JP5936323B2 - 画像記録装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、動画像を記録する画像記録装置およびその制御方法に関する。

近年、デジタルカメラなどの画像記録装置においては、音声付き動画像を撮影記録する機能が備えられている。このような画像記録装置では、動画像を撮影記録する際、撮像素子におけるフレームレート、つまり、撮影時のフレームレートを記録フレームレートとして動画像の記録を行っている。

さらには、高いフレームレートで撮像した動画像を低いフレームレートで記録して決定的な瞬間をスロー再生する機能も備えられている。また、複数の撮像素子の出力を合成して記録するようにした画像記録装置もある。

例えば、画像記録装置において、互いに蓄積期間を変更して複数の撮像素子から出力される出力画像信号を１つの画像信号を合成して、ダイナミックレンジの広い動画像を得るようにしたものがある（特許文献１参照）。

特開平５−３０４２４号公報

ところが、特許文献１に記載の画像記録装置では、撮像フレームレートによって撮像装置における蓄積時間が限定される。このため、低照度における撮像画像が期待よりも暗く、所望のダイナミックレンジが得られないことがある。

さらに、ダイナミックレンジを広くするため、撮像画像にゲインを乗算すると撮影画像においてノイズが強調されてしまうことがある。

従って、本発明の目的は、ダイナミックレンジの広い動画像を得る際に、低照度環境下においてもノイズの少ない動画像を得ることのできる画像記録装置およびその制御方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明による画像記録装置は、異なる露出レベルで被写体を撮像することにより電荷を蓄積し、前記蓄積された電荷を複数の画像信号として出力する撮像手段と、前記撮像手段から出力される複数の画像信号を合成して合成画像を得る画像合成手段と、所定のフレームレートで前記合成画像をメモリに記録する記録手段と、前記撮像手段から前記複数の画像信号を読み出す際のそれぞれの垂直転送期間を前記異なる露出レベルに応じて異ならせて、前記垂直転送期間の合計を前記所定のフレームレートで規定される時間に制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、直前のフレーム期間で撮像された画像における被写界輝度に応じて前記垂直転送期間を変化させることを特徴とする。

本発明による画像記録装置の制御方法は、異なる露出レベルで被写体を撮像することにより電荷を蓄積し、前記蓄積された電荷を複数の画像信号として出力する撮像手段を備える画像記録装置の制御方法であって、前記撮像手段から出力される複数の画像信号を合成して合成画像を得る画像合成ステップと、所定のフレームレートで前記合成画像をメモリに記録する記録ステップと、前記撮像手段から前記複数の画像信号を読み出す際のそれぞれの垂直転送期間を前記異なる露出レベルに応じて異ならせて、前記垂直転送期間の合計を前記所定のフレームレートで規定される時間に制御する制御ステップとを有し、前記制御ステップは、直前のフレーム期間で撮像された画像における被写界輝度に応じて前記垂直転送期間を変化させることを特徴とする。

本発明によれば、垂直転送期間を有効に露光時間に割り当てることができ、複数の画像に露出時間差がつくため、ダイナミックレンジ拡大を行うことができる。

本発明の第１の実施形態による画像記録装置が用いられた撮像装置の一例を示すブロック図である。 図１に示す画像合成回路における画像合成処理を説明するための図である。 図２に示す合成比率テーブルの一例を示す図である。 図１に示すカメラにおける画像合成処理のタイミングを説明するための図である。 図１に示すカメラで行われる動画撮影処理の一例を説明するためのフローチャートである。 図５に示す撮像駆動処理を説明するためのフローチャートである。 図５に示す露出制御処理を説明するためのフローチャートである。 図５に示す画像合成処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるカメラにおける画像合成処理のタイミングを説明するための図である。 本発明の第２の実施形態によるカメラで行われる露出制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施形態によるカメラにおける画像合成処理のタイミングを説明するための図である。 本発明の第３の実施形態によるカメラで行われる露出制御処理を説明するためのフローチャートである。 本発明の第３の実施形態によるカメラで行われる画像合成処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態による画像記録装置について図面を参照して説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態による画像記録装置が用いられた撮像装置の一例を示すブロック図である。

図１において、図示の撮像装置は、例えば、デジタルカメラ（以下単にカメラと呼ぶ）１００であり、ズームレンズ１１０を備えている。ズームレンズ１１０の後段にはブレを補正するためのシフトレンズ１１１、焦点調節用フォーカスレンズ１１２、メカニカルシャッタ１１３、および絞り１１４が配置されている。絞り１１４を通過した被写体の光学像は固体撮像素子（以下単に撮像素子と呼ぶ）１１５（例えば、ＣＣＤ）に結像する。

この撮像素子１１５は２次元マットリックス状に配列された複数の画素を有している。つまり、撮像素子１１５は行方向および列方向に配列された複数の画素を有している。撮像素子１１５はタイミング発生部１１６から出力されるタイミングパルスによって駆動されて、光学像に応じた電気信号（アナログ信号）を出力する。そして、このアナログ信号は画像処理部１１７に与えられる。

画像処理部１１７は、前処理回路１１７ａ、ＳＳＧ回路（水平垂直同期信号発生回路）１１７ｂ、ＡＦ評価値演算回路１１７ｃ、信号処理回路１１７ｄ、輝度積分回路１１７ｅ、縮小回路１１７ｆ、画像合成回路１１７ｇ、ラスターブロック変換回路１１７ｈ、および圧縮回路１１７ｉを備えている。

ＳＳＧ回路１１７ｂはタイミング発生部１１６から撮像駆動用クロック信号を受けて、水平および垂直同期信号をタイミング発生部１１６および撮像素子１１５に与える。

前処理回路１１７ａは撮像素子１１５からの出力であるアナログ信号をデジタル信号（画像信号とも呼ぶ）に変換して、行単位で画像信号を輝度積分回路１１７ｅおよび信号処理回路１１７ｄに分配する。さらに、前処理回路１１７ａはチャネル間のデータ補正などの処理も行う。

