特許 7418986 撮像装置および撮像装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-01-12

(45)【発行日】2024-01-22

(54)【発明の名称】撮像装置および撮像装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 25/57 20230101AFI20240115BHJP

   H04N 25/76 20230101ALI20240115BHJP

【ＦＩ】

H04N25/57

H04N25/76

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019137960

(22)【出願日】2019-07-26

(65)【公開番号】P2021022819

(43)【公開日】2021-02-18

【審査請求日】2022-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100090273

【弁理士】

【氏名又は名称】國分 孝悦

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 靖浩

【審査官】三沢 岳志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－３０３０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０５８８８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２９６４２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－３１１４２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２２０５８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－２４２３９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１２９３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－２０４６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】中国特許出願公開第１０２８２１２４７（ＣＮ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２５／５７

Ｈ０４Ｎ ２３／７６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学像を画像信号に変換する光電変換手段と、
露出センサにより出力される、前記画像信号とは異なる輝度に基づいて、適正露出を示す露出値を取得する取得手段と、
前記取得された露出値に基づいて、第１の増幅率と第２の増幅率を設定する増幅率制御手段と、
前記画像信号を前記第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、
前記画像信号を前記第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段と
を有し、
前記増幅率制御手段は、前記光学像を第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を第２の測光モードで測光した露出値が異なる場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が異なるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定し、
前記増幅率制御手段は、前記光学像を前記第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を前記第２の測光モードで測光した露出値が同じ場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が同じになるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記第１の増幅手段により増幅された画像信号をアナログからデジタルに変換する第１のアナログデジタル変換手段と、
前記第２の増幅手段により増幅された画像信号をアナログからデジタルに変換する第２のアナログデジタル変換手段とをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記第１のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号と前記第２のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号を合成する合成手段をさらに有することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記増幅率制御手段は、第１の場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が異なるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定し、第２の場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が同じになるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項5】

前記増幅率制御手段は、第１の場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が異なるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定し、第２の場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が同じになるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定し、
前記合成手段は、前記第１の場合には、前記第１のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号と前記第２のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号を合成し、前記第２の場合には、前記第１のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号と前記第２のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号を平均化することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記取得手段は、前記露出センサにより出力される前記輝度に基づいて適正露出を示す露出値を取得し、前記光電変換手段により変換された画像信号に基づいて露出値を取得することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記合成手段は、
前記光学像を第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を第２の測光モードで測光した露出値が異なる場合には、前記第１のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号と前記第２のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号を合成し、
前記光学像を前記第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を前記第２の測光モードで測光した露出値が同じ場合には、前記第１のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号と前記第２のアナログデジタル変換手段により変換されたデジタルの画像信号を平均化することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記取得手段は、前記露出センサにより検出された輝度を基に、前記第１の測光モードで測光した露出値を取得し、前記光電変換手段により変換された画像信号を基に、前記第２の測光モードで測光した露出値を取得することを特徴とする請求項１～７のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項9】

前記増幅率制御手段は、前記光学像を第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を第２の測光モードで測光した露出値が異なる場合には、前記第１の測光モードで測光した露出値と前記第２の測光モードで測光した露出値との差を基に、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が異なるように設定することを特徴とする請求項１～８のいずれか１項に記載の撮像装置。

【請求項10】

光学像を画像信号に変換する光電変換ステップと、
露出センサにより出力される、前記画像信号とは異なる輝度に基づいて、適正露出を示す露出値を取得する取得ステップと、
前記取得された露出値に基づいて、第１の増幅率と第２の増幅率を設定する増幅率制御ステップと、
前記画像信号を前記第１の増幅率で増幅し、前記画像信号を前記第２の増幅率で増幅する増幅ステップと
を有し、
前記増幅率制御ステップにおいて、前記光学像を第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を第２の測光モードで測光した露出値が異なる場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が異なるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定し、
前記増幅率制御ステップにおいて、前記光学像を前記第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を前記第２の測光モードで測光した露出値が同じ場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が同じになるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定することを特徴とする撮像装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置および撮像装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

