JP6725030B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

ＡＦ(オートフォーカス)エリアの輝度を参照し、露出を決める技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−７５３５２号公報

本発明の課題は、適切な露出制御が可能な撮像装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により前記課題を解決する。

本発明は、光学系により形成された被写体の像を撮像し信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の撮像領域に設定された複数の領域ごとに、前記被写体の輝度値を前記信号に基づいて算出する輝度算出部と、前記複数の領域の輝度値うちの最大値に基づいて露出値を算出する第１測光モードと、前記複数の領域の輝度値に基づいて露出値を算出する第２測光モードと、で露出値を演算する露出値演算部と、前記第１測光モードと前記第２測光モードとのいずれかの測光モードを設定する測光モード設定部と、前記測光モード設定部の設定に応じて前記被写体を照明する発光装置の発光量を設定する発光量設定部と、前記測光モード設定部で前記第１測光モードが設定されている場合に、前記発光量設定部で設定された前記発光装置の発光量が発光可能な発光量より大きい値であると、前記第１測光モードで算出された露出値を前記第２測光モードで算出された露出値以下の範囲で変更した露出値に基づいて露出を制御する制御部と、を有する撮像装置に関する。
また、本発明は、光学系により形成された被写体の像を撮像し信号を出力する撮像素子と、前記撮像素子の撮像領域に設定された複数の領域ごとに、前記被写体の輝度値を前記信号に基づいて算出する輝度算出部と、前記被写体を照明する光を発光する発光装置の発光量を指示する指示部と、前記輝度算出部で算出された輝度値が最大値となる領域を含む部分領域の輝度値に基づいて露出値を演算する第１測光モードと、前記撮像領域の輝度値に基づいて露出値を演算する第２測光モードとのいずれか一方の測光モードを設定する測光モード設定部と、前記測光モード設定部で前記第１測光モードが設定されると前記発光装置の発光量を第１値に設定し、前記第２測光モードが設定されると前記発光装置の発光量を前記第１値よりも小さい第２値に設定する発光量設定部と、を備え、前記発光量設定部で設定される第１値と第２値との差は、前記輝度算出部で算出された輝度値の最大値と、前記撮像領域の輝度値との差に応じて変化する撮像装置に関する。

本発明によれば、適切な露出制御が可能な撮像装置を提供することができる。

実施形態のカメラの概略図である。 実施形態のカメラの機能ブロック図である。 第１実施形態の撮像装置を備えるカメラが、電源ＯＮにされてから撮影動作を行い、電源ＯＦＦにされるまでの制御を示した流れ図である。 第２撮像部の画素の分割例である。 主要被写体の人物以外が暗く、ハイライト部分が人物の顔であるようなシーンを示した図である。 スルー画及び動画の際の露出算出領域を示した図である。 静止画の際の露出算出領域を示した図である。 第２実施形態における第２撮像部によって分割される被写界領域を示した図である。 受光素子を５領域に分割した状態を示した図である。 ５分割輝度値の最大値ＢＶＭａｘと仮補正量ＫＢＬＨｏの関係を示した図である。 ＫＨＬＴＨｏの変更を示す図である。 第３実施形態のフローチャートである。 ガイドナンバの関係を説明する図である。 発光量が目標ガイドナンバよりも大きくなる場合のファインダ内の警告を示した図である。 発光量が目標ガイドナンバよりも大きくなる場合の背面液晶内の警告を示した図である。 感度値変更を示すフローチャートである。 第３実施形態を説明する図である。

以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。図１は、実施形態のカメラ１の概略図である。図２は、実施形態のカメラ１の機能ブロック図である。

カメラ１は、カメラ本体２と、そのカメラ本体２に着脱可能なレンズ鏡筒３とを備え、静止画撮影と動画撮影が可能である。静止画撮影は、レリーズスイッチ１０１の押下により開始される。動画撮影は動画スイッチ１０２の押下により開始される。

レリーズスイッチ１０１が押されると、クイックリターンミラー１０３およびサブミラー１０４を撮影光路外に退避させ、シャッタ１０５を開放し、絞り１１８を絞り込む。
被写体からの光束は撮影レンズ１０９を通過した後、絞り１１８の開口部を通過し、第１撮像部１０６に被写体像として結像される。
第１撮像部１０６は、複数の画素（電荷蓄積型光電変換素子）が二次元状に配置されたＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサであり、第１撮像部１０６により取得された被写体像は、表示装置１２１に表示される。

レリーズスイッチ１０１が押下されない場合には、スルー画（ライブビュー画像）が表示装置１２１に表示される。動画スイッチ１０２が押下された場合、カメラ１は、動画の記録を開始する。

本実施形態で焦点検出は、瞳分割位相差方式で行う。
分割位相差方式は、撮影前には、図１に破線で示すように、クイックリターンミラー１０３のハーフミラー部を通過した光束をサブミラー１０４に反射させ、焦点検出光学系１０７において光束を２分割し、これらの光束を焦点検出部（焦点検出部）１０８へ結像させ、位相差を検出する方式である。位相差がないとき合焦状態となる。

焦点検出部１０８は、ＣＣＤラインセンサで受光した像に応じた焦点検出信号を出力する。なお、焦点検出方式はこれに限定されず、第１撮像部１０６においてコントラストを検出する方式などを用いてもよい。

