(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる露光により撮影した複数の画像を合成して一つの画像を生成する複数回露光撮像手段を備えた撮像装置において、
撮影範囲を複数の領域に分割して測光し、各分割領域に対応した輝度を算出する輝度算出手段と、
前記輝度に基づいて、通常撮影を行わせる通常モードと前記複数回露光撮影を行わせる複数回露光モードのいずれか一つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、
前記複数回露光モード選択時に、前記撮影範囲の輝度範囲に対して各露光条件を決めるための複数の輝度領域の基準輝度値を設定し、合焦範囲の輝度値が含まれている輝度領域の基準輝度値に対する露光条件については、シャッタースピードが高速になるようにプログラム線図から選択して露光条件を決定する露光条件決定手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記露光条件決定手段は、前記複数回露光モード選択時には、複数回露光の各露光条件を、前記プログラム線図上に用意された複数の線図に従って決定することを特徴とする請求項１に係る撮像装置。
【請求項３】
被写体のシーンに合わせた撮影条件を設定するための撮影シーンモードを選択する撮影シーンモード選択手段を備え、前記露光条件決定手段は、前記撮影シーンモード選択下での前記複数回露光モード選択時には、各撮影シーンモードに応じて複数用意されたプログラム線図から、選択された撮影シーンモードに応じて選択されたプログラム線図に従って露光条件を決定することを特徴とする請求項１又は２に係る撮像装置。
【請求項４】
前記算出された輝度から撮影画面内の輝度レンジを判定する判定手段を備え、前記露光条件決定手段は、更に、前記複数回露光モード選択時には、使用される撮像素子の再現可能輝度範囲と前記輝度レンジから、必要な露光回数を決定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に係る撮像装置。
【請求項５】
前記露光条件決定手段により決定される露光条件が、当該撮像装置において露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段と、前記露光条件が露光可能範囲外であった場合に警告を出力する警告手段を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置。
【請求項６】
前記露光条件決定手段により決定される露光条件が、当該撮像装置において露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段を備え、前記撮影モード選択手段は、輝度に基づく選択が複数回露光モード時であっても、決定された露光条件が前記露光範囲判定手段により露光可能範囲内でないと判断された場合には、通常モードを選択することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置。
【請求項７】
前記複数回露光モード選択時において、前記露光条件決定手段により決定された露光条件が、当該撮像装置における露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段と、決定した露光条件の中で、前記露光範囲判定手段により露光可能範囲外にあると判断された露光条件を露光可能範囲内の露光条件に変更する露光条件変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置。
【請求項８】
前記複数回露光モード選択時において、前記露光条件決定手段により決定された露光条件が、当該撮像装置において露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段と、決定した露光条件の中で、前記露光範囲判定手段により露光可能範囲外にあると判断された露光条件を露光可能範囲内の露光条件に変更すると共に、他の露光条件についても変更する露光条件変更手段とを備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置。
【請求項９】
前記露光条件決定手段で決定された露光条件は複数のパラメータの組み合わせであって、露光量が変化しないように、当該パラメータの組み合わせを変更する露光パラメータ変更手段を備えていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に係る撮像装置。
【請求項１０】
前記複数回露光モード選択時に、前記露光条件決定手段により決定された露光条件を表示する表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に係る撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、撮像素子から露光量の異なる複数画面分の画像信号を出力させ、合成処理を行うことにより広ダイナミックレンジ合成画像を得る機能を備えた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、テレビカメラ、ビデオカメラ、デジタルカメラ等の撮像装置においては、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子が用いられているが、固体撮像素子のダイナミックレンジは銀塩写真フィルムに比べ極めて狭いという問題点がある。
【０００３】
