JP5141532B2 - 電子カメラ - Google Patents

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Description

本発明は、電子カメラに関する。
従来、流し撮りの撮影では、予備撮影により被写体の移動量を予め求めておき、本撮影時に求められた移動量に基づいて補正レンズを移動して背景を流し撮りする技術が知られている。
特開2006−246354号公報
しかしながら、このような技術を天体の撮影に利用しようとすると、被写体の移動量を求めるための予備撮影を確実に行うことが困難であるという問題があった。すなわち、星は、非常に暗く、本撮影には、例えば2分程度の露光時間が必要になり、予備撮影にも比較的長い時間が必要になる。そして、予備撮影を必要最小限の時間で確実に行うためには、天体の撮影に習熟する必要があり、初心者にとって予備撮影を確実に行うことは困難であった。
本発明は、かかる事情に対処してなされたもので、予備撮影を短い時間で確実に行うことができる電子カメラを提供することを目的とする。
第1の発明の電子カメラは、撮影光学系による被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、前記撮像素子上の被写体像を前記撮像素子に対して相対移動させる像移動手段と、本撮影前に予備撮影を行い前記撮像素子上での被写体の動きを検出する検出手段と、前記本撮影時に前記検出手段の検出結果に基づいて前記被写体の動きを相殺するように前記像移動手段により前記撮像素子上の被写体像を移動させる補正手段と、前記本撮影の露光条件の設定により前記予備撮影の露光条件を自動的に設定する設定手段とを有することを特徴とする。
第2の発明の電子カメラは、第1の発明の電子カメラにおいて、前記露光条件は、露光時間、露光感度であることを特徴とする。
第3の発明の電子カメラは、第1または第2の発明の電子カメラにおいて、前記検出手段は、前記予備撮影において所定時間をおいて2つの画像を取得し、両者の被写体像の位置の差から前記撮像素子上での被写体の動きを検出することを特徴とする。
第4の発明の電子カメラは、第1または第2の発明の電子カメラにおいて、前記検出手段は、前記予備撮影において所定時間の撮影を行うことで得られた移動軌跡から前記撮像素子上での被写体の動きを検出することを特徴とする。
第5の発明の電子カメラは、第4の発明の電子カメラにおいて、前記予備撮影中に絞り値を変化させることを特徴とする。
第6の発明の電子カメラは、第1ないし第5のいずれか1の発明の電子カメラにおいて、前記予備撮影の露光感度を最高感度にすることを特徴とする電子カメラ。
本発明では、予備撮影を短い時間で確実に行うことができる。
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の電子カメラの第1の実施形態の構成を示すブロック図である。
電子カメラは、撮影光学系11、撮影レンズ駆動部12、揺動センサ部13、像ぶれ補正レンズ14、補正レンズ駆動部15、絞り16、絞り駆動部17、AFセンサ18、AEセンサ19、撮像素子20、アナログ信号処理部21、タイミングジェネレータ(TG)23、デジタル信号処理部25、画像処理部27、バッファメモリ29、記録I/F31、CPU33、フラッシュメモリ35、モニタ駆動部37、モニタ39、操作部41、バス43を有している。
デジタル信号処理部25、画像処理部27、バッファメモリ29、記録I/F31、CPU33、フラッシュメモリ35、モニタ駆動部37はバス43を介してそれぞれ接続されている。また、揺動センサ部13、AFセンサ18、AEセンサ19、TG23、操作部41は、それぞれCPU33と接続されている。
撮影光学系11は、ズームレンズ11aと、合焦位置調節用のフォーカシングレンズ11bとを含む複数のレンズ群で構成されている。撮影光学系11を構成する各レンズは、撮影レンズ駆動部12によって光軸方向に駆動調整される。絞り16は、撮像素子20に入射する単位時間当たりの光量を調整する。絞り16の開口量はCPU33の指示に応じて絞り駆動部17が調整する。
