JP4578157B2

JP4578157B2 - カメラ

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Publication number: JP4578157B2
Application number: JP2004177733A
Authority: JP
Inventors: 健治堀尾
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2024-06-16
Also published as: JP2006003477A

Description

この発明は、カメラに関し、特にたとえば、ブラケット撮影を行う、カメラに関する。

被写界は通常、明るさの異なる複数の被写体で構成されている。このような被写界を的確に撮影するために、従来のカメラは、複数の測光エリアを被写界に割り当てて、複数の測光エリアの各々の輝度を測定する。そして、測定結果つまり複数の測光エリアにそれぞれ対応する複数の輝度値に基づいて最適露光量を算出し、算出された最適露光量に従う露光を行う。

これにより得られる被写界画像は、全体として適切な明るさを持つ。しかし個々の被写体に注目すれば、多くが大なり小なり最適から外れた明るさを有する。このため、被写界内の特定の被写体に重点を置いて撮影したい場合には、所望の明るさの画像が得られない。

このような問題点を解決する方法として従来、特許文献１に開示されたブラケット撮影が知られている。この従来技術は、１回のシャッタ操作に応じ、露光量を所定範囲内で一定量ずつ段階的に変化させながら複数回の露光を行う。これにより、同じ被写体について明るさの異なる複数枚の画像が記録されるので、後に、これら複数枚の画像の中から所望の明るさの画像を選択することができる。

なお、従来技術は、操作性の向上のために、露光量の変化範囲，露光回数，１回当たりの露光変化量などのパラメータを自動設定する。具体的には、被写界を複数の領域に分割し、これら複数の領域の各々の輝度を測定する。そして、通常撮影では、測定結果つまり複数の領域にそれぞれ対応する複数の輝度値に基づいて適正露光量を算出し、算出された適正露光量に従う露光を行う。

一方、ブラケット撮影では、複数の輝度値の中の最大値および最小値にそれぞれ対応する２つの適正露光量ＰｍａｘおよびＰｍｉｎを算出し、算出された最大値Ｐｍａｘに基づいて露光回数ｎを決定する。また、露光量の変化範囲ΔＰを［（Ｐｍａｘ−Ｐｍｉｎ）×ｐ］（ｐは定数；例えば０．８）のように決定する。さらに、変化範囲ΔＰおよび露光回数ｎに基づいて、１回当たりの露光変化量Ｘ＝ΔＰ／ｎを算出する。そして、シャッタ操作が行われたとき、露光量Ｐを範囲ΔＰ内で一定量Ｘずつ段階的に変化させながらｎ回の露光を行う。
特開平５−２４９５３４号公報〔Ｇ０３Ｂ７／０８，７／２８〕

しかし、従来技術では、所望の明るさの画像を得るには、１回当たりの露光変化量Ｘを十分小さくしなければならない。露光量の変化範囲ΔＰは、被写界内の明暗差が大きくなるにつれて拡大するため、大きな明暗差を持つ被写界を撮影する場合には、露光回数ｎを大きくしなければならず、非効率となる。

それゆえに、この発明の主たる目的は、効率的かつ的確なブラケット撮影が行える、カメラを提供することである。

第１の発明に従うカメラは、複数の測光エリアを被写界に割り当てる割り当て手段、複数の測光エリアにそれぞれ向けられた複数の露光量を決定する決定手段、および撮影操作が行われたとき決定手段によって決定された複数の露光量にそれぞれ従う複数回の露光を撮像面に施す露光手段を備える。

被写界には複数の測光エリアが割り当てられ、これら複数の測光エリアにそれぞれ向けられた複数の露光量が決定される。そして撮影操作が行われたとき、決定された複数の露光量にそれぞれ従う複数回の露光が撮像面に施される。

複数の露光量は、複数の測光エリアが割り当てられた複数の領域の局所的な明るさに基づいて個別に決定されるので、複数回の露光によって、互いに異なる領域が最適な明るさを持つような複数の画像が得られる。従って、被写界内の特定の被写体に重点を置いて被写界を撮影したい場合に、被写界内の明暗差によらず一定回数の露光を行うだけで、所望の明るさの画像が得られる。

第２の発明に従うカメラは、第１の発明に従属し、被写界を撮像するイメージセンサ、およびイメージセンサによって撮像された被写界の画像データから複数の測光エリアにそれぞれ対応する複数の輝度成分を抽出する抽出手段をさらに備え、決定手段は抽出手段によって抽出された複数の輝度成分に基づいて複数の露光量を決定する。

