JP4695508B2 - 撮像装置および撮影方法 - Google Patents

Description

本発明は，撮像装置および撮影方法に関し，より詳細には一度の撮影操作で露光時間を分割して複数の画像を撮影する撮像装置および撮影方法に関する。

夜の屋内や屋外で人物等の撮影を行う際にストロボ撮影を行うと，被写体は適正な露出になっても，背景が露出不足になり，人物等の被写体は明るく映っても，背景が暗く映ってしまう問題がある。

この問題を解決するために，ストロボ撮影を行う際にシャッタ速度を遅くすることで，被写体と背景の両方を明るく撮影するスローシンクロと言う方法が知られている。スローシンクロには，シャッタが開いた直後にストロボを発光させる「先幕シンクロ」と，シャッタが閉まる直前にストロボを発光させる「後幕シンクロ」との２つの機能がある。

この方法を応用して，一度の，もしくは複数の画像を撮影する際に，ストロボを発光させずに撮影した画像と，ストロボを発光させて撮影した画像を合成して，スローシンクロと同様の効果を得る技術が開示されている。

また，特許文献１には，時間的に連続して複数の画像を撮影し，撮影した画像の特徴量を抽出し，その特徴量に基づいて画像を合成し，適切な画像を得る技術が開示されている。

特許文献２には，ストロボを発光していない画像とストロボを発光した画像とを合成して，被写体と背景の両方を良好な状態で撮影する技術が開示されている。

特開２０００−０６９３５２号公報 特開２００３−１５３２８７号公報

しかし，これらの方法では，ストロボを発光させた際には被写体に照明が当たっている画像しか撮影できない。ストロボを発光させた場合でも，一度の撮影操作で被写体に照明が当たっている画像と当たっていない画像との両方を撮影することができない問題があった。

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，一度の撮影操作でストロボを発光させた画像とストロボを発光させていない画像との両方を撮影することができる，新規かつ改良された，撮像装置および撮影方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，撮影時の露光時間を取得する露光時間取得部と，一度の撮影操作で，露光時間取得部で取得した露光時間Ａをｎ分割（ｎは１以上の整数）した露光時間Ａ／ｎでｎ枚の画像を連続して撮影した後，さらに連続して露光時間Ａ／ｎで１枚の画像を撮影する撮像部と，撮像部で撮影した複数の画像を合成する画像合成部と，いずれかの画像の撮影タイミングで少なくとも１回，発光を行って被写体を照明する光源と，を含むことを特徴とする，撮像装置が提供される。

かかる構成によれば，一度の撮影操作で，露光時間取得部で被写体の露光時間を取得し，取得した露光時間をｎ分割して，露光時間Ａ／ｎでｎ＋１枚の画像を撮影する。そのｎ＋１枚の画像の中で，少なくとも１枚の画像は，被写体が光源からの発光によって明るく映し出された画像となる。その結果，本発明のある観点に係る撮像装置によれば，一度の撮影操作で，被写体に光源からの光が当たっている画像と当たっていない画像との両方を撮影することができる。

光源を発光させる撮影を行う際にはｎ＋１枚の画像を撮影し，光源を発光させない撮影を行う際にはｎ枚の画像を撮影してもよい。かかる構成によれば，光源の発光の有無によって撮影する画像の枚数が変化する。その結果，撮影モードを複数用意することなく，光源の発光の有無のみにより撮影パターンを変化させることができる。

光源を発光させる撮影を行う際には，１枚目もしくはｎ＋１枚目の撮影時にのみ光源を発光させるようにしてもよい。かかる構成により，１枚目の撮影時にのみ光源を発光させた場合には先幕シンクロと同一の効果を得ることができ，ｎ＋１枚目の撮影時にのみ光源を発光させた場合には後幕シンクロと同一の効果が得ることができる。

光源を発光させる撮影を行う際には，光源を発光させた際には１〜ｎ枚目のｎ枚の画像および／または２〜ｎ＋１枚目のｎ枚の画像を画像合成部で合成するようにしてもよい。かかる構成により，一度の撮影操作によって，光源を発光させて撮影した画像と，光源を発光させずに撮影した画像とのどちらか一方もしくは両方の画像を得ることができる。

光源を発光させない撮影を行う際には，１〜ｎ枚目のｎ枚の画像を画像合成部で合成するようにしてもよい。

画像合成部で合成した１〜ｎ枚目のｎ枚の画像および／または２〜ｎ＋１枚目のｎ枚の画像を記録する画像記録部をさらに含むようにしてもよい。かかる構成により，光源を発光させずに撮影した画像を得ることができる。かかる構成により，合成前の複数の画像を，撮影後に自由に加工したり合成したりすることができる。

画像合成部で複数の画像を合成する際に，光量のゲイン補正を行うようにしてもよい。かかる構成により，露光時間の分割によって光量が不足した場合でも，ゲイン補正を行うことによって光量を補うことができる。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，一度の撮影操作で，露光時間Ａをｎ分割（ｎは１以上の整数）した露光時間Ａ／ｎでｎ枚の画像を撮影した後，露光時間Ａ／ｎで１枚の画像を撮影し，光源を発光させる撮影を行う際には，１枚目もしくはｎ＋１枚目の撮影時にのみ光源を発光させて，１〜ｎ枚目のｎ枚の画像および／または２〜ｎ＋１枚目のｎ枚の画像を合成し，光源を発光させない撮影を行う際には，１〜ｎ枚目のｎ枚の画像を合成することを特徴とする，撮影方法が提供される。かかる方法により，一度の撮影操作によって，被写体に光源からの光が当たっている画像と，光源からの光が当たっていない画像とのどちらか一方もしくは両方の画像を得ることができる。