焦点検出部１０８は、被写界の５領域についての焦点状態を検出する。その情報は、カメラ制御部２０１で処理され、レンズ駆動量となってレンズ駆動部２１０へ出力され、レンズ駆動部２１０はレンズ本体内の撮影レンズ１０９を合焦状態まで駆動する。

レンズ鏡筒３には、レンズの繰り出し量に対応した、距離環の回転角に応じた信号を出す距離エンコーダ２１２が設けられている。
距離エンコーダ２１２からの信号を、レンズ制御部２０３で処理し、距離情報を得る。この距離情報は、カメラ制御部２０１に通信される。カメラ制御部２０１内では、各種の演算や制御を行なう。

また、撮影前は、クイックリターンミラー１０３によってファインダ光学系に光束が反射される。反射された光束は、拡散スクリーン１１０に結像する。この像は、コンデンサレンズ１１１、ペンタプリズム１１２、接眼レンズ１１３を通過し、撮影者１１４に観測される。

さらに、拡散スクリーン１１０によって拡散された光束の一部は、コンデンサレンズ１１１、ペンタプリズム１１２、測光用プリズム１１５、測光用レンズ１１６を通過し、第２撮像部１１７(測光部)に再結像される。第２撮像部１１７は、ＳＰＤ（シリコンフォトダイオード）等の受光素子が用いられる。

第２撮像部１１７は、ＲＧＢ画素配列のカラーフィルタ（例えばベイヤー配列のカラーフィルタ）を備えた、カラーイメージセンサである。
第２撮像部１１７は、被写界を分割して測光する。この測光画像は、カメラ制御部２０１へ出力される。この画像を元に、カメラ制御部２０１は公知のシーン認識を行い（例えば顔検出など）、それに基づき自動露出を行い、露出を決定する。

測光モード選択部２１６により、ユーザは測光モードを選択する。ユーザは、測光モード選択部を操作することにより、所望の測光モードを選択することができる。ただし、カメラ制御部２０１では、複数の測光方式が逐次的に実行されている。

ユーザが選択可能な測光モードとして、例えば、マルチパターン測光、ハイライト重点測光がある。
マルチパターン測光は、画面上に設定された複数の領域毎に測光し、被写体の輝度分布、色、距離、構図等の情報に基づいて最終的な露出を決定するモードである。
ハイライト重点測光は、主に画面内のハイライト部分が適正な明るさとなるように露出を決定するモードである。
一般的に、画面内のハイライト部分を適正な明るさとなるように露出制御を行うと、マルチパターン測光よりもハイライト重点測光方式の方が露出は暗くなる。

カメラ１内の制御は、カメラ制御部２０１によって行われる。この制御は、測光、オートフォーカス、発光装置制御に大別される。
カメラ制御部２０１は、第２撮像部１１７からの出力と、レンズ鏡筒３に設けられたレンズ制御部２０３内に格納されたレンズ鏡筒３の開放Ｆ値、焦点距離、射出瞳位置などのレンズ情報、図示しない感度設定部からの第１撮像部１０６の感度情報等に基づいて、定常光露出に関する輝度値を算出する。

それを絞り値とシャッタ値に変換し、絞り制御部２０４やシャッタ１０５へ出力する。絞り制御部２０４は、レリーズスイッチ１０１からのレリーズ信号に応じて、絞り１１８の絞り込み／復帰の制御を行う。

発光装置１１９使用時は、測光値、絞り値、感度値、距離値などに基づいて、第２撮像部１１７の設定ゲインを算出してゲイン設定を行う。
その後に、カメラ制御部２０１は、発光装置１１９本体内の照明制御部２０７を通じて発光装置１１９を予備発光させ、第２撮像部１１７は、その被写体反射光量に応じた光電流を受光する。
カメラ制御部２０１は、その受光量を用いて本発光量指示値を算出し、再び、照明制御部２０７へ本発光指示値を出力する。

(第１実施形態)
次に、本発明の第１実施形態のカメラ１について説明する。
図３は、第１実施形態のカメラ１が、電源ＯＮにされてから撮影動作を行い、電源ＯＦＦにされるまでの制御を示した流れ図である。

まず、カメラ１が起動した後、Ｓ２０１で、カメラ制御部２０１は、第２撮像部１１７に画像蓄積を行わせる。
カメラ起動時の初回蓄積では、露出制御に用いるＡＶ（撮影レンズの絞り値のＡＰＥＸ値）、ＴＶ（シャッタ秒時のＡＰＥＸ値）、ＳＶ（感度のＡＰＥＸ値）は固定値とし、例えばＡＶ＝５、ＴＶ＝６、ＳＶ＝５とする。
次いで、カメラ制御部２０１は、Ｓ２０１で蓄積した第２撮像部１１７の出力を画像として受信する。