従来、この問題点を解消するため、単一の撮像素子から露光量の異なる２画面分の画像信号を読み出し、合成を行うことによって拡大されたダイナミックレンジを有する画像を得る手法が提案されており、例えば、特開２０００−９２３７８号公報には、同一被写体に対して露光量の異なる、すなわち短時間露光と長時間露光の複数画面分の画像信号を生成し、合成処理を行って広ダイナミックレンジ合成画像を生成する機能を備えた撮像装置において、通常撮影モードと強制的な広ダイナミックレンジ撮影モードと自動的な広ダイナミックレンジ撮影モードのうちの少なくとも二つの撮影モードから一つの撮影モードを選択して撮影を行うことができるようにした構成のものについて提案がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報開示の撮像装置においては、輝度差の大きい被写体に対して自動的に広ダイナミックレンジ合成画像の生成を行う撮影モードの他に、自動的には広ダイナミックレンジ合成画像を生成させない通常の撮影モードとか、あるいは強制的に広ダイナミックレンジ合成画像を生成させる撮影モードが考慮されていて、操作性がよいという利点がある。
【０００５】
しかしながら、上記公報開示の撮像装置においては、広ダイナミックレンジ合成画像を生成する際に、単に長時間露光と短時間露光により露光量の異なる複数画面分の画像信号を生成し、合成処理を行うようにしているので、適切な露光条件に基づく複数画面分の画像信号が得られず、高画質の合成画像が生成されないという問題点がある。
【０００６】
本発明は、従来提案の撮像装置における上記問題点を解消するためになされたもので、適切な露光条件に基づいて異なる露光による複数画像を生成して、より高画質の合成画像が得られるようにした撮像装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解消するため、請求項１に係る発明は、異なる露光により撮影した複数の画像を合成して一つの画像を生成する複数回露光撮像手段を備えた撮像装置において、撮影範囲を複数の領域に分割して測光し、各分割領域に対応した輝度を算出する輝度算出手段と、前記輝度に基づいて、通常撮影を行わせる通常モードと前記複数回露光撮影を行わせる複数回露光モードのいずれか一つの撮影モードを選択する撮影モード選択手段と、前記複数回露光モード選択時に、前記撮影範囲の輝度範囲に対して各露光条件を決めるための複数の輝度領域の基準輝度値を設定し、合焦範囲の輝度値が含まれている輝度領域の基準輝度値に対する露光条件については、シャッタースピードが高速になるようにプログラム線図から選択して露光条件を決定する露光条件決定手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００８】
このように構成した撮像装置においては、複数回露光モードを選択した際は、撮影範囲の輝度範囲に対して各露光条件を決めるための複数の輝度領域の基準輝度値を設定し、合焦範囲の輝度値が含まれている輝度領域の基準輝度値に対する露光条件を、シャッタースピードが高速となるように決定することにより、主要被写体領域に露光条件を合わせた露光時に、手ぶれや画像ぶれが発生せず、高画質の合成画像を得ることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る撮像装置において、前記露光条件決定手段は、前記複数回露光モード選択時には、複数回露光の各露光条件を、前記プログラム線図上に用意された複数の線図に従って決定することを特徴とするものである。
【００１０】
このように構成した撮像装置においては、複数回露光撮影時の各露光条件が、プログラム線図上に用意された複数の線図に従って決定されるので、複数回露光撮影をより適切な露光条件で行うことが可能となる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る撮像装置において、被写体のシーンに合わせた撮影条件を設定するための撮影シーンモードを選択する撮影シーンモード選択手段を備え、前記露光条件決定手段は、前記撮影シーンモード選択下での前記複数回露光モード選択時には、各撮影シーンモードに応じて複数用意されたプログラム線図から、選択された撮影シーンモードに応じて選択されたプログラム線図に従って露光条件を決定することを特徴とするものである。
【００１２】
このように構成した撮像装置においては、撮影シーンモード選択下での複数回露光撮影時の各露光条件が、選択された撮影シーンモードに応じて選択されたプログラム線図に従って決定されるので、複数回露光撮影時の各露光条件が、撮影シーンモードに応じて適切に決定され、撮影シーンモードに対応した高画質の合成画像を生成することが可能となる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る撮像装置において、前記算出された輝度から撮影画面内の輝度レンジを判定する判定手段を備え、前記露光条件決定手段は、更に、前記複数回露光モード選択時には、使用される撮像素子の再現可能輝度範囲と前記輝度レンジから、必要な露光回数を決定することを特徴とするものである。
【００１４】
このように構成された撮像装置においては、複数回露光撮影時には、使用される撮像素子の再現可能輝度範囲と撮影画面内の輝度レンジから、必要な露光回数が決定されるので、適切な露光回数が設定され、高画質の合成画像を生成することが可能となる。
【００１５】
