JP4105933B2

JP4105933B2 - デジタルカメラおよび画像生成方法

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Publication number: JP4105933B2
Application number: JP2002324689A
Authority: JP
Inventors: 公一佐藤
Original assignee: ペンタックス株式会社
Priority date: 2002-11-08
Filing date: 2002-11-08
Publication date: 2008-06-25
Anticipated expiration: 2022-11-08
Also published as: JP2004159211A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
デジタルカメラで用いられるＣＣＤなどの撮像素子はダイナミックレンジが比較的狭い。したがって、デジタルカメラを用いて、明暗の差が非常に大きいシーン、例えば人物が逆光気味になっているシーンを撮影すると、人物が暗くなりすぎたり、背景が明るくなりすぎたりする。この場合、人物と背景の明暗の差を小さくするため、例えばストロボを点灯して日中シンクロ撮影を行うと、ストロボ光と自然光との色温度差によって画像のホワイトバランスが崩れたり、ストロボ光による不自然さが画像に残ったりする。
【０００３】
このような問題点を解決する手段として、一度の撮影で適正露光の画像データと、露光がアンダーの画像データと、露光がオーバーの画像データを記録し、これらの画像データを輝度差に応じて合成することが知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法では、適正露光、露光アンダー、露光オーバーの３つの画像データが必要となり、合成処理に時間が掛かる。また撮影シーンの状況、例えば明暗の差に応じて、撮影条件を変更することが難しく、その結果、画像合成による補正効果が大きく得られない場合がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−３１７９０５号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、例えば被写体が逆光気味になっている場合のように、撮影対象の明暗の差が大きい場合でも、その明暗差に応じて、明るい部分と暗い部分の両方が適切に撮影できることを主な目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るデジタルカメラは、観察画面を複数の領域に分割して領域毎の撮影対象の測光値を検出する測光手段と、領域毎の測光値から相対的に大きい値を有する第１の測光値と相対的に小さい値を有する第２の測光値を選択する測光値選択手段と、第１の測光値に応じて第１の露出条件を決定し、第２の測光値に応じて第２の露出条件を決定する露出条件決定手段と、第１の露出条件によって撮影対象を撮影し、第１の原画像を得る第１の撮影手段と、第２の露出条件によって撮影対象を撮影し、第２の原画像を得る第２の撮影手段と、第１または第２の原画像において、画素の輝度が所定値より大きい第１の画像領域と、輝度が所定値より小さい第２の画像領域とに分割する画像領域分割手段と、第１の画像領域に含まれる第１の原画像と第２の画像領域に含まれる第２の原画像を合成する画像合成手段とを備えることを特徴とする。
これにより、例えば被写体が逆光状態にある場合のように、撮影対象の領域毎の明暗の差が大きい場合であっても、自然な画像を得ることができる。
【０００７】
好ましくは、第１の測光値は領域毎の測光値の最大値であり、第２の測光値は領域毎の測光値の最小値である。
【０００８】
第１および第２の撮影手段における絞り値を第２の測光値に応じて決定し、第１および第２の露出条件と絞り値に応じて第１および第２の撮影手段における露光時間を決定する構成にしても良い。すなわち、第１の撮影手段と第２の撮影手段の絞り値を同一にすることにより、２回目の撮影を１回目の撮影から瞬時に行うことができるため、得られる第１および第２の原画像は、略同一の撮影対象から生成することが可能となる。
