JP2017139560A - 撮像装置、撮像システム、および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ストロボによる照射光を撮影者の意図通りに制御することが可能な撮像装置、撮像システム、撮像方法を提供する。【解決手段】被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射するステップ（Ｓ７）と、ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成するステップ（Ｓ１１）と、画像データが生成される毎に比較明合成処理を行うステップ（Ｓ１５）と、比較明合成処理を行うステップで合成された画像を表示する画像表示ステップ（Ｓ２１）を有する。【選択図】 図３

Description

本発明は、ストロボ装置による補助光照明を行って撮影する撮像装置、撮像システム、および撮像方法に関する。

星の軌跡を写す天体写真等の暗い被写体は、バルブ撮影等によって長秒時露出によって撮影が行われる。長秒時撮影には、撮影が終了するまで撮影画像を確認することができない。そこで、インターバル撮影によって順次取得される画像データを用いて比較明合成処理を行い、この合成された画像データに基づく画像を表示することにより、途中経過を表示するようにした撮像装置が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１３−６２７４０号公報

被写体が暗い場合には、しばしばストロボ装置によって照明を行うことが一般に行われている。前述の特許文献１にもストロボ装置が備えられている。しかし、ストロボ装置は、一般には、先幕同調で１回発光するだけであることから、撮影者の意図通りの発光量に制御することが困難であった。また、外付けのストロボを併用して、様々な角度から照射し、被写体を浮き上がらせるような効果を付与するような撮影も困難であった。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、ストロボによる照射光を撮影者の意図通りに制御することが可能な撮像装置、撮像システム、撮像方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため第１の発明に係る撮像装置は、被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射するストロボ発光部と、上記ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成する撮像部と、上記撮像部により画像データが生成される毎に比較明合成処理を行う比較明合成部と、を備える。

第２の発明に係る撮像装置は、上記第１の発明において、上記比較明合成部により合成された画像を表示する画像表示部と、上記ストロボ発光部による発光を、撮影者の手動操作により停止させるための操作部と、をさらに備える。

第３の発明に係る撮像装置は、上記第１の発明において、上記比較明合成部により合成された画像の予め設定した領域の露光量が適正になったか否かを判定する露光量判定部と、をさらに備え、上記露光量が適正になったとき上記ストロボ発光を停止する。

第４の発明に係る撮像装置は、上記第１の発明において、上記比較明合成部により合成された画像の輝度分布を分析する画像処理部をさらに備え、上記画像の輝度分布が所定の分布になったとき上記ストロボ発光を停止する。

第５の発明に係る撮像システムは、被写体に照射方向を変えながら複数回のストロボ光を照射するストロボ発光装置と、上記ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成する撮像部と、上記撮像部により画像データが生成される毎に比較明合成処理を行う比較明合成部と、を備える。

第６の発明に係る撮像システムは、上記第５の発明において、上記比較明合成部により合成された画像を表示する画像表示部と、上記ストロボ発光部による発光を、撮影者の手動操作により停止させるための操作部と、をさらに備える。

第７の発明に係る撮像方法は、被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射するステップと、上記ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成するステップと、上記画像データが生成される毎に比較明合成処理を行うステップと、を備える。

本発明によれば、ストロボによる照射光を撮影者の意図通りに制御することが可能な撮像装置、撮像システム、撮像方法を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラによる合成画像を示す図である。 本発明の第１実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るカメラの動作の第１の変形例を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るカメラの動作の第２の変形例を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るカメラによる合成画像を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るカメラの動作を示すフローチャートである。

以下、本発明の好ましい実施形態としてデジタルカメラに適用した例について説明する。このカメラは、撮像部を有し、この撮像部によって被写体像を画像データに変換し、この変換された画像データに基づいて、被写体像を本体の背面に配置した表示部にライブビュー表示する。撮影者はライブビュー表示を観察することにより、構図やシャッタタイミングを決定する。レリーズ操作時には、画像データが記録媒体に記録される。記録媒体に記録された画像データは、再生モードを選択すると、表示部に再生表示することができる。

また、長秒時撮影モードが設定された場合には、撮像部から所定時間間隔で画像データが読み出されるたびに比較明合成を行い、この比較明合成処理された画像が表示部に表示される。長秒時撮影モードが設定されている際に、ストロボ装置による照射を行う場合には、発光を行うたびに発光量を増大させて前述の比較明合成処理を行って合成画像を表示する。撮影者は、ストロボ装置による照射の効果を確認しながら光量を調整することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係るカメラの主として電気的構成を示すブロック図である。本実施形態におけるカメラは、撮像部１、画像処理部１０、システム制御部２０、バス３１とこれに接続された各部、ストロボ４０、および外部ストロボ５０を有する。

撮像部１は、レンズ２、メカシャッタ３、イメージセンサ４を有する。レンズ２は、イメージセンサ４に被写体の光学像を結像する撮影光学系を有する。またレンズ２内には、露出量を調節するための絞り値を決定する絞りを備える。メカシャッタ３は、開閉動作によりイメージセンサ４への露出や遮光を行い、シャッタ速度を制御する。

イメージセンサ４は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等の撮像素子を含み、レンズ２により結像された被写体の光学像を画素毎に電気信号に変換し、画像データを、画像処理部１０およびバス３１に出力する。バス３１は、各ブロック間で信号の送受信を行うための信号線である。また、イメージセンサ４は、ローリングシャッタ等の電子シャッタを有し、電子シャッタ速度に対応する露光時間の間、画素に被写体像を露光させることができる。イメージセンサ４は、ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成する撮像部として機能する。

