JP2010199884A - 撮像装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】所定のタイミングにおいて狭いフレーム間隔で画像を保存する撮像装置を得る。
【解決手段】撮像装置1は、記録タイミング指示信号を発する指示手段18bと、所定間隔でフレーム画像を取得する撮像素子22と、記録タイミング指示信号の発生時期を含む所定時間内で取得される複数のフレーム画像を記録媒体30に保存する保存処理手段11と、記録タイミング指示信号の発生からA期間遡った期間および記録タイミング指示信号の発生以後からのB期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔を、A期間およびB期間以外の他の期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔より狭くするように、撮像素子22および保存処理手段11、17のうち少なくとも一方を制御する制御手段11とを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、撮像装置に関する。
連写撮影された画像を間引いて記録媒体に記録することにより、記録媒体の記録容量を制限する技術が知られている(特許文献1)。
特許第3103699号公報
従来技術では、広いフレーム間隔で(間引き率を高める)記録する区間と狭いフレーム間隔で(間引き率を下げる)記録する区間の切り換えが記録媒体の空き容量に基づいて行われるので、撮影者が望むタイミングにおいてフレーム間隔を狭く記録させることが困難であった。
本発明による撮像装置は、記録タイミング指示信号を発する指示手段と、所定間隔でフレーム画像を取得する撮像素子と、記録タイミング指示信号の発生時期を含む所定時間内で取得される複数のフレーム画像を記録媒体に保存する保存処理手段と、記録タイミング指示信号の発生からA期間遡った期間および記録タイミング指示信号の発生以後からのB期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔を、A期間およびB期間以外の他の期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔より狭くするように、撮像素子および保存処理手段のうち少なくとも一方を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。
本発明による撮像装置によれば、所定のタイミングにおいて狭いフレーム間隔で画像を保存できる。
本発明の一実施の形態による電子カメラのブロック図である。 プリキャプチャー撮影モードにおける画像の取得タイミングを説明する図である。
以下、図面を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図1は、本発明の一実施の形態による電子カメラ1の要部構成を説明するブロック図である。電子カメラ1は、メインCPU11によって制御される。
撮影レンズ21は、撮像素子22の撮像面上に被写体像を結像させる。撮像素子22はCCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサによって構成され、撮像面上の被写体像を撮像し、撮像信号を撮像回路23へ出力する。撮像回路23は、撮像素子22から出力される光電変換信号に対するアナログ処理(ゲインコントロールなど)を行う他、内蔵するA/D変換回路でアナログ撮像信号をディジタルデータに変換する。
メインCPU11は、各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。画像処理回路12は、たとえばASICとして構成され、撮像回路23から入力されるディジタル画像信号に対して画像処理を行う。画像処理には、たとえば、輪郭強調や色温度調整(ホワイトバランス調整)処理、画像信号に対するフォーマット変換処理が含まれる。
画像圧縮回路13は、画像処理回路12による処理後の画像信号に対して、たとえばJPEG方式で所定の圧縮比率の画像圧縮処理を行う。表示画像作成回路14は、撮像画像を液晶モニタ19に表示させるための表示用信号を生成する。
液晶モニタ19は液晶パネルによって構成され、表示画像作成回路14から入力される表示用信号に基づいて画像や操作メニュー画面などを表示する。映像出力回路20は、表示画像作成回路14から入力される表示用信号に基づいて、画像や操作メニュー画面などを外部の表示装置に表示させるための映像信号を生成して出力する。
バッファメモリ15は、画像処理前、画像処理後および画像処理途中のデータを一時的に記憶する他、記録媒体30へ記録する前の画像ファイルを記憶したり、記録媒体30から読み出した画像ファイルを記憶したりするために使用される。本実施形態では、撮影指示前(レリーズボタンの全押し操作前)に撮像素子22によって所定のフレームレートで取得するプリキャプチャー画像を一時的に記憶する場合にも使用される。プリキャプチャー画像については後述する。