次に、Ｓ２０２でカメラ制御部２０１は、Ｓ２０１で取得した画像から、測光演算に用いるための評価値を算出する。
本実施形態では、図４に示すように、第２撮像部１１７の画素を横１０×縦１０に分割する。
カメラ制御部２０１は、分割領域ごと、すなわち横１０×縦１０、合計１００個の評価値を求める。各領域の評価値は分割領域の範囲内の第２撮像部１１７の画素のＹ出力を加算したものである。
ＹＣ［ｉ］［ｊ］＝ ΣΣＹ［Ｘ］［Ｙ］ …（式１）

式１中、ＹＣ［ｉ］［ｊ］は図４の各分割領域における評価値の出力である。
Ｙ［Ｘ］［Ｙ］は第２撮像部１１７の座標Ｘ、ＹにおけるＹ出力値であり、例えば０〜４０９５の値をとる。２つのΣの範囲は、一つの評価値を構成する画素全ての座標範囲である。

例えば第２撮像部１１７の画素数が横２４００×縦１６００の場合、横ｉ＝０〜９の１０ブロック、縦ｊ＝０〜９の１０ブロック１０ブロックに分割すると、１つの評価値を構成する画素数は横２４０×縦１６０画素となる。ｉが０、ｊが０であれば、Σの範囲はＸが０〜２３９、Ｙが０〜１５９となる。

(スルー画・動画用測光値の算出)
次に、Ｓ２０３でカメラ制御部２０１は、評価値出力を元に、スルー画動画用測光値ＢＶＭｏｖの算出を行う。
ＢＶＭｏｖ ＝ Ｌｏｇ２（
（ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ−１］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ−１］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ ］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ−１］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ＋１］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ−１］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ−１］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ ］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ＋１］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ−１］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ＋１］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ ］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ＋１］＋
ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ＋１］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿Ｊ＋１］）／９
）＋ＢＶＣＯＮＳＴ＋ＡＶ …（式２）

式２中、Ｌｏｇ２（）は底を２とした引数の対数値を返す関数であり、ＢＶＣＯＮＳＴは蓄積時間、撮像感度によって決まる値である。ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ、ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｊは評価値ＹＣ［Ｘ］［Ｙ］の値が最大となる領域のＸ座標、Ｙ座標である。
図５のように主要被写体の人物以外が暗く、ハイライト部分が人物の顔であるようなシーンを撮影する場合には、図６に濃淡で示すような評価値が算出され、ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ、ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｊの座標は白色の評価値領域の座標となる。

式２の計算では、図６に太枠で示すように評価値が最大となる領域と、周辺１ブロックの評価値を用いて、スルー画動画用の測光値を算出している。
ＡＶは電源起動時の撮影レンズ１０９の絞り値（ＡＰＥＸ値）である。

（静止画制御用測光値の算出）
次に、Ｓ２０４でカメラ制御部２０１は、評価値出力を元に、静止画制御用測光値ＢＶＩＭＧの算出を行う。
ＢＶＩＭＧ ＝
Ｌｏｇ２（ＹＣ［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｉ］［ＨｉＬｉｇｈｔ＿ｊ］）
＋ＢＶＣＯＮＳＴＩＭＧ＋ＡＶ …（式３）

式３中、ＢＶＣＯＮＳＴＩＮＧは撮像出力取得時の絞り、蓄積時間、撮像感度によって決まる値である。
式３では、評価値が最大となる領域を用いて、静止画撮影用の測光値を算出している。これは、図７のような領域となり、式２で算出されたスルー画動画用の測光値と比較して狭い領域で露出を決めるとことなる。この場合、カメラの構図変更や被写体の移動に対する露出の安定性は劣る。

次に、Ｓ２０５カメラ制御部２０１は、算出したスルー画制御用測光値を元に、第１撮像部１０６の蓄積時間ＴＶ（ＡＰＥＸ値）、ゲインＳＶ（ＡＰＥＸ値）を決定する。
ＴＶ ＝ ６ …（式４）
ＳＶ ＝ ＡＶ ＋ ＴＶ − ＢＶＴｈ …（式５）

Ｓ２０６でカメラ制御部２０１は、第１撮像部１０６の出力から画像を作成し、表示装置１２１に画像を表示させる。

Ｓ２０７でカメラ制御部２０１は、レリーズスイッチ１０１が押下されなかった場合には、Ｓ２０８〜Ｓ２１０の静止画撮影の動作を行わず、Ｓ２１１以降の処理へ進む。
レリーズスイッチ１０１が押下された場合には、Ｓ２０８へ進む。

Ｓ２０８でカメラ制御部２０１は、Ｓ２０４で決定した静止画制御用測光値ＢＶＩＭＧに基づいて、静止画撮影を行うための第１撮像部１０６の蓄積時間ＴＶ（ＡＰＥＸ値）、ゲインＳＶ（ＡＰＥＸ値）を決定する。
ＴＶ ＝ ６ …（式６）
ＳＶ ＝ ＡＶ ＋ ＴＶ − ＢＶＩＭＧ …（式７）

Ｓ２０９でカメラ制御部２０１は、Ｓ２０８で決定した露出条件に基づき、第１撮像部１０６の蓄積を行う。
Ｓ２１０でカメラ制御部２０１は、Ｓ２０９で蓄積した第１撮像部１０６の出力を元に、静止画像の作成を行う。

