(57)【要約】  ユーザがリニアログセンサの光電変換特性を変化させることにより意図した撮影画像を容易に得ることを可能とする撮像装置を提供するために、撮像装置１に、入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と対数変換する対数変換動作とを入射光量に応じて切り換え可能な複数の画素を有する撮像素子４と、撮像素子４の出力信号の線形領域と対数領域との境界である変曲点を変更するための操作部２１と、操作部２１の操作に応じて撮像素子４の変曲点を変更する変曲点変更部２２とを設ける。【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と対数変換する対数変換動作とを入射光量に応じて切り換え可能な複数の画素を有する撮像素子と、
前記撮像素子の出力信号の線形領域と対数領域との境界である変曲点を変更するための操作部と、
前記操作部の操作に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更する変曲点変更部と、を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記変曲点の位置を示す変曲点ポイントを備えた変曲点位置ゲージを表示する表示部を備え、前記操作部は前記変曲点位置ゲージ上で前記変曲点ポイントを移動することが可能なように構成され、前記変曲点変更部は前記変曲点位置ゲージ上の前記変曲点ポイントの位置に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記表示部は撮影画像のプレビュー画面上に前記変曲点位置ゲージを表示し、前記変曲点変更部による前記変曲点の変更に伴って、前記変曲点の変更後のプレビュー画面を表示することを特徴とする請求の範囲第２項に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子への入射光量との出力信号の関係を示すグラフと共に、前記グラフ上で前記変曲点の位置を示す変曲点ポイントを表示する表示部を備え、前記操作部は前記グラフ上で前記変曲点ポイントの位置を移動することが可能なように構成され、前記変曲点変更部は前記グラフ上の前記変曲点ポイントの位置に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記表示部は撮影画像のプレビュー画面上に前記グラフ及び前記変曲点ポイントを表示し、前記変曲点変更部による前記変曲点の変更に伴って、前記変曲点の変更後の前記グラフを表示すると共に、前記変曲点の変更後のプレビュー画面を表示することを特徴とする請求の範囲第４項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記表示部は前記撮像素子の出力信号値のヒストグラムを表示し、前記ヒストグラム上で前記変曲点の位置を示す変曲点設定線を表示する表示部を備え、前記操作部は前記ヒストグラム上で前記変曲点設定線の位置を移動することが可能なように構成され、前記変曲点変更部は前記ヒストグラム上の前記変曲点設定線の位置に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更することを特徴とする請求の範囲第１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記表示部は前記変曲点の変更後の前記ヒストグラムを表示すると共に、前記変曲点の変更後のプレビュー画面を表示することを特徴とする請求の範囲第６項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記変曲点変更部は、前記撮像素子の画素に設定する電圧値を変更することによって前記変曲点を変更することを特徴とする請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は撮像装置に係り、特に、対数変換動作及び線形変換動作の切り換えが可能な撮像素子を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、デジタルカメラや、車載カメラなどに組み込まれるカメラユニットなどの撮像装置には、入射光を電気信号に光電変換する撮像素子が設けられている。また、近年は、入射光量に応じて電気信号の線形変換動作及び対数変換動作の切り換えを可能にした撮像素子（リニアログセンサ）が提案されている（特許文献１，特許文献２参照）。【０００３】
このような撮像素子によれば、線形変換動作のみを行う撮像素子（リニアセンサ）と比較すると、ダイナミックレンジが広くなるため、輝度範囲の広い被写体を撮影した場合でも全輝度情報を電気信号で表現することができる。【０００４】
また、対数変換動作のみを行う撮像素子（ログセンサ）と比較すると、一定幅の輝度範囲であっても輝度値によって出力されるデータが少なくなるという問題を回避でき、被写体のコントラストを十分に得ることができる。【０００５】
上記特許文献１又は特許文献２に記載されているリニアログセンサを備えた撮像装置においては、リニアログセンサの線形変換動作及び対数変換動作のそれぞれの長所を活用して撮影を行う構成とすることが望ましい。すなわち、撮影画像の輝度範囲が広い場合は、撮像素子の対数変換領域を広くして利用することが望ましい。また、被写体のコントラストを十分に得たい場合は、撮像素子の線形変換領域を有効に利用することが望ましい。つまり、撮影画面内の被写体状況に応じて、線形変換動作と対数変換動作との境界点を適切に切り換えて撮影を行うことが望ましい。【０００６】
そこで、従来は、主要被写体を所定のアルゴリズムによって自動的に決定した上で、所望の撮影画像が得られるように、リニアログセンサの線形変換動作又は対数変換動作を利用する撮像装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２２３３９２号公報
【特許文献２】特開２００４−０８８３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述のリニアログセンサを使用して、自動的に線形変換動作と対数変換動作との境界点を切り換えて撮影した場合であっても、それが必ずしもユーザが意図した画像であるとは限らない。【０００８】
このとき、ユーザは、意図した画像が得られるように、例えば、絞り値、シャッタ速度、ゲイン等の露出条件を変えて撮影を行うなどしていたが、線形変換動作及び対数変換動作の双方を併せ持つリニアログセンサにおいて意図した写真を得るために、いかに境界点を変えればよいかイメージが掴みにくく、撮像装置の使い勝手がよくないという問題があった。【０００９】
本発明の課題は、対数変換動作及び線形変換動作の切り換えが可能な撮像素子を有する撮像装置において、ユーザがリニアログセンサの光電変換特性を変化させることにより意図した撮影画像を容易に得ることを可能とする撮像装置及び撮像方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、請求の範囲第１項に記載の発明は、撮像装置であって、入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と対数変換する対数変換動作とを入射光量に応じて切り換え可能な複数の画素を有する撮像素子と、前記撮像素子の出力信号の線形領域と対数領域との境界である変曲点を変更するための操作部と、前記操作部の操作に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更する変曲点変更部と、を有することを特徴とする。【００１１】
請求の範囲第１項に記載の発明によれば、ユーザは操作部の操作により線形領域と対数領域との境界である変曲点を任意に設定することができ、撮像素子の光電変換特性を変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【００１２】
請求の範囲第２項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の撮像装置であって、前記変曲点の位置を示す変曲点ポイントを備えた変曲点位置ゲージを表示する表示部を備え、前記操作部は前記変曲点位置ゲージ上で前記変曲点ポイントを移動することが可能なように構成され、前記変曲点変更部は前記変曲点位置ゲージ上の前記変曲点ポイントの位置に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更することを特徴とする。【００１３】
請求の範囲第２項に記載の発明によれば、ユーザは表示部に表示された変曲点位置ゲージ上で、変曲点ポイントの位置を目視しながら移動させることができる。これにより、ユーザは自らの操作で変曲点がどの位置となるか確認することができる。また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できる。【００１４】
請求の範囲第３項に記載の発明は、請求の範囲第２項に記載の撮像装置であって、前記表示部は撮影画像のプレビュー画面上に前記変曲点位置ゲージを表示し、前記変曲点変更部による前記変曲点の変更に伴って、前記変曲点の変更後のプレビュー画面を表示することを特徴とする。【００１５】
請求の範囲第３項に記載の発明によれば、ユーザの操作による変曲点の変更に伴って、変曲点変更後のプレビュー画面が表示されることから、ユーザは自らの操作で撮影画像がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することが可能となる。【００１６】