ＡＦ評価値演算回路１１７ｃは、予め設定された複数の評価領域において画像信号の輝度成分に対して水平方向のフィルタ処理を施す。そして、ＡＦ評価値演算回路１１７ｃはコントラストを示す所定周波数を抽出しつつコントラストの最大値を選択して、垂直方向に積分演算を行う。

輝度積分回路１１７ｅは、ＲＧＢ（赤・緑・青）信号から輝度成分を混合生成して、画像信号を複数の領域に分割する。そして、輝度積分回路１１７ｅは分割領域毎に輝度成分を生成する。

信号処理回路１１７ｄは、画像信号に対して色キャリア除去、アパーチャー補正、およびガンマ補正処理などを行って輝度信号を生成する。さらに、信号処理回路１１７ｄは画像信号に対して色補間、マトリックス変換、ガンマ処理、およびゲイン調整などを行って色差信号を生成する。そして、信号処理回路１１７ｄはメモリ部１２３にＹＵＶ形式の画像データを記録する。

なお、Ｙは輝度信号を表し、Ｕは輝度信号と青色成分との差を表す。そして、Ｖは輝度信号と赤色成分との差を表す。また、信号処理回路１１７ｄは、ＹＵＶ形式の画像データにおいて輝度信号（Ｙ）をレベル毎に集計して、画像データ毎に輝度分布データを生成する。

画像合成回路１１７ｇは、メモリ部１２３に記録された画像データ又は信号処理回路で生成された複数のＹＵＶ形式の画像データに、画素単位で設定された係数を乗じた後加算して、合成画像データを生成する。なお、画像合成回路１１７ｇにおける合成処理については後ほど詳細に説明する。

縮小回路１１７ｆは、信号処理回路から画像データを受け、画素データの切り出し、間引き、および線形補間処理などを行って、水平垂直方向に画素データの縮小処理を行う。ラスターブロック変換回路１１７ｈは、縮小回路１１７ｆにおいて変倍されたラスタースキャン画像データをブロックスキャン画像データに変換する。

上記の一連の画像処理においては、メモリ部１２３がバッファメモリとして用いられ、圧縮回路１１７ｉはブロックスキャンデータに変換したＹＵＶ画像データを動画圧縮方式に従って圧縮して、動画ビットストリームとして出力する。

カメラ１００は露出制御部１１８を備えている。露出制御部１１８はメカニカルシャッタ１１３および絞り１１４を制御する露出制御部である。レンズ制御部１１９はズームレンズ１１０および焦点調節レンズ１１２を光軸に沿って移動させ、光学像を撮像素子１１５に結像させる。

また、レンズ制御部１１９は角速度センサおよび加速度センサ（図示せず）の出力に応じてシフトレンズ１１１を駆動して手ブレを光学的に補正する。

システム制御回路１２１にはレリーズスイッチ１２０が接続され、レリーズスイッチ１２０の操作によってシステム制御回路１２１に撮影指示が行われる。マイクロフォン（マイク）１２７によって入力音声が音声信号に変換され、この音声信号はＡ／Ｄ変換器１２８によってデジタル音声信号に変換される。そして、このデジタル音声信号は音声処理部１２９によって所定の音声処理が施された後、音声ビットストリームとしてシステム制御回路１２１に与えられる。

システム制御回路１２１はカメラ１００全体の制御を司る。システム制御回路２１２は、例えば、ＣＰＵ、インターフェイス回路、ＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ・Ｍｅｍｏｒｙ・Ａｃｃｅｓｓ・Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）、およびバスアービターなどを有しており、ＣＰＵはフラッシュメモリ１２２に記憶された制御プログラムを実行する。

電池ボックス１４０には電池１４２が収納され、電池１４２は接続端子１３０および１４１によってカメラ１００に結合されている。記録媒体収納部１３１には記録媒体１３３が収納される。記録媒体１３３には画像データが記録され、記録媒体１３３は接続端子１２５および１３２によってカメラ１００に接続される。

システム制御回路１２１には媒体記録禁止検知スイッチ１３４および記録媒体着脱検知スイッチ１２６が接続されている。媒体記録禁止検知スイッチ１３４によって記録媒体１３４に対する書き込み禁止が検知されると、システム制御回路１２１は記録媒体１３３に対する画像データの記録を禁止する。

また、記録媒体着脱検知スイッチ１２６によって、システム制御回路１２１は記録媒体１３３の着脱を知る。ここでは、記録媒体収納部１３１から記録媒体１３３が取り外されると、記録媒体着脱検知スイッチ１２６はオフする。

一方、記録媒体収納部１３１から記録媒体１３３に挿入されると、記録媒体着脱検知スイッチ１２６はオンする。なお、動画記録スイッチ１８０によってシステム制御回路１２１に対して動画記録が指示される。

再生回路１５０はメモリ部１２３に記憶された画像データを表示用画像データに変換して、表示用画像としてモニタ（表示装置）１５１に転送する。そして、モニタ１５１に表示用画像が表示される。

再生回路１５０は、ＹＵＶ形式の画像データを輝度信号Ｙと変調色差成分Ｃとに分離した後、輝度信号ＹをＤ／Ａ変換する。そして、アナログ輝度信号に対してローパスフィルタ処理（ＬＰＦ処理）を施す。

さらに、再生回路１５０は変調色差成分Ｃに対して、Ｄ／Ａ変換を行って、アナログ変調色差成分に対してバンドパスフィルタ処理（ＢＰＦ処理）を施して、周波数成分のみを抽出する。そして、再生回路１５０は信号成分とサブキャリア周波数とに基づいて、輝度信号ＹおよびＲＧＢ信号を生成して、表示用画像データとしてモニタ１５１に出力する。

このようにして、再生回路１５０によって画像データを逐次処理してモニタ１５１に表示するようにすれば、モニタ１５１を電子ビューファインダー（ＥＶＦ）として用いることができる。

図２は、図１に示す画像合成回路における画像合成処理を説明するための図である。

画像合成回路１１７ｇには、画像データとして適正露出画像データ２０１、アンダー露出画像データ２０２、およびオーバー露出画像データ２０３が入力される。なお、以下の説明では画像データを単に画像と呼ぶことがある。

