JP4925568B2 - 撮像装置及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、静止画や動画のインターバル撮影を行う機能を具備した撮像装置及びその制御方法に関する。

従来、デジタルカメラの特殊撮影機能としてインターバル撮影と呼ばれるものが知られている。このインターバル撮影は、撮像部によって撮影した画像を所定のインターバル毎に取り込んで画像記録媒体に電子的に記録するものであり、インターバルには固定値の他にユーザ設定可能なものも提供されている。
このインターバル撮影は、例えば花の開花撮影などのように、動作の緩慢な被写体の変化を観察する際に、長時間の無人撮影を行うような場合に使用される。
ここで、便宜的にインターバルの時間をｔ分とし、撮影回数をｎと仮定すると、三脚等でカメラを固定し、被写体にカメラ装置を向けて構図を調節した後、インターバル撮影モードに設定してシャッターを押し下げると、最終的にカメラ装置内部の記録媒体にｔ分間隔で撮影されたｎ枚の画像が記録されることとなる。
そして、従来は、このようなインターバル撮影に関して、撮影方法を工夫することにより、記録媒体の容量圧迫を回避するような提案がなされている（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−１３５７２４号公報

しかしながら、上記従来のカメラ装置においては、１系統の焦点距離（たとえば画面中央の被写体に対するオートフォーカス制御）を用いてインターバル撮影を行う構成であるため、インターバル撮影終了後に、不適切な焦点距離による画像が記録される場合がある。
例えば、インターバル撮影中にカメラ装置の前を何らかの異物が横切った場合などに、たまたま撮影の時間がきてしまうと、本来インターバル撮影しようとした被写体に焦点距離があっていない不本意な画像が撮影されてしまうことになる。
このような不具合を解消するには、例えば複数のカメラ装置を用いてインターバル撮影を行うといった方法も可能であるが、この場合には、撮影に要するコストが増大したり、操作が煩雑化するといった問題が生じる。

そこで本発明は、インターバル撮影において簡単な構成と制御によって複数の焦点距離による画像を得ることができ、インターバル撮影の失敗を減少できるカメラ装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、本発明の撮像装置は、画像を撮影する撮像部と、前記撮像部で撮影した画像を記録する記憶部と、ユーザ操作を受け付ける操作部と、前記撮像部によって撮影した画像を所定のインターバル毎に取り込んで前記記憶部に記録するインターバル撮影時に、インターバル毎に焦点を当てる距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードを有し、前記操作部に対するユーザ操作に応じて指定された画像内の複数の位置に基づき複数の前記焦点を当てる距離を決定する第１の合焦距離設定手段を有する制御部とを備えることを特徴とする。
また、本発明の撮像装置の制御方法は、画像を撮影する撮像ステップと、前記撮像ステップにおいて撮影した画像を記録する記憶ステップと、ユーザ操作を受け付ける操作ステップと、前記撮像ステップによって撮影した画像を所定のインターバル毎に取り込んで前記記憶ステップにおいて記録するインターバル撮影時に、インターバル毎に焦点を当てる距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードを有し、前記操作ステップにおけるユーザ操作に応じて指定された画像内の複数の位置に基づき複数の前記焦点を当てる距離を決定する制御ステップとを含むことを特徴とする。

本発明のカメラ装置及びその制御方法によれば、インターバル毎に焦点距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードでインターバル撮影を行うことができるので、所望の焦点距離で撮影した画像を取得できる確率を向上することが可能となる。
例えば、インターバル毎の撮影を実行する際に、カメラ装置の前を異物が横切ったような場合、従来であれば、その異物に焦点の合った不本意な画像だけが残る可能性が生じることになるが、本発明のマルチフォーカス撮影モードを用いれば、異なる焦点の画像を並行して撮影することができるので、異物以外の位置に焦点の合った画像も撮影することができ、所望の焦点距離による画像が残る可能性が高くなる。
したがって、例えば撮影後の編集作業等で、不本意な画像を排除し、最適な画像を選択することで、インターバル撮影の失敗を防止できる。特にインターバル撮影では、希少な被写体を無人で長時間撮影するケースも多く、後から取り直しが行えない場合も多いことから、本発明のマルチフォーカス撮影モードを用いて、インターバル撮影の失敗を未然に防止することは、実際のインターバル撮影を行う上で極めて有意義な機能改善となる。
また、本発明のマルチフォーカス撮影モードは、通常の撮影に用いるカメラ装置のインターバル撮影機能に容易に適用できるので、複数台のカメラ装置を用いることなく、１台のカメラ装置で、簡易に適正なインターバル撮影を行うことができ、コスト面においても極めて有用な機能を提供することができる。