撮像装置は、Ｓ／Ｎ比の改善が重要である。一般的な撮像装置は、１つの光電変換素子に対して１つの増幅回路を有し、光電変換素子で生じた電気信号の増幅を行う。これに対し、Ｓ／Ｎ比の改善のため、光電変換素子で生じた電気信号を２つの増幅回路により増幅する撮像装置が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２参照)。このような撮像装置は、輝度に応じて、増幅した２つの電気信号を選択し、１枚の画像を生成することで、Ｓ／Ｎ比を改善することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１２９３９７号公報

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０１７７２２５号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１および特許文献２は、電気信号の増幅率が撮影前に予め設定されている。そのため、例えば、屋外撮影のように、シーンの輝度分布が目まぐるしく変化する場合、特許文献１および特許文献２は、予め設定した増幅率を用いると、Ｓ／Ｎ比の改善効果が一部の輝度範囲に留まり、十分な効果が得られないという課題がある。

【0005】

本発明の目的は、十分なＳ／Ｎ比の改善効果を得ることができるようにすることである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の一観点によれば、撮像装置は、光学像を画像信号に変換する光電変換手段と、露出センサにより出力される、前記画像信号とは異なる輝度に基づいて、適正露出を示す露出値を取得する取得手段と、前記取得された露出値に基づいて、第１の増幅率と第２の増幅率を設定する増幅率制御手段と、前記画像信号を前記第１の増幅率で増幅する第１の増幅手段と、前記画像信号を前記第２の増幅率で増幅する第２の増幅手段とを有し、前記増幅率制御手段は、前記光学像を第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を第２の測光モードで測光した露出値が異なる場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が異なるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定し、前記増幅率制御手段は、前記光学像を前記第１の測光モードで測光した露出値と前記光学像を前記第２の測光モードで測光した露出値が同じ場合には、前記第１の増幅率と前記第２の増幅率が同じになるように前記第１の増幅率と前記第２の増幅率を設定する。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、十分なＳ／Ｎ比の改善効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】第１の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。

【図2】第１の実施形態による撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。

【図3】第２の実施形態による撮像装置の構成例を示す図である。

【図4】第２の実施形態による撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。

【図5】重みを示す図である。

【図6】増幅率決定方法を示すフローチャートである。

【図7】テーブルを示す図である。

【図8】他のテーブルを示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付の図面を参照して、本発明を好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態において示す構成は一例にすぎず、本発明は図示された構成に必ずしも限定されるものではない。

【0010】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態による撮像装置１２０の構成例を示す図である。撮像装置１２０は、撮像部１００と、デジタル信号処理回路１０７と、記録回路１１２と、記録媒体１１３と、撮像制御部１１４と、増幅率制御回路１１５と、ＲＡＭ１１６と、システム制御部１１７と、ＲＯＭ１１８と、操作部１１９を有する。

【0011】

撮像部１００は、光学系１０１と、光電変換素子１０２と、フローティングディフュージョン（ＦＤ）１０３と、アナログ信号処理回路１０６とを有する。アナログ信号処理回路１０６は、プログラマブルゲインアンプ（ＰＧＡ）１０４ａ，１０４ｂと、アナログデジタル変換回路（ＡＤ変換回路）１０５ａ，１０５ｂとを有する。デジタル信号処理回路１０７は、画像処理回路１０８と、増幅率決定回路１１０とを有する。

【0012】

撮像部１００は、被写体の光学像を画像に変換する。光学系１０１は、レンズおよび絞りを含む。光電変換素子１０２は、被写体の光学像を電荷に変換する。ＦＤ１０３は、光電変換素子１０２により変換された電荷を電圧に変換する。光電変換素子１０２とＦＤ１０３は、光電変換部であり、光学像を画像信号（電圧）に変換する。

【0013】

アナログ信号処理回路１０６は、ＦＤ１０３により変換された画像信号に対して信号処理を行う。ＰＧＡ１０４ａは、増幅部であり、ＦＤ１０３により変換された画像信号を増幅率Ｇａで増幅する。ＰＧＡ１０４ｂは、増幅部であり、ＦＤ１０３により変換された画像信号を増幅率Ｇｂで増幅する。ＡＤ変換回路１０５ａは、アナログデジタル変換部であり、ＰＧＡ１０４ａにより増幅された画像信号をアナログからデジタルに変換し、画像を出力する。ＡＤ変換回路１０５ｂは、アナログデジタル変換部であり、ＰＧＡ１０４ｂにより増幅された画像信号をアナログからデジタルに変換し、画像を出力する。