請求項５に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置において、前記露光条件決定手段により決定される露光条件が、当該撮像装置において露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段と、前記露光条件が露光可能範囲外であった場合に警告を出力する警告手段を備えたことを特徴とするものである。
【００１６】
このように構成した撮像装置においては、露光条件決定手段で決定された露光条件が露光可能範囲外であった場合に警告を出力するようにしているので、露光可能範囲外であることを容易に認識することができる。
【００１７】
請求項６に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置において、前記露光条件決定手段により決定される露光条件が、当該撮像装置において露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段を備え、前記撮影モード選択手段は、輝度に基づく選択が複数回露光モード時であっても、決定された露光条件が前記露光範囲判定手段により露光可能範囲内でないと判断された場合には、通常モードを選択することを特徴とするものである。
【００１８】
このように構成した撮像装置においては、輝度に基づく選択が複数回露光モード時であっても、決定された露光条件が露光可能範囲外であるときは通常モードを選択するようになっているので、露光条件が露光可能範囲外となった場合でも通常モードで撮影することが可能となる。
【００１９】
請求項７に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置において、前記複数回露光モード選択時において、前記露光条件決定手段により決定された露光条件が、当該撮像装置における露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段と、決定した露光条件の中で、前記露光範囲判定手段により露光可能範囲外にあると判断された露光条件を露光可能範囲内の露光条件に変更する露光条件変更手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
このように構成した撮像装置においては、複数回露光モード選択時に、決定された露光条件の中で露光可能範囲外であると判定された露光条件を露光可能範囲内の露光条件に変更するようにしているので、決定された露光条件が露光可能範囲外となった場合でも、複数回露光撮影を実行することが可能となる。
【００２１】
請求項８に係る発明は、請求項１〜４のいずれか１項に係る撮像装置において、前記複数回露光モード選択時において、前記露光条件決定手段により決定された露光条件が、当該撮像装置において露光可能範囲内か否かを判断する露光範囲判定手段と、決定した露光条件の中で、前記露光範囲判定手段により露光可能範囲外にあると判断された露光条件を露光可能範囲内の露光条件に変更すると共に、他の露光条件についても変更する露光条件変更手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００２２】
このように構成した撮像装置においては、複数回露光モード選択時に、決定された露光条件の中で露光可能範囲外であると判定された露光条件を、露光可能範囲内の露光条件に変更すると共に、他の露光条件についても変更するようにしているので、決定された露光条件が露光可能範囲外となった場合でも、複数回露光撮影を全体として比較的適切な露光条件で実行することが可能となる。
【００２３】
請求項９に係る発明は、請求項１〜８のいずれか１項に係る撮像装置において、前記露光条件決定手段で決定された露光条件は複数のパラメータの組み合わせであって、露光量が変化しないように、当該パラメータの組み合わせを変更する露光パラメータ変更手段を備えていることを特徴とするものである。
【００２４】
このように構成した撮像装置においては、露光量が変化しないようにして、露光条件を構成するパラメータの組み合わせを変更できるようになっているので、露光条件を撮影目的に応じ適宜変更することができる。
【００２５】
請求項10に係る発明は、請求項１〜９のいずれか１項に係る撮像装置において、前記複数回露光モード選択時に、前記露光条件決定手段により決定された露光条件を表示する表示手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
このように構成した撮像装置においては、決定された露光条件を容易に確認することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。まず、本発明を適用した撮像装置の実施の形態の電気的な全体構成を、図１に示すブロック構成図に基づいて説明する。図１において、１は光信号を電気的な信号に光電変換する単板カラーＣＣＤ撮像素子で、電子シャッタ機能をもつものであり、該ＣＣＤ撮像素子１には、レンズ２及び絞り・シャッタ機構３を通って、被写体像が入力されるようになっている。ＣＣＤ撮像素子１の出力は、相関二重サンプリング回路等でノイズを除去されたのちアンプ４で増幅される。５はアナログデータであるアンプ４の出力をデジタルデータに変換するＡ／Ｄ変換器で、６はＣＣＤ撮像素子１からの撮像信号を画像データとして処理するカメラ信号処理回路である。７は、本来の撮影に先立ってＣＣＤ撮像素子１からの撮像信号等を用いて、フォーカスを制御するＡＦ（オートフォーカス）情報を取り出すＡＦ検波回路、露出を制御するＡＥ（オートエクスポージァ）情報を取り出すＡＥ検波回路及びホワイトバランスを設定するＡＷＢ（オートホワイトバランス）情報を取り出すＡＷＢ検波回路であり、このＡＦ，ＡＥ，ＡＷＢ検波回路７からの出力信号はＣＰＵ８を介して、レンズ２へＡＦ情報を、絞り・シャッタ機構３へＡＥ情報を、カメラ信号処理回路６へＡＷＢ情報を与えるようになっている。