本発明の実施の形態では、インターバル毎に焦点距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードをカメラ装置のインターバル撮影機能に付加する。この場合、マルチフォーカス撮影モードで用いる複数の焦点距離は、ユーザが指定できるものとし、その１つの方法としては、複数の焦点距離を指定するための数値、例えばインターバル毎に撮影する画像の枚数や最大及び最小焦点距離といった情報をユーザがキー入力する方法を用いることができ、あるいは、もう１つの方法としては、インターバル撮影を行う画像を表示部に表示し、その画像内で焦点を当てたい複数の位置をタッチパネルやカーソルを用いてユーザが指定する方法を用いることもできる。なお、以下の実施例では、両方の方法を選択的に用いる例を説明する。
そして、このように指定された情報をカメラ装置側でメモリに登録しておき、インターバル撮影時に読み出してフォーカス制御を行う。例えば、画像枚数、最大及び最小焦点距離を用いて撮影を行う場合には、焦点を当てる位置をカメラ装置の画面中央に固定し、インターバル毎に、オートフォーカスで得られた焦点距離を基準として、最大及び最小焦点距離の範囲で、段階的に焦点距離を変化させて複数枚の画像撮影を行う。
また、画像内の位置を用いて撮影を行う場合には、インターバル毎に焦点を当てる位置を順番に変化させて、各位置毎にオートフォーカスで得られた焦点距離を基準として複数枚の画像撮影を行う。

なお、このように実際のインターバル撮影の際にオートフォーカス制御で焦点距離を決定する代わりに、予めインターバル撮影の対象となる被写体の予備撮影を行い、その際に得られた画像信号からインターバル撮影時に用いる複数の焦点距離を決定して、これをメモリに格納しておき、実際のインターバル撮影では、メモリに格納した複数の焦点距離の情報からフォーカス制御を行い、撮影を行うような方法を用いることも可能である。
また、インターバル撮影に際しては、焦点距離の指定以外に、インターバル（撮影間隔）の指定、インターバル撮影の開始、終了（マニュアル操作、タイマ操作等）の指定、その他の撮影モードの指定等を適宜に行うことができ、そのための入力キーや制御機能を有しているものとする。

図１は本発明の実施例によるカメラ装置の概要を示す機能ブロック図であり、図２及び図３は図１に示すカメラ装置のインターバル撮影に関する動作例を示すフローチャートである。
本実施例のカメラ装置は、携帯型のデジタルスチルカメラとして構成され、機能要素として、撮像部１、制御部２、表示部３、記憶部４、操作部５の各部を備えている。
撮像部１は、例えばＣＣＤイメージセンサ等の固体撮像素子を用いたものであり、被写体の像を撮像し、例えば毎秒数十フレームの画像信号を生成して制御部２に供給する。なお、詳しくは、この撮像部１には、イメージセンサの付帯回路（タイミング回路、サンプリングホールド回路、及びアナログデジタル変換回路等）を備えるとともに、色差信号生成回路を備えている。この色差信号生成回路はアナログ／デジタル変換されたカラー画像信号から輝度成分（Ｙ）と色成分（Ｃｒ、Ｃｂ）を分離し、そのＹＣｒＣｂ信号を制御部３に出力する。

制御部２は、カメラ装置全体を制御するＣＰＵ２１を備えるとともに、このＣＰＵ２１にバスを介してプログラムメモリ２２、ワークメモリ２３を接続して構成されている。ＣＰＵ２１はプログラムメモリ２２に格納された所定の制御プログラムをワークメモリ２３にロードして実行することにより、撮像部１からのデータの取り込みや記憶部４へのデータの書き出しなどを行いつつ、デジタルカメラの動作全体を制御する。また、ワークメモリ２３は、撮影した画像データを複数枚記録しておくことができ、最終的に記憶部４に記録するインターバル撮影画像の一時的な格納に用いることが可能である。なお、ワークメモリ２３及びワークメモリ２３は、バッテリでバックアップされた不揮発性の半導体メモリ等である。