【0014】

画像処理回路１０８は、合成部であり、ＡＤ変換回路１０５ａが出力する画像と、ＡＤ変換回路１０５ｂが出力する画像に対して、現像処理および合成処理を行い、画像を出力する。増幅率決定回路１１０は、ユーザからの指示に基づき、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。この詳細については後述する。

【0015】

記録回路１１２は、画像処理回路１０８が出力する画像を記録媒体１１３に記録する。記録媒体１１３は、例えば、メモリカードまたはハードディスクドライブ等であり、画像を保存する。

【0016】

システム制御部１１７は、撮像装置１２０の各構成要素を制御する。ＲＯＭ１１８は、システム制御部１１７が実行するプログラム、および、制御パラメータ等の制御データを記憶する不揮発性メモリである。ＲＡＭ１１６は、システム制御部１１７が制御する際のワークエリアとして使用される揮発性メモリである。

【0017】

撮像制御部１１４は、システム制御部１１７の制御に応じて、撮像部１００を制御する。増幅率制御回路１１５は、増幅率制御部であり、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂの設定を変更することで、画像信号（電圧）の増幅率を制御する。操作部１１９は、ユーザやレリーズ等の外部接続機器からの指示を入力する。

【0018】

図２は、第１の実施形態による撮像装置１２０の制御方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ２０１では、システム制御部１１７は、操作部１１９の操作に応じて、撮影モードを設定する。例えば、システム制御部１１７は、操作部１１９のユーザ操作に応じて、ダイナミックレンジ優先モード、または、低ノイズ優先モードを、撮影モードとして設定する。

【0019】

次に、ステップＳ２０２では、システム制御部１１７は、ステップＳ２０１で設定された撮影モードがダイナミックレンジ優先モードであるか否かを判定する。システム制御部１１７は、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードである場合には、ステップＳ２０４に進み、撮影モードがダイナミックレンジ優先モードでない場合には、ステップＳ２０３に進む。

【0020】

ステップＳ２０３では、増幅率決定回路１１０は、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。具体的には、増幅率決定回路１１０は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂが同じになるように、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。例えば、ＰＧＡ１０４ａに設定可能な増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂに設定可能な増幅率Ｇｂが「１」、「２」、「４」または「８」である場合、増幅率決定回路１１０は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂの両方を「４」に決定する。その後、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ２０５に進む。

【0021】

ステップＳ２０４では、増幅率決定回路１１０は、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。具体的には、増幅率決定回路１１０は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂが異なるように、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。例えば、ＰＧＡ１０４ａに設定可能な増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂに設定可能な増幅率Ｇｂが「１」、「２」、「４」または「８」である。その場合、増幅率決定回路１１０は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａを「１」に決定し、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを「８」に決定する。その後、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ２０５に進む。

【0022】

ステップＳ２０５では、増幅率制御回路１１５は、ステップＳ２０３またはＳ２０４で決定された静電容量と増幅率ＧａおよびＧｂを基に、撮像部１００に対して、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを設定する。増幅率制御回路１１５は、増幅率Ｇａまたは増幅率Ｇｂの設定を変更することができる。

【0023】

次に、ステップＳ２０６では、撮像制御部１１４は、操作部１１９の操作に応じて、撮像部１００に対して撮影動作を開始させる。まず、撮像制御部１１４は、光学系１０１のレンズと絞りを駆動して、被写体の光学像を光電変換素子１０２上に結像させる。光電変換素子１０２は、撮像制御部１１４の制御により、露光時間が制御され、光学像を電荷に変換し、電荷をＦＤ１０３へ転送する。ＦＤ１０３は、電荷を電圧に変換する。ＰＧＡ１０４ａは、ＦＤ１０３により変換された電圧を増幅率Ｇａで増幅する。ＰＧＡ１０４ｂは、ＦＤ１０３により変換された電圧を増幅率Ｇｂで増幅する。ＡＤ変換回路１０５ａは、ＰＧＡ１０４ａにより増幅された電圧をアナログからデジタルに変換し、画像を出力する。ＡＤ変換回路１０５ｂは、ＰＧＡ１０４ｂにより増幅された電圧をアナログからデジタルに変換し、画像を出力する。画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａが出力する画像とＡＤ変換回路１０５ｂが出力する画像に対して、現像処理を行った後に、合成処理を行う。合成処理については後述する。

