JP2007282134A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画角確認用のリアルタイム画像を露光中に表示し得る撮像装置を提供する。
【解決手段】露光時間を演算し、演算した露光時間を複数に分割して時分割露光時間を算出する分割露光制御部31bと、この時分割露光時間で露光した時分割画像を生成する撮像素子2と、撮像素子2により生成された時分割画像を増感する信号増幅部3aおよびデジタル増感部32bと、増感した時分割画像を撮像素子2により露光を開始してから露光時間が経過するまでの間に表示するTFTパネル10と、撮像素子2により生成された時分割画像を加算して通常露光画像を生成する画像加算部32aと、を備えた撮像装置。
【選択図】図1
【解決手段】露光時間を演算し、演算した露光時間を複数に分割して時分割露光時間を算出する分割露光制御部31bと、この時分割露光時間で露光した時分割画像を生成する撮像素子2と、撮像素子2により生成された時分割画像を増感する信号増幅部3aおよびデジタル増感部32bと、増感した時分割画像を撮像素子2により露光を開始してから露光時間が経過するまでの間に表示するTFTパネル10と、撮像素子2により生成された時分割画像を加算して通常露光画像を生成する画像加算部32aと、を備えた撮像装置。
【選択図】図1
Description
本発明は、撮像装置、より詳しくは、時分割画像を生成し得る撮像装置に関する。
光学ファインダを備えていないデジタルカメラは、撮像素子により被写体を撮影(露光)している間は、画角確認用のリアルタイム映像を表示することができない。この課題は、撮影時のシャッタ速度が遅くなるほど(つまり、露光時間が長くなるほど)顕著な課題として現れる。例えば、長時間露光を行っている間に、ターゲットとする被写体が画角から外れてしまう可能性が大きくなるなどの課題が発生する。
また、連続撮影、いわゆる連写を行う場合には、1枚の撮影画像を露光し終える毎に画角確認用の画像の露光を行えば、間欠的ではあるものの(つまり、フレームレートが極めて低いものの)画角の確認を幾らかは行うことができる。しかし、連写はトータルの露光時間(すなわち、連写を始めてから連写をし終わるまでの時間)が長いために、特に被写体の移動速度が早い場合などにフレームレートが低い画角確認用画像を見るだけでは、意図する構図の画像を撮り続けるのは困難である。さらに、連写においては、1秒当たりの撮影枚数が多いことが望まれるが、連写速度をなるべく上げようとすると、画角確認用の画像の露光時間を短くせざるを得ず、表示画像の品質が低下してしまう。
このような観点に基づいて、露光中にも画角確認用の画像を表示することができるようにする技術が、従来より提案されている。
例えば、特開2004−48242号公報には、露光中に読み出し可能な補助画素を撮像デバイスに設け、露光中はこの補助画素から得られる画像をモニタに表示させる技術が記載されている。そして、このような技術を用いることにより、長時間露光中であってもモニタがブラックアウトするのを防止することができ、常に撮影画像を確認することができるとしている。
また、特開2005−354166号公報には、撮影者の一度の撮影指示で複数の画像を撮影して保持しておき、これら複数の画像を加算することによって新しい画像を得る画像処理装置において、複数回撮影された画像をそれぞれの撮影直後に逐次加算し、その加算した結果の画像を逐次表示するようにする技術が記載されている。また、この画像処理装置は、複数回の撮影中の任意の時点で撮影者が撮影を終了させた後に、複数の画像の中から幾つかの画像を任意に選択して加算することにより完成画像を生成し、この完成画像を保存するようにしたものとなっている。このような技術を採用することにより、露光中に光が取り込まれて撮像手段に画像が浮かび上がってくる様子をリアルタイムで観察することができ、露光を打ち切る時点を撮影者が観測することができるものとなっている。
特開2004−48242号公報
特開2005−354166号公報
しかしながら、上記特開2004−48242号公報に記載されたものでは、撮像素子に補助画素を設ける構成であるために、本露光用の画素の開口率が低くなって感度の低下を招くと共に、撮像素子の構成が複雑化してコストが高くなってしまう。加えて、補助画素の開口率は本露光用の画素の開口率よりもさらに低いために、補助画素により撮影する際には感度が低くなり、かつ本露光よりも短い露光時間で露光するために表示画質が低下してしまう。
また、上記特開2005−354166号公報に記載されたものは、露光途中に画像が形成されていく様子をモニタするものであるために、撮影開始時に表示される画像は極めて暗く、画質も良いとはいえない。そして、標準的な露光状態で画像を観察することができるのは、露光を終了する間際となってしまう。従って、該公報に記載の技術は、露光中に画角を確認するのに適しているとはいえない。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、画角確認用のリアルタイム画像を露光中に表示し得る撮像装置を提供することを目的としている。