ここで、適正露出画像とは撮影環境下において適正な露出で撮影して得られた画像をいう。アンダー露出画像とは適正な露出よりも低い露出で撮影して得られた画像をいう。また、オーバー露出画像とは適正な露出よりも高い露出で撮影して得られた画像をいう。

さらに、画像合成回路１１７ｇには、輝度積分回路１１７ｅにおいて適正露出画像について領域（以下ブロックともいう）毎に生成された輝度成分を積分した輝度積分値２０４がブロック積分結果２０５として与えられる。そして、画像合成回路１１７ｇは、ブロック積分結果２０５について水平・垂直方向に対してＬＰＦ処理２０６を施して、ＬＰＦデータとする。

合成比率テーブル２０７には、適正露出画像、アンダー露出画像、およびオーバー露出画像の合成比率を示す合成比率係数が格納されている。

図３は、図２に示す合成比率テーブルの一例を示す図である。

図３に示すように、合成比率テーブルには、輝度レベルに対応して、適正露出画像比率（適正比率）、アンダー露出画像比率（アンダー比率）、およびオーバー露出画像比率（オーバー比率）が係数として定められている。図示の例では、適正露出画像、アンダー露出画像、およびオーバー露出画像についてその画素単位の比率合計が１となるように比率が設定される。

なお、被写界輝度（被写体輝度）に応じて画素単位の比率合計が１を超えるように各比率を設定するようにしてもよい。

画像合成回路１１７ｇはＬＰＦデータに対してブロック画素変換処理２０８を行う。ここでは、画像合成回路１１７ｇはＬＰＦデータにおける輝度値レベルに応じて合成比率テーブルを参照して、それぞれ適正露出画像、アンダー露出画像、およびオーバー露出画像の比率（つまり。係数）を画素単位で決定する。

そして、画像合成回路１１７ｇは適正露出画像画素合成比率２０９、オーバー露出画像画素合成比率２１０、およびアンダー露出画像画素合成比率２１１を得る。

図示の例では、オーバー露出は適正露出よりも露出が１．５段高い露出であり、アンダー露出は適正露出よりも１．５段低い露出である。

続いて、画像合成回路１１７ｇは乗算器２１２によって適正露出画像画素合成比率２０９を画素単位で適正露出画像２０１に乗算して、補正適正露出画像とする。同様に、画像合成回路１１７ｇは乗算器２１３によってオーバー露出画像画素合成比率２１０を画素単位でオーバー露出画像２０３に乗算して、補正オーバー露出画像とする。

また、画像合成回路１１７ｇは乗算器２１４によってアンダー露出画像画素合成比率２１１を画素単位でアンダー露出画像２０２に乗算して、補正アンダー露出画像とする。

次に、画像合成回路１１７ｇは加算器２１５で補正適正露出画像、補正オーバー露出画像、および補正アンダー露出画像を加算して、合成画像２１６として出力する。

図４は、図１に示すカメラ１００における画像合成処理のタイミングを説明するための図である。

図４に示す例では、撮像素子１１５を駆動するための最短の垂直期間（垂直転送期間）を撮像素子１１５の読み出し速度によって決定する。そして、撮像素子１１５の読み出し速度は動画像の記録フレームレートより充分に短いものとする。

ここでは、撮像素子１１５のダイナミックレンジを拡張するため、撮像駆動における垂直期間として第１〜第３の垂直期間I〜IIIを設定する。そして、第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々を一単位として周期的に撮像素子１１５を駆動する。この際、第１〜第３の垂直期間I〜IIIの合計が動画像の記録フレームレートに設定される。

第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々における最大蓄積時間はそれぞれその垂直期間にほぼ相当する。これによって、第１〜第３の垂直期間I〜IIIが異なれば、互いに蓄積時間の異なる画像が得られることになる。なお、ここでは垂直期間とは撮像素子１１５の列方向における走査期間をいう。

図４において、垂直同期信号ＶＤに応じて、電子シャッターを動作させる。ここでは、第１の垂直期間Iに対応する蓄積時間（電荷蓄積時間）を第１の蓄積時間Iとし、第２の垂直期間IIに対応する蓄積時間を第２の蓄積時間IIとする。また、第３の垂直期間IIIに対応する蓄積時間を第３の蓄積時間IIIとする。

なお、I＜II＜IIIである。また、最大蓄積時間よりも短い蓄積時間については電子シャッターによって撮像素子１１５に蓄積された電荷の掃き捨てを行う。

まず、第１の期間（記憶フレームレート）において、蓄積時間が最小の第１の垂直期間Iでは、被写界（被写体）の明部が適正露出に近づくように露出（つまり、露光時間）が制御される。蓄積時間が中間の第２の垂直期間IIでは、被写界が適正露出になるように露出が制御される。そして、蓄積時間が最大の第３の垂直期間IIIでは、被写界の暗部が適正露出に近づくように露出が制御される。このように、垂直期間を露光時間毎に異ならせる。

第１〜第３の垂直期間I〜IIIで撮像素子１１５に蓄積された電荷（蓄積電荷）は次の垂直期間で画像信号（アナログ信号）として読み出される。そして、撮像素子１１５から読み出されたアンダー露出画像および適正露出画像は、前述のようにして、信号処理回路１１７ｄでＹＵＶ信号に変換されてメモリ部１２３に記憶される。

一方、輝度積分回路１１７ｅは、第２の垂直期間IIで読み出された適正露出画像を読み込んで、前述のようにしてブロック積分結果Ａを生成する。従って、第３の垂直期間IIIにおいては、適正露出画像をメモリ部１２３に書き込む処理と輝度積分回路１１７ｅにおける輝度積分処理とが行われることになる。

そして、ブロック積分結果Ａに応じて次の露出制御値の算出が行われるとともに、前述のように合成形成の決定が行われる（係数生成）。

合成係数が決定されると、第３の垂直期間IIIにおいて蓄積されたオーバー露出画像が、第２の期間における第１の垂直期間Iで読み出される。第２の期間における第１の垂直期間Iにおいて、信号処理回路１１７ｄはＹＵＶ形式の画像データに変換されたオーバー露出画像の入力に同期して、メモリ部１２３に記憶したアンダー露出画像および適正露出画像を読み出して画像合成回路１１ｇに与える。

