(57)【要約】【課題】撮影装置において、撮影範囲内の被写体間に光反射特性のバラツキがあっても、白とびや黒つぶれが起こりにくいフラッシュ撮影を行うことができるようにする。【解決手段】カメラ１は、被写体を撮影する撮像素子５と、撮影範囲内に分散して設定された複数の照明領域のいずれかに向けて照明光を照射するＬＥＤチップ４ａを複数有し、このＬＥＤチップ４ａを複数点灯することにより撮影範囲全体を照明することが可能な照明部４と、複数の照明領域にそれぞれ対応する撮影領域からの露光量を測定する露光量測定部１４と、露光量測定部１４による露光量の測定結果に基づいて、ＬＥＤチップ４ａの発光量を個別に制御する発光量制御部１５と、を備える。【選択図】図４
2015034850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮影する撮影部と、
撮影範囲内に分散して設定された複数の照明領域のいずれかに向けて照明光を照射するＬＥＤ光源を複数有し、該ＬＥＤ光源を複数点灯することにより前記撮影範囲全体を照明することが可能な照明部と、
前記複数の照明領域にそれぞれ対応する撮影領域からの露光量を測定する露光量測定部と、
該露光量測定部による前記露光量の測定結果に基づいて、前記複数のＬＥＤ光源の発光量を個別に制御する発光量制御部と、
を備える、撮影装置。
【請求項２】
前記発光量制御部は、
露光量を測定するためのプリ発光制御と、撮影を行うための本発光制御とを行い、
前記露光量測定部は、
前記発光量制御部によって前記プリ発光制御が行われている間に、前記露光量を測定し、
前記発光量制御部は、
前記露光量の測定結果に基づいて、撮影に必要な露光量を得るための前記複数のＬＥＤ光源のそれぞれの発光量を算出し、前記本発光制御では、前記発光量にて前記ＬＥＤ光源を発光させる
ことを特徴とする、請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
前記プリ発光制御は、
撮影時のシャッター開放時間よりも短時間で行われる
ことを特徴とする、請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】
前記発光量制御部は、
撮影中の発光量を変更する制御が可能であり、
前記露光量測定部は、
撮影の初期段階において前記露光量を測定し、
前記発光量制御部は、
前記露光量測定部による前記露光量の測定結果に基づいて、前記初期段階よりも後の前記複数のＬＥＤ光源の発光量の修正値をそれぞれ算出し、前記初期段階後の撮影では、前記複数のＬＥＤ光源の発光量を前記修正値にそれぞれ変更する
ことを特徴とする、請求項１に記載の撮影装置。
【請求項５】
撮影範囲内に分散して設定された複数の照明領域のいずれかに向けて、複数のＬＥＤ光源によって一定光量の照明光を照射することにより、撮影範囲全体を照明し、
前記複数の照明領域にそれぞれ対応する撮影領域からの露光量を測定し、
該露光量の測定結果に基づいて、前記複数のＬＥＤ光源の発光量を個別に制御することにより、前記照明光の光量分布を補正して撮影を行う、撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置および撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、カメラなどの撮影装置では、撮影用光源を内蔵あるいは外付けし、補助照明光を発光させて撮影を行う場合がある。
このような撮影用照明光源または撮影用照明装置としては、例えば、キセノン管などを用いたフラッシュ発光装置が知られている。
また、近年、白色ＬＥＤ（発光ダイオード）技術の進展に伴い、白色ＬＥＤを用いた撮影用照明装置が提案されている。
例えば、特許文献１には、発光部前面にレンズが形成されてなるディスクリートタイプの白色発光ダイオードを複数個用いて撮影視野の照明を行なう撮影用照明装置において、
複写体距離を計測する測距手段と、前記測距手段による測距結果に基づいて前記複数の白色発光ダイオードを選択的に発光させる発光制御手段と、を具備し、前記複数の白色発光ダイオードは、前記撮影レンズの光軸に近い位置から遠い位置に順に配置され、且つ、前記発光制御手段は、前記測距手段の測距結果が近距離である場合は前記撮影光軸に近い位置に配置された白色発光ダイオードを発光させ、前記測距結果が近距離から遠距離になるに従い、前記撮影光軸に近い位置に配置された白色発光ダイオードに加えて、遠い位置に配置された白色発光ダイオードを撮影距離に応じて選択的に発光させるように構成したことを特徴とする撮影用照明装置と、これを用いたカメラ（撮影装置）とが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３５８４３５５号公報
【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、上記のような従来の撮影装置および撮影方法には、以下のような問題があった。
種々の撮影シーンにおいて、良好な撮影を行うためには、例えば、主要被写体の種類、大きさ、配置位置、被写体までの距離、撮影の背景、撮影シーンの外光量などの状況に応じて、被写体に当てる照明光の調整を行うことが好ましい。
しかし、従来の撮影装置に内蔵された撮影用照明装置や、撮影装置と接続して用いられる撮影用照明装置では、光源の灯数が限られているため、このような照明光の調整が困難であった。
例えば、キセノン管などを用いたフラッシュ発光装置では、大光量が得られるものの、複数の光源を備えることが難しいため、撮影範囲の中心の光量が高く周縁部に行くほど光量が低下していた。
特許文献１に記載の技術では、複数の白色発光ダイオードを選択的に発光させることができるため、発光灯数に応じて光量を変化させることが可能である。しかし、特許文献１に記載の構成は、白色発光ダイオードは「撮影レンズ１の画角に対し概略等しいか、または若干広い照射角を有している」ものが、「撮影レンズ１の光軸に対し、発光光軸は、それぞれ若干ずらして配列され」、これにより、「白色ＬＥＤ３Ａ〜３Ｆ全体としても照射野が撮影範囲全体をカバーする」という構成である。
このため、撮影範囲の照明光を全体的に変化させることができるものの、照明光の全体的な光量分布は、１個の白色発光ダイオードの光量分布と略同じであるため、撮影範囲の周縁部では中心部に比べて光量低下してしまう。
このように、従来技術では、撮影範囲の照明光の光量が、中心部で高く周縁部で低い光量分布になってしまうため、例えば、主要被写体が撮影範囲の中心部にないと、良好な撮影が行えないという問題がある。
また、撮影シーンによっては、表面状態や反射率で決まる光反射特性が主要被写体と大きく異なる他の被写体や背景（周辺被写体という）が存在する。このため、主要被写体に関して適正露出が得られる照明光を照射して撮影しても、周辺被写体の光反射特性が高すぎる場合には周辺被写体が白とびした画像になりやすく、周辺被写体の光反射特性が低すぎる場合には周辺被写体が黒つぶれした画像になりやすいという問題がある。
【０００５】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、撮影範囲内の被写体間に光反射特性のバラツキがあっても、白とびや黒つぶれが起こりにくいフラッシュ撮影を行うことができる撮影装置および撮影方法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】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様の撮影装置は、被写体を撮影する撮影部と、撮影範囲内に分散して設定された複数の照明領域のいずれかに向けて照明光を照射するＬＥＤ光源を複数有し、該ＬＥＤ光源を複数点灯することにより前記撮影範囲全体を照明することが可能な照明部と、前記複数の照明領域にそれぞれ対応する撮影領域からの露光量を測定する露光量測定部と、該露光量測定部による前記露光量の測定結果に基づいて、前記複数のＬＥＤ光源の発光量を個別に制御する発光量制御部と、を備える構成とする。
【０００７】
上記撮影装置においては、前記発光量制御部は、露光量を測定するためのプリ発光制御と、撮影を行うための本発光制御とを行い、前記露光量測定部は、前記発光量制御部によって前記プリ発光制御が行われている間に、前記露光量を測定し、前記発光量制御部は、前記露光量の測定結果に基づいて、撮影に必要な露光量を得るための前記複数のＬＥＤ光源のそれぞれの発光量を算出し、前記本発光制御では、前記発光量にて前記ＬＥＤ光源を発光させることが可能である。
【０００８】
上記撮影装置においては、前記プリ発光制御は、撮影時のシャッター開放時間よりも短時間で行われることが可能である。
【０００９】
