(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光量に応じた電荷蓄積を行う電荷蓄積手段と、
動作モードを設定する設定手段と、
前記電荷蓄積手段により第１の蓄積を行って得られた画像データと第２の蓄積を行って得られた画像データとに基づいて、露出制御値を演算する演算手段と、
前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量とが異なるように制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記設定手段により設定された動作モードが、前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う動作モードである場合、当該動作モードが設定されていない場合よりも、前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量との露光量の差を小さくすることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記設定手段により設定された動作モードが、前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う動作モードである場合、前記第１の蓄積における測光可能範囲と前記第２の蓄積における測光可能範囲とで重複する範囲が存在するように、前記第１の蓄積における露光量及び前記第２の蓄積における露光量を制御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】
前記制御手段は、前記設定手段により設定された動作モードが、前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う動作モードである場合、当該動作モードが設定されていない場合よりも、前記重複する範囲が広くなるように、前記第１の蓄積における露光量及び前記第２の蓄積における露光量を制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の蓄積を行って得られた画像データにおける前記所定の条件を満たす領域の測光出力値及び前記第２の蓄積を行って得られた画像データにおける前記所定の条件を満たす領域の測光出力値が前記重複する範囲内となるように、前記第１の蓄積における露光量及び前記第２の蓄積における露光量を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の蓄積を行って得られた画像データにおける前記所定の条件を満たす領域の測光出力値の重み付けを大きくした加重平均値及び前記第２の蓄積を行って得られた画像データにおける前記所定の条件を満たす領域の測光出力値の重み付けを大きくした加重平均値が前記重複する範囲内となるように、前記第１の蓄積における露光量及び前記第２の蓄積における露光量を制御することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記電荷蓄積手段により前記第１の蓄積を行って得られた画像データを用いて設定した追尾対象領域に類似する領域を前記第２の蓄積を行って得られた画像データから検出する追尾処理を行う追尾手段を有し、
前記制御手段は、前記追尾処理を行う動作モードが設定されている場合、前記追尾処理を行わない動作モードが設定されている場合よりも、前記露光量の差を小さくすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて特徴領域を検出する特徴領域検出処理を行う検出手段を有し、
前記制御手段は、前記特徴領域検出処理を行う動作モードが設定されている場合、前記特徴領域検出処理を行わない動作モードが設定されている場合よりも、前記露光量の差を小さくすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記電荷蓄積手段により前記第１の蓄積を行って得られた画像データを用いて設定した追尾対象領域に類似する領域を前記第２の蓄積を行って得られた画像データから検出する追尾処理を行う追尾手段と、
前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて特徴領域を検出する特徴領域検出処理を行う検出手段と、を有し、
前記制御手段は、前記追尾処理及び前記特徴領域検出処理の少なくとも一方を行う動作モードが設定されている場合、前記追尾処理及び前記特徴領域検出処理のいずれも行わない動作モードが設定されている場合よりも、前記露光量の差を小さくすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記複数の画像データのそれぞれについて得られた複数の測光出力値を合成する合成手段を有し、
前記演算手段は、前記合成手段により合成を行った結果に基づいて、前記露出制御値を演算することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
入射光量に応じた電荷蓄積を行う電荷蓄積手段と、動作モードを設定する設定手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、
前記電荷蓄積手段により第１の蓄積を行う第１の蓄積ステップと、
前記電荷蓄積手段により第２の蓄積を行う第２の蓄積ステップと、
前記第１の蓄積を行って得られた画像データと前記第２の蓄積を行って得られた画像データとに基づいて、露出制御値を演算する演算ステップと、
前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量とが異なるように制御する制御ステップと、を有し、
前記制御ステップは、前記設定手段により設定された動作モードが、前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う動作モードである場合、当該動作モードが設定されていない場合よりも、前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量との露光量の差を小さくすることを特徴とする撮像装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法に関し、蓄積型の撮像素子を用いて測光を行う撮像装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置に要求される測光範囲は、一般にＡＰＥＸ単位におけるＢｖ値で約−５〜＋１５である。すなわち測光範囲のダイナミックレンジは２０段程度である。一方、蓄積型の撮像素子による１回の蓄積で測光できるダイナミックレンジは２０段よりも小さい。
【０００３】
そこで、蓄積型の撮像素子を用い、同一シーンについて異なる露出で複数回撮像した画像信号を合成することで、１回の蓄積（撮像）で実現できるダイナミックレンジよりも広いダイナミックレンジを有する画像を生成する技術が知られている。このような技術は、一般的にＨＤＲ（ハイダイナミックレンジ）合成と呼ばれている。
