JP2011223399A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】連写撮影画像を連続再生する場合に違和感を与えないように連写撮影すること。
【解決手段】複数フレームの静止画像を設定された撮影フレームレートで連写撮影する撮影制御手段を備えるカメラは、被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、連写撮影における各撮影を被写体に対し適正露出で行うための露光時間を含む撮影条件を、輝度検出手段で検出された被写体輝度に基づき算出する撮影条件演算手段と、撮影条件演算手段で算出された撮影条件で撮影を継続した場合に撮影フレームレートを維持できるか否かを、各撮影のたびに判別する判別手段と、判別手段により撮影フレームレートが維持できないと判別された場合には、露光時間を撮影フレームレートを維持可能な露光時間に制御するとともに、被写体輝度に応じて露光感度を変更制御する露出制御手段と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、カメラに関する。

連写撮影するカメラにおいてフレーム間で撮影時間を異ならせ、該連写撮影した複数フレームの静止画像を連続再生する場合に、撮影時間が長くなったフレームの表示周期を長くする技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０００−５９７１５号公報

従来技術では、シャッタースピードを低速にして撮影したフレームの表示周期を、シャッタースピードを高速にして撮影したフレームの表示周期より長くするように表示を制御する。このため、暗い環境で撮影したフレームは明るい環境で撮影したフレームに比べてスロー再生され、等速移動する被写体にもかかわらず表示レートが異なって観察者に違和感を与えるという問題があった。

本発明は、複数フレームの静止画像を設定された撮影フレームレートで連写撮影する撮影制御手段を備えるカメラに適用される。そして、被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、連写撮影における各撮影を被写体に対し適正露出で行うための露光時間を含む撮影条件を、輝度検出手段で検出された被写体輝度に基づき算出する撮影条件演算手段と、撮影条件演算手段で算出された撮影条件で撮影を継続した場合に撮影フレームレートを維持できるか否かを、各撮影のたびに判別する判別手段と、判別手段により撮影フレームレートが維持できないと判別された場合には、露光時間を撮影フレームレートを維持可能な露光時間に制御するとともに、被写体輝度に応じて露光感度を変更制御する露出制御手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、連写撮影画像を連続再生する場合に違和感を与えないように連写撮影を行える。

本発明の一実施の形態による電子カメラの要部構成を説明するブロック図である。 メインＣＰＵが行う連写撮影処理の流れを説明するフローチャートである。

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ＣＭＯＳイメージセンサなどで構成され、被写体像を撮像して撮像信号を撮像回路２３へ出力する。撮像素子２２の撮像面には、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）およびＢ（青）のカラーフィルタが画素位置に対応するように設けられている。撮像素子２２がカラーフィルタを通して被写体像を撮像するため、撮像素子２２から出力される光電変換信号は、ＲＧＢ表色系の色情報を有する。

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、撮像画像などを液晶モニタ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、画像処理前後および画像処理途中のデータを一時的に格納する他、記録媒体３０へ記録する前の画像ファイルを格納したり、記録媒体３０から読み出した画像ファイルを格納したりするために使用される。

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を格納する。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録媒体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、接続された記録媒体３０に対するデータの書き込みや、記録媒体３０からのデータの読み込みを行う。記録媒体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、レリーズボタンの押下操作に応じて１コマずつ撮影画像を取得して記録媒体３０へ記録する通常の静止画撮影モードと、静止画像を所定のフレームレート（３０フレーム／毎秒または６０フレーム／毎秒）で連写撮影して複数フレームの撮影画像を取得し、記録媒体３０へ記録する連写モードとを有する。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る。

＜再生モード＞
電子カメラ１は、静止画撮影モードにおいて記録された静止画像を各コマごとに液晶モニタ１９に再生表示する静止画の再生モードに加えて、上記連写モードにおいて記録した複数フレームの静止画像（連写画像と呼ぶ）を用いて液晶モニタ１９に再生表示する連写画像用の２種類の再生モード（第１再生モードおよび第２再生モード）を有する。

第１再生モードは、連写モードにおいて記録した連写画像を構成する各フレームの画像を静止画として液晶モニタ１９に再生表示する再生モードである。第２再生モードは、連写モードにおいて記録した連写画像を撮影時のフレームレートで、いわゆるパラパラ動画として液晶モニタ１９に連続再生表示する再生モードである。各再生モードは、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る。

