JP6092611B2 - 撮像装置及びその制御方法、プログラム並びに記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、補助光を発光して撮影を行う撮影技術に関する。

カメラで被写体を撮影する際に、周囲の明るさが不足する場合、撮影用発光装置を用いて撮影することが一般的に行われている。撮影用発光装置として一般的に用いられているストロボ装置は、キセノンガス等が封入された放電管に電圧を印加することで発光し、撮影時の明るさを補うことができる。

一方、消費電力が少ない光源としてＬＥＤ（発光ダイオード）が注目されている。ＬＥＤは、消費電力が少なく、かつ球切れなどによる不点灯が少ないため、種々の光源として利用されている。

しかしながら、ＬＥＤは半導体素子であるため温度変化に敏感な特性を有しており、ＬＥＤ周辺の温度が変動することによって発光効率が変化してしまう。ＬＥＤを撮影用発光装置として使用するためには、所望の明るさ（所定の明るさ、または被写体の明るさに応じた明るさ）で発光させる必要がある。特に連続撮影において所望の明るさを得るための調光演算を連続撮影の最初にのみ行う場合は、連続発光によりＬＥＤの温度が徐々に上昇することによる発光量の低下を防止することが求められる。

このような発光量低下の防止策としては、連続撮影における撮影ごとに調光制御を行う方法が考えられる。これにより、本発光（本撮影）に先行して予備発光を行い、予備発光時の発光量を基準とした調光制御を行えば、その時点での周辺温度に応じた所望の発光量による本撮影が可能となる。

また撮影ごとに調光制御を行わない方法として、例えば特許文献１には、撮影用発光装置であるＬＥＤ近傍に温度センサを設け、検出温度に応じてＬＥＤを発光させるための出力信号を制御する技術が記載されている。

また、特許文献２には、ＬＥＤが撮影に同期して発光を繰り返したときのＬＥＤの温度上昇による発光量の漸減分を補うように、撮影枚数に応じて画像信号の増幅率を上げる技術が記載されている。

特開２００７−１６３８３７号公報 特開２００７−１４２６２５号公報

しかしながら、上記撮影ごとに調光制御を行う方法では、被写体の輝度変化に対して極めて敏感な挙動となる。例えば人物の顔領域の輝度が適正輝度になるような調光制御を行う場合、１枚目の撮影では顔領域が検出されて顔領域用の調光を実施したが、２枚目の撮影では人物が後ろを向くなどして顔領域が検出できなくなると、１枚目とは異なる被写体の輝度を適正にするように調光してしまうことになる。このため、撮影ごとに調光を行う方法は、連続撮影時において略同等の輝度での撮影を継続したい場合には不向きである。

また、上記特許文献１では温度センサを設ける必要があり、コストアップを余儀なくされる。また、上記特許文献２では実際の温度上昇に依存する発光量の漸減分を検出しているわけではないため、適切に制御できていない可能性がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされ、その目的は、周辺温度に応じて発光効率が変動する特性を有する発光装置を用いて連続撮影を行う場合に、適正な輝度での撮影を継続できるように制御する技術を実現することである。

上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像信号を生成する撮像手段と、補助光を発光する発光手段と、前記撮像手段を制御することにより撮影を行う制御手段と、前記撮影に先行して前記発光手段による予備発光を行い、前記予備発光の反射光により得られた画像信号から反射光の輝度値を算出する反射輝度算出手段と、前記予備発光を行わずに得られた画像信号から被写体の輝度値を算出する被写体輝度算出手段と、前記反射光の輝度値と前記被写体の輝度値とから撮影時の前記発光手段の発光量を算出する発光量算出手段と、を備え、連続撮影を行うモードにおいて、１枚目の撮影時には前記発光量算出手段により前記発光手段の発光量を算出し、２枚目以降のｎ枚目の撮影時には前記反射輝度算出手段により算出された反射光の輝度値の、１枚目の撮影時に算出された反射光の輝度値からの変化量を算出し、当該変化量を用いてｎ枚目の撮影時の前記発光手段の発光量を算出する。

本発明によれば、周辺温度に応じて発光効率が変動する特性を有する発光装置を用いて連続撮影を行う場合に、適正な輝度での撮影を継続できるように制御する技術を実現することができる。

