(57)【要約】【課題】  撮影するシーンや設定に応じて、適した感度の画像を得ること。【解決手段】  被写体を撮影して、画像信号を出力する撮像手段と、測光手段とを有する撮像装置において、画像信号を増幅し、増幅された画像信号にダイナミックレンジ制御を行い、画像信号の増幅率とダイナミックレンジ制御における補正量とのいずれを優先するかを判定し、増幅率を優先する場合に、増幅率が取り得る値に対して補正量が取り得る値の範囲を制限し、補正量を優先する場合に、補正量が取り得る値に対して増幅率が取り得る値の範囲を制限する。測光手段による測光の結果と、画像信号の輝度分布を解析した結果に基づいて、制限された値の範囲で、増幅率及び補正量を決定する。【選択図】  図１１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影して、画像信号を出力する撮像手段と、
測光手段と、
前記画像信号の輝度分布を解析する解析手段と、
前記画像信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅された画像信号にダイナミックレンジ制御を行う処理手段と、
前記増幅手段における増幅率と、前記ダイナミックレンジ制御における補正量とのいずれを優先するかを判定する判定手段と、
前記増幅率を優先する場合に、前記増幅率が取り得る値に対して前記補正量が取り得る値の範囲を制限し、前記補正量を優先する場合に、前記補正量が取り得る値に対して前記増幅率が取り得る値の範囲を制限する制限手段と、
前記測光手段による測光の結果と、前記解析手段による解析の結果に基づいて、前記制限手段により制限された値の範囲で、前記増幅率及び前記補正量を決定する決定手段と
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制限手段は、前記増幅手段による増幅及び前記処理手段によるダイナミックレンジ制御により、前記画像信号の劣化が予め決められたレベルより低くなるように、増幅率が取り得る値の範囲及び前記補正量が取り得る値の範囲を制限することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記被写体の動き量を算出する算出手段を更に有し、
前記判定手段は、前記動き量が予め決められた動き量を越えていれば前記増幅率を優先し、越えていなければ前記補正量を優先すると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記増幅率及び前記補正量を指定するための指定手段を更に有し、
前記指定手段により前記補正量として固定値が指定された場合に、前記判定手段は、前記動き量に関わらず、前記補正量を優先すると判定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記指定手段により、前記ダイナミックレンジ制御が行われないように前記補正量が指定された場合に、前記判定手段は、前記動き量に関わらず、前記増幅率を優先すると判定することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記補正量が指定されず、前記増幅率が指定されていれば、前記判定手段は、前記動き量に関わらず、前記増幅率を優先すると判定することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
【請求項７】
被写体を撮影して、画像信号を出力する撮像手段と、測光手段とを有する撮像装置における制御方法であって、
解析手段が、前記画像信号の輝度分布を解析する解析工程と、
増幅手段が、前記画像信号を増幅する増幅工程と、
処理手段が、前記増幅された画像信号にダイナミックレンジ制御を行う処理工程と、
判定手段が、前記増幅工程における増幅率と、前記ダイナミックレンジ制御における補正量とのいずれを優先するかを判定する判定工程と、
制限手段が、前記増幅率を優先する場合に、前記増幅率が取り得る値に対して前記補正量が取り得る値の範囲を制限し、前記補正量を優先する場合に、前記補正量が取り得る値に対して前記増幅率が取り得る値の範囲を制限する制限工程と、
決定手段が、前記測光手段による測光の結果と、前記解析工程おける解析の結果に基づいて、前記制限工程で制限された値の範囲で、前記増幅率及び前記補正量を決定する決定工程と
を有することを特徴とする制御方法。
【請求項８】
コンピュータに、請求項７に記載の制御方法の各工程を実行させるためのプログラム。
【請求項９】
請求項８に記載のプログラムを格納したコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び制御方法に関し、撮影対象に応じて撮影感度を制御することが可能な撮像装置及び制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラにおいて被写体の明るさに応じて絞り値やシャッタ速度を調節して適切な露出で撮影を行う自動露出制御（ＡＥ）がある。このときＡＥでは、人物の顔の有無や逆光シーンであるか否かなど、さまざまな条件に応じて露出を決定する。