請求の範囲第４項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の撮像装置であって、前記撮像素子への入射光量との出力信号の関係を示すグラフと共に、前記グラフ上で前記変曲点の位置を示す変曲点ポイントを表示する表示部を備え、前記操作部は前記グラフ上で前記変曲点ポイントの位置を移動することが可能なように構成され、前記変曲点変更部は前記グラフ上の前記変曲点ポイントの位置に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更することを特徴とする。【００１７】
請求の範囲第４項に記載の発明によれば、ユーザは表示部に表示された撮像素子の出力信号のグラフ上で、変曲点ポイントの位置を目視しながら移動させることができる。これにより、ユーザは自らの操作で変曲点がどのように変化するかイメージしやすくなる。特に、撮像素子の出力信号のグラフ上で変曲点ポイントの位置を決めることから、変曲点変化後における撮像素子の光電変換特性の変化を容易にイメージすることができる。また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できる。【００１８】
請求の範囲第５項に記載の発明は、請求の範囲第４項に記載の撮像装置であって、前記表示部は撮影画像のプレビュー画面上に前記グラフ及び前記変曲点ポイントを表示し、前記変曲点変更部による前記変曲点の変更に伴って、前記変曲点の変更後の前記グラフを表示すると共に、前記変曲点の変更後のプレビュー画面を表示することを特徴とする。【００１９】
請求の範囲第５項に記載の発明によれば、ユーザの操作による変曲点の変更に伴って、変曲点変更後における撮像素子の出力信号のグラフが表示されることから、変曲点の変更によって撮像素子の光電変換特性がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することができる。また、変曲点変更後のプレビュー画面が表示されることから、自らの操作で撮影画像がどのように変化するか確認することができる。【００２０】
請求の範囲第６項に記載の発明は、請求の範囲第１項に記載の撮像装置であって、前記表示部は前記撮像素子の出力信号値のヒストグラムを表示し、前記ヒストグラム上で前記変曲点の位置を示す変曲点設定線を表示する表示部を備え、前記操作部は前記ヒストグラム上で前記変曲点設定線の位置を移動することが可能なように構成され、前記変曲点変更部は前記ヒストグラム上の前記変曲点設定線の位置に応じて前記撮像素子の前記変曲点を変更することを特徴とする。【００２１】
請求の範囲第６項に記載の発明によれば、ユーザは表示部に表示されたヒストグラム上で、変曲点設定線の位置を目視しながら移動させることができる。これにより、ユーザは自らの操作で変曲点がどのように変化するかイメージしやすくなる。また、変曲点設定線の移動により変曲点の位置を微調整できる。【００２２】
請求の範囲第７項に記載の発明は、請求の範囲第６項に記載の撮像装置であって、前記表示部は前記変曲点の変更後の前記ヒストグラムを表示すると共に、前記変曲点の変更後のプレビュー画面を表示することを特徴とする。【００２３】
請求の範囲第７項に記載の発明によれば、ユーザの操作による変曲点設定線の変更に伴って、変曲点変更後における撮像素子の出力信号のヒストグラムが表示されることから、変曲点の変更によって撮像素子の出力信号分布がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することができる。また、変曲点変更後のプレビュー画面が表示されることから、自らの操作で撮影画像がどのように変化するか確認することができる。【００２４】
請求の範囲第８項に記載の発明は、請求の範囲第１項〜第７項のいずれか一項に記載の撮像装置であって、前記変曲点変更部は、前記撮像素子の画素に設定する電圧値を変更することによって前記変曲点を変更することを特徴とする。【００２５】
請求の範囲第８項に記載の発明によれば、撮像素子の出力信号の変曲点を変更することが可能となる。
【発明の効果】
【００２６】
請求の範囲第１項に記載の発明によれば、変曲点を任意に設定することにより、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を得ることが可能となる。【００２７】
請求の範囲第２項に記載の発明によれば、ユーザは自らの操作で変曲点がどの位置となるかを確認することができ、また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できることから、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【００２８】
請求の範囲第３項に記載の発明によれば、ユーザはプレビュー画面で自らの操作による撮影画像の変化を目視しながら変曲点の位置を決定できることから、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【００２９】
請求の範囲第４項に記載の発明によれば、ユーザはグラフ上の変曲点ポイントの位置を目視することにより、変曲点の変化を容易にイメージできると共に、グラフ上で変曲点ポイントの位置を決めることにより、変曲点変化後における撮像素子の光電変換特性の変化を容易にイメージすることができる。また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【００３０】
請求の範囲第５項に記載の発明によれば、ユーザは変曲点の変更によって撮像素子の光電変換特性がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することができ、また、プレビュー画面で自らの操作による撮影画像の変化を確認することができる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【００３１】
請求の範囲第６項に記載の発明によれば、ユーザは変曲点変更後のヒストグラムを目視することにより、自らの操作で被写体の出力信号値の分布がどのように変化するかを把握することが容易となる。【００３２】
請求の範囲第７項に記載の発明によれば、ユーザは変曲点の変更によって撮像素子の光電変換特性がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することができ、また、プレビュー画面で自らの操作による撮影画像の変化を確認することができる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【００３３】
請求の範囲第８項に記載の発明によれば、撮像素子の出力信号の変曲点を変更することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す背面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の機能的構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像素子の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像素子が備える画素の構成を示す回路図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る撮像素子が備える画素の動作を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態に係る撮像素子の入射光量に対する出力を示すグラフである。
【図８】本発明の第１の実施形態に係る表示部における表示画面の一例である。
【図９】本発明の第１の実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る表示部における表示画面の一例である。
【図１１】本発明の第２の実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３の実施形態に係る表示部における表示画面の一例である。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る撮像方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３５】
１  撮像装置
２  筐体
３  レンズユニット
４  撮像素子
５  照射部
６  調光センサ
７  システム制御部
８  信号処理部
９  電池
１０  記録媒体
１１  モニタ
１２  ズームボタンＷ
１３  ズームボタンＴ
１４  光学式ファインダ
１５  選択用十字キー
１６  レリーズスイッチ
１７  電源スイッチ
１８  ＵＳＢ端子
２２  変曲点変更部
２７  アンプ
２８  Ａ／Ｄコンバータ
２９  黒基準補正部
３０  ＡＥ評価値算出部
３１  ＷＢ処理部
３２  色補間部
３３  色補正部
３４  階調変換部
３５  色空間変換部
３７  変曲点位置ゲージ
３８  変曲点ポイント
３９  変曲点調整用小画面
４０  グラフ
４１  変曲点ポイント
４２  変曲点調整用小画面
４３  変曲点位置ゲージ
４４  変曲点ポイント
４５  ヒストグラム
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。【００３７】