揺動センサ部13は、電子カメラの縦揺れを検出する縦方向角度センサと、電子カメラの横揺れを検出する横方向角度センサとを備えている。揺動センサ部13は、電子カメラの揺れを示すカメラ揺動データをCPU33に出力する。このカメラの揺動データは、像ぶれ補正レンズ14の移動量の演算に使用される。
像ぶれ補正レンズ14は光軸直角方向に揺動可能に構成されている。補正レンズ駆動部15は、像ぶれ補正レンズ14を縦方向に揺動させる縦揺動手段と、像ぶれ補正レンズ14を横方向に揺動させる横揺動手段とで構成される。補正レンズ駆動部15は、CPU33が演算した像ぶれ補正レンズ14の移動量に基づいて、像ぶれ補正レンズ14を揺動させて補正を実行する。
AFセンサ18は、撮影光学系11の焦点検出状態を検出しCPU33に出力する。AEセンサ19は、被写体の輝度を測定しCPU33に出力する。
撮像素子20は、撮影光学系11を通過した光束を光電変換して被写体像のアナログ画像信号を生成する。撮像素子20はレリーズ時に本画像を撮影する。撮像素子20は、非レリーズ時(撮影待機時)にも所定間隔毎に被写体を露光し、間引き読み出しによるアナログ画像信号(スルー画像信号)を出力する。スルー画像のデータは、モニタ39での画像表示などに使用される。
アナログ信号処理部21は、撮像素子20の出力に対してアナログ信号処理を施すアナログフロントエンド回路(AFE)である。アナログ信号処理部21は、相関二重サンプリングや、画像信号のゲインの調整や、画像信号のA/D変換を行う。アナログ信号処理部21の出力はデジタル信号処理部25に接続されている。
TG23は、CPU33の指示に基づいて、撮像素子20およびアナログ信号処理部21に対してタイミングパルスを供給する。撮像素子20およびアナログ信号処理部21の駆動タイミングは、TG23のタイミングパルスによって制御される。
デジタル信号処理部25は、アナログ信号処理部21から順次入力されるデジタル画像信号に対して、欠陥画素補正や黒レベルのオフセット補正などの信号処理を施すデジタルフロントエンド回路(DFE)である。なお、多チャンネル出力を行う撮像素子20を用いる電子カメラでは、各チャンネルから出力された画像信号の並べ替えがデジタル信号処理部25で行われる。
画像処理部27は、1フレーム分のデジタル画像信号に対して、各種の画像処理(色補間処理、階調変換処理、輪郭強調処理、ホワイトバランス調整など)を施す。また、画像処理部27は、CPU33の指示によりスルー画像のデータからモニタ39の表示用画像(ビュー画像)を生成する。さらに、画像処理部27は、本画像のデータをJPEG形式で圧縮する処理や、圧縮された撮影画像データを伸長復元する処理も実行する。
バッファメモリ29は、各種画像処理の前工程や後工程で本画像のデータなどを一時的に記録する。
記録I/F31には、記録媒体45を接続するためのコネクタが形成されている。記録I/F31は、コネクタに接続された記録媒体45に対してデータの書き込み/読み込みを実行する。記録媒体45は、ハードディスクや、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成される。図1では記録媒体45の一例としてメモリカードを図示する。
CPU33は、電子カメラの統括的な制御を行うプロセッサである。CPU33は所定のシーケンスプログラムに従って電子カメラの各部動作を制御するとともに、撮影時に必要となる各種演算(AF時のデフォーカス量の演算、AE演算など)を実行する。
フラッシュメモリ35は、画像処理部27による画像処理後の画像データを記憶する。
モニタ駆動部37は、CPU33の指示に基づいて駆動信号を出力することでモニタ39の表示を制御する。モニタ39は、例えば液晶モニタで構成されている。モニタ39には、スルー画像に基づくビュー画像が表示可能とされる。モニタ39には、GUI(Graphical User Interface)形式で各種の設定項目の入力が可能なメニュー画面が表示可能とされる。
モニタ39のメニュー画面では、ユーザーが撮影モードメニューを選択できる。撮影モードメニューには、星座モードが設けられている。星座モードの選択により予め定められたプログラムが開始され、星座の撮影が行われる。
