JP2016076747A - 撮像装置、カメラシステム、制御方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 動画から静止画を抽出する場合であっても、画像全体の明るさが不均一な画像が静止画として抽出されることを抑制すること。
【解決手段】 撮像素子を備えた撮像装置であって、被写体の測光結果に基づいて目標露出量を算出する露出量算出手段と、撮像素子に入射する光量を調節する絞りを、目標露出量に基づく目標値まで駆動することで露出制御をおこなう露出制御手段と、取得した画像に対して、絞りの駆動中に撮像されたものであるか否かに関する情報を関連付けて記録する記録手段と、を有し、露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、目標値まで絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、絞りの駆動を開始してから目標値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて絞りを駆動させ、残りのフレームにおいて絞りを駆動させないように制御することを特徴とする構成とした。
【選択図】 図２

Description

本発明は、動画用に被写体を撮像することができる撮像装置とその制御方法およびプログラムと、取得した動画から静止画用の画像を抽出することができるカメラシステムに関する。

従来、被写体を連続的に撮像することで取得した複数の画像をつなぎ合わせることで動画を取得することが知られている。そして、当該複数の画像から所定の画像を抽出することで、動画から静止画を抽出する技術が知られている。

特許文献１には、時間的に連続した複数の静止画像データから、ユーザが所定の画像データを選択することで、当該画像データに基づく複数の画像データを表示部に表示させる。そして、当該表示された画像データの中から、静止画用の画像データを抽出できる静止画抽出装置について提案されている。

特開２００５−４５６２０号公報

ここで、動画用に被写体を撮像する場合は、動画としての品位を優先するために、連続した画像間で滑らかに明るさが推移するように露出制御を行うことが知られている。これに対して、静止画用に被写体を撮像する場合は、ユーザによって撮像が指示されたことに応じて、被写体に対する適正な明るさとなるように露出制御を行うことが望ましい。

しかしながら、特許文献１では、動画用に被写体を撮像する場合に、静止画の抽出を考慮して露出制御を行うことについては言及されていない。したがって、動画用に記録した画像のうち、露出制御中の画像から静止画用に画像を抽出すると、ユーザの意図とは異なる明るさの画像が抽出されてしまう場合がある。

特に、絞り値を変更して露出制御を行う場合、絞りの駆動に伴って露出量が変化してしまう。したがって、絞りの駆動中に撮像して取得した画像には、画像内の領域ごとに明るさが異なる所謂輝度むらが発生してしまう。当該輝度むらが発生した画像は、画像全体の明るさが不均一なので、取得した画像に対して画像処理を施すには複雑な演算が必要となり、ユーザが意図する明るさの画像を取得するのは困難である。

本発明の目的は、動画から静止画を抽出する場合であっても、画像全体の明るさが不均一な画像が静止画として抽出されることを抑制することである。

上記目的を達成するための本発明の撮像装置は、フレームごとに画像を出力できる撮像素子を備えた撮像装置であって、被写体の測光結果に基づいて目標露出量を算出する露出量算出手段と、前記撮像素子に入射する光量を調節する絞りを、前記目標露出量に基づく目標値まで駆動することで露出制御をおこなう露出制御手段と、取得した画像に対して、前記絞りの駆動中に撮像されたものであるか否かに関する情報を関連付けて記録する記録手段と、を有し、前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて前記絞りを駆動させ、残りのフレームにおいて前記絞りを駆動させないように制御することを特徴とする。

また、上記目的を達成するための本発明のカメラシステムは、フレームごとに画像を出力できる撮像素子を備え、複数の画像を取得することができるカメラシステムであって、被写体の測光結果に基づいて目標露出量を算出する露出量算出手段と、前記撮像素子に入射する光量を調節する絞りを、前記目標露出量に基づく目標値まで駆動することで露出制御をおこなう露出制御手段と、取得した画像に対して、前記絞りの駆動していない間に撮像された画像を識別するための識別情報を関連付けて記録する記録手段と、取得した複数の画像から静止画用の画像を抽出できる抽出手段と、を有し、前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて前記絞りを駆動させ、残りのフレームにおいて前記絞りを駆動させないように制御し、前記抽出手段は、前記識別情報に基づいて、絞りを駆動させていない間に撮像された画像を静止画用の画像として抽出することを特徴とする。

本発明によれば、動画から静止画を抽出する場合であっても、画像全体の明るさが不均一な画像が静止画として抽出されることを抑制することができる。

本発明を実施した撮像装置の実施形態であるデジタルカメラの構成を説明するブロック図である。 本発明を実施した撮像装置の実施形態であるデジタルカメラの動画撮影処理を示すフローチャートである。 本発明の撮像装置の実施形態であるデジタルカメラの動画撮影処理に用いるプログラム線図を例示的に説明した図である。 本発明を実施した撮像装置の実施形態であるデジタルカメラの動画撮影時のフレーム処理について例示的に説明する図である。 本発明を実施した撮像装置の実施形態であるデジタルカメラにおける、静止画切り出し動画撮影時の絞り２０３の駆動を例示的に説明した図である。 本発明を実施した撮像装置の変形例であるデジタルカメラの動画撮影処理を説明するフローチャートである。