画像処理部１０は、イメージセンサ４から出力された画像データに画像処理を施す。画像処理部１０は、画像合成部１１、画像解析部１３、現像処理部１４を有する。

画像合成部１１は、比較明合成部１２を有する。比較明合成部１２は、イメージセンサ４から連続的に読み出された画像データと、内部メモリ３３に保存された画像データの画素毎の出力を比較し、画素毎に比較明処理を行い、これらの処理によって生成された比較明合成画像データを用いて合成画像データを生成する。比較明合成部１２は、撮像部により画像データが生成される毎に比較明合成処理を行う比較明合成部として機能する。

具体的には、比較明合成部１２は、最初にイメージセンサ４から読み出された１コマ目の画像データを、１コマ目の累積比較明合成画像データとして内部メモリ３３に記憶する。次に、イメージセンサ４から読み出された２コマ目以降となる画像データと、内部メモリ３３に記憶されている累積比較明合成画像データについて、それぞれ対応する画素データの出力値を比較する。そして、それぞれ対応する画素データを比較した結果、いずれか大きい方、すなわち明るい方の画素データを検出し、この明るい方の画素データを用いて、新たに累積比較明合成画像データを再構成する。この処理をイメージセンサ４から画像データが読み出されるたびに繰り返し行う。比較明合成処理を行うことにより、夜空の星の光跡の画像を得ることができる（後述する図２の比較明合成画像等参照）。

画像解析部１３は、比較明合成部１２により合成された画像の輝度分布を分析する。例えば、画素毎に飽和レベルに達している画素数の割合等を算出する（例えば、図５のＳ２４ａ参照）。また、画像解析部１３は、比較明合成部１２で合成された画像データに基づいて、画像の輝度の検出を行う。この輝度検出にあたっては、特定のエリアの画像データに基づいて行うことができる。

画像解析部１３は、比較明合成部により合成された画像の予め設定した領域の露光量が適正になったか否かを判定する露光量判定部として機能する（例えば、図４のＳ２４参照）。後述するシステム制御部２０は、露光量判定部によって、露光量が適正になったと判定されたとき、ストロボ発光を停止する（例えば、図４のＳ２４参照）。画像解析部１３は、比較明合成部により合成された画像の輝度分布を分析する画像処理部として機能する（例えば、図５のＳ２４ａＹｅｓ参照）。システム制御部２０は、輝度分布が所定の分布になったときストロボ発光を停止する（例えば、図５のＳ２４ａＹｅｓ参照）。

現像処理部１４は、露出補正やＷＢゲイン補正、輪郭強調、偽色補正といった様々な画像を行う。また、画像合成部１１において生成されたＲＡＷ画像データに対して、デモザイキング、ホワイトバランス調整、ガンマ補正、画像圧縮などの現像処理を行う。

内部メモリ３３は、カメラ動作に必要な各種設定情報や、画像処理時に途中経過の画像データを一時的に記憶する。内部メモリ３３は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリや、ＤＲＡＭ等の揮発性のメモリによって構成される。

外部メモリ３５は、カメラ本体に装填自在、または内部に固定された不揮発性の記憶媒体であり、例えば、ＳＤカードやＣＦカード等である。この外部メモリ３５は、現像処理部１４で現像処理された画像データを記録し、また再生時には、記録された画像データが読み出され、カメラの外部に出力可能である。

表示部３６は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）液晶や有機ＥＬなどの背面表示部やＥＶＦ（電子ビューファインダ）等によって構成され、現像処理部１４によって現像された画像を表示する。なお、表示部としては、背面液晶表示部やＥＶＦ等に限らず、スマートフォン等のＬＡＮ経由の通信機器における表示部でもよい。表示部３６は、比較明合成部により合成された画像を表示する画像表示部として機能する。

入力ＩＦ（Interface）３７は、レリーズ釦等の操作部材や、背面表示部等におけるタッチ操作を入力するためのタッチパネル等を有し、ユーザ操作に基づいて各種のモード設定やレリーズ等撮影動作の指示を行う。また、操作部材の操作、またメニュー画面における操作によって、長秒時撮影モードやストロボ撮影モードの設定が可能である。また長秒時撮影モードおよびストロボ撮影モードが設定された場合には、ストロボ発光の停止指示や、撮影の終了指示を、操作部材によって行うことができる（例えば、図３のＳ２３、Ｓ２５参照）。入力ＩＦ３７は、ストロボ発光部による発光を、撮影者の手動操作により停止させるための操作部として機能する。

バッテリ３９は、カメラの電源であり、カメラ内の各部に電源を供給する。バッテリ残量検出部３８は、バッテリ３９の電源電圧等を検出することにより、バッテリの残量を検出し、バス３１を介してバッテリ残量検出結果をシステム制御部２０に出力する。

ストロボ４０は、カメラ本体内に設けられた内蔵ストロボまたはカメラ本体に装着された外部ストロボである。内蔵ストロボの場合には、バッテリ３９から電源供給を受ける。ストロボ４０は、システム制御部２０からの発光命令に応じてストロボ光を被写体に照射する。ストロボ４０は、被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射するストロボ発光部として機能する（例えば、図３のＳ７参照）。

外部ストロボ５０は、カメラ本体とは別体に設けれ、カメラ本体とはケーブルや無線で接続されている。外部ストロボ５０は、システム制御部２０からの発光命令に応じて指定された発光量でストロボ光を被写体に照射する。外部ストロボ５０は、被写体に照射方向を変えながら複数回のストロボ光を照射するストロボ発光装置として機能する。

