撮像装置及びその制御方法、並びにプログラム
【課題】低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供する。
【解決手段】撮像装置１は、輝度限界値に応じた補正を行わない測光値に対する重み付け係数を輝度限界値に応じた補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する。
【解決手段】撮像装置１は、輝度限界値に応じた補正を行わない測光値に対する重み付け係数を輝度限界値に応じた補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写界を複数の測光領域に分割しそれぞれの測光領域毎の輝度を測定する測光センサを有し、分割した測光領域毎の測光値から撮像に適正な露出となるように自動露出制御を行う撮像装置が広く普及している。
【０００３】
例えば、複数の焦点検出領域を有する撮像装置において、焦点検出領域毎に各測光領域の重み付けを変化させることで、撮像に適正な露出を得る手段が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、撮像装置においては、レンズなどの光学系の影響で、均一輝度面を測光しても周辺部の測光領域の測光値が暗くなる事が知られている。そこで、均一輝度面を測光した場合に同一の測光値になるように測光した値を補正する方法が周知されている。
【０００５】
また、近年では、撮像素子の感度向上や画像処理の高度化により、ＩＳＯ感度が数万といった高感度なデジタルカメラが登場しており、低輝度な被写体を撮像した場合でも適正な露出となる撮像装置が望まれている。
【０００６】
一方、一眼レフカメラ等の撮像装置においては、被写体の輝度を、フォトダイオードの光電流をダイオード等のＬＯＧ特性を利用して、被写体の輝度を、広ダイナミックレンジで測光する測光センサが広く利用されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２２３８２５号公報
【特許文献２】特開２００５−０７７９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載されているようなフォトダイオードの光電流を利用した測光回路においては、フォトダイオードの漏れ電流が光電流との比率が大きくなる低輝度時には正確な測光が出来なくなる低輝度限界が存在する。
【０００９】
図９は被写体輝度と測光値の関係を示した図である。図９において、実線９０１はある測光回路の被写体輝度と測光値の関係を示し、破線９０２は理想的な被写体輝度と測光値の関係を示し、破線９０２は被写体輝度と測光値が線形の関係を示している。
【００１０】
図９において、実線９０１の線形性が保たれていない境界を示す測光値９０３が低輝度限界値である。低輝度限界値は、製造ばらつきにより、個体毎に異なり、同一測光センサの測光領域毎にも異なり、低輝度限界以下の被写体輝度を測光すると適正よりも明るい測光値となってしまう。
【００１１】
特許文献１に開示された従来技術を用いた場合、選択された焦点検出領域に対応する測光領域が低輝度限界以下の被写体輝度であれば選択された焦点検出領域に対応する測光領域の重み付けを大きくすると適正露出よりも暗くなってしまう。
【００１２】
本発明の目的は、低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の撮像装置は、撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段と、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正手段と、前記補正手段により補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正手段により補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの機械的構成を示す図である。
【図２】図１におけるデジタルカメラの電気的構成を示す図である。
【図３】測光値例及び補正値を示す図である。
【図４】測光領域と被写体の対応、測光値、及び補正値を示す図である。
【図５】各測光領域と測光値演算用の重み付け例の関係を示す図である。
【図６】図１におけるカメラ制御部により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】測距点情報を用いた重み付けについて説明するための図である。
【図８】図１におけるカメラ制御部により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】被写体輝度と測光値の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラ（撮像装置）１の機械的構成を示す図である。
【００１８】
図１において、デジタルカメラ１にレンズユニット１５０は不図示のマウント機構を介し着脱可能に取り付けられる。マウント部には不図示の電気的接点部を有しており、デジタルカメラ１とレンズユニット１５０間で制御信号、状態信号、データ信号の通信や電源供給が可能となっている。
【００１９】
次に、被写体像からの撮像光束について説明する。この撮像光束は、撮像レンズ１５２及び絞り１５３を介してクイックリターンミラー１１０に導かれる。クイックリターンミラー１１０の中央部はハーフミラーになっており、該クイックリターンミラー１１０がダウンした際に一部の光束が透過する。
【００２０】
そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー１１０に設置されたサブミラー１１１によって、フィールドレンズ１１２、２次結像レンズ１１３、オートフォーカスセンサ１１４からなる公知の位相差方式焦点検出ユニットに導かれる。オートフォーカスセンサ１１４は複数の焦点検出位置を持っている。
【００２１】
一方、クイックリターンミラー１１０で反射された撮像光束は、焦点検出板（以下、「ピント板」という）１１５、ペンタプリズム１１６、接眼レンズ１１７を介して撮像者の目に至る。
【００２２】
なお、ピント板１１５はＣＭＯＳ等に代表される撮像素子１１８結像面と等価の結像面に配され、上記クイックリターンミラー１１０で反射された被写体像はピント板１１５で１次結像する。
【００２３】
また、上記接眼レンズ１１７の近傍に配置された測光回路１１９は、測光プリズム１２０、測光レンズ１２１によってピント板１１５に結像した被写体像を測光回路１１９のチップ上に２次結像させることで被写体像の輝度を検出している。
【００２４】
測光回路温度計１２２は測光回路の温度測定を行う。測定された温度に応じて、測光値或いは、測光値の低輝度限界値を補正する。すなわち、輝度限界値は、測光回路温度計１２２により測定された温度に応じて定まるようにしてもよい。
【００２５】
また、撮像者がレリーズボタン（不図示）を押すと、クイックリターンミラー１１０は撮像レンズ１５２の光路外に退避する。
【００２６】
一方、撮像レンズ１５２によって集光された撮像光束はフォーカルプレーンシャッタ１２３にてその光量制御がなされ、撮像素子１１８によって被写体像として光電変換処理された後、撮像済み画像として不図示の記録メディアに記録される。表示装置１２４は液晶装置等であり、撮像画像、各種撮像情報、設定情報等を表示する。
【００２７】
さらに、図１において、カメラ制御部１００は、デジタルカメラ１の全体制御、レンズ制御部１５１は、レンズユニット１５０の全体制御を行う。