被写界はイメージセンサによって撮像され、イメージセンサによって撮像された被写界の画像データから複数の測光エリアにそれぞれ対応する複数の輝度成分が抽出される。複数の露光量は、こうして抽出された複数の輝度成分に基づいて決定される。これにより、複数の露光量を簡単かつ正確に決定することができる。

第３の発明に従うカメラは、第２の発明に従属し、決定手段は、抽出手段によって抽出された複数の輝度成分にそれぞれ最適な複数の最適露光量を算出する算出手段、および算出手段によって算出された複数の最適露光量の各々を抽出手段によって抽出された複数の輝度成分の間の差分に基づいて補正する補正手段を含む。

複数の露光量の決定では、抽出された複数の輝度成分にそれぞれ最適な複数の最適露光量が算出される。算出された複数の最適露光量の各々は、抽出された複数の輝度成分の間の差分に基づいて補正され、補正された複数の最適露光量が複数の露光量に決定される。これにより、被写界内の特定の被写体に重点を置きつつも、被写界の全体を的確に撮影することができる。

第４の発明に従うカメラは、第１ないし第３のいずれかの発明に従属し、決定手段によって決定された複数の露光量の中に互いの差分が閾値以下のものが含まれるか否かを判別する判別手段、および判別手段の判別結果が肯定的であるとき決定手段によって決定された複数の露光量のうち互いの差分が閾値以下のものの一部を破棄する破棄手段をさらに備える。

複数の露光量の中に互いの差分が閾値以下のものつまり近接値が含まれる場合、複数の近接値のうち一部が破棄される。これにより、無駄な露光が省略され、ブラケット撮影の効率がさらに向上する。

第５の発明に従うカメラは、第２ないし第４のいずれかの発明に従属し、撮像面はイメージセンサの受光面である。

この発明によれば、被写界内の特定の被写体に重点を置いて被写界を撮影したい場合に特に、効率的かつ的確なブラケット撮影が行える。

この発明の上述の目的，その他の目的，特徴および利点は、図面を参照して行う以下の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

図１を参照して、この実施例のディジタルカメラ１０は、イメージセンサ１２を含む。被写界の光学像は、イメージセンサ１２の受光面つまり撮像面に照射され、撮像面では、光電変換によって被写体の光学像に対応する電荷つまり生画像信号が生成される。

被写体のリアルタイム動画像つまりスルー画像をＬＣＤモニタ２４に表示するとき、ＣＰＵ２８は、プリ露光および間引き読み出しの繰り返しをドライバ３２に命令する。ドライバ３２は、イメージセンサ１２のプリ露光とこれによって生成された生画像信号の間引き読み出しとを繰り返し実行する。イメージセンサ１２からは、被写体の光学像に対応する低解像度の生画像信号が出力される。

出力された生画像信号は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１４によってノイズ除去，レベル調整およびＡ／Ｄ変換の一連の処理を施され、これによってディジタル信号である生画像データが得られる。信号処理回路１６は、ＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１４から出力された生画像データに白バランス調整，色分離，ＹＵＶ変換などの処理を施し、ＹＵＶ形式の画像データを生成する。生成された画像データはメモリ制御回路１８によってＳＤＲＡＭ２０に書き込まれ、その後同じメモリ制御回路１８によって読み出される。ビデオエンコーダ２２は、メモリ制御回路１８によって読み出された画像データをＮＴＳＣフォーマットに従うコンポジットビデオ信号に変換し、変換されたコンポジットビデオ信号をＬＣＤモニタ２４に与える。この結果、被写体のスルー画像がモニタ画面に表示される。

信号処理回路１６によって生成された画像データのうちＹデータはまた、露光制御のために輝度評価回路２６に与えられる。

図２を参照して、輝度評価回路２６は、被写界を水平方向および垂直方向の各々において１６分割し、２５６個の分割エリアの各々についてＹデータを積算する。これによって、２５６個の輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］が輝度評価回路２６から出力される。ＣＰＵ２８は、輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］のうち被写界の中央に割り当てられた評価エリアＥ０に属するものを互いに加算して輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］を求める。ＣＰＵ２８はさらに、ドライバ３２に設定されたプリ露光時間を輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］に基づいて調整する。

