JP2006197220A - カメラ、撮像方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 カメラの電源の残量が所定値よりも少なくなった場合に、消費電力を抑えて、撮影動作が途中で停止するのを防止する。
【解決手段】 複数の画像を合成して１つの適正露出の画像を得るために、被写体の輝度に対して適正露出が得られる第１の露出時間よりも短い第２の露出時間にて複数回の撮像動作を行い前記複数の画像を得るカメラであって、電源（１１０）と、該電源の残量を検出する検出手段（１１１）と、前記撮像動作を制御する制御手段（１０１）と、を有し、前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じて、前記撮像動作の回数を変更することを特徴とするカメラ。
【選択図】 図２

Description

本発明は、被写体の輝度に応じて設定される露光時間よりも短い露光時間で、撮像動作を複数回行うカメラに関する。

手ブレによる画像ブレなどの不具合を防止するために、画像信号のダイナミックレンジを見かけ上拡大する撮像方法及び撮像装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ここで、特許文献１の概略を説明する。特許文献１に開示されたカメラでは、略同一の構図にて撮像動作を複数回行う。上記撮像にて得られる複数の画像を合成して露出を補正するためには、通常より速いシャッター速度で撮像動作を行う。

そして、撮像後、手ブレ等に起因する複数の画像間の位置ずれを検出し、この検出結果に基づいて画像間の位置ずれを座標変換することにより補正する。図４は、２枚の画像を処理して画像間の位置ずれを補正する方法を説明する模式図である。４０１および４０２はそれぞれ、撮像して得られた第１および第２の画像、４０３はその共通領域である。

この共通領域４０３は、各画像間の位置ずれを検出することにより、抽出できる。撮像された第１画像４０１および第２画像４０２において各々抽出された共通部分４０３は、いわゆる白とびや黒つぶれ領域を極力避けながら合成される。

この方法によれば、露出が暗くなる被写体を撮像する場合、シャッタースピードが遅く設定されることによる手ぶれを心配することなく撮像でき、さらに、画像信号のダイナミックレンジを見かけ上拡大することができる。
特許第３１１０７９７号明細書（第１１頁、図１１）

従来、露出の暗い被写体を撮像する場合、被写体の輝度に応じて設定される露光時間よりも短い露光時間で、撮像動作を複数回行い、得られた複数の画像の共通領域を合成することにより、被写体の輝度を確保する提案がなされている。

しかしながら、この種の機能を備えたカメラでは、電源の残量が所定レベルを下回った場合、連続撮像による電力消費により、撮像動作が停止してしまう可能性があった。また、撮像動作自体を開始できない可能性があった。

また、撮像素子による光電変換、得られる画像信号に対する画像処理などの撮像動作に伴う電力消費のほか、画像合成を含む撮像後の処理に要する電力も大きかった。特に、手ブレを抑止する効果を高めるために、シャッタースピードを速くして合成する画像の数を増やそうとすると、該撮像後の処理に要する電力がより一層大きくなる。

また、一般的なカメラでは、撮像時にシャッターを開閉駆動することにより、撮像素子に対する露出時間を制御している。このとき、当然のことながら、撮像回数の増加に応じて、シャッターの駆動回数も増加する。いわゆる１眼レフタイプのカメラの場合、その撮像光学系にシャッター機構が組み込まれていることが多く、この種のカメラでは、シャッター機構を駆動させる分、消費電力が余分にかかる。このため、露出を補正するために撮像動作を複数回実行すると、最終的に得られる画像が１つだけであったとしても、撮像回数の増加に応じて、通常の撮像動作の場合よりも消費電力が大きくなってしまう。

本発明は、カメラの電源の残量が少なくなった場合に、少しでも電源の放電時間を延ばし、撮像可能枚数を増やすことを目的の一つとする。

上記課題を解決するために、本願発明のカメラは、一つの観点として、複数の画像を合成して露出補正された１つの画像を得るために、被写体の輝度に応じて設定される第１の露出時間よりも短い第２の露出時間にて複数回の撮像動作を行うカメラであって、電源と、該電源の残量を検出する検出手段と、撮像動作を制御する制御手段とを有し、制御手段は、検出手段の検出結果に応じて、撮像動作の回数を変更することを特徴とする。