本実施形態に係る撮像装置１はコンパクトタイプのデジタルカメラであるが、本発明の撮像装置には、一眼レフタイプのデジタルカメラ、カメラ付携帯電話、車載カメラなどの撮影機能を備えた電子機器の他、携帯電話、車載カメラなどの電子機器に組み込まれるカメラユニットなども含まれる。【００３８】
図１に示すように、撮像装置１が備える筐体２の前面中央部付近には、被写体の画像光を所定の焦点に集光させるレンズユニット３が、レンズユニット３の光軸が筐体２の前面に直交するように設けられている。そして、筐体２の内部であってレンズユニット３の後方には、レンズユニット３を介して入射した被写体の反射光を電気信号に光電変換する撮像素子４が設けられている。【００３９】
また、筐体２の前面上端部付近には撮影時に光を照射する照射部５が備えられている。本実施形態の照射部５は撮像装置１に内蔵されたストロボ装置によって構成されているが、外付けのストロボ又は高輝度ＬＥＤによって構成してもよい。また、筐体２の前面であってレンズユニット３の上部付近には、調光センサ６が設けられており、この調光センサ６は、照射部５から照射された光が被写体で反射されて、その反射した光を受光するものである。【００４０】
更に、撮像装置１が備える筐体２の内部には、システム制御部７及び信号処理部８（いずれも図３参照）などの回路を含む回路基板（図示略）が設けられている。また、筐体２の内部には電池９が内蔵されていると共に、メモリカードなどの記録部１０が装填されている。【００４１】
また、図２に示すように、筐体２の背面には、画像表示用のモニタ１１が設けられている。モニタ１１はＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）などによって構成されており、被写体のプレビュー画面や撮影画像を表示することができるようになっている。【００４２】
また、撮像装置１の背面上端部付近には、ズームを調整するためのズームボタンＷ１２（Ｗｉｄｅ：広角）及びズームボタンＴ１３（Ｔｅｌｅｐｈｏｔｏ：望遠）が設けられている。また、撮像装置１の背面であってレンズユニット３が設けられている位置の上方には、筐体２の背面側から被写体を確認するための光学式ファインダ１４が配置されている。【００４３】
更に、撮像装置１の背面中央部付近には、モニタ１１の画面上に表示されたカーソルやウィンドウの移動又はウィンドウの指定範囲の変更をするための十字キーを備えた選択用十字キー１５が設けられている。また、選択用十字キー１５の中心部分には、カーソルやウィンドウによって指定した内容を確定するための確定キーが備えられている。【００４４】
また、撮像装置１の上面であって電池９とレンズユニット３との間には、シャッタレリーズを行うためのレリーズスイッチ１６が設けられている。レリーズスイッチ１６は、途中まで押し込んだ「半押し状態」の操作と、更に押し込んだ「全押し状態」の操作とが可能とされている。【００４５】
また、筐体２の上面端部付近には、押下により撮像装置１の電源をＯＮ（起動）又はＯＦＦ（起動停止）とする電源スイッチ１７が設けられている。【００４６】
なお、筐体２の一側面上端部付近には、撮像装置１をパーソナルコンピュータなどに接続するＵＳＢケーブルを接続するためのＵＳＢ端子１８が設けられている。【００４７】
次に、図３に撮像装置１の機能的構成を示す。【００４８】
上述のように、撮像装置１は筐体２の内部の回路基板上にシステム制御部７を備えている。システム制御部７は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、書き換え可能な半導体素子で構成されるＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）及び不揮発性の半導体メモリで構成されるＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）から構成されている。【００４９】
また、システム制御部７には撮像装置１の各構成部分が接続されており、システム制御部７は、ＲＯＭに記録された処理プログラムをＲＡＭに展開してＣＰＵによりこの処理プログラムを実行することにより、これらの各構成部分を駆動制御するようになっている。【００５０】
図３に示すように、システム制御部７には、レンズユニット３、絞りシャッタ制御部１９、撮像素子４、信号処理部８、タイミング生成部２０、記録部１０、照射部５、調光センサ６、モニタ１１、操作部２１及び変曲点変更部２２が接続されている。【００５１】
レンズユニット３は、被写体光像を撮像素子４の撮像面に結像する複数のレンズ及びレンズにより集光される光の量を調整する絞り部及びシャッタ部から構成されている。【００５２】
絞りシャッタ制御部１９は、レンズユニット３においてレンズにより集光される光の量を調整する絞りシャッタ部を駆動制御するようになっている。すなわち、絞りシャッタ制御部１９は、システム制御部７から入力される制御値に基づき、絞りを所定の絞り値にすると共に、撮像素子４の撮像動作開始直前にはシャッタ部を開口させてから所定の露光時間の経過後にシャッタ部を閉塞させ、また、非撮像時は撮像素子４への入射光を遮断するようになっている。【００５３】
撮像素子４は、被写体光像であるＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の入射光を電気信号に光電変換して取り込むようになっている。【００５４】
図４に示すように、撮像素子４は、行列配置（マトリクス配置）された複数の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎ（但し、ｎ，ｍは１以上の整数）を有している。【００５５】
各画素Ｇ１１〜Ｇｍｎは、入射光を光電変換して電気信号を出力するものである。これら画素Ｇ１１〜Ｇｍｎは、入射光量に応じた電気信号の変換動作の切り換えが可能となっており、より詳細には、入射光を電気信号に線形変換する線形変換動作と、対数変換する対数変換動作とを切り換えるようになっている。なお、本実施形態において、入射光を電気信号に線形変換や対数変換するとは、光量の時間積分値を線形的に変化するような電気信号に変換することや、対数的に変化するような電気信号に対数変換することである。【００５６】
画素Ｇ１１〜Ｇｍｎのレンズユニット３側には、それぞれレッド（Ｒｅｄ）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ）及びブルー（Ｂｌｕｅ）のうち何れか１色のフィルタ（図示せず）が配設されている。また、画素Ｇ１１〜Ｇｍｎには、図４に示すように、電源ライン２３や信号印加ラインＬＡ１〜ＬＡｎ，ＬＢ１〜ＬＢｎ，ＬＣ１〜ＬＣｎ、信号読出ラインＬＤ１〜ＬＤｍが接続されている。なお、画素Ｇ１１〜Ｇｍｎには、クロックラインやバイアス供給ライン等のラインも接続されているが、図４ではこれらの図示を省略している。【００５７】
信号印加ラインＬＡ１〜ＬＡｎ，ＬＢ１〜ＬＢｎ，ＬＣ１〜ＬＣｎは画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに対して信号φｖ，φＶＤ，φＶＰＳ（図５，図６参照）を与えるようになっている。これら信号印加ラインＬＡ１〜ＬＡｎ，ＬＢ１〜ＬＢｎ，ＬＣ１〜ＬＣｎには、垂直走査回路２４が接続されている。この垂直走査回路２４は、タイミング生成部２０（図３参照）からの信号に基づいて信号印加ラインＬＡ１〜ＬＡｎ，ＬＢ１〜ＬＢｎ，ＬＣ１〜ＬＣｎに信号を印加するものであり、信号を印加する対象の信号印加ラインＬＡ１〜ＬＡｎ，ＬＢ１〜ＬＢｎ，ＬＣ１〜ＬＣｎをＸ方向に順次切り換えるようになっている。【００５８】
信号読出ラインＬＤ１〜ＬＤｍには、各画素Ｇ１１〜Ｇｍｎで生成された電気信号が導出されるようになっている。これら信号読出ラインＬＤ１〜ＬＤｍには定電流源Ｄ１〜Ｄｍ及び選択回路Ｓ１〜Ｓｍが接続されている。また、定電流源Ｄ１〜Ｄｍの一端（図中下側の端部）には、直流電圧ＶＰＳが印加されるようになっている。【００５９】
選択回路Ｓ１〜Ｓｍは、各信号読出ラインＬＤ１〜ＬＤｍを介して画素Ｇ１１〜Ｇｍｎから与えられるノイズ信号と撮像時の電気信号とをサンプルホールドするものである。これら選択回路Ｓ１〜Ｓｍには、水平走査回路２５及び補正回路２６が接続されている。水平走査回路２５は、電気信号をサンプルホールドして補正回路２６に送信する選択回路Ｓ１〜Ｓｍを、Ｙ方向に順次切り換えるものである。また、補正回路２６は、選択回路Ｓ１〜Ｓｍから送信されるノイズ信号及び撮像時の電気信号に基づき、当該電気信号からノイズ信号を除去するものである。【００６０】
なお、選択回路Ｓ１〜Ｓｍ及び補正回路２６としては、特開平２００１−２２３９４８号公報に開示のものを用いることができる。また、本実施の形態においては、選択回路Ｓ１〜Ｓｍの全体に対して補正回路２６を１つのみ設けることとして説明するが、選択回路Ｓ１〜Ｓｍのそれぞれに対して補正回路２６を１つずつ設けることとしても良い。【００６１】
続いて、撮像素子４が備える画素Ｇ１１〜Ｇｍｎについて説明する。【００６２】
各画素Ｇ１１〜Ｇｍｎは、図５に示すように、フォトダイオードＰ、トランジスタＴ１〜Ｔ６及びキャパシタＣを備えている。なお、トランジスタＴ１〜Ｔ６は、ＰチャネルのＭＯＳトランジスタである。【００６３】
フォトダイオードＰには、レンズユニット３を通過した光が当たるようになっている。このフォトダイオードＰのカソードＰｋには直流電圧ＶＰＤが印加されており、アノードＰＡにはトランジスタＴ１のドレインＴ１Ｄが接続されている。【００６４】
トランジスタＴ１のゲートＴ１Ｇには信号φＳが入力されるようになっており、ソースＴ１ＳにはトランジスタＴ２のゲートＴ２Ｇ及びドレインＴ２Ｄが接続されている。【００６５】