【０００４】
同様の考え方で、蓄積型の受光素子を用いる測光装置のダイナミックレンジを拡大することも提案されている。例えば、特許文献１では、蓄積型の受光素子を用いた測光装置において、電荷蓄積時間を長くした測光と、電荷蓄積時間を短くした測光とを交互に行い、被写界内の輝度差が非常に大きい場合でも低輝度部分から高輝度部分までの測光値を得ている。
【０００５】
また、従来、撮像画面内で主要被写体がどこにあるかを認識し、その位置を自動的に追尾する、いわゆる、被写体追尾機能を有する撮像装置が知られている。この被写体追尾機能を用いることで、動きのある主要被写体に対して連続的に自動焦点調節制御（ＡＦ制御）や露出制御（ＡＥ制御）を行うことが可能となる。
【０００６】
このような被写体追尾機能を有する撮像装置の一例として、一眼レフカメラのような、撮像素子とは別に測光に用いる測光部を有する撮像装置において、測光部から出力される測光データに基づいて被写体追尾を行うものが特許文献２に記載されている。
【０００７】
また、特許文献３には、測光装置で取得した画像信号から人物などの特徴領域を抽出して、次回以降取得した画像内で相関を取ることで抽出した特徴領域に焦点を合わせることや露出制御に応用する追尾処理技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平６−１３０４６２号公報
【特許文献２】特開平７−１１０４２９号公報
【特許文献３】特開２０１１−３５７６５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、特許文献２に記載された撮像装置のように、測光部から出力される測光データに基づいて被写体追尾を行う構成において、特許文献１に記載されたようにして測光可能範囲を拡大しようとした場合、以下のような問題が生じてしまう。
【００１０】
測光可能範囲を拡大するために電荷蓄積時間を長くした測光と短くした測光とを交互に行う場合、それぞれの測光による測光可能範囲は異なる。そのため、追尾対象領域が一方の測光においては測光可能範囲内であっても、他方の測光においては測光可能範囲外になることが考えられる。被写体追尾においてそのような２つの測光データを相関演算する場合、相関演算の精度が低下してしまい、被写体追尾ができなかったり被写体追尾の精度が低下したりしてしまう。
【００１１】
また、特許文献３に記載された撮像装置においても、上記と同様の理由から、電荷蓄積時間を長くした測光と短くした測光とを交互に行うことによって、特徴領域が抽出できたりできなかったりするため、安定して特徴領域の抽出ができない。
【００１２】
そこで、本発明は、測光可能範囲を拡大でき、かつ、測光に用いる画像データを用いた所定の条件を満たす領域を検出する処理を良好に行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、入射光量に応じた電荷蓄積を行う電荷蓄積手段と、動作モードを設定する設定手段と、露出制御を行う露出制御手段と、前記電荷蓄積手段により第１の蓄積を行って得られた画像データと第２の蓄積を行って得られた画像データとに基づいて、露出制御値を演算する演算手段と、前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量とが異なるように制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記設定手段により設定された動作モードが、前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う動作モードである場合、当該撮影モードが設定されていない場合よりも、前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量との露光量の差を小さくすることを特徴とする。
【００１４】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る撮像装置の制御方法は、入射光量に応じた電荷蓄積を行う電荷蓄積手段と、動作モードを設定する設定手段と、露出制御を行う露出制御手段と、を有する撮像装置の制御方法であって、前記電荷蓄積手段により第１の蓄積を行う第１の蓄積ステップと、前記電荷蓄積手段により第２の蓄積を行う第２の蓄積ステップと、前記第１の蓄積を行って得られた画像データと前記第２の蓄積を行って得られた画像データとに基づいて、露出制御値を演算する演算ステップと、前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量とが異なるように制御する制御ステップと、を有し、前記制御ステップは、前記設定手段により設定された動作モードが、前記電荷蓄積手段により蓄積を行って得られた画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う動作モードである場合、当該撮影モードが設定されていない場合よりも、前記第１の蓄積における露光量と前記第２の蓄積における露光量との露光量の差を小さくすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、測光可能範囲を拡大でき、かつ、測光に用いる画像データを用いた所定の条件を満たす領域を検出する処理を良好に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラの構成例を示すブロック図
【図２】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの撮像処理を説明するためのフローチャート
【図３】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラのＡＥ処理を説明するためのフローチャート
【図４】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの初回蓄積処理を説明するためのフローチャート
【図５】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの次回蓄積制御値決定処理を説明するためのフローチャート
【図６】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの各測光エリアの重み付け係数の決定方法を説明するための図
【図７】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの特徴領域検出処理に基づく重み付け係数及び被写体追尾処理に基づく重み付け係数の決定に用いる重み付け係数決定テーブルを示す図
【図８】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの画素加算範囲の設定方法を説明するための図
【図９】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラの測光用蓄積制御に用いる制御値を決定するために用いるプログラム線図の例を示す図
