(57)【要約】【課題】被写体の明るさに応じて画質の劣化なく撮影可能に露出制御することができる撮像装置を提供する。【解決手段】高感度の受光素子と低感度の受光素子とを備えた撮像素子を含む撮像装置において、被写体の明るさを測光し（１００）、その測光値が所定値Ａ未満の場合には、測光値及び高感度の受光素子の感度に基づいて露出制御を行い（１０８，１１０）、測光値が所定値Ａ以上の場合には、測光値及び低感度の受光素子の感度に基づいて露出制御を行い（１０４，１０６）、そのように露出制御された状態で露出制御に使用された受光素子から出力された信号を用いて撮影し、記録する（１１２）。【選択図】図４
2007306064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する所定感度の複数の第１受光素子と、被写体からの光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する前記所定感度より低い感度の複数の第２受光素子とを備えた撮像素子と、
前記被写体の明るさを測光する測光手段と、
前記測光手段の測光値が所定値未満の場合には、測光値及び第１受光素子の感度に基づいて露出制御を行い、前記測光手段の測光値が所定値以上の場合には、測光値及び第２受光素子の感度に基づいて露出制御を行う露出制御手段と、
前記露出制御手段で露出制御された状態で前記露出制御に使用された受光素子から出力された信号を用いて前記被写体の画像を形成する画像形成手段と、
を含む撮像装置。
【請求項２】
前記被写体の画像を形成する際に用いる受光素子から出力された信号を前記測光手段の測光結果に応じて定められる補正係数で補正する補正手段を更に備え、
前記露出制御手段は、前記測光手段の測光値が所定値未満の場合には、測光値及び第１受光素子の感度を前記補正係数で補正した補正感度に基づいて露出制御を行い、前記測光手段の測光値が所定値以上の場合には、測光値及び第２受光素子の感度を前記補正係数で補正した補正感度に基づいて露出制御を行う請求項１記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異なる複数の感度の受光素子を備えた撮像素子を有する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
撮像素子（ＣＣＤ）を搭載したデジタルカメラが普及しているが、近年、解像度を上げるためにＣＣＤが高画素化、微細化している。従って、ＣＣＤの画素ピッチが非常に小さくなってきている。
【０００３】
一方、撮影時の露出制御では絞り値（Ｆ値）が調節されるが、Ｆ値を大きくすると回折現象により画質（解像度）が劣化することが知られている。また、ＣＣＤの画素ピッチが小さくなるほど、より小さなＦ値で劣化が生じる。
【０００４】
そこで、最小絞り時の絞り値を所定値以下に制限すると共に、ＮＤフィルタを設けて光量を制限するカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−８８０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では絞り値が制限されるため、被写体が明るい場合には露出制御が困難になる、という問題があった。また、ＮＤフィルタを設けるとコストがかさむ。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、被写体の明るさに応じて画質の劣化なく撮影可能に露出制御することができる撮像装置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】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体からの光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する所定感度の複数の第１受光素子と、被写体からの光を受光し、受光した光量に応じた信号を出力する前記所定感度より低い感度の複数の第２受光素子とを備えた撮像素子と、前記被写体の明るさを測光する測光手段と、前記測光手段の測光値が所定値未満の場合には、測光値及び第１受光素子の感度に基づいて露出制御を行い、前記測光手段の測光値が所定値以上の場合には、測光値及び第２受光素子の感度に基づいて露出制御を行う露出制御手段と、前記露出制御手段で露出制御された状態で前記露出制御に使用された受光素子から出力された信号を用いて前記被写体の画像を形成する画像形成手段と、を含んで構成されている。