上記撮影装置においては、前記発光量制御部は、撮影中の発光量を変更する制御が可能であり、前記露光量測定部は、撮影の初期段階において前記露光量を測定し、前記発光量制御部は、前記露光量測定部による前記露光量の測定結果に基づいて、前記初期段階よりも後の前記複数のＬＥＤ光源の発光量の修正値をそれぞれ算出し、前記初期段階後の撮影では、前記複数のＬＥＤ光源の発光量を前記修正値にそれぞれ変更することが可能である。
【００１０】
本発明の第２の態様の撮影方法は、撮影範囲内に分散して設定された複数の照明領域のいずれかに向けて、複数のＬＥＤ光源によって一定光量の照明光を照射することにより、撮影範囲全体を照明し、前記複数の照明領域にそれぞれ対応する撮影領域からの露光量を測定し、該露光量の測定結果に基づいて、前記複数のＬＥＤ光源の発光量を個別に制御することにより、前記照明光の光量分布を補正して撮影を行う方法とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の撮影装置および撮影方法によれば、複数のＬＥＤ光源を点灯して複数の照明領域を照明して、複数の照明領域にそれぞれ対応する撮影領域における露光量を測定し、この露光量の測定結果に基づいて複数のＬＥＤ光源の発光量を個別に制御するため、撮影範囲内の被写体間に光反射特性のバラツキがあっても、白とびや黒つぶれが起こりにくいフラッシュ撮影を行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１の実施形態の撮影装置を示す模式的な正面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態の撮影装置の内部の主要構成を示す模式的な構成図である。
【図３】図１におけるＡ−Ａ断面図およびＢ−Ｂ断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の撮影装置の制御構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１の実施形態の撮影装置における撮影範囲と照明光の照明領域との関係を示す模式図である。
【図６】本発明の第１の実施形態の撮影装置による撮影方法のフローを示すフローチャートである。
【図７】本発明の第１の実施形態の撮影装置の撮像素子上の画素エリアを説明する模式図、および被写体の一例を示す模式図である。
【図８】本発明の第１の実施形態の撮影装置のＡＦ動作のフローを示すフローチャートである。
【図９】本発明の第１の実施形態の撮影装置のプリ発光と本発光とのタイミングチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施形態の撮影装置の露光量の測定結果の一例、および発光量の設定の一例を示す模式的なグラフである。
【図１１】本発明の第１の実施形態の撮影装置のプリ発光と本発光とにおける露光量の変化の一例を示す模式的なグラフである。
【図１２】本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影装置による撮影方法のフローを示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影装置の撮影中の発光量の制御を示すタイミングチャートである。
【図１４】本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影装置の撮影中の露光量の変化の一例を示す模式的なグラフである。
【図１５】本発明の第２の実施形態の撮影装置を示す模式的な正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下では、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。すべての図面において、実施形態が異なる場合であっても、同一または相当する部材には同一の符号を付し、共通する説明は省略する。
【００１４】
［第１の実施形態］
本発明の第１の実施形態の撮影装置について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態の撮影装置を示す模式的な正面図である。図２は、本発明の第１の実施形態の撮影装置の内部の主要構成を示す模式的な構成図である。図３（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３（ｂ）は、図１におけるＢ−Ｂ断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態の撮影装置の制御構成を示すブロック図である。図５は、本発明の第１の実施形態の撮影装置における撮影範囲と照明光の照明領域との関係を示す模式図である。
【００１５】
図１に示すように、本実施形態のカメラ１（撮影装置）は、被写体の静止画撮影および動画撮影が可能なデジタルカメラであり、被写体を撮影する撮影部である撮影レンズ部３（撮影部）およびカメラ本体２（撮影部）と、照明部４とを備える。
【００１６】
以下では、特に断らない限り、撮影とは、静止画撮影を意味するものとし、必要に応じて動画撮影の場合の説明を行う。
また、カメラ１内の位置関係を参照する場合、撮影画面の長手方向が水平方向、短手方向が鉛直方向に向くとともに、後述するシャッターボタン２ａを鉛直上方に向けた姿勢でカメラ１を保持する場合に対応して、シャッターボタン２ａが設けられた側を上側と称し、被写体側を前側、撮影者側を後側と称する、左右方向は、撮影者にとっての左右方向に合わせる。
【００１７】
撮影レンズ部３は、被写体の像を取得するためのレンズ群であり、図２に示すように、オートフォーカス（ＡＦ）を行うために撮影光軸Ｏに沿って移動可能に設けられた移動レンズ３ａと、撮影光軸Ｏ上に位置が固定された固定レンズ３ｂとが、レンズ鏡筒３ｄに保持されている。
移動レンズ３ａは、レンズ鏡筒３ｄ内を中心軸方向に移動可能なレンズ移動部３ｃによって保持されている。
レンズ移動部３ｃは、カメラ本体２内に設けられた駆動モータ６と接続され、駆動モータ６による駆動力を受けて移動するようになっている。
【００１８】
図２は模式図のため、移動レンズ３ａ、固定レンズ３ｂを単レンズのように図示しているが、移動レンズ３ａ、固定レンズ３ｂは、単レンズまたはレンズ群からなる。また、移動レンズ３ａ、固定レンズ３ｂがそれぞれ１群構成であることも必須ではなく、それぞれ２群以上の構成とすることが可能である。さらに、図示のように、移動レンズ３ａが前群、固定レンズ３ｂが後群であることも必須ではなく、撮影光学系として採用できる周知の種々の群配置を採用することが可能である。
また、撮影レンズ部３の光学系は、単焦点光学系でもよいし、多焦点またはズーム光学系でもよい。
【００１９】
カメラ本体２は、カメラ１において撮影レンズ部３を除く装置部分であり、図１に示すように、略直方体状のカメラ筐体２ｃを有し、カメラ筐体２ｃの前側の側面である前面部の略中央部に撮影レンズ部３が取り付けられている。撮影レンズ部３は、適宜のレンズマウントによって交換可能に取り付けられていてもよいし、交換できないように固定されていてもよい。
カメラ筐体２ｃの後側の側面である後面部には、撮像された画像や操作メニューなどを表示する液晶モニター９が装着または可動支持されている。
【００２０】
カメラ本体２の内部には、図２に示すように、撮影レンズ部３によって結像された被写体の像を光電変換する撮像素子５（撮影部）と、レンズ移動部３ｃに駆動力を供給してレンズ移動部３ｃを移動させる駆動モータ６と、カメラ１の各装置部分の動作を制御する制御部７とが配置されている。
また、図２では図示を省略するが、露出を決定するための測光部として、測光センサー８（図４参照）を備えている。ただし、測光部は光量測定が可能であれば、測光センサーに限定されるものではなく、例えば、撮像素子５の画像データから適宜の部位の光量を算出することにより、撮像素子５を測光部として用いることも可能である。
【００２１】
撮像素子５は、例えば、ＣＭＯＳ素子やＣＣＤなどの撮像デバイスを採用することができ、撮影光軸Ｏ上において撮影レンズ部３と対向する位置に配置されている。
【００２２】
制御部７は、後述するモード操作部２ｂからの操作入力に応じてカメラ１の各部の動作条件を設定し、後述するシャッターボタン２ａの半押しまたは全押しの操作に応じて、被写体に対するＡＦ動作制御と、測光センサー８の出力に基づいて露出を決定する自動露出（ＡＥ）制御と、撮影動作と、後述する照明モードに基づいて照明部４の発光量を設定する制御とを行うものである。カメラ１におけるＡＦ制御は、本実施形態では、周知のコントラスト法を採用している。
このため、制御部７は、撮像素子５、駆動モータ６、後述するモード操作部２ｂ、照明部４、および図示略の測光センサー８と通信可能に接続されている。
