JP3974799B2 - デジタルカメラ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイナミックレンジ拡大撮影モードと通常撮影モードとを選択的に切り換えられるようにしたデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタルカメラにおいては、ＣＣＤ撮像素子など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。そこで、従来からデジタルカメラのダイナミックレンジ拡大のために種々の技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−９２３７８号に開示されているように、同一被写体に対して露光量の異なる複数回、すなわち長時間露光と短時間露光の撮影を行い合成処理をして、通常の撮影画像に比べてダイナミックレンジの拡大を図るという方式がある。また、通常のモニタ用ガンマ変換曲線とは別に、被写体の輝度分布に応じて適応的な階調変換を行って、ダイナミックレンジの拡大を図る方式も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記複数回撮影によるダイナミックレンジの拡大方式によれば、ダイナミックレンジの拡大効果は大であるが、動的な被写体に不向きで、また露光時間が長くなるので、撮影時に手ぶれが生じないように注意する必要があるという問題点がある。また、後者の輝度分布に応じた階調変換を行って、ダイナミックレンジの拡大を図る方式においては、露光が１回なので手ぶれ等の発生の心配はないが、前者の複数回撮影によるダイナミックレンジ拡大方式によるものほどの、拡大効果は得られないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、従来のデジタルカメラのダイナミックレンジ拡大方式における上記問題点を解消するためになされたもので、被写体の輝度状態に応じて適切なダイナミックレンジ拡大処理を行うことができるようにしたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に係る発明は、撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段と、被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、非逆光時の前記閃光手段使用時には、前記ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択するようにして、デジタルカメラを構成するものである。
【０００７】
このように構成したデジタルカメラにおいては、非逆光時に閃光手段を用いる場合には、閃光によって画面の一部分の輝度が高くなり、画面内の輝度差は拡大するが、ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択するようにしているので、ダイナミックレンジの拡大された高画質の画像を得ることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、撮影画像内の輝度差を算出する輝度差算出手段と、撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、前記輝度差に基づいて、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段と、被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、逆光時の前記閃光手段使用時には、閃光手段の予備発光により得られた前記輝度差に基づいて、前記撮影モードを選択するようにしてデジタルカメラを構成するものである。
【０００９】
このように構成したデジタルカメラにおいては、閃光手段の予備発光により得られた輝度差に基づいて撮影モードを選択するようにしているので、実際の閃光発光時の被写体の態様に対応した適切な撮影モードの選択により撮影処理を行うことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に係るデジタルカメラにおいて、前記撮影モード選択手段は、前記輝度差が小さい時には、通常撮影モードを選択することを特徴とするものである。
【００１１】
逆光時に閃光手段を用いると、全画面が適正露光となるが、上記構成のデジタルカメラにおいては、通常撮影モードを選択するようにしているので、適切な撮影処理を行うことができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、被写体輝度を測定するものであって、画面内の複数点を測光する多点測光と、画面内の１点を測光する１点測光とを選択的に実行可能な測光手段と、撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、前記多点測光が選択された場合には前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択し、前記１点測光が選択された場合には通常撮影モードを選択する撮影モード選択手段とでデジタルカメラを構成するものである。
【００１３】
このように構成したデジタルカメラにおいては、予め測光手段において１点（スポット）測光を選択指定している場合は、その指定領域の画像が最適露光になればよいとしているものなので、通常撮影モードを選択することにより、撮影者の意図に対応した適切な撮影処理を行わせることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、同一被写体に対する異なる露光量にて得られた複数の撮影画像を合成して１の撮影画像を生成する第１のダイナミックレンジ拡大手段と、撮影画像に階調変換処理を行う第２のダイナミックレンジ拡大手段の２つの拡大手段を少なくとも有するダイナミックレンジ拡大手段と、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、閃光手段使用時には、前記通常撮影モードと前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するダイナミックレンジ拡大撮影モードのいずれかを選択するようにしてデジタルカメラを構成するものである。
【００１５】
閃光手段を併用して撮影を行う場合、複数回露光の制御は困難である。したがって、上記のように閃光手段使用時には、通常撮影モードと第２のダイナミックレンジモードのいずれかを選択するように構成することにより、閃光使用時に適切な撮影モードの選択を行うことができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項５に係るデジタルカメラにおいて、被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段を備え、前記撮影モード選択手段は、前記閃光手段使用時に非逆光と判断されたときには、前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択することを特徴とするものである。
【００１７】
このように構成したデジタルカメラにおいては、非逆光時に閃光手段を使用する場合は、閃光によって画面の一部の輝度が高くなり、画面内の輝度差は拡大するが、第２のダイナミックレンジモードを選択するようにしているので、非逆光時の閃光手段使用の場合に高画質の適切な広ダイナミックレンジの画像を得ることができる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、同一被写体に対する異なる露光量にて得られた複数の撮影画像を合成して１の撮影画像を生成する第１のダイナミックレンジ拡大手段と、撮影画像に階調変換処理を行う第２のダイナミックレンジ拡大手段の２つの拡大手段を少なくとも有するダイナミックレンジ拡大手段と、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、前記閃光手段使用時に前記ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択する場合には、前記ダイナミックレンジ拡大手段として前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するモードを選択するようにしてデジタルカメラを構成するものである。
