JP2014171134A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
多重露光撮影における長秒時撮影時、動きベクトルを用い、被写体の動作により、合成画像データの保存枚数を加減し、被写体の動作が遅い場合でも保持しておく合成画像を多くすることで長秒時撮影を極力失敗しないように撮影すること。
【解決手段】
撮像装置において被写体を撮像し、撮像手段と、設定手段と、露光時間を複数の露光時間に分割し、分割された複数の露光時間ごとに撮像手段から得られる画像データを順次合成して、所定数の画像データが合成された合成画像データを生成する合成手段と、分割された複数の露光時間ごとに撮像手段から得られる画像データの前の画像データと次の画像データを比較して被写体の動きベクトルを算出する手段と、動きベクトル算出手段により算出された動きベクトルが予め設定されている閾値より高いか低いかを判定し、保存する合成画像データの枚数を変更する保存フレーム枚数変更手段とを備えること。
【選択図】 図１

Description

本発明は、多重露光撮影の長秒時露光撮影に関し、特に撮影フレーム間により算出される主被写体の動きベクトルの大小により多重露光に使用するフレーム数を変化させ、失敗画像を軽減させる撮像装置に関するものである。

従来、多重露光撮影時及び長秒時露光撮影において、センサーで読み込んだ画像を撮影を止めることによりどのような画像が出来上がるかをユーザーに知らせるために液晶にプレビューを表示する機能が提供されていた。

特許文献１では長秒時露光撮影時、失敗画像を極力防止できるよう、露光したデータを順次合成し出来上がる履歴画像を記録媒体に保存するということが記載されている。

特開２０１２−０１５９７８号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、露光した合成画像データを履歴として、記録媒体に保存するため記録媒体の容量が少なくなっている場合機能しなくなってしまう。また、被写体の速度が考慮されていないため、保存する枚数に無駄が生じてしまう可能性があり、なおかつ被写体の速度が遅い場合、保持しておいた露光画像が少ない場合には後で微調整が可能であっても差分がほとんどない選択画像が出来上がってしまうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、長秒時撮影時、記録媒体に機能を制限させられることなく、動きベクトルを用い、被写体の動作速度により、合成画像データの保存枚数を加減し、長秒時撮影を極力失敗しないように撮影することである。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像装置において、被写体を撮像し、画像データを生成する撮像手段（１１６）と、前記撮像手段（１１６）の露光時間を設定する設定手段（１２４）と、前記設定手段（１２４）により設定された前記露光時間を複数の露光時間に分割し、前記分割された複数の露光時間ごとに前記撮像手段から得られる画像データを順次合成して、所定数の画像データが合成された合成画像データを生成する合成手段（１４３）と、前記分割された複数の露光時間ごとに前記撮像手段（１１６）から得られる画像データの前の画像データと次の画像データを比較して被写体の動きベクトルを算出する手段（１４３）と、前記動きベクトル算出手段（１４３）により算出された動きベクトルが予め設定されている閾値より高いか低いかを判定し、保存する合成画像データの枚数を変更する保存フレーム枚数変更手段（１４２）と
を備えることを特徴とする。

本発明によれば、多重露光撮影の長秒時露光撮影時、動きベクトル算出手段により算出された動きベクトルが予め設定されている閾値より高いか低いかを判定し、保存する合成画像データの枚数を変更する保存フレーム枚数変更手段を持たせることにより、被写体の動きが早くとも遅くとも、失敗の少ない合成画像を提供することができる。

本発明に関わる撮像装置のフローチャート 本発明の実施例に関わる撮像装置の構成を示すブロック図 本発明の多重露光撮影の長秒露光撮影における合成保存動作を示すタイミングチャート 本発明の第２の実施例に関わる撮像装置のフローチャート 本発明の実施例に関わる撮影終了時のフローチャート

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる図１は本発明の実施形態に関わる撮像装置のフローチャートであり、図２は実施形態に関わる撮像装置のブロック図である。