【０００９】
第１の撮影手段のシャッタースピード（露出時間）が第２の撮影手段のシャッタースピードより長い場合、第１の撮影手段による撮影を第２の撮影手段による撮影より先に行う。これにより、２回の撮影のタイムラグを減らすことができるため、１回目と２回目の撮影の撮影対象の差異を非常に少なくすることができる。
【００１０】
本発明の露出条件決定手段は、第１および第２の測光値を比較し、その差分が第２の所定値より大きい場合のみに実行される構成にすることが好ましい。これにより、画像合成を選択的に行うことができるので、不必要な画像処理を減らすことができる。また、第１の原画像の輝度と第２の原画像の輝度との平均値を所定値と設定することが好ましい。
また、第１および第２の撮影手段は、同一の撮像素子と、この撮像素子の受光面上に撮影対象の光学像を結像させる同一の撮影光学系とを有し、測光手段は複数に分割された受光面を有して各受光面ごとに受光量を出力可能な受光センサからなる一方、観察画面は、前記撮像素子の受光面とは別の位置にあって、かつ撮像素子の受光面と光学的に等価な面であることが好ましい。この構成によれば、測光値を得るために撮像素子の画像信号を利用しないので、撮影対象を迅速かつ正確な測光ができる。
【００１１】
本発明の画像生成方法は、観察画面を複数の領域に分割して領域毎の撮影対象の測光値を検出する測光値検出ステップと、領域毎の測光値から相対的に大きい値を有する第１の測光値と、相対的に小さい値を有する第２の測光値を選択する測光値選択ステップと、第１の測光値に応じて第１の露出条件を決定し、第２の測光値に応じて第２の露出条件を決定する露出条件決定ステップと、第１の露出条件によって撮影対象を撮影し、第１の原画像を得る第１の撮影ステップと、第２の露出条件によって撮影対象を撮影し、第２の原画像を得る第２の撮影ステップと、第１または第２の原画像において、画素の輝度が所定値より大きい第１の画像領域と、輝度が所定値より小さい第２の画像領域とに分割する画像領域分割ステップと、第１の画像領域に含まれる第１の原画像と、第２の画像領域に含まれる第２の原画像を合成する画像合成手段とを備えることを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態を適用したデジタルカメラを後方から見た斜視図である。
【００１３】
このデジタルカメラは一眼レフカメラであり、交換レンズ１１がカメラ本体９０に取り付けられている。カメラ本体９０の上部の中央には光学ファインダ９１が設けられ、背面９２の略中央には液晶パネル（画像ＬＣＤ）４６が設けられている。液晶パネル４６では、交換レンズ１１によって得られた動画や撮影された静止画像等が表示される。液晶パネル４６の横には、モード設定スイッチ９５が設けられている。モード設定スイッチ９５は、各種の動作モードを設定するために設けられ、図示実施形態ではジョグダイアルである。
【００１４】
カメラ本体９０を背面から見たとき、カメラ本体９０の上部の右側にはシャッタ釦９３と状態表示装置５６が設けられている。状態表示装置５６は液晶表示素子から構成され、この液晶表示素子にはデジタルカメラの種々の設定状態が文字または記号として表示される。シャッタ釦９３を半押しすることによって、測光、測距等が行われ、全押しすることによって静止画がＰＣカードに記憶されると共に液晶パネル４６に表示される。
【００１５】
カメラ本体９０の側面にはカードスロット９６が形成されている。カードスロット９６はＰＣカードをカメラ本体９０内に挿入するために設けられ、カードスロット９６の内部にはＰＣカードが装着されるカードコネクタ（図示せず）が設けられている。
【００１６】
図２は、デジタルカメラの主に電気的構成を示すブロック図である。このカメラの動作はマイコンを備えたシステムコントローラ３１によって制御される。すなわち、システムコントローラ３１の制御により、液晶パネル４６に動画あるいは静止画が表示され、ＰＣカードに静止画が記録される。
【００１７】