操作部41は、レリーズ釦47、操作釦49を有している。レリーズ釦47は、半押し操作によるAFなどの指示入力と、全押し操作によるレリーズ指示(露光開始の指示)の入力とをユーザーから受け付ける。操作釦49は、例えばコマンドダイヤル、十字状のカーソルキー、決定釦などで構成される。操作釦49は、電子カメラのモード切替操作や、メニュー画面上での入力操作などをユーザーから受け付ける。
図2は、上述した電子カメラの撮影モードメニューで星座モードが選択された時の動作を説明するフローチャートである。
ステップS1:CPU33は、本撮影の露光条件を入力するようにモニタ39に表示する。本撮影の露光条件は、本撮影時の露光時間(以下本露光時間という)および本撮影時の露光感度(以下本露光感度という)により設定される。カメラへの入力は、例えばメニュー画面上で本露光時間および本露光感度を入力することにより行われる。
ステップS2:CPU33は本撮影の露光条件が入力されたか否かを判定する。なお、所定時間内に入力されない場合には星座モードの選択を解除する。
ステップS3:本撮影の露光条件が入力された場合には、CPU33は、予備撮影の露光条件を設定する。予備撮影の露光条件は、予備撮影の露光時間(以下予備露光時間という)および予備露光時の露光感度(以下予備露光感度という)により設定される。
この実施形態では、予備露光感度には、カメラで設定可能な最大感度が設定される。そして、次式を用いて予備露光時間を設定する。
本露光時間(TVmain)×本露光感度(SVmain)
=係数(k)×予備露光時間(TVsub)×設定可能な最大感度(SVmax)
ここで、係数(k)は、予め求められた値である。係数(k)の値は、予備露光時間ができるだけ短くなるように実験等により求められる。ステップS2において本露光時間と本露光感度が入力されると、上述した式に基づいて予備露光時間(TVsub)が求められる。
この実施形態では、図3に示すように、1回目の予備露光(以下予備露光1という)と2回目の予備露光(以下予備露光2という)が行われる。従って、予備露光1、2の予備露光時間(TVsub)の設定とともに、予備露光1、2の時間間隔Tが設定される。予備露光1、2の時間間隔Tは、撮像された被写体の位置を確実に検出できる最も短い時間に設定される。
ステップS4:CPU33はレリーズ釦47が全押しされたか否かを判定する。なお、所定時間内に全押しされない場合には星座モードの選択を解除する。
ステップS5:レリーズ釦47が全押しされた場合には、露光感度をカメラで設定可能な最大感度に設定する。
ステップS6:予備露光1を行う。この予備露光1は、カメラで設定可能な最大感度で、ステップS3で述べた予備露光時間(TVsub)行われる。
ステップS7:CPU33は所定時間Tが経過したか否かを判定する。この所定時間Tは、図3に示すように、予備露光1の終了から予備露光2の開始までの時間Tである。
ステップS8:所定時間が経過した場合には、予備露光2を行う。予備露光2は、予備露光1と同様に、カメラで設定可能な最大感度で、ステップS3で述べた予備露光時間(TVsub)行われる。
ステップS9:CPU33は、予備露光1、2に基づいて星からなる被写体の移動ベクトルを演算する。予備露光1、2により撮像素子20に撮像された被写体の像は、例えば図4に示すようになる。符号1は予備露光で撮像された被写体の像を、符号2は予備露光で撮像された被写体の像を示している。この実施形態では、カメラは三脚等に固定されており、星座の撮影中はカメラ自身が移動することはない。また、予備露光1と予備露光2との間には、像ぶれ補正レンズ14は中心位置に固定されている。従って、図4において被写体の像1と被写体の像2とを結び、被写体の像2方向に矢符を設けたベクトルVは、被写体の移動ベクトルになる。そして、この移動ベクトルをX、Y方向に分解し、上述した予備露光時間(TVsub)から露光時間tを引いた時間で除算することにより単位時間あたりの被写体のX、Y方向の移動量Vx/t、Vy/tを求めることができる。
