JP2013088446A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】適正な露出設定をより容易に得ることが可能な撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータに基づいて目標露出値が得られるように露出制御を行う制御部と、ユーザの操作を受け付ける操作部と、を備え、制御部は、目標露出値を得るために第１の撮影パラメータが取り得る範囲である第１の適正範囲を算出し、さらに、目標露出値と、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータとに基づいて第２の撮影パラメータを算出し、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータが第１の適正範囲外であるときに操作部がユーザの操作を受け付けたのに応じて、第１の撮影パラメータを第１の適正範囲内となるように設定する。
【選択図】図７

Description

本発明は、被写体を撮像して出力する撮像装置に関し、特にユーザが適切な露出設定をより容易に得ることが可能な撮像装置に関する。

従来、絞りおよびシャッタスピードのいずれか一方の露出条件（撮影パラメータ）をユーザがその好みに応じて手動で設定することができ、他方の露出条件を、適正な露出設定を得られるように、撮像装置がユーザにより設定された露出条件に基づき自動的に設定する撮像装置がある（例えば、特許文献１参照）。このような従来の撮像装置は、例えば絞り優先ＡＥ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ：自動露出）モードにおいてユーザが撮影パラメータのひとつである絞り値を設定すると、撮像装置がこの絞り値と被写体の輝度とに応じて適正な露出設定となるようにシャッタスピードを決定する。

特開平７−３３３７０６号公報

上記の従来の撮像装置では、ユーザが設定する撮影パラメータおよび被写体の条件によっては、撮像装置により自動設定されても、露出が適切な露出範囲外になってしまう場合もある。そのような場合、ユーザは、適正な露出設定が得られるように撮影パラメータを変更するための手間がかかっていた。

例えば、絞り優先ＡＥモードにおいて、ユーザが絞り値をＦ２に設定したとする。このとき被写体の輝度が大きすぎると、シャッタスピードをその従来の撮像装置で設定可能な最も速い値にしたとしても露出オーバーとなってしまうことがある。そのようなとき、ユーザは絞りをどこまで絞れば適正な露出設定となるかを認識し、さらに絞り値を変更するための操作をする必要がある。このように適正な露出設定が得られるように撮影パラメータを変更するための手間がかかってしまうため、シャッタチャンスを逃してしまう可能性があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされたもので、適正な露出設定をより容易に得ることが可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータに基づいて目標露出値が得られるように露出制御を行う制御部と、ユーザの操作を受け付ける操作部と、を備え、制御部は、目標露出値を得るために第１の撮影パラメータが取り得る範囲である第１の適正範囲を算出し、さらに、目標露出値と、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータとに基づいて第２の撮影パラメータを算出し、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータが第１の適正範囲外であるときに操作部がユーザの操作を受け付けたのに応じて、第１の撮影パラメータを第１の適正範囲内となるように設定する。

本発明の撮像装置によれば、適正な露出設定をより容易に得ることが可能となる。

デジタルカメラの構成を示すブロック図 デジタルカメラにおける、露出制御から露出ガイド表示までの全体的な動作を示すフローチャート Ｅｖ補正量を説明するための図 Ｅｖ値、Ａｖ値およびＴｖ値の関係を示すダイアグラム 露出制御動作を示すフローチャート デジタルカメラの撮影パラメータの設定可能範囲を説明した図 Ａモードにおいて目標Ｅｖ値を得るためのＡｖ値の設定可能範囲、およびユーザにより設定されたＡｖ値に対応するＴｖ値を決定する処理を示すフローチャート Ｓモードにおいて目標Ｅｖ値を得るためのＴｖ値の設定可能範囲、およびユーザにより設定されたＴｖ値に対応するＡｖ値を決定する処理を示すフローチャート 適正露出設定動作前後の画面表示の例を示す図

以下、添付の図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

Ｉ．実施の形態１
以下に説明する実施の形態のデジタルカメラは、ユーザが絞り優先ＡＥモードやシャッタスピード優先ＡＥモードにおいてボタンひとつで絞りやシャッタスピードを変更して適正露出にすることも出来る。これは、なるべく絞り値を開放寄りで写真を撮影したい等、ユーザがどのような写真を撮影したいか決まっている場合に特に有効である。以下、本実施形態のデジタルカメラの構成および動作を詳細に説明する。

１．デジタルカメラの構成
図１は、デジタルカメラの構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１００は、光学系１１０を介して形成された被写体像をＣＣＤイメージセンサ１２０で撮像する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、撮像した被写体像に基づく画像データを生成する。撮像により生成された画像データは前処理部（ＡＦＥ：Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）１２１や画像処理部１３０において各種の画像処理が施される。画像処理された画像データはフラッシュメモリ１６０やメモリカード１９２に記録される。フラッシュメモリ１６０やメモリカード１９２に記録された画像データは、操作部１８０がユーザによる再生を指示する操作を受け付けたときに、表示部（ＬＣＤ）等の表示部１７０に再生表示される。

光学系１１０は、フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２、絞り１１３およびシャッタ１１４を含む。光学系１１０は、光学式手ぶれ補正レンズＯＩＳ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｉｍａｇｅ Ｓｔａｂｉｌｉｚｅｒ）を含んでいてもよい。なお、光学系１１０を構成する各種レンズは何枚から構成されるものでも、何群から構成されるものでもよい。

フォーカスレンズ１１１は、焦点距離の調節に用いられる。ズームレンズ１１２は拡大縮小倍率の調節に用いられる。絞り１１３は、ＣＣＤイメージセンサに入射する光量の調節に用いられる。絞り１１３の設定可能な絞り値の範囲はＦ４〜Ｆ２２とする。シャッタ１１４は、ＣＣＤイメージセンサ１２０に入射する光の露出時間を調節する。シャッタ１１４の設定可能なシャッタスピードの範囲は、６０秒〜１／４０００秒とする。フォーカスレンズ１１１、ズームレンズ１１２、絞り１１３およびシャッタ１１４は、それぞれに対応したＤＣモータやステッピングモータ等の駆動手段（図示せず）により、コントローラ１５０から送信された制御信号に応じて駆動される。