上記の目的を達成するために、第1の発明による撮像装置は、露光時間を演算する露光時間演算手段と、上記露光時間を複数に分割した時分割露光時間で露光した時分割画像を生成する撮像手段と、上記時分割画像を増感する増感手段と、上記増感手段により増感した時分割画像に基づく画像を上記撮像手段により露光を開始してから上記露光時間が経過するまでの間に表示する表示手段と、を具備したものである。
また、第2の発明による撮像装置は、上記第1の発明による撮像装置において、上記時分割画像を加算することにより、上記撮像手段により上記露光時間の露光を行って得られる画像に相当する画像を生成する画像加算手段をさらに具備したものである。
さらに、第3の発明による撮像装置は、上記第1の発明による撮像装置において、上記増感手段が、上記撮像手段を構成する画素の内の、近接する複数画素の信号を加算することにより、上記増感を行うものである。
第4の発明による撮像装置は、上記第3の発明による撮像装置において、上記撮像手段が、カラー画像を撮像可能なものであって、上記増感手段は、近接する同一色に係る複数画素の信号を加算することにより、上記増感を行うものである。
第5の発明による撮像装置は、上記第3の発明による撮像装置において、上記撮像手段が、カラー画像を撮像可能なものであって、カラー画像として得られる上記時分割画像をモノクロ化するためのモノクロ画像生成手段をさらに具備し、上記増感手段は、上記モノクロ画像生成手段によりモノクロ化された時分割画像における近接する複数画素の信号を加算することにより、上記増感を行うものである。
第6の発明による撮像装置は、上記第1の発明による撮像装置において、上記増感手段が、複数の上記時分割画像を加算することにより、上記増感を行うものである。
第7の発明による撮像装置は、上記第2の発明による撮像装置において、上記複数の時分割画像の相互のぶれを補正するぶれ補正手段をさらに具備し、上記画像加算手段は、上記ぶれ補正手段によりぶれを補正された上記時分割画像を加算することにより、上記撮像手段により上記露光時間の露光を行って得られる画像に相当する画像を生成するものである。
本発明の撮像装置によれば、画角確認用のリアルタイム画像を露光中に表示することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
[実施形態1]
図1および図2は本発明の実施形態1を示したものであり、図1は撮像装置の構成を示すブロック図である。
図1および図2は本発明の実施形態1を示したものであり、図1は撮像装置の構成を示すブロック図である。
この撮像装置は、例えば、デジタルカメラとして構成されたものとなっている。
すなわち、この撮像装置は、図1に示すように、レンズ1と、撮像素子2と、撮像回路3と、A/D変換器4と、信号処理回路5と、フレームメモリ6と、FIFOメモリ7と、オンスクリーン回路8と、TFT液晶駆動回路9と、TFTパネル10と、バックライトユニット11と、ビデオ出力回路12と、ビデオ出力端子13と、記録バッファ14と、記録媒体インタフェース(記録媒体I/F)15と、記録媒体16と、アクチュエータ17と、アクチュエータ駆動回路18と、EEPROM19と、ぶれ検出部21と、外部データインタフェース(外部データI/F)22と、キーマトリクス23と、LCD表示回路24と、LCDパネル25と、電池26と、電源回路27と、バックアップ電源28と、電池状態検出回路29と、第1CPU31と、第2CPU32と、を有して構成されている。
レンズ1は、光学的な被写体像を撮像素子2へ結像するためのものである。
撮像素子2は、レンズ1により結像された光学的な被写体像を光電変換して、電気的な映像信号を出力する撮像手段である。なお、撮像素子2は、高速読み出しを行うことができるタイプのものであれば、CCD、CMOS、あるいはその他のタイプの撮像素子の何れを用いても構わない。
撮像回路3は、撮像素子2からの出力に各種のアナログ信号処理を行うものであり、映像信号のアナログ的な増幅(いわゆる増感)を行うための増感手段たる信号増幅部3aを備えて構成されている。
A/D変換器4は、撮像回路3から出力されるアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換するためのものである。
信号処理回路5は、A/D変換器4から出力された映像信号に各種のデジタル的な信号処理を行うためのものである。
フレームメモリ6は、信号処理回路5により処理された映像信号をフレーム単位で記憶するための記憶手段である。
FIFOメモリ7は、リアルタイム映像を表示したり出力したりする際にバッファリングを行うためのメモリである。
オンスクリーン回路8は、FIFOメモリ7から出力される映像信号に、文字データやその他のオンスクリーンデータを重畳するための回路である。このオンスクリーン回路8により重畳するデータは、第1CPU31から出力されるようになっている。
