JP2015215553A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】流し撮りの成功率を向上させる撮像装置を提供すること。
【解決手段】流し撮りを行う撮像装置において、流し撮り判定手段によって撮像装置が流し撮り操作がされていると判定される場合には、角速度検出手段によって検出される角速度と前記光学系の焦点距離に基づき、流し撮りシャッター速度を算出する流し撮りシャッター速度算出部２３と、光学系の焦点距離と被写体距離に基づき、所定の被写界深度が確保できる絞り値を算出する絞り値算出部２４と、撮影画像を適正露出に設定する露出制御部２５と、を備え、露出制御部は、流し撮り時には、シャッター速度算出部により算出された流し撮りシャッター速度に基づき、絞り算出部により算出された絞り値または、前記絞り値よりもさらに絞り込んだ絞り値を設定して、適正露出の設定を行う。
【選択図】図６

Description

本発明は、撮像装置の流し撮り機能に関する。

写真の撮影技法の１つとして流し撮りという撮影方法がある。この撮影技法は、動く被写体をカメラで追いながら低速なシャッター速度で撮影することで、図１３のように背景が流れ、主要被写体は流れることなく撮影されるので、主要被写体が際立ち、スピード感や動きを表現できるという撮影技法である。

流し撮り撮影において、背景を流してスピード感を出すためには、シャッター速度を低速にする必要があるが、低速すぎると手ぶれが生じやすくなるため、失敗撮影になる可能性が高まる。

流し撮りの効果は、撮影対象となる被写体像の背景部分が、撮影画角に対して３％程度の流れ量で流し撮り効果が見え始める。さらに流れ量を増やすことで、主要被写体の動きに対するスピード感は増加するが、撮影の難易度は高くなる。従って、流し撮り撮影においての目安として、背景の流れ量が撮影画角の５％程度になるシャッター速度を選択することで適度な流し撮り効果を得つつ、撮影の成功率を高めることができることが知られている。

一方、背景の流れ量はカメラを振るスピードやレンズの焦点距離により変化するため、流し撮り時のシャッター速度は、現場で何度か試し撮りをした結果で決められることが多く、流し撮りを行うには経験と技術が必要であった。これに対して、熟練者でなくとも流し撮りができるようなカメラが提案されている。例えば特許文献１のカメラでは、ジャイロセンサによって検出した軸回りの角速度と、撮影レンズの焦点距離信号と、撮影レンズの焦点距離より面上の背景流れ速度を計算し、その値から背景流れ速度を求めて、流し撮り用シャッター速度を設定する。これにより、流し撮りに適したシャッター速度が自動的に設定される。

特開平５−２３２５６２号公報

流し撮り時には、シャッター速度を流し撮り用に設定するだけでなく、シャッター速度以外の他の露出条件も流し撮りに適した条件に設定される必要がある。このように流し撮りには複雑な条件設定が要求される。これらの要件に対して、流し撮りの成功率を向上させる撮像装置であり、かつ適切な露出条件を確認できる撮像装置があれば、流し撮りがより手軽に行われるようになるはずである。
本発明は、上記課題に鑑み、流し撮りの成功率を向上させる撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、流し撮りを行う撮像装置において、被写体像を結像する光学系および、前記光学系によって結像された被写体像から撮影画像を取得する撮像素子を含む撮像手段と、前記撮像装置に生じる角速度を検出する角速度検出手段と、前記角速度検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像装置が流し撮り操作がされているか否かを判定する流し撮り判定手段と前記流し撮り判定手段によって前記撮像装置が流し撮り操作がされていると判定される場合には、前記角速度検出手段によって検出される角速度と前記光学系の焦点距離に基づき、流し撮りシャッター速度を算出する流し撮りシャッター速度算出部と、前記光学系の焦点距離と被写体距離に基づき、所定の被写界深度が確保できる絞り値を算出する絞り値算出部と、前記撮影画像を適正露出に設定する露出制御部と、を備え、前記露出制御部は、前記流し撮り時には、前記シャッター速度算出部により算出された流し撮りシャッター速度に基づき、前記絞り算出部により算出された絞り値または、前記絞り値よりもさらに絞り込んだ絞り値を設定して、適正露出の設定を行う。

本発明によれば、流し撮りの成功率を向上させる撮像装置を提供することができる。

デジタルカメラの主要な機能を示すブロック図である。 ブレ補正マイコンの内部機能を示すブロック図である。 流し撮り中の角速度センサの角速度変化を示すグラフである。 流し撮り中の、ヨー方向とピッチ方向の角速度の変化例を示すグラフである。 ωyaw、ωpitch及びωpanの方向関係を示す座標である。 システムコントローラにより実行される露出制御の機能ブロック図である。 システムコントローラとブレ補正マイコンによる制御処理の手順を示すフローチャートである。 ＡＥ制御の手順を説明するフローチャートである。 流し撮りの適否に応じたアイコンをＥＶＦに表示する処理に関するブロック図である。 流し撮り判定フラグ及び露出判定フラグに対する表示アイコンの関係表である。 露出判定部による露出判定処理の手順を説明するフローチャートである。 露出判定処理に用いられるＰ線図である。 流し撮り時あるいは流し撮りトレーニングモードで、表示される画面例である。

以下、図面に従って本発明の実施形態を説明する。実施形態では、本発明の撮像装置がデジタルカメラに適用された例を示す。図１は、デジタルカメラ１（以下、カメラ１と称す）の主要な機能を示すブロック図である。カメラ１は、光学系１０、絞り１２、フォーカルプレーンシャッター１４、撮像素子１６、エンコーダ１８、システムコントローラ２０、ブレ補正マイコン３０、角速度センサ４０及びブレ補正機構部４２を有する。

光学系１０は、被写体からの光束を撮像素子１６に集光するための光学系である。Ｌａは光学系１０の光軸である。光学系１０は、フォーカスレンズ及びズームレンズ等の複数のレンズを有する。