（実施形態）
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説明する。図１は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるデジタルカメラ（以下、単にカメラと称す）の構成を説明するブロック図である。なお、本実施形態のカメラは、カメラ本体１００とカメラ本体１００に対して取り外しができるレンズユニット２００によって構成されている。以下、図１を参照して、カメラ本体１００にレンズユニット２００が取り付けられた状態のカメラの構成について説明する。

カメラシステム制御部（以下、カメラマイコンと称す）１０１は、カメラ本体１００の各部を統括的に制御する制御手段である。メモリ１０２は、カメラマイコン１０１に接続されているＲＡＭやＲＯＭ等のメモリである。

撮像素子１０３は、ＣＭＯＳ等の電荷蓄積型の撮像素子であり、レンズユニット２００を介して入射した光束（被写体の光学像）を光電変換してアナログ画像データを出力する。なお、撮像素子１０３は、カメラマイコン１０１からの指示に応じて、撮像時のフレームレートを変更することが出来る。シャッター１０４は、レンズユニット２００を介して入射した光束から撮像素子１０３を遮光する遮光状態、及び、レンズユニット２００を介して入射した被写体の光学像を撮像素子１０３に導く退避状態となるように動作できる。Ａ／Ｄ変換部１０５は、撮像素子１０３から出力されるアナログ画像データをデジタル画像データに変換する変換手段であって、変換されたデジタル画像データはメモリ１０２に記録される。

画像処理部１０６は、メモリ１０２から読み出されたデジタル画像データに対してリサイズ処理や色変換処理などの種々の画像処理を施す画像処理手段である。Ｄ／Ａ変換部１０７は、メモリ１０２に記録されたデジタル画像データを表示用のアナログ画像データに変換する変換手段である。表示部１０８は、ＴＦＴ型ＬＣＤ（薄膜トランジスタ駆動型液晶表示器）などで構成された表示手段であって、表示用のアナログ画像データを表示することができる。表示部１０８は、Ｄ／Ａ変換部１０７から出力されるアナログ画像データを逐次表示することで、所謂ライブビュー表示を行うこともできる。なお、表示部１０８には、取得した画像データ以外の種々の情報を表示することもできる。

タイミングジェネレータ（以下、ＴＧと称す）１０９は、撮像素子１０３の露光のタイミングやフレームレートの変更、シャッター１０４による遮蔽のタイミングなど、カメラ内の動作に関わるタイミングをカメラの各部に送信するタイミング発生手段である。また、ＴＧ１０９は、カメラマイコン１０１を介して、レンズユニット２００のレンズシステム制御部（以下、レンズマイコンと称す）２０１と接続されている。そして、ＴＧ１０９からレンズマイコン２０１に、レンズユニット２００の動作に関わる種々のタイミングが出力される。システムタイマ１１０は、カメラの動作に関わる各種の制御に用いる時間をカウントすることができる計測手段である。

測光演算部１１１は、取得した画像データに基づいて測光演算を行い、測光値（被写体の輝度値）を算出する演算手段である。絞り量算出部１１２は、後述する絞り２０３を駆動させる量を算出する算出手段である。露出制御部１１３は、取得する画像の明るさに関する露出量を算出し、当該露出量に基づいて露出制御を行う露出制御手段である。上述した露出量とは、取得する画像の明るさを設定するための値であって、絞り値や電荷蓄積時間（露光時間）、ゲイン量（ＩＳＯ感度）などの露出条件を変化させることによって設定できる。絞り２０３の駆動量の算出方法や露出制御方法の詳細については後述する。なお、上述した測光演算部１１１、絞り量算出部１１２、露出制御部１１３は、カメラマイコン１０１と一体的に設けられているような構成であってもよい。この場合、カメラマイコン１０１が、上述した各種の処理を実行する。

操作部１１４は、スイッチ、ボタン、ダイヤルなど、カメラ本体１００に対して、ユーザが各種の指示や設定を行うための操作部材からなる入力デバイス群である。例えば、電源スイッチやメニューボタン、方向指示ボタンや実行ボタンなどが含まれる。また、操作部１１４にはモード設定ダイヤルが設けられている。ユーザは、任意のタイミングで当該モード設定ダイヤルを操作することで、撮影モードを設定することができる。本実施形態では、例えば、取得した動画用の画像データから静止画用の画像データを抽出できる、静止画切り出し動画モード（第１のモード）を撮影モードとして設定することができる。この詳細については後述する。なお、表示部１０８が静電容量式のタッチパネルであって、表示部１０８に表示されたＵＩを操作することで、操作部１１４を操作した際と同様の情報入力ができるような構成であっても良い。

レリーズボタン１１５は、撮像準備動作と撮像動作の開始を指示するための指示手段である。ユーザがレリーズボタンをＳＷ１状態に変更（例えば、半押し）することで撮像準備動作の開始が指示され、ＡＦ（オートフォーカス）処理、ＡＥ（自動露出制御）処理などが開始される。また、ユーザがレリーズボタンをＳＷ２状態に変更（例えば、全押し）することで撮像動作の開始が指示され、被写体を撮像して画像を取得するまでの一連の処理が開始される。

レンズシステム制御部（レンズマイコン）２０１は、レンズユニット２００の動作を統括的に制御する制御手段である。なお、カメラ本体１００にレンズユニット２００が取り付けられている状態で、レンズマイコン２０１とカメラマイコン１０１とは、不図示のインターフェースを介して通信が可能である。例えば、カメラマイコン１０１からの指示に応じて、カメラ本体１００に取り付けられているレンズユニット２００に関する情報がカメラマイコン１０１に出力される。