システム制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）や周辺回路を有し、内部メモリ３３内に記憶されたプログラムに従ってカメラの全体制御を行う。

次に、図２を用いて、本発明の第１実施形態に係るカメラによる合成画像について説明する。図２に示す合成画像は、長秒時撮影モードおよびストロボ撮影モードが設定されている場合に撮影され、比較明合成によって合成され、表示部３６に表示される。

図２の最上段の撮影画像ＦＬ１は、１回目のストロボ４０による発光がなされ、イメージセンサ４から１フレーム分の画像データに基づいて生成された画像である。撮影画像ＦＬ１は、まだストロボの発光量が少なく、手前にある木６１が暗く、撮影者の意図通りの明るさとなっていない。そこで、ストロボ４０の発光量を少し増やして２回目のストロボ発光を行う。

図２の第２段目の合成画像ＦＬ２は、ストロボ発光量を少し増やした場合の画像である。この合成画像ＦＬ２は、内部メモリ３３に記憶された撮影画像ＦＬ１の画像データと、ストロボ発光後に読み出された画像データを用いて比較明合成を行うことにより得られる。この場合には、ストロボ発光量が少し増えたことから、木６１が少し明るくなるが、まだ暗く、撮影者の意図通りの明るさとなっていない。そこで、ストロボ４０の発光量を更に少し増やしてストロボ発光を行う。

図２の第３段目の合成画像ＦＬ３は、発光のたびにストロボ発光量を少しずつ増やしながら撮影を繰り返し、Ｎ回目の発光を行った後の画像である。この合成画像Ｆ３は、内部メモリ３３に記憶された前回の比較明合成処理された合成画像の画像データと、ストロボ発光後に読み出された画像データを用いて比較明合成を行うことにより得られる。Ｎ回目のストロボ発光で、撮影者の意図通りの明るさとなったことから、ストロボの発光を停止させる。以後、ストロボ４０は発光を行わず、イメージセンサ４から所定の時間間隔で読み出される画像データを用いて、比較明合成処理を行う。比較明合成処理された画像データに基づいて、表示部３７に途中経過の合成画像を表示する。

図２の第４段目の合成画像ＦＬ４において、手前の木６１は合成画像ＦＬ３で得られた明るさと同じであり、背景の星６２や月６３は、長時間の経過により移動するため、その軌跡が写っている。すなわち、手前の被写体である木６１および背景の星等について、撮影者の意図通りの合成画像を得ることができる。

次に、図３に示すフローチャートを用いて、本実施形態における動作について説明する。このフローチャート（後述する図４、図５に示す変形例のフローチャートも同様）は、内部メモリ３３に記憶されたプログラムに従って、システム制御部２０が各部を制御することにより実行する。また、このフローチャートは、長秒時モード（合成処理として比較明合成が選択）およびストロボ撮影モードが設定されている場合の動作を主に示す。

図３に示すフローが開始すると、まず、撮影条件の設定を行う（Ｓ１）。ここでは、撮影開始前に、撮影者は入力ＩＦ３７を操作することによって、基準ストロボ発光量を予め設定する。なお、撮影者による手動設定に限らず、ＡＥ（Auto Exposure）による自動設定でも構わない。ＡＥによる自動設定は、イメージセンサ４からの画像データに基づいて、被写体輝度を求め、この被写体輝度に基づいて基準ストロボ発光量を算出することにより行う。また、ＡＦ（Auto Focus）によって検出した被写体距離やレンズ情報に基づいて、基準ストロボ発光量を算出してもよい。

撮影条件を設定すると、次に、撮影開始処理を検知する（Ｓ３）。このカメラは、レリーズ釦の全押し操作でオンとなる２ｎｄレリーズスイッチのオン、またはタッチパネルのタッチ操作がなされると、比較明合成撮影によって長秒時撮影を開始する。このステップでは、これらの操作のいずれかがなされたか否かを判定する。

ステップＳ３において撮影開始処理がなされたことを検知すると、次に、露出を開始する（Ｓ５）。ここでは、システム制御部２０は、イメージセンサ４に露光を開始させ、イメージセンサ４は被写体像を光電変換する。露出を開始すると、撮影回数Ｎのカウンタに１を加算する。この撮影回数カウンタは、初期状態で０であり、ステップＳ１１において次の撮影を開始するたびに、カウントアップする。

ステップＳ５において露出を開始すると、ストロボ発光を行う（Ｓ７）。ここでは、システム制御部２０は、ストロボ４０に発光を開始させる。このストロボ発光の発光量は、−３Ｅｖ＋０．３Ｅｖ×Ｎ （Ｎ：撮影回数）である。すなわち、１回目のストロボ発光にあたっては、ステップＳ１において設定した基準ストロボ発光量に対して、３Ｅｖ低い発光量で発光する。後述するステップＳ２３において、ストロボ発光停止操作がなされていないと判定されると、再び、ステップＳ７においてストロボ発光を行う。この時、Ｎ回目の発光であるかに応じて発光量を０．３Ｅｖずつ増加させる。すなわち、本実施形態においては、１回、ストロボ発光を行うと、次回の発光では０．３Ｅｖだけ発光量を増加させている。

なお、初期値の−３Ｅｖおよび増加量の０．３Ｅｖは、例示であり、適宜、メニュー画面等で変更するようにしてもよい。適正露光となる発光量よりも低い発光量を基準発光量とし、以後、発光量を増加させることにより、撮影者の意図する明るさを達成しやすい。また、図３に示す例では、撮影のたびに毎回、ストロボ発光を行っているが、これに限らず、ストロボ発光の間隔を数枚おきに発光させてもよく、この場合には、メニュー画面等で変更するようにしてもよい。