絞り１２は、絞り羽根を有し、光学系１０を介して入射する光束の量を絞り羽根の角度により調整する。フォーカルプレーンシャッター１４は、光学系１０から入射する被写体光による露光時間（シャッター速度）を調整するものである。フォーカルプレーンシャッター１４は、被写体光が入射する開口を遮蔽する遮光幕と遮光幕を移動させるアクチュエータを有し、撮影時に開閉動作がなされ、ライブビュー時には開放状態が維持される。

撮像素子１６は、光学系１０を介して集光された被写体からの光束が結像される光電変換面（像面）を有する。撮像素子１６は、ＣＣＤあるいはＣＭＯＳいずれもタイプでもよい。エンコーダ１８は、光学系１０のズームレンズの位置を検出する。光学系１０及び撮像素子１６を合わせて、撮像手段とも呼ぶ。

システムコントローラ２０は、カメラ１を統括的に制御するものである。システムコントローラ２０は、制御プログラムを記憶する記憶部と制御プログラムを読込んで処理を実行するＣＰＵ(不図示)を有し、ＣＰＵによるソフトウェア処理により制御を行う。

ブレ補正マイコン３０は、通常の撮影時に、検出されたカメラ１の動きに基づいて生じる結像位置の移動（像ブレ）を相殺するよう、手ブレ補正を制御するものである。ブレ補正マイコン３０の流し撮り時の動作については、図２以降で説明する。

角速度センサ４０は、撮影者によるカメラ１の動きを検出するセンサである。角速度センサ４０は、カメラ１のヨー（ｙａｗ）方向及びピッチ（ｐｉｔｃｈ）方向の角速度を検出するよう設けられる。ヨー（ｙａｗ）方向は、カメラ１の垂直方向（Ｙ軸）を軸とした回転運動である。ピッチ（ｐｉｔｃｈ）方向は、カメラ１の水平方向（Ｘ方向）を軸とした回転運動、つまりカメラ１の前後方向への傾きである。角速度センサ４０は、さらにカメラ１の光軸を回転軸とする回転運動であるロール（ｒｏｌｌ）方向について設けられていても良い。角速度センサ４０は、角速度検出手段とも呼ぶ。

ブレ補正機構部４２は、撮像素子１６を光電変換面に沿って上下（Ｙ軸方向）及び左右方向（Ｘ軸方向）にそれぞれ移動させるアクチュエータ（例えばボイスコイルモータや超音波モータ）を備えて、ブレ補正マイコン３０の指示に応じて撮像素子１６を水平・垂直方向に移動させるものである。

また、カメラ１は、ＥＶＦ５０、メモリーカード５２、レリーズＳＷ（スイッチ）６０、設定ダイヤル６２及び変倍操作部６４を有する。ＥＶＦ５０は、カメラ１の背面上部に設けられる覗き込み型の表示装置である。ＥＶＦ５０には、視認用のライブビュー画像や記録済画像が表示される。ＥＶＦ５０の表示体は、例えばＴＦＴあるいは有機ＥＬである。なお、表示装置としては、ＥＶＦと共にあるいはＥＶＦの代わりに、カメラ１の背面に大型の液晶表示装置を備えても良い。メモリーカード５２は、着脱可能な不揮発性の記録媒体で、保存用の撮影画像が記録される。

レリーズＳＷ６０は、撮影指示を受け付ける２段式のボタンである。レリーズＳＷ６０は、カメラ１の上面に配置され、半押し状態となる１段目の１ｓｔレリーズにより撮影準備開始が指示され、全押し状態となる２段目の２ｎｄレリーズにより露光（露出）開始指示がされる。

設定ダイヤル６２は、回転操作によってカメラモードや絞り値等を変更する操作部材である。設定ダイヤル６２は、ＥＶＦ５０に表示されたメニュー画面等を見ながらユーザーが各種設定を変更する際に操作される。変倍操作部６４は、カメラ１のレンズ枠に設けられるリング状の操作部材である。変倍操作部６４の回転操作によって変倍操作部６４に繋がったカム枠が回転され、カム枠の回転によりズームレンズが所定の位置に移動されて、焦点距離（変倍率）が変更される。なお、変倍操作部６４は、カム枠を直接的に回転するものではなく、ズームレンズを駆動するモータへの制御量をシステムコントローラ２０に通知する指示部材であってもよい。

撮影における各部の作用について、簡単に説明する。被写体からの光束は、光学系１０により、撮像素子１６の光電変換面に被写体像として結像され、撮像素子１６から出力された画像信号は、ライブビュー画像としてＥＶＦ５０に表示される。システムコントローラ２０は、ユーザーによるレリーズＳＷ６０の１ｓｔレリーズを検出すると、ＡＦ及びＡＥを実行する。システムコントローラ２０は、レリーズＳＷ６０の２ｎｄレリーズを検出すると、設定された絞りやシャッター速度に基づいて、フォーカルプレーンシャッター１４を所定期間開放し、撮像素子１６を露出状態とする。

露出終了後、システムコントローラ２０は撮像素子１６から光電変換された電荷を映像信号として読み出す。システムコントローラ２０は、読み出した映像信号に種々の処理を施し、画像データとしてメモリーカード５２に記録する。

露出中に、角速度センサ４０は、それぞれの軸周りの回転運動の角速度を検出し、ブレ補正マイコン３０に通知する。前述したように、角速度センサ４０は、カメラ１の水平方向を軸とした回転運動であるピッチ方向の角速度（ωpitch）と、カメラ１の垂直方向を軸とした回転運動であるヨー方向の角速度（ωyaw）を検出する。

ブレ補正マイコン３０は、角速度センサ４０で取得した角速度に基づいて、角度変化を算出し、角度変化量と、光学系１０の焦点距離の情報とに基づいて撮像素子１６の像面に生じるブレ量を算出し、ブレ補正機構部４２を制御して、そのブレを打ち消すように撮像素子１６を水平・垂直方向に所定量移動させる。こうすることで、ブレの無い画像を撮影することができる。

