期がとられている。
【００７４】
信号処理部８０は、メモリ６２の読み書きを制御するメモリコントローラを兼ねたデジタル信号処理ブロックである。信号処理部８０は、ＡＥ／ＡＦ／ＡＷＢ処理を行うオート演算部、ホワイトバランス回路、ガンマ変換回路、同時化回路（単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して各点の色を計算する処理回路）、輝度・色差信号輝度・色差信号生成回路、輪郭補正回路、コントラスト補正回路、圧縮伸張回路、表示用信号生成回路等を含む画像処理手段であり、ＣＰＵ５６からのコマンドに従ってメモリ６２を活用しながら画像信号を処理する。
【００７５】
メモリ６２に格納されたデータ（CCDRAWデータ）は、バスを介して信号処理部８０に送られる。信号処理部８０の詳細については後述するが、信号処理部８０に送られた画像データは、ホワイトバランス調整処理、ガンマ変換処理、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb 信号）への変換処理（ＹＣ処理）など、所定の信号処理が施された後、メモリ６２に格納される。
【００７６】
撮影画像を表示部５４にモニタ出力する場合、メモリ６２から画像データが読み出され、信号処理部８０の表示変換回路に送られる。表示変換回路に送られた画像データは表示用の所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換された後、表示部５４に出力される。ＣＣＤ２０から出力される画像信号によってメモリ６２内の画像データが定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が表示部５４に供給されることにより、撮像中の映像（スルー画）がリアルタイムに表示部５４に表示される。撮影者は表示部５４に映し出されるスルー画の映像によって画角（構図）を確認できる。
【００７７】
撮影者が画角を決めてシャッターボタンを押下すると、ＣＰＵ５６はこれを検知し、シャッターボタンの半押し（Ｓ1 ＯＮ）に応動してＡＥ処理、ＡＦ処理を行い、シャッターボタンの全押し（Ｓ2 ＝ＯＮ）に応動して記録用の画像を取り込むためのＣＣＤ露光及び読み出し制御を開始する。
【００７８】
すなわち、ＣＰＵ５６は、Ｓ1 ＝ＯＮに応動して取り込まれた画像データから焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算結果に基づいてモータ駆動回路７０に制御信号を送り、不図示のＡＦモータを制御して光学系ユニット６８内のフォーカスレンズを合焦位置に移動させる。
【００７９】
また、オート演算部のＡＥ演算部は撮影画像の１画面を複数のエリア（例えば、８×８）に分割し、分割エリアごとにＲＧＢ信号を積算する回路を含み、その積算値をＣＰＵ５６に提供する。ＲＧＢの各色信号について積算値を求めてもよいし、これらのうちの一色（例えば、Ｇ信号）のみについて積算値を求めてもよい。
【００８０】
ＣＰＵ５６は、ＡＥ演算部から得た積算値に基づいて重み付け加算を行い、被写体の明るさ（被写体輝度）を検出し、撮影に適した露出値（撮影ＥＶ値）を算出する。
【００８１】
カメラ５０のＡＥは、広い輝度レンジを精度よく測光するために、複数回の測光を行い、被写体の輝度を正しく認識する。例えば、５〜１７ＥＶの範囲を測光するのに、１回の測光で３ＥＶの範囲を測定できるものとすると、露出条件を変えながら最大で４回の測光が行われる。
【００８２】
ある露出条件で測光を行い、各分割エリアの積算値を監視する。画像内に飽和しているエリアが存在していれば露出条件を変えて測光を行う。その一方、画像内に飽和しているエリアがなければ、その露出条件で正しく測光できるため、更なる露出条件の変更は行わない。