ステップＳ７においてストロボ発光を行うと、露出時間が経過したか否かを判定する（Ｓ９）。露出時間は、予め撮影者がメニュー画面で設定しておいてもよく、また被写体輝度に応じて自動で設定するようにしてもよい。この露出時間が経過するまで、イメージセンサ４における露光を続行する。

ステップＳ９における判定の結果、露出時間が経過すると、画像信号の読み出しを行い、Ｎ枚目の露出を開始する（Ｓ１１）。本実施形態におけるイメージセンサ４は、ローリングタイプの電子シャッタを有していることから、画像信号を読み出すと、露出が再開される。

ステップＳ１１において画像信号を読み出すと、内部メモリ３３に画像データを保存する（Ｓ１３）。ここでは、イメージセンサ４から読み出した画像信号に対して、画像処理部１０が画像処理を施し、この画像処理が施された画像データを内部メモリ３３に保存する。

内部メモリに画像データを保存すると、比較明合成を行う（Ｓ１５）。１回目の撮影が行われた直後は、１コマ分の画像データしかなく比較明合成できないので、このステップをスッキップする。２回目以降の撮影が行われると、このステップでは比較明合成を行う。すなわち、ステップＳ１７で保存される比較明合成された画像データと、ステップＳ１３において内部メモリに保存された今回撮影の画像データを用いて、前述した比較明合成を行う。

ステップＳ１５において比較明合成を行うと、合成画像の画像データを内部メモリ３３に保存する（Ｓ１７）。ここでは、ステップＳ１５で生成された比較明合成の画像データを、内部メモリ３３に保存する。この保存された画像データは、次の撮影が行われた際に、ステップＳ１５における比較明合成の際に使用される。

ステップＳ１７において内部メモリに保存すると、現像処理を行う（Ｓ１９）。ここでは、ステップＳ１５において比較明合成によって生成された画像データ（１回目の撮影の際には、ステップＳ１３で保存された画像データ）に対して、現像処理部１４が現像処理を施す。

現像処理を行うと、次に、画像表示を行い、画像データを外部メモリに記録する（Ｓ２１）。ここでは、ステップＳ１９で現像された画像データに基づく比較明合成による合成画像（途中経過画像）を表示部３７に表示する。ステップＳ７において発光量が発光のたびに増加させ、比較明合成を行っているので、ストロボ発光が繰り返されるたびに、ストロボ４０による照射範囲内にある被写体は、徐々に明るく表示される（図２の画像ＦＬ１〜ＦＬ３参照）。

また、ステップＳ２１においては、現像処理された画像データは、外部メモリ３５にも記録される。記録にあたっては、撮影と現像処理が行われるたびに別個に画像データを記録してもよく、またステップＳ２５における撮影終了操作がなされるまで、撮影されるたびに画像データを上書きするようにしてもよい。

ステップＳ２１において画像表示と画像記録を行うと、次に、ストロボ発光停止操作がなされたか否かを判定する（Ｓ２３）。撮影者は、表示部３６に表示される途中経過画像を観察し（図２の画像ＦＬ１〜ＦＬ３参照）、意図通りのストロボ光が照射されたと判断すると、入力ＩＦ３７の発光停止用操作部材を操作する。このステップでは、発光停止用操作部材が操作されたか否かに基づいて判定する。この判定の結果、ストロボ発光停止操作がなされていない場合には、ステップＳ７に戻り、ストロボ発光量を増加させて、次の撮影を行う。

一方、ステップＳ２３における判定の結果、ストロボ発光停止操作がなされた場合には、次に、撮影終了操作がなされたか否かを判定する（Ｓ２５）。表示部３６に表示される途中経過画像を観察し（図２の画像ＦＬ４参照）、意図通りの背景画像となったと判断すると、入力ＩＦ３７の撮影終了用操作部材を操作する（例えば、再度、レリーズ釦の全押し操作、タッチパネルの再タッチ操作）。このステップでは、撮影終了用操作部材が操作されたか否かに基づいて判定する。この判定の結果、撮影終了操作がなされていない場合には、ステップＳ９に戻り、次の撮影行う。この場合には、ステップＳ７が実行されないことから、ストロボ４０によるストロボ発光はなされない。

ステップＳ２５における判定の結果、撮影終了操作がなされた場合には、静止画現像処理を行う（Ｓ２７）。ここでは、撮影終了操作がなされたことから、最終的な画像処理が施される。まず、現像処理部１４が、ステップＳ１５において最後に行われた比較明合成で生成された画像データに対して、現像処理を施す。なお、ステップＳ１９における現像処理は、主にライブビュー表示用の現象処理であり、繰り返し現像処理を行うため、速度重視で処理が行われる。これに対して、ステップＳ２７における現像処理は最後の処理となるので、速度よりも画質重視の現像処理が行われる。

ステップＳ２７において現像処理を施すと、次に、外部メモリに保存する（Ｓ２９）。ここでは、ステップＳ２７において静止画現像処理を施した画像データを、外部メモリ３５に記録する。

