(57)【要約】【課題】主要な被写体の輝度を適切に露出値に反映可能な露出演算装置および露出演算方法並びにカメラを提供する。【解決手段】撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する測光部７と、測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する分布検出部８と、ハイライト領域の分布に基づいて、前記被写界の明るさを代表的に示す代表輝度値を決定する代表輝度値決定部８とを備える。【選択図】      図１
2008096517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する測光部と、
前記測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する分布検出部と、
前記ハイライト領域の分布に基づいて、前記被写界の明るさを代表的に示す代表輝度値を決定する代表輝度値決定部と
を備えたことを特徴とする露出演算装置。
【請求項２】
撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する測光部と、
前記測光値に基づいて、前記被写界の明るさを代表する代表輝度値を算出する代表輝度値算出部と、
前記測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する分布検出部と、
前記ハイライト領域の分布に基づいて、前記代表輝度値の値を変更する代表輝度値変更部と
を備えたことを特徴とする露出演算装置。
【請求項３】
請求項１に記載の露出演算装置において、
前記代表輝度値決定部は、
前記測光部によって前記撮影画面の一部に対応する領域について得られた複数の測光値のうちの最大値を検出する第１最大値検出部と、
前記ハイライト領域の分布と前記最大値とに基づいて、前記代表輝度値を算出する第１演算処理部とを備えた
ことを特徴とする露出演算装置。
【請求項４】
請求項１に記載の露出演算装置において、
前記代表輝度値決定部は、
前記分布検出部によって検出されたハイライト領域を、互いに隣接するまとまり毎にブロックとして分類するブロック分類部と、
前記ブロックに属するハイライト領域の数と、前記ハイライト領域の測光値および前記撮影画面における位置とに基づいて、優先度を算出する優先度算出部と、
前記優先度算出部によって得られた優先度に基づいて優先ブロックを選択し、選択した優先ブロックに属する領域に対応する測光値のうちの最大値を検出する第２最大値検出部と、
前記優先度と前記最大値とに基づいて、前記代表輝度値を算出する第２演算処理部とを備えた
ことを特徴とする露出演算装置。
【請求項５】
請求項２に記載の露出演算装置において、
前記代表輝度値変更部は、
前記測光部によって前記撮影画面の一部に対応する領域について得られた複数の測光値のうちの最大値を検出する第１最大値検出部と、
前記ハイライト領域の分布と前記最大値とに基づいて、前記代表輝度値を変更する第３演算処理部とを備えた
ことを特徴とする露出演算装置。
【請求項６】
請求項２に記載の露出演算装置において、
前記代表輝度値変更部は、
前記分布検出部によって検出されたハイライト領域を、互いに隣接するまとまり毎にブロックとして分類するブロック分類部と、
前記ブロックに属するハイライト領域の数と、前記ハイライト領域の測光値および前記撮影画面における位置とに基づいて、優先度を算出する優先度算出部と、
前記優先度算出部によって得られた優先度に基づいて優先ブロックを選択し、選択した優先ブロックに属する領域に対応する測光値のうちの最大値を検出する第２最大値検出部と、
前記優先度と前記最大測光値に基づいて、前記代表輝度値を変更する第４演算処理部とを備えた
ことを特徴とする露出演算装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の露出演算装置を備えたこと
を特徴とするカメラ。
【請求項８】
撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する測光ステップと、
前記測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する分布検出ステップと、
前記ハイライト領域の分布に基づいて、前記被写界の明るさを代表的に示す代表輝度値を決定する代表輝度値決定ステップと
を備えたことを特徴とする露出演算方法。
【請求項９】
撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する測光ステップと、
前記測光値に基づいて、前記被写界の明るさを代表する代表輝度値を算出する代表輝度値算出ステップと、