そして、画像合成回路１１７ｇは第２の期間において画素毎に同期を取って、前述したようにして、合成画像を出力する。その後、圧縮回路１１７ｉにおいて圧縮処理が行われる。このようにして、第１〜第３の期間の各々を１つの記憶フレームレートとして画像合成が順次行われることになる。

図５は、図１に示すカメラ１００で行われる動画撮影処理の一例を説明するためのフローチャートである。なお、図５に示すフローチャートはシステム制御回路１２１および画像処理部１１７によって行われる。

図１および図５を参照して、システム制御回路１２１は、図４で説明した撮像駆動および露光制御を行うため撮像駆動処理を起動する（ステップＳ４００）。続いて、システム制御回路１２１は適正露出画像の輝度積分結果に基づいて、第１〜第３の蓄積時間I〜IIIを決定して露出制御を起動する（ステップＳ４０１）。そして、システム制御回路１２１は、適正露出画像、アンダー露出画像、およびオーバー露出画像を周期的に合成するための画像合成処理を起動する（ステップＳ４０２）。

撮像駆動処理、露出制御、および画像合成処理を起動した後、システム制御回路１２１は動画記録スイッチ１８０がオンされて動画像の記録指示（動画記録指示）があったか否かを判定する（ステップＳ４０３）。動画記録指示がないと（ステップＳ４０３において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、動画記録指示があると（ステップＳ４０３において、ＹＥＳ）、画像処理部１１７はシステム制御回路１２１の制御下で、前述のように合成画像をエンコードしてメモリ部１２３に蓄積するととともに記録媒体１３３に記録する画像記録処理を行う（ステップＳ４０４）。

続いて、システム制御回路１２１は動画記録停止指示があったか否かを判定する（ステップＳ４０５）。動画記録停止指示がないと（ステップＳ４０５において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

動画記録停止指示があると（ステップＳ４０５において、ＹＥＳ）、続いて、システム制御回路１２１は動画撮影の終了であるか否かを判定する（ステップＳ４０６）。動画撮影の終了でないと（ステップＳ４０６において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はステップＳ４０３の処理に戻る。

動画像撮影の終了であると（ステップＳ４０６において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は終了処理を行って（Ｓ４０７）、動画撮影処理を終了する。

図６は、図５に示す撮像駆動処理を説明するためのフローチャートである。

図１および図６を参照して、まず、システム制御回路１２１はアンダー露出画像を蓄積する期間（蓄積期間）の駆動設定（アンダー駆動設定）を行う。この際、システム制御回路１２１は当該蓄積期間に対応する垂直期間（垂直転送期間）において、後述する露出制御で決定した露出がアンダーとなる時間（アンダー露光時間）の設定を行う（ステップＳ４１０）。

ステップＳ４１０の設定によって、画像処理部１１７のＳＳＧ回路１１７ｂから出力される水平垂直同期信号が切り替わって、撮像素子１１５の蓄積時間の設定が切り替わる。システム制御回路１２１は上記の切り替わりが行われたか否かを判定する（ステップＳ４１１）。切り替わりが終了しないと（ステップＳ４１１において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、切り替わりが終了すると（ステップＳ４１１において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は露出制御部１１８を制御してその垂直転送期間で、設定アンダー露光が得られる蓄積時間で露光を行う。この際、前の垂直転送期間で蓄積したオーバー露出画像が撮像素子１１５から読み出される。

続いて、システム制御回路１２１は適正露出画像を蓄積する蓄積期間の駆動設定（適正駆動設定）を行う。この際、システム制御回路１２１は当該蓄積期間に対応する垂直転送期間において露出制御で決定した露出が適正となる時間（適正露光時間）の設定を行う（ステップＳ４１２）。

ステップＳ４１２の設定によって、画像処理部１１７のＳＳＧ回路１１７ｂから出力される水平垂直同期信号が切り替わって、撮像素子１１５の蓄積時間の設定が切り替わる。システム制御回路１２１は上記の切り替わりが行われたか否かを判定する（ステップＳ４１３）。切り替わりが終了しないと（ステップＳ４１３において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、切り替わりが終了すると（ステップＳ４１３において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は露出制御部１１８を制御してその垂直転送期間で、設定適正露光が得られる蓄積時間で露光を行う。この際、前の垂直転送期間で蓄積したアンダー露出画像が撮像素子１１５から読み出される。

次に、システム制御回路１２１は撮像駆動処理が終了であるか否かを確認する（ステップＳ４１４）。撮像駆動処理が終了であれば（ステップＳ４１４において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は駆動終了処理を行って（ステップＳ４１５）、撮像駆動処理を終了する。

撮像駆動処理が終了でないと（ステップＳ４１４において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はオーバー露出画像を蓄積する蓄積期間の駆動設定（オーバー駆動設定）を行う。この際、システム制御回路１２１は当該蓄積期間に対応する垂直転送期間において露出制御で決定した露出がオーバーとなる時間（オーバー露光時間）と輝度積分の設定を行う（ステップＳ４１６）。

ステップＳ４１６の設定によって、画像処理部１１７のＳＳＧ回路１１７ｂから出力される水平垂直同期信号が切り替わって、撮像素子１１５の蓄積時間の設定が切り替わる。システム制御回路１２１は上記の切り替わりが行われたか否かを判定する（ステップＳ４１７）。切り替わりが終了しないと（ステップＳ４１７において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、切り替わりが終了すると（ステップＳ４１７において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は露出制御部１１８を制御してその垂直転送期間で、設定オーバー露光が得られる蓄積時間で露光を行う。

この際、前の垂直転送期間で蓄積した適正露出画像が撮像素子１１５から読み出される。そして、画像処理部１１７の輝度積分回路１１７ｅにおいて、当該適正露出画像に対して輝度積分が行われる。システム制御回路１２１はステップＳ４１０の処理に戻る。

このようにして一連の処理が周期的に行われて、アンダー露出画像、適正露出画像、およびオーバー露出画像が撮像素子１１５から出力される。なお、アンダー露出画像、適正露出画像、オーバー露出画像の読み出し順序は、撮像素子１１５の特性などに合わせて決定され、必ずしも図６に示す読み出し順序に限定されるものではない。