【００８３】
こうして、複数回に分けて測光を実行することで広いレンジ（５〜１７ＥＶ）を測光し、最適な露出条件を決定する。なお、１回の測光で測定できる範囲や、測光すべき範囲については、カメラ機種ごとに適宜設計可能である。
【００８４】
ＣＰＵ５６は、上述のＡＥ演算結果に基づいて絞りとシャッタースピードを制御し、Ｓ2 ＝ＯＮに応動して記録用の画像を取得する。
【００８５】
本例のカメラ５０は、スルー画中は主感光画素のみからデータの読み出しを行い、主感光画素２１の画像信号からスルー画用の画像を作成する。また、シャッターボタンのＳ1 ＝ＯＮに伴うＡＥ処理及びＡＦ処理は主感光画素２１から得られる信号に基づいて行われる。そして、広ダイナミックレンジ撮像を行う撮影モードが選択されている場合、又は、ＡＥの結果（ＩＳＯ感度や測光値）又はホワイトバランスゲイン値などに基づき自動的に広ダイナミックレンジ撮像モードが選択された場合には、シャッターボタンのＳ2 ＝ＯＮに応動してＣＣＤ２０の露光を行い、露光後にメカシャッターを閉じて光の進入を遮断した状態で垂直駆動信号（ＶＤ）に同期して、まず、主感光画素２１の電荷を読み出し、その後、従感光画素２２の電荷の読み出しを行う。
【００８６】
シャッターボタンの全押し（Ｓ2 ＝ＯＮ）に応動して取り込まれた画像データは、信号処理部８０においてＹＣ処理その他の所定の信号処理を経た後、所定の圧縮フォーマット（例えば、JPEG方式) に従って圧縮され、記録メディア５２に記録される。圧縮形式はJPEGに限定されず、MPEGその他の方式を採用してもよい。
【００８７】
画像データを保存する手段は、スマートメディア（商標）、コンパクトフラッシュ（商標）などで代表される半導体メモリカード、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスクなど、種々の媒体を用いることができる。また、リムーバブルメディアに限らず、カメラ５０に内蔵された記録媒体（内部メモリ）であってもよい。
【００８８】
操作部６６のモード選択スイッチによって再生モードが選択されると、記録メディア５２に記録されている最終の画像ファイル（最後に記録したファイル）が読み出される。記録メディア５２から読み出された画像ファイルのデータは、信号処理部８０の圧縮伸張回路によって伸張処理された後、表示用の信号に変換されて表示部５４に出力される。
【００８９】
再生モードの一コマ再生時に十字ボタンを操作することにより、順方向又は逆方向にコマ送りすることができ、コマ送りされた次のファイルが記録メディア５２から読み出され、表示画像が更新される。
【００９０】
図１０は図１に示した信号処理部８０の詳細構成を示すブロック図である。
【００９１】
信号処理部８０は、図１０に示すように、第１ホワイトバランス（ＷＢ）ゲイン部９１、第２ＷＢゲイン部９２、ヒストグラム算出部９３、画像加算部９４、ガンマ変換部９５、同時化処理部９６、各種補正部９７、JPEG圧縮部９８、画像縮小部９９、表示変換部１００を備えている。
【００９２】
第１ＷＢゲイン部９１は、主感光画素２１から得られるＲ，Ｇ，Ｂの色信号のレベルを増減するためのゲイン可変アンプを含み、ＣＰＵ５６からの指令に基づいて各色信号のゲイン調整を行う。
【００９３】
第２ＷＢゲイン部９２は、従感光画素２２から得られるＲ，Ｇ，Ｂの色信号のレベルを増減するためのゲイン可変アンプを含み、ＣＰＵ５６からの指令に基づいて各色信号のゲイン調整を行う。
【００９４】
第１ＷＢゲイン部９１及び第２ＷＢゲイン部９２においてそれぞれゲイン処理された信号は、画像加算部９４に送られる。
【００９５】
ヒストグラム算出部９３は、従感光画素２２から得られたＲ，Ｇ，Ｂデータのヒストグラムを算出し、算出結果を画像加算部９４に提供する。
【００９６】