前記測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する分布検出ステップと、
前記ハイライト領域の分布に基づいて、前記代表輝度値の値を変更する代表輝度値変更ステップと
を備えたことを特徴とする露出演算方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を測光した結果に基づいて露出値を求める露出演算装置および露出演算方法並びにカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
撮影画面を複数の領域に分割して測光を行い、各領域に対応する測光出力の最大値と、この最大値に対応する領域のまとまりが撮影画面において占める大きさや位置に応じて、撮影画面に対する露出値を求めるものが知られている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２００６−１０６６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
従来技術では、例えば、画面中央部に花や人物などの比較的明るい主要な被写体があり、画面の周辺部分に小さいながらも極めて輝度の高い被写体が捉えられている場合には、画面中央部の主要被写体が最大輝度を示す部分ではないために、この主要被写体の輝度が露出値に十分に反映されない可能性があった。
本発明は、主要な被写体の輝度を確実に露出値に反映可能な露出演算装置および露出演算方法並びにカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明にかかわる第１の露出演算装置は、以下のように構成される。
測光部は、撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する。分布検出部は、測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する。代表輝度値決定部は、ハイライト領域の分布に基づいて、被写界の明るさを代表的に示す代表輝度値を決定する。
【０００５】
本発明にかかわる第２の露出演算装置は、以下のように構成される。
測光部は、撮影画面を複数の領域に分割して測光し、各領域に対応する測光値を出力する。代表輝度値算出部は、測光値に基づいて、被写界の明るさを代表する代表輝度値を算出する。分布検出部は、測光値のうち相対的に高い測光値を示すハイライト領域の、前記撮影画面における分布を検出する。代表輝度値変更部は、ハイライト領域の分布に基づいて、代表輝度値の値を変更する。
【０００６】
本発明にかかわる第３の露出演算装置は、以下のように構成される。
上述した第１の露出演算装置に備えられた代表輝度値決定部において、第１最大値検出部は、測光部によって撮影画面の一部に対応する領域について得られた複数の測光値のうちの最大値を検出する。第１演算処理部は、ハイライト領域の分布と最大値とに基づいて、代表輝度値を算出する。
【０００７】
本発明にかかわる第４の露出演算装置は、以下のように構成される。
上述した第１の露出演算装置に備えられた代表輝度値決定部において、ブロック分類部は、分布検出部によって検出されたハイライト領域を、互いに隣接するまとまり毎にブロックとして分類する。優先度算出部は、ブロックに属するハイライト領域の数と、前記ハイライト領域の測光値および前記撮影画面における位置とに基づいて、優先度を算出する。第２最大値検出部は、優先度算出部によって得られた優先度に基づいて優先ブロックを選択し、選択した優先ブロックに属する領域に対応する測光値のうちの最大値を検出する。第２演算処理部は、優先度と最大値とに基づいて、代表輝度値を算出する。
【０００８】
本発明にかかわる第５の露出演算装置は、以下のように構成される。
上述した第２の露出演算装置に備えられる代表輝度値変更部において、第１最大値検出部は、測光部によって撮影画面の一部に対応する領域について得られた複数の測光値のうちの最大値を検出する。第３演算処理部は、ハイライト領域の分布と最大値とに基づいて、代表輝度値を変更する。
【０００９】
本発明にかかわる第６の露出演算装置は、以下のように構成される。
上述した第２の露出演算装置に備えられる代表輝度値変更部において、ブロック分類部は、分布検出部によって検出されたハイライト領域を、互いに隣接するまとまり毎にブロックとして分類する。優先度算出部は、ブロックに属するハイライト領域の数と、前記ハイライト領域の測光値および前記撮影画面における位置とに基づいて、優先度を算出する。第２最大値検出部は、優先度算出部によって得られた優先度に基づいて優先ブロックを選択し、選択した優先ブロックに属する領域に対応する測光値のうちの最大値を検出する。第４演算処理部は、優先度と最大測光値に基づいて、代表輝度値を変更する。