本実施形態は、上記連写画像を動画として再生する第２再生モードに適した連写撮影を行う点に特徴を有するので、以下連写撮影を中心に説明する。

＜連写撮影＞
一般に、連写撮影の対象は高速で移動する被写体が多い。このため、連写撮影時の撮影条件を決定する際は、シャッター速度を高速に設定する。また、連写撮影中に絞り値を変更するとフレーム間で被写界深度が変わってしまう。このような連写画像を連続再生する場合、再生途中で被写界深度が変わり、観察者に違和感を与えるおそれがある。これを避けるため、連写撮影中は絞り値を変えないでフレーム間の被写界深度を揃える。

そこで、本実施形態の電子カメラ１は以下のように連写撮影を行う。電子カメラ１は、レリーズボタンが押下操作されるとフレームレートＴ（たとえば６０フレーム／毎秒）で連写撮影を開始し、１フレーム目、２フレーム目、…の静止画像を複数フレーム取得する。電子カメラ１は、レリーズボタン押下操作が解除されると連写撮影を終了する。

図２は、メインＣＰＵ１１が行う連写撮影処理の流れを説明するフローチャートである。メインＣＰＵ１１は、連写撮影モードへの切替えを指示する信号が操作部材１８から入力されると、連写撮影モードへ切替えて図２による処理を起動させる。

図２のステップＳ１において、メインＣＰＵ１１は、フレームレートＴをセットしてステップＳ２へ進む。ステップＳ２において、メインＣＰＵ１１は、半押しスイッチ１８ａがオンされたか否かを判定する。メインＣＰＵ１１は、半押しスイッチ１８ａからオン操作信号が入力された場合にステップＳ２を肯定判定してステップＳ３へ進む。メインＣＰＵ１１は、半押しスイッチ１８ａからオン操作信号が入力されない場合には、ステップＳ２を否定判定して当該判定処理を繰り返す。

ステップＳ３において、メインＣＰＵ１１は、撮像素子２２で撮像されるモニタ用画像の信号レベルに基づいて測光処理を開始するとともに、オートフォーカス（ＡＦ）処理を行う。ＡＦ処理は、たとえば、公知の位相差検出方式で行う。具体的には、瞳分割された一対の像から得られる位相差情報に基づいてデフォーカス情報を算出し、該デフォーカス情報に応じて撮影レンズ１を構成するフォーカスレンズを光軸方向に動かすことによって、ピント合わせを行う。メインＣＰＵ１１はさらに、測光処理で得た輝度情報に基づいて、露光時間をフレームレートＴに収めつつ最適露出にするように撮影条件を設定する。撮影条件は、絞り値、シャッター秒時（露光時間）、およびＩＳＯ感度を含む。

メインＣＰＵ１１は、たとえば、ＩＳＯ感度を常用感度（たとえばＩＳＯ２００）にし、上記輝度情報に応じて所定の絞り値およびシャッター秒時（露光時間）をセットする。絞り値およびシャッター秒時はあらかじめフラッシュメモリ１６に記憶されているプログラム線図に従い、露光時間の上限がフレームレートＴより長くならないように制限（本例では約１／６０秒）する。約１／６０秒としたのは、１／６０秒のうちデータ読出しに要する時間を除外するためである。メインＣＰＵ１１は、シャッター秒時を制限いっぱいに延ばしても露出不足が生じる場合に、不足分を補うようにＩＳＯ感度を常用感度より高く変更する。

ステップＳ４において、メインＣＰＵ１１は、全押しスイッチ１８ｂがオンされたか否かを判定する。メインＣＰＵ１１は、全押しスイッチ１８ｂからオン操作信号が入力された場合にステップＳ４を肯定判定してステップＳ５へ進む。メインＣＰＵ１１は、全押しスイッチ１８ｂからオン操作信号が入力されない場合には、ステップＳ４を否定判定してステップＳ９へ進む。

ステップＳ５へ進む場合は連写撮影を開始する場合である。ステップＳ５において、メインＣＰＵ１１は、ステップＳ３（２フレーム目以降はステップＳ６）で設定した撮影条件で静止画像を撮像させる。メインＣＰＵ１１は、撮像素子２２で撮像されたフレーム画像を記録媒体３０へ記録するように画像処理回路１２およびカードインターフェース１７へ指示してステップＳ６へ進む。

ステップＳ６において、メインＣＰＵ１１は、ステップＳ５において撮像素子２２で撮像されたフレーム画像の信号レベルに基づいて測光処理を開始するとともに、オートフォーカス（ＡＦ）処理を行う。メインＣＰＵ１１はさらに、測光処理で得た輝度情報に基づいて、露光時間をフレームレートＴに収めつつ最適露出にするように撮影条件を設定してステップＳ７へ進む。