画像加算部９４は、主感光画素２１から得られた画像信号と従感光画素２２から得られた画像信号とを加算（合成）する処理部であり、次式〔数１〕に従って出力信号を生成する。
【００９７】
【数１】
出力信号＝ｇ×（主感光画素の信号）＋（１−ｇ）×（従感光画素の信号）
ただし、加算割合を示す係数ｇは０≦ｇ≦１の範囲で適宜設定可能である。ＣＰＵ５６は状況に応じて係数ｇを可変設定する。画像加算部９４で生成された信号はガンマ変換部９５に送られる。
【００９８】
ガンマ変換部９５は、ＣＰＵ５６の制御に従いＲＯＭ６０内のデータを参照して、所望のガンマ特性となるように入出力特性を変換する。ＣＰＵ５６はガンマ特性を切り換える制御を行う。ガンマ補正された画像信号は同時化処理部９６に送られる。
【００９９】
同時化処理部９６は、単板ＣＣＤ２０のカラーフィルタ配列構造に伴う色信号の空間的なズレを補間して各点の色（ＲＧＢ）を計算する処理部と、ＲＧＢ信号から輝度（Ｙ）信号及び色差信号（Ｃr,Ｃb ）を生成するＹＣ変換処理部とを含む。同時化処理部９６で生成された輝度・色差信号（ＹＣr Ｃb ）は、各種補正部９７に送られる。
【０１００】
各種補正部９７には、例えば、輪郭強調（アパーチャ補正）部や色差マトリックスによる色補正部などが含まれる。各種補正部９７において所要の補正処理が施された画像データはJPEG圧縮部９８に送られ、圧縮された後、メディアインターフェース部１０２を介して記録メディア５２に記録される。
【０１０１】
画像縮小部９９は、表示部５４の解像度に合わせて画像サイズを変換する処理部である。ＣＣＤ２０の有効画素数は数百万画素であるのに対し、表示部５４に用いられる液晶ディスプレイは比較的小型で１．５型〜２．５型（１１万画素前後）のものである。
【０１０２】
ＣＣＤ２０を介して撮影した画像を表示部５４に出力するために、画像縮小部９９において画素の間引き処理及びローパスフィルタ処理などを行い、表示に適した画像サイズのデータを生成する。
【０１０３】
画像縮小部９９で生成された表示用画像は表示変換部１００に送られ、表示用の所定の信号形式に変換された後、表示部５４に出力される。
【０１０４】
図１１に広ダイナミックレンジ処理の階調特性を示す。横軸は被写体輝度を表し、縦軸は最終画像のＱＬ値（Ｇ）を表す。
【０１０５】
図１１の「ｃ」で示した輝度が従来ＣＣＤ（従感光画素を有していないＣＣＤ）の最大ダイナミックレンジを示す。本例のＣＣＤ２０は主感光画素２１のみを使用する場合に、従来ＣＣＤと同等のダイナミックレンジを有している。
【０１０６】
従感光画素２２を使用する場合、本例のＣＣＤ２０は従来ＣＣＤと比較して最大で約４倍のダイナミックレンジがあるため、そこまでの範囲をガンマ曲線に従って階調を作り、従来再現できなかった高輝度領域ｃ〜（ａ／ｂ）×ｃについてまで階調を与えることができる。
【０１０７】
図１１の「ｃ」で示された従来ＣＣＤの最大ダイナミックレンジを１００％とするとき、本例では最大で約４００％までダイナミックレンジが拡大される。
【０１０８】
図１１では、ダイナミックレンジ３００％までの再現が可能な第１の広ダイナミックレンジ処理に対応したガンマ曲線[1] と、２００％までの再現が可能な第２の広ダイナミックレンジ処理に対応したガンマ曲線 [２] が例示されている。広ダイナミックレンジ処理の選択は画像記録処理時にヒストグラムなどを参照して決定する。
【０１０９】
なお、広ダイナミックレンジ処理については図９に示した２種類の処理に限定されず、更に複数の処理パターンを備えていてもよい。人間の感覚は略ｌｏｇスケールで効いてくるので、ｌｏｇ（対数）の関数をとったときに略リニアになるように、再現ダイナミックレンジを例えば、１００％−１３０％−１７０％−２２０％−３００％−４００％という具合に段階的に切り換えて広ダイナミックレンジ処理を行うことが好ましい。
