JP2008042746A - カメラ、撮影制御方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】高速シャッタースピードでの撮像により得られた複数の画像を利用して、失敗のない写真を撮影出来るカメラ、このような撮影制御方法およびプログラムを提供する。
【解決手段】１回の撮影を高速シャッターで撮影し、得られた画像の露出が不足の場合には、直ちに２回目の撮影を行う。２回目の撮影のシャッタースピードを露出不足量によって変える。露出不足量が少ない場合には２回目も高速シャッターで撮影を行い（Ｂ−１）、露出不足量が大きい場合には２回目を遅いシャッタースピードで撮影を行う（Ｃ−１）。２回の撮影後に、いずれも得られた２つの画像が合成可能であるか判定し、合成可能であれば合成した画像を記録する（Ｂ−４）（Ｃ−４）。合成できない場合には、２つの画像を対比して表示したり、それぞれ記録する。
【選択図】図２

Description

本発明は、高速シャッターで短時間に複数回の撮影可能なカメラに関する。

シャッタースピードや絞り制御を切り替えること（マニュアル撮影を行うこと）によって、レンズの効果を変えたり、動いているものを表現する効果を変えたりして、画像の表現を調節する撮影方法は古くから知られている。シャッタースピードや絞り値をスイッチで切り替えて、撮影条件を設定するものである。

しかし、一般ユーザーには、絞りＦ２．８とかシャッタースピード１／２５０が表示手段に表示されても、それがどのような効果を生むのか分からないことが多い。そこで、いわゆるプログラムモード（オートモードとも呼ばれる）、つまり絞りやシャッタースピードなどがカメラで適当に決められて撮影が行われるモードが一般的に利用されている。

せっかく、絞りやシャッタースピードが広い範囲で切り替えられるようなモードがカメラに備えられていても、このモードはあまり利用されることがなかった。

利用されなかった理由のひとつに、従来のフィルムのカメラでは、現像やプリントしてからでないと撮影効果が分からなかったために、このような撮影条件の違いを具体的に実感できづらかったことがある。しかし、近年デジタルカメラが一般的になり、このデジタルカメラでは被写体ぶれや手振れなども、カメラ背面に設けられた液晶などで簡単に効果確認ができる。そしてこのカメラ内蔵の液晶モニタも年々大型化されているので、撮影効果の視認による確認もより容易になってきている。

このシャッタースピードの設定に関しては、下記のように色々提案がされている。例えば、感度を自動的に設定するとともに、撮影によって得られる画像の画質を予測可能にするデジタルカメラが提案されている（特許文献１）。また、手振れしそうな場合に感度を自動的に変えて、手振れのおそれのないシャッタースピードを維持するような撮像装置も提案されている（特許文献２）。また、動体判別手段を備え、その動きを判定してシャッタースピードを決定して自動的に撮影されるカメラも提案されている（特許文献３）。

また、露光量の異なる複数画面分の画像信号を合成して広いダイナミックレンジの合成画像をえるような撮像装置も色々提案されている（例えば、特許文献４）。最近は、高速の撮像素子や処理回路が実用化されているので、シャッタースピードを高速にして撮影することも出来るようになっている。
特開２００４−１０４６７３号公報 特開２００３−１５８６６７号公報 特開平０５−１０７６０４号公報 特開２０００−９２３７８号公報

動いている被写体や動きながら撮影では、シャッタースピードを速くするよう設定して撮影を行う必要があった。そして、従来は、そのシャッタースピードに合わせて、絞りや感度など他の要因が切り換えられていた。

一方、高速シャッタースピードでの撮影では、露出不足になることが最大の問題であるが、最近開発されている高速の撮像素子や処理回路用いて、再度撮影を行えば、高速シャッタースピード撮影による露出不足にも対処できる可能性がある。また動きのある被写体や手振れに対しても、得られた再撮影結果をうまく利用すれば、撮影失敗の確率を低くできる可能性がある。

つまり、ユーザーにとっては、シャッタースピードの値の設定などではなく、最終的に得られる写真がぶれているかどうかを気にするだけである。最終的に瞬間を捉えた、ぶれていない写真を撮影するためであれば、1回のシャッターにこだわる必要はない。

本発明は以上の点に鑑み、高速シャッタースピードでの撮像により得られた複数の画像を利用して、失敗のない写真を撮影出来るカメラ、このような撮影制御方法およびプログラムを提供するものである。

上記目的を達成するために、第１の発明によるカメラは、シャッタースピードを特定して被写体を撮影する機能を有するカメラにおいて、上記特定のシャッタースピードである第１のシャッタースピードでの撮影時の露出不足を補うために、上記第1のシャッタースピードより長めの第２のシャッタースピードでの撮影を連続して行う第１制御手段と、上記第１と第２のシャッタースピードでの撮影結果を比較して、合成可能かどうかを判定する合成判定手段と、上記合成判定手段の結果により、上記２回の撮影画像が合成可能な時には上記２つの撮影結果を合成表示または記録し、合成可能でない時には上記２画像を比較表示または同時記録する第２制御手段とを有するものである。

また、第２の発明による撮影制御方法は、高速シャッターでの連続撮影が可能なカメラにおける撮影制御方法において、 撮影した画像の主被写体像の部分が露出不足のときに、主被写体像が増幅可能かどうかを判定し、上記主被写体像が増幅可能なときには、増幅させて主被写体像の露出を適正にし、上記主被写体像が増幅不可能な時には、再度撮影して、２つの画像を合成することによって主被写体像の露出を適正にすることを特徴とするものである。