交換レンズ１１はマウントピン１２，１３、１４を介して、カメラ本体９０（図１）内に設けられた電気回路に電気的に接続される。交換レンズ１１のレンズ鏡筒内には、撮影光学系である前群レンズ１５と後群レンズ１６が設けられ、これらのレンズ１５、１６の間には絞り１７が設けられている。各レンズ１５，１６に対する焦点調節はレンズ制御回路１８によって行われ、ズーミング動作はズームモータ１９によって行われる。レンズ制御回路１８とズームモータ１９は、カメラ本体内に設けられたシステムコントローラ３１からマウントピン１３、１４を介して送られてくる制御信号に従って動作する。絞り１７は、カメラ本体内に設けられた絞り駆動回路３２からマウントピン１２を介して送られる制御信号に従って動作し、絞り１７の開度が調節される。絞り駆動回路３２はシステムコントローラ３１によって制御される。
【００１８】
カメラ本体内において、レンズ１５、１６の光軸上には、クイックリターンミラー２１が設けられる。ミラー２１は、図示された傾斜状態と上方へ回動した水平状態との間において回転自在である。ミラー２１の上方にはピント板２２が設けられ、ピント板２２の上方にはペンタプリズム２３が設けられている。ペンタプリズム２３の後方にはファインダ９１の接眼レンズ２４が配設されている。
【００１９】
ミラー２１の後方にはシャッタ２５が設けられ、シャッタ２５の後方には赤外カットフィルタ２６と光学ローパスフィルタ２７が設けられている。光学ローパスフィルタ２７の後方にはＣＣＤ（撮像素子）３３が設けられている。すなわち、光学ローパスフィルタ２７、ＣＣＤ３３は、レンズ１５、１６の光軸上に配置されている。
【００２０】
ミラー２１の回動動作はミラー駆動回路３４によって駆動され、シャッタ２５の開閉動作はシャッタ駆動回路３５によって駆動される。ミラー駆動回路３４とシャッタ駆動回路３５はシステムコントローラ３１によって制御される。
【００２１】
通常ミラー２１は傾斜状態に定められており、交換レンズ１１から取り込まれた光をペンタプリズム２３側に導く。ピント板２２はＣＣＤ３３の受光面（撮像面）とは別の位置にあって、かつＣＣＤ３３の受光面と光学的に等価な位置に配置されており、使用者はペンタプリズム２３、接眼レンズ２４を介して、ピント板上の光学像を観察画像として視認し、交換レンズ１１を介して入射する光束のＣＣＤ３３の受光面上での結像状態（焦点調節状態）をモニタできる。このときシャッタ２５は閉じており、ＣＣＤ３３に向かう光路は閉塞している。これに対し撮影が行われる時、ミラー２１はミラー駆動回路３４の制御により上方に回動せしめられ、水平状態となる。このミラー２１の回動に伴い、シャッタ２５はシャッタ駆動回路３５の制御により開口せしめられ、交換レンズ１１から取込まれた光はＣＣＤ３３の受光面に照射される。すなわち、受光面にはレンズ１５、１６によって得られた画像が形成され、ＣＣＤ３３では画像に対応した撮像信号が生成される。
【００２２】
システムコントローラ３１にはパルス信号発生回路（ＰＰＧ）３６が接続され、パルス信号発生回路３６はシステムコントローラ３１の制御によって種々のパルス信号を発生する。これらのパルス信号に基づいて、ＣＣＤ駆動回路３７とＡ／Ｄ変換器３８と画像信号処理回路３９とが駆動され、ＣＣＤ駆動回路３７によりＣＣＤ３３の動作が制御される。すなわち、ＣＣＤ３３から読み出された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換器３８によってデジタル信号に変換され、画像信号処理回路３９において、所定の画像処理を施される。画像信号処理回路３９には、１つの画像に対応したデジタルの画像データを格納するために十分な容量を有する画像バッファメモリ４０が接続されている。
【００２３】
また画像信号処理回路３９には、モニタインターフェース４１とカードインターフェース４２とが接続されている。これらのインターフェース４１，４２はシステムコントローラ３１によって制御される。
【００２４】
モニタインターフェース４１には、液晶駆動回路４４を介してバックライト４５と液晶パネル４６が接続されている。液晶パネル４６では、前述したように、画像バッファメモリ４０から読み出された画像データに基づいて、液晶駆動回路４４が制御され、静止画像が表示される。カードインターフーイス４２にはカードコネクタ４７が接続され、カードコネクタ４７にはＰＣカード４３が装着可能である。
【００２５】