【００１９】
閃光手段を併用して撮影を行う場合、複数回露光の制御は困難である。したがって、上記のように閃光手段使用時には、通常撮影モードと第２のダイナミックレンジモードのいずれかを選択するように構成することにより、閃光使用時に適切な撮影モードの選択を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るデジタルカメラの実施の形態の電気的構成を示すブロック構成図で、実線部分は画像信号・データの流れを、点線部分は制御信号の流れを示している。図１において、１はレンズ系、２は絞り、３は単板カラーＣＣＤ撮像素子で、絞り２及びＣＣＤ撮像素子３は、ＣＰＵなどからなる制御部８からの制御信号により、絞り制御及び露光時間制御が行われるようになっている。４はＡ／Ｄ変換器で、ＣＣＤ撮像素子３からのアナログ信号である撮像信号をデジタル信号に変換するものであり、５，６は第１画像用バッファ及び第２画像用バッファで、露光条件を変えて２回撮影したときに得られる２つの画像データをそれぞれ保持するものである。
【００２１】
９は補間部で、上記第１及び第２画像用バッファ５，６に保持されているＣＣＤ撮像素子３からの単板カラーＲＧＢ画像データから、１画素３色のカラー画像データを生成するためのもので、この補間部９で補間処理された画像データは作業用バッファ９に保持される。通常撮影モードが選択されたときには、作業用バッファ９に保持されている画像データは、直接ガンマ変換部16へ入力され、このガンマ変換部16でガンマ変換された後、データ出力部17を介して、メモリカードへ記録されるようになっている。
【００２２】
一方、広ダイナミックレンジ（以下、ＳＬ： Super Latitude と略称する）撮影モードが選択された場合は、作業用バッファ９に保持されている２つの画像データはＹ／Ｃ分離部11へ入力され、輝度信号Ｙと色差信号ＣR ，ＣB に分離される。そして輝度信号Ｙは輝度補正部12へ入力され、輝度補正が行われる。一方、色差信号ＣR ，ＣB は色差補正部13へ入力され、色差補正が行われる。補正された輝度信号及び色差信号は、Ｙ／Ｃ合成部14へ入力され、再び合成される。以上の処理がそれぞれ行われた２つの画像データは、画像合成部15に入力され、広ダイナミックレンジの合成画像が生成される。画像合成部15で生成されたＳＬ合成画像は、通常撮影モードの場合と同様にガンマ変換部16でガンマ変換処理され、データ出力部17を介してメモリカードに記録される。
【００２３】
図１において、10は測光評価部で、ＡＥの制御や、通常撮影を行うかＳＬ撮影を行うかの撮影モードの選択設定を行うものである。すなわち、ＣＣＤ撮像素子３で本撮影前に露出制御のための予備撮影を行い、その画像データを用いて被写体の輝度分布を求め、その輝度分布状態からＡＥの制御信号の生成及び撮影モードの選択を行うようになっている。なお、図１において、18は制御部８に対して各種の入力操作を行うための操作部である。
【００２４】
次に、上記構成のデジタルカメラの撮影処理の基本動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。撮影処理動作としては、まずカメラのレリーズがオンされるのを待機していて（ステップＳ１）、リレーズがオンされると、ＳＬモード判断処理が行われる（ステップＳ２）。ここでは、どの撮影モードで撮影が行われるべきかの判定が行われる。次に、上記ＳＬモード判断処理ステップで設定された撮影モードで撮像処理が行われ（ステップＳ３）、ＳＬ撮影モードの場合は、合成処理等のＳＬ処理が行われ（ステップＳ４）、続いてガンマ変換処理が行われた後（ステップＳ５）、画像データが出力されるようになっている（ステップＳ６）。
【００２５】
次に、上記ＳＬモード判断処理について、図３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、測光データの評価が行われる（ステップＳ11）。この測光データの評価ステップにおいては、まず図４に示すように、予備撮影で得られた一画面分の画像データを複数エリアｎ，この図示例では３×３の９個のエリアａ1 〜ａ9 に分割し、それぞれのエリアについて、画像データのデジタル値から輝度値BVareaを算出する。次に、それらの輝度値BVareaを用いて、平均値BVave ＝（ΣBVarea）／ｎを求め、また最大輝度値BVmax と最低輝度値BVmin の差ΔBVを求める。
【００２６】
また、上記測光データ評価ステップＳ11においては、通常のＡＥ処理が行われ、撮影被写体に対する絞りとシャッター速度の組み合わせが算出され、それに基づいてストロボの発光の要否が判断される（ステップＳ12）。ストロボ発光の必要がない場合、次に上記輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より大であるか否かの判定が行われる（ステップＳ13）。ここで輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より大である場合、すなわち輝度差が大きい場合は、ＳＬ２というＳＬ撮影モードで撮影が実行される（ステップＳ14）。このＳＬ撮影モードＳＬ２は、２回露光を行って２つの撮影画像を合成処理するという撮影モードである。
【００２７】
上記輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より大きいか否かの判断ステップ13において、輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より小さい場合は、次いで輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ15）。ここで、第１の閾値Thresh１＞第２の閾値Thresh２である。この判定ステップＳ15において、輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より大きい場合は、ＳＬ１というＳＬ撮影モードで撮影が実行される（ステップＳ16）。このＳＬ撮影モードＳＬ１は、露光自体は１回であるけれども、１回露光の後に被写体の輝度分布状態に応じて適応的な階調曲線で階調変換処理を行う撮影モードである。このＳＬ撮影モードＳＬ１については、後で詳細に説明する。次に、上記輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より大きいか否かの判断ステップＳ15において、輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より小さい場合は、輝度差が少ないと判断して、ＳＬ撮影モードをＯＦＦとし、通常撮影モードで撮影処理を実行する（ステップＳ17）。
【００２８】
上記ストロボ発光の要否の判断ステップＳ12において、ストロボ発光を要する場合、次に被写体が逆光状態であるか否かの判断が行われる（ステップＳ18）。ここで逆光状態でない場合は、ＳＬ撮影モードＳＬ１で撮影が行われ（ステップＳ19）、上記逆光状態であるか否かの判定ステップＳ18において、逆光状態であると判定された場合は、次にストロボの予備発光を行い（ステップＳ20）、ストロボ発光時のリターンデーダから被写体の輝度値を予め測定し、ストロボ発光時の輝度差ΔBVstを算出する（ステップＳ21）。
【００２９】
次に、算出されたストロボ発光時の輝度差ΔBVstに基づいて、次に示す判定式（１）〜（４）が成立するか否かの判定が行われる（ステップＳ22）。なお、判定式としては（１）〜（４）のいずれでも用いることができる。
判定式（１） ΔBVst＜Thresh２
判定式（２） ΔBV−ΔBVst＜Thresh３
判定式（３） 判定式（１）or判定式（２）
判定式（４） 判定式（１）and 判定式（２）
但し、Thresh２＞Thresh３
【００３０】