本発明によれば、高速シャッタースピードでの撮像により得られた複数の画像を利用して、失敗のない写真を撮影出来るカメラ、このような撮影制御方法およびプログラムを提供することができる。

以下本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明が適用されるカメラ１の全体ブロック図である。カメラ１には、撮像ユニットとして、撮影レンズ部２、ズーム制御部２ａ、絞りシャッター部３、絞りシャッター制御部３ａ、撮像素子４、アナログフロントエンド（以下、ＡＦＥと略す）部５、ＭＰＵ１４が設けられる。

撮影レンズ部２は、入射した被写体２０の像を撮像素子４に結像する。撮影レンズ部２は内部にズームレンズを有する。カメラ全体の制御を統括する制御部であるＭＰＵ１４が、ユーザー操作にしたがって、ズーム制御部２ａを介して、焦点距離を切り替え、また、ズーミングの位置をモニタする。この撮影レンズ部２内または近傍には、シャッターや絞りの効果を奏する絞りシャッター部３が設けられる。これは撮影時に所定の口径まで開き、露出が終了すると、閉じて露光を終了させるものである。

多数の受光面（画素）からなるＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等からなる撮像素子４が、撮影レンズ部２を介して被写体２０からの像を受光しこれを電気的な信号に変換する。なお、前述の露光の開始終了のタイミングは、撮像素子４による素子シャッターを利用しても良い。

ＡＤ手段を含むアナログフロントエンド（ＡＦＥ）部５が、この結果をデジタル信号化する。このＡＦＥ部５には、撮像素子４のいくつかの画素をまとめて、一括して読み出す機能も設けられている。たとえば、４画素（２×２）や９画素（３×３）など、各画素の信号レベルが小さいときには、いくつかの画素信号を加算して、Ｓ／Ｎを向上させることが出来る。このような操作によって、感度を上げることも出来る。撮像素子は、無数の画素からなるが、いくつかの同色の画素信号を加算して利用することによって、Ｓ／Ｎを改善することが可能である。

また、ＡＦＥ部５は、撮像素子４の出力する信号を取捨選択する機能も有し、全部の受光面から限られた範囲の画像データを抽出することが出来る。この制御によって、所定の領域のみの画像を記録すれば、いわゆるトリミングと同様の効果を出すことも出来る。

カメラ１には、画像処理部６、増感部６ａ、合成処理部６ｂ、動き判定部６ｃ、レベル判定部６ｄ、顔検出部６ｅおよび合成判定部６ｆが設けられる。

画像処理部６は、入力信号の色や階調やシャープネスを補正処理する。画像処理部６内には、増感部６ａ、合成処理部６ｂが設けられる。増感部６ａは、得られた画像信号を所定のレベルに増幅して、正しい濃淡、正しい灰色レベルに設定する。増感部６ａは、ディジタル化された信号レベルが所定レベルになるように、信号をディジタル演算するものである。増感部６ａは増幅部または増幅手段とも称す。合成処理部６ｂは、複数の画像を合成する処理を行う。合成処理部６ｂは、合成処理時に、信号の輝度から画像間の微妙な位置ずれを検出し、この位置ずれを補正してから合成することもできる。また、指示に応じて位置ずれ補正を調整したり、指示があれば補正なしで合成を行う。

また、画像処理部６には、画像処理部６の信号を利用して、撮像素子４から入力されてくる画像の特徴などを判定する４つの画像判定機能手段が接続される。画像判定機能手段には、動き判定部６ｃ、レベル判定部６ｄ、顔検出部６ｅおよび合成判定部６ｆが含まれる。動き判定部６ｃは、複数の画像の比較によって、被写体がどちらに動いたかを検出する。

レベル判定部６ｄは、画像の信号レベルがノイズレベル以下か否かを判定し、信号レベルがノイズレベル以上であれば、上記増感部６ａによる増幅が可能と判断する。つまりレベル判定部６ｄは、増幅判定の機能も備える。顔検出部６ｅは、画像の特徴を調べて主要被写体の位置を検出する。合成判定部６ｆは、複数の画像のそれぞれの画像信号の輝度を比較して、画像間の類似性が高いかを判断して、画像合成可能かを判定する。

また画像処理部６は、ライブ画像をリアルタイムに表示部に表示できるように、撮像素子４からの信号を表示部に表示できるようなサイズに加工するリサイズ手段を有する。この働きによって、撮影に先立って撮像手段に入射する像を確認でき、ファインダー代わりにこれを見ながら撮影時のタイミングやシャッターチャンスを決定することが出来る。

また、カメラ１には、圧縮伸長部７、記録再生部８、記録メディア９、出力部１０、表示制御部１１及び表示部１２が設けられる。

圧縮伸長部７は、撮影時に画像処理部６から出力された信号を圧縮する。圧縮伸長部７内には、ＪＰＥＧコア部など静止画像用の圧縮部S ７ｂ、または、ＭＰＥＧ４やＨ．２６４などの圧縮用コア部で構成される動画用の圧縮部M ７ａが設けられる。記録再生部８は、ここで圧縮された画像信号を記録メディア９に記録する。記録メディア９は、カメラに着脱可能な保存用の記録媒体である。