撮影レンズ群２０２は、光軸シフトレンズやズームレンズ、フォーカスレンズなどを含む複数のレンズからなるレンズ群である。絞り２０３は、撮影レンズ群２０２の内部を透過した光束の光量を調節するための光量調節部材であって、レンズマイコン２０１によって駆動が制御される。なお、レンズユニット２００にレンズマイコン２０１が設けられていない構成の場合は、カメラマイコン１０１からの指示によって撮影レンズ群２０２および絞り２０３の動作が制御される。

記録媒体３００は、メモリ１０２に記録された画像データの記録が可能なメモリーカードやハードディスクなどの記録媒体である。なお、記録媒体３００としては、カメラ本体１００に対して挿抜可能なメモリーカード等に限定されるものではなく、ＤＶＤ−ＲＷディスク等の光学ディスクやハードディスク等の磁気ディスクであってもよい。さらに、記録媒体３００が取り外し可能ではなく、予めカメラ本体１００に内蔵されているような構成であってもよい。以上が、本実施形態のカメラの基本構成である。

以下、本実施形態の動画を撮像し、当該撮像に対応した複数の画像を取得するための処理（以下、単に動画撮影処理と称す）について説明する。なお、以下の説明では、取得した画像データを単に画像と称する。一般的に、動画撮影では、被写体の明るさが急激に変化して場合であっても、動画としての品位を優先して滑らかに明るさが変化するように露出制御を行う。具体的には、時間的に連続して取得した動画用の画像間で露出量が急激に変化しないように露出制御を行う。この構成により、取得した各画像間（コマ間）で急激に明るさが変化することを抑制できるので、ユーザにとって違和感が少ない動画を取得することができる。また、一般的に、静止画撮影では、被写体の明るさの変化に対して常に適正な露出量となるように露出制御をおこう。これは、静止画を取得する場合は、動画のような各画像間の明るさの変化を考慮して露出制御をする重要性が少ないからである。以上説明したように、静止画撮影時の露出制御は動画撮影時の露出制御よりも、被写体の輝度変化に対する露出量の変更を敏感に行うことが一般的である。

これに対して、動画から静止画を抽出する場合は、動画用に撮像することで取得した複数の画像から静止画用の画像を抽出する必要がある。すなわち、動画に適した露出制御をおこない取得した画像を、静止画として抽出しなければならない。したがって、取得した動画を構成する複数の画像のうち、露出量を変更している期間に撮像することで取得した画像を静止画用に抽出した場合は、当該画像の明るさが静止画として不自然なものとなってしまう。そこで、本実施形態の静止画切り出し動画モードでは、動画撮影時に、静止画の抽出を考慮して露出制御を行うことで上述の問題を解決する。以下、この詳細について図２を参照して説明する。

図２は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるカメラの動画撮影処理を示すフローチャートである。なお、以降の説明では、撮影モードとして前述した静止画切り出し動画モード（第１のモード）が事前に設定されている場合について説明する。

ユーザの操作によって動画撮影の開始が指示されると、ステップＳ２０１でカメラマイコン１０１は、カメラ本体１００に取り付けられているレンズユニット２００に関するレンズ情報を、レンズマイコン２０１から取得する。当該レンズ情報には、少なくとも後述する絞り２０３の駆動速度に関する情報が含まれている。

なお、本実施形態のカメラは、動画撮影の開始が指示されると、１フレームごとに被写体を撮像する。そして、当該撮像に応じて出力された画像は、前述した種々の処理を施された状態でメモリ１０２に適宜記録される。以降の説明では、上述した処理がフレーム毎に実行されることを想定する。

次に、ステップＳ２０２でカメラマイコン１０１は、取得したレンズ情報に基づいて、露出制御に用いるプログラム線図をメモリ１０２から読み出す。ここで、本実施形態の動画撮影に用いるプログラム線図について図３を参照して説明する。図３は、本発明の撮像装置の実施形態であるカメラの動画撮影処理に用いるプログラム線図を例示的に説明した図である。本実施形態では、図３に図示したプログラム線図に応じて、露出制御を行う。

なお、撮像時のフレームレートや目標とする絞り値（Ａｖ）、装着するレンズの種類などに応じて、同一の時間において駆動できる絞り２０３の駆動量は異なる。例えば、撮像時のフレームレートが３０ｆｐｓのときに、１フレームで絞り値Ｆ１からＦ２に変更できたとしても、フレームレートが６０ｆｐｓのときは、１フレームで絞り値Ｆ１からＦ１．４に変更することしかできない場合がある。また、例えば、撮像時のフレームレートが同一であったとしても、絞り値Ｆ１をＦ２に変更するのに必要な時間と、絞り値Ｆ５．６をＦ１１に変更するのに必要な時間とは異なる場合がある。

そこで、本実施形態のカメラは、レンズ情報に含まれる絞りの駆動速度に関する情報と、撮像時のフレームレートに基づいて、単位フレーム当たりで駆動できる最大の絞り２０３の駆動量（以下、最大絞り駆動量と称す）を算出する。そして、算出した最大絞り駆動量に基づいて絞り２０３の駆動を制御する。この構成によって、本実施形態のカメラは、駆動可能な最大の速さで絞り２０３を駆動させることができる。