そして、上記判定式が成立するか否かの判定ステップＳ22において、判定式が成立する場合は、輝度差ΔBVstが小さいものと判断して、ＳＬ撮影モードを用いず通常撮影モードで撮影を行い（ステップＳ23）、判定式が成立しない場合は、ＳＬ撮影モードＳＬ１で撮影処理を行う（ステップＳ19）。以上のように、ストロボを併用して撮影を行う場合は、２回露光の制御が難しく、また、ストロボ使用時には少なくとも主要被写体は適正露出に設定されるので、２回の露光を行う必要性は少なくなるし、更にはまた、省電力等の理由で、ＳＬ撮影モードＳＬ２は用いず、ＳＬ撮影モードＳＬ１あるいはＳＬ撮影モードをＯＦＦとする通常撮影モードのいずれかのモードで撮影が実行される。
【００３１】
次に、図２に示した基本撮影処理フローの撮像処理ステップＳ３について、図５のフローチャートを用いて詳細に説明する。この撮像処理ステップにおいては、まずＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ２であるか否かの判定が行われ（ステップＳ31）、ＳＬ撮影モードＳＬ２である場合は、最大輝度値BVmax 及び輝度差ΔBVに基づいて、白飛びが生じないように短露光時間Ｔseを決定し、黒つぶれが生じないように長露光時間Ｔleを決定する（ステップＳ32）。そして、決定された短露光時間Ｔse及び長露光時間Ｔleの２回の撮像を実行する（ステップＳ33）。
【００３２】
上記ＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ２であるか否かの判定ステップＳ31において、モードＳＬ２でない場合は、続いてＳＬ撮影モードＳＬ１であるか否かの判定が行われる（ステップＳ34）。ＳＬ撮影モードＳＬ１である場合は、最大輝度BVmax により短露光時間Ｔseを決定し（ステップＳ35）、その短露光時間Ｔseで１回の撮像を行う（ステップＳ36）。上記ＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ１であるか否かの判定ステップＳ34において、ＳＬ撮影モードＳＬ１でない場合は、平均輝度BVave を用いて短露光時間Ｔseを決定し（ステップＳ37）、その短露光時間Ｔseで１回の撮影を行う（ステップＳ36）。
【００３３】
次に、図２に示した基本撮影処理フローのＳＬ処理ステップＳ４について、図６のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、この図６のフローチャートは、ＳＬ撮影モードＳＬ２がＳＬ撮影モードＳＬ１による階調変換処理を伴う場合のＳＬ処理ステップを示している。この場合のＳＬ処理動作においては、まずＳＬ撮影モードがＯＦＦであるか否かの判定が行われ（ステップＳ41）、ＳＬ撮影モードがＯＦＦの場合は、何もせずに終了する。ＳＬ撮影モードがＯＦＦでなく、ＳＬ撮影モードが、モードＳＬ１かモードＳＬ１を伴うモードＳＬ２の場合は、まず作業用バッファ９に保持されている画像データを、Ｙ／Ｃ分離部11で輝度信号と色差信号に分離する（ステップＳ42）。
【００３４】
次に、分離された輝度信号に基づいて、図７に示すように、一画面分の画素値とその画素値の出力頻度との関係を示す画素値のヒストグラムを生成する（ステップＳ43）。図７に示すヒストグラムは、10ビットのＡ／Ｄ変換器を用いていることを前提としたものを例示している。次に、このヒストグラムに基づいて、図８に示すような累積ヒストグラムを生成する（ステップＳ44）。そして、この累積ヒストグラムに基づいて、図９に示すような階調変換曲線を算出し（ステップＳ45）、この階調変換曲線に基づいて輝度補正部12で輝度変換を行う（ステップＳ46）。
【００３５】
ここで、図７に示した画素値のヒストグラムの例は、逆光状態などで輝度差が大きく見栄えの悪い画像のヒストグラムである。このようなヒストグラムに対して、その山や谷部分が平坦化されるように階調変換することにより、結果的にカメラのダイナミックレンジを拡げることができる。このようなヒストグラムの平坦化処理を行うための階調変換曲線を算出ために、上記のように累積ヒストグラムが作成される。そして、その累積ヒストグラムに対応した階調変換曲線が算出され、それに基づき階調変換処理を行うことにより、平坦化されたヒストグラムが得られるような画像に変換される。
【００３６】
次に、Ｙ／Ｃ分離部11で分離された色差信号に対して、色差補正係数が算出され（ステップＳ47）、その色差補正係数に基づいて色差補正部13で色差補正が行われる（ステップＳ48）。色差補正係数としては、種々の表現形式のものがあるが、一般的には（変換後の輝度値Ｙproc）／（変換前の輝度値Ｙorg ）で表される。したがって、色差補正後の色差値Ｃprocess は、補正前の色差値をＣorg とすると、次のように表される。
Ｃprocess ＝Ｃorg ×（Ｙproc／Ｙorg ）
【００３７】
上記色差補正処理を行った後、Ｙ／Ｃ合成部14で再び輝度信号と色差信号の合成処理を行い（ステップＳ49）、次いで、ＳＬ撮影モードがモードＳＬ２であるか否かの判定が行われ（ステップＳ50）、ＳＬ撮影モードＳＬ２の場合は、２回撮影した画像に対して同様の処理が行われた後、合成処理が行われる（ステップＳ51）。一方、ＳＬ撮影モードＳＬ１の場合は、上記階調変換に基づく処理が行われた後、ＳＬ処理は終了となる。
【００３８】
次に、ＳＬ処理において、ＳＬ撮影モードＳＬ２は２回露光合成処理のみで、ＳＬ撮影モードＳＬ１の適応的階調変換処理を伴わない場合の動作について、図10に示すフローチャートに基づいて説明する。この場合は、ＳＬ撮影モードがＯＦＦであるか否かの判定ステップＳ41において、ＳＬ撮影モードはＯＦＦではなく、このＳＬ撮影モードを選択している場合は、その次に、選択されているＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ１であるか否かの判定ステップＳ52が付加されている。そして、この判断ステップＳ52において、ＳＬ撮影モードＳＬ１が選択されている場合は、図６に示した処理と同様に、ステップＳ42からステップＳ49までの適応的階調変換処理動作が行われ、ＳＬ処理を終了する。一方、上記判定ステップＳ52において、ＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ１ではなくＳＬ撮影モードＳＬ２である場合は、上記適応的階調変換処理を行わず、直接２回露光画像の合成処理を行って（ステップＳ51）、ＳＬ処理を終了する。
【００３９】
次に、図２に示した基本撮影処理フローのガンマ変換処理について説明する。このガンマ変換処理は、モニタ表示部の非直線特性を補正するために行われるもので、図11に示すようなガンマ変換曲線を用いて、その変換処理が行われる。
【００４０】
次に、スポット測光を行った場合の撮影処理について説明する。スポット測光の種類として、多点スポット測光と１点スポット測光の２つの測光タイプが用意されている。そして、撮影時にスポット測光タイプのいずれを利用するかは、走査部18によって、選択が可能である。
【００４１】
まず、多点スポット測光を行った場合の撮影処理について説明する。現在のカメラにおいては、被写体の明るさをユーザーが複数点指定して測光し、その平均値で撮影条件を決める機能を備えているものがある。本発明では、このような多点スポット測光を行った場合、なるべく全ての測光点を含んだ被写体の態様が再現されるように、撮影モードを適応的に適用するように構成するものである。
【００４２】
図12の（Ａ）は、多点スポット測光態様をモニタ画面21で示す図である。●，▲，★印はユーザーにより指示された測光点で、モニタ上で確認できるように表示されている。また［ ］印はモニタ画面上でスポット測光を指示する領域を示しており、図示例では人物の顔面を測光する態様を示している。またモニタ画面21には、下縁部に露出インジケータ22が表示されていて、指定された測光位置の輝度等を表示するようになっており、図12の（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に、その拡大図を示している。図12の（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、露出インジケータ22には目盛りが付されていて、中央の太線23は、指定した多点スポット測定点の輝度の中心値を示しており、●，▲，★印の位置は、それぞれ測光した位置における輝度値を示しており、また網点で示す領域は、それぞれの撮影モードにおける撮像可能輝度範囲24を示している。