出力部１０は、ここで記録されるデータを外部に出力する。これにより、画像データがＰＣなどを介して、ホームページやブログなどのサービスにアップロード可能になる。こうした用途を前提にした画像は、撮影時からそれに相応しい撮影方法をとっておき、掲載時に所定の効果が得られるような工夫をしておく。

表示部１２は、例えば液晶や有機ＥＬ等から構成され、撮影時にはモニタ画像を表示し、再生時には伸張処理された記録画像を表示する。表示制御部１１は、表示部１２を制御する。また、表示制御部１１はマルチ制御部１１ａを有する。マルチ制御部１１ａは、表示部１２に複数画像の画像を同時に表示させる。これは、例えば、奇数番目に入力された画像を画面の左側に、偶数番目に入力された画像信号を画面の右側に表示するような制御を司る。このマルチ画面表示機能によって、撮影した画像を比較して鑑賞したりすることが可能となる。

再生時には、圧縮伸長部７は記録メディア９に記録された圧縮データを伸張し、画像処理部６はさらに表示用画像として再生する。この再生画像は、表示制御部１１を介して表示部１２にて鑑賞される。

カメラ１には、補助光発光部１３、ＲＯＭ１６、各スイッチ１５、１５ｂ、１５ｃが設けられる。補助光発光部１３は、白色ＬＥＤやＸｅ放電発光管を有し、流す電流量で光量が制御できるようになっている。状況に応じて被写体２０に光を照射して、明るさの不足や不均一な明るさを防止する。

レリーズスイッチ１５ａ、モードスイッチ１５ｂ、他のスイッチ１５ｃ、およびＲＯＭ１６は、ＭＰＵ１４に接続される。各スイッチ１５ａ〜１５ｃは、ユーザーの操作を検出して、その結果をマイクロコントローラからなる演算制御手段であるＭＰＵ１４に通知する。ＭＰＵ１４がそれを判定し、撮影時に各ブロックをシーケンシャルに制御する。これらのスイッチの操作に従って、本発明の特徴たる高速のシャッタースピードの設定や、撮影／再生のモード切替や撮影モードの切替なども行えるようになっている。また、すでに述べたとおり、本発明の特徴たるシャッタースピードや絞り値の切り替えも、これらのスイッチの変化を検出することによって行われる。ＲＯＭ１６は、不揮発性でかつ記録可能なメモリで例えばフラッシュＲＯＭからなり、カメラ１の制御処理を行う制御用のプログラムが格納される。ＭＰＵ１４は、ＲＯＭ１６からプログラムを読み込んで実行する。そして、ＭＰＵ１４は、撮影モードでは、後述する図６のフローチャートに示すような撮影や記録処理を実行する。ＭＰＵ１４の制御機能の中で、撮影に関する処理を担当する機能を第１制御部、撮影画像を表示したり記録する機能を第２制御部とも呼ぶ。

シャッタースピードをユーザーが切り替え可能とし、適正露出を絞りや感度の制御で行うカメラでは、一般的にシャッタースピードを遅くすれば、例えば、川の流れを撮影する際に、水の流れが糸のように伸びた描写が可能となる。シャッタースピードを速くすれば、同じ川の流れを撮影したとしても、その瞬間がとらえられ、水しぶきが上がった瞬間や、さざなみの様子が細かく再現可能となる。また、スポーツ写真でも、シャッタースピードを速くすれば、被写体の動きを止めることが出来、その表情までをはっきり写しこむことが可能となる。

高速のシャッタースピードで撮影すれば、撮影者が動いているようなシーンでも、被写体がぶれることなく、的確に瞬間を切り取ることができる。しかし、シャッタースピードが高速になると、暗いシーンなどで露出が合わせられなくなるような問題も生じる。本発明では、そうした状況を極力回避するべく、高速で撮影できる撮像素子や画像処理回路などを利用する。つまり、撮影がうまく行かなかった時には、すかさず次の撮影がなされるようにしており、複数の画像を比較したり合成したりして、ユーザーが不満を持たない画像を極力提供できるようにする。また、比較する場合、ユーザーが選べるようにしてもよく、このマルチ画像表示機能を利用して、両方の写真を並べて、良いほうを選択できるようにもしている。

以下図２、図３、図４を用いて具体的に内容を説明する。以下の画像は、主にＭＰＵ１４の第１制御部と第２制御部による処理によって得られる。図２は、撮影タイミングと得られる撮影画像を対比して示す図である。被写体の輝度に応じてシャッターの制御を変化させた３つの撮影パターンＡ，Ｂ，Ｃを示す。

まず、図２（Ａ）は、被写体が十分に明るい場合である。図２（Ａ）で、（Ａ−１）はシャッターのタイミング、（Ａ−２）は得られた画像を示す。被写体が十分に明るければ、（Ａ−１）のような１回の高速シャッターにより、（Ａ−２）のような適正な明るさの画像が得られることを示す。シャッタースピードは、例えば１／１０００秒である。絞りシャッター制御部３ａによる制御や、感度設定（増感部６ａ、またはＡＦＥ部５による画素加算による）によって、（Ａ−２）のようなコントラストや濃淡が適正な画像が得られるので、露光は一度で終了している。これは、従来のシャッタースピード優先の動作と同じシーケンスである。被写体が絞りや感度で制御できないほどに明るい場合には、さらに高速シャッタースピード（１／１０００以上）で露出を制御すればよい。このように高速シャッターで撮影することで、被写体の動きによる被写体ぶれや、ユーザーの動きに手ぶれが防止できる。