Ｓ２１１でカメラ制御部２０１は、動画記録が開始されたか否かの判定を行う。動画スイッチ１０２が押下された場合には、Ｓ２１２の処理へ進む。
動画スイッチ１０２が押下されない場合にカメラ制御部２０１は、動画記録の処理を行わずにＳ２１８へ進む。

動画スイッチ１０２が押下された場合にカメラ制御部２０１は、Ｓ２１２において、動画記録用の露出制御値を算出する。
ＴＶ ＝ ６ …（式８）
ＳＶ ＝ ＡＶ ＋ ＴＶ − ＢＶＭＯＶ …（式９）
ここではＳ２０３で算出されたスルー画動画用測光値を用いて露出制御値の決定を行う。

Ｓ２１３でカメラ制御部２０１は、Ｓ２１２で決定した動画用の露出制御値を基に、第１撮像部１０６の蓄積を行う。
Ｓ２１４でカメラ制御部２０１は、第１撮像部１０６の出力で動画用に処理を行う。
Ｓ２１５でカメラ制御部２０１は、処理済みの動画を記録する。

Ｓ２１６でカメラ制御部２０１は、動画用の測光値を更新する。ここではＳ２０３で行った測光演算と同様の演算を再度行う。

Ｓ２１７でカメラ制御部２０１は、動画スイッチ１０２の操作によって動画記録が停止されないかの判定を行う。停止された場合にはＳ２１８へ進み、停止されない場合にはＳ２１２からＳ２１６の動作を繰り返し行う。

Ｓ２１８でカメラ制御部２０１は、カメラの電源がＯＦＦとならない限り、Ｓ２０１からＳ２１７の処理を繰り返す。

（効果）
複数の領域をもつ素子で受光した光の量を元に露出制御を行うカメラにおいて、最大の光量を受光した素子の出力値を用いて露出制御を行う技術が知られている。
しかし、測光素子の最大光量を基に露出の制御を行う場合、被写界内の点光源の大きさによっては僅かな構図変更によって算出される測光値が大きく変動してしまい、動画撮影時などにおいては露出の暴れが目だってしまう。

本実施形態では、ハイライト部を重視した測光演算を使用している場合でも、スルー画表示や動画撮影の場合、測光領域の重点度を変え、ハイライト部を検出する最小測光領域の範囲を広くする。したがって、チラツキやバラツキを抑制した安定した動画の記録が可能となり、精度の高い露出制御を行うことが可能となる。

（変形形態）
（１）上記実施形態では、スルー画表示や動画撮影の場合に、ハイライト部を検出する最小測光領域の範囲を広くする形態について説明した。
しかし、本発明はこれに限定されない。たとえば、連写モード設定時、またはインターバルタイマー撮影時や微速度動画の撮影時には、連続画像となるため、単一の画像を撮影した場合と比較し、露出制御のバラツキが目立ちやすくなる。
この場合も本実施形態を適用し、ハイライト部を検出する最小測光領域の範囲を広くすることで、チラツキやバラツキを抑制した安定した動画の記録が可能となり、精度の高い露出制御を行うことが可能となる。

（２）また、クロップモードなどを備え、撮影範囲を切り換えることが可能なカメラについては、撮影範囲が大きくなるほど相対的に測光領域の大きさが小さくなり、チラツキやバラツキを抑制した安定した動画の記録が可能となり、精度の高い露出制御を行うことが可能となる。
この場合も本実施形態を適用し、ハイライト部を検出する最小測光領域の範囲を広くすることで、測光値の暴れを抑制することができる。

（３）焦点距離がテレ側になると、ワイド側と比べてブレを生じやすい。この場合、露出制御のバラツキが目立ちやすくなる。この場合も本実施形態を適用し、ハイライト部を検出する最小測光領域の範囲を広くすることで、チラツキやバラツキを抑制した安定した動画の記録が可能となり、精度の高い露出制御を行うことが可能となる。

(４）上述の実施形態では、輝度Ｙ出力を用いて領域の表価値を求める形態につて説明した。この場合、輝度Ｙとしては白とびしない露出が可能となるが、ＲＧＢのそれぞれにおいて色飽和が発生している場合もある。
このため、ＲＧＢそれぞれの輝度を求め、そのうちの最大値を基準に露出を検出してもよい。
この場合、第２撮像部１１７の画素における最大のＲＧＢ輝度を算出し、それぞれのＲＧＢの輝度値の中で、最も表価値(輝度値)の高いものを用いて、自動露出を行い、スルー画動画用測光値ＢＶＭｏｖ、静止画制御用測光値ＢＶＩＭＧの算出を行う。

（５）（４）の場合、以下の表１に示すように、ＲＧＢの出力を時間（ｔ１からｔ５）ごとにみると、値がばらつく場合がある。

すなわち、ｔ１でのＲＧＢのうちの最大の輝度はＲの１００、ｔ２でのＲＧＢのうちの最大の輝度はＧの２００、ｔ３でのＲＧＢのうちの最大の輝度はＲの１００、ｔ４でのＲＧＢのうちの最大の輝度はＧの２００、ｔ５でのＲＧＢのうちの最大の輝度はＲの１００である。
この最大輝度をもとに露出が決定されるが、最大輝度の差は１００であり、これをもとに決定される露出のばらつきが大きくなる。