【図１０】本発明の実施形態に係るデジタルスチルカメラのＡＥ処理における測光出力値の合成処理を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の一例としてのデジタルスチルカメラ（以下、単にカメラという）１０の構成例を示すブロック図である。
【００１９】
撮像レンズ１１は本実施形態ではオートフォーカス機構とズーム機構を有するレンズであり、ズーム制御部４４からの制御信号に従ってズーミング機構が駆動可能であるほか、焦点制御部４５からの制御信号によってフォーカスレンズが駆動可能である。
【００２０】
絞り１２は、絞り制御部４３からの制御信号に従って開口の大きさが変化し、撮像素子への入射光量を制御する。シャッタ１３は、シャッタ制御部４２からの制御信号に従って開閉することで、撮像素子の露光時間を制御する。
【００２１】
蓄積型の撮像素子１４は例えばＣＭＯＳイメージセンサであり、撮像素子制御部４１からの制御信号に従い、画素毎に光電変換を行って入射光量に応じた電荷蓄積を行い、光学像を電気信号（画像データ）に変換して出力する。ＡＧＣ回路１５は、撮像素子１４が出力する画像データに対し、ゲイン制御部４０からの制御信号に従ったゲイン調整を行い、Ａ／Ｄ変換器１６に出力する。Ａ／Ｄ変換器１６は、ＡＧＣ回路１５からの、ゲイン調整された画像データをＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換後の画像データは、画像処理部２０とメモリ制御部２１を介して、あるいはメモリ制御部２１のみを介して、メモリ３０に書き込まれる。
【００２２】
画像処理部２０は、Ａ／Ｄ変換器１６又はメモリ制御部２１からの画像データに対し、画素補正処理、色変換処理、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（ストロボプリ発光）処理、ＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理等を行う。
【００２３】
画像処理部２０の演算結果に基づいて、システム制御部５０は、ゲイン制御部４０、撮像素子制御部４１、シャッタ制御部４２、絞り制御部４３、ズーム制御部４４、焦点制御部４５、ストロボユニット４６に対する制御を実行する。
【００２４】
ゲイン制御部４０は、ＡＧＣ回路１５のゲインを制御する。撮像素子制御部４１は、撮像素子１４の蓄積時間、画素加算数を制御する。シャッタ制御部４２は、シャッタ１３の開閉動作を制御する。絞り制御部４３は絞り１２の開口の大きさを制御する。ズーム制御部４４は、撮像レンズ１１のズーミングを制御する。焦点制御部４５は、撮像レンズ１１が有するフォーカスレンズを駆動し、焦点位置を制御する。
【００２５】
ストロボユニット４６は、ＡＦ補助光の投光機能、ストロボ調光機能を有する。
【００２６】
システム制御部５０は、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有し、カメラ１０全体の動作を制御するとともに、後述する被写体追尾処理及び特徴領域検出処理などを行う。
【００２７】
被写体追尾処理は、連続する複数の画像データにおいて、前の画像データを用いて設定した追尾対象領域に類似する領域を後の画像データから検出する処理である。具体的には、前の画像データの撮像画面内において所定の条件を満たす追尾対象領域（主被写体など）の輝度パターン及び色パターンの分布からその追尾対象領域が後の画像データの撮像画面内のどこに移動したかを演算して追尾する処理である。この被写体追尾処理の追尾結果はＡＦ処理やＡＥ処理などに用いられ、動きのある被写体に対して連続的にＡＦ処理やＡＥ処理を行うことができる。
【００２８】
特徴領域検出処理は、画像データを用いて撮像画面内で人物の顔領域や特定色領域などの所定の条件を満たす特徴領域を検出する処理である。この特徴領域検出処理の結果もＡＦ処理やＡＥ処理などに用いられ、特徴領域に対して好適なＡＦ処理やＡＥ処理を行うことができる。また、特徴領域検出処理の結果は被写体追尾処理にも適用でき、特徴領域検出処理で検出した特徴領域を追尾対象領域に設定して被写体追尾処理を行うこともできる。
【００２９】
なお、システム制御部５０が、上述したゲイン制御部４０、撮像素子制御部４１、シャッタ制御部４２、絞り制御部４３、ズーム制御部４４、焦点制御部４５の制御の少なくとも一部を実行してもよい。また、システム制御部５０とは異なるＣＰＵによって、上述した被写体追尾処理及び特徴領域検出処理を実行するようにしてもよい。
【００３０】
メモリ３０は、システム制御部５０の動作用の定数、変数、プログラム等を記憶している。
【００３１】
表示部３２は、例えば液晶表示装置（ＬＣＤ）であり、システム制御部５０の制御に従い、メニュー画面や、カメラ１０の各種情報などの表示を行う。また、本実施形態のカメラ１０は、撮像スタンバイ状態において、連続的に撮像を行って撮像画像を表示部３２に表示することで、表示部３２を電子ビューファインダとして機能させるものとする。
【００３２】
シャッタスイッチ６０は、シャッタスイッチＳＷ１とシャッタスイッチＳＷ２からなり、シャッタスイッチＳＷ１は、不図示のシャッタボタンの半押しでオンし、シャッタスイッチＳＷ２はシャッタボタンの全押しでオンする。
【００３３】
シャッタスイッチＳＷ１のオンは、システム制御部５０によって撮像準備処理の開始指示として検出され、システム制御部５０は、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理等の動作を開始する。
【００３４】
また、シャッタスイッチＳＷ２のオンは本撮像（記録用画像の撮像）処理の開始指示としてシステム制御部５０に検出される。本撮像処理においてシステム制御部５０は、ＡＥ処理に従った絞り値とシャッタ速度（露光時間）で露出制御をして撮像素子１４を露光する露光処理を行う。
【００３５】
また、システム制御部５０は、撮像素子１４で得られた画像データをＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御部２１を介してメモリ３０に書き込む。さらにシステム制御部５０は、画像処理部２０での演算結果を用いて、メモリ３０に存在する画像データに現像処理（色補間処理など）を行う。さらにシステム制御部５０は、現像処理後の画像データをメモリ３０から読み出し、例えば画像ファイルの形式で記録部７０が有する記録媒体に書き込む記録処理を実行する。なお、システム制御部５０は、必要に応じて画像データの符号化も実行する。
【００３６】
記録部７０は、例えば半導体メモリカードのような記録媒体を備え、システム制御部５０の制御に従って記録媒体に対するデータの読み書きを行う。
【００３７】