しかし、暗いシーンでは、絞りや感度の調整だけでは、１／１０００秒のシャッタースピードにより、適正露出は維持できなくなる。図２（Ｂ）は、被写体輝度がやや低い場合での撮影である。ユーザーは、高速シャッターで撮影した時の画像と同じぶれ具合なら、露出レベルが適正である方を当然好む。そこで、２回撮影を行う。以下で、１回目の撮影のシャッタースピードを第１の撮影秒時、２回目の撮影のシャッタースピードを第２の撮影秒時とも呼ぶ。図２（Ｂ−１）のように、第1の撮影秒時と第2の撮影秒時が同じ1／１０００秒での高速のシャッタースピードで、二回の撮像を行い、いずれも露出不足の２つの画像（Ｂ−２）、（Ｂ−３）を得る。そして、（Ｂ−２）と（Ｂ−３）の画像が合成可能な場合には合成して、適正輝度に近い画像（Ｂ−４）を得る。もし、被写体の動きが激しすぎて合成できないときは、無理に合成はしない。合成の可否判断は合成判定部６ｆが行い、合成は合成処理部６ｂが行う。動き判定部６ｃが被写体の動きを判定して、この結果を合成の可否判断に利用しても良い。

この考え方を拡大すると、露出不足を２回目の撮影の露出時間を長くすることで、さらに補うという方法も可能になる。つまり、露出量を除いた画像信号の特徴が、高速シャッターでの撮影結果と同じであれば、それより長いシャッタースピードで撮影した画像を合成してもよいはずである。

図２（Ｃ）がその例で、ここでは被写体輝度がさらに低い状況での撮影である。図２（Ｃ−１）で示すように、第１の撮影秒時は高速シャッタースピードで、第２の撮影秒時をその半分のシャッタースピード（１／５００秒）で撮影を行う。一回目は高速シャッタースピードでの撮影なので露出量が少ない（Ｃ−２）の画像が得られ、第２の撮影秒時はやや遅いスピードなので、露出量が改善された（Ｃ−３）の画像が得られる。（Ｃ−２）と（Ｃ−３）の画像を比べて、合成可能な同じような画像であれば、（Ｃ−２）と（Ｃ−３）を合成して（Ｃ−４）のように露出量がさらに改善された画像を得ることが可能となる。合成の判断等は、上記（Ｂ）の場合と同様である。

図３は、図２の（Ｃ）場合に得られた２つの画像の画像信号と合成される画像の画像信号を示すグラフである。図３（Ａ）から（Ｄ）は、いずれも画面を横断するような部分での輝度信号カーブをグラフ化したものである。ここで、２回の撮影の間に、被写体ぶれや手ぶれが発生して、２回目の画像信号が１回目の画像信号より少しずれてしまったとする。図３（Ａ）は、１回目の信号カーブＩ１と２回目の信号カーブＩ２を、並べて表示したものである。ここで、被写体の位置にずれが発生したので、１回目の信号カーブＩ１と２回目の信号カーブＩ２は、一致しなくなる。この場合には、合成処理部６ｂが、そのずれ量に応じて図３（Ｂ）のように像の濃淡の位置を合わせて加算すれば、図３（Ｃ）のような信号カーブＩ３が得られる。輝度の低い部分でも、ノイズに埋もれない画像を得ることが可能となる。ノイズレベル以下の暗い部分について単に増幅（増感処理）するだけでは、暗い部分がノイズばかりになってしまい、改善はされない。上記のように合成処理をすることで、信号量を多くして、ノイズを低減することが可能となる。

ただし、図３（Ｄ）のように、２つの画像の像信号Ｉ４、Ｉ５のようにそのずれがきわめて大きい場合にまで、合成することは、かえって無駄である。こういった状況では、合成判定部６ｆが、２つの画像の信号カーブの一致度を調べて無理な合成は行わないよう判定する。そして、合成できない場合には、図２（Ｃ−３）のような露出量が多い画像がユーザーに好まれる可能性が高いので、これを優先するようにしてもよい。さらに、こうしたケースでは、図４のように、表示部１２上に得られた露出の違う２画像を並列表示して、ユーザーに好きなほうを選ばせるようにしてもよい。

つまり、本実施形態では、ユーザーが選択したレリーズの瞬間に関しては、高速で捉えることを優先し、その後すぐに露出を補う方向での再撮影を行って、露出不足撮影を防止するようにしている。

また、被写体の動きによっては、シャッタータイミングをずらしたほうが良いタイミングであることもあり、二度目の撮影の画像の方が望ましい画像となる場合もある。また、シャッターチャンスからして、どうしても一枚目が好ましく、さらに増感してノイズが出ていても、この画像が良いという場合もあるので、そういったケースでは、合成などに頼らずに、一枚目の画像を増幅して利用すればよい。以上のように、複数画像の中での最終決定は、ユーザーに任せる方が良い。

図５は、短時間にさらに多数回の撮影を行い、その画像を合成して利用する例を示す図である。上記図２では、２回の撮影による合成例を説明した。そして、被写体が動きの速い被写体の場合でも、うまくカメラの向きを合わせれば、２回の撮影による２画像が同じようになる場合もある。さらに、こうした考え方を拡大したのが図５の撮影例である。まず、図５（Ａ）は、連続して４回、同じ高速シャッタースピードでの撮影タイミングを示す。図５（Ｂ）は、その４回の撮影で得られた画像を、Ｎｏ１からＮｏ４で示す。各画像の輝度は同じレベルで、露出不足の程度も同程度である。各回の撮影は高速シャッターで撮影されているので、各画像はそのシャッタースピードならではの効果で撮影されている。単にシャッター時間を長くしたときとは異なる画像で、露出は不足しているが、ぶれてはいない。