【０００８】
このように、所定感度の第１受光素子と、所定感度より低い感度の第２受光素子を備えた撮像素子を含む撮像装置において、測光手段の測光値が所定値未満、すなわち被写体が暗い場合には、測光値及び第１受光素子の感度に基づいて露出制御を行い、測光手段の測光値が所定値以上、すなわち被写体が明るい場合には、測光値及び第２受光素子の感度に基づいて露出制御を行うようにしたため、いずれの場合も、測光値及び感度で定められる露出量が適度に調整され、画質の劣化なく撮影可能に露出制御することができる。さらに、該露出制御された状態で該露出制御に使用された受光素子から出力された信号を用いて被写体の画像を形成するようにしたため、画質劣化なく撮影することができる。すなわち、本発明によれば、被写体の明るさに応じて画質の劣化なく撮影可能に露出制御することができ、高い画質で被写体を撮影することができる。
【０００９】
なお、被写体画像の形成において、露出制御に使用された受光素子から出力された信号のみで画像を形成してもよいが、露出制御に使用された受光素子から出力された信号を主信号とし、他方の受光素子から出力された信号を副信号とし、主信号をメインで用いて画像を形成し、必要に応じて副信号を主信号に合成して被写体の画像を形成するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記撮像装置は、前記被写体の画像を形成する際に用いる受光素子から出力された信号を前記測光手段の測光結果に応じて定められる補正係数で補正する補正手段を更に備え、前記露出制御手段は、前記測光手段の測光値が所定値未満の場合には、測光値及び第１受光素子の感度を前記補正係数で補正した補正感度に基づいて露出制御を行い、前記測光手段の測光値が所定値以上の場合には、測光値及び第２受光素子の感度を前記補正係数で補正した補正感度に基づいて露出制御を行うことができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように本発明によれば、被写体の明るさに応じて画質の劣化なく撮影可能に露出制御することができる、という効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本実施の形態に係る撮像装置１０の構成を示すブロック図である。
【００１４】
この撮像装置１０の撮影光学系１２は撮影レンズ１４及び絞り１６を含んで構成されている。撮影レンズ１４は１枚又は複数枚のレンズで構成され、単一の焦点距離（固定焦点）のレンズでも良いし、ズームレンズや望遠／広角の二焦点切替式レンズの如く焦点距離可変のものでもよい。
【００１５】
撮影光学系１２を介してＣＣＤ１８の受光面に結像された被写体像は、入射光量に応じた量の信号電荷に変換される。このようにして蓄積された信号電荷は、ＣＣＤ駆動回路２０から加えられるＣＣＤ駆動パルスによって読み出され、信号電荷に応じた電圧信号（アナログ画像信号）として順次ＣＣＤ１８から出力される。なお、ＣＣＤ１８の詳細な構成については、後述する。
【００１６】
ＣＣＤ１８から読み出された信号は、ＣＤＳ回路２２において相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理されるとともに、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理され、各色信号の信号レベルの調整（プリホワイトバランス処理）が行われる。
【００１７】
これら所定のアナログ信号処理を経た画像信号は、Ａ／Ｄ変換器２４に加えられ、該Ａ／Ｄ変換器２４によりＲ，Ｇ，Ｂのデジタル信号に変換された後、メモリ２６に格納される。
【００１８】
タイミング信号発生回路（ＴＧ）２８は、ＣＰＵ３０からのコマンドに応じてＣＣＤ駆動回路２０、ＣＤＳ回路２２及びＡ／Ｄ変換器２４に対して適宜のタイミング信号を与えており、各回路はタイミング信号発生回路２８から加えられるタイミング信号により同期して駆動されるようになっている。
【００１９】
ＣＰＵ３０は、不図示のＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより撮像装置１０の各回路を統括制御する制御部であり、バス３２を介してゲイン調整回路３４、ガンマ補正回路３６、輝度・色差信号処理回路（ＹＣ処理回路という。）３８、圧縮伸張回路４０、メモリカード４２のカードインターフェース４４、及び表示部４６を駆動する表示用ドライバー４８等と接続されている。