ステップＳ２９において画像データを外部メモリに保存すると、次に記録画像の画像表示を行う（Ｓ３１）。ここでは、ステップＳ２７において現像処理された静止画像の画像データに基づいて、静止画像を表示部３６に表示する。表示部としては、背面液晶、ＥＶＦに限らず、スマートフォン等のＬＡＮ経由の通信機器における表示部でもよい。撮影者は、比較明合成で合成され、外部メモリ３５に記録された静止画像を確認することができる。所定時間、表示を行うと、図３に示すフローを終了する。

このように、本実施形態においては、比較明合成の特性を行かして、ストロボ発光量を少しずつ増やすことで（ステップＳ７参照）、表示部３６（例えば、ライブビュー画面）で画像を確認しながら撮影者が意図した発光量でストロボ発光を停止させることが可能となる（例えば、Ｓ２１、Ｓ２３、図２参照）。

次に、図４に示すフローチャートを用いて、本発明の第１実施形態の第１の変形例について説明する。第１実施形態においては、ストロボ発光の停止は、撮影者が判断して手動で行っていたが、本変形例においては、露出レベルに基づいて自動的に停止判断を行うようにしている。また第１実施形態においては、バッテリ３９の残量が低下してもストロボ発光を継続していたが、本変形例においては、バッテリ残量が設定値よりも低下すると、自動的にストロボ発光を禁止するようにしている。

本変形例は、第１実施形態における図３に示すフローチャートを、図４に示すフローチャートに置き換えるのみで、その他の構成等は、第１実施形態と同様である。また、図４に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートと比較して、ステップＳ２を追加し、ステップＳ２３をステップＳ２４に置き換える以外は、図３に示すフローチャートと同じであるので、相違点を中心に説明する。

図４に示すフローチャートがスタートすると、まず、撮影条件を設定する（Ｓ１）。撮影条件を設定すると、次にストロボ用露出エリアの設定を行う（Ｓ２）。後述するステップＳ２４において、露出エリアの輝度レベルが予め決められた条件を満たすとストロボ発光を禁止している。このステップＳ２においては、この露出エリアを設定する。露出エリアとしては、画像データに基づいて顔検出されたエリア、被写体の距離に基づいて自動設定されたエリア、表示部３５の画面でタッチ操作されたエリア等、適宜設定すればよい。

ストロボ用露出エリアを設定すると、撮影開始処理を検知する（Ｓ３）。このステップＳ３〜Ｓ２１までは、図３に示したフローチャートと同様の処理を行うので、詳しい説明を省略する。

ステップＳ２１において、画像表示と外部メモリに記録を行うと、次に、露出エリアが適正、もしくは設定した輝度レベル以上になったか、またはバッテリ残量が設定値よりも少ないかを判定する（Ｓ２４）。このステップＳ２４においては、ステップＳ１５で比較明合成された画像データのうち、ステップＳ２において設定されたストロボ用露出エリアに属する画像データを用いて、この露出エリアの輝度レベルを算出する。そして、この輝度レベルが適正レベルに達したか、または予め設定した輝度レベル以上になったかを判定する。この予め設定した輝度レベルは、撮影者が入力ＩＦ３７を介して手動設定、周囲の明るさに応じて自動的に設定された輝度レベル、またはデフォルト値として設定されている値である。

また、ステップＳ２４においては、バッテリ残量が設定値よりも少ないか否かを判定する。このステップでは、バッテリ残量検出部３８が、バッテリ３９の電源電圧等が設定値よりも低くなると、システム制御部２０にバッテリ残量警告を出力するので、これに基づいて判定する。なお、本変形例においては、露出エリアの輝度およびバッテリ残量に基づいて判定していたが、これに限らず、いずれか一方の判定を行うようにしてもよい。

ステップＳ２４における判定の結果、露出エリアの輝度レベルが適正レベルでない場合、もしくは設定した輝度レベル以上でない場合には、ステップＳ７に戻る。また、ステップＳ２４における判定の結果、バッテリ残量が設定値よりも大きい場合にも、ステップＳ７に戻る。ステップＳ７に戻ると、ストロボの発光量を増大させて発光し、イメージセンサ７が被写体像の露光を行う。

一方、ステップＳ２４における判定の結果、露出エリアの輝度レベルが適正レベルである場合、もしくは設定した輝度レベル以上の場合には、ステップＳ２５に進む。また、ステップＳ２４における判定の結果、バッテリ残量が設定値よりも少ない場合にも、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５における判定の結果、撮影終了操作がなされていなければ、ストロボの発光が禁止された状態で、繰り返し撮影を行い、比較明合成によって画像が合成される。ステップＳ２５〜Ｓ３１における処理は、図３に示したフローチャートと同様の処理を行うので、詳しい説明を省略する。

このように、本発明の第１実施形態の第１変形例においては、バッテリ残量が少ない場合には、ストロボの発光を禁止し、非発光で繰り返し撮影を行って比較明合成によって長秒時撮影モードにおける撮影を続行している。ストロボ連続撮影はバッテリ消費が大きい可能性があるため、通常のバッテリ残量の表示の他に、残量閾値を設定し、撮影時のバッテリ残量がこの残量閾値よりも少なくなったとき、ストロボ発光のみを停止させるようにしている。このため、被写体に関係なく、撮影中のバッテリ残量が少なくなった場合にもストロボ発光を自動停止するようにしている。比較明合成撮影は長時間に対応する撮影となることが多いため、ストロボ発光による電力消費が大きい場合に特に有効となる。

また、本変形例においては、ストロボ用露出エリアを設定し（Ｓ２）、この露出エリアの輝度レベルに基づいて、露出エリアの明るさが閾値を超えたら、ストロボの発光停止を禁止するように制御している。このため、撮影者が表示部を観察していなくても、撮影者の意図する輝度レベルに達すると自動的にストロボの発光を停止することができる。