【００２８】
９はデータ量を圧縮処理する圧縮処理回路（ＪＰＥＧ）で、該圧縮回路９で圧縮処理された画像データが、メモリカードＩ／Ｆ14を介してメモリカード15へ記録されるようになっている。10はメモリコントローラで、11はＤＲＡＭであり、これらは画像データの色処理等を行う際に作業用メモリとして用いられるものである。12は表示回路で、13はＬＣＤ表示部であり、これらは例えばメモリカード15に記録されたデータを読み出し表示させたりして、撮影状態の確認などに用いられる。16はメモリカード15に記録されているデータをパソコン17へ転送するために用いるパソコンＩ／Ｆである。なお、図１において、18はＣＣＤ撮像素子１を駆動するタイミングパルスを発生するタイミングジェネレータであり、ＣＰＵ８の制御に従ってＣＣＤ撮像素子１を駆動するものである。19はストロボ機構で、本来の撮影に先立って得られるＡＥ情報により、ＣＰＵ８を介して制御され、ストロポ発光をする／しないの制御及びストロポ発光の光量制御が行われる。20はＣＰＵの入力キーで、各種撮影モード、撮影シーンモードや撮影条件の設定、各種スイッチの駆動等が行えるようになっている。
【００２９】
次に、上記構成の撮像装置の撮影記録動作について説明する。本実施の形態においては、撮影モードとしては、通常のＡＥ情報に基づく１回の撮影で１画面分の撮像信号を得る通常撮影モードと、異なる露光量で同一被写体を複数回撮影し、露光量の異なる複数画面分の画像信号を生成し、合成処理を行って広ダイナミックレンジ（以下、ＳＬ： Super Latitude と略称する）合成画像を得るＳＬ撮影モードを備え、後述するように画面を分割測光して得られた輝度値から判断して、ＣＰＵ８が上記撮影モードを切り換えるようになっている。
【００３０】
ＳＬ撮影を行わない通常撮影モードが設定された場合は、通常のＡＥ情報に基づいて１回の撮影で得られた撮像信号をＡ／Ｄ変換器５でデジタル信号に変換し、カメラ信号処理回路６により所定の信号処理を受け、次いで、圧縮回路９において圧縮処理されて、メモリカード15へ記録される。
【００３１】
一方、ＳＬ撮影モードに設定されたときには、撮影済みの異なる露光量の複数画面分の画像信号から得られる情報、例えば３画面分の画像信号から得られる情報から図２に示すような構成のカメラ信号処理回路６を用いて、ＳＬ合成画像の生成処理を行う。
【００３２】
図２において、６-1は、次に詳述するＡＥ情報に基づいて決定された短時間露光条件で撮影された短時間露光画像データを記憶する第１のメモリ、６-2は、同じくＡＥ情報に基づいて決定された第１の長時間露光条件で撮影された第１の長時間露光画像データを記憶する第２のメモリ、６-3は、同じくＡＥ情報に基づいて決定された第２の長時間露光条件で撮影された第２の長時間露光画像データを記憶する第３のメモリ、６-4は、短時間露光画像と第１の長時間露光画像の露光量比Ａ（＝ＬＥ１／ＳＥ）を、第１のメモリ６-1より読み出された短時間露光画像データに乗算する乗算器、６-5は、第１の長時間露光画像と第２の長時間露光画像の露光量比Ｂ（＝ＬＥ２／ＬＥ１）を、第２のメモリ６-2より読み出された第１の長時間露光画像データに乗算する乗算器、６-6は、乗算処理された短時間露光画像データと乗算処理さた第１の長時間露光画像データと第３のメモリ６-3より読み出された第２の長時間露光画像データとから広ダイナミックレンジ合成画像を合成して形成する合成回路、６-7は、合成回路６-6で得られたＳＬ合成画像を圧縮処理して出力する圧縮処理回路である。なお、ＳＬ撮影を行わない通常撮影モード時は、第１のメモリに記憶された短時間露光画像データのみを出力させるようになっている。
【００３３】
次に、上記実施の形態に係る撮像装置における主たる処理動作を、図３に示すフローチャートに基づいて説明する。まず、本来の撮影に先立って、ＣＣＤ撮像素子１からの撮像信号等を用いて、ＡＥ検波回路で露光条件を決定するためのＡＥ情報の取得が行われ（ステップＳ１）、次いでＡＦ検波回路でフォーカスを制御するＡＦ情報の取得が行われる（ステップＳ２）。ここで、ＡＥ情報の取得時には、図４に示すように、１画面を例えば８×10の80個の領域に分割して分割測光を行い、各分割領域の輝度値Ｂv を測定する。ここで、１画面中のＡＦ操作で合焦させた領域（ＡＦポイント）の輝度値Ｂv(AF) を別個に記憶しておく。
【００３４】
次に、上記のように分割測光して得られた各分割領域の輝度値に基づいて、図５に示すように輝度分布図（ヒストグラム）を作成する。図５において、横軸は輝度値Ｂv ，縦軸はエリア数を示しており、ａは１画面の輝度範囲、ｂはカメラで再現できる輝度範囲（選択されたプログラム線図により設定された露光条件で撮影した場合の撮影ラチチュード）を示している。そして、ａとｂが比較され、ａがｂより小さい場合は、１画面の輝度範囲がカメラで再現でき輝度範囲に収まるので、ＣＰＵ８による撮影モードの設定において通常撮影モードが設定され、ａがｂよりも大きい場合は、１画面の輝度範囲がカメラで再現できる輝度範囲に収まらないので、異なる露光量で同一被写体を複数回撮影し合成処理を行って広ダイナミックレンジ合成画像を得るＳＬ撮影モードに設定される（ステップＳ３）。
【００３５】