【００２８】
また、姿勢検出部１２５がカメラ制御部１００に接続されており、デジタルカメラ１の姿勢（光学ファインダが撮影光軸の上に位置する姿勢か撮影光軸の横に位置する姿勢か）を検出する。
【００２９】
さらに、カメラ制御部１００には操作部材１２６が接続されており、撮像モードや設定情報或いは、前述のオートフォーカスセンサ１１４の複数の焦点検出位置から使用する焦点検出位置を選択するために用いられる。
【００３０】
また、レンズ制御部１５１には、撮像レンズ駆動制御部１５４が接続されている。この撮像レンズ駆動制御部１５４は、撮像レンズ１５２の駆動に関する制御を行う。
【００３１】
図２は、図１におけるデジタルカメラ１の電気的構成を示す図である。
【００３２】
図２において、デジタルカメラ１は、カメラ制御部１００、測光回路１１９、測光回路温度計１２２、姿勢検出部１２５、オートフォーカスセンサ１１４、クイックターンミラー１１０、及びフォーカルプレーンシャッタ１２３で構成される。
【００３３】
また、カメラ制御部１００は、測光制御部２０１、メモリー２０２、低輝度限界判別部２０３、露出演算部２０４、露出制御部２０６、及び焦点検出制御部２０５で構成される。
【００３４】
この構成において、撮像時はオートフォーカスセンサ１１４の出力に基づいて、カメラ制御部１００がレンズ制御部１５１に撮像レンズ１５２の駆動量を送信する。
【００３５】
レンズ制御部１５１は撮像レンズ駆動制御部１５４に撮像レンズを駆動させるための駆動量パルスを送る。撮像レンズ駆動制御部１５４は送られてきたパルスに応じてパルスモータを駆動させ、撮像レンズ１５２を合焦位置に駆動させることで自動焦点調節を行う。
【００３６】
撮像者によりレリーズボタンの半押しなど、撮像の準備動作がなされた場合、測光制御部２０１は測光回路１１９へ駆動信号を出力する。
【００３７】
測光回路１１９は、撮影画面を複数の測光領域に分割して測光領域ごとに測光し、それぞれの測光データを出力する。
【００３８】
測光回路１１９から出力された測光データはメモリー２０２に記憶される。メモリー２０２に記憶された測光データは、測光制御部２０１、低輝度限界判別部２０３、及び露出演算部２０４へ出力される。
【００３９】
低輝度限界判別部２０３は、測光回路１１９から読み出した測光領域毎における測光データが低輝度限界値以下か否かを、メモリー２０２に保持された閾値に基づいて判定する。
【００４０】
測光制御部２０１は、過渡的な測光データから測光値を予測する際の測光回路の蓄積および読み出しを行うタイミングを制御する機能も有する。
【００４１】
測光回路温度計１２２は低輝度限界判別部２０３、露出演算部２０４に接続されており、出力結果に応じて、メモリー２０２に記憶されている各測光領域の低輝度限界値及び測光データの補正を行う。
【００４２】
露出演算部２０４にはレンズ制御部１５１が接続されており、レンズユニット１５０の撮像レンズの焦点距離、開放絞り値、射出瞳位置、ケラレ情報などの露出演算に必要なレンズ情報を取得する。
【００４３】
また、露出演算部２０４には姿勢検出部１２５が接続されており、姿勢検出部１２５により検出された姿勢検出結果に応じて、露出演算部２０４が露出演算を行う。例えば、検出された姿勢に応じて、被写界領域の上方の測光領域の重み付けを被写界領域の下方の測光領域の重み付けよりも小さくする。
【００４４】
焦点検出制御部２０５はオートフォーカスセンサ１１４、及びレンズ制御部１５１が接続されており、オートフォーカスセンサ１１４で選択された焦点検出位置における出力に応じて、レンズ制御部１５１へレンズ駆動量を送信する。
【００４５】
また、焦点検出制御部２０５は選択された焦点検出位置、各焦点検出位置のデフォーカス情報等を露出演算部２０４へ出力する。また、焦点検出制御部２０５は、測光領域に含まれる範囲内の被写体像が合焦していることを検出することも可能である。
【００４６】
露出演算部２０４は各部より得られた情報から最適な露出を演算する。この露出制御部２０６はレリーズボタンが押されると露出演算部２０４により算出された適正な露出値に基づいてクイックリターンミラー１１０、フォーカルプレーンシャッタ１２３、及びレンズ制御部１５１を通じて絞り１５３を制御することで露光を制御する。
【００４７】
図３は、測光値例及び補正値を示す図であり、図３（ａ）は所定のレンズを装着し、均一輝度面を測光した場合の各測光領域の測光値例を示し、図３（ｂ）は各測光領域における補正値を示している。
【００４８】
図３では、測光回路１１９に含まれる測光センサにおける各測光領域の配置図を用いている。そして、この配置図によれば、一例として被写界を縦７分割、横９分割の６３分割した場合を示しているが、これに限るものではない。
【００４９】
また、配置図では、被写界領域３０１を縦にＡからＧの７分割、横にａからｉの９分割している。なお、図３（ａ）における測光値は数値が大きいほど明るいことを示している。また、測光値の取得方法は、測光出力を所定時間内に複数回取得し、複数回の測光値の変化量を利用して、適正と思われる測光値を算出して求めてもよい。すなわち、補正される測光値は、複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値であってもよい。この場合、複数の測光領域のうち、複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値が低輝度限界値以下の測光領域の測光値に対して補正を行うことになる。
【００５０】
図３（ａ）において、例えば、測光領域（Ｄ，ｈ）の測光値Ｓ（Ｄ，ｈ）＝１０である。また、被写界の中央（Ｄ，ｅ）の測光値Ｓ（Ｄ，ｅ）から同心円状に周辺部の測光値が暗くなっている。これは光学系の影響であり、装着するレンズや同一レンズであっても焦点距離の違いによって変化する。
【００５１】
均一輝度面を測光した場合に各測光領域の測光値に差がある場合、適正な露出演算が出来ない。従って、露出演算部２０４では、基準の輝度を測光した場合の基準輝度測光値と基準輝度を測光した各測光領域の測光値との差分を補正し、光学系のばらつき、測光回路の個体ばらつきがあっても適正な測光を可能としている。
【００５２】
例えば、図３（ａ）の被写体輝度を基準輝度Ｓｒｅｆとすると、測光領域（Ｄ，ｈ）の測光値は、その補正値Ｓ’（Ｄ，ｈ）としたとき、以下の式１で補正される。
Ｓ’（Ｄ，ｈ）＝Ｓｒｅｆ−Ｓ（Ｄ，ｈ）…（式１）
以下の説明では、Ｓｒｅｆ＝３０とする。この補正値Ｓ’（Ｄ，ｈ）を用いて、（Ｓ’＋測光値）を補正された測光値（補正測光値）とする。
【００５３】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の光学系における基準輝度Ｓｒｅｆに基づく補正値であって、各測光領域の低輝度限界値を示す図である。
【００５４】
具体的には、測光センサによる測光値が０となる輝度を示している。例えば、測光領域（Ａ，ａ）では、輝度値３０で測光値が０になることを示している。すなわち、輝度値３０以下の輝度値は、測光値が０になる。
【００５５】
この低輝度限界値を測光センサによる測光値に加えることで、補正された測光値とするので、低輝度限界値は補正値でもある。
【００５６】
そこで、図３（ｂ）において、例えば、測光領域（Ｄ，ｈ）の低輝度限界値Ｓ（Ｄ，ｈ）ｍｉｎ＝２０となっている。この場合、輝度値が２０未満の輝度の被写体を測光したときは、適正な測光値が得られない。
【００５７】
