(57)【要約】【課題】複数の画像を撮像して合成する場合に高品質な合成画像を生成できる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置では、動画表示のためのフレームレートより大きい高速フレームレートでの撮影が可能である。この撮像装置におけるフラッシュ撮影では、高速フレームレートに設定し、フラッシュの発光量を順に増加させた３枚の画像(ａ)、画像(ｂ)、画像(ｃ)を連続して撮影する。そして、露光レベルが適正となる画像(ａ)の下部の領域ＧＰ７〜９、画像(ｂ)の中央の領域ＧＰ４〜６および画像(ｃ)の上部の領域ＧＰ１〜３を抽出して、これらを画像合成する。その結果、室内での撮影において手前から奥まで露光が適正となる高品質な合成画像が生成できる。【選択図】図６
2006033049.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示が可能な表示手段を有する撮像装置であって、
(a)被写体に係る撮像画像を生成する撮像手段と、
(b)前記表示手段に動画を表示する際の表示フレームレートより大きい高速フレームレートに基づくタイミングで前記撮像手段を順次に駆動する駆動手段と、
(c)前記駆動手段による前記撮像手段の駆動ごとに撮影条件の変更を行いつつ、２以上の撮像画像を順次に取得する撮影制御手段と、
(d)前記２以上の撮像画像に基づく画像合成を行って、合成画像を生成する合成手段と、
を備え、
前記撮影制御手段に係る前記撮影条件の変更では、撮影条件が２以上の段階に変更されることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置において、
(e)フラッシュの発光量を前記２以上の段階に設定する発光量設定手段、
をさらに備え、
前記撮影条件は、前記フラッシュの発光量に関する条件を含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２に記載の撮像装置において、
(f)前記発光量設定手段で設定されたフラッシュの発光量に基づき撮影距離を求める手段、
をさらに備え、
前記撮影条件は、前記撮影距離に応じたピントの条件をも含むことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記撮影制御手段は、
(c-1)前記２以上の撮像画像を記憶手段に記憶させる記憶制御手段、
を有し、
前記合成手段は、
(d-1)前記合成画像を所定の記録手段に記録させる記録制御手段と、
(d-2)前記記憶手段に記憶された前記２以上の撮像画像を消去する消去手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の撮像装置において、
前記合成手段は、
(d-3)前記合成画像を所定の画像圧縮率で所定の記録手段に記録させる第１記録制御手段と、
(d-4)前記２以上の撮像画像を前記所定の画像圧縮率より大きい画像圧縮率で前記所定の記録手段に記録させる第２記録制御手段と、
をさらに有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項２に記載の撮像装置において、
(g)前記撮影制御手段によって前記２以上の撮像画像を取得する前に、フラッシュのプリ発光を伴う撮像画像を露光検出用画像として前記撮像手段により取得するプリ発光手段と、
(h)前記露光検出用画像を複数の領域に分割し、分割された各領域で露光量を検出する検出手段と、
をさらに備え、
前記発光量設定手段は、
(e-1)前記検出手段で検出された各領域の露光量に基づき、前記フラッシュの発光量を前記２以上の段階に設定する手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の撮像装置において、
(i)前記撮影制御手段を能動化させ  る撮影指示を受付ける手段と、
(j)前記撮像手段の駆動タイミングを規定するフレームレートを設定するフレームレート設定手段と、
をさらに備え、
前記フレームレート設定手段は、
(j-1)前記撮影指示に応答して、前記高速フレームレートに切替える切替手段、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