ｎ枚の画像を合成する際に，光量のゲイン補正を行うようにしてもよい。かかる構成により，露光時間の分割によって光量が不足した場合でも，ゲイン補正を行うことによって光量を補うことができる。

以上説明したように本発明によれば，一度の撮影操作でストロボを発光させた画像とストロボを発光させていない画像との両方を撮影することができる，新規かつ改良された，撮像装置および撮影方法を提供できるものである。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

（第１の実施形態）
複数の撮影操作で撮影した複数の画像を合成したり，露光時間を分割することによって一度の撮影操作（１回のシャッタボタンの操作を言う）で複数の画像を撮影し，その複数の画像を合成したりすることで，図１１に示したように，撮影時に生じる画像のぶれを補正したり，画像の解像度を高めたりする方法が開示されている。

本実施形態では，一度の撮影操作で撮影時に生じる画像のぶれを補正するだけではなく，様々な特殊効果を有する画像を撮影することができる，撮像装置および撮影方法について説明する。

図１は，本発明の第１の実施形態に係る撮像装置を示す説明図である。図１に示したように，本発明の一実施形態に係る撮像装置１００は，ズームレンズ１０２と，絞り１０４と，フォーカスレンズ１０６と，ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）素子１０８と，アンプ一体型のＣＤＳ（Ｃｏｒｒｅｌａｔｅｄ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）回路１１０と，Ａ／Ｄ変換器１１２と，画像入力コントローラ１１４と，画像信号処理回路１１６と，画像一致検出回路１１８と，画像合成回路１２０と，圧縮処理回路１２２と，ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）ドライバ１２３と，ＬＣＤ１２４と，タイミングジェネレータ１２６と，第１のＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１２８と，第２のＣＰＵ１３０と，操作部１３２と，シャッタボタン１３３と，メモリ１３４と，ＶＲＡＭ（Ｖｉｄｅｏ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１３６と，メディアコントローラ１３８と，記録メディア１４０と，モータドライバ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃと，フラッシュ装置１４４と，縦横センサ１４６とを含む。

以下，図１を用いて，本発明の第１の実施形態に係る撮像装置１００の構成について説明する。

ズームレンズ１０２と，絞り１０４と，フォーカスレンズ１０６と，ＣＣＤ素子１０８とで撮像部を構成する。本実施形態ではＣＣＤ素子１０８を用いて撮像部を構成しているが，本発明は係る例に限定されず，ＣＣＤ素子１０８の代わりにＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）素子を用いてもよい。ＣＭＯＳ素子は，ＣＣＤ素子よりも高速に被写体の映像光を電気信号に変換できるので，被写体を撮影してから画像の合成処理を行うまでの時間を短縮することができる。

ズームレンズ１０２は，光軸方向に前後して移動させることで焦点距離が連続的に変化するレンズであり，被写体の大きさを変化して撮影する。絞り１０４は，画像を撮影する際に，ＣＣＤ素子１０８に入ってくる光量の調節を行う。フォーカスレンズ１０６は，光軸方向に前後して移動させることで被写体のピントを調節するものである。

タイミングジェネレータ１２６は，ＣＣＤ素子１０８にタイミング信号を入力するためのものである。タイミングジェネレータ１２６からのタイミング信号によりシャッタ速度が決定される。つまり，タイミングジェネレータ１２６からのタイミング信号によりＣＣＤ素子１０８の駆動が制御され，ＣＣＤ素子１０８が駆動する時間内に被写体からの映像光を入射することで，画像データの基となる電気信号が生成される。

ＣＣＤ素子１０８は，ズームレンズ１０２，絞り１０４およびフォーカスレンズ１０６から入射された光を電気信号に変換するための素子である。本実施形態においては電子シャッタによって入射光を制御して，電気信号を取り出す時間を調節しているが，メカシャッタを用いて入射光を制御して，電気信号を取り出す時間を調節してもよい。

ＣＤＳ回路１１０は，ＣＣＤ素子１０８から出力された電気信号の雑音を除去する，サンプリング回路の一種であるＣＤＳ回路と，雑音を除去した後に電気信号を増幅するアンプとが一体となった回路である。本実施形態ではＣＤＳ回路とアンプとが一体となった回路を用いて撮像装置１００を構成しているが，ＣＤＳ回路とアンプとを別々の回路で構成してもよい。

Ａ／Ｄ変換器１１２は，ＣＣＤ素子１０８で生成された電気信号をデジタル信号に変換して，画像の生データを生成するものである。

画像信号処理回路１１６は，ＣＣＤ素子１０８から出力された電気信号や，画像合成回路１２０で合成した画像に対して，光量のゲイン補正やホワイトバランスの調整を行う回路である。

画像一致検出回路１１８は，手ぶれ量検出部の機能を含んでおり，撮影した複数の画像の中で，同一の被写体の位置を検出する回路である。

画像合成回路１２０は，画像合成部の一例であり，撮影した複数の画像の合成を行う回路である。画像の合成方法は，撮影を行った際の周囲の状況で自動的に決定してもよく，撮影者の設定によって決定してもよい。また，画像一致検出回路１１８において，複数の画像の中の同一の被写体の位置を検出し，その位置が一致するように画像合成回路１２０で複数の画像を合成するようにしてもよい。