通常撮影モード設定時には、ＡＥ測光で得られた輝度値Ｂv ，及びユーザーにより設定された撮影シーンモードに対応して設定されている所定のプログラム線図に基づいて、露光条件が決定される（ステップＳ４）。一方、ＳＬ撮影モードが設定された場合は、輝度分布図から得られた１画面の輝度範囲ａと、カメラが再現できる輝度範囲ｂとの比ａ／ｂから算出される撮影露光回数と、各回の撮影露光時の露光条件が、各回の撮影露光時の平均輝度値、及びユーザーにより設定された撮影シーンモードに対応して設定されている所定のプログラム線図に基づいて、決定される（ステップＳ５）。
【００３６】
複数回露光時の露光回数はａ／ｂの切り上げ整数値で決定される。すなわち、図６に示すように、１画面の輝度範囲のａ値をカメラの再現可能輝度範囲のｂ値で区切ることにより、その区切り数で露光回数が決定され、この図示例では露光回数が３回となるものを示している。そして、最初に区切られた第１の撮影輝度領域の中心輝度をα，次の第２の撮影輝度領域の中心輝度をβ，最後の第３の撮影輝度領域（この領域は第２の撮影輝度領域の終端からａ値の終端までの領域でｂ値より小さい）の中心輝度をγとし、これらの中心輝度α，β，γと、選択された各撮影シーンモードに対応した所定のプログラム線図とに基づいて、３回の撮影露光時の露光条件が決定される。なお、ここで、先に説明したＡＦポイントの輝度値Ｂv(AF) は、中心輝度がαの第１の撮影輝度領域に含まれるているものとする。
【００３７】
次に、露光条件は、選択設定された撮影シーンモードに対応した所定のプログラム線図に基づいて決定されるものであるが、表１に各撮影シーンモードに対して用いるプログラム線図の種別の対応表を示す。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
まず、通常撮影モード時において、撮影シーンモードをＯＦＦにして、シーンモードを用いない場合における露光条件決定に際して用いるプログラム線図Ａ，同じく通常撮影モード時で撮影シーンモードを風景モードとした場合に用いるプログラム線図Ｂ，及び同じく通常撮影モード時で撮影シーンモードをポートレートモード又はスポーツモードとした場合に用いるプログラム線図Ｃについて、図７に基づいて説明する。
【００４０】
図７の（Ａ）は、カメラ設定ＩＳＯ感度（縦軸）と輝度値Ｂv （横軸）とを対応させた図で、図７の（Ｂ）は、絞り値Ｆ（縦軸）とシャッタースピード（横軸）とを対応させた図であり、この図中にプログラム線図を示している。なお、この図示のプログラム線図は、カメラのＩＳＯ感度は50，絞り範囲はＦ1.4 〜Ｆ16，シャッタースピード範囲は２秒〜１／500 秒とした場合を前提にして設定されているものを示している。
【００４１】
すなわち、図７の（Ａ）においては、太線で50のＩＳＯ感度線が示されており、図７の（Ｂ）には、撮影シーンモードＯＦＦ時に用いるプログラム線図Ａが、傾斜部分を含む２段階状の絞り線と１／500 のシャッタースピード線とからなる線図で示されている。また撮影シーンモードを風景モードに設定したときに用いるプログラム線図Ｂは、風景撮影時は被写界深度を深くし全領域に焦点を合わせるため、絞り値Ｆを若干高いＦ：5.6 に設定した絞り線と１／500 のシャッタースピード線からなる逆Ｌ字状の線図で示されている。また撮影シーンモードをポートレートモード又はスポーツモードに設定したときに用いるプログラム線図Ｃは、スポーツシーンの撮影時は出来るだけ高速シャッタースピードを用いるため、またポートレート撮影時は背景をぼかすため開放絞りＦ：1.4 の絞り線と１／500 のシャッタースピード線からなる逆Ｌ字状の線図で示されている。
【００４２】
次に、このようにして設定されている図７に示すプログラム線図を用いた露光条件の決定について説明する。まず、例えばＡＥ測光で求められた輝度値Ｂv が６であったとすると、そのＢv 値を示す垂直線とＩＳＯ感度線との交点Ｇを求め、次に交点Ｇを通る斜線とプログラム線図Ａ，Ｂ，Ｃとの交点Ｈ，Ｉ，Ｊを求める。この交点Ｈ，Ｉ，Ｊにおける絞り値及びシャッタースピードが、各撮影シーンモードにおける露光条件となる。
【００４３】
例えば、撮影シーンモードＯＦＦ時は、交点Ｈの値、すなわち絞り値はＦ2.8 とＦ４の間の値、シャッタースピードは１／60〜１／125 の間の値が、露光条件となり、撮影シーンモードが風景モードのときは、交点Ｉの値、すなわち絞り値はＦ5.6 ，シャッタースピードは１／30  が露光条件となり、撮影シーンモードがスポーツモード又はポートレートモードのときは、交点Ｊの値、すなわち絞り値はＦ1.4 ，シャッタースピードは１／500 が露光条件となる。
【００４４】
次に、ＳＬ撮影モード時において、撮影シーンモードを使わない場合のプログラム線図Ｄを、図８の（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。図８の（Ａ）は、カメラ設定ＩＳＯ感度（縦軸）と輝度値Ｂv （横軸）とを対応させた図で、図８の（Ｂ）は、絞り値Ｆ（縦軸）とシャッタースピード（横軸）とを対応させた図であり、図８の（Ａ）にはＩＳＯ感度線（この例では50）が太線で示されており、図８の（Ｂ）には、撮影シーンモードをＯＦＦとしたときに用いるプログラム線図Ｄが太線で示されている。この撮影シーンモードのＯＦＦ時には、複数回の撮影は、複数画像における背景と主要被写体のぼけ具合が変わらないように、同じ被写界深度で行うため、絞り値Ｆを一定にしたプログラム線図が用いられる。
【００４５】