ステップＳ２０３で絞り量算出部（駆動量算出手段）１１２は、先に取得したレンズ情報と設定されているフレームレートに基づいて、前述した最大絞り駆動量を算出する。次に、ステップＳ２０４で測光演算部１１１は、事前に取得されているスルー画像などの画像に基づいて、被写体の輝度値（輝度情報）を演算する。そして、ステップＳ２０５で露出制御部（露出量算出手段）１１３は、算出した測光結果（被写体の輝度値）に基づいて、露出制御の目標値である目標露出量（Ｅｖ）を算出する。

なお、被写体の測光演算の方法は、公知のものであれば、どのような方法を採用してもよい。本実施形態では、事前に取得したスルー画像の一画面を複数のブロックに分割し、これらのブロックごとに平均輝度値を算出する。そして、全ブロックの平均輝度値を積分して代表輝度値を算出し、当該代表輝度値を被写体の輝度値として以降の処理に用いる。

次に、ステップＳ２０６で露出制御部１１３は、算出した目標露出量に関する情報に基づいて、露出量を変更する必要があるか否かを判定する。なお、本実施形態では、現在設定されている露出量と目標露出量との差異が１Ｅｖ以上の場合に、露出量を変更するような構成である。上述した差異はどのような値を設定してもよい。また、露出量を変更する必要があるか否かの判定は、上述した以外の方法で判定するような構成であってもよい。

露出量を変更する必要がない（ステップＳ２０６でＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２１５に進む。露出量を変更する必要がある（ステップＳ２０６でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ２０７で露出制御部１１３は、カメラにおいて現在設定されている露出量が絞り２０３を駆動する必要があるか否かを判定する。すなわち、プログラム線図上において、目標露出量に対する現在の露出量（Ｅｖ）の位置が、絞り値（Ａｖ）を変更する露出量（例えば、図３の領域〈１〉や領域〈２〉など）に該当するか否かを判定する。

絞り２０３を駆動する必要がない（ステップＳ２０７でＮＯ）と判定された場合、ステップＳ２０８で露出制御部１１３は、蓄積時間（Ｔｖ）およびゲイン量（ＩＳＯ感度：Ｓｖ）を変化させて露出制御を行う。なお、蓄積時間とゲイン量の変化は、露出制御部１１３からの指示に応じてカメラ本体１００の各部が動作することによって行われる。ステップＳ２０８の処理が終了したらステップＳ２１４に進む。なお、一般的に、蓄積時間やゲイン量を変更して露出制御を行う場合は、１フレーム以内で目標とする露出量を設定することができるため、１フレームで露出制御の完了と撮像とを同時に行うことができる。

次に、絞り２０３を駆動する必要がある（ステップＳ２０７でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ２０９で露出制御部１１３は、絞り２０３の駆動を開始する。すなわち、絞り値（Ａｖ）を変更することによる露出制御を開始する。この際、先に算出した最大絞り駆動量に関する情報に基づいて、１フレームで駆動できる分だけ絞り２０３を駆動させる。なお、絞り２０３の駆動は、露出制御部１１３からの指示に応じて不図示の駆動モータを動作させることによって行われる。

一般的に、絞り値（Ａｖ）を変更して露出制御を行う場合に、絞りを駆動して目標とする絞り値に到達するまでに掛る時間は、前述した蓄積時間やゲイン量を変更するのに必要な時間よりも長い。例えば、蓄積時間またはゲイン量を変更することで１フレーム以内に所定の露出量を設定することができたとしても、絞り値を変更して当該所定の露出量を設定するのには複数のフレームが必要な場合がある。

また、絞り値を変更するには、絞り径を変化させる必要がある。したがって、絞り駆動時の１フレーム内では、絞り径の変化に伴って時間経過と共に露光量が変化する。すなわち、絞りを駆動している間に撮像することで取得した画像は、画面内の領域ごとに明るさが異なる、所謂輝度むらが発生する。この輝度むらが発生した画像は画面内の明るさが領域ごとに不均一であるので、当該画像に画像処理を施したとしても、ユーザが意図する明るさの画像を取得することは困難である。

以上説明したように、絞りを駆動して露出制御を行う場合は、目標となる値まで絞りを駆動するのに比較的長い時間が必要である。また、絞りを駆動している間に撮像することで取得した画像には輝度むらが発生してしまう。したがって、絞りを駆動している際に取得した画像から静止画を抽出したとしても、ユーザが意図するタイミングで、ユーザが意図する明るさの画像を取得することは困難である。

そこで、本実施形態では、動画撮影中に絞り２０３を駆動して露出制御を行う場合、絞り２０３を駆動させた次のフレームにおいて、絞り２０３を駆動させないように絞り２０３の駆動を制御することで上述の問題を解決する。

図２に戻り、ステップＳ２１０で、露出制御部１１３は、絞り２０３の駆動を停止する。その後、カメラマイコン１０１は、次のフレーム処理を開始する。この際、露出制御部１１３は、当該フレームにおいて絞り２０３を駆動させないように絞り２０３の駆動を制御する。以降の説明では当該絞りを駆動させないフレームを、静止画記録用フレームと称する。