このトランジスタＴ２のソースＴ２Ｓには信号印加ラインＬＣ（図４のＬＣ１〜ＬＣｎに相当）が接続されており、この信号印加ラインＬＣから信号φＶＰＳが入力されるようになっている。ここで、図６に示すように、信号φＶＰＳは２値の電圧信号であり、より詳細には、入射光量が所定入射光量ｔｈを超えたときにトランジスタＴ２をサブスレッショルド領域で動作させるための電圧値ＶＬと、トランジスタＴ２を導通状態にする電圧値ＶＨとの２つの値をとるようになっている。【００６６】
また、トランジスタＴ１のソースＴ１ＳにはトランジスタＴ３のゲートＴ３Ｇが接続されている。【００６７】
このトランジスタＴ３のドレインＴ３Ｄには、直流電圧ＶＰＤが印加されるようになっている。また、トランジスタＴ３のソースＴ３Ｓには、キャパシタＣの一端と、トランジスタＴ５のドレインＴ５Ｄと、トランジスタＴ４のゲートＴ４Ｇとが接続されている。【００６８】
キャパシタＣの他端には、信号印加ラインＬＢ（図４のＬＢ１〜ＬＢｎに相当）が接続されており、この信号印加ラインＬＢから信号φＶＤが与えられるようになっている。ここで、図６に示すように、信号φＶＤは３値の電圧信号であり、より詳細には、キャパシタＣを積分動作させる際の電圧値Ｖｈと、光電変換された電気信号読み出し時の電圧値Ｖｍと、ノイズ信号読み出し時の電圧値Ｖｌとの３つの値をとるようになっている。【００６９】
トランジスタＴ５のソースＴ５Ｓには直流電圧ＶＲＧが、ゲートＴ５Ｇには信号φＲＳが入力されるようになっている。【００７０】
トランジスタＴ４のドレインＴ４Ｄには、トランジスタＴ３のドレインＴ３Ｄと同様に直流電圧ＶＰＤが印加されるようになっており、ソースＴ４Ｓには、トランジスタＴ６のドレインＴ６Ｄが接続されている。【００７１】
このトランジスタＴ６のソースＴ６Ｓには、信号読出ラインＬＤ（図４のＬＤ１〜ＬＤｍに相当）が接続されており、ゲートＴ６Ｇには、信号印加ラインＬＡ（図４のＬＡ１〜ＬＡｎに相当）から信号φＶが入力されるようになっている。【００７２】
このような回路構成をとることにより、各画素Ｇ１１〜Ｇｍｎは以下のリセット動作を行うようになっている。【００７３】
まず、図６に示すように、垂直走査回路２４が画素Ｇ１１〜Ｇｍｎのリセット動作を行うようになっている。【００７４】
具体的には、信号φＳがＬｏｗ、信号φＶがＨｉ、信号φＶＰＳがＶＬ、信号φＲＳがＨｉ、信号φＶＤがＶｈとなっている状態から、垂直走査回路２４が、パルス信号φＶと、電圧値Ｖｍのパルス信号φＶＤとを画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに与えて電気信号を信号読出ラインＬＤに出力させた後、信号φＳをＨｉとしてトランジスタＴ１をＯＦＦとするようになっている。【００７５】
次に、垂直走査回路２４が信号φＶＰＳをＶＨとすることで、トランジスタＴ２のゲートＴ２Ｇ及びドレインＴ２Ｄ、並びにトランジスタＴ３のゲートＴ３Ｇに蓄積された負の電荷を速やかに再結合させるようになっている。また、垂直走査回路２４が信号φＲＳをＬｏｗとしてトランジスタＴ５をＯＮにすることにより、キャパシタＣとトランジスタＴ４のゲートＴ４Ｇとの接続ノードの電圧を初期化するようになっている。【００７６】
次に、垂直走査回路２４が信号φＶＰＳをＶＬとすることで、トランジスタＴ２のポテンシャル状態を基の状態に戻した後、信号φＲＳをＨｉにして、トランジスタＴ５をＯＦＦにする。次に、キャパシタＣが積分動作を行うようになっている。これにより、キャパシタＣとトランジスタＴ４のゲートＴ４Ｇとの接続ノードの電圧が、リセットされたトランジスタＴ２のゲート電圧に応じたものとなる。【００７７】
次に、垂直走査回路２４がパルス信号φＶをトランジスタＴ６のゲートＴ６Ｇに与えることでトランジスタＴ６をＯＮにするとともに、電圧値Ｖｌのパルス信号φＶＤをキャパシタＣに印加するようになっている。このとき、トランジスタＴ４がソースフォロワ型のＭＯＳトランジスタとして動作するため、信号読出ラインＬＤにはノイズ信号が電圧信号として現れる。【００７８】
そして、垂直走査回路２４がパルス信号φＲＳをトランジスタＴ５のゲートＴ５Ｇに与えてキャパシタＣとトランジスタＴ４のゲートＴ４Ｇとの接続ノードの電圧をリセットした後、信号φＳをＬｏｗにしてトランジスタＴ１をＯＮとするようになっている。これにより、リセット動作が完了し、画素Ｇ１１〜Ｇｍｎが撮像可能状態となる。【００７９】
また、各画素Ｇ１１〜Ｇｍｎは以下の撮像動作を行うようになっている。【００８０】
フォトダイオードＰより入射光量に応じた光電荷がトランジスタＴ２に流れ込むと、光電荷がトランジスタＴ２のゲートＴ２Ｇに蓄積されるようになっている。【００８１】
ここで、被写体の輝度が低く、フォトダイオードＰに対する入射光量が前記所定入射光量ｔｈよりも少ない場合には、トランジスタＴ２はカットオフ状態であるので、トランジスタＴ２のゲートＴ２Ｇに蓄積された光電荷量に応じた電圧が当該ゲートＴ２Ｇに現れる。そのため、トランジスタＴ３のゲートＴ３Ｇには、入射光を線形変換した電圧が現れるようになっている。【００８２】
一方、被写体の輝度が高く、フォトダイオードＰに対する入射光量が前記所定入射光量ｔｈよりも多い場合には、トランジスタＴ２がサブスレッショルド領域で動作を行うようになっている。そのため、トランジスタＴ３のゲートＴ３Ｇには、入射光を自然対数で対数変換した電圧が現れる。【００８３】
なお、本実施の形態においては、画素Ｇ１１〜Ｇｍｎの間で前記所定値の値は等しくなっている。【００８４】
トランジスタＴ３のゲートＴ３Ｇに電圧が現れると、その電圧量に応じてキャパシタＣからトランジスタＴ３のドレインＴ３Ｄに流れる電流が増幅されるようになっている。そのため、トランジスタＴ４のゲートＴ４Ｇには、フォトダイオードＰの入射光を線形変換又は対数変換した電圧が現れる。【００８５】
次に、垂直走査回路２４が信号φＶＤの電圧値をＶｍとするとともに、信号φＶをＬｏｗとするようになっている。これにより、トランジスタＴ４のゲート電圧に応じたソース電流が、トランジスタＴ６を介して信号読出ラインＬＤへ流れる。このとき、トランジスタＴ４がソースフォロワ型のＭＯＳトランジスタとして動作するため、信号読出ラインＬＤには撮像時の電気信号が電圧信号として現れるようになっている。ここで、トランジスタＴ４，Ｔ６を介して出力される電気信号の信号値はトランジスタＴ４のゲート電圧に比例した値となるため、当該信号値はフォトダイオードＰの入射光を線形変換又は対数変換した値となる。【００８６】
そして、垂直走査回路２４が信号φＶＤの電圧値をＶｈとするとともに、信号φＶをＨｉとすることにより、撮像動作が終了するようになっている。【００８７】
このように動作するとき、撮像時の信号φＶＰＳの電圧値ＶＬが低くなり、リセット時の信号φＶＰＳの電圧値ＶＨとの差を大きくするほど、トランジスタＴ２のゲート・ソース間におけるポテンシャル差が大きくなって、トランジスタＴ２がカットオフ状態で動作する被写体輝度の割合が大きくなる。したがって、図７に示すように、電圧値ＶＬが低いほど、線形変換する被写体輝度の割合が大きくなる。このように、本実施形態に係る撮像素子４の出力信号は、入射光量に応じて線形領域から対数領域へと連続的に変化するようになっている。【００８８】
そこで、例えば、被写体の輝度範囲が狭い場合は電圧値ＶＬを低くして線形変換する輝度範囲を広くし、また、被写体の輝度範囲が広い場合は電圧値ＶＬを高くして対数変換する輝度範囲を広くすることで、被写体の特性に合った光電変換特性とすることができる。なお、電圧値ＶＬを最小とするとき、常に線形変換する状態とし、また、電圧値ＶＨを最大とするとき、常に対数変換する状態とすることもできる。【００８９】
このように動作する撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに与える信号φＶＰＳの電圧値ＶＬの値を切り換えることによって、ダイナミックレンジを切り換えることが可能となっている。すなわち、システム制御部２が信号φＶＰＳの電圧値ＶＬの値を切り換えることによって、画素Ｇ１１〜Ｇｍｎの線形変換動作から対数変換動作に切り換わる変曲点を変更することができるようになっている。【００９０】
なお、本実施形態に係る撮像素子４は線形変換動作と対数変換動作とを各画素において自動的に切り換えるものであればよく、図５とは異なる構成の画素を備えた撮像素子４であってもよい。【００９１】
また、本実施形態においては撮像時の信号φＶＰＳの電圧値ＶＬを変更することで線形変換動作と対数変換動作とを切り換えることとしたが、リセット時の信号φＶＰＳの電圧値ＶＨを変更することで線形変換動作と対数変換動作との変曲点を変更してもよい。更に、リセット時間を変更することで線形変換動作と対数変換動作との変曲点を変更してもよい。【００９２】
また、本実施形態の撮像素子４は各画素にＲＧＢフィルタを備えるものとしたが、シアン（Ｃｙａｎ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）など他の色フィルタを備えるものとしてもよい。【００９３】
図３に戻り、信号処理部８はアンプ２７、Ａ／Ｄコンバータ２８、黒基準補正部２９、ＡＥ評価値算出部３０、ＷＢ処理部３１、色補間部３２、色補正部３３、階調変換部３４及び色空間変換部３５から構成されている。【００９４】
このうち、アンプ２７は、撮像素子４から出力された電気信号を所定の規定レベルに増幅して撮影画像のレベル不足を補償するようになっている。【００９５】
また、Ａ／Ｄコンバータ２８（ＡＤＣ）は、アンプ２７において増幅された電気信号をアナログ信号からデジタル信号に変換するようになっている。【００９６】