本願発明の撮像方法は、一つの観点として、複数の画像を合成して露出補正された１つの画像を得るために、被写体の輝度に応じて設定される第１の露出時間よりも短い第２の露出時間にて複数回の撮像動作を行う撮像方法であって、撮像動作に用いられる電力を供給する電源の残量を検出するステップと、電源の残量に応じて、撮像動作の回数を変更するステップと、を有することを特徴とする。

本発明に関わるプログラムは、上記の撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本願発明よれば、電源の残量に応じて、撮像動作の回数を変更できるため、撮像動作の回数を減らすことにより、撮像動作に応じて必要とされる電力の消費を抑えることができる。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施例を詳細に説明する。

まず、図１を参照して本発明の実施例であるカメラの全体構成について説明する。ここで、図１はカメラの構成を図示した機能ブロック図であり、各ブロックを結ぶ実線は撮像された画像データの流れを示し、破線は制御信号などの流れを示している。

同図において、１０１はカメラ全体の制御を司る制御部であり、後述するように残量検出部１１１により検出された電源１１０の残量に応じて撮像枚数を変更する。１０２は光軸方向に進退して、焦点調節を行うレンズ、１０３は光軸に対して略直交する方向に開閉駆動する絞りである。

１０４は、結像した被写体像を光電変換し、これを電気信号として出力する撮像素子（例えば、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサ）である。なお、撮像素子１０４の露出時間は、不図示のシャッター機構を駆動することにより、制御される。

１０５は、撮像素子１０４から出力されたアナログ信号をデジタル信号に変換して出力するＡ／Ｄ変換部、１０６は、Ａ／Ｄ変換部１０５から出力されデジタル信号に対してホワイトバランス調整やガンマ補正などの画像処理を施す画像処理部１０６である。

１０７は撮像された画像を一時的に記憶するメモリ、１０８は撮像された画像を記録する記録媒体である。

１０９は、手ブレ等により発生する複数の画像間の位置ずれを検出し、これらの画像の共通領域を抽出する位置ずれ検出部であり、１１０はカメラに電力を供給する電源である。
１１１は電源１１０の残量を検出する残量検出部（検出手段）である。

１１２は、被写体の輝度を検出するための輝度検出部である。この輝度検出結果に応じて、適正露出が決定される（測光動作）。なお、ここで適正露出とは、主要な被写体が適度な光量になる露出量であることはもちろん、撮影者が意図的にカメラに指示した補正値に基づいて決定された露出量も適正露出であるとする。

なお、本実施例のカメラには、図示しない２段ストローク式のレリーズスイッチが設けられており、ＳＷ１で撮像準備動作（例えば、焦点検出動作及び測光動作）が開始され、ＳＷ２で撮像動作（後述する撮像枚数変更動作、撮像素子１０４への露光など）が開始される。

次に、図２を参照して、本実施例のカメラの動作について説明する。ここで、図２は、本実施例のカメラの動作制御を示したフローチャートであり、このフローチャートで説明する制御処理は、制御部１０１によって実行される。

まず、ＳＷ２がオンされると、残量検出部１１１による検出動作が開始され、この検出結果に基づき、電源１１０の残量が閾値よりも多いか否かが判定される（ステップＳ２０１）。この閾値は、１６回の撮像動作を行うために必要な消費電力に応じた値に設定されており、電源１１０の残量が該閾値以上である場合には、ステップＳ２１１に進み、電源１１０の残量が該閾値未満である場合には、ステップＳ２２１に進む。

ステップＳ２１１では、通常の撮像（適正露出に対して、１回の撮像動作で１枚の画像を得る撮像）で用いるシャッタースピードをＴ０（第１の露光時間）として、Ｔ１＝Ｔ０／１６となるシャッタースピードＴ１（第２の露光時間）で撮像動作を開始する。これにより、レンズ１０２及び絞り１０３により形成された光通過口１０３ａを通過した被写体像が、撮像素子１０４に結像する。

そして、撮像素子１０４にて電気信号に変換された画像データは、Ａ／Ｄ変換部１０５でデジタル信号に変換され、画像処理部１０６にてガンマ補正や色調整を施され、さらにメモリ１０７に送信される。