静止画記録用フレームの詳細について図４を参照して説明する。図４は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるカメラの動画撮影時のフレーム処理について例示的に説明する図である。図４の左図は通常の動画撮影時を示しており、右図は静止画切り出し動画撮影時を示している。図４に図示するように、通常の動画撮影時は、絞り２０３の駆動が指示されると、目標絞り値に向けて、当該指示後の複数フレームで連続して絞り２０３を駆動させる。

これに対して、静止画切り出し動画撮影時は、絞り２０３の駆動が指示されると、当該指示後の絞り駆動フレーム（第１のフレーム）で絞り２０３を駆動させ、次の静止画記録用フレーム（第２のフレーム）では絞り２０３を駆動させないように制御する。そして、目標絞り値に向けて、絞り２０３を駆動させない静止画記録用フレームを設けつつ、絞り２０３を段階的に駆動させる。すなわち、静止画切り出し動画撮影時は、絞り駆動フレームと静止画記録用フレームとを交互に設けるような構成である。この構成によって、絞り２０３を駆動して露出制御する場合であっても、周期的に絞り２０３を駆動させないで被写体を撮像することができるので、絞り２０３の駆動に起因する明るさの変化がない画像を取得することができる。なお、上述した目標絞り値とは、先に算出した目標露出量に基づく目標値であって、一連の絞り２０３の駆動における目標となる値である。

次に、ステップＳ２１１でカメラマイコン（記録手段）１０１は、静止画記録用フレームで被写体を撮像することによって取得した画像に、静止画として表示させるための識別情報（静止画記録フラグ）を関連付けてメモリ１０２に記録する。

当該静止画記録フラグは、取得した画像が、絞り２０３を駆動中に撮像されたものである否かに関する情報であって、動画から静止画の抽出が指示された場合に、取得した複数の画像から静止画用に抽出する画像を識別することができる。例えば、取得した動画を表示部１０８で再生している際にユーザによって静止画の抽出が指示された場合、カメラマイコン（抽出手段）１０１は、取得した複数の画像の中から静止画記録フラグが関連付けられた画像を静止画として抽出する。以下この詳細について説明する。

カメラマイコン１０１は、ユーザによって動画から静止画の抽出が指示されたことに応じて、ユーザが静止画の抽出を指示した画像に静止画記録フラグが関連付けられているか否かを判定する。静止画の抽出が指示された画像に静止画記録フラグが関連付けられている場合、カメラマイコン１０１は当該画像を静止画として抽出する。また、静止画の抽出が指示された画像に静止画記録フラグが関連付けられていない場合、カメラマイコン１０１は、静止画記録フラグが関連付けられた画像の中から、静止画の抽出が指示された画像と最も近い画像を静止画として抽出する。このように、本実施形態のカメラは、静止画記録フラグに基づいて、絞り２０３を駆動させていない間に撮像された画像を正確に識別して静止画として抽出することができる。

図２に戻る。ステップＳ２１２で露出制御部１１３は、絞り２０３の駆動が完了したか否かを判定する。具体的には、露出制御部１１３は、目標露出量に関する情報に基づいて、現在の絞り値（Ａｖ）がプログラム線図上の目標絞り値に到達したか否かに応じて、絞り２０３の駆動が完了したか否かを判定する。

絞り２０３の駆動が完了している（ステップＳ２１２でＹＥＳ）と判定された場合は、ステップＳ２１４に進む。また、絞り２０３の駆動が完了していない（ステップＳ２１２でＮＯ）と判定された場合、カメラマイコン１０１はステップＳ２１３で次のフレーム処理を開始させ、ステップＳ２０９に戻り、絞り２０３の駆動を再開する。以上説明したステップＳ２０９〜２１３の処理は、絞り値が目標絞り値に到達するまで繰り返し行われる。この様子を説明したのが図５である。図５に図示するように、絞り値が目標絞り値に到達するまで間は、絞り２０３を駆動させるフレームと絞り２０３を駆動させないフレームとが交互になるように、絞り２０３の駆動を制御する。なお、図５は、本発明を実施した撮像装置の実施形態であるカメラにおける、静止画切り出し動画撮影時の絞り２０３の駆動を例示的に説明した図である。

すなわち、本実施形態のカメラは、絞り２０３を駆動して目標絞り値に到達するまでに複数のフレームが必要な場合に、絞り２０３を駆動させるフレームの間に絞り２０３を駆動させないフレームを設けるような構成である。言い換えると、１フレーム内で絞り２０３を目標絞り値まで駆動できない場合は、絞り２０３を駆動させたフレームの次のフレームにおいて、絞り２０３の駆動させないように絞り２０３の駆動を制御する。

次に、ステップＳ２１４で露出制御部１１３は、目標露出量に基づいて、露出量の変更が完了したか否かを判定する。露出量の変更が完了していない（ステップＳ２１４でＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２０７に戻り、プログラム線図に沿って残りの露出制御を継続しておこなう。露出量の変更が完了した（ステップＳ２１４でＹＥＳ）と判定された場合、ステップＳ２１５でカメラマイコン１０１は、動画撮影の終了が指示されたか否かを判定する。具体的には、カメラマイコン１０１は、ユーザによって動画撮影を終了する旨の指示がされているか否かを判定する。動画撮影を終了しない（ステップＳ２１５でＮＯ）と判定された場合は、ステップＳ２０４に戻る。また、動画撮影を終了する（ステップＳ２１５でＹＥＳ）と判定された場合は被写体の撮像を終了すると共に、動画撮影処理を終了する。以上が本実施形態の動画撮影処理である。