例えば、被写体輝度が理想的には測光値Ｓ（Ｄ，ｈ）＝１０であった場合、１０は２０未満であることから、測光センサによる測光値が０となる。従って、図３（ｂ）に示される補正値２０を加えて、補正された測光値は２０となり、適正な測光値である１０より明るい測光値となってしまう。
【００５８】
すなわち、低輝度限界値Ｓｍｉｎとは、それ以下の輝度を測光した場合に適正な測光値を得る事が出来ないという輝度の閾値である。
【００５９】
従って、図３（ｂ）において、測光領域（Ｄ，ｈ）の測光値Ｓ（Ｄ，ｈ）が中央部の測光値Ｓ（Ｄ，ｅ）と比較して明るい輝度でも適正な測光が出来ないという事を意味している。
【００６０】
なお、本実施例では簡略化の為、光学系のばらつきのみにて説明をしているが、実際には、同一の測光回路１１９の測光センサの各測光領域の低輝度限界値は異なる。
【００６１】
図４は、測光領域と被写体の対応、測光値、及び補正値を示す図である。具体的には、図４（ａ）は測光領域と被写体の対応を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）における各測光領域の補正された測光値を示している。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の測光回路による低輝度限界が無かった場合の理想的な各測光領域の測光値を示している。
【００６２】
図４（ｂ）において、図４（ｃ）の各測光領域の測光値との比較より、測光領域４０１以外の測光領域は低輝度限界以下の測光値であり、適正な測光値が得られていない。なお、測光領域４０１は、（（Ｃ，ｄ）、（Ｃ，ｅ）、（Ｃ，ｆ）、（Ｄ，ｄ）、（Ｄ，ｅ）、（Ｄ，ｆ）、（Ｅ，ｄ）、（Ｅ，ｅ）、（Ｅ，ｆ）、（Ｆ，ｄ）、（Ｆ，ｅ）、（Ｆ，ｆ））である。
【００６３】
例えば、測光領域（Ｃ，ｄ）の測光値Ｓ（Ｃ，ｄ）＝５で、理想値と一致しているが、測光領域（Ａ，ａ）の測光値Ｓ（Ａ，ａ）＝３０で理想値「２」とは一致しておらず、適正な測光値が得られていない。
【００６４】
図５は、各測光領域と測光値演算用の重み付け例の関係を示す図である。
【００６５】
図５において、図４（ｂ）の各測光領域の測光値と図３（ｂ）の低輝度限界値を比較し、低輝度限界値以下に対応する測光領域の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を１としている。また、低輝度限界値以下ではない適正な測光値が得られている測光領域４０１の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を１０としている。
【００６６】
露出演算部２０４では、下記式２に示されるように、各測光領域の補正値Ｓ’（ｘ，ｙ）と重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を乗算し、重み付け係数の総和で除算することで、露出値Ｘを算出する。
Ｘ＝Σ（Ｓ’（ｘ，ｙ）×Ｗ（ｘ，ｙ））／ΣＷ（ｘ，ｙ）…（式２）
（Σは、ｘ＝Ａ，Ｂ…Ｇ、ｙ＝ａ，ｂ…ｉでの和）
式２から算出された露出値Ｘに基づいて、露出制御部２０６は露出制御を行う。このように、低輝度限界以下ではない測光領域の重み付けを上げることで、適切な露出値を得ることができる。なお、重み付けを上げずに単純に加重平均を取ると、図４の場合、本来中央の被写体に輝度に合わせたいにも関わらず、（Ａ，a）など周辺の補正後の値に引っ張られて、低輝度限界以下ではない測光領域の重み付けを上げた加重平均よりも露出値は高い値となる。
【００６７】
図６は、図１におけるカメラ制御部１００により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００６８】
図６において、撮像指示により、測光制御部２０１は測光回路１１９を制御し、各測光領域の測光値Ｓを取得する（ステップＳ６０１）。
【００６９】
次いで、低輝度限界判別部２０３は取得した測光値Ｓと低輝度限界値をメモリー２０２から読み出し、各測光領域の測光値と低輝度限界値とを比較することで（ステップＳ６０２）、測光値が低輝度限界以下か否かを判別し、判別結果を露出演算部２０４へ出力する。
【００７０】
露出演算部２０４は各測光領域の測光値と低輝度限界判別結果から露出演算のための各測光領域の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ６０３）。このステップＳ６０３は、補正を行わない測光値に対する重み付け係数を補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、複数の測光値の重み付け演算を行う処理に対応する。
【００７１】
そして、露出演算部２０４は取得した各測光領域の測光値Ｓ（ｘ，ｙ）を補正することで（ステップＳ６０４）、補正値Ｓ’（ｘ，ｙ）を得る。このステップＳ６０４は、測光されることで得られた複数の測光値を、複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する処理に対応する。
【００７２】
次いで、露出演算部２０４は算出した各測光領域の測光値Ｓ’（ｘ，ｙ）と重み付け係数Ｗから、式２により露出値Ｘを算出する（ステップＳ６０５）。このステップＳ６０５は、重み付け演算の演算結果に基づいて露出値を決定する処理に対応する。そして、露出制御部２０６は算出された露出値Ｘに基づいて、露出制御を行い、シャッタ、レンズ駆動を行うことで撮像を実行し（ステップＳ６０６）、本処理を終了する。
【００７３】
この撮像処理により、被写体輝度が低輝度限界以下ではない測光領域の測光値の重み付けが低輝度限界以下の測光領域と比較して大きくなるので、適正な露出演算が可能となる。
【００７４】
なお、本実施の形態では重み付けの係数を１または１０としたが、これに限るものではない。係数の比率は変えてもよいし、測光領域毎に変えてもよい。低輝度限界以下の測光領域は演算から除外する様にしてもよい。
【００７５】
また、低輝度限界値か否かのみを重み付け係数の算出に用いなくてもよい。低輝度限界値の情報と合わせて、測光値の分布を用いて重み付けを決定してもよいし、被写界に対する測光領域の位置やデジタルカメラ１の姿勢を用いて重み付けを決定してもよい。
【００７６】
さらに、各測光領域の測光値の補正は光学系の補正のみとしているが、これに限るものではない。温度に応じて補正してもよいし、固定ではなくレンズ情報に応じて変更するようにしてもよい。
【００７７】
図６の撮像処理によれば、各々の測光領域における測光値の加重平均を算出するための重み係数を、補正されなかった測光値に対する重み係数を補正測光値に対する重み係数よりも大きくするように算出する。そして、算出された重み係数を用いた加重平均を用いて露出を制御するので、低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能となる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態として、測距点情報を用いた場合の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけるデジタルカメラの機械的及び電気的構成は第１の実施の形態と同じである。
【００７９】
図７は、測距点情報を用いた重み付けについて説明するための図であり、（ａ）はオートフォーカスセンサ１１４の焦点検出位置と各測光領域との位置関係を示した図であり、（ｂ）は重み付け係数例を示す図である。
【００８０】