本発明に係る実施形態の撮像装置の外観図。 本実施形態の装置構成を示すブロック図。 本実施形態の撮像装置による撮影動作を示すフローチャート。 図３の調光領域抽出処理を示すフローチャート。 図３の本発光量決定処理を示すフローチャート。 本実施形態の撮像装置による連続撮影動作を示すフローチャート。 本実施形態のＬＥＤ発光特性を示す図。 本実施形態のブロック積分領域と主被写体抽出を説明する図。

以下に、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明を実現するための一例であり、本発明が適用される装置の構成や各種条件によって適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。また、後述する各実施形態の一部を適宜組み合わせて構成しても良い。

以下、本発明を、例えば、静止画や動画を撮影するデジタルカメラなどの撮像装置に適用した実施形態について説明する。

＜装置構成＞図１を参照して、本発明に係る実施形態の撮像装置の構成及び機能の概略について説明する。

図１において、表示部１０１は画像や各種情報を表示する液晶表示パネル（ＬＣＤ）等からなる。シャッターボタン１０２は撮影指示を行うための操作部である。モード切替スイッチ１０３は各種モードを切り替えるための操作部である。コネクタ１０７は接続ケーブル１０８とデジタルカメラ１００とを接続するインターフェースである。操作部１０４はユーザからの各種操作を受け付ける各種スイッチ、ボタン、タッチパネル等の操作部材からなる操作部である。コントローラホイール１０６は操作部１０４に含まれる回転操作可能な操作部材である。１０５は電源スイッチであり、電源オン、電源オフを切り替える。記録媒体１０９はメモリカードやハードディスク等の記録媒体である。記録媒体スロット１１０は記録媒体１０９を格納するためのスロットである。記録媒体スロット１１０に格納された記録媒体１０９は、デジタルカメラ１００との通信が可能となる。蓋１１１は記録媒体スロット１１０の蓋である。

図２は、本実施形態のデジタルカメラ１００の構成を例示するブロック図である。

図２において、撮影レンズ２０３はズームレンズ、フォーカスレンズを含むレンズ群である。シャッター２０４は絞り機能を備える。撮像部２０５は被写体の光学像を電気信号に変換して画像信号を生成するＣＣＤやＣＭＯＳ等で構成される撮像素子である。

Ａ／Ｄ変換器２０６は、撮像部２０５から出力されるアナログ信号をデジタル信号に変換する。バリア２０２は、デジタルカメラ１００の、撮影レンズ２０３を含む撮像光学系を覆うことにより、撮影レンズ２０３、シャッター２０４、撮像部２０５を含む撮像光学系の汚れや破損を防止する。

ＬＥＤ（発光ダイオード）２１８は、低照度シーンでの撮影や逆光シーンでの撮影時に照度を補うために補助光を発光する撮影用発光装置である。

画像処理部２０７は、Ａ／Ｄ変換器２０６からのデータ、又は、メモリ制御部２０９からのデータに対し所定の画素補間、縮小といったリサイズ処理や色変換処理を行う。また、画像処理部２０７では、撮像した画像データを用いて所定の演算処理が行われ、得られた演算結果に基づいてシステム制御部２０１が露光制御、測距制御を行う。これにより、ＴＴＬ（スルー・ザ・レンズ）方式のＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出）処理、ＥＦ（フラッシュプリ発光）処理が行われる。画像処理部２０７では更に、撮像した画像データを用いて所定の演算処理を行い、得られた演算結果に基づいてＴＴＬ方式のＡＷＢ（オートホワイトバランス）処理も行っている。

Ａ／Ｄ変換器２０６からの出力データは、画像処理部２０７及びメモリ制御部２０９を介して、或いは、メモリ制御部２０９を介してメモリ２１０に直接書き込まれる。メモリ２１０は、撮像部２０５によって得られ、Ａ／Ｄ変換器２０６によりデジタルデータに変換された画像データや、表示部１０１に表示するための画像データを格納する。メモリ２１０は、所定枚数の静止画や所定時間の動画および音声を格納するのに十分な記憶容量を備えている。

また、メモリ２１０は画像表示用のメモリ（ビデオメモリ）を兼ねている。Ｄ／Ａ変換器２０８は、メモリ２１０に格納されている画像表示用のデータをアナログ信号に変換して表示部１０１に供給する。こうして、メモリ２１０に書き込まれた表示用の画像データはＤ／Ａ変換器２０８を介して表示部１０１により表示される。表示部１０１は、ＬＣＤ等の表示器上に、Ｄ／Ａ変換器２０８からのアナログ信号に応じた表示を行う。Ａ／Ｄ変換器２０６によって一旦Ａ／Ｄ変換され、メモリ２１０に蓄積されたデジタル信号をＤ／Ａ変換器２０８においてアナログ変換し、表示部１０１に逐次転送して表示することで、電子ビューファインダー（ＥＶＦ）として機能し、スルー画像表示を行える。