以上のような露光制御によって、ＬＣＤモニタ２４から出力されるスルー画像の明るさが調整される。

再び図１を参照して、シャッタボタン３０が半押しされると、ＣＰＵ２８は、次のような露光量演算を行う。露光量演算では、最初、輝度評価回路２６から出力される輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］に基づいて、輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］を算出する。次に、輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］に基づいて、最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］をそれぞれ算出する。算出された最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］はそれぞれ、輝度評価エリアＥ０〜Ｅ４に最適な露光量である。

次に、輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］に基づいて、補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］をそれぞれ算出する。算出された補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］はそれぞれ、輝度評価エリアＥ０〜Ｅ４に最適な補正量である。そして、算出された最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］に、算出された補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］をそれぞれ加算することにより、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］を算出する。

なお、露光量演算で算出された数値は、図３に示すようなテーブルの態様でレジスタ２８ｒ内に保持される。

ここで、補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］は、例えば次のようにして算出される。まず輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］の中から値が最小のものおよび最大のものを選出し、両者の差分を求める。フラッシュメモリ４０には、輝度差に関する２つの閾値Ｋ１およびＫ２（ただしＫ１＜Ｋ２；例えばＫ１＝２，Ｋ２＝８）が予め記憶されており、求めた差分を閾値Ｋ１およびＫ２と比較する。

比較の結果、差分が閾値Ｋ１よりも小さければ、５つの補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］をそれぞれ“０”とする。差分が閾値Ｋ２より大きければ、輝度が最大であるエリアの補正量Ａを＋１．５に設定し、輝度が最小であるエリアの補正量Ａを−１．５に設定し、他の３つのエリアの補正量Ａを“０”に設定する。差分が閾値Ｋ１およびＫ２の間の値であれば、輝度が最大であるエリアの補正量Ａを＋０．５に設定し、輝度が最小であるエリアの補正量Ａを−０．５に設定し、他の３つのエリアの補正量Ａを“０”に設定する。

以上のような露光量演算によって、輝度評価エリアＥ０〜Ｅ４とそれぞれ対応する補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］が得られる。

露光量演算が完了した後にシャッタボタン３０が全押しされると、ＣＰＵ２８は、次のようなブラケット撮影を実行する。ブラケット撮影では最初、レジスタ２８ｒに保持された５つの補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］のうち、まずＡｅ［Ｅ０］をドライバ３２に設定する。そして、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］に従う本露光と、この本露光によって生成された全ての電荷の読み出しとを、ドライバ３２に命令する。イメージセンサ１２は補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］に従う本露光を施され、これによって生成された全ての電荷つまり高解像度の生画像信号がイメージセンサ１２から出力される。出力された生画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１４によって生画像データに変換され、生画像データは信号処理回路１６によってＹＵＶ形式の画像データに変換される。変換された生画像データは、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０に書き込まれる。

ＣＰＵ２８はまた、ＳＤＲＡＭ２０に格納された画像データの圧縮処理をＪＰＥＧコーデック３４に命令する。ＪＰＥＧコーデック３４は、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０から画像データを読み出し、読み出された画像データにＪＰＥＧ圧縮を施す。これによって生成された圧縮画像データは、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０に書き込まれる。ＪＰＥＧ圧縮が完了すると、ＣＰＵ２８は、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０から圧縮画像データを読み出し、読み出された圧縮画像データを含む画像ファイルをＩ／Ｆ３６を通して記録媒体３８に記録する。

補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］に基づく１回目の本撮影が完了すると、ＣＰＵ２８は、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ１］をドライバ３２に設定する。そして、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ１］に従う本露光と、この本露光によって生成された全ての電荷の読み出しとを、ドライバ３２に命令する。イメージセンサ１２は補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ１］に従う本露光を施され、これによって生成された生画像信号がイメージセンサ１２から出力される。出力された生画像信号には上記と同様のデータ変換，圧縮等の処理が施され、ＣＰＵ２８は、こうして得られた圧縮画像データを含む画像ファイルを記録媒体３８に記録する。

補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ１］に基づく２回目の本撮影が完了した後、ＣＰＵ２８はさらに、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ２］〜Ａｅ［Ｅ４］に基づく３回目〜５回目の本撮影を行い、得られた３つ目〜５つ目の画像ファイルを記録媒体３８に記録する。