システムコントローラ３１にはＡＦセンサ５１と測光センサ５２とオートホワイトバランス（ＡＷＢ）センサ５３が接続されている。レンズ１５、１６の焦点調節状態は、ＡＦセンサ５１によって測定される。測光センサ５２によって後述する測光値（Ｉ₀からＩ₄）が測定される。オートホワイトバランスセンサ５３によって周囲光の色温度が測定される。なお、測光センサ５２は接眼レンズ２４近傍に配置されており、ペンタプリズム２３を介してピント板２２上の光学像を受光する。
【００２６】
また、システムコントローラ３１には、測光スイッチ５４とレリーズスイッチ５５と状態表示装置５６が接続されている。測光スイッチ５４はシャッタ釦９３を半押しすることによりオン状態となり、これにより、測光センサ５２によって測光が行われる。レリーズスイッチ５５は、シャッタ釦９３を全押しすることによってオン状態となり、これにより、シャッタ２５が開閉駆動される。すなわち、ＣＣＤ３３が露光され、ＣＣＤ３３には画像に対応した撮像信号が発生する。
【００２７】
さらに、システムコントローラ３１には、モード設定スイッチ９５が接続されている。モード設定スイッチ９５は上述したようにジョグダイアルであり、ジョグダイアルを所定の回転位置に定めることによって、液晶パネル４６に表示された設定メニューから所定のモードが選択され、ジョグダイアルを押すことによって、そのモードが設定される。
【００２８】
図３は、使用者による観察画面７５と測光センサ５２による測光領域との関係を示した図である。前述の通り、ピント板２２はＣＣＤ３３の受光面と光学的に略等価な位置に配置されており、測光センサ５２の測光領域は観察画面７５の視野ならびに撮影動作時におけるＣＣＤ３３による撮像領域とに一致している。図３に示すように観察画面７５は、対物レンズ２４から観察される画面であり、画面中心の領域である領域０と、残りの領域を４分割する領域１〜４から成る。測光センサ５２は、観察画面７５のそれぞれの領域に対応した受光部を有し、各領域における測光値（Ｉ₀からＩ₄）を検出する。
【００２９】
図４を参照して本実施形態の画像生成を説明する。
撮影対象７２の被写体７１は逆光であり、被写体７１の輝度は背景７０の輝度に比べて非常に小さい。従来、このように被写体７１が逆光であった場合、例えばデジタルカメラの通常の撮影モードで撮影すると、背景７０が適正に撮影されるのに対して、被写体７１は黒く潰れたように撮影される。一方、本実施形態の逆光撮影モードで被写体７１を撮影すると、得られる合成画像８６は、被写体７１、背景７０ともに適正に撮影される。
【００３０】
本実施形態においては、最初に撮影対象７２が逆光状態にあるか否かが判定される。すなわち、先述したＩ₀からＩ₄の中から測光値が最大である第１の測光値Ｉ_maxと、測光値が最小である第２の測光値Ｉ_minが選択される。選択された第１および第２の測光値Ｉ_max、Ｉ_minの差分が、一定の値より大きければ、被写体７１が逆光であると判断されて以下説明する逆光撮影モードによって撮影対象７２が撮影され、一定の値より小さければ通常の撮影モードで撮影対象７２が撮影される。
【００３１】
逆光撮影モードで撮影が行われる場合、第１および第２の測光値Ｉ_max、Ｉ_minによって第１および第２の露出条件が決定される。撮影対象７２は決定された露光条件によって２回撮影され、２つの原画像７７、８０が得られる。すなわち、第１の露出条件によって撮影対象７２が撮影され、第１の原画像７７が得られ、第２の露出条件によって撮影対象７２が撮影され、第２の原画像８０が得られる。
【００３２】
第１の露出条件は、測光値が最大値（Ｉ_max）の領域に応じて決定されたので、第１の原画像７７は、露出を輝度が相対的に大きい背景７０に合わされて撮影される。したがって、背景画像７０’が適正に撮影される一方、輝度が相対的に小さい被写体像７１’は、露光量が少なすぎるため、影がかかり黒く潰れたように撮影される。
【００３３】
第２の露出条件は、測光値が最小値（Ｉ_min）の領域に応じて決定されたので、第２の原画像８０は露出を相対的に輝度が小さい被写体７１に合わせて撮影される。したがって、被写体像７１”が適正に撮影される一方、輝度が相対的に大きい背景画像７０”は、露光量が多すぎるため、白く輪郭が飛ぶように撮影される。