請求項７に記載の撮像装置において、
前記フレームレート設定手段は、
(j-2)前記撮影制御手段による前記２以上の撮像画像の取得が終了した後には、前記表示フレームレートに復帰させる復帰手段、
をさらに有することを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体に係る撮像画像を生成する撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置においては、フラッシュを使用して露光量の不足を補った撮影が行われる。
【０００３】
しかし、このようなフラッシュを用いた撮影では、主被写体に関しては適性露光量となるが、主被写体とは異なる撮影距離に位置する被写体については、露光量がオーバーあるいはアンダーとなる場合が多い。これは、撮影距離が近いため反射光量が多すぎたり、遠すぎるため反射光量が少なすぎるためである。
【０００４】
この点に関しては、夜景撮影モードでフラッシュを発光させた画像を発光させない画像とを合成することで、主被写体と背景との両者が適性露光となる画像を得る技術がある(特許文献１参照)。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−８７６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしなから、上記の特許文献１の技術では、フラッシュを使用しない撮影は長時間露光となるため、ぶれやすく、また被写体ずれが生じる可能性が高く、精度のよい画像合成を行うことは困難である。また、いわゆる夜景撮影を行うものであり、室内での人物撮影などに適用することはできなかった。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フラッシュを用いた撮影において撮影距離に関わらず、被写体全体が適性露光の画像を取得できる撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、請求項１の発明は、画像表示が可能な表示手段を有する撮像装置であって、(a)被写体に係る撮像画像を生成する撮像手段と、(b)前記表示手段に動画を表示する際の表示フレームレートより大きい高速フレームレートに基づくタイミングで前記撮像手段を順次に駆動する駆動手段と、(c)前記駆動手段による前記撮像手段の駆動ごとに撮影条件の変更を行いつつ、２以上の撮像画像を順次に取得する撮影制御手段と、(d)前記２以上の撮像画像に基づく画像合成を行って、合成画像を生成する合成手段とを備え、前記撮影制御手段に係る前記撮影条件の変更では、撮影条件が２以上の段階に変更される。
【０００９】
また、請求項２の発明は、請求項１の発明に係る撮像装置において、(e)フラッシュの発光量を前記２以上の段階に設定する発光量設定手段をさらに備え、前記撮影条件は、前記フラッシュの発光量に関する条件を含む。
【００１０】
また、請求項３の発明は、請求項２の発明に係る撮像装置において、(f)前記発光量設定手段で設定されたフラッシュの発光量に基づき撮影距離を求める手段をさらに備え、前記撮影条件は、前記撮影距離に応じたピントの条件をも含む。
【００１１】
また、請求項４の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記撮影制御手段は、(c-1)前記２以上の撮像画像を記憶手段に記憶させる記憶制御手段を有し、前記合成手段は、(d-1)前記合成画像を所定の記録手段に記録させる記録制御手段と、(d-2)前記記憶手段に記憶された前記２以上の撮像画像を消去する消去手段とを有する。
【００１２】
また、請求項５の発明は、請求項１ないし請求項３のいずれかの発明に係る撮像装置において、前記合成手段は、(d-3)前記合成画像を所定の画像圧縮率で所定の記録手段に記録させる第１記録制御手段と、(d-4)前記２以上の撮像画像を前記所定の画像圧縮率より大きい画像圧縮率で前記所定の記録手段に記録させる第２記録制御手段とをさらに有する。
【００１３】