【０００３】
画像内に明部と暗部が混在するコントラストのあるシーンの場合、明部に対して適正露出にすると暗部が黒つぶれし、暗部に対して適正露出にすると明部が白飛びしてしまうことがある。このようなコントラストのあるシーンは、絞り、シャッタ速度、ISO感度により決定される露出値だけで黒つぶれや白飛びを軽減した画像を得ることは難しい。
【０００４】
白飛び現象を軽減する手法として、ダイナミックレンジ（Ｄレンジ）補正撮影が知られている。これは、撮像素子の露光量を抑えて撮像することで白飛びが発生しないようにし、すでに適正な明るさになっていた領域や、暗部領域の明るさが不足した分は、ガンマカーブを調節することで白飛びのみを軽減する手法である。
【０００５】
また、動きのある被写体の撮影時に速いシャッタ速度で撮影して被写体ブレを軽減したときに、ISO感度を向上させて被写体の明るさを補償する手法が知られている。
【０００６】
しかし、上述した画像処理によるＤレンジ補正はＳ／Ｎ比の悪化が顕著になる場合があり、同じくＳ／Ｎ比の悪化の要因となるISO感度の増大と、共存することに課題があった。
【０００７】
特許文献１には、ノイズの増加を抑制しながら広ダイナミックレンジの画像を得るために、次の撮像装置が提案されている。すなわち、ISO感度範囲内でＤレンジ補正可能なら補正し、ISO感度範囲内でＤレンジ補正不可なら可能な範囲でISO感度を低減し、不足分は他の露出条件で補うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−１８３４６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した特許文献１ではＤレンジ補正を優先し、目的のＤレンジ補正を実現するためにISO感度や他の露出条件を使用するが、設定やシーンよっては、ISO感度を優先させた方がよい場合がある。
【００１０】
本発明は上記問題点を鑑みてなされたものであり、撮影するシーンや設定に応じて、適した感度の画像を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮影して、画像信号を出力する撮像手段と、測光手段と、前記画像信号の輝度分布を解析する解析手段と、前記画像信号を増幅する増幅手段と、前記増幅された画像信号にダイナミックレンジ制御を行う処理手段と、前記増幅手段における増幅率と、前記ダイナミックレンジ制御における補正量とのいずれを優先するかを判定する判定手段と、前記増幅率を優先する場合に、前記増幅率が取り得る値に対して前記補正量が取り得る値の範囲を制限し、前記補正量を優先する場合に、前記補正量が取り得る値に対して前記増幅率が取り得る値の範囲を制限する制限手段と、前記測光手段による測光の結果と、前記解析手段による解析の結果に基づいて、前記制限手段により制限された値の範囲で、前記増幅率及び前記補正量を決定する決定手段とを有する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、撮影するシーンや設定に応じて、適した感度の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における撮像装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】撮像装置の外観の一例を示す概略図。
【図３】露出及びゲインにより、撮影した画像の明るさを調節する処理の概念を示す図。
【図４】ガンマカーブの例を示す図。
【図５】被写体の動き量が異なるシーンの例を示す図。
【図６】背景の明るさが異なるシーンの例を示す図。
【図７】撮影するシーンの例を示す図。
【図８】被写体の動き量に対する最大感度及び最大Ｄレンジ補正量の概念を説明するための図。
【図９】図６（ｂ）に示すシーンの輝度ヒストグラムを示す図である。
【図１０】実施形態におけるプログラム線図の一例を示す図。
【図１１】実施形態における撮影処理を示すフローチャート。
【図１２】実施形態における優先モード判定及び制御範囲の決定処理を示すフローチャート。
【図１３】ＡＥ及びDPlus量の決定処理を示すフローチャート。
【図１４】DPlus設定に応じたDPlus制御範囲及び優先モードを示す図。
【図１５】DPlus＝Off時のISO感度設定に応じたISO感度制御範囲及び優先モードを示す図。
【図１６】DPlus＝固定200%時のISO感度設定に応じたISO感度制御範囲及び優先モードを示す図。