フラッシュメモリ16は、メインCPU11が実行するプログラムや、メインCPU11が行う処理に必要なデータなどが格納される。フラッシュメモリ16が格納するプログラムやデータの内容は、メインCPU11からの指示によって追加、変更が可能に構成されている。
カードインターフェース(I/F)17はコネクタ(不図示)を有し、該コネクタにメモリカードなどの記憶媒体30が接続される。カードインターフェース17は、メインCPU11からの指示により、接続された記憶媒体30に対するデータの書き込みや、記憶媒体30からのデータの読み込みを行う。記憶媒体30は、半導体メモリを内蔵したメモリカード、またはハードディスクドライブなどで構成される。
操作部材18は、電子カメラ1の各種ボタンやスイッチ類を含み、モード切替スイッチの切換操作など、各操作部材の操作内容に応じた操作信号をメインCPU11へ出力する。半押しスイッチ18aおよび全押しスイッチ18bは、レリーズボタン(不図示)の押下操作に連動して、それぞれがオン信号をメインCPU11へ出力する。半押しスイッチ18aからのオン信号(半押し操作信号)は、レリーズボタンが通常ストロークの半分程度まで押し下げ操作されると出力され、半ストロークの押し下げ操作解除で出力が解除される。全押しスイッチ18bからのオン信号(全押し操作信号)は、レリーズボタンが通常ストロークまで押し下げ操作されると出力され、通常ストロークの押し下げ操作が解除されると出力が解除される。半押し操作信号は、メインCPU11に対して撮影準備の開始を指示する。全押し操作信号は、メインCPU11に対して記録用画像の取得開始を指示する。
<撮影モード>
電子カメラ1は、上記全押し操作信号に応じて1コマずつ撮影画像を取得して記録媒体30へ記録する通常の撮影モードと、上記半押し操作信号を受けると高速シャッタ秒時(たとえば125分の1秒より高速)の静止画像を120フレーム/毎秒(120fps)で連写撮影して複数コマの撮影画像を取得し、上記全押し操作信号を受けると当該全押し操作信号を受けた時点の前後の所定のフレーム画像をそれぞれ記録媒体30へ記録するプリキャプチャー撮影モードとを有する。各撮影モードは、操作部材18からの操作信号に応じて切替え可能に構成されている。
<再生モード>
再生モードの電子カメラ1は、上記各撮影モードにおいて記録された画像を各コマごとに、あるいは所定数のコマごとに、液晶モニタ19に再生表示する。
本実施形態は、上記プリキャプチャー撮影モードに特徴を有するので、以下の説明はプリキャプチャー撮影モードを中心に行う。図2は、プリキャプチャー撮影モードにおける画像の取得タイミングを説明する図である。
<プリキャプチャー撮影>
図2において、時刻t0に半押し操作信号が入力されると、メインCPU11はレリーズ待機処理を開始させる。レリーズ待機処理では、たとえば、120フレーム/毎秒(120fps)のフレームレートで被写体像を撮像して露出演算やフォーカス調節を行うとともに、取得した画像データを逐次バッファメモリ15へ記憶する。
プリキャプチャー撮影のためにバッファメモリ15を使用するメモリ容量は、あらかじめ所定容量が確保されている。メインCPU11は、時刻t0以降にバッファメモリ15内に記憶したフレーム画像のフレーム枚数が所定枚数に達し、記憶済み容量が上記所定容量を上回る場合には、古いフレーム画像から順に上書き消去する。これにより、プリキャプチャー撮影のために使用するバッファメモリ15のメモリ容量を所定容量に制限できる。
時刻t1に全押し操作信号が入力されると、メインCPU11はレリーズ処理を開始させる。レリーズ処理では、時刻t1以前に撮像したA枚のフレーム画像と、時刻t1以降に撮像されるB枚のフレーム画像とを関連づけて、記録媒体30へそれぞれ記録させる。図2においてグレーおよび黒で示した帯は、記録媒体30へ記録される(A+B)枚のフレーム画像が取得される区間を表す。斜線の帯は、バッファメモリ15に一旦は記憶されたものの、上書き消去されたフレーム画像が取得された区間を表す。
図2の下側に示した分布波形は、複数の撮影者によるレリーズ操作タイミング分布を例示する図である。一般に、狙った瞬間より早めにレリーズ操作する傾向の撮影者がいる一方で、狙った瞬間より遅れてレリーズ操作する傾向の撮影者も存在する。
多くの被験者(撮影者)のデータを集めて検証してみると、狙った瞬間(撮りたい瞬間)よりも実際のレリーズ操作タイミングが遅れてしまう撮影者の場合、狙った瞬間から実操作が遅れる期間(つまり、狙った瞬間から、実際にレリーズ操作(レリーズスイッチのON)がなされるまでに要した期間)は、狙った瞬間(撮りたい瞬間)から遅れること0.4秒程度までの間であることが多い。
一方、狙った瞬間(撮りたい瞬間)よりも実際のレリーズ操作タイミングが早くなってしまう撮影者の場合、狙った瞬間よりも実操作が早まる期間(つまり、実際にレリーズ操作がなされてから本当に狙った瞬間に至るまでに要した期間)は、狙った瞬間よりも早まること0.3秒までの間であることが多い。