制御部７の詳細構成については、他の構成を説明した後に後述する。
【００２３】
カメラ筐体２ｃの上側の側面である上面部には、カメラ１の撮影に関する操作を行うためカメラ１の右側（図１の向かって左側）に設けられたシャッターボタン２ａと、カメラ１の動作に関するモード設定に関する操作を行うモード操作部２ｂの一部をなす操作ダイヤルとが設けられている。
カメラ筐体２ｃの図示略の後側の側面である後面部には、例えば、撮影した画像や操作画面を表示する液晶モニター９、モード操作部２ｂの他の装置部分を構成する操作ボタン等の操作部、モード設定以外の装置操作を行うための操作部、外部機器との間でデータ通信を行うＵＳＢ端子など、デジタルカメラにおいて周知の他の装置部分が設けられている。
モード設定以外の装置操作を行うための操作部としては、例えば、動画撮影を開始、終了するための動画撮影ボタンや、ズーム機能を有する場合にはズームレバーなどを挙げることができる。
また、モード操作部２ｂおよび他の操作部は、液晶モニター９上にタッチパネルを備え、タッチパネル操作を行うものでもよい。
【００２４】
カメラ筐体２ｃの前面部において、撮影レンズ部３の近傍には、被写体を照明するための照明部４が設けられている。
照明部４の位置は、照明光が撮影レンズ部３に遮られず、撮影者によるカメラ本体２の保持の邪魔にならない位置であれば、特に限定されない。
本実施形態における照明部４は、一例として、カメラ筐体２ｃの前面部の上側、かつ撮影レンズ部３を挟んでシャッターボタン２ａと反対側（カメラ１の左側、図１の向かって右側）となる矩形状の領域に設けられている。
【００２５】
照明部４は、矩形状領域内に、９個のＬＥＤ光源Ｌｉｊ（ただし、ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）が左右方向に３個、上下方向に３個ずつ３行３列をなす格子状に配列して構成されている。なお、以下では、誤解のおそれがない場合には、添字ｉｊの範囲の表示は省略する場合がある。
各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの構成は、いずれも共通で、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態では、白色ＬＥＤからなるＬＥＤチップ４ａと、ＬＥＤチップ４ａからの光束を集光するため、ＬＥＤチップ４ａを覆うように設けられたレンズ部４ｂとを備えるレンズ付きの白色ＬＥＤ素子である。
各ＬＥＤチップ４ａは、図４に示すように、後述する制御部７の制御信号に応じて発光量を制御するＬＥＤ駆動部４ｄと電気的に接続されている。これにより、ＬＥＤチップ４ａは、ＬＥＤ光源Ｌｉｊごとに、点灯および消灯動作、および点灯時の発光量が、独立に制御可能になっている。
【００２６】
ＬＥＤチップ４ａの構成は、例えば、三原色を発光するＬＥＤチップを組み合わせて白色光を形成する構成や、青色ＬＥＤチップと蛍光材料とを組み合わせて白色光を形成する構成などを採用することができる。
【００２７】
これらＬＥＤ光源Ｌｉｊは、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、撮影範囲内に分散して設定された複数の照明領域のいずれかに向けて照明光を照射できるように、各放射光軸Ｏｉｊが、被写体に向かって互いに開いて行くように傾斜させた状態で、保持基板４ｃに保持されている。
【００２８】
図５に、本実施形態における、撮影範囲ＳＷと照明領域Ｉｉｊ（ただし、ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）の関係を模式的に示す。
撮影範囲ＳＷ（撮影範囲全体）は、カメラ１の位置を固定したときに、被写体に合焦して撮影可能となる空間であり、撮影レンズ部３の画角と撮像素子５の有効画素領域の形状とによって決まる撮影光軸Ｏを中心とした四角錐台状の空間からなる。図５では、一定の撮影距離における撮影光軸Ｏに直交する断面を描いている。以下では、特に断らない限り、撮影光軸Ｏに直交する撮影範囲ＳＷの断面を、単に撮影範囲ＳＷの断面と称する。
本実施形態では、撮影範囲ＳＷの断面は、断面の長手方向（図示横方向）および短手方向（図示縦方向）をそれぞれ３等分する合計９つの部分領域Ｓｉｊ（ただし、ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３、撮影領域）に区画されている。
部分領域Ｓ１１は、撮影範囲ＳＷの断面の長手方向を水平方向、短手方向を鉛直方向に設定したときに、撮影者から見て撮影範囲ＳＷの左上隅に位置し、その右側に、部分領域Ｓ１２、Ｓ１３がこの順に隣接している。
部分領域Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３は、それぞれ部分領域Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３の下側に隣接し、部分領域Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３は、それぞれ部分領域Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３の下側に隣接している。
照明領域Ｉｉｊは、ＬＥＤ光源Ｌｉｊから放射される照明光の有効照明範囲であり、撮影範囲ＳＷの断面上で、部分領域Ｓｉｊを覆う大きさを有する。ここで、有効照明範囲は、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を最大にしたときの照明光の放射強度が最大値の５０％〜１００％となる領域とする。
このため、本実施形態では、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊが最大発光量ですべて点灯されると、撮影距離を固定したときの各部分領域Ｓｉｊが略均等の明るさで照明されることになる。
【００２９】
次に、制御部７の詳細構成について説明する。
制御部７は、図４に示すように、撮影制御部１０、画像取得部１１、画像処理部１２、記憶部１３、露光量測定部１４、および発光量制御部１５を備える。
【００３０】
撮影制御部１０は、モード操作部２ｂからの操作入力に応じてカメラ１の各部の動作条件を設定し、シャッターボタン２ａの半押しまたは全押しの操作に応じてカメラ１の撮影動作の全体を制御するものである。撮影制御部１０が行う動作制御には、少なくとも、ＡＦ動作制御、ＡＥ動作制御、照明部４の発光量制御が含まれる。
撮影制御部１０は、少なくともモード操作部２ｂ、シャッターボタン２ａ、測光センサー８、駆動モータ６、画像取得部１１、記憶部１３、露光量測定部１４、および発光量制御部１５と通信可能に接続されている。
また、図示略のシャッターと電気的に接続されている。カメラ１のシャッターは、周知の機械式または電子式のシャッターを採用することができる。
【００３１】
撮影制御部１０が行うＡＦ制御は、シャッターボタン２ａの半押しによって開始される。すなわち、本実施形態では、駆動モータ６を駆動して移動レンズ３ａを移動することにより、撮影レンズ部３の焦点位置を無限遠に移動し、至近側に向けて焦点位置を移動させるとともに、各移動位置において、画像処理部１２から送出される画像データの画像コントラストを演算し、山登り法によって合焦位置を算出する。
本実施形態では、撮影範囲内に、複数のＡＦターゲットが設定され、ＡＦターゲット位置を中心として合焦演算領域が設定されている。そして、合焦演算領域ごとに画像コントラストを算出し、山登り法によって合焦位置を算出する。算出された合焦位置は、撮影距離の情報として、ＡＦターゲットの位置情報とともに、記憶部１３に記憶される。
【００３２】
撮影制御部１０によるＡＥ制御は、シャッターボタン２ａが半押しされると動作を開始し、本実施形態の測光部である測光センサー８から１以上の測光ターゲットにおける測光値を取得し、プログラム線図に基づいて露出を決定する。
なお、例えば、測光部が撮像素子５の場合には、撮影制御部１０は、後述する画像取得部１１が取得した画像データを取得して、この画像データから撮影範囲内の適宜の部位の光量を算出することによって測光を行う。
【００３３】
画像取得部１１は、撮像素子５で光電変換された画像データを取得するものであり、撮像素子５、露光量測定部１４、および撮影制御部１０と通信可能に接続されている。
【００３４】
画像処理部１２は、画像取得部１１が取得した画像データに種々の画像処理や演算処理を施すものであり、画像取得部１１、撮影制御部１０、記憶部１３、および液晶モニター９とそれぞれ通信可能に接続されている。