また、請求項６の発明は、請求項２の発明に係る撮像装置において、(g)前記撮影制御手段によって前記２以上の撮像画像を取得する前に、フラッシュのプリ発光を伴う撮像画像を露光検出用画像として前記撮像手段により取得するプリ発光手段と、(h)前記露光検出用画像を複数の領域に分割し、分割された各領域で露光量を検出する検出手段とをさらに備え、前記発光量設定手段は、(e-1)前記検出手段で検出された各領域の露光量に基づき、前記フラッシュの発光量を前記２以上の段階に設定する手段を有する。
【００１４】
また、請求項７の発明は、請求項１ないし請求項６のいずれかの発明に係る撮像装置において、(i)前記撮影制御手段を能動化させる撮影指示を受付ける手段と、(j)前記撮像手段の駆動タイミングを規定するフレームレートを設定するフレームレート設定手段とをさらに備え、前記フレームレート設定手段は、(j-1)前記撮影指示に応答して、前記高速フレームレートに切替える切替手段を有する。
【００１５】
また、請求項８の発明は、請求項７の発明に係る撮像装置において、前記フレームレート設定手段は、(j-2)前記撮影制御手段による前記２以上の撮像画像の取得が終了した後には、前記表示フレームレートに復帰させる復帰手段をさらに有する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１ないし請求項８の発明によれば、表示フレームレートより大きい高速フレームレートに基づくタイミングによる撮像手段の駆動ごとに撮影条件を２以上の段階に変更しつつ順次に取得された２以上の撮像画像に基づき画像合成を行って、合成画像を生成する。その結果、被写界全体について例えば適性露光で撮影された適性画像を得ることができる。
【００１７】
特に、請求項２の発明においては、撮影条件がフラッシュの発光量に関する条件を含むため、被写界全体について適性露光で撮影された画像を得ることができる。
【００１８】
また、請求項３の発明においては、撮影条件が撮影距離に応じたピントの条件をも含むため、被写界全体について適性露光で撮影された画像を得ることができる。
【００１９】
また、請求項４の発明においては、合成画像を所定の記録手段に記録させるとともに、記憶手段に記憶された２以上の撮像画像を消去するため、画像の記録容量を削減できる。
【００２０】
また、請求項５の発明においては、合成画像を所定の画像圧縮率で所定の記録手段に記録させるとともに、２以上の撮像画像を所定の画像圧縮率より大きい画像圧縮率で所定の記録手段に記録させるため、画像の記録容量を削減できるとともに、画像合成後でも合成元の画像を利用したい場合に対応できる。
【００２１】
また、請求項６の発明においては、フラッシュのプリ発光を伴う撮像画像を複数の領域に分割し、分割された各領域で検出される露光量に基づきフラッシュの発光量を２以上の段階に設定するため、適切な発光量で各フラッシュ撮影を行える。
【００２２】
また、請求項７の発明においては、撮影制御手段を能動化させる撮影指示に応答して高速フレームレートに切替えるため、迅速な連続撮影を行え、より高速に被写体ぶれを招くことなく被写界全体について適性露光で撮影された画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
＜撮像装置の要部構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１を示す斜視図である。また、図２は、撮像装置１の背面図である。なお、図１および図２には方位関係を明確にするために互いに直交するＸ，Ｙ，Ｚの三軸を示している。
【００２４】
撮像装置１は、例えばデジタルカメラとして構成されており、カメラ本体１０の前面には撮影レンズ１１とフラッシュ１２とが設けられている。撮影レンズ１１の奥には、撮影レンズ１１を介して入射する被写体像を光電変換してカラーの画像信号を生成する撮像素子２１が設けられている。本実施形態では、撮像素子２１としてＣ−ＭＯＳタイプの撮影素子を用いる。
【００２５】
撮影レンズ１１は、ズームレンズ１１１とフォーカスレンズ１１２(図３参照)とを含んでおり、これらのレンズを光軸方向に駆動することにより、撮像素子２１に結像される被写体像のズーミングや合焦を実現することができる。
【００２６】
撮像装置１の上面には、シャッターボタン１３が配設されている。このシャッターボタン１３は、ユーザによる撮影指示を受け付けるもので、半押し状態(Ｓ１状態)と押し込んだ全押し状態(Ｓ２状態)とを検出可能な２段階スイッチとして構成されている。