図７は、図５に示す露出制御処理を説明するためのフローチャートである。

図１および図７を参照して、露出制御の基準となる被写界輝度に係る測光用輝度積分については、前述の撮像駆動処理で説明したタイミングで適正露出画像に対して行われる。

まず、システム制御回路１２１は輝度積分（ブロック積分）が終了したか否かを判定する（ステップＳ４２０）。輝度積分が終了しないと（ステップＳ４２０において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

輝度積分が終了すると（ステップＳ４２０において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は輝度積分結果と前回の適正露出画像を蓄積した際の露出制御値とに基づいて、被写界輝度値を求める（ステップＳ４２１）。

そして、システム制御回路１２１は被写界輝度値に基づいて適正露出が得られる露出制御値を求めるとともに、アンダー露出画像およびオーバー露出画像が得られる露出制御値を求める（ステップＳ４２２）。

続いて、システム制御回路２１２は、次の記録フレームレートにおいて適正露出制御値とアンダー露出画像およびオーバー露出画像を得る露出制御値とに応じた蓄積時間の設定に係る制御要求を行う（ステップＳ４２３）。そして、システム制御回路１２１は露出制御処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ４２４）。

露出制御処理が終了しないと判定すると（ステップＳ４２４において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はステップＳ４２０の処理に戻る。一方、露出制御処理が終了したと判定すると（ステップＳ４２４において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は露出制御処理を終了する。

なお、露出制御処理においては、露出の変化が激しくならないようにするため、輝度積分結果又は露出制御値を周期的に間引くようにしてもよい。

図８は、図５に示す画像合成処理を説明するためのフローチャートである。

図１および図８を参照して、画像合成処理が開始されると、システム制御回路１２１は画像処理部１１７に対してＹＵＶ画像を生成する設定を行うともに、画像処理部１１７で得られたＹＵＶ画像をメモリ部１２３に転送する設定を行う（ステップＳ４３０）。

設定の後、システム制御回路１２１はアンダー露出画像が読み出される垂直転送期間直前のブランキング（非映像）期間であるか否かを判定する（ステップＳ４３１）。

ブランキング期間でないと（ステップＳ４３１において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。一方、ブランキング期間であると（ステップＳ４３１において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１はブランキング期間においてＹＵＶ画像の生成開始を設定するとともに、ＹＵＶ画像転送許可設定を行う（ステップＳ４３２）。

これによって、アンダー露出画像が読み出されると、画像処理部１１７においてＹＵＶ画像の生成が開始され、順次ＹＵＶ画像がメモリ部１２３に転送される。

システム制御回路１２１はアンダー露出画像（ＹＵＶ画像）の転送が完了したか否かを監視する（ステップＳ４３３）。アンダー露出画像の転送が完了しない場合には（ステップＳ４３３において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

アンダー露出画像の転送が完了すると（ステップＳ４３３において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は、画像処理部１１７に対して次のＹＵＶ画像を生成する設定を行うとともに、画像処理部１１７で生成されたＹＵＶ画像をメモリ部１２３に転送する設定を行う（ステップＳ４３４）。

設定の後、システム制御回路１２１は適正露出画像が読み出される垂直転送期間直前のブランキング（非映像）期間であるか否かを判定する（ステップＳ４３５）。ブランキング期間でないと（ステップＳ４３５において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、ブランキング期間であると（ステップＳ４３５において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１はブランキング期間においてＹＵＶ画像の生成開始を設定するとともに、ＹＵＶ画像転送許可設定を行う（ステップＳ４３６）。

これによって、適正露出画像が撮像素子１１５から読み出されると、画像処理部１１７においてＹＵＶ画像の生成が開始され、順次ＹＵＶ画像がメモリ部１２３に転送される。

システム制御回路１２１は適正露出画像（ＹＵＶ画像）の転送が完了するとともにブロック積分が完了したか否かを監視する（ステップＳ４３７）。適正露出画像の転送が完了しないと（ステップＳ４３７において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

適正露出画像の転送が完了すると（ステップＳ４３７において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は、画像処理部１１７に対して次のＹＵＶ画像を生成する設定を行うとともに、画像処理部１１７で生成されたＹＵＶ画像をメモリ部１２３に転送する設定を行う。

さらに、システム制御回路１２１は画像合成を行うブロック積分結果と合成比率テーブルとを画像合成回路１１７ｇに設定する（ステップＳ４３８）。

設定の後、システム制御回路１２１は、オーバー露出画像が読み出される垂直転送期間直前のブランキング（非映像）期間であるか否かを判定する（ステップＳ４３９）。ブランキング期間でないと（ステップＳ４３９において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、ブランキング期間であると（ステップＳ４３９において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１はブランキング期間においてＹＵＶ画像の生成開始を設定するとともに、合成処理開始の設定およびＹＵＶ画像転送許可設定を行う（ステップＳ４４０）。

これによって、オーバー露出画像が読み出されると、画像処理部１１７においてＹＵＶ画像の生成が開始され、画像合成回路１１７ｇは、先にメモリ部１２３に転送したアンダー露出画像および適正露出画像を読み込む。そして、画像合成回路１１７ｇは画素単位で、アンダー露出画像、適正露出画像、およびオーバー露出画像に合成比率を乗算して後加算する。画像合成回路１１７ｇは合成画像を順次メモリ部１２３に転送する。

続いて、システム制御回路１２１は合成画像の転送が完了したか否かを判定する（ステップＳ４４１）。転送が完了しないと（ステップＳ４４１において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。一方、転送が完了すると（ステップＳ４４１において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は画像合成が終了したか否かを判定する（ステップＳ４４２）。

画像合成が終了すると（ステップＳ４４２において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は画像合成処理を終了する。一方、画像合成が終了しなければ（ステップＳ４４２において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はステップＳ４３０の処理に戻る。

以上のように、第１の実施形態では、撮像素子１１５の読み出し時間を基準として垂直転送期間を最大の蓄積時間とし、合成すべき画像の垂直転送期間を変更する。この結果、蓄積時間に差がつきダイナミックレンジを拡大することができる。