表示部３は、制御部２から出力された各種データを可視化して表示するためのディスプレイを備える。このディスプレイは一般に高解像度のカラー液晶ディスプレイであり、撮影時のスルー画像表示及び再生時のキャプチャ画像表示を行う他、各種の設定用画面表示を行う。例えば、このディスプレイの画面上に設けたタッチパネルや、画面中に表示されるカーソルを用いた各種のポインティングデバイスによって、設定用画面表示の選択肢を指定し、各種の設定を行うことができるようになっている。
記憶部４は、例えばキャプチャ画像等の画像データを不揮発的に記録するための記録媒体を用いた大容量記憶装置であり、例えば、フラッシュメモリ等の半導体記憶デバイスや磁気メモリデバイスなどが用いられる。なお、記憶部４は取り外し可能な状態でデジタルカメラに実装されていてもよい。
操作部５は、デジタルカメラの本体ボディの外側部に設けられた各種操作キーより構成されている。これらのキーには、少なくとも電源スイッチや撮影時に操作されるシャッタキーを含み、さらに、例えば、撮影モードと再生モードを切り替えるためのモード切替キーや、システム設定などを行うためのメニューキー、メニュー選択用のカーソル操作キー等を含んでいる。

本実施例のカメラ装置では、撮像部１によって撮影した画像を所定のインターバル毎に取り込んで記憶部４に記録するインターバル撮影時に、インターバル毎に焦点距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードを実行するものである。
以下、図２及び図３を用いて本実施例でインターバル撮影のマルチフォーカス撮影モードを実行する際の制御動作例について順に説明する。
図２はマルチフォーカス撮影モードで用いる焦点距離の指定方法を示すフローチャートである。ユーザは、このフローチャートに示す手順に沿って、マルチフォーカス撮影モードで用いる焦点距離（焦点位置）の指定操作を行う。

本実施例のカメラ装置では、次の２通りの方法で焦点距離（焦点位置）の指定操作を行う。なお、以下の実施例では、両方の方法を選択的に用いる例を説明する。
（１）ユーザがキー入力によってインターバル毎に撮影する画像の枚数、最大及び最小焦点距離の数値情報を入力し、制御部２側で、入力された数値が許容値か否か判断し、許容値である場合には、その入力数値からマルチフォーカス撮影モードに用いる焦点距離を決定する方法。
例えば、画像の枚数をｎ、焦点距離の最小値をｍ、焦点距離の最大値をＭとした場合、ｘ＝（Ｍ−ｍ）／ｎを計算し、ｍ＋ｘ、ｍ＋２ｘ、……、ｍ＋ｎｘを計算して焦点距離とする。ただし、その他の方法、例えば複数の焦点距離を直接数値入力したり、画像枚数だけを入力するような方法を採用することも可能である。
そこで、本実施例では、画像枚数を入力することにより、画面中央の被写体に対してオートフォーカスによって焦点距離を求め、この焦点距離を基準として焦点距離の最小値と最大値を決定し、その値とユーザ入力による画像枚数とを用いてマルチフォーカス撮影モードに用いる焦点距離を決定する方法について説明する。

（２）インターバル撮影を行う画像（撮像部１から入力したスルー画像）を表示部１に表示し、その画像内で焦点を当てたい複数の位置をタッチパネルやカーソルを用いてユーザが指定し、その位置からマルチフォーカス撮影モードに用いる焦点距離を決定する方法。
本実施例では、図４に示す画面を分割した画像を表示し、この表示から分割画面をユーザに順番に複数選択させて複数の焦点位置を決定し、実際の撮影時には、決定された複数の焦点位置に対してオートフォーカスによって焦点距離を求め、これを用いてマルチフォーカス撮影モードの撮影を行う。

この動作を図２に沿って説明すると、まず、ユーザは操作部５のモード設定キーを用いて焦点距離の設定方法を選択する（ステップＳ１０１）。制御部２は、この入力を判定し（ステップＳ１０２）、上記（１）のキー入力モードであれば、画像枚数の入力を促すメッセージを表示部３に表示する（ステップＳ１０３）。ユーザは、この表示にしたがって画像枚数を入力すると、これを制御部２が認識し（ステップＳ１０４）、この値をワークメモリ２３に保存し（ステップＳ１０５）、モード設定動作を終了する。
また、焦点距離の設定方法が上記（２）の焦点位置入力モードであれば、制御部２は表示部３に図４に示す分割画面表示を行い、分割画面の選択を促すメッセージを表示する（ステップＳ１０６）。ユーザは、この表示に沿って分割画面を選択する（ステップＳ１０７）。この場合の手順としては、カーソルキー（十字キー等）やタッチパネル等のポインティングデバイスを用い、必要に応じて確定キーを用いて分割画像（焦点位置）を特定する。制御部２では、選択された分割画像（焦点位置）をワークメモリ２３に一時格納し、分割画像（焦点位置）の選択を続けるかどうかを問うメッセージを表示部３に表示し、新たな分割画像が選択された場合は、ステップＳ１０７に戻って選択動作を繰り返し、終了キーが操作された場合は（ステップＳ１０８）、一連の値をワークメモリ２３に保存し（ステップＳ１０５）、モード設定動作を終了する。