画像処理部１２が行う画像処理としては、例えば、周知のゲイン補正、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、ノイズ低減処理、輪郭補正、圧縮処理などの、画質を調整するための画像処理を挙げることができる。
ホワイトバランス調整は、周知のデジタルカメラと同様、ホワイトバランス制御のモード設定に基づいてホワイトバランスを調整する画像処理である。
画像処理済みの画像データは、液晶モニター９に表示されるとともに、必要に応じて、記憶部１３に記憶される。
【００３５】
また、画像処理部１２が行う演算処理としては、画像データから主要被写体の位置を検出する演算処理を挙げることができる。
本実施形態では、撮影シーンに人物の顔が写っている場合には、人物を主要被写体として検出する。このため、画像データから顔検出を行って、顔検出された位置が、撮影範囲ＳＷのどの部分領域Ｓｉｊに属するか判定する演算処理が可能になっている。
顔検出手段としては、例えば、目や鼻筋回りに現れる特徴的な明暗差を効率的に検出するＨａａｒ−ｌｉｋｅ検出器と、多段フィルタ（カスケード）処理とを組み合わせた周知の構成を採用することができる。
【００３６】
露光量測定部１４は、照明領域Ｉｉｊに対応する部分領域Ｓｉｊからの露光量を測定するものである。
本実施形態では、画像取得部１１から照明領域Ｉｉｊに対応する部分領域Ｓｉｊの画像データを取得し、この画像データを演算処理することにより部分領域Ｓｉｊからの露光量を測定する。
部分領域Ｓｉｊの画像データは、部分領域Ｓｉｊの全体を取得してもよいし、部分領域Ｓｉｊの一部を取得してもよい。
例えば、部分領域Ｓｉｊにおいて、他の部分領域との境界には、照明光同士の重なりがあるため、このような周辺部の画像データを除くことで、ＬＥＤ光源Ｌｉｊによる露光量との相関が高い露光量を測定することができる。
また、画像データから露光量を算出する演算処理としては、部分領域Ｓｉｊにおける被写体の露光量を適正に取得できれば、特に限定されない。例えば、単純平均化処理、重み付け平均化処理、最大値を取得する処理、最大値に対して所定比以上となる画像データを抽出して平均化する処理などの例を挙げることができる。
【００３７】
発光量制御部１５は、露光量測定部１４による露光量の測定結果に基づいて、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を個別に制御するものである。
発光量制御部１５は、露光量測定部１４、およびＬＥＤ駆動部４ｄと通信可能に接続されている。
【００３８】
このような構成の制御部７が行う制御の詳細は、カメラ１の全体動作とともに後述する。
制御部７の装置構成は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェース、外部記憶装置などからなるコンピュータからなり、これにより上記および後述のような制御を行う適宜の制御プログラムが実行されるようになっている。
【００３９】
次に、カメラ１の動作について、本発明の第１の実施形態の撮影方法を中心として説明する。
図６は、本発明の第１の実施形態の撮影装置による撮影方法のフローを示すフローチャートである。図７（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の撮影装置の撮像素子上の画素エリアを説明する模式図、および被写体の一例を示す模式図である。図８は、本発明の第１の実施形態の撮影装置のＡＦ動作のフローを示すフローチャートである。図９は、本発明の第１の実施形態の撮影装置のプリ発光と本発光とのタイミングチャートである。図１０（ａ）、（ｂ）は、本発明の第１の実施形態の撮影装置の露光量の測定結果の一例，および発光量の設定の一例を示す模式的なグラフである。図１０（ａ）において、横軸は画素エリアＰｉｊ、縦軸は露光量Ｅｉｊを示す。図１０（ｂ）において、横軸は画素エリアＰｉｊ、縦軸は発光量Ｊｉｊを示す。図１１は、本発明の第１の実施形態の撮影装置のプリ発光と本発光とにおける露光量の変化の一例を示す模式的なグラフである。図１１において横軸は時間ｔ、縦軸は８ｂｉｔ（０〜２５５）で表した露光量である。
【００４０】
カメラ１では、照明部４の動作に関して、照明部４の全体的な発光量（発光させない場合も含む）と発光タイミングとを制御する周知の照明モード（以下、全体モードと称する）の他に、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を個別に設定して、被写体の表面状態や反射率で決まる光反射特性に応じて、照明光の光量分布を補正する照明モード（以下、光量分布補正モードと称する）を備える。
周知の全体モードとしては、メーカーによって名称が異なるが、例えば、露出不足となるときに自動発光する「オート発光」モード、赤目軽減のため本発光前に予備発光する「赤目軽減」モード、強制的に発光させる「強制発光」モード、予備発光後に強制発光させる「赤目・強制発光」モード、発光を禁止する「発光禁止」モード、低速のシャッター速度下で発光する「スローシンクロ」モード、撮影シーンが暗い場合にもＡＦ動作を行えるようにＡＦ動作中に発光する「ＡＦイルミネータ」モードなどを挙げることができる。
本実施形態における光量分布補正モードは、必要に応じて全体モードと組み合わせて設定されるもので、平準化モードおよび被写体強調モードを備える。
【００４１】
平準化モードは、複数の照明領域Ｉｉｊに対応する各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を、部分領域Ｓｉｊからの露光量が、略均一（均一の場合を含む）となるように、設定することにより、撮影範囲ＳＷ内の白とびや黒つぶれを抑制する照明モードである。
【００４２】
被写体強調モードは、複数の照明領域Ｉｉｊのうち、被写体における合焦部分を含む照明領域ＩｉｊにおけるＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を基準として、被写体における合焦部分を含まない他の照明領域ＩｉｊにおけるＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量が低くなるように設定する照明モードである。これにより、被写体における合焦部分を周囲から浮き立たせる効果があり、被写体を強調した画像を撮影することができる。
露光量の低下量は、単一の既定値を採用してもよいし、多段階の既定値を採用してもよい。また、合焦部分を含まない照明領域Ｉｉｊに対応するＬＥＤ光源Ｌｉｊは発光させず、発光量を０とすることも可能である。
【００４３】
以下では、一例として、照明モードの設定が、「オート発光」モードと平準化モードとの組合せからなる場合の撮影方法について説明する。なお、「オート発光」モードでは、周知のように、照明部４を発光させなくても適正露出が得られる場合には、照明部４を発光させないで撮影が行われるが、以下では、簡単のため、自然光では露出不足になり、照明部４が発光される場合のフローの例で説明する。
この場合、カメラ１による撮影動作は、図６に示すフローにしたがって、ステップＳ１〜Ｓ１３を実行することによって行われる。
カメラ１は、図７（ａ）に示すように、撮像素子５の撮像面５ａが、撮影範囲ＳＷの部分領域Ｓｉｊに対応して、合計９つの画素エリアＰｉｊ（ただし、ｉ＝１，２，３、ｊ＝１，２，３）に区画されており、各画素エリアＰｉｊの画像データのコントラストを評価し、これを合焦評価値に用いる。
また、本実施形態では、各画素エリアＰｉｊは、露光量を求めるための画像データを取得するエリアにもなっている。
【００４４】
以下の説明では、撮影シーンとして、図７（ｂ）に示す映像が撮像面５ａに投影されるものとして説明する。
この撮影シーンでは、画面の右側に黒っぽい衣服を着た人物からなる被写体Ｏ１が立っており、画面左側に、被写体Ｏ１の顔に比べて高反射率を有する被写体Ｏ２、例えば、図７（ｂ）では雪だるまが、被写体Ｏ１と並んでいる。
被写体Ｏ１において、比較的、照明光を反射しやすい部位である顔は画素エリアＰ１３に位置している。被写体Ｏ２は、略全体が高反射率を有し、主として、画素エリアＰ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ３２に現れている。
【００４５】
カメラ１は、電源を投入すると、動画撮影を開始し、撮影された動画が液晶モニター９に表示され、撮影が可能となり、図６に示すステップＳ１〜Ｓ１３を図６に示すフローにしたがって実行することにより静止画の撮影が行われる。
図６に示すように、ステップＳ１では、撮影者は、カメラ１を被写体Ｏ１、Ｏ２に向けて構える。被写体Ｏ１、Ｏ２をフレーミングしたら、撮影者は、シャッターボタン２ａを半押しする。これにより制御部７によってＡＦ動作が開始される。
【００４６】
ステップＳ２は、ＡＦ動作を行うステップである。