圧縮処理回路１２２は，画像合成回路１２０で合成した画像を，適切な形式の画像データに圧縮する圧縮処理を行う。画像の圧縮は可逆形式であっても非可逆形式であってもよい。適切な形式の例として，ＪＰＥＧ（Ｊｏｉｎｔ Ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｉｃ Ｅｘｐｅｒｔｓ Ｇｒｏｕｐ）やＪＰＥＧ２０００形式がある。また，圧縮処理回路１２２で圧縮処理を行う前に，画像信号処理回路１１６で光量のゲイン補正やホワイトバランス調整を行ってもよい。

ＬＣＤ１２４は，撮影操作を行う前のライブビュー表示や，撮像装置１００の各種設定画面の表示や，撮影した画像の表示等を行う。

第１のＣＰＵ１２８は，ＣＣＤ素子１０８やＣＤＳ回路１１０などに対して信号系の命令を行うためのＣＰＵであり，第２のＣＰＵ１３０は操作部材の操作に対する操作系の命令を行うためのＣＰＵである。また，第１のＣＰＵは測光結果取得部，焦点距離取得部，撮影条件決定部の機能を含んでおり，第１のＣＰＵはずらし量取得部の機能を含んでいる。本実施形態においては，第１のＣＰＵ１２８と第２のＣＰＵ１３０とを別の構成要素としているが，１つのＣＰＵで信号系の命令および操作系の命令を行うようにしてもよい。

操作部１３２は，撮像装置１００の操作を行うための部材が配置されている。操作部１３２は，複数の画像を合成する際のずらし量を設定するずらし量設定部としての機能を含んでいる。操作部１３２に配置される部材には，電源ボタン，撮影モードの選択やずらし量およびずらし方向の設定を行う十字キーおよび選択ボタン等が配置される。設定したずらし量は，撮影時に第２のＣＰＵ１３０が取得し，画像の合成時に第２のＣＰＵ１３０が取得したずらし量およびずらし方向に基づいて，複数の画像をずらして合成する。

ＬＣＤ１２４は，ずらし量表示部としての機能を含んでおり，操作部１３２で設定したずらし量およびずらし方向を確認することができる。画像データや撮像装置１００の各種情報のＬＣＤ１２４への表示は，ＬＣＤドライバ１２３を介して行われる。

操作部１３２では，ずらし量やずらし方向だけで無く，画像を回転させて合成する際の画像の回転量，画像を拡大もしくは縮小させて合成する際の拡大量もしくは縮小量，画像の明るさを変えて合成する際の明るさの変化量を設定してもよい。かかる構成により，撮影者の撮影意図をさらに再現することが可能になる。

シャッタボタン１３３は，スイッチ部の一例であり，シャッタボタン１３３を操作してアクティブな状態にすることによって，例えばシャッタボタン１３３を押下することによって，画像の撮影を行う。

メモリ１３４は，画像記憶部の一例であり，撮影した画像や画像合成回路１２０で合成した画像を一時的に記憶するものである。メモリ１３４は，複数の画像を記憶できるだけの記憶容量を有している。メモリ１３４への画像の読み書きは画像入力コントローラ１１４によって制御される。

図２は，メモリ１３４のメモリマップを概略的に示す説明図である。記憶できる枚数は，メモリ１３４の容量と画像のサイズに依存する。図２においては，４枚の撮影画像と，３枚の合成画像とを記憶できるだけの記憶容量を有していることを示す。メモリの形態としてはＤＲＡＭ（Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ ＤＲＡＭ），ＤＤＲ ＳＤＲＡＭ（Ｄｏｕｂｌｅ Ｄａｔａ Ｒａｔｅ ＳＤＲＡＭ）などを用いる事ができる。

ＶＲＡＭ１３６は，ＬＣＤ１２４に表示する内容を保持するものであり，ＬＣＤ１２４の解像度や最大発色数はＶＲＡＭ１３６の容量に依存する。

記録メディア１４０は，画像記録部の一例であり，撮影した画像や合成した画像を記録するものである。記録メディア１４０への入出力は，メディアコントローラ１３８によって制御される。記録メディア１４０には，フラッシュメモリにデータを記録するカード型の記憶装置であるメモリカードを用いることができる。

モータドライバ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃはズームレンズ１０２，絞り１０４およびフォーカスレンズ１０６を動作させるモータの制御を行う。モータドライバ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃでズームレンズ１０２，絞り１０４およびフォーカスレンズ１０６を動作させることで，被写体の大きさ，光の量およびピントの調節を行う。

フラッシュ装置１４４は光源の一例であり，夜間の屋外や暗い場所での撮影時に被写体を明るく照らすためのものである。フラッシュ撮影を行う際に，第１のＣＰＵ１２８から発光命令がフラッシュ装置１４４に行われ，第１のＣＰＵ１２８からの発光命令によってフラッシュ装置１４４を発光させて，フラッシュ装置１４４が発光した光によって被写体が明るく照らされる。また，縦横センサ１４６は，撮像装置１００で撮影を行う際に撮影の縦横方向を検知するものである。

続いて，図１および図３を用いて，本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における画像の撮影方法の流れについて説明する。

画像を撮影する際には，まず撮影者がシャッタボタン１３３を押下する。シャッタボタン１３３が押下されると，第２のＣＰＵ１３０にシャッタボタン１３３からの信号が供給され，撮影処理が開始される。