この図示例では、絞りＦ２で設定されたプログラム線図を示しているが、次に、このプログラム線図をＦ２に設定する過程について説明する。露光回数を３回とし、それぞれの露光撮影時の中心輝度値α，β，γが、それぞれ２，５，７であるものとする。そして、最も明るい露光撮影時、すなわち輝度値γ（輝度値７）でとりうる最高シャッタースピードのときの絞り値Ｆを求める。この例では、輝度値７の垂線と50のＩＳＯ感度線との交点における斜線から、最高シャッタースピード１／500 をとり得ることがわかるので、このシャッタースピードに対する絞り値はＬ点からＦ２となる。また、最も暗い露光撮影時、すなわち輝度値α（輝度値２）でとり得る最低シャッタースピードの時の絞り値Ｆを求める。この例では、輝度値２の垂線とＩＳＯ感度線との交点における斜線から、最低シャッタースピードとして２秒をとり得ることがわかるので、このシャッタースピードに対する絞り値はＭ点からＦ11となる。そして、この二つの絞り値Ｆ２，及びＦ11の範囲内で、このカメラとして実現可能な最低絞り値を選択する。この例では、Ｆ２が最低絞り値なので、この絞り値一定（Ｆ２）の直線Ｄを、このＳＬ撮影モード時で撮影シーンモードをＯＦＦとした場合に用いるプログラム線図とする。
【００４６】
このようにして設定されるプログラム線図Ｄにおいて、他の例として、例えば最も明るい露光撮影時での輝度値が９であったとすると、最も明るい露光撮影時でとりうる最高シャッタースピード１／500 のときの絞り値はＦ４となるので、このような場合は絞り値Ｆ４の絞り値一定の直線がプログラム線図となる。
【００４７】
以上のようにして設定されたプログラム線図Ｄを用いて各露光撮影時、つまり  中心輝度値α，β，γがそれぞれ２，５，７の場合、３回の露光撮影時における露光条件は、中心輝度値α，β，γに対応する斜線とプログラム線図Ｄとの交点Ｎ，Ｏ，Ｌから、それぞれ（絞りＦ２，シャッタースピード１／15）、（絞りＦ２，シャッタースピード１／125 ）、（絞りＦ２，シャッタースピード１／500 ）となる。
【００４８】
次に、ＳＬ撮影モード時において、撮影シーンモードとして風景モード、又はスポーツ及び風景モードに設定した場合に用いるプログラム線図Ｅを、図９の（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。図９の（Ａ）には、ＩＳＯ感度線（この例では50）が太線で示されており、図９の（Ｂ）には、撮影シーンモードを風景モード、又はスポーツ及び風景モードに設定したときに用いる逆Ｌ字状の二つの折れ線からなるプログラム線図Ｅが示されている。
【００４９】
この撮影シーンモード時においては、複数回の撮影は、意識的に異なる絞り値で撮影されるようにプログラム線図を設定するものである。すなわち、前述のＡＦポイントの輝度値Ｂv(AF) が最も暗い露光撮影、すなわち中心輝度値をαとした輝度領域に含まれているものとすると、このピントの合っている輝度領域の撮影時には、絞りを開放にして、シャッタースピードを高速にしてやり、一方、ＡＦポイントの輝度値Ｂv(AF) が含まれていない輝度領域（中心輝度値がβ及びγの領域）の撮影時には、ぼけるのを避けるため絞りを大にしたプログラム線図を用いて、全体としてぼけの少ない高画質のＳＬ合成画像が得られるようにするものである。
【００５０】
また、この際、ＡＦポイントの輝度値Ｂv(AF) は主要被写体の輝度値であることが多いので、スポーツと風景モードの場合、動きの速いスポーツシーンを絞りを開放して高速シャッターで撮影することにより、ぶれの少ない画像を得ることができる。
【００５１】
次に、このプログラム線図Ｅの設定について説明する。この例においては、カメラの絞り範囲をＦ1.4 〜Ｆ16，シャッタースピード範囲を２秒〜１／500 秒に設定しているので、第１のプログラム線図Ｅ１として、絞り値Ｆ1.4 の直線とシャッタースピード１／500 の直線からなる逆Ｌ字状の折れ線を設定する。また第２のプログラム線図Ｅ２として、絞り値Ｆ5.6 の直線とシャッタースピード１／500 の直線からなる逆Ｌ字状の折れ線を設定する。
【００５２】
次に、このように設定したプログラム線図Ｅ１，Ｅ２を用いて、露光回数が３回で中心輝度値α，β，γがそれぞれ２，５，７であり、ＡＦポイントの輝度値Ｂv(AF) が中心輝度値αの輝度領域に含まれている場合における露光条件の決定について説明する。ＡＦポイントの輝度値Ｂv(AF) が含まれる輝度値αの領域に対しては、輝度値２よりの垂線と50のＩＳＯ感度線との交点における斜線と、プログラム線図Ｅ１との交点Ｐから、絞り値Ｆ1.4 ，シャッタースピード１／30に露光条件が決定される。輝度値βの領域とγの領域に対しては、それぞれ輝度値５，７よりの垂線とＩＳＯ感度直線との交点における斜線と、プログラム線図Ｅ２との交点Ｑ，Ｒから、それぞれ絞り値Ｆ5.6 ，シャッタースピード１／15及び絞り値Ｆ5.6 ，シャッタースピード１／60に設定される。
【００５３】
次に、ＳＬ撮影モード時において、撮影シーンモードとしてポートレートモード又はスポーツモードに設定した場合に用いるプログラム線図Ｆを、図10の（Ａ），（Ｂ）に基づいて説明する。図10の（Ａ）には、同様にＩＳＯ感度線が太線で示されており、図10の（Ｂ）には、撮影シーンモードをポートレートモード又はスポーツモードに設定したときに用いる逆Ｌ字状の折れ線からなるプログラム線図Ｆが示されている。
【００５４】
この撮影シーンモード時においては、複数回の全ての撮影を、なるべく高速シャッタースピードで絞りを開いた状態で行うように、プログラム線図Ｆを設定するものである。つまり、被写界深度を浅くして、主要被写体以外の背景をぼかして撮影を行って、合成画像を得るようにするものである。したがって、図10の（Ｂ）に示すように、プログラム線図Ｆは、絞り値Ｆ1.4 の直線とシャッタースピード１／500 の直線の組み合わせ折れ線で設定される。