【０１１０】
図１１の[1] 及び[2] で示したように、広ダイナミックレンジ処理においては、「ｃ」以上の高輝度領域について階調を与えるために出力の高い領域部分（図１１においてＱＬ値＝２２０を超える高出力領域）を空け、この部分に最大ダイナミックレンジの程度に応じた階調を与える。
【０１１１】
そのために、従来のガンマ曲線[3] と比較すると、広ダイナミックレンジ処理のガンマ曲線[1] ,[2]は、従来のガンマ曲線[3] よりも傾斜の緩やかなカーブになっている。
【０１１２】
図１１において、主要被写体は、およそＱＬ値＝１５０〜２００の範囲にある。かかる主要被写体の範囲に注目すると、高輝度領域の再現を行う第１の広ダイナミックレンジ処理のガンマ曲線[1] と、第２の広ダイナミックレンジ処理のガンマ曲線[2] は、従来のガンマ曲線[3] と比較して出力が小さくなる方向なので、主要被写体は暗めに再現されることになる。
【０１１３】
本例のカメラ５０は、広ダイナミックレンジ処理によって記録される画像の主要被写体の明るさと、スルー画表示の際に表示部５４に映出される画像の主要被写体の明るさとを略一致させるために、広ダイナミックレンジ処理を行うか否かの判定に応じてスルー画時のガンマ曲線を変更できる構成になっている。実際には、ガンマ曲線を実現するルックアップテーブル（ガンマテーブル）或いは演算式がＲＯＭ６０内に格納されており、そのテーブルデータ又は演算式を切り換えることによってガンマを変更する。
【０１１４】
すなわち、図１１に示したように、第１の広ダイナミックレンジ処理又は第２の広ダイナミックレンジ処理を行うと判断したシーンについて使用する第１のスルー画用のガンマテーブル（以下、スルー画用γ1 という。）と、広ダイナミックレンジ処理を行わないと判断したシーンについて使用する第２のスルー画用のガンマテーブル（以下、スルー画用γ2 という。）をカメラ５０内に用意しておき、広ダイナミックレンジ処理の予測結果に応じてガンマを切り換える。
【０１１５】
次に、上記の如く構成されたカメラ５０の動作について説明する。
【０１１６】
図１２は撮影モードの制御手順を示したフローチャートである。撮影モードを選択した状態でカメラ電源をＯＮしたとき、又は再生モードから撮影モードに切り換えられたときに、図１２の制御フローがスタートする。
【０１１７】
撮影モードの処理がスタートすると、ＣＣＤ２０を含む撮像系に電源が供給され、撮像可能な状態になる（ステップＳ１１０）。このとき、ＣＣＤ２０はスルー画を表示用の連続撮像を行うために一定の撮像周期で駆動される。本例のカメラ５０は表示部５４においてＮＴＳＣ方式のビデオ信号を利用しており、フレームレートが３０フレーム／秒に設定されている（２フィールドで１フレームを構成するため１フィールド＝１／６０秒）。当該カメラ５０の場合、同じ画像を２フィールド表示させる方式を採用しているため１／３０秒ごとに画像内容が更新される。この周期で１画面の画像データを更新するために、スルー画時においてはＣＣＤ２０の垂直駆動（ＶＤ）パルスの周期が１／３０秒に設定される。ＣＰＵ５６はタイミング発生器８２に対してＣＣＤ駆動モードの制御信号を与え、タイミング発生器８２によってＣＣＤ駆動用の信号が生成される。
【０１１８】
こうして、ＣＣＤ２０による連続撮像が開始され、表示部５４にスルー画が表示される（ステップＳ１１２）。
【０１１９】
スルー画の表示中、ＣＰＵ５６はシャッターボタンかの信号入力を監視し、Ｓ1 スイッチがＯＮしたか否かの判定を行う（ステップＳ１１４）。Ｓ1 スイッチがＯＦＦの状態であれば、ステップＳ１１４の処理がループし、スルー画表示状態が維持される。
【０１２０】