【００２７】
撮像装置１の側面部には、シャッターボタン１３の押下操作に伴う本撮影動作で得られた画像データを記録するメモリカード９を装着する装着部１４が形成されている。さらに、撮像装置１の側面には、装着部１４からメモリカード９を取り出す際に操作するカード取り出しボタン１５が配設されている。
【００２８】
撮像装置１の背面には、本撮影前に被写体を動画的態様で表示するライブビュー表示や、撮影した画像等の画像表示を行う液晶ディスプレイ(ＬＣＤ：Liquid Crystal Display)１６と、シャッタースピードやズームなど撮像装置１の各種設定状態を変更するための背面操作部１７とが設けられている。
【００２９】
背面操作部１７は、複数の操作ボタン１７１〜１７３で構成されており、例えば操作ボタン１７１に対する操作によってズーム操作や露出設定等を行えるとともに、操作ボタン１７３に対する操作によって、フラッシュ撮影モードや動画撮影モードに設定できる。
【００３０】
図３は、撮像装置１の機能ブロックを示す図である。以下では、静止画撮影のシーケンスに沿って、各部の機能を説明する。
【００３１】
まず、制御部２０がシャッターボタン１３の半押し(Ｓ１)を検出すると、ＡＥ演算部２５が撮影画像全体に対して適正な露出量を演算して、シャッタースピードや、信号処理部２２におけるアンプのゲインを設定する。
【００３２】
ＡＥ演算部２６での演算が終了すると、ホワイトバランス(ＷＢ)演算部２７で適正なＷＢ設定値を演算して、画像処理部２４でホワイトバランス補正を行うためのＲゲインおよびＧゲインを設定する。
【００３３】
そして、ＷＢ演算部２７での演算が終了すると、合焦演算部２５において、例えばコントラスト方式のＡＦで利用するＡＦ評価値を演算し、この演算結果に基づきフォーカスレンズ１１２の駆動を制御部２０が制御して、被写体に合焦させる。具体的には、フォーカスモータ(不図示)を駆動し、撮像素子２１で生成される撮像画像の高周波成分がピークとなるレンズ位置を検出して、この位置にフォーカスレンズ１１２を移動させる。
【００３４】
次に、シャッターボタン１３の全押しが行われると、ズームレンズ１１１およびフォーカスレンズ１１２を通って被写体光像が撮像素子２１に結像され、被写体に関するアナログ画像信号が生成される。そして、このアナログ画像信号は、信号処理部２２でのＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換されて、メモリ２３に一旦記憶される。
【００３５】
メモリ２３に一旦記憶された画像データは、画像処理部２４でγ変換等の画像処理を行った後、メモリカード９に保存される。一方、画像処理部２４で画像処理された画像データは、ＬＣＤ１６に表示するための処理が施されてＬＣＤ１６に画像表示される。これにより、ユーザは、撮影された画像を確認できる。なお、動画撮影モードに設定されている場合には、上記の動作がシャッターボタン１３のオフまで繰り返される。
【００３６】
また、シャッターボタン１３が半押しされた場合には、撮像素子２１で取得された画像は、上述した信号処理および画像処理が施された後、ＬＣＤ１６に動画的態様で表示される。このような被写体のライブビュー表示により、構図の確認を行えるとともに、被写体の画像を視認しつつ操作ボタン１７１を操作することによって画角を変更できる。この場合、操作ボタン１７１によるズーム操作が制御部２０で検出されると、ズームレンズ１１１を駆動してユーザの所望する画角が設定されることとなる。なお、撮像装置１の撮像素子２１では、後述のように９０ｆｐｓでの駆動が可能であるが、ライブビュー表示の際にはＬＣＤ１６において３フレームに１回の頻度で画像が更新される。
【００３７】
以上で説明した撮像装置１の静止画撮影のシーケンスは、制御部２０が各部を統括的に制御することにより実行される。
【００３８】
制御部２０は、ＣＰＵを有するとともに、ＲＯＭ２０１およびＲＡＭ２０２を備えている。そして、このＲＯＭ２０１には、撮像装置１を制御するための各種の制御プログラムが格納される。また、制御部２０は、後述のように撮像素子２１の駆動ごとにフラッシュ１２の発光量の変更を行いつつ複数の撮像画像を取得する撮影制御手段として機能する。
【００３９】