一方、輝度Ｙ（０．３Ｒ＋０．６Ｇ＋０．１Ｂ）の差は６９であり、１００トラベルと差が小さいため、露出のばらつきはＲＧＢの最大値を用いた場合と比べると小さくなる。

したがって、通常はＲＧＢを用いるが、ＲＧＢの最大値のばらつきが大きい場合は、Ｙに切り替えるように制御しても良い。

(６)ハイライト重点測光以外にも、マルチパターン測光、スポット測光、中央重点測光等の複数の測光モードを備える場合、ハイライト重点測光よりも、他の測光モードのほうが、出来上がりの写真が暗くなる場合は、測光値が最も低いものをもとに、露出値を選択してもよい。

(７)ハイライト重点測光を行っている場合、スムージングの係数を変化させてレスポンスを遅くするようにしてもよい。これにより、画面における露出の急激な変化をなくし、見栄えをよくすることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態のカメラ１Ａについて説明する。第２実施形態のカメラ１Ａは図１及び図２で示す第１実施形態のカメラ１と同様の構造を有するので、詳細な説明は省略する。
図８に、第２撮像部１１７によって分割される被写界１１７ａの１４０個の領域を示す。なお、撮像画像と測光画像で撮影される被写界の範囲は同じで、解像度が異なる。

１．発光量演算・ハイライト重点測光補正
１−１．補正前発光量演算
焦点検出部１０８により、被写体が合焦状態となると、カメラ制御部２０１は、発光装置１１９本体内の照明制御部２０７を通じて発光装置１１９の予備発光を指示する。
発光装置１１９は、これに従って所定の微小光量による予備発光を行う。
予備発光は、被写体を照明し、レンズ鏡筒３とクイックリターンミラー１０３を通過し、拡散スクリーン１１０に被写体像を形成する。

第２撮像部１１７は、この拡散スクリーン１１０の被写体像を、第２撮像部１１７により受光し、受光素子ごとの輝度値Ｖｏｙを出力する。
Ｖｏｙは第２撮像部１１７からの出力をＡ／Ｄ変換し０〜２５５の２５６階調で表したものである。
なお、第２撮像部１１７は、入射光量と出力電圧の入出力特性が線形である。予備発光測光を行ったときと全く同じゲイン、同じ蓄積時間で、予備発光を行わない状態で測光を行い、このときの定常光輝度値Ｖｏｙｂａｃｋを得る。

カメラ制御部２０１は、これら輝度値Ｖｏｙから定常光の影響を式（１０）により取り除き、定常光除去画像を得る。

Vow[i,j]=Voymon[i ,j]-Voyback[i,j] …(式10)

カメラ制御部２０１は、この補正を済ませた受光素子ごとの輝度値Ｖｏｙを記憶する。
次に、図９のように、輝度値Ｖｏｙを５領域に分割する。この５分割領域をＲＭ［ｋ］（ｋ：０〜４）とする。
ＲＭ［ｋ］から以下の演算を行い、ＲＭＭａｉｎを算出する。

RMMain=0.16*(RM[1]+RM[2]+RM[3]+RM[4])+0.33*RM[0] …(式11)

本発光ガイドナンバと予備発光のガイドナンバＧＮＭｏｎの段数差（単位ＥＶ）を発光量段数差とよぶ。
また、発光量段数差をＫＧＮＡｐｅｘとおく。
ＫＧＮＡｐｅｘは、式（１２）で得られる。

KGNApex=-log_２RMMain-Av0+Av+KGNCONST …(式12)

式（１２）におけるＫＧＮＣＯＮＳＴは、１８％反射率の標準反射板などの標準反射率被写体に対して、本発光で撮像画像が適正な輝度値となるための発光量段数差である。
またＡｖ０は撮影レンズ１０９の開放Ｆ値（Ａｐｅｘ）、Ａｖは撮影時の絞りＦ値（Ａｐｅｘ値）である。

１−２．日中シンクロ発光量補正
図９のそれぞれの領域の輝度値である５分割輝度値の最大値ＢＶＭａｘを用いて、以下の（１）〜（５）で、仮補正量ＫＢＬＨｏを決定する。
図１０に５分割輝度値の最大値ＢＶＭａｘと仮補正量ＫＢＬＨｏの関係を示す。
（１）BVMax < BLHOBV
KBLHo = KBLHOLO
（２）BLHOBV ≦ BVMax < BLHOBV
KBLHo = KBLHOLO+(KBLHo_Max-KBLHOLO)/（BV_BLHo-BLHOBV)*(BVMax-BLHOBV)
（３）BV_BLHo < BVMax
KBLHo = KBLHo_Max

さらに、ハイライト重点測光時は、以下の演算を行い、ＫＢＬＨｏを補正する。
ハイライト領域重点測光結果ＢｖＨｉｗと、マルチパターン測光結果ＢｖＡｍｐの差分を評価する。なお、本実施形態はマルチパターン測光結果ＢｖＡｍｐに限らず、画面全体の平均値ＢＶｍｅａｎを用いても良い。

dAmpHLT = BvHiw - BvAmp

ここで、ｄＡｍｐＨＬＴの値により、ＫＨＬＴＨｏを図１１及び以下に示すように変更する。
(1)dAmpHLT < 0のとき
KHLTHo = 1.0
(2)0≦dAmpHLT≦DelBLHoのとき
KHLTHo = -1.0/DelBLHo*dAmpHLT+ 1.0
(3)DelBLHo < dAmpHLTのとき
KHLTHo = 0