TFT液晶駆動回路9は、オンスクリーン回路8から出力される映像信号に基づき、TFTパネル10を制御するものである。
TFTパネル10は、カラー表示可能なものであって、TFT液晶駆動回路9の制御に基づき、リアルタイム映像やこの撮像装置に係る各種の情報等を表示したりするための表示手段である。
バックライトユニット11は、TFTパネル10の背面側に設けられていて、TFTパネル10を背面側から照明するためのものである。
ビデオ出力回路12は、オンスクリーン回路8からの映像信号を、ビデオ出力端子13を介して外部へ出力するためのものである。
ビデオ出力端子13は、外部のビデオケーブル等を接続するための接続端子である。
記録バッファ14は、フレームメモリ6に記憶されている映像信号を、記録媒体16に記録する際に、バッファリングを行うものである。また、記録バッファ14は、記録媒体16から読み出される信号のバッファリングも行うようになっている。
記録媒体インタフェース15は、記録媒体16へのデータの記録や、記録媒体16からのデータの読み出しを制御するためのものである。
記録媒体16は、画像データやその他の各種データを記録するための不揮発性の記録媒体であり、この撮像装置に対して例えば着脱自在に構成されたものとなっている。
アクチュエータ17は、レンズ1を駆動して、オートフォーカスを行ったり、あるいは自動ズーム機能が備えられている場合には自動ズームを行ったりするための駆動源である。
アクチュエータ駆動回路18は、第1CPU31の制御に基づいて、アクチュエータ17を制御し駆動するものである。
EEPROM19は、この撮像装置に係る各種のデータや、第1CPU31あるいは第2CPU32により実行される処理プログラム等を保存するための不揮発性の記憶媒体である。
ぶれ検出部21は、例えばジャイロセンサ等を含んで構成されていて、この撮像装置に生じているヨー方向およびピッチ方向の角速度を検出し、検出した角速度に基づき撮像装置のぶれを検出するためのぶれ検出手段である。
外部データインタフェース22は、例えばUSB等で構成されていて、外部の機器とデータの送受信を行うためのインタフェースである。
キーマトリクス23は、この撮像装置に設けられている各種の操作スイッチや操作ボタン等を含む操作入力手段の総称である。このキーマトリクス23は、具体例としては、この撮像装置の電源をオンするための電源スイッチや、撮影動作を入力するためのレリーズボタン、露光中のスルー画(リアルタイム画像)を表示するか否かを設定するボタン、露光中のスルー画表示をカラーにより行うかまたはモノクロにより行うかを設定するためのボタン、ぶれ補正を行うか否かを設定するためのボタン、ぶれ補正を行う際の補正段数を設定するためのボタン等を含んでいる。そして、このキーマトリクス23が操作されることにより発生した信号は、第1CPU31に入力されるようになっている。
LCD表示回路24は、第1CPU31の制御に基づき、LCDパネル25を制御して各種の表示を行わせるための回路である。
LCDパネル25は、例えばモノクロLCDを含んで構成されていて、この撮像装置に設定されている撮影モード等の動作モードや、記録媒体16に記録可能な画像の枚数、撮影時のシャッタ速度や絞り値などの情報を表示するための表示手段である。
電池26は、この撮像装置のメイン電源である。
バックアップ電源28は、この撮像装置における日付表示用の電源を供給するための電源である。
電源回路27は、第1CPU31の指令に基づいて、電池26およびバックアップ電源28の電源を、この撮像装置内の各回路へ供給する制御を行う回路である。
電池状態検出回路29は、電池26の電圧等を検出して、電池26の電池残量等を算出し、その結果を第1CPU31へ出力するものである。
第1CPU31は、メインCPUであって、この撮像装置の各回路を統括的に制御するための制御手段である。この第1CPU31は、この撮像装置のシステムをコントロールするためのシステムコントロール部31aを備えており、このシステムコントロール部31a内には、分割露光制御部31b、ぶれ補正制御部31c、リアルタイム画像生成制御部31d、モノクロ画像生成制御部31eが備えられている。
ここに、分割露光制御部31bは、測光データ等に基づき画像の露光時間(シャッタ時間)を演算し、さらにこの露光時間を複数に時分割して、複数枚の時分割画像を露光するように制御するものであり、露光時間演算手段を兼ねたものとなっている。
また、ぶれ補正制御部31cは、ぶれ検出部21からの出力に基づいて、上述した分割露光制御部31bにより制御されて撮影された複数枚の時分割画像の位置関係(ぶれ状態)を把握し、第2CPU32の後述する画像加算部32aにより画像加算を行う際のぶれ補正量を制御するぶれ補正手段である。