【００１０】
また、本発明にかかわるカメラは、上述した第１乃至第６のいずれかにの露出演算装置を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、主要な被写体の輝度を適切に露出値に反映させることができ、カメラに適用した場合には、様々な撮影シーンにおいて適正な露出を自動的に設定することが可能となり、高品質の撮影画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１に、本発明にかかわる露出演算装置が組み込まれた第１の実施形態の電子カメラを示す。
図１に示した電子カメラは、カメラ本体１と、撮影レンズ２ａが収容されたレンズユニット２とから構成される。ここで、レンズユニット２は、カメラ本体１に対して交換可能に装着される。
【００１３】
図１に示したカメラ本体１は、観察位置と退避位置とを切り替え可能なクイックリターンミラー３と、フォーカルプレーンシャッタ４と、被写体像を光電変換する撮像素子５と、光学ファインダ系(後述する)と、測光用再結像レンズ６および分割測光素子７と、制御部８とを備えている。
図１において、クイックリターンミラー３、フォーカルプレーンシャッタ４および撮像素子５は、撮影レンズ２ａの光軸に沿って配置され、光学ファインダ系は、クイックリターンミラー３の上部領域に配置されている。
【００１４】
図１に破線で示したように、クイックリターンミラー３が退避位置にあるときには、撮影レンズ２ａを通過した光束は、フォーカルプレーンシャッタ４および撮像素子５に導かれ、撮像素子５による光電変換処理に供され、このとき撮像素子５で得られた画像信号に基づいて、被写体の撮影画像データが生成される。一方、観察位置のクイックリターンミラー３は、図１に実線で示すように、撮影レンズ２ａから撮像素子５までの撮影光路と交差し、撮影レンズ２ａを通過した光束を上方に反射させて光学ファインダ系に導いて、利用者の観察に供する。
【００１５】
ここで、図１に示したクイックリターンミラー３の中央部は、入射光束の一部を透過するハーフミラーになっている。そして、観察位置にあるクイックリターンミラー３を透過した光束は、図示しないサブミラーによって下方に折り曲げられ、焦点検出ユニット(図示せず)に導かれて、自動焦点検出処理に供される。
図１において、光学ファインダ系は、拡散スクリーン(焦点板)９と、コンデンサレンズ１０と、ペンタプリズム１１と、接眼レンズ１２とを備えている。拡散スクリーン９は、クイックリターンミラー３の上方に配置され、観察位置のクイックリターンミラー３によって反射された光束は、この拡散スクリーン９において一旦結像する。拡散スクリーン９で結像した光束は、コンデンサレンズ１０およびペンタプリズム１１を通過し、接眼レンズ１２を介して撮影者の眼に到達する。
【００１６】
図１に示した測光用再結像レンズ６および分割測光素子７は、上述したペンタプリズム１１の近傍に配置されており、上述した拡散スクリーン９で結像した光束の一部は、この測光用再結像レンズ６によって分割測光素子７上に再結像され、ファインダ像に関する分割測光処理に供される。
上述した分割測光素子７は、図２(ａ)に示すように、撮影画面を例えば１６０(１６×１０)個の領域(以下、分割領域と称する)に分割して測光処理を行い、各分割領域に対応する測光値を出力して、図１に示した制御部８による露出制御処理に供する。
【００１７】
図１に示した制御部８は、撮影機構の駆動制御や撮影画像データの生成に関する画像処理の制御を行うとともに、上述した分割測光素子７の出力に基づいて、後述するようにして電子カメラの露出演算を行い、この演算結果に基づいて撮影時の露出制御を行う。
以下、制御部８によって行われる露出演算処理について詳細に説明する。
図３に、露出演算動作を表す流れ図を示す。
【００１８】
制御部８は、分割測光素子７から上述した各分割領域に対応する測光値を受け取る(ステップＳ１)。次いで、制御部８は、これらの測光値を、図２(ｂ)に示すように、画面中央部の４８(８×６)の分割領域からなる矩形(図２(ｂ)において網掛けを付して示す)に対応する第１グループと、画面左上の４０(８×５)の分割領域からなる矩形に対応する第２グループと、画面右上の４０(８×５)の分割領域からなる矩形に対応する第３グループと、画面左下の４０(８×５)の分割領域からなる矩形に対応する第４グループおよび画面右下の４０(８×５)の分割領域からなる矩形に対応する第５グループに分類し、これらのグループそれぞれに対応するグループ測光値Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５として、各グループに分類された測光値の平均値を求める(ステップＳ２)。