【００３４】
次に第２の原画像８０は、画素の輝度データが所定値より大きい第１の画像領域８１と、画素の輝度データが所定値より小さい第２の画像領域８２とに分割される。分割された原画像８０の各画素データは、第１の画像領域８１においては〔１〕に、第２の画像領域８２においては〔０〕に変換され、２値化されたマスク画像８５を構成する。
【００３５】
次に、第１の画像領域８１に含まれる第１の原画像７７の画素データと、第２の画像領域８２に含まれる第２の原画像８０の画素データが合成され、合成画像８６が得られる。すなわち、２値化されたマスク画像８５における〔０〕の領域の画素データを第２の原画像８０から抜き出し、〔１〕の領域の画素データを第１の原画像７７から抜き出し、その抜き出した画素データを合成することにより合成画像８６が得られる。換言すると、輝度が適正である第１の原画像７７の背景画像７０’と、輝度が適正である第２の原画像８０の被写体像７１”が合成され、合成画像８６が得られることとなる。
【００３６】
以上のように、本実施形態において、合成画像８６は、露光条件の相違する撮影によって得られた２つの原画像７７、８０の露出条件の適正な領域が合成されて作られるので、肉眼で見た場合と同様に明るい部分である背景７０、暗い部分である被写体７１ともにはっきりと表現された画像となる。
なお、本実施形態において、第２の原画像８０を基にマスク画像８５が生成されているが、第１の原画像７７を基にマスク画像８５が生成される構成にしても良い。
【００３７】
図５は、本実施形態における撮影動作ルーチンのフローチャートである。ステップ１００では、測光スイッチ５４がオン状態か否かが判定される。測光スイッチ５４がオン状態であれば、ステップ１１０に進み、オン状態でなければステップ１００に戻る。ステップ１１０では、先述したように分割測光によって観察画面の領域毎の測光値（Ｉ₀からＩ₄）が検出される。検出されたＩ₀〜Ｉ₄からステップ１１１において最大値である第１の測光値Ｉ_maxと、最小である第２の測光値Ｉ_minが選択される。
【００３８】
ステップ１２０では、第１の測光値Ｉ_maxと第２の測光値Ｉ_minが比較され、その差分が所定値Ｉ_thより大きいか否かが判定される。その差分が所定値Ｉ_thより小さいと判定されれば、ステップＢに進み通常の撮影モードで撮影対象７２の撮影が行われる。一方、その差分が所定値Ｉ_thより大きいと判定されれば、ステップ１３０に進み逆光撮影モードで撮影対象７２の撮影が行われる。
【００３９】
ステップ１３０から１５０では、第１の測光値Ｉ_maxに応じて第１の原画像７７を得るための第１の露出条件が、第２の測光値Ｉ_minに応じて第２の原画像８０を得るための第２の露出条件が決定される。本実施形態においては、まずステップ１３０において、第２の測光値Ｉ_minからＣＣＤ感度Ｓｖを考慮して、第２の露出条件におけるエクスポージュアバリューＥｖ₂が算出される。ステップ１４０では、算出されたＥｖ₂に応じて、予めシステムコントローラ３１に記憶されているシャッタースピードと絞り値の組み合わせから、第２の原画像８０を得るときに用いられるシャッタースピードＴｖ₂、絞り値Ａｖが選択される。
【００４０】
ここで選択された絞り値Ａｖは、第１の原画像７７を得るときにも用いられる。したがって、ステップ１５０では、第１の測光値Ｉ_maxからＣＣＤ感度Ｓｖを考慮して、第１の露出条件におけるエクスポージュアバリューＥｖ₁が算出され、そのＥｖ₁と絞り値Ａｖから第１の原画像７７を得るときに用いられるシャッタースピードＴｖ₁が算出される。
【００４１】
ステップ１５１では、再度測光スイッチ１５１がオン状態か否かが確認される。オン状態ならば、ステップ１６０に進み、オン状態になっていなければステップ１００に戻る。ステップ１６０では、レリーズスイッチ５５がオン状態か否かが判定される。レリーズスイッチ５５がオン状態ならば、ステップ１７０に進み撮影動作が開始される。スイッチ５５がオン状態でなければ、ステップ１００に戻る。
【００４２】