ステップＳ２は、図８に示すフローにしたがって、ステップＳ２１〜Ｓ２４を実行することで行われる。
【００４７】
ステップＳ２１は、焦点位置を無限遠に設定するステップである。
撮影制御部１０は、駆動モータ６に、撮影レンズ部３の焦点位置が無限遠となるようにレンズ移動部３ｃを移動する制御信号を送出する。
駆動モータ６は、レンズ移動部３ｃを駆動して、移動レンズ３ａを像側に移動させる。
以上で、ステップＳ２１が終了する。
【００４８】
次に、ステップＳ２２を行う。本ステップは、至近位置に向けて焦点位置移動を開始するステップである。
すなわち、撮影制御部１０は、駆動モータ６に、撮影レンズ部３の焦点位置が至近位置に向けて移動を開始するように制御信号を送出する。
駆動モータ６は、レンズ移動部３ｃを駆動して、移動レンズ３ａを物体側に移動させていく。移動レンズ３ａの移動量は、例えば、駆動モータ６のエンコーダ出力などによって測定され、撮影制御部１０に送出される。
【００４９】
移動レンズ３ａが移動を開始したら、ステップＳ２３を行う。本ステップは、コントラスト法により合焦位置を探索するステップである。
すなわち、撮影制御部１０は、撮像素子５から撮像された画像データを取得し、画素エリアＰｉｊごとに、画像のコントラストを算出する。
このコントラストは、無限遠側から至近側に向かうにつれて、コントラストが低い状態から増大し、被写体の位置に対応するピーク値に到達した後、低下する、といった山形の変化を示す。
このとき、この画像データは液晶モニター９にその都度表示される。
【００５０】
撮影制御部１０は、画素エリアＰｉｊごとに、コントラストの変化を調べて、ピークが検出されたら、ピークの位置における移動レンズ３ａの位置と、これから換算される被写体距離とをメモリに記憶する。
すべての画素エリアＰｉｊにおいて、コントラストのピークを越えたことが検出されるか、または、移動レンズ３ａが至近側の移動限界まで移動したら、撮影制御部１０は、駆動モータ６に、動作を停止する制御信号を送出する。
以上で、ステップＳ２３が終了する。
【００５１】
次に、ステップＳ２４を行う。本ステップは、撮影用の合焦位置とこれに対応する合焦エリアを決定するステップである。
本実施形態では、取得された画素エリアＰｉｊのコントラストのピークの位置を比較して、最も至近側のピークの位置を合焦位置、このピークの位置が検出された画素エリアＰｉｊに対応する撮影範囲ＳＷの部分領域Ｓｉｊを合焦エリアとして決定する。これは、主要被写体は至近側に配置して撮影されることが多いためである。
例えば、図７（ｂ）に示す撮影シーンの場合には、被写体Ｏ１、Ｏ２は略同じ撮影距離の位置に並んでいるため、例えば、いずれかの被写体の至近位置に合焦位置が決まる。
合焦エリアは、記憶部１３に記憶される。
以上で、ステップＳ２が終了する。
【００５２】
なお、撮影距離やＡＦの精度によっては、複数の合焦エリアが決定される場合がある。この場合、撮影用の合焦位置の決定方法は、従来用いられているマルチエリアＡＦにおける撮影用の合焦位置の決定方法はすべて採用可能である。
【００５３】
次に、ステップＳ３を行う。本ステップは、ＡＥ動作を行って露出を決定するステップである。
撮影制御部１０は、測光センサー８の出力を取得し、合焦エリアでのＡＥを行う。合焦エリアが複数箇所になる場合には、マルチエリアＡＥが行われる。
これにより、予め設定されたＡＥモードに対応するプログラム線図に基づいて、露出が決定される。
このとき、「オート発光」モードでは、測光値が小さ過ぎる場合には、露出不足を補うために照明部を発光させることが決定され、露出不足量に応じて、発光量Ｊ０が決定される。照明部４の発光時間は、シャッタースピードに応じたシャッター開放時間から決まる。
このようにして、撮影におけるＩＳＯ感度、絞り値、シャッタースピード、照明部４の発光量が設定される。
以上で、ステップＳ３が終了する。
【００５４】
次に、ステップＳ４を行う。本ステップは顔検出を行うステップである。
顔検出は、移動レンズ３ａが合焦位置に移動して合焦された状態の画像データを画像処理することで行われる。
このため、撮影制御部１０は、画像取得部１１に制御信号を送出して、撮像素子５から合焦位置における画像を取得させる。
また、撮影制御部１０は、画像処理部１２に制御信号を送出して、画像取得部１１が取得した画像に基づいて、顔検出を開始させる。
画像処理部１２は、画像取得部１１から合焦後の画像データを取得すると、一定の大きさの顔検出窓を設定し、Ｈａａｒ−ｌｉｋｅ検出器と、多段フィルタ（カスケード）処理とを組み合わせた顔検出のアルゴリズムに基づいて、顔検出窓内で顔検出を行う。顔が検出されたら顔エリアの大きさと、中心位置とを算出し、記憶部１３に記憶する。１つの顔検出窓内で顔検出が終了すると、顔検出窓の位置を移動し、撮影範囲の全体にわたってこれを繰り返す。
さらに、顔検出窓の大きさを変えて、同様の処理を繰り返すことで、異なる大きさの顔を検出していく。
このようにして、例えば、図７（ｂ）に示す撮影シーンの場合、主として、画素エリアＰ１３に顔が存在することが検出される。
画像取得部１１は、顔の検出の有無の情報と、顔が検出された場合には、顔が主として存在する画素エリアの情報とを、撮影制御部１０に送出する。
以上で、ステップＳ４が終了する。
【００５５】
次に、ステップＳ５では、撮影制御部１０は、シャッターボタン２ａが全押しされたかどうかを監視するループに入り、シャッターボタン２ａが全押しされたかどうかを判定する。
シャッターボタン２ａが全押しされた場合には、監視ループを抜けてステップＳ６に移行する。
【００５６】
次に、ステップＳ６では、撮影制御部１０が、ＩＳＯ感度、絞りを、ステップＳ３で決定された露出条件に合わせた状態で、シャッターを開放する。図９に示すように、本ステップにおけるシャッター開放開始時刻を時刻ｔ０とする。
以上で、ステップＳ６が終了する。
【００５７】
次に、ステップＳ７を行う。本ステップは、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊを一定の発光量で一定の時間だけプリ発光させるステップである。
撮影制御部１０は、露光量測定部１４に、ステップＳ３で決定された露出条件から決まる各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量Ｊ０を送出するとともに、露光量測定を開始する制御信号を送出する。
露光量測定部１４は、撮影制御部１０から送出された発光量Ｊ０を発光量制御部１５に送出して、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量をＪ０として発光を開始させるとともに、画像取得部１１によって、撮像素子５から画像データを取得させる。
発光量制御部１５は、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊを時刻ｔ０から時刻ｔ１まで発光させる。
プリ発光時間（ｔ１−ｔ０）は、後述するステップＳ８によってシャッターが閉じられるまでのシャッター開放時間ＴＰ以上であればよいが、本実施形態では、プリ発光時間は、シャッター開放時間ＴＰと同期している。
シャッター開放時間ＴＰは、各部分領域Ｓｉｊにおける露光量の差を精度よく測定できる範囲で、適宜設定することができる。ただし、すべての画素エリアＰｉｊにおいて、飽和露光量とならないように、適正露出から決まるシャッタースピードに比べて、十分に短時間となるようにする。例えば、シャッタースピードが、１／１００秒（１０ｍｓ）の場合、シャッター開放時間ＴＰは、１ｍｓ程度が好適である。
【００５８】
図９には、一例として、ＬＥＤ光源Ｌ１３、Ｌ２１の光量制御のタイミングチャートを示している。
ＬＥＤ光源Ｌ１３は、顔が検出された画素エリアＰ１３に対応する部分領域Ｓ１３に照明光を照射するものである。
ＬＥＤ光源Ｌ２１は、光反射特性が高い被写体Ｏ２が撮像される画素エリアＰ２１に対応する部分領域Ｓ２１に照明光を照射するものである。
プリ発光では、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊとも、同一発光量Ｊ０で発光されるため、ＬＥＤ光源Ｌ１３、Ｌ２１の発光量もＪ０である。
【００５９】
時刻ｔ１になると、ＬＥＤ光源Ｌｉｊが消灯されてステップＳ７が終了すると同時に、ステップＳ８が実行される。
ステップＳ８は、撮影制御部１０がシャッターを閉じるステップである。
シャッターが閉じられると、撮影制御部１０は、画像取得部１１が撮像素子５から取得した画像データを露光量測定部１４に送出するとともに、合焦エリアと、顔が検出された画素エリアの情報（顔検出エリアと称する）とを露光量測定部１４に送出する。
以上で、ステップＳ８が終了する。
【００６０】
次に、ステップＳ９では、露光量測定部１４によって、プリ発光における各部分領域Ｓｉｊからの露光量を測定する。