ＣＣＤイメージセンサ１２０は、光学系１１０を通して形成された被写体像を撮像して画像データを生成する。ＣＣＤイメージセンサ１２０は、一定時間毎（例えば、１／３０秒毎）に新しいフレームの画像データを生成する。また、ＣＣＤイメージセンサ１２０は、電子シャッタ動作により露出光量を調節する。なお、ＣＣＤイメージセンサ１２０に代えて、例えばＣＭＯＳイメージセンサやＮＭＯＳイメージセンサなど、他の撮像素子を用いても良い。

前処理部１２１は、ＣＣＤイメージセンサ１２０で生成された画像データに対して、相関二重サンプリング、ゲイン調整等の所定の処理を実行する。ゲイン調整においては、ＩＳＯ感度に応じたゲインが設定される。また、前処理部１２１は、アナログ形式の画像データからデジタル形式の画像データへの変換を行う。その後、前処理部１２１は画像データを画像処理部１３０に出力する。

画像処理部１３０は、画像データに対して各種の画像処理を施す。各種の画像処理としては、ガンマ補正、ホワイトバランス補正、ＹＣ変換処理、電子ズーム処理、圧縮処理、伸張処理等が含まれるが、これらに限定されるものではない。また、これらの処理の一部を欠いてもよい。画像処理部１３０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、これらの処理を行うためのプログラムを実行するマイクロコンピュータ等で構成してもよい。また画像処理部１３０はコントローラ１５０等と共に１つの集積回路で構成されてもよい。

操作部１８０は、デジタルカメラ１００の外装に備わっているボタンやレバー、ダイヤル等を含み、ユーザによる操作を受け付ける。例えば、レリーズボタンやズームレバー、モードダイヤル、コマンドダイヤル、十字ボタン、電源スイッチ、ファンクションボタン等が操作部１８０にあたる。ユーザは、ファンクションボタンを押すだけで、現在の露出設定に基づいて適正露出となるように露出設定を変更する適正露出設定動作をデジタルカメラ１００に行わせることが出来る。また、レンズ鏡筒に設けられたフォーカスリングおよびズームリング、表示部１７０に設けられたタッチパネルも操作部１８０に含まれる。操作部１８０はユーザによる操作を受け付けると、操作に応じた動作指示信号をコントローラ１５０に送信する。

表示部１７０は、デジタルカメラ１００の背面に備わる。表示部１７０は、画像処理部１３０にて処理された画像データに基づく画像を表示する。表示部１７０が表示する画像には、スルー画像や記録画像がある。表示部１７０は、ＣＣＤイメージセンサ１２０により一定時間毎に生成される画像をスルー画像として略リアルタイムで表示できる。ユーザは、表示部１７０に表示されるスルー画像を参照することにより、被写体の構図を確認しながら撮影できる。記録画像は、メモリカード１９２やフラッシュメモリ１６０に記録された画像である。表示部１７０は、ユーザの操作に応じて、メモリカード１９２やフラッシュメモリ１６０に記録された画像データに基づく画像を表示する。また表示部１７０は画像の他、各撮影パラメータを表示することができる。撮影パラメータには、絞り値およびシャッタスピードが含まれるが、ＩＳＯ感度や露出補正値等を含んでいてもよい。表示部１７０は、これらの撮影パラメータをスルー画像の上に重畳して表示する。表示部１７０はこの他、デジタルカメラ１００の各種設定条件等を表示可能である。

コントローラ１５０は、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御する。コントローラ１５０は、プログラム等の情報を格納するＲＯＭ（図示せず）や、プログラム等の情報を処理するＣＰＵ（図示せず）等により構成される。ＲＯＭは、フォーカス制御や露出制御に関するプログラムの他、デジタルカメラ１００全体の動作を統括制御するためのプログラムを格納している。またＲＯＭは、ＣＣＤイメージセンサ１２０が起動した後、最初に撮像を実行するときの絞り値やシャッタスピードに関する撮像初期データ、適正露出を得るための目標輝度値に関するデータ、ＡＰＥＸ（Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）システムにおける露出値（Ｅｖ）と、絞り値（Ａｖ）と、シャッタスピード（Ｔｖ）との関係を示すダイアグラムの情報等を格納している。なお、ＡＰＥＸシステムにおいては、被写界輝度（Ｂｖ）、ＩＳＯ感度（Ｓｖ）も含め、次式が成り立つ。

Ｅｖ＝Ａｖ＋Ｔｖ＝Ｂｖ＋Ｓｖ （１）
コントローラ１５０は、表示部１７０にメニューを表示させるように制御可能である。ユーザは表示部１７０に表示されたメニューを見ながら操作部１８０を操作することにより各種設定を行う。コントローラ１５０は、ユーザがメニューにより設定した内容を取得する。

例えば、コントローラ１５０は、ユーザが操作部１８０を操作することにより設定した撮影モードを取得する。撮影モードには、Ｐモード（プログラムＡＥモード）、Ａモード（絞り優先ＡＥモード）、Ｓモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）、Ｍモード（マニュアル露出モード）を含むが、他の撮影モードを含んでもよい。なお、本実施の形態では、主にＡモードおよびＳモードでの動作について説明する。

各モードにおいて、撮影パラメータは、ユーザ及び／またはコントローラ１５０により設定される。ユーザが設定すべき撮影パラメータは、操作部１８０を介してユーザにより設定され得る。その場合、ユーザ操作により設定されたパラメータを用いて、コントローラ１５０は残りの撮影パラメータを算出する。コントローラ１５０は、撮影モードに応じて撮影パラメータを設定する。例えば、Ｐモードでは、スルー画像の輝度値に応じてコントローラ１５０が絞り値およびシャッタスピード等を算出する。Ａモードでは、ユーザが設定した絞り値を用い、これとスルー画像の輝度値等に応じて、コントローラ１５０がシャッタスピード等を算出する。Ｓモードでは、コントローラ１５０が、ユーザが設定したシャッタスピード、およびスルー画像の輝度値等に応じて、絞り値等を算出する。Ｍモードでは、すべての撮影パラメータをユーザが設定する。