［実施例１］
以下、具体的なデジタルカメラの構成について説明する。

図２は、本発明の一実施形態に係わる一眼レフデジタルカメラの構成を示ブロック図である。

図１において、１０１は撮影レンズである。１０２はＡＦ（オートフォーカス）駆動部である。ＡＦ駆動部１０２は、例えばＤＣモータやステッピングモータによって構成され、マイクロコンピュータ１２３の制御によって撮影レンズ１０１のフォーカスレンズ位置を変化させることによりピントを合わせる。

１０３は絞りである。１０４は絞り駆動部である。絞り駆動部１０４は、絞り１０３を駆動する。駆動されるべき量はマイクロコンピュータ１２３によって算出され、光学的な絞り値を変化させる。１０５は撮影レンズ１０１から入射した光束をファインダ側と撮像素子側とに切替えるための主ミラーである。

主ミラー１０５は常時はファインダ部へと光束を導くよう反射させるように配されているが、撮影が行われる場合やライブビュー表示の場合には、撮像素子１１２へと光束を導くように上方に跳ね上がり光束中から待避する。

また主ミラー１０５はその中央部が光の一部を透過できるようにハーフミラーとなっており、光束の一部を、焦点検出を行うためのセンサに入射するように透過させる。

１０６は主ミラー１０５から透過してきた光束を反射させ焦点検出を行うためのセンサ（焦点検出回路１０９内に配置されている）に導くためのサブミラーである。

１０７は、主ミラー駆動回路で、マイクロコンピュータ１２３の制御によって主ミラー１０５を駆動する。１０８はファインダを構成するペンタプリズムである。

ファインダは他にピント板、アイピースレンズ（不図示）などによって構成させる。１０９は焦点検出回路である。ミラー１０６の中央部を透過し、サブミラー１０７で反射された光束は、焦点検出回路１０９の内部に配置された光電変換を行うためのセンサに至る。

フォーカス演算に用いるデフォーカス量は、センサの出力を演算することによって求められる。マイクロコンピュータ１２３は演算結果を評価してＡＦ駆動部１０２に指示し、フォーカスレンズを駆動させる。１１０ はフォーカルプレーンシャッタである。

１１１はシャッタ駆動回路であり、フォーカルプレーンシャッタ１１０を駆動する。シャッタの開口時間はマイクロコンピュータ１２３によって、制御される。１１２は撮像素子である。撮像素子１１２には、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサなどが用いられ、撮影レンズ１０１によって結像された被写体像を電気信号に変換する。

１１３は露出検出部である。１１５はＡ／Ｄ変換器である。Ａ／Ｄ変換器１１５は撮像素子１１２のアナログ出力信号をデジタル信号に変換する。１１６は映像信号処理回路であり、ゲートアレイなどのロジックデバイスにより実現される。１１７は表示駆動回路である。１１８は、ＴＦＴや有機ＥＬなどを用いた表示部材である。１１９はメモリコントローラである。１２０はメモリである。１２２はバッファメモリである。

１２３はマイクロコンピュータである。１２４は撮影操作部材である。撮影操作部材１２４は、マイクロコンピュータ１２３にその状態を伝え、マイクロコンピュータ１２３はその操作部材の変化に応じて各部をコントロールする。１２５はスイッチ１（以後ＳＷ１）である。１２６はスイッチ２（以後ＳＷ２）である。スイッチＳＷ１とスイッチＳＷ２は、レリーズボタンの操作でオンオフするスイッチであり、それぞれ操作部材１２４の入力スイッチのうちの１つである。

スイッチＳＷ１のみオンの状態はレリーズボタン半押し状態であり、この状態でオートフォーカスの動作を行うと共に、測光動作を行う。スイッチＳＷ１、ＳＷ２が共にオンの状態はレリーズボタンの全押し状態であり、画像を記録するためのレリーズボタンオン状態である。この状態で撮影が行われる。