本実施形態では、露光量測定部１４は、部分領域からの露光量に対応する画素エリアの輝度値を算出することにより露光量を測定する。例えば、露光量測定部１４は、送出された画像データに基づいて、各部分領域Ｓｉｊにそれぞれ対応する画素エリアＰｉｊの平均輝度を算出し、露光量Ｅｉｊとする。
【００６１】
図７（ｂ）に示す撮影シーンの場合の露光量Ｅｉｊの測定結果の一例を、図１０（ａ）に示す。
例えば、露光量が高いのは、画素エリアＰ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ３２であり、露光量が低いのは、画素エリアＰ２３、Ｐ３３であり、画素エリアＰ１２、Ｐ１３、Ｐ２２の露光量はこれらの中間になっている。
この測定結果は、撮影制御部１０から送出された合焦エリアと顔検出エリアの情報と共に発光量制御部１５に送出される。
以上で、ステップＳ９が終了する。
【００６２】
次に、ステップＳ１０を行う。本ステップは、ステップＳ９における露光量の測定結果に基づいて、シャッタースピードに対応する時間ＴＳにおける露光量が、適正露出に対応する露光量となるＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を算出するステップである。
【００６３】
プリ発光時のシャッター開放時間ＴＰに、撮像素子５が撮像した画像データの輝度値は、一定の発光量における照明光の戻り光の強度であるため、撮影範囲ＳＷの各部分領域Ｓｉｊにおける被写体の光反射特性を表している。
例えば、図１１示すように、画素エリアＰ１３、Ｐ２１における平均輝度で計算した露光量の一例を直線１０１、１０２で示すと、被写体Ｏ２の像が投影される画素エリアＰ２１の露光量の方が、被写体Ｏ１の像が投影される画素エリアＰ１３よりも大きくなる。
すなわち、プリ発光のシャッター開放時間ＴＰよりも長時間のシャッタースピードに対応する時間ＴＳの間、発光量Ｊ０の発光が続くと、例えば、画素エリアＰ１３では、破線１０４で示すように、飽和露光量（２５５）に達してしまい、白とび画像になってしまう。
これに対して、画素エリアＰ２１では、例えば、実線１０３に示すように、飽和露光量の半分程度の露光量（１２８）となり、適正な露光量が得られることになる。
【００６４】
そこで、本ステップでは、発光量制御部１５は、露光量測定部１４から送出された各画素エリアＰｉｊの露光量Ｅｉｊから、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量Ｊｉｊを次式（１）によって算出する。
【００６５】
【数１】
2015034850.tif 000003
【００６６】
ここで、Ｅｆは、主要被写体と推定される合焦エリアのプリ発光による露光量である。本実施形態では、主要被写体を顔検出によって推定するため、合焦エリアのうち、顔が検出された画素エリアの露光量が採用される。
このような画素エリアが複数ある場合には、例えば、それら露光量の平均を採用したり、最も至近側に位置する画素エリアの露光量をしたりすることができる。
例えば、図７（ｂ）に示す例では、画素エリアＰ１３のみで顔が検出されるため、Ｅｆ＝Ｅ１３である。
以上で、ステップＳ１０が終了する。
【００６７】
図７（ｂ）に示す撮影シーンにおける発光量Ｊｉｊの算出結果の一例を、図１０（ｂ）に示す。
例えば、画素エリアＰ１３の発光量はＪ０であり、画素エリアＰ１２、Ｐ２２の発光量はＪ０に略等しく、画素エリアＰ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ３２ではＪ０よりも低減され、画素エリアＰ２３、Ｐ３３では、Ｊ０よりも増大されている。
【００６８】
このように、ステップＳ６〜Ｓ１０は、露光量を測定するためのプリ発光制御を行うステップになっている。
【００６９】
次に、行うステップＳ１１〜Ｓ１３は、照明部４を本発光制御して、撮影を行うステップである。
ステップＳ１１では、撮影制御部１０が、ＩＳＯ感度、絞り、シャッタースピードを、ステップＳ３で決定された露出条件に合わせた状態で、シャッターを開放する。
以下では、図９に示すように、本ステップにおけるシャッター開放開始時刻を時刻ｔ２（ただし、ｔ２＞ｔ１）とし、シャッタースピードをＴＳとする。
以上で、ステップＳ１１が終了する。
【００７０】
ステップＳ１２は、ステップＳ１０で算出された発光量Ｊｉｊで、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊを本発光させて撮像を行うステップである。
撮影制御部１０は、シャッター開放すると同時に、発光量制御部１５に本発光を開始する制御信号を送出する。
発光量制御部１５は、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量をそれぞれＪｉｊとして、を時刻ｔ２から時刻ｔ３まで発光させる。
ここで、本発光時間（ｔ３−ｔ２）は、シャッターが閉じられるまでのシャッタースピードＴＳ以上であればよいが、本実施形態では、本発光時間は、シャッタースピードＴＳと同期している。
【００７１】
このため、本ステップでは、例えば、図９に示すように、本発光では、顔が検出された画素エリアＰ１３に対応する部分領域Ｓ１３に照明光を照射するＬＥＤ光源Ｌ１３の発光量Ｊ１３は、プリ発光と同じＪ０である。
また、光反射特性が高い被写体Ｏ２が撮像される画素エリアＰ２１に対応する部分領域Ｓ２１に照明光を照射するＬＥＤ光源Ｌ２１の発光量Ｊ２１は、露光量の測定結果に基づく光反射特性に応じて、Ｊ０よりも低く設定される。
このため、本ステップにおける露光量の変化は、図１０に示すように、画素エリアＰ１３、Ｐ２１はいずれも、実線１０３で模式的に示すように、同様な変化を示し、時刻ｔ３における露光量は、飽和露光量の約半分の適正な露光量になる。
この結果、画素エリアＰ２１の画像は白とびのない画像になる。
また、露光量測定によって、露光量が低すぎる部分領域には、上記式（１）に基づいてＪ０よりも大きな発光量が設定されるため、黒つぶれが解消された画像となる。
【００７２】
時刻ｔ３になると、ＬＥＤ光源Ｌｉｊが消灯されてステップＳ１２が終了すると同時に、ステップＳ１３が実行される。
ステップＳ１３は、撮影制御部１０がシャッターを閉じるステップである。
シャッターが閉じられると、撮影制御部１０は、画像取得部１１が撮像素子５から取得した画像データを画像処理部１２に送出する。
画像処理部１２では、送出された画像データに適宜の画像処理を施すなどして、記憶部１３に記憶するとともに、液晶モニター９に表示する。
以上で、ステップＳ１３が終了し、「オート発光」モードと平準化モードとの組合せからなる撮影が終了する。
ステップＳ１０〜Ｓ１３は、ステップＳ９における露光量の測定結果に基づいて、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を個別に制御することにより、照明光の光量分布を補正して撮影を行うステップになっている。
【００７３】
カメラ１によって、以上説明したようにして撮像された画像は、本発光におけるＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量をそれぞれＪｉｊとするため、これらに対応する各画素エリアＰｉｊの露光量が、主要被写体である顔が検出された合焦エリアの露光量に略等しくなる（等しくなる場合も含む）。
このため、カメラ１によれば、被写体間に光反射特性のバラツキがあっても、白とびや黒つぶれが起こりにくいフラッシュ撮影を行うことができる。
【００７４】
なお、「オート発光」モードと被写体強調モードとの組合せからなる撮影も略同様にして行うことができる。
ただし、被写体強調モードでは、上記ステップＳ１０において、上記式（１）に代えて、下記式（２）を用いる点のみが異なる。
【００７５】
【数２】
2015034850.tif 000004
【００７６】
ここで、ｋｉｊは、被写体強調を行う合焦エリアからの距離に応じて決まる低下量に対応する０以上１未満の係数である。
【００７７】
［第１変形例］
次に、本実施形態の第１変形例の撮影装置について説明する。
図２に示すように、本変形例のカメラ２１は、上記第１の実施形態のカメラ１の制御部７に代えて、制御部２７を備える。
以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００７８】
図４に示すように、制御部２７は、上記第１の実施形態の制御部７の撮影制御部１０、露光量測定部１４、発光量制御部１５に代えて、撮影制御部３０、露光量測定部３４、発光量制御部３５を備える。
制御部２７は、上記第１の実施形態の制御部７が、本発光による撮影に先立って、プリ発光を行って露出量の測定を行ったのに対して、撮影中に露光量の測定と発光量の変更とを行う点が異なる。