不揮発性メモリ２１３は、電気的に消去・記録可能なメモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ等が用いられる。不揮発性メモリ２１３には、システム制御部２０１の動作用の定数、プログラム等が記憶される。ここでいう、プログラムとは、本実施形態にて後述する各種フローチャートを実行するためのプログラムのことである。

システム制御部２０１は、デジタルカメラ１００全体を制御する。前述した不揮発性メモリ２１３に記録されたプログラムを実行することで、後述する本実施形態の各処理を実現する。２１２はシステムメモリであり、ＲＡＭが用いられる。システムメモリ２１２には、システム制御部２０１の動作用の定数、変数、不揮発性メモリ２１３から読み込んだプログラム等を展開する。また、システム制御部２０１はメモリ２１０、Ｄ／Ａ変換器２０８、表示部１０１等を制御することにより表示制御も行う。

システムタイマー２１１は各種制御に用いる時間や、内蔵された時計の時間を計測する計時部である。

モード切替スイッチ１０３、第１シャッタースイッチ１０２ａ、第２シャッタースイッチ１０２ｂ、操作部１０４はシステム制御部２０１に各種の動作指示を入力するための操作手段である。

モード切替スイッチ１０３は、システム制御部２０１の動作モードを静止画撮影モード、動画撮影モード、再生モード等のいずれかに切り替える。静止画撮影モードに含まれるモードとして、オート撮影モード、オートシーン判別モード、マニュアルモード、撮影シーン別の撮影設定となる各種シーンモード、プログラムＡＥモード、カスタムモード等がある。モード切替スイッチ１０３で、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに直接切り替えられる。あるいは、モード切替スイッチ１０３で静止画撮影モードに一旦切り替えた後に、静止画撮影モードに含まれるこれらのモードのいずれかに、他の操作部材を用いて切り替えるようにしてもよい。同様に、動画撮影モードにも複数のモードが含まれていてもよい。また他の操作部材を用いて、静止画撮影モードの中で１枚撮影モードと連続撮影モードとを切り替えることができる。

第１シャッタースイッチ１０２ａは、デジタルカメラ１００に設けられたシャッターボタン１０２の操作途中、いわゆる半押し（撮影準備指示）でＯＮとなり第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１を発生する。第１シャッタースイッチ信号ＳＷ１により、ＡＦ処理、ＡＥ処理、ＡＷＢ処理、ＥＦ処理等の動作を開始する。

第２シャッタースイッチ１０２ｂは、シャッターボタン１０２の操作完了、いわゆる全押し（撮影指示）でＯＮとなり、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２を発生する。システム制御部２０１は、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２により、撮像部２０５からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理の動作を開始する。ここで、静止画の連続撮影モードに設定されているときは、第２シャッタースイッチ信号ＳＷ２を押下し続けることにより、撮像部２０５からの信号読み出しから記録媒体１０９に画像データを書き込むまでの一連の撮影処理を連続して繰り返す。

操作部１０４の各操作部材は、表示部１０１に表示される種々の機能アイコンを選択操作することなどにより、場面ごとに適宜機能が割り当てられ、各種機能ボタンとして作用する。機能ボタンとしては、例えば終了ボタン、戻るボタン、画像送りボタン、ジャンプボタン、絞込みボタン、属性変更ボタン等がある。例えば、メニューボタンが押されると各種の設定可能なメニュー画面が表示部１０１に表示される。ユーザは、表示部１０１に表示されたメニュー画面と、上下左右の４方向ボタンやＳＥＴボタンとを用いて直感的に各種設定を行うことができる。

コントローラホイール１０６は、操作部１０４に含まれる回転操作可能な操作部材であり、方向ボタンと共に選択項目を指示する際などに使用される。コントローラホイール１０６を回転操作すると、操作量に応じて電気的なパルス信号が発生し、このパルス信号に基づいてシステム制御部２０１はデジタルカメラ１００の各部を制御する。このパルス信号によって、コントローラホイール１０６が回転操作された角度や、何回転したかなどを判定することができる。なお、コントローラホイール１０６は回転操作が検出できる操作部材であればどのようなものでもよい。例えば、ユーザの回転操作に応じてコントローラホイール１０６自体が回転してパルス信号を発生するダイヤル操作部材であってもよい。また、タッチセンサよりなる操作部材で、コントローラホイール１０６自体は回転せず、コントローラホイール１０６上でのユーザの指の回転動作などを検出するものであってもよい（いわゆる、タッチホイール）。