また、システムコントローラ２０は、ズームレンズの位置を検出するエンコーダ１８の出力に基づき、光学系１０の焦点距離を算出する。

図２は、ブレ補正マイコン３０の内部機能を示すブロック図である。ブレ補正マイコン３０は、ＡＤＣ３１、ＣＰＵ３２、ＳＩＯ３４及びドライバ３６を有する。ＡＤＣ(Analog to Digital Convertor)３１は、角速度センサ４０から角速度の検出値であるアナログ信号を入力し、ＡＤ変換して、ＣＰＵ３２で扱うことができるデジタル値に変換するものである。また、ＡＤＣ３１は、角速度センサ４０からの角速度を平均化する処理も行う。

ＣＰＵ３２は、制御プログラムを読込んで所定の処理を実行する演算処理手段である。ＣＰＵ３２により実行される処理を、基準算出部３２ａ、減算部３２ｂ、流し撮り検出部３２ｃ、通信部３２ｄ、ブレ補正部３２ｅとして表す。ＳＩＯ(Serial Input and Output interface unit)３４は、システムコントローラ２０とデータの送受信を行うシリアルインターフェースである。ドライバ３６は、ブレ補正機構部４２のアクチュエータを駆動して撮像素子１６を所定方向に移動させるものである。

基準算出部３２ａは、カメラ１が静止している時に、角速度センサ４０から出力される値を基準値として算出するものである。基準値は角速度センサ４０の固有ノイズ成分に相当する。減算部３２ｂは、角速度センサ４０から出力される値から、基準算出部３２ａで算出された基準値の減算処理を行うものである。減算部３２ｂによる演算出力は、ヨーおよびピッチ方向に対する回転方向の正負に対応する符号付きの値となる。この時の符号は、ヨー及びピッチ方向に対する回転方向の正負情報を示すことになる。なお、基準算出部３２ａと減算部３２ｂによる処理は、ＨＰＦ（ハイパスフィルタ）などでも代用してもよく、本方法に限定するものではない。

流し撮り検出部３２ｃは、符号付きの値に変換された角速度により流し撮り中か否かを判定するものである。流し撮り検出部３２ｃは、流し撮り判定手段とも呼ぶ。流し撮り中か否かの判定の詳細は、図３で説明する。

流し撮り検出部３２ｃは、流し撮り判定結果に基づく流し撮り判定フラグを通信部３２ｄに出力する。また、流し撮り検出部３２ｃは、流し撮り操作に関わる角速度を通信部３２ｄに出力する。流し撮り操作に関わる角速度とは、符号付きのヨー角速度（ωyaw）及びピッチ角速度（ωpitch）である。通信部３２ｄは、ＳＩＯ３４を経由して、流し撮り判定フラグ及び流し撮り操作に係る角速度をシステムコントローラ２０に通知する。

また、流し撮り検出部３２ｃは、判定結果に応じて、補正すべき角速度をブレ補正部３２ｅに通知する。ブレ補正部３２ｅは、入力された角速度を時間積分し、角度変化を求め、角度変化と光学系１０の焦点距離から撮像素子１６の像面に生じるブレ量を算出する。ここで、流し撮り検出部３２ｃにより流し撮りと判定された場合には、ブレ補正部３２ｅは、検出した角速度から、流し撮り操作に関わる角速度を差し引いた値を、補正すべき角速度とする。

逆に、流し撮り検出部３２ｃにより流し撮りでない（通常撮影）と判定された場合は、ブレ補正部３２ｅは、検出した角速度をそのまま補正すべき角速度とする。つまり、ピッチ方向及びヨー方向の両方の角速度（ωpitch、ωyaw）が補正すべき角速度とされる。

ブレ補正部３２ｅは、ブレ量をいずれか（流し撮りｏｒ通常撮影）補正すべき角速度から算出し、算出したブレ量を打ち消すようブレ補正機構部４２の補正量を算出して、ドライバ３６に出力する。ドライバ３６は、算出された補正量に基づき、ブレ補正機構部４２を駆動する。ブレ補正機構部４２のアクチュエータは補正量に基づいて撮像素子１６を移動して、ブレ補正動作が行われる。

図３は、流し撮り操作中の角速度センサ４０の角速度変化を示すグラフである。流し撮り期間中は、角速度の検出値は、基準値（静止時の角速度）に対して、一方向に偏りが生じ、さらに通常カメラを構えたときに生じる角速度よりも大きな角速度が発生する。

流し撮り検出部３２ｃは、以下の方法で流し撮りを検出する。例えば、撮影者がカメラ１の水平方向の移動を開始すると、Ｙａｗ方向の角速度が増加する。流し撮り検出部３２ｃは、角速度が流し撮り検出閾値ＴＨを所定期間（図３中ｔ１〜ｔ２：認定期間）継続して超えた場合に、流し撮りが開始されたと判定する。流し撮り検出閾値ＴＨ(破線)は、通常カメラを構えた状態で発生する角速度よりも高い値に設定される。

そして、流し撮り検出部３２ｃは、流し撮り判定後に、角速度が基準値以下になったことを検出（ｔ３）して、流し撮りが終了したと判定する。従って、カメラが流し撮りと検出する検出期間（流し撮り検出期間）は、ｔ２〜ｔ３の期間となる。流し撮り開始の判定を、角速度の大きさだけはなく、一定以上の大きさの角速度が、設定期間である所定時間以上継続したことで判定することで、カメラを大きく動かしただけの動作を流し撮りと誤判定することが防止できる。

図４は、流し撮り中の、ヨー方向とピッチ方向の角速度の変化例を示すグラフである。実際の流し撮りの際には、カメラが前又は後に傾きながら移動されたりもするので、図４に示すようにヨー方向の角速度ωyawだけでなく、ピッチ方向の角速度ωpitchも発生する。これらの回転方向成分を含めた、流し撮りの実際の角速度ωpan（破線）は、ヨー方向の角速度ωyaw及びピッチ方向の角速度ωpitchの組み合わせとなる。