こうして、記録媒体３８には、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］に基づいて撮影された５つの画像ファイルが記録されることになる。後に、これら５つの画像ファイルに基づく５つの画像がＬＣＤモニタ２４に表示され、オペレータによって所望の明るさの画像が選択される。

なお、ブラケット撮影では、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］のうちいくつかが互いに近接している場合には、複数の近接値のうちいずれか１つを残して他を破棄することにより、１回のシャッタ操作に応じて行う本露光の回数を減らすことができる。この実施例では、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］のうち互いの差が“１”未満であるものを近接値と判別し、複数の近接値のうち非最大値をレジスタ２８ｒから破棄する。

次に、上記の露光量演算の具体例を、図４（Ａ），図４（Ｂ），図５（Ａ）および図５（Ｂ）により説明する。図４（Ａ）および図４（Ｂ）には、同一の風景を異なるアングルで撮影した画像が示されている。撮影された風景は、遠景である空と、中景である山と、近景である地平とで構成される。空は明るく、地平は暗い。山は、空と地平との中間の明るさである。

図４（Ａ）の画像は、地平線が画面の下端からおよそ１０分の３の高さにくるようなアングルで撮影されている。人は一般に、空と地平の比率がおよそ２対１のとき安定感を覚えるため、この種の風景の撮影では、図４（Ａ）のようなアングルが採用されることが多い。ただし、注目すべき被写体が地平内に存在する場合、例えば図４（Ｂ）のようなアングルで撮影が行われることもある。図４（Ｂ）の画像では、地平線は、画面の下端からおよそ１０分の６の高さにある。

図５（Ａ）は、図４（Ａ）の画像に対する露光量演算の結果を示す。図５（Ａ）を参照して、５つの測光エリアＥ０〜Ｅ４の輝度Ｉｙは、“９”，“１３”，“３”，“１０”，“８”のようにそれぞれ評価される。これらの輝度評価値に基づいて、測光エリアＥ０〜Ｅ４の最適露光量が“１０”，“７”，“１４”，“９”，“１１”のようにそれぞれ計算される。

上記の輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］からは、補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］がさらに計算される。具体的には、まず輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］の中から最大値“１３”および最小値“３”が選出され、両者の差分つまり“１０”が算出される。算出された差分“１０”は、閾値Ｋ１（＝２）および閾値Ｋ２（＝８）と比較され、比較結果に従って補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］が決定される。

差分“１０”は閾値Ｋ２より大きいので、補正量Ａ［Ｅ１］および補正量Ａ［Ｅ２］をそれぞれ“＋１．５”および“−１．５”とし、その他を“０”とする。こうして決定された補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］つまり“０”，“＋１．５”，“−１．５”，“０”，“０”を最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］つまり“１０”，“７”，“１４”，“９”，“１１”にそれぞれ加算することにより、補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］つまり“１０”，“８．５”，“１２．５”，“９”，“１１”が求まる。

上記のようにして求められた５つの補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］のうちＡｅ［Ｅ１］およびＡｅ［Ｅ３］つまり“８．５”および“９”の２つは互いの差が“１”に満たないため、非最大値“８．５”が破棄される。これにより、レジスタ２８ｒには４つの補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ０］およびＡｅ［Ｅ２］〜Ａｅ［Ｅ４］つまり“１０”，“１２．５”，“９”，“１１”が残され、ブラケット撮影では、これらの補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ０］およびＡｅ［Ｅ２］〜Ａｅ［Ｅ４］に従う４回の本露光が行われることとなる。

図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）の画像に対する露光量演算の結果を示す。図５（Ｂ）を参照して、５つの測光エリアＥ０〜Ｅ４の輝度は、“４”，“１０”，“３”，“４”，“４”のようにそれぞれ評価される。これらの輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］に基づいて、測光エリアＥ０〜Ｅ４の最適露光量が“１３”，“９”，“１４”，“１３”，“１３”のようにそれぞれ計算される。

上記の輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］からは、補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］がさらに計算される。具体的には、まず５つの輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］の中から最大値“１０”および最小値“３”が選出され、両者の差分つまり“７”が算出される。算出された差分“７”は、閾値Ｋ１（＝２）および閾値Ｋ２（＝８）と比較され、比較結果に従って補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］が決定される。