そして、図５（Ｂ）のＮｏ１からＮｏ４のような４つ画像を合成して、高速シャッターで撮影した時と同様の効果の写真を撮影することを可能とすることが出来る。図５（Ｃ）にこうして得られた画像から合成された画像を示す。図５（Ｃ−１）の画像は、Ｎｏ１からＮｏ４の画像を単純に合成した画像である。一方、図５（Ｃ−２）の画像は、単純に合成されるのではなく、主被写体部分だけは、手振れや画像の移動を補正するような形で像の濃淡変化の位置を合わせて合成された画像である。（Ｃ−２）の画像のように合成すれば、より見やすい画像となる。これらの合成はいずれも合成処理部６ｂで行われる。

図６は、上記の撮影及び記録等の制御処理の手順を示すフローチャートである。この処理は、主にＭＰＵ１４がＲＯＭ１６に記憶されたプログラムを読み込んで実行することにより行われる。

まず、カメラ１が撮影モードに設定されているとする。そして、撮影モードでユーザーの撮影開始操作であるレリーズ操作を待つ（ステップＳ１）。図７は、実際の撮影時にカメラが操作される様子を背面から見た図である。図７のように、カメラ１の背面に設けられたモードスイッチ１５ｂを押しながら、上面のレリーズスイッチ１５ａを押し込むことなどによって、高速シャッターモードでの撮影が開始される。ユーザーは表示部１２を見ながら、撮影する被写体や状況が、高速撮影が好ましいと考えた時には、こうした操作で高速シャッターモードに設定して撮影を行う。

レリーズ操作がされると（ステップＳ１ＹＥＳ）、露出（被写体の明るさ）を判定する（ステップＳ２）。続いて、図７のような操作で上記高速シャッターモードに設定されているかを判定する（ステップＳ３）。本例では、高速シャッターモードの基準シャッタースピードを、１／１０００秒とし、このフローチャートでは、それを前提に１／１０００と表記した。

ステップＳ３で高速シャッターモードが設定されていないと判定された時には、いわゆるフルオートのプログラム制御による撮影パラメータ制御（絞り、シャッタースピード、感度）での通常撮影を行う（ステップＳ４）。また、補助光発光が必要な時には、このタイミングでパルス投光を伴う撮影を行う。このように撮影された画像を画像処理部６で所定の処理を行い、更に圧縮伸長部７で圧縮する（ステップＳ５）。さらに、記録メディア９に記録する（ステップＳ６）。

一方、撮影レリーズの操作が未だ行われていない状況では、ステップＳ１からステップＳ１１に進む。ここで、再生モードへの切換え操作の有無を判定する（ステップＳ１１）。ユーザーが再生モードへの切換え指示をした場合は（ステップＳ１１ＹＥＳ）、再生モードとして再生表示を行う（ステップＳ１５）。これは撮影結果からユーザーが選択したものを液晶等の表示部１２に再生表示する処理である。

そしてさらに、ユーザーはこの実施例の特徴の１つである複数画像撮影の結果を比較することができる。ユーザーによりこの比較表示が指示されたかを判定する（ステップＳ１６）。比較表示が指定された場合には（ステップＳ１６ＹＥＳ）、比較表示（マルチ画面表示、図４参照）を行う（ステップＳ１７）。この比較画面で、ユーザーが必要としない画像の削除もできる。削除指示がされたかを判定し（ステップＳ１８）、削除指示された画像を削除する（ステップS１９）。この後、ステップＳ１に戻る。

また、再生モードへ切換え操作の判定（ステップＳ１１ＮＯ）の他に、電源オフ操作の判定も行い（ステップＳ１２）、電源オフ指示を検出した場合は、終了処理の制御を行う（ステップＳ１３）。

また、それ以外の場合は、撮像モードでの動作を行う（ステップＳ１４）。詳細は省略するが、リアルタイムのモニタ表示を行い、ユーザーはこれを見ながら撮影のタイミングや構図を決定する。図示していないが、このタイミングで、ピントあわせを行い、それに従って被写体の距離を判定しておき、撮影ステップでの補助光発光部１３の発光量を制御できるようにしておく。なお、補助光の発光制御は、そのような距離測定の方式ではなく、補助光発光時の被写体からの反射光を受光して、所定レベルに達した状態でＯＦＦする、いわゆるダイレクト調光の技術を利用してもよい。

次に、高速シャッターモードに設定された場合（ステップＳ３ＹＥＳ）の説明に移る。高速シャッターモードでは、そのシャッタースピード（ここでは、１／１０００秒、第１の撮影秒時）で撮影されるようにシャッタースピードの制御用関数の設定を行う（ステップＳ２１）。その条件で適正な像信号量になるように絞りや感度や発光手段の発光量の制御を行う（ステップＳ２２）。感度の制御は、前述のように、画素加算によるものと、増感処理によるものの２通りを組み合わせて行う。このような条件にて、必要に応じて補助光の発光も伴って、撮影を行う（ステップＳ２３）。これが第１シャッター秒時による第１の撮影である。