電源制御部２１４は、電池検出回路、ＤＣ−ＤＣコンバータ、通電するブロックを切り替えるスイッチ回路等により構成され、電池の装着の有無、電池の種類、電池残量の検出を行う。また、電源制御部２１４は、その検出結果及びシステム制御部２０１の指示に基づいてＤＣ−ＤＣコンバータを制御し、必要な電圧を必要な期間、記録媒体１０９を含む各部へ供給する。

電源部２１５は、アルカリ電池やリチウム電池等の一次電池やＮｉＣｄ電池やＮｉＭＨ電池、Ｌｉ電池等の二次電池、ＡＣアダプタ等からなる。記録媒体Ｉ／Ｆ２１６は、メモリカードやハードディスク等の記録媒体１０９とのインターフェースである。記録媒体１０９は、撮影された画像を記録するためのメモリカード等の記録媒体であり、半導体メモリや磁気ディスク等から構成される。

本実施形態のデジタルカメラ１００は、中央１点ＡＦや顔ＡＦを用いた撮影が可能である。中央１点ＡＦとは撮影画面内の中央位置１点に対してＡＦを行うことである。顔ＡＦとは顔検出機能によって検出された撮影画面内の顔に対してＡＦを行うことである。ここで、顔検出機能について概説する。システム制御部２０１は顔検出対象の画像データを画像処理部２０７に送出する。画像処理部２０７は、システム制御部２０１の制御指令に従い、画像データに水平方向バンドパスフィルタを作用させる。また、画像処理部２０７は、システム制御部２０１の制御指令に従い、フィルタ処理された画像データに垂直方向バンドパスフィルタを作用させる。これら水平及び垂直方向のバンドパスフィルタにより、画像データよりエッジ成分が検出される。その後、システム制御部２０１は、検出されたエッジ成分に関してパターンマッチングを行い、目及び鼻、口、耳の候補群を抽出する。そして、システム制御部２０１は、抽出された目の候補群の中から、予め設定された条件（例えば２つの目の距離、傾き等）を満たすものを、目の対と判断し、目の対があるもののみ目の候補群として絞り込む。そして、システム制御部２０１は、絞り込まれた目の候補群とそれに対応する顔を形成する他のパーツ（鼻、口、耳）を対応付け、また、予め設定した非顔条件フィルタを通すことで、顔を検出する。システム制御部２０１は、顔の検出結果に応じて上記顔情報を出力し、処理を終了する。このとき、顔の数などの特徴量をシステムメモリ２１２に記憶する。

上記のようにライブビュー表示あるいは再生表示される画像データに対して画像解析処理を行って、画像データの特徴量を抽出して被写体情報を検出することが可能である。本実施形態では被写体情報として顔情報を例に挙げたが、被写体情報には他にも赤目判定や目の検出、目つむり検出、笑顔検出等の様々な情報がある。なお、顔ＡＦと同時に顔ＡＥ、顔調光（顔ＬＥＤ調光）、顔ＷＢを行うことができる。顔ＡＥとは検出された顔の明るさに合わせて、露出を最適化することである。顔調光とは検出された顔を中心にＬＥＤの調光をすることである。顔ＷＢとは、検出された顔の色に合わせて画面全体のＷＢを最適化することである。

図７は、本実施形態のＬＥＤの発光量設定値と発光量の関係を示している。温度変化によるＬＥＤの発光特性は概ねリニア特性を保ったまま変化するため、その時点での発光量設定値に対する実際の発光量を把握し、それを基準とした調光制御を行うことで温度変化による輝度低下は補償できる。後述する予備発光は所定の発光量設定値で発光させており、また演算により求める本発光量も発光量設定値に対応している。

＜撮影動作＞次に、図３を参照して、本実施系形態の撮像装置による、１枚撮影時または連続撮影時における１枚目のＬＥＤ調光撮影について説明する。なお、図３の処理は、システム制御部２０１が不揮発性メモリ２１３に格納されたプログラムをシステムメモリ２１２の作業エリアに展開し、実行することにより実現される。