図７（ａ）において、測距点７０１、７０２、７０３、７０４はオートフォーカスセンサ１１４によって、各々独立して焦点検出が可能な測距点である。これら測距点について、撮像者が任意に測距点７０１、７０２、７０３、７０４のいずれかを選択することができ、デジタルカメラ１が自動で選択することもできる。これらの測距点は、測光領域に含まれる範囲内の被写体像が合焦していることを検出するようになっている。
【００８１】
なお、焦点検出の方法に関しては本実施の形態とは直接関係無いので、具体的な方法は記載しないが、焦点検出方法、及び焦点検出情報について限定するものではない。
【００８２】
図７（ｂ）は焦点検出制御部２０５が、測距点７０３、及び７０５が合焦した判断した場合の測光領域の重み付け係数例である。合焦した測距点に対応する測光領域の重み付け係数Ｗ’を１０とし、隣接する測光領域の重み付け係数を５とする。
【００８３】
例えば、図７（ｂ）において、測距点７０３に対応する測光領域（Ｄ，ｅ）の重み付け係数Ｗ’ （Ｄ，ｅ）は１０である。また、隣接する測光領域（Ｃ，ｅ），（Ｄ，ｄ），（Ｄ，ｆ），（Ｅ，ｅ）の重み付け係数Ｗ’は５である。その他、測距点を含まない測光領域に対応する重み付け係数Ｗ’は１とする。このように、合焦していることが検出された被写体像を含む測光領域、及び当該測光領域の周辺の測光領域に対応する測光値に対する重み係数を、合焦していない場合と比較して大きくするように算出する。
【００８４】
露出演算部２０４では、式３に示されるように、各測光領域の補正値Ｓ’と低輝度限界の判別結果からの重み付け係数Ｗ及び焦点検出結果からの重み付け係数Ｗ’を乗算し、重み付け係数を乗算したものの総和で除算することで、露出値Ｘを算出する。
Ｘ＝Σ（Ｓ’（ｘ，ｙ）×Ｗ（ｘ，ｙ）×Ｗ’（ｘ，ｙ））／Σ（Ｗ（ｘ，ｙ）×Ｗ’ （ｘ，ｙ））…（式３）
（Σは、ｘ＝Ａ，Ｂ…Ｇ、ｙ＝ａ，ｂ…ｉでの和）
図８は、図１におけるカメラ制御部１００により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００８５】
図８において、撮像指示により、焦点検出制御部２０５はオートフォーカスセンサ１１４の各焦点検出より測距情報を取得し（ステップＳ８０１）、露出演算に必要な選択した測距点の情報を露出演算部２０４へ出力する。
【００８６】
次いで、露出演算部２０４は取得した測距点情報に基づき、露出演算のための各測光領域の重み付け係数Ｗ’を式３により算出する（ステップＳ８０２）。
【００８７】
測光制御部２０１は測光回路１１９を制御し、各測光領域の測光値Ｓを取得する（ステップＳ８０３）。次いで、低輝度限界判別部２０３は取得した測光値Ｓと低輝度限界値をメモリー２０２から読み出し、各測光領域の測光値と低輝度限界値とを比較することで（ステップＳ８０４）、測光値が低輝度限界以下か否かを判別し、判別結果を露出演算部２０４へ出力する。
【００８８】
露出演算部２０４は各測光領域の測光値と低輝度限界判別結果から露出演算のための各測光領域の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ８０５）。そして、露出演算部２０４は取得した各測光領域の測光値Ｓ（ｘ，ｙ）を補正することで（ステップＳ８０６）、補正値Ｓ’（ｘ，ｙ）を得る。
【００８９】
次いで、露出演算部２０４は算出した各測光領域の測光値Ｓ’（ｘ，ｙ）と重み付け係数Ｗ、及びＷ’から、式２により露出値Ｘを算出する（ステップＳ８０７）。そして、露出制御部２０６は算出された露出値Ｘに基づいて、露出制御を行い、シャッタ、レンズ駆動を行うことで撮像を実行し（ステップＳ８０８）、本処理を終了する。
【００９０】
この撮像処理により、測距点に対応した測光領域の重み付けを高くすると共に、被写体輝度が低輝度限界以下ではない測光領域の測光値の重み付けが低輝度限界以下の測光領域と比較して大きくなるので、適正な露出演算が可能となる。
【００９１】
なお、本実施の形態において、焦点検出制御部２０５は５点の独立した測距点を選択できる構成としたが、これに限るものではない。単一でもよいし、その他の測距点数でもよい。
【００９２】
また、重み付け係数はあくまでも説明のための例として設定しており、これに限るものではなく、重み付けの算出方法も本実施の形態に示す算出方法に限るものではない。
【００９３】
さらに、重み付け係数を、選択した測距点情報に応じて変更したが、これに限るものではなく、各測距点のデフォーカス情報などの選択していない測距点情報を使用してもよい。
【００９４】
以上、本発明の好ましい２つの実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００９５】
例えば、焦点検出手段の情報ではなく、測光モードや撮像モードや姿勢情報に基づいて重み付けを算出してもよいし、複数を組み合わせてもよい。
【００９６】
（他の実施の形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００９７】
１ デジタルカメラ
１００ カメラ制御部
１１４ オートフォーカスセンサ
１１８ 撮像素子
１１９ 測光回路
１２２ 測光回路温度計
１２５ 姿勢検出部
１５０ レンズユニット
２０１ 測光制御部
２０２ メモリー
２０３ 低輝度限界判別部
２０４ 露出演算部
２０５ 焦点検出制御部
２０６ 露出制御部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被写界を複数の測光領域に分割しそれぞれの測光領域毎の輝度を測定する測光センサを有し、分割した測光領域毎の測光値から撮像に適正な露出となるように自動露出制御を行う撮像装置が広く普及している。
【０００３】
例えば、複数の焦点検出領域を有する撮像装置において、焦点検出領域毎に各測光領域の重み付けを変化させることで、撮像に適正な露出を得る手段が開示されている（例えば、特許文献１）。
【０００４】
また、撮像装置においては、レンズなどの光学系の影響で、均一輝度面を測光しても周辺部の測光領域の測光値が暗くなる事が知られている。そこで、均一輝度面を測光した場合に同一の測光値になるように測光した値を補正する方法が周知されている。
【０００５】
また、近年では、撮像素子の感度向上や画像処理の高度化により、ＩＳＯ感度が数万といった高感度なデジタルカメラが登場しており、低輝度な被写体を撮像した場合でも適正な露出となる撮像装置が望まれている。
【０００６】
一方、一眼レフカメラ等の撮像装置においては、被写体の輝度を、フォトダイオードの光電流をダイオード等のＬＯＧ特性を利用して、被写体の輝度を、広ダイナミックレンジで測光する測光センサが広く利用されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平３−２２３８２５号公報
【特許文献２】特開２００５−０７７９３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献２に記載されているようなフォトダイオードの光電流を利用した測光回路においては、フォトダイオードの漏れ電流が光電流との比率が大きくなる低輝度時には正確な測光が出来なくなる低輝度限界が存在する。
【０００９】
図９は被写体輝度と測光値の関係を示した図である。図９において、実線９０１はある測光回路の被写体輝度と測光値の関係を示し、破線９０２は理想的な被写体輝度と測光値の関係を示し、破線９０２は被写体輝度と測光値が線形の関係を示している。
【００１０】
図９において、実線９０１の線形性が保たれていない境界を示す測光値９０３が低輝度限界値である。低輝度限界値は、製造ばらつきにより、個体毎に異なり、同一測光センサの測光領域毎にも異なり、低輝度限界以下の被写体輝度を測光すると適正よりも明るい測光値となってしまう。