以上に説明したように、本実施形態のカメラは、動画撮影時に絞り２０３を駆動して露出制御を行う場合は、絞り２０３を駆動させたフレームの後に、絞り２０３を駆動させないフレームを挿入するような構成である。すなわち、動画撮影時に絞り２０３を駆動して露出制御を行う場合は、絞り２０３を駆動させたフレームの次のフレームにおいて、絞り２０３を駆動させないように絞り２０３の駆動を制御する。そして、絞り２０３を駆動させない状態で被写体を撮像することで取得した画像に静止画記録フラグを関連付けるような構成である。

この構成によって、動画撮影中に絞り値を変更させて露出制御を行った場合であっても、取得した複数の画像中に、絞り２０３を駆動させたことによる明るさの変化がない画像を設ける（記録する）ことが出来る。そして、動画から静止画を抽出する場合は、静止画記録フラグが関連付けられた画像を静止画として抽出する。すなわち、本実施形態のカメラは、ユーザが意図した明るさの画像を、ユーザの意図と近いタイミングで取得することができる。したがって、本実施形態のカメラは、動画から静止画を抽出する場合であっても、画像全体の明るさが不均一な画像が静止画として抽出されることを抑制することができる。

また、本実施形態のカメラは、絞り２０３が駆動できる最大の駆動量で絞り２０３を駆動させるような構成である。この構成によって、静止画切り出し動画を撮影する場合であっても、絞り２０３の駆動が完了するまでに掛る時間をできるだけ短くすることができる。

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。例えば、前述した実施形態では、撮影モードとして静止画切り出し動画モードが設定されている場合について説明したが、図２に図示したような動画撮影処理を実行する条件はどのようなものでもよい。例えば、ユーザが任意に設定可能なメニューとして、図２に図示したような絞り２０３の駆動制御に関する機能のオンとオフとを切り換えられるような構成であってもよい。

また、前述した実施形態では、静止画記録用フレームを挿入する場合であっても、目標絞り値に到達するまで絞り２０３の駆動と停止とを交互に繰り返すような構成であるが、これに限定されるものではない。例えば、図６に図示するように、単位フレームにおける絞り２０３の駆動だけでは目標絞り値に到達できないような場合に、絞り２０３の駆動で不足する露出量を他の露出条件を変更することで補うような構成であってもよい。図６は、本発明を実施した撮像装置の変形例であるカメラの動画撮影処理を説明するフローチャートである。なお、図６に図示するフローチャートのステップＳ６０１〜Ｓ６０９までの処理は、前述した実施形態のステップＳ２０１〜Ｓ２０９と同様である。また、ステップＳ６１２〜Ｓ６１３までの処理は、述した実施形態のステップＳ２１０〜Ｓ２１１と同様である。さらに、ステップＳ６１３〜Ｓ６１４までの処理は、述した実施形態のステップＳ２１４〜Ｓ２１５と同様である。図６に図示するように、ステップＳ６１０で露出制御部１１３は、目標露出量に関する情報に基づき、現在の絞り値がプログラム線図上の目標絞り値に到達しているか否かを判定することで、絞り２０３の駆動が完了したか否かを判定する。

絞り２０３の駆動が完了していない（ステップＳ６１０でＮＯ）と判定された場合、ステップＳ６１１で露出制御部１１３は、絞り２０３の駆動では不足する露出量を補う為の処理（以下、露出補正処理と称す）を実行する。以下、この露出補正処理の詳細について説明する。露出制御部１１３は、目標絞り値と単位フレームで駆動可能な絞り２０３の駆動量との差異に対応する露出量（以下、補正露出量と称す）を算出する。なお、当該補正露出量は、目標絞り値と最大絞り駆動量とを比較して算出してもよいし、目標絞り値と既に設定されている絞り値とを比較して算出してもよい。なお、露出制御部１１３は、算出した補正露出量に関する情報に基づいて蓄積時間またはゲイン量のうちの少なくとも一方を変更して、絞り２０３の駆動だけでは不足する分の露出量を補う。この際、当該露出補正処理は絞り２０３を駆動させるフレームで行ってもよいし、その直後の静止画記録用フレームで行ってもよい。

前述したように、絞り２０３の駆動させている間に撮像することで取得した画像は、輝度むらによって画面全体の明るさが不均一となってしまう場合がある。これに対して、蓄積時間やゲイン量を変更させて取得した画像に輝度むらが発生することは少ない。したがって、蓄積時間やゲイン量を変更させることで、画像全体の明るさが不均一な画像が静止画として動画から抽出されることを抑制しつつ、絞り２０３の駆動が完了するまでにかかる時間を低減することができる。

また、絞り２０３を駆動していない間に（静止画記録フレームで）撮像することで取得した画像に対して、動画撮影が終了した後に、画像の明るさを補正する処理を施す構成であってもよい。例えば、静止画記録フラグが関連付けて記録されている画像について、前述した補正露出量を算出し、当該補正露出量に関する情報を当該画像に関連付けて記録する。そして、画像処理部１０６は、動画から静止画を抽出する際に、関連付けられた補正露出量に関する情報に基づいて、取得した画像の明るさを補正する。なお、上述した画像処理としては、例えば、取得した画像データのデジタルゲイン量を変更する方法が考えられる。