ステップS10:CPU33は、本撮影の露光条件を設定する。本撮影の露光条件は、ステップS2で入力された本露光時間および本露光感度に設定される。
ステップS11:CPU33は、本露光を開始する。
ステップS12:CPU33は、本露光の開始と同時に、像ぶれ補正レンズ14を補正レンズ駆動部15を介して駆動する。像ぶれ補正レンズ14は、撮像素子20上の被写体の像の移動を相殺するように移動される。すなわち、像ぶれ補正レンズ14は、撮像素子20上の被写体の像が、ステップS9で求められた単位時間あたりの被写体のX、Y方向の移動量Vx/t、Vy/tとなるように、かつ、ステップS9で求められた移動ベクトルの矢符方向と反対方向に移動するように駆動される。
ステップS13:CPU33は、本露光を終了する。ステップS2で入力された本露光時間になったところで露光を終了する。
ステップS14:CPU33は、本撮影で撮影された画像をフラッシュメモリに保存する。
上述した電子カメラでは、本撮影の露光条件の設定により、予備撮影の露光条件を予め求められた式に基づいて自動的に設定するようにしたので、予備撮影を短い時間で確実に行うことができる。
(第2の実施形態)
第2の実施形態の電子カメラは、第1の実施形態の電子カメラと略同様に構成されているため図示を省略する。なお、この実施形態において第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図5は、電子カメラの撮影モードメニューで星座モードが選択された時の動作を説明するフローチャートである。
ステップS1:CPU33は、本撮影の露光条件を入力するようにモニタ39に表示する。本撮影の露光条件は、本露光時間および本露光感度により設定される。カメラへの入力は、例えばメニュー画面上で本露光時間および本露光感度を入力することにより行われる。
ステップS2:CPU33は本撮影の露光条件が入力されたか否かを判定する。なお、所定時間内に入力されない場合には星座モードの選択を解除する。
ステップS3:本撮影の露光条件が入力された場合には、CPU33は、予備撮影の露光条件を設定する。予備撮影の露光条件として、予備露光時間および予備露光感度が設定される。予備露光感度には、カメラで設定可能な最大感度が設定される。
予備露光時間は、次式を用いて設定される。
本露光時間(TVmain)×本露光感度(SVmain)
=係数(k’)×予備露光時間(TVsub)×設定可能な最大感度(SVmax)
ここで、係数(k’)は、予め求められた値である。係数(k’)の値は、予備露光時間ができるだけ短くなるように実験等により求められる。ステップS2において本露光時間と本露光感度が入力されると、上述した式に基づいて予備露光時間(TVsub)が求められる。この実施形態では、予備露光は1回であり、予備露光時間(TVsub)の間連続して露光が行われる。
ステップS4:CPU33はレリーズ釦47が全押しされたか否かを判定する。なお、所定時間内に全押しされない場合には星座モードの選択を解除する。
ステップS5:レリーズ釦47が全押しされた場合には、露光感度をカメラで設定可能な最大感度に設定する。
ステップS6:CPU33は、絞り16を開放絞り16に設定する。
ステップS7:CPU33は、予備露光を開始する。この予備露光は、カメラで設定可能な最大感度で、ステップS3で求められた予備露光時間(TVsub)行われる。
ステップS8:CPU33は、予備露光の開始と同時に絞り16を小さくする。この実施形態では、絞り16が順次絞られる。なお、段階的に絞るようにしても良い。これにより被写体の移動方向を容易,確実に検出することが可能になる。
ステップS9:CPU33は所定時間が経過したか否かを判定する。この所定時間は、被写体の移動量を確実に測定できる最も短い時間に予め設定されている。すなわち、所定時間を短くするほど予備撮影時間を短くすることができる。しかしながら、短くすると移動ベクトルの大きさが小さくなり正確な移動量を求めることができなくなる。従って、被写体の移動量を確実に測定できる最も短い時間に予め設定されている。
ステップS10:予備露光を終了する。