【００１９】
以下の説明では、図２(ａ)に示した分割測光素子７において、分割測光素子７の左下を起点として各分割領域の横方向の並びに行番号１から１０を割り当て、縦方向の並びに列番号１から１６を割り当て、列番号ｈおよび行番号ｖで示される分割領域(ｈ、ｖ)の測光値をＢ(ｈ、ｖ)で示す。
上述したステップＳ２において、制御部８は、画面上の対応する部分(図２(ｂ)参照)の左下の分割領域(ｈ１、ｖ１)と右上の分割領域(ｈ２、ｖ２)によって列番号および行番号の範囲が示される矩形の領域に関して測光値(ｈ、ｖ)の総和を示す関数ＳＵＭ(Ｂ(ｈ１、ｖ１)・・Ｂ(ｈ２、ｖ２))を用いて、式(１)〜(５)で表されるグループ測光値Ｇ１〜Ｇ５を求める。
【００２０】
Ｇ１＝ＳＵＭ(Ｂ(５、３)・・Ｂ(１２、８))／４８      …（１）
Ｇ２＝ＳＵＭ(Ｂ(１、６)・・Ｂ(８、１０))／４０      …（２）
Ｇ３＝ＳＵＭ(Ｂ(９、６)・・Ｂ(１６、１０))／４０    …（３）
Ｇ４＝ＳＵＭ(Ｂ(１、１)・・Ｂ(８、５))／４０        …（４）
Ｇ５＝ＳＵＭ(Ｂ(９、１)・・Ｂ(１６、５))／４０      …（５）
次に、制御部８は、上述したようにして求めたグループ測光値Ｇ１〜Ｇ５を所定の閾値Ｌｂｖと比較し、グループ測光値のいずれかが閾値Ｌｂｖよりも大きい場合には、そのグループ測光値を閾値Ｌｂｖで置き換えることにより、グループ測光値のクリッピングを行う(ステップＳ３)。例えば、図２(ｂ)に示した５つの矩形領域のいずれかに太陽などの極めて高輝度の被写体が捉えられている場合に、ステップＳ３のクリッピング処理により、該当するグループ測光値は上述した閾値Ｌｂｖに制限されることになる。
【００２１】
次いで、制御部８は、撮影画面に捉えられた被写体の特徴を示す情報として、グループ測光値Ｇ１〜Ｇ５について、下に示す式(６)〜式(１０)を用いて、平均輝度値Ｂｖｍｅａｎ、中央部の輝度値Ｂｖｃ、最大輝度Ｂｖｍａｘ、最小輝度Ｂｖｍｉｎおよび画面上部と画面下部の輝度差ｄＨＥなどを算出する(ステップＳ４)。
Ｂｖｍｅａｎ＝（Ｇ１＋Ｇ２＋Ｇ３＋Ｇ４＋Ｇ５）／５    …（６）
Ｂｖｃ＝Ｇ１                                          …（７）
Ｂｖｍａｘ＝Ｍａｘ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５）    …（８）
Ｂｖｍｉｎ＝Ｍｉｎ（Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５）    …（９）
ｄＨＥ＝ＡＢＳ[(Ｇ２＋Ｇ３)／２−(Ｇ４＋Ｇ５)／２]      …（１０）
なお、式(８)、(９)において関数Ｍａｘおよび関数ｍｉｎは、括弧内の数値の最大値および最小値を与える関数であり、また、式(１０)において、関数ＡＢＳは、中括弧内の数値の絶対値を与える関数である。
【００２２】
次に、制御部８は、上述したようにして求めた被写体の特徴を示す情報(Ｂｖｍｅａｎ、Ｂｖｃ、Ｂｖｍａｘ、Ｂｖｍｉｎ、ｄＨＥ)に選択された測光モードそれぞれにおいて最適化された重み係数Ｋ１〜Ｋ５を乗算して足し合わせることにより、式(１１)で表される代表輝度値Ｂｖａｎｓを算出する(ステップＳ５)。
Bvans＝K1×Bvmean＋K2×Bvc＋K3×Bvmax＋K4×Bvmin＋K5×dHE  …（１１）
次いで、制御部８は、ステップＳ１で分割測光素子７から受け取った全ての測光値に基づいて、被写界における明るい部分に対応するハイライト領域を検出する(ステップＳ６)。このとき、制御部８は、全ての測光値Ｂ(ｈ、ｖ)の最大値であるＢｍａｘと上述したようにして求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓとを用いて式(１２)のように表される条件を満たす測光値Ｂ(ｈ、ｖ)を持つ分割領域を検出することにより、適切な明るさの被写体に対応する分割領域をそれぞれハイライト領域として検出することができる。
【００２３】
Ｂ(ｈ、ｖ)＞(Ｂｍａｘ＋Ｂｖａｎｓ)／２        …（１２）
また、制御部８は、ハイライト領域を抽出する際の条件として、最大値Ｂｍａｘを所定の係数ｋ0で除算した値を用いて式(１３)で表される条件を適用しても良いし、また、最大値Ｂｍａｘとグループ測光値の平均値Ｂｖｍａｅｎとの平均値を用いて式(１４)で表される条件を適用しても良い。
【００２４】
Ｂ(ｈ、ｖ)＞Ｂｍａｘ／ｋ0                    …（１３）
Ｂ(ｈ、ｖ)＞(Ｂｍａｘ＋Ｂｖｍｅａｎ)／２      …（１４）