また、黒基準補正部２９は、最低輝度値となる黒レベルを、基準値に補正するようになっている。すなわち、撮像素子４のダイナミックレンジにより黒レベルが異なるため、Ａ／Ｄコンバータ２８から出力されるＲＧＢ各信号の信号レベルに対して、黒レベルとなる信号レベルを減算することで黒基準補正が行われるようになっている。【００９７】
また、ＡＥ評価値算出部３０は、黒基準補正後の電気信号からＡＥ（自動露出）のために必要な評価値を検出するようになっている。すなわち、ＲＧＢの各原色成分から成る電気信号の輝度値を確認することにより、被写体の輝度範囲を表す輝度の平均値分布範囲を算出して、入射光量を設定するＡＥ評価値としてシステム制御部７に出力するようになっている。【００９８】
また、ＷＢ処理部３１は、黒基準補正後の電気信号から補正係数を算出することによって、撮像画像のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分のレベル比（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）を調整して白色を正しく表示するようになっている。【００９９】
また、色補間部３２は、撮像素子４の画素において得られる信号が原色のうち一つあるいは二つだけである場合に、各画素についてＲ，Ｇ，Ｂの各色成分値を求めることができるように、欠落する色成分を画素ごとに補間する色補間処理を行うようになっている。【０１００】
また、色補正部３３は、色補間部３２から入力する画像データの画素ごとの色成分値を補正して、各画素の色合いを強調した画像を生成するようになっている。【０１０１】
また、階調変換部３４は、画像を忠実に再現すべく、画像の入力から最終出力までにおいてガンマを１として理想階調再現特性を実現するために、画像の階調の応答特性を撮像装置１のガンマ値に応じた最適のカーブに補正するガンマ補正処理を行うようになっている。【０１０２】
また、色空間変換部３５は、色空間をＲＧＢからＹＵＶに変換するようになっている。ＹＵＶは、輝度（Ｙ）信号と青の色差（Ｕ、Ｃｂ）と赤の色差（Ｖ、Ｃｒ）の２つの色度で色を表現する色空間の管理方法であり、色空間をＹＵＶに変換することにより、色差信号のみのデータ圧縮が行いやすくなる。【０１０３】
次に、タイミング生成部２０は、撮像素子４による撮影動作（露光に基づく電荷蓄積や蓄積電荷の読出しなど）を制御するようになっている。すなわち、システム制御部７からの撮影制御信号に基づいて所定のタイミングパルス（画素駆動信号、水平同期信号、垂直同期信号、水平走査回路駆動信号、垂直走査回路駆動信号など）を生成して撮像素子４に出力するようになっている。また、タイミング生成部２０は、Ａ／Ｄコンバータ２８において用いられるＡ／Ｄ変換用のクロックも生成する。【０１０４】
記録部１０は、半導体メモリなどからなる記録用のメモリであり、信号処理部８から入力された画像データを記録する画像データ記録領域を有している。記録部１０は、例えばフラッシュメモリなどの内蔵型メモリや、着脱可能なメモリカードやメモリスティックであってもよく、また、ハードディスクなどの磁気記録媒体などであってもよい。【０１０５】
照射部５としてのストロボは、被写体の撮影時に検出された周囲環境の輝度が不足する場合に、システム制御部７の制御によって所定の照射タイミング及び照射量により被写体にストロボ光を照射するようになっている。【０１０６】
調光センサ６は、照射部５の照射量を調光するために、照射部５から照射された光の被写体からの反射光量を検出して、検出結果をシステム制御部７に出力するようになっている。【０１０７】
モニタ１１は、表示部としての機能を果たすものであり、被写体のプレビュー画像を表示し、システム制御部７の制御に基づいて信号処理部８で画像処理された撮影画像を表示する他、ユーザが機能選択するためのメニュー画面などのテキスト画面を表示するようになっている。すなわち、モニタ１１は、静止画撮影モード又は動画撮影モードを選択する撮影モード選択画面や、オートモード、オフモード又はオンモードのいずれかを選択するストロボモード選択画面などを表示するようになっている。【０１０８】
また、モニタ１１は、撮影モードとして「変曲点調整撮影モード」が選択されると、図８に示すようにプレビュー画面上に変曲点位置ゲージ３７を表示するようになっている。この変曲点位置ゲージ３７は、変曲点位置ゲージ３７における変曲点ポイント３８の位置によって、撮像素子４の出力信号の線形領域及び対数領域の境界である変曲点が現在どの位置にあるかを表示すると共に、変曲点ポイント３８の移動により変曲点を決定させることができるようになっている。【０１０９】
操作部２１は、ズームボタンＷ１２、ズームボタンＴ１３、選択用十字キー１５、レリーズスイッチ１６及び電源スイッチ１７から構成されており、ユーザが操作部２１を操作することにより、各ボタン又はスイッチの機能に対応した指示信号がシステム制御部７に送信され、この指示信号に従って撮像装置１の各構成部分が駆動制御されるようになっている。【０１１０】
このうち、選択用十字キー１５は、十字キーの押下によりモニタ１１の画面上でカーソルやウィンドウを移動させる機能を果たすと共に、中心部分の確定キーの押下によりカーソルやウィンドウによる選択内容を確定させる機能を果たしている。【０１１１】
すなわち、選択用十字キー１５の十字キーを押下することによりモニタ１１に表示されたカーソルを移動させて、メニュー画面から撮影モードの選択画面を開き、更に撮影モードの選択画面上で所望の撮影モードボタンにカーソルを移動させて、確定キーを押下すると、撮影モードを決定することができるようになっている。【０１１２】
また、選択用十字キー１５は、「変曲点調整撮影モード」のプレビュー画面上で、十字キーの押下によって、モニタ１１に表示された変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を左右に移動させることにより、変曲点を決定することができるようになっている。このように、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点の位置を微調整することが可能となっている。【０１１３】
すなわち、図８において、変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を画面に向かって左に移動させるほど撮像素子４の出力信号において線形領域が占める割合は多くなり、最も左に移動させる、即ち同図に示すＡＬＬ  Ｌｉｎｅａｒの位置にすると全て線形領域となる。一方、変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を画面に向かって右に移動させるほど撮像素子４の出力信号において対数領域が占める割合は多くなり、最も右に移動させる、即ち同図に示すＡＬＬ  Ｌｏｇの位置にすると全て対数領域となる。【０１１４】
ズームボタンＷ１２は押下によりズームを調整して被写体を小さく写す機能を果たし、また、ズームボタンＴ１３は押下によりズームを調整して被写体を大きく写す機能を果たしている。【０１１５】
また、レリーズスイッチ１６は、静止画撮影モードにおいて「半押し」により撮影の準備動作を開始し、また、「全押し」により撮像素子４を露光して、その露光によって得られた電気信号に所定の信号処理を施して記録部１０に記録するという一連の撮影動作が実行されるようになっている。【０１１６】
電源スイッチ１７は、押下により撮像装置１のＯＮ、ＯＦＦを順次繰り返すようになっている。【０１１７】
次に、変曲点変更部２２は、「変曲点調整撮影モード」において、モニタ１１のプレビュー画面上で変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８の位置が決定されると、その位置に応じた変曲点に変更するために、撮像素子４に設定する電圧値ＶＬを算出するようになっている。【０１１８】
上述したように、本実施形態の撮像素子４は、図４に示す画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに与える信号φＶＰＳの電圧値ＶＬの値を切り換えることにより、線形変換動作から対数変換動作に切り換わる変曲点を変更できるようになっている。【０１１９】
ここで、撮像素子４の出力信号の特性として、電圧値ＶＬが低いほど撮像素子出力のうち、線形変換する領域の割合が多くなる。したがって、変曲点を下げる場合、すなわち線形変換する領域の割合を少なくする場合は、電圧値ＶＬを増加させればよい。また、変曲点を上げる場合、すなわち線形変換する領域の割合を多くする場合は、電圧値ＶＬの値を減少させればよい。このようにして、変曲点変更部２２は、撮像素子４の変曲点を最適な変曲点とするために画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに与える信号φＶＰＳの電圧値ＶＬを算出するようになっている。【０１２０】
なお、変曲点位置ゲージ３７における変曲点ポイント３８の位置と電圧値ＶＬとを対応付けることにより予め作成したＬＵＴを変曲点変更部２２に格納しておき、このＬＵＴを利用して電圧値ＶＬを算出する構成としてもよい。【０１２１】
更に、変曲点変更部２２はＤＡコンバータ３６を備えており、算出した電圧値ＶＬをアナログデータに変換して撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに入力することにより、撮像素子４の変曲点を最適な変曲点に変化させるようになっている。【０１２２】
次に、本実施形態の撮像装置１の動作概略について、図９のフローチャートを参照して説明する。【０１２３】