そして１枚目の撮影後に、この１枚目の撮影画像の露出が不足していないかを判定する（ステップＳ２４）。露出不足でなければ（ステップＳ２４ＮＯ）、前述した通常の撮影画像と同様に、得られた画像に圧縮伸長部７にて画像圧縮を行い（ステップＳ５）、記録メディア９へ記録を行う（ステップＳ６）。

しかし、前述の図２（Ｂ）または（Ｃ）で示したように、露出不足の場合は（ステップＳ２４ＹＥＳ）、まずその不足量が大きいかを判定する（ステップＳ２５）。不足量が大でなければ（ステップＳ２５ＮＯ）、ステップＳ２６に分岐して、１回目と同じ高速シャッター（ここでは、１／１０００秒、第２の撮影秒時）にて再度の撮影を行う（第２の撮影、図２（Ｂ−１）参照）。続いて、合成判定部６ｆが、この二つの画像の類似性を比較して合成可能かを判断する（ステップＳ２７）。類似性が高ければ合成可能と判定し（ステップＳ２７ＹＥＳ）、合成処理部６ｂが画像合成を行う（ステップＳ２８）。

また、合成判定部６ｆが類似性が低く合成できないと判断するときには（ステップＳ２７ＮＯ）、画像は２画像独立として（ステップＳ２９）、各々増感部６ａが増感処理を行う（ステップＳ３０）。ステップ２８及びステップＳ３０の処理後、上記の圧縮（ステップＳ５）および記録メディア９への記録（ステップＳ６）を行う。類似性の判断や合成については、図３で説明したようである。

また、露出不足量が大きい時には（ステップＳ２５ＹＥＳ）、ステップＳ４１に進む。動き判定部６ｃが、被写体やカメラの動きを判定する（ステップＳ４１）。動きが小さいなら（ステップＳ４１ＹＥＳ）、図５（Ａ）で説明したようなタイミングで、複数回の撮影を行う（ステップＳ４５）。撮影時には必要に応じて補助光も発光させる。撮影された複数の画像について、合成処理部６ｂが画像合成する（ステップＳ４６）。この場合も、位置あわせを行わないと図５（Ｃ−１）のように画像がずれてしまう場合には、画像の一致度を判定しながら位置を合わせて合成する。

動きが大きい場合は（ステップＳ４１ＮＯ）、レベル判定部６ｄが、主被写体の部分の信号レベルを、撮像素子４のノイズレベル（図３（Ａ））と比較判定する（ステップＳ４２）。そして、ノイズレベルより大きければ増感可能と判断する。主被写体の位置は、顔検出部６ｅによって検出する。主被写体部の信号がレベル以上であれば（ステップＳ４２ＹＥＳ）、増感部６ａがこの画像について増感処理する（ステップＳ４４）。動きの速い被写体の場合には、合成が難しく、ノイズが少なければ増感する方が良いからである。ステップＳ４４及びステップＳ４６の処理後、上記の圧縮（ステップＳ５）および記録メディア９への記録（ステップＳ６）を行う。

また、主被写体の部分の信号が、ノイズレベル以下なら（ステップＳ４２ＮＯ）、１／５００秒程度のシャッタースピードつまり１回目よりも少し遅めのシャッター（第２の撮影秒時）で、再度撮影（第２の撮影）を行う（Ｓ４３）。これは、図２（Ｃ）で説明したタイミングの撮影になる。これによって、露出不足が補われる。遅めのシャッタースピードへの設定後、上記ステップＳ２６以降による撮影を行う。ステップＳ２６以降の処理は前述した通りなので、説明は省略する。

なお、第２の撮影必要の有無や第２シャッター秒時の判断や動き判定、露出不足等については、第１の撮影後に各判断を行うように上記フローチャートでは説明したが、そのための検出については、第１の撮影後に行うのではなく、第１の撮影前に予め行うようにしてもよい。第１の撮影後に、これらの検出を行えば動きのある被写体にも確実に対応できる点で望ましい。一方、第１の撮影後に検出まで行うことは、演算に時間がかかり、次のシャッタータイミングに遅れが生じる場合もある。かかる検出を第１の撮影前に検出を済ませておけば、そのおそれがなくなる点で有利である。

このように本実施例によれば、状況に合わせて、高速シャッター撮影に続いて補助撮影を行うので、それを利用したりその中から選んだりすることによって、ユーザーの気に入る写真を残す確率を高めることができる。これによって、動いている被写体を撮影できる領域、または、動きながら撮影できる領域を広げたカメラを提供することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態では、本願発明を一眼レフカメラに応用した例を説明する。図８は、一眼レフカメラの光学系の概略を示す図である。理解容易のために、第１実施形態のカメラと同一構成部には同一の符号を付して示す。いわゆる一眼レフでは、撮影レンズ部２からの光路が、ミラー１７によって撮影用の撮像素子４への光路とファインダー用の光路の２つに分けられる。こうした構成によって、レンズを交換可能にする設計が比較的容易にできる。第１記録部２１は、撮像素子４で撮影された画像を一時的に記録するメモリである。第２記録部２２は、第１記録部に一旦記録された画像が合成処理等され、その合成画像を保存記録する不揮発性のメモリである。