以上より求まったＫＨＬＴＨｏを使ってＫＢＬＨｏを補正する。
ＫBLHo = KBLHo * KHLTHo

算出したＫＢＬＨｏを用いて、以下の演算で露出偏差補正を行う。
なお、以下で用いるｄＤＣは、露出偏差であり、ｄＤＣ＝（ＡＥ指示値-ＡＥ制御値）である。ｄＤＣ＝０は適正露出。ｄＤＣ＜０はアンダー、ｄＤＣ＞０はオーバーを表している。
（１）ｄＤＣが０以上のとき
KGNApex = KGNApex + BLHosei*KBLHo

（２）ｄＤＣがＢＬＨｏｓｅｉ以上０未満のとき
KGNApex = KGNApex + (BLHosei-dDC)*KBLHo

（３）ｄＤＣがＢＬＨｏｓｅｉ未満のとき
ＫＧＮＡｐｅｘはそのままの値とする。

上の結果より、本発光量ＧＮＨｏｎは、式（１２）のＫＧＮＡｐｅｘを用いて、式（１３）で得られる。

GNHon＝GNMon・√２^KGNApex …(式13)

クイックリターンミラー１０３およびサブミラー１０４を撮影光路外に退避させ、シャッタ１０５を開放し、絞り１１８を絞り込む。
その後、上式により求まった発光量ＧＮＨｏｎを、発光装置１１９に指示し、本発光を開始させる。
レンズ鏡筒３により第１撮像部１０６に被写体像を結像させ、第１撮像部１０６の蓄積が開始する。

照明制御部２０７は、目標発光量ＧＮＨｏｎに達した時点で発光を停止する。
カメラ制御部２０１は、所定の露光期間が経過すると、シャッタ１０５を閉じて、クイックリターンミラー１０３を下げる。
その後、カメラ制御部２０１は、第１撮像部１０６からデジタル画像データを読み出す。
なお、第１撮像部１０６は、入射光量と出力電圧の入出力特性が線形であり、このとき読み出す画像データは、Ａ／Ｄ変換後のデジタルデータである。

（本実施形態の効果）
ＴＴＬ調光の演算において、ハイライト重点測光を用いて日中シンクロ撮影を行うと、高輝度（例えば空の領域）の階調が飛ばないように測光値が決定される。このとき、被写体領域は定常光成分がほとんど寄与しなくなる。
このため日中シンクロ撮影で調光をアンダーに補正するアルゴリズムを用いると、単に被写体がアンダーになってしまうことが多い。
本実施形態では、ハイライト重点測光の時は、マルチパターン測光輝度ＢｖＡｍｐもしくは平均輝度ＢｖＭｅａｎと、ハイライト重点測光輝度ＢｖＨｉｗを比較し、差分が大きくなるほど、アンダー側の調光補正量を小さくすることで発光量を強める。
本実施形態によれば、ハイライト重点測光とストロボ撮影の組み合わせで、失敗写真を軽減することができる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態のカメラについて説明する。
第３実施形態も第２実施形態と同様に図１及び図２で示すカメラの基本構造は同様である。そして、図８示す第２撮像部１１７によって被写界１１７ａが１４０個の領域に分割されている。

５分割輝度値の最大値ＢＶＭａｘと仮補正量ＫＢＬＨｏの関係を示す。
本実施形態において、ユーザはハイライト重点測光を選択しているとする。また、カメラに装着されたストロボは、ＴＴＬ調光モードに設定されているとする。さらに、シャッタスピード、Ｆ値、感度値、測光値、ガイドナンバをＡＰＥＸ換算したものをそれぞれ、ＴＶ、ＡＶ、ＳＶ、ＢＶ、ＧＶと表現する。

まず、レリーズ前の定常状態でのハイライト重点測光による測光値をＨｉｗＢＶ、ガイドナンバをＨｉｗＧＶ、マルチパターン測光による測光値をＡｍｐＢＶ、ガイドナンバをＡｍｐＧＶとする。
以下は定常状態で、マルチパターン測光結果による露出ＡｍｐＡＶ，ＡｍｐＳＶと、ハイライト重点測光結果による露出ＨｉｗＡＶ，ＨｉｗＳＶとレンズ通信によって得られる距離情報Ｄｉｓｔを用いて本発光ガイドナンバを予測する。
予測したガイドナンバが目標ガイドナンバよりも大きい場合、最適化するように露出を変化させる。
ただし、露出を変化させる際には、マルチパターン測光によって決まる露出よりも明るくならないようにする。

レリーズスイッチ１０１押下後のレリーズシーケンス中では、ＴＴＬ調光によって算出されたガイドナンバをもとに、目標ガイドナンバよりも大きいときは感度値を変化させることでさらに最適化する。
なお、レリーズ前の定常状態では、露出モードによって、本発光ガイドナンバを変更するための要素が異なるが、本実施形態では、Ｓ（シャッタ優先）モードについて説明する。