【0024】

次に、ステップＳ２０７では、画像処理回路１０８は、合成処理した画像を記録回路１１２に出力する。記録回路１１２は、その画像を記録媒体１１３に適したデータフォーマットの画像に変換し、記録媒体１１３へ記録する。

【0025】

ここで、ステップＳ２０６で行われる画像の合成処理について説明する。画像処理回路１０８は、増幅率ＧａおよびＧｂに応じて、異なる方法で合成処理を行う。

【0026】

増幅率ＧａおよびＧｂが異なる場合には、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像は、ダイナックレンジが異なり、一部の輝度領域が重複する。その場合、画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像の輝度範囲が重複する画素については、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像のうちの画質の良い画素を選択する。例えば、画像処理回路１０８は、増幅率ＧａおよびＧｂのうちの高い増幅率に対応する画像の画素を、画質の良い画素として選択する。また、画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像の輝度範囲が重複しない明るい画素については、増幅率ＧａおよびＧｂのうちの低い増幅率に対応する画像の画素を選択する。ダイナミックレンジ優先モードでは、画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像の合成処理により、ダイナミックレンジが広い画像を生成することができる。

【0027】

増幅率ＧａおよびＧｂが同じ場合には、画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像に対して、同じ位置の画素同士で画素値の平均化処理を行う。低ノイズ優先モードでは、画像処理回路１０８は、平均化処理を行うことにより、画像のノイズを低減し、Ｓ／Ｎ比が改善した画像を得ることができる。

【0028】

第１の実施形態によれば、撮像装置１２０は、ユーザの意図に基づいて、ダイナミックレンジを優先した画像、または、Ｓ／Ｎ比の改善を優先した画像を生成することができる。

【0029】

（第２の実施形態）
図３は、第２の実施形態による撮像装置１２０の構成例を示す図である。図３の撮像装置１２０は、図１の撮像装置１２０に対して、露出取得部１０９および露出センサ１１１を追加したものである。また本実施形態における撮像装置１２０は、露出を自動で行う機能を有するものとする。以下、第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。

【0030】

露出センサ１１１は、例えば、ＣＭＯＳセンサなどのイメージセンサであり、画素値を基に、被写体の光学像の明るさ（輝度）を検出する。露出センサ１１１は、撮影用イメージセンサに比べて、少ない画素数を有するイメージセンサでよいが、撮影用イメージセンサより多い画素数を有していてもよい。露出センサ１１１は、各画素の輝度データ（輝度分布）を出力する。

【0031】

露出取得部１０９は、露出センサ１１１が出力する輝度データ、または、撮像部１００が出力する画像を基に、適正露出に関する値として、自動露出の露出値（ＥＶ値）を取得する。増幅率決定回路１１０は、露出取得部１０９により取得されたＥＶ値を基に、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。

【0032】

図４は、第２の実施形態による撮像装置１２０の制御方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳ４０１では、システム制御部１１７は、操作部１１９のユーザ操作に応じて、撮像部１００の測光モードと、露出センサ１１１の測光モードを設定する。測光モードは、例えば、中央重点測光モード、評価測光モード、およびスポット測光モードなどを有する。

【0033】

中央重点測光モードは、図５に示すように、画像中央の明るさ（輝度）の重みを最も大きくし、周囲へ離れるほど、明るさの重みを小さくし、画像の明るさを計算するモードである。評価測光モードは、画像全体の明るさを平均し、画像の明るさを計算するモードである。スポット測光モードは、フォーカスポイント等の特定領域の重みを大きくし、画像の明るさを計算するモードである。