各モードにおいて、ＩＳＯ感度は、ユーザが操作部１８０を操作して設定するものとする。コントローラ１５０は設定されたＩＳＯ感度に応じて、前処理部１２１のゲイン制御におけるゲインを設定する。なお本実施の形態では、ＩＳＯ感度はユーザが設定するものとするが、Ｐモード、ＡモードおよびＳモードにおいて、コントローラ１５０がＩＳＯ感度を制御するようにすることもできる。

コントローラ１５０は、設定された各撮影パラメータに基づいて露出ガイドの画像データを生成し、表示部１７０に表示させる。

コントローラ１５０は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータなどで構成してもよい。また、画像処理部１３０などと共に１つの集積回路として構成してもよい。また、ＲＯＭはコントローラ１５０の内部構成である必要はなく、コントローラ１５０の外部に備わったものでもよい。

バッファメモリ１４０は、画像処理部１３０やコントローラ１５０のワークメモリとして機能する記憶手段である。バッファメモリ１４０はＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などで実現できる。

フラッシュメモリ１６０は、画像データ等を記録するための内部メモリとして機能する。コントローラ１５０は、画像処理部１３０で処理される画像データをフラッシュメモリ１６０またはメモリカード１９２に記録する。

カードスロット１９１は、メモリカード１９２を装着するための接続手段である。カードスロット１９１は、メモリカード１９２と電気的及び機械的に接続可能である。カードスロット１９１は、メモリカード１９２を制御する機能を備えてもよい。

メモリカード１９２は、内部にフラッシュメモリ等の記憶素子を備えた外部メモリである。メモリカード１９２は、画像処理部１３０で処理される画像データなどのデータを記録可能である。本実施の形態では、外部メモリの一例としてメモリカードを示すが、光ディスク、ＨＤＤ等の記録媒体を外部メモリとして使用してもよい。また、デジタルカメラ１００の外部と通信するための通信インタフェース（無線または有線）をコントローラ１５０に接続し、画像データを外部に伝送するように構成してもよい。

１−１．用語の対応
ＣＣＤイメージセンサ１２０は撮像部の一例である。コントローラ１５０は制御部の一例である。デジタルカメラ１００は撮像装置の一例である。絞り値及びシャッタスピードは第１及び第２の撮影パラメータの一例である。

２．デジタルカメラの動作
以下、デジタルカメラ１００の動作について図面を用いて説明する。

２−１．動作フロー
最初に、デジタルカメラ１００における露出制御についての動作について説明する。以下では、ユーザが撮影モードとしてＡモードおよびＳモードのいずれかを選択して撮影を行うときの動作について説明する。

図２は、撮影モードがＡモードおよびＳモードのうちいずれかであるときの、露出制御の全体的な動作を示すフローチャートである。まず、ユーザは撮影に先立って、操作部１８０を操作して撮影モードを設定する。操作部１８０が撮影モード専用のモードダイヤルまたはボタンを備えていれば、ユーザはモードダイヤルまたはボタンを操作する。専用のモードダイヤルまたはボタンがなければ、ユーザは操作部１８０のメニューボタンを押してメニューを表示させ、メニュー上で撮影モードを設定する。コントローラ１５０は、ユーザにより設定された撮影モードを示す情報を取得する（Ｓ１０１）。

次に、ユーザは撮影動作としてデジタルカメラ１００を被写体に向け、被写体の明るさに応じて操作部１８０を操作して絞り値やシャッタスピード等の撮影パラメータを設定する。具体的には、撮影モードがＡモード（絞り優先ＡＥモード）であれば、ユーザは絞り値を設定し、Ｓモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）であれば、ユーザはシャッタスピードを設定する。ユーザが特に操作をしなければ、絞り値やシャッタスピードは変更されない。コントローラ１５０は、ユーザにより設定された、絞り値やシャッタスピード等の撮影パラメータを示す情報を取得する（Ｓ１０２）。また、ユーザは必要に応じてズームやフォーカスの調整を行う。このユーザ操作に応じて、コントローラ１５０は適宜光学系１１０を制御する。

コントローラ１５０は、各モードに応じて適切な露出制御を行う（Ｓ１０３）。具体的には、Ａモード（絞り優先ＡＥモード）では、コントローラ１５０は、ユーザが設定した絞り値と、スルー画像の輝度値等とに応じてシャッタスピード等を算出する。Ｓモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）では、コントローラ１５０は、ユーザが設定したシャッタスピードと、スルー画像の輝度値等とに応じて、絞り値等を算出する。またこのとき、ユーザによって操作部１８０のファンクションボタンが押下されたことを検出すると、これに応じて適正露出設定動作を行う。この露出制御の動作の詳細については後述する。

続いて、現在の絞り値およびシャッタスピード等の撮影パラメータの表示を行う（Ｓ１０５）。撮影パラメータとしては、Ａモードのときは絞り値を表示し、Ｓモードのときはシャッタスピードを表示するものとするが、すべての撮影パラメータを表示するようにしてもよい。

次に、撮影パラメータの表示を終了すべきか否かを判断する（Ｓ１０７）。終了すべきタイミングとしては、１）ユーザがレリーズボタンを押して撮影を開始したタイミング、２）ユーザが撮影モードをＡモードおよびＳモード以外に変更したタイミング、等が含まれる。

撮影パラメータの表示を終了すべきと判断した場合（Ｓ１０７において“Ｙ”）、露出ガイドの表示を終了（表示部１７０において非表示）し処理を終了する。一方、撮影パラメータの表示を継続すべきと判断した場合（Ｓ１０７において“Ｎ”）、コントローラ１５０は、ユーザによって撮影モードが変更されたか否かを判断し（Ｓ１０８）、変更された場合（Ｓ１０８において“Ｙ”）は、制御はステップＳ１０１へ戻る。一方、変更されていない場合（Ｓ１０８において“Ｎ”）は、制御はステップＳ１０２に戻る。これらの動作は、ＣＣＤイメージセンサ１２０が被写体を撮像して画像データを出力する期間である、１／３０秒毎に行われる。