その後、撮影者によってシャッターボタンが押され、撮影準備の指示が入力されると（ＣＰＵ５６がＳ1 ＝ＯＮを検出すると）、ステップＳ１１６に進み、ＡＥ及びＡＦ処理を行う。なお、このときＣＰＵ５６は、ＣＣＤ駆動モードを１／６０秒に変更する。ＣＣＤ２０からの画像取り込み周期が短くなり、高速にＡＥ・ＡＦ処理を実施することができる。ここで設定されるＣＣＤ駆動周期は、１／６０秒に限らず、１／１２０秒など適宜の値に設定可能である。
【０１２１】
ＡＥ処理によって撮影条件が決定され、ＡＦ処理によってフォーカス調整が行われる。
【０１２２】
次いで、ＡＥ測光データを基に、広ダイナミックレンジ処理の予測を行う（ステップＳ１１８）。１画面内の各分割エリアから算出された輝度評価値を所定の判定基準値と比較し、評価値が主感光画素の通常再現域（入射光量が主感光画素２１のダイナミックレンジ１００％未満）であるか否かを判断する。
【０１２３】
所定の判定基準値を超える高輝度のエリアが存在しない場合には、広ダイナミックレンジ処理が不要であると判定される。その一方、画面内に所定の判定基準値を超える高輝度のエリアが存在している場合には、広ダイナミックレンジミック処理が有効なシーンであると判定される。
【０１２４】
その後、ＣＰＵ５６はシャッターボタンのＳ2 スイッチからの信号入力を判定する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０でＳ2 スイッチがＯＮしていない場合は、Ｓ1 が解除されたか否かを判定する（ステップＳ１２２）。ステップＳ１２２でＳ1 が解除されていれば、ステップＳ１１２に戻り、撮影指示の入力待ち状態になる。
【０１２５】
一方、ステップＳ１２２でＳ1 が解除されていなければステップＳ１２０に戻り、Ｓ2 ＝ＯＮの入力を待機する。ステップＳ１２０においてＳ2 ＝ＯＮの入力が検出されると、記録用画像を取得するための撮影動作（ＣＣＤ露光）が実行される（ステップＳ１２４）。
【０１２６】
ＣＰＵ５６は、ステップＳ１１８における広ダイナミックレンジ処理判定の結果に従って広ダイナミックレンジ処理の必要性を判断し（ステップＳ１２６）、ＣＣＤ２０からの電荷読み出しと信号処理を制御する。
【０１２７】
すなわち、広ダイナミックレンジ処理を行う場合には、まず、主感光画素２１から信号の読み出しが行われ（ステップＳ１２８）、その画像データ（主感光部データ）は第１画像メモリ６２Ａに書き込まれる（ステップＳ１３０）。
【０１２８】
次に、従感光画素２２から信号の読み出しが行われ（ステップＳ１３２）、その画像データ（従感光部データ）は第２画像メモリ６２Ｂに書き込まれる（ステップＳ１３４）。
【０１２９】
その後、ステップＳ１３６に進み、主感光部データと従感光部データとを合成する処理が行われる。ステップＳ１３６で生成された画像データは、図１０で説明した所要の信号処理を経て、記録メディア５２に記録される（ステップＳ１５０）。
【０１３０】
一方、ステップＳ１２６において広ダイナミックレンジ処理を行わない場合には、主感光画素のみから信号の読み出しが行われ（ステップＳ１３８）、その画像データ（主感光部データ）が第１画像メモリ６２Ａに書き込まれる（ステップＳ１４０）。
【０１３１】
その後、ステップＳ１４２に進み、主感光部データの処理が行われる。ここでは、図１０で説明した所要の信号処理を経て、主感光部データのみから画像を作成する通常の処理が行われる。ステップＳ１４２で生成された画像データは、所定のファイルフォーマットに従って記録メディア５２に記録される（ステップＳ１５０）。画像の記録処理が完了したら、撮影処理を終了する。
【０１３２】
なお、図には示さないが、ステップＳ１５０の画像記録後に、撮影モードの解除操作が行われたか否かの判定を行い、撮影モードの解除操作が行われた場合には、撮影モードを終了する。また、撮影モードの解除操作が行われていなければ撮影モードの状態が維持され、ステップＳ１１２に戻ることになる。