次に、図５に示すフローチャートを用いて、本発明の第１実施形態の第２の変形例について説明する。第１実施形態においては、ストロボ発光の停止は、撮影者が判断して手動で行っていたが、本変形例においては、画素が所定の比率以上、飽和レベルに達している場合には自動的に発光を禁止するようにしている。

第１実施形態における図３に示すフローチャートを、図５に示すフローチャートに置き換えるのみで、その他の構成等は、第１実施形態と同様である。また、図５に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートと比較して、ステップＳ２３をステップＳ２４ａに置き換える以外は、図３に示すフローチャートと同じであるので、相違点を中心に説明する。

図５に示すフローチャートがスタートすると、ステップＳ１〜Ｓ２１までは、図３に示したフローチャート同じであるので、詳しい説明を省略する。ステップＳ２１において、画像表示を行い、画像データを外部メモリに記録すると、次に、画像全体の３０％以上の画素が飽和レベルか否かを判定する（Ｓ２４ａ）。ここでは、ステップＳ１５において比較明合成によって生成された画像データを構成する画素データを用いて、ここの画素データのレベル飽和レベルとなっているかを判定し、飽和レベルと判定された画素データの数が、画像全体の３０％を超えたかを判定する。

なお、本変形例においては、飽和レベルを超えた画素が画像全体の３０％を超えたか否かを判定した。飽和レベル超えた画素が３０％を超えると、全体に画像が白っぽくなってしまうことから、本変形例では３０％とした。しかし、撮影者の好みによって、３０％より多くても少なくてもよい。この割合は、撮影者が入力ＩＦ３７によって任意に設定できるようにする。また、飽和レベルの代わりに、輝度レベルとしてもよい。

また、本変形例においては、画像全体を基準にして飽和レベルを超えた画素の割合で判定した。これは、画像全体の与える印象に基づいて判定するためである。しかし、これに限らず、第１変形例に示したように、ストロボ用露出エリアを設定し、この範囲内において飽和した画素の割合に基づいて判定するようにしてもよい。

ステップＳ２４ａにおける判定の結果、画像全体の３０％以上の画素が飽和レベルに達していない場合には、ステップＳ７に戻る。ステップＳ７に戻ると、ストロボの発光量を増大させて発光し、イメージセンサ７が被写体像の露光を行う。

一方、ステップＳ２４ａにおける判定の結果、画像全体の３０％以上の画素が飽和レベルに達していた場合には、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２５における判定の結果、撮影終了操作がなされていなければ、ストロボの発光が禁止された状態で、繰り返し撮影を行い、比較明合成によって画像が合成される。ステップＳ２５〜Ｓ３１における処理は、図３に示したフローチャートと同様の処理を行うので、詳しい説明を省略する。

このように、本発明の第１実施形態の第２変形例においては、画像全体の画素の飽和レベルの割合に基づいて、ストロボの発光停止の制御を行っている。このため、撮影者が表示部を観察していなくても、飽和レベルの画素が多くなると、自動的にストロボの発光を停止することができる。

なお、本変形例においては、画素の飽和レベルの割合に基づいて判定した。しかし、輝度分布の解析としては、画素の飽和の割合に限らず、画像解析部１３によって輝度情報を分析し、輝度分布が所定の分布となったときにストロボの発光を停止すればよい。

次に、本発明の第２実施形態について、図６および図７を用いて説明する。本発明の第１実施形態においては、ストロボ４０は、カメラ本体の内蔵ストロボ、またはカメラ本体に装着して使用するストロボであった。これに対して、第２実施形態においては、外部ストロボ５０は、カメラ本体から離して使用することが可能な外部ストロボである。

本実施形態において、外部ストロボ５０は、第１実施形態やその変形例と異なり、予め設定したストロボ発光量で、照射方向を変えながらストロボ発光を行い比較明合成の撮影を続ける。また、ストロボ発光量が足りない場合は、撮影途中でもストロボ設定を変更することが可能となっている。本実施形態においては、外部ストロボを用いて、被写体を色々な角度から照らすことで影のない撮影が可能となる。

第１実施形態における図１のブロック図に示す構成は、本実施形態においても同様であることから詳しい説明を省略する。但し、外部ストロボ５０は、照射方向が変更できるものとする。また、システム制御部２０は、有線または無線通信により、外部ストロボ５０に対して、発光開始信号、発光量指示信号等を送信することができ、外部ストロボ５０はこれらの信号に基づいて発光制御を行う。

次に、図６を用いて、本発明の第２実施形態に係るカメラによる合成画像について説明する。図６に示す合成画像は、第１実施形態の場合と同様、長秒時撮影モードおよびストロボ撮影モードが設定されている場合に撮影され、比較明合成によって合成され、表示部３６に表示される。

図６の最上段の撮影画像ＦＬ１１は、１回目の外部ストロボ５０による発光がなされ、イメージセンサ４から１フレーム分の画像データに基づいて生成された画像である。１回目の発光では、被写体（木６１）の正面から照射していることから、撮影画像ＦＬ１１は、被写体である木の正面は明るいが、左右に影が残っている。撮影者の意図通りの配光となっていない。そこで、外部ストロボ５０の発光位置を変えて２回目のストロボ発光を行う。