【００４３】
図12の（Ｂ）は、通常撮影モードにおける撮影可能輝度範囲を示しており、測定点の★，▲印の輝度（BVmin ，BVmax ）の幅が広くない場合に適用されることを示している。図12の（Ｃ）は、ＳＬ撮影モードＳＬ１における撮影可能輝度範囲を示しており、★，▲印の輝度の幅がやや広い場合に適用されることを示している。図12の（Ｄ）は、ＳＬ撮影モードＳＬ２における撮影可能輝度範囲を示しており、★，▲印の輝度の幅がかなり広い場合に適用されることを示している。各撮影モードの選択基準は、図３に示したＳＬモード判断処理における動作基準と同じである。
【００４４】
次に、多点スポット測光時の撮影処理動作を、図13に示すフローチャートに基づいて説明する。この多点スポット測光時の撮影処理は、レリーズがオンされる前に、ユーザーが多点スポット測光の指定を行って測光を行い、ＳＬモード判断処理を行う点である。すなわち、カメラにはレリーズボタンの他にスポット測光用のボタンが設けられていて、このスポット測光用ボタンでユーザーが希望する測光位置を指示して設定し（ステップＳ61）、測光が行われると、直ちにその測光結果に基づいて、図３に示したと同様のステップでＳＬモード判断処理が実行される（ステップＳ62）。なお、ここでΔBV値として、次式で求められるものを用いる。
ΔBV＝BVmax −BVmin
ΔBV＝（BVmax −BVave ）×２
ΔBV＝（BVave −BVmin ）×２
但し、BVave ＝（ΣBVspot）／ｎ
【００４５】
そして、選択された撮影モードに対応した露光インジケータが表示され（ステップＳ63）、レリーズがＯＮされるのを待機する（ステップＳ64）。このように、レリーズが切られる段階で、既に撮影モードが決定されており、レリーズがオンされると、図５に示したと同様なステップで撮像処理が行われ（ステップＳ65）、続いて図６又は図10に示したと同様なステップでＳＬ処理が行われ（ステップＳ66）、画像データが出力される（ステップＳ67）。
【００４６】
次に、１点スポット測光が選択された場合の撮影処理について説明する。１点スポット測光では、図12において［ ］印で示す領域のみが測光され、その輝度値が算出されるものである。上記したように操作部18によって１点スポット測光が選択された場合には、撮影モードとして、通常撮影モードが自動的に選択される。すなわち、１点スポット測光は、露光条件を画面内の特定の領域で最適になるようにすることなので、特定の領域を優先したいという撮影者の意図に合わせて、通常撮影モードが設定されるようにする。
【００４７】
次に、１点スポット測光時の撮影処理動作を、図14に示すフローチャートに基づいて説明する。この１点スポット測光時には、まずスポット測光用ボタンで、ユーザーが希望する測光位置を１点のみ指示して設定し（ステップＳ71）、測光が行われると、その測光結果に基づいて通常撮影モードの露光条件が設定され、レリーズがＯＮされるのを待機する（ステップＳ72）。レリーズがＯＮされると、通常撮影モードに基づく通常の撮影処理が行われ（ステップＳ73）、画像データが出力される（ステップＳ74）。
【００４８】
なお、上記実施の形態の説明においては、被写体の輝度差に応じて、制御部が各撮影モードを自動的に選択設定するようにしたものを示したが、各撮影モードは、ユーザーが操作部からの入力によっても適宜設定することができるように構成することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、ダイナミックレンジ拡大撮影モードと通常撮影モードとの切り換えが適切になされるデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るデジタルカメラの実施の形態の電気的構成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係るデジタルカメラの撮影処理の基本動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 図２に示した撮影処理動作におけるＳＬモード判断処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 測光評価部における輝度値算出のための一画面分の画像データの分割態様を示す図である。
【図５】 図２に示した撮影処理動作における撮像処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 図２に示した撮影処理動作におけるＳＬ処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】 一画面分の画素値とその出力頻度との関係を表すヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】 図７のヒストグラムより作成された累積ヒストグラムを示す図である。
【図９】 図８に示した累積ヒストグラムに基づいて算出された階調変換曲線を示す図である。
【図10】 図２に示した撮影処理動作におけるＳＬ処理の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図11】 図２に示した撮影処理動作におけるガンマ変換処理において用いるガンマ変換曲線を示す図である。
【図12】 多点スポット測光態様を表示したモニタ画面を示す図である。
【図13】 多点スポット測光時の撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図14】 １点スポット測光時の撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ レンズ系
２ 絞り
３ ＣＣＤ撮像素子
４ Ａ／Ｄ変換器
５ 第１画像用バッファ
６ 第２画像用バッファ
７ 補間部
８ 制御部
９ 作業用バッファ
10 測光評価部
11 Ｙ／Ｃ分離部
12 輝度補正部
13 色差補正部
14 Ｙ／Ｃ合成部
15 画像合成部
16 ガンマ変換部
17 データ出力部
18 操作部
21 モニタ画面
22 露出インジケータ
23 輝度中心値
24 撮像可能輝度範囲
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダイナミックレンジ拡大撮影モードと通常撮影モードとを選択的に切り換えられるようにしたデジタルカメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、デジタルカメラにおいては、ＣＣＤ撮像素子など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。そこで、従来からデジタルカメラのダイナミックレンジ拡大のために種々の技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特開２０００−９２３７８号に開示されているように、同一被写体に対して露光量の異なる複数回、すなわち長時間露光と短時間露光の撮影を行い合成処理をして、通常の撮影画像に比べてダイナミックレンジの拡大を図るという方式がある。また、通常のモニタ用ガンマ変換曲線とは別に、被写体の輝度分布に応じて適応的な階調変換を行って、ダイナミックレンジの拡大を図る方式も知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記複数回撮影によるダイナミックレンジの拡大方式によれば、ダイナミックレンジの拡大効果は大であるが、動的な被写体に不向きで、また露光時間が長くなるので、撮影時に手ぶれが生じないように注意する必要があるという問題点がある。また、後者の輝度分布に応じた階調変換を行って、ダイナミックレンジの拡大を図る方式においては、露光が１回なので手ぶれ等の発生の心配はないが、前者の複数回撮影によるダイナミックレンジ拡大方式によるものほどの、拡大効果は得られないという問題点がある。