リアルタイム画像生成制御部31dは、TFTパネル10に表示したりビデオ出力端子13から出力したりするためのリアルタイム画像の生成を制御するものである。このリアルタイム画像生成制御部31dは、画像を、上述した分割露光制御部31bの制御により時分割を行って露光している場合には、1枚の画像(この画像は、時分割画像ではなく、複数枚の時分割画像に基づき最終的に生成される画像を指す)に係る露光が終了するまで、撮影された時分割画像に基づいてリアルタイム画像を生成するように制御する。そして、このリアルタイム画像生成制御部31dは、時分割画像の露光量が不足する場合(1枚の画像を時分割露光した場合には、各時分割画像の露光量は一般的に不足すると考えられる)には、上述した撮像回路3内の信号増幅部3aや、第2CPU32内の後述するデジタル増感部32bを制御して、適切な明るさの画像に増感させるようになっている。さらに、リアルタイム画像生成制御部31dは、次に説明するモノクロ画像生成制御部31eの制御も行うようになっている。
モノクロ画像生成制御部31eは、画像を時分割露光により撮影する際に、露光中のリアルタイム画像をモノクロ画像とする設定がなされているときに、リアルタイム画像生成制御部31dの制御に基づき、時分割画像を用いてモノクロのリアルタイム画像を生成するように第2CPU32を制御するモノクロ画像生成手段である。
こうして、第1CPU31は主に制御を行い、画像データを扱う処理に関しては主に第2CPU32が行うようになっている。
すなわち、第2CPU32は、フレームメモリ6に記憶されている画像データを処理するものであり、増感手段、モノクロ画像生成手段を兼ねたものとなっている。この第2CPU32は、画像加算部32aと、デジタル増感部32bと、画像圧縮伸張部32cと、記録媒体アクセス部32dと、を有して構成されている。
画像加算部32aは、ぶれ補正制御部31cの制御に基づき各時分割画像の位置合わせを行った後に、分割露光制御部31bの制御に基づき各時分割画像を加算して、通常の露光画像(撮像素子2により通常の露光を行って得られる画像に相当する画像)を生成するものであり、画像加算手段、ぶれ補正手段を兼ねたものとなっている。
デジタル増感部32bは、リアルタイム画像生成制御部31dの制御に基づいて、露光が不足している時分割画像の増感をデジタル的に行う増感手段である。
画像圧縮伸張部32cは、フレームメモリ6に記憶されている画像データを、例えばJPEG圧縮等したり、あるいは記録媒体16から読み出された圧縮されている画像データを伸張したりする処理を行うものである。
記録媒体アクセス部32dは、記録媒体インタフェース15による記録媒体16のアクセスを制御するためのものである。
次に、図2は、撮像装置による撮影動作の処理を示すフローチャートである。
キーマトリクス23に含まれるレリーズボタンが操作されると、この撮影動作が開始されるようになっている。
この処理を開始すると、まず、AE動作を行って、露光時間を算出する(ステップS1)。
次に、この露光時間の画像を最終的に得るために行う時分割露光の回数と、各時分割露光の露光時間と、を算出する(ステップS2)。
このステップS2における処理の具体的な第1の例としては、手ぶれ限界秒時の露光時間に基づいて、時分割露光の回数を算出することが考えられる。すなわち、手ぶれ限界秒時の露光時間は、例えばレンズ1の焦点距離に基づいて算出される。仮に、ステップS1において算出された露光時間が1/2秒であって、手ぶれ限界秒時の露光時間が1/60秒として算出されたものとすると、時分割露光回数は30回となる。
また、ステップS2における処理の第2の例としては、リアルタイム画像を表示するためのビデオレートに基づいて、時分割露光時間と時分割露光回数とを算出することが考えられる。すなわち、ビデオレートが例えば1/30秒であるとすると、時分割露光時間もこの1/30秒に設定され、ステップS1において算出された露光時間が1/2秒である場合には、時分割露光回数が15回として算出される。
さらに、時分割露光時間と時分割露光回数とを算出する際に、ぶれ補正に基づく例も考えられるが、これはぶれ補正を前提とした撮影動作に係る図5を参照しながら後の実施形態で説明する。
続いて、設定された時分割露光時間により、時分割露光を行い(ステップS3)、1回の時分割露光が終了する毎に時分割露光データを読み出す(ステップS4)。
そして、露光中のスルー画を表示する設定がなされているか否かを判定する(ステップS5)。
ここで、露光中のスルー画を表示する設定がなされている場合には、時分割露光により得られたデータを感度アップ処理するとともに表示用の画素数調整等を行って表示用データを生成する(ステップS6)。この感度アップ処理は、リアルタイム画像生成制御部31dの制御に基づき、デジタル増感部32bと、信号増幅部3aと、の少なくとも一方により行われる。また、表示用データは、増感前の画像データとは独立してフレームメモリ6に記憶される。
そして、生成した表示用データをTFTパネル10に表示する(ステップS7)。
このステップS7の処理が行われた後、またはステップS5において露光中のスルー画を表示する設定がなされていない場合には、増感前の時分割露光データを加算処理する(ステップS8)。このとき、増感が信号増幅部3aによりアナログ的に行われた場合には、その増感分を元の信号値に戻す処理を行ってから、この加算処理を行うことになる。