２−２．露出制御動作
２−２−１．露出制御動作全体のフロー
デジタルカメラ１００の露出制御動作について、図３、図４および図５を用いて説明する。図３は、目標輝度値と現在の輝度値との差分ΔＹに対して決定されるＥｖ補正量を説明するための図である。横軸にΔＹ、縦軸にＥｖ補正量をとっている。図４は、ＡＰＥＸシステムにおけるＥｖ値、Ａｖ値およびＴｖ値の関係を示すダイアグラムである。横軸にＴｖ値、縦軸にＡｖ値をとっている。同図ではＴｖ値と実際のシャッタスピード（秒）との対応、Ａｖ値と実際の絞り値（Ｆ値）との対応も示している。右上がりの各斜線は同じＥｖ値を示しており、そのＥｖ値を図の上部および右側に示している。なお、図中の太い折れ線は、本デジタルカメラ１００に設定されたＰモードにおけるプログラムラインを示している。

図５は、露出制御動作を示すフローチャートである。コントローラ１５０は、画像データが生成される１フレーム期間、すなわち１／３０秒毎に、このフローチャートに従って、適正な露出が得られるように撮影パラメータを補正する。以下、図５に示すフローを具体的に説明する。

コントローラ１５０は、新しいフレームの画像データが生成される度に、画像データから輝度情報を取得する（Ｓ２０１）。輝度情報の算出方法としては、画像中央部の所定範囲における各画素の平均輝度を輝度情報とする方法（スポット測光）や、画像データ全体を複数のブロックに分割し、各ブロックの平均輝度に基づいて、これらを加重平均して輝度情報とする方法（マルチ測光）等がある。輝度情報の算出方法はユーザがメニューから設定することができる。または、いずれかの算出方法にあらかじめ決めておいてもよい。

コントローラ１５０は、取得した現在の輝度情報の示す値（以下「輝度値」と呼ぶ）がＲＯＭに格納されている目標輝度値になるよう、Ｅｖ値を制御することにより露出制御を行う。なお、目標輝度値はＲＯＭに格納された値を用いるとしたが、デジタルカメラ１００が露出補正機能を有する場合、目標輝度値はこの露出補正機能により修正され得る。

コントローラ１５０はまず、現在のＥｖ値を取得する（Ｓ２０２）。現在のＥｖ値は、現在のＡｖ値とＴｖ値により定まる。なお、電源を投入した直後、すなわちＣＣＤイメージセンサ１２０が画像データ生成を開始する当初のＥｖ値は、ＲＯＭに格納されている絞り値およびシャッタスピードに関する初期データに基づいて設定されるものとする。

コントローラ１５０は、目標輝度値と現在の輝度値との差分ΔＹを求め（Ｓ２０３）、図３に示す関係に基づいてΔＹからＥｖ補正量を求める（Ｓ２０４）。そして現在のＥｖ値とＥｖ補正量とから補正後のＥｖ値（目標Ｅｖ値または目標露出値）を算出する（Ｓ２０５）。

コントローラ１５０は、図４のダイアグラムを参照して、補正後のＥｖ値（目標Ｅｖ値）を得るためのＡｖ値およびＴｖ値、すなわち絞り値およびシャッタスピードを決定する（Ｓ２０６）。ＡモードおよびＳモードの各々におけるＡｖ値およびＴｖ値の決定方法の詳細については後述する。

なお、Ｐモードにおいては、ダイアグラム上のプログラムラインに従って露出制御を行う。具体的には、コントローラ１５０が決定した補正後のＥｖ値のラインとプログラムラインとの交点からＡｖ値およびＴｖ値を求める。例えば、現在のＥｖ値が１３であれば、プログラム線図に従えばＡｖ値は７、Ｔｖ値は６である。そして、目標輝度値と現在の輝度値との差分ΔＹに基づいて算出したＥｖ補正量が−２であれば、補正後のＥｖ値（目標Ｅｖ値）は１１（＝１３−２）となる。よって、その補正後のＥｖ値を得るために、Ａｖ値を６、Ｔｖ値を５に補正すればよいことがわかる。

決定した補正後のＥｖ値に対してＡｖ値およびＴｖ値を決定する際には、Ｅｖ値から絞り値とシャッタスピードの組み合わせを見つけるためのダイアグラムを参照し、デジタルカメラ１００が取り得る撮影パラメータの範囲内で目標Ｅｖ値が得られるパラメータの組み合わせの中からひとつを選択すればよい。デジタルカメラ１００が取り得る撮影パラメータの範囲すなわち撮影パラメータの設定可能範囲としては、絞り値がＦ４〜Ｆ２２、シャッタスピードが６０秒〜１／４０００秒の範囲であり、すなわち、Ａｖ値が４〜９、Ｔｖ値が−６〜１２の範囲である。これらの設定可能範囲に関する情報はＲＯＭに格納されており、コントローラ１５０はこれらの情報を適宜ＲＯＭより読み出して使用する。

図６は、ＩＳＯ感度がＩＳＯ１００の場合の、デジタルカメラ１００の撮影パラメータの設定可能範囲（以下「カメラ設定可能範囲」と呼ぶ）をダイアグラム上に網掛けで示した図である。同図より、デジタルカメラ１００において、ＩＳＯ感度がＩＳＯ１００の場合、絞り値の設定可能範囲は、Ｆ４〜Ｆ２２（Ａｖ値で４〜９）であり、シャッタスピードの設定可能範囲は１／４０００〜６０秒（Ｔｖ値で１２〜−６）である。このような設定可能範囲は、デジタルカメラ１００を構成するハードウェア要素の光学的または機械的な性能により定まる。