実際の流し撮りに基づく角速度ωpanは、以下の式１のように、ヨー方向とピッチ方向の角速度を２乗平均した値となる。
式１で示す ωpanは、ヨー方向とピッチ方向の角速度成分を合成した角速度の絶対値である。

図５は、ωyaw、ωpitch及びωpanの方向関係を示す座標である。ωyawをX軸、ωpitchをY軸とする。流し撮り方向のヨー方向に対する傾き角度θyaw、流し撮り方向のピッチ方向に対する傾き角度θpitch、は図５に示すような関係となり、各軸に対する傾き角度を算出することができる。

次に、流し撮りと判定された後に、検出された角速度から適切な露出制御を行う方法を説明する。図６は、システムコントローラ２０により実行される露出制御の機能ブロック図である。システムコントローラ２０は、傾き検出部２１、流し撮り角速度算出部２２、流し撮りＴｖ値算出部２３、流し撮りＡｖ値算出部２４及びＡＥ制御部２５を有する。傾き検出部２１〜ＡＥ制御部２５は、システムコントローラ２０のＣＰＵのソフトウェア処理により実行される機能である。

傾き検出部２１は、角速度の検出軸に対してカメラ１が振られている軸の傾き（例えばθyaw）を検出して、流し撮り角速度ωpanを検出するものである。傾き検出部２１は、ブレ補正マイコン３０から取得したヨー方向の角速度とピッチ方向の角速度から、図５で示したように、カメラが振られている軸と角速度の検出軸の傾きを検出する。

流し撮り角速度算出部２２は、検出軸の傾きに基づき式１によって、流し撮り時の実際の角速度となる、流し撮り角速度ωpanを算出する。

流し撮りＴｖ値算出部２３は、流し撮り角速度算出部２２で算出された流し撮り角速度ωpanと焦点距離ｆに基づいて流し撮りシャッター速度Ｔｖ値を算出するものである。流し撮りＴｖ値算出部２３は、シャッター速度算出部とも呼ぶ。以下に、流し撮りシャッター速度Ｔｖ値の算出方法を説明する。

１秒間露光した場合の流れ量Ｆｐｓは、流し撮り角速度ωpanから、以下式より求めることができる。
Ｆｐｓ=ｆ×ｔａｎ（ωpan）≒ｆ×ωpan×π／１８０ （式２）
ｆ：焦点距離
Ｆｐｓ：１秒あたりの流れ量
なお、式２の右辺で示すものは、流し撮り角速度ωpanの値が小さい値で近似できる際を示したものである。
目標とする流れ量Ｌを画面に発生させるための流し撮りシャッター速度Ｔpanは、
Ｔpan＝Ｌ／Ｆｐｓ （式３）
Ｌ：目標流れ量
となる。ここで、撮像素子１６のサイズが３５ｍｍフルサイズで、目標流れ量Ｌを長辺に対する５％とすると、目標流れ量Ｌは１．８ｍｍとなる。
ここで、流し撮りＴｖ値は、式３で算出した流し撮りシャッター速度Ｔpanから、ＡＰＥＸ値で示すＴｖ値に、以下式で変換される。
Ｔｖpan＝−ｌｏｇ₂ Ｔpan （式４）
流し撮りＴｖ値算出部２３は、変換した流し撮りＴｖ値をＡＥ制御部２５に通知する。

流し撮りＡｖ値算出部２４は、ブレ補正マイコン３０から取得した流し撮り判定フラグ、焦点距離ｆ、被写体距離ｓに基づき、流し撮り下限Ａｖ値を算出する。流し撮り下限Ａｖ値は、設定される絞り値Ｆ（光学系と絞り量で決まるＦナンバー）に基づいて算出されるＡＰＥＸ値（Ａｖ値）の下限値である。具体的に流し撮りＡｖ値算出部２４は、流し撮り用の絞りとして、十分な被写界深度を確保できる絞り値を下限Ａｖ値として算出する。流し撮りＡｖ値算出部２４は、絞り値算出部とも呼ぶ。焦点距離ｆは、エンコーダ１８の出力より算出され、被写体距離ｓは、光学系のピント位置検出等、公知のＡＦ処理により算出される。以下に、流し撮りＡｖ値の算出方法を説明する。

まず、一般的に過焦点距離Ｈ及び前側被写界深度Ｄｎは以下の式より求めることができる。
Ｈ=（ｆ×ｆ）／（Ｆ×ｃ） (式５)
ｆ：焦点距離
Ｆ：絞り値
ｃ：許容錯乱円
Ｄｎ=（ｓ×ｓ）／（Ｈ＋ｓ） (式６)
ｓ：被写体距離
式５及び式６を展開すると、
Ｆ= （ｆ×ｆ）／（Ｈ×ｃ） (式７)
Ｈ=(ｓ×ｓ)／Ｄｎ−ｓ (式８)

ここで、一般的には前側被写界深度より後側被写界深度の方が長いため、本発明では前側被写界深度Ｄｎに固定値（例えば、１ｍ）を入れることで、流し撮り時に許容したいピント範囲を決める。前側被写界深度Ｄｎ及びシステムコントローラ２０からの被写体距離より過焦点距離Ｈを算出する。式５内の許容錯乱円ｃは、一般的に以下のように求めることができる。
ｃ=ｄ／１３００ (式９)
ｄ：撮像素子の対角線長

式８及び式９に基づいて、式７の絞り値Ｆを算出する。さらに、この算出された絞り値Ｆに対応して変換されるＡＰＥＸ値が、流し撮り下限Ａｖ値となる。（式１０）
流し撮り下限Ａｖ値＝２×ｌｏｇ2 （Ｆ） （式１０）
つまり、式８から式１０によって算出された流し撮り下限Ａｖ値＝６の場合には、絞り値のＡＰＥＸ値であるＡｖ値を６以上（７，８・・）に設定すれば、必要な被写体深度が確保されることになる。この時のＡｖ値を絞り値に直すと、Ｆ８以下（Ｆ１１，Ｆ１６・・・）に絞り込めば、必要な被写体深度が確保される。