【０００５】
本発明は、従来のデジタルカメラのダイナミックレンジ拡大方式における上記問題点を解消するためになされたもので、被写体の輝度状態に応じて適切なダイナミックレンジ拡大処理を行うことができるようにしたデジタルカメラを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため請求項１に係る発明は、撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段と、被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、非逆光時の前記閃光手段使用時には、前記ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択するようにして、デジタルカメラを構成するものである。
【０００７】
このように構成したデジタルカメラにおいては、非逆光時に閃光手段を用いる場合には、閃光によって画面の一部分の輝度が高くなり、画面内の輝度差は拡大するが、ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択するようにしているので、ダイナミックレンジの拡大された高画質の画像を得ることができる。
【０００８】
請求項２に係る発明は、撮影画像内の輝度差を算出する輝度差算出手段と、撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、前記輝度差に基づいて、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段と、被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、逆光時の前記閃光手段使用時には、閃光手段の予備発光により得られた前記輝度差に基づいて、前記撮影モードを選択するようにしてデジタルカメラを構成するものである。
【０００９】
このように構成したデジタルカメラにおいては、閃光手段の予備発光により得られた輝度差に基づいて撮影モードを選択するようにしているので、実際の閃光発光時の被写体の態様に対応した適切な撮影モードの選択により撮影処理を行うことができる。
【００１０】
請求項３に係る発明は、請求項２に係るデジタルカメラにおいて、前記撮影モード選択手段は、前記輝度差が小さい時には、通常撮影モードを選択することを特徴とするものである。
【００１１】
逆光時に閃光手段を用いると、全画面が適正露光となるが、上記構成のデジタルカメラにおいては、通常撮影モードを選択するようにしているので、適切な撮影処理を行うことができる。
【００１２】
請求項４に係る発明は、被写体輝度を測定するものであって、画面内の複数点を測光する多点測光と、画面内の１点を測光する１点測光とを選択的に実行可能な測光手段と、撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、前記多点測光が選択された場合には前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択し、前記１点測光が選択された場合には通常撮影モードを選択する撮影モード選択手段とでデジタルカメラを構成するものである。
【００１３】
このように構成したデジタルカメラにおいては、予め測光手段において１点（スポット）測光を選択指定している場合は、その指定領域の画像が最適露光になればよいとしているものなので、通常撮影モードを選択することにより、撮影者の意図に対応した適切な撮影処理を行わせることができる。
【００１４】
請求項５に係る発明は、同一被写体に対する異なる露光量にて得られた複数の撮影画像を合成して１の撮影画像を生成する第１のダイナミックレンジ拡大手段と、撮影画像に階調変換処理を行う第２のダイナミックレンジ拡大手段の２つの拡大手段を少なくとも有するダイナミックレンジ拡大手段と、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、閃光手段使用時には、前記通常撮影モードと前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するダイナミックレンジ拡大撮影モードのいずれかを選択するようにしてデジタルカメラを構成するものである。
【００１５】
閃光手段を併用して撮影を行う場合、複数回露光の制御は困難である。したがって、上記のように閃光手段使用時には、通常撮影モードと第２のダイナミックレンジモードのいずれかを選択するように構成することにより、閃光使用時に適切な撮影モードの選択を行うことができる。
【００１６】
請求項６に係る発明は、請求項５に係るデジタルカメラにおいて、被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段を備え、前記撮影モード選択手段は、前記閃光手段使用時に非逆光と判断されたときには、前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択することを特徴とするものである。
【００１７】
このように構成したデジタルカメラにおいては、非逆光時に閃光手段を使用する場合は、閃光によって画面の一部の輝度が高くなり、画面内の輝度差は拡大するが、第２のダイナミックレンジモードを選択するようにしているので、非逆光時の閃光手段使用の場合に高画質の適切な広ダイナミックレンジの画像を得ることができる。
【００１８】
請求項７に係る発明は、同一被写体に対する異なる露光量にて得られた複数の撮影画像を合成して１の撮影画像を生成する第１のダイナミックレンジ拡大手段と、撮影画像に階調変換処理を行う第２のダイナミックレンジ拡大手段の２つの拡大手段を少なくとも有するダイナミックレンジ拡大手段と、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、被写体を照射する閃光手段とを備え、前記撮影モード選択手段は、前記閃光手段使用時に前記ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択する場合には、前記ダイナミックレンジ拡大手段として前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するモードを選択するようにしてデジタルカメラを構成するものである。
【００１９】
閃光手段を併用して撮影を行う場合、複数回露光の制御は困難である。したがって、上記のように閃光手段使用時には、通常撮影モードと第２のダイナミックレンジモードのいずれかを選択するように構成することにより、閃光使用時に適切な撮影モードの選択を行うことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態について説明する。図１は、本発明に係るデジタルカメラの実施の形態の電気的構成を示すブロック構成図で、実線部分は画像信号・データの流れを、点線部分は制御信号の流れを示している。図１において、１はレンズ系、２は絞り、３は単板カラーＣＣＤ撮像素子で、絞り２及びＣＣＤ撮像素子３は、ＣＰＵなどからなる制御部８からの制御信号により、絞り制御及び露光時間制御が行われるようになっている。４はＡ／Ｄ変換器で、ＣＣＤ撮像素子３からのアナログ信号である撮像信号をデジタル信号に変換するものであり、５，６は第１画像用バッファ及び第２画像用バッファで、露光条件を変えて２回撮影したときに得られる２つの画像データをそれぞれ保持するものである。
【００２１】
９は補間部で、上記第１及び第２画像用バッファ５，６に保持されているＣＣＤ撮像素子３からの単板カラーＲＧＢ画像データから、１画素３色のカラー画像データを生成するためのもので、この補間部９で補間処理された画像データは作業用バッファ９に保持される。通常撮影モードが選択されたときには、作業用バッファ９に保持されている画像データは、直接ガンマ変換部16へ入力され、このガンマ変換部16でガンマ変換された後、データ出力部17を介して、メモリカードへ記録されるようになっている。
【００２２】