コントローラ１５０は、以上のようにして決定したパラメータに従って、絞り１１３、シャッタ１１４、ＣＣＤイメージセンサ１２０を駆動するための信号をそれぞれの駆動部（図示せず）に送信する。以上のようにして決定した適正露出が得られる撮影パラメータがカメラ設定可能範囲内にあれば、その撮影パラメータに従った動作を１フレーム期間毎に行うことにより画像データの輝度値が目標輝度値となり、適正露出となるように露出設定がなされる。

以下、ＡモードおよびＳモードの各モードにおけるＡｖ値およびＴｖ値の決定方法について詳細に説明する。

２−２−２．ＡモードにおけるＴｖ値等のパラメータの決定
最初に、Ａモード（絞り優先ＡＥモード）におけるＡｖ値の設定可能範囲およびＴｖ値の決定方法について説明する。

図７は、Ａモードにおいて目標Ｅｖ値を得るためのＡｖ値の設定可能範囲、および設定されたＡｖ値に対応するＴｖ値を決定する処理を示すフローチャートである。Ａモードにおいては、Ａｖ値はユーザが設定した値に固定されるので、コントローラ１５０はＴｖ値を決定する。また、コントローラ１５０は、ユーザの設定とは関係なく、目標Ｅｖ値を得るために設定可能なＡｖ値の範囲についても決定する。以下では、具体例として目標Ｅｖ値が１３であり、ユーザが設定した絞り値がＦ５．６（Ａｖ値が５）であるものとして説明する。

まずコントローラ１５０は、図６のダイアグラムから目標Ｅｖ値に対応するＡｖ値及びＴｖ値それぞれの設定可能範囲を求める（Ｓ３０１）。Ａｖ値およびＴｖ値の設定可能範囲は、図６において網掛け部分であるので、網掛けの領域内で目標Ｅｖ値が得られるＡｖ値およびＴｖ値の取り得る範囲（上限値、下限値）を求めればよい。Ａｖ値の上限値をＡｖｍａｘ、下限値をＡｖｍｉｎ、Ｔｖ値の上限値をＴｖｍａｘ、下限値をＴｖｍｉｎとすると、Ｅｖ値が１３のとき、図６から、Ａｖｍｉｎ＝４（このときＴｖｍａｘ＝９）、Ａｖｍａｘ＝９（このときＴｖｍｉｎ＝４）であることがわかる。なお、Ａｖ値およびＴｖ値の設定可能範囲を求めることは、Ａｖ値およびＴｖ値の設定不可能な範囲を求めることに等しいことは言うまでもない。

次に、現在ユーザによって設定されている絞り値に対応するＡｖ値が設定可能範囲内、すなわち、Ａｖｍｉｎ以上かつＡｖｍａｘ以下の範囲内にあるかどうかを判断する（Ｓ３０２）。この範囲内であれば（Ｓ３０２において“Ｙ”）、図６のダイアグラムから、目標Ｅｖ値およびユーザにより設定されたＡｖ値の組み合わせに対応するＴｖ値を求め（Ｓ３０３）、処理を終了する。

一方、現在ユーザによって設定されている絞り値に対応するＡｖ値が設定可能範囲外であれば（Ｓ３０２において“Ｎ”）、ユーザが設定したＡｖ値を用いたときに、カメラ設定可能範囲内で最も目標Ｅｖ値に近いＥｖ値が得られるＴｖ値を求める（Ｓ３０４）。

また、このときにユーザが操作部１８０により、ファンクションボタンを操作しているか判断する（Ｓ３０５）。このボタン操作が行われていない場合には（Ｓ３０５において“Ｎ”）、処理を終了する。このボタン操作が行われた場合は（Ｓ３０５において“Ｙ”）、コントローラ１５０が適正露出設定動作として、目標Ｅｖ値とＳ３０４で取得したＴｖ値を満たす値にＡｖ値を変更し（Ｓ３０６）、処理を終了する。ステップＳ３０６の処理の詳細については後述する。

本例の場合、Ａｖｍｉｎ＝４、Ａｖｍａｘ＝９であり、ユーザが設定した絞り値はＡｖ値として５であり、これは範囲内であるので、コントローラ１５０はダイアグラムから、Ｅｖ値が１３及びＡｖ値が５の組み合わせに対応するＴｖ値として８を取得する。

以上の処理により、Ａモードにおいて、目標Ｅｖ値（＝１３）を得るための、Ａｖ値の設定可能範囲（Ａｖｍａｘ＝９、Ａｖｍｉｎ＝４）、及び設定されたＡｖ値に対応するＴｖ値（＝８）が求まる。

２−２−３．ＳモードにおけるＡｖ値等のパラメータの決定
次に、Ｓモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）におけるＴｖ値の設定可能範囲およびＡｖ値の決定方法について説明する。

図８は、Ｓモードにおいて目標Ｅｖ値を得るためのＴｖ値の設定可能範囲、および設定されたＴｖ値に対応するＡｖ値を決定する処理を示すフローチャートである。Ｓモードにおいては、Ｔｖ値はユーザが設定した値に固定されるので、コントローラ１５０はＡｖ値を決定する。また、コントローラ１５０は、ユーザの設定とは関係なく、目標Ｅｖ値を得るために設定可能なＴｖ値の範囲についても決定する。以下では、具体例として目標Ｅｖ値が１３であり、ユーザが設定したシャッタスピードが１／２０００秒（Ｔｖ値が１１）であるものとして説明する。

まずコントローラ１５０は、図６のダイアグラムから目標Ｅｖ値に対応するＡｖ値及びＴｖ値それぞれの設定可能範囲（上限値、下限値）を求める（Ｓ４０１）。Ａｖ値の上限値をＡｖｍａｘ、下限値をＡｖｍｉｎ、Ｔｖ値の上限値をＴｖｍａｘ、下限値をＴｖｍｉｎとすると、Ｅｖ値が１３のとき、Ａｖｍｉｎ＝４（このときＴｖｍａｘ＝９）、Ａｖｍａｘ＝９（このときＴｖｍｉｎ＝４）であることがわかる。