【図１７】DPlus＝固定400%時のISO感度設定に応じたISO感度制御範囲及び優先モードを示す図。
【図１８】DPlus＝Auto時のISO感度設定に応じたISO感度制御範囲及び優先モードを示す図。
【図１９】ISOAuto適応モードにおける、ISO感度及びDPlusの制御範囲を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の形態を詳細に説明する。
【００１５】
図１は、本実施形態における撮像装置１００の概略構成を示すブロック図である。
【００１６】
レンズユニット１０は複数のレンズにより構成され、メカ駆動回路１４によりレンズユニット１０の一部または全部を光軸方向に沿って駆動することで、焦点や画角を調節することができる。また、カメラブレに応じてレンズユニット１０の一部を光軸方向以外にも駆動することで手ぶれ補正を行うことも可能である。なお、手ぶれ補正は撮像部２０を動かすことでも同様に実現可能である。レンズユニット１０を通過した光は光量調節機構１２によりその光量を調節することができる。光量調節方法しては、口径を変化させる光彩絞りや、光透過量を落とすＮＤフィルター、開閉により光を通過／遮光するメカシャッタなど様々な形態があり、用途に応じて使い分ける。
【００１７】
レンズユニット１０及び光量調節機構１２を通過した光は撮像部２０で受光される。撮像部２０は撮像駆動回路２２からの駆動指示により動作し、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等に代表される撮像素子における電荷蓄積、蓄積された電荷の読み出し、読み出した電荷（画像信号）の増幅／減衰、画像信号のＡ／Ｄ変換などを行う。撮像部２０から出力された画像データは画像処理回路４０に入力されるか、あるいは一時記憶メモリ（ＲＡＭ）４６に記憶される。
【００１８】
画像処理回路４０は、撮像部２０から直接、あるいは一時記憶メモリ４６を経由して入力された画像データの画像処理や画像解析など様々な処理を行う。まず、撮影時の自動露出制御（ＡＥ：AutoExposure）や自動焦点調節（ＡＦ：AutoFocus）では、撮像部２０から順次出力される画像データから輝度成分や周波数成分を抽出し、これらを評価値として用いることでＡＥ、ＡＦを行うことができる。また、画像処理回路４０は撮像部２０から得た画像データを現像処理して画質を調節することができ、色合い、階調、明るさ等を適切に設定して鑑賞に適した写真に仕上げる。
【００１９】
さらに画像処理回路４０は、入力された画像内から、例えば人物の顔等の被写体を検出することができ、画像内における人物の顔の位置、大きさ、傾き、顔の確からしさ情報等を得ることができる。また、検出した人物の顔の特徴情報を抽出し、特定の個人であるかを認証することができる。認証にあたっては、ＲＯＭ４８に記憶されている個人の特徴情報を読み出し、画像処理回路４０で特徴情報を比較して一致処理を行い、登録済みの個人と一致するかを確認する。また、画像処理回路４０は人物の顔の詳細な解析を行うことができ、例えばその人物の眼を解析して視線方向を検出することができる。
【００２０】
さらに画像処理回路４０は、連続して入力された画像間の被写体の位置の変化に基づいて被写体の動き量を算出する。
【００２１】
ＬＣＤなどの表示装置５０は、画像処理回路４０で現像処理された画像を表示したり、また、文字やアイコンを表示することで使用者に対して情報伝達をすることもできる。撮像部２０により所定周期で得られた画像を表示することにより、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）として用いることができる。
【００２２】
また、撮像装置１００に対し、外部メモリＩ／Ｆ５２を介して外部メモリ９０を挿入したり、外部機器Ｉ／Ｆ５４を介して外部機器９２を接続することができる。外部メモリ９０や外部機器９２を接続することで、画像の授受や互いの機器を動作させるコマンド情報などをやりとりすることができる。
【００２３】
システム制御部４２は、撮像装置１００の各構成を制御し、使用者は操作部４４を介して動作の指示を入力することができる。フラッシュ３０は発光制御回路３２からの指示により、主被写体に向けて発光することで、主被写体が暗い場合にフラッシュ３０を発光させることで十分な光量を得ることができ、暗い中でも速いシャッタ速度を保ち、好適な画像を得ることができる。
【００２４】
図２は、撮像装置１００の外観の一例を示す概略図であり、図２（ａ）は前面、図２（ｂ）は裏面を示している。撮像装置１００の前面にはレンズユニット１０が配置され、同一面にフラッシュ３０が配置されている。また、図２（ｂ）には示していないが、従来からの光学ファインダ２０４を併設する構成とすることも可能である。表示装置５０に撮像部２０から得られる画像を逐次表示するＥＶＦは、高い視野率を実現し易い、表示装置５０の大きさによっては被写体が大きく見易い、撮影画像とファインダ画像の画角差（パララックス）が無い、などのメリットがある。その反面、撮像素子や表示装置５０を動作させるための電力が必要となり、電池の消耗が早くなることが懸念される。このため、電池の消耗を避けて多くの撮影枚数が望まれる場合には、電子ビューファインダー機能をＯＦＦにし、光学ファインダ２０４を使用することができる。