そこで、バッファメモリ15へ記憶される(A+B)枚のフレーム画像のうち、時刻t1以前の0.4秒間(図2において時間C1)と、時刻t1以後の0.3秒間(図2において時間C2)とを合わせた0.7秒間(図2において時間C)に撮像されたフレーム画像群を、当該フレームレート(120fps)のまま記録媒体30へ記録する。つまり、図2において黒い帯で示した期間に撮像されたフレーム画像群は、バッファメモリ15に記憶されているものを全て記録媒体30へ記録する。
また、バッファメモリ15へ記憶される(A+B)枚のフレーム画像のうち、時刻(t1−C1)以前と、時刻(t1+C2)以後とに撮像されたフレーム画像群については、フレームレート(120fps)を下げて記録媒体30へ記録する。つまり、図2においてグレーの帯で示した期間に撮像されたフレーム画像群は、バッファメモリ15に記憶されているものを所定の間引き率で間引いて(たとえば、3フレームおき)、記録媒体30へ記録する。
以上説明した実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)電子カメラ1は、メインCPU11と、記録タイミング指示信号を発する全押しスイッチ18bと、所定間隔でフレーム画像を取得する撮像素子22と、記録タイミング指示信号の発生時期を含む所定時間内で取得される複数のフレーム画像を記録媒体30に保存するカードインターフェース(I/F)17とを備え、メインCPU11は、記録タイミング指示信号の発生からA期間遡った期間および記録タイミング指示信号の発生以後からのB期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔を、A期間およびB期間以外の他の期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔より狭くするように、撮像素子22およびカードインターフェース(I/F)17のうち少なくとも一方を制御する。これにより、所定のタイミングにおいて狭いフレーム間隔で画像を保存できる。
(2)撮像素子22は一定の間隔でフレーム画像を取得し、電子カメラ1は一定間隔で取得された複数のフレーム画像を逐次記憶するバッファメモリ15をさらに備える。この場合のメインCPU11は、バッファメモリ15に記憶された複数のフレーム画像のうち、A期間およびB期間以外の他の期間において取得されたフレーム画像を間引いて記録媒体30に保存するように制御を行う。これにより、記録タイミング指示信号が発生してからでも、該記録タイミング信号から遡った期間を含めた記録フレームレートの制御が行える。
(3)A期間をB期間より長くした。上述したように、被験者に基づいてデータを集めると、早めに操作する人の操作タイミングは狙った瞬間から0.3秒前までの間、遅めに操作する人の操作タイミングは狙った瞬間から0.4秒後までの間に含まれる確率が高い。記録タイミング指示信号の前のA期間を記録タイミング指示信号の後のB期間より長くすることで、狙った瞬間の画像が狭いフレームレートで記録される可能性を高くすることができる。
(変形例1)
上述した実施形態では、バッファメモリ15に記憶した画像を記録媒体30へ記録(保存)する際に、レリーズ操作時点を含む前後の所定期間は所定フレームレートで記録し、それ以外の期間の画像は間引いて記録するようにしているが、バッファメモリ15に記憶(バッファリング)する際は常に所定のフレームレートで記憶するよう構成されている。
この代わりに、変形例1においては、バッファメモリ15に画像を記憶(バッファリング)する際のフレームレートを変更できるよう構成しておく。具体的には、半押し操作がなされると(時刻t0の時点から)所定フレームレートでバッファメモリ15へのバッファリングを開始し、その所定フレームレートでのバッファリングを、レリーズ全押し操作がなされてから期間C2が経過するまで(時刻「t1+C2」まで)継続する。その後(「t1+C2」以降の時点で)、バッファリングのフレームレートを所定フレームレートよりも低くする(間引きバッファリングする)。そして上記のようにしてバッファメモリ15にバッファリングされた画像は全て(記録時には間引きをせずに)記録媒体30へ記録する。
このように変形例1においては、記録時の段階でフレームレートを変えるのではなく、バッファリングの段階でフレームレートを変えておくことにより、結果的に記録媒体30に記録された(保存された)の画像のフレームレートが変わる。すなわち、レリーズ前後の画像の記録フレームレートは高く、レリーズ後所定期間よりも後の期間(t1時点からさらに期間C2経過した後の期間)の画像の記録フレームレートは低くなる(間引きされたものとなる)。