【００１１】
特許文献１に開示された従来技術を用いた場合、選択された焦点検出領域に対応する測光領域が低輝度限界以下の被写体輝度であれば選択された焦点検出領域に対応する測光領域の重み付けを大きくすると適正露出よりも暗くなってしまう。
【００１２】
本発明の目的は、低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するために、請求項１の撮像装置は、撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段と、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正手段と、前記補正手段により補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正手段により補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能な撮像装置及びその制御方法、並びにプログラムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施の形態に係るデジタルカメラの機械的構成を示す図である。
【図２】図１におけるデジタルカメラの電気的構成を示す図である。
【図３】測光値例及び補正値を示す図である。
【図４】測光領域と被写体の対応、測光値、及び補正値を示す図である。
【図５】各測光領域と測光値演算用の重み付け例の関係を示す図である。
【図６】図１におけるカメラ制御部により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】測距点情報を用いた重み付けについて説明するための図である。
【図８】図１におけるカメラ制御部により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】被写体輝度と測光値の関係を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳述する。
【００１７】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の実施の形態に係るデジタルカメラ（撮像装置）１の機械的構成を示す図である。
【００１８】
図１において、デジタルカメラ１にレンズユニット１５０は不図示のマウント機構を介し着脱可能に取り付けられる。マウント部には不図示の電気的接点部を有しており、デジタルカメラ１とレンズユニット１５０間で制御信号、状態信号、データ信号の通信や電源供給が可能となっている。
【００１９】
次に、被写体像からの撮像光束について説明する。この撮像光束は、撮像レンズ１５２及び絞り１５３を介してクイックリターンミラー１１０に導かれる。クイックリターンミラー１１０の中央部はハーフミラーになっており、該クイックリターンミラー１１０がダウンした際に一部の光束が透過する。
【００２０】
そして、この透過した光束は、クイックリターンミラー１１０に設置されたサブミラー１１１によって、フィールドレンズ１１２、２次結像レンズ１１３、オートフォーカスセンサ１１４からなる公知の位相差方式焦点検出ユニットに導かれる。オートフォーカスセンサ１１４は複数の焦点検出位置を持っている。
【００２１】
一方、クイックリターンミラー１１０で反射された撮像光束は、焦点検出板（以下、「ピント板」という）１１５、ペンタプリズム１１６、接眼レンズ１１７を介して撮像者の目に至る。
【００２２】
なお、ピント板１１５はＣＭＯＳ等に代表される撮像素子１１８結像面と等価の結像面に配され、上記クイックリターンミラー１１０で反射された被写体像はピント板１１５で１次結像する。
【００２３】
また、上記接眼レンズ１１７の近傍に配置された測光回路１１９は、測光プリズム１２０、測光レンズ１２１によってピント板１１５に結像した被写体像を測光回路１１９のチップ上に２次結像させることで被写体像の輝度を検出している。
【００２４】
測光回路温度計１２２は測光回路の温度測定を行う。測定された温度に応じて、測光値或いは、測光値の低輝度限界値を補正する。すなわち、輝度限界値は、測光回路温度計１２２により測定された温度に応じて定まるようにしてもよい。
【００２５】
また、撮像者がレリーズボタン（不図示）を押すと、クイックリターンミラー１１０は撮像レンズ１５２の光路外に退避する。
【００２６】
一方、撮像レンズ１５２によって集光された撮像光束はフォーカルプレーンシャッタ１２３にてその光量制御がなされ、撮像素子１１８によって被写体像として光電変換処理された後、撮像済み画像として不図示の記録メディアに記録される。表示装置１２４は液晶装置等であり、撮像画像、各種撮像情報、設定情報等を表示する。
【００２７】
さらに、図１において、カメラ制御部１００は、デジタルカメラ１の全体制御、レンズ制御部１５１は、レンズユニット１５０の全体制御を行う。
【００２８】
また、姿勢検出部１２５がカメラ制御部１００に接続されており、デジタルカメラ１の姿勢（光学ファインダが撮影光軸の上に位置する姿勢か撮影光軸の横に位置する姿勢か）を検出する。
【００２９】
さらに、カメラ制御部１００には操作部材１２６が接続されており、撮像モードや設定情報或いは、前述のオートフォーカスセンサ１１４の複数の焦点検出位置から使用する焦点検出位置を選択するために用いられる。
【００３０】
また、レンズ制御部１５１には、撮像レンズ駆動制御部１５４が接続されている。この撮像レンズ駆動制御部１５４は、撮像レンズ１５２の駆動に関する制御を行う。
【００３１】
図２は、図１におけるデジタルカメラ１の電気的構成を示す図である。
【００３２】
図２において、デジタルカメラ１は、カメラ制御部１００、測光回路１１９、測光回路温度計１２２、姿勢検出部１２５、オートフォーカスセンサ１１４、クイックターンミラー１１０、及びフォーカルプレーンシャッタ１２３で構成される。
【００３３】
また、カメラ制御部１００は、測光制御部２０１、メモリー２０２、低輝度限界判別部２０３、露出演算部２０４、露出制御部２０６、及び焦点検出制御部２０５で構成される。
【００３４】
この構成において、撮像時はオートフォーカスセンサ１１４の出力に基づいて、カメラ制御部１００がレンズ制御部１５１に撮像レンズ１５２の駆動量を送信する。
【００３５】
レンズ制御部１５１は撮像レンズ駆動制御部１５４に撮像レンズを駆動させるための駆動量パルスを送る。撮像レンズ駆動制御部１５４は送られてきたパルスに応じてパルスモータを駆動させ、撮像レンズ１５２を合焦位置に駆動させることで自動焦点調節を行う。
【００３６】
撮像者によりレリーズボタンの半押しなど、撮像の準備動作がなされた場合、測光制御部２０１は測光回路１１９へ駆動信号を出力する。
【００３７】
測光回路１１９は、撮影画面を複数の測光領域に分割して測光領域ごとに測光し、それぞれの測光データを出力する。
【００３８】
測光回路１１９から出力された測光データはメモリー２０２に記憶される。メモリー２０２に記憶された測光データは、測光制御部２０１、低輝度限界判別部２０３、及び露出演算部２０４へ出力される。
【００３９】
低輝度限界判別部２０３は、測光回路１１９から読み出した測光領域毎における測光データが低輝度限界値以下か否かを、メモリー２０２に保持された閾値に基づいて判定する。
【００４０】
測光制御部２０１は、過渡的な測光データから測光値を予測する際の測光回路の蓄積および読み出しを行うタイミングを制御する機能も有する。