次に、制御部８は、ステップＳ６において検出されたハイライト領域の数Ｎｈが所定の閾値Ｔｈ1以上であるか否かに基づいて、被写界において明るい領域が多いか否かを判定し(ステップＳ７)、肯定判定の場合に、更に、制御部８は、最大値Ｂｍａｘと上述した代表輝度値Ｂｖａｎｓとの差が所定値ｑ以下であるか否かを判定する(ステップＳ８)。
【００２５】
最大値Ｂｍａｘと代表輝度値Ｂｖａｎｓとの差が所定値ｑより小さいとされた場合に(ステップＳ８の肯定判定)、制御部８は、被写界全体が明るいと判断する。この場合に、代表輝度値Ｂｖａｎｓをそのまま適用して露出制御すると、明るい輝度Ｂｖａｎｓの被写体の明度が中間値になるように露出制御することになる。よって、制御部８は、露出がアンダーとなることを避けるために、最大値Ｂｍａｘから所定の定数Ｂｓａｔ２を差し引いた値を新たな代表輝度値Ｂｖａｎｓとし(ステップＳ９)、この代表輝度値Ｂｖａｎｓを用いて露出値算出処理を行い(ステップＳ１６)、処理を終了する。このようにして、ステップＳ９によって新たに求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓを用いて露出値算出処理を行うことにより、ステップＳ５で求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓをそのまま適用した場合よりも露出量を増加させることができる。
【００２６】
一方、ステップＳ８の否定判定の場合に、制御部８は、上述したステップＳ５で求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓを用いて露出値算出処理を行い(ステップＳ１６)、処理を終了する。
ここで、上記所定値ｑ、定数Ｂｓａｔ２について説明する。
カメラは、代表輝度値Ｂｖａｎｓを基に求めた露出制御値で露出した時に、代表輝度値Ｂｖａｎｓと同じ輝度の被写体の明度が中間値(無彩色被写体ならばグレー)に写るように調整されている。
【００２７】
今、ある代表輝度値ＢｖＸを基に撮影したときに中間明度に写った被写体に対応する測光素子出力をＶｇとする。また、飽和しない程度に明るく写った被写体に対応する測光素子出力をＶｗとする。すると、中間明度の被写体と飽和しない程度の明るい被写体との輝度差ｄは下式のように表される。
ｄ＝Ｌｏｇ2(Ｖｗ／Ｖｇ)
明るい被写体の輝度はＢｖＸ＋ｄで表されるので、輝度ＢｖＸ＋ｄの被写体を中間調ではなく明るく写すには、上述した代表輝度値ＢｖＸに基づく露出制御値を求めて露出制御すればよい。
【００２８】
上述したステップＳ８においては、輝度Ｂｍａｘの被写体が明るく写るか否かを判定したいので、代表輝度値Ｂｖａｎｓが、最大輝度値Ｂｍａｘに対して「中間明度の被写体と飽和しない程度の明るい被写体との輝度差ｄ」だけ低い輝度値(Ｂｍａｘ−ｄ)より大きいか否かを判定すればよいことになる。
つまり、Ｂｖａｎｓ＜Ｂｍａｘ−ｄであれば、その代表輝度値を示す被写体は比較的暗めの被写体であり、これを中間明度になるように露出制御することにより、その被写体は明るく写る。一方、Ｂｖａｎｓ≧Ｂｍａｘ−ｄであれば、その代表輝度値を示す被写体は比較的明るめの被写体であり、これを中間明度になるように露出制御すれば、その被写体は明るくは写らず、中間明度に近い明るさに写ることになる。
【００２９】
後者の式を変形すると、Ｂｍａｘ−Ｂｖａｎｓ≦ｄとなり、最大輝度値と代表輝度値との差が上述した輝度差ｄ(＝Ｌｏｇ2(Ｖｗ／Ｖｇ))以下であれば被写体が明るめで、露出制御の結果、ステップＳ８の肯定判定する場合と同様にアンダーめになることになる。したがって、上記Ｌｏｇ2(Ｖｗ／Ｖｇ)を所定値ｑとして設定すればよい。
一方、ステップＳ９においては、最大輝度値を示す被写体が明るく写るように露出制御するために、代表輝度値を暗めにして露出制御値を決めればよいので、新たな代表輝度値の値を例えばＢｍａｘ−ｄとすればよい。つまり、定数Ｂｓａｔ２の値として、上述した輝度差ｄ(＝Ｌｏｇ2(Ｖｗ／Ｖｇ))を設定すればよい。
【００３０】
なお、上記の説明では、ステップＳ８における判定のための所定値ｑとステップＳ９において新たな代表輝度値を求めるための定数Ｂｓａｔ２とが等しくなっているが、上述の説明は、単に、それぞれの所定値の性質を説明するためのものであり、これに限定されるものではない。また、後述する所定値ｐ、ｓおよび定数Ｂｓａｔ１、Ｂｓａｔ３も同様の考え方で設定することができる。
【００３１】
図３に戻り、ステップＳ７の否定判定の場合に、制御部８は、ハイライト領域の数Ｎｈが別の閾値Ｔｈ2(但し、Ｔｈ1＞Ｔｈ2)以上であるか否かを判定し(ステップＳ１０)、肯定判定の場合は、上述したステップＳ６において検出された各ハイライト領域と画面の中心との距離の分散Ｄｉｓを求める(ステップＳ１１)。このとき、制御部８は、各ハイライト領域の座標(ｈ、ｖ)と画面の中心の座標(８．５、５．５)および適切な重み係数ａ、ｂとを用いた式(１５)あるいは式(１５)において重み係数ａ、ｂを数値「１」として場合に相当する式(１６)により、距離の分散Ｄｉｓを算出する。