また、第１の実施形態では、撮像素子１１５の読み出し時間を基準として垂直転送期間を最大の蓄積時間としてゲインアップによって画像の明るさに差をつける場合においても、ゲインアップ量を抑えられることができる。この結果、ノイズ成分を低減した合成画像を得ることができる。そして、記録フレームレートにおける動画の記録を行うことができる。

加えて、第１の実施形態では、適正露出画像において被写界輝度を測定して、この被写界輝度に応じてアンダー露出画像、適正露出画像、およびオーバー露出画像の露出制御値を決定する。そして、適正露出画像から得られた輝度積分結果から合成比率を決定する。これによって、良好な合成画像を得ることができる。

［第２の実施形態］
続いて、本発明の第２の実施形態による画像記録装置については説明する。なお、第２の実施形態による画像記録装置を用いたカメラの構成は図１と同様であるので、説明を省略する。

図９は、本発明の第２の実施形態によるカメラにおける画像合成処理のタイミングを説明するための図である。なお、ここでは、図５と同様の処理については説明を省略し、図５と異なる部分についてのみ説明を行う。

図９に示す例では、撮像素子１１５を駆動するための最短の垂直期間を撮像素子１１５の読み出し速度によって決定する。そして、撮像素子１１５の読み出し速度は動画像の記録フレームレートより充分に短いものとする。

ここでは、撮像素子１１５のダイナミックレンジを拡張するため、撮像駆動における垂直期間として第１〜第３の垂直期間I〜IIIを設定する。第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々は露出制御における被写界輝度に応じて導かれる。

この際、第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々は撮像素子１１５の読み出し時間で決定される最短の垂直転送期間以上となるように設定される。つまり、第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々は蓄積時間と最短の垂直転送期間とに応じて決定される。

蓄積時間が最短の垂直転送期間より短い場合には、図９に示す第３の期間のように、アンダー露出画像および適正露出画像を得る垂直転送期間は最短の垂直転送期間とし、電子シャッターによって撮像素子１１５に蓄積された電荷を掃き捨てることによって蓄積時間を異ならせる。

蓄積時間が最短の垂直転送期間よりも長くなると、図９に示す第１および第２の期間のように、垂直転送期間の全てで蓄積を行うようにして蓄積時間を異ならせる。また、垂直転送期間および電子シャッターによって各蓄積時間を求めて、ダイナミックレンジが重複する部分については合成比率で調整する。

図１０は、本発明の第２の実施形態によるカメラで行われる露出制御処理を説明するためのフローチャートである。

なお、動画撮影処理は図５のフローチャートで説明した処理と同様であり、第２の実施形態においては、動画撮影処理中の露出制御処理が異なる。また、ここでは、露出制御の基準となる被写界輝度の輝度積分については、適正露出画像に対して第１の実施形態における撮像駆動で説明したタイミングで設定が行われる。

図１および図１０を参照して、露出制御の基準となる被写界輝度に係る測光用輝度積分については、前述の撮像駆動処理で説明したタイミングで適正露出画像に対して行われる。

まず、システム制御回路１２１は輝度積分（ブロック積分）が終了したか否かを判定する（ステップＳ４５０）。輝度積分が終了しないと（ステップＳ４５０において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

輝度積分が終了すると（ステップＳ４５０において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は輝度積分結果と前回の適正露出画像を蓄積した際の露出制御値とに基づいて、被写界輝度値を求める（ステップＳ４５１）。

そして、システム制御回路１２１は被写界輝度値に基づいて適正露出が得られる露出制御値を求めるとともに、アンダー露出画像およびオーバー露出画像が得られる露出制御値を求める（ステップＳ４５２）。

続いて、システム制御回路２１２は、蓄積時間に基づいてアンダー露出画像、オーバー露出画像、および適正露出画像を蓄積する垂直転送期間を求める（ステップＳ４５３）。さらに、システム制御回路１２１は撮像素子１１５の読み出し時間による最短の垂直転送期間に基づいて、露出制御値および蓄積時間を補正する（ステップＳ４５４）。

続いて、システム制御回路１２１は次の記録フレームにおいて適正露出制御値とアンダー露出画像およびオーバー露出画像を得る露出制御値とに応じた蓄積時間の設定に係る制御要求を行う（ステップＳ４２５）。そして、システム制御回路１２１は露出制御処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ４２６）。

露出制御処理が終了しないと判定すると（ステップＳ４２６において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はステップＳ４５０の処理に戻る。一方、露出制御処理が終了したと判定すると（ステップＳ４２６において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は露出制御処理を終了する。

なお、露出制御処理においては、露出の変化が激しくならないようにするため、輝度積分結果又は露出制御値を周期的に間引くようにしてもよい。

以上のように、第２の実施形態では、第１〜第３の垂直期間（垂直転送期間）を単位として周期的に撮像素子１１５を駆動して、第１〜第３の垂直期間の合計が動画の記録フレームレートで規定された時間に相当するように設定する。

従って、被写界輝度に応じてアンダー露出画像および適正露出画像に係る垂直転送期間を固定化するより短くなる。よって、オーバー露出画像を蓄積する垂直転送期間を最大限に広げることができ、適切にダイナミックレンジの拡大を行うことができる。つまり、露出制御処理で求めた蓄積時間に応じて垂直転送期間を変更するようにしたので、被写界輝度に応じてダイナミックレンジを拡大することができる。

［第３の実施形態］
続いて、本発明の第３の実施形態による画像記録装置については説明する。なお、第３の実施形態による画像記録装置を用いたカメラの構成は図１と同様であるので、説明を省略する。

図１１は、本発明の第３の実施形態によるカメラにおける画像合成処理のタイミングを説明するための図である。なお、ここでは、図５と同様の処理については説明を省略し、図５と異なる部分についてのみ説明を行う。

図１１に示す例では、撮像素子１１５を駆動するための最短の垂直期間を撮像素子１１５の読み出し速度によって決定する。そして、撮像素子１１５の読み出し速度は動画像の記録フレームレートより充分に短いものとする。