このため、発光量制御部３５は、撮影中に各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を変更できるようになっている。
【００７９】
次に、カメラ２１の動作について、本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影方法を中心として説明する。
図１２は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影装置による撮影方法のフローを示すフローチャートである。図１３は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影装置の撮影中の発光量の制御を示すタイミングチャートである。図１４は、本発明の第１の実施形態の第１変形例の撮影装置の撮影中の露光量の変化の一例を示す模式的なグラフである。図１４において横軸は時間ｔ、縦軸は８ｂｉｔ（０〜２５５）で表した露光量である。
【００８０】
以下では、上記第１の実施形態と同様の照明モード、同様の被写体の例で説明する。
カメラ２１は、電源を投入すると、動画撮影を開始し、撮影された動画が液晶モニター９に表示され、撮影が可能となり、図１２に示すステップＳ３１〜Ｓ４１を図１２に示すフローにしたがって実行することにより静止画の撮影が行われる。
【００８１】
ステップＳ３１〜Ｓ３５は、上記第１の実施形態におけるステップＳ１〜Ｓ５と同様のステップである。
【００８２】
次に、ステップＳ３６では、撮影制御部３０が、ＩＳＯ感度、絞り、シャッタースピードをステップＳ３３で決定された露出条件に合わせた状態で、シャッターを開放する。
以下では、図１３に示すように、本ステップにおけるシャッター開放開始時刻を時刻ｔ１０とし、シャッタースピードをＴＳとする。
以上で、ステップＳ３６が終了する。
【００８３】
次に、ステップＳ３７を行う。本ステップは、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊを一定の発光量で発光させるステップである。
撮影制御部３０は、露光量測定部３４に、ステップＳ３３で決定された露出条件から決まる各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量Ｊ０を送出するとともに、露光量測定を開始する制御信号を送出する。
露光量測定部３４は、撮影制御部３０から送出された発光量Ｊ０を発光量制御部１５に送出して、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量をＪ０として発光を開始させるとともに、画像取得部１１によって、撮像素子５から画像データを取得させる。
発光量制御部３５は、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊを時刻ｔ１０から時刻ｔ１１まで発光させる。
以上で、ステップＳ３７が終了する。
【００８４】
次に、ステップＳ３８を行う。本ステップは、露光量測定部３４によって、一定の発光量による各部分領域Ｓｉｊからの露光量を、撮影の初期段階において測定するステップである。
本ステップは、シャッタースピードＴＳに応じて、上記第１の実施形態と同様にして決められた測定時間Ｔｍの間に行われる。すなわち、ステップＳ３８の終了する時刻ｔ１１は、図１３に示すように、時刻ｔ１０から測定時間Ｔｍまでの撮影の初期段階になっている。この初期段階は、いずれの画素エリアＰｉｊも飽和露光量に達することのないように設定される。
本実施形態では、露光量測定部３４は、上記第１の実施形態と同様に部分領域からの露光量に対応する画素エリアの輝度値を算出することにより露光量を測定する。例えば、露光量測定部３４は、送出された画像データに基づいて、各部分領域Ｓｉｊにそれぞれ対応する画素エリアＰｉｊの平均輝度を算出し、露光量Ｅｉｊとする。
【００８５】
測定時間Ｔｍは、上記第１の実施形態のシャッター開放時間ＴＰと同一でもよいし、異なっていてもよい。以下では、一例として、Ｔｍ＝ＴＰの場合の例で説明する。
この場合、図７（ｂ）に示す撮影シーンの場合の露光量Ｅｉｊは、上記第１の実施形態のプリ発光で測定された露光量と同一となる（図１０（ａ）参照）。
この測定結果は、撮影制御部３０から送出された合焦エリアと顔検出エリアの情報と共に発光量制御部３５に送出される。
以上で、ステップＳ３８が終了する。
【００８６】
次に、ステップＳ３９を行う。本ステップは、ステップＳ３８における露光量の測定結果に基づいて、シャッタースピードに対応する時間ＴＳにおける露光量が、適正露出に対応する露光量となるＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を算出するステップである。
【００８７】
本ステップにおける露光量の変化の一例を、図１４の直線２０１、２０２ａに示す。
直線２０１は、画素エリアＰ１３の露光量であり、時刻ｔ１０から直線的に増大して時刻ｔ１１において、Ｅ１３になる。
直線２０２ａは、画素エリアＰ２１の露光量であり、時刻ｔ１０から直線的に増大して時刻ｔ１１において、Ｅ２１（ただし、Ｅ２１＞Ｅ１３）になる。
これらの発光量のまま、時刻ｔ１２まで発光すると、画素エリアＰ１３における露光量は、直線２０１で示されるように、適正な露光量ｅ１３になるが、画素エリアＰ２１における露光量は、破線２０３で示されるように、時刻ｔ１１に到る前に、飽和露光量に達してしまう。
そこで、本ステップでは、発光量制御部３５によって、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量の修正値Ｊｉｊ’を下記式（３）に基づいて算出する。
【００８８】
【数３】
2015034850.tif 000005
【００８９】
ここで、Ｅｆは、上記第１の実施形態と同様にして選ばれた露光量であり、本実施形態では、一例として、Ｅｆ＝Ｅ１３である。
上記式（３）は、各画素エリアＰｉｊにおける時刻ｔ１２における露光量ｅｉｊが、Ｅｆとして選ばれた画素エリアＰ１３の露光量ｅ１３に等しくなる条件から算出される。ただし、画素エリアＰｉｊに対応する被写体の反射率は、発光量が変化しても変わらないものとする。
以上で、ステップＳ３９が終了する。
【００９０】
上記式（３）によれば、時刻ｔ１１において、露光量がＥｆと異なる場合でも、時刻ｔ１１からシャッターが閉じられる時刻ｔ１２までの間、修正値Ｊｉｊ’で発光させることにより、画素エリアＰｉｊにおける時刻ｔ１２における露光量を、主要被写体が投影される画素エリアＰｉｊの露光量と略一致（一致する場合を含む）させることができる。
図１０（ｂ）と略同様のグラフになるため、図示は省略するが、図７（ｂ）に示す撮影シーンにおける発光量Ｊｉｊ’は、例えば、画素エリアＰ１３の発光量はＪ０であり、画素エリアＰ１２、Ｐ２２の発光量はＪ０に略等しく、画素エリアＰ１１、Ｐ２１、Ｐ３１、Ｐ３２ではＪ０よりも低減され、画素エリアＰ２３、Ｐ３３では、Ｊ０よりも増大される。
以上でステップＳ３９が終了する。
【００９１】
次にステップＳ４０を行う。本ステップは、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を修正された修正値Ｊｉｊ’に変更して、撮像を続けるステップである。
発光量制御部３５は、各ＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を、Ｊ０から、修正値Ｊｉｊ’に変更する。これにより、例えば、図１４に一例を示すように、露光量Ｅ２１が測定された画素エリアＰ２１では、発光量が修正値Ｊ２１’に修正されて、直線２０２ｂのように露光量の増加が鈍化する。
この結果、時刻ｔ１２における画素エリアＰ２１の露光量は、修正値Ｊ１３’がＪ０のままの画素エリアＰ１３の露光量ｅ１３と、略同じ（同じ場合を含む）露光量ｅ２１になる。
時刻ｔ１２になると、ステップＳ４０が終了し、撮影制御部１０によって、ステップＳ４１が実行される。
【００９２】
ステップＳ４１は、撮影制御部３０がシャッターを閉じるステップである。
シャッターが閉じられると、撮影制御部３０は、画像取得部１１が撮像素子５から取得した画像データを画像処理部１２に送出する。
画像処理部１２では、送出された画像データに適宜の画像処理を施すなどして、記憶部１３に記憶するとともに、液晶モニター９に表示する。
以上で、ステップＳ４１が終了し、「オート発光」モードと平準化モードとの組合せからなる撮影が終了する。
【００９３】
以上説明したようにして撮像された画像は、本発光におけるＬＥＤ光源Ｌｉｊの発光量を、露光量の測定後に、露光量の測定結果に基づいて、それぞれ修正値Ｊｉｊ’に変更するため、これらに対応する各画素エリアｉｊの露光量が、主要被写体である顔が検出された合焦エリアの露光量に略等しくなる（等しくなる場合も含む）。