図８（Ａ）はミラー１７が下がった状態、図８（Ｂ）はミラー１７が上がった状態を示す。撮影に先立つ状態では、ミラー１７は図８（Ａ）のような下がった状態にあり、ミラー１７で反射された被写体像は、ペンタプリズム１８内部で反射されて接眼レンズ系１９に導かれ、ユーザーが目視可能となっている。撮影時には、ミラー１７は図８（Ｂ）のように光路外に退避し、被写体２０の像は、撮影レンズ部２を介して撮像素子４に入射する。

一眼レフカメラにおいてこのような構成にする理由の１つは、表示部への画像再生のプロセスがあると、どうしてもその処理分のタイムラグが生じるからである。この構成ならば、光学ファインダーで、撮影レンズを通った光をリアルタイムに観察することが出来る。また、図示はしないが図８（Ａ）の状態で有効になる測光手段やピント合わせ手段が具備されていて、これら専用のセンサが高速の露出制御、ピント合わせを可能とし、より速写性にすぐれた構成となっている。

図９は、撮影時のミラーアップとシャッターのタイミングを示す図である。本願発明では、図２（Ｂ）（Ｃ）で説明した高速シャッターの複数回撮影を行う際に、図９のように、一回のミラーアップ中に、高速シャッター撮影を複数回行うよう制御する。従来の一眼レフカメラでは、一般に撮影のたびに、前記ミラーの上げ下ろしを行い、そのつど撮影を行うよう制御されていた。本発明のようにすれば、ミラーのアップダウンの制御時間を省くことができる。このようなシーケンスにより、最初のシャッター制御で動きのある被写体の瞬間的な動きの画像を撮影することが出来、そこで犠牲になった露出などを後から得る画像で補うような工夫が可能となる。

図１０は、得られた撮影画像を合成表示する際の操作を示す図である。図１０（Ａ）は、単純に合成された画像で、ずれのある画像である。被写体に動きがあると、高速シャッターでも、重ねられた被写体にはこのようなずれが生じる。図１０（Ｂ）は、そのずれた分を補正して合成した画像である。被写体のブレが少ない画像となる。また、図１０（Ｃ）のように、多少被写体がぶれたような効果の画像も合成することもできる。カメラに設けられた十字キーのような操作スイッチを操作することによって、ずらし量を加減して合成表示すれば、こうして得られた複数画像から、第三の画像を得て、それを新たな作品とすることが出来る。

一眼レフのようなカテゴリーのカメラユーザーは、手間を惜しまず、画像をよくする努力は惜しまないので、こうした仕様によって、よりクリエイティブな画像作成を可能としたカメラが提供できる。こうした構成のカメラでは、そのスピードへの対応ゆえに、本発明はさらに効果を発揮する。特に、長焦点のレンズで、スポーツなどの動きのあるテーマの写真を高速で撮影するシーンでは、本発明の考え方を利用して、写真撮影の失敗を防止することが有効となる。

（その他の例）
上記各実施形態で説明したＭＰＵ１４の処理（第１制御部、第２制御部）に関しては、一部または全てをハードウェアで構成してもよい。逆に、動き判定部６ｃや顔検出部６ｅ等のハードウェアをソフトウェアで構成しても良い。具体的な構成は設計事項である。

そして、ＭＰＵ１４による各制御処理は、ＲＯＭ１６に格納されたソフトウェアプログラムがＭＰＵ１４に供給され、供給されたプログラムに従って上記動作させることによって実現されるものである。従って、上記ソフトウェアのプログラム自体がＭＰＵ１４の機能を実現することになり、そのプログラム自体も本発明を構成する。

また、そのプログラムを格納する記録媒体も本発明を構成する。記録媒体としては、フラッシュメモリ以外でも、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ等の光学記録媒体、ＭＤ等の磁気記録媒体、テープ媒体、ＩＣカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、各実施形態では本願発明をデジタルカメラに適用した例を説明したが、これに限らず例えば携帯電話のカメラ部に適用しても良い。

さらに、本発明は上記実施形態そのままに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から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。

第１実施形態において、本発明が適用されるカメラ１の全体ブロック図。 第１実施形態において、撮影タイミングと得られる画像を対比して示す図。 第１実施形態において、２つの画像の画像信号と合成される画像の画像信号を示すグラフ。 第１実施形態において、画像選択のために２つの画像が対比して表示される画面を示す図。 第１実施形態において、撮影タイミングと得られる画像を示す図。 第１実施形態において、撮影時の制御処理を説明するフローチャート。 第１実施形態において、実際の撮影時のカメラ操作の様子を背面から見た図。 第２実施形態において、一眼レフカメラの光学系の概略を示す図。 第２実施形態において、ミラーアップダウンとシャッタータイミングのシーケンス。 第２実施形態において、得られた２画像のずれ量をコントロールして合成した画像を示す図。

符号の説明

１…カメラ、２…撮影レンズ部、２ａ…ズーム制御部、３…絞りシャッター部、３ａ…絞りシャッター制御部、
４…撮像素子、５…ＡＦＥ部、６…画像処理部、６ａ…増感部、６ｂ…合成処理部、６ｃ…動き判定部、
６ｄ…レベル判定部、６ｅ…顔検出部、６ｆ…合成判定部、７…圧縮伸長部、７ａ…圧縮部Ｍ、７ｂ…圧縮部Ｓ
８…記録再生部、９…記録メディア、１０…出力部、１１…表示制御部、１１ａ…マルチ制御部、１２…表示部
１４…ＭＰＵ、１５ａ…レリーズスイッチ、１５ｂ…モードスイッチ、１５ｃ…その他スイッチ、１６…ＲＯＭ、
１７…ミラー、１８…ペンタプリズム、１９…接眼レンズ系、２０…被写体、２１…第1記録部、２２…第2記録部