次に、図２〜図５に示すフローチャートを参照して、カメラ１０の動作を説明する。なお、ここでは、カメラ１０の電源がオンされ、撮像スタンバイの状態にあるものとする。上述のように、撮像スタンバイ状態でカメラ１０は連続的な撮像を行っており、表示部３２が電子ビューファインダとして機能している。以下、表示部３２を電子ビューファインダとして機能させる際に表示する撮像画像をスルー画像と呼ぶ。
【００３８】
Ｓ１０１で、システム制御部５０は、シャッタスイッチＳＷ１がオンかオフか判別し、オンならＳ１０２に処理を進める。
【００３９】
Ｓ１０２で、システム制御部５０はＡＥ処理を行うため、スルー画像の画像データに対して、画像処理部２０でＡＥ処理用の画像処理を実行させる。なお、ＡＥ処理の詳細は図３を参照して後述する。
【００４０】
Ｓ１０３で、システム制御部５０は、スルー画像の画像データを用いて既知のコントラスト方式のＡＦ（オートフォーカス）処理を行う。システム制御部５０は、画像処理部２０でスルー画像の画像データからＡＦ評価値を算出させ、焦点制御部４５を通じて撮像レンズ１１のフォーカスレンズを駆動させ、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置を探索する。そして、ＡＦ評価値が最大となるフォーカスレンズ位置にフォーカスレンズを駆動させる。
【００４１】
Ｓ１０４でシステム制御部５０は、シャッタスイッチＳＷ２がオンかオフか判別する。シャッタスイッチＳＷ２がオフなら、システム制御部５０はＳ１０５でシャッタスイッチＳＷ１の状態を確認し、オンのままならＳ１０２に、オフになった場合はＳ１０１に、それぞれ処理を戻す。
【００４２】
Ｓ１０４でシャッタスイッチＳＷ２がオンであれば、システム制御部５０はＳ１０６で、Ｓ１０２のＡＥ処理で演算した露出制御値に基づいて上述した本撮像処理を実行する。
【００４３】
図３は、図２のＳ１０２におけるＡＥ処理の詳細を示すフローチャートである。
【００４４】
Ｓ２０１でシステム制御部５０は、電源投入時か否かを判別し、ＹＥＳの場合にはＳ２５０へ、ＮＯの場合にはＳ２０２へ処理を進める。
【００４５】
Ｓ２５０でシステム制御部５０は、初回蓄積処理を行う。初回蓄積処理について、図４のフローチャート及び図９を用いて説明する。
【００４６】
Ｓ３０１でシステム制御部５０は、測光用蓄積制御（初回１回目）を実行する。初回蓄積処理の１回目の蓄積（撮像）でシステム制御部５０は、カメラ１０に要求される測光範囲の中心の輝度に対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジ（最小出力値〜最大出力値）の中央値となる蓄積時間（Ｔｖ０）、画素加算数（Ｋｖ０）を設定する。例えば、本実施形態では要求される測光範囲がＢｖ値で約−５〜＋１５であるため、Ｂｖ５の輝度に対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジの中央値となるような蓄積時間と画素加算数を設定する。画素加算数については後述する。
【００４７】
なお、本実施形態では、蓄積処理において設定される絞りが常に開放である場合を説明しているが、予め決められたプログラム線図に従って絞りを設定するようにしてもよい。
【００４８】
そして、システム制御部５０は、設定した蓄積時間で測光用の蓄積（撮像）を行う。設定した蓄積時間が終了すると、システム制御部５０は、画像処理部２０に、得られた撮像画像を分割した複数の測光エリアの各々について、含まれる画素データから輝度に関する測光出力値Ｙを算出させる。測光エリアの詳細は図８に基づいて後述するが、本実施形態では、画像を横に６分割、縦に４分割し、計２４の測光エリアを設定するものとする。なお、測光エリアの分割数は上記の数に限定されるものではなく、測光エリアの形も撮像画像を縦横に等間隔に分割した形でなくてもよい。
【００４９】
Ｓ３０２でシステム制御部５０は、画像処理部２０が算出した測光エリア毎の測光出力値Ｙと重み付け係数ｋとの加重平均値Ｙｗを以下のように算出する。
Ｙｗ＝ΣＹｉｊ×ｋｉｊ／Σｋｉｊ
ここで、ｉ，ｊは測光エリアの場所を表す添字であり、本実施形態では横６、縦４の測光エリアが存在するので、ｉ：０〜５，ｊ：０〜３である。
【００５０】
なお、ここで用いる重み付け係数ｋに関してはＳ２６０の次回蓄積制御値決定処理と同じ方法で決定するため後述する。
【００５１】
さらに、システム制御部５０は、初回蓄積処理の２回目を行うか否かを、以下のΔＹに応じて判定する。
ΔＹ＝ｌｏｇ２（Ｙｗ／Ｙｔａｒｇｅｔ）
ここで、目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔは、加重平均値Ｙｗの目標とする値であって、システム制御部５０は加重平均値Ｙｗが目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔに近づくように露出制御値を設定する。
【００５２】
ΔＹが所定範囲内（例えば、±３．０段以内）の場合、システム制御部５０は、次回測光用蓄積時の制御値Ｐ０を下記の式で算出し、初回２回目の蓄積（撮像）は行なわず、Ｓ２０２へ処理を進める。なお、制御値Ｐ０（初回１回目）は、Ｓ３０１で設定された蓄積時間（Ｔｖ０）、画素加算数（Ｋｖ０）に対応する値である。制御値Ｐについて詳細は後述する。
（−３．０≦ΔＹ≦＋３．０）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（初回１回目）＋ΔＹ
ここで、Ｐ０（次回）はＳ２０６で用いる制御値であって、初回２回目の蓄積（撮像）で用いるものではない。
【００５３】
一方、ΔＹが所定範囲外（例えば、±３．０段に入らない）の場合、システム制御部５０は、露光量を所定量（例えば、±６段分）変えた制御値Ｐ０（初回２回目）を算出し、初回２回目の蓄積（撮像）を行うことを決定する。すなわち、
（−３．０＞ΔＹ）の場合
Ｐ０（初回２回目）＝Ｐ０（初回１回目）−６
（ΔＹ＞３．０）の場合
Ｐ０（初回２回目）＝Ｐ０（初回１回目）＋６
Ｓ３０３でシステム制御部５０は、初回２回目の蓄積（撮像）を行う場合には処理をＳ３０４に進め、行わない場合には初回蓄積処理を終了させる（処理をＳ２０２へ進める）。
【００５４】
Ｓ３０４でシステム制御部５０は、初回２回目の測光用蓄積制御用に設定した制御値Ｐ０（初回２回目）に基づいて、図９（ａ）のプログラム線図より蓄積時間（Ｔｖ０）、画素加算数（Ｋｖ０）を決定する。図９（ａ）の例では、−３．０＞ΔＹの場合は蓄積時間（Ｔｖ０）＝１／１００秒、画素加算数（Ｋｖ０）＝１６画素加算、ΔＹ＞３．０の場合は蓄積時間（Ｔｖ０）＝１／２５６００秒、画素加算数（Ｋｖ０）＝０（画素加算なし）である。
【００５５】
Ｓ３０５でシステム制御部５０は、画像データ取得後、Ｓ３０２と同様にΔＹを算出したのち、次回測光用蓄積時の制御値Ｐ０を以下のように算出する。
（−３．０≦ΔＹ≦＋３．０）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（初回２回目）＋ΔＹ
一方、ΔＹが±３．０段に入らない場合、露光量を±３段分変える。すなわち、
（−３．０＞ΔＹ）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（初回２回目）−３