【００３２】
【数１】
2008096517.tif 000003
なお、閾値Ｔｈ1、Ｔｈ2は、被写体の画面全体を明るく写したいシーンやハイライト領域が小さくて露出に影響しないようなシーンを含め、様々なシーンのハイライト画素数を基に統計的に決定すればよい。
【００３３】
次に、制御部８により、このようにして得られた距離の分散Ｄｉｓが所定の閾値Ｔｈｄ以下であるか否かが判定される(ステップＳ１２)。
例えば、図４(ａ)に示すように、画面中央部に主要な明るい被写体である花が捉えられ、画面の周辺部のわずかな部分に背景として太陽や明るく輝く小さな反射物が捉えられている場合は、太陽や小さな反射物に対応するハイライト領域(図４(ｂ)において斜線を付して示す)に比べて、主要被写体である花に対応するハイライト領域(図４(ｂ)において網掛けを付して示す)の方が多数であるので、上述したステップ１１において算出される距離の分散Ｄｉｓの値は上述した閾値Ｔｈｄよりも小さくなり、ステップＳ１２の肯定判定となる。この場合に、制御部８は、撮影画面の中央部分にハイライト領域が多く分布していると判断し、ステップＳ１３〜Ｓ１５において撮影画面の中央部分の測光値を代表輝度値に反映する処理が行われる。
【００３４】
なお、閾値Ｔｈｄは、白トビしない程度に明るく写したいようなハイライト領域が、主に画面中央に分散しているような様々シーンにおける分散Ｄｉｓを基に統計的に決定すればよい。
この場合に、制御部８は、まず、図２(ｂ)に示した画面中央部の矩形に対応する第１グループに分類された各測光値Ｂ(５、３)…Ｂ(１２、８)の最大値ＢｖｍａｘＧ１を検出する(ステップＳ１３)。このとき、制御部８は、左下の分割領域(ｈ１、ｖ１)と右上の分割領域(ｈ２、ｖ２)によって列番号および行番号の範囲が示される矩形の領域に関して測光値(ｈ、ｖ)の最大値を与える関数ＭＡＸ(Ｂ(ｈ１、ｖ１)…Ｂ(ｈ２、ｖ２))を用いて、式(１７)のように表される最大値ＢｖｍａｘＧ１を求める。
【００３５】
ＢｖｍａｘＧ１＝Ｍａｘ｛Ｂ(５、３)…Ｂ(１２、８)｝      …（１７）
次に、制御部８により、ステップＳ１３で得られた最大値ＢｖｍａｘＧ１から代表輝度値Ｂｖａｎｓを差し引いた値が所定値ｐ以上であるか否かが判定される(ステップＳ１４)。そして、画面中央部に対応する第１グループの測光値の最大値ＢｖｍａｘＧ１と代表輝度値Ｂｖａｎｓとの差が所定値ｐ以上に大きいとされた場合に(ステップＳ１４の肯定判定)、制御部８は、第１グループの測光値の最大値ＢｖｍａｘＧ１から所定の定数Ｂｓａｔ１を差し引いた値を新たな代表輝度値Ｂｖａｎｓとする(ステップＳ１５)。
【００３６】
このようにして、ステップＳ５で求めたＢｖａｎｓと第１グループについて求めた最大値ＢｖｍａｘＧ１との差が所定値ｐを超えている場合、即ち、主要な被写体の輝度が十分に代表輝度値Ｂｖａｎｓに反映されていない場合に、ステップＳ１５により、撮影画面の中央部分にあるハイライト領域の測光値を直接的に反映して、新たな代表輝度値Ｂｖａｎｓを得ることができる。このようにして得られた代表輝度値Ｂｖａｎｓを用いてステップＳ１６の露出値算出処理を行うことにより、例えば、図４に示した周辺部の太陽や小さな反射物の輝度値にかかわらず、主要な明るい被写体である花の輝度値に適合した露出値を設定し、主要な被写体を適正な露出で撮影することが可能となる。
【００３７】
一方、上述したステップＳ１４の否定判定の場合に、制御部８は、ステップＳ５で得られた代表輝度値Ｂｖａｎｓを用いて露出値算出処理を行い(ステップＳ１６)、処理を終了する。
また一方、ハイライト領域の多くが画面の周辺部分にある場合は、上述したステップＳ１２の否定判定となる。この場合に、制御部８は、これらのハイライト領域は主要な被写体の輝度を反映していないと判断し、ステップＳ５で得られた代表輝度値Ｂｖａｎｓを用いて露出値算出処理を行い(ステップＳ１６)、処理を終了する。
【００３８】
上述したようにして、ハイライト領域の分布に関する情報を分析し、例えば、画面の中央部分にハイライト領域が集中している場合に、画面の中央部分に対応するグループ測光値Ｇ１を忠実に反映する代表輝度値Ｂｖａｎｓを採用して、露出値の算出処理に供することができる。これにより、撮影画面において主要な被写体よりも明るく捉えられている背景的な被写体の存在の有無にかかわらず、主要な被写体の輝度を忠実に反映した露出値を適用して撮影を行うことができ、高品質の撮影結果を得ることができる。
【００３９】