以下では、撮像装置１の撮影動作について詳述する。
【００４０】
＜撮像装置の撮影動作＞
まず、撮像装置１における動画撮影動作について簡単に説明する。
【００４１】
図４は、撮像装置１における動画撮影動作および再生動作を説明するための図である。図４(ａ)〜(ｄ)においては、横軸が時間軸を表している。
【００４２】
撮像装置１の撮像素子２１では、図４(ａ)に示すように、９０ｆｐｓ、つまりフレーム間の時間間隔が約１１.１ｍｓで動画撮影が可能となっている。すなわち、ＬＣＤ１６に動画を表示する際の表示フレームレート(３０ｆｐｓ)に対して３倍のフレームレートで撮像素子２１を駆動できる。なお、図４(ａ)中の数字１、２、３、・・・は、フレーム番号(Ｎｏ)で、番号が増加するほど後で撮影されたことを表している。
【００４３】
このように表示フレームレートより大きい高速フレームレートで録画された動画についても、一般的な３０ｆｐｓのフレームレート（フレーム間の時間間隔が約３３.３ｍｓ）で再生すれば人間の目では十分に動画として見えるため、撮像装置１では、９０ｆｐｓで記録された動画に対して１／３に間引きして再生する。
【００４４】
具体的には、図４(ｂ)に示すように、図４(ａ)に示すフレーム群（Ｎｏ.１〜２４)のうち、フレームＮｏが１、４、７・・・、つまり３ｎ−２(ｎは自然数）となる画像を抽出して、動画として再生する。なお、以下では、説明の便宜上、フレームＮｏが１、４、７・・・の画像をａ系列の画像群と呼び、ａ１、ａ２、ａ３・・・とも表示する。
【００４５】
また、図４(ｃ)に示すように、図４(ａ)に示すフレーム群（Ｎｏ.１〜２４)のうち、フレームＮｏが２、５、８・・・、つまり３ｎ−１(ｎは自然数）となる画像を抽出して、動画として再生する。なお、以下では、説明の便宜上、フレームＮｏが２、５、８・・・の画像をｂ系列の画像群と呼び、ｂ１、ｂ２、ｂ３・・・とも表示する。
【００４６】
また、図４(ｄ)に示すように、図４(ａ)に示すフレーム群（Ｎｏ.１〜２４)のうち、フレームＮｏが３、６、９・・・、つまり３ｎ(ｎは自然数）となる画像を抽出して、動画として再生する。なお、以下では、説明の便宜上、フレームＮｏが３、６、９・・・の画像をｃ系列の画像群と呼び、ｃ１、ｃ２、ｃ３・・・とも表示する。
【００４７】
以上のように撮像装置１では、１回の撮影でａ〜ｃ系列の画像群を同時に取得できるが、これらａ〜ｃ系列それぞれで異なる撮影条件の撮影を行うことで、３種類の動画の取得が可能である。
【００４８】
また、撮像装置１では、９０ｆｐｓという高速なフレームレートに加えて、動画表示に対応した３０ｆｐｓのフレームレートで動画撮影を行え、これらのフレームレートの切替えが可能となっている。なお、撮像装置１では、３０ｆｐｓのフレームレートが通常設定されている。
【００４９】
撮像装置１における動画撮影では、９０ｆｐｓという高速なフレームレートで撮像素子２１を駆動できるが、静止画撮影においても、この高速フレームレートで撮像素子２１を順次に駆動して連続撮影を行えば、高品質な合成画像を生成することが可能となる。以下で、具体的に説明する。
【００５０】
図５は、撮像装置１におけるフラッシュ撮影を説明するための図である。
【００５１】
一般に奥行きのある室内で複数の人物をフラッシュ撮影すると、一部の人物で露光レベルが適正とならない場合がある。
【００５２】
そこで、撮像装置１では、上記の高速フレームレートに基づくタイミングによる撮像素子２１の駆動ごとにフラッシュ１２の発光量を変更しつつ、露出条件が異なる３枚の撮像画像を連続して取得する。そして、これらの画像を合成し、露光量が画像全体で適正な合成画像を生成することとする。
【００５３】
具体的には、９０ｆｐｓの時間間隔でフラッシュ１２の発光を伴う撮影を順次に行うとともに、１回目の発光量ＬＴ１、２回目の発光量ＬＴ２、３回目の発光量ＬＴ３の順に発光量が増加するように３段階に発光量を変更する。ここで、２回目の発光量ＬＴ２は、フラッシュ１２をプリ発光させて調光し、画面全体の平均露光量が適正となるために必要な発光量である。そして、この発光量ＬＴ２を中心として発光量を増減したものが、発光量ＬＴ１および発光量ＬＴ３となる。
【００５４】