ここでは、撮像素子１１５のダイナミックレンジを拡張するため、被写界輝度分布に応じて合成するフレーム数を変更する。さらに、合成するフレーム数に応じて撮像駆動における垂直期間を設定する。被写界輝度分布が高輝度から低輝度に広く分布している場合には合成するフレームを多くし、被写界輝度分布に応じて合成するフレーム数を低減する。

図示の例では、第１の期間においては被写界輝度分布が広く、このため、合成するフレーム数が３つとされる。第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々は露出制御における被写界輝度に応じて導かれる。この際、第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々は撮像素子１１５の読み出し時間で決定される最短の垂直転送期間以上となるように設定される。つまり、第１〜第３の垂直期間I〜IIIの各々は蓄積時間と最短の垂直転送期間とに応じて決定される。

図１１において、第２の期間は第１の期間よりも被写界輝度分布が狭く、ここでは合成するフレーム数が２つとされる。第１および第２の垂直期間IおよびIIの各々は露出制御における被写界輝度に応じて導かれる。

この際、第１および第２の垂直期間IおよびIIの各々は撮像素子１１５の読み出し時間で決定される最短の垂直転送期間以上となるように設定される。つまり、第１および第２の垂直期間IおよびIIの各々は蓄積時間と最短の垂直転送期間とに応じて決定される。

第３の期間は、第２の期間よりも被写界輝度分布が狭く、ここでは、合成処理を行うことなく１フレームの画像が出力される。なお、暗中の場合にも、合成処理を行わずに、１フレームの画像が出力される。

いずれの場合においても、適正露出が得られるフレームが存在するように制御され、被写界体輝度は適正露出のフレームで得られた適正露出画像を積分して求める。

蓄積時間が最短の垂直転送期間より短い場合には、電子シャッターによって撮像素子１１５に蓄積された電荷を掃き捨てることによって蓄積時間を異ならせる。また、垂直転送期間および電子シャッターによって各蓄積時間を求めて、ダイナミックレンジが重複する部分については合成比率で調整する。

なお、図２に示す画像合成回路において、フレーム数を変更する際には、セレクタ（図示せず）で入力画像を選択して、選択されない画像についてはその合成比率をゼロとする。さらに、合成を行わない場合には、セレクタによって適正露出画像を選択して当該適正露出画像を出力する。

図１２は、本発明の第３の実施形態によるカメラで行われる露出制御処理を説明するためのフローチャートである。

なお、動画撮影処理は図５のフローチャートで説明した処理と同様である。また、ここでは、露出制御の基準となる被写界輝度の輝度積分は、適正露出画像に対して行われる。

図１および図１２を参照して、まず、システム制御回路１２１は輝度積分（ブロック積分）が終了したか否かを判定する（ステップＳ４６０）。輝度積分が終了しないと（ステップＳ４６０において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

輝度積分が終了すると（ステップＳ４６０において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は輝度積分結果と前回の適正露出画像を蓄積した際の露出制御値とに基づいて、被写界輝度値を求める（ステップＳ４６１）。

続いて、システム制御回路１２１は信号処理回路１１７ｄで生成された被写界輝度分布が第１の範囲ａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４６１）。被写界輝度分布が第１の範囲ａよりも大きいと（ステップＳＳ４６２において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は合成フレーム数を３とする（ステップＳ４６３）。

システム制御回路１２１は被写界輝度値に基づいて適正露出が得られる露出制御値を求めるとともに、アンダー露出画像およびオーバー露出画像が得られる露出制御値を求める（ステップＳ４６４）。そして、システム制御回路１２１は後述するステップＳ４７０の処理に進む。

被写界輝度分布が第１の範囲ａ以下であると（ステップＳＳ４６２において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は被写界輝度分布が第２の範囲ｂ（ｂ＜ａ）よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４６５）。そして、被写界輝度分布が第２の範囲ｂよりも大きいと（ステップＳ４６５において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は合成フレーム数を２とする（ステップＳ４６６）。

システム制御回路１２１は被写界輝度値に基づいて適正露出が得られる露出制御値を求めるとともに、アンダー露出画像が得られる露出制御値を求める（ステップＳ４６７）。そして、システム制御回路１２１は後述するステップＳ４７０の処理に進む。

被写界輝度分布が第２の範囲ｂ以下であると（ステップＳ４６５において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は合成を行わないとする。つまり、システム制御回路１２１は合成フレーム数を１とする（ステップＳ４６８）。そして、システム制御回路１２１は被写界輝度値に基づいて適正露出が得られる露出制御値を求めて（ステップＳ４６９）、後述するステップＳ４７０の処理に進む。

続いて、システム制御回路２１２は、蓄積時間に基づいて、合成するフレーム数に２合わせてフレームの垂直転送期間を求める（ステップＳ４７０）。

さらに、システム制御回路１２１は撮像素子１１５の読み出し時間による最短の垂直転送期間に基づいて、露出制御値および蓄積時間を補正する（ステップＳ４７１）。

次に、システム制御回路１２１は次の記録フレームにおいて露出制御値に応じた蓄積時間の設定に係る制御要求を行う（ステップＳ４７２）。そして、システム制御回路１２１は露出制御処理が終了したか否かを判定する（ステップＳ４７３）。

露出制御処理が終了しないと判定すると（ステップＳ４７３において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はステップＳ４６０の処理に戻る。一方、露出制御処理が終了したと判定すると（ステップＳ４７３において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は露出制御処理を終了する。

なお、露出制御処理においては、露出の変化が激しくならないようにするため、輝度積分結果又は露出制御値を周期的に間引くようにしてもよい。

図１３は、本発明の第３の実施形態によるカメラで行われる画像合成処理を説明するためのフローチャートである。なお、ここでは、図８に示すステップと同一のステップについては同一の参照符号を付して説明を省略する。

図１および図１３を参照して、画像合成処理が開始されると、システム制御回路１２１は合成フレーム数が３であるか否かを判定する（ステップＳ４８０）。合成フレーム数が３であると（ステップＳ４８０において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は前述のステップＳ４３１の処理を行って、画像が読み出される垂直転送期間直前のブランキング（非映像）期間であるか否かを判定する（ステップＳ４８２）。