なお、次に示す算出式を使用して下限Ａｖ値を算出しても良い。撮像素子１６の画素ピッチから、撮像素子１６の限界解像力を以下の式より求めることができる。
撮像素子限界解像力 = (１／画素ピッチ)／２ (式１１)
また、収差のない理想的なレンズの解像力は以下の式より求めることができる。
レンズ解像力 = １／(１．２２×λ×Ｆ) (式１２)
λ：波長
Ｆ：絞り値

式１１及び式１２より下限Ａｖ値を以下の式より求めることができる。つまり、レンズ解像力 ≧ 撮像素子限界解像力であれば、小絞りボケの影響を小さくできる。式１１を式１２に代入し、理想的なレンズでの許容絞り値Ｆを算出する。
Ｆ = １／(１．２２×λ×撮像素子限界解像力) (式１３)
ただし、現実的には収差のないレンズの製作が難しいため、式１３で算出した値より1段小さい絞り値を使用することが望ましい。この絞り値を下限Ａｖ値とする。
下限Ａｖ値 = ２×ｌｏｇ2 （Ｆ） − １（段） (式１４)
式７で算出した絞り値Ｆに対するＡＰＥＸ値（Ａｖ値）が式１４で算出した下限Ａｖ値より小さい場合は下限Ａｖ値を流し撮りＡｖ値としても良い。

なお、カメラ１に搭載される光学系１０が、焦点距離ｆ及び被写体距離ｓに関わらず、絞り値Ｆで必要な前側被写界深度Ｄｎを確保できるような場合には、流し撮りＡｖ値算出部２４は、流し撮りＡｖ値としてその絞り値Ｆを固定値としても用いても良い。例えばＦ８程度の小絞りであれば、一定以上の前側被写界深度Ｄｎが確保できるので、Ｆ８を固定値として用いてもよい。ここで設定した絞り値Ｆの固定値は、システムコントローラ２０のメモリに記憶される。流し撮りＡｖ値算出部２４は、算出した流し撮り下限Ａｖ値をＡＥ制御部２５に通知する。

ＡＥ制御部２５は、被写体の輝度情報を測光して得る輝度値（Ｂｖ）を取得した上で、撮影画像をＡＰＥＸ式に基づいて適正露出になるように、シャッター速（Ｔｖ）、絞り値（Ａｖ）、撮像素子の感度（Ｓｖ）を設定する。さらにＡＥ制御部２５で設定したそれぞれの値を露出制御に係る各部に対して具体的に制御する制御部（不図示）に通知するものである。ＡＥ制御部２５は、露出制御部とも呼ぶ。なお、上述の輝度値の取得は、不図示である測光センサを用いるものであってもよいし、ライブビュー撮影時に撮像素子１６から取得される逐次画像信号より被写体の輝度値を取得するものであってもよい。

ＡＥ制御部２５は、流し撮り判定フラグが１の場合（ブレ補正マイコン３０の流し撮り検出部３２ｃで流し撮りが検出された場合）には、流し撮りＴｖ値算出部２３から通知された流し撮りＴｖ値、流し撮りＡｖ値算出部２４から通知された流し撮りＡｖ値を下限のＡｖ値とする。そして測光で取得した輝度値（Ｂｖ）より、適正露出条件を満たすように流し撮りＡｖ値とＳｖ値を算出する。

ここで、下限Ａｖ値から流し撮りＡｖ値を設定する作用の詳細を示す。ＡＥ制御部２５は、ＡＥ制御の制御手段を含むプログラムに従って、下限Ａｖ値から流し撮りＡｖ値が選択される。
ここで、ＡＥ制御部２５は、下限Ａｖ値が対応する光学系１０の最大のＡｖ値（最小絞り）と等しければ、下限Ａｖ値を流し撮りＡｖ値とする。一方、下限Ａｖ値が対応する光学系１０の最大のＡｖ値より小さい場合には、下限Ａｖ値より大きなＡｖ値（より小さな絞り）の選択も可能となる。例えば、撮影時の被写界深度を重視するのであれば、ＡＥ制御部２５は、下限Ａｖ値よりもさらに大きい流し撮りＡｖ値を選択する。そして、流し撮りＴｖ値と流し撮りＡｖ値で決まる撮影画像の露出値に対して、適正露出が得られるように撮像素子の感度（Ｓｖ）を可変して設定する。
また、撮影で画像のノイズを重視するのであれば、感度（Ｓｖ）を上げないようにするため、ＡＥ制御部２５は、下限Ａｖ値を流し撮りＡｖ値に選択して、光速の量を最大限に取得するようにする。この場合は、ＡＰＥＸ式に基づき、感度（Ｓｖ）を最小限に上げて、適正露出を得られるようにする。

なお、ＡＥ制御部２５は、流し撮り判定フラグが０の場合（ブレ補正マイコン３０で流し撮りが検出されない場合）には、入射される光束から取得した輝度値から、通常撮影用のプログラム線図に従って、適正露出が得られるようにＴｖ、Ａｖ、Ｓｖを算出する。

図７は、システムコントローラ２０とブレ補正マイコン３０による露出制御処理を示すフローチャートである。図の左側がシステムコントローラ２０による処理で、右側がブレ補正マイコン３０による処理である。ここで、カメラ１は、設定ダイヤル６２により撮影モードとして流し撮りモードが予め選択されて、レリーズＳＷ６０の１ｓｔレリーズが押下されたとする。なお、カメラ１は、流し撮りモードに設定されていても、流し撮り動作が検出されないで撮影指示がされた場合には、流し撮りでない通常の撮影を実行するものとする。