図３において、装置の電源がオンされた状態で、モード切替スイッチ１０３が静止画撮影モードに設定されると、処理が開始される。

Ｓ３０１では、システム制御部２０１は、撮像部２０５で撮像した画像信号を表示部１０１に逐次転送して表示する（スルー画像表示）。

Ｓ３０２では、システム制御部２０１は、スルー画表示時に撮像部２０５で撮像した画像信号について、前述した顔検出機能により顔検出を行う。

Ｓ３０３では、システム制御部２０１は、ユーザによる撮影指示入力の有無を判定し、ユーザによる撮影指示がない場合はスルー画表示と顔検出を継続する。ユーザによる撮影指示があった場合はＳ３０４以降の静止画撮影処理へ進む。

Ｓ３０４では、システム制御部２０１は、ＡＦを実施するが、ＡＦに先行してＡＦ用の自動露出（ＡＥ）も行っている。Ｓ３０４では、システム制御部２０１は前述した中央１点ＡＦや、Ｓ３０２で検出された顔情報に基づく顔ＡＦを実施する。このとき被写体（合焦）までの距離情報を取得しておく。

Ｓ３０５では、システム制御部２０１は、ＡＥを実施する。ここでは既知のアルゴリズムを用いてシーンに応じた静止画撮影用露出と調光用露出を決定している。調光用露出は静止画撮影用露出と同等か、露出アンダーとなる露出を使用する。また一方で、調光用露出は、Ｓ３０４で取得した被写体距離情報に基づき、被写体距離が近ければＬＥＤ２１８の発光によりイメージセンサ出力の飽和（白飛び）が発生する可能性があるため露出を暗く設定するか、露出を距離情報に依存させずにＳ３０７で実施するＬＥＤ２１８の予備発光量を小さくするよう制御する。

Ｓ３０６では、システム制御部２０１は、ＬＥＤ２１８を発光させず、撮像部２０５により外光を露光する。外光を露光するとは、ＬＥＤ２１８などの補助光を照射していない状態で露光することを意味する。

Ｓ３０７では、システム制御部２０１は、ＬＥＤ２１８を制御して本発光に先行して所定発光量で予備発させると共に撮像部２０５により露光を行い、予備発光による被写体反射光を含む撮像データを取得する。

Ｓ３０８では、システム制御部２０１は、後述する主被写体抽出処理を行い、Ｓ３０９では後述する本発光量決定処理により予備発光量を基準として本発光量を算出する。

Ｓ３１０では、システム制御部２０１は、本撮影用の露出制御を行う。

Ｓ３１１では、システム制御部２０１は、ＬＥＤ２１８を本発光させると共に撮像部２０５により本露光を行う。露光終了時にはシャッター２０４を閉じ、ノイズリダクション等一連の画像処理や現像処理を行うが、この一連の処理を本撮影とする。

＜主被写体抽出処理＞次に、図４、図５及び図８を参照して、図３のＳ３０８における主被写体抽出処理について説明する。

本実施形態の主被写体抽出処理では、図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）の撮影画面を複数のブロックに分割し、ブロックごとに実施した積分結果を用いて輝度値を求める。

図４において、Ｓ４０１では、システム制御部２０１は、図３のＳ３０６で得た外光露光画像データと図３のＳ３０７で得た予備発光画像データについて、図８（ｂ）のブロックごとの積分結果の差分をとって、差分の平均値を算出する。すなわち、外光露光画像データの輝度（第１の輝度）と予備発光画像データの輝度（第２の輝度）との差分をブロックごとに求め、差分の平均値を算出する。

Ｓ４０２では、システム制御部２０１は、Ｓ４０１で得たブロックごとの輝度差の平均値に所定の重みづけを行い、重みづけされた値と各ブロックの輝度差とを比較し、重みづけされた値よりも輝度差が大きいブロックを抽出する。

Ｓ４０３では、システム制御部２０１は、Ｓ４０１と同様に、各ブロックごとに積分結果の比をとり、その平均値を算出する。

Ｓ４０４では、システム制御部２０１は、Ｓ４０３で得たブロックごとの輝度の比の平均値に所定の重みづけを行い、重みづけされた値と各ブロックの輝度比とを比較し、重みづけされた値よりも輝度比が大きいブロックを抽出する。

Ｓ４０５では、システム制御部２０１は、Ｓ４０２、Ｓ４０４で共に抽出されているブロックを、反射率優先の調光領域として抽出する。図８（ｃ）は、抽出された反射率優先の調光領域を例示している。