その後、ステップS2で算出された回数の時分割露光が終了したか否かを判定する(ステップS9)。
ここで、所定回数の時分割露光がまだ終了していない場合には、ステップS3へ戻って、上述したような処理を繰り返して行う。
一方、ステップS9の処理が終了した場合には、加算して得られた通常露光の画像を記録媒体インタフェース15を介して記録媒体16へ記録する処理を行い(ステップS10)、その後に、この一連の撮影動作を終了する。
なお、上述したデジタル増感部32bによるデジタル的な増感としては、種々の手段が考えられる。例えば、時分割画像の平均輝度値がダイナミックレンジの中央になるように演算する処理によって、増感を行うようにしても良い。ただし、このときにはノイズも増幅されてしまい、S/Nが低下すると考えられる。そこで、撮像素子2により撮影される画像の画素数は、一般的に、TFTパネル10に表示するリアルタイム画像の画素数よりも多いことを利用して、同一色に係る近傍の画素同士を加算することにより、デジタル的な増感を行うようにしても良い。
このような実施形態1によれば、露光動作を時分割露光により行うとともに、この時分割露光により得られた時分割画像をスルー画の表示に用いるようにしたために、画像の露光中であってもスルー画による観察をリアルタイムで行うことが可能となる。
そして、時分割画像を感度アップ処理してからスルー画を表示しているために、適正な明るさの見易いスルー画を観察することが可能となる。
このとき、感度アップ処理を、複数画素を加算することにより行う場合には、ノイズの影響を低減し、よりS/Nの高いスルー画を生成することが可能となる。
また、時分割露光時間や時分割露光回数を、手ぶれ限界秒時の露光時間に基づき算出した場合には、1フレーム内のぶれが少ないスルー画を観察することが可能となる。
一方、時分割露光時間や時分割露光回数を、ビデオレートに基づき算出した場合には、非露光時とフレームレートが変わらないスルー画を、露光時にも観察することが可能となる。
[実施形態2]
図3は本発明の実施形態2を示したものであり、図2のステップS6における露光データ感度アップ処理の詳細を示すフローチャートである。この実施形態2において、上述の実施形態1と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
図3は本発明の実施形態2を示したものであり、図2のステップS6における露光データ感度アップ処理の詳細を示すフローチャートである。この実施形態2において、上述の実施形態1と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
本実施形態は、露光データ感度アップ処理を画像をモノクロ化することにより行うようにしたものである。また、撮像装置の構成は、上述した実施形態1の図1に示したものと同様である。さらに、撮像装置の撮影動作の流れは、実施形態1の図2に示したものと同様である。
まず、図1に示したキーマトリクス23により、スルー画をモノクロ化する設定がなされているものとする。
すると、上述した図2のステップS6における露光データ感度アップ処理が開始されたところで、まず、撮像素子2から得られるカラー画像のモノクロ化を行う(ステップS21)。このモノクロ化は、画像を構成する各画素について、例えば輝度信号を算出することにより行われる。
そして、モノクロ化された画像を4画素単位(あるいは9画素単位など)として、この単位内で画素加算を行い、さらに表示用の画素数調整等を必要に応じて行って表示用データを生成する(ステップS22)。その後、このステップS22の処理が終了したら、図2の処理へ復帰する。
なお、上述では、4画素あるいは9画素単位で画素加算を行っているが、加算する画素数は、撮像素子2の画素数と、TFTパネル10の画素数と、の両方に基づいて最適なものを設定すれば良く、これらに限るものではない。
このような実施形態2によれば、上述した実施形態1とほぼ同様の効果を奏するとともに、表示用データを生成する場合に、モノクロ化された複数画素を加算すれば良いために、カラー画像におけるような各色同士を選択しての画素加算が不要となり、処理を簡単にすることができる。そして、演算量が少なくて済むために、高速なプロセッサ等が不要となり、コストを削減することが可能となる。
[実施形態3]
図4は本発明の実施形態3を示したものであり、撮像装置による撮影動作の処理を示すフローチャートである。この実施形態3において、上述の実施形態1,2と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
図4は本発明の実施形態3を示したものであり、撮像装置による撮影動作の処理を示すフローチャートである。この実施形態3において、上述の実施形態1,2と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
上述した実施形態1においては、1枚の時分割画像から1フレームのスルー画を生成していたが、この実施形態3は、複数枚の時分割画像から1フレームのスルー画を生成するようにしたものとなっている。なお、撮像装置の構成は、上述した実施形態1の図1に示したものと同様である。