前述したように、絞り２０３を駆動させている間に撮像することで取得した画像は、輝度むらによって画面全体の明るさが不均一となってしまうため、当該画像に画像処理を施したとしても、ユーザが意図する明るさの画像を取得することは困難である。これに対して、静止画記録フラグが関連付けられた画像は、絞り２０３を駆動しないで撮像することで取得した画像なので、画面全体の明るさが略均一となる。このように、画面全体の明るさが略均一な画像に対して当該画像全体の明るさを変更する画像処理を施すのは、画像の明るさが不均一な画像に対して画像処理を施すよりも容易である。したがって、上述したような構成であれば、絞り２０３の駆動が完了していないような場合であっても、画面全体の明るさが不均一になることを抑止しつつ、ユーザが意図する明るさの画像を取得することができる。

また、前述した実施形態では、静止画切り出し動画を撮影する場合に、絞り２０３を駆動するフレームの数を１フレームとするような構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、時間的に連続する複数のフレームからなるフレーム群において絞り２０３を駆動させるように絞りの駆動を制御する構成であってもよい。さらに、前述した実施形態では、静止画切り出し動画撮影を行う場合に、絞り２０３を駆動させたフレームの後の１フレームを、静止画記録用のフレームとして設定するような構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、絞り２０３を駆動したフレームの後に、時間的に連続する複数のフレームからなるフレーム群において絞り２０３を駆動させないように絞り２０３の駆動を制御する構成であってもよい。以上説明したように、絞り２０３を駆動させるフレームと駆動させないフレームとの組み合わせは、どの様な構成であってもよい。少なくとも、絞り２０３の駆動を開始してから目標絞り値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて絞り２０３を駆動させ、残りのフレームにおいて絞り２０３を駆動させないように制御すれば、上述した本発明の効果を奏することができる。

また、前述した実施形態では、静止画切り出し動画を撮影する場合に、静止画記録用フレームで撮像することで取得した画像に静止画記録フラグを関連付けて記録するような構成であるが、これに限定されるものではない。例えば、絞り２０３を駆動させて撮像することで取得した画像に対して、絞り２０３を駆動させていない間に撮像されたことを特定する情報を関連付けて記録する。そして、動画から静止画を抽出する場合に、当該情報が関連付けられていない画像を静止画として抽出するような構成であってもよい。

以上説明したように、本発明のカメラは、少なくとも、取得した画像に対して、絞り２０３の駆動中に撮像されたものであるか否かに関する情報を関連付けて記録するような構成であればよい。この情報としては、絞りを駆動させていない間に撮像されたことを特定する情報、または、絞り２０３の駆動中に撮像されたことを特定する情報である。そして、動画から静止画を抽出する場合は、当該情報に基づいて画像を識別することで、絞り２０３を駆動させていない間に撮像された画像を正確に抽出することができる。

また、前述した実施形態では、レンズユニット２００がカメラ本体１００とは別に設けられているような構成であったが、レンズユニットとカメラ本体とが一体的に設けられているデジタルカメラを採用するような構成であってもよい。この場合、上述したレンズ除法に対応する情報、または、絞りが駆動できる最大の速さ（速度）に関する情報がデジタルカメラ内のメモリに予め記憶されている構成であればよい。

なお、取得した動画から静止画を抽出するのは、前述した実施形態のカメラに限定されるものではなく、例えば、カメラの外部に設けられたＰＣやプリンターなどの電子機器で抽出するような構成であってもよい。具体的には、カメラで取得した動画から静止画用の画像をＰＣやプリンターなどの電子機器で抽出する場合に、当該電子機器側のＣＰＵ（抽出手段）が、動画用に取得された複数の画像の中から、静止画記録フラグが関連付けられた画像を静止画として抽出する。

なお、当該電子機器側のＣＰＵ（画像処理手段）によって、静止画として抽出する画像の明るさを補正するような画像処理を行う構成であってもよい。具体的には、抽出する画像に、前述した補正露出量に相当する情報が関連付けて記録しておき、電子機器側において、当該情報に基づくデジタルゲイン量の調整をおこなうような構成であってもよい。例えば、図５に図示したような、絞り２０３の駆動開始から目標絞り値に到達するまでの期間内の停止フレームのいずれかにおいて撮像された画像に対して、上述した画像処理を施すことで、ユーザが意図する明るさの画像を取得することができる。なお、上述した画像処理は、画像の明るさが均一な、静止画記録フラグが関連付けられた画像に対しておこなうことが望ましい。

さらに、前述した静止画記録フラグ（識別情報）を上述した電子機器側で関連付けるような構成であってもよい。この場合、カメラと電子機器とが接続された状態において、電子機器側のＣＰＵ（露出量算出手段）がカメラから受信した測光結果に基づいて目標露出量を算出する。次に、電子機器側に設けられたＣＰＵ（露出制御手段）からカメラ側に対して絞り２０３の駆動に関する制御信号が送信される。カメラ側では、当該制御信号に基づいて絞り２０３の駆動が制御されつつ、被写体を撮像することで画像が取得される。そして、取得した画像は電子機器側に送信され、電子機器側のＣＰＵ（記録手段）が当該画像に対して静止画記録フラグを関連付けて記録する。すなわち、電子機器側からの指示に応じてカメラの動作が制御されるような構成であってもよい。