次に、マルチフォーカス撮影モードでインターバル撮影を行う場合の動作を図３に沿って説明する。
まず、インターバル撮影の開始時または開始に先立って、インターバル撮影に必要な各種のパラメータを設定する（ステップＳ２０１）。
インターバル撮影の開始方法としては、例えば、デジタルカメラの電源スイッチをオンにして、操作部５のモード設定キーを用いて撮影モードを「インターバル撮影」に切り替えることによって開始することができる。なお、他の開始方法としては、電源スイッチをオンにして、撮影モードを通常の「撮影モード」に切り替えた後にメニューより「インターバル撮影」を選択するようにしたり、あるいは、開始時刻や終了時刻を設定してタイマによって撮影開始と終了を選択するような方法であってもよい。
そして、このインターバル撮影に必要なパラメータとして、例えば、インターバル撮影中の画像を取り込む間隔(インターバル時間)、インターバル撮影を行う期間や１回の撮影で取り込む画像の枚数などを入力する。

なお、インターバル時間の設定方法は、例えばシステム側で予め時間を決めておき(１０秒、１分、２分など)、それをユーザが選択してもよいし、あるいはユーザが直接時間を入力してもよい。また、インターバル撮影を行う時間（開始、終了）の設定方法も、インターバル時間と同様に予め設定されている時間より選択してもよいし、ユーザが直接入力してもよい。また、ユーザに撮影枚数を設定させ、その枚数記録が完了したら終了するようにしてもよい。

次に、インターバル撮影動作が開始されると、規定のインターバル時間が経過して撮影時間が到来したか否かを監視する（ステップＳ２０２）。
そして、撮影時間が到来した場合、ステップＳ２０３において、上記（２）の方法で焦点位置の設定があるか否かを判定する。ここで、焦点位置の設定がない場合、すなわち、上記（１）の方法で焦点距離が設定されている場合、焦点位置を画面中央の被写体に設定し（ステップＳ２０４）、以後、この画面中央の焦点位置を基準として、焦点距離の切り替え動作と撮影動作を繰り返す処理に移行する（ステップＳ２０５〜Ｓ２０７）。
また、ステップＳ２０３で、焦点位置の設定がある場合、すなわち、上記（２）の方法で焦点位置が設定されている場合、その設定内容に応じて焦点位置に応じた焦点位置の切り替え動作と撮影動作を繰り返す処理に移行する（ステップＳ２０９〜Ｓ２１２）。

まず、前者のステップＳ２０４からステップＳ２０７に進む動作では、ステップＳ２０４において、画面中央の被写体の焦点距離をオートフォーカス機能によって測定し、この焦点距離を基準に焦点距離の最大値と最小値を算出し、ユーザによって設定された画像枚数（撮影回数）から焦点距離を算出する。そして、光学系を最初の焦点距離に設定した後（ステップＳ２０５）、撮影を行い、画像をワークメモリ２３に取り込む（ステップＳ２０６）。なお、この時、取り込んだ画像を再生して表示部３に表示してもよい。
そして、規定枚数が終了か否かを判定し（ステップＳ２０７）、未了の場合には、ステップＳ２０５に戻って次の焦点距離に設定した後、ステップＳ２０６で撮影を行い、画像をワークメモリ２３に取り込む。この動作を規定枚数が終了するまで、繰り返し行い、規定枚数が終了した時点で（ステップＳ２０７）、ステップＳ２１２に進む。

また、後者のステップＳ２０８からステップＳ２１１に進む動作では、ステップＳ２０８において、上記（２）の方法で設定された焦点位置を読み出し、その焦点位置の被写体の焦点距離をオートフォーカス機能によって測定し、光学系をその焦点距離に設定した後（ステップＳ２０９）、撮影を行い、画像をワークメモリ２３に取り込む（ステップＳ２１０）。なお、この時、取り込んだ画像を再生して表示部３に表示してもよい。
そして、規定枚数が終了か否かを判定し（ステップＳ２１１）、未了の場合には、ステップＳ２０８に戻って次の焦点位置を読み出して焦点距離を測定し（ステップＳ２０９）、次の焦点距離での撮影を行い、画像をワークメモリ２３に取り込む（ステップＳ２１０）。この動作を規定枚数が終了するまで、繰り返し行い、規定枚数が終了した時点で（ステップＳ２１１）、ステップＳ２１２に進む。