なお、図３に示した流れ図のように、ハイライト領域の分布に関する分析に先立ってグループ測光値に基づく代表輝度値Ｂｖａｎｓを求める代わりに、ハイライト領域の分布に関する分析結果に基づいて、それぞれ適切な代表輝度値を求めることも可能である。例えば、ハイライト領域の分布に関する分析結果によって、ハイライト領域が画面中央部に集中していることが示された場合に、上述したステップＳ１５の処理によって主要被写体の輝度を反映していると推定される画面中央部のハイライト領域の輝度を反映した代表輝度値Ｂｖａｎｓを求め、他の場合に、ステップＳ５の処理によってグループ測光値に基づく代表輝度値Ｂｖａｎｓを求めてもよい。
【００４０】
また、顔検出機能やオートフォーカス機能などによって、撮影者が注目している画面内の領域が予め特定されている場合に、該当する領域に対応するグループ測光値を考慮して代表輝度値Ｂｖａｎｓを算出することも可能である。
（第２の実施形態）
図５に、本発明にかかわる別の露出演算動作を表す流れ図を示す。
【００４１】
なお、図５に示すステップのうち、図３に示した各ステップと同等のものについては、図３に示した符号を付して示し、その説明を省略する。
図５に示した流れ図において、図１に示した制御部８は、ハイライト領域の数Ｎｈが上述した閾値Ｔｈ1と閾値Ｔｈ2で示される範囲内であると判定した場合に(ステップＳ１０の肯定判定)、図３に示したステップＳ１１〜ステップＳ１５の処理に代えて、後述するステップＳ２１〜ステップＳ２６の処理を行う。
【００４２】
図５に示したステップＳ２１において、制御部８は、検出されたハイライト領域それぞれの隣接関係に基づいて、互いに隣接する分割領域からなる少なくとも一つのブロックに分類する。このとき、制御部８は、例えば、上述した最大輝度値Ｂｍａｘを持つハイライト領域に隣接するハイライト領域を検出して最大輝度値Ｂｍａｘに対応するブロックに分類し、更に、このようにして検出されたハイライト領域に隣接するハイライト領域を検出して同じブロックに分類していき、隣接するハイライト領域が検出されなくなったときに、該当するブロックの形成が完了したと判定して、残りのハイライト領域の中で最大の輝度値を持つハイライト領域について、同様にして、隣接するハイライト領域を検出してブロックの形成処理を行う。このような処理を繰り返し、全てのハイライト領域がいずれかのブロックに分類されるか、予め決定した数のブロックが形成されたときに、制御部８は、ハイライト領域をブロックに分類する処理を完了する。
【００４３】
例えば、図６(ａ)に示すように、画面中央部の花とともに、背景としてとして白く輝く雲の広がりが捉えられている場合には、上述したステップＳ２１において、制御部８により、画面中央部の主要な被写体である花に対応するハイライト領域からなるブロック(図６(ｂ)に斜線を付して示す)とともに、雲の広がりに対応するハイライト領域(図６(ｂ)に網掛けを付して示す)からなるブロックに分類される。
【００４４】
次に、制御部８は、上述したようにして得られた各ブロックの露出値の算出における重要性を、それぞれのブロックに分類されたハイライト領域の測光値および撮影画面における分布と、ハイライト領域の数とに基づいて評価し、この評価結果を示す優先度に基づいて最も重要性の高いブロックを選択する(ステップＳ２２)。
このとき、制御部８は、各ブロックに属するハイライト領域の測光値Ｂ(ｈ、ｖ)と所定の係数ｃ1、ｄ1およびブロックに属するハイライト領域のブロック所属数Ｎｂとを用いて式(１８)あるいは式(１９)のように表される値ｆ(Ｂ，ｈ、ｖ)に、別の係数ｅをブロック所属数Ｎｂに乗じた値を加えて、各ブロックに関する優先度ＨＫを求め(式(２０)参照)、最大の優先度を持つブロックを最も重要度の高い優先ブロックとして選択する。
【００４５】
【数２】
2008096517.tif 000004
ＨＫ＝ｆ(Ｂ，ｈ、ｖ)＋ｅ×Ｎｂ            …(２０)
また、制御部８は、式(２１)あるいは式(２２)に示すように、各ブロックに属するハイライト領域の数Ｎｂの寄与が総和にかかわる測光値の数として反映された優先度ＨＫを求め、得られた優先度ＨＫに基づいて優先ブロックを選択することもできる。
【００４６】
【数３】
2008096517.tif 000005
次に、制御部８は、このようにして選択された優先ブロックに対応する優先度ＨＫが所定値ｒ以上であるか否かを判定する(ステップＳ２３)。
この所定値ｒは、様々なシーンにおける、白トビしない程度に明るく写したいハイライトブロックの優先度ＨＫを基に、統計的に決定すればよい。
【００４７】
上述したようにして、画面の中央部に非常に近いブロック、あるいは、図６に示した雲の広がりに対応するブロックのように、周辺部であっても広い面積と高い輝度を示す測光値を持つブロックが優先ブロックとして検出された場合には、対応する優先度ＨＫの値は大きくなり、上述した所定値ｒ以上となる(ステップＳ２３の肯定判定)。