【０１３３】
図１３はスルー画時の制御手順を示すフローチャートである。
【０１３４】
スルー画時には、主感光画素２１のみからデータの読み出しを行い（ステップＳ２１０）、読み出した主感光部データを基にエリア分析を行う（ステップＳ２１２）。既に説明したとおり、ＡＥ時の分割測光データを用いて各エリアの輝度情報を得る。
【０１３５】
そして、エリア分析に基づいて、広ダイナミックレンジ処理が有効なシーンかどうかを判断する（ステップＳ２１４）。図１１で説明した第１又は第２の広ダイナミックレンジ処理が有効になりそうであると判断した場合には、スルー画用γ1 を使用して信号処理を行う（図１３のステップＳ２１６）。
【０１３６】
また、ステップＳ２１４において、ＮＯ判定、すなわち、広ダイナミックレンジ処理が行われないと判断した場合、或いは、ダイナミックレンジ１３０％〜１７０％程度の広ダイナミックレンジ処理を行う場合には、スルー画用γ2 を使用して信号処理を行う（ステップＳ２１８）。
【０１３７】
こうして、スルー画用のガンマを選択した後、ステップＳ２２０でスルー画の表示を継続するか否かを判断し、ＹＥＳ判定ならば、表示画像を更新する（ステップＳ２２２）。一方、ステップＳ２２０において、ＮＯ判定の場合には、シャッターボタンの押下に応じた画像記録処理などが行われる（ステップＳ２２４）。
【０１３８】
このように、本実施形態に係るカメラ５０によれば、広ダイナミックレンジ処理の予測に基づいて、スルー画用のガンマを制御するようにしたので、スルー画で観察される画像と、実際に広ダイナミックレンジ処理されて記録される画像の見栄え（主に主要被写体の印象）を近づけることができる。
【０１３９】
上記実施形態では、スルー画表示によって画角を確認してから、静止画の記録を実行する例を述べたが、上記カメラ５０が動画記録機能を備える態様も可能である。
【０１４０】
動画撮影時においては、従感光画素２２からの信号読み出しを行わずに、主感光画素２１のデータのみを使用して画像作成を行うことが好ましい。ただし、従感光画素２２のデータを利用して（広ダイナミックレンジ処理を行って）画像作成を行う態様も可能である。
【０１４１】
動画データは、例えば、モーション JPEG 形式に従って記録される。モーションJPEG方式では、ＣＣＤ２０から取得した画像データを一旦、内部のメモリ６２に記憶した後、信号処理部８０において輝度／色差信号に変換し、１画像内でJPEG圧縮しながら、保存先の記録メディア５２に一定のフレームレート（予め設定されているフレームレート）で静止画を連続的に保存していく。
【０１４２】
動画のファイル形式はモーションJPEGに限定されず、MPEGなど他のファイル形式を適用してもよい。MPEG方式の場合は、フレーム内圧縮及びフレーム間圧縮を行いながら保存先の記録メディア５２に連続的に記録する。なお、動画撮影中は、その撮影映像（記録映像）が表示部５４に表示される。
【０１４３】
動画撮影中についても、上述したスルー画の場合と同様のガンマ制御が可能である。
【０１４４】
上述の説明では、ハニカム構造の画素配列を有するＣＣＤを例に説明したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、全画素が正方行列的に配列された画素配列の撮像素子を用いることもできる。
【０１４５】
また、上述の実施形態では、デジタルカメラを例示したが、本発明の適用範囲はこれに限定されず、ビデオカメラ、ＤＶＤカメラ、カメラ付き携帯電話機、カメラ付きＰＤＡ、カメラ付きモバイルパソコンなど、電子撮像機能を備えた他の撮影装置についても本発明を適用できる。