図４では反射率優先の調光領域を抽出したが、図３のＳ３０２で検出された顔領域も、顔調光の調光領域である。

＜本発光量決定処理＞次に、図５を参照して、図３のＳ３０９における本発光量決定処理について説明する。

Ｓ５０１では、システム制御部２０１は、図４の処理で得られた反射率優先の調光領域内が適正露出となるような本発光量候補１を算出する（反射輝度算出処理）。この本発光量候補１は、図３のＳ３０６で得た外光露光画像データの、図４の処理で得た調光領域内の輝度値をＤａｙＹ、図３のＳ３０７で得た予備発光画像データの調光領域内の輝度値をＰｒｅＹ、目標輝度値をＲｅｆＹとすると、下記式により算出できる。

ΔｈＥＦ１＝Ｌｏｇ₂(ＲｅｆＹ−ＤａｙＹ)／(ＰｒｅＹ−ＤａｙＹ)
上記式により得られるΔｈＥＦ１は、反射率優先の調光領域を適正露出にするために、予備発光量を基準として算出される本発光量であり、本発光は何段（２の何乗）の明るさで発光させればよいかを示す値である。ここで、ＤａｙＹ、ＰｒｅＹを求める場合には、調光領域全体を単純に積分するのではなく、例えば画角の中心部分に近い領域の方が輝度値計算に寄与する影響度が大きくなるような重みづけを使用してもよい。その他、ブロックごとの反射率に応じて輝度値計算に寄与する影響度が変化するような重みづけを使用したり、所定値以上または所定値以下の輝度値となったブロックを輝度値計算から除外するなどの処理を施してもよい。

Ｓ５０２では、システム制御部２０１は、図３のＳ３０２で検出された顔領域を調光領域として、Ｓ５０１と同様に本発光量候補２を算出する（被写体輝度算出処理）。この本発光量候補２は、図３のＳ３０６で得た外光露光画像データの、調光領域内の輝度値をｆＤａｙＹ、図３のＳ３０７で得た予備発光画像データの調光領域内の輝度値をｆＰｒｅＹとすると、下記式により算出できる。

ΔｆＥＦ１＝Ｌｏｇ₂(ＲｅｆＹ−ｆＤａｙＹ)／(ｆＰｒｅＹ−ｆＤａｙＹ)
上記式により得られるΔｆＥＦ１は、顔領域を適正露出にするために、予備発光量を基準として算出される本発光量であり、本発光は何段（２の何乗）の明るさで発光させればよいかを示す値である。

Ｓ５０３では、システム制御部２０１は、本発光量候補１（ΔｈＥＦ１）、本発光量候補２（ΔｆＥＦ１）から、実際に本発光量として使用する評価値（ΔＥＦ１）を加重平均により下記式から算出する（発光量算出処理）。

ΔＥＦ１＝Ｗ×ΔｆＥＦ１＋(１−Ｗ)×ΔｈＥＦ１
ここで、Ｗは、図３のＳ３０２での顔検出時の顔特徴量の一致度や顔の大きさや検出時の周辺の照度に基づく顔の信頼度や、画角の中心部分への近さや反射率優先の調光領域と顔検出領域の重複領域の広さなどに基づく顔領域が主被写体である可能性の高さの程度に基づいて数値化された重みづけ係数である。１枚撮影時または連続撮影時の１枚目のＬＥＤ調光撮影は、上記ΔＥＦ１に応じた本発光量でＬＥＤ２１８を本発光させながら撮影を行う。

＜連続撮影時における２枚目以降の撮影動作＞図６を参照いて、連続撮影時における２枚目以降の撮影動作について説明する。

Ｓ６０１では、システム制御部２０１は、図３のＳ３０５と同様に調光用露出制御を行う。

Ｓ６０２では、システム制御部２０１は、図３のＳ３０６と同様にＬＥＤ２１８を発光させず、撮像部２０５により外光を露光する。

Ｓ６０３では、システム制御部２０１は、Ｓ３０７と同様にＬＥＤ２１８を制御して所定発光量で予備発光させると共に撮像部２０５により露光を行い、予備発光による被写体反射光を含む撮像データを取得する。