【００２５】
また、裏面には表示装置５０が配置されている。また、撮像装置１００の複数の位置には位置された操作部材２１０、２２０、２２２、２２４、２２６、２２８を操作することで、撮影モード切り替え、各種設定等、ユーザー操作に応じた機能が発動する。
【００２６】
撮像装置の上部には、電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２００、シャッタスイッチ２０２が配置されている。シャッタスイッチ２０２を浅く押下する（ＳＷ１）ことで撮影の準備、ボタンを深く押下することで撮影の開始を指示する。
【００２７】
次に、上記構成を有する撮像装置１００における撮影時の露出及びダイナミックレンジ（Ｄレンジ）補正の決定方法について説明する。露出を決定する要素は、被写体輝度Ｂｖ、撮影感度Ｓｖ、絞り値Ａｖ、シャッタ速度Ｔｖである。フィルムカメラの場合、撮影感度Ｓｖは装填するフィルムによって決定され、測光センサにより被写体輝度Ｂｖを測定し、露出値Ｅｖを式（１）により算出することができる。
Ｂｖ＋Ｓｖ＝Ｅｖ      …（１）
式（１）により算出された露出値Ｅｖはその被写体を適正露出で撮影するための目標値となり、このＥｖを実現する絞り値Ａｖとシャッタ速度Ｔｖの組み合わせを決定する。
Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ      …（２）
【００２８】
デジタルカメラの場合も基本的には式（１）、式（２）を用いて露出を決定するが、フィルムカメラと大きく異なるのは、撮影感度Ｓｖを動的に変更することが可能な点である。
【００２９】
図３は、露出及びゲインにより撮影した画像の明るさを調節する処理の概念を示す図である。被写体像がレンズユニット１０を通過する際、絞り値Ａｖ３０３により光量がコントロールされ、撮像素子にて受光される。受光時間はシャッタ速度（電荷蓄積時間）Ｔｖ３０５にてコントロール可能な構成となっている。撮像部２０の撮像素子にて光電変換される際、この特性により基本感度ＢａｓｅＳｖ３０７が決定される。撮像素子から読み出された画像データは、アナログゲインアンプ３０９にてゲインがかけられる。このアナログゲインアンプ３０９は任意の値を指定することができ、撮影感度を調節する機能の実現手段として使用可能である。式（１）と式（２）に自動感度制御の概念を加えると以下の式（３）となり、絞り値とシャッタ速度とゲイン値によって目標Ｅｖとなるように動作させることができる。
Ｂｖ＋ＢａｓｅＳｖ＝Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ−ＤｅｌｔａＧａｉｎ      …（３）
このときの最終的な感度は、
Ｓｖ＝ＢａｓｅＳｖ＋ＤｅｌｔａＧａｉｎ      …（４）
となり、式（３）は式（５）で表現することができる。
Ｂｖ＋Ｓｖ＝Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ      …（５）
【００３０】
図１０に、露出値Ｅｖに応じた絞り値、シャッタ速度、感度の組み合わせを表現したプログラム線図を示す。横軸はシャッタ速度Ｔｖ、縦軸は絞り値Ａｖを表し、各露出値Ｅｖ１００７に対応する組み合わせが表現されている。図１０では一例として、絞り値が開放（図ではAv3）になった以降は感度１００５を上げて低輝度被写体に追従する例を示している。最高感度をどこまで上げるかを示す矢印１０１３に関してはこのプログラム線図で表現することができ、製品仕様に合わせて設計を行う。
【００３１】
図３に戻り、絞り値Ａｖ、シャッタ速度Ｔｖ、感度Ｓｖ（＝ＢａｓｅＳｖ＋ＤｅｌｔａＧａｉｎ）によってアナログでの信号レベルが決定されたのち、Ａ／Ｄ変換が行われる。このあと、画像処理回路４０において、デジタル的な信号変換としてＤｅｌｔａＤＰ（DPlus量）３１３をかけることができる。この変換ではガンマカーブにより入力信号対出力信号の変換方法を表現することができ、図４にその概念図を示す。横軸は入力信号、縦軸は出力信号を示し、入力信号のレベル毎に変換後の値を定義することができる。例として、入力信号対出力信号の変換特性を２種類示す。図４から分かるように変換特性４１３は、変換特性４１１に対してゲインアップ量が高い。また、変換特性４１３の暗部は変換カーブがより垂直に立っているため、変換特性４１１よりも変換後の諧調性が損なわれる。このように、変換カーブ特性により、どの入力信号レベルにどの程度の諧調性を持たせるかを調節できるため、絞り、シャッタにより撮像素子にどの程度の露光量を確保するかと合わせて、画像のダイナミックレンジを制御することが可能となる。