一方、広ダイナミックレンジ（以下、ＳＬ： Super Latitude と略称する）撮影モードが選択された場合は、作業用バッファ９に保持されている２つの画像データはＹ／Ｃ分離部11へ入力され、輝度信号Ｙと色差信号ＣR ，ＣB に分離される。そして輝度信号Ｙは輝度補正部12へ入力され、輝度補正が行われる。一方、色差信号ＣR ，ＣB は色差補正部13へ入力され、色差補正が行われる。補正された輝度信号及び色差信号は、Ｙ／Ｃ合成部14へ入力され、再び合成される。以上の処理がそれぞれ行われた２つの画像データは、画像合成部15に入力され、広ダイナミックレンジの合成画像が生成される。画像合成部15で生成されたＳＬ合成画像は、通常撮影モードの場合と同様にガンマ変換部16でガンマ変換処理され、データ出力部17を介してメモリカードに記録される。
【００２３】
図１において、10は測光評価部で、ＡＥの制御や、通常撮影を行うかＳＬ撮影を行うかの撮影モードの選択設定を行うものである。すなわち、ＣＣＤ撮像素子３で本撮影前に露出制御のための予備撮影を行い、その画像データを用いて被写体の輝度分布を求め、その輝度分布状態からＡＥの制御信号の生成及び撮影モードの選択を行うようになっている。なお、図１において、18は制御部８に対して各種の入力操作を行うための操作部である。
【００２４】
次に、上記構成のデジタルカメラの撮影処理の基本動作について、図２のフローチャートに基づいて説明する。撮影処理動作としては、まずカメラのレリーズがオンされるのを待機していて（ステップＳ１）、リレーズがオンされると、ＳＬモード判断処理が行われる（ステップＳ２）。ここでは、どの撮影モードで撮影が行われるべきかの判定が行われる。次に、上記ＳＬモード判断処理ステップで設定された撮影モードで撮像処理が行われ（ステップＳ３）、ＳＬ撮影モードの場合は、合成処理等のＳＬ処理が行われ（ステップＳ４）、続いてガンマ変換処理が行われた後（ステップＳ５）、画像データが出力されるようになっている（ステップＳ６）。
【００２５】
次に、上記ＳＬモード判断処理について、図３のフローチャートに基づいて詳細に説明する。まず、測光データの評価が行われる（ステップＳ11）。この測光データの評価ステップにおいては、まず図４に示すように、予備撮影で得られた一画面分の画像データを複数エリアｎ，この図示例では３×３の９個のエリアａ1 〜ａ9 に分割し、それぞれのエリアについて、画像データのデジタル値から輝度値BVareaを算出する。次に、それらの輝度値BVareaを用いて、平均値BVave ＝（ΣBVarea）／ｎを求め、また最大輝度値BVmax と最低輝度値BVmin の差ΔBVを求める。
【００２６】
また、上記測光データ評価ステップＳ11においては、通常のＡＥ処理が行われ、撮影被写体に対する絞りとシャッター速度の組み合わせが算出され、それに基づいてストロボの発光の要否が判断される（ステップＳ12）。ストロボ発光の必要がない場合、次に上記輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より大であるか否かの判定が行われる（ステップＳ13）。ここで輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より大である場合、すなわち輝度差が大きい場合は、ＳＬ２というＳＬ撮影モードで撮影が実行される（ステップＳ14）。このＳＬ撮影モードＳＬ２は、２回露光を行って２つの撮影画像を合成処理するという撮影モードである。
【００２７】
上記輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より大きいか否かの判断ステップ13において、輝度差ΔBVが第１の閾値Thresh１より小さい場合は、次いで輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より大きいか否かの判断が行われる（ステップＳ15）。ここで、第１の閾値Thresh１＞第２の閾値Thresh２である。この判定ステップＳ15において、輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より大きい場合は、ＳＬ１というＳＬ撮影モードで撮影が実行される（ステップＳ16）。このＳＬ撮影モードＳＬ１は、露光自体は１回であるけれども、１回露光の後に被写体の輝度分布状態に応じて適応的な階調曲線で階調変換処理を行う撮影モードである。このＳＬ撮影モードＳＬ１については、後で詳細に説明する。次に、上記輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より大きいか否かの判断ステップＳ15において、輝度差ΔBVが第２の閾値Thresh２より小さい場合は、輝度差が少ないと判断して、ＳＬ撮影モードをＯＦＦとし、通常撮影モードで撮影処理を実行する（ステップＳ17）。
【００２８】
上記ストロボ発光の要否の判断ステップＳ12において、ストロボ発光を要する場合、次に被写体が逆光状態であるか否かの判断が行われる（ステップＳ18）。ここで逆光状態でない場合は、ＳＬ撮影モードＳＬ１で撮影が行われ（ステップＳ19）、上記逆光状態であるか否かの判定ステップＳ18において、逆光状態であると判定された場合は、次にストロボの予備発光を行い（ステップＳ20）、ストロボ発光時のリターンデーダから被写体の輝度値を予め測定し、ストロボ発光時の輝度差ΔBVstを算出する（ステップＳ21）。
【００２９】
次に、算出されたストロボ発光時の輝度差ΔBVstに基づいて、次に示す判定式（１）〜（４）が成立するか否かの判定が行われる（ステップＳ22）。なお、判定式としては（１）〜（４）のいずれでも用いることができる。
判定式（１） ΔBVst＜Thresh２
判定式（２） ΔBV−ΔBVst＜Thresh３
判定式（３） 判定式（１）or判定式（２）
判定式（４） 判定式（１）and 判定式（２）
但し、Thresh２＞Thresh３
【００３０】
そして、上記判定式が成立するか否かの判定ステップＳ22において、判定式が成立する場合は、輝度差ΔBVstが小さいものと判断して、ＳＬ撮影モードを用いず通常撮影モードで撮影を行い（ステップＳ23）、判定式が成立しない場合は、ＳＬ撮影モードＳＬ１で撮影処理を行う（ステップＳ19）。以上のように、ストロボを併用して撮影を行う場合は、２回露光の制御が難しく、また、ストロボ使用時には少なくとも主要被写体は適正露出に設定されるので、２回の露光を行う必要性は少なくなるし、更にはまた、省電力等の理由で、ＳＬ撮影モードＳＬ２は用いず、ＳＬ撮影モードＳＬ１あるいはＳＬ撮影モードをＯＦＦとする通常撮影モードのいずれかのモードで撮影が実行される。
【００３１】
次に、図２に示した基本撮影処理フローの撮像処理ステップＳ３について、図５のフローチャートを用いて詳細に説明する。この撮像処理ステップにおいては、まずＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ２であるか否かの判定が行われ（ステップＳ31）、ＳＬ撮影モードＳＬ２である場合は、最大輝度値BVmax 及び輝度差ΔBVに基づいて、白飛びが生じないように短露光時間Ｔseを決定し、黒つぶれが生じないように長露光時間Ｔleを決定する（ステップＳ32）。そして、決定された短露光時間Ｔse及び長露光時間Ｔleの２回の撮像を実行する（ステップＳ33）。
【００３２】
上記ＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ２であるか否かの判定ステップＳ31において、モードＳＬ２でない場合は、続いてＳＬ撮影モードＳＬ１であるか否かの判定が行われる（ステップＳ34）。ＳＬ撮影モードＳＬ１である場合は、最大輝度BVmax により短露光時間Ｔseを決定し（ステップＳ35）、その短露光時間Ｔseで１回の撮像を行う（ステップＳ36）。上記ＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ１であるか否かの判定ステップＳ34において、ＳＬ撮影モードＳＬ１でない場合は、平均輝度BVave を用いて短露光時間Ｔseを決定し（ステップＳ37）、その短露光時間Ｔseで１回の撮影を行う（ステップＳ36）。
【００３３】