Ｓ６０４では、システム制御部２０１は、図４の処理により反射率優先の調光領域を抽出する。

Ｓ６０５では、システム制御部２０１は、連続撮影による温度上昇に伴うＬＥＤ２１８の発光量漸減を補正するための補正演算を行う。ここでは、まず、図５のＳ５０１と同様に、現在の撮影時（連続撮影の２枚目以降のｎ枚目（ｎは自然数）の撮影時とする）の本発光量候補１（ΔｈＥＦｎ）を求める。ここで、下記式により今回の撮影時の反射率優先の調光領域を適正露出にする本発光量候補１の、１枚目の撮影時の本発光量候補１からの変化量を求める。

Δｎ＝ΔｈＥＦｎ−ΔｈＥＦ１
例えば今回の撮影時に被写体や外光が全く変化せず、温度上昇により所定の予備発光量が減少していた場合、ΔｈＥＦｎはΔｈＥＦ１よりも大きな値として求まる。このΔｎは、つまり１枚目の撮影時の予備発光量を基準として算出されるｎ枚目の撮影時の予備発光量であり、ｎ枚目の予備発光量が１枚目の予備発光量に対して何段（２の何乗）減少したかを示している。このΔｎを用い、連続撮影時のｎ枚目のＬＥＤ調光撮影に用いる本発光量を、下記式により求める。

ΔＥＦｎ＝ΔＥＦ１＋Δｎ
本発光量ΔＥＦｎで発光させることによる温度上昇に伴う発光量の漸減の補償は、連続撮影中の被写体の動きや変化が小さい場合は目的とする効果を発揮する。例えば人物を連続撮影していて人物の姿勢や顔の向きが変わっても、反射率優先の主被写体検出結果は大きく変化せず、その調光領域における調光演算結果の変化量も小さいため、予備発光量の漸減分を抽出して本発光で正しく補正することができる。しかし被写体が近づいたり離れたり、いなくなったり新たな被写体が入ってきたりした場合には所望の補正はできなくなる。そのため、ΔＥＦｎに対して、下記のリミット処理（１）、（２）を行う。

（１）ｎ枚目の本発光量ΔＥＦｎは、ｎ−１枚目の本発光量ΔＥＦｎ−１から第１の所定量α以上変化しないよう、ΔＥＦｎ−１からの変化量を第１の所定量αで制限する。

（２）ｎ枚目の本発光量ΔＥＦｎは、１枚目の本発光量ΔＥＦ１から第２の所定量β以上変化しないよう、１枚目の本発光量ΔＥＦ１からの変化量を第２の所定量βで制限する。

上記リミット処理１では、ΔＥＦｎが、ΔＥＦｎ−１から第１の所定量以上変化した値として求まったときは、ΔＥＦｎ＝ΔＥＦｎ−１としてもよい。また上記リミット処理２では、ΔＥＦｎが、ΔＥＦ１から第２の所定量以上変化した値として求まったときは、ΔＥＦｎ＝ΔＥＦｎ−１としてもよい。

以上の演算結果により、システム制御部２０１は最終的なΔＥＦｎを求める。なお、連続撮影の２枚目以降では、顔検出により検出された顔領域に基づく本発光量候補２は算出していない。これは、２枚目以降では、本発光量候補１に基づいてＬＥＤ２１８の温度上昇に伴う発光量の減少量を算出し、算出した減少量を１枚目の本発光量に加味して２枚目以降の本発光量を決定するため、２枚目以降の本発光量の決定に本発光量候補２は不要だからである。また、顔検出により検出された顔領域に基づく本発光量候補２は、人物の姿勢や顔の向きが変わると大きく変化するため、ＬＥＤ２１８の温度上昇に伴う発光量の減少量を算出する際には、本発光量候補１を用いたほうが減少量を正確に算出することができる。

Ｓ６０６では、システム制御部２０１は、図３のＳ３１０と同様に、本撮影用の露出制御を行い、Ｓ６０７で連続撮影のｎ枚目のＬＥＤ調光撮影は、ΔＥＦｎに応じた本発光を行いながら撮影を行う。ΔＥＦｎに応じた本発光量でＬＥＤ２１８を発光させようとすることで、ＬＥＤ２１８の温度上昇に伴う発光量の減少量を補償され、実際の発光量を１枚目の発光量と略等しい発光量とすることができる。なお、ｎ枚目のＬＥＤ調光撮影の発光量を１枚目の発光量と略等しい発光量とするためには、ｎ枚目のＬＥＤ調光撮影時には１枚目よりもＬＥＤ２１８の駆動電流を大きくしたりＬＥＤ２１８の発光時間を長くしたりすればよい。

以上のように、本実施形態によれば、ＬＥＤなどの周辺温度に応じて発光効率が変動する特性を有する発光装置を用いて連続撮影を行う場合に、適正な輝度での撮影を継続できるように制御することができる。