次に、ステップＳ２１２にて、撮像回数をカウントし、撮像回数が１６回に達していれば、ステップＳ２３１へ進み、１６回に達していなければ、ステップＳ２１１へ戻る。

他方、ステップＳ２２１（電源１１０の残量が閾値よりも小さい場合）では、通常の撮像で用いるシャッタースピードをＴ０として、Ｔ２＝Ｔ０／４となるシャッタースピードＴ２（第２の露光時間）で撮像動作を開始する。これにより、上述と同様に、撮像素子１０４から出力された画像データが、メモリ１０７に送信される。

次に、ステップＳ２２２にて、撮像回数をカウントし、撮像回数が４回に達していれば、ステップＳ２３１へ進み、４回に達していなければ、ステップＳ２２１へ戻る。このように、本実施例では、電源１１０の残量が閾値よりも小さい場合、通常の撮像時よりも撮像回数を減らすように撮像動作を制御している。これにより、撮像動作に応じて駆動されるシャッターの駆動回数を減らすことができるため、電力の消費を抑えることができる。

さらに、ステップＳ２３１では、ステップＳ２１１又はステップＳ２２１で撮像された全ての画像をメモリ１０７から読み出し、各画像間の位置ずれを検出する。そして、位置ずれ検出後、各画像の被写体領域が一致するように、検出結果に基づいて各画像に拡大、縮小、回転などの移動処理を施し、ステップＳ２３２に進む。

ステップＳ２３２では、ステップＳ２３１にて位置ずれを補正された各画像を合成して１つの画像を生成する。この生成された１つの画像（以後、「合成画像」と略す。）は、メモリ１０７に出力され、ステップＳ２３３にて記録媒体１０８に記録される。このように、本実施例では、電源１１０の残量が閾値よりも小さい場合、通常の撮像時よりも撮像回数を減らすことにより、画像合成する画像の数を減らすことができるため、電力の消費を抑えることができる。

実施例１では、撮像回数を４回に減らす場合（電源１１０の残量が閾値に満たない場合）に、撮像時のシャッタースピードを通常時のシャッタースピードよりも遅く設定したが、本実施例では、シャッタースピードを変えずに、ＩＳＯ感度（撮像感度）を変更している。なお、本実施例のカメラの全体構成は、実施例１と略同様であるため、同一符号を付して説明を省略する。

図３は、本実施例のカメラの動作制御を示したフローチャートであり、このフローチャートで説明する制御処理は、制御部１０１によって実行される。

まず、ＳＷ２がオンされると、残量検出部１１１による検出動作が開始され、この検出結果に基づき、電源１１０の残量が閾値よりも多いか否かが判定される（ステップＳ３０１）。この閾値は、１６回の撮像動作を行うために必要な消費電力に応じた値に設定されており、電源１１０の残量が該閾値以上である場合には、ステップＳ３１１に進み、電源１１０の残量が該閾値未満である場合には、ステップＳ３２１に進む。

ステップＳ３１１では、通常の撮像で用いるシャッタースピードをＴ０（第１の露光時間）として、Ｔ１＝Ｔ０／１６となるシャッタースピードＴ１（第２の露光時間）で撮像動作を開始する。

これにより、レンズ１０２及び絞り１０３により形成された光通過口１０３ａを通過した被写体像が、撮像素子１０４に結像する。ここで、ステップＳ３１１では、撮像素子１０４から読み出す信号の増幅率を制御することにより、ＩＳＯ感度をＩ１に設定している。

そして、撮像素子１０４にて電気信号に変換された画像データは、Ａ／Ｄ変換部１０５でデジタル信号に変換され、画像処理部１０６にてガンマ補正や色調整が施され、さらにメモリ１０７に送信される。

次に、ステップＳ３１２にて、撮像回数をカウントし、撮像回数が１６回に達していれば、ステップＳ３３１へ進み、１６回に達していなければ、ステップＳ３１１へ戻る。

他方、ステップＳ３２１（電源１１０の残量が閾値よりも小さい場合）では、ステップＳ３１１の場合と同様に、シャッタースピードＴ１で撮像する。

そして、上述と同様に、撮像素子１０４から出力された画像データが、メモリ１０７に送信される。ただし、ステップＳ３１１の場合と異なり、撮像素子１０４から読み出す信号の増幅率を制御することにより、ＩＳＯ感度をＩ１よりも高いＩ２に設定している。

次に、ステップＳ３２２にて、撮像回数をカウントし、撮像回数が４回に達していれば、ステップＳ３３１へ進み、４回に達していなければ、ステップＳ３２１へ戻る。これにより、実施例１と同様に、撮像動作に応じて駆動されるシャッターの駆動回数を減らすことができるため、電力の消費を抑えることができる。