【００２０】
ＣＰＵ３０は操作部５０からの入力信号に基づいて対応する回路ブロックを制御するとともに、撮影レンズ１４のズーミング動作や自動焦点調節（ＡＦ）動作の制御、並びに自動露出調節（ＡＥ）の制御等を行う。
【００２１】
操作部５０には、画像の記録開始の指示を与えるレリーズボタン、撮像装置のモード選択手段、ズーム操作手段、その他の各種の入力手段が含まれる。これら入力手段は、スイッチボタン、ダイヤル、スライド式ツマミなど種々の形態があり、タッチパネルや液晶モニタ表示部の画面上において設定メニューや選択項目を表示してカーソルで所望の項目を選択する態様もある。操作部５０は撮像装置本体に配設されていてもよいし、リモコン送信機として撮像装置１０本体と分離した構成にすることも可能である。
【００２２】
ＣＰＵ３０は、ＣＣＤ１８から出力される画像信号に基づいて、焦点評価演算やＡＥ演算などの各種演算を行い、その演算に基づいて、撮影レンズ１４及び絞り１６の駆動手段（例えば、ＡＦモータやアイリスモータ等）５２を制御してフォーカスレンズを合焦位置に移動させるとともに、絞り１６を適正絞り値に設定する。
【００２３】
例えば、ＡＦ制御には、Ｇ信号の高周波成分が最大になるようにフォーカスレンズを移動させるコントラストＡＦ方式が採用される。ＡＥ制御には、１フレームのＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算した積算値に基づいてＥＶ（Exposure Value、本実施の形態では「露出値」ともいう。）を求め、この露出値ＥＶに基づいて絞り値とシャッタースピードを決定し、駆動手段５２を介して絞り１６を駆動するとともに、決定したシャッタースピードとなるように電子シャッターによってＣＣＤ１８の電荷の蓄積時間を制御する。したがって、撮像装置１０の撮影レンズ１４を被写体に向けるだけで、最適な露出調整が行われるとともに、ピント合わせが自動的に行われる。
【００２４】
撮影記録時においては、レリーズボタンの「半押し」時に上述した測光動作を複数回繰り返して正確な露出値ＥＶを求め、この露出値ＥＶに基づいて撮影時の絞り値とシャッタースピードを最終的に決定する。そして、レリーズボタンの「全押し」時に前記最終的に決定した絞り値になるように絞り１６を駆動し、また、決定したシャッタースピードとなるように電子シャッターによって電荷の蓄積時間を制御する。なお、ＡＥ、ＡＦはＣＣＤ１８から取得される画像信号に基づいて測光して制御する方法の他、周知の測光センサを用いて測光したりＡＦ投光／受光センサからなる測距センサ等を用いて測距して制御してもよい。
【００２５】
また、この撮像装置１０はストロボ発光装置５４と、調光用の受光素子５６を有し、操作部５０に含まれるストロボモード設定ボタンの操作に応じて、低輝度時にストロボ発光装置５４を自動的に発光させる「低輝度自動発光モード」、被写体輝度にかかわらずストロボ発光装置５４を発光させる「強制発光モード」、又はストロボ発光装置５４の発光を禁止させる「発光禁止モード」等に設定される。
【００２６】
ＣＰＵ３０はユーザーが選択したストロボモードに応じて、ストロボ発光装置５４のメインコンデンサの充電制御や、発光管（例えば、キセノン管）への放電（発光）タイミングを制御するとともに、受光素子５６からの測定結果に基づいて発光停止の制御を行う。受光素子５６はストロボの発光によって照らされる被写体からの反射光を受光し、受光量に応じた電気信号に変換する。受光素子５６の信号は図示せぬ積分回路により積算され、積算受光量が所定の適正受光量に達した時にストロボの発光が停止される。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器２４から出力されたデータは前記メモリ２６に格納されるとともに、積算回路６０に加えられる。積算回路６０は、撮影画面を複数のブロック（例えば、８×８の６４個のブロック）に分割し、各ブロック毎に受入したＧ信号の積算演算を行う。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂのデータから輝度信号（Ｙ信号）を生成して、輝度信号の積算演算を行ってもよい。また、積算回路６０はＡＥ演算回路で兼用することもできる。積算回路６０で得られた積算値の情報（演算結果）はＣＰＵ３０に入力される。