撮像装置１の電源スイッチ１７を押下して撮像装置１の電源をＯＮとすると、モニタ１１には被写体のプレビュー画面が表示される。【０１２４】
ユーザは、また、撮像装置１の背面に設けられたズームボタンＷ１２又はズームボタンＴ１３を押下することにより、レンズユニット３のズーミングを行ってモニタ１１に表示される被写体の大きさを調整することができる。【０１２５】
また、電源がＯＮされると、モニタ１１には撮影モード選択画面が表示される。撮影モード選択画面では静止画撮影モード又は動画撮影モードなどを選択することができる。そして、撮影モード選択画面において、選択用十字キー１５の操作により「変曲点調整撮影モード」を選択し、中心部分の確定キーを押下すると、撮像装置１は変曲点調整撮影モードとなって表示工程に移行し（ステップＳ１）、図８に示すように、モニタ１１のプレビュー画面に変曲点位置ゲージ３７が表示される（ステップＳ２）。【０１２６】
次に、ユーザは選択用十字キー１５の十字キーを操作して、プレビュー画面上で変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を左右に移動させることにより、変曲点の位置を決定する（ステップＳ３）。このとき、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点の位置を微調整することが可能である。【０１２７】
すなわち、図８において、変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を画面に向かって左に移動させるほど撮像素子４の出力信号において線形領域が占める割合は多くなり、最も左に移動させる、即ち同図に示すＡＬＬ  Ｌｉｎｅａｒの位置にすると全て線形領域となる。一方、変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を画面に向かって右に移動させるほど撮像素子４の出力信号において対数領域が占める割合は多くなり、最も右に移動させる、即ち同図に示すＡＬＬ  Ｌｏｇの位置にすると全て対数領域となる。【０１２８】
次に、変曲点変更部２２は変曲点変更工程に移行し、「変曲点調整撮影モード」において、モニタ１１のプレビュー画面上で変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８の位置が決定されると、その位置に応じて変曲点を変更するために、撮像素子４に設定する電圧値ＶＬを算出する（ステップＳ４）。【０１２９】
なお、変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８の位置と電圧値ＶＬとを対応付けることにより予め作成したＬＵＴを利用して、電圧値ＶＬを参照する構成としてもよい。【０１３０】
そして、変曲点変更部２２が備えるＤＡコンバータ３６は、算出した電圧値ＶＬをアナログデータに変換して撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに入力することにより、撮像素子４の変曲点を変更する（ステップＳ５）。【０１３１】
この後、モニタ１１は変曲点変更後のプレビュー画面を表示する（ステップＳ６）。【０１３２】
このようにユーザは、選択用十字キー１５の操作によりモニタ１１のプレビュー画面上で変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を移動させながら、プレビュー画面において変曲点変更後の撮影画像を目視することによって、所望の撮影画像が得られるか否か確認する（ステップＳ７）。そして、所望の撮影画像が得られないと判断したとき（ステップＳ７；Ｎｏ）は、ステップＳ３に戻り、変曲点位置ゲージ３７の変曲点ポイント３８を移動させることにより、新たな変曲点を決定することができる。【０１３３】
そして、モニタ１１のプレビュー画面上で変曲点の変更により所望の撮影画像が得られることを確認した場合（ステップＳ７；Ｙｅｓ）は、レリーズスイッチ１６を半押しし、撮影準備動作であるＡＦ動作が行われると共に、ＡＥ評価値を算出する。レリーズスイッチ１６を押下しない場合は、モニタ１１に変曲点を変更した後のプレビュー画像が表示された状態のままとなる。【０１３４】
次いで、ユーザがレリーズスイッチ１６を全押しすると、撮影が行われる。【０１３５】
絞り制御部１９は、ＡＥ評価値算出部３２が算出したＡＥ評価値に基づき、絞り部及びシャッタ部を駆動制御して撮像素子４を露光する。すると、撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎは変曲点変更部２４が決定した変曲点において線形変換動作と対数変換動作との切り換えを行うことにより、入射光を光電変換する。そして、光電変換によって得られた電気信号を信号処理部８に出力する。【０１３６】
そして、信号処理部８は、光電変換により得られた電気信号に所定の画像処理を施す。すなわち、アンプ２７が撮像素子４から出力された電気信号を所定の規定レベルに増幅すると、Ａ／Ｄコンバータ２８が増幅された電気信号をデジタル信号に変換する。【０１３７】
次に、黒基準補正部２９が最低輝度値となる黒レベルを基準値に補正する。また、ＡＥ評価値算出部３０が黒基準補正後の電気信号からＡＥ（自動露出）のために必要な評価値を検出してシステム制御部７に送出する。一方、ＷＢ処理部３１は黒基準補正後の電気信号から補正係数を算出することによって、撮像画像のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分のレベル比（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）を調整して白色を正しく表示する。【０１３８】
また、色補間部３２が各画素について欠落する色成分を補間する色補間処理を行う。そして、色補正部３３が画素ごとの色成分値を補正して各画素の色合いを強調した画像を生成する。また、階調変換部３４が画像の階調の応答特性を撮像装置１のガンマ値に応じた最適のカーブに補正するガンマ補正処理を行うと、色空間変換部３５が色空間をＲＧＢからＹＵＶに変換する。【０１３９】
そして、信号処理部８から出力された画像データを、記録部１０に記録する。【０１４０】
なお、記録部１０に記録された画像データをパーソナルコンピュータなどに読み出す際には、ＵＳＢ端子１８に接続したＵＳＢケーブルをパーソナルコンピュータに接続する。【０１４１】
以上より本実施形態によれば、ユーザは操作部の操作により線形領域と対数領域との境界である変曲点を任意に設定することができることから、撮像素子の光電変換特性を変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【０１４２】
すなわち、ユーザはモニタ１１に表示された変曲点位置ゲージ３７において、変曲点ポイント３８を目視しながら移動させることができる。これにより、ユーザは自らの操作で変曲点がどの位置となるか確認することができる。また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できる。【０１４３】
また、ユーザの操作による変曲点の変更に伴って、変曲点変更後のプレビュー画面がモニタ１１に表示されることから、ユーザは自らの操作で撮影画像がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することが可能となる。【０１４４】
なお、本実施形態ではモニタ１１の画面上に変曲点位置ゲージ３７が表示される構成としたが、撮像装置１の筐体２に変曲点の調整を行うための調整スイッチを設け、この調整スイッチの操作に応じて変曲点変更部２２が変曲点を変更する構成としてもよい。また、ズームボタンＷ１２とズームボタンＴ１３を用いて変曲ポイントを移動させるようにしてもよい。【０１４５】
また、本実施形態では変曲点位置ゲージ３７における変曲点ポイント３８の移動により変曲点を連続的に変化させる構成としたが、変曲点位置ゲージ３７を複数のステップに分割して、変曲点ポイント３８の移動によりステップごとに変曲点が変化する構成としてもよい。【０１４６】
また、モニタ１１を複数の表示画面に分割し、一方の画面には変曲点変更前のプレビュー画面を表示したままで、他方の画面に変曲点変更後のプレビュー画面を表示する構成としてもよい。【０１４７】
また、画像撮影時において、絞り値や輝度値などの情報と共に、撮像素子４の出力信号における線形領域及び対数領域の比を表す「リニアログ比」を撮影画像情報として記録部１０に記録し、後の撮影においてその「リニアログ比」を使用して撮影を行うことも可能である。この場合、例えば、ユーザがモニタ１１に表示されたサムネール画像を選択すると、選択されたサムネール画像のリニアログ比を記録部１０から読み出して、そのリニアログ比に対応する変曲点を自動的に設定する構成とすることが考えられる。このような構成によれば、ユーザはサムネール画像を選択するのみで最適な変曲点を設定できることから、利便性が更に向上する。
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について図１０及び図１１を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成部分について説明する。【０１４８】
本実施形態のモニタ１１は、撮影モードとして「変曲点調整撮影モード」が選択されると、図１０に示すように、プレビュー画面上に変曲点調整用小画面３９を表示するようになっている。【０１４９】