シャッタボタン１３３からの信号を受けた第２のＣＰＵ１３０は，第１のＣＰＵ１２８に対してシャッタボタン１３３が押下されたことを通知する信号を供給する。信号の供給を受けた第１のＣＰＵ１２８は，フォーカスレンズ１０６の焦点距離情報および被写体の測光結果の情報を取得する（Ｓ１１０）。被写体の測光結果の情報からは，一度の撮影操作で１枚だけ画像を撮影する際に必要なシャッタ速度を導き出すことができる。

第１のＣＰＵ１２８がフォーカスレンズ１０６の焦点距離情報および被写体の測光結果の情報を取得すると，取得した情報から，画像の１枚あたりの露光時間および撮影枚数を決定する（Ｓ１２０）。被写体を測光した結果導き出された画像の１枚あたりの露光時間が，手ぶれ限界シャッタ速度以上かどうか判断する（Ｓ１３０）。被写体を測光した結果導き出された画像の１枚あたりの露光時間が手ぶれ限界シャッタ速度以上の場合は，１枚あたりの露光時間は，被写体がぶれずに撮影できる最長のシャッタ速度である手ぶれ限界シャッタ速度以下に設定される。図４は，レンズの焦点距離と手ぶれ限界シャッタ速度との関係を示す説明図である。図４に示したように，手ぶれ限界シャッタ速度は，フォーカスレンズ１０６の焦点距離をｆ（ｍｍ）とすると，およそ１／ｆ（秒）で求めることができる。

導き出された１枚あたりの露光時間で，複数の画像を撮影する（Ｓ１４０）。ここで，フォーカスレンズ１０６の焦点距離が５０ｍｍであった場合を例に挙げて説明すると，手ぶれ限界シャッタ速度はおよそ１／５０＝０．０２秒となる。被写体を測光した結果，シャッタ速度が０．２秒であった場合には，シャッタ速度０．０２秒で１０枚の画像を撮影する。また，この場合にシャッタ速度０．０２秒で１１枚以上撮影してもよい。その結果，普通に撮影した場合より全体として解像度の高い画像を撮影することができる。シャッタ速度から枚数を求める他に，枚数をあらかじめ設定しておき，その枚数から１枚あたりのシャッタ速度を求めてもよい。画像の撮影枚数を２０枚に設定していた場合には，１枚あたりのシャッタ速度は０．０１秒となる。

１枚あたりの露光時間が，あらかじめ撮像装置１００に設定されたシャッタ速度に一致しない場合は，シャッタ速度を，１枚あたりの露光時間より高速の，１枚あたりの露光時間に近い，あらかじめ撮像装置１００に設定されたシャッタ速度に設定し，画像の露光量の不足をゲインの上昇により補う。例えば，被写体を測光した結果，シャッタ速度が１／３０秒であった場合に，画像の撮影枚数を８枚に設定していた場合には，１枚あたりのシャッタ速度は１／２４０秒となる。しかし，撮像装置１００によってはシャッタ速度を任意の値に設定できない場合がある。例えば，撮像装置１００に設定されたシャッタ速度が１／１２５秒および１／２５０秒である場合に，シャッタ速度を１／２４０秒に設定することができない場合がある。このような場合には，シャッタ速度を１／２４０秒より高速のシャッタ速度である１／２５０秒に設定し，シャッタ速度１／２５０秒で８枚の画像を撮影する。画像の露光量が不足することになるので，画像の露光量の不足は，画像信号処理回路１１６で光量のゲイン補正を行うことで補正する。

一方，被写体を測光した結果導き出された１枚あたりの露光時間が手ぶれ限界シャッタ速度以下の場合には，露光時間の分割は行わずに１枚のみ撮影する（Ｓ１６０）。すなわち，上記の例において，被写体を測光した結果導き出されたシャッタ速度が０．０２秒以下であった場合には，露光時間の分割は行わずに１枚のみ撮影する。

第２のＣＰＵ１３０で決定した撮影枚数および１枚当たりの露光時間に従って，ＣＣＤ素子１０８に被写体の映像光を入力する。被写体の映像光は，ズームレンズ１０２と，絞り１０４と，フォーカスレンズ１０６とを通過して，ＣＣＤ素子１０８に照射される。照射された被写体の映像光はＣＣＤ素子１０８で電気信号に変換される。

ＣＣＤ素子１０８で被写体の映像光が電気信号に変換されると，ＣＤＳ回路１１０で，ＣＣＤ素子１０８が生成した電気信号に含まれる雑音を除去するとともに電気信号の増幅が行われる。増幅された電気信号は，Ａ／Ｄ変換器１１２でデジタル信号に変換され，画像データが生成される。デジタル信号に変換された画像データは，画像入力コントローラ１１４によってメモリ１３４に記憶される。

メモリ１３４には，一度の撮影操作で撮影した画像データを全て記憶させるが，撮影した複数の画像の，画像データの容量の合計が，メモリ１３４の記憶可能容量を超えてしまう場合は，メモリ１３４の容量が上限に達するまでの枚数の画像を保存する。例えば，第２のＣＰＵで１０枚の画像の撮影を行うことを決定したが，メモリ１３４には画像データ９枚分の容量しか記憶できない場合は，画像を９枚撮影する。そして，全体としての露光量が不足することになるので，露光量の不足は，シャッタ速度の延長で補ってもよく，画像信号処理回路１１６で光量のゲイン補正を行うことで補ってもよい。