次に、現在ユーザによって設定されているシャッタスピードに対応するＴｖ値が設定可能範囲内に、すなわち、Ｔｖｍｉｎ以上かつＴｖｍａｘ以下の範囲内にあるかどうかを判断する（Ｓ４０２）。この範囲内であれば（Ｓ４０２において“Ｙ”）、図６のダイアグラムから、目標Ｅｖ値およびユーザにより設定されたＴｖ値の組み合わせに対応するＡｖ値を求め（Ｓ４０３）、処理を終了する。

一方、現在ユーザによって設定されているシャッタスピードに対応するＴｖ値が設定可能範囲外であれば（Ｓ４０２において“Ｎ”）、ユーザが設定したＴｖ値を用いたときの、カメラ設定可能範囲内で最も目標Ｅｖ値に近いＥｖ値が得られるＡｖ値を求め（Ｓ４０４）、処理を終了する。

また、このときにユーザが操作部１８０により、ファンクションボタンを操作しているか判断する（Ｓ４０５）。このボタン操作が行われていない場合には（Ｓ４０５において“Ｎ”）、処理を終了する。このボタン操作が行われた場合は（Ｓ４０５において“Ｙ”）、コントローラ１５０が適正露出設定動作として、目標Ｅｖ値とＳ４０４で取得したＡｖ値を満たす値にＴｖ値を変更し（Ｓ４０６）、処理を終了する。ステップＳ４０６の処理の詳細については後述する。

例えば、本例では、Ｔｖ値の設定可能範囲は４から９であり、ユーザが設定したシャッタスピードに対応するＴｖ値は１１であるため、ユーザが設定したＴｖ値は設定可能範囲外である。よって、ファンクションボタンが押下されない場合、コントローラ１５０は、図６のダイアグラムから、Ｔｖ値を１１として、Ｅｖ値が最も目標Ｅｖ値である１３に近くなる、カメラ設定可能範囲内のＡｖ値である４を選択する。なお、このときのＥｖ値は１５となり、目標Ｅｖ値である１３よりも大きくなる。これはすなわち、ユーザが設定したシャッタスピードでは適正露出は得られず、得られるＥｖ値は目標Ｅｖ値よりも大きな値となるため、露出アンダーとなることを意味する。なお、得られるＥｖ値が目標Ｅｖ値よりも小さいときは、露出オーバーであることを意味する。

以上の処理により、Ｓモードにおいて、目標Ｅｖ値（＝１３）を得るための、Ｔｖ値の設定可能範囲（Ｔｖｍａｘ＝９、Ｔｖｍｉｎ＝４）、及び設定されたＴｖ値に対応するＡｖ値（＝４）が求まる。

２−３．適正露出設定動作
適正露出設定動作は、設定されているモードに従って、ユーザがファンクションボタンを押すと、コントローラ１５０が適正露出になるように撮影パラメータを変更する。変更する撮影パラメータは、本来そのモードでマニュアル設定されるべき撮影パラメータである。変更される撮影パラメータはＥｖ（目標Ｅｖ値）＝Ａｖ＋Ｔｖを満たすようにその値が変更される。

具体的には、ユーザによる設定によって適正露出が得られていない状態（ステップＳ３０２において“Ｎ”、またはステップＳ４０２において“Ｎ”となる状態）において、ユーザが操作部１８０のファンクションボタンを操作したとする。すると、コントローラ１５０は適正露出設定動作にしたがって、撮影モードがＡモード（絞り優先ＡＥモード）であれば絞り値を、撮影モードがＳモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）であればシャッタスピードを、変更する。

以下、ＡモードおよびＳモードの各モードにおける、ファンクションボタンを操作したときの適正露出設定動作を詳細に説明する。

２−３−１．Ａモードにおける適正露出設定動作
最初に絞り値が適正露出が得られる範囲よりも小さい値に設定されている場合を説明する。

撮影モードがＡモード（絞り優先ＡＥモード）で、目標Ｅｖ値が１７であり、ユーザが設定している絞り値がＦ４（Ａｖ値が４）とする。目標Ｅｖ値の１７に対応するＡｖｍａｘは９、Ａｖｍｉｎは５である。また、対応するＴｖｍａｘは１２、Ｔｖｍｉｎは８である。したがって、ユーザが設定したＡｖ値である４は、この範囲よりも小さな値となる。そこでまず、コントローラ１５０は図６のダイアグラムから、現在のＥｖ値が目標Ｅｖ値に最も近くなるようなＴｖ値（Ｔｖ値が１２）を取得する（Ｓ３０４）。この時には、得られるＥｖ値（＝１６）が目標Ｅｖ値（＝１７）より小さいため、露出オーバーとなる。その時にコントローラ１５０はファンクションボタンが押されていることを検出した場合、Ａｖ値を目標Ｅｖ値と上記で取得したＴｖ値の双方を満たすＡｖ値（Ａｖ値が５）に変更する。

上記の処理により、Ａｖ値が５、Ｔｖ値が１２となり、得られるＥｖ値（＝１７）と目標Ｅｖ値（＝１７）が等しくなり適正露出となる。

図９はファンクションボタンを押す前（適正露出設定動作前）と押した後（適正露出設定動作後）の画面表示について示したものである。図９は、一例としてＡモードにおける表示を示している。表示部１７０は、現在の撮影モードを示すアイコン８０１と、現在の撮影パラメータ８０２をスルー画像に重畳して表示する。

図９（ａ）は、ファンクションボタンを押す前、すなわち上記絞り値がＦ４（Ａｖ値が４）の適正露出でない場合を示している。ここで、ユーザがファンクションボタンを押すと、コントローラ１５０が絞り値をＦ５．６（Ａｖ値が５）に変更し、図９（ｂ）の表示となる。