【００４１】
測光回路温度計１２２は低輝度限界判別部２０３、露出演算部２０４に接続されており、出力結果に応じて、メモリー２０２に記憶されている各測光領域の低輝度限界値及び測光データの補正を行う。
【００４２】
露出演算部２０４にはレンズ制御部１５１が接続されており、レンズユニット１５０の撮像レンズの焦点距離、開放絞り値、射出瞳位置、ケラレ情報などの露出演算に必要なレンズ情報を取得する。
【００４３】
また、露出演算部２０４には姿勢検出部１２５が接続されており、姿勢検出部１２５により検出された姿勢検出結果に応じて、露出演算部２０４が露出演算を行う。例えば、検出された姿勢に応じて、被写界領域の上方の測光領域の重み付けを被写界領域の下方の測光領域の重み付けよりも小さくする。
【００４４】
焦点検出制御部２０５はオートフォーカスセンサ１１４、及びレンズ制御部１５１が接続されており、オートフォーカスセンサ１１４で選択された焦点検出位置における出力に応じて、レンズ制御部１５１へレンズ駆動量を送信する。
【００４５】
また、焦点検出制御部２０５は選択された焦点検出位置、各焦点検出位置のデフォーカス情報等を露出演算部２０４へ出力する。また、焦点検出制御部２０５は、測光領域に含まれる範囲内の被写体像が合焦していることを検出することも可能である。
【００４６】
露出演算部２０４は各部より得られた情報から最適な露出を演算する。この露出制御部２０６はレリーズボタンが押されると露出演算部２０４により算出された適正な露出値に基づいてクイックリターンミラー１１０、フォーカルプレーンシャッタ１２３、及びレンズ制御部１５１を通じて絞り１５３を制御することで露光を制御する。
【００４７】
図３は、測光値例及び補正値を示す図であり、図３（ａ）は所定のレンズを装着し、均一輝度面を測光した場合の各測光領域の測光値例を示し、図３（ｂ）は各測光領域における補正値を示している。
【００４８】
図３では、測光回路１１９に含まれる測光センサにおける各測光領域の配置図を用いている。そして、この配置図によれば、一例として被写界を縦７分割、横９分割の６３分割した場合を示しているが、これに限るものではない。
【００４９】
また、配置図では、被写界領域３０１を縦にＡからＧの７分割、横にａからｉの９分割している。なお、図３（ａ）における測光値は数値が大きいほど明るいことを示している。また、測光値の取得方法は、測光出力を所定時間内に複数回取得し、複数回の測光値の変化量を利用して、適正と思われる測光値を算出して求めてもよい。すなわち、補正される測光値は、複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値であってもよい。この場合、複数の測光領域のうち、複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値が低輝度限界値以下の測光領域の測光値に対して補正を行うことになる。
【００５０】
図３（ａ）において、例えば、測光領域（Ｄ，ｈ）の測光値Ｓ（Ｄ，ｈ）＝１０である。また、被写界の中央（Ｄ，ｅ）の測光値Ｓ（Ｄ，ｅ）から同心円状に周辺部の測光値が暗くなっている。これは光学系の影響であり、装着するレンズや同一レンズであっても焦点距離の違いによって変化する。
【００５１】
均一輝度面を測光した場合に各測光領域の測光値に差がある場合、適正な露出演算が出来ない。従って、露出演算部２０４では、基準の輝度を測光した場合の基準輝度測光値と基準輝度を測光した各測光領域の測光値との差分を補正し、光学系のばらつき、測光回路の個体ばらつきがあっても適正な測光を可能としている。
【００５２】
例えば、図３（ａ）の被写体輝度を基準輝度Ｓｒｅｆとすると、測光領域（Ｄ，ｈ）の測光値は、その補正値Ｓ’（Ｄ，ｈ）としたとき、以下の式１で補正される。
Ｓ’（Ｄ，ｈ）＝Ｓｒｅｆ−Ｓ（Ｄ，ｈ）…（式１）
以下の説明では、Ｓｒｅｆ＝３０とする。この補正値Ｓ’（Ｄ，ｈ）を用いて、（Ｓ’＋測光値）を補正された測光値（補正測光値）とする。
【００５３】
図３（ｂ）は、図３（ａ）の光学系における基準輝度Ｓｒｅｆに基づく補正値であって、各測光領域の低輝度限界値を示す図である。
【００５４】
具体的には、測光センサによる測光値が０となる輝度を示している。例えば、測光領域（Ａ，ａ）では、輝度値３０で測光値が０になることを示している。すなわち、輝度値３０以下の輝度値は、測光値が０になる。
【００５５】
この低輝度限界値を測光センサによる測光値に加えることで、補正された測光値とするので、低輝度限界値は補正値でもある。
【００５６】
そこで、図３（ｂ）において、例えば、測光領域（Ｄ，ｈ）の低輝度限界値Ｓ（Ｄ，ｈ）ｍｉｎ＝２０となっている。この場合、輝度値が２０未満の輝度の被写体を測光したときは、適正な測光値が得られない。
【００５７】
例えば、被写体輝度が理想的には測光値Ｓ（Ｄ，ｈ）＝１０であった場合、１０は２０未満であることから、測光センサによる測光値が０となる。従って、図３（ｂ）に示される補正値２０を加えて、補正された測光値は２０となり、適正な測光値である１０より明るい測光値となってしまう。
【００５８】
すなわち、低輝度限界値Ｓｍｉｎとは、それ以下の輝度を測光した場合に適正な測光値を得る事が出来ないという輝度の閾値である。
【００５９】
従って、図３（ｂ）において、測光領域（Ｄ，ｈ）の測光値Ｓ（Ｄ，ｈ）が中央部の測光値Ｓ（Ｄ，ｅ）と比較して明るい輝度でも適正な測光が出来ないという事を意味している。
【００６０】
なお、本実施例では簡略化の為、光学系のばらつきのみにて説明をしているが、実際には、同一の測光回路１１９の測光センサの各測光領域の低輝度限界値は異なる。
【００６１】
図４は、測光領域と被写体の対応、測光値、及び補正値を示す図である。具体的には、図４（ａ）は測光領域と被写体の対応を示す図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）における各測光領域の補正された測光値を示している。図４（ｃ）は、図４（ｂ）の測光回路による低輝度限界が無かった場合の理想的な各測光領域の測光値を示している。
【００６２】
図４（ｂ）において、図４（ｃ）の各測光領域の測光値との比較より、測光領域４０１以外の測光領域は低輝度限界以下の測光値であり、適正な測光値が得られていない。なお、測光領域４０１は、（（Ｃ，ｄ）、（Ｃ，ｅ）、（Ｃ，ｆ）、（Ｄ，ｄ）、（Ｄ，ｅ）、（Ｄ，ｆ）、（Ｅ，ｄ）、（Ｅ，ｅ）、（Ｅ，ｆ）、（Ｆ，ｄ）、（Ｆ，ｅ）、（Ｆ，ｆ））である。
【００６３】
例えば、測光領域（Ｃ，ｄ）の測光値Ｓ（Ｃ，ｄ）＝５で、理想値と一致しているが、測光領域（Ａ，ａ）の測光値Ｓ（Ａ，ａ）＝３０で理想値「２」とは一致しておらず、適正な測光値が得られていない。
【００６４】
図５は、各測光領域と測光値演算用の重み付け例の関係を示す図である。
【００６５】
図５において、図４（ｂ）の各測光領域の測光値と図３（ｂ）の低輝度限界値を比較し、低輝度限界値以下に対応する測光領域の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を１としている。また、低輝度限界値以下ではない適正な測光値が得られている測光領域４０１の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を１０としている。
【００６６】
露出演算部２０４では、下記式２に示されるように、各測光領域の補正値Ｓ’（ｘ，ｙ）と重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を乗算し、重み付け係数の総和で除算することで、露出値Ｘを算出する。