さらに、ステップＳ３３１では、ステップＳ３１１又はステップＳ３２１で撮像された全ての画像をメモリ１０７から読み出し、各画像間の位置ずれを検出する。そして、位置ずれ検出後、各画像の被写体領域が一致するように、検出結果に基づいて各画像に拡大、縮小、回転などの移動処理を施し、ステップＳ３３２に進む。

ステップＳ３３２では、ステップＳ３３１にて位置ずれを補正された各画像を合成して１つの画像を生成する。この生成された１つの画像は、メモリ１０７に出力され、ステップＳ３３３にて記録媒体１０８に記録される。

なお、上述の各実施例では、電源１１０の残量に応じて撮像回数を変更しているが、この回数は、必要に応じて増減することができる。ただし、当然のことながら、電源の残量が閾値以上の場合よりも閾値に満たない場合のほうが、撮像回数を少なく設定する必要があり、さらに、撮像回数を変更するために、閾値を変える必要がある場合もある。

また、上述の各実施例では、画像合成を含む撮像後の処理（ステップＳ２３１〜ステップＳ２３３、ステップＳ３３１〜ステップＳ３３３）をカメラ内で行う構成としたが、例えばＰＣなどの他の処理装置で行うようにしてもよい。これにより、画像合成などに要する消費電力を削減することができる。

実施例１及び２のカメラの構成を示すブロック図 実施例１のカメラの動作制御を説明するためのフローチャート 実施例２のカメラの動作制御を説明するためのフローチャート 従来の撮像方法における画像間の位置ずれの補正方法を示す模式図

符号の説明

１０２ レンズ
１０３ 絞り
１０４ 撮像素子
１０５ Ａ／Ｄ変換部
１０６ 画像処理部
１０７ メモリ
１０８ 記録媒体
１０９ 位置ずれ検出部
１１０ 電源
１１１ 残量検出部
１１２ 輝度検出部

Claims (9)

1. 複数の画像を合成して１つの適正露出の画像を得るために、被写体の輝度に対して適正露出が得られる第１の露出時間よりも短い第２の露出時間にて複数回の撮像動作を行い前記複数の画像を得るカメラであって、
   電源と、
   該電源の残量を検出する検出手段と、
   前記撮像動作を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じて、前記撮像動作の回数を変更することを特徴とするカメラ。
2. 前記制御手段は、前記検出手段で検出した前記電源の残量が所定値以上の場合、第１の回数で撮像動作を行い、該残量が前記所定値よりも小さい場合、前記第１の回数よりも少ない第２の回数で撮像動作を行うことを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 前記制御手段は、前記第１の回数で撮像動作を行う場合よりも前記第２の回数で撮像動作を行う場合の方が、前記第２の露光時間を長く設定することを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
4. 前記制御手段は、前記第１の回数で撮像動作を行う場合よりも前記第２の回数で撮像動作を行う場合の方が、撮像感度を高く設定することを特徴とする請求項２に記載のカメラ。
5. 複数の画像を合成して１つの適正露出の画像を得るために、被写体の輝度に対して適性露出が得られる第１の露出時間よりも短い第２の露出時間にて複数回の撮像動作を行う撮像方法であって、
   前記撮像動作に用いられる電力を供給する電源の残量を検出するステップと、
   前記電源の残量に応じて、前記撮像動作の回数を変更するステップと、を有することを特徴とする撮像方法。
6. 前記電源の残量が所定値以上かどうかを判定するステップと、
   該残量が前記所定値以上の場合、第１の回数で撮像動作を行う第１の撮像ステップと、
   該残量が前記所定値よりも小さい場合、前記第１の回数よりも少ない第２の回数で撮像動作を行う第２の撮像ステップと、を有することを特徴とする請求項５に記載の撮像方法。
7. 前記第２の撮像ステップにおいて、前記第１の撮像ステップよりも前記第２の露光時間を長く設定することを特徴とする請求項６に記載の撮像方法。
8. 前記第２の撮像ステップにおいて、前記第１の撮像ステップよりも撮像感度を高く設定することを特徴とする請求項６に記載の撮像方法。
9. 請求項５乃至８のいずれか１項に記載の撮像方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

Images