撮影動作を開始してからのステップS31およびステップS32の処理は、実施形態1の図2に示したステップS1およびステップS2の処理と同様である。
その後、表示用加算データの加算数を示す変数nに0を代入する(ステップS33)。ここに、表示用加算データは、TFTパネルに表示するための表示用データを生成する途中の、時分割画像を加算している状態のデータである。
そして、上述したステップS3〜S5と同様に、ステップS34〜S36の処理を行う。
ステップS36において、露光中のスルー画を表示する設定がなされている場合には、まず、変数nが3であるか否かを判定する(ステップS37)。
ここで、nが3でないと判定された場合には、現在の表示用加算データに、ステップS35で読み出した新たな時分割露光データを加算し、変数nをインクリメントする(ステップS38)。
そして、再び変数nが3であるか否かを判定し(ステップS39)、変数nが3である場合には表示用加算データを表示用データに変換してから(ステップS40)、また変数nが3でない場合にはそのまま、表示用データをTFTパネル10に表示する(ステップS41)。
一方、ステップS37において、変数nが3であると判定された場合には、変数nを0にリセットしてから(ステップS42)、表示用加算データをクリアする(ステップS43)。その後は、ステップS38へ行って、上述したような処理を行う。
こうして、ステップS41の処理が終了するか、またはステップS36において露光中のスルー画を表示する設定がなされていない場合には、ステップS44〜S46の処理を行うが、これらは図2のステップS8〜S10に示した処理と同様である。なお、ステップS45において時分割露光が終了していないと判定されたときには、ステップS34へ戻って上述したような処理を繰り返して行うことになる。
なお、上述では表示用データを生成するために時分割画像を3枚加算しているが、加算数はこれに限るものでないことはもちろんであり、2枚加算であっても良いし、4枚以上を加算しても構わない。
そして、時分割画像の加算だけでは露光量がまだ不足すると考えられる場合には、信号増幅部3aやデジタル増感部32bによる増感を合わせて行うようにすると良い。
あるいは、複数枚の時分割画像を加算して表示用データを生成する際に、図2を参照して説明したような同一色画素同士の画素加算、あるいは図3を参照して説明したようなモノクロ化を行ってからの画素加算、を組み合わせて行うようにしても構わない。
さらに、上述の例では、時分割画像を3枚加算する毎に表示用データを生成する構成であって、例えば、12枚の時分割画像から4フレーム分の表示用データが生成されるものであった。しかし、この場合にはフレームレートが低下してしまうために、異なる加算法を用いるようにすることも考えられる。
例えば、12枚の時分割画像D1〜D12がこの順に時分割撮影されるものとする。このとき、時分割画像D1〜D3を用いて1つのフレームの表示用データを生成し、時分割画像D2〜D4を用いて次のフレームの表示用データを生成し、等を行うことにより、複数枚加算で表示用データを生成する際にもフレームレートが低下するのを防止することが可能となる。なお、このときには、最初の時分割画像D1と2番目の時分割画像D2とが撮影された時点では、3枚の加算を行うことができない。従って、最初の時分割画像D1が撮影された時点では3倍に増感し、2番目の時分割画像D2が撮影された時点では、時分割画像D1と時分割画像D2とを加算してさらにそれを1.5倍に増感することにより、露光の全期間において一定のフレームレートのスルー画を表示すると良い。
このような実施形態3によれば、上述した実施形態1,2とほぼ同様の効果を奏するとともに、複数枚の時分割画像を加算することによって、よりS/Nの高い適正な明るさの見易いスルー画を表示することが可能となる。
[実施形態4]
図5は本発明の実施形態4を示したものであり、撮像装置による撮影動作の処理を示すフローチャートである。この実施形態4において、上述の実施形態1〜3と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
図5は本発明の実施形態4を示したものであり、撮像装置による撮影動作の処理を示すフローチャートである。この実施形態4において、上述の実施形態1〜3と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
本実施形態は、複数枚の時分割画像を加算して通常露光の画像を生成する際に、ぶれ補正を行うようにしたものとなっている。なお、撮像装置の構成は、上述した実施形態1の図1に示したものと同様である。
すなわち、この撮影動作を開始してからのステップS51の処理は、図2のステップS1に示した処理と同様である。
次に、キーマトリクス23の操作により、ぶれ補正がオンに設定されているか否かを判定する(ステップS52)。