メインＣＰＵ１１は、２フレーム目以降の絞り値およびシャッター秒時は１フレーム目と同じにする。被写体が暗く変化して露出不足が生じる場合に、不足分を補うようにＩＳＯ感度を高く変更する。一方、被写体が明るく変化して露出過剰の場合は、ＩＳＯ感度を低く変更する。

ステップＳ７において、メインＣＰＵ１１は撮影可能か否かを判定する。メインＣＰＵ１１は、ＩＳＯ感度の高感度側の制御限界値（たとえば、ＩＳＯ６４００）より高い値が必要（すなわち、ＩＳＯ６４００では適正露出に満たない）場合には、ステップＳ７を否定判定してステップＳ１０へ進む。メインＣＰＵ１１は、ＩＳＯ感度の上限値（たとえば、ＩＳＯ６４００）以下で適正露出が得られる場合には、ステップＳ７を肯定判定してステップＳ８へ進む。

ステップＳ８において、メインＣＰＵ１１は、全押しスイッチ１８ｂがオンされたか否かを判定する。メインＣＰＵ１１は、全押しスイッチ１８ｂからオン操作信号が入力された場合にステップＳ８を肯定判定してステップＳ５へ戻る。ステップＳ５へ戻る場合は連写撮影を継続する場合である。メインＣＰＵ１１は、全押しスイッチ１８ｂからオン操作信号が入力されていない場合には、ステップＳ８を否定判定して図２による処理を終了する。ステップＳ８を否定判定する場合は連写撮影を終了する場合である。

ステップＳ７を否定判定して進むステップＳ１０において、メインＣＰＵ１１は、表示画像作成回路１４へ指示を送り、たとえば「明るさ不足です」というメッセージを液晶モニタ１９に表示させて図２による処理を終了する。

ステップＳ４を否定判定して進むステップＳ９において、メインＣＰＵ１１は、半押しスイッチ１８ａがオンされているか否かを判定する。メインＣＰＵ１１は、半押しスイッチ１８ａから継続してオン操作信号が入力されている場合にステップＳ９を肯定判定してステップＳ３へ戻る。メインＣＰＵ１１は、半押しスイッチ１８ａからオン操作信号が入力されていない場合には、ステップＳ９を否定判定して図２による処理を終了する。

＜動画再生＞
第２再生モードに切り替えられた電子カメラ１は、上述した連写撮影処理で取得した複数フレームの連写画像を、液晶モニタ１９に動画として再生表示する。電子カメラ１は、操作部材１８を構成する再生ボタンが押下操作されると再生表示を開始する。電子カメラ１は、記録媒体３０から読み込んだ１フレーム目の画像データに基づいて１番目のフレーム画像信号を生成し、記録媒体３０から読み込んだ２フレーム目の画像データに基づいて２番目のフレーム画像信号を生成する。フレーム表示レートは、連写撮影時のフレームレートＴと同じにする。３番目以降のフレームについても同様である。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）複数フレームの静止画像を設定された撮影フレームレートで連写撮影する撮影制御を行う電子カメラ１のメインＣＰＵ１１は、被写体の輝度を検出し、連写撮影における各撮影を被写体に対し適正露出で行うための露光時間を含む撮影条件を、検出した被写体輝度に基づき算出し、算出した撮影条件で撮影を継続した場合に撮影フレームレートを維持できるか否かを、各撮影のたびに判別し、撮影フレームレートが維持できないと判別した場合には、露光時間を撮影フレームレートを維持可能な露光時間に制御するとともに、被写体輝度に応じて露光感度を変更制御するようにした。これにより、連写撮影画像を連続再生する場合に違和感を与えないように連写撮影を行うことができる。すなわち、各フレームの画像はフレームレートが維持されるとともに、各フレームで適正露出が得られる。

（２）メインＣＰＵ１１は、連写撮影の開始時に決定した露光時間および絞り値を維持しながら、撮影されるフレーム間の明るさの変化を抑えるように露光感度を制御したので、移動する被写体を連写撮影する場合に、撮影画面における移動被写体の位置の変化がフレーム間で連続的になるとともに、フレーム間で被写界深度が維持される。この結果、連続再生時に観察者に与える違和感を低減できる。

（３）メインＣＰＵ１１は、１フレーム撮影ごとに露光感度を制御するので、連写撮影中に被写体の明るさが変化した場合でも、各フレーム画像でそれぞれ適正露出が得られる。

（４）メインＣＰＵ１１は、露光感度が制御限界に達した場合に連写撮影を終了するようにしたので、適正露出が得られないおそれのある状況下でのフレーム画像の取得を避けることができる。