（ΔＹ＞３．０）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（初回２回目）＋３
システム制御部５０は、次回測光用蓄積時の制御値を設定すると、初回蓄積処理を終了し、図２のＳ２０２に処理を進める。
【００５６】
Ｓ２０２でシステム制御部５０は、後述するＳ４０６で設定した合成条件がＯＮの場合にはＳ２０３へ、ＯＦＦの場合にはＳ２０６へ処理を進める。なお、初回蓄積の結果に対しては、Ｓ４０６で合成するか否かが決定される前にＳ２０２で合成判定されることになる。そこで、初回蓄積の後は合成条件がＯＦＦであるものとして処理を進めるようにする。代わりに、初回蓄積の後はＳ２０２の処理を省略してＳ２０６の処理へ進めるようにしても構わない。
【００５７】
Ｓ２０３でシステム制御部５０は、前回の蓄積制御が制御値Ｐ１で行われたか否かを判別し、ＹＥＳの場合にはＳ２０４へ、ＮＯの場合にはＳ２０５へ処理を進める。後述するように、制御値Ｐ０を基準として、制御値Ｐ１、Ｐ２は露光量を変えた制御値である。制御値Ｐ１、Ｐ２に関しては後述する。
【００５８】
Ｓ２０４でシステム制御部５０は、制御値Ｐ２に基づいて蓄積時間（Ｔｖ２）と画素加算数（Ｋｖ２）を決定し、測光用蓄積処理を行う。蓄積後、システム制御部５０は撮像画像を複数の測光エリアに分割し、測光エリア毎の測光出力値Ｙを算出する。
【００５９】
Ｓ２０５でシステム制御部５０は、制御値Ｐ１に基づいて蓄積時間（Ｔｖ１）と画素加算数（Ｋｖ１）を決定し、測光用蓄積処理を行う。蓄積後、システム制御部５０は撮像画像を複数の測光エリアに分割し、測光エリア毎の測光出力値Ｙを算出する。
【００６０】
Ｓ２０６でシステム制御部５０は、制御値Ｐ０に基づいて蓄積時間（Ｔｖ０）と画素加算数（Ｋｖ０）を決定し、測光用蓄積処理を行う。蓄積後、システム制御部５０は撮像画像を複数の測光エリアに分割し、測光エリア毎の測光出力値Ｙを算出する。なお、初回蓄積において算出されたＰ０（次回）は、このときの制御値Ｐ０である。
【００６１】
Ｓ２０７でシステム制御部５０は、Ｓ２０４〜Ｓ２０６の異なる２つのステップにおいて前回算出した測光出力値Ｙと今回算出した測光出力値Ｙのレベル合わせを行った後、合成処理を行い、測光エリア毎の測光範囲が拡大された測光出力値Ｙを算出する。なお、合成処理の詳細は図１０を参照して後述する。
【００６２】
次に、Ｓ２６０でシステム制御部５０は、次回蓄積制御値決定処理を行う。
【００６３】
次回蓄積制御値決定処理について、図５のフローチャート及び図６、図７を用いて説明する。図６は、各測光エリアの重み付け係数の決定方法を説明するための図であり、図７は、特徴領域検出処理に基づく重み付け係数及び被写体追尾処理に基づく重み付け係数の決定に用いる重み付け係数決定テーブルを示す図である。
【００６４】
図６（ａ）は、人物を撮影した際の画像データの例を示していて、図６（ｂ）は、図６（ａ）で示した画像データの各測光エリアとＳ２０６またはＳ２０７で算出した測光出力値Ｙとを関連付けした図を示している。
【００６５】
Ｓ４０１でシステム制御部５０は、特徴領域検出機能を用いる撮像モードが設定されているか否かを判別し、特徴領域検出機能を用いる撮像モードの場合は処理をＳ４０２へ進め、用いない撮像モードの場合はＳ４０３へ進める。
【００６６】
Ｓ４０２でシステム制御部５０は、特徴領域検出処理を行う。図６（ｃ）は、肌色領域（人物の顔領域に相当する領域）を特徴領域として検出する例を示しており、検出した特徴領域を検出枠１１０で囲んで示している。なお、特徴領域の検出方法及び検出対象は上記の例に限定されるものではなく、例えば、ペットの顔領域、指定した被写体、指定した色などを特徴領域の検出対象とする場合であっても構わない。
【００６７】
また、図６（ｃ）は、図６（ａ）に示した画像データの各測光エリアに対して、特徴領域検出処理に基づいて決定した重み付け係数を関連付けした図を示している。この重み付け係数は図７の重み付け決定テーブルに基づいており、特徴領域の占める割合が大きい測光エリアほど重み付け係数を大きくしている。
【００６８】
次に、Ｓ４０３でシステム制御部５０は、被写体追尾機能を用いる撮像モードが設定されているか否かを判別し、被写体追尾機能を用いる撮像モードの場合は処理をＳ４０４へ進め、用いない撮像モードの場合はＳ４０５へ進める。
【００６９】
なお、特徴領域検出機能を用いるか否かと被写体追尾機能を用いるか否かについて、撮像モードごとに特徴領域検出機能を用いるか否か及び被写体追尾機能を用いるか否かが設定された構成でもよいし、それぞれ独立した動作モードとして設定できる構成でもよい。また、ユーザーが不図示の操作部を操作してその操作に応じて撮像モードあるいは動作モードを設定してもよいし、システム制御部５０が撮影シーンを判別して最適な撮像モードあるいは動作モードを自動で設定してもよい。
【００７０】
Ｓ４０４でシステム制御部５０は、被写体追尾処理を行う。図６（ｄ）は、Ｓ４０２で検出した肌色領域を追尾対象領域として被写体追尾を行う例を示しており、追尾対象領域を追尾対象枠１２０で囲んで示している。
【００７１】
なお、特徴領域検出機能を用いない撮像モードを選択している場合には、ユーザーが不図示の操作部を操作して指定した領域を追尾対象領域として被写体追尾を行ってもよい。あるいは、特徴領域検出機能を用いない撮像モードを選択している場合には、ＡＦ処理の結果に基づいて決定された領域を追尾対象領域として被写体追尾を行ってもよい。
【００７２】
また、図６（ｄ）は、図６（ａ）に示した画像データの各測光エリアに対して、被写体追尾処理に基づいて決定した重み付け係数を関連付けした図を示している。この重み付け係数は図７の重み付け決定テーブルに基づいており、追尾対象領域の占める割合が大きい測光エリアほど重み付け係数を大きくする。
【００７３】
なお、本実施形態において示す例では、Ｓ４０２で検出した特徴領域をそのまま追尾対象領域としているため、図６（ｃ）と図６（ｄ）とで同じ測光エリアの重み付け係数が大きくなっている。
【００７４】
なお、図７に示した重み付け係数決定テーブルでは、測光エリアに占める割合が同じ場合、特徴領域検出処理に基づく重み付け係数と被写体追尾処理に基づく重み付け係数とを同じ値にしているが、異なる値としても構わない。また、図７に示した重み付け係数決定テーブルでは測光エリアに占める割合を６分割しているがこれに限定されず、６分割よりも少なくても多くても構わない。また、特徴領域検出処理に基づく重み付け係数と被写体追尾処理に基づく重み付け係数とで分割数を異ならせるようにしても構わない。
【００７５】
次に、Ｓ４０５でシステム制御部５０は、測光用蓄積の制御値及び合成処理の有無の決定などに用いる重み付け係数ｋを決定する。
【００７６】
図６（ｅ）は、各測光エリアの重み付け係数ｋを示している。図６（ｅ）では、各測光エリアの重み付け係数ｋの初期値を５として、ここに特徴領域検出処理に基づく重み付け係数及び被写体追尾処理に基づく重み付け係数を足し合わせたものを示している。
【００７７】