ここで、ぶれ補正がオンに設定されていると判定された場合には、ぶれ補正を前提にした時分割露光回数と各時分割露光の露光時間とを算出する(ステップS53)。ここに、ぶれ補正の機能がオンになっているときには、さらに、ぶれ補正を、露出値の何段分行うかをキーマトリクス23により設定することができるようになっている。そして、m(mは0以上の整数)段分のぶれ補正を行う設定となっている場合には、時分割露光回数は2のm乗に設定される。例えば、露出値2段分のぶれ補正を行う設定となっている場合には、時分割露光回数は4回である。このときに、ステップS51の処理により露光時間が1/15秒と算出されていれば、時分割露光時間は1/60秒となる。そして、ぶれ補正をより高精度に行いたい場合には、キーマトリクス23を操作して、ぶれ補正の段数を上げるように設定すれば良い。
また、ステップS52において、ぶれ補正がオンに設定されていないと判定された場合には、ステップS54の処理を行うが、これは図2のステップS2に示した処理と同様である。
このステップS53またはステップS54の処理が終了したら、次に、ぶれ補正制御部31cが、ぶれ検出部21からぶれデータを取得する(ステップS55)。
そして、ステップS56〜S60の処理を行うが、これらの処理は図2のステップS3〜S7に示した処理と同様である。
その後、ステップS58において露光中のスルー画を表示する設定がなされていない場合、またはステップS60の処理が終了した場合には、ぶれ補正がオンに設定されているか否かを再度判定する(ステップS61)。
そして、ぶれ補正がオンに設定されていると判定された場合には、ステップS55で取得したぶれデータに基づき、ステップS57で読み出した時分割画像を何ピクセルずらせばそれまでに加算された時分割画像に重なるかを示すぶれ補正データを算出し、算出したぶれ補正データに基づいてステップS57で読み出した時分割画像のピクセルをずらす(ステップS62)。
このステップS62の処理が終了するか、またはステップS61においてぶれ補正がオンに設定されていないと判定された場合には、ステップS63〜S65の処理を行うが、これらの処理は図2に示したステップS8〜S10の処理と同様である。なお、ステップS64において時分割露光が終了していないと判定された場合には、ステップS55へ戻って上述したような処理を繰り返して行う。
このような実施形態4によれば、上述した実施形態1〜3とほぼ同様の効果を奏するとともに、ぶれが補正された通常露光の画像を得ることが可能となる。
[実施形態5]
図6は本発明の実施形態5を示したものであり、時分割露光による連写を通常の連写と比較して示すタイミングチャートである。この実施形態5において、上述の実施形態1〜4と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
図6は本発明の実施形態5を示したものであり、時分割露光による連写を通常の連写と比較して示すタイミングチャートである。この実施形態5において、上述の実施形態1〜4と同様である部分については同一の符号を付して説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
なお、この実施形態の撮像装置の構成は、上述した実施形態1の図1に示したものと同様である。
まず、通常の露光により連写を行いながら、画角も確認することができるようにする場合には、図6(A)に示すように行う。すなわち、撮影用露光P1を行い、その後に画角確認用露光C1を行い、2枚目の撮影用露光P2を行い、画角確認用露光C2を行い、といった手順となる。
これに対して、実施形態1から実施形態4に示したような技術を用いれば、画角確認用露光を別途行わなくても、露光中の画角を確認することが可能となるために、図6(B)に示すような露光を行えば良い。すなわち、撮影用露光P1の露光時間を時分割した時分割露光D1−1〜D1−5を行い(ただし、時分割露光回数が5であるときを例に挙げている。)、撮影用露光P2の露光時間を時分割した時分割露光D2−1〜D2−5を行い、といった手順となる。
このような実施形態5によれば、上述した実施形態1〜4とほぼ同様の効果を奏するとともに、画角確認用露光C1を行わなくて済むために、連写時のトータルの撮影時間を短縮して、連写性能を向上することが可能となる。
さらに、時分割露光による連写を行う場合には、通常の露光による連写の時よりも高いフレームレート(図6に示す例では5倍のフレームレートなど)のスルー画を表示することが可能であるために、より確実に主要被写体を見失うことなく確実に捉えることが可能となる。
また、この実施形態5に示したような連写時にも、ぶれ補正を行うことが可能であるために、ぶれのないより美しい画像を連写時に撮影することが可能となる。
なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
本発明は、時分割画像を生成し得る撮像装置に好適に利用することができる。
1…レンズ
2…撮像素子(撮像手段)
3…撮像回路
3a…信号増幅部(増感手段)
4…A/D変換器
5…信号処理回路
6…フレームメモリ
7…FIFOメモリ