ステップS11:CPU33は、予備露光に基づいて被写体の移動ベクトルを演算する。予備露光により撮像素子20に撮像された被写体の像は、例えば図6に示すようになる。符号Sは予備露光の開始時に撮像された被写体の像を、符号Fは予備露光の終了時に撮像された被写体の像を示している。この実施形態では、カメラは三脚等に固定されており、星座の撮影中はカメラ自身が移動することはない。また、予備露光の間は、像ぶれ補正レンズ14は中心位置に固定されている。従って、図6において被写体の像Sと被写体の像Fとを結び、小さい被写体の像F方向に矢符を設けたベクトルVは、被写体の移動ベクトルになる。そして、この移動ベクトルをX、Y方向に分解し、予備露光を行った予備露光時間(TVsub)で除算することにより単位時間あたりの被写体のX、Y方向の移動量Vx/t、Vy/tを求めることができる。
ステップS12:CPU33は、本撮影の露光条件を設定する。本撮影の露光条件は、ステップS2で入力された本露光時間および本露光感度に設定される。
ステップS13:CPU33は、本露光を開始する。
ステップS14:CPU33は、本露光の開始と同時に、像ぶれ補正レンズ14を補正レンズ駆動部15を介して駆動する。像ぶれ補正レンズ14は、撮像素子20上の被写体の像の移動を相殺するように移動される。すなわち、像ぶれ補正レンズ14は、撮像素子20上の被写体の像が、ステップS11で求められた単位時間あたりの被写体のX、Y方向の移動量Vx/t、Vy/tとなるように、かつ、ステップS11で求められた移動ベクトルの矢符方向と反対方向に移動するように駆動される。
ステップS15:CPU33は、本露光を終了する。ステップS2で入力された本露光時間になったところで露光を終了する。
ステップS16:CPU33は、本撮影で撮影された画像をフラッシュメモリに保存する。
この実施形態の電子カメラでは、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(変形例)
この変形例の電子カメラは、第1の実施形態の電子カメラと略同様に構成されているため図示を省略する。なお、この変形例において第1の実施形態と同一の要素には同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
図7は、電子カメラの撮影モードメニューで星座モードが選択された時の動作を説明するフローチャートである。
ステップS1:CPU33はレリーズ釦47が全押しされたか否かを判定する。なお、所定時間内に全押しされない場合には星座モードの選択を解除する。
ステップS2:レリーズ釦47が全押しされた場合には、露光感度をカメラで設定可能な最大感度に設定する。
ステップS3:CPU33は、絞り16を開放絞りに設定する。
ステップS4:CPU33は、予備露光を開始する。この予備露光は、カメラで設定可能な最大感度で、かつ、予め設定されている所定時間行われる。この所定時間は、被写体の移動量を確実に測定できる最も短い時間に予め設定されている。
ステップS5:CPU33は、予備露光の開始と同時に絞り16を小さくする。この実施形態では、絞り16が順次絞られる。
ステップS6:CPU33は所定時間が経過したか否かを判定する。
ステップS7:予備露光を終了する。
ステップS8:CPU33は、予備露光に基づいて複数の被写体の移動ベクトルを演算する。
ステップS9:CPU33は、移動ベクトルに基づいて本撮影の露光条件を設定する。予備露光により撮像素子20に撮像された複数の被写体の像は、例えば図8に示すようになる。撮像素子20の中央、左上、右下の領域には、被写体の像が存在する。中央の被写体の像の移動ベクトルの大きさはV1、左上の被写体の像の移動ベクトルの大きさはV2、右下の被写体の像の移動ベクトルの大きさはV3となっている。そして、北の方位に位置する中央の被写体の像の移動ベクトルの大きさは移動ベクトルV2、V3の大きさに比較して小さなものになっている。このような場合に、一番大きい移動ベクトルV3に基づいて他の被写体の像に対して同一の補正を行うと中央の被写体の像が撮像素子20上で大きく移動することになる。