特徴領域検出機能及び被写体追尾処理機能のいずれかのみを用いる撮像モードであれば、各測光エリアの重み付け係数ｋは、特徴領域検出処理に基づく重み付け係数及び被写体追尾処理に基づく重み付け係数のいずれかのみを初期値に足し合わせたものになる。いずれの機能も用いない撮像モードであれば各測光エリアの重み付け係数ｋは初期値の５となり一定になる。
【００７８】
なお、重み付け係数ｋの決定方法は上述した方法に限定されるものではない。例えば、重み付け係数を相対比で表す場合は、特徴領域検出処理に基づく重み付け係数及び被写体追尾処理に基づく重み付け係数を足し合わせるのではなく、掛け合わせるようにしても構わない。また、重み付け係数ｋの初期値は５に限定されるものではなく、カメラ１０の撮像モード、測光モードや撮影シーンなどに応じて変更するようにしてもよい。また、特徴領域検出機能及び被写体追尾処理機能の両方を用いる撮像モードの場合、特徴領域と追尾対象領域が同一となる可能性が高く、それぞれに基づく重み付け係数を足し合わせると一部の測光エリアの重み付け係数ｋが他に比べて非常に大きくなることがある。そこで、特徴領域検出機能及び被写体追尾処理機能の両方を用いる撮像モードの場合、いずれか一方に基づく重み付け係数のみを用いて重み付け係数ｋを決定してもよい。あるいは、重み付け係数の上限値を設けるようにしてもよい。
【００７９】
Ｓ４０６でシステム制御部５０は、測光エリア毎の測光出力値Ｙと重み付け係数ｋとの加重平均値Ｙｗを算出し、次回蓄積制御値を決定する。
【００８０】
また、加重平均値Ｙｗに基づいて、次回のＡＥ処理において測光出力値の合成をするか否かを示す合成条件を決定する。合成をするか否かの決定方法についての詳細は後述する。以上でＳ２６０の次回蓄積制御値決定処理を終了する。
【００８１】
次に、Ｓ２０８でシステム制御部５０は、Ｓ２０６またはＳ２０７で算出した測光エリア毎の測光出力値Ｙと露出制御値用重み付け係数ｋ’との加重平均値Ｙｗ’を算出する。そしてシステム制御部５０は、加重平均値Ｙｗ’、蓄積時間、及び画素加算数から得られる被写体輝度に基づいて、本撮像時の露出制御値（シャッタ速度、絞り値、感度など）を演算する。なお、露出制御値の決定方法は本発明と直接関係がなく、また任意の方法を採用しうるためその詳細を省略する。
【００８２】
また、露出制御用重み付け係数ｋ’は、カメラ１０の撮像モード、測光モードや撮影シーンなどに応じて各測光エリアの測光出力値の重み付けを変えるための係数である。例えば、測光モードが中央重点測光モードであれば、画像の中央付近の測光エリアに対する重み付け係数を画像の周辺付近に対する重み付け係数よりも大きくする。また、特徴領域検出機能を有する場合、特徴領域検出機能を用いる撮像モードでは特徴領域に対応する測光エリアに対する重み付け係数を他の測光エリアに対する重み付け係数よりも大きくする。また、被写界の状況に応じてどのような撮影シーンか自動判別するシーン判別機能を有する場合、判別されたシーンに最適な重み付け係数をそれぞれの測光エリアに対して設定する。露出制御用重み付け係数ｋ´は本発明とは直接関係がないため、これ以上の詳細は省略する。
【００８３】
次に、画素加算数と測光出力値Ｙの算出方法を図８に基づいて説明する。
【００８４】
本実施形態のカメラ１０が有する撮像素子１４は原色カラーフィルタを備えており、各画素は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）またはＢ（青）のいずれかに対応する分光特性を有している。また、説明及び理解を容易にするため、撮像素子１４の画素数が、横９６、縦６４であるものとする。
【００８５】
図８（ａ）は撮像素子制御部４１で撮像素子１４を制御して、撮像素子１４から読み出した画像データをＡ／Ｄ変換器１６、メモリ制御部２１を介してメモリ３０に書き込んだ状態を模式的に示している。
【００８６】
図８（ｂ）は、横９６×縦６４画素の画像を横６×縦４に分割して２４の測光エリア２００とした例を示している。１つの測光エリア２００内に含まれる撮像素子の画素数は１６×１６である。
【００８７】
図８（ｃ）は、１つの測光エリア２００を拡大した図を示している。ここでは、撮像素子１４がベイヤー配列のカラーフィルタを備えている場合の画素配置を示している。なお、本発明はカラーフィルタの配列には依存しないため、他の画素配列であってもよい。
【００８８】
撮像素子制御部４１は、同色画素の出力を加算する撮像素子（もしくは画像）の範囲を設定する。例えば、図８（ｄ）〜（ｆ）は、図８（ｃ）の測光エリア内で、４×４画素、８×８画素、１６×１６画素の画素加算範囲２１０、２２０、２３０を設定した例を示している。
【００８９】
画素加算範囲２１０、２２０、２３０内で、２×２のカラーフィルタの単位配列（Ｒ、Ｇ１、Ｂ、Ｇ２）の各色の画素値が加算される回数はそれぞれ４、１６、６４回で、加算範囲ごとにＲ，Ｇ１，Ｂ，Ｇ２の加算値が１組得られる。
【００９０】
同被写界（同一シーン）で撮像素子１４から同じ出力を得るための蓄積時間は、画素値の加算を行わない場合を１とすると、画素加算範囲２１０、２２０、２３０を設定した場合にそれぞれ１／４、１／１６、１／６４倍となる。そのため、画素加算数を増やす（広い画素加算範囲を設定する）ことで、低輝度時に蓄積時間が延びることを抑制できる。
【００９１】
次に、測光エリア内でＲ、Ｇ（Ｇ１、Ｇ２）、Ｂのそれぞれの平均値を算出し、例えば、以下の式より測光出力値Ｙを算出する。
Ｙ＝０．２９９×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ
このように、加算範囲によらず、測光エリア毎に１つの測光出力値Ｙを算出することで、後述する合成処理が可能となる。なお、測光エリア毎に１つの測光出力値Ｙを算出するのではなく、加算範囲毎に１つの測光出力値Ｙを算出し、加算範囲内の画素の出力値として用いて演算してもよい。
【００９２】
次に、蓄積時間と画素加算数の制御方法について図９を用いて説明する。
【００９３】
図９（ａ）は被写界のＢｖ値に対して、横軸に蓄積時間、縦軸に画素加算数を表したプログラム線図の例である。
【００９４】
ここで、蓄積時間（Ｔｖ）と画素加算数（Ｋｖ）の加算値（Ｔｖ＋Ｋｖ）を制御値（露光量）Ｐと定義する。なお、ここでの加算はＡＰＥＸ値によるものであり、実際の蓄積時間（例えば１／１００秒）や画素加算数（例えば１６画素加算）の加算ではない。具体的な蓄積時間や画素加算数に対応するＴｖ（ＡＰＥＸ）、Ｋｖ（ＡＰＥＸ）は、Ｐ（ＡＰＥＸ）＝Ｔｖ（ＡＰＥＸ）＋Ｋｖ（ＡＰＥＸ）を満たすように予め決定しておく。ＡＰＥＸ単位の考え方については、例えば「ディジタルスチルカメラ用画像ファイルフォーマット規格（Ｅｘｉｆ）  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ２．１」の「付録Ｃ  ＡＰＥＸについて」を参照されたい。
【００９５】
制御値Ｐが決まれば、図９のプログラム線図よりＴｖとＫｖが決まる。
【００９６】