ステップＳ２１２では、上述のようにして取り込んだ複数枚の画像を予め決められた規則に沿って記憶部４の所定の記録領域に静止画ファイルとして格納する。すなわち、このインターバル撮影のマルチフォーカス撮影モードによって取り込んだ画像は、その後、編集処理等に便利なように整理して記録しておき、簡易な入力操作で各画像を参照できるようにすることが好ましい。ただし、ここで記録するファイルのフォーマットはどんなものでもよく、例えばＪＰＥＧなどを使用してもよい。また、本例では、ステップＳ２１３で記憶部４への記録を行っているが、ステップＳ２０６やステップＳ２１０の画像取り込み後に記録を行ってもよい。
この後、インターバル撮影が終了したか否かを判断し（ステップＳ２１３）、終了していない場合には、ステップＳ２０２に戻ってインターバルの経過を待つ。また、インターバル撮影動作が、規定時間もしくは規定インターバル回数等に達し、インターバル撮影が終了した場合には、撮影動作を終了する。

なお、この動作例は、インターバル毎に複数の焦点距離をリアルタイムで算出して複数回の撮影動作を行うものであるが、この代わりに、予め算出した複数の焦点距離をワークメモリ２３等に格納しておき、インターバル撮影時間の到来時に、ワークメモリ２３等に格納した内容を参照してオートフォーカス動作を経ることなく、焦点距離を直接光学系に設定して撮影を行うようにしてもよい。このような方法であれば、撮影時の動作が簡素になり、低コストで低速の簡易な装置にて実現できる利点がある。
また、以上の実施例では、インターバル撮影画像を静止画ファイルとして記録を行っているが、撮影動作の高速化によって、動画ファイルを記録するような構成も可能である。例えば、ステップＳ２０６やステップＳ２１０で１回分の画像を記憶部４に記録せずに、数フレーム分の画像が蓄積されるまで待ち、ある程度のフレーム数が蓄積されたら、それらを動画として記録してもよい。また、記録した静止画ファイルより、ユーザに画像を選択させ、そこから動画ファイルを作成するような構成も可能である。

本発明の実施例によるカメラ装置の概要を示す機能ブロック図である。 図１に示すカメラ装置のインターバル撮影に関する動作例を示すフローチャートである。 図１に示すカメラ装置のインターバル撮影に関する動作例を示すフローチャートである。 図１に示すカメラ装置のインターバル撮影時に使用する焦点位置選択画面の一例を示す説明図である。

符号の説明

１……撮像部、２……制御部、３……表示部、４……記憶部、２１……ＣＰＵ、２２……プログラムメモリ、２３……ワークメモリ。

Claims (6)

1. 画像を撮影する撮像部と、
   前記撮像部で撮影した画像を記録する記憶部と、
   ユーザ操作を受け付ける操作部と、
   前記撮像部によって撮影した画像を所定のインターバル毎に取り込んで前記記憶部に記録するインターバル撮影時に、インターバル毎に焦点を当てる距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードを有し、前記操作部に対するユーザ操作に応じて指定された画像内の複数の位置に基づき複数の前記焦点を当てる距離を決定する第１の合焦距離設定手段を有する制御部と
   を備える撮像装置。
2. 前記マルチフォーカス撮影モードにおいて前記インターバル撮影毎に画像を動画として前記記憶部に記録する
   請求項１記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、所定の最大の焦点を当てる距離と所定の最小の焦点を当てる距離とに基づき、マルチフォーカス撮影モードにおける複数の前記焦点を当てる距離を決定する第２の合焦距離設定手段をさらに有し、前記第１の合焦距離設定手段と前記第２の合焦距離設定手段とを選択的に動作させる
   請求項１記載の撮像装置。
4. 前記画像内の複数の位置は、前記表示部上に設けたタッチパネル式のポインティングデバイスによって入力させる
   請求項１記載の撮像装置。
5. 前記画像内の複数の位置は、前記表示部の画面中に表示されたカーソルを移動させて位置指定を行うカーソル式のポインティングデバイスによって入力させる
   請求項１記載の撮像装置。
6. 画像を撮影する撮像ステップと、
   前記撮像ステップにおいて撮影した画像を記録する記憶ステップと、
   ユーザ操作を受け付ける操作ステップと、
   前記撮像ステップによって撮影した画像を所定のインターバル毎に取り込んで前記記憶ステップにおいて記録するインターバル撮影時に、インターバル毎に焦点を当てる距離の異なる複数の画像を取り込むマルチフォーカス撮影モードを有し、前記操作ステップにおけるユーザ操作に応じて指定された画像内の複数の位置に基づき複数の前記焦点を当てる距離を決定する制御ステップと
   を含む撮像装置の制御方法。

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