ブランキング期間でないと（ステップＳ４８２において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。一方、ブランキング期間であると（ステップＳ４８２において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は前述のステップＳ４３２〜Ｓ４３４の処理を行う。

なお、合成フレーム数が３でないと（ステップＳ４８０において、ＮＯ）、システム制御回路１２１はステップＳ４３４の処理に進む。

続いて、システム制御回路１２１は画像が読み出される垂直転送期間直前のブランキング（非映像）期間であるか否かを判定する（ステップＳ４８６）。ブランキング期間でないと（ステップＳ４８６において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、ブランキング期間であると（ステップＳ４８６において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１はステップＳ４３６およびＳ４３７の処理を行う。

次に、システム制御回路１２１は合成フレーム数が１でないか否かを判定する（ステップＳ４８９）。合成フレーム数が１であれば（ステップＳ４８９において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は画像合成処理を終了する。

一方、合成フレーム数が１でないと（ステップＳ４８９において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１はステップＳ４３８の処理を行った後、画像が読み出される垂直転送期間直前のブランキング（非映像）期間であるか否かを判定する（ステップＳ４９１）。ブランキング期間でないと（ステップＳ４９１において、ＮＯ）、システム制御回路１２１は待機する。

一方、ブランキング期間であると（ステップＳ４９１において、ＹＥＳ）、システム制御回路１２１は前述のステップＳ４４０〜Ｓ４４２の処理を行う。

このように、本発明の第３の実施形態では、被写界輝度分布に基づいて、記録フレームレートにおける垂直転送期間を決定して合成処理を行う。よって、低輝度においてはゲインアップ量を抑えて、高輝度から低輝度まで輝度分布が広い場合には画像合成処理を行ってダイナミックレンジの広い画像を得ることができる。

上述の説明から明らかなように、図１において、システム制御回路１２１、タイミング発生部１１６、および画像処理部１１７が画像合成手段、記録手段、および制御手段として機能する。さらに、システム制御回路１２１および画像処理部１１７は輝度分布測定手段又は被写界輝度算出手段として機能し、露出制御部１１８およびシステム制御回路１２１は露出制御手段として機能する。そして、固体撮像素子１１５はシステム制御回路１２１の制御下で動作する撮像手段として機能する。

なお、図１においては、少なくともシステム制御回路１２１、画像処理部１１７、および露出制御部１１８が画像記録装置を構成することになる。

以上、本発明について実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

例えば、上記の実施の形態の機能を制御方法として、この制御方法を画像記録装置に実行させるようにすればよい。また、上述の実施の形態の機能を有するプログラムを制御プログラムとして、この制御プログラムを画像記録装置が備えるコンピュータに実行させるようにしてもよい。なお、制御プログラムは、例えば、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に記録される。

この際、制御方法および制御プログラムの各々は、少なくとも撮像素子駆動ステップ、画像合成ステップ、記録ステップ、および制御ステップを有することになる。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記録媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

１１５ 撮像素子
１１６ タイミング発生部
１１７ 画像処理部
１１７ｄ 信号処理回路
１１７ｅ 輝度積分回路
１１７ｇ 画像合成回路
１１８ 露出制御部
１２１ システム制御回路
１２３ メモリ部
１８０ 動画記録スイッチ

Claims (7)

1. 異なる露出レベルで被写体を撮像することにより電荷を蓄積し、前記蓄積された電荷を複数の画像信号として出力する撮像手段と、
   前記撮像手段から出力される複数の画像信号を合成して合成画像を得る画像合成手段と、
   所定のフレームレートで前記合成画像をメモリに記録する記録手段と、
   前記撮像手段から前記複数の画像信号を読み出す際のそれぞれの垂直転送期間を前記異なる露出レベルに応じて異ならせて、前記垂直転送期間の合計を前記所定のフレームレートで規定される時間に制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段は、直前のフレーム期間で撮像された画像における被写界輝度に応じて前記垂直転送期間を変化させることを特徴とする画像記録装置。
2. 前記制御手段は、被写界輝度に応じて合成する画像数を変化させることを特徴とする請求項１に記載の画像記録装置。
3. 被写界輝度の分布を測定する輝度分布測定手段を備え、
   前記制御手段は、前記輝度分布測定手段によって測定される被写界輝度分布に応じて、合成する画像数を決定することを特徴とする請求項２に記載の画像記録装置。
4. 前記制御手段は、少なくとも１つの垂直転送期間で読み出された画像の露出レベルを所定の露出レベルとし、前記所定の露出レベルで得られた画像に応じて被写界輝度を求めることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像記録装置。
5. 前記撮像手段は、前記蓄積された電荷を掃き出す電子シャッターを備え、
   前記制御手段は、前記垂直転送期間のそれぞれの開始・終了タイミングで電子シャッターが動作するよう制御し、前記電子シャッターの動作制御により、前記異なる露出レベルに応じた異なる蓄積時間を設定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像記録装置。
6. 前記制御手段により設定される異なる蓄積時間のうち、前記垂直転送期間の１つとして設定しうる最短の垂直転送期間より短い第１の蓄積期間がある場合、前記制御手段は、前記第１の蓄積期間に対応する垂直転送期間を前記最短の垂直転送期間に設定すると共に、前記電子シャッターによる前記蓄積された電荷の掃出し時間を調整することを特徴とする請求項５項に記載の画像記録装置。
7. 異なる露出レベルで被写体を撮像することにより電荷を蓄積し、前記蓄積された電荷を複数の画像信号として出力する撮像手段を備える画像記録装置の制御方法であって、
   前記撮像手段から出力される複数の画像信号を合成して合成画像を得る画像合成ステップと、
   所定のフレームレートで前記合成画像をメモリに記録する記録ステップと、
   前記撮像手段から前記複数の画像信号を読み出す際のそれぞれの垂直転送期間を前記異なる露出レベルに応じて異ならせて、前記垂直転送期間の合計を前記所定のフレームレートで規定される時間に制御する制御ステップとを有し、
   前記制御ステップは、直前のフレーム期間で撮像された画像における被写界輝度に応じて前記垂直転送期間を変化させることを特徴とする画像記録装置の制御方法。

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