【００２８】
ＣＰＵ３０は積算回路６０からの情報に基づき、所定のアルゴリズムに従ってゲイン調整回路３４におけるゲイン値（増幅率）を決定する。ＣＰＵ３０は決定したゲイン値に従ってゲイン調整回路３４におけるゲイン量を制御する。
【００２９】
メモリ２６に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂの画像データはゲイン調整回路３４に送られ、ここで増幅処理される。増幅処理された画像データは、ガンマ補正回路３６において、ガンマ補正処理が施された後、ＹＣ処理回路３８へ送られ、ＲＧＢデータから輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃr,Ｃb信号）に変換される。
【００３０】
ＹＣ処理回路３８において生成された輝度・色差信号（ＹＣ信号と略記する）は、メモリ２６に書き戻される。メモリ２６に記憶されたＹＣ信号は表示用ドライバー４８に供給され、所定方式の信号（例えば、ＮＴＳＣ方式のカラー複合映像信号）に変換されて表示部４６に出力される。表示部４６には液晶ディスプレイその他のカラー表示可能な表示装置が用いられる。なお、表示部４６はＹＣ信号入力対応のタイプのものを適用してもよいし、ＲＧＢ信号入力タイプのものを適用してもよく、表示装置に対応したドライバーが適用される。
【００３１】
ＣＣＤ１８から出力される画像信号によって画像データ（ＹＣ信号）が定期的に書き換えられ、その画像データから生成される映像信号が表示部４６に供給されることにより、ＣＣＤ１８が捉える画像がリアルタイムに動画像（ライブ画像）として、又はリアルタイムではないが、ほぼ連続した画像として表示部４６に表示される。
【００３２】
表示部４６は電子ビューファインダーとして利用でき、撮影者は表示部４６の表示画像又は図示せぬ光学ファインダーによって撮影画角を確認することができる。レリーズボタンの押下操作など所定の記録指示（撮影開始指示）操作に呼応して、記録用の画像データの取り込みが開始される。
【００３３】
撮影者が操作部５０から撮影記録の指示を入力すると、ＣＰＵ３０は必要に応じて圧縮伸張回路４０にコマンドを送り、これにより圧縮伸張回路４０はメモリ２６上のＹＣ信号をＪＰＥＧその他の所定の形式に従って圧縮する。圧縮された画像データはカードインターフェース４４を介してメモリカード４２に記録される。
【００３４】
非圧縮の画像データを記録するモード（非圧縮モード）が選択されている場合には、前記圧縮伸張回路４０による圧縮処理を実施せずに、非圧縮のまま画像データがメモリカード４２に記録される。
【００３５】
本実施の形態の撮像装置１０は、画像データを保存する手段としてメモリカード４２が用いられている。具体的には、例えばスマートメディア等の記録メディアが適用される。記録メディアの形態は上記のものに限らず、ＰＣカード、マイクロドライブ、マルチメディアカード（ＭＭＣ）、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、メモリスティックなど種々の形態が可能であり、使用される媒体に応じた信号処理手段とインターフェースが適用される。
【００３６】
また、再生モード時にはメモリカード４２から読み出された画像データが圧縮伸張回路４０によって伸張処理され、表示用ドライバー４８を介して表示部４６に出力される。
【００３７】
ここで、本実施の形態に係るＣＣＤ１８の構造について詳細に説明する。ＣＣＤ１８には、図２に示すようなハニカムＣＣＤを採用することができる。
【００３８】
このＣＣＤ１８の撮像部は、図２に示すように、１画素の１色について１つずつ割り当てられると共に、所定の配列ピッチ（水平配列ピッチ＝Ｐｈ（μｍ）、垂直配列ピッチ＝Ｐｖ（μｍ））で、かつ隣接する受光素子ＰＤ１が垂直方向及び水平方向にずらされて２次元配置された複数の受光素子ＰＤ１と、この受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰを迂回するように配置され、かつ受光素子ＰＤ１からの信号（電荷）を取り出して垂直方向に転送する垂直転送電極ＶＥＬと、垂直方向最下に位置する垂直転送電極ＶＥＬの垂直方向下側に配置され、垂直転送電極ＶＥＬから転送されてきた信号を外部へ転送する水平転送電極ＨＥＬと、を備えている。なお、同図に示す例では、開口部ＡＰを八角形のハニカム形状に形成している。