図６の第２段目の合成画像ＦＬ１２は、外部ストロボ５０の発光位置を左側に移動させて、１回目と同量の発光量でストロボ発光した場合の画像である。この合成画像ＦＬ１２は、内部メモリ３３に記憶された合成画像ＦＬ１１の画像データと、２回目のストロボ発光後に読み出された画像データを用いて比較明合成を行うことにより得られる。この場合には、左側からストロボ光が照射されることから、木６１の左側が明るくなり、左側の影が消えている。しかし、右側に影があり、撮影者の意図通りの配光となっていない。そこで、外部ストロボ５０の発光位置を変えて３回目のストロボ発光を行う。

図６の第３段目の合成画像ＦＬ１３は、外部ストロボ５０の発光位置を右側に移動させて、１回目と同量の発光量でストロボ発光した場合の画像である。この合成画像Ｆ３２は、内部メモリ３３に記憶された前回の比較明合成処理された合成画像の画像データと、ストロボ発光後に読み出された画像データを用いて比較明合成を行うことにより得られる。もし、撮影者の意図した通りの配光が得られない場合には、外部ストロボ５０を移動もしくは移動させないで、追加の発光を行って比較明合成で画像合成を行えばよい。

撮影者の意図通りの配光となったら、ストロボの発光を停止させる。以後、外部ストロボ５０は発光を行わず、イメージセンサ４から所定の時間間隔で読み出される画像データを用いて、比較明合成処理を行う。比較明合成処理された画像データに基づいて、表示部３７に途中経過の合成画像を表示する。

図６の第４段目の合成画像ＦＬ１４は、手前の木６１は合成画像ＦＬ１３で得られた明るさと同じであり、背景の星６２や月６３は、長時間の経過により移動するため、その軌跡が写っている。すなわち、手前の被写体の木６１および背景の星６２等について、撮影者の意図通りの合成画像を得ることができる。

次に、図７に示すフローチャートを用いて、本実施形態における動作について説明する。このフローチャートも、第１実施形態と同様に、内部メモリ３３に記憶されたプログラムに従って、システム制御部２０が各部を制御することにより実行する。また、このフローチャートは、長秒時モード（合成処理として比較明合成が選択）およびストロボ撮影モードが設定されている場合の動作を主に示す。

図７に示すフローチャートは、図３に示すフローチャートと比較して、ステップＳ７をステップＳ８に置き換え、ステップＳ２２を追加する以外は、図３に示すフローチャートと同じであるので、相違点を中心に説明する。なお、図７に示すフローチャートにおいては、ストロボ発光は、外部ストロボ５０によるストロボ発光を意味する。

図７に示すフローチャートがスタートすると、ステップＳ１〜Ｓ５までは、図３に示したフローチャート同じであるので、詳しい説明を省略する。ステップＳ５において、露出を開始すると、次にストロボ発光を行う（Ｓ８）。図３に示したフローチャートのステップＳ７においては、撮影を繰り返すたびに、ストロボ発光量を所定の割合で増大させていた。しかし、本実施形態のステップＳ８においては、撮影回数に関わらず外部ストロボ５０は一定光量で発光する。図６を用いて、説明したように、本実施形態においては、外部ストロボ５０の照射方向を変えることにより、配光特性を調整している。ストロボ発光量は一定光量の方が配光特性を直感的に調整できるからである。

ステップＳ８においてストロボ発光を行うと、ステップＳ９〜Ｓ２１において、撮影を行って画像データを読み出すたびに比較明合成を行い、画像データを生成し、合成画像（途中経過画像）の表示を行う。

ステップＳ２１において、画像表示と外部メモリ記録を行うと、次に、ストロボ発光量変更か否かを判定する（Ｓ２２）。前述したように、ステップＳ８においては、外部ストロボ５０の発光量は一定である。しかし、撮影者によっては、特定の方向（例えば、右側、左側、上側、下側等）の照射光を強くしたり、弱くしたい場合がある。そこで、ステップＳ２２において、ストロボ発光量を変更できるようにしてある。

ステップＳ２２における判定の結果、ストロボ発光量の変更があった場合には、ステップＳ８において、変更された発光量でストロボ発光を行う。以後、撮影が終わると、読み出された画像データに基づいて比較明合成が行われ、表示がなされる。

一方、ステップＳ２２においてストロボ発光量の変更がない場合には、ステップＳ２３においてストロボ発光停止操作がなされたか否かを判定し、発光停止操作がなされていなければ、ステップＳ８に戻り、外部ストロボ５０を発光させ、読み出された画像データに基づいて比較明合成が行われる。撮影者は適宜外部ストロボ５０の位置を移動させることにより、撮影者の意図する配光特性の合成画像を得ることができる。

ステップＳ２３における判定の結果、発光停止操作がなされた場合には、ステップＳ２５において撮影終了操作がなされたか否かを判定する。この判定の結果、撮影終了操作がなされていなければ、ステップＳ９に戻り、ストロボの発光が禁止された状態で、繰り返し撮影を行い、比較明合成によって画像が合成される。

ステップＳ２５における判定の結果、撮影終了操作がなされた場合には、ステップＳ２５〜Ｓ３１における処理を行う。このステップＳ２５〜Ｓ３１における処理は、図３に示したフローチャートと同様の処理を行うので、詳しい説明を省略する。

このように、本実施形態においては、カメラ本体と離して使用可能な外部ストロボ５０と比較明合成を併用することにより、ストロボ発光量を一定に保ったまま（例えば、図７のＳ８参照）、様々な角度から被写体にストロボを当てることが可能となる。これにより、影なく被写体を浮き上がらせた撮影が可能となる（例えば、図６参照）。また、ストロボ発光量が足りず、撮影者の意図する配光特性とならない場合には、撮影途中でもストロボ設定を変更することが可能となっている（例えば、図７のＳ２２参照）。