本実施形態のフローチャートを図１２に示す。
レリーズ前の定常状態
Ｓモードの場合、ＴＶ固定、ＡＶ可変、ＳＶ固定である。
閃光発光時の目標ガイドナンバをＴａｒＧＶとする(ステップＳ１２１)。
閃光発光の場合（ＴＶがフラッシュ同調秒時以下）
TarGV = FullGV - 1
とする。
なお、マルチパターン測光(ステップＳ１２２)及びハイライト重点測光(ステップＳ１２３)によるガイドナンバ算出は行われている。

シャッタ速度ＴＶがフラッシュ同調秒時より大きいかどうかを判定する(ステップＳ１２４)
（１）ＦＰ発光の場合（ＴＶがフラッシュ同調秒時より大きい）(ステップＳ１２４，ＮＯ)
TarGV = FullGV FP - 1
とする(ステップＳ１２５)。
さらに、ｐＡｍｐＳＶ ＝ ｐＨｉｗＳＶ より、レリーズ前の予測ガイドナンバを求める。
pHiwGV = pHiwAV + 2log2(Dist) + (5-pHiwSV)+ offset
pAmpGV = pAmpAV + 2log2(Dist) + (5-pHiwSV)+ offset
とする。

（１−１）ｐＡｍｐＧＶ＜ＴａｒＧＶ＜ｐＨｉｗＧＶの場合（ステップＳ１２７)
ｐＡｍｐＧＶ＜ＴａｒＧＶ＜ｐＨｉｗＧＶの場合を図１３（ａ）に示す(ステップＳ１２９)。
フル発光を防ぐ為に変更が必要な発光量は、ｐＨｉｗＧＶ−ＴａｒＧＶであり、この光量差は、絞りを開くことで吸収する(ステップＳ１２８)。
以下で、本撮影用のシャッタスピードをＨｏｎＴＶ、絞り値をＨｏｎＡＶ、感度値をＨｏｎＳＶとする。

HonTV = HiwTV
HonAV = HiwAV -(pHiwGV-TarGV)
HonSV = HiwSV

（１−２）ＴａｒＧＶ≦ｐＡｍｐＧＶの場合
ＴａｒＧＶ≦ｐＡｍｐＧＶの場合を図１３（ｂ）に示す(ステップＳ１２９)。
この場合は、ＨｉｗＧＶ−ＴａｒＧＶの分絞りを開けてしまうとマルチパターン測光での撮影結果よりも明るくなってしまうため、この場合は、ＡｍｐＧＶまでガイドナンバを変化させるようにする。

HonTV = HiwTV
HonAV = HiwAV -(pHiwGV-pAmpGV)
HonSV = HiwSV

この時点で、発光量が目標ガイドナンバよりも大きくなる場合は、レリーズ前にユーザに警告する。ファインダ内(図１４)、または、ライブビュー時は、図１４に示すように背面液晶に、例えば雷マークＭを一定周期で点滅させるようにする(図１５)。

レリーズ後に、ＩＳＯ−ＡＵＴＯ（ＩＳＯ可変）の場合は、レリーズシーケンス中にＴＴＬ調光を行った結果得られる本発光ガイドナンバＨｏｎＧＶを用いて、本発光ガイドナンバが目標ガイドナンバよりも大きい場合には、感度値で補正を行う。

図１６はこの感度値変更を示すフローチャートである。図１２と異なる点は、図１２のステップＳ１２９及びステップＳ１２８が、ステップＳ１６９及びステップＳ１６８である点である。
まず、同調秒時より低速か否か判断する。
低速の場合、すなわちＴＶ≦ＴＶＸの場合（閃光発光の場合）、かつＨｉｗＢＶ−（ＨｏｎＧＶ−ＴａｒＧＶ）＞ＡｍｐＢＶの場合、
HonSV = HonSV +(HonGV - TarGV)
とする。
なお、ＴＶＸは、同調秒時（Ａｐｅｘ値）である。

高速の場合、すなわちＴＶ＞ＴＶＸの場合（ＦＰ発光の場合）かつＨｉｗＢＶ−（ＨｏｎＧＶ−ＴａｒＧＶＦＰ）＞ＡｍｐＢＶの場合、
HonSV = HonSV +(HonGV - TarGVFP)
とする。

（第４実施形態）
第４実施形態は、上述の第３実施形態とレリーズ前の定常状態が異なる場合であり、図１７に示す。

レリーズ前の定常状態
次式で、ハイライト重点測光値ＨｉｗＢＶとマルチパターン測光値ＡｍｐＢＶの重み付け合成演算を行い、撮影用の露出制御に用いる測光値ＨｏｎＢＶ値を決定する。図１７のようにハイライト重点測光の重み付け量ｋを決定し、最終的なＢＶ値を決定する。

HonBV = k * HiwBV + (1-k)* AmpBV
重み付け係数Ｋは、ハイライト重点測光時の本発光ガイドナンバが大きくなるに従って、０に近づいていくような特性を持つ。つまりマルチパターン測光に近づいていく。