撮影が完了してメモリ１３４に画像が格納されると，その画像を用いて画像の合成を行う（Ｓ１６０）。複数の画像は，複数の画像をそのまま合成する方法，複数の画像を被写体の位置が一致するように合成する方法，複数の画像を均等にずらして合成する方法，複数の画像をランダムにずらして合成する方法，複数の画像を拡大もしくは縮小して合成する方法，複数の画像を回転して合成する方法，複数の画像の明るさを変えて合成する方法の中から少なくとも１つの方法で合成する。

画像の合成方法は，撮影者があらかじめ選択して決定してもよく，撮影時の周囲の状況によって自動的に選択してもよい。また，一度の撮影における合成は１回だけでもよく，異なる合成方法で２回以上合成を行ってもよい。

複数の画像を被写体の位置が一致するように合成する方法で合成する際には，画像合成回路１２０で画像を合成する前に，画像一致検出回路１１８で複数の画像の中の同一の被写体のずれ量を検知し，そのずれ量に基づいて，画像合成回路１２０で，図５の（ａ）に示したように，例えば被写体である車の位置が一致するように合成する。この結果，合成方法として複数の画像を被写体の位置が一致するように合成する方法を採った際に，手ぶれによる影響を抑えた合成画像を生成することができる。

複数の画像をランダムにずらして合成する方法で合成する際には，第２のＣＰＵ１３０がずらし量およびずらし方向をランダムに決定し，そのずらし量およびずらし方向に基づいて合成する。

複数の画像の明るさを変えて合成する方法で合成する際には，第２のＣＰＵ１３０が画像の明るさの変化量を決定し，その変化量に基づいて，図５の（ｂ）に示したように，例えば被写体である車の明るさを変化させて合成する。明るさの変化量は，撮影者が操作部１３２を操作して設定してもよく，あらかじめ定められていてもよい。

複数の画像を拡大もしくは縮小して合成する方法で合成する際には，第２のＣＰＵ１３０が拡大量もしくは縮小量を取得し，その拡大量もしくは縮小量に基づいて，図５の（ｃ）に示したように，例えば被写体である車を拡大もしくは縮小させて合成する。拡大量もしくは縮小量は，撮影者が操作部１３２を操作して設定してもよく，あらかじめ定められていてもよい。

複数の画像を回転して合成する方法で合成する際には，第２のＣＰＵ１３０が回転量を取得し，その回転量に基づいて，図５の（ｄ）に示したように，例えば被写体である車を回転させて合成する。回転量は，撮影者が操作部１３２を操作して設定してもよく，あらかじめ定められていてもよい。また，回転の中心は画像の中心であってもよく，撮影者が操作部１３２を操作して設定してもよい。

複数の画像を均等にずらして合成する方法で合成する際には，第２のＣＰＵ１３０が取得したずらし量およびずらし方向に基づいて，図６に示したように，例えば被写体である人形を一定の方向に均等にずらして合成する。

複数の画像をそのまま合成する方法で合成する際には，画像合成回路１２０は複数の画像を単純加算して，図７に示したように，例えばゴルフのパットの動作が分かるように合成する。

複数の画像を合成した合成画像は，メモリ１３４に記憶する。メモリ１３４の容量に余裕がある場合は，１回の合成による合成画像だけでなく，複数回の合成による合成画像を記憶してもよい。かかる構成により，一度の撮影操作で複数の合成方法による合成画像を生成することができる。

メモリ１３４に記憶した合成画像は，圧縮処理回路１２２で適切な形式の画像データに圧縮する圧縮処理を行う。画像の圧縮は可逆形式であっても非可逆形式であってもよい。適切な形式の例として，ＪＰＥＧやＪＰＥＧ２０００形式に変換してもよい。また，圧縮処理回路１２２で圧縮処理を行う前に，画像信号処理回路１１６でゲイン補正やホワイトバランス調整を行ってもよい。

圧縮処理回路１２２で圧縮処理が行われた合成画像は，ＬＣＤ１２４に表示される。合成画像をＬＣＤ１２４に表示すると共に，記録メディア１４０に合成画像を記録する。複数の方法で画像を合成して合成画像を生成した場合には，全ての合成画像を記録し，操作部１３２の操作によって合成画像を切り替え，ＬＣＤ１２４で合成結果を確認してもよい。

以上のように，本実施形態に係る撮像装置および撮影方法によれば，一度の撮影操作で１または２以上の画像合成方法による合成画像を撮影することができる。

以上，図１および図３を用いて，本発明の第１の実施形態に係る撮像装置における画像の撮影の流れについて説明した。

（第２の実施形態）
次に，図１，図８および図９を用いて，本発明の第２の実施形態に係る撮像装置および撮影方法について説明する。

本実施形態にかかる撮像装置の構成要素は，第１の実施形態に係る撮像装置１００と実質的に同一である。第１のＣＰＵ１２８および第２のＣＰＵ１３０の具体的な処理のみが相違する。図１を用いて本実施形態にかかる撮像装置の構成について説明する。

第１の実施形態は，一度の撮影操作で複数の画像を撮影する撮像装置および撮影方法である。第２の実施形態は，第１の実施形態の応用例であり，一度の撮影操作で複数の画像を撮影し，画像の撮影の際にフラッシュ装置を発光させて，フラッシュを発光させずに撮影した画像とフラッシュを発光させて撮影した画像との両方を得る撮像装置および撮影方法である。