ステップ１７０において、クイックリターンミラー２１がミラーアップされ、そのミラーアップに伴い、ステップ１８０では絞り１７が絞り値Ａｖに応じて駆動せしめられ、さらにステップ１９０ではシャッタースピードＴｖ₁に応じた時間だけシャッタ２５が開口させられる。これにより、交換レンズ１１から取り込まれた光は、ＣＣＤ３３の受光面に照射され、ＣＣＤ３３ではＡｖとＴｖ₁に応じた撮影対象７２の撮像信号が生成され、ステップ２００では、その信号に応じて生成された第１の原画像７７のＲＧＢデータが画像バッファメモリ４０に格納される。
【００４３】
ステップ２１０では、再度シャッタースピードＴｖ₂に応じた時間だけシャッタ２５が開口させられる。これにより、再度交換レンズ１１によってＣＣＤ３３に光が取り込まれ、ＣＣＤ３３ではＡｖとＴｖ₂に応じた撮影対象７２の撮像信号が生成され、ステップ２２０では、その信号に応じて生成された第２の原画像８０のＲＧＢデータが画像バッファメモリ４０に格納される。これにより、同一の撮影対象７２に対して、異なる露光条件に応じた異なる原画像７７、８０が生成される。
【００４４】
次に、ステップ２３０では、絞り１７が初期状態に開駆動せしめられ、ステップ２４０でクイックリターンミラー２１がミラーダウンされ、撮影動作が終了され、ステップＡに進み画像処理が開始される。
【００４５】
図６は、撮影動作によって得られた原画像７７，８０の画像信号処理回路３９で行われる画像処理ルーチンを示す。メモリ４０に格納された原画像７７、８０のＲＧＢデータは、ステップ２５０、２６０においてそれぞれ、輝度・色差画像データ（Ｙ₁、Ｃｂ₁、Ｃｒ₁）、（Ｙ₂、Ｃｂ₂、Ｃｒ₂）に変換される。
【００４６】
そして、ステップ２７０では、得られた輝度データＹ₁、Ｙ₂の平均値が所定の閾値として求められる。すなわち、それぞれの原画像７７、８０の全ての画素の平均値である輝度データＹ_1AVE、Ｙ_2AVEを求め、（Ｙ_1AVE＋Ｙ_2AVE）／２を所定の閾値とする。
【００４７】
ステップ２８０では、輝度・色差画像データ（Ｙ₂、Ｃｂ₂、Ｃｒ₂）に変換された第２の原画像８０が、所定の閾値を用いて２値化される。すなわち、第２の原画像８０のそれぞれの画素の輝度データＹ₂が、ステップ２７０で算出された閾値より大きければその画素は〔１〕のデータに、閾値より小さければその画素は〔０〕のデータに変換され、マスク画像８５が得られる。
【００４８】
ステップ２９０では、第１の原画像７７から、マスク画像８５の〔１〕のデータに対応する画素の画像データが抽出され、第２の原画像８０から、マスク画像８５の〔０〕のデータに対応する画素の画像データが抽出され、その抽出された画像データは、合成され、合成画像８６が生成される。生成された合成画像８６の画像データは、画像バッファメモリ４０に格納される。
【００４９】
合成画像８６は、ステップ３００で、液晶パネル４６に表示される。ステップ３１０では、合成画像８６の画像データはＪＰＥＧ符号化された後、ステップ３２０において、ＰＣカード４３に記録され、本画像生成ルーチンは終了する。
【００５０】
図７は通常の撮影モードにおける撮影、画像処理ルーチンを示す。まず、ステップ４１０では、測光モードが確認され、測光モードが中央重点測光モードであればステップ４２０に、測光モードが平均測光モードであればステップ４３０に進む。ステップ４２０では、領域０の測光値Ｉ₀に対応した露出条件が算出され、ステップ４４０に進む。一方、ステップ４３０では、領域０から４までの測光値Ｉ₀からＩ₄までの平均値Ｉ_aveが求められ、ステップ４３１ではＩ_aveに対応した露出条件が算出され、ステップ４４０に進む。
【００５１】
ステップ４４０では、再度測光スイッチ５４がオン状態になっているか否かが判定され、オン状態であれば、ステップ４５０に進み、オン状態でなければステップ１００に戻る。次に、ステップ４５０においてレリーズスイッチ５６がオン状態か否かが判定される。オン状態でなければ、ステップ４４０に戻り、オン状態であれば、ステップ４６０に進む。
【００５２】
ステップ４６０では、ミラー２１がミラーアップされ、そのミラーアップに伴い、ステップ４７０では、ステップ４２０もしくは４３１で算出された露出条件に基づく絞り値によって、絞り１７が駆動せしめられる。さらにステップ４９０では露出条件に基づくシャッタースピードに応じた時間だけシャッタ２５が開口させられる。これにより、交換レンズ１１から取り込まれた光は、ＣＣＤ３３の受光面に照射され、ＣＣＤ３３では絞り値とシャッタースピードに応じた撮影対象７２の撮像信号が生成され、ステップ４９０において、その信号に応じて生成された原画像のＲＧＢデータが画像バッファメモリ４０に格納される。