更に、通常、使用者はレリーズ半押し操作をしながら合焦状態を確認したり構図を確認した後で、レリーズ全押し操作をする場合が多い。このことから、半押し操作から全押し操作までの待機時間として統計的に求めた時間を、予めカメラ内に「所定待機時間」として記憶させておき、半押し操作時点t0から所定待機時間が経過するまでは所定フレームレートよりも低いフレームレートでバッファリングを行い、その所定待機時間が経過してから所定フレームレートでバッファリングを行うように構成しても良い。
変形例1の場合にも、上記実施形態と同様のフレーム画像群を、必要なタイミングのみ所定の(高速の)フレームレートで記録媒体30へ記録することができ、同様の作用効果が得られる。
なお、時刻t0から時刻t1までに取得するフレーム画像群のうち、直近の(A+B)枚のフレーム画像群がバッファメモリ15へ記憶されるように古いものから上書き消去する点は、上記実施形態の場合と同様である。
(変形例2)
時間Cの値を主要被写体の動きに応じて変化させる構成にしてもよい。具体的には、メインCPU11が、フレーム画像のうち主要被写体を含む所定範囲(たとえば画面中央の領域)について、前フレームと当該フレームとの間の対応するデータからフレーム間で共通する被写体の動きベクトル(被写体の動きの速さや方向)を求め、該動きベクトルから被写体のずれ量を算出する。
メインCPU11は、ずれ量が所定値より大きい場合に時間Cの値を長く変更し、ずれ量が所定値以下の場合には時間Cの値を変更しない。被写体の動きが速くなると、狙った瞬間に対してレリーズ操作タイミングを大きく外してしまうことが想定されるので、被写体が動いていない場合と同じ時間Cのままでは不都合が生じる。そこで、時間Cを延ばすことによって高フレームレートで記録されるフレーム画像数を増やし、レリーズ操作タイミングを狙った瞬間から外してしまった場合でも、狙った瞬間のフレーム画像が記録媒体30に記録される確率を高めることができる。
なお、メインCPU11は、時間Cの値を長く変更した後にずれ量が所定値以下に減少した場合には、長く変更した時間Cの値を元に戻す。高フレームレートで記録されるフレーム画像数を増やしたままにする場合に比べて、記録媒体30を使用する容量を少なく抑えることができる。
変形例2において動きベクトルを求める際に、前フレームと当該フレームとの間でフレーム画像の全範囲に対応するデータからフレーム間で共通する被写体の動きベクトルを求めるようにしてもよい。
(変形例3)
ずれ量が大きいことにより時間Cの値を長く変更する場合は、専ら時間C1を長く変更するとよい。被写体の動きが速くなると、レリーズ操作タイミングが狙った瞬間より遅れてしまう確率が高くなると想定される。そこで、時刻t1以前の時間C1を長くすることにより、全押し操作信号が入力された時刻t1以前に高フレームレートで記録されるフレーム画像数を増やせるので、撮影者の実際のレリーズ操作タイミングが狙った瞬間(撮りたい瞬間)よりも遅れてしまった場合でも、狙った瞬間のフレーム画像が記録媒体30に記録される確率を高めることができる。
なお、メインCPU11は、時間C1の値を長く変更した後にずれ量が所定値以下に減少した場合には、長く変更した時間C1の値を元に戻す。高フレームレートで記録されるフレーム画像数を増やしたままにする場合に比べて、記録媒体30を使用する容量を少なく抑えることができる。
(変形例4)
ずれ量が大きいことにより時間Cの値を長く変更する場合に、時間C1を長く変更するか、あるいは時間C2を長く変更するかを学習データに基づいて決定するようにしてもよい。この場合のメインCPU11は、120fpsで記録されるフレーム画像群のうちベストショット画像が時刻t1以前に取得されたものである件数と、時刻t1以後に取得されたものである件数とをそれぞれ計数する。
ベストショット画像は、たとえば、再生モードにおいて記録媒体30に記録されている画像をコマごとに液晶モニタ19に再生表示させた状態で、ユーザーが操作部材18を操作することによって選ぶ。メインCPU11は、ベストショット画像が時刻t1以前に取得されている件数の計数値N1、およびベストショット画像が時刻t1以後に取得されている件数の計数値N2の間にN1>N2が成立するとき、専ら時間C1を変更対象にする。
一方、メインCPU11は、N1<N2が成立するとき、専ら時間C2を変更対象にする。変形例4によれば、狙った瞬間より早めにレリーズ操作してしまう傾向があるユーザーか、あるいは狙った瞬間より遅れてレリーズ操作してしまう傾向があるユーザーかを判別して、ユーザーの癖に応じて時間Cの長さを変更できるので、狙った瞬間のフレーム画像が記録媒体30に記録される確率を高めることができる。
(変形例5)
以上説明した実施形態および各変形例では、プリキャプチャー撮影のために使用するバッファメモリ15のメモリ容量を制限する際に、該メモリ容量を時刻t1の前後でそれぞれ取得されるフレーム画像の枚数で表すようにした。この代わりに、メモリ容量で表すようにしてもよい。この場合には、フレーム画像1枚当たりのデータサイズにフレーム画像の枚数を掛け合わせることで、必要なメモリ容量が算出される。