差分“７”は閾値Ｋ１より大きく閾値Ｋ２より小さいので、補正量Ａ［Ｅ１］および補正量Ａ［Ｅ２］をそれぞれ“＋０．５”および“−０．５”とし、その他を“０”とする。こうして決定された補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］つまり“０”，“＋０．５”，“−０．５”，“０”，“０”を最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］つまり“１３”，“９”，“１４”，“１３”，“１３”にそれぞれ加算することにより、補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］つまり“１３”，“９．５”，“１３．５”，“１３”，“１３”が求まる。

上記のようにして求められた５つの補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］のうちＡｅ［Ｅ０］およびＡｅ［Ｅ２］〜Ａｅ［Ｅ４］つまり“１３”，“１３．５”，“１３”および“１３”の４つは互いの差が“１”に満たないため、非最大値である“１３”が破棄される。これにより、レジスタ２８ｒ内には、２つの補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ１］およびＡｅ［Ｅ２］つまり“９．５”および“１３”が残され、ブラケット撮影では、これらの補正済み最適露光量Ａｅ［Ｅ１］およびＡｅ［Ｅ２］に従う２回の本露光が行われることとなる。

図４（Ａ）の画像および図４（Ｂ）の画像はいずれも、画面上部のエリアＥ１が最も明るく、画面下部のエリアＥ２が最も暗い。最も明るいエリアＥ１と最も暗いエリアＥ２との輝度差が大きいと、エリアＥ１の最適露光量に基づいて撮影された画像ではエリアＥ２が露光不足のため暗くなりすぎ、エリアＥ２の最適露光量に基づいて撮影された画像ではエリアＥ１が露光過剰のため明るくなりすぎる。そこで、エリアＥ１の最適露光量を増やす向きに補正し、かつエリアＥ２の最適露光量を減らす向きに補正している。

また、この際、図４（Ａ）の画像におけるエリアＥ１およびＥ２の輝度差と、図４（Ｂ）の画像におけるエリアＥ１およびＥ２の輝度差とを比較すると、前者の方が後者より大きいので、図４（Ａ）の画像では補正量を大きく、図４（Ｂ）の画像では補正量を小さくしている。このような補正を行うことにより、被写界の全体を的確に撮影することができる。

加えて、５つの補正済み最適露光量のいくつかが互いに近接している場合には、複数の近接値の中の最大値だけを残して他を破棄することにより、無駄な露光を減らすようにしている。

ＣＰＵ２８は、具体的には図６〜図９に示すフロー図に従う処理を行う。なお、これらのフロー図に対応するプログラムは、フラッシュメモリ４０に格納されている。まず図６を参照して、ステップＳ１では、スルー撮影命令を発行する。この命令に応じ、次のようなスルー撮影処理が行われる。ドライバ３２は、イメージセンサ１２のプリ露光とこれによって生成された生画像信号の間引き読み出しとを繰り返し実行し、イメージセンサ１２からは、被写体の光学像に対応する低解像度の生画像信号が出力される。

信号処理回路１６によって生成された画像データのうちＹデータはまた、露光制御のために輝度評価回路２６に与えられる。輝度評価回路２６は、２５６個の分割エリアの各々についてＹデータの積算を行い、これによって、２５６個の輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］が輝度評価回路２６から出力される。

ステップＳ３では、シャッタボタン３０が半押しされたか否かを判別し、判別結果が否定的であれば、ステップＳ５でスルー撮影用の露光調整を行う。具体的には、輝度評価回路２６から出力される輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］のうち評価エリアＥ０に属するものを互いに加算して輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］を求める。そして、ドライバ３２に設定されたプリ露光時間を輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］に基づいて調整する。その後、ステップＳ３に戻る。

ステップＳ３の判別結果が肯定的になると、ステップＳ７に移って露光量演算（後述）を行う。その後、ステップＳ９およびＳ１１のループに入って、半押し状態のシャッタボタン３０が全押しされるか、あるいは半押し解除されるのを待つ。シャッタボタン３０が全押しされるとステップＳ９でＹＥＳと判別され、ステップＳ１３に移ってブラケット撮影（後述）を行う。シャッタボタン３０の半押しが解除されると、ステップＳ１１でＹＥＳと判別され、ステップＳ３に戻る。

上記ステップＳ７の露光量演算は、図７のサブルーチンに従って実行される。まずステップＳ２１で、５つの輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］を算出する。具体的には、最初、輝度評価回路２６から出力される輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］のうち評価エリアＥ０に属するものを互いに加算して輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］を求め、次に、輝度評価値Ｉｙ［０］〜Ｉｙ［２５５］のうち評価エリアＥ１に属するものを互いに加算して輝度評価値Ｉｙ［Ｅ１］を求める。以降同様に、評価エリアＥ２〜Ｅ４に属するものを互いに加算して輝度評価値Ｉｙ［Ｅ２］〜Ｉｙ［Ｅ４］を求める。