Ｂｖ値が小さい低輝度時には、露光量を得るために必要な蓄積時間が長くなる。必要な蓄積時間が予め定めた蓄積時間以上（図９では１／１００秒以上）となる場合、システム制御部５０は、予め定めた蓄積時間で撮像した際に不足する露光量を補うために画素加算数を増加させる。画素加算数を最大（図９では６４画素）としても、不足する露光量を補えない場合にのみ、蓄積時間を予め定めた蓄積時間を超える時間（１／１００秒より長い時間）とする。予め定めた蓄積時間未満で露光量が得られる高輝度時には、画素加算なしとする。なお、本実施形態では、１／１００秒を予め設定された蓄積時間として設定したが、１／１００秒と異なる時間を予め設定された蓄積時間として設定しても構わない。また、カメラの撮影モードなどに応じて異なる蓄積時間を設定するようにしてもよい。
【００９７】
次に、測光出力値Ｙの合成処理について図９及び図１０を用いて説明する。
【００９８】
上述の通り、一般に要求される測光範囲はＢｖ値で約−５〜＋１５、すなわちダイナミックレンジで２０段程度である。しかし、本実施形態における撮像素子１４のダイナミックレンジ（１回の蓄積で測光可能な輝度の範囲）は２０段よりも小さい。
【００９９】
そこで、本実施形態では、露光量を変えた蓄積制御を交互に繰り返し行うことで、測光範囲、すなわち撮像素子１４のダイナミックレンジを拡大する。
【０１００】
また、被写体追尾処理及び特徴領域検出処理の少なくとも一方を行う場合、被写体追尾処理や特徴領域検出処理を精度よく良好に行うためには、各測光蓄積において追尾対象領域や特徴領域を撮像素子１４のダイナミックレンジ内で取得することが望ましい。追尾対象領域や特徴領域を撮像素子１４のダイナミックレンジ内で取得できない場合、追尾対象領域や特徴領域は白とびや黒つぶれした状態となってしまうからである。
【０１０１】
そこで、本実施形態では、被写体追尾機能及び特徴領域検出機能の少なくとも一方を用いる撮像モードか否かに応じて、測光蓄積の露光量の変化量を変更する。すなわち、撮像モードに応じて、撮像素子１４のダイナミックレンジの拡大幅を変更する。
【０１０２】
システム制御部５０は、測光蓄積の基準として、測光出力値の加重平均値Ｙｗに対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジ中央となる制御値（当該制御値に基づいて露光した場合に、撮像素子の出力値の中央値が得られる制御値）を制御値Ｐ０とする。
【０１０３】
また、制御値Ｐ１、Ｐ２は、制御値Ｐ０から所定値ずつ露光量を変えた制御値とする。例えば、被写体追尾機能及び特徴領域検出機能のいずれも用いない撮像モードの場合（以下、Ｄレンジ拡大優先モードとする）、システム制御部５０は、制御値Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ制御値Ｐ０から＋３段、−３段露光量を変えた制御値とする。
【０１０４】
それに対して、被写体追尾機能及び特徴領域検出機能の少なくとも一方を用いる撮像モードの場合（以下、機能優先モードとする）、システム制御部５０は、制御値Ｐ１、Ｐ２をそれぞれ制御値Ｐ０から＋２段、−２段露光量を変えた制御値とする。すなわち、機能優先モード時には、Ｄレンジ拡大優先モード時よりも制御値Ｐ１、Ｐ２の露光量の差を小さくする。
【０１０５】
図９（ｂ）はＤレンジ拡大優先モード時の制御値Ｐ０、Ｐ１用のプログラム線図、図９（ｃ）はＤレンジ拡大優先モード時の制御値Ｐ２用のプログラム線図である。
【０１０６】
図９（ｂ）、（ｃ）上の点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２は、被写界のＢｖ値＝５の場合の制御値を示している。Ｐ０が蓄積時間１／４００秒、画素加算なしであるのに対し、Ｐ１、Ｐ２は蓄積時間が同じ（１／３２００秒）で、画素加算数がそれぞれ加算なし、６４画素加算である。
【０１０７】
図９（ｄ）は機能優先モード時の制御値Ｐ０、Ｐ１用のプログラム線図、図９（ｅ）は機能優先モード時の制御値Ｐ２用のプログラム線図である。
【０１０８】
図９（ｄ）、（ｅ）上の点Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２は、被写界のＢｖ値＝５の場合の制御値を示している。Ｐ０が蓄積時間１／４００秒、画素加算なしであるのに対し、Ｐ１、Ｐ２は蓄積時間が同じ（１／１６００秒）で、画素加算数がそれぞれ加算なし、１６画素加算である。
【０１０９】
図１０は、被写界のＢｖ値に対して、制御値Ｐ０、Ｐ１、Ｐ２による撮像で、撮像素子１４によって測光できる測光可能範囲を示している。図１０のＹ合成値は、制御値Ｐ１、Ｐ２で得られた測光エリア毎の測光出力値Ｙをレベル合わせした後に合成処理することで得られる。
【０１１０】
なお、制御値Ｐ１を用いた蓄積制御（第１の蓄積）時と、制御値Ｐ２を用いた蓄積制御（第２の蓄積）時との間で被写界の輝度に変化があり、制御値Ｐ０が変化した場合には、レベル合わせ時に変化分を反映させる。
【０１１１】
レベル合わせは、閾値ＴＨ＿ＤＲ＿ＨＩ、ＴＨ＿ＤＲ＿ＬＯを設けて行う。ＴＨ＿ＤＲ＿ＨＩは制御値Ｐ２での測光可能範囲の上限Ｂｖ値に、ＴＨ＿ＤＲ＿ＬＯは制御値Ｐ１での測光可能範囲の下限Ｂｖ値にそれぞれ相当する値である。
【０１１２】
レベル合わせは、同一Ｂｖ値に対する測光出力値が同一になるようにする処理である。例えば、制御値Ｐ２で蓄積制御した際の測光出力値を、制御値Ｐ１で蓄積制御した際の測光出力値に合わせるように補正する。具体的には、制御値Ｐ１が画素加算なしで制御値Ｐ２が１６画素加算の場合には、制御値Ｐ２で蓄積制御した際の測光出力値を１／１６に補正する。これにより、合成後の測光範囲におけるＢｖ値と測光出力値の関係の連続性が維持される。
【０１１３】
システム制御部５０は、測光出力値のレベル合わせ後、合成処理を以下の条件で行う。
制御値Ｐ１を用いて撮像した画像から得られる測光出力値ＹがＴＨ＿ＤＲ＿ＨＩよりも大きい場合には、その値を合成後の値として用いる。
制御値Ｐ２を用いて撮像した画像から得られる測光出力値ＹがＴＨ＿ＤＲ＿ＬＯよりも小さい場合には、その値を合成後の値として用いる。
制御値Ｐ１を用いて撮像した画像から得られる測光出力値Ｙと、制御値Ｐ２を用いて撮像した画像から得られる測光出力値ＹがいずれもＴＨ＿ＤＲ＿ＬＯ以上で、ＴＨ＿ＤＲ＿ＨＩ以下の場合には、新しい撮像画像に基づく測光出力値Ｙを合成後の値として用いる。これは、新しい撮影画像に基づく測光出力値Ｙのほうがより現在の被写界の輝度を反映しているからである。
【０１１４】
上記の処理により、制御値Ｐ０による測光可能範囲よりも、Ｄレンジ拡大優先モード時には約６段（±３段）、機能優先モード時には約４段（±２段）分だけ測光可能範囲を拡大することができる。
【０１１５】
また、言い換えると、Ｐ１制御における測光可能範囲とＰ２制御による測光可能範囲とで重複する範囲を、Ｄレンジ拡大優先モード時には約２段であるのに対して、機能優先モード時には約４段にすることができる。
【０１１６】