通常のストロボ撮影を行う際は，まず操作部１３２を操作して，撮影モードをストロボ撮影が可能なものに設定する。そして，撮影者がシャッタボタン１３３を操作することで画像の撮影処理が開始される。シャッタボタン１３３が押下されると，第２のＣＰＵ１３０にシャッタボタン１３３からの信号が供給され，撮影処理が開始される。通常のストロボ撮影は，シャッタボタンが押下されると，第２のＣＰＵ１３０にシャッタボタンからの信号が供給され，第２のＣＰＵ１３０から第１のＣＰＵ１２８に対してストロボ撮影が行われたことを通知する。

通知を受けた第１のＣＰＵ１２８は，モータドライバ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃ，タイミングジェネレータ１２６，フラッシュ装置１４４にストロボ撮影が行われたことを通知する。通知を受けたモータドライバ１４２ａ，１４２ｂ，１４２ｃは，適切な焦点距離や絞りに設定するためにズームレンズ１０２，絞り１０４，フォーカスレンズ１０６の動作を制御し，第１のＣＰＵ１２８がフラッシュ装置１４４を発光させて，タイミングジェネレータ１２６によってＣＣＤ素子１０８に被写体からの映像光を入射する時間が決定され，１回だけ画像の撮影が行われる。以上が通常のストロボ撮影を行う際の撮像装置１００の動作である。

本実施形態に係るストロボ撮影方法は，一度の撮影操作で露光時間を分割して複数の画像を撮影し，１枚あたりの露光時間に合わせ，フラッシュ装置１４４を発光させて撮影を行うものである。

本実施形態に係るストロボ撮影方法は，まず操作部１３２を操作して，撮影モードをストロボ撮影が可能なものに設定する。そして，撮影者がシャッタボタン１３３を押下して画像の撮影処理が開始される。ストロボ撮影を行う撮影モードの設定は，撮影者が撮影モードを設定する方法以外にも，撮像装置１００が周囲の状況（例えば，暗い室内や夜間の屋外等）を検知して，自動的にストロボ撮影を行うモードに設定してもよい。

操作部１３２の操作によって撮影モードをストロボ撮影が可能なものに設定すると，操作部１３２を操作して，フラッシュ装置１４４をどのタイミングで発光させるかの設定を行う。フラッシュ装置１４４の発光タイミングは，最初の画像の撮影時や最後の画像の撮影時の他にも，１枚あたりの露光時間に合わせて任意の画像の撮影時にも設定してもよい。また，発光回数は１回でもよく，２回以上であってもよい。

シャッタボタン１３３からの信号を受けた第２のＣＰＵ１３０は，第１のＣＰＵ１２８に対してシャッタボタンが押下されたことを通知する信号を供給する。信号の供給を受けた第１のＣＰＵ１２８は，一度の撮影操作における露光時間Ａと，撮影枚数ｎ（ｎは１以上の整数）と，フラッシュ装置１４４の発光タイミングの情報とを取得する（Ｓ２１０）。撮影枚数は，あらかじめ定められた固定の枚数であってもよく，操作部１３２を操作して撮影枚数を決定してもよい。

第１のＣＰＵ１２８は，露光時間取得部としての機能を含んでおり，一度の撮影操作における露光時間Ａと撮影枚数ｎとを取得すると，露光時間Ａをｎ分割して，１枚あたりの露光時間をＡ／ｎに設定する（Ｓ２２０）。そして，第１のＣＰＵ１２８がフラッシュ撮影を行うモードかどうかを判断し（Ｓ２３０），フラッシュ撮影を行うモードだった場合には，ｎ＋１枚の撮影を行う（Ｓ２４０）。ｎ＋１枚の撮影を行うために，１枚あたりの露光時間Ａ／ｎでｎ＋１枚の画像を撮影する信号をタイミングジェネレータ１２６に送出し，ＣＣＤ素子１０８に被写体からの映像光を入射させる。被写体の映像光は，ズームレンズ１０２と，絞り１０４と，フォーカスレンズ１０６とを通過して，ＣＣＤ素子１０８に照射される。照射された被写体の映像光はＣＣＤ素子１０８で電気信号に変換される。

ここで，ｎ＋１枚の画像を撮影する際に，第１のＣＰＵ１２８が取得したフラッシュ装置１４４の発光タイミングの情報に基づき，最初の画像か最後の画像の撮影時にフラッシュ装置１４４を発光させる（Ｓ２５０）。例えば，操作部１３２の操作によってフラッシュ装置１４４を最初の画像の撮影の際に発光させるように設定していた場合には，１枚目の画像の撮影と同タイミングでフラッシュ装置１４４を発光させ，フラッシュ装置１４４を最後の画像の撮影の際に発光させるように設定していた場合には，ｎ＋１枚目の画像の撮影と同タイミングでフラッシュ装置１４４を発光させる。

図９の（ａ）は被写体の明るさを示すヒストグラムについての説明図であり，図９の（ｂ）はｎ＋１枚の画像を撮影する際の撮影タイミングを示した説明図である。通常の撮影では，被写体の測光結果に基づいて露光時間Ａが決まる。本実施形態では，被写体の測光結果に基づいて決まった露光時間Ａをｎで割って１枚あたりの露光時間Ａ／ｎを決定し，その露光時間Ａ／ｎでｎ＋１枚の画像を撮影する。画像の撮影の際に，図９の（ｂ）のように，１枚撮影する度に測光を行ってもよく，最初の１枚の撮影時にのみ測光を行ってもよい。

図９の（ｂ）では，最後のｎ＋１枚目の撮影時にフラッシュ装置１４４を発光させる場合について説明している。最後のｎ＋１枚目の画像を撮影する際に，被写体の測光時にプリ発光を行い，露光時にフラッシュ装置１４４を発光させることで被写体が明るく照らし出された画像を撮影することができる。そして，図９の（ａ）のように，被写体の測光結果のヒストグラムは，露光時間を分割して撮影した際の各画像のヒストグラムを加算した結果とほぼ同一となる。