以上説明したように、本発明の各実施形態や各変形例においては、被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射し（例えば、図３のＳ７、Ｓ２３のＮｏ、図７のＳ８、Ｓ２３のＮｏ参照）、ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成し（例えば、図３、図７のＳ１１参照）、画像データが生成される毎に比較明合成処理を行っている（例えば、図３、図７のＳ１５参照）。このため、ストロボによる照射光を撮影者の意図通りに制御することができる。

また、本発明の各実施形態や各変形例においては、従来、ストロボを併用した長秒時撮影の場合、ストロボ光量の調整が撮影後でなくては確認できなかったのに対して、比較明合成処理を使用することで、効果を確認しながら光量を調整することができる。また、カメラ本体から離して使用することが可能な外付けストロボを併用し、様々な角度から光をあてて、被写体を浮き上がらせる効果を期待した撮影に対しても効果を確認しながら外部ストロボの位置を調整しながら撮影することができる。

なお、本発明の各実施形態や各変形例において、ストロボ発光停止操作として、撮影者の手動操作による発光停止（例えば、図３や図７のＳ２３参照）、輝度レベルによる自動発光停止（例えば、図４のＳ２４参照）、バッテリ残量による自動発光停止（例えば、図４のＳ２４参照）、輝度分布による自動発光停止（例えば、図５のＳ２４ａ）を示したが、これらの発光停止方法は、それぞれの実施形態や変形例に限らず、他の実施形態や変形例においても適用することができる。同様に、露出エリアの設定や全画像に基づく判定等も、他の実施形態や変形例においても適用することができる。

また、本発明の各実施形態や各変形例においては、画像処理部１０やバッテリ残量検出部３８等を、システム制御部２０とはとは別体の構成としたが、各部の全部または一部をソフトウエアで構成し、制御部１内のＣＰＵによって実行するようにしても勿論かまわない。また、画像処理部１０やバッテリ残量検出部は、ヴェリログ（Verilog）によって記述されたプログラム言語に基づいて生成されたゲート回路等のハードウエア構成でもよく、またＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のソフトを利用したハードウエア構成を利用してもよい。これらは適宜組み合わせてもよいことは勿論である。

また、本実施形態においては、撮影のための機器として、デジタルカメラを用いて説明したが、カメラとしては、デジタル一眼レフカメラでもコンパクトデジタルカメラでもよく、ビデオカメラ、ムービーカメラのような動画用のカメラでもよく、さらに、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、タブレット型コンピュータ、ゲーム機器等に内蔵されるカメラでも構わない。いずれにしても、ストロボ装置等の照明装置を有し、１回の撮影操作に応じて複数回露光を行い、これによって取得した複数の画像データを合成処理が可能な機器であれば、本発明を適用することができる。

また、本明細書において説明した技術のうち、主にフローチャートで説明した制御に関しては、プログラムで設定可能であることが多く、記録媒体や記録部に収められる場合もある。この記録媒体、記録部への記録の仕方は、製品出荷時に記録してもよく、配布された記録媒体を利用してもよく、インターネットを介してダウンロードしたものでもよい。

また、特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず」、「次に」等の順番を表現する言葉を用いて説明したとしても、特に説明していない箇所では、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

本発明は、上記実施形態にそのまま限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素の幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１・・・撮像部、２・・・レンズ（絞り）、３・・・メカシャッタ、４・・・イメージセンサ、１０・・・画像処理部、１１・・・画像合成部、１２・・・比較明合成部、１３・・・画像解析部、１４・・・現像処理部、２０・・・システム制御部、３１・・・バス、３３・・・内部メモリ、３５・・・外部メモリ、３６・・・表示部、３７・・・入力ＩＦ、３８・・・バッテリ残量検出部、３９・・・バッテリ、４０・・・ストロボ、５０・・・外部ストロボ、６１・・・木（被写体）、６２・・・星、６３・・・月

Claims (7)

1. 被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射するストロボ発光部と、
   上記ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成する撮像部と、
   上記撮像部により画像データが生成される毎に比較明合成処理を行う比較明合成部と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 上記比較明合成部により合成された画像を表示する画像表示部と、
   上記ストロボ発光部による発光を、撮影者の手動操作により停止させるための操作部と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 上記比較明合成部により合成された画像の予め設定した領域の露光量が適正になったか否かを判定する露光量判定部と、
   をさらに備え、
   上記露光量が適正になったとき上記ストロボ発光を停止することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 上記比較明合成部により合成された画像の輝度分布を分析する画像処理部をさらに備え、
   上記画像の輝度分布が所定の分布になったとき上記ストロボ発光を停止することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 被写体に照射方向を変えながら複数回のストロボ光を照射するストロボ発光装置と、
   上記ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成する撮像部と、
   上記撮像部により画像データが生成される毎に比較明合成処理を行う比較明合成部と、
   を備えたことを特徴とする撮像システム。
6. 上記比較明合成部により合成された画像を表示する画像表示部と、
   上記ストロボ発光部による発光を、撮影者の手動操作により停止させるための操作部と、
   をさらに備えたことを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
7. 被写体に複数回のストロボ光を、発光量を増大させながら照射するステップと、
   上記ストロボ光が照射される毎に被写体を撮影して画像データを生成するステップと、
   上記画像データが生成される毎に比較明合成処理を行うステップと、
   を備えたことを特徴とする撮像方法。