この変曲点調整用小画面３９には、撮像素子４の出力信号における線形領域と対数領域との境界である変曲点の位置をユーザが感覚的に把握できるように、撮像素子４の出力信号を模式化したグラフが表示されるようになっている。このグラフ４０では、線形領域及び対数領域の境界である変曲点を変曲点ポイント４１によって表示すると共に、変曲点ポイント４１を移動させ変曲点を変更することができるようになっている。【０１５０】
また、本実施形態の操作部２１が備える選択用十字キー１５は、「変曲点調整撮影モード」において、十字キーの押下により変曲点調整用小画面３９に表示されたグラフ４０の変曲点ポイント４１を移動させることができるようになっている。そして、グラフ４０における線形領域の直線上で変曲点ポイント４１を移動させることにより、変曲点を変更することができるようになっている。このように、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点の位置を微調整することが可能である。【０１５１】
すなわち、図１０において、グラフ４０の変曲点ポイント４１を線形領域の直線上の上方に移動させるほど撮像素子４の出力信号において線形領域が占める割合は多くなり、最も上の設定上限に移動させた場合は全て線形領域となる。一方、グラフ４０の変曲点ポイント４１を線形領域の直線上の下方に移動させるほど撮像素子４の出力信号において対数領域が占める割合は多くなり、最も下の設定上限に移動させた場合は全て対数領域となる。なお、本実施形態においては撮像素子４に設定する電圧値ＶＬにより変曲点を制御することから、グラフ４０の線形領域の傾きは変化しない。【０１５２】
また、本実施形態の変曲点変更部２２は、モニタ１１に表示されたプレビュー画面上の変曲点調整用小画面３９で、グラフ４０の変曲点ポイント４１の位置が決定されると、その位置に応じて変曲点を変更するために、撮像素子４に設定する電圧値ＶＬを算出するようになっている。【０１５３】
なお、変曲点調整用小画面３９のグラフ４０における変曲点ポイント４１の位置と電圧値ＶＬとを対応付けることにより予め作成したＬＵＴを変曲点変更部２２に格納しておき、このＬＵＴを利用して電圧値ＶＬを参照する構成としてもよい。【０１５４】
更に、変曲点変更部２２はＤＡコンバータ３６を備えており、算出した電圧値ＶＬをアナログデータに変換して撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに入力することにより、撮像素子４の変曲点を変更するようになっている。【０１５５】
次に、本実施形態の撮像装置１の動作概略について、図１１のフローチャートを参照して説明する。【０１５６】
電源をＯＮするとモニタ１１に撮影モード選択画面が表示される。ここで、選択用十字キー１５を操作して「変曲点調整撮影モード」を選択し、中心部分の確定キーを押下すると、撮像装置１は変曲点調整撮影モードとなって表示工程に移行し（ステップＳ１１）、図１０に示すように、モニタ１１のプレビュー画面上に変曲点調整用小画面３９が表示される。この変曲点調整用小画面３９は、撮像素子４の入射光量に対する出力信号を示すグラフ４０を表示するようになっており、グラフ４０には線形領域及び対数領域の境界である変曲点ポイント４１が表示される（ステップＳ１２）。【０１５７】
次に、ユーザは選択用十字キー１５の操作によってグラフ４０の変曲点ポイント４１を線形領域の直線上を移動させることにより変曲点を決定する（ステップＳ１３）。このとき、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点の位置を微調整することが可能である。【０１５８】
例えば、図１０では、グラフ４０の変曲点ポイント４１を線形領域の直線上の上方に移動させるほど撮像素子４の出力信号において線形領域が占める割合は多くなり、設定上限に移動させた場合は全て線形領域となる。一方、グラフ４０の変曲点ポイント４１を線形領域の直線上の下方に移動させるほど撮像素子４の出力信号において対数領域が占める割合は多くなり、設定下限に移動させた場合は全て対数領域となる。なお、本実施形態においては撮像素子４に設定する電圧値ＶＬにより変曲点の位置を制御することから、グラフ４０の線形領域の傾きは変化しない。【０１５９】
次に、変曲点変更部２２は変曲点変更工程に移行し、モニタ１１に表示されたプレビュー画面上の変曲点調整用小画面３９で、グラフ４０の変曲点ポイント４１の位置が決定されると、その位置に応じて変曲点を変更するために、撮像素子４に設定する電圧値ＶＬを算出する（ステップＳ１４）。【０１６０】
そして、変曲点変更部２２が備えるＤＡコンバータ３６は、算出した電圧値ＶＬをアナログデータに変換して撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに入力することにより、撮像素子４の変曲点を変更する（ステップＳ１５）。【０１６１】
この後、モニタ１１は変曲点を変化させた後のプレビュー画面を表示する（ステップＳ１６）。また、グラフ４０は変更後の変曲点ポイント４１の位置を示すグラフを表示する。【０１６２】
このようにユーザは、選択用十字キー１５の操作によりモニタ１１のプレビュー画面上でグラフ４０の変曲点ポイント４１を移動させながら、プレビュー画面において変曲点変更後の撮影画像を目視することによって、所望の撮影画像が得られるか否か確認する（ステップＳ１７）。そして、所望の撮影画像が得られないと判断したとき（ステップＳ１７；Ｎｏ）は、ステップＳ１３に戻り、グラフ４０の変曲点ポイント４１を移動させることにより、新たな変曲点を決定することができる。【０１６３】
そして、モニタ１１のプレビュー画面上で変曲点の変更により所望の撮影画像が得られることを確認した場合（ステップＳ１７；Ｙｅｓ）は、レリーズスイッチ１６を半押しし、撮影準備動作であるＡＦ動作が行われると共に、ＡＥ評価値を算出する。レリーズスイッチ１６を押下しない場合は、モニタ１１に変曲点を変更した後のプレビュー画像が表示された状態のままとなる。【０１６４】
次いで、ユーザがレリーズスイッチ１６を全押しすると、撮影が行われる。以降、画像データが記録部１０に記録されるまでは第１の実施形態と同じである。【０１６５】
以上より本実施形態によれば、ユーザはモニタ１１に表示されたグラフ４０において、変曲点ポイント４１を目視しながら移動させることができる。これにより、ユーザは自らの操作で変曲点がどのように変化するかイメージしやすくなる。特に、グラフ４０の上で変曲点ポイント４１の位置を決めることから、変曲点変化後における撮像素子４の光電変換特性の変化を容易にイメージすることができる。また、変曲点ポイント４１の移動により変曲点の位置を微調整できる。【０１６６】
また、ユーザの操作による変曲点の変更に伴って、変曲点変更後におけるグラフ４０が表示されることから、変曲点の変更によって撮像素子４の光電変換特性がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することができる。また、変曲点変更後のプレビュー画面が表示されることから、自らの操作で撮影画像がどのように変化するか確認することができる。
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について図１２及び図１３を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、第１の実施形態と異なる構成部分について説明する。【０１６７】
本実施形態のモニタ１１は、撮影モードとして「変曲点調整撮影モード」が選択されると、図１２に示すように、プレビュー画面上に変曲点調整用小画面４２を表示するようになっている。【０１６８】
この変曲点調整用小画面４２は、縦軸が出現頻度（画素数）、横軸が撮像素子出力のヒストグラム４５と、線形変換と対数変換の境界線である変曲点設定線４４が表示されるようになっている。【０１６９】
変曲点設定線４４は、撮像素子４の出力信号の線形領域及び対数領域の境界である変曲点が現在どの位置にあるかを表示すると共に、変曲点設定線４４の図示左右方向の移動により変曲点を変更できるようになっている。【０１７０】
図１２において、変曲点設定線４４が図示の画面に向かって右に位置するほど撮像素子４の出力信号において線形領域が占める割合が多くなり、最も右に位置する場合は全て線形領域となる。一方、変曲点設定線４４が図示の画面に向かって左に位置するほど撮像素子４の出力信号において対数領域が占める割合が多くなり、最も左に位置する場合は全て対数領域となる。なお、ヒストグラム４５の横軸との対応関係により、変曲点設定線４４と撮像素子４における変曲点の対応関係は、左右逆であっても良い。【０１７１】
このヒストグラム４５は、変曲点の変化に伴う撮像素子出力信号値の変化を反映するようになっており、図１２に示すようにプレビュー画面と重ねて表示することにより、ユーザは撮像素子出力信号値の分布を参考にしながら変曲点の調整を行うことができるようになっている。例えば、モニタ１１のプレビュー画面を目視するのみで変曲点の調整を行うと、モニタの性能や周囲の照明環境などの影響により、ユーザが白とびを精度よく識別して変曲点の調整を行うことは困難である。また、逆に撮像素子４の出力信号が飽和しないように変曲点を下げすぎると、コントラストが悪くなる。そこで、ヒストグラム４５を目視しながら高輝度側のデータがなくなるように調整することによって、最適な変曲点を設定することが可能となり、操作性を更に向上させることができる。【０１７２】