8…オンスクリーン回路
9…TFT液晶駆動回路
10…TFTパネル(表示手段)
11…バックライトユニット
12…ビデオ出力回路
13…ビデオ出力端子
14…記録バッファ
15…記録媒体インタフェース(記録媒体I/F)
16…記録媒体
17…アクチュエータ
18…アクチュエータ駆動回路
19…EEPROM
21…ぶれ検出部
22…外部データインタフェース(外部データI/F)
23…キーマトリクス
24…LCD表示回路
25…LCDパネル
26…電池
27…電源回路
28…バックアップ電源
29…電池状態検出回路
31…第1CPU
31a…システムコントロール部
31b…分割露光制御部(露光時間演算手段)
31c…ぶれ補正制御部(ぶれ補正手段)
31d…リアルタイム画像生成制御部
31e…モノクロ画像生成制御部(モノクロ画像生成手段)
32…第2CPU(増感手段、モノクロ画像生成手段)
32a…画像加算部(画像加算手段、ぶれ補正手段)
32b…デジタル増感部(増感手段)
32c…画像圧縮伸張部
32d…記録媒体アクセス部
2…撮像素子(撮像手段)
3…撮像回路
3a…信号増幅部(増感手段)
4…A/D変換器
5…信号処理回路
6…フレームメモリ
7…FIFOメモリ
8…オンスクリーン回路
9…TFT液晶駆動回路
10…TFTパネル(表示手段)
11…バックライトユニット
12…ビデオ出力回路
13…ビデオ出力端子
14…記録バッファ
15…記録媒体インタフェース(記録媒体I/F)
16…記録媒体
17…アクチュエータ
18…アクチュエータ駆動回路
19…EEPROM
21…ぶれ検出部
22…外部データインタフェース(外部データI/F)
23…キーマトリクス
24…LCD表示回路
25…LCDパネル
26…電池
27…電源回路
28…バックアップ電源
29…電池状態検出回路
31…第1CPU
31a…システムコントロール部
31b…分割露光制御部(露光時間演算手段)
31c…ぶれ補正制御部(ぶれ補正手段)
31d…リアルタイム画像生成制御部
31e…モノクロ画像生成制御部(モノクロ画像生成手段)
32…第2CPU(増感手段、モノクロ画像生成手段)
32a…画像加算部(画像加算手段、ぶれ補正手段)
32b…デジタル増感部(増感手段)
32c…画像圧縮伸張部
32d…記録媒体アクセス部
Claims (7)
- 露光時間を演算する露光時間演算手段と、
上記露光時間を複数に分割した時分割露光時間で露光した時分割画像を生成する撮像手段と、
上記時分割画像を増感する増感手段と、
上記増感手段により増感した時分割画像に基づく画像を、上記撮像手段により露光を開始してから上記露光時間が経過するまでの間に表示する表示手段と、
を具備したことを特徴とする撮像装置。 - 上記時分割画像を加算することにより、上記撮像手段により上記露光時間の露光を行って得られる画像に相当する画像を生成する画像加算手段をさらに具備したことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記増感手段は、上記撮像手段を構成する画素の内の、近接する複数画素の信号を加算することにより、上記増感を行うものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記撮像手段は、カラー画像を撮像可能なものであって、
上記増感手段は、近接する同一色に係る複数画素の信号を加算することにより、上記増感を行うものであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 上記撮像手段は、カラー画像を撮像可能なものであって、
カラー画像として得られる上記時分割画像をモノクロ化するためのモノクロ画像生成手段をさらに具備し、
上記増感手段は、上記モノクロ画像生成手段によりモノクロ化された時分割画像における近接する複数画素の信号を加算することにより、上記増感を行うものであることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 上記増感手段は、複数の上記時分割画像を加算することにより、上記増感を行うものであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 上記複数の時分割画像の相互のぶれを補正するぶれ補正手段をさらに具備し、
上記画像加算手段は、上記ぶれ補正手段によりぶれを補正された上記時分割画像を加算することにより、上記撮像手段により上記露光時間の露光を行って得られる画像に相当する画像を生成するものであることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
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JP2006109143A JP2007282134A (ja) | 2006-04-11 | 2006-04-11 | 撮像装置 |
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