【００５５】
次に、このように設定したプログラム線図Ｆを用いて、露光回数が３回で、中心輝度値α，β，γがそれぞれ２，５，７である場合における露光条件の決定について説明する。輝度値αの領域に対しては、輝度値２よりの垂線とＩＳＯ感度線との交点における斜線と、プログラム線図Ｆとの交点Ｓから、絞り値Ｆ1.4 ，シャッタースピード１／30に露光条件が決定される。同様に輝度値β，γの領域に対しては、それぞれ輝度値５，７よりの垂線とＩＳＯ感度線との交点における斜線と、プログラム線図Ｆとの交点Ｔ，Ｕから、それぞれ絞り値Ｆ1.4 ，シャッタースピード１／250 、及び絞り値Ｆ２，シャッタースピード１／500 に決定される。
【００５６】
ところで、上記のようなプログラム線図に従って各露光撮影時における露光条件を決定した場合に、その露光条件がカメラの露光設定可能範囲を超えてしまう場合がある。次に、そのような場合におけるカメラ側の対応について説明する。
【００５７】
まず、第１の対応策としては、決定された露光条件がカメラの露光可能範囲外であった場合に、警告を出力させるようにするもので、警告手段としては、図１に示したブロック構成図におけるＬＣＤ表示部13を用いて警告表示を行ったり、あるいはブザーなどを設けて警告音を発するようにしてもよい。
【００５８】
第２の対応策としては、次のような手法が用いられる。例えば、プログラム線図Ｅを用いて、３回の露光を行わせる場合において、先に示した露光条件の例では、表２に示すように３回の露光撮影におけるそれぞれの露光条件が決定されている。
【００５９】
【表２】
0003974798.tif 000003
【００６０】
このような三つの露光条件について一つの露光条件だけが、カメラの露光範囲外となることがある。例えば、被写体の中心輝度値αが−５であるとすると、絞りＦ1.4 でシャッタースピードは４秒となり、露光可能範囲が絞りＦ1.4 〜Ｆ16，シャッタースピード２秒〜１／500 秒とするカメラの露光可能範囲外となる。
【００６１】
そこで、この第２の対応策では、シャッタースピードをカメラの設定可能な一番近い値、すなわち２秒に設定し、他の中心輝度値β，γの領域に対する露光条件は、決定されたままの値を用いて３回の露光を行い、合成画像を得るようにする。これにより、プログラム線図に基づいて決定された一部の露光条件が露光可能範囲外となった場合においても、あまり違和感を与えない合成画像を得ることができる。
【００６２】
次に、第３の対応策について説明する。上記第２の対応策においては、被写体の中心輝度値αの値が−５であった場合に、中心輝度値αの領域に対する露光条件のみを、カメラの露光設定可能な一番近い値に変更するようにしたものを示した。第３の対応策においては、このような場合、中心輝度値αの領域に対する露光条件を、カメラの露光設定可能な一番近い値に変更すると共に、他の中心輝度値β，γの領域に対する露光条件も、それに対応させて変更するものである。
【００６３】
すなわち、中心輝度値αの領域に対する露光条件において、シャッタースピードを４秒から２秒に変更することは、輝度値Ｂv では＋１に相当する。そこで、中心輝度値β，γの領域も同様に輝度値を＋１段階ずつ上げ、表３に示すような露光条件とするものである。これにより、プログラム線図に基づいて決定された一部の露光条件が露光可能範囲外となった場合においても、一層違和感を与えない合成画像を得ることがてきる。
【００６４】
【表３】
0003974798.tif 000004
【００６５】
次に、第４の対応策について説明する。３回の露光における中心輝度値α，β，γの値が、カメラの露光可能な範囲から、かなり外れていて、良好なＳＬ合成画像が得られないと考えられる場合には、ＳＬ撮影を行わず強制的に通常撮影モードで撮影を実行するようにさせる。これにより、見にくい合成画像が生成されるのを防止することができる。
【００６６】
なお、上記第２〜第４の対応策の手法を用いる場合には、警告を合わせて行いながら、あるいは警告なしで、各手法のみを実行することができる。
【００６７】
次に、再び図３に示したフローチャートに基づく説明に戻り、引き続き処理動作について説明する。以上のようにして露光条件が決定されると、ＬＣＤ表示部13において、例えばプログラム線図Ｅに対応する露光条件が図11に示すように表示される（ステップＳ６）。図11において☆印はＡＦスポットの輝度値Ｂv(AF) が含まれている輝度領域を示している。
【００６８】
また、この露光条件表示ステップ時において、上記のようにして得られた露光条件は、同一露光量が得られる絞り値とシャッタースピードの組み合わせ（パラメータの組み合わせ）に変更する、いわゆるプログラムシフトを行わせることができる。例えば、シャッタースピード１／60，絞り値Ｆ5.6 は（１／125 ，Ｆ４）に修正することができる。この修正は、入力キー（十字キー）やダイヤルで行うことができる。
【００６９】
次いで、絞りを駆動して（ステップＳ７）、撮影を実行し（ステップＳ８）、複数回露光の場合、撮影が完了したか否かの判断が行われ（ステップＳ９）、撮影が完了していない場合、ステップＳ７へ戻り撮影が繰り返される。撮影が完了すると、ＳＬ合成撮影モードであるか否かの判断が行われ（ステップＳ10）、ＳＬ合成撮影モードの場合は画像合成処理が行われ（ステップＳ11）、通常撮影モードの場合は通常の画像処理が行われ（ステップＳ12）、メモリカードに記録される（ステップＳ13）。