【００３９】
ここで、水平方向に直線状に並んで配置された複数の垂直転送電極ＶＥＬにより構成される垂直転送電極群には、各々垂直転送駆動信号Ｖ１、Ｖ２、・・・、Ｖ８の何れか１つを同時に印加することができるように構成されている。なお、同図に示す例では、１段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ３が、２段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ４が、３段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ５が、４段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ６が、５段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ７が、６段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ８が、７段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ１が、８段目の垂直転送電極群に対して垂直転送駆動信号Ｖ２が、各々印加できるように構成されている。
【００４０】
一方、各受光素子ＰＤ１は隣接する１つの垂直転送電極ＶＥＬに対し転送ゲートＴＧを介して電気的に接続されるように構成されている。同図に示す例では、各受光素子ＰＤ１が右下に隣接する垂直転送電極ＶＥＬに転送ゲートＴＧを介して接続されるように構成されている。
【００４１】
なお、同図において‘Ｒ’が記入された受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰは赤色の光を透過する色分離フィルタ（カラーフィルタ）で覆われており、‘Ｇ’が記入された受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰは緑色の光を透過する色分離フィルタで覆われており、‘Ｂ’が記入された受光素子ＰＤ１の前面に形成された開口部ＡＰは青色の光を透過する色分離フィルタで覆われている。すなわち、‘Ｒ’が記入された受光素子ＰＤ１は赤色光を、‘Ｇ’が記入された受光素子ＰＤ１は緑色光を、‘Ｂ’が記入された受光素子ＰＤ１は青色光を、各々受光し、受光した光量に応じたアナログ信号を各々出力する。
【００４２】
ＣＣＤ１８は、更に、上述の受光素子ＰＤ１に比して低感度な受光素子ＰＤ２を備えている。受光素子ＰＤ２は図２に示される如く、複数の受光素子ＰＤ１間に設けられている。この受光素子ＰＤ２も受光素子ＰＤ１と同様に、その前面に受光素子ＰＤ１の開口部より面積が小さい開口部ＡＰが形成され、隣接する１つの垂直転送電極ＶＥＬに対して転送ゲートＴＧにより電気的に接続されている。また、この受光素子ＰＤ２には、その前面に形成された開口部ＡＰに、受光素子ＰＤ１と同様にＲＧＢいずれかのカラーフィルタが装着されている。このように、受光素子ＰＤ２の受光面積を受光素子ＰＤ１の受光面積より小さくしているので、受光素子ＰＤ１に比して低感度なＲＧＢ信号が得られる。図３に、受光素子ＰＤ１及びＰＤ２における、露光量と信号出力の関係の一例を示す。同図から明らかなように、高感度な受光素子ＰＤ１の信号出力は、低感度な受光素子ＰＤ２の信号出力と比較して、より低い露光量レベルで飽和している。
【００４３】
なお、受光素子ＰＤ２の転送ゲートＴＧが接続される電極は、隣接する受光素子ＰＤ１の転送ゲートＴＧが接続される電極とは異ならせて設けられている。
【００４４】
撮影光学系１２を介してＣＣＤ１８の受光面に結像された被写体像は、各受光素子ＰＤ１、ＰＤ２で光の入射光量に応じた量の信号電荷に各々変換される。このようにして蓄積された高感度又は低感度の信号電荷の各々は、ＣＣＤ駆動回路２０から加えられるリードゲートパルスによってシフトレジスタに読み出され、レジスタ転送パルスによって信号電荷に応じた電圧信号として順次読み出される。尚、このＣＣＤ１８は、蓄積した信号電荷をシャッタゲートパルスによって掃き出すことができ、これにより電荷の蓄積時間（シャッタスピード）を制御する、いわゆる電子シャッタ機能を有している。
【００４５】
ＣＣＤ１８から出力された信号はＣＤＳ回路２２に入力される。その後の信号の流れについては前述したとおりである。
【００４６】