この場合に、制御部８は、優先ブロックに属するハイライト領域に対応する測光値の最大値ＢｖｍａｘＢｌを検出し(ステップＳ２４)、この最大値ＢｖｍａｘＢｌからステップＳ５で求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓを差し引いて得られる値が所定値ｓ以上であるか否かを判定する(ステップＳ２５)。
【００４８】
ステップＳ２５の肯定判定の場合は、ステップＳ５で求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓを適用して露出値を算出すると、上述した優先ブロックに対応する被写体(例えば、図６に示した雲の広がり)の像が白飛びしてしまう可能性がある。そこで、この場合に、制御部８は、上述した最大値ＢｖｍａｘＢｌから所定値Ｂｓａｔ３を差し引いた値を新たな代表輝度値Ｂｖａｎｓとして求め(ステップＳ２６)、この新たな代表輝度値Ｂｖａｎｓを適用して、ステップ１６の露出値算出処理を実行し、処理を終了する。
【００４９】
このようにして、優先ブロックに対応する被写体の像が飽和してしまわないような適切な露出値を算出することができる。
一方、ステップＳ２５の否定判定の場合に、制御部８は、優先ブロックに対応する被写体の像は、ステップＳ５で求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓに基づいて算出した露出値を適用しても飽和することはないと判断し、この代表輝度値Ｂｖａｎｓをそのまま適用してステップＳ１６の露出値算出処理を行い、処理を終了する。
【００５０】
上述したようにして、ハイライト領域を位置的なまとまりごとにその重要度を個別に評価することにより、例えば、図６に示す雲のように、画面の周辺部ではあっても無視できない広がりをもつ明るい被写体がある場合に、ステップＳ２３の肯定判定として、この画面周辺部の明るい被写体の明るさを考慮して求めた代表輝度値Ｂｖａｎｓに基づいて露出値を算出することができる。これにより、雲の部分を飽和させない適正な露出で撮影を行うことができるので、白飛びした部分のない良好な画像を得ることができる。
【００５１】
なお、図５に示した流れ図のように、ハイライト領域の分布に関する分析に先立ってグループ測光値に基づく代表輝度値Ｂｖａｎｓを求める代わりに、ハイライト領域の分布に関する分析結果に基づいて、それぞれ適切な代表輝度値を求めることも可能である。例えば、ハイライト領域を位置的なまとまりごとにその重要度を個別に評価して得られた結果に基づいて、優先ブロックに分類されたハイライト領域の測光値を反映した代表輝度値を算出する必要性が示された場合に、上述したステップＳ２６の処理によって優先ブロックの輝度を反映した代表輝度値Ｂｖａｎｓを求め、他の場合に、ステップＳ５の処理によってグループ測光値に基づく代表輝度値Ｂｖａｎｓを求めてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
以上に説明したように、本発明にかかわる露出演算装置および方法によれば、ハイライト領域の位置的な分布を考慮することにより、主要な被写体の輝度を適切に反映した露出値を得ることができる。したがって、本発明にかかわる露出演算装置および方法をカメラに適用することにより、主要な被写体の輝度に適合した露出で撮影を行い、少なくとも主要な被写体については良好な画像を利用者に提供することができるので、カメラなど画像や映像を取得する撮像機器分野において極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明にかかわる露出演算装置が組み込まれた第１の実施形態の電子カメラを示す図である。
【図２】分割測光素子の説明図である。
【図３】露出演算動作を表す流れ図である。
【図４】露出演算動作の説明図である。
【図５】別の露出演算動作を表す流れ図である。
【図６】露出演算動作の説明図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…カメラ本体、２…レンズユニット、２ａ…撮影レンズ、３…クイックリターンミラー、４…フォーカルプレーンシャッタ、５…撮像素子、６…測光用再結像レンズ、７…分割測光素子、８…制御部、９…拡散スクリーン(焦点板)、１０…コンデンサレンズ、１１…ペンタプリズム、１２…接眼レンズ。
【図１】
2008096517.tif 000006
【図２】
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【図３】
2008096517.tif 000008
【図４】
2008096517.tif 000009
【図５】
2008096517.tif 000010
【図６】
2008096517.tif 000011