Ｘ＝Σ（Ｓ’（ｘ，ｙ）×Ｗ（ｘ，ｙ））／ΣＷ（ｘ，ｙ）…（式２）
（Σは、ｘ＝Ａ，Ｂ…Ｇ、ｙ＝ａ，ｂ…ｉでの和）
式２から算出された露出値Ｘに基づいて、露出制御部２０６は露出制御を行う。このように、低輝度限界以下ではない測光領域の重み付けを上げることで、適切な露出値を得ることができる。なお、重み付けを上げずに単純に加重平均を取ると、図４の場合、本来中央の被写体に輝度に合わせたいにも関わらず、（Ａ，a）など周辺の補正後の値に引っ張られて、低輝度限界以下ではない測光領域の重み付けを上げた加重平均よりも露出値は高い値となる。
【００６７】
図６は、図１におけるカメラ制御部１００により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００６８】
図６において、撮像指示により、測光制御部２０１は測光回路１１９を制御し、各測光領域の測光値Ｓを取得する（ステップＳ６０１）。
【００６９】
次いで、低輝度限界判別部２０３は取得した測光値Ｓと低輝度限界値をメモリー２０２から読み出し、各測光領域の測光値と低輝度限界値とを比較することで（ステップＳ６０２）、測光値が低輝度限界以下か否かを判別し、判別結果を露出演算部２０４へ出力する。
【００７０】
露出演算部２０４は各測光領域の測光値と低輝度限界判別結果から露出演算のための各測光領域の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ６０３）。このステップＳ６０３は、補正を行わない測光値に対する重み付け係数を補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、複数の測光値の重み付け演算を行う処理に対応する。
【００７１】
そして、露出演算部２０４は取得した各測光領域の測光値Ｓ（ｘ，ｙ）を補正することで（ステップＳ６０４）、補正値Ｓ’（ｘ，ｙ）を得る。このステップＳ６０４は、測光されることで得られた複数の測光値を、複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する処理に対応する。
【００７２】
次いで、露出演算部２０４は算出した各測光領域の測光値Ｓ’（ｘ，ｙ）と重み付け係数Ｗから、式２により露出値Ｘを算出する（ステップＳ６０５）。このステップＳ６０５は、重み付け演算の演算結果に基づいて露出値を決定する処理に対応する。そして、露出制御部２０６は算出された露出値Ｘに基づいて、露出制御を行い、シャッタ、レンズ駆動を行うことで撮像を実行し（ステップＳ６０６）、本処理を終了する。
【００７３】
この撮像処理により、被写体輝度が低輝度限界以下ではない測光領域の測光値の重み付けが低輝度限界以下の測光領域と比較して大きくなるので、適正な露出演算が可能となる。
【００７４】
なお、本実施の形態では重み付けの係数を１または１０としたが、これに限るものではない。係数の比率は変えてもよいし、測光領域毎に変えてもよい。低輝度限界以下の測光領域は演算から除外する様にしてもよい。
【００７５】
また、低輝度限界値か否かのみを重み付け係数の算出に用いなくてもよい。低輝度限界値の情報と合わせて、測光値の分布を用いて重み付けを決定してもよいし、被写界に対する測光領域の位置やデジタルカメラ１の姿勢を用いて重み付けを決定してもよい。
【００７６】
さらに、各測光領域の測光値の補正は光学系の補正のみとしているが、これに限るものではない。温度に応じて補正してもよいし、固定ではなくレンズ情報に応じて変更するようにしてもよい。
【００７７】
図６の撮像処理によれば、各々の測光領域における測光値の加重平均を算出するための重み係数を、補正されなかった測光値に対する重み係数を補正測光値に対する重み係数よりも大きくするように算出する。そして、算出された重み係数を用いた加重平均を用いて露出を制御するので、低輝度限界以下の被写体輝度となる測光領域が存在する場合でも適正な露出となるように制御可能となる。
【００７８】
［第２の実施の形態］
以下、本発明の第２の実施の形態として、測距点情報を用いた場合の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態におけるデジタルカメラの機械的及び電気的構成は第１の実施の形態と同じである。
【００７９】
図７は、測距点情報を用いた重み付けについて説明するための図であり、（ａ）はオートフォーカスセンサ１１４の焦点検出位置と各測光領域との位置関係を示した図であり、（ｂ）は重み付け係数例を示す図である。
【００８０】
図７（ａ）において、測距点７０１、７０２、７０３、７０４はオートフォーカスセンサ１１４によって、各々独立して焦点検出が可能な測距点である。これら測距点について、撮像者が任意に測距点７０１、７０２、７０３、７０４のいずれかを選択することができ、デジタルカメラ１が自動で選択することもできる。これらの測距点は、測光領域に含まれる範囲内の被写体像が合焦していることを検出するようになっている。
【００８１】
なお、焦点検出の方法に関しては本実施の形態とは直接関係無いので、具体的な方法は記載しないが、焦点検出方法、及び焦点検出情報について限定するものではない。
【００８２】
図７（ｂ）は焦点検出制御部２０５が、測距点７０３、及び７０５が合焦した判断した場合の測光領域の重み付け係数例である。合焦した測距点に対応する測光領域の重み付け係数Ｗ’を１０とし、隣接する測光領域の重み付け係数を５とする。
【００８３】
例えば、図７（ｂ）において、測距点７０３に対応する測光領域（Ｄ，ｅ）の重み付け係数Ｗ’ （Ｄ，ｅ）は１０である。また、隣接する測光領域（Ｃ，ｅ），（Ｄ，ｄ），（Ｄ，ｆ），（Ｅ，ｅ）の重み付け係数Ｗ’は５である。その他、測距点を含まない測光領域に対応する重み付け係数Ｗ’は１とする。このように、合焦していることが検出された被写体像を含む測光領域、及び当該測光領域の周辺の測光領域に対応する測光値に対する重み係数を、合焦していない場合と比較して大きくするように算出する。
【００８４】
露出演算部２０４では、式３に示されるように、各測光領域の補正値Ｓ’と低輝度限界の判別結果からの重み付け係数Ｗ及び焦点検出結果からの重み付け係数Ｗ’を乗算し、重み付け係数を乗算したものの総和で除算することで、露出値Ｘを算出する。
Ｘ＝Σ（Ｓ’（ｘ，ｙ）×Ｗ（ｘ，ｙ）×Ｗ’（ｘ，ｙ））／Σ（Ｗ（ｘ，ｙ）×Ｗ’ （ｘ，ｙ））…（式３）
（Σは、ｘ＝Ａ，Ｂ…Ｇ、ｙ＝ａ，ｂ…ｉでの和）
図８は、図１におけるカメラ制御部１００により実行される撮像処理の手順を示すフローチャートである。
【００８５】
図８において、撮像指示により、焦点検出制御部２０５はオートフォーカスセンサ１１４の各焦点検出より測距情報を取得し（ステップＳ８０１）、露出演算に必要な選択した測距点の情報を露出演算部２０４へ出力する。
【００８６】
次いで、露出演算部２０４は取得した測距点情報に基づき、露出演算のための各測光領域の重み付け係数Ｗ’を式３により算出する（ステップＳ８０２）。
【００８７】
測光制御部２０１は測光回路１１９を制御し、各測光領域の測光値Ｓを取得する（ステップＳ８０３）。次いで、低輝度限界判別部２０３は取得した測光値Ｓと低輝度限界値をメモリー２０２から読み出し、各測光領域の測光値と低輝度限界値とを比較することで（ステップＳ８０４）、測光値が低輝度限界以下か否かを判別し、判別結果を露出演算部２０４へ出力する。
【００８８】