またスイッチＳＷ１、ＳＷ２がオンし続けている間は、連続撮影動作が行われる。操作部材１２４には、他に、ＩＳＯ設定ボタン、メニューボタン、セットボタン、フラッシュ設定ボタン、単写/連写/セルフタイマー切り替えボタン、メニューや再生画像移動のための移動＋（プラス）ボタン、移動−（マイナス）ボタン、露出補正ボタン、表示画像拡大ボタン、表示画像縮小ボタン、再生スイッチ、絞り１０４を設定された絞りに絞り込ませるための絞りボタン、撮影した画像を消去するための消去ボタン、撮影や再生に関する情報表示ボタンなど不図示のスイッチが接続されており、スイッチの状態が検出されている。

また、上記プラスボタン及びマイナスボタンの各機能は、回転ダイアルスイッチを備えることによって、より軽快に数値や機能を選択することが可能となる。１２７は液晶駆動回路である。１２８は外部液晶表示部材である。１２９はファインダ内液晶表示部材である。液晶駆動回路１２７は、マイクロコンピュータ１２３の表示内容命令に従って、文字、画像を用いて動作状態やメッセージ等を表示する外部液晶表示部材１２８やファインダ内液晶表示部材１２９を駆動する。

また、ファインダ内液晶表示部材１２９には、不図示のＬＥＤなどのバックライトが配置されており、そのＬＥＤも液晶駆動回路１２７で駆動される。マイクロコンピュータ１２３は撮影前に設定されているＩＳＯ感度、画像サイズ、画質に応じた、画像サイズの予測値データをもとに、メモリコントローラ１１９を通して、メモリの容量を確認した上で撮影可能残数を演算することができる。必要に応じて外部液晶表示部材１２８、ファインダ内液晶表示部材１２９にも表示することができる。

１３０は不揮発性メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）で、カメラに電源が入れられていない状態でも、データを保存することができる。１３１は電源部である。電源部１３１は、各ＩＣや駆動系に必要な電源を供給する。

１４０はUSBコネクタ端子である。１４１は画像合成部であり、多重露光撮影を行った際に撮像センサ１１２から読み出された画像データがA/D変換機１１５を通して映像信号処理回路１１６へ入力され必要であれば複数の画像データを合成し一枚の画像データへ変更する。合成された画像データは撮影の間一時的な記憶場所として前記で説明したメモリ１２０へ記憶させておく。

１４２は閾値計算部である。１４３は動きベクトル検出部であり、撮像センサー１１２から取得される被写体の動きベクトルを検出し、被写体の動きベクトルVを算出する。

本実施例では映像信号処理回路１１６へ入力されたフレーム画像N（S100）とフレーム画像N+1（S101）の画像データの被写体の動きベクトルVを検出し（S102）、算出された動きベクトルが予め設定されてある閾値より高いか低いかを求める（S103）。

閾値計算部１４２で求められた閾値計算値が閾値より高い場合被写体は高速で動いていると判断し画像の合成し、メモリ１２０へ格納しておく枚数を少なくする（S104）。また閾値計算部１４２で求められた閾値計算値が予め設定されている閾値Pより少なかった場合被写体は低速で動いていると判断し、合成する画像データのメモリ１２０へ格納しておく枚数を多くする（S105）。その後フレームNをインクリメントし（S106）再度、（S100）に戻りセンサーから次のフレーム画像を読み出して処理を繰り返し、動的に動きベクトルを算出し保持しておく合成画像の枚数を変化させる。

図3を用い、先ほど説明したフローチャートの説明を補足する。１１２は撮像センサーであり、撮像センサー内のA,B,C,D,Eは撮像センサーから取得されたフレームの画像である。映像信号処理回路１１６は閾値計算部１４２と画像合成部１４１を備えており、撮像センサー１１２で作られた画像データを処理するところである。閾値計算部１４２では撮像センサー１１２で作られた画像データを逐一隣のフレームとを比較し、画像間の動きベクトルを求め、予め設定してある動き量閾値より高いか低いかの判定を行っている場所である。画像合成部１４１は撮像センサーから取得された画像を逐次合成していく場所である。

合成した結果は表示部材１１８へ出力させユーザーに現在の仕上がりを表示する。また、先ほど説明した動きベクトルが閾値より高い場合はメモリに保持しておく合成画像データは少なくてよいと判断し画像合成部１４１からメモリ１２０への配置は少なくする。例えば、1フレーム飛ばしなどを行い少なくする。閾値が少ない場合は画像合成部１４１からメモリ１２０への配置は多くしたいので、例えば画像合成した毎フレームをメモリ１２０へ配置することを行う。