（変形例１）
上述したステップＳ３において、あらかじめ用意されているプログラム線図に従ってシャッター秒時および絞り値を決定する際、常用感度で適正露出を超える場合には、常用感度のままでシャッター秒時（露光時間）を短くすることになる。もし、露光時間を短くした結果、当初のフレームレートＴに相当する時間（１／６０秒）の間に複数回の撮影が可能になる場合は、該複数回の撮影を行う構成にしてもよい。たとえば、適正露出を得るための露光時間が（１／２５０秒）である場合は、当初のフレームレートＴに相当する時間（１／６０秒）の間に、シャッター秒時１／２５０秒で４回の撮影を行う。この場合も各撮影ごとに撮影条件を設定する。

変形例１の撮影処理で取得した４回の連写画像を液晶モニタ１９に動画として再生表示する場合（第２再生モード）、当初のフレームレートＴに相当する時間（１／６０秒）の間に撮影された４回の撮影による４フレームの画像のうち、いずれか１フレームの画像を用いて再生表示用のフレーム画像信号を生成する。メインＣＰＵ１１は、４フレームの画像のうち、たとえばＩＳＯ感度が最も低いものを選び、ＩＳＯ感度が４フレームとも同じ場合は該４フレームの画像のうち１番先に撮影したものを選んで再生表示用のフレーム画像信号を生成する。

変形例１では、４フレームの画像のうちいずれか１フレームの画像を用いて再生表示用のフレーム画像信号を生成し得るように構成したので、たとえば、第２再生モードで再生する際にＩＳＯ感度が最も低い画像を選べば、ノイズが少なく画質のよいフレーム画像を用いて再生表示することができる。

（変形例２）
当初のフレームレートＴに相当する時間（１／６０秒）の間に、変形例１のように撮影された複数フレーム（上記例では４フレーム）の画像を全て用いてスロー再生表示を行うようにしてもよい。この場合のメインＣＰＵ１１は、当該４フレームの画像のうち１番目の画像データに基づいて１番目のフレーム画像信号を生成し、２番目の画像データに基づいて２番目のフレーム画像信号を生成する。３番目以降の画像データについても同様である。フレーム表示レートは、当初のフレームレートＴ（１／６０毎秒）に相当する。

変形例２の再生表示では、フレーム表示レート（１／６０毎秒）より高速のシャッター秒時１／２５０秒で撮影したフレーム画像を、撮影時より低速の１／６０毎秒のフレーム表示レートで再生表示したので、スローモーション再生を行うことができる。

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
１４…表示画像作成回路
１６…フラッシュメモリ
１８…操作部材
１９…液晶モニタ

Claims (5)

1. 複数フレームの静止画像を設定された撮影フレームレートで連写撮影する撮影制御手段を備えるカメラにおいて、
   被写体の輝度を検出する輝度検出手段と、
   前記連写撮影における各撮影を前記被写体に対し適正露出で行うための露光時間を含む撮影条件を、前記輝度検出手段で検出された被写体輝度に基づき算出する撮影条件演算手段と、
   前記撮影条件演算手段で算出された前記撮影条件で撮影を継続した場合に前記撮影フレームレートを維持できるか否かを、前記各撮影のたびに判別する判別手段と、
   前記判別手段により前記撮影フレームレートが維持できないと判別された場合には、前記露光時間を前記撮影フレームレートを維持可能な露光時間に制御するとともに、前記被写体輝度に応じて露光感度を変更制御する露出制御手段と、
   を備えることを特徴とするカメラ。
2. 請求項１に記載のカメラにおいて、
   前記露出制御手段は、前記連写撮影の開始時に決定した露光時間および絞り値を維持しながら撮影されるフレーム間の明るさの変化を抑えるように前記露光感度を制御することを特徴とするカメラ。
3. 請求項１または２に記載のカメラにおいて、
   前記連写撮影された静止画像群を所定のフレーム間隔で再生表示する再生制御手段を更に備え、
   前記再生制御手段は、前記撮影されるフレーム間隔が前記再生表示のフレーム間隔より短いことにより前記撮影フレームレート当たり２フレーム以上に相当する画像が前記静止画像群に含まれている場合、最も低い感度で撮影されたフレーム画像を各フレームの表示対象とすることを特徴とするカメラ。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記露出制御手段は、１フレーム撮影ごとに前記露光感度を制御することを特徴とするカメラ。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載のカメラにおいて、
   前記撮影制御手段は、前記露光感度が前記露出制御手段による制御限界に達した場合に前記連写撮影を終了することを特徴とするカメラ。

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