Claims (11)

1. シャッタースピードを特定して被写体を撮影する機能を有するカメラにおいて、
   上記特定のシャッタースピードである第１のシャッタースピードでの撮影時の露出不足を補うために、上記第1のシャッタースピードより長めの第２のシャッタースピードでの撮影を連続して行う第１制御手段と、
   上記第１と第２のシャッタースピードでの撮影結果を比較して、合成可能かどうかを判定する合成判定手段と、
   上記合成判定手段の結果により、上記２回の撮影画像が合成可能な時には上記２つの撮影結果を合成表示または記録し、合成可能でない時には上記２画像を比較表示または同時記録する第２制御手段とを有する
   ことを特徴とするカメラ。
2. シャッタースピードを特定して被写体を撮影する機能を有するカメラにおいて、
   上記被写体の動きを判定する動き判定手段と、
   高速シャッターである第１のシャッタースピードでの撮影が露出不足で、かつ上記動き判定手段の出力結果により被写体の動きが少ないときには、再度上記第１のシャッタースピードで複数回の撮影を行う制御手段と、を備える
   ことを特徴とするカメラ。
3. シャッタースピードを特定して被写体を撮影する機能を有するカメラにおいて、
   撮影した画像の感度を増幅する増幅手段と、
   撮影した画像の感度が増幅可能かどうかを判定する増幅判定手段を有し、
   上記被写体像が増幅可能な時には、増幅によって被写体の露出を適正化し、上記被写体像が増幅不可能な時には、再度撮影した画像を合成することによって露出を適正化する制御手段を有する
   ことを特徴とするカメラ。
4. 高速シャッターである第１のシャッター秒時による第１の撮影と、この撮影に連続し第１のシャッター秒時より遅い第２のシャッター秒時による第２の撮影を行う第１制御部と、
   第１の撮影による第１の画像と第２の撮影による第２の画像との合成が可能かを判定する合成判定部と、
   合成可能と判断されるときには２画像から合成された合成画像を記録し、合成不可能と判断されるときには２画像を比較表示または２画像をそれぞれ記録する第２制御部と、備える
   ことを特徴とするカメラ。
5. 高速シャッターである第１のシャッター秒時による第１の撮影と、この撮影に連続し第２のシャッター秒時による第２の撮影を行う第１制御部と、
   第１の撮影による第１の画像と第２の撮影による第２の画像との合成が可能かを判定する合成判定部と、
   合成に適するときには２画像から合成された合成画像を記録し、合成不適なときには２画像を比較表示またはそれぞれ記録する第２制御部と、備える
   ことを特徴とするカメラ。
6. 上記第１制御部は、第１の撮影による露光量の不足量に応じて、第２のシャッター秒時を設定して、２回目の撮影を行う、
   ことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
7. 上記第１制御部は、
   露光の不足量が小さいときは、第２のシャッター秒時を第１回目と同じに設定し、
   露光の不足量が大きいときは、第２のシャッター秒時を第１回目より遅い秒時に設定する、
   ことを特徴とする請求項５に記載のカメラ。
8. 高速シャッターでの連続撮影が可能なカメラにおける撮影制御方法において、
   撮影した画像の主被写体像の部分が露出不足のときに、主被写体像が増幅可能かどうかを判定し、
   上記主被写体像が増幅可能なときには、増幅させて主被写体像の露出を適正にし、
   上記主被写体像が増幅不可能な時には、再度撮影して、２つの画像を合成することによって主被写体像の露出を適正にする
   ことを特徴とする撮影制御方法。
9. 高速シャッターでの連続撮影が可能なカメラにおける撮影制御方法において、
   高速シャッターである第１のシャッター秒時による第１の撮影を行い、この撮影に連続し第２のシャッター秒時による第２の撮影を連続して行い、
   第１の撮影による第１の画像と第２の撮影による第２の画像との合成が可能かを判定し、
   合成に適するときには２画像から合成された合成画像を記録し、合成不適なときには２画像を比較表示またはそれぞれ記録する
   ことを特徴とする撮影制御方法。
10. 高速シャッターでの連続撮影が可能なカメラにおける撮影制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    上記撮影制御方法は、撮影した画像の主被写体像の部分が露出不足のときに、主被写体像が増幅可能かどうかを判定し、
    上記主被写体像が増幅可能なときには、増幅させて主被写体像の露出を適正にし、
    上記主被写体像が増幅不可能な時には、再度撮影して、２つの画像を合成することによって主被写体像の露出を適正にする
    ことを特徴とするプログラム。
11. 高速シャッターでの連続撮影が可能なカメラにおける撮影制御方法をコンピュータに実行させるプログラムにおいて、
    上記撮影制御方法は、高速シャッターである第１のシャッター秒時による第１の撮影を行い、この撮影に連続し第２のシャッター秒時による第２の撮影を連続して行い、
    第１の撮影による第１の画像と第２の撮影による第２の画像との合成が可能かを判定し、
    合成可能なときには２画像から合成された合成画像を記録し、合成不可能なときには２画像を比較表示またはそれぞれ記録する
    ことを特徴とするプログラム。
    
    

Images