撮影終了時のフローは図５を用いて説明する。撮影終了指示（S300）を撮像装置が受け付けると、多重露光撮影における長秒時撮影を終了する（S301）。その後、合成処理を行い画像の生成を行う（S302）。メモリ１２０に保存していある合成画像データを表示部材１１８に一覧表示させる。ユーザーは表示部材１１８に表示されてある画像を選ぶことによりメモリから記録媒体にファイルとして保存する（S304）。最後にメモリ１２０に保持してある合成画像データをクリアすることで多重露光撮影時の長秒露光撮影を終了させる。

以上のように、本実施形態によって多重露光撮影時の長秒露光撮影を行った場合、被写体の動きベクトルにより閾値より高いか低いかで合成画像データの比率を変えることにより被写体が高速で動作している場合でも低速で動作している場合でも失敗の少ない撮影を提供することが可能となる。

［実施例２］
以下、図４を参照して、本発明の第２の実施例による、ユーザーが設定した撮影モードによって閾値を変更しより失敗しにくい最適な多重露光撮影における長秒時撮影について説明する。

実施例１で説明した映像信号処理回路１１６へ入力されたフレームN（S200）とフレーム画像N+1（S201）より画像データの被写体の動きベクトルVを検出し（S202）、ユーザーが設定した撮影モードが高速被写体に向いている撮影モード、例えばスポーツモードのように撮影モードを変更することによってシャッタースピードが高速になるモードなどは前記閾値Pを通常より高めに設定しておく。（S204）また、撮影モードが低速のものを撮影することに向いている設定になったとき、例えばシャッタースピードが遅く設定されるモードになっている場合は閾値Pを予め低めに設定することにより（S205）、そのモードから多重露光撮影における長秒時撮影に入ったとき、より被写体にあった制御が可能となる。

その後は実施例１に説明してある流れと同様であり、動きベクトルVが閾値Pより高いか低いかの判定を行い、（S206）閾値Pより動きベクトルVが高かった場合は保持しておく合成画像データを少なく設定し（S207）、Nをインクリメントし（S209）処理を繰り返す。閾値Pより動きベクトルVが低い場合は保持しておく合成画像データを多く設定し（S208）Nをインクリメントし（S209）処理を繰り返す。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０１ 撮影レンズ
１０２ ＡＦ（オートフォーカス）駆動部

Claims (3)

1. 撮像装置において、被写体を撮像し、画像データを生成する撮像手段（１１６）と、
   前記撮像手段の露光時間を設定する設定手段（１２４）と、
   前記設定手段（１２４）により設定された前期露光時間を複数の露光時間に分割し、前記分割された複数の露光時間ごとに前記撮像手段（１１６）から得られる画像データを順次合成して、所定数の画像データが合成された合成画像データを生成する合成手段（１４１）と、
   前記分割された複数の露光時間ごとに前記撮像手段（１１６）から得られる画像データの前の画像データと次の画像データを比較して被写体の動きベクトルを算出する手段（１４３）と、
   前記動きベクトル算出手段（１４３）により算出された動きベクトルが予め設定されている閾値より高いか低いかを判定し、保存する合成画像データの枚数を変更する保存フレーム枚数変更手段（１４２）とを備えることを特徴とする撮像装置。
2. 撮影後に合成画像データをユーザーが選択し、記録媒体にユーザー選択した画像を合成し保存する手段（１４１）を持つ請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記保存する合成画像データの枚数を変更する保存フレーム枚数変更手段（１４２）は、前記動きベクトル算出手段（１４３）により算出された動きベクトルが閾値より高い場合はメモリに保存しておく合成画像データの枚数を初期設定枚数より少なく保存し、動きベクトルが閾値より低い場合はメモリに保存しておく合成画像データの枚数を初期設定枚数より多く保存する手段（１４２）を持つ請求項１に記載の撮像装置。