このため、カメラ２１によれば、被写体間に光反射特性のバラツキがあっても、白とびや黒つぶれが起こりにくいフラッシュ撮影を行うことができる。
本実施形態によれば、シャッタースピードＴＳで決まる撮影時間内で、露光量の測定と発光量の修正とを行うため、迅速に撮影を行うことができる。
【００９４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態の撮影装置について説明する。
図１５は、本発明の第２の実施形態の撮影装置を示す模式的な正面図である。
【００９５】
本実施形態のカメラ４１（撮影装置）は、上記第１の実施形態のカメラ１のカメラ本体２に代えて、カメラ本体４２（撮影部）を備え、カメラ本体４２に着脱可能に設けられた照明部４４を追加したものである。以下、上記第１の実施形態と異なる点を中心に説明する。
【００９６】
カメラ本体４２は、上記第１の実施形態のカメラ１の照明部４を削除し、照明部４４を着脱可能および通信可能に接続するホットシュー４２ｃと、被写体距離を測定するため制御部７と通信可能に接続された測距部４８とを追加したものである。
測距部４８の構成はＡＦに用いることができる適宜のアクティブ方式、パッシブ方式の測距部を採用することができる。本実施形態では、一例として、離間して配置された２つの受光レンズ４８ａと、各受光レンズ４８ａによって集光された光束の位相差を検出する画像センサー４８ｂとを備える外光パッシブ方式を採用している。
測距部４８は、カメラ本体４２のカメラ筐体２ｃの撮影レンズ部３が設けられた前面部に設けられている。
【００９７】
照明部４４は、５×５の格子状に基板上に配列された合計２５個のＬＥＤチップ４ａと、これらＬＥＤチップ４ａの発光面を覆うように配置された負の屈折力を有するフレネルレンズ４４ｂとを備える本体部４４ａと、本体部４４ａをカメラ本体４２のホットシュー４２ｃに着脱可能および通信可能に接続する接続部４４ｃとを備える。
また、照明部４４は、図４に示すように、照明部４と同様の発光量制御部であるＬＥＤ駆動部４ｄを備える。
照明部４４による各ＬＥＤチップ４ａからの照明光は、特に図示しないが、フレネルレンズ４４ｂを通して、撮影範囲ＳＷの断面を５×５の格子状の分割する部分領域のいずれかに向けて照射され、これにより、上記第１の実施形態の照明部４と同様に、撮影範囲ＳＷ全体を照明することが可能になっている。このため、各ＬＥＤチップ４ａとフレネルレンズ４４ｂとは、複数のＬＥＤ光源を構成している。
【００９８】
このような構成のカメラ４１によれば、測距部４８を用いて被写体距離を測定することによりＡＦ制御を行う点と、照明部４４をカメラ本体４２のホットシュー４２ｃに装着した状態では、照明部４４のＬＥＤ光源の個数および配置に基づいて撮影範囲を２５分割して各部分領域に対応するＬＥＤ光源の発光量を制御する点とが異なる以外は、上記第１の実施形態と同様にして、照明モードに平準化モードまたは被写体強調モードを合わせた撮影を行うことができる。
このため、照明部４４によれば、上記第１の実施形態と同様にして、被写体間に光反射特性のバラツキがあっても、白とびや黒つぶれが起こりにくいフラッシュ撮影を行うことができる。
【００９９】
なお、上記の各実施形態および変形例の説明では、露光量測定部１４は撮像された画像から露光量を測定する場合の例で説明したが、各画素エリアＰｉｊに対応して、測光センサーを配置しておき、これらの測光センサーの出力によって露光量測定を行うようにしてもよい。この場合、測光センサーは、ＡＥ用の測光センサーを兼ねる構成とすることも可能である。
【０１００】
上記の各実施形態および変形例の説明では、光量分布補正モードとして、平準化モードと被写体強調モードとを有する場合の例で説明したが、光量分布補正モードはこれらには限定されない。すなわち、これら平準化モードおよび被写体強調モード以外にも、例えば、作画意図等によって適宜の光量分布を実現する他の光量分布補正モードを設けることが可能である。
例えば、顔検出された以外の適宜の画素エリアや被写体を中心として、周辺に向かうほど露光量が減少したり、増大したりする光量分布補正モードや、合焦エリアよりも露光量が大きい画素エリアの露光量を一定比率で抑制する光量分布補正モードなどの例を挙げることができる。
【０１０１】
上記の各実施形態および変形例の説明では、適正な露出を決定するためＡＥを行う場合の例で説明したが、露出はマニュアルで決定してもよく、この場合、「適正な」露出は、作画意図等に応じて撮影者が決めることになる。
【０１０２】
上記の各実施形態および変形例の説明では、平準化モードにおいて、顔検出エリアの露光量が飽和露光量の約半分になる場合の例で説明したが、これは一例であって、ＡＥ条件によっては、顔検出エリアの露光量は変化する。
【０１０３】
上記の各実施形態および変形例の説明では、合焦位置を決定するためＡＦを行う場合の例で説明したが、合焦位置は、いわゆるフォーカスロック撮影を行ったり、マニュアル撮影を行ったりして、合焦位置を撮影者が決定することも可能である。
【０１０４】
上記第１の実施形態の説明では、露光量測定を行うためにプリ発光を行う場合の例で説明したが、露出測定以外の目的で行われるプリ発光時に露光量測定を行うことも可能である。例えば、「ＡＦイルミネータ」モードが設定されている場合には、ＡＦを行うためにプリ発光が行われる際に、露光量の測定も行うことが可能である。
【０１０５】
また、上記の各実施形態および変形例の説明では、デジタルカメラまたはアナログカメラの場合の例で説明したが、撮影装置は、ビデオカメラであってもよい。
【０１０６】
また、上記の各実施形態および変形例の説明では、撮影装置の画角が一定の場合の例で説明したが、撮影装置は、ズーム機構を備えていてもよい。この場合、照明部は、最も広角側で撮影範囲ＳＷの全体を照明でき、最も望遠側の画角範囲内を複数に分割して照明できるように、照明部の光源の個数や配置を設定しておけばよい。
ズーム時の動作は、ズームによって、撮影範囲ＳＷを構成する部分領域Ｓｉｊの構成が変化する点を除けば、上記と同様にして照明部の発光量分布を決定することができる。
その際、上記第２の実施形態のように、ＬＥＤ光源Ｌｉｊの全体を集光するレンズを備える場合には、このレンズをズーミング可能な構成とすれば、撮影装置の画角に応じて照明光をズーミングすることが可能である。
【０１０７】
上記の各実施形態および変形例の説明では、最も至近側の合焦位置に主要被写体が位置するものとして、合焦させる場合の例で説明したが、主要被写体を他の手段によって判定することも可能である。
例えば、例えば、液晶モニター上にタッチセンサを設け、液晶モニターの表示画面にタッチ入力することによって、撮影者が合焦位置と、合焦エリアとを決定できるようにしてもよい。
【０１０８】
また、上記に説明したすべての構成要素は、本発明の技術的思想の範囲で適宜組み合わせたり、削除したりして実施することができる。
【符号の説明】
【０１０９】
１、２１、４１  カメラ（撮影装置）
２、４２  カメラ本体（撮影部）
２ｃ  カメラ筐体
３  撮影レンズ部（撮影部）
４、２４、４４  照明部
４ａ  ＬＥＤチップ
４ｂ  レンズ部
４ｄ  ＬＥＤ駆動部４ｄ
５  撮像素子（撮影部）
７、２７  制御部
１０、３０  撮影制御部
１１  画像取得部
１２  画像処理部
１４、３４  露光量測定部
１５、３５  発光量制御部
４４  照明部
Ｉｉｊ、Ｉ１１、Ｉ１２、Ｉ１３、Ｉ２１、Ｉ２２、Ｉ２３、Ｉ３１、Ｉ３２、Ｉ３３  照明領域
Ｌｉｊ、Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ１３、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ２３、Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３  ＬＥＤ光源
Ｏ  撮影光軸
Ｏｉｊ  放射光軸
Ｏ１、Ｏ２  被写体
Ｐｉｊ、Ｐ１１、Ｐ１２、Ｐ１３、Ｐ２１、Ｐ２２、Ｐ２３、Ｐ３１、Ｐ３２、Ｐ３３  画素エリア
Ｓｉｊ、Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ１３、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３  部分領域（撮影領域）
ＳＷ  撮影範囲（撮影範囲全体）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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