図１０は，本発明の第２の実施形態に係る撮影方法を説明する説明図である。図１０では，１枚目〜ｎ枚目の画像が，フラッシュ装置１４４を発光させずに撮影した画像であることを示し，最後のｎ＋１枚目の画像が，フラッシュ装置１４４を発光させて，被写体である車を明るく照らし出して撮影した画像であることを示す。

ＣＣＤ素子１０８で被写体の映像光が電気信号に変換されると，ＣＤＳ回路１１０で，ＣＣＤ素子１０８で発生する雑音を除去し，ＣＣＤ素子１０８で生成した信号を増幅し，Ａ／Ｄ変換器１１２でデジタル信号に変換される。デジタル信号に変換された画像データは，画像入力コントローラ１１４によってメモリ１３４に記憶される。

メモリ１３４には，一度の撮影操作で撮影した画像データを全て記憶させる。撮影した複数の画像の，画像データの容量の合計が，メモリ１３４の記憶可能容量を超えてしまう場合は，メモリ１３４の容量が上限に達するまでの枚数の画像を保存する。例えば，第２のＣＰＵで取得した撮影枚数が１０枚であったにも関わらず，メモリ１３４には画像データ９枚分の容量しか記憶できない場合は，画像を９枚撮影する。そして，全体としての露光量が不足することになるので，露光量の不足は，シャッタ速度の延長で補ってもよく，画像信号処理回路１１６で光量のゲイン補正を行うことで補ってもよい。

撮影が完了してメモリ１３４に撮影した複数の画像が格納されると，画像合成回路１２０でその複数の画像の合成を行う。画像の合成は，１〜ｎ枚目の画像と，２〜ｎ＋１枚目の画像とを合成して２種類の合成画像を生成する（Ｓ２６０）。画像を合成する際には，画像信号処理回路１１６で光量のゲイン補正を行ってもよい。露光時間を分割することで生じる恐れのある露光量の不足を，画像信号処理回路１１６での光量のゲイン補正で補うことができる。

例えば，最初の画像の撮影時にフラッシュ装置１４４を発光させる設定にして，ｎ＋１枚の撮影を行った場合，１枚目からｎ枚目の画像と，２枚目からｎ＋１枚目の画像とを合成して，２種類の合成画像を生成してもよい。この結果，フラッシュ装置１４４を発光させて撮影して被写体が明るく写し出された画像と，フラッシュ装置１４４を発光させずに撮影した通常の画像との２種類の画像を得ることができる。また，その際のフラッシュ装置１４４を発光させて撮影した画像は，先幕シンクロと同様の効果を有する画像となる。

また，最後の画像の撮影時にフラッシュ装置１４４を発光させる設定にして，ｎ＋１枚の撮影を行った場合も，上記の最初の画像の撮影時にフラッシュ装置１４４を発光させる設定の場合と同様に，１枚目からｎ枚目の画像と，２枚目からｎ＋１枚目の画像とを合成して，２種類の合成画像を生成してもよい。この結果，フラッシュ装置１４４を発光させて撮影して被写体が明るく写し出された画像と，フラッシュ装置１４４を発光させずに撮影した通常の画像との２種類の画像を得ることができる。また，その際のフラッシュ装置１４４を発光させて撮影した画像は，後幕シンクロと同様の効果を有する画像となる。

本実施形態では，画像合成回路１２０で複数の画像を合成する際には，フラッシュ装置１４４を発光させて撮影した画像を含む複数の画像と，フラッシュ装置１４４を発光した画像を除く画像とを合成して，２種類の合成画像を生成しているが，フラッシュ装置１４４を発光して撮影した画像のみを合成するようにしてもよい。

上記Ｓ２３０で，第１のＣＰＵ１２８がフラッシュ撮影を行わないモードであると判断した場合には，露光時間Ａ／ｎでｎ枚の画像を撮影する（Ｓ２７０）。そして上記のような撮影動作を行い，画像合成回路１２０でｎ枚の画像を合成する（Ｓ２８０）。フラッシュ撮影を行わずに撮影した場合においても，画像を合成する際には，画像信号処理回路１１６で光量のゲイン補正を行ってもよい。露光時間を分割することで露光量の不足が生じる恐れがあるが，画像信号処理回路１１６での光量のゲイン補正で露光量の不足を補うことができる。

画像合成回路１２０で画像を合成する前に，画像一致検出回路１１８において複数の画像の中で共通する同一の被写体のずれ量を検知し，そのずれ量に基づいて，画像合成回路１２０で，被写体の位置が一致するように合成してもよい。この結果，手ぶれによる影響を抑えた画像を生成することができる。

生成した２つの合成画像は，記録メディア１４０に記憶され，圧縮処理回路１２２で画像の圧縮処理が施され，適切な形式の画像データに変換される。画像の圧縮は可逆形式であっても非可逆形式であってもよい。可逆形式の場合には圧縮した画像データを完全に復元することができる。非可逆形式の場合には，画像データを小さく抑えることができる。適切な形式の例としては，ＪＰＥＧやＪＰＥＧ２０００形式などがある。

また，圧縮処理回路１２２で圧縮処理を行う前に，画像信号処理回路１１６でゲイン補正やホワイトバランス調整を行ってもよい。かかる構成により，露光時間の分割によって生じるおそれのある画質の劣化を補正することができる。