本実施の形態では、被写体の明るさに応じて、撮影に使用する受光素子を切替える。例えば、被写体が暗いときには、高感度な受光素子ＰＤ１から読み出された信号を用いて被写体の画像を形成して記録（被写体を撮影）し、被写体が明るいときには、低感度な受光素子ＰＤ２から読み出された信号を用いて被写体を撮影する。また、露出制御は撮影時に使用する受光素子の感度に応じて行われる。
【００４７】
以下、撮像装置１０での撮影時の処理について、詳細に説明する。図４は、撮影時の処理の流れを示したフローチャートである。
【００４８】
ステップ１００では、被写体の測光を行う。具体的には、上述したように、レリーズボタンが半押しされた時に、ＣＣＤ１８から出力されるＲＧＢの画像信号を積算して、被写体の明るさを示す測光値ＢＶ（Brightness Value）を求める。
【００４９】
ステップ１０２では、測光値ＢＶが、所定値Ａ以上か否かを判断する。ここで、測光値ＢＶが所定値Ａ以上であると判断した場合にはステップ１０４に移行し、撮影するときに使用する受光素子を低感度な受光素子ＰＤ２に設定する。なお、被写体の明るさを判断して受光素子を設定するために用いられる所定値Ａは、実験等により予め好適な値を求めて設定しておく。
【００５０】
ステップ１０６では、低感度の受光素子ＰＤ２の感度ＳＶ（Speed Value、ここではISO感度を示す値）と測光値ＢＶを用いて以下の式（１）で露出値ＥＶを求める。
【００５１】
ＥＶ＝ＳＶ＋ＢＶ  ・・・（１）。
【００５２】
さらに、求めた露出値ＥＶに基づいて、絞り値ＡＶ（Aperture Value）と、シャッタ速度ＴＶ（Time Value）を設定する。露出値ＥＶ、絞り値ＡＶ、及びシャッタ速度ＴＶの関係を以下の式（２）に示す。
【００５３】
ＥＶ＝ＡＶ＋ＴＶ  ・・・（２）。
【００５４】
露出制御には様々な制御方法があるが、例えばプログラム制御の場合には、露出値ＥＶの値に応じて適切な絞り値ＡＶ及びシャッタ速度ＴＶが定められており（或いは所定の演算式で求め）これにより露出制御する。また、例えば、シャッタ速度優先制御の場合には、露出値ＥＶ及びシャッタ速度ＴＶに応じて絞り値ＡＶを求める。
【００５５】
どのように制御する場合であっても、被写体が明るい場合には露出制御及び被写体画像形成に低感度の受光素子ＰＤ２を用いるため、高感度の受光素子ＰＤ１を用いる場合に比べて、露出値ＥＶを小さくすることができる。従って、露出制御において設定される絞り値ＡＶはそれほど大きな値にはならない。
【００５６】
ステップ１１２では、レリーズボタンが全押しされたときに、上記設定された絞り値ＡＶとなるように絞り１６を駆動し、上記設定されたシャッタ速度となるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。そして、低感度の受光素子ＰＤ２から出力された画像信号を用いて被写体画像を形成し、記録する。すなわち、低感度の受光素子ＰＤ２から出力された画像信号から、前述したように、ゲイン補正、ガンマ補正処理、ＹＣ変換処理を施してメモリ２６に格納したＹＣ信号をメモリ２６から読み出して、圧縮伸張回路４０で圧縮してメモリカード４２に記録する。ここでは、高感度の受光素子ＰＤ１から出力された信号は撮影に使用しない。
【００５７】
このように、被写体が明るい場合には、低感度の受光素子ＰＤ１の感度ＳＶ及び測光値ＢＶを用いて露出制御して撮影するようにしたため、小絞りボケが生じることなく、高画質な被写体画像を撮影することができる。
【００５８】
一方、ステップ１０２で、測光値ＢＶが所定値Ａ未満であると判断した場合にはステップ１０８に移行し、撮影するときに使用する受光素子を高感度な受光素子ＰＤ１に設定する。
【００５９】
ステップ１１０では、高感度な受光素子ＰＤ１の感度ＳＶと測光値ＢＶを用いて上記式（１）にて露出値ＥＶを求める。更に、上記式（２）で示される関係から絞り値ＡＶ及びシャッタ速度ＴＶを設定する。
【００６０】
なお、ここでは露出制御及び被写体画像形成に高感度の受光素子ＰＤ１を用いるが、被写体は比較的暗く測光値ＢＶが小さいため、露出値ＥＶの値はさほど大きな値にはならない。従って、露出制御において設定される絞り値ＡＶもさほど大きな値にはならない。
【００６１】