【００５３】
画像データが格納された後、ステップ５００では、絞り１７が初期状態に開駆動せしめられ、ステップ５１０でミラー２１がミラーダウンされ、撮影動作は終了する。
【００５４】
次にステップ５２０では撮影された画像のデータが画像信号処理回路３９によって画像処理される。すなわち、ＲＧＢデータからＹ、Ｃｂ、Ｃｒデータが生成され、生成されたデータは画像バッファメモリ４０に格納される。
【００５５】
格納されたデータは、ステップ５３０で、そのデータに対応する画像が液晶パネル４６に表示され、ステップ５４０においてＪＰＥＧ符号化された後、ステップ５５０においてＰＣカード４３に記録され、本通常撮影モードのルーチンは終了する。
【００５６】
以上のように本実施形態においては、例えば被写体が逆光である場合にように、観察画像中の領域ごとの輝度差が大きな場合には、逆光撮影モードに自動的にモード設定される。これにより、同一の撮影対象に対して２回の撮影が行われ、２つの原画像データが得られ、各々のデータ中の露出条件の適正な領域の画像データを合成することによって、肉眼で見た画像に近い自然な画像を得ることが実現できる。
【００５７】
なお、本実施形態のステップ１３０〜１５０において、２回の撮影で露光条件を異ならせるために絞り値Ａｖを同一（固定）とし、シャッタースピードＴｖ₁、Ｔｖ₂のみ相違させている。これは、１回目の撮影と２回目の撮影との間のタイムラグをなくさせ、１回目と２回目の撮影の撮影対象ができるかぎりずれないようにするためである。
絞り１７を絞り値Ａｖに対応した絞りに制御することは、比較的時間を要するうえ、１回目の撮影時における画素信号転送のために、シャッタを一旦閉塞駆動した後、再び開放駆動しなければならず制御が複雑化する。つまり、絞り値Ａｖが変更されると、１回目の撮影と２回目の撮影との間に長いタイムラグが生じてしまい、撮影対象７２に動きがあるときは、同一の撮影対象７２に対する原画像７７、８０が得られない。したがって、本実施形態においては、絞り値Ａｖを固定としている。
【００５８】
また、ステップ１９０〜２２０において、第１の露出条件による撮影を第２の撮影条件の撮影に先立って行っているのは、シャッタースピードＴｖ₁がＴｖ₂よりも短いため、第１の露出条件による撮影を第２の露出条件に先立って行ったほうが１回目の撮影と２回目の撮影との間のタイムラグをなくすことができるからである。
【００５９】
さらに、ステップ１１１において、検出されたＩ₀〜Ｉ₄から最大値である第１の測光値Ｉ_maxと、最小である第２の測光値Ｉ_minが選択されているが、これは最終的に得る画像の階調制御として効果的であるからであり、選択される測光値Ｉ_max、Ｉ_minは、Ｉ_maxがＩ_minより相対的に大きければ良く、例えば最大値から２番目の値と最小値から２番目の値を用いてもよい。
また、本実施形態においては、測光手段として、ＣＣＤ３３からの撮像信号を利用せずに、測光センサ５２を用いて測光動作を行っているので、測光および露出演算のために複雑な画像信号処理を実行せずに済むので、測光動作から迅速に撮影動作へ移行できる。
【００６０】
なお、本実施形態において、測光値Ｉ_maxとＩ_minの差分が所定値より大きい場合に、逆光撮影モードで撮影および画像生成を実施する構成を示したが、逆光撮影モードを選択するか否かをモード設定スイッチ９５によって手動で決定する構成にしても良い。
【００６１】
本明細書において、例えば「所定値より大きい」と「所定値より小さい」とは、数学的に厳密な意味ではなく、「所定値以上」、「所定値以下」の場合を含む。
【００６２】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、例えば逆光状態のように撮影対象の明暗の差が大きい場合でも、１つの画像上に明るい部分と暗い部分の両方を適切に撮影することが可能とある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるデジタルカメラを後方から見た斜視図である。