【００３２】
上記で述べた、絞り値、シャッタ速度、ゲイン、ガンマカーブを、被写体に応じてどのように設定すれば効果的かを、図５、図６、図７を例に説明する。
【００３３】
図５は、被写体の動き量が異なるシーンの例を示す図であり、図５（ａ）は静止している人物を撮影する例を示している。これに対し、図５（ｂ）は走っている人物を撮影する例を示している。動いている被写体を撮影する際、遅いシャッタ速度で撮影すると人物のブレが目立ちやすくなるため、速いシャッタで撮影したほうが良好な写真が得られるケースが多い。被写体輝度にもよるが、速いシャッタ速度で撮影するためにはそれを補うために感度も上げて撮影する必要がある。一方、静止している被写体はブレが少ないため、遅めのシャッタ速度かつ低感度で撮影することで良好な画質を得ることができる。
【００３４】
図６はいずれも静止している人物を撮影する例を示しているが、背景の様子（明るさ）が異なる。図６（ａ）は背景が一様な明るさであるのに対し、図６（ｂ）は、画面下部が暗く、上部が明るい明暗差のあるシーンを示している。図６（ａ）、（ｂ）を同一の露出で撮影した場合、図６（ｂ）の明るい背景が白とびしやすくなる現象が発生する懸念がある。このため、図６（ｂ）の撮影時には撮像素子の露光量を低く抑えることで白とびを抑え、露出を低く抑えた分を補うようにガンマカーブで調節するように撮影すると、白飛びの軽減を期待することができる。図６（ｂ）のようなシーンの輝度ヒストグラムをみると図９に示すように、高輝度領域と低輝度領域に画素が多く分布し、輝度コントラストがある傾向がみられる。輝度コントラストがあり、ダイナミックレンジ制御が有効なシーンであるか否かは、このように輝度ヒストグラムを参照する方法が有効である。
【００３５】
図７は、明暗差のある背景の中を走っている被写体の例を示す。このような場合、被写体のブレを軽減するために感度をあげて速いシャッタ速度で撮影することが望まれると共に、明暗差を解消するためにダイナミックレンジを制御することも望まれる。しかしながら、ダイナミックレンジを稼ぐために図３に示すようなガンマカーブをかける場合、ノイズ成分が増加して画質的な劣化が懸念され、被写体のブレ軽減と、良好な画質の両立が課題となる。
【００３６】
そのような課題に対する例として、図８（ａ）及び（ｂ）は被写体の動き量に応じて撮影パラメータを決定する方法の概念を示している。図８（ａ）において、横軸が被写体の動き量、縦軸が最大感度を表し、図８（ｂ）では、横軸が被写体の動き量、縦軸が最大Ｄレンジ補正量を示している。被写体の動きが小さい場合、最大感度をＩＳＯ３２００に制限するとともに、最大Ｄレンジ補正量を４００％まで可能とすることで、ISO感度アップによる画質劣化分をＤレンジ補正に割り当てて使用することができる。一方、被写体の動き量が大きい場合、最大感度をＩＳＯ１２８００まで許可して被写体のブレが軽減される効果を狙うとともに、Ｄレンジ補正による画質劣化がこれ以上発生しないようにＤレンジ補正を行わないパラメータ設計としている。
【００３７】
これまで述べたように、シーンによって適切な絞り値、シャッタ速度、ゲイン、ガンマカーブは異なるため、適応的に値をとることで、よりダイナミックレンジが広く、画質劣化を抑えた撮影を行うことができる。一つの方法として、ユーザーが任意のISO感度値やＤレンジ補正値を選択可能な仕様としてもよい。また、感度向上を優先的に行うモードＡ、Ｄレンジ補正を優先的に行いモードＢ、というふうに、カメラが自動で露出を決定し、その決定の際に優先すべき項目を指定する搭載形態としてもよい。
【００３８】
次に、図１１、図１２、図１３を参照しながら、上記構成を有する撮像装置１００の本実施形態における動作について説明する。また、図１４〜図１９に、Ｄレンジ補正設定とISO感度（増幅率）設定の組み合わせを表で示す。
【００３９】
図１１は、本実施形態の撮像装置１００における撮影処理を示すフローチャートである。この処理は図２で示した撮像装置１００の電源ＯＮ／ＯＦＦスイッチ２００がオンされると開始される。Ｓ１０３でシステム起動を行う。ここでは撮像装置１００が動作するのに必要なＣＰＵやＬＳＩへの電源供給、クロック供給をはじめ、メモリやＯＳの初期化など、基本システムの起動が行われる。
【００４０】