露出演算部２０４は各測光領域の測光値と低輝度限界判別結果から露出演算のための各測光領域の重み付け係数Ｗ（ｘ，ｙ）を算出する（ステップＳ８０５）。そして、露出演算部２０４は取得した各測光領域の測光値Ｓ（ｘ，ｙ）を補正することで（ステップＳ８０６）、補正値Ｓ’（ｘ，ｙ）を得る。
【００８９】
次いで、露出演算部２０４は算出した各測光領域の測光値Ｓ’（ｘ，ｙ）と重み付け係数Ｗ、及びＷ’から、式２により露出値Ｘを算出する（ステップＳ８０７）。そして、露出制御部２０６は算出された露出値Ｘに基づいて、露出制御を行い、シャッタ、レンズ駆動を行うことで撮像を実行し（ステップＳ８０８）、本処理を終了する。
【００９０】
この撮像処理により、測距点に対応した測光領域の重み付けを高くすると共に、被写体輝度が低輝度限界以下ではない測光領域の測光値の重み付けが低輝度限界以下の測光領域と比較して大きくなるので、適正な露出演算が可能となる。
【００９１】
なお、本実施の形態において、焦点検出制御部２０５は５点の独立した測距点を選択できる構成としたが、これに限るものではない。単一でもよいし、その他の測距点数でもよい。
【００９２】
また、重み付け係数はあくまでも説明のための例として設定しており、これに限るものではなく、重み付けの算出方法も本実施の形態に示す算出方法に限るものではない。
【００９３】
さらに、重み付け係数を、選択した測距点情報に応じて変更したが、これに限るものではなく、各測距点のデフォーカス情報などの選択していない測距点情報を使用してもよい。
【００９４】
以上、本発明の好ましい２つの実施の形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【００９５】
例えば、焦点検出手段の情報ではなく、測光モードや撮像モードや姿勢情報に基づいて重み付けを算出してもよいし、複数を組み合わせてもよい。
【００９６】
（他の実施の形態）
本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムコードを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【符号の説明】
【００９７】
１ デジタルカメラ
１００ カメラ制御部
１１４ オートフォーカスセンサ
１１８ 撮像素子
１１９ 測光回路
１２２ 測光回路温度計
１２５ 姿勢検出部
１５０ レンズユニット
２０１ 測光制御部
２０２ メモリー
２０３ 低輝度限界判別部
２０４ 露出演算部
２０５ 焦点検出制御部
２０６ 露出制御部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段と、
前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正手段と、
前記補正手段により補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正手段により補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段により補正される測光値は、前記測光手段により複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記複数の測光領域のうち、前記測光手段により複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値が前記輝度限界値以下の測光領域の測光値に対して補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記測光手段の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記輝度限界値は、前記温度測定手段により測定された温度に応じて定まることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正ステップにより補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定ステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段を備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正ステップにより補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定ステップと
を備えたことを特徴とするプログラム。
【請求項１】
撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段と、
前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正手段と、
前記補正手段により補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正手段により補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定手段と
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段により補正される測光値は、前記測光手段により複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記複数の測光領域のうち、前記測光手段により複数回の測光を行い得られた複数の測光値の変化量から定められた測光値が前記輝度限界値以下の測光領域の測光値に対して補正を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記測光手段の温度を測定する温度測定手段をさらに備え、
前記輝度限界値は、前記温度測定手段により測定された温度に応じて定まることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正ステップにより補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定ステップと
を備えたことを特徴とする制御方法。
【請求項６】
撮影画面を分割した複数の測光領域ごとに測光を行う測光手段を備えた撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
前記制御方法は、
前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値を、前記複数の測光領域ごとの測光可能な輝度限界値に応じて補正する補正ステップと、
前記補正ステップにより補正を行わない測光値に対する重み付け係数を前記補正ステップにより補正を行う測光値に対する重み付け係数よりも大きくして、前記測光手段により測光されることで得られた複数の測光値の重み付け演算を行い、演算結果に基づいて露出値を決定する決定ステップと
を備えたことを特徴とするプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１１３９６７（Ｐ２０１３−１１３９６７Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５８７７０（Ｐ２０１１−２５８７７０）
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２８日（２０１１．１１．２８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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