【図２】デジタルカメラの主に電気的構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態における測光領域を示す。
【図４】本発明の実施形態における画像生成を説明するための図である。
【図５】デジタルカメラの撮影動作ルーチンのフローチャートである。
【図６】デジタルカメラの画像処理ルーチンのフローチャートである。
【図７】通常の撮影モードにおける撮影、画像処理ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
７７第１の原画像
８０第２の原画像
８１第１の画像領域
８２第２の画像領域
８６合成画像

Claims

観察画面を複数の領域に分割して領域毎の撮影対象の測光値を検出する測光手段と、
前記領域毎の測光値から相対的に大きい値を有する第１の測光値と、相対的に小さい値を有する第２の測光値を選択する測光値選択手段と、
前記第１の測光値に応じて第１の露出条件を決定し、前記第２の測光値に応じて第２の露出条件を決定する露出条件決定手段と、
前記第１の露出条件によって前記撮影対象を撮影し、第１の原画像を得る第１の撮影手段と、
前記第２の露出条件によって前記撮影対象を撮影し、第２の原画像を得る第２の撮影手段と、
前記第１または第２の原画像において、画素の輝度が所定値より大きい第１の画像領域と、前記輝度が所定値より小さい第２の画像領域とに分割する画像領域分割手段と、
前記第１の画像領域に含まれる前記第１の原画像と、前記第２の画像領域に含まれる前記第２の原画像を合成する画像合成手段とを備えるデジタルカメラ。
前記第１の測光値が前記領域毎の測光値の最大値であり、前記第２の測光値が前記領域毎の測光値の最小値であることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
前記第１および第２の撮影手段における絞り値を前記第２の測光値に応じて決定し、
前記第１および第２の露出条件と前記絞り値に応じて前記第１および第２の撮影手段における露光時間を決定することを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
前記第１の撮影手段による撮影を前記第２の撮影手段による撮影より先に行うことを特徴とする請求項３に記載のデジタルカメラ。
前記露出条件決定手段が前記第１および第２の測光値を比較し、その差分が第２の所定値よりも大きい場合のみに実行されることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
前記第１の原画像の輝度と前記第２の原画像の輝度との平均値を前記所定値とすることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
前記第１および第２の撮影手段は、同一の撮像素子と、この撮像素子の受光面上に撮影対象の光学像を結像させる同一の撮影光学系とを有し、
前記測光手段は、複数に分割された受光面を有して各受光面ごとに受光量を出力可能な受光センサからなる一方、前記観察画面は、前記撮像素子の受光面とは別の位置にあって、かつ前記撮像素子の受光面と光学的に等価な面であることを特徴とする請求項１に記載のデジタルカメラ。
観察画面を複数の領域に分割して領域毎の撮影対象の測光値を検出する測光値検出ステップと、
前記領域毎の測光値から相対的に大きい値を有する第１の測光値と、相対的に小さい値を有する第２の測光値を選択する測光値選択ステップと、
前記第１の測光値に応じて第１の露出条件を決定し、前記第２の測光値に応じて第２の露出条件を決定する露出条件決定ステップと、
前記第１の露出条件によって前記撮影対象を撮影し、第１の原画像を得る第１の撮影ステップと、
前記第２の露出条件によって前記撮影対象を撮影し、第２の原画像を得る第２の撮影ステップと、
前記第１または第２の原画像において、画素の輝度が所定値より大きい第１の画像領域と、前記輝度が所定値より小さい第２の画像領域とに分割する画像領域分割ステップと、
前記第１の画像領域に含まれる前記第１の原画像と、前記第２の画像領域に含まれる前記第２の原画像を合成する画像合成ステップとを備える画像生成方法。