【0034】

例えば、システム制御部１１７は、撮像部１００の測光モードを中央重点測光モードに設定し、露出センサ１１１の測光モードを評価測光モードに設定する。

【0035】

次に、ステップＳ４０２では、システム制御部１１７は、操作部１１９のシャッタボタンが半押しされると、撮像部１００に対して、プレ撮影を指示する。プレ撮影は、後述のステップＳ２０６の撮影の直前に行う撮影である。増幅率決定回路１１０は、プレ撮影を基に、ＦＤ１０３の静電容量とＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。増幅率制御回路１１５は、増幅率決定回路１１０により決定されたＦＤ１０３の静電容量と増幅率Ｇａと増幅率Ｇｂに基づき、撮像部１００に対して、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを設定する。ステップＳ４０２の詳細は、図６を参照しながら後述する。

【0036】

次に、ステップＳ２０６では、撮像装置１２０は、操作部１１９のシャッタボタンが全押しされると、図２のステップＳ２０６と同様の処理を行う。次に、ステップＳ２０７では、撮像装置１２０は、図２のステップＳ２０７と同様の処理を行う。

【0037】

図６は、図４のステップＳ４０２の詳細を示すフローチャートである。まず、ステップＳ６０１では、増幅率制御回路１１５は、撮像部１００に対して、ＦＤ１０３の静電容量の初期値と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａの初期値と、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂの初期値を設定する。例えば、ＰＧＡ１０４ａに設定可能な増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂに設定可能な増幅率Ｇｂが「１」、「２」、「４」または「８」である。その場合、増幅率制御回路１１５は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂの両方の初期値として「２」を設定する。

【0038】

次に、ステップＳ６０２では、システム制御部１１７は、操作部１１９のシャッタボタンが半押しされるまで待機し、操作部１１９のシャッタボタンが半押しされた場合には、ステップＳ６０３に進む。

【0039】

次に、ステップＳ６０３では、露出取得部１０９は、ステップＳ４０１で設定された露出センサ１１１の測光モードに基づいて、露出センサ１１１が出力する輝度データを用いて、自動露出のＥＶ値を取得する。露出センサ１１１の測光モードは評価測光モードに設定されているので、露出取得部１０９は、露出センサ１１１が出力する各画素の輝度データの平均値を基にＥＶ値を取得する。露出取得部１０９は、図７に示すテーブル７００を保持する。テーブル７００は、輝度データの平均値７０１と、ＥＶ値７０２と、増幅率７０３との対応関係を示す。露出取得部１０９は、テーブル７００を参照し、露出センサ１１１が出力する各画素の輝度データの平均値７０１を基にＥＶ値７０２を取得する。このＥＶ値７０２は、光学像を評価測光モードで測光した露出値である。

【0040】

次に、ステップＳ６０４では、撮像制御部１１４は、撮像部１００に対して、プレ撮影を開始させる。撮像部１００は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび／または１０５ｂの画像をＲＧＢデータとして出力する。ＲＧＢデータは、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）および青（Ｂ）のデータである。露出取得部１０９は、ステップＳ４０１で設定された露出センサ１１１の測光モードに基づいて、撮像部１００が出力する画像のＲＧＢデータを用いて、自動露出のＥＶ値を取得する。撮像部１００の測光モードは中央重点測光モードに設定されているので、露出取得部１０９は、まず、次式により、撮像部１００が出力する画像の各画素のＲＧＢデータから各画素の輝度データＹを計算する。ここで、Ｒは、ＲＧＢデータのうちの赤のデータであり、Ｇは、ＲＧＢデータのうちの緑のデータであり、Ｂは、ＲＧＢデータのうちの青のデータである。なお、輝度データＹの計算方法は、次式に限定されない。
Ｙ＝０．２１２６×Ｒ＋０．５８７×Ｇ＋０．１１４×Ｂ

【0041】

次に、露出取得部１０９は、その各画素の輝度データＹに対して図７に示す重みを乗算し、図７のテーブル７００を参照し、その乗算結果の平均値７０１からＥＶ値７０２を取得する。このＥＶ値７０２は、光学像を中央重点測光モードで測光した露出値である。