システムコントローラ２０は、流し撮りモードが選択されているので、カメラ状態取得コマンド（コマンド−１）をブレ補正マイコン３０に発行し、カメラの状態を取得する（ステップＳ１０）。カメラの状態とは、流し撮り判定フラグと、流し撮りに関わる角速度（ωyaw、ωpitch）である。流し撮りに関わる角速度は、所定期間で平均化された角速度である。

流し撮り判定フラグが１の場合には（流し撮り検出中）、流し撮りに関わる角速度は有効な値として用い、流し撮り判定フラグが０の場合には（流し撮りでない）は、流し撮りに関わる角速度は当然に無効な値となる。図３のｔ２〜ｔ３期間内が、流し撮り検出中となる。
ブレ補正マイコン３０は、カメラ状態取得コマンド（コマンド−１）を受信したら、流し撮り判定フラグと、流し撮りに関わる角速度をシステムコントローラ２０に応答する（ステップＴ１０）。

システムコントローラ２０は、取得した流し撮り判定フラグに基づいて流し撮り中かを判定する（ステップＳ１２）。システムコントローラ２０は、流し撮り中と判定すると（ステップＳ１２ＹＥＳ）、システムコントローラ２０は、流し撮りＴｖ値（シャッター速度）を算出する（ステップＳ１４）。流し撮りＴｖ値算出部２３が、上述した式２〜式４に基づき、流し撮りＴｖ値を算出する。

システムコントローラ２０は、流し撮り中ではないと判定すると（ステップＳ１２ＮＯ）、ステップＳ１４をジャンプして、ステップＳ１６に進む。システムコントローラ２０は、ＡＥ制御を行う（ステップＳ１６）。図８は、ＡＥ制御の手順を説明するフローチャートである。

システムコントローラ２０は、まず、取得した流し撮り判定フラグに基づいて流し撮り中かを判定する（ステップＳ３０）。流し撮りＡｖ値算出部２４は、流し撮り中と判定すると（ステップＳ３０ＹＥＳ）、流し撮り下限Ａｖ値を算出する（ステップＳ３２）。流し撮りＡｖ値算出部２４が、上述した式５〜式１０に基づき、流し撮り下限Ａｖ値を算出する。ＡＥ制御部２５は、流し撮り下限Ａｖ値と、具体的な光学系１０のＦ値やＳｖ値の設定可能範囲等から、上述した方法で、流し撮りＡｖ値を算出する。なお、流し撮りＡｖ値を固定値とする場合には、流し撮りＡｖ値算出部２４は、システムコントローラ２０のメモリに記憶された固定値（例えば、Ａｖ６：Ｆ８）を読み出し、設定する。

システムコントローラ２０のＡＥ制御部２５は、その後、ステップＳ１４で算出した流し撮りＴｖ値とステップＳ３２で算出した流し撮りＡｖ値より決まる露出値（Ｅｖ）に対して、測光した被写体輝度（Ｂｖ値）に基づき適正露出になるようなＳｖ値を算出する（ステップＳ３４）。

システムコントローラ２０は、流し撮り中ではないと判定すると（ステップＳ３０：ＮＯ）、ＡＥ制御部２５は、測光した被写体輝度値（Ｂｖ）に対して、通常撮影用のプログラム線図に基づき、Ｔｖ値、Ａｖ値、Ｓｖ値を算出する（ステップＳ３６）。このように、ＡＥ制御部２５は、流し撮り中には、被写体輝度に変化があった場合には、Ｓｖ値を優先して変更する。また、ＡＥ制御部２５は、流し撮り以外で、被写体輝度に変化があった場合には、通常撮影用のプログラム線図に基づき、Ｔｖ値等を変更する。ステップＳ３４及びステップＳ３６終了後は、図７のステップＳ１８に進む。

システムコントローラ２０は、被写体に光学系１０のピントを合わせる動作であるＡＦ（Auto Focus）を行う（ステップＳ１８）。システムコントローラ２０は、ＡＦにより、取得された測定距離情報により被写体距離ｓを算出する。システムコントローラ２０は、２ｎｄレリーズにより露光開始指示があったかを判断する（ステップＳ２０）。システムコントローラ２０は、露光開始指示がないと判断すると（ステップＳ２０：ＮＯ）、ステップＳ１０に戻り、ステップＳ１０〜ステップＳ２０を繰り返す。ただし、ＡＥやＡＦ処理に関しては、毎回行う必要はなく、必要に応じて実施されればよい。

システムコントローラ２０は、露光開始指示があったと判断すると（ステップＳ２０：ＹＥＳ）、手ブレの補正開始指示（コマンド−２）をブレ補正マイコン３０に通知し、フォーカルプレーンシャッター１４を開放して、露光を開始する（ステップＳ２２）。

ブレ補正マイコン３０は、補正開始指示（コマンド−２）を受信した場合、ブレ補正を開始する（ステップＴ１２）。ブレ補正マイコン３０は、流し撮り中には、流し撮り操作をしていない方向のブレのみを補正する。ブレ補正マイコン３０は、流し撮りでない場合には、ピッチ方向とヨー方向のそれぞれのブレを補正する。ブレ補正マイコン３０は、露光中はブレ補正を続ける（ステップＴ１４）。

システムコントローラ２０は、流し撮り中には、設定したＴｖ値に対応する時間まで露光を行い、流し撮りでない場合には２ｎｄレリーズが離されるまで露光を行う（ステップＳ２４）。システムコントローラ２０は、設定した時間経過後、フォーカルプレーンシャッター１４を閉じて露光を終了させ、補正終了コマンド（コマンド−３）をブレ補正マイコン３０に通知し、補正終了指示を行う（ステップＳ２６）。

ブレ補正マイコン３０は、補正終了コマンド（コマンド−３）を受信したら、補正を終了する（ステップＴ１６）。流し撮りモードが継続中であれば、システムコントローラ２０はステップＳ１０に戻り、ブレ補正マイコン３０はステップＳ３０に戻り繰り返す。