次に、図２に示した基本撮影処理フローのＳＬ処理ステップＳ４について、図６のフローチャートに基づいて詳細に説明する。なお、この図６のフローチャートは、ＳＬ撮影モードＳＬ２がＳＬ撮影モードＳＬ１による階調変換処理を伴う場合のＳＬ処理ステップを示している。この場合のＳＬ処理動作においては、まずＳＬ撮影モードがＯＦＦであるか否かの判定が行われ（ステップＳ41）、ＳＬ撮影モードがＯＦＦの場合は、何もせずに終了する。ＳＬ撮影モードがＯＦＦでなく、ＳＬ撮影モードが、モードＳＬ１かモードＳＬ１を伴うモードＳＬ２の場合は、まず作業用バッファ９に保持されている画像データを、Ｙ／Ｃ分離部11で輝度信号と色差信号に分離する（ステップＳ42）。
【００３４】
次に、分離された輝度信号に基づいて、図７に示すように、一画面分の画素値とその画素値の出力頻度との関係を示す画素値のヒストグラムを生成する（ステップＳ43）。図７に示すヒストグラムは、10ビットのＡ／Ｄ変換器を用いていることを前提としたものを例示している。次に、このヒストグラムに基づいて、図８に示すような累積ヒストグラムを生成する（ステップＳ44）。そして、この累積ヒストグラムに基づいて、図９に示すような階調変換曲線を算出し（ステップＳ45）、この階調変換曲線に基づいて輝度補正部12で輝度変換を行う（ステップＳ46）。
【００３５】
ここで、図７に示した画素値のヒストグラムの例は、逆光状態などで輝度差が大きく見栄えの悪い画像のヒストグラムである。このようなヒストグラムに対して、その山や谷部分が平坦化されるように階調変換することにより、結果的にカメラのダイナミックレンジを拡げることができる。このようなヒストグラムの平坦化処理を行うための階調変換曲線を算出ために、上記のように累積ヒストグラムが作成される。そして、その累積ヒストグラムに対応した階調変換曲線が算出され、それに基づき階調変換処理を行うことにより、平坦化されたヒストグラムが得られるような画像に変換される。
【００３６】
次に、Ｙ／Ｃ分離部11で分離された色差信号に対して、色差補正係数が算出され（ステップＳ47）、その色差補正係数に基づいて色差補正部13で色差補正が行われる（ステップＳ48）。色差補正係数としては、種々の表現形式のものがあるが、一般的には（変換後の輝度値Ｙproc）／（変換前の輝度値Ｙorg ）で表される。したがって、色差補正後の色差値Ｃprocess は、補正前の色差値をＣorg とすると、次のように表される。
Ｃprocess ＝Ｃorg ×（Ｙproc／Ｙorg ）
【００３７】
上記色差補正処理を行った後、Ｙ／Ｃ合成部14で再び輝度信号と色差信号の合成処理を行い（ステップＳ49）、次いで、ＳＬ撮影モードがモードＳＬ２であるか否かの判定が行われ（ステップＳ50）、ＳＬ撮影モードＳＬ２の場合は、２回撮影した画像に対して同様の処理が行われた後、合成処理が行われる（ステップＳ51）。一方、ＳＬ撮影モードＳＬ１の場合は、上記階調変換に基づく処理が行われた後、ＳＬ処理は終了となる。
【００３８】
次に、ＳＬ処理において、ＳＬ撮影モードＳＬ２は２回露光合成処理のみで、ＳＬ撮影モードＳＬ１の適応的階調変換処理を伴わない場合の動作について、図10に示すフローチャートに基づいて説明する。この場合は、ＳＬ撮影モードがＯＦＦであるか否かの判定ステップＳ41において、ＳＬ撮影モードはＯＦＦではなく、このＳＬ撮影モードを選択している場合は、その次に、選択されているＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ１であるか否かの判定ステップＳ52が付加されている。そして、この判断ステップＳ52において、ＳＬ撮影モードＳＬ１が選択されている場合は、図６に示した処理と同様に、ステップＳ42からステップＳ49までの適応的階調変換処理動作が行われ、ＳＬ処理を終了する。一方、上記判定ステップＳ52において、ＳＬ撮影モードがＳＬ撮影モードＳＬ１ではなくＳＬ撮影モードＳＬ２である場合は、上記適応的階調変換処理を行わず、直接２回露光画像の合成処理を行って（ステップＳ51）、ＳＬ処理を終了する。
【００３９】
次に、図２に示した基本撮影処理フローのガンマ変換処理について説明する。このガンマ変換処理は、モニタ表示部の非直線特性を補正するために行われるもので、図11に示すようなガンマ変換曲線を用いて、その変換処理が行われる。
【００４０】
次に、スポット測光を行った場合の撮影処理について説明する。スポット測光の種類として、多点スポット測光と１点スポット測光の２つの測光タイプが用意されている。そして、撮影時にスポット測光タイプのいずれを利用するかは、走査部18によって、選択が可能である。
【００４１】
まず、多点スポット測光を行った場合の撮影処理について説明する。現在のカメラにおいては、被写体の明るさをユーザーが複数点指定して測光し、その平均値で撮影条件を決める機能を備えているものがある。本発明では、このような多点スポット測光を行った場合、なるべく全ての測光点を含んだ被写体の態様が再現されるように、撮影モードを適応的に適用するように構成するものである。
【００４２】
図12の（Ａ）は、多点スポット測光態様をモニタ画面21で示す図である。●，▲，★印はユーザーにより指示された測光点で、モニタ上で確認できるように表示されている。また［ ］印はモニタ画面上でスポット測光を指示する領域を示しており、図示例では人物の顔面を測光する態様を示している。またモニタ画面21には、下縁部に露出インジケータ22が表示されていて、指定された測光位置の輝度等を表示するようになっており、図12の（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に、その拡大図を示している。図12の（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、露出インジケータ22には目盛りが付されていて、中央の太線23は、指定した多点スポット測定点の輝度の中心値を示しており、●，▲，★印の位置は、それぞれ測光した位置における輝度値を示しており、また網点で示す領域は、それぞれの撮影モードにおける撮像可能輝度範囲24を示している。
【００４３】
図12の（Ｂ）は、通常撮影モードにおける撮影可能輝度範囲を示しており、測定点の★，▲印の輝度（BVmin ，BVmax ）の幅が広くない場合に適用されることを示している。図12の（Ｃ）は、ＳＬ撮影モードＳＬ１における撮影可能輝度範囲を示しており、★，▲印の輝度の幅がやや広い場合に適用されることを示している。図12の（Ｄ）は、ＳＬ撮影モードＳＬ２における撮影可能輝度範囲を示しており、★，▲印の輝度の幅がかなり広い場合に適用されることを示している。各撮影モードの選択基準は、図３に示したＳＬモード判断処理における動作基準と同じである。
【００４４】
次に、多点スポット測光時の撮影処理動作を、図13に示すフローチャートに基づいて説明する。この多点スポット測光時の撮影処理は、レリーズがオンされる前に、ユーザーが多点スポット測光の指定を行って測光を行い、ＳＬモード判断処理を行う点である。すなわち、カメラにはレリーズボタンの他にスポット測光用のボタンが設けられていて、このスポット測光用ボタンでユーザーが希望する測光位置を指示して設定し（ステップＳ61）、測光が行われると、直ちにその測光結果に基づいて、図３に示したと同様のステップでＳＬモード判断処理が実行される（ステップＳ62）。なお、ここでΔBV値として、次式で求められるものを用いる。
ΔBV＝BVmax −BVmin
ΔBV＝（BVmax −BVave ）×２
ΔBV＝（BVave −BVmin ）×２
但し、BVave ＝（ΣBVspot）／ｎ
【００４５】
そして、選択された撮影モードに対応した露光インジケータが表示され（ステップＳ63）、レリーズがＯＮされるのを待機する（ステップＳ64）。このように、レリーズが切られる段階で、既に撮影モードが決定されており、レリーズがオンされると、図５に示したと同様なステップで撮像処理が行われ（ステップＳ65）、続いて図６又は図10に示したと同様なステップでＳＬ処理が行われ（ステップＳ66）、画像データが出力される（ステップＳ67）。
【００４６】