ステップＳ２３では、輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］に基づいて最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］を算出する。ステップＳ２５では、輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］に基づいて補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］を算出する（後述）。ステップＳ２７では、最適露光量ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］に補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］をそれぞれ加算することにより補正済み露光量Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］を算出する。ステップＳ２１〜Ｓ２７の各々の算出結果は、レジスタ２８ｒに保持される。

ステップＳ２９では、補正済み露光量Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］の中に近接値があるか否かを判別する。ここでは、差が“１”未満のものを近接値と判別する。判別結果が肯定的であれば、ステップＳ３１で複数の近接値のうち非最大値を破棄し、その後、上位層のルーチンに復帰する。判別結果が否定的であれば、直ちに上位層のルーチンに復帰する。従って露光量演算後、レジスタ２８ｒには１ないし５個の補正済み露光量Ａｅが保持されることとなる。

上記ステップＳ２５の補正量算出は、図８のサブルーチンに従って実行される。図８を参照して、まずステップＳ４１で、輝度評価値Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］のうち最大値と最小値との差分を算出する。ステップＳ４３では、差分が閾値Ｋ１よりも小さいか否かを判別する。ここでは閾値Ｋ１を“２”とする。差分が閾値Ｋ１より小さければ、ステップＳ４５で補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］の各々を“０”とし、その後、上位層のルーチンに復帰する。

差分が“２”以上であれば、ステップＳ４７〜Ｓ６９のループに入り、補正量Ａ［Ｅ０］〜Ａ［Ｅ４］を順次決定する。具体的には、ステップＳ４７で変数ｊに“１”をセットし、ステップＳ４９では、輝度評価値Ｉｙ［Ｅｊ］が最大値または最小値であるか否かを判別する。この判別結果が否定的、つまり輝度評価値Ｉｙ［Ｅｊ］が最大値でも最小値でもなければ、ステップＳ６５で補正量Ａ［Ｅｊ］を“０”とし、その後ステップＳ６７に進む。

ステップＳ４９の判別結果が肯定的であれば、ステップＳ５１に移って、差分が閾値Ｋ２より大（ただしＫ２＞Ｋ１）であるか否かを判別する。ここでは閾値Ｋ２を“８”とする。差分がＫ２より大きければステップＳ５３に移り、輝度評価値Ｉｙ［Ｅｊ］が最大値か否かを判別する。この判別結果が肯定的であれば、ステップＳ５５で補正量Ａ［Ｅｊ］を“＋１．５”とし、その後ステップＳ６７に進む。ステップＳ５３の判別結果が否定的、つまり輝度評価値Ｉｙ［Ｅｊ］が最小値であれば、ステップＳ５７で補正量Ａ［Ｅｊ］を“−１．５”とし、その後ステップＳ６７に進む。

差分がＫ２以下であればステップＳ５９に移り、輝度評価値Ｉｙ［Ｅｊ］が最大値か否かを判別する。この判別結果が肯定的であれば、ステップＳ６１で補正量Ａ［Ｅｊ］を“＋０．５”とし、その後ステップＳ６７に進む。ステップＳ５９の判別結果が否定的、つまり輝度評価値Ｉｙ［Ｅｊ］が最小値であれば、ステップＳ６３で補正量Ａ［Ｅｊ］を“−０．５”とし、その後ステップＳ６７に進む。

ステップＳ６７では、変数ｊをインクリメントする。ステップＳ６９では、変数ｊが４を超えたか否かを判別し、判別結果が否定的であればステップＳ４７に戻る。ステップＳ６９の判別結果が肯定的となると、上位層のルーチンに復帰する。

上記ステップＳ１３のブラケット撮影は、図９のサブルーチンに従う。図９を参照して、ステップＳ８１では、レジスタ２８ｒに保持されている補正済み最適露光量Ａｅの個数を変数ｉｍａｘにセットする。ステップＳ８３では、変数ｉに“１”をセットする。ステップＳ８５では、ｉｍａｘ個の補正済み最適露光量Ａｅのうちｉ番目の補正済み最適露光量Ａｅをドライバ３２に設定する。そしてステップＳ８７で、本撮影命令を発行する。