本実施形態の操作部２１が備える選択用十字キー１５は、「変曲点調整撮影モード」において、十字キーの押下により変曲点調整用小画面４２に表示された変曲点設定線４４の位置を移動させることができるようになっている。そして、変曲点設定線４４を左右に移動させることにより、変曲点の位置を変更することができるようになっている。このように、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点の位置を微調整することが可能である。【０１７３】
また、本実施形態の変曲点変更部２２は、モニタ１１に表示されたプレビュー画面上の変曲点調整用小画面４２で、変曲点設定線４４の位置が決定されると、その位置に応じて変曲点を変更するために、撮像素子４に設定する電圧値ＶＬを算出するようになっている。【０１７４】
なお、変曲点設定線４４の位置と電圧値ＶＬとを対応付けることにより予め作成したＬＵＴを変曲点変更部２２に格納しておき、このＬＵＴを利用して電圧値ＶＬを算出する構成としてもよい。【０１７５】
次に、変曲点変更部２２はＤＡコンバータ３６を備えており、算出した電圧値ＶＬをアナログデータに変換して撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに入力することにより、撮像素子４の変曲点を変更するようになっている。【０１７６】
次に、本実施形態の撮像装置１の動作概略について、図１３のフローチャートを参照して説明する。【０１７７】
電源がＯＮされるとモニタ１１には撮影モード選択画面が表示される。ここで、選択用十字キー１５の操作により「変曲点調整撮影モード」を選択して中心部分の確定キーを押下すると、撮像装置１は変曲点調整撮影モードとなって表示工程に移行し（ステップＳ２１）、図１２に示すようにモニタ１１のプレビュー画面に重ねて「変曲点調整用小画面４２」を表示する（ステップＳ２２）。【０１７８】
この変曲点調整用小画面４２には、上述のヒストグラム４５及び変曲点の位置を示す変曲点設定線４４が表示される。【０１７９】
次に、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点設定線４４を左右に移動させることにより、変曲点の位置を変更する（ステップＳ２３）。このとき、ユーザは選択用十字キー１５の操作によって変曲点の位置を微調整することが可能である。【０１８０】
例えば、図１２において、変曲点設定線４４を画面に向かって右に移動するほど、撮像素子４の出力信号において線形領域が占める割合が多くなり、最も右に位置する場合は全て線形領域となる。一方、変曲点設定線４４を画面に向かって左に移動するほど、撮像素子４の出力信号において対数領域が占める割合が多くなり、最も左に位置する場合は全て対数領域となる。なお、ヒストグラム４５の横軸との対応関係により、変曲点設定線４４と撮像素子４における変曲点の対応関係は、左右逆であっても良い。【０１８１】
また、変曲点設定線４４を移動すると、ヒストグラム４５は変曲点の変化に伴う撮像素子出力信号値の変化を反映して表示する。ユーザは、このヒストグラム４５を目視しながら高輝度側のデータがなくなるように調整することによって、最適な変曲点を設定することが可能となり、操作性を更に向上させることができる。【０１８２】
次に、変曲点変更部２２は変曲点変更工程に移行し、モニタ１１に表示されたプレビュー画面上の変曲点調整用小画面４２で、変曲点設定線４４の位置が決定されると、その位置に応じて変曲点を変更するために、撮像素子４に設定する電圧値ＶＬを算出する（ステップＳ２４）。【０１８３】
そして、変曲点変更部２２が備えるＤＡコンバータ３６は、算出した電圧値ＶＬをアナログデータに変換して撮像素子４の画素Ｇ１１〜Ｇｍｎに入力することにより、撮像素子４の変曲点を変更する（ステップＳ２５）。【０１８４】
この後、モニタ１１は変曲点を変化させた後のプレビュー画面を表示する（ステップＳ２６）。即ち、変曲点変更後のプレビュー画面及びヒストグラムが共に表示される。【０１８５】
このようにユーザは、選択用十字キー１５の操作によりモニタ１１のプレビュー画面上で変曲点設定線４４を移動させながら、プレビュー画面において変曲点変更後の撮影画像を目視することによって、所望の撮影画像が得られるか否か確認する（ステップＳ２７）。このとき、ヒストグラム４５は変曲点の変化に伴う撮像素子出力信号値の変化を反映して表示するので、ヒストグラム４５の変化も確認することができる。そして、所望の撮影画像が得られないと判断したとき（ステップＳ２７；Ｎｏ）は、ステップＳ２３に戻り、更に変曲点設定線４４を移動させることにより、新たな変曲点を決定する。【０１８６】
そして、モニタ１１のプレビュー画面上で変曲点の変更により所望の撮影画像が得られることを確認した場合（ステップＳ２７；Ｙｅｓ）は、レリーズスイッチ１６を半押しし、撮影準備動作であるＡＦ動作が行われると共に、ＡＥ評価値を算出する。レリーズスイッチ１６を押下しない場合は、モニタ１１に変曲点を変更した後のプレビュー画像が表示された状態のままとなる。【０１８７】
次いで、ユーザがレリーズスイッチ１６を全押しすると、撮影が行われる。以降、画像データが記録部１０に記録されるまでは第１の実施形態と同じである。【０１８８】
以上より本実施形態によれば、変曲点設定線４４により第１の実施形態と同様の作用が得られる他、ユーザの操作による変曲点の変更に伴って、変曲点変更後における撮像素子出力信号値のヒストグラムが表示されることから、ヒストグラム４５を目視しながら高輝度側の飽和したデータがなくなるように調整することによって、最適な変曲点を設定することが可能となり、操作性が更に向上する。【０１８９】
以上述べたように本発明の撮像装置によれば、変曲点を任意に設定することにより、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を得ることが可能となる。【０１９０】
また、表示部に表示する変曲点位置ゲージにおいて、ユーザは自らの操作で変曲点がどの位置となるかを確認することができ、また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できることから、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【０１９１】
更に、ユーザはプレビュー画面で自らの操作による撮影画像の変化を目視しながら変曲点の位置を決定できることから、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【０１９２】
また、表示部に表示する撮像素子の出力信号のグラフにおいて、ユーザは変曲点ポイントの位置を目視することにより変曲点の変化を容易にイメージできると共に、グラフ上で変曲点ポイントの位置を決めることにより、変曲点変化後における撮像素子の光電変換特性の変化を容易にイメージすることができる。また、変曲点ポイントの移動により変曲点の位置を微調整できる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【０１９３】
更に、ユーザは変曲点の変更によって撮像素子の光電変換特性がどのように変化するか目視しながら変曲点の位置を決定することができ、また、プレビュー画面で自らの操作による撮影画像の変化を確認することができる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【０１９４】
また、ユーザはヒストグラムを目視しながら高輝度側の飽和するデータがなくなるように調整することによって、最適な変曲点を設定することが可能となり、操作性が更に向上する。【０１９５】
また、表示部に表示するヒストグラムにおいて、ユーザは変曲点設定線の位置を目視することにより変曲点の変化を容易にイメージできると共に、変曲点変更後における撮像素子出力値の変化を容易に確認することができる。また、変曲点設定線の移動により変曲点の位置を微調整できる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。【０１９６】
更に、ユーザは、プレビュー画面で自らの操作による撮影画像の変化を確認することができる。したがって、撮像素子の光電変換特性を意図したように変化させて所望の撮影画像を容易に得ることが可能となる。
【図３】
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【図７】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１】
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【図２】
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【図４】
2006103880.tif 000008
【図５】
2006103880.tif 000009
【図６】
2006103880.tif 000010
【図８】
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【図９】
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【図１１】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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2006103880.tif 000017
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