次に、１点スポット測光が選択された場合の撮影処理について説明する。１点スポット測光では、図12において［ ］印で示す領域のみが測光され、その輝度値が算出されるものである。上記したように操作部18によって１点スポット測光が選択された場合には、撮影モードとして、通常撮影モードが自動的に選択される。すなわち、１点スポット測光は、露光条件を画面内の特定の領域で最適になるようにすることなので、特定の領域を優先したいという撮影者の意図に合わせて、通常撮影モードが設定されるようにする。
【００４７】
次に、１点スポット測光時の撮影処理動作を、図14に示すフローチャートに基づいて説明する。この１点スポット測光時には、まずスポット測光用ボタンで、ユーザーが希望する測光位置を１点のみ指示して設定し（ステップＳ71）、測光が行われると、その測光結果に基づいて通常撮影モードの露光条件が設定され、レリーズがＯＮされるのを待機する（ステップＳ72）。レリーズがＯＮされると、通常撮影モードに基づく通常の撮影処理が行われ（ステップＳ73）、画像データが出力される（ステップＳ74）。
【００４８】
なお、上記実施の形態の説明においては、被写体の輝度差に応じて、制御部が各撮影モードを自動的に選択設定するようにしたものを示したが、各撮影モードは、ユーザーが操作部からの入力によっても適宜設定することができるように構成することもできる。
【００４９】
【発明の効果】
以上実施の形態に基づいて説明したように、本発明によれば、ダイナミックレンジ拡大撮影モードと通常撮影モードとの切り換えが適切になされるデジタルカメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るデジタルカメラの実施の形態の電気的構成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係るデジタルカメラの撮影処理の基本動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】 図２に示した撮影処理動作におけるＳＬモード判断処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】 測光評価部における輝度値算出のための一画面分の画像データの分割態様を示す図である。
【図５】 図２に示した撮影処理動作における撮像処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】 図２に示した撮影処理動作におけるＳＬ処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】 一画面分の画素値とその出力頻度との関係を表すヒストグラムの一例を示す図である。
【図８】 図７のヒストグラムより作成された累積ヒストグラムを示す図である。
【図９】 図８に示した累積ヒストグラムに基づいて算出された階調変換曲線を示す図である。
【図10】 図２に示した撮影処理動作におけるＳＬ処理の他の動作例を説明するためのフローチャートである。
【図11】 図２に示した撮影処理動作におけるガンマ変換処理において用いるガンマ変換曲線を示す図である。
【図12】 多点スポット測光態様を表示したモニタ画面を示す図である。
【図13】 多点スポット測光時の撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図14】 １点スポット測光時の撮影処理動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１ レンズ系
２ 絞り
３ ＣＣＤ撮像素子
４ Ａ／Ｄ変換器
５ 第１画像用バッファ
６ 第２画像用バッファ
７ 補間部
８ 制御部
９ 作業用バッファ
10 測光評価部
11 Ｙ／Ｃ分離部
12 輝度補正部
13 色差補正部
14 Ｙ／Ｃ合成部
15 画像合成部
16 ガンマ変換部
17 データ出力部
18 操作部
21 モニタ画面
22 露出インジケータ
23 輝度中心値
24 撮像可能輝度範囲
Claims (7)
- 撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、
前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、
被写体を照射する閃光手段と、
被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段とを備え、
前記撮影モード選択手段は、非逆光時の前記閃光手段使用時には、前記ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択することを特徴とするデジタルカメラ。 - 撮影画像内の輝度差を算出する輝度差算出手段と、
撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、
前記輝度差に基づいて、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと、前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、
被写体を照射する閃光手段と、
被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段とを備え、
前記撮影モード選択手段は、逆光時の前記閃光手段使用時には、閃光手段の予備発光により得られた前記輝度差に基づいて、前記撮影モードを選択することを特徴とするデジタルカメラ。 - 前記撮影モード選択手段は、前記輝度差が小さい時には、通常撮影モードを選択することを特徴とする請求項２に係るデジタルカメラ。
- 被写体輝度を測定するものであって、画面内の複数点を測光する多点測光と、画面内の１点を測光する１点測光とを選択的に実行可能な測光手段と、
撮影画像のダイナミックレンジを拡大するダイナミックレンジ拡大手段と、
前記多点測光が選択された場合には前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択し、前記１点測光が選択された場合には通常撮影モードを選択する撮影モード選択手段とを備えることを特徴とするデジタルカメラ。 - 同一被写体に対する異なる露光量にて得られた複数の撮影画像を合成して１の撮影画像を生成する第１のダイナミックレンジ拡大手段と、撮影画像に階調変換処理を行う第２のダイナミックレンジ拡大手段の２つの拡大手段を少なくとも有するダイナミックレンジ拡大手段と、
前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、
被写体を照射する閃光手段とを備え、
前記撮影モード選択手段は、閃光手段使用時には、前記通常撮影モードと前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するダイナミックレンジ拡大撮影モードのいずれかを選択することを特徴とするデジタルカメラ。 - 被写体が逆光状態か否かを判断する逆光判断手段を備え、前記撮影モード選択手段は、前記閃光手段使用時に非逆光と判断されたときには、前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択することを特徴とする請求項５に係るデジタルカメラ。
- 同一被写体に対する異なる露光量にて得られた複数の撮影画像を合成して１の撮影画像を生成する第１のダイナミックレンジ拡大手段と、撮影画像に階調変換処理を行う第２のダイナミックレンジ拡大手段の２つの拡大手段を少なくとも有するダイナミックレンジ拡大手段と、
前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用した撮影を行うダイナミックレンジ拡大撮影モードと前記ダイナミックレンジ拡大手段を利用しない通常撮影モードのいずれかを選択する撮影モード選択手段と、
被写体を照射する閃光手段とを備え、
前記撮影モード選択手段は、前記閃光手段使用時に前記ダイナミックレンジ拡大撮影モードを選択する場合には、前記ダイナミックレンジ拡大手段として前記第２のダイナミックレンジ拡大手段を使用するモードを選択することを特徴とするデジタルカメラ。
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