図６は、上記のフラッシュ撮影によって取得される画像を説明するための図である。図６(ａ)〜(ｃ)に示す各画像には、６人の人物ＳＢ１〜ＳＢ６が映っている。また、図６(ａ)に示す領域ＧＰ１〜ＧＰ９は、画面を９分割した各領域に対応している。なお、符号表記は省略するが、図６(ｂ)および図６(ｃ)についても、図６(ａ)と同様の各領域ＧＰ１〜ＧＰ９に分割されている。
【００５５】
図６(ａ)に示す画像は、図５に示す１回目の発光量ＬＴ１でフラッシュ撮影した画像であり、手前の人物ＳＢ５、ＳＢ６の露光量が適正となっている。一方、中央の人物ＳＢ３、ＳＢ４と、奥の人物ＳＢ１、ＳＢ２とは、露出アンダーとなっている。
【００５６】
図６(ｂ)に示す画像は、図５に示す２回目の発光量ＬＴ２でフラッシュ撮影した画像であり、中央の人物ＳＢ３、ＳＢ４の露光量が適正となっている。この発光量ＬＴ２は、プリ発光の露光状態を反映した発光量であり画面全体の平均露光量が適正ではあるが、手前の人物ＳＢ５、ＳＢ６が露出オーバーで、奥の人物ＳＢ１、ＳＢ２が露出アンダーとなっている。
【００５７】
図６(ｃ)に示す画像は、図５に示す３回目の発光量ＬＴ３でフラッシュ撮影した画像であり、奥の人物ＳＢ５、ＳＢ６の露光量が適正となっている。しかし、中央の人物ＳＢ３、ＳＢ４と、手前の人物ＳＢ１、ＳＢ２とは、露出オーバーとなっている。
【００５８】
以上のフラッシュ撮影によって図６(ａ)〜(ｃ)に示す各画像が取得されるが、これらの画像のうち露光量の適正な部分を抽出して合成することにより、図７に示す全ての人物ＳＢ１〜ＳＢ６の露光量が適正となる画像を生成できる。
【００５９】
すなわち、図６(ａ)の画像では、人物ＳＢ５および人物ＳＢ６の露光量が適正な画面下部の領域ＧＰ７〜ＧＰ９を抽出し、図６(ｂ)の画像では、人物ＳＢ３および人物ＳＢ４の露光量が適正な画面中央の領域ＧＰ４〜ＧＰ６を抽出するとともに、図６(ｃ)の画像では、人物ＳＢ１および人物ＳＢ２の露光量が適正な画面上部の領域ＧＰ１〜ＧＰ３を抽出する。そして、これらの抽出された領域を画像処理部２４で画像合成することで、図７に示す全員が適正露光となる画像が生成される。この場合、前記のように高速のフレームレートで一連の撮影を行っているため、その撮影に要する時間は通常の１コマ撮影と同様であるため、被写体が動く可能性は低く、またカメラがぶれる可能性も低い。よって、特に通常撮影との差を意識することなく、本実施形態の撮影動作を行うことができる。
【００６０】
図８は、撮像装置１におけるフラッシュ撮影の動作を示すフローチャートである。本動作は、制御部２０によって実行される。
【００６１】
まず、操作ボタン１７３の操作により、フラッシュ撮影モードに設定された後に、ユーザによってシャッターボタン１３が半押しされたかを判定する(ステップＳＴ１)。ここで、シャッターボタン１３が半押しされた場合には、ステップＳＴ２に進み、半押しされていない場合には、ステップＳＴ１を繰り返す。
【００６２】
ステップＳＴ２では、ＡＦ動作を行う。具体的には、合焦演算部２５で合焦演算を行い、上述したコントラスト方式のＡＦによってフォーカスレンズ１１２を合焦位置に移動させる。
【００６３】
ステップＳＴ３では、フラッシュ１２のプリ発光を行う。この際には、撮像素子２１によって本撮影(ステップＳＴ８での撮影)前の画像が露光検出用画像として取得される。
【００６４】
ステップＳＴ４では、分割領域毎の露光量を検出する。具体的には、ステップＳＴ３で取得された露光検出用画像を図６(ａ)に示す９つの領域ＧＰ１〜ＧＰ９に分割し、分割された各領域ＧＰ１〜ＧＰ９で露光量を算出する。
【００６５】
ステップＳＴ５では、撮影回数と領域分けと発光量とを設定する。以下では、具体例を挙げて説明する。
【００６６】
まず、ステップＳＴ３のプリ発光動作によって検出された画像(図６(ａ))の各領域ＧＰ１〜９の露光量のうち最大値と最小値とを検知し、この最大値と最小値との差に応じて撮影回数が決定される。
【００６７】
例えばプリ発光により図６(ａ)に示す画像が得られた場合には、領域ＧＰ１〜ＧＰ３の各露光量および領域ＧＰ７〜ＧＰ９の各露光量が最小・最大であり、この差に応じた撮影回数として３回が設定される。
【００６８】