閃光発光の場合（ＴＶがフラッシュ同調秒時以下）
TarGV = FullGV - 1
とする。

ＦＰ発光の場合（ＴＶがフラッシュ同調秒時より大きい）
TarGV = FullGV FP - 1
とする。

レリーズシーケンス中は第２実施形態と同様に感度を変化させる。

(第３実施形態及び第４実施形態の効果)
ハイライト重点測光を用いて日中シンクロ撮影を行うと、空の領域の階調が飛ばないように測光値が決定される。
露出制御を行うと、絞り込むかシャッタスピードが速くなりがちである。このとき、装着しているストロボのフル発光ガイドナンバより大きなガイドナンバ必要になり、できあがった写真がアンダーになりやすい。
ガイドナンバが不足する場合は絞りを開けるように変更し、本発光が被写体に届くようにすることも考えられる。しかし、ガイドナンバを最適にすることを優先すると、ストロボ光は届くが、露出がオーバーになりすぎ、写真の見栄えが悪くなることがある。

第３、第４実施形態では、ストロボを使うとアンダーになるシーンと判断できる場合は、ガイドナンバを発光制御範囲内に納めるような露出制御及び測光値の決定を行うことにある。ただし、マルチパターン測光による露出以上には明るくしないように露出制御する。
第３、第４実施形態によればライト重点測光とストロボ撮影の組み合わせで、失敗写真を軽減することができる。

１，１Ａ：カメラ、２：カメラ本体、３：レンズ鏡筒、１０１：レリーズスイッチ、１０２：動画スイッチ、１０６：第１撮像部、１０９：撮影ンズ、１１７：第２撮像部、１１７ａ：被写界、１１９：発光装置、２０１：カメラ制御部、２０１：露出制御部、２０３：レンズ制御部、２０７：照明制御部、２１６：測光モード選択部

Claims (9)

1. 光学系により形成された被写体の像を撮像し信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像領域に設定された複数の領域ごとに、前記被写体の輝度値を前記信号に基づいて算出する輝度算出部と、
   前記輝度算出部で算出された輝度値が最大となる領域を含む部分領域の輝度値に基づいて露出値を算出する第１測光モードと、前記撮像領域の輝度値に基づいて露出値を算出する第２測光モードと、で露出値を演算する露出値演算部と、
   前記第１測光モードと前記第２測光モードとのいずれかの測光モードを設定する測光モード設定部と、
   前記測光モード設定部の設定に応じて前記被写体を照明する発光装置の発光量を設定する発光量設定部と、
   前記測光モード設定部で前記第１測光モードが設定されている場合に、前記発光量設定部で設定された前記発光装置の発光量が発光可能な発光量より大きい値であると、前記第１測光モードで算出された露出値を前記第２測光モードで算出された露出値以下の範囲で変更した露出値に基づいて露出を制御する制御部と、
   を有する撮像装置。
2. 光学系により形成された被写体の像を撮像し信号を出力する撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像領域に設定された複数の領域ごとに、前記被写体の輝度値を前記信号に基づいて算出する輝度算出部と、
   前記被写体を照明する光を発光する発光装置の発光量を指示する指示部と、
   前記輝度算出部で算出された輝度値が最大値となる領域を含む部分領域の輝度値に基づいて露出値を演算する第１測光モードと、前記撮像領域の輝度値に基づいて露出値を演算する第２測光モードとのいずれか一方の測光モードを設定する測光モード設定部と、
   前記測光モード設定部で前記第１測光モードが設定されると前記発光装置の発光量を第１値に設定し、前記第２測光モードが設定されると前記発光装置の発光量を前記第１値よりも小さい第２値に設定する発光量設定部と、を備え、
   前記発光量設定部で設定される第１値と第２値との差は、前記輝度算出部で算出された輝度値の最大値と、前記撮像領域の輝度値との差に応じて変化する撮像装置。
3. 請求項１または２に記載の撮像装置において、
   前記第１測光モードは、前記撮像領域のうち最も明るい領域が適正な明るさになるように露出値を算出する測光モードである撮像装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記第１測光モードは、前記撮像素子の撮像領域に設定された複数の領域のうち、輝度値が最大値である領域を含む複数の領域の輝度値を用いるとともに、前記撮像素子の撮像領域に設定された複数の領域のうちの一部の領域の輝度値は用いずに、露出値を算出する測光モードである撮像装置。
5. 請求項４に記載の撮像装置において、
   前記第１測光モードにおいて、動画を撮影する場合と静止画を撮影する場合とで、異なる大きさの領域から算出した輝度値に基づいて露出値を演算する撮像装置。
6. 請求項５に記載の撮像装置において、
   前記第１測光モードにおいて、動画を撮影する場合には、静止画を撮影する場合よりも広い領域から算出した輝度値に基づいて露出値を演算する撮像装置。
7. 請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記第２測光モードは、前記撮像領域の輝度値及び前記被写体に関する情報に基づいて露出を演算する測光モードである撮像装置。
8. 請求項２を引用する請求項３から７のいずれか一項に記載の撮像装置において、
   前記発光量設定部で設定される第１値と第２値との差は、前記輝度算出部で算出された輝度値の最大値と前記撮像領域の輝度値との差が大きいほど大きくなる撮像装置。
9. 前記発光装置を有する請求項１から８のいずれかに記載の撮像装置。

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