次に、Ｓ１０５において撮像部２０内の撮像素子等、撮像系の起動や、フォーカスレンズやズームレンズ等を含むレンズユニット１０等、光学系の起動が行われる。更に、メカシャッタやメカ絞りが動作し、撮像素子に外光が導かれ始める。続いて、Ｓ１０７では、画像処理回路４０において、撮像素子から読み出したデータを元に、明るさ、色、ピント状況を計測し、それぞれを好適な状態にするＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢ処理が開始される。ＡＥ、ＡＦ、ＡＷＢ処理が起動したあと、Ｓ１０９においてＥＶＦ用の画像の生成を開始する。ここで生成されたＥＶＦ用の画像は表示装置５０に表示される一方、Ｓ１１１において、顔検出、個人認証、視線検出などの検出系処理にも使用される。起動が完了したのち、ＥＶＦ表示の定常状態に入る。
【００４１】
ＥＶＦ表示の定常状態において、Ｓ１１３でシステム制御部４２は撮影準備指示ボタンとしてＳＷ１がＯＮされたかどうかを判断する。ＯＮされていなければＥＶＦ表示を継続し、ＯＮされるとＳ２０１へ進む。Ｓ２０１では、ISO感度とＤレンジ補正のいずれを優先するかを示す優先モード判定や、ISO感度及びＤレンジ補正量（DPlus）の制御範囲が決定される。なお、Ｓ２０１で行われる処理の詳細に関しては図１２を参照して後述する。そして、Ｓ３０１で撮影用の露出を決定するＡＥ処理及びＤレンジ補正量の決定を行い、Ｓ１１５で合焦制御のためのＡＦ処理が行われる。なお、Ｓ３０１における処理の詳細に関しては、図１３を参照して後述する。
【００４２】
撮影条件が決定したのち、Ｓ１１７において、システム制御部４２はＳＷ２がＯＮされたかどうかを判断する。ＯＮされていなければ、Ｓ１１８でＳＷ１がＯＮされたままかどうかを判断し、ＯＮされていればＳ１１７の処理を繰り返し、ＯＮされていなければ、Ｓ１１３に戻って上記処理を繰り返す。一方、ＳＷ２がＯＮされるとＳ１１９に進み、予め決められた露出条件に従って撮影が行われ、撮影が終了すると、Ｓ１２０においてシステム制御部４２はＳＷ２がＯＦＦされるのを待ち、Ｓ１１３に戻って上記処理を繰り返す。なお、連写の場合には、S１１９で撮影した後、Ｓ１２０ではなく、Ｓ１１７に戻る。
【００４３】
次に図１２を参照して、Ｓ２０１で行われるISO感度とＤレンジ補正のいずれを優先するかを示す優先モード判定、及び、ISO感度及びＤレンジ補正量の制御範囲を決定する処理について説明する。
【００４４】
まず、Ｓ２０３において、図１４に示す表に従い、システム制御部４２はDPlus設定に応じてDPlus制御範囲及び優先モードを決定する。DPlusとしては、例えば図４に示す例では、DPlus量が400%、DPlus制御範囲の値２は変換特性４１３に対応し、DPlus量が200%、DPlus制御範囲の値１は変換特性４１１に対応する。また、DPlus量がOFF、DPlus制御範囲の値０は図４において点線で示す特性（即ち、入力信号＝出力信号）に対応する。図１４に示す例では、ユーザーがDPlus設定を、OFF/固定200%/固定400%/Autoの４種類の中から選べることを前提としている。選択されたDPlus設定に応じて、DPlus制御範囲と優先モードが決定される。OFFの場合はDPlus制御範囲は最小（Min）０〜最大（Max）０となり、事実上DPlusが機能しないことを示している。このとき、優先モードはISO感度優先モードとなり、ISO感度決定を優先的に行うことを示している。DPlus固定200%/400%は、それぞれDPlus制御範囲はMin１〜Max１、Min２〜Max２となり、事実上DPlusがその固定量だけかかることを示している。なお、表ではＤレンジ補正２００％を１段、４００％を２段として数値で表現している。DPlus設定Autoは後述する図１８に示す表に従う。
【００４５】
続いて、Ｓ２０５においてシステム制御部４２はISO感度制御範囲を決定するが、DPlus設定に応じてどの表に従うかを判定する。DPlus設定がOFF/200%/400%/Autoの4種類のいずれかに応じて、それぞれ対応する表を参照するＳ２１１、Ｓ２２１、Ｓ２３１のいずれかに進む。
【００４６】
DPlus設定がOFFの場合、Ｓ２１１に進み図１５に示す表に従う。表は選択可能なISO感度それぞれに応じて、ISO感度制御範囲と優先モードを表している。DPlusがOFF設定の場合、最低感度も最高感度も制限を受けないため、この撮像装置１００の最低感度及び最高感度であるISO100〜12800の範囲でISO固定設定が選択できる。例ではISOAuto設定として２種類選択可能な形態を示している。Auto通常はISO100〜3200、Auto拡張はISO100〜12800の範囲で自動的に感度を選択できる。Auto通常はISO感度アップによる画質劣化を考慮して、最高感度を抑えているモードである。一方、Auto拡張は画質劣化をいとわず、そのカメラの最高感度まで感度アップするモードである。
【００４７】