このように撮影回数が決定されると、撮影回数に対応した画像の領域分けを行う。図６(ａ)に示す画像では、撮影回数の３回に対応した３領域に分割するために、例えば最大の露光量に対応した画像下部の３領域ＧＰ７〜ＧＰ９と、最小の露光量に対応した画像上部の３領域ＧＰ１〜ＧＰ３と、これらの中間の露光量に対応した画像中央の３領域ＧＰ４〜ＧＰ６とに領域分けされる。
【００６９】
次に、領域分けされた各領域ごとに、プリ発光で得られた画像から検出された露光量に基づき露光レベルが適正となるフラッシュ撮影が行えるように、例えば図５の発光量ＬＴ１〜ＬＴ３に示すような３段階の発光量を算出して設定する。
【００７０】
ステップＳＴ６では、ユーザによってシャッターボタン１３が全押しされたかを判定する。ここで、シャッターボタン１３が全押しされた場合には、ステップＳＴ７に進み、全押しされていない場合には、ステップＳＴ６を繰り返す。
【００７１】
ステップＳＴ７では、通常のフレームレート(３０ｆｐｓ)から高速フレームレート(９０ｆｐｓ)に切替える。すなわち、シャッターボタン１３に対する撮影指示に応答して、高速フレームレートに切替えられる。
【００７２】
ステップＳＴ８では、フラッシュ１２を発光させて撮影する。ここでは、ステップＳＴ５で設定された各発光量での発光が行われるが、例えば図５に示す各発光量ＬＴ１〜ＬＴ３での発光により図６(ａ)〜(ｃ)に示す露光量の異なる撮像画像が取得されることとなる。なお、撮影された画像は、メモリ２３に記憶される。
【００７３】
ステップＳＴ９では、撮影が終了したかを判定する。具体的には、ステップＳＴ５で設定された撮影回数に達したかを判断する。ここで、撮影が終了した場合には、ステップＳＴ１０に進み、終了していない場合には、ステップＳＴ８に戻る。
【００７４】
ステップＳＴ１０では、ステップＳＴ７で切替えられたフレームレートを、元のフレームレート(３０ｆｐｓ)に復帰させる。すなわち、露光条件の異なる複数の撮像画像の取得が終了した後には、高速フレームレートから元の表示フレームレートに戻される。
【００７５】
ステップＳＴ１１では、ステップＳＴ８で撮影された複数の画像をメモリ２３から読み出して画像処理部２４で合成する。これにより、例えば図６(ａ)〜(ｃ)に示す各画像の一部が合成されて、図７に示す全ての人物ＳＢ１〜ＳＢ６の露光量が適正な画像が生成される。
【００７６】
ステップＳＴ１２では、ステップＳＴ１１で合成された画像を、メモリカード(記録手段)９に記録する。
【００７７】
ステップＳＴ１３では、原画像を消去する。具体的には、ステップＳＴ１１での合成元の画像、すなわち図６(ａ)〜(ｃ)に示す３枚の撮像画像を全てメモリ(記憶手段)２３から消去する。
【００７８】
以上のステップＳＴ１〜ＳＴ１３の動作により、室内などでのフラッシュ撮影においても画像全体で露光が適正な画像が取得できることとなる。
【００７９】
なお、上記のステップＳＴ８では、フラッシュ１２を発光させて撮影する際に、露光が適正となる各領域内の被写体に合焦させるようにしても良い。すなわち、例えばプリ発光により図６(ａ)に示す画像が得られた場合には、画像上部の人物ＳＢ１〜２と画像中央の人物ＳＢ３〜４と画像下部の人物ＳＢ５〜６とにそれぞれピントが合うように、ステップＳＴ５で設定されたフラッシュ１２の発光量に基づき各撮影距離を求める。そして、この撮影距離に対応した各フォーカス位置にフォーカスレンズ１１２を移動させて撮影する。
【００８０】
上記のフォーカス位置の検出については、ズーム位置に応じた絞り(ＦＮｏ)のデータとプリ発光時に得られた各領域（領域ＧＰ１〜３、領域ＧＰ４〜６、領域ＧＰ７〜９）の露光量のデータとプリ発光時のガイドナンバー(ＧＮｏ)のデータとに基づきフラッシュマチックの原理を利用した演算によって、人物ＳＢ１〜２、人物ＳＢ３〜４および人物ＳＢ５〜６に対する撮影距離を判定し、各撮影距離に応じたフォーカスレンズ１１２の位置を決定する。なお、上記の撮影距離の判定は、演算で行うのは必須でなく、予めＲＯＭ２０１などに記憶しているデータテーブルに基づき行っても良い。
【００８１】
このようにフラッシュ撮影で露光を適正にしたい画像領域内の被写体に合焦させる、つまり撮影距離に応じたピント条件を例えば３段階に変更することで、各被写体それぞれに合焦する複数の撮像画像を取得できる。そして、これらの撮像画像を合成することにより、撮影距離の異なる各被写体において露光レベルが適正となり、かつピントが合っているシャープな画像が生成できることとなる。