この本撮影命令に応じ、ドライバ３２は、補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］に従う本露光と、この本露光によって生成された全ての電荷の読み出しとを行う。イメージセンサ１２は補正済み最適露光時間Ａｅ［Ｅ０］に従う本露光を施され、これによって生成された全ての電荷つまり高解像度の生画像信号がイメージセンサ１２から出力される。出力された生画像信号はＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤ回路１４によって生画像データに変換され、生画像データは信号処理回路１６によってＹＵＶ形式の画像データに変換される。変換された生画像データは、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０に書き込まれる。

ステップＳ８９では、画像記録を行う。具体的には、まず、ＤＲＡＭ２０に格納された画像データの圧縮処理をＪＰＥＧコーデック３４に命令する。ＪＰＥＧコーデック３４は、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０から画像データを読み出し、読み出された画像データにＪＰＥＧ圧縮を施す。これによって生成された圧縮画像データは、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０に書き込まれる。ＪＰＥＧ圧縮が完了すると、メモリ制御回路１８を通してＳＤＲＡＭ２０から圧縮画像データを読み出し、読み出された圧縮画像データを含む画像ファイルをＩ／Ｆ３６を通して記録媒体３８に記録する。

ステップＳ９１では、変数ｉをインクリメントする。ステップＳ９３では、変数ｉがｉｍａｘを超えたか否かを判別し、判別結果が否定的であればステップＳ８５に戻る。そして、ステップＳ９３の判別結果が肯定的となると、上位層のルーチンに復帰する。

以上から明らかなように、この実施例では、イメージセンサ１２が被写界を撮影し、ＣＰＵ２８は、被写界に５つの測光エリア（Ｅ０〜Ｅ４）を割り当てる。シャッタボタン３０が半押しされると、輝度評価回路２６は、撮像された被写界の画像データから５つの測光エリアにそれぞれ対応する５つの輝度成分（Ｉｙ［Ｅ０］〜Ｉｙ［Ｅ４］）を抽出し、ＣＰＵ２８は、抽出された５つの輝度成分に基づいて５つの露光量を決定する。

シャッタボタン３０が全押しされると、ＣＰＵ２８は、決定された５つの露光量にそれぞれ従う５回の本露光をイメージセンサ１２の撮像面に施す。５つの露光量は、５つの測光エリアが割り当てられた５つの領域の局所的な明るさに基づいて個別に決定されるので、５回の露光によって、互いに異なる領域が最適な明るさを持つような５枚の画像が得られる。従って、被写界内の特定の被写体に重点を置いて被写界を撮影したい場合に、被写界内の明暗差によらず５回の露光を行うだけで、所望の明るさの画像が得られる。

複数の露光量の決定では、抽出された５つの輝度成分にそれぞれ最適な５つの最適露光量（ｅ［Ｅ０］〜ｅ［Ｅ４］）が算出される。算出された５つの最適露光量の各々は、抽出された５つの輝度成分の間の差分に基づいて補正され、補正された５つの最適露光量（Ａｅ［Ｅ０］〜Ａｅ［Ｅ４］）が複数の露光量に決定される。これにより、被写界内の特定の被写体に重点を置きつつも、被写界の全体を的確に撮影することができる。

５つの露光量の中に近接値がある場合には、複数の近接値のうち非最大値が破棄され、その結果、本露光の回数は１〜４回となる。これにより、さらに効率よくブラケット撮影を行うことが可能となる。

なお、この実施例では、露光量はイメージセンサ１２の露光時間により調節しているが、絞りユニット４２の絞り量によって調節してもよい。または、イメージセンサ１２の露光時間と絞りユニット４２の絞り量との両方によって調整を行ってもよい。

また、この実施例では、補正値Ａを算出する際、５つの輝度成分のうち最大値および最小値の間の差分を２つの閾値Ｋ１およびＫ２と比較し、この比較結果に基づいて補正量Ａを０，±０．５および±１．５のいずれかに決定しているが、閾値と補正値Ａの選択肢とを増やして、よりきめ細かい補正を行うようにしてもよい。

また、この実施例では、複数の近接値のうち非最大値を破棄しているが、非最小値を破棄してもよい。近接値の個数が奇数の場合には、非中央値を破棄してもよい。あるいは、複数の近接値の中の任意の１つを残して他の近接値を破棄してもよい。