上述したように、特徴領域あるいは追尾対象領域の重み付け係数ｋを大きくして算出した加重平均値Ｙｗに対応する出力が撮像素子１４のダイナミックレンジ中央となる制御値がＰ０である。すなわち、特徴領域あるいは追尾対象領域に対応する出力は、Ｐ０制御における測光可能範囲の中央近傍となる。機能優先モード時には、Ｐ１制御においては、Ｐ０制御における測光可能範囲の中央から−２段までが測光可能範囲となっていて、Ｐ２制御においては、Ｐ０制御における測光可能範囲の中央から＋２段までが測光可能範囲となっている。したがって、Ｐ０制御における測光可能範囲の中央から±２段の範囲内の測光出力値はＰ１制御及びＰ２制御のいずれでも測光可能範囲となり、特徴領域あるいは追尾対象領域の測光出力値が両方の測光可能範囲内となる可能性は高い。
【０１１７】
このように、機能優先モード時にはＤレンジ拡大優先モード時よりも、Ｐ１制御における測光可能範囲とＰ２制御による測光可能範囲とで重複する範囲を広くすることで、特徴領域あるいは追尾対象領域が測光可能範囲外となることを軽減することができる。
【０１１８】
そのため、制御値Ｐ１を用いて撮像した画像及び制御値Ｐ２を用いて撮像した画像のいずれの画像に対しても、特徴領域検出処理及び被写体追尾処理を精度よく良好に行うことができる。
【０１１９】
なお、Ｄレンジ拡大優先モード及び機能優先モードにおける、制御値Ｐ１と制御値Ｐ２との露光量の差は上記の段数に限定されない。例えば、Ｄレンジ拡大優先モード時はさらにダイナミックレンジを拡大させるように、Ｐ１制御における測光可能範囲の下限Ｂｖ値とＰ２制御による測光可能範囲の上限Ｂｖ値とを等しくして、重複する範囲が存在しないようにしてもよい。
【０１２０】
また、制御値Ｐ１、Ｐ２以外に制御値Ｐｎを複数個設定した場合にも、測光エリア毎にレベル合わせを行い合成処理を行うことで、測光可能範囲を拡大することができる。この場合も、上述のようにして連続する制御値の露光量の変化量を設定すればよい。
【０１２１】
また、図７では、制御値Ｐ１、Ｐ２で得られた測光エリア毎の測光出力値Ｙを合成処理する例を説明したが、制御値Ｐ１、Ｐ２の一方の測光出力値Ｙと制御値Ｐ０の測光出力値Ｙとの合成処理を行う場合も同様である。
【０１２２】
次に、Ｓ４０６における合成するか否かの決定方法について説明する。
【０１２３】
Ｓ４０６では、測光結果に基づいて、次回の測光用蓄積時に合成処理を行うか否かを決定する。次回の測光用蓄積時に合成を行う場合、合成条件をＯＮとする。次回の測光用蓄積時に合成を行わない場合、合成条件をＯＦＦとする。
【０１２４】
そこで、システム制御部５０は、Ｓ２０６またはＳ２０７で算出した測光エリア毎の測光出力値ＹとＳ４０５で決定した重み付け係数ｋとの加重平均値Ｙｗを算出する。そして、目標輝度値Ｙｔａｒｇｅｔと加重平均値Ｙｗの差分に対応する段数ΔＹを以下のように算出する。
ΔＹ＝ｌｏｇ２（Ｙｗ／Ｙｔａｒｇｅｔ）
ΔＹが±３．０段以内の場合、被写界で大きな輝度変化がなかったと考えられるので、システム制御部５０は、次の測光用蓄積時に合成処理を行うために、次回の撮像パラメータを以下のように設定する。
（−３．０≦ΔＹ≦＋３．０）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（前回）＋ΔＹ
Ｐ１（次回）＝Ｐ０（次回）＋３（Ｄレンジ拡大優先モード時）
Ｐ２（次回）＝Ｐ０（次回）−３（Ｄレンジ拡大優先モード時）
Ｐ１（次回）＝Ｐ０（次回）＋２（機能優先モード時）
Ｐ２（次回）＝Ｐ０（次回）−２（機能優先モード時）
次回合成条件ＯＮ
このとき、制御値Ｐ１、Ｐ２をどちらにするかは、設定されている撮像モードに応じて決定する。
【０１２５】
一方、ΔＹが±３．０段に入らない場合、被写界で大きな輝度変化があったと考えられるので、次の測光用蓄積時には合成処理を行わず制御値Ｐ０による撮像を行うために次回の撮像パラメータを以下のように設定する。
（−３．０＞ΔＹ）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（前回）−３
次回合成条件ＯＦＦ
（ΔＹ＞３．０）の場合
Ｐ０（次回）＝Ｐ０（前回）＋３
次回合成条件ＯＦＦ
以上説明したように、本実施形態によれば、露光量を異ならせた複数回の撮像によって測光することにより、１回の撮像で測光を行う場合よりも測光可能範囲を拡大することができる。さらに、被写体追尾処理や特徴領域検出処理など画像データを用いて所定の条件を満たす領域を検出する処理を行う撮像モードでは測光可能範囲の拡大幅を小さくすることで、測光可能範囲を拡大でき、かつ、各種処理を良好に行うことができる。
【０１２６】
以上、本発明をその例示的な実施形態に従って説明したが、本発明はここで説明した実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【０１２７】
例えば、上記の実施形態では、記録用画像の撮像を行う撮像素子で測光を行う場合について説明したが、記録用画像の撮像を行う撮像素子とは別に設けられた蓄積型の撮像素子で測光を行う場合に適用してもよい。
【０１２８】
また、上記の実施形態では、測光用蓄積の制御値及び合成処理の有無の決定などに用いる重み付け係数ｋと露出制御値用重み付け係数ｋ’とを異なる決定方法により決定しているが、同じ重み付け係数を用いるようにしても構わない。
【０１２９】
また、測光用蓄積の制御値及び合成処理の有無の決定などに用いる重み付け係数ｋを撮影モードに応じて予め決められた値にしても構わない。
【０１３０】
また、Ｓ２５０で重み付け係数ｋを決定する方法とＳ２６０で重み付け係数ｋを決定しる方法とが異なるようにしても構わない。
【０１３１】
また、制御値Ｐ１、Ｐ２との間で、画素加算数を変更することで露光量を変えるのではなく、露光時間を変更することで露光量を変えるようにしてもよい。
【０１３２】
また、制御値Ｐ０を特徴領域あるいは追尾対象領域の重み付け係数ｋを大きくして算出した加重平均値Ｙｗに基づいて設定するのではなく、特徴領域あるいは追尾対象領域の測光出力値に基づいて設定してもよい。
【符号の説明】
【０１３３】
１０  撮像装置
１１  撮影レンズ
１２  絞り
１３  シャッタ
１４  撮像素子
２０  画像処理部
４０  ゲイン制御部
４１  撮像素子制御部
４２  シャッタ制御部
４３  絞り制御部
５０  システム制御部
【図１】
0005738080.tif 000002
【図２】
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【図３】
0005738080.tif 000004
【図４】
0005738080.tif 000005
【図５】
0005738080.tif 000006
【図６】
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【図７】
0005738080.tif 000008
【図８】
0005738080.tif 000009
【図９】
0005738080.tif 000010
【図１０】
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