ステップ１１２では、レリーズボタンが全押しされたときに、上記設定された絞り値ＡＶとなるように絞り１６を駆動し、上記設定されたシャッタ速度となるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。そして、高感度な受光素子ＰＤ１から出力された画像信号を用いて被写体画像を形成し、記録する。ここでは、低感度の受光素子ＰＤ２から出力された信号は撮影に使用しない。このように、被写体が暗い場合も、それに応じて適切な露出制御を行うことができ、高画質な被写体画像を撮影することができる。
【００６２】
なお、受光素子から出力された信号は、前述したようにゲイン調整回路３４で増幅されて被写体の画像形成に用いられるが、受光素子の感度をゲイン調整回路３４のゲイン値で補正した補正感度を用いて露出制御を行うようにしてもよい。
【００６３】
図５は、補正感度を用いて露出制御する場合の撮影時の処理を示したフローチャートである。
【００６４】
ステップ２００では、前述と同様に測光を行い、測光値ＢＶを求める。
【００６５】
ステップ２０２では、測光値ＢＶが、所定値Ａ以上か否かを判断する。ここで、測光値ＢＶが所定値Ａ以上であると判断した場合にはステップ２０４に移行し、撮影するときに使用する受光素子を低感度な受光素子ＰＤ２に設定する。
【００６６】
ステップ２０６では、まず、積算回路６０からの情報に基づいて求められた測光値ＢＶに基づき、所定のアルゴリズムに従って撮影時の感度を決定する。なお、このとき、撮像装置１０に感度に関する制約がある場合にはそれに従う。決定した感度は、受光素子から出力された信号をゲイン調整回路３４におけるゲイン値で補正（増幅）したときの感度となるため、以下、補正感度ＳＶａと呼称する。ゲイン調整回路３４におけるゲイン値は、撮影するときに使用する受光素子として設定した受光素子ＰＤ２の感度ＳＶと上記決定した補正感度ＳＶａから求め、設定する。例えば、低感度の受光素子ＰＤ２の感度がＩＳＯ５０であり且つ補正感度ＳＶａがＩＳＯ１００の場合には、ゲイン値は２となる。
【００６７】
ステップ２０８では、補正感度ＳＶａと測光値ＢＶに基づいて以下の式（３）で露出値ＥＶを求める。
【００６８】
ＥＶ＝ＳＶａ＋ＢＶ  ・・・（３）。
【００６９】
さらに、求めた露出値ＥＶに基づいて、絞り値ＡＶ及びシャッタ速度ＴＶを設定する。露出値ＥＶ、絞り値ＡＶ、及びシャッタ速度ＴＶの関係は、上記式（２）の通りである。
【００７０】
なお、ここではゲイン値で補正した補正感度ＳＶａを用いて露出設定するため、より精度高く露出補正できると共に、ゲイン値で補正しても高感度の受光素子ＰＤ１を用いる場合に比べて補正感度ＳＶａを低くすることができ、露出値ＥＶを小さくすることができる。従って、露出制御において設定される絞り値ＡＶはさほど大きな値にならない。
【００７１】
ステップ２１６では、レリーズボタンが全押しされたときに、上記設定された絞り値ＡＶとなるように絞り１６を駆動し、上記設定されたシャッタ速度となるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。そして、低感度の受光素子ＰＤ２から出力された画像信号を用いて被写体画像を形成し、記録する。なお、ゲイン調整回路３４で画像信号を増幅するゲイン値は、上記演算されたゲイン値が用いられる。また、ここでは、高感度の受光素子ＰＤ１から出力された信号は撮影に使用しない。このように、被写体が明るい場合には撮影時の感度を抑え、絞り値を抑えた状態で撮影できるため、小絞りボケが生じることなく、高画質な被写体画像を撮影することができる。
【００７２】
一方、ステップ２０２で、測光値ＢＶが所定値Ａ未満であると判断した場合にはステップ２１０に移行し、撮影するときに使用する受光素子を高感度な受光素子ＰＤ１に設定する。
【００７３】
ステップ２１２では、積算回路６０からの情報に基づいて求められた測光値ＢＶに基づき、所定のアルゴリズムに従って撮影時の感度（補正感度ＳＶａ）を決定する。また、ゲイン調整回路３４におけるゲイン値を、撮影するときに使用する受光素子として設定した受光素子ＰＤ１の感度ＳＶと補正感度ＳＶａから求め、設定する。
【００７４】
ステップ２１４では、補正感度ＳＶａと測光値ＢＶに基づいて上記式（３）を用いて露出値ＥＶを求める。更に、上記式（２）で示される関係から絞り値ＡＶ及びシャッタ速度ＴＶを設定する。
【００７５】
なお、ここでは高感度の受光素子ＰＤ１の感度をゲイン値で補正した補正感度ＳＶａを用いて露出制御するが、測光値ＢＶが小さいため、露出値ＥＶもさほど大きな値にはならない。従って、露出制御において設定される絞り値ＡＶもさほど大きな値にはならない。
【００７６】