なお、前述した実施形態では、カメラマイコン１０１、測光演算部１１１、絞り量算出部１１２、露出制御部１１３、レンズマイコン２０１などが互いに連携して動作することで、カメラの動作を制御するような構成であったが、これに限定されるものではない。例えば、前述した図２や図６のフローに従ったプログラムを予めメモリ１０２に格納しておき、当該プログラムをカメラマイコン１０１やレンズマイコン２０１などが実行することで、カメラの動作を制御するような構成であってもよい。

また、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。また、プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、ハードディスク、磁気テープ等の磁気記録媒体、光／光磁気記録媒体でもあってもよい。

また、前述した実施形態では、本発明を実施する撮像装置の一例としてデジタルカメラについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、デジタルビデオカメラやスマートフォンなどの可搬型デバイスなど、本発明はその要旨の範囲内で種々の撮像装置に適用することが可能である。

（その他の実施形態）
また本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現できる。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現できる。

１００ カメラ本体
１０１ カメラマイコン（記録手段、抽出手段）
１０３ 撮像素子
１１３ 露出制御部（露出制御手段、露出量算出手段）
２００ レンズユニット
２０３ 絞り

Claims (12)

1. フレームごとに画像を出力できる撮像素子を備えた撮像装置であって、
   被写体の測光結果に基づいて目標露出量を算出する露出量算出手段と、
   前記撮像素子に入射する光量を調節する絞りを、前記目標露出量に基づく目標値まで駆動することで露出制御をおこなう露出制御手段と、
   取得した画像に対して、前記絞りの駆動中に撮像されたものであるか否かに関する情報を関連付けて記録する記録手段と、
   を有し、
   前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて前記絞りを駆動させ、残りのフレームにおいて前記絞りを駆動させないように制御することを特徴とする撮像装置。
2. 前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間の前記絞りを駆動させるフレームの間のフレームにおいて、前記絞りを駆動させないように制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間の第１のフレームで前記絞りを駆動させ、前記第１のフレームの次の第２のフレームで前記絞りを駆動させないように制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記記録手段は、前記第２のフレームで撮像することで取得した画像に対して、前記絞りを駆動させていない間に撮像されたことを特定する情報を関連付けて記録することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記記録手段は、前記第１のフレームで撮像することで取得した画像に対して、前記絞りの駆動中に撮像されたことを特定する情報を関連付けて記録することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
6. 前記絞りが単位フレームで駆動できる絞り駆動量を算出する駆動量算出手段を有し、
   前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞り駆動量に関する情報に基づいて前記絞りを駆動させるように制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の撮像装置。
7. 前記駆動量算出手段は、撮像時のフレームレートと前記絞りの駆動速度に関する情報に基づいて、前記絞りの駆動量を算出することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記露出制御手段は、電荷蓄積時間およびゲイン量を変更することで露出制御をおこなうことができ、
   前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、単位フレームで駆動できる前記絞りの量と前記目標値との差異に対応する露出量に基づいて、電荷蓄積時間またはゲイン量のうちの少なくとも一方を変更することで露出制御を行うことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の撮像装置。
9. フレームごとに画像を出力できる撮像素子を備え、複数の画像を取得することができるカメラシステムであって、
   被写体の測光結果に基づいて目標露出量を算出する露出量算出手段と、
   前記撮像素子に入射する光量を調節する絞りを、前記目標露出量に基づく目標値まで駆動することで露出制御をおこなう露出制御手段と、
   取得した画像に対して、前記絞りの駆動していない間に撮像された画像を識別するための識別情報を関連付けて記録する記録手段と、
   取得した複数の画像から静止画用の画像を抽出できる抽出手段と、
   を有し、
   前記露出制御手段は、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて前記絞りを駆動させ、残りのフレームにおいて前記絞りを駆動させないように制御し、
   前記抽出手段は、前記識別情報に基づいて、絞りを駆動させていない間に撮像された画像を静止画用の画像として抽出することを特徴とするカメラシステム。
10. 前記抽出手段によって抽出された静止画用の画像のゲイン量を変更することで当該静止画用の画像の明るさを補正する画像処理手段を有することを特徴とする請求項９に記載のカメラシステム。
11. フレームごとに画像を出力できる撮像素子を備えた撮像装置の制御方法であって、
    被写体の測光結果に基づいて目標露出量を算出する露出量算出工程と、
    前記撮像素子に入射する光量を調節する絞りを駆動することで露出制御をおこなう露出制御工程と、
    取得した画像に対して、前記絞りの駆動中に撮像されたものであるか否かに関する情報を関連付けて記録する記録工程と、
    を有し、
    前記露出制御工程では、動画用に被写体を撮像する場合であって、前記目標露出量に基づく目標値まで前記絞りを駆動させるのに複数のフレームが必要な場合に、前記絞りの駆動を開始してから前記目標値に到達するまでの期間のいずれかのフレームにおいて前記絞りを駆動させ、残りのフレームにおいて前記絞りを駆動させないように制御することを特徴とする撮像装置の制御方法。
12. 請求項１１に記載の撮像装置の制御方法をコンピュータで実行させるためのコンピュータで読み込み可能なプログラム。

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