【0042】

次に、ステップＳ６０５では、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０３で取得された露出センサ１１１のＥＶ値と、ステップＳ６０４で取得された撮像部１００のＥＶ値とに差があるか否かを判定する。増幅率決定回路１１０は、ＥＶ値に差がある場合には、ステップＳ６０６に進み、ＥＶ値に差がない場合には、ステップＳ６０７に進む。すなわち、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０３およびＳ６０４で取得されたＥＶ値が異なる場合には、ステップＳ６０６に進み、ステップＳ６０３およびＳ６０４で取得されたＥＶ値が同じである場合には、ステップＳ６０７に進む。

【0043】

ステップＳ６０６では、増幅率決定回路１１０は、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。具体的には、増幅率決定回路１１０は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂが異なるように、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。例えば、増幅率決定回路１１０は、図８に示すテーブル８００を保持する。テーブル８００は、ＥＶ値の差８０１と、増幅率の差８０２との対応関係を示す。ＥＶ値の差８０１は、ステップＳ６０３で取得されたＥＶ値とステップＳ６０４で取得されたＥＶ値との差である。増幅率の差８０２は、増幅率ＧａおよびＧｂの差である。増幅率決定回路１１０は、テーブル８００を参照し、ステップＳ６０３で取得されたＥＶ値とステップＳ６０４で取得されたＥＶ値との差８０１を基に、増幅率の差８０２を取得する。増幅率決定回路１１０は、増幅率ＧａおよびＧｂの差が増幅率の差８０２になるように、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａおよびＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。

【0044】

例えば、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０１の増幅率Ｇａの初期値を、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａとして決定する。また、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０１の増幅率Ｇｂの初期値に対して増幅率の差８０２を乗算した増幅率を、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂとして決定する。なお、増幅率決定回路１１０は、乗算の結果、増幅率Ｇｂが設定可能な最大値を超えてしまう場合には、その設定可能な最大値をＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂとして決定する。その後、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０８に進む。

【0045】

ステップＳ６０７では、増幅率決定回路１１０は、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。具体的には、増幅率決定回路１１０は、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂが同じになるように、ＰＧＡ１０４ａの増幅率ＧａとＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを決定する。例えば、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０３で取得された露出センサ１１１のＥＶ値を基に、同じ値の増幅率ＧａおよびＧｂを決定する。その後、増幅率決定回路１１０は、ステップＳ６０８に進む。

【0046】

ステップＳ６０８では、増幅率制御回路１１５は、ステップＳ６０６またはＳ６０７で決定された静電容量と増幅率ＧａおよびＧｂを基に、撮像部１００に対して、ＦＤ１０３の静電容量と、ＰＧＡ１０４ａの増幅率Ｇａと、ＰＧＡ１０４ｂの増幅率Ｇｂを設定する。

【0047】

図４のステップＳ２０６では、増幅率ＧａおよびＧｂが異なる場合には、画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像の合成により、ダイナミックレンジが広い画像を生成することができる。増幅率ＧａおよびＧｂが同じ場合には、画像処理回路１０８は、ＡＤ変換回路１０５ａおよび１０５ｂが出力する２つの画像の平均化処理により、画像のノイズを低減し、Ｓ／Ｎ比が改善した画像を得ることができる。撮像装置１２０は、ユーザの意図に基づいて、主被写体のＳ／Ｎ比が高い画像を生成することができる。

【0048】

なお第２の実施形態においては、自動露出を行う機能を有する撮像装置を例に説明したが、必ずしも自動露出機能が備わっている必要はない。少なくともシーンの輝度に基づいて適正露出を取得できる撮像装置であれば、第２の実施形態と同様の効果を実現できる。

【0049】

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

【符号の説明】

【0050】

１０２ 光電変換素子、１０３ ＦＤ、１０４ａ ＰＧＡ、１０４ｂ ＰＧＡ、１０５ａ ＡＤ変換回路、１０５ｂ ＡＤ変換回路、１０８ 画像処理回路、１０９ 露出取得部、１１５ 増幅率制御回路

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】