このほか、測光エリアＥ０〜Ｅ４に優先度を付与しておき、複数の近接値のうち非最高優先度の測光エリアに対応する近接値を破棄する方法もある。具体的には、注目被写体は画面の中央に配置される場合が多いので、測光エリアＥ０に最も高い優先度を付与し、測光エリアＥ０に対応する近接値が必ず残されるようにする。

また、この実施例では、図２の示されるように、被写界には５つの測光エリアＥ０〜Ｅ４を割り当てたが、測光エリアの個数は５より少なくても、多くてもよい。また、この実施例ではフォーカス調整を省略しているが、必要に応じてこれを行ってもよい。

また、この実施例では、補正量Ａ［０］〜Ａ［４］を決定するために、図８のフロー図に従う演算を行っているが、補正量Ａ［０］〜Ａ［４］にそれぞれ固定値を割り当てる方法もある。図４（Ａ），図４（Ｂ），図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示した例では、補正量Ａ［０］〜Ａ［４］にそれぞれ“０”，“＋１”，“−１”，“０”および“０”を割り当てることができる。この例に限らず、多くの被写界で画面上部が最も明るく、画面下部が最も暗くなるので、補正量Ａ［１］にプラスの数値を割り当て、補正量Ａ［２］にマイナスの数値を割り当てておけば、空が極端に明るかったり地面が極端に暗かったりといった無駄な画像を減らすことができる。

以上では、一実施例であるディジタルカメラ１０について説明したが、この発明は、銀塩フィルムカメラにも適用できる。この場合、撮像面は、フィルムの表面となる。

この発明の一実施例であるディジタルカメラの構成を示すブロック図である。被写界に割り当てられる５つの測光エリアを示す図解図である。露光量演算の結果が登録されるテーブルを示す図解図である。（Ａ）は、山の風景を撮影した画像を示す図解図であり、（Ｂ）は、同じ山の風景を別のアングルで撮影した画像を示す図解図である。（Ａ）は、図４（Ａ）の画像に基づく演算結果が登録されたテーブルを示す図解図であり、（Ｂ）は、図４（Ｂ）の画像に基づく演算結果が登録されたテーブルを示す図解図である。ＣＰＵの動作の一部を示すフローチャートである。ＣＰＵの動作の他の一部を示すフローチャートである。ＣＰＵの動作のその他の一部を示すフローチャートである。ＣＰＵの動作のさらに他の一部を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…ディジタルカメラ
１２…イメージセンサ
２６…輝度評価回路
２８…ＣＰＵ
２８ｒ…レジスタ
３０…シャッタボタン
３２，４４…ドライバ
３８…記録媒体
４２…絞りユニット

Claims

被写界を撮像するイメージセンサ、
複数の測光エリアを前記被写界に割り当てる割り当て手段、
前記イメージセンサによって撮像された被写界の画像データから前記複数の測光エリアにそれぞれ対応する複数の輝度成分を抽出する抽出手段、
前記複数の測光エリアにそれぞれ向けられた複数の露光量を前記抽出手段によって抽出された複数の輝度成分に基づいて決定する決定手段、および
撮影操作が行われたとき前記決定手段によって決定された複数の露光量にそれぞれ従う複数回の露光を撮像面に施す露光手段を備え、
前記決定手段は、前記抽出手段によって抽出された複数の輝度成分にそれぞれ最適な複数の最適露光量を算出する算出手段、および前記算出手段によって算出された複数の最適露光量の各々を前記抽出手段によって抽出された複数の輝度成分の間の差分に基づいて補正する補正手段を含み、
前記補正手段は、前記抽出手段によって抽出された複数の輝度成分のうち値が最大の輝度成分および最小の輝度成分を選出して、当該最大の輝度成分および最小の輝度成分の間の差分が大きいほど絶対値が大きい正負一対の補正値を、前記算出手段によって算出された複数の最適露光量のうち当該最大の輝度成分および最小の輝度成分に対応する一対の最適露光量にそれぞれ加算する、カメラ。
前記決定手段によって決定された複数の露光量の中に互いの差分が閾値以下のものが含まれるか否かを判別する判別手段、および
前記判別手段の判別結果が肯定的であるとき前記決定手段によって決定された複数の露光量のうち互いの差分が閾値以下のものの一部を破棄する破棄手段をさらに備える、請求項１記載のカメラ。