次に絞り値が適正露出が得られる範囲よりも大きい値に設定されている場合を説明する。

撮影モードがＡモード（絞り優先ＡＥモード）で、目標Ｅｖ値が２であり、ユーザが設定している絞り値がＦ２２（Ａｖ値が９）とする。目標Ｅｖ値の２に対応するＡｖｍａｘは８、Ａｖｍｉｎは４である。また、対応するＴｖｍａｘは−２、Ｔｖｍｉｎは−６である。したがって、ユーザが設定したＡｖ値である９は、この範囲よりも大きな値となる。そこでまず、コントローラ１５０は図６のダイアグラムから、現在のＥｖ値が目標Ｅｖ値に最も近くなるようなＴｖ値（Ｔｖ値が−６）を取得する（Ｓ３０４）。この時には、得られるＥｖ値（＝３）が目標Ｅｖ値（＝２）より大きいため、露出アンダーとなる。その時にそこでコントローラ１５０はファンクションボタンが押されていることを検出した場合、Ａｖ値を目標Ｅｖ値と上記で取得したＴｖ値を満たすＡｖ値（Ａｖ値が８）に変更する。

上記の処理により、Ａｖ値が８、Ｔｖ値が−６となり、得られるＥｖ値（＝２）と目標Ｅｖ値（＝２）が等しくなり適正露出となる。

２−３−２．Ｓモードにおける適正露出設定動作
最初にシャッタスピードが適正露出が得られる範囲よりも速い値に設定されている場合を説明する。

撮影モードがＳモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）で、目標Ｅｖ値が１４であり、ユーザが設定しているシャッタスピードが１／４０００（Ｔｖ値が１２）とする。目標Ｅｖ値の１４に対応するＡｖｍａｘは９、Ａｖｍｉｎは４である。また、対応するＴｖｍａｘは１０、Ｔｖｍｉｎは５である。したがって、ユーザが設定したＴｖ値である１２は、この範囲よりも大きい値となる。そこでまず、コントローラ１５０は図６のダイアグラムから現在のＥｖ値が目標Ｅｖ値に最も近くなるようなＡｖ値（Ａｖ値が４）を取得する（Ｓ４０４）。この時には、得られるＥｖ値（＝１６）が目標Ｅｖ値（＝１４）より大きいため、露出アンダーとなる。その時にコントローラ１５０はファンクションボタンが押されていることを検出した場合、Ｔｖ値を目標Ｅｖ値と上記で取得したＡｖ値を満たすＴｖ値（Ｔｖ値が１０）に変更する。

上記の処理により、Ｔｖ値が１０、Ａｖ値が４となり、得られるＥｖ値（＝１４）と目標Ｅｖ値（＝１４）が等しくなり適正露出となる。

次にシャッタスピードが適正露出が得られる範囲よりも遅い値に設定されている場合を説明する。

撮影モードがＳモード（シャッタスピード優先ＡＥモード）で、目標Ｅｖ値が１４であり、ユーザが設定しているシャッタスピードが４（Ｔｖ値が−２）とする。目標Ｅｖ値の１４に対応するＡｖｍａｘは９、Ａｖｍｉｎは４である。また、対応するＴｖｍａｘは１０、Ｔｖｍｉｎは５である。したがって、ユーザが設定したＴｖ値である−２は、この範囲よりも小さい値となる。そこでまず、コントローラ１５０は図６のダイアグラムから現在のＥｖ値が目標Ｅｖ値に最も近くなるようなＡｖ値（Ａｖ値が９）を取得する（Ｓ４０４）。この時には、得られるＥｖ値（＝７）が目標Ｅｖ値（＝１４）より小さいため、露出オーバーとなる。その時にコントローラ１５０はファンクションボタンが押されていることを検出した場合は、Ｔｖ値を目標Ｅｖ値と上記で取得したＡｖ値を満たすＴｖ値（Ｔｖ値が５）に変更する。

上記の処理により、Ｔｖ値が５、Ａｖ値が９となり、得られるＥｖ値（＝１４）と目標Ｅｖ値（＝１４）が等しくなり適正露出となる。

また、上記具体例のように、目標Ｅｖ値が同じ１４であっても、ユーザが設定した撮影パラメータ（シャッタスピード）によって適正露出設定動作の結果は異なる。この動作は、結果的にユーザが設定した撮影パラメータの変更が最小限となるような動作となっている。したがって、適正露出設定動作により、適正露出が得られる設定範囲のうち、ユーザが意図した設定にできるだけ近い撮影パラメータを得ることができる。

３．まとめ
以上のように、本実施形態のデジタルカメラ１００は、被写体像を撮像して画像データを生成するＣＣＤ１２０と、画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータ（例えば、絞り値及びシャッタスピードの一方）の値に基づいて目標Ｅｖ値が得られるように露出制御を行うコントローラ１５０と、ユーザの操作を受け付ける操作部１８０（ファンクションボタン）とを備える。コントローラ１５０は、目標Ｅｖ値を得るために第１の撮影パラメータが取り得る範囲である第１の適正範囲を算出し、さらに、目標Ｅｖ値と、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータの値とに基づいて第２の撮影パラメータ（例えば、絞り値及びシャッタスピードの他方）の値を算出する。コントローラ１５０は、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータが第１の適正範囲外であるときに操作部１８０（ファンクションボタン）がユーザの操作を受け付けたのに応じて、第１の撮影パラメータを第１の適正範囲内となるように設定する。

以上の構成により、絞り値やシャッタスピードに代表される、露出を決定する撮影パラメータの設定状態が、ユーザが設定する第１の撮影パラメータにより適正露出が得られるパラメータの範囲外となっている場合であっても、ユーザの操作に基づいて、コントローラ１５０が第１のパラメータを、適正露出が得られる値に設定する。これにより、ユーザは適正な露出設定をより容易に得ることが可能となり、適正な露出設定を素早く行うことができる。

ＩＩ．他の実施形態
実施の形態１のデジタルカメラ１００は、操作部１８０のファンクションボタンが押下されたことを検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うものとした。しかし、ユーザが適正露出設定動作を指示するための操作部１８０はこれに限らず、例えば表示部１７０にアイコンを表示し、ユーザがこのアイコンにタッチしたことをタッチパネルで検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うようにしてもよい。また、適正露出設定動作の機能を任意のボタンに割り当て可能としてもよい。