以上説明した第１実施形態により少なくとも以下の効果が奏せられる。
・流し撮り時に、流し撮りに適したシャッター速及び絞り値が算出され、流し撮り用に適した露出条件が設定されるので、流し撮りの成功率と露出の成功率とを両立して向上させることができる。
・流し撮り時の絞り値を、被写界深度を一定以上確保できる値にしたので、主被写体のピントが甘くなることを低減することができる。また、パンニング動作によるコサイン誤差を低減することができる。具体的には、流し撮り開始時と終了時で、主要被写体と撮像装置でのピント状態がずれて主要被写体の像がぼけてしまうことが防止できる
・流し撮り時に、撮像素子の感度を優先的に変更し、被写界深度が確保できる絞り値に固定することで、連写コマ間の画像の印象の変化を低減することができる。また、流し撮り時の絞り値を過剰に与える際に生じる回折現象による小絞りボケを低減して、主要被写体の解像度低下を防止することができる。

次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１実施形態のカメラ１で、流し撮りに適した条件であるかの判定表示を行うものである。図９は、流し撮りの適否に応じた表示をＥＶＦ５０に行う処理に関するブロック図である。流し撮り中あるいは流し撮りトレーニングモード時に、流し撮りの適否を撮影者に、分かりやすいアイコン形式で表示する。流し撮りトレーニングモードとは、流し撮り用のカメラ操作を練習するためのモードである。

システムコントローラ２０に含まれる露出判定部２６は、流し撮りの適否を判定するものである。露出判定部２６は、流し撮りＴｖ値算出部２３から出力される流し撮りＴｖ値と、流し撮りＡｖ値算出部２４から出力される流し撮り下限Ａｖ値、その他Ｓｖ値や光学系が設定し得る最小絞り値に対応する上限Ａｖ値等により、露出連動範囲内であるかの判定を行い、露出判定フラグを出力する。

表示制御部２７は、露出判定フラグに基づき、ＥＶＦ５０に表示する流し撮りの適否のアイコンを切り替え制御するものである。流し撮りの適否のアイコンのデータは、メモリ２８に格納される。表示制御部２７は、露出判定部２６で判定された露出判定フラグとブレ補正マイコン３０から出力される流し撮り判定フラグに基づき、図１０に示す表に従って、表示する流し撮りの適否のアイコンを選択する。

図１０に示すように、表示制御部２７は、流し撮り判定フラグが偽（０）の場合は、通常撮影として、通常撮影アイコンｄ３をＥＶＦ５０に表示する。表示制御部２７は、流し撮り判定フラグが真（１）かつ露出判定フラグが偽（０）の場合は、流し撮り中かつ露出連動範囲内でないとして、露出異常アイコンｄ２をＥＶＦ５０に表示する。また、表示制御部２７は、流し撮り判定フラグ及び露出判定フラグが共に真（１）の場合は、流し撮り中でかつ露出連動範囲内であるとして、流し撮り有効アイコンｄ１をＥＶＦ５０に表示する。表示制御部２７は、選択したアイコンをメモリ２８から読出して、ＥＶＦ５０に表示する。

図１１は、露出判定部２６による露出判定フラグ処理の手順を説明するフローチャートである。露出判定部２６は、流し撮りＴｖ値により、下限Ａｖ値が露出連動範囲内であるかに基づいて露出判定フラグを決める。露出連動範囲内とは露出オーバー判定及び露出アンダー判定共に真である場合である。

露出判定部２６は、露出オーバーを、例えば以下の式で判定する（ステップＳ４０）。
Ｂｖ値 ＋ Ｓｖ_min値 − 流し撮りＴｖ値 ≦ レンズの上限Ａｖ値 (式１５)
Ｂｖ値：測光により得られる被写体の輝度値
Ｓｖ_min値：許容できる最小ＩＳＯ感度
露出オーバー判定が真の場合は（ステップＳ４０：ＹＥＳ）、露出判定部２６は、露出オーバーでないと判定する。この時のＰ線図を図１２に示す。

ステップＳ４２に進む。露出判定部２６は、露出アンダー判定を例えば次のように判定する（ステップＳ４２）。
Ｂｖ値 ＋ Ｓｖ_max値 − 流し撮りＴｖ値 ≧ 流し撮り下限Ａｖ値 (式１６)
Ｂｖ値：測光により得られる被写体の輝度値
Ｓｖ_max値：許容できる最大ＩＳＯ感度
露出アンダー判定が真の場合は（ステップＳ４２：ＹＥＳ）、露出判定部２６は、露出アンダーでないと判定する。露出オーバー判定と露出アンダー判定が共に真である場合は、露出判定部２６は、露出連動範囲内と判定し、露出判定フラグ＝１とする（ステップＳ４４）。

一方、ステップＳ４０が偽の場合（ステップＳ４０：Ｎ０）あるいはステップＳ４２が偽の場合（ステップＳ４２：Ｎ０）には、露出判定部２６は、露出連動範囲内ではないと判定し、露出判定フラグ＝０とする（ステップＳ４６）。

図１３は、流し撮り時あるいは流し撮りトレーニングモードで、表示される画面例である。図１０で示す表に従って、表示制御部２７により、画面左下にｄ１〜ｄ３何れかのアイコンが表示される。
以上説明した第２実施形態により少なくとも以下の効果を奏せられる。
・撮影時に、流し撮りに適した露出条件であるかの判定表示を行うことができるので、流し撮り効果が得られなかった場合の要因をユーザーが視認できる。
・また、撮影前にカメラのパンニングやチルティング操作で行ってみて、判定表示によって流し撮り可能か確認することも可能になる。このため撮像装置１に対して事前に減光（ＮＤ）フィルタを装着する必要があるか否かを判断できるので、流し撮りの成功率を向上させることができる。