DPlusが200%の場合、Ｓ２２１に進み図１６に示す表に従う。表ではISO感度の最低値がISO200になっており、ISO100が実現できないことを示している。これは、DPlus200%を実現するにあたり、すでに感度が１段上がった状態であるためである。また、ISO感度の最高値がISO6400になっているが、これは画質劣化を懸念して、ISO感度を6400までしか上げないことを示している。ここで、実現できないISO感度が設定されないように、使用者が操作部４４を介してISO100及びISO12800を設定できないようにしている。図１６に示す表ではISOAutoの感度制御範囲も制限されている。同様の理由で、DPlus設定がOFFの場合と比べて、感度最低値がISO200となると共に、ISOAuto拡張の感度最大値がISO6400に下げられている。また、DPlus200%では、優先モードはいずれもDPlus優先となっており、DPlus200%を優先して実現することを示している。
【００４８】
DPlusが400%の場合、Ｓ２２１に進み図１７に示す表に従う。考え方は図１６に示したDPlus200%と同様で、最低感度、最高感度が制限を受けている。優先モードはDPlus実現を優先するモードである。なお、DPlusが400%の場合、ISOAutoの最高値はISO3200に制限されるため、Auto通常とAuto拡張とで感度制御範囲は等しくなる。すなわち、DPlusが400%の場合、Auto通常とAuto拡張の区別がなくなるため事実上Auto拡張は機能せず、図１７に示す表にはAuto拡張は記載されていない。DPlusが400%の場合もDPlusが400%の場合と同様に、実現できないISO感度が設定されないように、使用者が操作部４４を介してISO100、ISO200及びISO12800を設定できないようにしている。さらに、事実上機能しないAuto拡張も設定できないようにしている。
【００４９】
DPlusがAutoの場合、Ｓ２３１に進み図１８に示す表に従う。DPlusがAutoで、かつISO感度が固定設定の場合、ユーザーが選択したISO感度を実現することを優先する。このとき、ISO400〜3200は、最低感度保障としても、画質保障としてもDPlus400%を実現することができ、DPlus制御範囲は０〜２段となっている。これに対し、ISO200ではDPlusを１段しかかけることができないため、DPlus制御範囲は０〜１段となり、ISO100ではDPlusをかけることができないため、DPlus制御範囲は０〜０となりDPlusをかけることができない。一方、高感度側はISO6400では画質劣化を考慮してDPlus制御範囲を０〜１段に抑え、ISO12800ではDPlusがかからないように制御範囲を０〜０段に設定している。
【００５０】
DPlusAutoとISOAuto通常の組み合わせは、DPlusを優先するモードとする。このとき表では、ISO感度範囲がISO100〜3200となっており、DPlusがかかったときに最低ISO感度を実現できない範囲になっているが、これは後述する図１３のフローチャートに従って決定する。
【００５１】
DPlusAutoとISOAuto拡張の組み合わせは、ISO感度を優先するモードとする。このとき表では、DPlus制御範囲が０〜２となっており、ISO感度が所定より低い場合や高い場合にDPlusを実現できない範囲になっているが、これは後述する図１３のフローチャートに従って決定する。
【００５２】
DPlusAutoとISOAuto適応の組み合わせは、被写体の状況に応じて優先モードを切り替え可能な形態としている。これを図１９に示す表を用いて説明する。図１９に示す表は、図５、図６、図７に示したように被写体が動いている場合と画面内に明暗差がある場合を考慮して、適応的に制御範囲を決定する例を示している。表では被写体の動き量を大中小として検出した結果を用い、各制御範囲と優先モードを決定するものとしている。
【００５３】
このように、DPlusがAutoの場合、システム制御部４２はＳ２３１の後にＳ２３３においてISOAuto適応か判定して、ISOAuto適応でなければＳ２０１の処理を終了し、ISOAuto適応であればＳ２３５に進む。
【００５４】
Ｓ２３５では、システム制御部４２は、画像処理回路４０にて算出された被写体の動き量を判定をして、Ｓ２３７では算出された動き量と図１９に示す表とに基づいて、ISO制御範囲、DPlus制御範囲、優先モードが決定される。
【００５５】
被写体の動き量が小さい場合、被写体ブレを軽減するために極端に感度を上げる必要がないため、ISO制御範囲はISO100〜3200としている。DPlus制御範囲は０〜２段まで可能としてDPlus優先とすることで、明暗差を軽減することを優先するモードとしている。被写体の動き量が中程度の場合、ISO制御範囲をISO100〜6400とし、比較的被写体ブレに強くし、ISO感度が上がることに伴ってDPlus制御範囲を狭くして画質劣化が顕著にならないようにしている。被写体の動き量が大きい場合、被写体ブレを軽減することを最優先とし、ISO感度制御範囲は最高感度をISO12800としている。また、優先モードはISO感度優先としてブレ軽減に重点を置いている。このように、表に従ってISO感度制御範囲、DPlus制御範囲、優先モードが決定される。