実施の形態１のデジタルカメラ１００は、操作部１８０のファンクションボタンが押下されたことを検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うものとした。しかし、一度ファンクションボタンが押下されて適正露出設定動作が行われた後に、連続して（他の操作を行わずに）ファンクションボタンが押下されたことを検出したら、コントローラ１５０が撮影パラメータを適正露出設定動作前の状態に戻す、いわゆる「アンドゥ」や「元に戻す」動作を行うようにしてもよい。また、一度ファンクションボタンが押下されて適正露出設定動作が行われた後に、露出設定に変更（変化）がないうちにファンクションボタンが押下されたことを検出したら、「アンドゥ」や「元に戻す」動作を行うようにしてもよい。

実施の形態１のデジタルカメラ１００は、操作部１８０のファンクションボタンが押下されたことを検出し、これに応じて適正露出設定動作を行うものとした。しかし、次のようにしてもよい。すなわち、操作部１８０のレリーズボタンが押下（全押しまたは半押し）されたときに、撮影に先立って適正露出設定動作を行うようにしてもよい。このようにすることで、撮影前にファンクションボタンを押さずとも、レリーズボタンを押すだけで適正露出設定動作が行われた後に撮影動作が行われるため、ユーザによる操作がより簡単になる。この場合、レリーズボタンを押したときに撮影に先立って適正露出設定動作を行うかどうかをメニュー等で設定できるようにすることが望ましい。この場合の動作がＰモード等と異なる点は次の通りである。Ｐモードではデジタルカメラ１００が露出設定のすべてを行うのに対し、ＡモードやＳモードにおいて適正露出設定動作を行う場合は、ユーザがあらかじめ行った露出設定がある程度反映される点である。例えば、Ａモードにおいてユーザが絞りを開放にして露出オーバーとなっているようなときにも、ユーザがレリーズボタンを押したときには、適正露出が得られる範囲でできるだけ絞りが開放に近くなるように絞り値が変更されるため、ユーザの意図がある程度反映された設定が得られる。

また、実施の形態１では、露出補正について特に言及していないが、デジタルカメラ１００は露出補正機能を有していても良い。露出補正機能によれば、ユーザが操作部１８０を操作して露出補正値を設定した場合、その設定値に応じて目標輝度値が補正される。具体的には、露出補正値が正の値に設定された場合（すなわち、最終的に得られる画像データがより明るくなるように設定された場合）、その設定値の絶対値に応じて目標輝度値を高く補正する。逆に、露出補正値が負の値に設定された場合（すなわち、最終的に得られる画像データがより暗くなるように設定された場合）、その設定値の絶対値に応じて目標輝度値を低く補正する。他の動作については実施の形態１と同様である。

また、実施の形態１のデジタルカメラ１００はＩＳＯ感度をユーザの設定した値で固定していたが、露出制御において、ＩＳＯ感度を制御するようにしてもよい。例えば、ＩＳＯ感度を１段階上げることにより、目標Ｅｖ値を１大きくすることができる。したがって、例えば現在のＥｖ値が１３、目標Ｅｖ値が１２、ＩＳＯ感度が１００である場合は、Ａｖ値およびＴｖ値を変更せずにＩＳＯ感度を１段階上げて２００とすれば、目標Ｅｖ値が１３となって適正露出とすることができる。しかしながら、ユーザが設定する撮影パラメータによっては設定可能なＩＳＯ感度の範囲では適正露出が得られない場合がある。そのようなときにファンクションボタンが押された場合、ＩＳＯ感度は現在の値のままで上記説明したような適正露出設定動作を行うことができる。

また、実施の形態１において、設定可能な絞り値の範囲をＦ４〜Ｆ２２とし、設定可能なシャッタスピードの範囲を６０秒〜１／４０００秒としたが、これは一例であり、設定可能な範囲はこれらに限らず、どのような範囲が設定可能であっても構わない。

実施の形態１では、レンズがカメラ本体内に組み込まれた一体型のデジタルカメラについて説明したが、カメラ本体に対してレンズを着脱することができる交換レンズ式のデジタルカメラであっても、実施の形態１の思想は同様に適用できる。

本発明によれば、適正な露出設定をより容易に得ることが可能である。このため、適正な露出設定を素早く行うことができる。よって、本発明は、ユーザによる露出設定を行う機能を有するデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に有用である。

１１１ フォーカスレンズ
１１２ ズームレンズ
１１３ 絞り
１１４ シャッタ
１２０ ＣＣＤイメージセンサ
１２１ 前処理部（ＡＦＥ）
１３０ 画像処理部
１５０ コントローラ
１６０ フラッシュメモリ
１７０ 表示部
１８０ 操作部

Claims (3)

1. 被写体像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   前記画像データに基づいて目標露出値を算出し、ユーザにより設定された第１の撮影パラメータに基づいて前記目標露出値が得られるように露出制御を行う制御部と、
   前記ユーザの操作を受け付ける操作部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記目標露出値を得るために第１の撮影パラメータが取り得る範囲である第１の適正範囲を算出し、さらに、前記目標露出値と、前記ユーザにより設定された第１の撮影パラメータとに基づいて第２の撮影パラメータを算出し、前記ユーザにより設定された第１の撮影パラメータが前記第１の適正範囲外であるときに前記操作部がユーザの操作を受け付けたのに応じて、前記第１の撮影パラメータを前記第１の適正範囲内となるように設定する、
   撮像装置。
2. 前記第１の撮影パラメータは絞り値及びシャッタスピードのいずれか一方であり、前記第２の撮影パラメータは絞り値及びシャッタスピードの他方である、請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御手段は、前記ユーザにより設定された第１の撮影パラメータが前記第１の適正範囲外であるときに、前記ユーザにより設定された第１の撮影パラメータおよび前記第２の撮影パラメータにより決まる露出値が目標露出値に最も近くなるように、前記第２の撮影パラメータを算出する、請求項２記載の撮像装置。