また、上記第１，２実施形態では、以下の変形が可能である。
・システムコントローラ２０内の傾き検出部２１〜表示制御部２７の各処理は、ソフトウェア処理として説明したが、一部あるいは全てをハードウェアにより実現するようにしてもよい。ブレ補正マイコン３０のＣＰＵ３２内の基準算出部３２ａ〜ブレ補正部３２ｅの各処理についても、同様である。
・また、シャッターとして、フォーカルプレーンシャッター１４ではなく、素子（電子）シャッターを利用してもよい。流し撮りＴｖ値は、素子シャッターに適用される。
・第２実施形態は、第１実施形態と組み合わせた例を説明したが、第１実施形態とは別に単独で実施するようにしてもよい。

なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではく、実施段階での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することができる。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、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素を適宜組み合わせても良い。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。このような、発明の趣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もちろんである。

１ カメラ
１０ 光学系
１２ 絞り
１４ フォーカルプレーンシャッター
１６ 撮像素子
１８ エンコーダ
２０ システムコントローラ
２１ 傾き検出部
２２ 流し撮り角速度算出部
２３ 流し撮りＴｖ値算出部
２４ 流し撮りＡｖ値算出部
２５ ＡＥ制御部
２６ 露出判定部
２７ 表示制御部
２８ メモリ
３０ ブレ補正マイコン
３１ ＡＤＣ
３２ ＣＰＵ
３２ａ 基準算出部
３２ｂ 減算部
３２ｃ 流し撮り検出部
３２ｄ 通信部
３２ｅ ブレ補正部
３４ ＳＩＯ
３６ ドライバ
４０ 角速度センサ
４２ ブレ補正機構部
５０ ＥＶＦ
５２ メモリーカード
６０ レリーズＳＷ
６２ 設定ダイヤル

Claims (6)

1. 流し撮りを行う撮像装置において、
   被写体像を結像する光学系および、前記光学系によって結像された被写体像から撮影画像を取得する撮像素子を含む撮像手段と、
   前記撮像装置に生じる角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記角速度検出手段の検出結果に基づいて、前記撮像装置が流し撮り操作がされているか否かを判定する流し撮り判定手段と
   前記流し撮り判定手段によって前記撮像装置が流し撮り操作がされていると判定される場合には、前記角速度検出手段によって検出される角速度と前記光学系の焦点距離に基づき、流し撮りシャッター速度を算出する流し撮りシャッター速度算出部と、
   前記光学系の焦点距離と被写体距離に基づき、所定の被写界深度が確保できる絞り値を算出する絞り値算出部と、
   前記撮影画像を適正露出に設定する露出制御部と、を備え、
   前記露出制御部は、前記流し撮り時には、前記シャッター速度算出部により算出された流し撮りシャッター速度に基づき、前記絞り算出部により算出された絞り値または、前記絞り値よりもさらに絞り込んだ絞り値を設定して、適正露出の設定を行う
   ことを特徴とする撮像装置。
2. 前記露出制御部は、前記流し撮り時には、前記撮像装置の撮像素子の感度を優先して変更する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記絞り値算出部は、前記光学系の焦点距離と被写体距離に基づき所定の被写界深度が確保できる絞り値を算出する代わりに、前記所定の被写界深度を確保できる絞り値を固定値として算出する
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記算出された流し撮りシャッター速度及び絞り値が、露出連動範囲内であるかを判定する露出判定部と、
   前記撮像装置に対して流し撮り操作がされた場合に、前記露出判定部により露出連動範囲内と判定されたときには、流し撮り適正を示す表示を行い、前記露出判定部により露出連動範囲内ではないと判定されたときには、流し撮り不適を示す表示を行う表示制御部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
5. 流し撮り時に撮像装置で実行される露出設定方法において、
   撮像装置の光学系によって被写体像を結像し、前記結像された被写体像から撮影画像を取得する撮像ステップと、
   前記撮像装置に生じる角速度を検出する角速度検出ステップと、
   前記角速度検出ステップによる検出結果に基づいて、前記撮像装置が流し撮り操作がされているか否かを判定する流し撮り判定ステップと
   前記流し撮り判定ステップによって前記撮像装置が流し撮り操作がされていると判定される場合には、前記角速度検出ステップによって検出される角速度と前記光学系の焦点距離に基づき、流し撮りシャッター速度を算出する流し撮りシャッター速度算出ステップと、
   前記光学系の焦点距離と被写体距離に基づき、所定の被写界深度が確保できる絞り値を算出する絞り値算出ステップと、
   前記撮影画像を適正露出に設定する露出制御ステップと、を備え、
   前記露出制御ステップは、前記流し撮り時には、前記シャッター速度算出ステップにより算出された流し撮りシャッター速度に基づき、前記絞り算出ステップにより算出された絞り値または、前記絞り値よりもさらに絞り込んだ絞り値を設定して、適正露出の設定を行うことを特徴とする露出設定方法。
6. 流し撮り時に撮像装置のコンピュータで実行されるプログラムにおいて、
   撮像装置の光学系によって被写体像を結像し、前記結像された被写体像から撮影画像を取得する撮影画像取得ステップと、
   前記撮像装置に生じる角速度を検出する角速度検出ステップと、
   前記角速度検出ステップによる検出結果に基づいて、前記撮像装置が流し撮り操作がされているか否かを判定する流し撮り判定ステップと
   前記流し撮り判定ステップによって前記撮像装置が流し撮り操作がされていると判定される場合には、前記角速度検出ステップによって検出される角速度と前記光学系の焦点距離に基づき、流し撮りシャッター速度を算出する流し撮りシャッター速度算出ステップと、
   前記光学系の焦点距離と被写体距離に基づき、所定の被写界深度が確保できる絞り値を算出する絞り値算出ステップと、
   前記撮影画像を適正露出に設定する露出制御ステップと、を備え、
   前記露出制御ステップは、前記流し撮り時には、前記シャッター速度算出ステップにより算出された流し撮りシャッター速度に基づき、前記絞り算出ステップにより算出された絞り値または、前記絞り値よりもさらに絞り込んだ絞り値を設定して、適正露出の設定を行うことを特徴とするプログラム。