【０１４６】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、動画撮影時或いはスルー画時のように、撮像手段を用いて被写体を一定の周期で連続撮像する場合に、低感度画像信号の読み出しを行わないことにしたので、無駄なデータの読み出しを排除することができる。これにより、信号処理の負担を軽減できる。
【０１４７】
また、本発明の一態様によれば、スルー画用のガンマを変更制御できる構成とし、記録媒体に記録される記録画像の主要被写体の明るさとスルー画時の主要被写体の明るさとが略同程度になるように、スルー画用のガンマを変更して表示用画像を作成することできようにしたので、違和感のない表示画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用されるＣＣＤの受光面の構造例を示す平面図
【図２】図１の２−２線に沿う断面図
【図３】図１の３−３線に沿う断面図
【図４】図１に示すＣＣＤの全体構成を示す平面模式図
【図５】ＣＣＤの他の構造例を示す平面図
【図６】図５の６−６線に沿う断面図
【図７】ＣＣＤの更に他の構造例を示す平面図
【図８】主感光画素と従感光画素の光電変換特性を示すグラフ
【図９】本発明の実施形態に係る電子カメラの構成を示すブロック図
【図１０】図９に示した信号処理部の詳細構成を示すブロック図
【図１１】広ダイナミックレンジ処理の階調特性を示すグラフ
【図１２】本例のカメラにおける撮影モードの制御手順を示したフローチャート
【図１３】スルー画時の制御手順を示したフローチャート
【符号の説明】
２０…ＣＣＤ、２１…フォトダイオード領域（主感光画素）、２２…フォトダイオード領域（従感光画素）、２３…垂直転送路、４０…カラーフィルタ層、４１…マイクロレンズ、５２…記録メディア、５４…表示部、５６…ＣＰＵ、６２…メモリ、９４…画像加算部、９５…ガンマ変換部

Claims (2)

1. 相対的に高感度である高感度画像信号と、相対的に低感度である低感度画像信号を読み出すことのできる撮像手段と、
   前記高感度画像信号および前記低感度画像信号の読み出しを制御するとともに、前記撮像手段を用いて被写体を一定の周期で連続撮像する場合に、前記高感度画像信号のみの読み出しを行い、前記低感度画像信号の読み出しを実施しない読出制御手段と、
   前記高感度画像信号から得られる高感度画像と前記低感度画像信号から得られる低感度画像とを合成する合成処理手段と、
   前記連続撮像により得られた前記高感度画像信号に基づき、前記合成処理手段による合成処理の要否を判定する広ダイナミックレンジ処理判定手段と、
   前記撮像手段から得られた画像信号のガンマ補正を行うとともに、入出力変換特性を可変制御可能なガンマ変更手段と、
   前記ガンマ変更手段によりガンマ補正が行われた画像を表示する表示手段と、
   前記撮像手段を介して撮像した画像を記録媒体に記録する記録処理手段と、
   を備え、
   前記広ダイナミックレンジ処理判定手段により、合成処理が必要でないと判定されたときに前記高感度画像を記録媒体に記録し、合成処理が必要と判定されたときに前記合成処理手段により合成された合成画像を記録媒体に記録するとともに、前記ガンマ変更手段が、前記連続撮像により得られた前記高感度画像信号と前記合成画像内の主要被写体の明るさを一致させるように、前記ガンマ補正における入出力変換特性を変更することを特徴とする撮像装置。
2. 記録用画像を撮影するための撮影準備の指示を入力する操作手段を備え、
   前記操作手段からの指示入力を受けて前記ガンマ変更手段における入出力変換特性の変更を行うことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

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