圧縮処理回路１２２で圧縮処理が施された２つの合成画像は，ＬＣＤ１２４に表示される。操作部１３２を操作することで，合成画像を切り替えて表示することができる。画面に表示する順番はフラッシュ装置１４４を発光させて撮影した画像を含む合成画像を先に表示してもよく，フラッシュ装置１４４を発光させて撮影した画像を含まない合成画像を先に表示してもよい。

圧縮処理回路１２２で圧縮処理が施された２つの合成画像は，記録メディア１４０に記録することができる。記録メディア１４０へは，どちらか１つの合成画像を記録してもよく，２つとも記録してもよい。どちらか１つの合成画像を記録する際には，ＬＣＤ１２４に合成画像を表示した後に，記録対象となる合成画像を操作部１３２の操作によって選択して，選択された合成画像を記録メディア１４０に記録してもよい。

以上，本発明の第２の形態に係る撮像装置および撮像方法によれば，一度の撮影操作でストロボを発光させた画像とストロボを発光させていない画像との両方を撮影することができ，かつスローシンクロと同様の効果を有する画像を撮影することができる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば，撮影した画像および生成した合成画像は，圧縮処理回路１２２で圧縮を行ってからＬＣＤ１２４へ表示したり記録メディア１４０に記録したりしているが，圧縮処理回路１２２で圧縮を行わずにＬＣＤ１２４へ表示してもよく，圧縮処理回路１２２で圧縮を行わずに記録メディア１４０に記録したりしてもよい。

本発明は，特殊効果を有する画像を，通常の撮影動作同様に簡単に撮影することができる，撮像装置および撮影方法に適用可能である。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の構成を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係るメモリに記憶されるデータ構造を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮影方法を示す流れ図である。 本発明の第１の実施形態に係るレンズの焦点距離と手ぶれ限界シャッタ速度との関係を示す説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮影方法を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮影方法を説明するための説明図である。 本発明の第１の実施形態に係る撮影方法を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る撮影方法を示す流れ図である。 本発明の第２の実施形態に係る撮影方法を説明するための説明図である。 本発明の第２の実施形態に係る撮影方法を説明するための説明図である。 従来の撮影方法を説明するための説明図である。

符号の説明

１００ 撮像装置
１０８ ＣＣＤ素子
１１４ 画像入力コントローラ
１１６ 画像信号処理回路
１１８ 画像一致検出回路
１２０ 画像合成回路
１２２ 圧縮処理回路
１２３ ＬＣＤドライバ
１２４ ＬＣＤ
１２６ タイミングジェネレータ
１２８ 第１のＣＰＵ
１３０ 第２のＣＰＵ
１３２ 操作部
１３３ シャッタボタン
１３４ メモリ
１４０ 記録メディア
１４４ フラッシュ装置

Claims (8)

1. 撮影時の露光時間を取得する露光時間取得部と；
   一度の撮影操作で，前記露光時間取得部で取得した露光時間Ａをｎ分割（ｎは２以上の整数）した露光時間Ａ／ｎでｎ枚の画像を連続して撮影した後，さらに連続して露光時間Ａ／ｎで１枚の画像を撮影する撮像部と；
   前記撮像部によるｎ＋１枚の画像の連続撮影時において，少なくとも１枚以上ｎ枚以下の撮影タイミングに、発光を行って被写体を照明する光源と；
   前記撮像部により連続撮影されたｎ＋１枚の画像のうち，前記光源が発光するとき撮影された画像を含む複数の画像を合成して第１合成画像を生成すると共に，前記光源が発光しないとき撮影された複数の画像を合成して第２合成画像を生成する画像合成部と；
   を含むことを特徴とする，撮像装置。
2. 前記光源を発光させる撮影を行う際にはｎ＋１枚の画像を撮影し，前記光源を発光させない撮影を行う際にはｎ枚の画像を撮影することを特徴とする，請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記光源を発光させる撮影を行う際には，１枚目もしくはｎ＋１枚目の撮影時にのみ前記光源を発光させることを特徴とする，請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記光源を発光させる撮影を行う際には，前記画像合成部が、１〜ｎ枚目のｎ枚の画像を合成して前記第１合成画像と前記第２合成画像のうちの一方の合成画像を生成すると共に，２〜ｎ＋１枚目のｎ枚の画像を合成して他方の合成画像を生成することを特徴とする，請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記画像合成部が合成した前記第１合成画像と前記第２合成画像を記録する画像記録部をさらに含むことを特徴とする，請求項２〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記画像合成部で前記複数の画像を合成する際に，光量のゲイン補正を行うことを特徴とする，請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 一度の撮影操作で，露光時間Ａをｎ分割（ｎは２以上の整数）した露光時間Ａ／ｎでｎ枚の画像を撮影した後，露光時間Ａ／ｎで１枚の画像を撮影し；
   ｎ＋１枚の画像の連続撮影時において，少なくとも１枚以上ｎ枚以下の撮影タイミングに光源による発光を行い；
   連続撮影されたｎ＋１枚の画像のうち，前記光源が発光するとき撮影された画像を含む複数の画像を合成して第１合成画像を生成すると共に，前記光源が発光しないとき撮影された複数の画像を合成して第２合成画像を生成する；
   ことを特徴とする，撮影方法。
8. 前記ｎ枚の画像を合成する際に，光量のゲイン補正を行うことを特徴とする，請求項７に記載の撮影方法。
   
   

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