そこで、この実施形態では、複数の移動ベクトルのうち一番大きい移動ベクトルV3に基づいて本撮影の露光条件が設定される。すなわち、この実施形態では、図9に示すように、一番大きい移動ベクトルの大きさの値に対応して本露光時間、本露光感度がテーブルとして設定されている。このテーブルは、A1,A2、…Anの順で移動ベクトルが大きくなっている。そして、移動ベクトルの大きさが大きくなると、本露光時間が小さくなるように設定されている。例えば一番大きい移動ベクトルがA2の時には、本露光時間はB2となる。
ステップS10:CPU33は、本露光を開始する。
ステップS11:CPU33は、本露光の開始と同時に、像ぶれ補正レンズ14を補正レンズ駆動部15を介して駆動する。
ステップS12:CPU33は、本露光を終了する。ステップS9で設定された本露光時間になったところで露光を終了する。
ステップS13:CPU33は、本撮影で撮影された画像をフラッシュメモリ35に保存する。
この変形例では、予備撮影に基づいて本撮影の露光条件を設定するようにしたので、本撮影を確実に行うことができる。
(実施形態の補足事項)
以上、本発明を上述した実施形態によって説明してきたが、本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下のような形態でも良い。
(1)上述した実施形態では、像ぶれ補正レンズ14を駆動して撮像素子20上の被写体像を移動した例について説明したが、例えば撮像素子20を移動するようにしても良い。
(2)上述した実施形態では、移動ベクトルを直線状に近似した例について説明したが、例えば被写体の像の移動に沿って移動ベクトルを設定するようにしても良い。
(3)上述した実施形態では、本発明を星座の撮影に適用した例について説明したが、必要により他の撮影にも広く適用することができる。
本発明の電子カメラの第1の実施形態を示す説明図である。 図1の電子カメラの動作を示す説明図である。 予備露光1と予備露光2の関係を示す説明図である。 移動ベクトルを示す説明図である。 本発明の電子カメラの第2の実施形態を示す説明図である。 移動ベクトルを示す説明図である。 本発明の電子カメラの変形例を示す説明図である。 移動ベクトルを示す説明図である。 移動ベクトルのテーブルを示す説明図である。
符号の説明
11…撮影光学系、14…像ぶれ補正レンズ、15…補正レンズ駆動部、16…絞り、33…CPU。

Claims (6)

  1. 撮影光学系による被写体像を光電変換して画像信号を生成する撮像素子と、
    前記撮像素子上の被写体像を前記撮像素子に対して相対移動させる像移動手段と、
    本撮影前に予備撮影を行い前記撮像素子上での被写体の動きを検出する検出手段と、
    前記本撮影時に前記検出手段の検出結果に基づいて前記被写体の動きを相殺するように前記像移動手段により前記撮像素子上の被写体像を移動させる補正手段と、
    前記本撮影の露光条件の設定により前記予備撮影の露光条件を自動的に設定する設定手段と、
    を有することを特徴とする電子カメラ。
  2. 請求項1記載の電子カメラにおいて、
    前記露光条件は、露光時間、露光感度であることを特徴とする電子カメラ。
  3. 請求項1または請求項2記載の電子カメラにおいて、
    前記検出手段は、前記予備撮影において所定時間をおいて2つの画像を取得し、両者の被写体像の位置の差から前記撮像素子上での被写体の動きを検出することを特徴とする電子カメラ。
  4. 請求項1または請求項2記載の電子カメラにおいて、
    前記検出手段は、前記予備撮影において所定時間の撮影を行うことで得られた移動軌跡から前記撮像素子上での被写体の動きを検出することを特徴とする電子カメラ。
  5. 請求項4記載の電子カメラにおいて、
    前記予備撮影中に絞り値を変化させることを特徴とする電子カメラ。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項記載の電子カメラにおいて、
    前記予備撮影の露光感度を最高感度にすることを特徴とする電子カメラ。
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