【００７０】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、請求項１に係る発明によれば、複数回露光モードを選択した際は、撮影範囲の輝度範囲に対して各露光条件を決めるための複数の輝度領域の基準輝度値を設定し、合焦範囲の輝度値が含まれている輝度領域の基準輝度値に対する露光条件を、シャッタースピードが高速となるように決定することにより、主要被写体領域に露光条件を合わせた露光時に、手ぶれや画像ぶれが発生せず、高画質の合成画像を得ることができる。また請求項２に係る発明によれば、複数回露光撮影時の各露光条件が、プログラム線図上に用意された複数の線図に従って決定されるようにしているので、複数回露光撮影を、より適切な露光条件で行うことができる。また請求項３に係る発明によれば、撮影シーンモード選択下での複数回露光撮影時の各露光条件が、選択された撮影シーンモードに応じて選択されたプログラム線図に従って決定されるようになっているので、各露光条件が撮影シーンモードに応じて適切に決定され、撮影シーンモードに対応した高画質の合成画像を生成することが可能となる。また請求項４に係る発明によれば、複数回露光撮影時に、使用される撮像素子の再現可能輝度範囲と撮影画面内の輝度レンジから、必要な露光回数が決定されるようにしているので、適切な露光回数が設定され、高画質の合成画像を生成することができる。
【００７１】
また請求項５に係る発明によれば、決定された露光条件が露光可能範囲外であった場合に警告を出力するようにしているので、露光可能範囲外であることを容易に認識することができる。また請求項６に係る発明によれば、輝度に基づく選択が複数回露光モードであっても、決定された露光条件が露光可能範囲外であるときは通常モードを選択するようになっているので、露光条件が露光可能範囲外となった場合でも通常モードで撮影することができる。また請求項７に係る発明によれば、複数回露光モード選択時に、決定された露光条件の中で露光可能範囲外であると判定さた露光条件を、露光可能範囲内の露光条件に変更するようにしているので、決定された露光条件が露光可能範囲外となった場合でも、複数回露光撮影を実行することができる。また請求項８に係る発明によれば、複数回露光モード選択時に、決定された露光条件の中で露光可能範囲外であると判定さた露光条件を、露光可能範囲内の露光条件に変更すると共に、他の露光条件についても変更するようにしているので、決定された露光条件が露光可能範囲外となった場合でも、複数回露光撮影を全体として比較的適切な露光条件で実行することが可能となる。また請求項９に係る発明によれば、露光量を変化しないようにして、露光条件を構成するパラメータの組み合わせを変更できるようにしているので、露光条件を撮影目的に応じ適宜変更することができる。また請求項10に係る発明によれば、決定された露光条件を表示するようにしているので、決定された露光条件を容易に確認することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る撮像装置の実施の形態を示すブロック構成図である。
【図２】  図１に示した実施の形態におけるカメラ信号処理回路の構成例を示すブロック構成図である。
【図３】  図１に示した実施の形態の主たる処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】  ＡＥ情報取得時に被写体を分割測光する態様を示す図である。
【図５】  分割測光により得られた輝度の分布を示すヒストグラム図である。
【図６】  一画面の輝度範囲から露光回数を設定する態様を示す説明図である。
【図７】  通常撮影モード時において用いるプログラム線図Ａ，Ｂ，Ｃを示す図である。
【図８】  ＳＬ撮影モード時において、撮影シーンモードを使わない場合に用いるプログラム線図Ｄを示す図である。
【図９】  ＳＬ撮影モード時において、撮影シーンモードとして風景モード、又はスポーツ及び風景モードに設定した場合に用いるプログラム線図Ｅを示す図である。
【図10】  ＳＬ撮影モード時において、撮影シーンモードとしてポートレートモード又はスポーツモードに設定した場合に用いるプログラム線図Ｆを示す図である。
【図11】  決定された露光条件の表示例を示す図である。
【符号の説明】
１  ＣＣＤ撮像素子
２  レンズ
３  絞り・シャッタ機構
４  アンプ
５  Ａ／Ｄ変換器
６  カメラ信号処理回路
６-1  第１のメモリ
６-2  第２のメモリ
６-3  第３のメモリ
６-4，６-5  乗算器
６-6  合成回路
６-7  圧縮回路
７  ＡＦ・ＡＥ・ＡＷＢ検波回路
８  ＣＰＵ
９  圧縮回路
10  メモリコントローラ
11  ＤＲＡＭ
12  表示回路
13  ＬＣＤ表示部
14  メモリカードＩ／Ｆ
15  メモリカード
16  パソコンＩ／Ｆ
17  パソコン
18  タイミングジェネレータ
19  ストロボ機構
20  入力キー
【図１】
0003974798.tif 000005
【図２】
0003974798.tif 000006
【図３】
0003974798.tif 000007
【図４】
0003974798.tif 000008
【図５】
0003974798.tif 000009
【図６】
0003974798.tif 000010
【図７】
0003974798.tif 000011
【図８】
0003974798.tif 000012
【図９】
0003974798.tif 000013
【図１０】
0003974798.tif 000014
【図１１】
0003974798.tif 000015