(変形例6)
上述したプリキャプチャー撮影は、動画像を取得するカメラを用いる場合にも、該動画像を記録しながら平行して行わせることができる。この場合は、動画用のフレーム画像の取得と静止画用(プリキャプチャー用)のフレーム画像の取得とを交互に行う。つまり、動画用バッファメモリへ動画用のフレーム画像を記憶したら、次のフレームは静止画用バッファメモリへ静止画用のフレーム画像を記憶する。撮像素子22が120fpsで撮像する場合、動画用バッファメモリへは60fpsで、静止画用バッファメモリへは60fpsで、それぞれフレーム画像が記憶される。
動画用バッファメモリに記憶された動画用のフレーム画像は、動画像用の記録媒体へ記録(録画)する。静止画用バッファメモリへ記憶された静止画用のフレーム画像は、プリキャプチャー撮影用に用いる。このとき、上述したバッファメモリ15のメモリ容量を制限するために行ったメモリ制御と同様のメモリ制御を、静止画用バッファメモリのメモリ容量を制限するために行う。
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。
1…電子カメラ
11…メインCPU
12…画像処理回路
15…バッファメモリ
17…カードインターフェース(I/F)
18…操作部材
18a…半押しスイッチ
18b…全押しスイッチ
22…撮像素子
23…撮像回路
30…記録媒体

Claims (8)

  1. 記録タイミング指示信号を発する指示手段と、
    所定間隔でフレーム画像を取得する撮像素子と、
    前記記録タイミング指示信号の発生時期を含む所定時間内で取得される複数のフレーム画像を記録媒体に保存する保存処理手段と、
    前記記録タイミング指示信号の発生からA期間遡った期間および前記記録タイミング指示信号の発生以後からのB期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔を、前記A期間および前記B期間以外の他の期間において取得された画像に基づいて保存する画像のフレーム間隔より狭くするように、前記撮像素子および前記保存処理手段のうち少なくとも一方を制御する制御手段とを備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 請求項1に記載の撮像装置において、
    前記撮像素子は一定の間隔でフレーム画像を取得し、
    前記一定間隔で取得された複数のフレーム画像を逐次記憶する記憶手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された複数のフレーム画像のうち、前記A期間および前記B期間以外の他の期間において取得されたフレーム画像を間引いて前記記録媒体に保存するように前記保存処理手段を制御することを特徴とする撮像装置。
  3. 請求項1に記載の撮像装置において、
    前記制御手段は、前記A期間および前記B期間において第1のフレーム間隔でフレーム画像を取得し、前記A期間および前記B期間以外の他の期間において前記第1のフレーム間隔より広い第2のフレーム間隔でフレーム画像を取得するように前記撮像素子を制御することを特徴とする撮像装置。
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記A期間および前記B期間はA>Bの関係を有することを特徴とする撮像装置。
  5. 請求項1〜4のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記制御手段は、被写体の移動速度に応じて、前記A期間および前記B期間を合計した期間の長さを異ならせるように制御することを特徴とする撮像装置。
  6. 請求項5に記載の撮像装置において、
    前記制御手段は、被写体の移動速度が速いほど、前記合計した期間を長くするように制御し、前記移動速度が遅いほど、前記合計した期間を短くするように制御することを特徴とする撮像装置。
  7. 請求項6に記載の撮像装置において、
    前記制御手段は、前記移動速度が遅い場合は、前記B期間を短くするように制御することを特徴とする撮像装置。
  8. 請求項5〜7のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記記録媒体に保存された複数のフレーム画像のうち、使用者が所望するフレーム画像を使用者自身が指定操作するために操作可能な操作部材からの操作信号によって指定されたフレーム画像が、前記A期間で取得されたフレーム画像に該当する件数と、前記B期間で取得されたフレーム画像に該当する件数とをそれぞれ計数する計数手段をさらに備え、
    前記制御手段は、前記計数手段による計数結果に基づいて、前記A期間および前記B期間の少なくとも一方の長さを異ならせるように制御することを特徴とする撮像装置。
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