【００８２】
以上の撮像装置１の動作により、撮像素子の駆動タイミングを規定するフレームレートを高速(９０ｆｐｓ)に設定し、フラッシュ発光量を段階的に変更した複数の画像を順次に撮像して合成するため、室内での撮影において手前から奥まで露光が適正となる高品質な合成画像が生成できる。
【００８３】
なお、撮像装置１においては、フラッシュの発光量が異なる３枚の画像を合成するのは必須でなく、例えばピント条件が異なる３枚の画像を高速フレームレートで撮影して合成するようにしても良い。この場合には、撮影距離の異なる被写体全てにピントが合う、シャープな画像が生成できる。
【００８４】
＜変形例＞
◎上記の実施形態においては、フラッシュを発光させて露光条件の異なる複数の画像を取得するのは必須でなく、フラッシュ発光を行わずにシャッタースピード等を変化させて露光条件の異なる複数の画像を取得して合成するようにしても良い。
【００８５】
◎上記の実施形態においては、図８のステップＳＴ１３のように合成元の原画像を消去するのは必須でなく、例えば合成画像より高圧縮率でメモリカードに記録しても良い。すなわち、合成画像を画像圧縮率αでメモリカード(記録手段)９に記録し、原画像を画像圧縮率αより大きい画像圧縮率βでメモリカード９に記録する。これにより、画像の記録容量を削減できるとともに、画像合成後に原画像を利用したい場合に対応できる。
【００８６】
◎上記の実施形態においては、１枚の静止画として合成画像を生成するのは必須でなく、画像合成を繰返して動画を生成するようにしても良い。例えば、９０ｆｐｓの高速フレームレートで発光量の異なる３種類のフレーム画像(図６(ａ)〜(ｃ))の撮像を繰り返し、これら３種類のフレーム画像の合成を連続して行えば、フレーム画像全体に露光が適正な動画を取得できる。この場合、表示のためのフレームレート(３０ｆｐｓ)の３倍のフレームレート(９０ｆｐｓ)で合成元のフレーム画像を撮像しているため、合成されたフレーム画像で構成された動画を再生する際には通常の再生が可能となる。
【００８７】
◎上記の実施形態においては、撮像素子としてＣＭＯＳを使用するのは必須でなく、ＣＣＤを使用しても良い。
【００８８】
◎上記の実施形態においては、動画を表示する際の表示フレームレート(３０ｆｐｓ)に対する３倍のフレームレート(９０ｆｐｓ)に基づくタイミングで連続撮影を行うのは必須でなく、上記の表示フレームレートより大きい高速フレームレートのタイミングで連写を行えば良い。また、フラッシュの発光量などの撮影条件を３段階に変更するのは必須でなく、２以上の段階に変更できれば良い。以上のような場合でも、迅速に複数種類の画像を取得できるため、これらを合成することで高品質な合成画像を生成できる。
【００８９】
◎上記の実施形態においては、フラッシュの発光量を制御するのは必須でなく、発光量を一定にして絞りを制御することで被写体に照射される光量を変更しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の実施形態に係る撮像装置１を示す斜視図である。
【図２】撮像装置１の背面図である。
【図３】撮像装置１の機能ブロックを示す図である。
【図４】撮像装置１における動画撮影動作および再生動作を説明するための図である。
【図５】撮像装置１におけるフラッシュ撮影を説明するための図である。
【図６】フラッシュ撮影によって取得される画像を説明するための図である。
【図７】合成画像を示す図である。
【図８】撮像装置１におけるフラッシュ撮影の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１  撮像装置
９  メモリカード
１２  フラッシュ
１６  液晶ディスプレイ(ＬＣＤ)
２０  制御部
２１  撮像素子
２２  信号処理部
２３  メモリ
２４  画像処理部
２５  合焦演算部
２６  ＡＥ演算部
１１１  ズームレンズ
１１２  フォーカスレンズ
１７１〜１７３  操作ボタン
２０１  ＲＯＭ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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