【００５６】
次に図１３を参照して、図１１のＳ３０１で行われる撮影用の露出を決定する処理について説明する。まずＳ３０３において、システム制御部４２はDPlus設定に応じてDPlus量（ダイナミックレンジ制御の補正量）としてすでにユーザーにより固定値が選択されているか、または、撮像装置が自動的に選択するAutoなのかを判定する。DPlus量として固定値が選択されている場合、Ｓ３０５において、選択されている固定値を確定する。
【００５７】
一方、DPlus設定がAutoの場合、Ｓ３０７において、画像処理回路４０はシーンに応じたDPlus量を算出するために白飛び量を解析する。白飛び量を解析する方法としては様々な方法があるが、図９に示した輝度ヒストグラムを評価用データとして使用する方法がある。輝度ヒストグラムからは画面内の輝度分布を読み取ることができ、高輝度側の画素数分布状況から白飛び量を算出することができる。そしてＳ３０９において、この白飛びを抑えるために、システム制御部４２は撮像素子面での露光量をどの程度に抑える必要があるのかを算出する。これがすなわちDPlus量となる。白飛びを抑えるためだけに露出をアンダーに抑制した場合、画面内に存在する既に適正露出の領域もアンダー露出になってしまう。これを防ぐためにガンマカーブを調節して暗部から適正露出にかけての輝度領域が暗くなりすぎることを防ぐ。
【００５８】
続いてＳ３１１において、システム制御部４２はISO設定の確認を行う。図１５〜図１７に示す表に従ってＳ３０５またはＳ３０９において設定されたDPlus量に対応する設定可能なISO感度からユーザーがISO固定値を選択している場合、Ｓ３１３に進んでそのISO感度値を撮影用感度として確定する。一方、ISO感度がAuto設定の場合、Ｓ３１５においてISO感度制御範囲における最低ISO感度の再決定を行う。Ｓ３０５またはＳ３０９において、DPlus量として有効な値が確定している場合、少なくともその段数分はISO感度を下げることができないため、ここで再決定を行う。たとえば図１８に示す表のISOAuto通常において、この時点ではISO感度制御範囲はISO100〜となっているが、Ｓ３１５において、DPlus量に応じて再決定されることとなる。
【００５９】
続いてＳ３１７においてシステム制御部４２は優先モードがDPlus優先か否かを判定し、DPlus優先の場合はＳ３１９において最高ISO感度の再決定を行う。例えば図１８に示す表において、ISOAuto通常時の最高感度はISO3200になっているが、Ｓ３０５またはＳ３０９で決定したDPlus量とこの時点の最高感度の組み合わせでは画質劣化が懸念される場合、ISO感度の最高値をさらに抑えるように再決定する。一方、優先モードがISO感度優先の場合は、逆にＳ３２０において、既に決定しているDPlus量を抑制するように再決定することで画質劣化を抑えるようにDPlus量を再決定する。
【００６０】
ここまでの処理で、DPlus量及びISO感度制御範囲が決定する。また、ISO感度設定が固定設定であれば、ISO感度値も決定したことになる。
【００６１】
次に、Ｓ３２１においてシステム制御部４２はISO感度制御範囲を考慮してプログラム線図を作成する。プログラム線図は図１０に示したように絞り値、シャッタ速度、ISO感度値の組み合わせを表現したものであるが、ここにISO感度制御範囲を反映したプログラム線図を生成する。そして、Ｓ３２３において、システム制御部４２は別途測光しておいた被写体の明るさBvに基づいてプログラム線図から、絞り値、シャッタ速度、ISO感度値を最終決定する。
【００６２】
上記の通り本実施形態によれば、撮影時のISO感度、DPlus値を適切に決定することが可能となる。
【００６３】
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、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。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。
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憶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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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