なお、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、本実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵなど）がプログラムを読み出して実行する処理である。

Claims (12)

1. 被写体を撮像して画像信号を生成する撮像手段と、
   補助光を発光する発光手段と、
   前記撮像手段を制御することにより撮影を行う制御手段と、
   前記撮影に先行して前記発光手段による予備発光を行い、前記予備発光の反射光により得られた画像信号から反射光の輝度値を算出する反射輝度算出手段と、
   前記予備発光を行わずに得られた画像信号から被写体の輝度値を算出する被写体輝度算出手段と、
   前記反射光の輝度値と前記被写体の輝度値とから撮影時の前記発光手段の発光量を算出する発光量算出手段と、を備え、
   連続撮影を行うモードにおいて、１枚目の撮影時には前記発光量算出手段により前記発光手段の発光量を算出し、
   ２枚目以降のｎ枚目の撮影時には前記反射輝度算出手段により算出された反射光の輝度値の、１枚目の撮影時に算出された反射光の輝度値からの変化量を算出し、当該変化量を用いてｎ枚目の撮影時の前記発光手段の発光量を算出することを特徴とする撮像装置。
2. 前記予備発光により得られる画像信号と、前記予備発光を行わずに得られる画像信号とから、画面内の被写体のうち、予備発光による反射光が得られる被写体を抽出する抽出手段をさらに有し、
   前記発光量算出手段は、前記抽出手段により抽出された被写体の前記反射光の輝度値と前記被写体の輝度値とに基づいて撮影時の前記発光手段の発光量を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記画像信号から被写体の顔領域を検出する検出手段をさらに有し、
   前記発光量算出手段は、前記抽出手段により抽出された被写体の前記反射光の輝度値と前記被写体の輝度値、及び、前記検出手段により検出された顔領域の前記反射光の輝度値と前記被写体の輝度値に基づいて、撮影時の前記発光手段の発光量を算出することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記発光量算出手段は、２枚目以降のｎ枚目の撮影時には、前記反射輝度算出手段により算出された前記抽出手段により抽出された被写体の反射光の輝度値の、１枚目の撮影時に算出された前記抽出手段により抽出された被写体の反射光の輝度値からの変化量を算出することを特徴とする請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記発光量算出手段は、ｎ枚目の撮影時の発光量が、ｎ−１枚目の撮影時の発光量から第１の所定量以上変化しないように制限することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記発光量算出手段は、ｎ枚目の撮影時の発光量が、ｎ−１枚目の撮影時の発光量から第１の所定量以上変化した場合は、ｎ枚目の発光量をｎ−１枚目の発光量とすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
7. 前記発光量算出手段は、ｎ枚目の撮影時の発光量が、１枚目の撮影時の発光量から第２の所定量以上変化しないように制限することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
8. 前記発光量算出手段は、ｎ枚目の撮影時の発光量が、１枚目の撮影時の発光量から第２の所定量以上変化した場合は、ｎ枚目の発光量をｎ−１枚目の発光量とすることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
9. 前記発光手段は、温度変化に応じて発光効率が変化する特性を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置。
10. 被写体を撮像して画像信号を生成する撮像手段と、
    補助光を発光する発光手段と、
    前記撮像手段を制御することにより撮影を行う制御手段と、を備える撮像装置の制御方法であって、
    前記撮影に先行して前記発光手段による予備発光を行い、前記予備発光の反射光により得られた画像信号から反射光の輝度値を算出する反射輝度算出工程と、
    前記予備発光を行わずに得られた画像信号から被写体の輝度値を算出する被写体輝度算出工程と、
    前記反射光の輝度値と前記被写体の輝度値とから撮影時の前記発光手段の発光量を算出する発光量算出工程と、を備え、
    連続撮影を行うモードにおいて、１枚目の撮影時には前記発光量算出工程により前記発光手段の発光量を算出し、
    ２枚目以降のｎ枚目の撮影時には前記反射輝度算出工程により算出された反射光の輝度値の、１枚目の撮影時に算出された反射光の輝度値からの変化量を算出し、当該変化量を用いてｎ枚目の撮影時の前記発光手段の発光量を算出することを特徴とする撮像装置の制御方法。
11. 請求項１０に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
12. コンピュータに、請求項１０に記載された撮像装置の制御方法を実行させるためのプログラムを記憶したコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体。