ステップ２１６では、レリーズボタンが全押しされたときに、上記設定された絞り値ＡＶとなるように絞り１６を駆動し、上記設定されたシャッタ速度となるように電子シャッタによって電荷の蓄積時間を制御する。そして、高感度な受光素子ＰＤ１から出力された画像信号を用いて被写体画像を形成し、記録する。なお、ゲイン調整回路３４で画像信号を増幅するゲイン値は、上記演算されたゲイン値が用いられる。ここでは、低感度の受光素子ＰＤ２から出力された信号は撮影に使用しない。このように、被写体が暗い場合も、それに応じて適切な露出制御を行うことができ、被写体を高画質で撮影することができる。
【００７７】
このように、ゲイン値で補正された補正感度で露出制御するようにすることにより、撮影可能な被写体の明るさの範囲が広がると共に、小絞りボケが生じないような露出制御を行うことができる。
【００７８】
なお、上記実施の形態では、被写体の明るさに応じて、撮影に用いる受光素子を設定し、測光値ＢＶと、該設定した受光素子の感度ＳＶ或いは該感度を補正した補正感度ＳＶａとを用いて露出調整を行い、該設定した受光素子から出力された信号のみを用いて被写体画像を形成する（撮影する）例について説明したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、撮影時には該設定した受光素子から出力された信号だけでなく、他方の受光素子から出力された信号も用いて被写体画像を形成するようにしてもよい。
【００７９】
具体的には、例えば、設定した受光素子から出力された信号を主信号とし、他方の受光素子から出力された信号を副信号とした場合、所定階調範囲では主信号のみを用いて被写体画像を形成し、所定階調範囲外では主信号に副信号を合成した合成信号を用いて被写体画像を形成することができる。ただし、露出制御では、上記と同様に、被写体の明るさに応じて設定した受光素子の感度ＳＶ或いは該感度を補正した補正感度ＳＶａと、測光値ＢＶとを用いて、絞り値ＡＶやシャッタ速度ＴＶを設定する。
【００８０】
このように、撮影時に高感度の受光素子ＰＤ１及び低感度の受光素子ＰＤ２から出力された信号の双方を用いて画像を形成する場合であっても、被写体の明るさに応じて設定した一方の受光素子の感度ＳＶ或いは該感度を補正した補正感度ＳＶａを用いて露出制御を行うため、被写体の明るさが明るい場合であっても暗い場合であっても画質を劣化させることなく常に適正な露出状態で撮影することができる。
【００８１】
また、上記実施の形態では、高感度の受光素子ＰＤ１と低感度の受光素子ＰＤ２の各々を設けたＣＣＤ１８を例に挙げて説明したが、図６に示されるように、１つの受光素子ＰＤの受光領域をチャネルストッパ９４により高感度の受光を行う受光面積が広い高感度受光領域９２と低感度の受光を行う受光面積が狭い低感度受光領域９０とに分割し、それぞれの領域により高感度の信号及び低感度の信号が得られるような構成としてもよい。なお、受光素子ＰＤにはチャネルストッパ９４が設けられているため、高感度で受光された信号と低感度で受光された信号とが混合されずに、双方の信号を別々に受光することができる。
【００８２】
この場合には、本発明の第１受光素子が高感度受光領域９２に相当し、本発明の第２受光素子が低感度受光領域９０に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】実施の形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像装置に搭載されたＣＣＤの構造を示した図である。
【図３】高感度な受光素子及び低感度な受光素子における、露光量と信号出力の関係の一例である。
【図４】撮影時の処理の流れを示したフローチャートである
【図５】補正感度を用いて露出制御する場合の撮影時の処理の流れを示したフローチャートである。
【図６】ＣＣＤの変形例である。
【符号の説明】
【００８４】
１０  撮像装置
１２  撮影光学系
１８  ＣＣＤ
３０  ＣＰＵ
３４  ゲイン調整回路
６０  積算回路
ＰＤ１  高感度受光素子
ＰＤ２  低感度受光素子
【図１】
2007306064.tif 000003
【図２】
2007306064.tif 000004
【図３】
2007306064.tif 000005
【図４】
2007306064.tif 000006
【図５】
2007306064.tif 000007
【図６】
2007306064.tif 000008